用于过滤器打褶的周期性径向对称制造技术

披露了一种圆柱形过滤器元件，该圆柱形过滤器元件具有中心纵向轴线和过滤介质，该过滤介质包括多个径向延伸的褶皱，这些褶皱以围绕中心纵向轴线重复的图案进行布置。褶皱中的每一个包括褶皱内端头，其中每个图案的褶皱内端头限定沿着过滤器元件的高度延伸的开放区域，并且其中每个褶皱图案包括在长度方面从主褶皱下降到次褶皱的第一系列中间褶皱和在长度方面从相邻的褶皱图案的次褶皱上升到主褶皱的第二系列中间褶皱。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于过滤器打褶的周期性径向对称相关申请的交叉引用本申请要求2017年12月14日提交的美国临时专利申请号62/598,692的优先权和权益，所述文献的全部内容通过援引以其全文并入本文。
本专利技术涉及过滤器，并且更具体地涉及以圆柱形构型布置用于过滤器组件的打褶的过滤器元件。
技术介绍
流体过滤器通常用于移除来自液体或气体的污染物，以防止对下游部件(比如发动机)的损坏。过滤系统总体上被构造成使得进入的被污染的流体沿着流动路径移动，直到它遇到过滤材料。在流体经过过滤材料时，足够量的污染物将被过滤材料捕获，从而认为离开过滤器的流体对于所得流体的特定用途是足够干净的。各种各样的过滤器构型可用于在不同的应用中使用。在相对简单的构型中，单个平坦的过滤材料片材被定位在流体路径中，使得被污染的流体从过滤材料的“脏”侧流到“干净”侧，其中平坦的过滤片材特别地被设计成具有过滤材料，过滤材料将捕获具有特定大小和/或成分的污染物。为了提供附加的过滤能力，通常将过滤材料打褶以增加在相同空间中使用的过滤介质的量。特别地，过滤介质可以以类似手风琴的方式折叠，以在材料的宽度上产生多个褶皱。用于这些布置的褶皱通常包括在介质包的宽度上具有相同或相似高度的褶皱。为了装配到特定的开口中和/或进一步增加在给定体积中提供的过滤材料的量，打褶的过滤材料也可以被布置成圆柱形构型，其中褶皱在径向方向上延伸，比如从打褶的材料围绕其缠绕的中心芯区域延伸。在这种构型中，被污染的流体可以通过圆柱体的侧面进入介质包，穿过打褶的过滤介质，然后通过中心芯区域离开过滤器。由于这种圆柱体的几何形状，靠近中心芯区域的褶皱内端头比靠近圆柱体的外侧的褶皱外端头更紧密地装填。在这种布置中的芯的相对大小是在确定在给定空间中可以提供的过滤材料的量中的重要参数。为了进一步利用褶皱在该处被更远地间隔开的外周边，圆柱形过滤器元件已设有在一直延伸到中心芯的褶皱之间从过滤器的外周边径向向内延伸的不同长度的褶皱。这种布置带来的一个挑战是较短的褶皱倾向于朝向中心芯区域迁移，或者以其他方式背离最初制造过滤器的构型移动。虽然上述构型对于许多过滤应用来说是足够的，但是需要为过滤材料提供褶皱构型，所述褶皱构型可以进一步增加给定过滤空间中可用的打褶的材料的量，同时保持其期望的构型。
技术实现思路
根据本专利技术，为圆柱形过滤器元件提供了多种褶皱构型，这些褶皱构型增加了给定体积中包含的介质，同时提供了其他有益的特性。这些过滤器元件可以用于发动机和工业液体应用、整体过滤、或其中增加的单位体积介质是期望的任何液体应用。这些过滤器元件构型包括打褶的材料片材，打褶的材料片材在围绕元件的圆周的图案中在褶皱高度方面具有不同，其中每个褶皱由相邻的较短褶皱以最小化褶皱的装袋的方式进行支撑。对于给定的体积，这种相同的褶皱构型形成了具有增加的介质面积的多个内部入口/出口通路，并且还提供了对与褶皱深度无关的入口/出口通路速度的控制。在本专利技术的某些实施例中，打褶构型可以比在具有均匀尺寸的褶皱的类似构型的情况下产生多出近50％的介质。