ФИЛЬТРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ, ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЬНЫЕ УЗЛЫ И СПОСОБЫ ПРИМЕНЕНИЯ И СБОРКИ
FILTERING ELEMENTS, AIR CLEANING UNITS AND METHODS OF APPLICATION AND ASSEMBLY

Перекрестная ссылка на родственные заявки
Настоящая заявка испрашивает приоритет заявки №62/294690 на патент США, поданной в Ведомство по патентам и товарным знакам США 12 февраля 2016 г. Полное раскрытие заявки №62/294690 на патент США включено в настоящий документ посредством ссылки.
Предпосылки создания изобретения
Фильтрация воздуха или другого газа является желательной в ряде систем. Типичным ее применением является фильтрация воздуха, всасываемого в двигатели внутреннего сгорания. Еще одним применением является фильтрация с помощью фильтрующих узлов вентиляции картера. Как правило, такие системы содержат фильтрующие узлы, в которых содержится обслуживаемый картридж фильтра. После некоторого периода использования набивке фильтра в корпусе фильтра требуется техническое обслуживание в виде либо очистки, либо полной замены. Как правило, для воздухоочистителя или фильтрующего узла вентиляции картера, используемых совместно с двигателем внутреннего сгорания, например, на транспортном средстве, набивка фильтра содержится в съемном и заменяемом, т.е. обслуживаемом, компоненте, как правило, называемом фильтрующим элементом или картриджем. Картридж фильтра приспособлен для герметичной установки с возможностью снятия внутри воздухоочистителя при использовании. Желательными являются улучшения в конструкциях фильтра относительно сборки, возможности обслуживания и/или использования. Картридж фильтра может быть предусмотрен как первый (например, основной) картридж фильтра или второй (например, вспомогательный или защитный) картридж фильтра. Воздухоочистительный узел может содержать только первый картридж фильтра или и первый картридж фильтра, и второй картридж фильтра.
Сущность изобретения
Описаны фильтрующие узлы (такие как воздухоочистительные узлы или фильтрующие узлы вентиляции картера) и компоненты для них; и их признаки. Также описаны способы сборки и применения. Фильтрующие узлы обычно содержат корпус, в котором с возможностью снятия расположен картридж фильтра. Представлен примерный картридж фильтра, который имеет уплотнительную поверхность корпуса, содержащую радиально направленную поверхность, проходящую по периметру вокруг открытого объема и имеющую множество выступающих радиально наружу и проходящих в осевом направлении секций, чередующихся с выступающими радиально внутрь и проходящими в осевом направлении секциями. Множество выступающих радиально наружу и проходящих в осевом направлении секций, чередующихся с выступающими радиально внутрь и проходящими в осевом направлении секциями, выполнены таким образом, чтобы входить в зацепление с уплотнительной поверхностью корпуса, имеющей множество проходящих в осевом направлении ребер, выступающих радиально от уплотнительной поверхности корпуса.
Еще один представленный примерный картридж фильтра содержит фильтрующую набивку и уплотнительную конструкцию корпуса. Уплотнительная конструкция корпуса содержит опору уплотнения в форме неволнообразной стенки и уплотнительный элемент, поддерживаемый опорой уплотнения в форме неволнообразной стенки (например, сформованный на ней) и имеющий радиально направленную уплотнительную поверхность и толщину между опорой уплотнения и радиально направленной уплотнительной поверхностью, которая меняется вдоль уплотнительного элемента таким образом, чтобы предоставить поверхность уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки, образующую радиально направленную уплотнительную поверхность.
Еще один представленный примерный картридж фильтра содержит фильтрующую набивку и уплотнительную конструкцию корпуса. Уплотнительная конструкция корпуса содержит уплотнительный элемент, имеющий радиально направленную поверхность уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки, множество выступов, расположенных вдоль поверхности уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки и образующих ее, и при этом множество выступов обеспечивают шаг от приблизительно 1 мм / выступ до приблизительно 25 мм / выступ (например, от приблизительно 2 мм / выступ до приблизительно 12 мм / выступ), при этом шаг представляет собой расстояние между пиками на соседних выступах.
Еще один представленный примерный картридж фильтра содержит фильтрующую набивку и уплотнительную конструкцию корпуса, при этом уплотнительная конструкция корпуса содержит опору уплотнения и уплотнительный элемент, поддерживаемый опорой уплотнения и имеющий радиально направленную поверхность и пластичность, достаточную для обеспечения того, чтобы радиально направленная поверхность приспосабливалась к уплотнительной поверхности в форме волнообразной стенки на корпусе фильтра, имеющей множество выступов, предоставленных с шагом от приблизительно 1 мм / выступ до приблизительно 25 мм/ выступ (например, от приблизительно 2 мм / выступ до приблизительно 12 мм / выступ), при этом шаг представляет собой расстояние между пиками соседних выступов.
Отсутствует конкретное требование того, чтобы воздухоочистительный узел, его компонент или его признак содержали все детали, описанные в настоящем документе, для получения некоторого преимущества согласно настоящему изобретению.
Краткое описание графических материалов
На фиг. 1 представлен перспективный вид воздухоочистительного узла согласно настоящему изобретению.
На фиг. 2 представлен перспективный вид в разрезе воздухоочистительного узла по фиг. 1.
На фиг. 3 представлен увеличенный перспективный вид в разрезе части воздухоочистительного узла по фиг. 1.
На фиг. 4 представлен увеличенный перспективный вид в разрезе части воздухоочистителя по фиг. 1, при этом картридж фильтра извлечен.
На фиг. 5 представлен перспективный вид частичного вида части картриджа фильтра для использования в воздухоочистителе по фиг. 1.
На фиг. 6 представлен перспективный вид в разрезе части картриджа фильтра по фиг. 5.
На фиг. 6А представлен вид в разрезе картриджа фильтра по фиг. 5
На фиг. 6В представлен вид с торца направленной наружу уплотнительной поверхности.
На фиг. 6С представлен вид крупным планом части по фиг. 6В.
На фиг. 6D представлен вид с торца направленной внутрь уплотнительной поверхности.
На фиг. 6Е представлен вид крупным планом части по фиг. 6D.
На фиг. 7 представлен вид в плане выпускной трубки корпуса воздухоочистителя по фиг. 1.
На фиг. 8 представлен вид в плане закрытой концевой части картриджа фильтра воздухоочистителя по фиг. 2.
На фиг. 9 представлен перспективный и местный общий вид в разрезе воздухоочистительного узла по фиг. 1, на котором изображен картридж фильтра до вхождения в зацепление с выпускной трубкой корпуса воздухоочистителя.
На фиг. 10 представлен вид с торца альтернативной выпускной трубки для воздухоочистительного узла в целом согласно фиг. 1, и при этом альтернативная выпускная трубка может быть использована совместно с альтернативными картриджами фильтров.
На фиг. 11 представлен вид в разрезе альтернативной выпускной трубки по фиг. 10, выполненном по линии 11-11.
На фиг. 12 представлен вид в разрезе альтернативной выпускной трубки по фиг. 11, выполненном по линии 12-12.
На фиг. 13 представлен вид в разрезе альтернативной выпускной трубки по фиг. 11, выполненном по линии 13-13.
На фиг. 14 представлен перспективный вид альтернативного картриджа фильтра, выполненного таким образом, чтобы входить в зацепление с выпускной трубкой по фиг. 10.
На фиг. 15 представлен вид снизу концевой части картриджа фильтра по фиг. 14.
На фиг. 16 представлен вид в разрезе картриджа фильтра по фиг. 15, выполненном по линии 16-16.
На фиг. 17 представлен вид в разрезе концевой части картриджа фильтра по фиг. 16, выполненном по линии 17-17.
На фиг. 18 представлен перспективный вид еще одного альтернативного картриджа фильтра, выполненного таким образом, чтобы входить в зацепление с выпускной трубкой по фиг. 10.
На фиг. 19 представлен вид сбоку картриджа фильтра по фиг. 18.
На фиг. 20 представлен вид снизу картриджа фильтра по фиг. 18.
На фиг. 21 представлен перспективный вид картриджа фильтра, выполненного таким образом, чтобы входить в зацепление с выпускной трубкой по фиг. 10.
На фиг. 22 представлен вид с торца картриджа фильтра по фиг. 21.
На фиг. 23 представлен вид в разрезе картриджа фильтра по фиг. 22, выполненном по линии 23-23.
На фиг. 24 представлен вид в разрезе картриджа фильтра по фиг. 22, выполненном по линии 24-24.
На фиг. 25 представлен вид в разрезе концевой части картриджа фильтра по фиг. 21, выполненном по линии 25-25.
На фиг. 26 представлен покомпонентный вид в разрезе альтернативного воздухоочистительного узла, в котором используется картридж фильтра, содержащий z-образную набивку фильтра.
На фиг. 27 представлен вид в разрезе воздухоочистительного узла по фиг. 26, содержащего устройство предварительной очистки.
На фиг. 28 представлен покомпонентный вид в разрезе альтернативного воздухоочистительного узла, в котором используются первый картридж фильтра и второй картридж фильтра.
На фиг. 29 представлен покомпонентный вид воздухоочистительного узла по фиг. 28.
На фиг. 30 представлен покомпонентный вид в разрезе воздухоочистительного узла по фиг. 28.
На фиг. 31 представлен вид в разрезе воздухоочистительного узла согласно фиг. 28.
На фиг. 32 представлен вид в разрезе воздухоочистительного узла по фиг. 31, содержащего устройство предварительной очистки.
На фиг. 33 представлен перспективный вид альтернативной паковки набивки, которая может быть использована в воздухоочистительном узле согласно настоящему изобретению.
На фиг. 34 представлен перспективный вид альтернативной паковки набивки, которая может быть использована в воздухоочистительном узле согласно настоящему изобретению.
На фиг. 35 представлен вид сверху альтернативной паковки набивки, которая может быть использована в воздухоочистительном узле согласно настоящему изобретению.
На фиг. 35А представлен вид снизу паковки набивки по фиг. 35.
На фиг. 35В представлен вид сбоку паковки набивки по фиг. 35.
На фиг. 36 представлен вид с торца альтернативной паковки набивки, которая может быть использована в воздухоочистительном узле согласно настоящему изобретению.
На фиг. 37 представлен перспективный вид альтернативной паковки набивки, которая может быть использована в воздухоочистительном узле согласно настоящему изобретению.
На фиг. 38А представлен перспективный вид альтернативной паковки набивки, которая может быть использована в воздухоочистительном узле согласно настоящему изобретению.
На фиг. 38В представлен вид с торца части паковки набивки по фиг. 38А.
На фиг. 38С представлен вид с торца части альтернативной паковки набивки, которая может быть использована в воздухоочистительном узле согласно настоящему изобретению.
На фиг. 39 представлен вид с торца части альтернативной паковки набивки, которая может быть использована в воздухоочистительном узле согласно настоящему изобретению.
На фиг. 40 представлен вид с торца части альтернативной паковки набивки, которая может быть использована в воздухоочистительном узле согласно настоящему изобретению.
На фиг. 41 представлен вид с торца части альтернативной паковки набивки, которая может быть использована в воздухоочистительном узле согласно настоящему изобретению.
На фиг. 42А представлен вид с торца альтернативного фильтрующего элемента, который может быть использован в воздухоочистительном узле согласно настоящему изобретению.
На фиг. 42В представлен вид в разрезе фильтрующего элемента по фиг. 42А, выполненном по линии 42В-42В.
Подробное описание
В настоящем документе описаны и представлены примерные фильтрующие узлы, картриджи фильтров, их признаки и компоненты. Подробно описано множество конкретных признаков и компонентов. Многие из них могут быть применены для предоставления преимущества. Однако отсутствует конкретное требование того, чтобы различные отдельные признаки и компоненты применялись в общей сборке со всеми описанными признаками и характеристиками для предоставления некоторого преимущества согласно настоящему изобретению.
Следует отметить, что представлено и описано множество вариантов осуществления. Варианты осуществления не подразумеваются как исключительные в отношении представленных признаков. То есть при необходимости выбранные признаки одного варианта осуществления могут быть применены в одном или нескольких других вариантах осуществления для получения преимущества. Во многих примерах представленный фильтрующий узел представляет собой воздухоочистительный узел, например, используемый для фильтрации всасываемого воздуха для двигателя внутреннего сгорания. Описаны дополнительные варианты осуществления, в которых фильтрующий узел представляет собой фильтрующий узел вентиляции картера, в котором картридж фильтра используется для фильтрации прорвавшихся в картер газов, в которых содержатся, как правило, как дисперсные, так и жидкие загрязняющие вещества. Оба типа фильтрующих узлов обычно представляют собой «фильтрующие узлы для газа», поскольку фильтруемым носителем является газ (воздух или газы из системы вентиляции картера). Хотя методики, описанные в настоящем документе, будут, как правило, использоваться применительно к фильтрации газа, при необходимости они могут быть использованы для фильтрации других материалов, например, жидкостей.
Ссылочная позиция 1 на фиг. 1 в целом обозначает фильтрующий узел, например, воздухоочиститель, или воздухоочистительный узел, или конструкцию согласно настоящему изобретению. Фильтрующий узел (в этом примере - воздухоочистительный узел) 1 содержит корпус 2. Корпус 2 образует боковую стенку 2s и содержит: первую секцию 3 основной части или корпуса; и вторую секцию основной части или крышку 4 доступа. В представленном примере крышка 4 доступа с возможностью снятия закреплена на первой секции 3 основной части, однако возможны альтернативы. Также, хотя возможны альтернативы, в случае представленного примера прикрепление секции 4 крышки к секции 3 основной части осуществляют с помощью конструкции 5 поворотного зажима. Примерная конструкция 5 поворотного зажима представлена в предварительной заявке №62/184567 на патент США, поданной 2 июня 2015 г., описание которой включено в настоящий документ посредством ссылки. Секция 4 крышки может удерживаться на секции 3 основной части замками, такими как, например, замки самоскладывающегося подкоса.
В общем, воздухоочиститель (газоочиститель) 1 содержит конструкцию 7 впуска для потока воздуха (газа). В представленном примере конструкция 7 впуска для потока воздуха представляет собой впускную трубку, обозначенную ссылочной позицией 7t, на секции 3 основной части. Конкретная представленная впускная трубка 7t выполнена в виде бокового тангенциального впускного отверстия, т.е. поток газа направлен по касательной к внутренней стенке корпуса 2, а не направлен непосредственно к центральной оси X корпуса. Возможны альтернативные конструкции, расположения и направления впускного канала. Однако представленная тангенциальная конструкция впускного канала является удобной и преимущественной по причинам, обсуждаемым ниже.
Конструкция пылеэжектора/водоэжектора, обозначенная ссылочной позицией 8, представлена на корпусе 2, содержащая трубку 9. В представленном примере трубка 9 содержит часть крышки 4 доступа, хотя возможны альтернативы. Трубка 9 закрыта конструкцией 10 выпускного клапана, в представленном примере содержащей клапан «утиный нос» такого типа, который широко используется вместе с воздухоочистителями, см., например, документы WO 2006/06241 Al; U.S. 6419718 В1; и U.S. 8864866, включенные в настоящий документ посредством ссылки. Могут быть использованы альтернативные конструкции выпускного клапана.
Выпускная трубка или трубка для потока, обозначенная ссылочной позицией 15, представлена как часть корпуса 2, расположенная на остальной части секции 3 основной части корпуса. Трубка 15 может быть образована неотделимо от основной части 3 корпуса, но выпускная трубка 15 может представлять собой отдельную часть, соединенную защелкиванием с основной частью 3 корпуса или иным образом прикрепленную к ней.
Во время работы воздух (газ), подлежащий фильтрации, поступает в воздухоочистительный узел через впускную трубку 7t. В итоге воздух проходит через набивку фильтра конструкции картриджа фильтра, расположенной во внутреннем пространстве 2i корпуса 2. После прохождения через набивку картриджа воздушного фильтра фильтрованный воздух направляется на выход из корпуса через выпускную трубку 15. Из выпускной трубки 15 фильтрованный воздух направляется в расположенное ниже по потоку оборудование, например, в систему турбонаддува или во впускной канал для воздуха системы двигателя.
Представленный конкретный воздухоочистительный (фильтрующий) узел 1 предусматривает необязательный этап предварительной очистки. Этап предварительной очистки обеспечивают частично посредством направления воздуха из впускной трубки 7t тангенциально во внутреннее пространство 2i корпуса 2. Затем воздух будет направляться в вихревую схему вокруг внутреннего пространства узла 1. Это будет способствовать направлению части любых частиц пыли или воды, содержащихся в потоке воздуха, на внутреннюю поверхность боковой стенки 2s. Этот материал, отделенный от потока воздуха, будет в итоге переноситься и попадать в трубку 9, выбрасывание из которой осуществляется через клапан 10.
Представленный конкретный воздухоочистительный узел 1 выполнен таким образом, что он может быть установлен во множестве ориентаций, например, с центральной осью X, направленной вертикально, или альтернативно с центральной осью X, направленной горизонтально, или любым углом между вертикалью и горизонталью. Этому способствует то, что выпускная трубка 9 направлена вниз.
На секции 3 основной части корпуса может быть предусмотрена конструкция монтажной площадки. Конструкция монтажной площадки может быть образована неотделимо с остальной частью корпуса 2, или она может представлять собой отдельную часть. Конструкция монтажной площадки используется для облегчения закрепления на своем месте корпуса 2, на оборудовании, с которым будет использоваться воздухоочиститель 1. Благодаря наличию конструкции монтажной площадки на секции 3 корпуса секция 3 корпуса может удерживаться на своем месте на оборудовании болтами или другими системами во время технического обслуживания, при этом крышка 4 доступа с возможностью снятия закреплена на секции 3 основной части для удобства технического обслуживания. Примерная конструкция монтажной площадки, которая может быть использована в качестве части секции 3 корпуса, раскрыта в документе U.S. 8864866, описание которого включено в настоящий документ посредством ссылки.
Штуцер отбора давления для указателя 15r ограничения может быть необязательно использован вместе с воздухоочистительным узлом 1.
Дополнительные воздухоочистительные узлы могут быть использованы совместно с настоящим изобретением, включая представленные и описанные в документах WO 2006/06241 Al; WO 2009014988; U.S. 6419718 В1; и U.S. 8864866, описания которых включены в настоящий документ посредством ссылки.
Обратимся теперь к фиг. 2, на которой воздухоочистительный узел 1 представлен в поперечном разрезе. Обращаясь к фиг. 2, видны картридж 25 фильтра и картридж 27 фильтра, расположенные во внутреннем пространстве 2i корпуса. Картридж 25 фильтра будет описан более подробно ниже. В общем картридж 25 представляет собой обслуживаемый компонент, который содержит протяженность набивки 26 фильтра, через которую воздух, подлежащий фильтрации, проходит перед тем, как он сможет покинуть узел 1. Кроме того, картридж 27 фильтра будет описан более подробно ниже. В общем картридж 27 представляет собой обслуживаемый компонент, который содержит протяженность набивки 28 фильтра, через которую воздух, подлежащий фильтрации, проходит перед тем, как он покинет узел 1. Картридж 25 фильтра может называться первым (например, основным) картриджем или элементом фильтра, и картридж 27 фильтра может называться вторым (например, вспомогательным или защитным) картриджем или элементом фильтра. Различные признаки вариантов осуществления картриджей фильтров, обсуждаемых в настоящем документе, могут быть применены как к основным, так и к вспомогательным картриджам фильтров, и такое обсуждение не должно интерпретироваться как ограниченное только основными или вспомогательными картриджами фильтров, если не указано иное. К тому же, различные признаки определенных вариантов осуществления картриджей фильтров, обсуждаемых в настоящем документе, могут быть применены к другим вариантам осуществления, и такое обсуждение не должно интерпретироваться как ограниченное только конкретным описанным вариантом осуществления, если это не очевидно из контекста или не указано иное.
