具有锥形周边的过滤器元件制造技术

各种实施例涉及过滤器元件。这样的一种过滤器元件包括具有多个流体通道的过滤介质。多个流体通道的每一个包括具有入口高度的入口和具有出口高度的出口。入口高度大于出口高度。过滤介质限定了具有入口面面积的入口面和具有出口面面积的出口面。入口面构造为接收待过滤空气。出口面构造为排出过滤后的空气。入口面积大于出口面积。

Filter element with conical periphery

Various embodiments relate to filter elements. Such a filter element includes a filter medium having multiple fluid channels. Each of the multiple fluid passages includes an inlet with an inlet height and an outlet with an outlet height. The entrance height is higher than the exit height. The filter medium defines the entrance surface with the area of the entrance surface and the exit surface with the area of the exit surface. The inlet surface is constructed to receive air to be filtered. The outlet surface is constructed to discharge filtered air. The entrance area is larger than the exit area.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有锥形周边的过滤器元件相关申请的交叉引用本申请要求2016年7月13日提交的美国专利号为62/361,922的美国临时专利的优先权的权益，其内容通过引用整体并入本文。
本申请涉及与过滤系统一起使用的过滤器元件。
技术介绍
内燃机通常燃烧燃料(例如，汽油、柴油、天然气等)和空气的混合物。在进入发动机之前，通常通过过滤器元件进气以在输送到发动机之前从进气中去除污染物(例如，颗粒、灰尘、水等)。过滤器元件需要定期更换，因为过滤器元件的过滤介质捕获并从通过过滤介质的进气中去除颗粒。因此，过滤器元件通常可拆卸地容纳在壳体中，以便于更换。空气过滤器壳体通常在设计时考虑到显着的空间限制。一些空气过滤器壳体通过塑料注塑工艺制造。因此，壳体部分具有轻微的拔模角度(例如，每侧约1-3°)，以便于在制造期间从模具中取出模制部件。此外，重型卡车进气系统通常在发动机罩增压室连接处具有非常大的有效入口直径，然后在内燃机的空气入口(例如，涡轮连接)处逐渐变细或逐步降低至较小的出口。由此产生的锥形过滤器壳体导致对于容纳在壳体内的过滤器元件的设计考虑很困难。
技术实现思路
各种实施例涉及过滤器元件。这样的一种过滤器元件包括具有多个流体通道的过滤介质。多个流体通道的每一个包括具有入口高度的入口和具有出口高度的出口。入口高度大于出口高度。过滤介质限定了具有入口面面积的入口面和具有出口面面积的出口面。入口面构造为接收待过滤空气。出口面构造为排出过滤后的空气。入口面积大于出口面积。从以下结合附图的详细描述中，这些和其他特征以及其操作的组织和方式将变得显而易见，其中相同的元件在下面描述的几个附图中具有相同的标号。附图简要说明图1示出根据一个示例性实施例的过滤器壳体的横截面图。图2示出根据一个示例性实施例的盘绕的过滤器元件的透视图。图3A示出表示如图2的过滤器元件非盘绕和非层叠状态下的过滤介质以及图3B表示单独流体通道在其入口处的横截面。图4示出了由图2的过滤器介质组成的层叠的过滤介质包的透视图。图5示出表示过滤器元件的增加的表面面积对过滤元件的限制的影响的曲线图。图6A示出根据一示例性实施例的层叠的过滤介质包的透视图，所述过滤介质包具有由过滤介质组成的平坦平面流动面。图6B示出了具有图6A的平坦平面流动面的层叠的过滤介质包的俯视图。图6C示出了表示具有图6A的平坦平面流动面的层叠的过滤介质包的成角度横截面图。图6D示出了具有图6A的平坦平面流动面的层叠的过滤介质包的出口面的后视图。图7示出了根据另一示例实施例的层叠的过滤介质包的透视图，所述过滤介质包具有由过滤介质构成的平坦平面流动面。图8A示出根据一示例的实施例的层叠的过滤介质包的透视图，所述过滤介质包具有由过滤介质构成的同轴的、圆柱形流动面。图8B表示具有图8A的同轴圆柱形流动面的层叠的过滤介质包的成角度的截面图。图8C示出了具有图8A的同轴的、圆柱形流动面的层叠的过滤介质包的入口面的前视图。图8D示出了具有图8A的同轴的、圆柱形流动面的层叠的过滤介质包的出口面的后视图。图9A示出根据另一示例的实施例的层叠的过滤介质包的透视图，其具有由过滤介质组成的同轴的、圆柱形流动面。图9B示出了具有图9A的同轴的、圆柱形流动面的层叠的过滤介质包的入口面的前视图。图9C示出了具有图9A的同轴的、圆柱形流动面的层叠的过滤介质包的出口面的后视图。图9D示出了具有图9A的同轴的、圆柱形流动面的层叠的过滤介质包的侧视图。图10A示出了根据一个示例的实施例由四面体过滤介质组成的单层成对的过滤介质片的流动的透视图。图10B示出表示沿着图10A的单层成对的过滤介质片的横截面的流动。图10C示出沿着图10C的单层成对的过滤介质片的入口面的前视图。图10D示出沿着图10A的单层成对的过滤介质片的出口面的后视图。图10E示出了根据一个示例实施例的表示沿着由四面体过滤介质组成的单层成对的过滤介质片的流动的俯视图。