КАРТРИДЖ ФИЛЬТРА ДЛЯ ВОЗДУХА И ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ
AIR FILTER CARTRIDGE AND AIR CLEANING UNIT

Перекрестная ссылка на родственную заявку
Настоящая заявка включает раскрытия, с исправлениями, предварительной заявки на патент США №62/127166, поданной 2 марта 2015 г., и предварительной заявки на патент США №62/188861, поданной 6 июля 2015 г. Раскрытия заявок №62/127166 и №62/188861 полностью включаются в настоящий документ посредством ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к конструкциям фильтров, как правило, для использования при фильтрации воздуха, такого как всасываемый воздух для двигателей внутреннего сгорания. Настоящее изобретение, в частности, относится к конструкциям фильтров, в которых используются картриджи, имеющие противолежащие концы для потока. Также описаны конструкции и признаки воздухоочистителей, и способы их сборки и использования.
Предпосылки
Воздушные потоки могут переносить загрязняющие вещества, такие как содержащиеся в них частицы пыли и жидкостей. Во многих случаях требуется отфильтровать из воздушного потока некоторые или все загрязняющие вещества. Например, воздушные потоки в двигатели (например, потоки воздуха для горения) для моторизованных транспортных средств или оборудования для выработки электроэнергии, газовые потоки в системы газовых турбин и воздушные потоки в различные пламенные печи переносят содержащийся в них загрязнитель в форме частиц, который следует отфильтровать. Для таких систем предпочтительно, чтобы выбранное загрязняющее вещество было удалено из воздуха (или был снижен его уровень в воздухе). Для удаления загрязнителей были разработаны разнообразные конструкции воздушных фильтров. Производится поиск усовершенствований.
Сущность изобретения
Согласно настоящему изобретению, раскрываются узлы воздухоочистителей, корпуса, обслуживаемые картриджи фильтров и связанные с ними признаки, компоненты и способы. В сущности, указанные признаки связаны с системами, выполненными с возможностью предотвращения правильной вставки ненадлежащего картриджа в корпус воздухоочистителя в ходе обслуживания. В настоящем документе описываются различные подходы, которые можно независимо или совместно использовать для достижения желаемого результата.
Краткое описание графических материалов
На фиг. 1 показан местный схематический перспективный вид первого примерного типа материала, пригодного для использования в конструкциях согласно настоящему изобретению.
На фиг. 2 показан увеличенный схематический вид в поперечном сечении части типа материала, изображенного на фиг. 1.
На фиг. 3 представлены схематические виды примеров различных определений рифленого материала для материала, относящегося к типу, показанному на фиг. 1 и 2.
На фиг. 4 показан схематический вид примерного процесса изготовления материала, относящегося к типу, показанному на фиг. 1-3.
На фиг. 5 показан схематический вид в поперечном сечении необязательной оконечной наметки для рифлений материала, относящегося к типу, показанному на фиг. 1-4.
На фиг. 6 показан схематический перспективный вид свернутой в спираль конструкции фильтра, пригодной для использования в картридже фильтра, обладающем признаками согласно настоящему изобретению, и изготовленной из ленты материала, например, согласно фиг. 1.
На фиг. 7 показан схематический перспективный вид конструкции паковки уложенного в стопу материала, пригодной для использования в конструкции фильтра, обладающей признаками согласно настоящему изобретению, и изготовленной из ленты материала, например, согласно фиг. 1.
На фиг. 8 показан схематический вид конца для потока паковки фильтрующего материала, в которой используется материал, отличающийся от материала, показанного на фиг. 1, и, в качестве альтернативы, пригодный для использования в выбранных картриджах фильтров согласно настоящему изобретению.
На фиг. 8А показан схематический вид конца для потока, противоположный виду, показанному на фиг. 8.
На фиг. 8В показан схематический вид в поперечном сечении паковки материала, показанной на фиг. 8 и 8А.
На фиг. 9 показан схематический местный вид в поперечном сечении дополнительного альтернативного типа материала, пригодного для использования в паковке материала картриджа фильтра, обладающего признаками согласно настоящему изобретению.
На фиг. 10 показан схематический местный вид в поперечном сечении первого варианта типа материала, показанного на фиг. 9.
На фиг. 11А показано схематическое изображение другой пригодной для использования комбинации рифленого листа/облицовочного листа согласно настоящему изобретению.
На фиг. 11В показан второй схематический вид типа материала, показанного на фиг. 11А.
На фиг. 11С показан схематический местный вид в плане еще одного варианта материала.
На фиг. 12 показан схематический вид другого варианта пригодного для использования материала согласно настоящему изобретению.
На фиг. 13 показан схематический перспективный вид сверху воздухоочистительного узла, содержащего признаки и компоненты согласно настоящему изобретению.
На фиг. 14 показан схематический перспективный вид воздухоочистительного узла, показанного на фиг. 13, со снятой секцией корпуса и с компонентом выпускного клапана, показанным в покомпонентном виде.
На фиг. 15 показан схематический перспективный вид компонента картриджа фильтра, пригодного для установки в воздухоочистительном узле, показанном на фиг. 13 и 14.
На фиг. 16 показан схематический увеличенный местный перспективный вид части картриджа фильтра, изображенного на фиг. 15.
На фиг. 17 показан второй схематический перспективный вид картриджа фильтра, показанного на фиг. 15; вид, показанный на фиг. 17, направлен к противоположному концу картриджа в сравнении с видом, показанным на фиг. 15.
На фиг. 18 показан схематический увеличенный местный вид части картриджа фильтра, показанного на фиг. 17.
На фиг. 19 показан схематический перспективный вид компонента корпуса воздухоочистительного узла, показанного на фиг. 13.
На фиг.20 показан второй схематический перспективный вид компонента корпуса, показанного на фиг.19.
На фиг. 21 показан схематический увеличенный местный перспективный вид оконечной части компонента корпуса, показанного на фиг. 20.
На фиг. 22 показан схематический перспективный вид сверху второго компонента секции корпуса воздухоочистительного узла, показанного на фиг. 13.
На фиг. 23 показан схематический второй перспективный вид секции корпуса, показанной на фиг. 22, полученный в направлении ее внутренней части.
На фиг. 24 показан схематический увеличенный местный перспективный вид части секции корпуса, показанной на фиг. 23, полученный в направлении ее внутренней части.
На фиг. 25 показан схематический увеличенный местный перспективный вид внешней части секции крышки, показанной на фиг. 22.
На фиг. 26 показан схематический перспективный вид в поперечном сечении компонента картриджа фильтра, показанного на фиг. 15, полученный в целом по линии 26-26, представленной на фиг. 15.
На фиг. 27 показан увеличенный схематический местный вид части, показанной на фиг. 26.
На фиг. 28 показан схематический местный вид в поперечном сечении части воздухоочистительного узла, показанного на фиг. 13; фиг. 28 получена в целом по линии 28-28, представленной на фиг. 13.
На фиг. 29 показан увеличенный схематический местный вид в поперечном сечении части воздухоочистительного узла, показанного на фиг. 13.
На фиг. 30 показан увеличенный схематический местный вид части, показанной на фиг. 29, полученный в целом по линии 30-30, представленной на фиг. 13.
На фиг. 31 показан второй схематический вид в поперечном сечении части картриджа фильтра, показанного на фиг. 15; фиг. 31 получена в целом по линии 31-31, представленной на фиг. 13.
На фиг. 32 показан увеличенный местный схематический вид части, показанной на фиг. 31.
На фиг. 33 показан увеличенный местный вид в поперечном сечении узла, показанного на фиг. 13; фиг. 33 получена в целом по линии 33-33, представленной на фиг. 13.
На фиг. 34 показан второй местный увеличенный схематический вид в поперечном сечении воздухоочистительного узла, показанного на фиг. 13, полученный в целом по линии 34-34, представленной на фиг. 13, но из иной перспективы, чем на фиг. 33.
На фиг.35 показан увеличенный местный схематический перспективный вид, аналогичный представленному на фиг.34, но полученный из иной перспективы; фиг.35 получена по линии 35-35, представленной на фиг.13.
На фиг. 36 показан схематический увеличенный местный перспективный вид формованного компонента картриджа фильтра, показанного на фиг. 15.
На фиг. 37 показан второй увеличенный схематический местный перспективный вид формованного компонента, показанного на фиг.36.
На фиг. 38 показан увеличенный схематический местный вид в поперечном сечении части воздухоочистительного узла, показанного на фиг. 13; фиг. 38 получена по линии 38-38, представленной на фиг. 13.
На фиг. 39 показана увеличенная схематическая местная концевая перспектива части узла, изображенного на фиг.38.
На фиг. 40 показан увеличенный схематический местный вид в поперечном сечении части воздухоочистительного узла, показанного на фиг. 13; фиг. 40 получена в целом по линии 40-40, представленной на фиг. 39.
На фиг. 41 показан схематический перспективный вид альтернативного картриджа фильтра, в котором воплощены принципы согласно настоящему изобретению.
На фиг. 42 показан схематический вид сбоку в вертикальной проекции картриджа фильтра, показанного на фиг. 41.
На фиг. 43 показан схематический увеличенный местный вид части, указанной на фиг. 42.
На фиг. 44 показан увеличенный схематический местный вид картриджа фильтра, в целом, согласно фиг. 15, но содержащего альтернативные отличительные признаки.
На фиг. 45 показан схематический местный вид в направлении противолежащего конца картриджа фильтра в направлении, показанном на фиг. 44.
На фиг. 46 показан перспективный вид сверху воздухоочистительного узла, альтернативного воздухоочистительному узлу, показанному на фиг. 13.
На фиг. 47 показан схематический перспективный вид воздухоочистительного узла, показанного на фиг. 45, со снятым компонентом корпуса.
На фиг. 48 показан схематический перспективный вид компонента картриджа фильтра воздухоочистительного узла, показанного на фиг. 46 и 47.
На фиг. 49 показан схематический увеличенный местный перспективный вид части картриджа фильтра, показанного на фиг. 48.
На фиг. 50 показан схематический увеличенный местный перспективный вид указанной части картриджа, показанного на фиг. 48 и 49, полученный в направлении противолежащего конца картриджа.
На фиг. 51 показан схематический перспективный вид части картриджа фильтра, изображенного на фиг. 49, из другой перспективы, по-прежнему в направлении того же конца картриджа.
На фиг. 52 показан местный схематический вид в плане части картриджа фильтра, изображенной на фиг. 51.
На фиг. 53 показан схематический вид в поперечном сечении картриджа фильтра, изображенного на фиг. 48.
На фиг. 54 показан увеличенный схематический местный вид в поперечном сечении, полученный в той же плоскости, что и на фиг. 53, но с изображением картриджа из другой перспективы.
На фиг. 55 показан второй местный вид в поперечном сечении, полученный из перспективы, подобной представленной на фиг. 54, но с плоскостью поперечного сечения в другом местоположении.
На фиг. 56 представлен увеличенный местный перспективный вид выбранной части из части для вхождения в зацепление с уплотнением корпуса картриджа фильтра, показанного на фиг. 48.
На фиг. 57 показан схематический перспективный вид части конструкции для вхождения в зацепление с корпусом, показанной на фиг.56, представленный из другой перспективы.
На фиг. 58 показан увеличенный местный вид в поперечном сечении части компонента, показанного на фиг.57.
На фиг. 59 показан схематический перспективный вид части корпуса воздухоочистительного узла, показанного на фиг. 46.
На фиг. 60 показан увеличенный местный перспективный вид, полученный в направлении внутренней части компонента корпуса, показанного на фиг. 59.
На фиг. 61 показан увеличенный местный вид в плане, полученный в направлении компонента корпуса, показанного на фиг. 60.
На фиг. 62 показан местный вид в плане снаружи, полученный в направлении боковой стороны компонента корпуса, показанного на фиг. 61.
На фиг. 63 показан местный перспективный вид в направлении части компонента корпуса, изображенного на фиг. 62.
На фиг. 64 показано схематическое изображение другой пригодной для использования комбинации рифленого листа/облицовочного листа согласно настоящему изобретению.
На фиг. 65 показан перспективный вид части пригодной для использования комбинации рифленого листа/облицовочного листа, изображенной на фиг. 64.
Подробное описание
I. Примерные конфигурации материала в целом
Принципы согласно настоящему изобретению относятся к преимущественным способам взаимодействий между картриджами фильтров и системами воздухоочистителей с целью достижения определенных выбранных желаемых результатов, которые обсуждены ниже. Картридж фильтра обычно будет содержать внутри фильтрующий материал, через который воздух и другие газы проходят во время операции фильтрации. Материал может быть разнообразных типов и конфигураций и может быть изготовлен с использованием разнообразных материалов. Например, в обсуждаемых ниже картриджах согласно настоящему изобретению могут использоваться конструкции складчатого материала.
Указанные принципы особенно хорошо адаптированы для использования в ситуациях, когда материалы являются достаточно глубокими на протяжении между впускным и выпускным концами картриджа, однако возможны альтернативы. Также указанные принципы также часто используются в картриджах, имеющих относительно большие поперечные размеры. В таких конструкциях часто будут предпочтительными типы материала, альтернативные складчатыми материалам.
В данном разделе представлены примеры некоторых конструкций материала, пригодных для использования в методиках, описанных в настоящем документе. Следует, однако, понимать, что могут быть использованы разнообразные альтернативные типы материала. При выборе типа материала предпочтение обычно отдается: доступности; функциональным возможностям в данной ситуации применения, простоте массового производства, и т.д., и выбор необязательно конкретно связан с общей функцией выбранных различных признаков взаимодействия картриджа фильтра/воздухоочистителя, описанных в настоящем документе.
А. Конструкции паковок материала, в которых используются фильтрующие материалы, содержащие гребни материала (рифления), скрепленные с облицовочным материалом
Рифленые фильтрующие материалы (материалы, содержащие гребни материала) могут быть использованы множеством способов для создания конструкций фильтров для текучих сред. Одним хорошо известным способом, описанным в настоящем документе, является z-фильтрующая конструкция. В рамках настоящего документа термин «z-фильтрующая конструкция», как подразумевается, включает (но без ограничения) тип конструкции фильтра, в которой отдельные гофрированные, сложенные или иначе сформированные рифления фильтра используются для образования (обычно в комбинации с облицовочным материалом) наборов продольных, как правило параллельных, впускных и выпускных рифлений фильтра для течения текучей среды через материал. Некоторые примеры z-фильтрующего материала представлены в патентах США №5820646; №5772883; №5902364; №5792247; №5895574; №6210469; №6190432; №6350296; №6179890; №6235195; и патентах на образец Des. №399944; Des. №428128; Des. №396098; Des. №398046; и Des. №437401; каждая из данных процитированных ссылок включается в настоящий документ посредством ссылки.
В одном типе z-фильтрующего материала для формирования конструкции материала используется два специальных компонента материала, соединенных вместе. Этими двумя компонентами являются: (1) лист, или листовая секция, рифленого (обычно гофрированного) материала и (2) лист, или листовая секция, облицовочного материала. Лист облицовочного материала обычно не является гофрированным, однако он может являться гофрированным, например, перпендикулярно направлению рифления, как описано в предварительной заявке на патент США №60/543804, поданной 11 февраля 2004 г. и опубликованной 25 августа 2005 г. как международная заявка РСТ WO №05/077487, включаемая в настоящий документ посредством ссылки.
Секция рифленого материала и секция облицовочного материала могут содержать отдельные материалы друг относительно друга. Однако они также могут представлять собой секции одного листа материала, сложенного для того, чтобы привести материал облицовочного материала в надлежащее соприкосновение с частью материала, состоящей из рифленого материала.
Для образования материала, содержащего параллельные рифления, обычно используется лист рифленого (обычно гофрированного) материала и лист облицовочного материала или совместные листовые секции. В некоторых случаях для формирования конструкции z-фильтрующего материала рифленый лист и облицовочный лист являются отдельными, а затем их скрепляют друг с другом и затем сворачивают в спираль в виде ленты материала. Такие конструкции описаны, например, в патентах США №6235195 и №6179890, каждый из которых включается в настоящий документ посредством ссылки. В некоторых других конструкциях, для создания фильтрующей конструкции, несколько не свернутых в спираль секций, или лент, рифленого (обычно гофрированного) материала, скрепленных с облицовочным материалом, совместно укладывают в стопу. Один пример такой конструкции описан в отношении фиг.11 патента США №5820646, включенного в настоящий документ посредством ссылки.
В настоящем документе ленты из материала, содержащего рифленый лист (лист материала с гребнями), скрепленный с гофрированным листом, которые затем были уложенные в стопу для формирования паковок материала, иногда называются «однопокровными лентами», «лентами с одной лицевой стороной» или как «однопокровный» материал или материал «с одной лицевой стороной». Эти термины и их варианты, как подразумевается, указывают на то, что в каждой ленте облицовочным листом облицована одна лицевая поверхность, т.е. единственная лицевая поверхность, рифленого (обычно гофрированного) листа.
Как правило, сворачивание в спираль ленты, состоящей из комбинации рифленого листа/облицовочного листа (т.е. однопокровной ленты), вокруг себя с целью создания паковки свернутого в спираль материала проводят так, чтобы облицовочный лист был направлен наружу. Некоторые методики сворачивания в спираль описаны в предварительной заявке на патент США №60/467521, поданной 2 мая 2003 г., и заявке РСТ US №04/07927, поданной 17 марта 2004 г., в настоящее время опубликованной как WO 04/082795, каждая из которых включается в настоящий документ посредством ссылки. В итоге получающаяся в результате свернутая в спираль конструкция обычно содержит в качестве наружной поверхности паковки материала часть облицовочного листа.
Используемый в настоящем документе термин «гофрированный» относится к структуре в материале и часто используется в отношении рифленой структуры, являющейся результатом прохождения материала между двумя гофрирующими валками, т.е. прохождения в зажим или зазор между двумя валками, каждый из которых содержит признаки поверхности, надлежащие для создания гофрировки в получающемся в результате материале. Термин «гофрирование», однако, не подразумевает ограничение такими рифлениями, если не указано, что они происходят из рифлений, полученных посредством методик, включающих прохождение материала в зажим между двумя гофрирующими валками. Подразумевается, что термин «гофрированный» применим даже тогда, материал является дополнительно модифицированным или деформированным после гофрирования, например, при помощи методик складывания, описанных в документе РСТ WO №04/007054, опубликованном 22 января 2004 г. и включаемой в настоящий документ посредством ссылки.