Под термином «обслуживаемый компонент» в контексте настоящего документа и в отношении картриджей 25 и 27 понимается, что картриджи 25 и 27 являются съемными и заменяемыми в воздухоочистительном узле 1. Таким образом, поскольку набивка 26 и/или 28 забивается во время использования, картридж 25 и/или картридж 27 могут быть извлечены и могут быть восстановлены или заменены.
Обращаясь к фиг. 2, можно видеть, что корпус 2 содержит необязательную конструкцию 29 экрана, окружающую выбранную часть картриджа 25 фильтра. Конструкция 29 экрана содержит первую секцию 30 экрана в секции 3 основной части корпуса, ориентированную таким образом, чтобы окружать часть картриджа 25 в этом месте, создавая кольцевое пространство 31 между экраном 30 и наружной боковой стенкой 32. Воздух из впускного канала 7 направляется во впускное отверстие 7а, и в кольцевое пространство 31, и в вихревую схему. Экран 30 препятствует непосредственному попаданию пыли и другого материала, переносимых всасываемым воздухом в кольцевом пространстве 31, на набивку 26, пока воздух не пройдет по меньшей мере частично через вихревую схему и сквозь экран 30 в направлении к крышке 4 доступа.
На фиг. 2 представлена вторая секция экрана, обозначенная ссылочной позицией 33, конструкции 29 экрана в крышке 4 доступа. Вторая секция 33 экрана определяет кольцевое пространство 34 между экраном 33 и боковой стенкой 35 секции 4. Под ссылочной позицией 37 представлено выходное или выпускное отверстие в боковой стенке 2, проходящее из внутреннего пространства 2i корпуса во внутреннее пространство 9i трубки 9. Выходное или выпускное отверстие 37 находится в сообщении с кольцевым пространством 34. Экран 33 способствует упрощению удаления пыли и других материалов через отверстие 37 в конструкцию 8 пылеэжектора.
Применение конструкций экранов, аналогичных конструкции 29 экрана, с одним или несколькими экранами, аналогичными секциям 30 и 33, является обычным во многих конструкциях воздухоочистителей, см., например, документы WO 2006/06241 A1; WO 2009/014988; USSN 61/446653; USSN 61/473296; U.S. 6419718 В1; и U.S. 8864866, описания которых включены в настоящий документ посредством ссылки. Аналогичные признаки и принципы могут быть использованы и в данном случае.
Следует отметить, что использование конструкции 29 экрана и конструкции 8 пылеэжектора совместимо со многими применениями, в которых необходим воздухоочиститель (газоочиститель), который работает в «два этапа» или является «двухэтапным», имеющий первый этап предварительной очистки для отделения воды и более крупных частиц от воздуха, прежде чем он пройдет в картридж 25 фильтра (второй этап). Однако такие признаки обычно являются необязательными, и многие принципы настоящего изобретения могут быть применены в воздухоочистителях, которые не имеют такой двухэтапной конфигурации или этапа предварительной очистки. Второй картридж 27 фильтра расположен ниже по потоку относительно картриджа 25 фильтра, так что воздух проходит как через картридж 25 фильтра, так и через картридж 27 фильтра, прежде чем выйти через выпускной канал 15 для воздуха. Следует понимать, что воздухоочистительный узел 1 может работать только с картриджем 25 фильтра, только с картриджем 27 фильтра или как с картриджем 25 фильтра, так и с картриджем 27 фильтра, предоставленными вместе и как показано на фиг. 2.
Как указано выше, признаки, ранее определенные и обсужденные в отношении фиг. 1-2 касательно общей конфигурации и работы воздухоочистителя (фильтрующего узла), являются хорошо известными признаками, формы которых были использованы во множестве систем. Определенные уникальные характеристики настоящего воздухоочистителя по фиг. 1-2 относятся к особым признакам картриджей фильтров, и, в частности, к связанным с их взаимодействием с остальной частью воздухоочистительного узла 1. В этом разделе обсуждаются выбранные признаки, связанные с этим.
В общих чертах, как и ранее, картриджи 25 и 27 представляют собой обслуживаемые компоненты. То есть их можно извлекать и заменять на протяжении всего срока службы воздухоочистителя 1. Необходимо разъемное уплотнение между картриджем 25 и корпусом 2 и между картриджем 27 и корпусом, чтобы картриджи могли представлять собой обслуживаемые компоненты и чтобы гарантировать, что нефильтрованный воздух не обойдет картридж 25 и/или картридж 27 и не попадет в выпускную трубку 15, поскольку это может привести к повреждению двигателя.
Картридж 25 фильтра обычно содержит фильтрующую набивку 26, проходящую между первым и вторым противолежащими концами 41 и 42 набивки. Первый конец 41 набивки находится в зацеплении с первой концевой частью (например, насадкой) 45. Второй конец 42 набивки находится в зацеплении со второй концевой частью (например, насадкой) или частью 46. Таким образом, набивка 26 проходит между противолежащими концевыми насадками (например, концевыми частями) 45, 46.
Хотя возможны альтернативы с выбранными методиками, описанными в настоящем документе, для представленного примера набивка 26 фильтра выполнена окружающей открытое внутреннее пространство 26i фильтра, в целом вокруг центральной оси X воздухоочистителя 1 и картриджа 25. Набивка 26 может представлять собой складчатую набивку, хотя возможны альтернативы. Как показано, при необходимости набивка 26 может быть выполнена в форме цилиндра, хотя возможны альтернативы. Например, набивка 26 может быть в некоторой степени конической в протяжении между противолежащими концами 41, 42. Также набивка может быть выполнена с некруглыми внутренним и/или наружным периметрами; например, возможны продолговатая, овальная или другие конфигурации поперечного сечения. В некоторых вариантах осуществления набивка расположена вокруг центральной полости для получения этих различных конфигураций.
Хотя возможны альтернативы с выбранными методиками, описанными в настоящем документе, вторая концевая часть (например, насадка) 46, как правило, представляет собой закрытую концевую часть или насадку, проходящую полностью по всей набивке 26 на втором конце 42, закрывая этот конец 42 набивки 26 и внутреннее пространство 26i фильтра. То есть концевая часть 46 в случае представленного примера представляет собой закрытую концевую часть, т.е. концевую часть, через которую не проходит отверстие, находящееся в сообщении с открытым внутренним пространством 26i фильтра.
С другой стороны, первая концевая часть или насадка 45 представляет собой открытую концевую часть. То есть она окружает и определяет центральное отверстие 50, находящееся в сообщении с набивкой, в данном примере посредством открытого внутреннего пространства 26i фильтра. При обычном использовании отверстие 50 представляет собой выходное отверстие для потока воздуха из набивки, например, открытого внутреннего пространства 26i фильтра, для фильтрованного воздуха. В альтернативных применениях с обратным направлением потока газа во время фильтрации отверстие 50 может представлять собой впускное отверстие. В общем оно представляет собой отверстие для потока газа.
Для представленного примера первая концевая часть 45 проходит полностью по всей набивке 26 картриджа 25 от наружного периметра 26х до внутреннего периметра 26о. Через первую концевую часть 45, как правило, проходит только одно центральное отверстие 50.
И снова, когда крышка 4 доступа снята с секции 3 основной части корпуса, обеспечивается доступ к внутреннему пространству 2i либо для установки, либо для извлечения картриджа 25. Затем картридж 25 фильтра должен быть с возможностью снятия уплотнен надлежащим образом с корпусом 2 для защиты от потока нефильтрованного воздуха в выходную трубку 15. Чтобы обеспечить это, картридж 25 оснащен первой уплотнительной конструкцией 55 (или уплотнительной конструкцией корпуса).
Примерное взаимодействие между уплотнением корпуса или первой уплотнительной конструкцией 55 и корпусом 2 описано в патенте США №8864866, полное описание которого включено в настоящий документ посредством ссылки.
Что касается первого уплотнения корпуса или первой уплотнительной конструкции 55 и других признаков первой концевой части (например, 45), следует обратить внимание на фиг. 3 и фиг. 4. Можно видеть, что первая уплотнительная конструкция 55 определяет радиально направленное уплотнение или уплотнительную поверхность 55s, направленную таким образом, чтобы входить в зацепление с частью воздухоочистительного узла 1, называемой уплотнительной поверхностью 58 первого картриджа, для разъемного уплотнения. Как показано, первая уплотнительная конструкция 55 образует направленное наружу радиальное уплотнение с уплотнительной поверхностью 58 первого картриджа, когда первый картридж 25 фильтра установлен в фильтрующем узле 1.
По-прежнему обращаясь к фиг. 3, будет понятно, что поверхность 55s первой уплотнительной конструкции 55, которая образует уплотнение с элементом 58, в общем представляет собой радиально направленную поверхность. Следовательно, первая уплотнительная конструкция 55 может называться радиально направленным уплотнением. Под «радиально» в данном контексте понимают, что уплотнение или уплотнительная поверхность (и сжатие уплотнительной поверхности во время уплотнения) направлена в общем в сторону к или от (т.е. вокруг или относительно) центральной оси X. Конкретная поверхность 55s в представленном примере направлена радиально наружу относительно центральной оси X, так что уплотнительная конструкция 55 может характеризоваться как «направленная радиально наружу». Однако следует отметить, что направленное радиально внутрь уплотнение может быть использовано в сочетании с некоторыми принципами согласно настоящему изобретению.
Следует учитывать, что отличительное описание уплотнения или уплотнительной поверхности как направленных радиально наружу или направленных радиально внутрь включает ситуации, когда силы, действующие на уплотнение, могут не быть точно согласованы относительно центральной оси X. То есть, вследствие формы или кривизны уплотнительной поверхности вокруг или относительно центральной оси X, силы, сжимающие уплотнение в любой конкретной точке вдоль уплотнительной поверхности, могут раскладываться в направлении одной стороны или другой стороны центральной оси X. В общем, уплотнительная поверхность находится либо на внутренней стороне уплотнительного элемента (направленной внутрь и обычно обращенной к центральной оси X) или на наружной стороне уплотнительного элемента (направленной наружу и обычно обращенной от центральной оси X). Направление силы, действующей на уплотнительный элемент, будет очевидно из следующего обсуждения. В этом состоит отличие от осевого уплотнения, при котором сила, действующая на уплотнительный элемент, прикладывается в направлении, которое обычно параллельно центральной оси X, и уплотнительная поверхность обычно перпендикулярна центральной оси X.
Следует отметить, что в представленном примере уплотнительная конструкция 55 корпуса содержит часть концевой части (например, насадки) 45. В более общих чертах, уплотнительная конструкция корпуса установлена на картридже фильтра и выполнена с возможностью разъемного уплотнения с корпусом, независимо от того, содержит конкретная уплотнительная конструкция корпуса часть концевой части или нет.
Предпочтительные и преимущественные уплотнительные конструкции корпусов, описанные в настоящем документе, обычно представляют собой «незажимные» или «беззажимные» уплотнительные конструкции корпусов. Под этим понимается, что они получаются, когда картридж вставляют в корпус, без необходимости в затягивании зажима или соединителя некоторого типа вокруг уплотнительной конструкции корпуса.
Особые признаки представленной примерной первой уплотнительной конструкции 55 более подробно описаны ниже.
В общем, для конкретной конструкции, представленной на фиг. 3, поверхность 58, с которой с возможностью снятия зацепляется уплотнительная конструкция 55 для образования первой уплотнительной конструкции 55, содержит уплотнительный фланец 60, направленный в осевом направлении внутрь корпуса 2 к крышке 4 доступа, как показано на фиг. 2.
Обратимся теперь к фиг. 2-4, на которых представлен картридж 25 с частями, показанными в поперечном разрезе для представления внутренних деталей. Обратим внимание, в частности, на первую концевую часть (например, насадку) 45. В типичной предпочтительной конструкции концевая часть (например, насадка) 45 содержит опору 62 уплотнения, так что формованный уплотнительный элемент 64 сжимается между опорой 62 уплотнения и уплотнительной поверхностью 58 первого картриджа. Предпочтительно уплотняющим давлением для уплотнительной конструкции 55 на поверхности 55s управляют посредством предоставления радиально сжимаемого материала и предпочтительно (и необязательно) посредством внедрения в него относительно жесткой радиальной опорной конструкции (например, опоры 62 уплотнения) в концевой части (например, насадке) 45.
В некоторых вариантах осуществления опорная конструкция, которая обеспечивает опору для уплотнительной конструкции 55, представляет собой «заготовку», встроенную в профиль 45 концевой части (например, насадки). Под «заготовкой» в данном контексте понимается, что опорная конструкция или структура, т.е. предварительно образованный компонент или компонент в виде заготовки, используется при сборке картриджа 25. Как правило, компонент в виде заготовки сформован из пластмассы, хотя возможны альтернативы. Как правило, компонент в виде заготовки закреплен на структуре, которая проходит ко второй концевой части (например, насадке) 45, хотя возможны альтернативы. «Заготовка» может быть образована и уплотнительная конструкция 55 может быть приложена к заготовке посредством формования или другого метода.
Опора 62 уплотнения, как правило, встроена в уплотнительный материал, который образует первое уплотнение 55 на месте так, что сжатие поверхности 55s радиально к центральной оси X будет поддерживаться опорой 62 таким образом, что величина радиального сжатия материала концевой части (например, насадки) в области между поверхностью 55s и опорой 62 будет иметь минимальное сжатие, составляющее по меньшей мере 5%, как правило, по меньшей мере 15%, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 25%, и будет, как правило, иметь максимальное сжатие, составляющее менее приблизительно 75%. Как правило, для осуществления этого опора 62 уплотнения расположена на расстоянии или отнесена на промежуток от поверхности 55s, который максимально не превышает 25 мм, обычно не превышает 15 мм и, как правило, величина промежутка находится в диапазоне приблизительно 3-15 мм. Величина промежутка в данном контексте должна означать максимальный промежуток, т.е. означать расстояние между опорой 62 уплотнения и частью поверхности 55s, которая, когда поверхность 55s не имеет искривления из-за сжатия, находится дальше всего в радиальном направлении от опоры 62 уплотнения. Этот тип конструкции, в котором имеется опора 62 уплотнения и уплотнительная конструкция 55, может называться поддерживаемым уплотнением.
Рассмотрим далее картридж 27 фильтра, представленный на фиг. 2, 3 и 5-9, при этом картридж 27 фильтра может называться вторым фильтрующим элементом. В некоторых вариантах осуществления во время технического обслуживания фильтрующего узла 1, когда первый картридж 25 фильтра извлекают и заменяют новым или восстановленным картриджем фильтра, второй фильтрующий элемент 27 предотвращает попадание пыли или мусора в выпускную трубку 15. Кроме того, в случае возникновения неисправности в первом картридже 25 фильтра, второй картридж 27 фильтра может предотвращать попадание пыли или мусора в выпускную трубку 15. Однако, как обсуждалось выше, описанные признаки не следует интерпретировать как ограниченные только первым или вторым картриджем фильтра.
Второй картридж 27 фильтра содержит первый конец 80, второй конец 82 и фильтрующую набивку 28, проходящую между первым концом 80 и вторым концом 82. В представленном примерном втором картридже 27 фильтра первый конец 80 содержит первую концевую часть (например, насадку) 84, и второй конец 82 содержит вторую концевую часть (например, насадку) 86. При необходимости второй картридж 27 фильтра может быть предоставлен без второй концевой части 86. То есть второй картридж 27 фильтра может быть предоставлен так, что набивка проходит по второму концу 82. Кроме того, второй картридж 27 фильтра может быть оснащен опорной структурой 90 (например, вкладышем, таким как сетка), проходящей от первого конца 80 ко второму концу 82, чтобы способствовать поддержанию фильтрующей набивки 28, обеспечивая при этом прохождение газа (воздуха) сквозь нее. Фильтрующая набивка 28 может быть встроена в первую и вторую концевые части 84 и 86. Кроме того, опорная структура 90 для фильтрующей набивки 28 может быть встроена в первую и вторую концевые части 84 и 86.
Второй картридж 27 фильтра может быть выполнен так, что фильтрующая набивка 28 приспособлена окружающей открытое внутреннее пространство 28i фильтра. Например, набивка 28 может быть предоставлена как складчатая набивка или нескладчатая набивка. Как показано, при необходимости набивка 28 может быть выполнена в форме цилиндра, хотя возможны альтернативы. Например, набивка 28 может быть в некоторой степени конической в протяжении между противолежащими концами 80, 82. Кроме того, набивка может быть выполнена с некруглыми внутренним и/или наружным периметрами. Например, набивка может быть выполнена имеющей овальную, круглую или другую конфигурацию поперечного сечения.
Вторая концевая часть (например, насадка) 86 может быть предусмотрена как закрытая концевая часть, проходящая полностью по всей набивке 28 на втором конце 82, закрывая второй конец 82 фильтрующей набивки 28 внутреннего пространства 28i фильтра. Примерный вид сверху второй концевой насадки 86 показан, например, на фиг. 8. Вторая концевая насадка 86 может содержать выступающие части 86р, которые помогают обеспечивать осевое сжатие между вторым картриджем 27 фильтра и первым картриджем 25 фильтра.
Вторая концевая часть (например, насадка) 86 может быть описана как закрытая концевая часть или насадка, т.е. концевая насадка, которая не имеет в себе отверстия, находящегося в сообщении с открытым внутренним пространством 28i фильтра. В различных альтернативных конфигурациях второй конец 82 может быть предусмотрен без концевой насадки. В одном варианте второго фильтрующего элемента 27 без второй концевой насадки 86 фильтрующая набивка 28 проходит по второму концу 82 и охватывает его. То есть фильтрующая набивка 28 может образовывать герметизацию на втором конце 82, предотвращая таким образом попадание нефильтрованного воздуха в открытое внутреннее пространство 28i фильтра. В альтернативном варианте второй конец 82 может быть оснащен уплотнительной конструкцией, которую устанавливают на опорную структуру второго фильтрующего элемента, при этом опорная структура содержит закрытый конец, соответствующий второму концу 82 второго картриджа 27 фильтра. Остальная часть опорной структуры будет открыта для протекания через нее газа (воздуха). Однако закрытый конец опорной структуры будет в сочетании с уплотнением на втором конце второго картриджа 27 фильтра предотвращать попадание нефильтрованного воздуха в открытый фильтр 28i. Такая конструкция раскрыта в документах WO 2008/045326 и WO 2009/014986, которые включены в настоящий документ посредством ссылки.
Первая концевая часть (например, насадка) 84 может содержать опору 92 и второй уплотнительный элемент 94. Опора 92 может быть предусмотрена как часть опорной структуры 90, или опора 92 может быть предусмотрена как отдельный компонент, такой как пластмассовая заготовка. Как показано на фиг. 6, опора 92 может быть частью опорной структуры 90. То есть опорная структура 90 проходит во второй уплотнительный элемент 94 в достаточной степени, чтобы помогать поддерживать второй уплотнительный элемент 94, при предоставлении в уплотнительной взаимосвязи с корпусом 2. Сочетание опорной структуры 90 (и/или опоры 92) и второго уплотнительного элемента 94 может образовывать первую концевую насадку 84. Опора 92 помогает поддерживать второй уплотнительный элемент 94, когда он входит в зацепление с уплотнительной поверхностью 112 второго картриджа фильтра корпуса области 110 уплотнения второго картриджа фильтра. Второй уплотнительный элемент 94 может называться уплотнительной конструкцией корпуса для второго картриджа 27 фильтра. В общем второй уплотнительный элемент 94 может быть сформован на опоре 92 и предоставляет направленную наружу уплотнительную поверхность 96. После формования может быть предоставлен второй уплотнительный элемент 94, имеющий наружную секцию 94о на наружной стороне опоры 92 и имеющий внутреннюю секцию 94i на внутренней стороне опоры 92.