具体实施方式具体地参考附图，描述了过滤系统，其具有可拆卸地容纳在壳体中的过滤器元件。壳体包括壳体主体，所述壳体主体具有通过拔模角度成角的壳体侧壁。过滤器元件由过滤介质组成，过滤元件具有多个流体通道。流体通道具有比出口开口更大的入口开口。因此，过滤器元件具有入口流动面，该入口流动面具有比出口流动面更大的面积。所得的过滤元件具有成角度的侧壁。过滤器元件的成角度的侧壁可以与壳体的拔模角度匹配，从而最大化容纳在壳体中的过滤介质的量。参见图1，示出了根据一个示例性实施例的过滤器壳体100的横截面示意图。过滤器壳体100包括限定出口104的壳体主体102和限定入口108的盖体106。在一些布置中，壳体主体102和盖体106由注模塑料制成。因此，壳体主体102的侧壁通过拔模角度110略微成角度(angled)或锥化(tapered)，以允许从模具中取出壳体主体102。在一些布置中，拔模角度110至少为1度。在其他布置中，拔模角度110在2到4度之间。在进一步的布置中，拔模角度110高达20度。每个侧壁的拔模角度110可以不同或相同。在一些布置中，侧壁形成大致圆柱形形状(即，周向壁为相对垂直于入口面或出口面，由拔模角度110成角度的圆柱形状)。壳体主体102的侧壁的拔模角度110导致过滤室112在第一端(最靠近入口108的端部)较宽并且在第二端(最靠近出口104的端部)较窄。如下所述，安装在过滤室112的过滤器元件包括匹配的锥体(即，过滤器元件的侧壁成角度以匹配拔模角110)，以使过滤系统的过滤能力最大化。参见图2，示出了根据一个示例性实施例的过滤器元件200的透视图。过滤器元件200是盘绕的圆柱形过滤器元件，其具有入口面202和出口面204。过滤器元件200包括入口面202，所述入口面202的直径大于所述出口面204的直径。过滤器元件200包括围绕中心芯208盘绕的过滤介质206。过滤介质206包括多个流体通道。在一些布置中，在入口面202和出口面204处交替密封过滤介质的流体通道。待过滤的空气流入入口面202，并且过滤后的空气离开出口面204。如下面进一步详细描述的，入口流体通道高度大于出口流体通道高度，这导致入口面202的入口直径大于出口面204的出口直径。因此，过滤器元件200具有侧壁(例如，周壁)，该侧壁具有拔模角度210(即，侧壁相对于入口面202和出口面204以非垂直角度成角度，从而导致过滤器元件呈锥形)。在一些布置中，拔模角度210与过滤器壳体100的拔模角度110相同。在一些布置中，入口面202的直径为254mm，出口面204的直径为227mm。参见图3A，过滤介质206的视图以展开(uncoiled)和未层叠的状态示出。如上所述，过滤介质206包括多个流体通道302。每个流体通道在过滤介质206的相对侧上打开和关闭作为直接紧邻的流体通道。每个流体通道302具有入口的入口高度304以及出口的出口高度306，所述入口接收待过滤的空气。在这种情况下，各自的高度指从在流体通道(在各自的入口或出口处)横截面中的“v”的最低点到同一个“v”中的最高点，在过滤介质206的折线的大致方向上，沿着基本垂直于过滤介质206的纵向长度的轴的距离。这在图3B中表示(关于入口高度304)。入口高度304大于出口高度306。因此，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种过滤元件，其特征在于，所述过滤元件包括：过滤介质，所述的过滤介质具有多个流体通道，所述多个流体通道的每一个包括具有入口高度的入口和具有出口高度的出口，所述的入口高度大于所述的出口高度，所述的过滤介质限定具有入口面面积的入口面和具有出口面面积的出口面，所述的入口面构造为接受待过滤的空气，所述的出口面构造为排出过滤后的空气，所述的入口面面积大于所述的出口面面积。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.13 US 62/361,9221.一种过滤元件，其特征在于，所述过滤元件包括：过滤介质，所述的过滤介质具有多个流体通道，所述多个流体通道的每一个包括具有入口高度的入口和具有出口高度的出口，所述的入口高度大于所述的出口高度，所述的过滤介质限定具有入口面面积的入口面和具有出口面面积的出口面，所述的入口面构造为接受待过滤的空气，所述的出口面构造为排出过滤后的空气，所述的入口面面积大于所述的出口面面积。2.根据权利要求1所述的过滤器元件，其特征在于，所述的多个流体通道包括在上游端和下游端交替密封的凹槽。3.根据权利要求1所述的过滤器元件，其特征在于，所述的多个流体通道包括四面体流体通道。4.根据权利要求3所述的过滤器元件，其特征在于，包含四面体流体通道的所述多个流体通道是不对称地形成。5.根据权利要求3所述的过滤器元件，其特征在于，由包含朝入口面边缘比出口面边缘更深的四面体形状形成入口高度大于出口高度。6.根据权利要求1所示的过滤器元件，其特征在于，还包括芯体，其中所述的过滤介质围绕缠绕在所述芯体上。7.根据权利要求1所述的过滤器元件，其特征在于，层叠所述的过滤介质以形成多面体形状。8.根据权利要求1所述的过滤器元件，其特征在于，还包括由过滤介质形成的侧壁，所述侧壁以非垂直角度相对于入口面成角度。9.根据权利要求1所述的过滤器元件，其特征在于，所述的多个流体通道在所述入口和所述出口处交替密封。10.根据权利要求1所述的过滤器元件，其特征在于，所述的入口基本为V形入口，所述的入口高度为从V形入口的底端至V形入口的顶端，沿着基本垂直于过滤介质的纵向长度的轴的距离。11.根据权利要求1所述的过滤器元件，其特征在于，所述的出口基本为w形出口，所述的出口高度为从w形出口的底端至w形入口的顶端沿着...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·E·霍尔姆，S·W·施瓦兹，
申请(专利权)人：康明斯过滤IP公司，
类型：发明
国别省市：美国,US