Гофрированный материал представляет собой особую форму рифленого материала. Рифленый материал представляет собой материал, содержащий проходящие поперек него отдельные рифления, или гребни (например, сформированные путем гофрирования или складывания).
Конфигурации обслуживаемого фильтрующего элемента или картриджа фильтра, в которых используется z-фильтрующий материал, иногда называются «прямоточными конфигурациями» или их вариантами. В общем, в настоящем контексте подразумевается, что обслуживаемые фильтрующие элементы или картриджи фильтров обычно имеют впускной конец для потока (или поверхность) и противолежащий, выпускной конец для потока (или поверхность), при этом поток входит в картридж фильтра и выходит из него, в сущности, в одном и том же прямоточном направлении. Термин «обслуживаемый» в данном контексте подразумевается как относящийся к картриджу фильтра, содержащему материал, который периодически извлекается из соответствующего очистителя текучей среды (например, воздуха) и заменяется. В некоторых случаях каждый из впускного конца для потока (или поверхности) и выпускного конца для потока (или поверхности) может быть в целом плоским, или планарными, причем они располагаются параллельно друг другу. Тем не менее, возможны другие варианты, например непланарные поверхности.
Прямоточная конфигурация (в особенности для паковки свернутого в спираль или уложенного в стопу материала) имеет место, например, в отличие от таких обслуживаемых картриджей фильтров, как картриджи цилиндрических складчатых фильтров, относящихся к типу, показанному в патенте США №6039778, включенном в настоящий документ посредством ссылки, в которых поток обычно по существу совершает поворот по мере прохождения внутрь материала и наружу из него. То есть в фильтре согласно патенту №6039778 поток попадает в цилиндрический картридж фильтра через цилиндрическую сторону, а затем поворачивает к выходу через открытый конец материала (в прямоточных системах). В типичной системе с обратным потоком поток попадает в обслуживаемый цилиндрический картридж через открытый конец материала, а затем поворачивает к выходу через сторону материала цилиндрического фильтра. Один пример такой системы с обратным потоком показан в патенте США №5613992, включаемом в настоящий документ посредством ссылки.
Термин «конструкция z-фильтрующего материала» и ее варианты, используемые в настоящем документе, как подразумевается, включают, без необходимости в ограничении, любое или все из следующего: полотна гофрированного или иначе рифленого материала (материала, содержащего гребни материала), скрепленного с (облицовочным) материалом, независимо от того, являются эти листы отдельными, или они являются частями одного полотна, с соответствующим уплотнением (герметизацией), выполненным с возможностью образования впускных и выпускных рифлений; и/или паковки материала, сконструированной или сформированной из такого материала в трехмерную сеть впускных и выпускных рифлений; и/или картриджа фильтра или конструкции, содержащей такую паковку материала.
На фиг. 1 показан пример материала 1, пригодного для использования в конструкции z-фильтрующего материала. Материал 1 сформирован из рифленого, в данном случае гофрированного, листа 3 и облицовочного листа 4. Такая конструкция, как материал 1, в настоящем документе называется однопокровной лентой, или лентой с одной лицевой стороной.
Иногда гофрированный рифленый, или гребенчатый, лист 3, показанный на фиг. 1, относится к типу, в целом описанному в настоящем документе как содержащему регулярную криволинейную волнистую структуру рифлений, гребней или гофров 7. Термин «волнистая структура» в данном контексте, как подразумевается, относится к рифленой, гребенчатой или гофрированной структуре чередующихся впадин 7b и гребней 7а. Термин «регулярный» в данном контексте, как подразумевается, относится к тому факту, что пары впадин и гребней (7b, 7а) чередуются с в целом одинаковыми повторяющимися формой и размером гофра (рифлений или гребней). (Кроме того, обычно в регулярной конфигурации каждая впадина 7b представляет собой, по существу, обратный гребень для каждого гребня 7а.) Термин «регулярный», таким образом, как подразумевается, указывает на то, что структура гофра (или рифлений) содержит впадины (обратные гребни) и гребни, при этом каждая пара (содержащая смежные впадину и гребень) повторяется без существенной модификации гофров по размеру и форме вдоль по меньшей мере 70% длины рифлений. Термин «существенный» в данном контексте относится к модификации, являющейся результатом изменения в процессе или форме, используемых для создания гофрированного, или рифленого, листа, в отличие от небольших отклонений по причине того, что лист 3 материала является гибким. Что касается описания повторяющейся структуры, не подразумевается, что для любой данной конструкции фильтра обязательно имеется равное количество гребней и впадин. Материал 1 может заканчиваться, например, между парой, содержащей гребень и впадину, или частично вдоль пары, содержащей гребень и впадину. (Например, на фиг. 1 изображенный фрагментарно материал 1 имеет восемь полных гребней 7а и семь полных впадин 7b.) Кроме того, могут отличаться друг от друга и противолежащие концы рифлений (концы впадин и гребней). Если конкретно не указано, такими изменениями на концах в данных определениях можно пренебречь. Т.е. изменения на концах рифлений предназначены для охвата приведенными выше определениями.
В контексте описания "криволинейной" волнистой структуры гофров, в некоторых случаях структура гофров не является результатом сложенной формы или формы со сгибами, созданной в материале, вместо этого вершина 7а каждого гребня и дно 7b каждой впадины формируются вдоль кривой, закругленной по радиусу. Типичный радиус для такого z-фильтрующего материала может составлять по меньшей мере 0,25 мм и обычно будет составлять не более 3 мм.
Дополнительной характеристикой конкретной регулярной криволинейной волнистой структуры, изображенной на фиг.1, для гофрированного листа 3 является то, что приблизительно в средней точке 30 между каждой впадиной и каждым смежным гребнем вдоль большей части длины рифлений 7 расположена переходная область, в которой происходит обращение кривизны. Например, при рассмотрении обратной стороны, или поверхности 3а, показанной на фиг. 1, впадина 7b представляет собой вогнутую область, а гребень 7а представляет собой выпуклую область. Разумеется, при рассмотрении в направлении передней стороны, или поверхности 3b, впадина 7b поверхности 3а образует гребень, а гребень 7а поверхности 3а образует впадину. (В некоторых случаях область 30 вместо точки может представлять собой прямолинейный сегмент с обращением кривизны на концах сегмента 30.)
Отличительным признаком показанного на фиг.1 конкретного рифленого (в данном случае гофрированного) листа 3 с регулярной волнистой структурой является то, что отдельные гофры, гребни или рифления являются в целом прямолинейными, хотя возможны альтернативы. Под термином «прямолинейный» в данном контексте подразумевается то, что на по меньшей мере 70%, обычно по меньшей мере 80%, длины поперечное сечение гребней 7а и впадин (или обращенных гребней) 7b по существу не изменяется. Термин «прямолинейная» в отношении структуры гофра, показанной на фиг. 1, отчасти отличает эту структуру от сужающихся рифлений гофрированного материала, описанного в отношении фиг. 1 документа WO №97/40918 и заявки РСТ WO №03/47722, опубликованной 12 июня 2003 г., включенных в настоящий документ посредством ссылки. Сужающиеся рифления, показанные на фиг.1 документа WO №97/40918, например, могут представлять собой криволинейную волнистую структуру, но не «регулярную» структуру или структуру прямолинейных рифлений, как в терминах, используемых в настоящем документе.
Обращаясь к фиг.1 настоящего документа, на которой, как упомянуто выше, материал 1 имеет первую и вторую противолежащие кромки 8 и 9. Если материал 1 сформирован в паковку материала, то обычно кромка 9 будет образовывать впускной конец, или поверхность, паковки материала, а кромка 8 - выпускной конец, или поверхность, хотя возможна и противоположная ориентация.
В изображенном примере различные рифления 7 полностью проходят между противолежащими кромками 8, 9, однако возможны альтернативы. Например, они могут проходить до местоположения, примыкающего к кромкам, или находящегося рядом с кромками, но не полностью через них. Кроме того, они могут представлять собой заканчивающийся и начинающийся частичный путь сквозь материал, как, например, в материале, описанном в документе US 2014/0208705 А1, включенном в настоящий документ посредством ссылки.
Если материал является таким, как изображено на фиг. 1, смежная кромка 8 может быть снабжена слоем 10 герметика, герметизирующим гофрированный лист 3 и облицовочный лист 4 в уплотнении друг с другом. Слой 10 иногда будет называться «однопокровным» слоем или слоем «с одной лицевой стороной», или посредством их вариантов, поскольку он представляет собой слой между гофрированным листом 3 и облицовочным листом 4, образующий однопокровную (с одной лицевой стороной) ленту 1 материала. Слой 10 герметика герметизирует закрытые отдельные рифления 11, примыкающие к кромке 8, от прохождения воздуха из них (или в них при противотоке).
В материале, изображенном на фиг. 1, смежная кромка 9 снабжена уплотнительным слоем 14. Уплотнительный слой 14 обычно закрывает рифления 15 от прохождения нефильтрованной текучей среды из них (или затекания в них при противотоке) рядом с кромкой 9. Слой 14, как правило, наносят тогда, когда материал 1 выполнен в виде паковки материала. Если паковка материала изготовлена из стопы лент 1, то слой 14 будет образовывать уплотнение между обратной стороной 17 облицовочного листа 4 и стороной 18 следующего прилегающего гофрированного листа 3. Когда материал 1 разрезан на ленты и уложен в стопу вместо сворачивания в спираль, слой 14 называется «укладочным слоем». (Когда слой 14 используется в свернутой в спираль конструкции, сформированной из длинной ленты материала 1, он может называться «обмоточным слоем»).
В альтернативных типах материала для сквозного течения уплотнительный материал может быть расположен иначе, и даже можно избежать использования дополнительного герметика или клея. Например, в некоторых случаях материал может быть сложен с образованием концевого, или краевого, шва; или материал может быть герметично закрыт при помощи альтернативных методик, таких как применение ультразвука и т.д. Кроме того, даже при использовании материала герметика, он необязательно должен примыкать к противолежащим концам.
Обращаясь к фиг. 1, когда фильтрующий материал 1 заключен в паковку материала, например, при помощи укладки в стопу или сворачивания в спираль, с ним могут производиться следующие действия. В первую очередь, воздух будет входить в открытые рифления 11, примыкающие к концу 9, в направлении стрелок 12. По причине герметизации на конце 8 посредством слоя 10 воздух будет проходить через фильтрующий материал 1, например, как показано стрелками 13. Затем он может выходить из материала или паковки материала путем прохождения через открытые концы 15а рифлений 15, примыкающие к концу 8 паковки материала. Разумеется, операция может быть проведена с потоком воздуха в противоположном направлении.
Для конкретной конструкции, показанной в настоящем документе на фиг.1, параллельные гофры 7а, 7b обычно являются прямолинейными по всему материалу от кромки 8 до кромки 9. Прямолинейные рифления, гребни или гофры могут быть деформированными или сложенными в избранных местоположениях, в особенности на концах. В приведенных выше определениях терминов «регулярный», «криволинейный» и «волнистая структура» модификациями на концах рифлений с целью герметизации обычно пренебрегают.
Известны z-фильтрующие конструкции, в которых не используются прямолинейные регулярные криволинейные волнистые формы структуры гофров. Например, в документе U.S. 5562825, на имя Yamada и др., показаны структуры гофров, в которых используются в некоторой степени полукруглые (в поперечном сечении) впускные рифления, примыкающие к узким V-образным (с криволинейными сторонами) выходным рифлениям (см. фиг.1 и 3 документа 5562825). В документе U.S. 5049326, на имя Matsumoto и др., показаны круглые (в поперечном сечении), или трубчатые, рифления, образованные одним листом, содержащим половины трубок, прикрепленные к другому листу, содержащему половины трубок, с плоскими областями между получающимися в результате параллельными прямолинейными рифлениями, см. фиг. 2 документа Matsumoto '326. В документе U.S. 4925561, на имя Ishii и др. (фиг. 1), показаны рифления, сложенные с наличием прямоугольного поперечного сечения, при этом рифления сужаются вдоль их длины. В документе WO 97/40918 (фиг. 1) показаны рифления, или параллельные гофры, имеющие криволинейные волнистые структуры (из-за смежных криволинейных выпуклых и вогнутых впадин), но которые сужаются вдоль их длин (и, таким образом, не являются прямолинейными). Также в документе WO 97/40918 показаны рифления, имеющие криволинейные волнистые структуры, но с гребнями и впадинами разного размера. Также известны рифления, являющиеся модифицированными по форме так, чтобы содержать различные гребни.
В общем, фильтрующий материал представляет собой относительно гибкий материал, обычно нетканый волокнистый материал (из целлюлозных волокон, синтетических волокон или обоих типов волокон), часто содержащий смолу, иногда обработанный дополнительными материалами. Таким образом, он может быть сформирован или выполнен в виде различных гофрированных структур без недопустимого повреждения материала. Кроме того, он может быть легко свернут в спираль или другим образом приспособлен для использования, также без недопустимого повреждения материала. Разумеется, он должен иметь такую природу, что он будет сохранять требуемую гофрированную конфигурацию в ходе использования.
Как правило, в процессе гофрирования материал подвергается неупругой деформации. Это предотвращает возвращение материала в первоначальную форму. Однако после избавления от натяжения рифления или гофры будут склонны отходить обратно, восстанавливая лишь часть возникшего растяжения и изгибания. Лист облицовочного материала иногда присоединяют к листу рифленого материала, чтобы препятствовать этому обратному отходу в гофрированном листе. Такое присоединение показано ссылочной позицией 20.
Также, как правило, материал содержит смолу. В процессе гофрирования материал может нагреваться выше температуры стеклования смолы. Затем, когда смола остынет, это поможет сохранить рифленые формы.
Материал гофрированного (рифленого) листа 3, обращенного к листу 4, или материал обоих листов, может быть снабжен тонковолокнистым материалом с одной или обеих его сторон, например, согласно документу U.S. 6673136, включенному в настоящий документ посредством ссылки. В некоторых случаях, когда используется такой тонковолокнистый материал, может являться предпочтительным предусмотреть тонкое волокно на расположенной выше по ходу стороне материала и внутри рифлений. Когда это происходит, воздушный поток в ходе фильтрации обычно будет проходить в кромку, содержащую укладочный слой.
Трудность в отношении z-фильтрующих конструкций связана с герметизацией концов отдельных рифлений. И хотя возможны альтернативы, обычно для выполнения этой герметизации предусматривается герметик или клей. Из приведенного выше обсуждения очевидно, что в типичных z-фильтрующих материалах, в особенности тех, в которых используются прямолинейные рифления, в отличие от сужающихся рифлений, и герметик для уплотнений рифлений, необходимы большие площади поверхности (и объем) герметика как на расположенном выше по ходу конце, так и на расположенном ниже по ходу конце. Высококачественные уплотнения в этих местоположениях важны для надлежащего действия получающейся в результате структуры материала. Большой объем и площадь герметика создает трудности в отношении этого.
Обратимся к фиг.2, на которой схематически изображен z-фильтрующий материал; т.е. конструкция 40 z-фильтрующего материала, в которой используется гофрированный лист 43 с регулярной криволинейной волнистой структурой и негофрированный плоский лист 44, т.е. однопокровная лента. Расстояние D1 между точками 50 и 51 определяет протяженность плоского материала 44 в области 52 под данным гофрированным рифлением 53. Длина D2 дугообразного материала для гофрированного рифления 53 на том же расстоянии D1, разумеется, является большей, чем D1, по причине формы гофрированного рифления 53. Для обычного материала регулярной формы, используемого в применениях в рифленых фильтрах, линейная длина D2 материала 53 между точками 50 и 51 часто превышает D1 по меньшей мере в 1,2 раза. Обычно D2 будет находиться в пределах диапазона в 1,2-2,0 раза больше D1 включительно. Одна конструкция, особенно удобная для воздушных фильтров, имеет конфигурацию, в которой D2 превышает D1 приблизительно в 1,25-1,35 раза. Такой материал, например, был использован в коммерческих целях в z-фильтрующих конструкциях Donaldson Powercore™. Другим потенциально удобным размером будет размер, в котором D2 превышает D1 приблизительно в 1,4-1,6 раза. В данном документе отношение D2/D1 будет иногда описываться как отношение рифленый/плоский, или втягивание материала, для гофрированного материала.
В промышленности гофрированного картона были определены различные стандартные рифления. Например, стандартное рифление Е, стандартное рифление X, стандартное рифление В, стандартное рифление С и стандартное рифление А. На приложенной фиг. 3 в комбинации с приведенной ниже таблицей А представлены определения этих рифлений.
Компания Donaldson Company, Inc. (DCI), правопреемник настоящего изобретения, в различных z-фильтрующих конструкциях использует варианты стандартного рифления А и стандартного рифления В. Эти рифления также определены в Таблице А и на фиг. 3.
Разумеется, в отрасли ящиков из гофрированного картона известны и другие стандартные определения рифлений.
Обычно стандартные конфигурации рифлений из отрасли ящиков из гофрированного картона можно использовать для определения форм гофров или приблизительных форм гофров для гофрированного материала. Приведенные выше сопоставления рифления DCI А и рифления DCI В с рифлениями стандарта А и стандарта В отрасли гофрированного картона указывают некоторые удобные варианты.
Следует отметить, что для признаков воздухоочистителя, описываемых ниже в настоящем документе, могут быть использованы и альтернативные определения рифлений, как, например, определения, описанные в документе USSN 12/215718, поданном 26 июня 2008 г. и опубликованном как US 2009/0127211; документе US 12/012785, поданном 4 февраля 2008 г. и опубликованном как документ US 2008/0282890, и/или документе US 12/537069, опубликованном как US 2010/0032365. Полные описания каждого из документов US 2009/0127211, US 2008/0282890 и US 2010/0032365 включены в настоящий документ посредством ссылки.