Второй уплотнительный элемент 94 может содержать часть 94t, проходящую по вершине опоры 92. Кроме того, второй уплотнительный элемент 94 может содержать множество выступающих радиально наружу и проходящих в осевом направлении секций 98 и/или (например, чередующихся с ними) выступающих радиально внутрь и проходящих в осевом направлении секций 99. В варианте осуществления, показанном на фиг. 6А, множество выступающих радиально наружу и проходящих в осевом направлении секций 98, чередующихся с выступающими радиально внутрь и проходящими в осевом направлении секциями 99, расположены на наружной секции 94о (на наружной стороне опоры 92) на втором уплотнительном элементе 94. Как показано в альтернативных вариантах осуществления, второй уплотнительный элемент может быть снабжен множеством выступающих радиально внутрь и проходящих в осевом направлении секций и/или (например, чередующихся с ними) выступающих радиально наружу и проходящих в осевом направлении секций, расположенных на внутренней секции (такой как внутренняя секция 94i внутри опоры 92) второго уплотнительного элемента 94. Конфигурация множества выступающих радиально наружу и проходящих в осевом направлении секций 98 и/или (например, чередующихся с ними) выступающих радиально внутрь и проходящих в осевом направлении секций 99 (расположенных либо на наружной секции 94о, либо на внутренней секции 94i) может называться «поверхностью 95 уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки». В некоторых вариантах осуществления профиль поверхности уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки образуют в уплотнительном элементе перед введением фильтрующего элемента в корпус, например, воздухоочистителя. В других вариантах осуществления уплотнительный элемент приобретает профиль поверхности уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки во время вставки в корпус, например, воздухоочистителя, в результате взаимодействия между уплотнительным элементом и уплотнительной поверхностью корпуса.
Поверхность 95 уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки может быть предоставлена как обращенное наружу радиальное уплотнение или как обращенное внутрь радиальное уплотнение. В варианте осуществления, показанном на фиг. 5 и фиг. 6А, поверхность 95 уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки представлена как обращенное наружу радиальное уплотнение. На фиг. 6В и фиг. 6С также показан вариант осуществления направленной наружу поверхности 95 уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки с множеством выступающих радиально наружу и проходящих в осевом направлении секций 98, чередующихся с выступающими радиально внутрь и проходящими в осевом направлении секциями 99. На фиг. 6В и фиг. 6С ссылка на «наружу» и «внутрь» может осуществляться относительно опорной линии г. Вариант осуществления, представленный на фиг. 6D и фиг .6Е, содержит направленную внутрь поверхность 95' уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки с множеством выступающих радиально наружу и проходящих в осевом направлении секций 98', чередующихся с выступающими радиально внутрь и проходящими в осевом направлении секциями 99'. На фиг. 6D и фиг. 6Е ссылка на «наружу» и «внутрь» может осуществляться относительно опорной линии г. В вариантах осуществления, содержащих первый и второй картриджи фильтров, поверхность в форме волнообразной стенки первого картриджа фильтра может совпадать в осевом направлении с поверхностью в форме волнообразной стенки второго картриджа фильтра.
В варианте осуществления по фиг. 6А второй уплотнительный элемент 94 проходит по периметру вокруг центрального открытого объема 15i. Центральный открытый объем 15i может находиться в сообщении с открытым внутренним пространством 28i фильтра. В показанном варианте осуществления во время работы фильтрующего узла 1, когда установлен второй картридж 27 фильтра, воздух проходит через фильтрующую набивку 28 в открытое внутреннее пространство 28i фильтра, а затем проходит через центральный открытый объем 15i и в выпускную трубку 15. В других вариантах осуществления направление потока может быть противоположным.
«Поверхность уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки» описана как имеющая выступающие наружу и выступающие внутрь секции, которые проходят в осевом направлении. Поскольку эти секции проходят в осевом направлении, можно перемещать уплотнительные элементы в осевом направлении (в направлении вдоль центральной оси X) внутрь уплотнительной поверхности корпуса и из нее для образования таким образом радиального уплотнения. Кроме того, поскольку выступающие наружу и выступающие внутрь секции проходят в осевом направлении, фильтрующий элемент, будучи установленным, препятствует повороту вокруг центральной оси X (например, когда образовано радиальное уплотнение). Уплотнительная поверхность выполнена с возможностью взаимодействия с дополняющей «уплотнительной поверхностью корпуса в форме волнообразной стенки», имеющей выступающие наружу и выступающие внутрь секции, которые проходят в осевом направлении. Примерная уплотнительная поверхность корпуса в форме волнообразной стенки представлена как уплотнительная поверхность 112 на фиг. 4.
me
me
me
Как показано на фиг. 6А, в некоторых вариантах осуществления поверхность 95 уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки может быть предоставлена как часть уплотнительного элемента, который поддерживается опорой 92 в форме неволнообразной стенки. Однако в некоторых вариантах осуществления уплотнительный элемент не содержит опоры (например, такой как в вариантах осуществления, в которых уплотнительный элемент проходит за пределы осевого конца набивки и/или опорной структуры и не содержит отдельного компонента, такого как пластмассовая заготовка). Опора в форме неволнообразной стенки может быть использована для поддержки поверхности уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки, когда поверхность уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки предоставлена как направленное наружу радиальное уплотнение, и когда она предоставлена как направленное внутрь радиальное уплотнение. В некоторых вариантах осуществления форма опоры в форме стенки отличается от формы поверхности уплотнительного элемента. В таких вариантах осуществления толщина Т уплотнения между уплотнительной поверхностью и опорой в форме стенки может меняться по периметру (например, в радиальном направлении) либо непрерывно, либо с промежутками. В определенных вариантах осуществления толщина Т уплотнения между уплотнительной поверхностью и опорой в форме стенки меняется по меньшей мере на части периметра по регулярно повторяющейся схеме. В некоторых вариантах осуществления отношение максимальной толщины Т к минимальной толщине T превышает 1,1, например, превышает приблизительно 1,2 (например, превышает приблизительно 1,3). В определенных вариантах осуществления Т составляет по меньшей мере приблизительно 1 мм, например, по меньшей мере приблизительно 2 мм (например, по меньшей мере приблизительно 4 мм).
В варианте осуществления, показанном на фиг. 6А, опора 92 в форме стенки является в целом цилиндрической с постоянным радиусом. Другие варианты осуществления могут иметь другие формы, например, овальную форму или форму ипподрома (криволинейные концы отделены прямолинейными сторонами). В общем опора может быть предоставлена как неволнистая и может иметь форму, которая не содержит точки перегиба. В определенных вариантах осуществления, будучи искривленной, опора в форме стенки может иметь кривизну, которая по меньшей мере в 1,5 раза превышает, по меньшей мере в 2 раза превышает или по меньшей мере на порядок величины превышает кривизну поверхности уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки.
Обращаясь к фиг. 5, второй уплотнительный элемент 94 может быть описан как имеющий осевое расстояние или высоту 94h от второго конца 94b до первого конца 94а, которой достаточно для обеспечения уплотнения с уплотнительной поверхностью 112 второго картриджа фильтра. В общем высота 94h может по меньшей мере в 4 раза превышать глубину 94d, которая может быть определена как расстояние от самого глубокого углубления 99 г выступающих радиально внутрь и проходящих в осевом направлении секций 99 до наиболее отдаленной части 98о выступающих радиально наружу и проходящих в осевом направлении секций 98. Однако в альтернативных вариантах осуществления отношение может составлять менее приблизительно 4. В определенных вариантах осуществления отношение равняется по меньшей мере 6, по меньшей мере 8 и может равняться по меньшей мере 10. В показанном варианте осуществления высота уплотнительного элемента является в целом постоянной. В других вариантах осуществления высота уплотнительного элемента изменяется.
Второй уплотнительный элемент 94, расположенный на первом конце 80 второго картриджа 27 фильтра, предусмотрен таким образом, что он вписывается в фильтрующий узел 1 в области 110 уплотнения второго картриджа фильтра. Область 110 уплотнения второго картриджа фильтра содержит уплотнительную поверхность 112 второго картриджа фильтра, расположенную на внутренней стороне проходящего в осевом направлении порога 114 второго картриджа фильтра. Внутренняя сторона проходящего в осевом направлении порога 114 второго картриджа фильтра дополнительно содержит позиционирующую поверхность 113 второго картриджа фильтра. Позиционирующая поверхность 113 помогает ориентировать второй картридж 27 фильтра так, что образовывается точное и разъемное уплотнение между вторым уплотнительным элементом 94 в месте уплотнительной поверхности 112 второго картриджа фильтра.
В показанном варианте осуществления дополнительно предусмотрен проходящий в осевом направлении опорный порог 116. В варианте осуществления, показанном на фиг. 4, второй уплотнительный элемент 94 второго картриджа 27 фильтра садится между порогом 114 второго картриджа фильтра и опорным порогом 116. Следует учитывать, что опорный порог 116 является необязательным, и фильтрующий узел 1 может быть предоставлен без опорного порога 116. Опорный порог 116 помогает обеспечить поддержку для второго уплотнительного элемента 94, при этом также обеспечивая просвет для потока воздуха в пределах центрального открытого объема 15i. Для того, чтобы помочь обеспечить вспомогательную опору для второго уплотнительного элемента 94, опорный порог 116 может быть разделен на множество опорных закраин 118. Опорные закраины 118 могут отклоняться, когда второй картридж 27 фильтра расположен в области 110 уплотнения второго картриджа фильтра, и обеспечивать непрерывную опору в радиальном направлении второго уплотнительного элемента 94 относительно уплотнительной поверхности 112 второго картриджа фильтра. Зазоры 120 между закраинами 118 опорного порога позволяют множеству опорных закраин 118 отклоняться, способствуя таким образом вставке и извлечению второго картриджа 27 фильтра.
Показанный порог 114 второго картриджа фильтра содержит множество проходящих в осевом направлении ребер 124, которые проходят вдоль внутренней поверхности 114i порога 114 второго картриджа фильтра в области 110 уплотнения второго картриджа фильтра в осевом направлении. Проходящие в осевом направлении ребра 124 образуют по меньшей мере часть позиционирующей поверхности 113 и по меньшей мере часть уплотнительной поверхности 112. Позиционирующая поверхность 113 помогает выравнивать второй уплотнительный элемент 94 в надлежащем положении, чтобы уплотнение могло быть образовано между вторым уплотнительным элементом 94 и уплотнительной поверхностью 112, когда второй картридж 27 фильтра полностью введен в область 110 уплотнения второго картриджа фильтра. Ребра 124 помогают выравнивать второй картридж 27 фильтра в надлежащей ориентации при введении вдоль позиционирующей поверхности 113.
В некоторых вариантах осуществления зазор 128 позиционирующей поверхности может быть предусмотрен для того, чтобы помогать гарантировать, что второй картридж 27 фильтра полностью вставляется с образованием уплотнения между вторым уплотнительным элементом 94 и уплотнительной поверхностью 112. То есть подходящее уплотнение может не быть образовано, если второй уплотнительный элемент 94 входит в зацепление только с позиционирующей поверхностью 113 порога 114 второго картриджа фильтра. Для получения надлежащего уплотнения второй картридж 27 фильтра должен быть посажен таким образом, чтобы второй уплотнительный элемент 94 входил в зацепление с уплотнительной поверхностью 112 второго картриджа фильтра с образованием уплотнения между ними. Кроме того, зазор 128 обеспечивает деление опорной структуры 130 первого картриджа 25 фильтра. В результате деления первого картриджа 25 фильтра первая уплотнительная конструкция 55 может более точно выравниваться с уплотнительной поверхностью 58 первого картриджа для обеспечения правильной вставки первого картриджа 25 фильтра в уплотненную конструкцию с корпусом 2.
Как описано, второй уплотнительный элемент 94 может содержать множество выступающих наружу и проходящих в осевом направлении секций 98 и/или (например, чередующихся с ними) множество выступающих внутрь и проходящих в осевом направлении секций 99. Получаемая в результате уплотнительная поверхность может называться поверхностью 95 уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки. Вариант осуществления поверхности 95 уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки показан, например, на фиг. 5, как направленная наружу поверхность 95 уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки, но уплотнительная поверхность может быть предусмотрена как направленная внутрь поверхность уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки, когда уплотнительная поверхность представляет собой направленную радиально внутрь уплотнительную поверхность.
В общем периметр направленной наружу уплотнительной поверхности 94s уплотнительного элемента 94 содержит по меньшей мере приблизительно 20 выступающих радиально наружу и проходящих в осевом направлении секций 98, чередующихся с соответствующими выступающими внутрь и проходящими в осевом направлении секциями 99. Количество может меняться, но обычно предполагается, что периметр будет содержать от приблизительно 20 до приблизительно 400 (например, от приблизительно 20 до приблизительно 120, в частности, от приблизительно 20 до приблизительно 40) выступающих радиально наружу и проходящих в осевом направлении секций 98, чередующихся с выступающими внутрь и проходящими в осевом направлении секциями 99. В некоторых вариантах осуществления радиально направленная уплотнительная поверхность содержит менее приблизительно 13 выступающих радиально наружу и проходящих в осевом направлении частей, чередующихся с менее приблизительно 13 выступающими радиально внутрь и проходящими в осевом направлении частями вдоль расстояния, составляющего один дюйм, вдоль опоры уплотнения, проходящей вокруг оси картриджа фильтра.
Обращаясь к фиг. 6А, поверхность 95 уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки может быть описана в терминах «шага», который представляет собой расстояние от пика до соседнего пика выступов 100. В случае поверхности 95 уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки шаг может быть определен как расстояние от пика 98ра до соседнего пика 98pb. Альтернативно шаг может быть определен как расстояние между соседними впадинами 99ta и 99tb. Как описано ранее, поверхность 95 уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки может содержать множество выступающих радиально наружу и проходящих в осевом направлении секций 98, чередующихся с множеством выступающих радиально внутрь и проходящих в осевом направлении секций 99. Выступающие радиально наружу и проходящие в осевом направлении секции 98 образуют пики 98р, и выступающие радиально внутрь и проходящие в осевом направлении секции 99 образуют впадины 99t. Поверхность 95 уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки может быть описана как имеющая шаг, который позволяет выполняющему техническое обслуживание лицу (лицу, осуществляющему установку фильтрующего элемента) с помощью степени позиционирования, которая позволяет выполняющему техническое обслуживание лицу правильно позиционировать фильтрующий элемент внутри корпуса без необходимости в повторном захвате фильтрующего элемента. То есть фильтрующий элемент можно правильно позиционировать посредством лишь поворота фильтрующего элемента в пределах приблизительно плюс-минус 15 градусов (предпочтительно плюс-минус 10 градусов) от нуля или нейтрального положения.
Для достижения этого шаг может составлять по меньшей мере 1 мм / выступ, например, по меньшей мере 2 мм / выступ, или в некоторых вариантах осуществления по меньшей мере 4 мм / выступ. В определенных вариантах осуществления шаг может составлять менее 25 мм / выступ, например, менее 12 мм / выступ, менее 10 мм / выступ или менее 8 мм / выступ. В некоторых вариантах осуществления шаг выступов является относительно постоянным. В других вариантах осуществления шаг изменяется между выступами или группами выступов.
Выступы могут иметь любую подходящую форму. В варианте осуществления, показанном на фиг. 6А, выступы 100 обычно имеют криволинейную форму при рассмотрении вдоль оси вставки элемента. В других вариантах осуществления выступы могут содержать одну или несколько прямых частей, точек или кривых и их сочетания. Выступы 100' на фиг. 6D и фиг. 6Е также представлены как криволинейные, но могут быть предусмотрены с одной или несколькими прямыми частями, точками или кривыми и их сочетаниями.
Обращаясь снова к фиг. 4 и фиг. 9, можно видеть, что порог 114 второго картриджа фильтра содержит позиционирующую поверхность 113 и уплотнительную поверхность 112. Как пояснялось ранее, второй уплотнительный элемент 94 обеспечивает радиально направленное уплотнение с уплотнительной поверхностью 112. Позиционирующая поверхность 113 помогает выравнивать множество направленных наружу и проходящих в осевом направлении секций 98 и чередующихся с ними выступающих внутрь и проходящих в осевом направлении секций 99 так, что второй уплотнительный элемент 94 ориентируется правильно, так, что последующая вставка в осевом направлении второго картриджа 27 фильтра приводит к образованию уплотнения между вторым уплотнительным элементом 94 и уплотнительной поверхностью 112. Преимущественно позиционирующая поверхность 113 помогает образовывать радиальное уплотнение между вторым уплотнительным элементом 94 и уплотнительной поверхностью 112 за счет предотвращения скручивания или сдавливания второго уплотнительного элемента 94, что может негативно влиять на срок службы второго уплотнительного элемента 94. Кроме того, сдавливание и скручивание второго уплотнительного элемента могут создавать возможности для обхода воздухом второго уплотнительного элемента 94.
Показано, что примерная позиционирующая поверхность 113 содержит скос 140 на множестве проходящих в осевом направлении ребер 124 в начальной части ребер 124. Также показано, что примерная позиционирующая поверхность 113 содержит поверхность 142, которая расположена дальше от оси X по сравнению с уплотнительной поверхностью 112. Соответственно, когда картридж 27 фильтра вставляют в осевом направлении в корпус 2, скосы 140 помогают выравнивать второй уплотнительный элемент 94 таким образом, чтобы выступающие радиально наружу и проходящие в осевом направлении секции 98 становились ориентированными между соседними проходящими в осевом направлении ребрами 124, и выступающие радиально внутрь и проходящие в осевом направлении секции 99 становились ориентированными напротив проходящих в осевом направлении ребер 124. В показанном варианте осуществления, поскольку поверхность 142 слегка утоплена относительно уплотнительной поверхности 112, расположенной между проходящими в осевом направлении ребрами 124, может отсутствовать достаточное сжатие второго уплотнительного элемента 94 для образования уплотнения, когда второй уплотнительный элемент 94 размещен вдоль позиционирующей поверхности 113. Следует понимать, что позиционирующая поверхность 113 помогает ориентировать картридж 27 фильтра таким образом, что после того, как второй картридж 27 фильтра ориентирован правильно, дальнейшая вставка в осевом направлении картриджа 27 фильтра приводит к образованию уплотнения между направленной наружу уплотнительной поверхностью 96 и уплотнительной поверхностью 112. В варианте осуществления, показанном на фиг. 4, позиционирующая поверхность 113 расположена проксимально к уплотнительной поверхности 112 в направлении прохождения второго картриджа 27 фильтра. Как также показано в варианте осуществления по фиг. 4, уплотнительная поверхность 112 может проходить радиально к оси X относительно позиционирующей поверхности 113.
