Вертикальная система впуска воздуха, воздухоочиститель и фильтрующий элемент - RU2670852C9
Код документа: RU2670852C9
Чертежи
Описание
Перекрестная ссылка на родственные заявки
Настоящая заявка подана 22 мая 2014 г. как международная патентная заявка РСТ, приоритет которой испрашивается на основании предварительной заявки US 61/826459, поданной в ведомство США по патентам и товарным знакам (USPTO) 22 мая 2013 г., предварительной заявки US 61/826870, поданной в USPTO 23 мая 2013 г., и предварительной заявки US 61/916699, поданной в USPTO 16 декабря 2013 г. Приоритет на основании предварительных заявок US 61/826459, 61/826870 и 61/916699 испрашивается в применимых пределах. Все содержание предварительных заявок US 61/826459, 61/826870 и 61/916699 в порядке ссылки включено в настоящую заявку.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к воздухоочистителю для применения в вертикальной системе впуска воздуха, съемным и заменяемым, т.е. удобным в обслуживании фильтрующим элементам или картриджам и системам впуска воздуха для автотранспортных средств. Несмотря на другие возможные применения, описанное изобретение особо применимо в воздухоочистителях для фильтрации воздуха, поступающего в двигатели (используемые, например, в транспортных средствах, строительстве, сельском хозяйстве, горном деле и энергетических системах). Изобретение также относится к способам сборки и применения.
Предпосылки создания изобретения
В потоках воздуха содержатся переносимые ими загрязняющие вещества. Во многих случаях желательно отфильтровывать часть или все загрязняющие вещества из потока воздуха. Например, в потоках воздуха, поступающего в двигатели автотранспортных средств или оборудования энергетических систем, строительного или другого оборудования, потоках газа, поступающего в системы газовых турбин, и потоках газа, поступающего в различные печи для сжигания, содержатся переносимые ими загрязняющие вещества в виде частиц. Для таких систем предпочтительно, чтобы загрязняющие вещества удалялись из воздуха или газа (или снижался уровень их содержания). Разработаны разнообразные фильтрующие структуры для снижения уровня содержания загрязняющих веществ. Тем не менее, в целом продолжается процесс их усовершенствования.
В системах определенного типа впуск воздуха происходит в целом вертикально, и их требуется очищать до использования воздуха. При обслуживании воздухоочистителя, которым оснащена вертикально расположенная система впуска воздуха, существует вероятность того, что в нее попадет грязь или частицы. Например, существует вероятность того, что в вертикально расположенную систему впуска могут попадать грязь или частицы из фильтрующего элемента грубой очистки при его замене, а также грязь или частицы из другого источника. Соответственно, существует потребность в создании вертикально расположенной системы впуска воздуха, в которой снижена вероятность повреждения оборудования грязью или частицами.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан вид сбоку установленной на транспортном средстве вертикальной системы впуска воздуха согласно принципам настоящего изобретения.
На фиг. 2 показан вид спереди установленной на транспортном средстве вертикальной системы впуска воздуха, проиллюстрированной на фиг. 1.
На фиг. 3а и 3б показаны изображения по частям альтернативных вариантов осуществления области грубой очистки и отвода воздуха для применения в вертикальной системе впуска воздуха, проиллюстрированной на фиг. 1 и 2.
На фиг. 3в схематически показано типичное устройство предварительной очистки, проиллюстрированное на фиг. 3а.
На фиг. 4а-е показано обслуживание области грубой очистки и отвода воздуха, проиллюстрированной на фиг. 3б.
На фиг. 5а и 5б показаны виды в разрезе области грубой очистки и отвода воздуха, проиллюстрированной на фиг. 4е.
На фиг. 6 показано изображение по частям фильтрующего элемента, проиллюстрированного на фиг. 5а.
На фиг. 7 показано изображение по частям альтернативного варианта осуществления области грубой очистки и отвода воздуха согласно принципам настоящего изобретения.
На фиг. 8а-г показано обслуживание области грубой очистки и отвода воздуха, проиллюстрированной на фиг. 7.