Другой вариант материала, содержащего рифленый материал с прикрепленным к нему облицовочным материалом, который можно использовать в конструкциях согласно настоящему изобретению либо в уложенной в стопу, либо в свернутой в спираль форме, описан в документе US 2014/0208705 А1, принадлежащем компании Baldwin Filters, Inc., опубликованном 31 июля 2014 г. и включенном в настоящий документ посредством ссылки.
В. Изготовление конфигураций паковок материала, содержащих материал, представленный на фиг. 1-3, см. фиг. 4-7
На фиг. 4 показан один пример технологического процесса изготовления (однопокровной) ленты материала, соответствующей ленте 1, показанной на фиг.
1. Обычно облицовочному листу 64 и рифленому (гофрированному) листу 66, содержащему рифления 68, придают совместную форму полотна 69 материала с клейким слоем, расположенным между ними в ссылочной позиции 70. Клейкий слой 70 будет образовывать однопокровный слой 10, показанный на фиг. 1. В пункте 71 происходит необязательный процесс наметывания с целью формирования центральной наметанной секции 72, расположенной в средней части полотна. z-Фильтрующий материал, или лента 74 z-материала, может быть разрезан, или разрезан на ленты, в пункте 75 вдоль слоя 70 для создания двух фрагментов, или лент, 76, 77 z-фильтрующего материала 74, каждый из которых имеет кромку с полосой герметика (однопокровный слой), проходящей между гофрированным и облицовочным листами. Разумеется, если используется необязательный процесс наметывания, кромка с полосой герметика (однопокровный слой) также будет содержать набор рифлений, наметанных в данном местоположении.
Методики проведения процесса, описанного в отношении фиг. 4, описаны в документе РСТ WO 04/007054, опубликованном 22 января 2004 г. и включенном в настоящий документ посредством ссылки.
Снова обращаясь к фиг. 4, перед тем, как z-фильтрующий материал 74 проводят через пункт 71 наметывания и, в конечном итоге, разрезают на ленты в пункте 75, он должен быть сформирован. На схеме, показанной на фиг. 4, это осуществляется путем проведения листа фильтрующего материала 92 через пару гофрирующих валков 94, 95. На схеме, показанной на фиг. 4, лист фильтрующего материала 92 сматывают с рулона 96, наматывают на натяжные валки 98, а затем проводят через зажим или зазор 102 между гофрирующими валками 94, 95. Гофрирующие валки 94, 95 содержат гребни 104, которые после прохождения плоского листа 92 через зажим 102 будут придавать гофрам в целом желаемую форму. После прохождения через зажим 102 лист 92 становится гофрированным поперек направления обработки и обозначается ссылочной позицией 66 как гофрированный лист. Гофрированный лист 66 затем крепится к облицовочному листу 64. (Процесс гофрирования в некоторых случаях может включать нагревание материала.)
По-прежнему обращаясь к фиг. 4, также показано, как в данном процессе облицовочный лист 64 направляется в пункт 71 процесса наметывания. Облицовочный лист 64 изображен как находящийся на валке 106, а затем как направляющийся к гофрированному листу 66 для формирования z-материала 74. Гофрированный лист 66 и облицовочный лист 64 обычно скрепляют друг с другом при помощи клея или других средств (например, при помощи ультразвуковой сварки).
Обращаясь к фиг. 4, показано, что для скрепления гофрированного листа 66 и облицовочного листа 64 друг с другом в качестве слоя герметика используется полоса 70 клея. В качестве альтернативы слой герметика для формирования облицовочного слоя может быть нанесен, как показано ссылочной позицией 70а. Если герметик наносится так, как показано ссылочной позицией 70а, может быть предпочтительно введение в гофрирующий валок 95 или, возможно, в оба гофрирующих валка 94, 95 зазора для вмещения слоя 70а.
Разумеется, оборудование, показанное на фиг. 4, может быть при необходимости модифицировано для обеспечения клейких слоев 20, показанных на фиг. 1.
Тип гофрирования, предусматриваемый в гофрированном материале, является делом выбора, и он будет продиктован гофром или гофрирующими гребнями гофрирующих валков 94, 95. Другая полезная гофрированная структура будет представлять собой гофрирование с регулярной криволинейной волнистой структурой прямолинейных рифлений, или гребней, как определено выше в данном документе. Типичной используемой регулярной криволинейной волнистой структурой может являться структура, в которой определенное выше расстояние D2 в гофрированной структуре является по меньшей мере в 1,2 раза большим, чем определенное выше расстояние D1. В примерных применениях обычно D2=1,25-1,35×D1, хотя возможны альтернативы. В некоторых случаях могут применяться методики с криволинейными волнистыми структурами, не являющимися «регулярными», в том числе, например, со структурами, в которых не используются прямолинейные рифления. Также возможны отклонения от показанных криволинейных волнистых структур.
Как описано, процесс, показанный на фиг. 4, может быть использован для создания центральной наметанной секции 72. На фиг. 5 в поперечном сечении показано одно из рифлений 68 после наметывания и резки на ленты.
Как видно, в сложенной конструкции 118 сформировано наметанное рифление 120, содержащее четыре сгиба 121а, 121b, 121с, 121d. Сложенная конструкция 118 содержит плоский первый слой или часть 122, скрепленный с облицовочным листом 64. Второй слой или часть 124, как показано, прижат к первому слою или части 122. Второй слой или часть 124 предпочтительно формируется путем складывания противолежащих наружных концов 126, 127 первого слоя или части 122.
По-прежнему обращаясь к фиг. 5, две из складок или сгибов 121а, 121b обычно будут называться в настоящем документе «верхними направленными внутрь» складками или сгибами. В данном контексте термин «верхний», как подразумевается, указывает на то, что сгибы лежат на верхней части всей складки 120 при рассмотрении складки 120 в ориентации, показанной на фиг. 5. Термин «направленный внутрь», как подразумевается, связан с тем, что каждая линия складки, или линия сгиба, каждого из сгибов 121а, 121b направлена к другой линии.
Показанные на фиг. 5 сгибы 121с, 121d обычно будут называться в настоящем документе «нижними направленными наружу» сгибами. В данном контексте термин «нижний» связан с тем, что сгибы 121с, 121d в ориентации, показанной на фиг. 5, не располагаются сверху, как сгибы 121а, 121b. Термин «направленный наружу», как подразумевается, указывает на то, что линии складки сгибов 121 с, 121d направлены одна от другой.
Термины «верхний» и «нижний», используемые в данном контексте, как подразумевается, относятся специально к складке 120 при рассмотрении в ориентации, показанной на фиг. 5. То есть они не подразумеваются как указывающие иное направление, когда складка 120 ориентирована в фактическом изделии для применения.
На основании указанных описаний и рассмотрения фиг. 5 видно, что регулярная конструкция 118 складок согласно фиг. 5 в настоящем изобретении представляет собой конструкцию, содержащую по меньшей мере два «верхних направленных внутрь сгиба». Данные направленные внутрь сгибы являются уникальными и способствуют созданию общей конструкции, в которой складывание не вызывает значительного нарушения смежных рифлений.
Третий слой или часть 128, как можно видеть, прижат ко второму слою или части 124. Третий слой или часть 128 сформирован путем складывания из противолежащих внутренних концов 130, 131 третьего слоя 128.
Другим способом рассмотрения конструкции 118 складок является опора на геометрию чередующихся гребней и впадин гофрированного листа 66. Первый слой или часть 122 сформирован из обращенных гребней. Второй слой или часть 124 соответствует двойному пику (после обращения гребня), который сложен в направлении и, в предпочтительных конструкциях, сложен на обращенном гребне.
Методики создания необязательной наметки, описанной в связи с фиг.5, предпочтительным образом описаны в документе РСТ WO №04/007054, включенном в настоящий документ посредством ссылки. Методики сворачивания материала в спираль с применением обмоточного слоя описаны в заявке РСТ US 04/07927, поданной 17 марта 2004 г. и опубликованной как WO 04/082795, и включенной в настоящий документ посредством ссылки.
Возможны альтернативные подходы к наметыванию рифленых концов. Такие подходы могут включать, например: наметывание, которое не является центрированным в каждом рифлении; и прокатывание, прессование или складывание на различных рифлениях. Обычно наметывание включает складывание или иное манипулирование материалом, примыкающим к рифленому концу, с целью достижения сжатого, закрытого состояния.
Методики, описываемые в настоящем документе, особенно хорошо адаптированы для использования в паковках материала, являющихся результатом этапа сворачивания в спираль одного листа, содержащего комбинацию перфорированного листа/облицовочного листа, т.е. «однопокровной» ленты. Однако они также могут быть изготовлены в уложенных в стопу конструкциях.
Конструкции свернутого в спираль материала или паковки материала могут быть предусмотрены с различными определениями периметра по периферии. В данном контексте термин «определение периметра по периферии» и его варианты, как подразумевается, относится к определенной форме наружного периметра при рассмотрении либо от впускного конца, либо от выпускного конца материала или паковки материала. Типичные формы являются круглыми, как описано в документе РСТ WO №04/007054. Другие подходящие формы являются прямоугольными с закругленными углами, некоторые примеры прямоугольных форм с закругленными углами имеют овальную форму. Обычно овальные формы имеют противолежащие изогнутые концы, соединенные парой противолежащих сторон. В некоторых овальных формах противолежащие стороны также являются криволинейными. В других овальных формах, иногда называемых формами ипподрома, противолежащие стороны являются в целом прямолинейными. Формы ипподрома описаны, например, в документе РСТ WO №04/007054 и заявке РСТ US 04/07927, опубликованной как WO 04/082795, каждая из которых включена в настоящий документ посредством ссылки.
Другим способом описания формы периферии, или периметра, является определение периметра, получаемого в результате взятия поперечного сечения через паковку материала в направлении, ортогональном направлению намотки спирали.
Противолежащие концы для потока или поверхности для потока материала или паковки материала могут быть предоставлены множеством разных определений. Во многих конструкциях концы или конечные поверхности являются в целом плоскими (планарными) и перпендикулярными друг другу. В других конструкциях одна или обе конечные поверхности содержат сужающиеся, например, ступенчатые, части, которые могут быть определены либо как выступающие в осевом направлении наружу из осевого конца боковой стенки паковки материала, либо как выступающие в осевом направлении внутрь из конца боковой стенки паковки материала.
Уплотнения рифлений (например, из однопокровного слоя, обмоточного слоя или укладочного слоя) могут быть сформированы из различных материалов. В различных процитированных и включенных ссылках в качестве возможных в различных применениях описаны термоплавкие или полиуретановые уплотнения.
На фиг.6 в целом изображена паковка свернутого в спираль материала (или свернутый в спираль материал) 130, сконструированная путем сворачивания в спираль одной ленты из материала с одной лицевой стороной. Изображенная конкретная паковка свернутого в спираль материала представляет собой овальную паковку 130а материала, в частности паковку 131 материала в форме ипподрома. Задняя сторона материала снаружи паковки 130 материала показана ссылочной позицией 131х. Для удобства и герметизации задняя сторона обычно будет заканчиваться вдоль прямолинейной секции паковки 130 материала. Для обеспечения герметизации термоплавкий уплотнительный слой, или уплотнительный слой, обычно расположен вдоль указанной задней стороны. В паковке 130 материала противолежащие (оконечные) поверхности обозначены ссылочными позициями 132, 133. Одна поверхность может представлять собой впускную поверхность для потока, а другая - выпускную поверхность для потока.
На фиг. 7 (схематически) показан этап формирования уложенного в стопу z- фильтрующего материала (или паковки материала) из лент z-фильтрующего материала, при этом каждая лента представляет собой рифленый лист, скрепленный с облицовочным листом. Обращаясь к фиг. 6, однопокровная лента 200 показана как добавляемая в стопу 201 лент 202, аналогичных ленте 200. Лента 200 может быть отрезана от любой из лент 76, 77, показанных на фиг. 4. Ссылочной позицией 205, показанной на фиг. 6, обозначено нанесение укладочного слоя 206 между каждым слоем, соответствующим ленте 200, 202 на кромку, противолежащую однопокровному слою, или уплотнению. (Укладка в стопу также может быть осуществлена так, что каждый слой добавляется к нижней части стопы, в отличие от добавления к верхней части.)
Обращаясь к фиг. 7, каждая лента 200, 202 имеет переднюю и заднюю кромки 207, 208 и противолежащие боковые кромки 209а, 209b. Впускные и выпускные рифления комбинации гофрированного листа/облицовочного листа, составляющей каждую из лент 200, 202, проходят в целом между передней и задней кромками 207, 208 и параллельно боковым кромкам 209а, 209b.
По-прежнему обращаясь к фиг. 7, в формируемых материале или паковке 201 материала противолежащие поверхности для потока указаны ссылочными позициями 210, 211. Выбор того, какая из поверхностей 210, 211 в ходе фильтрации является поверхностью впускного конца, а какая является поверхностью выпускного конца, является делом выбора. В некоторых случаях укладочный слой 206 располагается рядом с расположенной выше по ходу, или впускной, поверхностью 211; в других случаях верно противоположное. Поверхности 210, 211 для потока проходят между противолежащими боковыми поверхностями 220, 221.
Показанная формируемая на фиг. 7 конфигурация уложенного в стопу материала, или паковка, 201 иногда называется в настоящем документе «блочной» паковкой уложенного в стопу материала. Термин «блочный» в данном контексте представляет собой указание на то, что конструкция сформирована как прямоугольный блок, в котором все поверхности находятся под углом 90° относительно всех примыкающих поверхностей стенок. Например, в некоторых случаях стопа может быть создана так, что каждая лента 200 является немного смещенной от выравнивания со смежной лентой, создавая блок в форме параллелограмма, или скошенный блок, в котором впускная поверхность и выпускная поверхность параллельны одна другой, но не перпендикулярны верхней и нижней поверхностям.
В некоторых случаях материал или паковка материала будут называться имеющими форму параллелограмма в любом поперечном сечении, что означает, что любые две противолежащие боковые поверхности проходят в целом параллельно одна другой.
Следует отметить, что блочная конструкция укладки в стопу, соответствующая фиг. 7, описана в уровне техники в документе U.S. 5820646, включенном в настоящий документ посредством ссылки. Также следует отметить, что конструкции укладки в стопу описаны в документах U.S. №5772883, 5792247, предварительной заявке на патент США 60/457255, поданной 25 марта 2003 г., и документу U.S.S.N. №10/731564, поданному 8 декабря 2003 г. и опубликованному как 2004/0187689. Каждая из последних приведенных ссылок включается в настоящий документ посредством ссылки. Следует отметить, что уложенная в стопу конструкция, показанная в документе U.S.S.N. 10/731504, опубликованном как 2005/0130508, представляет собой конструкцию укладки в скошенную стопу.
Также следует отметить, что в некоторых случаях в одну паковку материала может быть включено более одной стопы. Кроме того, в некоторых случаях стопа может быть сформирована с одной или более поверхностями для потока, которые содержат в себе выемку, например, как показано в документе US 7625419, включенном в настоящий документ посредством ссылки.
С. Выбранные конструкции материала или паковок материала, содержащие несколько разнесенных спиралей из рифленого материала; фиг. 8-8 В
Альтернативные типы конструкций или паковок материала, содержащих рифления между противолежащими концами, могут быть использованы в соответствии с выбранными принципами согласно настоящему изобретению. Один пример такой альтернативной конструкции или паковки материала изображен на фиг. 8-8 В. Материал, показанный на фиг.8-8 В, аналогичен материалу, изображенному и описанному в документе DE 20 2008 017 059 U1, и его иногда можно найти в конструкциях, доступных под маркой "IQORON" от компании Mann & Hummel.
Обращаясь к фиг. 8, материал, или паковка материала, в общем указаны ссылочной позицией 250. Материал или паковка 250 материала содержит первую наружную складчатую (гребенчатую) петлю 251 материала и вторую внутреннюю складчатую (гребенчатую) петлю 252 материала, каждая из которых содержит вершины складок (или гребней), проходящие между противолежащими концами для потока. Вид, показанный на фиг. 8, направлен к концу (для потока) 255 паковки материала. Изображенный конец 255 может представлять собой впускной конец (для потока) или выпускной конец (для потока) в зависимости от выбранного направления потока. Для многих конструкций, в которых используются описываемые принципы, имеющаяся паковка 250 материала может быть выполнена в картридже фильтра таким образом, что конец 255 представляет собой впускной конец для потока.
По-прежнему обращаясь к фиг. 8, наружная складчатая (гребенчатая) петля 251 материала выполнена в овальной форме, хотя возможны альтернативы. Ссылочной позицией 260 изображена герметизация концов складок, например, сформованная по месту и герметизирующая концы складок или гребней 251 на конце 255 паковки материала.
Складки или гребни 252 (и связанные с ними вершины складок) расположены так, что они окружены петлей 251 и находятся на расстоянии от нее, и, таким образом, петля 252 складчатого материала также изображена в несколько овальной конфигурации. В данном случае концы 252е отдельных складок или гребней 252р в петле 252 закрыты за счет герметизации. Кроме того, петля 252 окружает центр 252с, замкнутый центральной лентой 253 материала, как правило, сформованной по месту.
Во время фильтрации, когда конец 255 представляет собой впускной конец для потока, воздух попадает в зазор 265 между двумя петлями 251, 252 материала. Затем воздух по мере перемещения сквозь паковку 250 материала течет через петлю 251 или петлю 252, подвергаясь фильтрации.
В изображенном примере петля 251 выполнена как скошенная внутрь в направлении петли 252 на протяжении от конца 255. Также показаны распорки 266, поддерживающие центрирующее кольцо 267, окружающее один конец петли 252 для конструктивной целостности.
На фиг. 8А виден конец 256 картриджа 250, противолежащий концу 255. Здесь видно внутреннюю часть петли 252, окружающую открытую область 270 для потока газа. Когда воздух направляется сквозь картридж 250 в целом к концу 256 и от конца 255, часть воздуха, проходящего через петлю 252, будет попадать в центральную область 270 и выходить из нее на конце 256. Разумеется, воздух, попавший в петлю 251 материала, показанную на фиг. 8, во время фильтрации будет проходить в целом вокруг наружного периметра 256р конца 256 (по нему).