Хотя показано, что порог 114 второго картриджа фильтра имеет позиционирующую поверхность 113 и уплотнительную поверхность 112, может быть предусмотрен второй картридж 27 фильтра, имеющий позиционирующую поверхность и уплотнительную поверхность. Кроме того, показано, что второй картридж 27 фильтра имеет второй уплотнительный элемент 94 со в целом целотсной направленной наружу уплотнительной поверхностью 96. Второй уплотнительный элемент 94 может быть модифицирован таким образом, чтобы содержать как уплотнительную поверхность, так и позиционирующую поверхность. Кроме того, порог 114 второго картриджа фильтра может быть модифицирован таким образом, чтобы он содержал уплотнительную поверхность, не имея при этом позиционирующей поверхности.
Обращаясь теперь к фиг. 6А, показан вид в разрезе части сочетания второго уплотнительного элемента 94 и опоры 92. В этом случае опора 92 содержит опорную структуру 90 (например, вкладыш, такой как сетка). Как показано, второй уплотнительный элемент 94 содержит наружную секцию 94о и внутреннюю секцию 94i. В показанном втором уплотнительном элементе 94 может быть предусмотрена внутренняя секция 94i, имеющая в целом постоянную толщину, или расстояние, проходящее от опоры 92 (или опорной структуры 90) до внутренней поверхности 94s. В отличие от этого, наружная секция 94о предусматривает непостоянную толщину, или расстояние между опорой 92 (или опорной структурой 90) и направленной наружу уплотнительной поверхностью 96, образованной множеством выступающих наружу и проходящих в осевом направлении секций 98 и множеством чередующихся с ними выступающих радиально внутрь и проходящих в осевом направлении секций 99. В показанном варианте осуществления эта непостоянная толщина может быть описана как непрерывно изменяющаяся толщина, когда поверхность 96 является непрерывной, как показано на фиг. 6А.
Благодаря непостоянной толщине между опорой 92 уплотнения и направленной наружу уплотнительной поверхностью 96, второй уплотнительный элемент 94 должен быть ориентирован или позиционирован так, чтобы он правильно соответствовал уплотнительной поверхности корпуса, имеющей подобную форму, для образования уплотнения между направленной наружу уплотнительной поверхностью 96 уплотнительного элемента 94 и уплотнительной поверхностью 112 корпуса. Следует понимать, что это преимущество правильной ориентации или позиционирования уплотнительного элемента для соответствия уплотнительной поверхности корпуса применимо к различным альтернативным вариантам осуществления, описанным в настоящем документе, в которых уплотнительный элемент предусмотрен на первом или втором фильтрующем элементе и в которых уплотнительный элемент выступает радиально наружу или выступает радиально внутрь.
Обращаясь теперь к фиг. 10-13, альтернативная выпускная трубка представлена со ссылочной позицией 200. Выпускная трубка 200 может быть использована в фильтрующем узле, таком как фильтрующий узел 1, описанный в контексте фиг. 1 и 2. Выпускная трубка 200 может быть предусмотрена как часть, которая соединяется защелкиванием с основной частью 3 корпуса или иным образом прикрепляется к ней. Кроме того, выпускная трубка 200 может быть предусмотрена неотделимой от основной части 3 корпуса. Выпускная трубка 200 может быть предусмотрена в качестве замены выпускной трубки 15, показанной на фиг. 1 и фиг. 2, и предусматривает уплотнительную поверхность 202 первого картриджа фильтра и уплотнительную поверхность 204 второго картриджа фильтра. Благодаря предоставлению как уплотнительной поверхности 202 первого картриджа фильтра, так и уплотнительной поверхности 204 второго картриджа фильтра, выпускная трубка 200 делает уплотнительную поверхность 58 первого картриджа, показанную на фиг. 3, ненужной. То есть уплотнительная поверхность 58 первого картриджа может быть удалена, и как первый картридж фильтра, так и второй картридж фильтра могут быть предусмотрены таким образом, чтобы они образовывали уплотнение с выпускной трубкой 200.
Выпускная трубка 200 содержит элемент 206 в виде горлышка и уплотнительный элемент 208. В целом элемент 206 в виде горлышка представляет собой часть, которая проходит за пределы корпуса. Как правило, очищенный или фильтрованный воздух проходит через элемент 206 в виде горлышка для использования ниже по потоку, например, в двигателе внутреннего сгорания. Уплотнительный элемент 208 проходит в осевом направлении в фильтрующий узел и предоставляет уплотнительную поверхность 202 первого картриджа фильтра и уплотнительную поверхность 204 второго картриджа фильтра, на которых первый картридж фильтра и второй картридж фильтра могут образовывать уплотнение.
Уплотнительная поверхность 202 первого картриджа фильтра и/или уплотнительная поверхность 204 второго картриджа фильтра могут быть описаны как дополняющие для уплотнительных элементов, описанных в настоящем документе, например, за счет наличия волнистой или волнообразной стенки 210. Волнистая или волнообразная стенка 210 может также называться уплотнительной поверхностью корпуса в форме волнообразной стенки. В общем волнистая или волнообразная стенка 210 относится к неравномерной по периферии радиальной уплотнительной поверхности. Фраза «неравномерная по периферии» относится к непостоянному радиальному расстоянию от центральной оси X до уплотнительной поверхности 202 первого картриджа фильтра и/или до уплотнительной поверхности 204 второго картриджа фильтра вдоль их периферии вокруг центральной оси X. Как проиллюстрировано, волнообразная стенка 210 имеет непрерывную поверхность, но непрерывную поверхность можно рассматривать как последовательность волн, при этом волны в целом выровнены вдоль центральной оси X в осевом направлении. Волнообразная стенка 210 содержит уплотнительную поверхность 202 первого картриджа фильтра на одной стороне и уплотнительную поверхность 204 второго картриджа фильтра на противолежащей стороне. Для предоставления волнообразной стенки 210 с минимальной толщиной количество волн на уплотнительной поверхности 202 первого картриджа фильтра может равняться количеству волн, предусмотренных на уплотнительной поверхности 204 второго картриджа фильтра. Если количество волн на двух поверхностях является разным, то толщина волнообразной стенки 210 должна быть достаточной для размещения разных количеств волн на каждой стороне. Следует понимать, что выпускная трубка 200 может быть предусмотрена таким образом, чтобы на уплотнительной поверхности 202 первого картриджа фильтра было другое количество волн в сравнении с уплотнительной поверхностью 204 второго картриджа фильтра.
Вдоль показанной уплотнительной поверхности 202 первого картриджа фильтра волнообразная стенка 210 может быть описана как имеющая выступающие радиально наружу и проходящие в осевом направлении части 218, чередующиеся с выступающими радиально внутрь и проходящими в осевом направлении частями 219. Вдоль показанной уплотнительной поверхности 204 второго картриджа фильтра волнообразная стенка может быть описана как имеющая выступающие радиально наружу и проходящие в осевом направлении части 218', чередующиеся с выступающими радиально внутрь и проходящими в осевом направлении частями 219'. В некоторых вариантах осуществления волнообразная стенка 210 имеет толщину 210t, которая изменяется по окружности. Волнообразная стенка 210 может иметь толщину 210t, которая изменяется в осевом направлении. В общем осевое изменение может возникать из-за наличия «уклона» или конусности в волнообразной стенке 210 в осевом направлении. Разница в толщине по периферии может возникать из-за того, что волнистая схема вдоль уплотнительной поверхности 204 второго картриджа фильтра не обязательно должна быть идентичной волнистой схеме вдоль уплотнительной поверхности 202 первого картриджа фильтра. Разница в волнистой схеме уплотнительной поверхности 204 второго картриджа фильтра и уплотнительной поверхности 202 первого картриджа фильтра проиллюстрирована на фиг. 10, 12 и 13. Поскольку уплотнительная поверхность 202 первого картриджа фильтра находится дальше от оси X в сравнении с уплотнительной поверхностью 204 второго картриджа фильтра, кривизна, образующая волнистую схему вдоль уплотнительной поверхности 202 первого картриджа фильтра, может отличаться от волнистой схемы вдоль уплотнительной поверхности 204 второго картриджа фильтра.
Поскольку последовательность волн вдоль волнообразной стенки 210 проходит в целом в осевом направлении, уплотнительная поверхность 202 первого картриджа фильтра и уплотнительная поверхность 204 второго картриджа фильтра могут рассматриваться как относительно непрерывные и аксиально равномерные в осевом направлении, но волнообразные или неравномерные по периферии в направлении по периферии или по окружности вокруг центральной оси X. В результате фильтрующий элемент, выполненный, чтобы входить в зацепление с волнообразной стенкой 210, может скользить в зацепление посредством скольжения в осевом направлении. Неравномерная по периферии поверхность волнообразной стенки 210 может помогать предотвращать вращение первого фильтрующего элемента и/или второго фильтрующего элемента, находящихся в зацеплении с волнообразной стенкой 210. Следует понимать, что ссылка на «вращение» обозначает склонность фильтрующих элементов к вращению вокруг центральной оси X. Вращение может быть результатом вибрации воздухоочистителя, которая возможна, когда воздухоочиститель находится на моторных транспортных средствах, таких как грузовики. Кроме того, вращение может негативно влиять на уплотнение. Волнообразная стенка 210 может помогать уменьшать или устранять вращение фильтрующего элемента вокруг центральной оси X. Уплотнительная поверхность предшествующего уровня техники, где уплотнительная поверхность проходит по периферии при постоянном радиусе относительно центральной оси X, может называться «равномерной по периферии» или «равномерной по окружности».
Каждая из уплотнительной поверхности 202 первого картриджа фильтра и уплотнительной поверхности 204 второго картриджа фильтра волнообразной стенки 210 может быть названа неравномерной по периферии из-за множества волн, проходящих в осевом направлении и расположенных по периферии или по окружности. В осевом направлении уплотнительная поверхность 202 первого картриджа фильтра и уплотнительная поверхность 204 второго картриджа фильтра могут считаться относительно согласующимися. Однако следует понимать, что в осевом направлении может присутствовать конусность. Эта конусность может являться результатом производственного процесса, когда выпускную трубку 200, например, изготавливают посредством инжекционного формования. В таких ситуациях преимущественным может быть обеспечение угла уклона в литейной форме, что приводит к небольшой конусности (как правило, менее приблизительно 3 градусов). В любом случае конусность может являться преимущественной, чтобы помогать предоставлять возможность уплотнительному элементу на первом и втором картриджах фильтров входить в зацепление с волнообразной стенкой 210 и скользить там в осевом направлении вперед до полной посадки.
Преимуществом волнообразной стенки 210 является способность первого картриджа фильтра и второго картриджа фильтра противостоять вращению вследствие вибрации, проходящей через воздухоочистительный узел. В общем, когда воздухоочистительный узел предусмотрен на моторном транспортном средстве, двигатель моторного транспортного средства имеет склонность к созданию вибрации, которая, в свою очередь, может вызвать перемещение фильтрующих элементов в нем. Движение, такое как вращение, фильтрующего элемента внутри корпуса может являться проблемой из-за потенциальной возможности, в результате этого, износа уплотнительного элемента и создания путей утечки для обхода нефильтрованным воздухом картриджа фильтра. Соответственно волнообразная стенка 210 выпускной трубки 200 помогает противостоять перемещению фильтрующего элемента. В сочетании с надлежащим картриджем фильтра, имеющим уплотнительный элемент с соответствующей уплотнительной поверхностью в форме волнообразной стенки, картридж фильтра может противостоять вращению без необходимости в дополнительной структуре, предназначенной помогать закреплять фильтрующий элемент на месте. Картридж фильтра с такой конструкцией уплотнения, как обсуждалось выше, может рассматриваться как имеющий поверхность уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки. Стенка корпуса, которая входит в зацепление с поверхностью уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки, может рассматриваться как имеющая уплотнительную поверхность корпуса в форме волнообразной стенки.
Еще одним преимуществом волнообразной стенки 210 является то, что она позволяет фильтрующему элементу, предназначенному для вхождения в зацепление с волнообразной стенкой 210, иметь больше вариантов, доступных для поворотного зацепления в сравнении, например, с конфигурациями, описанными в патенте США №8864866. Например, фильтрующий элемент, имеющий уплотнительный элемент, выполненный так, чтобы входить в зацепление с волнообразной стенкой 210, имеет много конфигураций с определенными позициями, с помощью которых он будет входить в зацепление с волнообразной стенкой 210 для обеспечения желаемого уплотнения. Это в свою очередь делает техническое обслуживание воздухоочистителя более удобным для выполняющих техническое обслуживание. Следует учитывать, что это «позиционирование» применяется, когда образуется поверхность уплотнительного элемента, перед вставкой в корпус, имеющий форму, которая соответствует форме волнообразной стенки 210. В других вариантах осуществления поверхность уплотнительного элемента принимает форму волнообразной стенки 210 или ее зеркального отражения в результате введения фильтрующего элемента в уплотнительную взаимосвязь с волнообразной стенкой 210. В такой ситуации позиционирование не может быть применено, когда поверхность уплотнительного элемента не имеет, перед введением фильтрующего элемента в уплотнительную взаимосвязь с волнообразной стенкой, формы, соответствующей форме волнообразной стенки.
Как обсуждалось ранее, уплотнительная поверхность 95 в форме волнообразной стенки содержит множество выступов 100. Выступы 100 на уплотнительной поверхности 95 в форме волнообразной стенки предусмотрены для вхождения в зацепление с волнообразной стенкой 210. В случае уплотнительной конструкции, проиллюстрированной на фиг. 6А, выступы 100 будут входить в зацепление с впадинами 218' (выступающими наружу и проходящими в осевом направлении частями) вдоль уплотнительной поверхности 204 второго картриджа фильтра. Благодаря в целом малому размеру выступов 100, удобно вращать фильтрующий элемент слегка в направлении по часовой стрелке или против часовой стрелки вокруг центральной оси X для нахождения правильной ориентации, в которой выступы 100 входят в зацепление с впадинами 218'. Соответственно, выполняющий техническое обслуживание специалист, который вводит элемент в воздухоочиститель, может поворачивать элемент в пределах поворота руки и находить зацепление, когда уплотнительный элемент 96 входит в зацепление с волнообразной стенкой 210. Этот тип позиционирования устраняет необходимость в больших поворотных движениях или во множестве движений руки выполняющего техническое обслуживание специалиста с целью правильного выравнивания фильтрующего элемента с волнообразной стенкой 210. Кроме того, имеется эффект тактильной обратной связи, когда выполняющий техническое обслуживание может почувствовать, что фильтрующий элемент находится в правильном корпусе воздухоочистителя, благодаря простоте, с которой он выравнивается и зацепляется с волнообразной стенкой 210. В результате выполняющий техническое обслуживание может быть уверен, что фильтрующий элемент является правильным фильтрующим элементом для воздухоочистителя и правильно ориентирован, благодаря тому, что уплотнительный элемент состыковывается с волнообразной стенкой 210.
Для любой данной установки существует два потенциальных направления вращения для вхождения в зацепление после первоначальной вставки элемента. Признаки самопозиционирования, описанные в настоящем документе, упрощают перемещение в направлении, требующем меньшего вращения. Для этого направления максимальное вращение для позиционирования может быть выражено в градусах следующей формулой: 360 градусов / (количество выступов х 2).
В варианте осуществления, показанном на фиг. 10-11, выпускная трубка 200 содержит стопорные элементы 212, каждый из которых имеет стопорную поверхность 214, которая ограничивает степень, в которой картридж фильтра может быть вставлен вдоль уплотнительной поверхности 204 второго картриджа фильтра. Выпускная трубка 200 показана как выпускная трубка с присоединением защелкиванием, которая крепится на основной части корпуса защелкиванием. Стенка корпуса может скользить по выступающей части 215 защелки и входить в зацепление с остановом 216 выпускной трубки. В результате стенка корпуса может быть расположена между выступающей частью 215 защелки и остановом 216. Кроме того, фильтрующий элемент, выполненный так, чтобы входить в зацепление с волнообразной стенкой 210, может скользить в зацепление вдоль уплотнительной поверхности 202 первого картриджа и может быть остановлен стенкой корпуса.
Как показано, волнообразная стенка 210 содержит уплотнительную поверхность 202 первого картриджа фильтра и уплотнительную поверхность 204 второго картриджа фильтра. Каждая из поверхностей 202 и 204 показанной волнообразной стенки 210 может быть описана как имеющая выступающие радиально наружу и проходящие в осевом направлении секции 218 и 218', чередующиеся с выступающими радиально внутрь и проходящими в осевом направлении секциями 219 и 219'. Уплотнительная поверхность 202 первого картриджа фильтра может быть описана как имеющая множество чередующихся пиков (или гребней) 220 и впадин (или канавок) 222. Аналогично уплотнительная поверхность 204 второго картриджа фильтра может быть описана как имеющая множество чередующихся пиков (или гребней) 224 и впадин (или канавок) 226. Как показано, множество пиков 220 и впадин 222 и множество пиков 224 и впадин 226 проходят в целом непрерывно в осевом направлении X от первого конца 230 до второго конца 232.
В некоторых вариантах осуществления размер уплотнительной поверхности 202 и/или уплотнительной поверхности 204 может меняться от первого конца 230 ко второму концу 232. Например, уплотнительная поверхность 202 может проходить дальше от центральной оси X ко второму концу 232 в сравнении с первым концом 230. В качестве еще одного примера, уплотнительная поверхность 204 может проходить ближе к центральной оси X в направлении второго конца 232 в сравнении с первым концом 230. Такое изменение размера может способствовать повышению давления на уплотнительном элементе, который вводят с первого конца 230 в направлении второго конца 232, чтобы помогать создавать уплотнение. Изменение размера может быть прерывистым (например, ступенчатым) или постепенным (например, плавно изменяющимся). В некоторых вариантах осуществления множество пиков 220 и впадин 222 и/или множество пиков 224 и впадин 226 могут быть предоставлены как в целом ступенчатые или плавно изменяющиеся, чтобы иметь другой размер на первом конце 230 в сравнении со вторым концом 232. Альтернативно множество чередующихся пиков 220 и впадин 222 и/или множество пиков 224 и впадин 226 могут быть предоставлены как в целом равномерные от первого конца 230 до второго конца 232, хотя следует учитывать, что из-за технологий производства может присутствовать угол уклона. В общем угол уклона относится к углу, предусмотренному в конструкции для облегчения извлечения из формы. Могут применяться углы уклона от приблизительно 0,5 градуса до приблизительно 3 градусов.
Исходя из ориентации, представленной на фиг. 10, пики 220 и впадины 222 на уплотнительной поверхности 202 первого картриджа фильтра соответствуют выступающим наружу и проходящим в осевом направлении частям 218 и выступающим внутрь и проходящим в осевом направлении частям 219 соответственно, и пики 224 и впадины 226 на уплотнительной поверхности 204 второго картриджа фильтра соответствуют выступающим внутрь и проходящим в осевом направлении частям 219' и выступающим наружу и проходящим в осевом направлении частям 218' соответственно. Таким образом, выступы на уплотнительном элементе, входящем в зацепление с уплотнительной поверхностью 202 первого картриджа фильтра, вписываются во впадины 222 между соседними пиками 220. Аналогично выступы на уплотнительном элементе, входящем в зацепление с уплотнительной поверхностью 204 второго картриджа фильтра, вписываются во впадины 226 между соседними пиками 224.