На фиг. 9а и 9б показаны виды в разрезе области грубой очистки и отвода воздуха, проиллюстрированной на фиг. 7.
На фиг. 10 показано изображение по частям альтернативного варианта осуществления фильтрующего элемента согласно принципам настоящего изобретения для применения в качестве альтернативного области грубой очистки и отвода воздуха.
На фиг. 11а и 11б проиллюстрирован альтернативный вариант осуществления фильтрующего элемента согласно принципам настоящего изобретения, у которого блочный фильтрующий материал не соединен с коленом, а заделан в него.
На фиг. 12а и 12б показано типичное колено, при этом на фиг. 12б показан вид в разрезе по линии А-А на фиг. 12а.
На фиг. 13а-13г проиллюстрированы альтернативные примеры осуществления фильтрующего элемента согласно принципам настоящего изобретения с альтернативными формами фильтрующего материала и колена.
На фиг. 14 показано изображение по частям альтернативного области грубой очистки и отвода воздуха согласно принципам настоящего изобретения.
На фиг. 15а-15в показан фильтрующий элемент грубой очистки с воздушным дефлектором, проиллюстрированный на фиг. 14.
На фиг. 16а-16в проиллюстрирован альтернативный вариант осуществления фильтрующего элемента согласно принципам настоящего изобретения.
На фиг. 17а-17в проиллюстрирован альтернативный вариант осуществления фильтрующего элемента согласно принципам настоящего изобретения.
На фиг. 18а схематически показан вид с конца альтернативного блочного фильтрующего материала, применимого в настоящем изобретении.
На фиг. 18б схематически показан вид с конца, противоположного концу на фиг. 18а.
На фиг. 18в схематически показан вид в поперечном разрезе блочного фильтрующего материала, проиллюстрированного на фиг. 18а и 18б.
На фиг. 19 показано изображение в перспективе по частям альтернативного варианта осуществления области грубой очистки и отвода воздуха согласно принципам настоящего изобретения.
На фиг. 20 показано изображение в перспективе по частям области грубой очистки и отвода воздуха, проиллюстрированной на фиг. 19.
На фиг. 21а-21г показаны боковые виды в разрезе альтернативного варианта осуществления области грубой очистки и отвода воздуха согласно принципам настоящего изобретения и показано ее обслуживание.
На фиг. 22а и 22б показан альтернативный фильтрующий элемент с использованием гофрированного контура фильтрующего материала согласно принципам настоящего изобретения.
На фиг. 22в показан вид в разрезе фильтрующего элемента, проиллюстрированного на фиг. 22а.
На фиг. 23а и 23б показан альтернативный фильтрующий элемент с использованием гофрированного контура фильтрующего материала согласно принципам настоящего изобретения.
Подробное описание
Вертикальная система впуска воздуха
На фиг. 1 и 2 показана вертикальная система 10 впуска воздуха, установленная на автотранспортном средстве 12. В качестве автотранспортного средства 12 показана часть автотранспортного средства. Автотранспортным средством может являться автотранспортное средство любого типа, рассчитанное на применение системы 10 впуска воздуха. Примерами автотранспортных средств являются тракторы и грузовые автомобили. Грузовыми автомобилями могут являться внедорожные грузовые автомобили и грузовые автомобили для эксплуатации на автострадах. Вертикальная система 10 впуска воздуха рассчитана на применение в автотранспортном средстве, у которого воздухоочиститель двигателя внутреннего сгорания расположен вблизи или снаружи отсека двигателя. Иными словами, воздухоочиститель находится не под капотом автотранспортного средства. В таких автотранспортных средствах часто желательно, чтобы отверстие для впуска воздуха находилось над кабиной автотранспортного средства. В качестве альтернативы, по меньшей мере часть воздухоочистителя может находиться внутри отсека двигателя. Система 10 впуска воздуха может именоваться вертикальной системой впуска воздуха (VAIS), поскольку она всасывает воздух из области обычно вблизи кабины или над кабиной вертикально вниз в направлении воздухоочистителя. В описанной вертикальной системе 10 впуска воздуха всасываемый воздух поступает вниз, а затем поворачивает под углом около 90 градусов и поступает в отверстие для впуска воздуха автотранспортного средства.