На фиг. 8 В представлен схематический вид в поперечном сечении картриджа 250. Выбранные идентифицированные и описанные признаки указаны подобными ссылочными позициями.
Из рассмотрения фиг. 8-8 В и приведенного выше описания будет понятно, что описанный картридж 250 в сущности представляет собой картридж, содержащий вершины материала, проходящие в продольном направлении между противолежащими концами 255, 256 для потока.
В конструкции, показанной на фиг. 8-8 В, паковка 250 материала изображена с овальным периметром, в частности имеющим форму ипподрома. Она изображена таким образом, поскольку картриджи воздушных фильтров во многих приводимых ниже примерах также имеют конфигурацию овальной формы или в форме ипподрома. Однако указанные принципы могут быть воплощены в разнообразных альтернативных периферийных формах.
D. Другие варианты материала, фиг. 9-12
На фиг. 9-12 настоящего документа представлены некоторые схематические местные виды в поперечном сечении других дополнительных вариантов типов материала, которые могут быть использованы в выбранных применениях принципов, описываемых в настоящем документе. Некоторые примеры описаны в документе 62/077749, поданном 10 ноября 2014 г. и принадлежащем правопреемнику настоящего изобретения, компании Donaldson Company, Inc. В целом, каждая из конструкций, показанных на фиг. 9-12, представляет тип материала, который может быть уложен в стопу или свернут в спираль в виде конструкции, содержащей противолежащие впускной и выпускной концы (или поверхности) для потока в прямоточной конфигурации.
На фиг. 9 изображена примерная конструкция 301 материала из документа USSN 62/077749, в котором тисненый лист 302 скреплен с нетисненым листом 303, а затем они уложены в стопу и свернуты в спираль паковки материала, при этом уплотнения вдоль противолежащих кромок относятся к типу, описанному в настоящем документе ранее в отношении фиг. 1.
На фиг. 10 изображена альтернативная примерная паковка 310 материала из документа USSN 62/077749, в которой первый тисненый лист 311 скреплен со вторым тисненым листом 312, а затем из них сформирована конструкция паковки уложенного в стопу или свернутого в спираль материала, содержащая краевые уплотнения в целом согласно фиг. 1 настоящего документа.
Краевые уплотнения могут проходить либо в направлении расположенного выше по ходу конца, либо в направлении расположенного ниже по ходу конца, или, в некоторых случаях, в обоих направлениях. В особенности в тех случаях, когда материал во время фильтрации, вероятно, будет входить в контакт с химическим веществом, может быть предпочтительно избегать обычного клея или герметика.
На фиг. 11А изображено поперечное сечение, в котором рифленый лист X содержит различные тиснения на нем для вхождения в зацепление с облицовочным листом Y. Кроме того, они могут являться отдельными или представлять собой секции одного и того же листа материала.
На фиг. 11В также показано схематическое изображение такой конструкции рифленого листа X и облицовочного листа Y.
Еще один вариант этого принципа показан на фиг. 11С для рифленого листа X и облицовочного листа Y. Как подразумевается, это помогает понять, каким образом становится возможным широкое разнообразие подходов.
На фиг. 12 показан еще один возможный вариант с рифленым листом X и облицовочным листом Y.
На фиг. 64 и 65 изображен пример конструкции 6401 материала, в которой рифленый лист 6402 скреплен с облицовочным листом 6403. Облицовочный лист 6403 может представлять собой плоский лист. Конструкция 6401 материала затем может быть уложена в стопу или свернута в спираль паковки материала с уплотнениями вдоль противолежащих кромок, относящимися к типу, описанному ранее в настоящем документе в отношении фиг. 1. В показанном варианте осуществления рифления 6404 рифленого листа 6402 имеют волнистую линию гребней, содержащую ряд пиков 6405 и седловин 6406. Пики 6405 смежных рифлений 6404 могут быть либо выровнены, как показано на фиг. 64, 65, либо смещены. Кроме того, высота и/или плотность пиков может увеличиваться, уменьшаться или оставаться постоянной по всей длине рифлений 6404. Отношение высоты пика рифления к высоте седловины рифления может изменяться в пределах от приблизительно 1,5- 1 до 1,1-приблизительно 1.
Следует отметить, что отсутствует конкретное требование того, чтобы для секции рифленого листа и секции облицовочного листа использовался один и тот же материал. Для получения разных результатов в каждом из листов могут быть использованы разные материалы. Например, один материал может представлять собой целлюлозный материал, тогда как другой материал может представлять собой материал, содержащий какое-либо нецеллюлозное волокно. Для достижения желаемых результатов они могут быть предусмотрены с разной пористостью или разными конструктивными свойствами.
Могут быть использованы разнообразные материалы. Например, секция рифленого листа или секция облицовочного листа может содержать целлюлозный материал, синтетический материал или их смесь. В некоторых вариантах осуществления одна из секции рифленого листа и секции облицовочного листа содержит целлюлозный материал, а другая из секции рифленого листа и секции облицовочного листа содержит синтетический материал.
Синтетический материал (материалы) может включать такие полимерные волокна как полиолефиновые, полиамидные, сложные полиэфирные, поливинилхлоридные волокна, волокна из поливинилового спирта (с различными степенями гидролиза) и поливинилацетатные волокна. Подходящие синтетические волокна включают, например, полиэтилентерефталатные, полиэтиленовые, полипропиленовые, нейлоновые и вискозные волокна. Другие подходящие синтетические волокна включают волокна, изготовленные из термопластичных полимеров, целлюлозные и другие волокна, покрытые термопластичными полимерами, и многокомпонентные волокна, в которых по меньшей мере один из компонентов включает термопластичный полимер. Одно- и многокомпонентные волокна могут быть изготовлены из сложного полиэфира, полиэтилена, полипропилена и других традиционных термопластичных волокнистых материалов. Примеры, показанные на фиг. 9-12, 64 и 65, как подразумевается, в целом указывают на то, что согласно принципам настоящего документа можно использовать разнообразные паковки материала. Кроме того, в отношении общих принципов конструирования и применения некоторых альтернативных типов материала, следует обратить внимание на документ USSN 62/077749, включенный в настоящий документ посредством ссылки.
Б. Другие типы материалов
Многие из методик, описанных в настоящем документе, предпочтительно будут применяться тогда, когда материал, ориентированный на фильтрацию между противолежащими концами для потока картриджа, представляет собой материал, содержащий рифления, или вершины складок, проходящие в направлении между этими противолежащими концами. Однако возможны альтернативы. Методики, описанные в настоящем документе в отношении определения уплотнительной конструкции, могут применяться в картриджах фильтров, содержащих противолежащие концы для потока, с материалом, расположенным для фильтрации потока текучей среды между этими концами даже тогда, когда материал не содержит рифлений, или вершин складок, проходящих в направлении между этими концами. Например, материал может представлять собой глубинный материал, может являться складчатым в альтернативном направлении или может представлять собой нескладчатый материал.
Однако методики, описанные в настоящем документе, действительно являются особенно преимущественными для использования с картриджами, являющимися относительно глубокими на протяжении между концами для потока, обычно на по меньшей мере 100 мм, как правило, на по меньшей мере 150 мм, часто на по меньшей мере 200 мм, иногда на по меньшей мере 250 мм и в некоторых случаях на по меньшей мере 300 мм или более, и они выполнены в расчете на большой объем нагрузки во время использования. Эти типы систем, как правило, будут представлять собой системы, в которых материал выполнен с вершинами складок, или рифлениями, проходящими в направлении между противолежащими концами для потока.
II. Выбранные установленные недостатки различных воздухоочистителей А. Общее описание
Распространены конструкции воздухоочистителей, в особенности узлов, в которых используются относительно глубокие паковки фильтрующего материала, например, с использованием материала, в целом соответствующего одному или более материалам, описанным в отношении фиг. 6-12. В качестве примеров фактически присутствующих на рынке изделий, следует обратить внимание на воздухоочистители компании Donaldson Company, Inc., правопреемника настоящего изобретения, поступающие в продажу под названием «Powercore», а также на изделия компании Mann & Hummel, представленные под названием «IQORON».
В дополнение, узлы воздухоочистителей, в которых используются такие паковки материала, могут быть включены в широкий ряд оригинального оборудования (в дорожные грузовики, автобусы; внедорожную строительную технику, сельскохозяйственную и горнодобывающую технику и т.д.) в мировом масштабе. Запасные части и техническое обслуживание предоставляются широким рядом поставщиков и компаний по обслуживанию.
B. Идентификация соответствующих картриджей фильтров
Очень важно, чтобы картридж фильтра, выбранный для технического обслуживания, был соответствующим для рассматриваемого воздухоочистителя. Воздухоочиститель является критически важным компонентом для всего оборудования. Если техническое обслуживание требуется проводить чаще, чем предполагалось, то результатами могут являться дополнительные издержки, простой связанного оборудования и потеря производительности. Если не осуществлять надлежащее техническое обслуживание детали, то может существовать риск отказа оборудования или других проблем.
Надлежащий картридж для рассматриваемого воздухоочистителя и рассматриваемого оборудования обычно представляет собой результат: инженерной разработки/испытаний, проводимых изготовителем воздухоочистителя; и спецификации/руководства/испытаний и ограничений, заданных изготовителем оборудования и/или изготовителем двигателя. Техническое обслуживание в данной области может включать выбор работниками детали, которая выглядит аналогично ранее установленной детали, но не представляет собой надлежащий, строго отобранный компонент для связанной системы.
Желательно предоставить воздухоочистительный узел, независимо от конкретного типа материала, обладающий признаками, которые будут способствовать простой идентификации поставщиком услуг того, что попытка технического обслуживания узла осуществляется с надлежащим (или ненадлежащим) картриджем фильтра. Для получения данной выгоды могут быть предусмотрены необязательные признаки и методики, описанные ниже в настоящем документе.
В дополнение, описаны признаки и методики сборки, являющиеся преимущественными в отношении изготовления и/или целостности фильтрующего компонента. Они могут быть реализованы при помощи признаков и методик типа, который связан с содействием обеспечению установки в узел надлежащего картриджа или в альтернативных применениях.
C. Недостатки датчиков массового расхода воздуха
Во многих системах ниже по потоку от картриджа фильтра и выше по потоку от двигателя установлен датчик массового расхода воздуха для текущего контроля характеристик воздушного потока и характеристик загрязнителей. В некоторых случаях незначительные изменения в конфигурации и ориентации паковки материала могут приводить к флуктуациям в работе датчика массового расхода воздуха. Поэтому иногда желательным является создание воздухоочистительного узла с такими признаками в картридже фильтра и воздухоочистителе, чтобы изменение в воздушном потоке из картриджа фильтра поддерживалось на относительно минимальном значении. Это может улучшать использование и работу датчика массового расхода воздуха. Признаки и методики, описанные в настоящем документе, могут быть предоставлены для преимущественного получения этой выгоды.
D. Устойчивая установка картриджа фильтра
Во многих случаях оборудование, в котором располагается воздухоочиститель, во время работы подвергается значительной вибрации и ударным нагрузкам. Типы паковок материала, описанные выше в связи с фиг. 6-12, часто сконструированы как относительно глубокие, т.е. имеющие глубину прохождения в направлении воздушного потока по меньшей мере 50 мм и часто по меньшей мере 80 мм или более, во многих случаях более 100 мм. Такие глубокие картриджи фильтров во время использования могут нагружаться значительными количествами загрязнителей и приобретать значительный прирост по весу. Поэтому во время работы они могут подвергаться значительным импульсам вибрации. Желательно предусмотреть в картридже фильтра признаки, способствующие обеспечению устойчивой установки картриджа в определенном положении, предотвращению повреждения материала (или паковки материала) в случае перемещения и предотвращению нарушения уплотнения во время таких вибрации и ударных нагрузок.
Аналогично, во время хранения и использования оборудование может подвергаться воздействию широкого ряда диапазонов температуры. Это может приводить к расширению/сжатию материалов друг относительно друга. Желательно обеспечить, чтобы картридж фильтра и воздухоочиститель были сконструированы таким образом, чтобы целостность уплотнения не подвергалась риску в данных обстоятельствах. Признаки и методики, описанные в данном документе, могут быть применены для устранения этих недостатков, как обсуждено ниже.
Б. Защита от неправильной вставки
Для устранения недостатков, относящихся к вышеуказанному типу, было разработано множество компоновок, см., например документы WO 2006/076479; WO 2006/076456; WO 2007/133635; WO 2014/210541 и 62/097060, каждый из которых включен в настоящий документ посредством ссылки. Однако еще одним недостатком, который может иногда возникать в связи с конструкциями картриджей фильтров, является то, что картридж, не содержащий признаки для надежной герметизации, в некоторых случаях по-прежнему может быть установлен в корпусе, причем корпус по-прежнему можно закрыть, даже если установленный картридж не является надлежащим, надлежащим образом уплотненным для рассматриваемого корпуса. Желательно устранить эти недостатки.
В более общем смысле, желательно предоставить картридж фильтра, в котором устранены недостатки, описанные выше в настоящем документе, но который также выполнен таким образом, чтобы корпус воздухоочистителя не мог надлежащим образом закрываться, когда происходит такая «неправильная установка», например, из-за использования картриджа, который выглядит как подходящий для корпуса, но не обладает надлежащими уплотнительными характеристиками. Описанные в настоящем документе методики обращены на устранение этого недостатка. Они могут быть использованы в связи с признаками таких конструкций, как конструкции, описанные в документах WO 2006/076479; WO 2006/076456; WO 2007/133635; WO 2014/210541 и/или 62/097060, однако они также могут быть использованы независимо. Это станет понятно из нижеследующих обсуждений.
F. Выводы
Признаки, описанные в настоящем документе, могут быть выгодно использованы для устранения одного или более вышеописанных недостатков. Конкретное требование того, что признаки должны быть реализованы таким образом, чтобы в максимальной мере устранять все недостатки, отсутствует. Однако описаны выбранные варианты осуществления, в которых все определенные выше недостатки устранены в значительной и желаемой степени.
III. Примерный узел, фиг. 13-40 А. Общие признаки воздухоочистителя, фиг. 13-15; 19, 20, 22 и 23
Ссылочная позиция 500 на фиг. 13 в целом указывает воздухоочистительную систему или узел, содержащий признаки согласно настоящему изобретению. Изображенный воздухоочистительный узел 500 содержит корпус 501, в котором съемным образом расположен картридж 502 фильтра. Таким образом, картридж 502 фильтра представляет собой обслуживаемый компонент; т.е. он съемным образом расположен во внутренней части 501i корпуса 501. Для обеспечения указанного технического обслуживания корпус 501 в целом выполнен в виде двух секций 503, 504 корпуса, выполненных с возможностью избирательного разделения или открывания, например, вдоль стыка 501j, для обеспечения доступа с целью извлечения и замены картриджа 502. В изображенном примерном воздухоочистителе 500: секция 503 представляет собой компонент или узел основной части корпуса; и секция 504 представляет собой компонент или узел крышки доступа.
При обычном использовании одна из секций корпуса, обычно основная часть 503 корпуса, устанавливается на оборудовании для использования и не снимается с этого крепления во время технического обслуживания. Обычно компонент 504 крышки корпуса приводится в действие в качестве крышки доступа, что делает возможным доступ в корпус 501 воздухоочистителя с целью обслуживания картриджа 502.
По-прежнему обращаясь к фиг. 13, корпус 501 содержит конструкцию 505 впускного отверстия для воздушного потока и выпускное отверстие или конструкцию 506 выпускного отверстия для потока фильтрованного воздуха. При обычной работе воздух, подлежащий фильтрации, втекает в узел 500 воздухоочистителя через конструкцию 505 впускного отверстия. Он проходит сквозь картридж 502, подвергаясь фильтрации, а затем удаляется из корпуса через конструкцию 506 выпускного отверстия для направления в расположенное ниже по ходу оборудование, например, в воздухозаборник двигателя. В изображенном узле 501 впускное отверстие 505 обычно ориентировано таким образом, чтобы в ходе установки оно было направлено вверх, а выпускное отверстие 506 обычно ориентировано в некоторой степени ортогонально направлению впускного отверстия. Однако возможны альтернативы.
В изображенном примерном узле 500 воздухоочистителя конструкция 505 впускного отверстия для воздушного потока находится в крышке 504 доступа; а конструкция 506 выпускного отверстия для воздушного потока находится в основной части 503 корпуса. Возможны альтернативы.
Следует отметить, что в некоторых конструкциях воздухоочистителей совместно с воздухоочистительным узлом могут использоваться фильтры предварительной очистки (не показаны). Фильтры предварительной очистки могут использоваться в соответствии с принципами согласно настоящему изобретению.
По-прежнему обращаясь к фиг. 13, в изображенном примере секция 504 съемным образом установлена на секции 503 при помощи крепежной конструкции, содержащей в данном примере болты 507. Разумеется, могут использоваться и альтернативные крепежные конструкции, содержащие замки.
В изображенном примерном воздухоочистительном узле 500 секция 504 крышки доступа в корпус может быть полностью снята с основной части 503 корпуса во время технического обслуживания. Возможны альтернативы. Например, в соответствии с принципами, описанными в настоящем документе, могут использоваться шарнирные крепления.
По-прежнему обращаясь к фиг. 13, ссылочной позицией 510 представлена необязательная конструкция монтажной площадки для крепления воздухоочистительного узла 500 к оборудованию, с которым он будет использоваться, такому как транспортное средство. В данном примере конструкция 510 монтажной площадки расположена на секции 503 корпуса, поскольку это именно та секция 503, которая будет неподвижно закреплена на месте на оборудовании во время использования. Возможны альтернативы.
На фиг. 14 изображен воздухоочистительный узел 500 (показанный на фиг. 13) с полностью снятой секцией 504 корпуса (т.е. крышкой доступа). Таким образом, картридж 502, расположенный в секции 503 корпуса, можно видеть так, как он должен располагаться при надлежащей установке или в готовности к извлечению. На фиг. 14 необязательный элемент 511 выпускного клапана показан как «отделенный» от узла 500. Обычно он заключен в крышке 504 доступа, и он описывается ниже. Кроме того, по-прежнему обращаясь к фиг. 14, крепежные детали или болты 507 показаны там, где они обычно устанавливаются.