В показанных вариантах осуществления пики 220 и 224 снабжены фасками 234 и 236. В общем фаски 234 и 236 способствуют введению и позиционированию картриджей фильтров вдоль волнообразной стенки 210. При наличии фаски 234 и 236 могут быть предоставлены проходящими под углом от приблизительно 10 градусов до приблизительно 80 градусов относительно центральной оси X. В примерном варианте осуществления, показанном на фиг. 11, фаски 234 и 236 проходят под углами приблизительно 45 градусов относительно центральной оси X. Хотя отсутствие фаски и может быть приемлемым (например, когда поверхность проходит под углом приблизительно 90 градусов к оси X), существует вероятность того, что поверхность без фаски может с большей вероятностью зацепить уплотнительный элемент первого фильтрующего элемента и/или второго фильтрующего элемента и привести к нежелательному износу уплотнительного элемента.
Раскрыты несколько конструкций картриджа фильтра, имеющие либо уплотнительный элемент с направленным внутрь радиальным уплотнительным элементом, либо направленный наружу радиальный уплотнительный элемент с поверхностью уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки согласно определению, описанному ранее. Кроме того, такие уплотнительные элементы могут быть выполнены так, чтобы соответствовать уплотнительным поверхностям корпуса в форме волнообразной стенки, описанным ранее, или альтернативным уплотнительным поверхностям корпуса в форме волнообразной стенки.
Обращаясь теперь к фиг. 14-17, картридж (например, вспомогательный или защитный) показан со ссылочной позицией 250. Картридж 250 фильтра содержит первую концевую часть (например, насадку) 252, вторую концевую часть (например, насадку) 254, набивку 256 фильтра, проходящую от первой концевой насадки 252 до второй концевой насадки 254, и вкладыш 258, поддерживающий набивку 256 фильтра и также проходящий от первой концевой насадки 252 до второй концевой насадки 254. Набивка 256 фильтра может быть описана как проходящая от первого конца 256а до второго конца 256b, и вкладыш 258 может быть описан как проходящий от первого конца 258а до второго конца 258b. В общем первый конец 256а набивки фильтра и первый конец 258а вкладыша могут быть встроены в первой концевой насадке 252, и второй конец 256b набивки фильтра и второй конец 258b вкладыша могут быть встроены во второй концевой насадке 254. Первая концевая насадка 252 может быть описана как открытая концевая насадка 260 благодаря центральному отверстию 262, которое позволяет фильтрованному воздуху протекать из центральной области 264 внутри фильтрующего элемента 250 и через выпускную трубку 200. Вторая концевая насадка 254 может быть описана как закрытая концевая насадка 266, поскольку она проходит по второму концу 256b набивки фильтра и закрывает второй конец 256b набивки фильтра. Фильтрующий элемент 250 может быть предусмотрен без второй концевой насадки 254, если набивка предусмотрена как непрерывная по второму концу 256b.
Набивка 256 фильтра может быть предоставлена как набивка любого типа, такой как набивка, обычно используемая во вспомогательных фильтрующих элементах. Примерная набивка включает складчатую и нескладчатую набивку (такую как нетканая набивка) и многослойный слоистый материал.
Когда набивка 256 фильтра встраивается или вставляется в первой концевой части (например, насадке) 252 и/или второй концевой насадке 254, первый конец 256а может быть предоставлен проходящим до места зазора 259, и второй конец 256b может быть предоставлен проходящим до места зазора 259. Аналогично концы 258а и 258b вкладыша могут также проходить к зазору 259.
Первая концевая часть (например, насадка) 252 содержит направленную наружу поверхность 270. В показанном варианте осуществления направленная наружу поверхность 270 содержит начальную область 272, переходную область 274 и уплотнительную область 276. Уплотнительная область 276 может быть описана как имеющая поверхность уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки, как определено ранее.
Начальная область 272 в целом помогает правильно ориентировать картридж 250 фильтра внутри выпускной трубки 200 так, что уплотнительная область 276 правильно входит в зацепление со волнообразной стенкой 210 с образованием радиального уплотнения. В общем во время технического обслуживания воздухоочистителя, содержащего выпускную трубку 200 (например, фиг. 11), второй картридж 250 фильтра вводят в корпус так, что начальная область 272 входит в зацепление с фаской 236 таким образом, что множество гребней 272r и впадин 272t на первой концевой части 252 входят в зацепление с соответствующими впадинами 226 и гребнями 224 на уплотнительной поверхности 204 второго фильтрующего элемента (см. фиг. 10). Как показано на фиг. 14, множество гребней 272r и множество впадин 272t проходят от начальной области 272, через переходную область 274, где они становятся гребнями 274r и впадинами 274t, и в уплотнительную область 276, где они становятся гребнями 276r и впадинами 276t. В случае фильтрующего элемента 250 гребни могут быть в целом описаны как выступающие радиально наружу и проходящие в осевом направлении части, и впадины могут быть в целом описаны как выступающие радиально внутрь и проходящие в осевом направлении части.
Начальная область 272 помогает правильно выравнивать фильтрующий элемент 250 с выпускной трубкой 200. Правильное позиционирование информирует выполняющего техническое обслуживание о том, что фильтр 250 находится в правильном положении для вставки в осевом направлении. Переходная область 274 помогает последующей правильной ориентации фильтрующего элемента 250 внутри выпускного канала 200, так, что уплотнительная область 276 входит в зацепление с выпускной трубкой 200 и образует уплотнение, когда фильтрующий элемент 250 полностью посажен внутри выпускной трубки 200. Переходная область 274 может иметь желаемую длину, но предназначением переходной части 274 является помощь в упрощении перехода от начальной области 272 к уплотнительной области 276. Переходная область 274 может быть исключена. В такой ситуации уплотнительный элемент переходит непосредственно от начальной области 272 к уплотнительной области 276. Также при необходимости начальная область 272 может быть исключена.
Чтобы способствовать образованию уплотнения между уплотнительной областью 270 и уплотнительной поверхностью 204 второго картриджа фильтра, гребни и впадины могут быть модифицированы в каждой из областей. Например, в начальной области 272 и переходной области 274 глубина впадин, высота гребней и/или толщина стенок между впадинами и гребнями могут быть отрегулированы для обеспечения простоты ориентации фильтрующего элемента 250 внутри выпускной трубки 200 и его вставки в нее. Например, глубина впадин может быть больше в начальной области 272 и переходной области 274 по сравнению с уплотнительной областью 276, чтобы обеспечивать более легкое перемещение между впадинами 272t и 274t и соответствующими пиками 224 на выпускной трубке 200. Аналогично гребни 272r и 274r могут быть предоставлены на меньшей высоте по сравнению с гребнем 276r, чтобы помогать легкому перемещению фильтрующего элемента 250 относительно соответствующих впадин 226 на выпускной трубке 200. Кроме того, ширина выступов в начальной области 272 и переходной области 274 может быть меньше по сравнению с уплотнительной областью 276, чтобы помогать легкому перемещению фильтрующего элемента 250 относительно выпускной трубки 200. Эти признаки могут быть отрегулированы по всей начальной области 272 и переходной области 274, чтобы упростить образование уплотнения между уплотнительной областью 276 и уплотнительной поверхностью 204 второго фильтрующего элемента.
В некоторых вариантах осуществления, когда картридж 250 фильтра вставляется в уплотнительную поверхность 204 второго картриджа фильтра волнообразной стенки 210, уплотнительная область 276 начинает соприкасаться с поверхностью 204 опоры уплотнения второго картриджа фильтра и скользить по ней до тех пор, пока второй картридж 250 фильтра не войдет в зацепление с множеством стопорных элементов 212.
Обращаясь теперь к фиг. 18-20, альтернативный картридж или элемент (например, вспомогательный или защитный) фильтра показан со ссылочной позицией 300. Картридж 300 фильтра подобен картриджу 250 фильтра за тем исключением, что картридж 300 фильтра выполнен таким образом, чтобы соответствовать уплотнительной поверхности 204 второго картриджа фильтра (фиг. 10), а также соответствовать выпускной трубке предшествующего уровня техники, в которой уплотнительная поверхность второго картриджа фильтра является равномерной по периферии вокруг оси X. В показанном варианте осуществления картридж 300 фильтра содержит первую концевую часть (например, насадку) 302, вторую концевую часть (например, насадку) 304, набивку 306 фильтра, проходящую от первой концевой насадки 302 до второй концевой насадки 304, и вкладыш 308, поддерживающий набивку 306 фильтра и также проходящий от первой концевой насадки 302 до второй концевой насадки 304. Вторая концевая насадка 304 может быть описана как закрытая концевая насадка и может быть предусмотрена подобно концевой насадке 254. Первая концевая насадка 302 содержит направленную наружу поверхность 320, которая может также содержать начальную область 322, переходную область 324, уплотнительную область 326 в форме волнообразной стенки и равномерную по периферии уплотнительную область 328. В общем равномерная по периферии радиальная уплотнительная область 328 имеет наружный периметр, выполненный таким образом, чтобы образовывать уплотнение с выпускной трубкой предшествующего уровня техники, имеющей в целом равномерную по периферии уплотнительную поверхность. В общем наружная периферийная поверхность равномерной по периферии уплотнительной поверхности 328 проходит в местоположение, которое является по меньшей мере таким же большим, как пики уплотнительной области 326 в форме волнообразной стенки.
Преимущество конструкции 300 фильтрующего элемента над конструкцией 250 фильтра заключается в том, что конструкция 300 фильтра может быть использована для образования уплотнения с выпускной трубкой с волнообразной стенкой, такой как выпускная трубка 200, представленная на фиг. 10, а также уплотнение с выпускной трубкой предшествующего уровня техники, где выпускная трубка является равномерной по периферии. В результате фильтрующий элемент 300 может быть использован в новаторском разработанном воздухоочистителе согласно настоящему изобретению и может быть также использован в воздухоочистителе предшествующего уровня техники, имеющем выпускную трубку с размером, приспособленным образовывать уплотнение с равномерной по периферии радиально направленной уплотнительной областью 328. Фильтрующий элемент 300 может быть преимущественным в том, что позволяет выполняющему техническое обслуживание транспортного средства специалисту иметь в запасе один фильтрующий элемент, который может быть использован в разных воздухоочистителях.
Обращаясь теперь к фиг. 21-23, картридж или элемент (например, основной или главный) фильтра показан со ссылочной позицией 350. Как показано, картридж 350 фильтра содержит первую концевую часть (например, насадку) 352, вторую концевую часть (например, насадку) 354, набивку 356 фильтра и вкладыш 358. Набивка 356 фильтра имеет первый конец 356а и второй конец 356b. В общем первый конец 356а набивки фильтра может быть встроен в первой концевой насадке 352, и второй конец 356b набивки фильтра может быть встроен во второй концевой насадке 354. Кроме того, вкладыш 358 имеет первый конец 358а вкладыша и второй конец 358b вкладыша. Первый конец 358а вкладыша может быть также встроен в первой концевой насадке 352, и второй конец 358b вкладыша может быть также встроен во второй концевой насадке 354. Кроме того, набивка 256 фильтра может быть предусмотрена поддерживаемой вкладышем 258. Набивка 256 фильтра может быть предусмотрена как цилиндрическая или коническая складчатая набивка или как конфигурация набивки любого другого типа, которая обеспечивает картридж 350 фильтра центральным открытым объемом 360.
Обращаясь теперь к фиг. 24-25, подробно показана первая концевая часть (например, насадка) 352. Первая концевая насадка 352 содержит центральный открытый объем 362, который находится в сообщении с центральным открытым объемом 360 фильтрующего элемента. Соответственно первая концевая насадка 352 может быть описана как открытая концевая насадка 364. В отличие от этого, вторая концевая насадка 354 может быть описана как закрытая концевая насадка 366. Во время работы фильтрованный воздух проходит через набивку 356 фильтра в центральный открытый объем 360, а затем из картриджа 350 фильтра через центральный открытый объем 362. Если второй картридж фильтра, такой как картридж 250 или 300, также предоставлен в корпусе, второй картридж фильтра расположен в центральном открытом объеме 360, и воздух, который проходит через набивку 356 фильтра, затем проходит через набивку 256 фильтра и в открытый объем 264 второго картриджа фильтра, и наружу через центральный открытый объем 362 первой концевой насадки.
Открытая концевая часть (например насадка) 364 содержит первый конец 367, второй конец 369 и внутреннюю поверхность 370, проходящую между первым концом 367 и вторым концом 369. Внутренняя поверхность 370 образует центральный открытый объем 362 и может быть выполнена таким образом, чтобы входить в зацепление и образовывать уплотнение с уплотнительной поверхностью 202 первого картриджа фильтра волнообразной стенки 210 (см., например, фиг. 10). Внутренняя поверхность 370 может образовывать направленное внутрь радиальное уплотнение.
Как показано, внутренняя поверхность 370 содержит начальную область 372, необязательную равномерную по периферии радиальную уплотнительную область 378, переходную область 374 и неравномерную по периферии радиальную уплотнительную область 376. Необязательная равномерная по периферии уплотнительная радиальная уплотнительная область 378 может быть исключена из фильтрующего элемента 350, и предоставляется в случае, если желательно, чтобы фильтрующий элемент 350 соответствовал как уплотнительной поверхности картриджа фильтра, которая может быть описана как уплотнительная поверхность корпуса в форме волнообразной стенки (такая как поверхность 202 на фиг. 10), так и выпускной трубке воздухоочистителя предшествующего уровня техники, имеющей равномерную по периферии уплотнительную поверхность вокруг оси X. В случае если картридж 350 фильтра содержит необязательную равномерную по периферии радиальную уплотнительную область 378, можно хранить в запасе фильтрующий элемент как для воздухоочистителя согласно настоящему изобретению, имеющего уплотнительную поверхность корпуса в форме волнообразной стенки, так и для воздухоочистителя предшествующего уровня техники, содержащего равномерную по периферии радиальную уплотнительную поверхность.
Начальная область 372, переходная область 374 и неравномерная по периферии радиальная уплотнительная область 376 могут быть описаны как имеющие множество выступающих радиально наружу и проходящих в осевом направлении частей 390, чередующихся с множеством выступающих радиально внутрь и проходящих в осевом направлении частей 392. Эти части 390 и 392 могут быть предусмотрены проходящими в осевом направлении вдоль каждой из областей 372, 374 и 376, но не вдоль области 378, если область 378 присутствует. Выступающие радиально наружу и проходящие в осевом направлении части 390 могут быть описаны как впадины 394, и выступающие радиально внутрь и проходящие в осевом направлении части 392 могут быть описаны как пики или гребни 396. Выступы 400, образованные пиками 396 между соседними впадинами 394, могут быть предусмотрены таким образом, чтобы они вписывались в соответствующие впадины 222 на уплотнительной поверхности 202 первого картриджа фильтра (фиг. 10). Аналогично впадины 394 предусмотрены таким образом, чтобы они вмещали пики 220 на уплотнительной поверхности 202 первого картриджа фильтра. Следует учитывать, что ссылка на «наружу» и «внутрь» обозначает направление или от, или к центральной оси X. Таким образом, выступающие наружу и проходящие в осевом направлении части 390 могут называться впадинами 394, и выступающие внутрь и проходящие в осевом направлении части 392 могут называться пиками 396. Подобно фильтрующим элементами 250 и 300, размер и форма впадин 394 и пиков 396 могут быть изменены и отрегулированы по всей протяженности начальной области 372, переходной области 374 и радиальной уплотнительной области 376, чтобы упростить позиционирование фильтрующего элемента 350 относительно выпускной трубки 200, а также упростить вставку фильтрующего элемента 350 в выпускную трубку 200.
Радиальная уплотнительная область 376 содержит поверхность 398 уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки, которая также содержит множество выступов 400. Как обсуждалось ранее, поверхность уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки может быть описана в терминах «шага», который представляет собой расстояние от пика до соседнего пика выступов 400. В случае поверхности 376 уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки шаг может быть определен как расстояние между соседними пиками. Альтернативно шаг может быть определен как расстояние между соседними впадинами. Поверхность 376 уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки может быть описана как имеющая шаг, который позволяет выполняющему техническое обслуживание лицу (лицу, осуществляющему установку фильтрующего элемента) с помощью степени позиционирования, которая позволяет выполняющему техническое обслуживание лицу правильно позиционировать фильтрующий элемент внутри корпуса без необходимости в повторном захвате фильтрующего элемента, как описано выше. По мере того, как картридж 350 фильтра вводится в волнообразную стенку 210, начальная область 372 входит в зацепление с волнообразной стенкой 210, позиционируя таким образом картридж 350 фильтра в правильную ориентацию для последующей вставки в осевом направлении. Равномерная по периферии радиальная уплотнительная поверхность 378, при наличии, входит в зацепление с волнообразной стенкой 210 с непрерывной вставкой в осевом направлении. Последующая вставка в осевом направлении приводит к тому, что переходная область 374 входит в зацепление с волнообразной стенкой 210, чтобы помогать далее ориентировать картридж 350 фильтра и упрощать перемещение к радиальной уплотнительной области 376, входящей в зацепление с волнообразной стенкой 210, где образуется радиально направленное уплотнение.
Следует учитывать, что для картриджа 350 фильтра неравномерная по периферии радиальная уплотнительная поверхность 376 и равномерная по периферии радиальная уплотнительная поверхность 378 (при наличии) утоплены относительно первого конца 367 открытой концевой насадки 364. Кроме того, уплотнительные поверхности 376 и 378 могут быть описаны как предоставленные внутри набивки 356 фильтра. Кроме того, благодаря утоплению уплотнительных поверхностей 376 и 378 с первого конца 367, уплотнительные поверхности 376 и 378 защищены от пыли или мусора, когда картридж 350 фильтра устанавливают на грязной поверхности. Например, уплотнительные поверхности 376 и 378 могут быть утоплены в осевом направлении на по меньшей мере приблизительно 1 миллиметр относительно первого конца 367.
Обращаясь теперь к фиг. 26-32, альтернативные фильтрующие узлы и картриджи фильтров описаны в контексте альтернативной фильтрующей набивки. Описаны концепции поверхности уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки на картридже фильтра, входящем в зацепление с соответствующей уплотнительной поверхностью корпуса в форме волнообразной стенки на фильтрующем узле. Кроме того, также описана концепция поверхности уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки на фильтрующем элементе, поддерживаемом опорой уплотнения в форме неволнообразной стенки. Определения выступа и шага, представленные ранее, также применимы в этих альтернативных вариантах осуществления.
Обращаясь теперь к фиг. 26, показан вид в разрезе части воздухоочистительного узла со ссылочной позицией 400. Воздухоочистительный узел 400 содержит корпус 402 воздухоочистителя и первый фильтрующий элемент, или картридж, 404 фильтра. За исключением уплотнительной поверхности 406 первого картриджа фильтра на корпусе 402 и радиальной уплотнительной поверхности 408 на первом картридже 404 фильтра, картридж 404 фильтра может быть в целом сопоставим с раскрытым в патенте США №7396376, полное описание которого включено в настоящий документ посредством ссыпки. Уплотнительная поверхность 406 первого картриджа фильтра предусмотрена проходящей вдоль периферии внутренней поверхности 410 корпуса 402 и содержит уплотнительную поверхность 412 корпуса в форме волнообразной стенки, имеющую выступающие радиально наружу и проходящие в осевом направлении части 414, чередующиеся с выступающими радиально внутрь и проходящими в осевом направлении частями 416. Аналогично картридж 404 фильтра содержит опору 420 уплотнения, имеющую уплотнительный элемент 422, сформованный на ней. Опора 420 уплотнения может быть описана как опора уплотнения в форме неволнообразной стенки. Радиальная уплотнительная поверхность 408 уплотнительного элемента 422 аналогично содержит множество выступающих радиально наружу и проходящих в осевом направлении частей 424, чередующихся с множеством выступающих радиально внутрь и проходящих в осевом направлении частей 426. Уплотнительный элемент 422 может содержать начальную область 428, которая помогает выравнивать картридж 404 фильтра с корпусом 402. Начальная область 428 может содержать фаски 430 во множестве выступающих радиально наружу и проходящих в осевом направлении частей 414, чтобы помогать правильно входить в зацепление с уплотнительной поверхностью 406 первого картриджа фильтра. Когда картридж 404 фильтра полностью вставлен в корпус 402, радиальная уплотнительная поверхность 408 входит в зацепление с уплотнительной поверхностью 406 первого картриджа фильтра и образует уплотнение. Радиальная уплотнительная поверхность 408 может быть описана как направленная наружу радиальная уплотнительная поверхность.