Вертикальная система 10 впуска воздуха содержит насадку 14 с отверстием 16 для впуска воздуха и область 18 грубой очистки и отвода воздуха с отверстием 20 для выпуска воздуха. Обычно воздухом, поступающим в отверстие 16, является неочищенный воздух, требующий фильтрации, а воздухом, выходящим из выпускного отверстия 20, является фильтрованный воздух. Отверстие для 20 выпуска воздуха может достигать канала 21, входящего в отсек двигателя, в котором помещается двигатель, закрытый капотом. Область 18 грубой очистки и отвода воздуха может именоваться фильтрующим элементом грубой очистки с воздушным дефлектором или просто воздухоочистителем. Воздух, выходящий из выпускного отверстия 20, может использоваться в качестве всасываемого воздуха для топливной системы автотранспортного средства. Вертикальная система 10 впуска воздуха может дополнительно содержать область 22 предварительной очистки и область 24 тонкой очистки. Обычно область 22 предварительной очистки может находиться в насадке 14 или области 18 грубой очистки и отвода воздуха. Обычно область 22 предварительной очистки должна находиться до фильтрующего элемента грубой очистки, находящегося в области 18 грубой очистки и отвода воздуха. Область 22 предварительной очистки может содержать фильтр предварительной очистки, хотя подразумевается, что фильтр предварительной очистки является необязательным. Область 24 тонкой очистки может находиться в области 18 грубой очистки и отвода воздуха или в отверстии 20 для выпуска воздуха. Область тонкой очистки предпочтительно находится после фильтрующего элемента грубой очистки в области 18 грубой очистки и отвода воздуха. Область 24 тонкой очистки может содержать контрольный фильтрующий элемент, но подразумевается, что контрольный фильтрующий элемент является необязательным.
На фиг. 3а и 3б проиллюстрирована область 30 грубой очистки и отвода воздуха в сочетании с фильтрами 32 и 32' предварительной очистки, соответственно, которые могут использоваться в VAIS 10. Фильтр 32 или 32' предварительной очистки содержит один или несколько инерционных сепараторов. Обычно в инерционном сепараторе используются силы инерции для отделения жидкости (если она присутствует) и частиц от окружающего воздуха. Применимые инерционные сепараторы предлагаются компанией Donaldson, Inc. под торговым наименованием Strata™ Tube. Примеры инерционных сепараторов, которые могут применяться, включают сепараторы, описанные, например, в патентах US 8177872, US 4242115, US 4746340 и US 7008467, содержание которых целиком включено в настоящую заявку в порядке ссылки. Следует отметить, что инерционными сепараторами, обозначенными позицией 32, являются инерционные сепараторы Strata™ Tube. Фильтр 32' предварительной очистки показан в качестве альтернативного инерционного сепаратора и может именоваться лопастным фильтром предварительной очистки. На фиг. 3в показано типичное устройство 33 предварительной очистки с инерционными сепараторами 33' и 33'' различного размера или диаметра, характерное для типичного фильтра 32 предварительной очистки. Показано множество инерционных сепараторов 33' и 33'' различных диаметров. За счет применения инерционных сепараторов различного диаметра в одном фильтре предварительной очистки можно облегчать управление пространством, доступным для предварительной очистки, и потоком через него.