Кроме того, как видно на фиг. 14, имеется множество необязательных, разнесенных по периметру приемников 515, расположенных на секции 503 корпуса рядом с ее открытым концом. Изображенные приемники 515 представляют собой разомкнутые внешние петли на корпусе, ориентированные таким образом, чтобы каждая из них принимала один из множества выступов на крышке 504 доступа в ходе прикрепления крышки 504 доступа к основной части 503 корпуса.
В более общих чертах, корпус 501 содержит необязательную конструкцию выступов/приемников между двумя секциями 503/504, содействующую направлению секции 504 в секцию 503, когда между ними происходит соединение. Эта конструкция выступов/приемников содержит множество первых элементов (см. выступы 536, показанные на фиг. 22) на одной из секций 503/504 и множество вторых элементов 515 (например, приемников) на другой из секций 503/504. В данном примере приемники 515 находятся на секции 503 основной части, однако возможны альтернативы. Также может использоваться смешанная конструкция, в которой как выступы, так и приемники соответствующим образом расположены на каждом из компонентов или каждой из секций 503, 504 корпуса.
На фиг. 15 картридж 502 показан отдельно от корпуса 501. Картридж 502 обычно содержит материал 516 и конструкцию 517 для вхождения в зацепление с корпусом, проходящую вокруг материала 516. Конструкция 517 для вхождения в зацепление с корпусом содержит уплотнительный элемент 518 корпуса. Обычно конструкция 517 для вхождения в зацепление с корпусом выполнена с возможностью: надлежащей ориентации картриджа 502 на секции 503 корпуса во время установки; обеспечения герметизации между картриджем 502 и корпусом 501 для надлежащей работы воздухоочистительного узла; и обеспечения опоры и амортизации картриджа 502 в корпусе 501 во время использования. В изображенном примере конструкция 517 для вхождения в зацепление с корпусом представляет собой сформованный по месту компонент, являющийся предпочтительным, однако возможны альтернативы.
Обращаясь далее к фиг. 19, изображена секция 503 корпуса со снятой крышкой 504 доступа и извлеченным картриджем 502. Видна как конструкция 510 монтажной площадки, так и приемники 515. Также на фиг. 19 видны приемники 525 для болтов 507, показанных на фиг. 14.
Обращаясь к фиг. 19, ссылочной позицией 526 представлена конструкция вспомогательного канала, которая может быть использована для обеспечения установки в корпусе 501 контрольно-измерительного оборудования, такого как указатель ограничения. Также на фиг. 19 видно вспомогательное выпускное отверстие 528 для фильтрованного воздуха. Вспомогательное выпускное отверстие 528 для фильтрованного воздуха может позволять переносить фильтрованный воздух в иное местоположение помимо выпускного отверстия 506, например, для работы такого оборудования, как система сжатого воздуха и/или тормозная система.
По-прежнему обращаясь к фиг. 19, видны дополнительные общие признаки. Например, на основной части 503 корпуса содержатся гребни жесткости, наугольники и решетка 530 для обеспечения конструктивной целостности при формовании корпуса 501 из пластмассы. Также ссылочной позицией 531 показано несколько внутренних ребер в нижней части, на которых может располагаться картридж 502 с возможностью скольжения или поддержания при установке. Кроме того, ссылочной позицией 532 показан боковой концевой опорный элемент. Он может при необходимости использоваться для вхождения в зацепление с концом картриджа 502 при установке картриджа. Он может быть при необходимости выполнен в такой форме, чтобы взаимодействовать с картриджем по типу выступ/приемник. Такое взаимодействие с опорным элементом показано и описано в документе WO 2007/044677, включаемом в настоящий документ посредством ссылки.
Обращаясь к фиг. 19, следует отметить, что изображенный конкретный воздухоочистительный узел 501 выполнен с возможностью использования без вспомогательного или предохранительного картриджа. При необходимости он может быть выполнен с возможностью размещения предохранительного картриджа ниже по ходу относительно основного картриджа 502.
На фиг. 19 показана уплотнительная поверхность 568 между внутренним ободком 567 и наружным ободком 569. При эксплуатации обсужденный ниже уплотнительный элемент 560 на картридже 502 расположен таким образом, что для герметизации он прижимается к уплотнительной поверхности 568 между внутренним ободком 567 и наружным ободком 569. На фиг.19 видно ребро 568 г, выступающее из уплотнительной поверхности 568. При герметизации оно будет прижиматься к уплотнительному материалу.
На фиг. 20 представлен второй перспективный вид секции 503 корпуса. Ранее указанные и описанные признаки включают: выпускное отверстие 506; вспомогательный канал 526; вспомогательный выпускной канал 528 для фильтрованного воздуха; приемники 515; приемники 525 крепежных элементов для болтов 507; опорный элемент 532; уплотнительную поверхность 568; ребро 568 г; наружное ребро 569 и внутреннее ребро 567.
На фиг. 22 изображена вторая секция 504 корпуса, в данном примере - крышка доступа. Видно, что в краевой области 535, которая при эксплуатации входит в зацепление с секцией 503, секция 504 содержит множество лапок или выступов 536 по периметру, по меньшей мере часть которых ориентирована таким образом, чтобы вталкиваться в приемники 515 в ходе установки. Таким образом, приемники 515 и выступающие конструкции 536 совместно включают конструкцию выступов/приемников для вхождения в зацепление. Кроме того, конструкция выступов/приемников может быть выполнена с конструкцией выступов на первой секции 503 и конструкцией приемников на второй секции 504, или с частями по одной с каждой стороны.
По-прежнему обращаясь к фиг. 22, секция 504 также содержит множество приемников 540 по периметру для болтов или других крепежных элементов, используемых в ходе установки. Кроме того, секция 504 содержит различные решетки, ребра и наугольники 541 для прочности и целостности материала.
На фиг. 22 через конструкцию 505 впускного отверстия видна внутренняя часть 504i секции 504. Ссылочной позицией 545 представлено нижнее дренажное углубление или выемка в части секции 504, которая при эксплуатации будет расположена выше по ходу относительно картриджа 502. Данный нижний дренаж, углубление или выемка 541 при эксплуатации может использоваться для сбора воды и дренирования этой воды через дренажное отверстие 546. Элемент 511 выпускного клапана, показанный на фиг. 14 и упомянутый выше, может быть расположен над внешней частью дренажного отверстия 546 для содействияуправлению удалением этого вещества. Такие дренажные конструкции известны в воздухоочистительных узлах; см., например, документ WO 2007/133635, включаемый в настоящий документ посредством ссылки.
На фиг. 23 изображен второй вид крышки доступа или секции 504 корпуса. На фигуре также видны некоторые ранее описанные признаки, такие как, например: видна часть конструкции 505 впускного отверстия для воздушного потока, как и внутренняя часть 504i; выемка 545; дренажное выпускное отверстие 546; выступы 536; и приемники 540 болтов.
В. Выбранные общие признаки картриджей фильтров, фиг. 15-18
Снова обратимся к фиг. 15, на которой изображен картридж 502. Картридж 502, как указывалось ранее, содержит материал 516 и конструкцию 517 для вхождения в зацепление с корпусом.
В общих чертах, картридж 502 имеет противолежащие концы 550, 551 для потока. В ходе фильтрации воздух проходит сквозь картридж фильтра в «прямоточном» направлении потока между концами 550, 551 для потока. Обычно один из концов для потока будет представлять собой впускной конец для потока или поверхность для потока, а другой будет представлять собой выпускной конец для потока или поверхность для потока. И хотя возможны альтернативы, для изображенного примерного картриджа 502 фильтра, когда он используется в изображенном воздухоочистителе 500, показанном на фиг. 13, конец или поверхность 550 для потока представляет собой впускной конец для нефильтрованного воздуха, а противолежащий конец или поверхность 551 для потока представляет собой выпускной конец для фильтрованного воздуха. На фиг. 17 картридж 502 показан в виде, полученном в направлении выпускного конца 551 для потока.
В общих чертах, картриджи, относящиеся к типу картриджа 502, будут описаны в настоящем документе как выполненные с возможностью «прямоточного течения» или «осевого течения» в ходе эксплуатации с учетом того, что обычно картридж 502 и материал 516 выполнены таким образом, что воздух попадает в картридж 502 и покидает его в ходе фильтрации так, что течение происходит в одном направлении. Это может быть обеспечено для любого из типов материала, упомянутых выше в настоящем документе, и их вариантов.
Примерный картридж 502, изображенный на фиг. 15, обычно имеет периметр «прямоугольной» формы в плоскости, перпендикулярной направлению потока; и, как результат, прямоугольный впускной конец или поверхность 550 и прямоугольный выпускной конец или поверхность 551. Возможны альтернативные формы, в том числе, например, овальная и другие формы периметра.
Для изображенного примерного картриджа 502, материал 516 выполнен таким образом, что он содержит впускной конец 516i, примыкающий к впускному концу 550 картриджа, и противолежащий выпускной конец 516о, не показанный на фиг. 15, см. фиг. 17. Каждая из противолежащих поверхностей или концов 516i, 516о изображена как в сущности планарная, и каждая из них находится в плоскости, в сущности перпендикулярной направлению потока сквозь картридж 502. Среди вышеописанных типов материала типичными будут являться типы, содержащие секции рифленого материала, скрепленные с секциями облицовочного материала, хотя возможны альтернативы. Например, поверхности 516i, 516о могут являться скошенными относительно направления потока; и/или могут быть выполнены с изменениями в них, например, с выемками или выступами. Например, с конструкциями согласно настоящему изобретению могут использоваться варианты, относящиеся к типу, описываемому в документах WO 2007/133635; WO 2005/123222 и WO 2007/044677.
По-прежнему обращаясь к фиг. 15, изображенный конкретный картридж 502 содержит противолежащие боковые панели 554, 555 на противолежащих концах материала 516. Противолежащие панели 554, 555 могут использоваться с множеством типов материала, описываемых в настоящем документе, для герметизации противолежащих концов 516х, 516y материала и для обеспечения конструктивной целостности. Разумеется, если используется овальный блок или альтернативный материал, потребность в таких панелях 554, 555 может отсутствовать. Использование противолежащих панелей для герметизации различных концов описываемых в настоящем документе типов материала было описано выше, например, при использовании с аналогичными прямоугольными паковками материала в таких документах для ссылки, как документы WO 2005/123222; WO 2006/017790; WO 2006/076479; WO 2006/076456 и WO 2007/133635, включаемые в настоящий документ посредством ссылки. Панели 554, 555 могут являться (и обычно и предпочтительно будут являться) формованными по месту, однако они могут содержать предварительно сформированные фрагменты, скрепленные с концами 516х, 516у материала герметиком.
Изображенные конкретные панели 554, 555 являются формованными по месту, например, из такого материала, как полиуретан, который будет герметизировать противолежащие концы 516х, 516у, закрывая их. Панели 554, 555 могут содержать формованные в них искусственные признаки, такие как искусственные признаки 554х, показанные на фиг. 15 в панели 554, в результате зазоров между материалом, используемым в пресс-форме, и стенкой пресс-формы во время формования панели 554 по месту.
По-прежнему обращаясь к фиг. 15, изображен конкретный картридж 502, содержащий необязательные противолежащие накладки или панели 558, 559, проходящие поперечно и герметизирующие паковку 550 материала на протяжении между противолежащими концами 516х, 516у, т.е. на протяжении между противолежащими панелями 554, 555. Такие панели или накладки 558, 559 могут быть полезны, например, для защиты материала 516 картриджа при манипуляциях. Они могут формоваться по месту или они могут содержать отдельные фрагменты, прикрепляемые к материалу. В изображенном примере они содержат пластмассовые листы, например, содержащие поликарбонатную пластмассу, закрепленную по месту за счет внедрения в формованные по месту панели 554, 555. Возможны такие альтернативы, как пластмассовая сетка. При конструировании показанным образом между панелями 558, 559 и материалом 516 обычно предусмотрен герметик для предотвращения пути утечки через картридж 502.
В некоторых применениях методик, описываемых в настоящем документе, каждая из крышек 558, 559 на каждой поверхности может быть выполнена в виде двух фрагментов со стыком между ними, расположенным под формованной по месту конструкцией 517, таким образом, что формование по месту конструкции 517 может отчасти осуществляться к материалу, чтобы способствовать обеспечению герметизации.
Как указано ранее, картридж 502 содержит конструкцию 517 для вхождения в зацепление с корпусом. Конструкция 517 для вхождения в зацепление с корпусом обычно представляет собой конструкцию по периметру, т.е. она проходит вокруг периметра остальной части картриджа 502. Часть конструкции 517 для вхождения в зацепление с корпусом обычно содержит уплотнительный элемент 518 корпуса, например, сжимаемый уплотнительный фланец 560. Уплотнительный фланец 560 корпуса обычно расположен и выполнен таким образом, чтобы образовывать уплотнение с корпусом 501, если картридж 502 вставлен надлежащим образом. Изображенный конкретный уплотнительный элемент 518 корпуса представляет собой сжимаемый уплотнительный фланец 560, выполненный с возможностью сжатия между секциями 503/504 корпуса, когда корпус 501 закрыт.
Критическая поверхность для герметизации уплотнительной конструкции 518 корпуса обычно представляет собой расположенную ниже по ходу поверхность, т.е. поверхность, которая при эксплуатации могла бы входить в зацепление с корпусом 501 в местоположении в направлении стороны чистого воздуха системы 501. В данном примере это та поверхность, которая вдавливается в уплотнение с основной частью 503. Эта поверхность является более критической уплотнительной поверхностью, поскольку она находится ниже по ходу или на стороне чистого воздуха уплотнения 560. Данная называемая более критической уплотнительная поверхность в целом указана на фиг. 17 ссылочной позицией 560d.
Обращаясь к фиг. 17, следует отметить, что в изображенном примере поверхность 560d в сущности представляет собой плоскую, планарную, лишенную признаков поверхность. Она может быть изменена (выполнена рельефной) посредством признаков, например, выполнена рельефной согласно информации, раскрываемой в документе WO 201/210541 и/или документе USSN 62/097060, включаемых в настоящий документ посредством ссылки; и/или вариантам, изображенным и описанным ниже.
Снова обращаясь к фиг. 15, противолежащий к поверхности 560d сжимаемый уплотнительный элемент 560 содержит расположенную выше по ходу сжимаемую уплотнительную поверхность 560u, в ходе установки обычно входящую в зацепление с фланцем или другой конструкцией на крышке доступа или секции 504 корпуса. В изображенном примере это то место, в котором при сжатии давление прикладывается к сжимаемому уплотнительному элементу 560, обеспечивая, что поверхность 560d образует уплотнение с соответствующей поверхностью 568 в секции 503 корпуса. В изображенном примере уплотнение на поверхности 560и является менее критическим, чем на поверхности 560d.
По-прежнему обращаясь к фиг. 15, уплотнительный элемент 560, расположенный на протяжении между противолежащими сжимаемыми уплотнительными поверхностями 560u, 560d, содержит наружную периферийную поверхность 560р. Наружная периферийная поверхность 560р обычно выполнена с возможностью вписывания в габариты выбранных признаков корпуса, таких как ободок 569, показанный на фиг. 19, что требуется для надлежащей установки.
Толщина области 560 между поверхностями 560d, 560u может изменяться. Как правило, она будет составлять по меньшей мере 5 мм и обычно не более чем приблизительно 20 мм, часто она будет находиться в диапазоне от 5 мм до 15 мм, однако возможным варианты.
Обращаясь к фиг. 15 и фиг. 16, изображенная примерная уплотнительная поверхность 560d выполнена и расположена таким образом, что по меньшей мере часть ее проходит в сущности неортогонально относительно направления потока сквозь материал 516 картриджа (т.е. направления между концами 550, 551). Принципы, описанные в настоящем документе, также могут быть использованы в альтернативной конструкции, которая проходит ортогонально, например, в альтернативном варианте осуществления, показанном на фиг. 42.
Когда уплотнительная поверхность 560d содержит по меньшей мере некоторую часть, которая, как показано, проходит неортогонально, сжимаемое уплотнение 560 иногда может называться скошенным уплотнением. В изображенном примере, в особенности тогда, когда поверхность 560d является в сущности планарной, скос (скосы) может быть определен как угол скоса уплотнения, составляющий, например, по меньшей мере 2° относительно ортогонального направления. Обычно, если используется угол скоса, то этот угол скоса должен составлять в сущности по меньшей мере 4°, обычно по меньшей мере 5° и часто в пределах диапазона 5-30°, например, 7-20°. Разумеется, возможны альтернативы. Скошенные сжимаемые уплотнения, пригодные для использования в картриджах фильтров общего типа, описанного в настоящем документе, описаны, например, в документах WO 2006/076456 и WO 2006/076479, включаемых в настоящий документ посредством ссылки.
Обращаясь к фиг. 13, 14 и 15, следует отметить, что, когда уплотнительная конструкция 517 снабжена сжимаемым уплотнительным элементом 560, проходящим неортогонально относительно направления потока сквозь картридж, картридж 502 может быть выполнен в связи с корпусом 501 таким образом, что картридж 502 можно вставить только в одной угловой ориентации относительно корпуса 501. В некоторых случаях это является преимущественным, но не необходимым.
Кроме того, обращаясь к фиг. 15, следует отметить, что на протяжении противолежащей панели 554 или 555 уплотнение 560 проходит неортогонально; однако, в целом, на протяжении между панелями 554 или 555, т.е. вдоль более длинного геометрического размера картриджа, изображенного на фиг. 15, сжимаемый уплотнительный элемент 560, в сущности, проходит по пути прохождения, перпендикулярному направлению потока. Это является обычным, однако возможны альтернативы.
Также следует отметить, что сжимаемый уплотнительный элемент 560, когда он проходит через одну из боковых сторон 554, 555 прямоугольной конфигурации, проходит, в сущности, по прямолинейному пути. И хотя это является обычным, возможны альтернативы.