在一个实施例中，褶皱围绕圆周以重复的图案布置，其中图案的每个实例从接近元件直径的近50％的长褶皱或主褶皱开始并逐渐减小至更小的长度，其中用于折叠材料的制造限制可以有助于确定最小褶皱高度。整个图案中的褶皱高度以及褶皱间距方面的减小的性质被设计成形成一系列入口/出口通道，这些通道与具有相对应的开口的开放端盖相配合，该开口通常类似于花瓣或风扇叶片。图案中的褶皱高度的序列可以被设计或“调整”以形成期望的入口/出口通道区域。在某些实施例的情况下，每个图案的主褶皱可以在圆柱形过滤器元件的中心处(例如，在其中心纵向轴线处)彼此结合或结合到胶珠，以对过滤介质提供附加的支撑，而不干扰过滤期间的流体流动。根据实施例，提供了一种圆柱形过滤器元件，该圆柱形过滤器元件包括中心纵向轴线和过滤介质，该过滤介质包括多个径向延伸的褶皱，这些褶皱以围绕中心纵向轴线重复的图案进行布置。过滤介质的外圆柱形周边由多个径向延伸的褶皱中的每一个的褶皱外端头限定；并且每个褶皱图案包括：主褶皱，该主褶皱具有第一长度并从外圆柱形周边处的褶皱外端头径向延伸至中心纵向轴线处的褶皱内端头；与主褶皱间隔开的次褶皱，该次褶皱包括小于第一长度的第二长度并且从外圆柱形周边处的褶皱外端头朝向中心纵向轴线径向延伸至褶皱内端头；至少第一中间褶皱，该至少第一中间褶皱被定位在主褶皱与次褶皱之间并且具有在主褶皱的第一长度与次褶皱的第二长度之间的长度；以及至少第二中间褶皱，该至少第二中间褶皱被定位在相邻的褶皱图案的次褶皱与主褶皱之间，并且具有在相邻的褶皱图案的次褶皱的第二长度与主褶皱的第一长度之间的长度。在另一实施例中，提供了一种圆柱形过滤器元件，该圆柱形过滤器元件包括中心纵向轴线和过滤介质，该过滤介质包括多个径向延伸的褶皱，这些褶皱以围绕中心纵向轴线重复的图案进行布置。褶皱中的每一个包括褶皱内端头，其中每个图案的褶皱内端头限定沿着过滤器元件的高度延伸的开放区域，并且其中每个褶皱图案包括在长度方面从主褶皱下降到次褶皱的第一系列中间褶皱和在长度方面从相邻的褶皱图案的次褶皱上升到主褶皱的第二系列中间褶皱。附图说明将参照附图对本专利技术作进一步的解释，其中若干个视图中的类似结构由类似的数字来表示，并且在附图中：图1是本专利技术的打褶的过滤器的实施例的透视图，包括过滤过程期间的示例性流体流动路径的表示；图2是图1的打褶的过滤器的俯视示意图；图3是本专利技术的打褶的过滤器的实施例的俯视示意图；图4是本专利技术的打褶的过滤器的实施例的俯视示意图；图5是本专利技术的打褶的过滤器的实施例的俯视示意图；图6是本专利技术的打褶的过滤器的实施例的俯视示意图；图7是包括端盖的本专利技术的打褶的过滤器组件的实施例的透视图；图8是图7的打褶的过滤器组件的底部透视图；图9是包括端盖的本专利技术的打褶的过滤器组件的实施例的透视图；以及图10是图9的打褶的过滤器组件的底部透视图。具体实施方式现在参考附图，其中，在整个若干附图中，用相似的附图标记来标记部件，并且首先参考图1，展示了本专利技术的圆柱形过滤器10的透视图，并用箭头展示了过滤过程期间流体流动的示例性方向。如图所示，过滤器10包括围绕中心纵向轴线14以圆柱形构型布置的打褶的过滤材料12，其中材料包括具有不同长度的、以围绕其圆周重复一定次数的图案进行布置的褶皱。在本实施例中，流体通过过滤器10的侧面或外周边进入，如箭头16所指示，并通过多个开口(其将在下面进行描述)在大致由箭头18指示的方向上离开。替代性地，流体可以在与所示的方向相反的方向上被引导，和/或流体可以以不同于平行和垂直于中心轴线14的角度朝向和/或背离过滤器移动。如上所述和所展示的，本专利技术的过滤器构型被提供为具有圆形端部轮廓的圆柱体。然而，应当理解的是，过滤器元件在形状方面可以是非圆柱形的，比如在形状方面至少稍微卵形或椭圆形、跑道型形状、或其他规则或不规则的形状。