Вертикальная система 10 впуска воздуха сконструирована таким образом, что отверстие для впуска воздуха автотранспортного средства не находится непосредственно под фильтром предварительной очистки или фильтрующим элементом грубой очистки. При обслуживании автотранспортных средств пыль из фильтра предварительной очистки или фильтрующего элемента грубой очистки имеет тенденции падать вниз. Область 18 грубой очистки и отвода воздуха обеспечивает меньшую уязвимость отверстия для впуска воздуха в двигатель внутреннего сгорания для пыли или грязи, попадающей в него при обслуживании автотранспортного средства. В случае VAIS 10 поток воздуха направлен вниз, а затем после его фильтрации в фильтре грубой очистки он поворачивает под углом около 90 градусов, в результате чего затем воздух может поступать в отверстие для впуска воздуха (канал 21) в двигатель внутреннего сгорания. VAIS 10 и область 18 грубой очистки и отвода воздуха могут находиться снаружи отсека двигателя, то есть снаружи капота, в котором помещается отсек двигателя. В отсек двигателя по каналу 21, показанному на фиг. 1 и 2, поступает очищенный воздух, при этом части воздухоочистителя, которые обеспечивают очистку, не расположены непосредственно над отверстием для впуска воздуха в двигатель внутреннего сгорания. Хотя на фиг. 1 и 2 показано, что область 18 грубой очистки и отвода воздуха находится снаружи отсека двигателя, подразумевается, что область 18 грубой очистки и отвода воздуха может по меньшей мере частично находится внутри отсека двигателя. Кроме того, даже если по меньшей мере часть области грубой очистки и отвода воздуха находится внутри отсека двигателя, фильтрующий элемент грубой очистки при желании может находиться снаружи отсека двигателя.
Как показано на фиг. 3а и 3б, область 30 грубой очистки и отвода воздуха содержит корпус 34 воздухоочистителя с отверстием 36 для доступа, технологический люк 38 для крепления к отверстию 36 для доступа, защитный элемент 40 и фильтр 42 грубой очистки. Фильтр 42 грубой очистки содержит блочный модуль 44 фильтрующего материала (или блочный фильтрующий материал) 44 и колено 46. Показано, что блочный фильтрующий материал 44 представляет собой спиральный Z-образный блочный фильтрующий материал, имеющий впускной конец 48 и выпускной конец 49.
Колено 46 имеет первый конец 52, второй конец 54 и область 56 отвода воздуха. Первый конец 52 колена 46 крепится к выпускному концу 49 блочного фильтрующего материала 44. В проиллюстрированном варианте осуществления первый конец 52 колена 46 приклеен к выпускному концу 49 блочного фильтрующего материала 44. Как подробнее описано далее, может быть предусмотрен разъемный уплотнительный элемент для крепления выпускного конца 49 блочного фильтрующего материала 44 к первому концу 52 колена 46. Второй конец 54 колена 46 заделан в корпус 34 воздухоочистителя. В проиллюстрированном варианте осуществления второй конец 54 колена 46 содержит уплотнительный элемент 60 в виде радиального уплотнения. Радиальным уплотнением является уплотнение, которое при его формировании подвержено в основном воздействию усилий в радиальном направлении. Поток воздуха в конкретном положении в целом совпадает с осевым направлением в таком положении. Радиальное направление проходит в целом под углом 90 градусов к осевому направлению. Другой характеристикой радиального уплотнения является то, что сжимающие усилия в уплотнительном элементе направлены в целом радиально (перпендикулярно) центральной оси, вокруг которой выполнен уплотнительный элемент. Напротив, осевое уплотнение образуется, когда сжимающие усилия в уплотнительном элементе в целом совмещены с центральной осью, вокруг которой выполнен уплотнительный элемент. Другим различием между радиальным уплотнением и осевым уплотнением является то, что радиальное уплотнение имеет тенденцию оставаться на месте после формирования уплотнения, в результате чего уплотнение сохраняется, пока оно остается на месте, и к уплотнительному элементу не требуется прилагать непрерывно сжимающее усилие в осевом направлении. Часто используется конструкция, которая не позволяет фильтрующему элементу с радиальным уплотнительным элементом выходить из контакта с поверхностью радиального уплотнения на корпусе. Считается, что такая конструкция, которая просто не позволяет фильтрующему элементу выходить из контакта, не требует непрерывного сжимающего усилия в осевом направлении. Напротив, осевое уплотнение обычно требует непрерывного сжимающего усилия в осевом направлении, чтобы сжимать осевое уплотнение и сохранять его. После прекращения действия сжимающих усилий осевое уплотнение больше не сохраняется, и жидкотекучая среда обычно способна поступать в обход уплотнительного элемента.