Даже тогда, когда поверхность 560d имеет какую-либо нерегулярную или непланарную характеристику, например, относящуюся к типу, описанному в документе WO 2014/210541, остальная часть уплотнения может по-прежнему указываться как определяющая плоскость или скошенную плоскость согласно описанным принципам. То есть, даже если поверхность 560d не является планарной, но вместо этого является рельефной, уплотнение 560 в целом можно описать как имеющее общий угол скоса. Кроме того, возможными, однако, являются альтернативные формы и возможности.
По-прежнему обращаясь к фиг. 15, конструкция 517 для вхождения в зацепление с корпусом содержит основание, опорную или рамную часть или элемент 565, создающий опору для сжимаемого уплотнительного элемента 560 на остальной части картриджа 502. Изображенная конкретная опорная или рамная часть 565 формуется как единое целое с периферийным сжимаемым уплотнительным элементом 560, хотя возможны альтернативы. Формование в единое целое друг с другом является предпочтительным, поскольку оно позволяет избежать какой-либо потребности в уплотнении между двумя этими элементами.
Кроме того, уплотнительный элемент корпуса может быть сформован на опоре, не являющейся формованной по месту, которую затем прикрепляют к картриджу. Это может быть удобно в некоторых применениях, однако обычно предпочтительным также будет являться единый сформованный по месту фрагмент.
Кроме того, конкретная конструкция 517 для вхождения в зацепление с корпусом является сформованной по месту на остальной части картриджа в качестве периферийного компонента. Это будет являться обычным и предпочтительным, так как способствует обеспечению между этими двумя частями хорошего надежного уплотнения с хорошей конструктивной целостностью. Часть конструкции 517 для вхождения в зацепление с корпусом, находящаяся в зацеплении с остальной частью картриджа 502, обычно представляет собой рамную или опорную часть 565.
Далее обращаясь к фиг. 17, показан вид картриджа 502 фильтра, полученный в направлении выходного конца 551, т.е. конца, противоположного тому, который виден на фиг. 15. Особое внимание следует обратить на выемку или канавку 566. Выемка или канавка 566 расположена между частью сжимаемого уплотнительного элемента 560 и остальной частью картриджа 502. Канавка 566 представляет собой выемку, приемник или канавку, расположенную таким образом, чтобы вмещать выступающую в нее в ходе установки часть 567 внутреннего ободка корпуса 501, см. фиг. 20. Примерная изображенная выемка, канавка или впадина 560 полностью проходит по периферии вокруг картриджа 502 в местоположении между уплотнительным элементом 560 и материалом 516. Могут использоваться альтернативы, т.е. прерывистые выемки, в особенности в прерывистом ободке 567. Например, может являться преимущественным создание зазоров в выемке на «углах», тогда как во всем остальном впадина, напротив, образует в сущности прямоугольную конфигурацию. Примером этого может быть создание «впадины», проходящей в виде прямолинейных секций вдоль каждой из четырех сторон, но заканчивающейся при прохождении секциями впадины (т.е. внутрь или вокруг) по меньшей мере одного и, как правило, каждого из четырех углов. Т. е. в некоторых случаях впадина может не содержать углов. Более того, выемка 566 в некоторых применениях является необязательной.
Для изображенного конкретного примера и при рассмотрении фиг. 19, секция 503 корпуса содержит необязательную секцию 567 ободка, имеющую такой размер и выполненную таким образом, чтобы выступать в выемку 502 при установке. Ободок 567 может являться непрерывным или прерывистым, и он обеспечивает несколько функциональных возможностей. Во-первых, он содействует тому, что картридж 502 поддерживается в плотном прилегании. Во-вторых, он обеспечивает функцию изоляции между сжатой частью 560 и основной частью картриджа, которая направлена на стабилизацию основной части картриджа, когда он начинает заполняться пылью, приобретать вес и, таким образом, импульс вибрации. Такая впадина или выемка в целом описана, например, в таких документах для ссылки, как документы WO 2006/076479; WO 2006/076456; WO 2006/017790; WO 2007/133635; USSN 62/097060; и WO 2014/210541, включаемые в настоящий документ посредством ссылки.
Кроме того, обращаясь к фиг. 19, следует отметить, что уплотнительная поверхность 568 в секции 503 корпуса, которая представляет собой поверхность, к которой в ходе герметизации прижимается уплотнительная поверхность 560u, содержит на ней центральное ребро 568r, проходящее вокруг периферии картриджа (или внутренней части корпуса). Для содействия герметизации ребро 568r во время установки будет прижиматься к поверхности 560u в сжимаемом уплотнительном элементе 560. Кроме того, уплотнительная поверхность 568 расположена как утопленная между двумя стенками, а именно: ободком 567 и наружным ободком или стенкой 569. Это является обычным.
Такие признаки, как ребро 568r, описаны в документе WO 2014/210541. Ребро 568r, как правило, будет являться непрерывным и будет выступать по меньшей мере на 0,5 мм, например, от 0,5 мм до 3 мм, из непосредственно примыкающих частей корпуса 501.
С. Установка защитной конструкции между картриджем фильтра и корпусом
1. Общие сведения
В настоящем документе описана и предусмотрена защитная конструкция, препятствующая установке, между картриджем фильтра и корпусом, которая будет содействовать обеспечению того, чтобы, если картридж не является надлежащим картриджем с установленной подлинностью, обладающим надлежащими уплотнительными признаками, его нельзя было расположить в корпусе воздухоочистителя так, чтобы корпус можно было закрыть в ходе установки. Это будет предотвращать случайную установку поставщиком услуг картриджа, который выглядит подходящим, но не является надлежащим картриджем с установленной подлинностью для данной системы.
В частности, как указано выше, техническое обслуживание часто осуществляется в полевых условиях и может осуществляться поставщиками услуг, имеющими доступ к разнообразным картриджам. Может являться очень важным обеспечение того, чтобы устанавливаемый картридж не представлял собой картридж, выглядящий подходящим, но не являющийся надлежащим картриджем для данной системы. Способ, которым это можно контролировать, заключается в использовании конструкции, включающей вхождение в зацепление картриджа и корпуса, которое предотвращает то, чтобы картридж оказывался вполне и надлежащим образом вложенным в положение герметизации, если он не представляет собой надлежащий картридж.
В настоящем документе описано множество подходов для решения этой проблемы. Указанные признаки могут быть, например, расположены таким образом, чтобы картридж 502 и основная часть 503 корпуса входили в зацепление; и/или они могут быть выполнены таким образом, чтобы картридж 502 и крышка 504 доступа входили в зацепление. Описаны примеры каждого из этих признаков, и они могут использоваться независимо или совместно.
В настоящем документе признак или признаки, препятствующие возможности полной герметизации крышки доступа до тех пор, пока картридж не будет представлять собой надлежащий, надлежащим образом герметизированный картридж с установленной подлинностью, вставленный соответствующим образом, иногда будут называться «защитной конструкцией, препятствующей герметизации корпуса» или аналогичными терминами.
В настоящем документе описаны и представлены различные признаки, пригодные для использования с целью достижения указанного результата.
2. Первая примерная вспомогательная конструкция, препятствующая герметизации корпуса, связанная с взаимодействием между картриджем 502 и секцией 503 основной части корпуса
Обращаясь в первую очередь к фиг. 19, предусмотрена секция 503 корпуса, которая в примере представляет собой расположенную ниже по ходу секцию корпуса, с открытым (впускным) концом 513о, содержащим выступающую конструкцию 570, содержащую первый элемент защитной конструкции 570х, препятствующей герметизации корпуса. В изображенном примере выступающая конструкция 570 содержит один выступ 570р, хотя возможны альтернативы. Кроме того, в изображенном примере выступ 570р расположен как выровненный с одной из более коротких сторон корпуса 501 (или секции 503), однако возможны альтернативные расположения.
Обычно если предпринимается попытка установить неправильный картридж (который во всем остальном выглядел бы подходящим для секции 503 корпуса, но не являлся надлежащим картриджем для рассматриваемой системы 500), то выступающая конструкция 570 будет входить в зацепление с неправильным картриджем и препятствовать осуществлению возможности его полного расположения или вложения в секцию 503 корпуса, и таким образом предотвращать возможность установки крышки 504 доступа. Однако если картридж 502 является правильным, или надлежащим, то картридж 502 будет содержать второй элемент конструкции приемника выступа, надлежащим образом расположенный для приема выступающей конструкции 570 и позволяющий задвинуть картридж 502 в надлежащее, полностью вложенное положение, чтобы затем установить крышку 504 доступа.
По-прежнему обращаясь к фиг. 19, следует отметить, что конкретная выступающая конструкция 570 в ходе установки расположена на радиальном выступе 567 внутреннего ободка, проходящем в выемке 566 картриджа (фиг. 17). Возможны альтернативы. Главной особенностью является наличие выступающей конструкции 570, имеющей такой размер и выполненной таким образом, чтобы она входила в зацепление с частью конструкции 517 для вхождения в зацепление с корпусом, препятствуя полной установке картриджа в секции 503 корпуса до тех пор, пока не будет использован надлежащий картридж 502, расположенный в надлежащем положении.
На фиг. 20 можно видеть выступающую конструкцию 570, т.е. выступ 570р, изнутри. Также видны ребра 571 жесткости. На фиг. 21 представлен увеличенный местный перспективный вид, некоторым образом аналогичный фиг. 20, но под большим углом.
Для понимания части примерной защитной конструкции 570х, препятствующей герметизации корпуса, расположенной на картридже 502, обратим внимание на фиг. 17. В частности, снова обращаясь к фиг. 17, картридж 502 изображен в направлении выпускного конца 516о, т.е. в направлении части картриджа 502, помещенной на или у секции 503 корпуса во время установки. Видна уплотнительная конструкция 518, содержащая сжимаемый уплотнительный элемент 560 с расположенной ниже по ходу уплотнительной поверхностью 560d. Ссылочной позицией 566 показана вышеописанная выемка, принимающая ободок 567 на корпусе 501. Как результат настоящего изобретения следует отметить, что выемка 566 является достаточно неглубокой, и поэтому ее можно вводить в зацепление с выступающей конструкцией 570, показанной на фиг. 19, препятствующим (установке) образом, если в ней отсутствует соразмерный дополнительный рельеф, допускающий полную установку. Это рельеф виден на фиг. 17 как конструкция 575 приемного кармана. Изображенная конкретная конструкция 575 приемного кармана содержит один карман 525r, поскольку имеется только один выступ 570р и имеется только одна возможная надлежащая ориентация для установки картриджа 502. Приемный карман или приемник 580 г выполнен таким образом, что если картридж 502 устанавливается в корпусе 503, то выступающая конструкция 570 не будет блокировать полную установку конструкции 521 для вхождения в зацепление с корпусом. Однако если предпринимается попытка установки картриджа, являющегося относительно подобным картриджу 502, но не содержащего соответствующим образом расположенного приемного кармана 575r, то выступ 570 будет мешать конструкции 517 для вхождения в зацепление с корпусом, препятствуя полной установке картриджа и, в конечном счете, препятствуя полной герметизации крышки доступа.
На фиг. 18 изображен увеличенный местный вид, на котором показана конструкция 575, т.е. приемник 575r.
Как указано выше, изображенная конкретная примерная конструкция содержит один выступ 570р в выступающей конструкции 570. В изображенном примере картридж 502 содержит один сопряженный приемный элемент 575, т.е. карман 575r.
При необходимости приемный элемент 575 может содержать множество карманов 575r; и выступающая конструкция 570 при необходимости может содержать множество выступов 570р.
Кроме того, как указано выше, если уплотнительный элемент 560 выполнен так, как показано, и если корпус 501 выполнен с возможностью вхождения в зацепление аналогичным образом, то в результате картридж 502 может быть установлен в единственной угловой ориентации из-за скошенного уплотнения 560d. Однако если используется аналогичная конструкция, но без скоса в уплотнении 560d, картридж теоретически может быть расположен в одной из двух угловых ориентаций. В этом случае может быть предпочтительным наличие двух карманов 525r, по одному с каждой из противолежащих сторон картриджа, при этом каждый из карманов выполнен с возможностью полного вхождения в зацепление с выступом 570р, даже если используется единственный выступ 570р, также для обеспечения двух возможных угловых ориентаций при установке.
Если предпочтительным является контроль количества угловых ориентаций так, чтобы оно было равно единице, то, даже если уплотнение 560 не является скошенным, может являться предпочтительным наличие только одного приемного кармана 575r.
На фиг. 15 ссылочной позицией 575х показан внешний вид внешней части компонента 517 для вхождения в зацепление с корпусом, под которым расположен внутренний приемник или карман 575r.
В настоящем документе карман 575r в показанной конфигурации описан как «внутренний карман», поскольку он расположен внутри частей 575х конструкции 517 для вхождения в зацепление с корпусом, т.е. он не находится на внешней поверхности картриджа, но вместо этого представляет собой внутреннюю конструкцию. Он также представляет собой «закрытую» внутреннюю конструкцию, потому что он при использовании не является каким-либо образом открытым наружу, но вместо этого при использовании показанным образом вмещает выступающий элемент 570р.
Обращаясь к фиг. 23, крышка 504 доступа видна как содержащая внутреннюю утопленную или приемную конструкцию 590 для обеспечения просвета для приема этого элемента 575х.
В данном примере, поскольку имеется только один элемент 570р, один карман 575r, и крышка 504 доступа может быть установлена только в одной ориентации, в конструкции 590 имеется только один приемник 590r. Разумеется, возможны альтернативы.
На фиг. 24 представлен увеличенный местный вид приемной конструкции 590 и выемки 590r.
На фиг. 25 представлен внешний местный вид части крышки 504 доступа. Здесь показана внешняя часть 590х приемной конструкции 590. Эта внешняя часть 590х предусматривает, что в собранном воздухоочистителе 500, см. фиг. 13, можно легко наблюдать то, что он представляет собой конструкцию воздухоочистителя, содержащую защитную конструкцию, препятствующую герметизации корпуса, согласно выбранным признакам настоящего изобретения.
В примере, изображенном в данном разделе, изображенная защитная конструкция, препятствующая герметизации корпуса, содержит конструкцию выступа/приемника с: одним элементом на секции 503 корпуса, содержащей расположенную ниже по ходу сторону или сторону чистого воздуха; и вторым элементом на картридже 502. Этот тип конструкции иногда будет описываться здесь как «расположенный ниже по ходу» признак или конструкция, поскольку часть на корпусе, входящая в зацепление с частью на картридже, расположена для вставки в направлении расположенной ниже по ходу стороны уплотнительной конструкции 560. Возможны альтернативы, которые станут очевидны из приведенного ниже обсуждения.
Кроме того, следует отметить, что часть защитной конструкции, препятствующей герметизации корпуса, на корпусе 503 (т.е. выступающая конструкция 570 или выступ 570р) расположена радиально внутри относительно периметра 560р сжимаемого уплотнительного элемента 560 корпуса, в частности, радиально внутри относительно поверхности 560d. Иначе говоря, выступающая конструкция 570 (выступ 570р) расположена радиально внутри относительно того места, где происходит герметизация между связанным компонентом 503 корпуса и уплотнительным элементом или конструкцией 560 на картридже 502. Под «радиально внутри» в данном контексте подразумевается, что это расположение находится внутри структуры, образованной уплотнительной поверхностью 560d и/или периметром 560р, т.е. в направлении центральной оси направления потока картриджа 502. Такие конфигурации будут иногда описываться как конструкция, «входящая в зацепление радиально внутренним образом», или посредством ее вариантов. Возможны альтернативы конструкциям, входящим в зацепление радиально внутренним образом.
Также следует отметить, что изображенная конкретная выступающая конструкция 570 (т.е. выступ 570р) расположена на вышеописанном гребне 567. Это является типичным и обычным для сборки и использования, однако возможны альтернативы.
3. Примерная защитная конструкция, препятствующая герметизации корпуса, включающая крышку доступа или секцию 504 корпуса
Выше описана защитная конструкция, препятствующая герметизации корпуса, которая может препятствовать вложению картриджа в секцию 503 корпуса, достаточному для установки крышки 504 доступа, если картридж не содержит таких признаков для надлежащего сопряжения, как приемная выемка 575r. Описанный конкретный предпочтительный подход выполняется между основной частью корпуса и картриджем 502 таким образом, что даже до того, как лицо, осуществляющее установку, начинает помещать крышку доступа на место, лицо, осуществляющее установку, должно знать, что картридж не является надлежащим картриджем с установленной подлинностью, который может быть надлежащим образом установлен для использования.
Можно использовать альтернативный или дополнительный подход, в котором, если используется ненадлежащий картридж, между картриджем и крышкой доступа имеется взаимодействие, достаточное для того чтобы сделать затруднительным полную установку крышки доступа (если используется ненадлежащий картридж). Этот подход можно использовать для вышеописанной конструкции или, в качестве альтернативы, в некоторых других конструкциях. Один пример может быть понят посредством следующего описания.
Снова обратимся к фиг. 15. На фиг. 15 ссылочной позицией 600 изображен первый элемент 600 другой защитной конструкции 600х, мешающей герметизации корпуса, в данном случае выполненной с возможностью использования для обеспечения того, что если картридж 502, устанавливаемый в основной части 503 корпуса, не является правильным, установленным надлежащим образом, то крышка 504 доступа будет мешать и не будет закрываться. Эту конструкция может использоваться совместно с конструкцией 570х или она может использоваться независимо. Изображенная конкретная конструкция 600x должна соответствовать «расположенной выше по ходу» конструкции, поскольку она расположена таким образом, чтобы входить в зацепление с расположенной выше по ходу стороны уплотнительного элемента 518 корпуса. Также она является «открытой» и «внешней» конструкцией относительно конструкции 517, и даже если ее части могут находиться радиально внутри поверхности 560u, по меньшей мере одна конструкция является «внешней», поскольку она не вмещается уплотнением 560.
Изображенный на фиг. 15 элемент 600 представляет собой по меньшей мере одну приемную или утопленную конструкцию 601, проходящую радиально внутрь в части конструкции 517 для вхождения в зацепление с корпусом, в данном примере, в раме 565. В изображенном примере изображены более одной выемки 601, но в некоторых применениях может использоваться одна выемка. На фиг. 16 показан увеличенный местный вид, показанный на фиг. 15, на котором видны выемки 601.