Картридж 404 фильтра может быть предусмотрен имеющим z-образную набивку 450 фильтра, имеющую впускную поверхность 452 для потока и противолежащую выпускную поверхность 454 для потока. Поверх выпускной поверхности 454 для потока может быть предусмотрена опорная структура 456 уплотнения, которая может содержать решетчатую рабочую конструкцию 457, которая проходит поверх выпускной поверхности 454 для потока, и опору 420 уплотнения, которая поддерживает уплотнительный элемент 422. Уплотнительный элемент 422 может быть сформован поверх опоры 420 уплотнения и поверх периферии 458 паковки набивки. Кроме того, фильтрующий элемент 404 может содержать концевую часть (например, каркас) 460, расположенную рядом с впускной поверхностью 454 для потока. Концевая часть 460 может быть использована, чтобы помогать вставлять картридж 404 фильтра в корпус 402 воздухоочистителя или извлекать его из него.
Обращаясь теперь к фиг. 27, воздухоочиститель 400 подобен показанному на фиг. 26, за исключением дополнительной области 470 для впуска воздуха. Область 470 для впуска воздуха можно назвать устройством 472 предварительной очистки, и она содержит множество центробежных сепараторов 474, которые принимают воздух с первого конца 476, закручивают воздух через множество центробежных сепараторов 472 с целью удаления больших твердых частиц, а затем позволяют предварительно очищенному воздуху выходить через выпускной канал 478 устройства предварительной очистки. Предварительно очищенный воздух из выпускного канала 478 устройства предварительной очистки затем втекает во впускную поверхность 452 для потока первого картриджа 404 фильтра. Очиститель 480 может быть предусмотрен для удаления больших твердых частиц. Как показано на фиг. 27, радиальная уплотнительная поверхность 408 на картридже 404 фильтра находится в уплотнительной взаимосвязи с уплотнительной поверхностью 406 первого картриджа фильтра на корпусе 402.
Обращаясь теперь к фиг. 28-31, показан альтернативный воздухоочистительный узел со ссылочной позицией 500. Воздухоочистительный узел 500 подобен воздухоочистительному узлу 400 в некоторых отношениях. Корпус 502 воздухоочистителя содержит волнообразную стенку 505, имеющую уплотнительную поверхность 506 в форме волнообразной стенки первого картриджа фильтра и уплотнительную поверхность 507 в форме волнообразной стенки второго картриджа фильтра. Первый картридж 504 фильтра содержит уплотнительный элемент 510, имеющий поверхность 512 уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки, которая выполнена как направленная внутрь радиальная уплотнительная поверхность. Поверхность 512 уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки фильтрующего элемента выполнена таким образом, чтобы входить в зацепление с уплотнительной поверхностью 506 корпуса в форме волнообразной стенки. Аналогично второй картридж 520 фильтра содержит уплотнительный элемент 522, имеющий поверхность 524 уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки, которая предусмотрена как направленное наружу радиальное уплотнение. Поверхность 524 уплотнительного элемента в форме волнообразной стенки выполнена таким образом, чтобы входить в зацепление с уплотнительной поверхностью 507 корпуса в форме волнообразной стенки.
Первый фильтрующий элемент 504 может быть выполнен с опорой 530 уплотнения, витой и рифленой набивкой 532, концевой частью (например, каркасом) 534 и конструкцией 536 поперечных перемычек. Паковка 532 набивки может быть предусмотрена с впускной поверхностью 538 для потока и выпускной поверхностью 539 для потока. Второй картридж 520 фильтра показан содержащим складчатую набивку 540 и опорный элемент 542 для поддержки складчатой набивки, а также уплотнительный элемент 522.
Обращаясь теперь к фиг. 32, предусмотрен альтернативный воздухоочистительный узел 580, который подобен воздухоочистительному узлу 500, за исключением добавления узла 582 предварительной очистки. Может быть предусмотрен узел 582 предварительной очистки, имеющий конструкцию, подобную устройству 472 предварительной очистки.
Конкретный материал, выбранный для набивки, является делом выбора для избранного применения. Когда фильтрующий узел представляет собой воздухоочиститель, любой из множества материалов набивки, используемых в воздухоочистителях, может быть использован в соответствии с принципами согласно настоящему изобретению.
Паковка набивки может содержать только набивку, или набивка может быть оснащена внутренним и/или наружным вкладышем перед установкой в картридж. Набивка может представлять собой складчатую, нескладчатую или волнообразную набивку, хотя возможны дополнительные альтернативы. Набивка может быть предусмотрена во множестве конфигураций, включая цилиндрические и конические, и с множеством определений внутреннего и/или наружного периметра, например, с круглым или овальным.
Следует отметить, что уплотнение конструкций иногда описано как «радиальное». Однако из-за некруглой формы некоторые из уплотняющих усилий будут направлены по-другому, а не конкретно к или от центральной оси X картриджа. Несмотря на это, уплотнения описаны в настоящем документе как «радиальные», поскольку в общем уплотнительные поверхности на картридже и корпусе обычно направлены радиально, и уплотняющие усилия либо направлены радиально наружу, либо направлены радиально внутрь, вокруг оси X, в зависимости от того, касается это наружной или внутренней уплотнительной поверхности. Иначе говоря, сжимающие усилия в общем не являются осевыми (т.е. не направлены в продольном направлении оси X), а скорее в общем являются радиальными. Однако существуют применения, в которых уплотняющие усилия не выровнены прямо в направлении к или от оси X в каждой из этих конфигураций, не являющихся круглыми.
В более общих чертах, радиальные уплотнения содержат уплотнительные поверхности, которые окружают центральную ось (направлены в направлении от нее). Эта центральная ось во многих случаях будет включать центральную ось картриджа фильтра, вокруг которой также расположена набивка. Однако из альтернативных конструкций, описанных в настоящем документе ниже, будет понятно, что радиальное уплотнение может представлять собой уплотнение, окружающее ось, которая не является также и центральной осью для картриджа (напротив, осевое уплотнение представляет собой уплотнение, которое в целом выровнено с центральной осью, вокруг которой расположено уплотнение, а также, как правило, но не обязательно, во всех случаях, центральной осью X картриджа).
В общей терминологии, используемой в настоящем документе, различные представленные уплотнительные конструкции корпуса могут быть также описаны как в целом содержащие радиально направленную уплотнительную поверхность, поскольку направление уплотнения для различных уплотнений корпуса, представленных на графических материалах, в целом с поверхностью уплотнения, входящего в зацепление с некоторой частью корпуса (будь то часть выпускной трубки или наружная часть корпуса, в зависимости от того, какое из двух уплотнений корпуса рассматривается), которая может быть в целом описана как «радиально направленная поверхность». В каждом случае поверхность, которая фактически образует уплотнение, направлена вокруг (и обращена к или от) центральной оси X (как правило, также и картриджа), в отличие от осевого уплотнения, которое в общем было бы с уплотняющими усилиями, направленными в продольном направлении центральной оси X. Представленными примерами являются «наружные радиальные уплотнительные поверхности» или «направленные наружу радиальные уплотнения», поскольку фактическая поверхность уплотнительного элемента на картридже, которая будет образовывать уплотнение при вхождении в зацепление с корпусом, в общем направлена от центральной оси картриджа, в противоположность направлению к оси. Однако многие принципы, описанные в настоящем документе, могут быть применены в альтернативных конструкциях, в которых уплотнительная поверхность на картридже, которая входит в зацепление с корпусом для образования уплотнения, направлена радиально к центральной оси.
Радиальные уплотнения корпуса, описанные в настоящем документе, могут быть в общем описаны как «незажимные», «незажимающие» или «не имеющие зажимов» конструкции или подобными терминами. Под этим подразумевается, что уплотнительные конструкции, как правило, не предусматривают использования зажима, такого как шланговый зажим или другой элемент, который нужно затянуть для обеспечения надежного уплотнения. Вместо этого уплотнения создают посредством простой установки, при этом сжатие материала уплотнения с поверхностью корпуса направляется компонентом картриджа.
Принципы, описанные в настоящем документе, могут быть применены во множестве фильтрующих узлов. Описаны примеры, в которых принципы применены к фильтрующим узлам для газа (воздуха). Описанные примеры включают воздушные фильтры и фильтрующие узлы вентиляции картера. Принципы могут быть применены ко множеству альтернативных конструкций фильтрации газа, в некоторых случаях даже с фильтрующими узлами для жидкостей.
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 набивку фильтра, через которую воздух и другие газы проходят во время операции фильтрации. Набивка может быть разнообразных типов и конфигураций и может быть изготовлена с использованием разнообразных материалов. Например, конструкции складчатой набивки могут использоваться в картриджах согласно принципам настоящего изобретения, как обсуждено ниже.
Принципы особенно хорошо адаптированы для использования в ситуациях, когда набивка является достаточно глубокой на протяжении между впускным и выпускным концами картриджа, однако возможны альтернативы. Также принципы часто используются в картриджах, имеющих относительно большие поперечные размеры. В таких конструкциях часто будут желательными типы набивок, альтернативные складчатой набивке.
В данном разделе представлены примеры некоторых конструкций набивок, пригодных для использования в методиках, описанных в настоящем документе. Однако следует понимать, что могут быть использованы разнообразные альтернативные типы набивок. Выбор типа набивки в общем производят по предпочтению одного из: доступности; функциональных возможностей в данной ситуации применения, простоты массового производства и т.д., и выбор не обязательно конкретно связан с общей функцией выбранных различных признаков взаимодействия картриджа фильтра / воздухоочистителя, описанных в настоящем документе.
Рифленая набивка фильтра (например, набивка, содержащая гребни набивки) может быть использована множеством способов для создания конструкций фильтров для текучих сред. Одним хорошо известным способом, описанным в настоящем документе, является z-образная конструкция фильтра. В рамках настоящего документа термин «z-образная конструкция фильтра», как подразумевается, включает (но без ограничения) тип конструкции фильтра, в которой отдельные гофрированные, сложенные или иначе сформированные рифления фильтра используются для образования (обычно в сочетании с облицовочной набивкой) наборов продольных, как правило параллельных, впускных и выпускных рифлений фильтра для течения текучей среды через набивку. Некоторые примеры z-образной набивки фильтра представлены в патентах США №5820646; №5772883; №5902364; №5792247; №5895574; №6210469; №6190432; №6350296; №6179890; №6235195; патентах на промышленный образец Des. №399944; Des. №428128; Des. №396098; Des. №398046; и Des. №437401; при этом каждая из данных процитированных ссылок включается в настоящий документ посредством ссылки.
В одном типе z-образной набивки фильтра для образования конструкции набивки используется два специальных компонента набивки, соединенных вместе. Этими двумя компонентами являются: (1) лист или листовая секция рифленой (обычно гофрированной) набивки и (2) лист или листовая секция облицовочной набивки. Лист облицовочной набивки обычно не является гофрированным, однако он может являться гофрированным, например, перпендикулярно направлению рифления, как описано в предварительной заявке №60/543804 на патент США, поданной 11 февраля 2004 г. и опубликованной 25 августа 2005 г. как международная заявка РСТ WO 05/077487, включенной в настоящий документ посредством ссылки.
Секция рифленой набивки и секция облицовочной набивки могут содержать отдельные материалы друг относительно друга. Однако они также могут представлять собой секции одного листа набивки, сложенного для того, чтобы привести материал облицовочной набивки в надлежащее соприкосновение с частью набивки, состоящей из рифленой набивки.
Для образования набивки, содержащей параллельные рифления, обычно используется лист рифленой (обычно гофрированной) набивки и лист облицовочной набивки или совместные листовые секции. В некоторых случаях рифленый лист и облицовочный лист являются отдельными, а затем их скрепляют друг с другом и затем сворачивают в спираль, в виде ленты набивки, для образования конструкции z-образной набивки фильтра. 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 конструкции фильтра несколько не свернутых в спираль секций или лент рифленой (обычно гофрированной) набивки, скрепленных с облицовочной набивкой, 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 набивки с гребнями), скрепленный с гофрированным листом, которые затем были уложенные в стопу для образования паковок набивки, иногда называются «однопокровными лентами», «лентами с одной лицевой стороной» или как «однопокровная» набивка или набивка «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 сочетания рифленого листа / облицовочного листа (т.е. однопокровной ленты), вокруг себя с целью создания паковки свернутой в спираль набивки проводят так, чтобы облицовочный лист был направлен наружу. Некоторые методики сворачивания в спираль описаны в предварительной заявке 60/467521 на патент США, 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 в целом содержит в качестве наружной поверхности паковки набивки часть облицовочного листа.
Используемый в настоящем документе термин «гофрированный» относится к структуре в набивке и часто используется в отношении рифленой структуры, являющейся результатом прохождения набивки между двумя гофрирующими валками, т.е. прохождения в зазор или зев между двумя валками, каждый из которых содержит признаки поверхности, надлежащие для создания гофрировки в получающейся в результате набивке. Термин «гофрирование», однако, не подразумевает ограничение такими рифлениями, если не указано, что они происходят из рифлений, полученных посредством методик, включающих прохождение набивки в зев между двумя гофрирующими валками. Подразумевается, что термин «гофрированный» применим даже тогда, когда набивка является дополнительно модифицированной или деформированной после гофрирования, например, при помощи методик складывания, описанных в документе РСТ WO 04/007054, опубликованном 22 января 2004 г. и включаемом в настоящий документ посредством ссылки.
Гофрированная набивка представляет собой особую форму рифленой набивки. Рифленая набивка представляет собой набивку, содержащую проходящие поперек нее отдельные рифления или гребни (например, образованные путем гофрирования или складывания).
Конфигурации обслуживаемого фильтрующего элемента или картриджа фильтра, в которых используется z-образная набивка фильтра, 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 выходной конец для потока (или поверхность), при этом поток входит в картридж фильтра и выходит из него в целом в одном и том же прямоточном направлении. Термин «обслуживаемый» в данном контексте подразумевается как относящийся к картриджу фильтра, содержащему набивку, который периодически извлекают из соответствующего очистителя текучей среды (например, воздуха) и заменяют. В некоторых случаях каждый из впускного конца для потока (или поверхности) и выпускного конца для потока (или поверхности) может быть в целом плоским или планарным, причем они располагаются параллельно друг другу. Однако возможны другие варианты, например, непланарные поверхности.
Прямоточная конфигурация (в особенности для паковки свернутой в спираль или уложенной в стопу набивки) 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 в целом совершает существенный поворот по мере прохождения внутрь набивки и из нее. То есть в фильтре согласно патенту №6039778 поток входит в цилиндрический картридж фильтра через цилиндрическую сторону, а затем поворачивает к выходу через открытый конец набивки (в прямоточных системах). В типичной системе с обратным потоком поток входит в обслуживаемый цилиндрический картридж через открытый конец набивки, а затем поворачивает к выходу через сторону цилиндрической набивки фильтра. Один пример такой системы с обратным потоком показан в патенте США №5613992, включенном в настоящий документ посредством ссылки.
Термин «конструкция z-образной набивки фильтра» и его варианты, используемые в настоящем документе, как подразумевается, включают, но не обязательно ограничиваются, любое или все из следующего: полотна гофрированной или иначе рифленой набивки (набивки, содержащей гребни набивки), скрепленной с (облицовочной) набивкой, независимо от того, являются эти листы отдельными или частями одного полотна, с соответствующим уплотнением (герметизацией), выполненным с возможностью образования впускных и выпускных рифлений; и/или паковки набивки, выполненной или образованной из такой набивки в трехмерную сеть впускных и выпускных рифлений; и/или картриджа фильтра или конструкции, содержащей такую паковку набивки.
В общем набивка фильтра 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, она может быть сформирована или выполнена в виде различных гофрированных структур без недопустимого повреждения набивки. Кроме того, она может быть легко свернута в спираль или другим образом приспособлена для использования, также без недопустимого повреждения набивки. Разумеется, она должна иметь такую природу, что она будет сохранять требуемую гофрированную конфигурацию в ходе использования.
Как правило, в процессе гофрирования набивка подвергается деформации. После избавления от натяжения рифления или гофры будут склонны частично отходить обратно, восстанавливая лишь часть возникшего растяжения и изгибания. Лист облицовочной набивки иногда присоединяют к листу рифленой набивки, чтобы препятствовать этому обратному отходу в гофрированном листе.
Набивка гофрированного (рифленого) листа, обращенного к листу, или набивка обоих листов может быть снабжена 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 быть желательно предусмотреть тонкое волокно на расположенной выше по ходу стороне материала.
Трудность в отношении z-образных конструкций фильтров связана с герметизацией концов отдельных рифлений. И хотя возможны альтернативы, обычно для выполнения герметизации предусматривается герметик или клей. Из приведенного выше обсуждения очевидно, что в типичной z-образной набивке фильтра, в особенности той, в которой 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 набивки. Большие объем и площадь герметика создают трудности в отношении этого.
Методики, описываемые в настоящем документе, особенно хорошо адаптированы для использования в паковках набивок, являющихся результатом этапа сворачивания в спираль одного листа, содержащего сочетание перфорированного листа / облицовочного листа, т.е. «однопокровной» ленты. Однако они также могут быть изготовлены в конструкциях укладки в стопу.
Конструкции свернутой в спираль набивки или паковки набивки могут быть предусмотрены с различными определениями периметра по периферии. В данном контексте термин «определение периметра по периферии» и его варианты, как подразумевается, относятся к определенной форме наружного периметра при рассмотрении либо впускного конца, либо выпускного конца набивки или паковки набивки. Типичные формы являются круглыми, как описано в документе РСТ WO 04/007054. Другие подходящие формы являются прямоугольными с закругленными углами, при этом некоторые примеры прямоугольных форм с закругленными углами имеют овальную форму. Обычно овальные формы имеют противолежащие криволинейные 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 набивки в направлении, ортогональном направлению намотки спирали.
Противолежащие концы для потока или поверхности для потока набивки или паковки набивки могут быть предоставлены множеством разных определений. Во многих конструкциях концы или концевые поверхности являются в целом плоскими (планарными) и перпендикулярными друг другу. В других конструкциях одна или обе концевые поверхности содержат сужающиеся, например ступенчатые, части, которые могут быть определены либо как выступающие в осевом направлении наружу из осевого конца боковой стенки паковки набивки, либо как выступающие в осевом направлении внутрь из конца боковой стенки паковки набивки.
Уплотнения рифлений (например, из однопокровного слоя, обмоточного слоя или укладочного слоя) могут быть образованы из различных материалов. В различных процитированных и включенных ссылках термоплавкие или полиуретановые уплотнения описаны как возможные для различных применений.