Предусмотрена область 56 отвода воздуха для изменения направления потока воздуха, протекающего в первом осевом направлении, на второе осевое направление. Область 56 отвода воздуха содержит первую стенку 53 и вторую стенку 55. Первая стенка 53 проходит от первого конца 52, а вторая стенка 55 проходит от второго конца 54. Область 56 отвода воздуха содержит воздушный дефлектор или воздухозаборник 57, который отклоняет воздух и заставляет его изменять направление. Воздушный дефлектор 57 проходит от первой стенки 53 до второй стенки 55. Воздушный дефлектор 57 проходит от первого конца 57а воздушного дефлектора до второго конца 57b воздушного дефлектора. Первый конец 57а воздушного дефлектора с нарушением непрерывности соединен с первой стенкой, а второй конец 57b воздушного дефлектора с нарушением непрерывности соединен со второй стенкой 55. Термином "нарушение непрерывности" в целом обозначается изменение угла. Кроме того, нарушение непрерывности необязательно имеет точное местоположение, и может являться постепенным. Воздушный дефлектор или воздухозаборник 57 может быть выполнен в виде наклонной плоскости 59. Воздух, протекающий через блочный фильтрующий материал 44, может считаться воздухом, протекающим в первом осевом направлении, поскольку он протекает в целом от первого конца 48 ко второму концу 49. Область 56 отвода воздуха заставляет первое осевое направление потока воздуха изменяться на осевое направление, отличающееся от первого осевого направления. В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 3а и 36, поток воздушной массы повернут под углом около 90 градусов. Следует учесть, что угол поворота может составлять, например, от около 30 градусов до около 160 градусов. Другие типичные интервалы углов поворота воздуха включают, например, от около 45 градусов до около 135 градусов, от около 70 градусов до около 120 градусов, от около 75 градусов до около 115 градусов и от 80 градусов до около 100 градусов. Направление, в котором протекает воздух после его поворота воздушным дефлектором или воздухозаборником 57, может именоваться вторым осевым направлением.
Предусмотрен защитный элемент 40, показанный как гофрированный фильтрующий элемент с рамой 61 и радиальным уплотнением 62 на раме 61 для соединения с корпусом 34. Другим способом учесть изменение направления потока воздуха является учет относительных направлений первого конца 52 колена 46 и второго конца 54 колена 46. Обычно первый конец 52 может лежать в первой плоскости, а второй конец 54 может лежать во второй плоскости. Первую плоскость можно считать плоскостью, в которой первый конец 52 входит в контакт с выпускным концом 49 блочного фильтрующего материала 44, а вторую плоскость - плоскостью, в которой второй конец 54 входит в контакт с корпусом 34. Угол наклона первой плоскости относительно второй плоскости может составлять от около 30 градусов до около 160 градусов. Кроме того, угол может составлять от около 60 градусов до около 120 градусов. Другие типичные интервалы углов между первой плоскостью и второй плоскостью включают, например, от около 45 градусов до около 135 градусов, от около 70 градусов до около 120 градусов, от около 75 градусов до около 115 градусов и от 80 градусов до около 100 градусов.
Колено 46 также может именоваться оболочкой, имеющей первый конец 52 с кромкой 63, проходящей от второго или выпускного конца 49 вдоль по меньшей мере части наружной поверхности блочного фильтрующего материала 44. Показано, что первый конец 52 входит в контакт с наружной поверхностью блочного фильтрующего материала 44 и проходит вдоль наружной поверхности блочного фильтрующего материала по меньшей мере часть расстояния между выпускным концом 49 и впускным концом 48. Колено или оболочка 46 дополнительно имеет выпускной конец или второй конец 54. В колене или оболочке 46 дополнительно имеется пропускное сечение 50, через которое протекает фильтрованный воздух.