Обращаясь к фиг. 23, крышка 504 доступа содержит вдоль внутренней части 504i выступающую конструкцию, указанную ссылочной позицией 605, расположенную так, чтобы она выступала в утопленную конструкцию 600. Изображены два разнесенных выступа 605, хотя возможно их альтернативное количество. Данный подход заключается в выполнении конструкции 600x для вхождения в зацепление с таким размером и в таком положении, чтобы в результате действия выступов 605 возникало мешающее воздействие, если на картридже 502 не расположена соответствующая приемная конструкция 601 для вхождения в зацепление.
Разумеется, если картридж 502 выполнен так, чтобы он мог входить в зацепление в любой из двух угловых ориентаций, вдоль противолежащей стороны крышки 502 доступа может быть расположен второй набор выступов, аналогичных выступам 605.
4. Остальные фигуры примерного варианта осуществления, представленного на фиг. 13-40
Выше в настоящем документе были описаны выбранные фигуры из числа фиг. 13-40 для примерного воздухоочистителя 500. Дополнительные фигуры представлены для полного развития понимания признаков и принципов. Здесь будут упомянуты выбранные дополнительные фигуры, которые выше конкретно не обсуждаются в подробностях. На фиг. 26 представлен вид картриджа 502 в поперечном сечении. Это поперечное сечение получено через конструкцию 517 для вхождения в зацепление с корпусом в местоположении через приемник 575r. На фиг. 27 показан увеличенный местный вид этой части картриджа 516.
На фиг. 28 показан вид в поперечном сечении через воздухоочистительный узел, на котором показано, что уплотнительная поверхность 560u прижимается к поверхности 568 корпуса и ребру 568r между внутренним ободком 567 и наружным ободком 569.
На фиг. 29 изображен местный вид в поперечном сечении, на котором показан выступ 570р на ободке 587, проходящий в приемник 575r. Также уплотнительный элемент 560, как видно, расположен между крышкой 504 доступа и основной частью 503 корпуса. Перекрытие между элементом 560 и различными секциями 503, 504 корпуса указывает, где будет возникать сжатие, и какую приблизительную величину этого сжатия можно использовать в случае необходимости. Возможны альтернативы.
На фиг. 30 показан второй увеличенный местный вид, аналогичный показанному на фиг. 29. В дополнение к уже описанным идентифицированным признакам, видно ребро 568r, выступающее в поверхность 560d на уплотнительной конструкции.
На фиг. 31 показан второй вид в поперечном сечении картриджа 502. Здесь поперечное сечение проходит через часть конструкции 517 для вхождения в зацепление с корпусом, которая не содержит приемник 575r, но содержит выемку 601.
На фиг. 32 показан увеличенный местный вид части картриджа 502, показанного на фиг. 31. Кроме того, видно, что поперечное сечение проходит через внешнюю приемную выемку 601.
На фиг. 33 показан увеличенный вид в поперечном сечении этой части воздухоочистительного узла. Уплотнительный элемент 560 снова виден как сжатый между секциями 503, 504. Также видна часть 605 крышки 504 доступа, выступающая в приемную выемку 601. Кроме того, в местоположении, не содержащем выступ 570р, виден ободок 567, проходящий во впадину 566.
На фиг. 34 показан перспективный вид, альтернативный виду, показанному на фиг. 33, на котором изображены аналогичные признаки.
На фиг. 35 показан еще один дополнительный альтернативный перспективный вид. На нем видно ребро 568r, выступающее в уплотнительный элемент 560.
На фиг. 36 показан увеличенный местный перспективный вид части конструкции 517 для вхождения в зацепление отдельно от картриджа 502. Разумеется, изображенная конструкция, как правило, не будет сконструированной таким образом, поскольку она будет формованной на месте. Однако данная фигура позволяет выполнить осмотр ранее указанных выбранных признаков.
На фиг. 37 показан аналогичный вид, но для внутренней части. Здесь видна выемка 575r.
На фиг. 38 представлен еще один вид в поперечном сечении. Видно, что выступ 570р выступает в выемку 575r.
На фиг. 39 показан еще другой вид в поперечном сечении воздухоочистительного узла в этой области, но в перспективе.
На фиг. 40 показан вид в поперечном сечении и видно общий вид изображения, представленного на фиг. 39. Виден выступ 570р, выступающий в материал формованной конструкции 517 и окруженный этим материалом.
Как указано выше, возможны варианты методик и их применение. В дополнение, возможны варианты по размеру, форме, местоположению и степени вхождения в зацепление. В нескольких следующих разделах описаны некоторые из этих возможных вариантов.
IV. Некоторые варианты примерного узла, фиг. 41-44
А. Примерные варианты, изображенные в контексте овальной паковки материала
Как указано выше, могут использоваться различные типы материала. Одна из возможностей включает свернутую в спираль конструкцию, такую, как показано на фиг. 6. Как также указано выше, возможны альтернативы прямоугольным конструкциям. В примерной конструкции, показанной на фиг. 41-43, изображена конструкция, в которой паковка материала имеет в целом овальную конфигурацию с одной длинной осью поперечного сечения и одной короткой осью поперечного сечения; и в которой паковка материала может быть выполнена из свернутой в спираль конструкции, например, описанной в связи с фиг. 6.
Кроме того, как указано выше, методики, описанные в настоящем документе, могут быть использованы в связи с уплотнительной конструкцией, которая не содержит плоской, планарной расположенной ниже по ходу уплотнительной поверхности, но вместо этого содержит рельефность, такую как, например, создаваемая посредством признаков, в целом находящихся в соответствии с документом WO №2014/210541. На фиг. 41-43 изображен пример методик в показанном контексте.
Кроме того, выше было указано, что данные методики могут применяться для уплотнительной конструкции, не являющейся скошенной, но вместо этого являющейся перпендикулярной направлению воздушного потока сквозь паковку материала на протяжении вокруг паковки материала. Один из примеров такой методики показан в варианте осуществления, приведенном на фиг. 41-43.
Разумеется, различные методики, описанные в связи с вариантом осуществления, показанным на фиг. 41-43, могут применяться в альтернативных конструкциях по отдельности или совместно.
Обращаясь к фиг. 41, изображен картридж 700, содержащий материал 701, проходящий между первым и противолежащим концами или поверхностями 702, 703. Конструкция 710 для вхождения в зацепление с корпусом, как показано, расположена на картридже 700 в местоположении, проходящем по периферии вокруг материала 701. Конструкция для вхождения в зацепление с корпусом содержит уплотнительную часть 711 и опорную, или рамную, часть 712. Эти части могут быть сформированы, в сущности, аналогично подобным частям в ранее описанных вариантах осуществления. Таким образом, уплотнительная часть 711 содержит сжимаемое уплотнение 715, содержащее противолежащие сжимаемые поверхности 716, 717. Обычно поверхность 716 будет представлять собой поверхность, находящуюся ниже по потоку, или критическую уплотнительную поверхность. Уплотнительная конструкция 715 также содержит наружную периферийную поверхность 720.
Ссылочной позицией 724 в части 710 для вхождения в зацепление с корпусом, и в частности с уплотнительным элементом 711, показан признак, взаимодействующий с корпусом. Эта конструкция 724, в сущности, аналогична конструкциям, описанным в документах WO 2014/210541 и/или USSN 62/097060, включенных в настоящий документ посредством ссылки. В данном примере изображена область 724 искажения или рельефности плоской формы поверхности 716, и, в частности, ступенчатая область 725, содержащая ступени или выступы (или выступающие секции) 728, 729 и 730. Они могут быть выполнены в размере, расположены и установлены в определенном положении для вхождения в зацепление с сопряженными вариантами в соответствующей уплотнительной поверхности корпуса в ходе использования. Указанные зацепления описаны, например, в документах WO 2014/210541 и/или USSN 62/097060, включенных в настоящий документ посредством ссылки. Обычно выступающие секции 728, 729 и 730 содержат переходные секции между ними или между различными этими секциями и другими частями уплотнительной поверхности 716, которые в целом показаны ссылочной позицией 731. Возможно множество таких ступенчатых конструкций, в том числе множество выступов и множество разнесенных выступов. Как правило, максимальная общая протяженность выступа для области 725 будет составлять по меньшей мере приблизительно 5 мм, иногда по меньшей мере 10 мм, часто в пределах диапазона 5-20 мм, однако возможны альтернативы.
Также в области 724 наружный периферийный ободок 720 является модифицированным, и в данном случае содержащим периферийно утопленную часть 740. Эта периферийно утопленная часть 740 может, в сущности, находиться в соответствии с описаниями документов WO 2014/210541 и/или USSN 62/097060, и может отличаться от них. Она может быть предусмотрена в единственном положении или в виде нескольких разнесенных секций. В частном примере она ориентирована по одной оси с такой же частью 724 уплотнительной конструкции 711, содержащей ступенчатые области 725. Возможны альтернативы. Утопленная область 740 может быть выполнена с возможностью вхождения в зацепление с признаком корпуса в соответствующей системе с целью установки.
Обычно уплотнительная конструкция корпуса, содержащая часть 710 для вхождения в зацепление с корпусом и уплотнительный элемент 711, выполнена с приемной выемкой или канавкой, в целом аналогичной канавке 566, показанной на фиг. 17. Ее можно использовать аналогично для приема выступающего в него гребня или ободка на секции корпуса.
Обращаясь к фиг. 41, представлен пример того, как для такого картриджа может быть предусмотрена защитная конструкция, мешающая герметизации корпуса. В этом отношении следует обратить внимание на признак 750, в котором внутренним образом может быть расположен приемный карман 750r для выступа, аналогичного выступу 370р; и на выемки 751, которые могут быть использованы аналогично вышеописанным выемкам 601.
Разумеется, ступенчатая область 725 при необходимости может быть расположена в перекрытии с одной или обеими областями 750, 751.
На фиг. 42 представлен схематический вид сбоку картриджа 700. На фиг. 43 показан увеличенный местный вид части, показанной на фиг. 42. Видны переходные области 731. Такие переходные области 731 обычно проходят под углом А относительно плоскости, перпендикулярной направлению потока сквозь картридж, или под углом приблизительно 35°-85°. Также на фиг. 43 видна утопленная внутрь область 740, обычно соответствующая выемке внутрь максимум на по меньшей мере 2 мм, часто на по меньшей мере 4 мм и обычно не более чем на 20 мм.
Следует отметить, что в картридже, относящемся к типу картриджа 700, иногда желательно окружить материал защитным экраном или оболочкой, как описано в документах WO 2014/210541 и/или USSN 62/097060, включенных в настоящий документ посредством ссылки. Такая оболочка может быть использована при необходимости. Также иногда желательно предусмотреть опору или предварительно сформовать опорную область, встроенную в формованный материал уплотнительного элемента 711 корпуса, и такие элементы могут быть использованы здесь аналогично использованию, изложенному в документах WO 2014/210541 и/или USSN №62/097060. Разумеется, если они используются, может быть желательно, чтобы они содержали выемку кармана для размещения признаков, описанных в настоящем документе.
Также следует отметить, что в таких конструкциях, как конструкции, описанные в документах WO 2014/210541 и/или USSN 62/097060, конструкция для вхождения в зацепление с корпусом, аналогичная конструкции 710, показанной на фиг. 41, иногда формуется по месту совместно с частью, находящейся в непосредственном соприкосновении с материалом. Оба этих практических подхода могут быть при необходимости применены совместно с методиками согласно настоящему изобретению.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 41-43, область 724 показана с периферийной выемкой 740, однако периферийная рельефность может представлять собой выступающую конструкцию или, при необходимости, как выступающую, так и утопленную конструкции. Кроме того, уплотнительная поверхность 716 показана с выступающей конструкцией 725, однако в альтернативном варианте она при необходимости может представлять собой выемку или комбинацию выемки и выступа.
В. Дополнительные возможные варианты, в которых признаки защитной конструкции, препятствующей герметизации корпуса, проходят по периферии внутрь уплотнительного элемента корпуса
Выше в настоящем документе конструкции, описанные и изображенные для варианта осуществления, показанного на фиг. 13-40, и варианта осуществления, показанного на фиг. 41-43, признаков защитной конструкции, препятствующей герметизации корпуса, на картридже, показаны как расположенные на рамной, или опорной, части конструкции для вхождения в зацепление с корпусом, но не в сжимаемом уплотнительном элементе, например, не в сжимаемых уплотнительных элементах 560 и 711. Возможны альтернативы. Более конкретно, различные признаки могут находиться в рамной секции, сжимаемой уплотнительной секции или в их некоторой комбинации. Также могут существовать признаки, охватывающие обе эти секции. Примерная альтернатива представлена на фиг. 44 и 45.
В частности, и обращаясь к фиг. 44, представлен местный вид картриджа 800. Картридж 800 содержит материал 801 с противолежащими концами, или поверхностями, 802, 803 для потока. В изображенном примере картридж 800 содержит конструкцию 805 для вхождения в зацепление с корпусом, формованную по месту на протяжении вокруг остальной части картриджа. Примерный картридж содержит оконечную панель 810 (аналогичную панели 554, показанной на фиг.15) и защитные крышки, или панели, 811, 812, аналогичные крышкам 559, 558, показанным на фиг. 15. В действительности изображенный примерный картридж 800, как подразумевается, является аналогичным картриджу 502 за исключением того, что описано ниже.
Конструкция 805 для вхождения в зацепление с корпусом содержит сжимаемое уплотнение 820 и опорную раму 821. Дополнительное сжимаемое уплотнение 820 содержит противолежащие сжимаемые уплотнительные поверхности 820d и 820u. Также оно содержит наружную периферийную часть 820х.
Здесь изображены необязательные выемки 830, действующие аналогично необязательным выемкам 601, показанным на фиг. 16, при вхождении в зацепление с крышкой доступа, которая должна быть выполнена соответствующим образом. Однако, как указывается отличиями, выемки 830 могут быть расположены в или частично в уплотнительном элементе 820, или частично как в уплотнительном элементе 820, так и в раме 805.
Обращаясь к фиг. 45, изображен карман 840, действующий аналогично карману 575r, показанному на фиг. 17. Следует отметить, однако, что для варианта осуществления, показанного на фиг. 45, карман 840, в отличие от кармана 575r, показанного на фиг. 17, имеет радиальную протяженность, по меньшей мере, частично проходящую внутрь уплотнительного элемента 820.
Другие признаки, которые видны в варианте осуществления, показанном на фиг. 44 и 45, в целом аналогичны признакам, описанным ранее в варианте осуществления, показанном на фиг. 13-40.
V. Дополнительная примерная конструкция, фиг. 46-63
Выше в настоящем документе было указано, что рельефная, например, «ступенчатая» или модифицированная, уплотнительная область, в некоторой мере аналогичная области 725, показанной на фиг. 41-43, может быть использована в связи с узлом, относящимся к типу, показанному на фиг. 13-40. Кроме того, было указано, что модифицированная уплотнительная область 725 может быть при необходимости выровнена с защитной конструкцией, препятствующей герметизации корпуса. На фиг. 46-63 представлен пример, в котором изображены все эти возможности.
Примерная конструкция, показанная на фиг. 46-63, изображена в варианте осуществления, во всем остальном аналогичном варианту осуществления, показанному на фиг. 13-40. В данном разделе акцент будет сделан на признаках, демонстрирующих точки расхождений. В целом аналогичные термины или изображения, указывающие аналогичные признаки, предназначены для указания признаков с аналогичными функциями.
Обращаясь к фиг. 46, представлен воздухоочистительный узел 900, содержащий корпус 901, который содержит съемный обслуживаемый картридж 902 фильтра. Корпус 900 содержит отделяемые секции 903, 904 корпуса, скрепляемые соответствующими средствами, такими как болтовая крепежная деталь или аналогичная крепежная деталь, которая не показана. Корпус 901 содержит конструкцию 905 впускного отверстия для воздушного потока и конструкцию 906 выпускного отверстия для фильтрованного воздуха. Секции 903, 904 корпуса отделяются вдоль области 907.
На фиг. 47 изображен воздухоочистительный узел 900 со снятой крышкой 904 доступа, что позволяет видеть картридж 902, полностью вложенный в секцию 903 корпуса. Секция 903 изображена с расположенными на ней приемниками 915, аналогичными приемникам 515.
На фиг. 48 картридж 902 изображен в перспективном виде. Картридж 902 содержит материал 916 с впускным концом, или поверхностью, 916i материала и противолежащим выпускным концом, или поверхностью, 916о материала (не виден). Таким образом, картридж 902 имеет расположенный выше по ходу конец, или поверхность, 950 для потока и противолежащий расположенный ниже по ходу конец, или поверхность, 951.
Конкретный картридж 902 содержит противолежащие, в данном примере формованные по месту, панели 944, 945 (аналогичные панелям 544, 545), а также защитные крышки, или надставки, 958, 959 (аналогичные крышкам 558, 559). Эти крышки (958, 959) изображены как проходящие между панелями 944, 945 и встроенные в них.
Конструкция 917 для вхождения в зацепление с корпусом показана как формованная по месту вокруг периметра остальной части картриджа 902. Конструкция для вхождения в зацепление с корпусом содержит уплотнительный элемент 960 и опорную, или рамную, секцию 965.
На фиг. 48 ссылочной позицией 975r показана внутренняя выемка, или приемный карман, а ссылочной позицией 997 - внешняя утопленная конструкция.
Обращаясь к фиг. 48, ссылочной позицией 1005 показана рельефная область, в целом аналогичная области 724, показанной на фиг. 41, 42. Эта область содержит как рельефную конструкцию 1006 на наружном периметре 960р уплотнительного элемента 960, так и ступенчатую рельефную секцию 1007 на расположенной ниже по ходу уплотнительной поверхности 906d (т.е. на поверхности, противолежащей поверхности 960u). В данной примерной конструкции рельефная конструкция 1006 представляет собой выемку, однако в альтернативном варианте она может представлять собой выступ или содержать оба указанных аспекта. Кроме того, рельефная секция 1007 изображена как выступающая секция, однако в альтернативных приложениях она может представлять собой утопленную секцию или содержать оба указанных аспекта.