На фиг. 33 в целом представлена паковка свернутой в спираль набивки (или свернутая в спираль набивка) 830, выполненная путем сворачивания в спираль одной ленты из набивки с одной лицевой стороной. Представленная конкретная паковка свернутой в спираль набивки представляет собой овальную паковку 830а набивки, в частности паковку 831 набивки в форме ипподрома. Задняя сторона набивки снаружи паковки 830 набивки показана со ссылочной позицией 831х. Для удобства и уплотнения задняя сторона обычно будет заканчиваться вдоль прямолинейной секции паковки 830 набивки. Как правило, для обеспечения уплотнения термоплавкий уплотнительный слой или уплотнительный слой расположен вдоль этой задней стороны. В паковке 830 набивки противолежащие (концевые) поверхности для потока обозначены ссылочными позициями 832, 833. Одна поверхность будет представлять собой впускную поверхность для потока, а другая - выпускную поверхность для потока.
На фиг. 34 (схематически) показан этап образования уложенной в стопу z-образной набивки фильтра (или паковки набивки) из лент z-образной набивки фильтра, при этом каждая лента представляет собой рифленый лист, скрепленный с облицовочным листом. Обращаясь к фиг. 33, 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. Ссылочной позицией 205, показанной на фиг. 33, 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. 34, 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. 34, в образуемых набивке или паковке 201 набивки противолежащие поверхности для потока обозначены 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.
Конфигурация уложенной в стопу набивки, или паковка, 201 иногда называется в настоящем документе «блочной» паковкой уложенной в стопу набивки. Термин «блочный» в данном контексте представляет собой указание на то, что конструкция образована как прямоугольный блок, в котором все поверхности находятся под углом 90° относительно всех примыкающих поверхностей стенок. В еще одном примере 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 набивка или паковка набивки 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. 34, 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; публикации патента США №2004/0187689. Каждая из этих последних приведенных ссылок включается в настоящий документ посредством ссылки. Следует отметить, что конструкция укладки в стопу, показанная в публикации патента США №2005/0130508, представляет собой конструкцию укладки в скошенную стопу.
Также следует отметить, что в некоторых случаях в одну паковку набивки может быть включено более одной стопы. Кроме того, в некоторых случаях стопа может быть сформирована с одной или несколькими поверхностями для потока, которые содержат в себе выемку, например, как показано в документе US 7625419, включенном в настоящий документ посредством ссылки.
Альтернативные типы конструкций или паковок набивки, содержащих рифления между противолежащими концами, могут быть использованы в соответствии с выбранными принципами согласно настоящему изобретению. Один пример такой альтернативной конструкции или паковки набивки представлен на фиг. 35-35В. Набивка по фиг. 35-35В аналогична набивке, представленной и описанной в документе DE 202008017059 U1; и ее иногда можно найти в конструкциях, доступных под маркой «IQORON» от компании Mann & Hummel.
Обращаясь к фиг. 35, набивка или паковка набивки в целом обозначена ссылочной позицией 1250. Набивка или паковка 1250 набивки содержит первую наружную складчатую (гребенчатую) петлю 1251 набивки и вторую внутреннюю складчатую (гребенчатую) петлю 1252 набивки, каждая из которых содержит вершины складок (или гребней), проходящие между противолежащими концами для потока. Вид, показанный на фиг. 35, направлен к концу 1255 (для потока) паковки набивки. Представленный конец 1255 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 1250 набивки может быть выполнена в картридже фильтра таким образом, что конец 1255 представляет собой впускной конец для потока.
По-прежнему обращаясь к фиг. 35, наружная складчатая (гребенчатая) петля 1251 набивки выполнена в овальной форме, хотя возможны альтернативы. Ссылочной позицией 1260 представлена герметизация концов складок, например, сформованная по месту и герметизирующая концы складок или гребней 1251 на конце 1255 паковки набивки.
Складки или гребни 1252 (и связанные с ними вершины складок) расположены так, что они окружены петлей 1251 и находятся на расстоянии от нее, и поэтому петля 1252 складчатой набивки также представлена в несколько овальной конфигурации. В данном случае концы 1252е отдельных складок или гребней 1252р в петле 1252 закрыты за счет герметизации. Кроме того, петля 1252 окружает центр 1252с, замкнутый центральной лентой 1253 материала, как правило, сформованной по месту.
Во время фильтрации, когда конец 1255 представляет собой впускной конец для потока, воздух попадает в зазор 1265 между двумя петлями 1251, 1252 набивки. Затем воздух по мере перемещения сквозь паковку 1250 набивки течет через петлю 1251 или петлю 1252, подвергаясь фильтрации.
В представленном примере петля 1251 выполнена как скошенная внутрь в направлении петли 1252 на протяжении от конца 1255. Также показаны распорки 1266, поддерживающие центрирующее кольцо 1267, окружающее один конец петли 1252 для конструктивной целостности.
На фиг. 35А виден конец 1256 картриджа 1250, противолежащий концу 1255. Здесь можно видеть внутреннюю часть петли 1252, окружающую открытую область 1270 для потока газа. Когда воздух направляется сквозь картридж 1250 в обычном направлении к концу 1256 и от конца 1255, часть воздуха, проходящего через петлю 1252, будет попадать в центральную область 1270 и выходить из нее на конце 1256. Разумеется, воздух, попавший в петлю 1251 набивки, во время фильтрации будет проходить в целом вокруг наружного периметра 1256р конца 1256 (по нему).
На фиг. 35В представлен схематический вид в поперечном разрезе картриджа 1250. Выбранные идентифицированные и описанные признаки обозначены подобными ссылочными позициями.
Из рассмотрения фиг. 35-35В и приведенного выше описания будет понятно, что описанный картридж 1250 в целом представляет собой картридж, содержащий вершины набивки, проходящие в продольном направлении между противолежащими концами 1255, 1256 для потока.
В конструкции по фиг. 35-35В паковка 1250 набивки представлена 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 формы ипподрома. Однако принципы могут быть воплощены в разнообразных альтернативных формах периметра.
На фиг. 36-41 настоящего документа представлены некоторые схематические местные виды в поперечном сечении еще других альтернативных вариантов типов набивки, которые могут быть использованы в выбранных применениях принципов, описываемых в настоящем документе. Определенные примеры описаны в документе USSN 62/077749, поданном 10 ноября 2014 г. и принадлежащем правопреемнику настоящего изобретения, компании Donaldson Company, Inc. Раскрытие документа USSN 62/077749 включено в настоящий документ посредством ссылки. В общем каждая из конструкций по 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 с наличием прямоточного потока.
На фиг. 36 представлена примерная конструкция 1301 набивки из документа USSN 62/077749, в которой тисненый лист 1302 скреплен с нетисненым листом 1303, а затем они уложены в стопу и свернуты в спираль паковки набивки, при этом уплотнения вдоль противолежащих кромок относятся к типу, описанному в настоящем документе ранее в отношении фиг. 1.
На фиг. 37 представлена альтернативная примерная паковка 1310 набивки из документа USSN 62/077749, в которой первый тисненый лист 1311 скреплен со вторым тисненым листом 1312, а затем из них образована конструкция паковки уложенной в стопу или свернутой в спираль набивки, содержащая краевые уплотнения.
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 набивка во время фильтрации, вероятно, будет входить в контакт с химическим веществом, может быть желательно избегать обычного клея или герметика.
На фиг. 38А представлен поперечный разрез, 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 набивки.
На фиг. 38В также показано схематическое изображение такой конструкции между рифленым листом X и облицовочным листом Y.
Еще один вариант такого принципа показан на фиг. 38С между рифленым листом X и облицовочным листом Y. Как подразумевается, это помогает понять, каким образом становится возможным широкое разнообразие подходов.
На фиг. 39 показан еще один возможный вариант с рифленым листом X и облицовочным листом Y.
На фиг. 40 и 41 представлена примерная конструкция 6401 набивки, в которой рифленый лист 6402 скреплен с облицовочным листом 6403. Облицовочный лист 6403 может представлять собой плоский лист. Конструкция 6401 набивки затем может быть уложена в стопу или свернута в спираль паковки набивки 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 и фиг. 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 от приблизительно 1,5 к 1 до 1,1 к приблизительно 1.
Следует отметить, что отсутствует конкретное требование того, чтобы для секции рифленого листа и секции облицовочного листа использовалась одна и та же набивка. Для получения разных результатов в каждой из секций могут быть использованы разные набивки. Например, одна набивка может представлять собой набивку из целлюлозы, тогда как другая набивка представляет собой набивку, содержащую некоторое нецеллюлозное волокно. Для достижения желаемых результатов они могут быть предусмотрены с разной пористостью или разными конструктивными свойствами.
Многие из методик, описанных в настоящем документе, предпочтительно будут применяться тогда, когда набивка, ориентированная на фильтрацию между противолежащими концами для потока картриджа, представляет собой набивку, содержащую 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 набивкой, расположенной для фильтрации потока текучей среды между этими концами даже тогда, когда набивка не содержит рифлений или вершин складок, проходящих в направлении между этими концами. Например, набивка может представлять собой глубинную набивку, может являться складчатой в альтернативном направлении, или она может представлять собой нескладчатую набивку.
Методики, описанные в настоящем документе, могут использоваться с картриджами, являющимися относительно глубокими по протяжению между концами для потока, обычно по меньшей мере 100 мм, как правило, по меньшей мере 150 мм, часто по меньшей мере 200 мм, иногда по меньшей мере 250 мм и в некоторых случаях 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 набивка выполнена с вершинами складок или рифлениями, проходящими в направлении между противолежащими концами для потока.
Обращаясь теперь к фиг. 42А и фиг. 42В, альтернативный фильтрующий элемент, который может быть использован в воздухоочистительном узле, имеющем волнообразную стенку 210, как проиллюстрировано на фиг. 10-13, показан со ссылочной позицией 900. Фильтрующий элемент 900 содержит выполненную в цилиндрической форме паковку 902 набивки, закрытую концевую насадку 904 и открытую концевую насадку 906. Паковка набивки предпочтительно содержит внутреннюю сетку, или опорную структуру, 908 и наружную сетку, или опорную структуру, 910, которые помогают поддерживать паковку 902 набивки. Предпочтительно паковка 902 набивки представляет собой складчатую паковку набивки, и сетка, или опорные структуры, 908 и 910 проходят от закрытой концевой насадки 904 до открытой концевой насадки 906. Паковка 902 набивки расположена вокруг центрального открытого объема 912, и открытая концевая насадка 906 содержит центральное отверстие 914, которое находится в сообщении с центральным открытым объемом 912. Закрытая концевая насадка 904 закрыта для потока воздуха через нее, и открытая концевая насадка 906 открыта для потока воздуха через центральное отверстие 914. Как обсуждалось ранее, текучая среда (такая как воздух), подлежащая фильтрации, может протекать внутрь через паковку 902 набивки, и чистый воздух может протекать из центрального открытого объема 912 через центральное отверстие 914. Альтернативно поток может быть противоположным, так что грязная текучая среда поступает через центральное отверстие 914 и центральный открытый объем 912, а затем протекает через паковку 902 набивки для обеспечения ее фильтрации, а затем наружу паковки 902 набивки.
Открытая концевая насадка 906 содержит уплотнительный элемент 916. Внутренняя сетка, или опорная структура, 908 образует опору 920 для уплотнительного элемента 916, хотя опора может быть предусмотрена отдельно от внутренней сетки, или опорной структуры, 908. Показан уплотнительный элемент 916, имеющий уплотнительную поверхность 918, которая может быть описана как направленная внутрь радиальная уплотнительная поверхность. Кроме того, уплотнительный элемент 916 может содержать начальную область 922 и переходную область 924. В случае направленного внутрь уплотнения внутренний периметр может уменьшаться от начальной области 922 до переходной области 924 и до уплотнительной поверхности 918, когда фильтрующий элемент 900 предоставлен отдельно от корпуса. Начальная область 922 и переходная область 924 способствуют тому, чтобы уплотнительная поверхность 918 переходила в конфигурацию, которая образует зеркальное отражение волнообразной стенки 210, так что она обеспечивает уплотнение с волнообразной стенкой 210 при вставке в воздухоочиститель, содержащий волнообразную стенку 210.
Уплотнительный элемент 916 открытой концевой насадки 906 имеет пластичность, достаточную для образования уплотнения с соответствующей уплотнительной поверхностью в форме волнообразной стенки воздухоочистителя. Образование уплотнения может быть определено посредством выполнения испытания на качество уплотнения согласно ISO 15011:2014. Соответственно, уплотнительный элемент 916 образует уплотнение, когда он входит в зацепление с уплотнительной поверхностью в форме волнообразной стенки воздухоочистителя, удовлетворяя ISO 15011:2014. Уплотнительный элемент 916 может быть описан как имеющий пластичность, достаточную для образования уплотнения с уплотнительной поверхностью в форме волнообразной стенки корпуса воздухоочистителя, когда он вводится в воздухоочиститель и предоставляется в уплотнительной взаимосвязи с корпусом воздухоочистителя. Кроме того, уплотнительный элемент 916 может быть описан как выполненный таким образом, чтобы соответствовать или иметь возможность приспосабливаться к волнообразной стенке, чтобы уплотнительная поверхность 918 образовывала зеркальное отражение волнообразной стенки. Благодаря пластичности уплотнительного элемента 916 уплотнительная поверхность 918 уплотнительного элемента может приспосабливаться к конфигурации уплотнительной поверхности в форме волнообразной стенки корпуса воздухоочистителя. Примерный материал, который может быть использован для образования уплотнительного элемента 916, включает силиконовые каучуки. Предпочтительно силиконовый каучук может иметь твердость по Шору согласно ASTM D-412 от 00-30 до 00-10 и более предпочтительно приблизительно 00-20. Примерный тип силиконового каучука, который может быть использован, доступен под названием Ecoflex от компании Smooth-On. Примерный каучук Ecoflex, который может быть использован, включает Ecoflex 00-20. Кроме того, конкретный материал уплотнительного элемента, выбранный для образования уплотнения, зависит от различных условий, таких как рабочая температура, толщина уплотнения, размер выступа и т.д.
Когда фильтрующий элемент 900 введен в воздухоочиститель таким образом, что уплотнительный элемент 916 образует уплотнение, такое как направленное внутрь радиальное уплотнение, как показано, с поверхностью в форме волнообразной стенки корпуса воздухоочистителя, уплотнительная поверхность 918 соответствует конфигурации волнообразной стенки. Соответственно, фильтрующий элемент 900, когда предоставлен в уплотнительной взаимосвязи с уплотнительной поверхностью в форме волнообразной стенки корпуса воздухоочистителя, может быть описан как имеющий радиально направленную уплотнительную поверхность и толщину между поверхностью опоры уплотнения и радиально направленной уплотнительной поверхностью, которая изменяется вдоль поверхности уплотнительного элемента вокруг центральной оси X. Кроме того, уплотнительная поверхность 918, когда вставлена в корпус, имеющий поверхность в форме волнообразной стенки, может быть описана как имеющая радиально направленную поверхность 918 уплотнительного элемента, множество выступов, расположенных вдоль поверхности уплотнительного элемента и образующих ее, и при этом множество выступов обеспечивают шаг от приблизительно 1 мм / выступ до приблизительно 25 мм / выступ. Конфигурация уплотнительной поверхности 918 может быть согласованной с другим отличительным описанием волнообразной стенки.
Уплотнительная поверхность 918 перед введением фильтрующего элемента в уплотнительную взаимосвязь с корпусом может иметь гладкую поверхность (например, см. фиг. 42А и фиг. 42В) или негладкую поверхность (такую как текстурированная или структурированная поверхность), которая не образует зеркального отражения конфигурации в форме волнообразной стенки. Может быть полезным предоставлять уплотнительную поверхность 918 с негладкой поверхностью, чтобы помогать уплотнительной поверхности 918 приспосабливаться к форме волнообразной стенки.
Хотя фильтрующий элемент 900 показан имеющим направленную внутрь радиальную уплотнительную поверхность 918, которая может приспосабливаться к направленной наружу уплотнительной поверхности в форме волнообразной стенки воздухоочистителя и образовывать уплотнение с ней, такой как уплотнительная поверхность 202 первого картриджа фильтра, показанная на фиг. 10-13, может быть предусмотрен альтернативный фильтрующий элемент, в котором уплотнительный элемент содержит направленную наружу радиальную уплотнительную поверхность, которая может (или имеет возможность) приспосабливаться к направленной внутрь уплотнительной поверхности в форме волнообразной стенки в воздухоочистителе. Пример направленной внутрь уплотнительной поверхности в форме волнообразной стенки показан в виде уплотнительной поверхности 204 второго картриджа фильтра на фиг. 10-13. Уплотнительный элемент может быть предусмотрен как достаточно пластичный, чтобы он образовывал зеркальное отражение волнообразной стенки и образовывал уплотнение с волнообразной стенкой.
Те же принципы использования уплотнительного элемента, который является достаточно пластичным, чтобы уплотнительная поверхность, будь то направленная внутрь или направленная наружу, могла быть применена к фильтрующему элементу для обеспечения уплотнения с волнообразными стенками 202 и 204, как проиллюстрировано на фиг. 10, могут быть применены к фильтрующему элементу для уплотнения с волнообразной стенкой 412, как проиллюстрировано на фиг. 26-27, и волнообразной стенкой 505 (включая уплотнительную поверхность 506 в форме волнообразной стенки и уплотнительную поверхность 507 в форме волнообразной стенки), как проиллюстрировано на фиг. 28-32. То есть пластичный уплотнительный элемент, который может приспосабливаться к волнообразной стенке и таким образом принимать форму волнообразной стенки, может быть использован в качестве уплотнительного элемента 422 по фиг. 26 и в качестве уплотнительных элементов 510 и 522 по фиг. 28.
Опора уплотнения может быть предусмотрена в виде различных альтернативных структур, которые поддерживают уплотнительный элемент в уплотнительной взаимосвязи с корпусом. Одним типом опоры уплотнения является заготовка. Одним примером заготовки является пластмасса, подвергнутая инжекционному формованию. Однако следует понимать, что термин «заготовка» относится к образованию опоры уплотнения перед применением к ней уплотнительного элемента. Другие примеры заготовок включают сетки, фильтрующую набивку и различные другие структуры, образованные из пластмассы. Хоть они и являются примерами заготовок, они также является примерами опор уплотнения. Пример фильтрующей набивки, которая может быть использована в качестве опоры уплотнения, включает армированную фильтрующую набивку, когда к фильтрующей набивке был применен отверждающий реагент. Пример армированной набивки фильтра описан, например, в международной публикации № WO 2016/057815, например, в параграфах [0099]-[0161], при этом упрочняющий реагент применяется к фильтрующей набивке, и в результате упрочняющий реагент и фильтрующая набивка образуют опору уплотнения, не требующую дополнительной пластмассовой структуры (такой как пластмассовая структура, образованная инжекционным формованием) для поддержки уплотнения. Описание международной публикации № WO 2016/057815 относительно использования упрочняющего реагента с фильтрующей набивкой для поддержки уплотнительного элемента включено посредством ссылки. Кроме того, опора уплотнения может быть предоставлена посредством применения отверждаемого материала (такого как полимерный материал) вокруг паковки фильтрующей набивки, обеспечения отверждения или затвердевания отверждаемого материала, и затем применения уплотнения корпуса (например, посредством формования) вокруг отвержденного материала таким образом, что отвержденный материал образует опору уплотнения для уплотнения корпуса, как описано в патенте США №8241383. Полное описание патента США №8241383 включено в настоящий документ посредством ссылки. Как описано, отверждаемый материал может быть применен посредством напыления отверждаемого материала или формования отверждаемого материала на фильтрующей набивке или вокруг нее.