Примером блочный фильтрующий материал 44 служит спиральный Z-образный блочный фильтрующий материал. Z-образный блочный фильтрующий материал также может именоваться Z-образной фильтрующей структурой. Используемым термином "Z-образный блочный фильтрующий материал" или "Z-образная фильтрующая структура" обозначается фильтрующая структура определенного типа с использованием отдельных гофрированных, складчатых или имеющих другую форму фильтрующих канавок, образующих ряды продольных, обычно параллельных впускных и выпускных фильтрующих канавок для протекания жидкотекучей среды через фильтрующий материал по канавкам между противоположными впускным и выпускным концами (сторонами) потока. Некоторые примеры Z-образного блочного фильтрующего материала приведены в патентах US 5820646, 5772883, 5902364, 5792247, 5895574, 6210469, 6190432, 6350296, 6179890, 6235195, Des. 399944, Des. 428128, Des. 396098, Des. 398046 и Des. 437401, каждый из которых в порядке ссылки включен в настоящую заявку. Дополнительные подробности, касающиеся Z-образного блочного фильтрующего материала, приведены далее.
На фиг. 4а-4е показано обслуживание воздухоочистителя 70, в целом соответствующего воздухоочистителю, показанному на фиг. 3б. Показан фильтр 72 предварительной очистки. Обычно в насадку VAIS поступает неочищенный воздух, который затем протекает через фильтр 72 предварительной очистки, в котором из него удаляются крупные частицы и вода, если она присутствует. Для удаления крупных частиц и воды из фильтра 72 предварительной очистки обычно предусмотрено выпускное отверстие. На изображении по частям на фиг. 4а показан корпус 74 воздухоочистителя, защитный элемент 76, фильтрующий элемент 78 и технологический люк 80. Как показано на фиг. 4б и 4в, контрольный фильтрующий элемент содержит гофрированный блочный фильтрующий материал 82, раму 84, окружающую гофрированный блочный фильтрующий материал 82 и радиальное уплотнение 86 на раме 84. Радиальное уплотнение 86 может быть запрессовано или прикреплено к раме 84 как прокладка. Кроме того, показана необязательная рукоятка 88 на защитном элементе 76, отходящая от рамы 84. Защитный элемент 76 может быть установлен путем поворота, в результате чего радиальное уплотнение 86 входит в контакт с защитной уплотняющей поверхностью 90 корпуса 74. После установки защитного элемента 76 на место может быть установлен фильтрующий элемент 78, как показано на фиг. 4г и 4д. Как показано, радиальное уплотнение 92 на фильтрующем элементе 78 входит в контакт с первичной уплотняющей поверхностью 94 на корпусе 74. Фильтрующий элемент 78 содержит колено 77 для облегчения изменения первого осевого направления потока воздуха на второе осевое направление. Колено 77 может содержать воздушный дефлектор или воздухозаборник 81 для изменения направления потока воздуха, при этом воздушный дефлектор или воздухозаборник 81 может быть выполнен как наклонная плоскость 83. После установки фильтрующего элемента 78 на место в корпусе 74, на отверстие 79 для доступа может быть помещен технологический люк 80, как показано на фиг. 4д. Технологический люк 80 может содержать опорную поверхность 96 фильтрующего элемента грубой очистки, которая входит в контакт с опорной поверхностью 98 фильтрующего элемента 78, чтобы облегчить фиксацию фильтрующего элемента 78 на месте. Технологический люк 80 или отверстие 79 для доступа может содержать прокладку для предотвращения проникания влаги во внутренне пространство 75 корпуса.
Рассмотрим фиг. 5а и 5б, на которых более подробно показан контакт между корпусом 74 воздухоочистителя, защитным элементом 76, фильтрующим элементом 78 и технологическим люком 80. Защитный элемент 76 содержит радиальное уплотнение 86, которое входит в контакт с уплотняющей поверхностью 90 защитного элемента на корпусе 74. Фильтр 78 грубой очистки содержит радиальное уплотнение 92, которое входит в контакт с уплотняющей поверхностью 94 фильтрующего элемента грубой очистки на корпусе 74. Следует дополнительно отметить, что радиальное уплотнение 92 опирается на опору 93, которая является частью колена 95 фильтра 78 грубой очистки. В целом, колено 77 можно считать структурой, которая проходит от блочного фильтрующего материала до радиального уплотнения 92 и отклоняет поток протекающего через нее воздуха. Колено 77 содержит воздушный дефлектор или воздухозаборник 97, который может быть выполнен как наклонная плоскость 99 для облегчения отвода потока воздуха. Показано, что технологический люк 80 установлен на место, при этом опорная поверхность 98 фильтрующего элемента опирается на поверхность 96, которая предотвращает выход радиального уплотнения 92 из контакта с уплотняющей поверхностью 94 фильтрующего элемента грубой очистки при установленном технологическом люке 80. Колено 77 может быть выполнено из пластмассы. Фильтр 78 грубой очистки способен предотвращать выход защитного элемента 76 из контакта между радиальным уплотнением 86 и уплотняющей поверхностью 90 защитного элемента на корпусе 74.