На фиг. 49 показан увеличенный местный вид, на котором изображена область 1005.
На фиг. 50 показан второй местный перспективный вид, полученный в целом в той же области 1005, но в направлении к расположенной ниже по ходу уплотнительной поверхности 960d.
На фиг. 51 показан вид, аналогичный виду, показанному на фиг. 50, но из другой перспективы, так что виден внутренний приемный карман 975r и впадина, или приемная канавка, 966.
На фиг. 52 показан другой вид подобных частей картриджа 502, но в данном случае - в виде сверху, для дальнейшего осмотра приемника 975r и впадины 966.
На фиг. 53 показан первый вид в поперечном сечении картриджа, полученный в целом по линии 53-53, представленной на фиг. 48. Здесь поперечное сечение проходит через внешний приемник 997.
На фиг. 54 показан местный перспективный вид, соответствующий тому же поперечному сечению, но полученный в целом в направлении поверхности 960d уплотнительной конструкции 960.
На фиг. 55 показан второй вид в поперечном сечении, полученный в целом по линии 55-55, представленной на фиг. 48, но показанный местным образом. Здесь поперечное сечение проходит через приемный карман 975r, обеспечивая осмотр данного признака. Этот вид по-прежнему направлен в целом к расположенной ниже по ходу поверхности 960d и уплотнительному элементу 960. Также он проходит через наибольшую ступень 1010 ступенчатой области 1007.
На фиг. 56 показан увеличенный местный вид формованной по месту части конструкции 917 для вхождения в зацепление с корпусом.
На фиг. 57 показан внутренний вид той же части конструкции 917.
На фиг. 58 показан вид в поперечном сечении, полученный в плоскости 58-58, представленной на фиг. 57.
На фиг. 59 изображен перспективный вид секции 903 корпуса. Viewable are gridwork 930, outlet 906, auxiliary outlet 928, mounting pads 910, guide/slide ribs 931, receivers 915, projection arrangement 970 comprising projection 970р. Могут быть использованы признаки, в целом аналогичные по внешнему виду и местоположению признакам, ранее упомянутым выше в обсужденных вариантах.
На фиг. 60 виден показанный местным образом второй перспективный вид секции 903 корпуса.
На фиг. 61 показан вид в плане секции 903 корпуса. Здесь показана сопряженная ступенчатая утопленная секция 968s для вхождения в зацепление со ступенчатой областью 1007. Кроме того, на уплотнительной поверхности 968 между внутренним и наружным ободками 967 и 969 показано уплотнительное ребро 968r, которое во время использования прижимается к уплотнительному элементу.
На фиг. 62 показан внешний вид секции 903 корпуса, полученный в направлении ступенчатой области 968s.
На фиг. 63 показан перспективный вид секции, показанной на фиг. 62.
Следует отметить, что внутренняя часть крышки 904 доступа не показана. Для изображенного конкретного варианта осуществления крышка 904 доступа может быть в целом такой же, как крышка 504 доступа.
Из приведенного выше описания и осмотра фиг. 46-63 можно понять, что принципы настоящей заявки могут применяться в том, что рельефная уплотнительная область согласно, например, документам WO 2014/210541 и/или USSN 62/097060, включенным в настоящий документ посредством ссылки, может применяться в конструкции, во всем остальном аналогичной представленной на фиг. 13-40. Кроме того, она изображена на одной оси, или в перекрытии, с частью картриджа, который также содержит приемный карман 575r, т.е. часть защитной конструкции, препятствующей герметизации корпуса. Разумеется, в случае необходимости она может быть расположена не в таком выравнивании.
Кроме того, хотя указанные принципы показаны на фиг. 46-63 в связи со скошенным уплотнением, они могут быть реализованы с альтернативными уплотнениями, в том числе с уплотнениями, не являющимися скошенными, но вместо этого проходящими в целом в плоскости, перпендикулярной направлению потока через картридж, за исключением рельефной области 1007.
VI. Некоторые выбранные характерные признаки и дополнительные варианты
А. Варианты формы, размера и местоположения выступающей конструкции, аналогичной выступу 570, 570р; 970, 970р, как части внутренней закрытой защитной конструкции, препятствующей герметизации корпуса
Выше в настоящем документе в различных вариантах осуществления примерные выступающие конструкции 570, 970 описаны и изображены как часть выступающей конструкции или как выступающая конструкция, расположенная на основной части (503, 903, соответственно) корпуса и выступающая в направлении крышки (504, 904, соответственно) доступа. Как разъяснено, в этих конструкциях возможны изменения. Каждая из изображенных частных примерных конструкций содержит один выступ (570р, 970р, соответственно). Количество и местоположение этих выступов может изменяться.
Как правило, каждый выступ (например, 570, 570р, 970, 970р) будет иметь длину выступа в направлении другой секции 504, 904 корпуса, равную по меньшей мере 20 мм, обычно по меньшей мере 30 мм и часто по меньшей мере 40 мм. Это будет способствовать обеспечению соразмерного препятствия ненадлежащему картриджу для предполагаемого действия. Максимальная длина выступа (570р, 970р) является делом выбора для рассматриваемой системы, если он имеет длину, достаточно длинную для обеспечения желаемого взаимодействия с ненадлежащим картриджем. Обычно максимальные длины в различных системах будут составлять не более 100 мм и часто не более 80 мм.
Обычно и предпочтительно, степень выступа выступающей конструкции 570, 970 (т.е. выступов 570р, 970р) составляет по меньшей мере на 15 мм больше глубины любой приемной канавки 566, 966 в связанном картридже (не считая приемного кармана 575r, 975r). Обычно она глубже по меньшей мере на 25 мм и часто по меньшей мере на 35 мм.
Как правило, величина протяженности выступающей конструкции 570, 970 (570р, 970р) является соразмерно большой для прохождения в осевом направлении за расположенную выше по ходу или противолежащую уплотнительную поверхность (560u, 960u), так что, когда вставляется надлежащий картридж, выступающая конструкция в достаточной мере проходит за уплотнительную конструкцию 560, 960 на протяжении в направлении другого фрагмента корпуса или крышки 504, 904 корпуса. Предпочтительно эта величина протяженности составляет по меньшей мере 15 мм, обычно по меньшей мере 25 мм; и часто по меньшей мере 35 мм. (Аналогично по меньшей мере один приемный карман 575r, 975r предпочтительно проходит на по меньшей мере 15 мм, обычно на по меньшей мере 25 мм, часто на по меньшей мере 35 мм дальше в направлении конца картриджа или поверхности для потока паковки материала, чем любая из уплотнительных поверхностей.) Конец, или поверхность, для потока, в направлении которой примерный карман проходит от сжимаемого уплотнения, иногда называется «связанным» концом, или поверхностью, потока.
Может использоваться множество форм отдельных выступов 570р, 590р. Предпочтительной является форма, имеющая относительно широкую основную область на периферийном протяжении, где она прикрепляется к остальной части корпуса, с узкой конусностью в том же геометрическом размере в направлении свободного конца или вершины, так как такая форма способствует совершению вставки, в то время как поставщик услуг поддерживает и устанавливает картридж в определенном местоположении. Обычно основание имеет ширину, равную по меньшей мере 15 мм, обычно по меньшей мере 25 мм, часто по меньшей мере 35 мм; и предпочтительным является свободный конец, или вершина, имеющий ширину, равную не более чем приблизительно 90% ширины основания; обычно не более чем приблизительно 80% ширины основания. В изображенном примере выступы 570р, 590р содержат тупые наружные вершины, или свободные концы, однако возможны альтернативы.
Обычно и предпочтительно отдельные выступы 570р, 590р являются относительно небольшими по толщине (геометрическому размеру от радиальной внешней части до радиальной внутренней части) даже в области ребер 571, показанных на фиг. 20. Пригодной для использования является толщина не более чем 10 мм, и обычно не более чем 5 мм. Возможны альтернативы.
В изображенной примерной конструкции каждая из боковых кромок, показанных на фиг. 20, проходит под тупым углом (совпадающим или отличающимся) к основанию в направлении свободного конца. Это является обычным, однако возможны альтернативы.
Обычно и предпочтительно отдельные выступы 570р, 590р ориентированы так, чтобы выступать прямолинейно (в направлении потока) в направлении крышки доступа. Это облегчает установку картриджа, однако возможны альтернативы.
Следует отметить, что в изображенном примере выступы 570р, 590р расположены на ободках, соответственно, 566 и 966, и выполнены неразделимо с ними. Это является обычным, однако возможны альтернативы.
В изображенных примерах выступы 570р, 590р расположены в перекрытии с более коротким геометрическим размером прямоугольного картриджа или с криволинейным концом и более коротким геометрическим размером овального картриджа. Это является обычным, однако возможны альтернативы. Например, выступающие конструкции могут быть ориентированы по одной оси с более длинным геометрическим размером вместо сторон. Однако предпочтительным является их расположение вдоль стороны, которая при использовании расположена возле поставщика услуг, чтобы помогать поставщику услуг обнаруживать мешающее взаимодействие, препятствующее герметизации, если используется ненадлежащий картридж.
В. Выборочные признаки и варианты части защитной конструкции, препятствующей герметизации корпуса, на картридже фильтра
Выше в настоящем документе, в примерах, показанных на фиг. 13-40 и 46-63, элемент защитной конструкции, препятствующей герметизации корпуса, на картридже фильтра представляет собой, соответственно, приемный карман или утопленную конструкцию 575r, 975r. В данном примере карман 575r, 975r представляет собой заглубленную часть, находящуюся в зацеплении с приемной канавкой 566, 966, являющейся в некоторой мере неглубокой и в остальном проходящей вокруг всего картриджа. Это является обычным, однако возможны альтернативы.
Обычно приемные карманы 575r, 975r по меньшей мере на 10 мм глубже, чем связанная впадина или выемка 566, 966, обычно по меньшей мере на 20 мм глубже. Часто они по меньшей мере на 200% глубже (в 3 раз глубже), обычно по меньшей мере на 400% глубже (в 5 раз глубже) или более.
Обычно каждый из карманов (575r, 975r) проходит на по меньшей мере 10 мм в направлении связанной оконечной поверхности картриджа от уплотнительного элемента 560, 960 (т.е. от какой-либо из двух сжимаемых уплотнительных поверхностей), как правило, на по меньшей мере 20 мм и обычно на по меньшей мере 30 мм или более, например, на по меньшей мере 35 мм или даже на по меньшей мере 40 мм.
Как правило, каждый карман имеет глубину, равную по меньшей мере 20 мм, обычно по меньшей мере 25 мм.
Как правило, самый длинный геометрический размер приемных карманов  575r, 975r на входе в них составляет по меньшей мере 15 мм, обычно по меньшей мере 20 мм и часто более 25 мм. Как правило, он проходит на по меньшей мере 10 мм дальше, чем каждая из противолежащих поверхностей (например, поверхностей 560d, 560u) сжимаемой уплотнительной части, обычно на по меньшей мере 20 мм, часто на по меньшей мере 25 мм дальше.
В изображенных примерах части 519, 917 для вхождения в зацепление с корпусом содержат материал, формованный по месту. Это является обычным, однако в некоторых случаях их части могут представлять собой сформированные и предварительно сформированные секции.
3
3
Если части для вхождения в зацепление с корпусом изготовлены как формованные по месту конструкции, то они обычно формуются из того же материала, что и материал, используемый для уплотнительной конструкции корпуса, и выполняются неразделимо с ней. Такой материал, например, содержит полиуретан или другой пеноматериал, формованный до плотности после формования не более чем 0,48 г/см, обычно не более чем 0,35 г/см; и с твердостью по Шору А не более чем 30, обычно не более чем 20, часто в пределах диапазона 10-20 включительно. Разумеется, возможны альтернативы.
Обращаясь к фигурам, внешние выемки 601, 901 обычно имеют глубину, равную по меньшей мере 3 мм в максимальном рельефе относительно смежной части конструкции для вхождения в зацепление с корпусом, обычно глубину, равную по меньшей мере 7 мм в максимальном рельефе относительно по меньшей мере некоторых смежных частей, иногда глубину 10 мм или более.
Если уплотнительная конструкция корпуса содержит ступенчатый признак согласно изображениям ссылочной позиции 724 на фиг. 42 и ссылочной позиции 1007 на фиг. 50, то обычно каждая ступень по отдельности имеет максимальную величину выступа относительно непосредственно примыкающей части уплотнительной поверхности, равную по меньшей мере 2 мм, часто по меньшей мере 5 мм, обычно в пределах диапазона 5-20 мм; и ступенчатая область в целом имеет максимальную величину выступа относительно не являющихся ступенчатыми областей той же уплотнительной поверхности, равную по меньшей мере 5 мм, обычно по меньшей мере 8 мм и часто в пределах диапазона 10-30 мм. По периметру может быть использовано несколько выступающих областей и разнесенных выступающих областей. По необходимости они могут быть расположены вдоль длинных сторон, криволинейных сторон, противолежащих сторон и т.д.
Рельеф в части периметра был описан, например, на фиг. 42 ссылочной позицией 740 и на фиг. 50 - ссылочной позицией 1006. Они изображены в перекрытии со ступенчатой областью, однако возможны альтернативы. Может быть использована одна или более рельефных областей. Если они используются, то они обычно имеют максимальный рельеф, составляющий по меньшей мере 2 мм, обычно по меньшей мере 5 мм относительно нерельефных частей наружного периметра уплотнительного элемента, в котором они расположены.
С. Форма и размер паковки материала; симметрия/асимметрия в картридже; другие секции картриджа
Изображенные конструкции обычно представляют собой паковки материала некруглой формы. Показаны как прямоугольные, так и овальные периметры. Признаки, описанные в настоящем документе, являются особенно предпочтительными тогда, когда они используются с картриджами, имеющими один относительно длинный (поперечный) геометрический размер по ширине по сравнению с перпендикулярным ему более коротким геометрическим размером. Обычно паковки материала будут иметь отношение самого длинного поперечного геометрического размера ширины к перпендикулярному ему максимальному поперечному геометрическому размеру, равное по меньшей мере 1,5, обычно по меньшей мере 2 и часто в пределах диапазона 2-5.
Часто паковка материала будет иметь относительно большой размер с общей шириной, составляющей по меньшей мере 150 мм, например, по меньшей мере 300 мм и иногда порядка 400-800 мм. Часто перпендикулярный геометрический размер будет составлять не более чем 200 мм. Такие большие, широкие и неглубокие (перпендикулярно ширине) паковки материала могут быть использованы для вставки в широкий ряд оборудования. Хотя признаки, описанные в настоящем документе, могут использоваться для паковок материала другого размера и формы, они были разработаны для устранения многих недостатков области техники, связанных с такими большими паковками материала.
Описанные признаки были, в частности, разработаны для использования с относительно глубокими паковками материала на протяжении между концами, расположенными выше по ходу и ниже по ходу. Хотя методики могут использоваться для других типов паковок материала, они, как правило, будут использоваться для паковок материала, имеющих длину между противолежащими концами для потока, равную по меньшей мере 50 мм, обычно по меньшей мере 80 мм и часто порядка 90-450 мм.
При необходимости признаки картриджа могут быть предусмотрены в асимметричной конструкции или симметричной конструкции. Симметрия или асимметрия может быть как вращательной относительно оси через паковку материала в протяжении между концами для потока, так и относительно плоскости через паковку материала либо: посередине более длинного поперечного геометрического размера и перпендикулярно ему; либо посередине более короткого поперечного геометрического размера и перпендикулярно ему. При необходимости различные признаки конструкции для вхождения в зацепление с корпусом могут быть выполнены симметрично или асимметрично относительно любого из указанных принципов. При необходимости асимметричные признаки могут использоваться для обеспечения того, чтобы картридж можно было установить только в одной ориентации. Симметричные конструкции могут использоваться для того, чтобы позволить устанавливать картридж более чем в одной ориентации. Разумеется, корпус также может быть модифицирован в целом согласно данным принципам.
Картридж может быть снабжен конструкцией рукоятки, примыкающей к стороне впуска. Кроме того, картридж и крышка доступа могут быть выполнены для различного вхождения в зацепление с целью обеспечения усилия герметизации.
Следует отметить, что, несмотря на то, что корпус нельзя использовать с картриджем, не содержащим соответствующие признаки (элемент) для вхождения в зацепление с элементом защитной конструкции, препятствующей герметизации корпуса, картридж обычно может быть надлежащим образом установлен в корпусе, не содержащем элемент защитной конструкции, препятствующей герметизации корпуса, однако во всем остальном представляющем собой аналогичный корпус.
D. Варианты в конфигурации корпуса
Корпус может быть выполнен в широком ряду вариантов, отличающихся от изображенных. Например, могут быть альтернативным образом расположены и выполнены впускные и выпускные отверстия.
Кроме того, корпус может быть выполнен таким образом, чтобы картридж находился в утопленной части секции корпуса, а не в примыкании и перекрытии с его наружной кромкой. При осуществлении этого сопряженная секция корпуса, как правило, будет содержать выступ, проходящий в корпус достаточно далеко, чтобы вталкивать уплотнительную конструкцию в желаемое уплотнительное зацепление. Такие признаки показаны и описаны, например, в документе WO 2014/210541 и/или USSN 62/097060, включенных в настоящий документ посредством ссылки, и могут быть использованы в связи с защитной конструкцией герметизации корпуса согласно настоящему изобретению.
Корпус может быть выполнен с предварительным очистителем, составляющим часть корпуса, например, как описано в документе USSN №62/097060, включенном в настоящий документ посредством ссылки.
Размер корпуса в различных применениях может значительно изменяться. Однако признаки особенно хорошо приспособлены для использования совместно с корпусом, содержащим картридж относительно большого размера.
VII. Некоторые заключительные комментарии и наблюдения
В следующем разделе представлен текст в форме формулы изобретения. Формула изобретения содержит описания, указывающие множество возможностей, признаков и комбинаций признаков, которые могут быть использованы согласно идеям настоящего изобретения. Возможны альтернативные описания данных возможностей, признаков и комбинаций признаков, находящиеся в соответствии с приведенными выше описаниями.