Выбранные характерные описания
1. Картридж фильтра, содержащий: (а) фильтрующую набивку; и (b) уплотнительную конструкцию корпуса, соединенную с фильтрующей набивкой, содержащую: (i) опору уплотнения, имеющую поверхность; и (ii) уплотнительный элемент, поддерживаемый опорой уплотнения и имеющий радиально направленную уплотнительную поверхность и толщину между поверхностью опоры уплотнения и радиально направленной уплотнительной поверхностью, которая изменяется вдоль поверхности уплотнительного элемента. 2. Картридж фильтра по п. 1, характеризующийся тем, что: (а) радиально направленная уплотнительная поверхность содержит направленную внутрь радиальную уплотнительную поверхность. 3. Картридж фильтра по п. 1, характеризующийся тем, что: (а) радиально направленная уплотнительная поверхность содержит направленную наружу радиальную уплотнительную поверхность. 4. Картридж фильтра по любому из пп. 1-3, характеризующийся тем, что: (а) толщина между опорой уплотнения и радиально направленной уплотнительной поверхностью изменяется в радиальном направлении. 5. Картридж фильтра по любому из пп. 1-4, характеризующийся тем, что: (а) толщина между опорой уплотнения и радиально направленной уплотнительной поверхностью является в целом постоянной в осевом направлении. 6. Картридж фильтра по любому из пп. 1-5, характеризующийся тем, что: (а) толщина уплотнительного элемента изменяется от минимальной толщины до максимальной толщины, причем максимальная толщина по меньшей мере в 1,1 раза превышает минимальную толщину. 7. Картридж фильтра по любому из пп. 1-6, характеризующийся тем, что: радиально направленная уплотнительная поверхность содержит по меньшей мере одно из (а) множества выступающих наружу и проходящих в осевом направлении частей; и (b) множества выступающих внутрь и проходящих в осевом направлении частей. 8. Картридж фильтра по п. 7, характеризующийся тем, что: (а) множество выступающих наружу и проходящих в осевом направлении частей и множество выступающих внутрь и проходящих в осевом направлении частей образуются в радиально направленной уплотнительной поверхности, когда картридж вводится в корпус и образует уплотнение с уплотнительной поверхностью корпуса. 9. Картридж фильтра по п. 7, характеризующийся тем, что: (а) радиально направленная уплотнительная поверхность содержит множество выступающих наружу и проходящих в осевом направлении частей, чередующихся с множеством выступающих внутрь и проходящих в осевом направлении частей, и радиально направленная уплотнительная поверхность содержит направленную наружу радиальную уплотнительную поверхность, при этом толщина уплотнительного элемента между опорой уплотнения и радиально направленной уплотнительной поверхностью на множестве выступающих наружу и проходящих в осевом направлении частей превышает толщину уплотнительного элемента между опорой уплотнения и радиально направленной уплотнительной поверхностью на множестве выступающих внутрь и проходящих в осевом направлении частей. 10. Картридж фильтра по п. 7, характеризующийся тем, что: (а) радиально направленная уплотнительная поверхность содержит множество выступающих наружу и проходящих в осевом направлении частей, чередующихся с множеством выступающих внутрь и проходящих в осевом направлении частей, и радиально направленная уплотнительная поверхность содержит направленную внутрь радиальную уплотнительную поверхность, при этом толщина уплотнительного элемента между опорой уплотнения и радиально направленной уплотнительной поверхностью на множестве выступающих наружу и проходящих в осевом направлении частей меньше толщины уплотнительного элемента между опорой уплотнения и радиально направленной уплотнительной поверхностью на множестве выступающих внутрь и проходящих в осевом направлении частей. 11. Картридж фильтра по любому из пп. 7-10, характеризующийся тем, что: (а) радиально направленная уплотнительная поверхность содержит множество выступающих наружу и проходящих в осевом направлении частей, чередующихся с множеством выступающих внутрь и проходящих в осевом направлении частей, при этом по меньшей мере одно из множества выступающих наружу и проходящих в осевом направлении частей и множества выступающих внутрь и проходящих в осевом направлении частей содержит криволинейные части. 12. Картридж фильтра по любому из пп. 7-11, характеризующийся тем, что: (а) радиально направленная уплотнительная поверхность содержит множество выступающих наружу и проходящих в осевом направлении частей, чередующихся с множеством выступающих внутрь и проходящих в осевом направлении частей, при этом радиально направленная уплотнительная поверхность содержит по меньшей мере две выступающие радиально наружу и проходящие в осевом направлении части, чередующиеся с по меньшей мере двумя выступающими радиально внутрь и проходящими в осевом направлении частями на дюйм вдоль опоры уплотнения, проходящей вокруг оси картриджа фильтра. 13. Картридж фильтра по любому из пп. 7-12, характеризующийся тем, что: (а) радиально направленная уплотнительная поверхность содержит множество выступающих наружу и проходящих в осевом направлении частей, чередующихся с множеством выступающих внутрь и проходящих в осевом направлении частей, при этом радиально направленная уплотнительная поверхность содержит менее приблизительно 13 выступающих радиально наружу и проходящих в осевом направлении частей, чередующихся с менее чем приблизительно 13 выступающими радиально внутрь и проходящими в осевом направлении частями, вдоль расстояния в один дюйм вдоль опоры уплотнения, проходящей вокруг оси картриджа фильтра. 14. Картридж фильтра по любому из пп. 7-13, характеризующийся тем, что: (а) радиально направленная уплотнительная поверхность содержит множество выступающих наружу и проходящих в осевом направлении частей, чередующихся с множеством выступающих внутрь и проходящих в осевом направлении частей, при этом радиально направленная уплотнительная поверхность содержит более 20 выступающих радиально наружу и проходящих в осевом направлении частей включительно, чередующихся с более чем 20 выступающими радиально внутрь и проходящими в осевом направлении частями включительно. 15. Картридж фильтра по любому из пп. 7-14, характеризующийся тем, что: (а) радиально направленная уплотнительная поверхность содержит множество выступающих наружу и проходящих в осевом направлении частей, чередующихся с множеством выступающих внутрь и проходящих в осевом направлении частей, при этом радиально направленная уплотнительная поверхность содержит 20-400 выступающих радиально наружу и проходящих в осевом направлении частей включительно, чередующихся с 20-400 выступающими радиально внутрь и проходящими в осевом направлении частями включительно. 16. Картридж фильтра по любому из пп. 1-15, характеризующийся тем, что: (а) уплотнительная конструкция корпуса образует канал для текучей среды, где текучая среда протекает в фильтрующую набивку или из нее, и толщина уплотнительного элемента между опорой уплотнения и радиально направленным уплотнительным элементом изменяется вокруг канала для текучей среды. 17. Картридж фильтра по любому из пп. 1-16, характеризующийся тем, что: (а) фильтрующая набивка имеет первый и второй концы; и окружает и определяет центральный открытый объем. 18. Картридж фильтра по п. 17, характеризующийся тем, что: (а) фильтрующая набивка содержит складчатую набивку, расположенную вокруг центрального открытого объема. 19. Картридж фильтра по п. 17, характеризующийся тем, что: (а) фильтрующая набивка содержит нескладчатую набивку, расположенную вокруг центрального открытого объема. 20. Картридж фильтра по любому из пп. 1-16, характеризующийся тем, что: (а) фильтрующая набивка содержит набивку фильтра, образующую первую и вторую противолежащие поверхности для потока; и имеющую набор рифлений, закрытых рядом со второй поверхностью для потока, и набор рифлений, закрытых рядом с первой поверхностью для потока. 21. Картридж фильтра по любому из пп. 1-16 и п. 20, характеризующийся тем, что: (а) фильтрующая набивка содержит рифленый лист набивки, прикрепленный ко второму листу набивки, и намотанный или уложенный в стопу. 22. Картридж фильтра по любому из пп. 1-16 и пп. 20-21, характеризующийся тем, что: (а) фильтрующая набивка содержит набивку фильтра, образующую первую и вторую противолежащие поверхности для потока, имеющую рифления, проходящие от первой поверхности для потока до второй поверхности для потока, и при этом поток от первой поверхности для потока до второй поверхности для потока перекрыт, за исключением потока через фильтрующую набивку. 23. Картридж фильтра по любому из пп. 7-16, характеризующийся тем, что: (а) радиально направленная уплотнительная поверхность содержит множество выступающих наружу и проходящих в осевом направлении частей, чередующихся с множеством выступающих внутрь и проходящих в осевом направлении частей, и толщина между поверхностью опоры уплотнения и радиально направленной уплотнительной поверхностью изменяется непрерывно между выступающими наружу и проходящими в осевом направлении частями и выступающими внутрь и проходящими в осевом направлении частями вдоль радиально направленной уплотнительной поверхности вокруг оси картриджа фильтра. 24. Картридж фильтра по любому из пп. 1-23, характеризующийся тем, что: (а) фильтрующая набивка имеет первый и второй концы; (b) первая открытая концевая часть расположена на первом конце набивки; и (с) уплотнительная конструкция корпуса расположена на первой концевой части. 25. Картридж фильтра по любому из пп. 1-24, характеризующийся тем, что: (а) опора уплотнения содержит опорную структуру, проходящую вокруг оси фильтрующей набивки, при этом опора уплотнения также поддерживает фильтрующую набивку. 26. Картридж фильтра по любому из пп. 1-25, характеризующийся тем, что: (а) опора уплотнения содержит заготовку. 27. Картридж фильтра по любому из пп. 1-26, отличающийся тем, что: (а) радиально направленная уплотнительная поверхность утоплена относительно конца фильтрующей набивки. 28. Фильтрующий узел, содержащий: (а) корпус, имеющий впускной канал для потока газа и выпускной канал для потока газа и содержащий секцию основной части, имеющую крышку доступа; (b) уплотнительную структуру корпуса в форме волнообразной стенки; и (с) картридж фильтра по любому из пп. 1-26, функционально с возможностью снятия расположенный внутри корпуса и уплотненный с уплотнительной структурой корпуса в форме волнообразной стенки. 29. Фильтрующий узел по п. 28, характеризующийся тем, что: (а) уплотнительная структура корпуса в форме волнообразной стенки содержит поверхность в форме волнообразной стенки первого картриджа фильтра и поверхность в форме волнообразной стенки второго картриджа фильтра. 30. Фильтрующий узел по п. 29, характеризующийся тем, что: (а) поверхность в форме волнообразной стенки первого картриджа фильтра и поверхность в форме волнообразной стенки второго картриджа фильтра находятся на противолежащих сторонах уплотнительной структуры корпуса в форме волнообразной стенки. 31. Картридж фильтра, содержащий: (а) фильтрующую набивку; и (b) уплотнительную конструкцию корпуса, содержащую: (i) уплотнительный элемент, имеющий радиально направленную поверхность уплотнительного элемента; (ii) множество выступов, расположенных вдоль поверхности уплотнительного элемента и образующих ее; и (iii) при этом множество выступов обеспечивают шаг от приблизительно 1 мм / выступ до приблизительно 25 мм / выступ. 32. Картридж фильтра по п. 31, характеризующийся тем, что: (а) множество выступов обеспечивают шаг от приблизительно 2 мм / выступ до приблизительно 12 мм / выступ.33. Картридж фильтра по п. 31, характеризующийся тем, что: (а) множество выступов обеспечивают шаг от приблизительно 4 мм / выступ до приблизительно 10 мм / выступ. 34. Картридж фильтра по любому из пп. 31-33, характеризующийся тем, что: (а) поверхность уплотнительного элемента предусмотрена как направленная внутрь радиальная уплотнительная поверхность. 35. Картридж фильтра по любому из пп. 31-33, характеризующийся тем, что: (а) поверхность уплотнительного элемента предусмотрена как направленная наружу радиальная уплотнительная поверхность. 36. Картридж фильтра по любому из пп. 31-35, характеризующийся тем, что: (а) фильтрующая набивка расположена по периферии вокруг поверхности уплотнительного элемента. 37. Картридж фильтра по любому из пп. 31-35, характеризующийся тем, что: (а) поверхность уплотнительного элемента расположена по периферии вокруг фильтрующей набивки. 38. Картридж фильтра по любому из пп. 31-37, характеризующийся тем, что: (а) фильтрующая набивка содержит складчатую набивку. 39. Картридж фильтра по любому из п. 38, характеризующийся тем, что: (а) складчатая набивка расположена вокруг центрального открытого объема. 40. Картридж фильтра по любому из пп. 31-37, характеризующийся тем, что: (а) фильтрующая набивка содержит нескладчатую набивку. 41. Картридж фильтра по п. 40, характеризующийся тем, что: (а) фильтрующая набивка содержит набивку фильтра, образующую первую и вторую противолежащие поверхности для потока; и имеющую набор рифлений, закрытых рядом со второй поверхностью для потока, и набор рифлений, закрытых рядом с первой поверхностью для потока. 42. Картридж фильтра по любому из п. 40 и п. 41, характеризующийся тем, что: (а) фильтрующая набивка содержит рифленый лист набивки, прикрепленный ко второму листу набивки, и намотанный или уложенный в стопу. 43. Картридж фильтра по любому из пп. 40-41, характеризующийся тем, что: (а) фильтрующая набивка содержит набивку фильтра, образующую первую и вторую противолежащие поверхности для потока, имеющую рифления, проходящие от первой поверхности для потока до второй поверхности для потока, и при этом поток от первой поверхности для потока до второй поверхности для потока перекрыт, за исключением потока через фильтрующую набивку. 44. Фильтрующий узел, содержащий: (а) корпус, имеющий впускной канал для потока газа и выпускной канал для потока газа и содержащий секцию основной части, имеющую крышку доступа; (b) уплотнительную структуру корпуса в форме волнообразной стенки; и (с) картридж фильтра по любому из пп. 30-42, функционально с возможностью снятия расположенный внутри корпуса и уплотненный с уплотнительной структурой корпуса в форме волнообразной стенки. 45. Фильтрующий узел по п. 44, характеризующийся тем, что: (а) уплотнительная структура корпуса в форме волнообразной стенки содержит поверхность в форме волнообразной стенки первого картриджа фильтра и поверхность в форме волнообразной стенки второго картриджа фильтра. 46. Фильтрующий узел по п. 45, характеризующийся тем, что: (а) поверхность в форме волнообразной стенки первого картриджа фильтра и поверхность в форме волнообразной стенки второго картриджа фильтра находятся на противолежащих сторонах уплотнительной структуры корпуса в форме волнообразной стенки. 47. Картридж фильтра, содержащий: (а) фильтрующую набивку; и (b) уплотнительную конструкцию корпуса, соединенную с фильтрующей набивкой, при этом уплотнительная конструкция корпуса содержит: (i) опору уплотнения; и (ii) уплотнительный элемент, поддерживаемый опорой уплотнения и имеющий радиально направленную поверхность и пластичность, достаточную для обеспечения того, чтобы позволять радиально направленной поверхности приспосабливаться к уплотнительной поверхности в форме волнообразной стенки на корпусе фильтра, имеющей множество выступов, предоставленных с шагом от приблизительно 1 мм / выступ до приблизительно 25 мм/ выступ. 48. Картридж фильтра по п. 47, характеризующийся тем, что: (а) множество выступов обеспечивают шаг от приблизительно 2 мм / выступ до приблизительно 12 мм / выступ. 49. Картридж фильтра по п. 47, характеризующийся тем, что: (а) множество выступов обеспечивают шаг от приблизительно 4 мм / выступ до приблизительно 10 мм / выступ. 50. Картридж фильтра по любому из пп. 47-49, характеризующийся тем, что: (а) поверхность уплотнительного элемента предусмотрена как направленная внутрь радиальная уплотнительная поверхность. 51. Картридж фильтра по любому из пп. 47-49, характеризующийся тем, что: (а) поверхность уплотнительного элемента предусмотрена как направленная наружу радиальная уплотнительная поверхность. 52. Картридж фильтра по любому из пп. 47-51, характеризующийся тем, что: (а) фильтрующая набивка расположена по периферии вокруг поверхности уплотнительного элемента. 53. Картридж фильтра по любому из пп. 47-51, характеризующийся тем, что: (а) поверхность уплотнительного элемента расположена по периферии вокруг фильтрующей набивки. 54. Картридж фильтра по любому из пп. 47-53, характеризующийся тем, что: (а) фильтрующая набивка содержит складчатую набивку. 55. Картридж фильтра по любому из п. 54, характеризующийся тем, что: (а) складчатая набивка расположена вокруг центрального открытого объема. 56. Картридж фильтра по пп. 47-53, характеризующийся тем, что: (а) фильтрующая набивка содержит нескладчатую набивку. 57. Картридж фильтра по п. 56, характеризующийся тем, что: (а) фильтрующая набивка содержит набивку фильтра, образующую первую и вторую противолежащие поверхности для потока; и имеющую набор рифлений, закрытых рядом со второй поверхностью для потока, и набор рифлений, закрытых рядом с первой поверхностью для потока. 58. Картридж фильтра по любому из п. 56 и п. 57, характеризующийся тем, что: (а) фильтрующая набивка содержит рифленый лист набивки, прикрепленный ко второму листу набивки, и намотанный или уложенный в стопу. 59. Картридж фильтра по любому из пп. 56-58, характеризующийся тем, что: (а) фильтрующая набивка содержит набивку фильтра, образующую первую и вторую противолежащие поверхности для потока, имеющую рифления, проходящие от первой поверхности для потока до второй поверхности для потока, и при этом поток от первой поверхности для потока до второй поверхности для потока перекрыт, за исключением потока через фильтрующую набивку. 60. Картридж фильтра по любому из пп. 47-59, характеризующийся тем, что: (а) уплотнительный элемент содержит силиконовый каучук. 61. Фильтрующий узел, содержащий: (а) корпус, имеющий впускной канал для потока газа и выпускной канал для потока газа и содержащий секцию основной части, имеющую крышку доступа; (b) уплотнительную структуру корпуса в форме волнообразной стенки; и (с) картридж фильтра по любому из пп. 46-59, функционально с возможностью снятия расположенный внутри корпуса и уплотненный с уплотнительной структурой корпуса в форме волнообразной стенки. 62. Фильтрующий узел по п. 61, характеризующийся тем, что: (а) уплотнительная структура корпуса в форме волнообразной стенки содержит поверхность в форме волнообразной стенки первого картриджа фильтра и поверхность в форме волнообразной стенки второго картриджа фильтра. 63. Фильтрующий узел по п. 62, характеризующийся тем, что: (а) поверхность в форме волнообразной стенки первого картриджа фильтра и поверхность в форме волнообразной стенки второго картриджа фильтра находятся на противолежащих сторонах уплотнительной структурой корпуса в форме волнообразной стенки. 64. Способ технического обслуживания фильтрующего узла по любому из пп. 28-30, пп. 44-46 и пп. 61-63, включающий: (а) введение картриджа фильтра в корпус и образование уплотнения между уплотнительным элементом и уплотнительной структуры корпуса в форме волнообразной стенки. 65. Способ технического обслуживания фильтрующего узла по п. 64, характеризующийся тем, что дополнительно включает: (а) приспосабливание уплотнительного элемента к уплотнительной структуре корпуса в форме волнообразной стенки посредством этапа введения картриджа фильтра в корпус.
И снова принципы, методики и признаки, описанные в настоящем документе, могут быть применены во множестве систем, и отсутствует требование того, чтобы все идентифицированные преимущественные признаки были включены в узел, систему или компонент для получения некоторого преимущества согласно настоящему изобретению.