Далее со ссылкой на фиг. 5а более подробно описан воздушный дефлектор 97. Это описание воздушного дефлектора 97 следует считать применимым к воздушным дефлекторам из других вариантов осуществления фильтрующего элемента грубой очистки. В целом, воздушный дефлектор 97 проходит от первого конца 97а до второго конца 97b. Первый конец 97а соединен с первой стенкой 95а колена 95, а второй конец 97b соединен со второй стенкой 95b колена 95. Место соединения первого конца 97а с первой стенкой 95а может рассматриваться как область нарушения непрерывности, в которой изменяется угол. Аналогичным образом, место соединения второго конца 97b со второй стенкой 95b может рассматриваться как область нарушения непрерывности, в которой изменяется угол. В целом, можно считать, что дефлектор 97 проходит от первого конца 97а до второго конца 97b под определенным углом к первому осевому направлению, обозначенному стрелкой А, то есть под углом по меньшей мере 10 градусов к первому осевому направлению, обозначенному стрелкой А, предпочтительно по меньшей мере 15 градусов к первому осевому направлению, обозначенному стрелкой А. Показанный угол обозначен символом α (альфа). Кроме того, можно считать, что воздушный дефлектор 97 проходит от первого конца 97а до второго конца 97b под углом более 10 градусов ко второму осевому направлению, обозначенному стрелкой В, предпочтительно по меньшей мере 15 градусов ко второму осевому направлению, обозначенному стрелкой В. Показанный угол обозначен символом β (бета). Именно за счет этого прохождения воздушного дефлектора 97 под углом облегчается обеспечение постепенного (нерезкого) отвода потока, что способствует свойствам воздушного потока, поступающего в двигатель. Показано, что длиной воздушного дефлектора 97 является расстояние DL от первого конца 97а до второго конца 97b. Кроме того, наибольшее расстояние от первой стенки 95а до уплотнительного элемента 92 (места, где уплотнительный элемент 92 образует уплотнение с корпусом) обозначено как расстояние W1. Можно считать, что воздушный дефлектор 97 имеет длину DL, которая составляет более 1/3 длины W1. Подразумевается, что в целях этого измерения длины дефлектора DL измеряют расстояние между первым концом 97а и вторым концом 97b. Дефлектор 97 может быть сконфигурирован таким образом, чтобы его части были углублены во внутреннее пространство 91 колена 77. Как показано в дополнительных вариантах осуществления, дефлектор содержит углубление, и даже в таких случаях его длиной является расстояние по прямой между первым концом 97а и вторым концом 97b.
Рассмотрим фиг. 6, на которой показано изображение по частям фильтрующего элемента 100, который содержит блочный фильтрующий материал 102, раму или противораздвижное устройство 104, колено 106 и уплотнительный элемент 108. Показанным блочным фильтрующим материалом является Z-образный блочный фильтрующий материал. Под блочным фильтрующим материалом 102 находится рама или противораздвижное устройство 104, которое проходит через выпускной конец 103 блочного фильтрующего материала 102 напротив впускного конца 101 блочного фильтрующего материала 102. Рама 104 также может именоваться крестовой конструкцией. Рама или противораздвижное устройство 104 помогает не позволять раздвигаться блочному фильтрующему материалу 102. Блочный фильтрующий материал 102 может быть прикреплен к кромке 109 первого конца 110 колена. На втором конце 112 колена имеется опора 114, на которую опирается уплотнительный элемент 108. Уплотнительный элемент 108 предпочтительно запрессован в опору 114. На фиг. 6 уплотнительный элемент 108 для наглядности показан отдельно от опоры 114. Когда уплотнительный элемент 108 запрессован в опору 114, он находится на ней и соединен с ней. Следует также учесть, что уплотнительный элемент 108 может быть выполнен отдельно от опоры 114 и соединен с опорой 114 или размещен на ней. В таком случае уплотнительный элемент 108 может быть выполнен как уплотнительное кольцо или прокладка. На втором конце 112 колена имеется опорный элемент 113 для опоры 114. Примером опорного элемента 113 служит распорка 115, проходящая от одного стороны до другой стороны. Колено 106 может быть оснащено воздушным дефлектором или воздухозаборником 107 (например, наклонной плоскостью 109) для облегчения отвода потока воздуха.