进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种圆柱形过滤器元件，包括：/n中心纵向轴线；/n过滤介质，所述过滤介质包括多个径向延伸的褶皱，所述褶皱以围绕所述中心纵向轴线重复的图案布置，其中：/n所述过滤介质的外圆柱形周边由所述多个径向延伸的褶皱中的每一个褶皱的褶皱外端头限定；并且/n径向延伸的褶皱的每个图案包括：/n主褶皱，所述主褶皱包括两个臂，所述两个臂具有第一长度并从褶皱外端头朝向所述中心纵向轴线径向延伸并延伸至褶皱内端头，其中所述主褶皱的褶皱内端头位于从所述褶皱外端头朝向所述中心纵向轴线的径向距离的至少75％处；/n与所述主褶皱间隔开的次褶皱，所述次褶皱包括两个臂，所述两个臂从褶皱外端头朝向所述中心纵向轴线径向延伸并延伸至褶皱内端头，其中所述次褶皱的臂包括小于所述主褶皱的臂的所述第一长度的第二长度；/n至少第一中间褶皱，所述至少第一中间褶皱被定位在所述主褶皱和所述次褶皱之间并包括具有第三长度的两个臂，所述第三长度在所述主褶皱的臂的所述第一长度与所述次褶皱的臂的所述第二长度之间；以及/n至少第二中间褶皱，所述至少第二中间褶皱被定位在相邻的褶皱图案的所述次褶皱和所述主褶皱之间并包括具有第四长度的两个臂，所述第四长度在所述相邻的褶皱图案的次褶皱的臂的所述第二长度与主褶皱的臂的所述第一长度之间。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171214 US 62/598,6921.一种圆柱形过滤器元件，包括：
中心纵向轴线；
过滤介质，所述过滤介质包括多个径向延伸的褶皱，所述褶皱以围绕所述中心纵向轴线重复的图案布置，其中：
所述过滤介质的外圆柱形周边由所述多个径向延伸的褶皱中的每一个褶皱的褶皱外端头限定；并且
径向延伸的褶皱的每个图案包括：
主褶皱，所述主褶皱包括两个臂，所述两个臂具有第一长度并从褶皱外端头朝向所述中心纵向轴线径向延伸并延伸至褶皱内端头，其中所述主褶皱的褶皱内端头位于从所述褶皱外端头朝向所述中心纵向轴线的径向距离的至少75％处；
与所述主褶皱间隔开的次褶皱，所述次褶皱包括两个臂，所述两个臂从褶皱外端头朝向所述中心纵向轴线径向延伸并延伸至褶皱内端头，其中所述次褶皱的臂包括小于所述主褶皱的臂的所述第一长度的第二长度；
至少第一中间褶皱，所述至少第一中间褶皱被定位在所述主褶皱和所述次褶皱之间并包括具有第三长度的两个臂，所述第三长度在所述主褶皱的臂的所述第一长度与所述次褶皱的臂的所述第二长度之间；以及
至少第二中间褶皱，所述至少第二中间褶皱被定位在相邻的褶皱图案的所述次褶皱和所述主褶皱之间并包括具有第四长度的两个臂，所述第四长度在所述相邻的褶皱图案的次褶皱的臂的所述第二长度与主褶皱的臂的所述第一长度之间。


2.如权利要求1所述的圆柱形过滤器元件，其中，所述重复的褶皱图案包括围绕所述圆柱形过滤器元件的圆周的至少三个重复图案。


3.如权利要求1所述的圆柱形过滤器元件，其中，每个褶皱图案限定了沿着所述过滤器元件的高度延伸的开放区域。


4.如权利要求3所述的圆柱形过滤器元件，其中，每个褶皱图案的所述开放区域由所述次褶皱的褶皱内端头、所述中间褶皱中的每一个中间褶皱的内端头、以及两个相邻主褶皱的一部分限定。


5.如权利要求3所述的圆柱形过滤器元件，其中，每个开放区域关于径向平面是对称的。


6.如权利要求3所述的圆柱形过滤器元件，其中，每个开放区域包括眼形开口。


7.如权利要求1所述的圆柱形过滤器元件，进一步包括粘合剂，所述粘合剂连接所述至少两个主褶皱的所述内端头。

【专利技术属性】
技术研发人员：J·C·萨瓦斯若姆，
申请(专利权)人：唐纳森公司，
类型：发明
国别省市：美国;US