Рассмотрим фиг. 7, на которой показано изображение по частям воздухоочистителя 120. Воздухоочиститель 120 содержит корпус 122, защитный элемент 124, фильтр 126 грубой очистки и технологический люк 128. Дополнительно показана область 130 предварительной очистки. На технологическом люке 128 также имеются соединители 132 для его крепления к корпусу 122. Показанные соединители 132 могут именоваться эксцентриковыми зажимами. Кроме того, уплотнительный элемент 134 на фильтре 126 грубой очистки и уплотнительный элемент 125 на защитном элементе 124 могут считаться радиальными уплотнительными элементами. Фильтр 126 грубой очистки содержит колено 127 с воздушным дефлектором или воздухозаборником 129, который может быть выполнен как наклонная плоскость 131.
Рассмотрим фиг. 8а-8д, на которых показано обслуживание воздухоочистителя 120. На корпусе 122 имеется выступ 140. Выступ 140 имеет защитную уплотняющую поверхность 142 и противоположную уплотняющую поверхность 144 фильтрующего элемента грубой очистки. Защитный элемент 124 содержит радиальный уплотнительный элемент 125, который входит в контакт с уплотняющей поверхностью 142 защитного элемента. Радиальный уплотнительный элемент 125 может именоваться обращенным наружу радиальным уплотнением, поскольку защитная уплотняющая поверхность 142 находится снаружи радиального уплотнительного элемента 125. Фильтр 126 грубой очистки содержит радиальный уплотнительный элемент 134, который входит в контакт с первичной уплотняющей поверхностью 144. Радиальный уплотнительный элемент 134 может именоваться обращенным внутрь уплотнительным элементом, поскольку первичная уплотняющая поверхность 144 находится внутри радиального уплотнительного элемента 134. В целом, обслуживание корпуса 120 воздухоочистителя аналогично 120 обслуживанию, описанному со ссылкой на фиг. 4а-4е. В частности, вводят защитный элемент 124 в корпус 122 до его полной посадки, в результате чего уплотнительный элемент 125 входит в контакт с защитной уплотняющей поверхностью 142. Затем вводят фильтр 126 грубой очистки, в результате чего радиальный уплотнительный элемент 134 входит в контакт с первичной уплотняющей поверхностью 144. Далее помещают технологический люк 128 над отверстием 152 для доступа. Технологический люк 128 служит опорой для фильтра 126 грубой очистки внутри корпуса и предотвращает выход радиального уплотнительного элемента 134 из контакта с первичной уплотняющей поверхностью 144, а фильтр 126 грубой очистки способен облегчать предотвращение выхода радиального уплотнительного элемента 125 из контакта с уплотняющей поверхностью 142 защитного элемента. В частности, технологический люк 128 имеет опорную поверхность 129, которая приспособлена к воздушному дефлектору 127 на фильтре 126 грубой очистки и служит опорой для него. Как подробнее описано далее, на опорной поверхности технологического люка может иметься выступ, который входит в контакт с углублением на воздушном дефлекторе.
На фиг. 9а и 9б показана ориентация контрольного фильтрующего элемента 124 и фильтра 126 грубой очистки относительно выступа 140 на корпусе. За счет того, что защитный элемент 124 и фильтр 126 грубой очистки примыкают к выступу 140, может экономиться пространство. Как показано, фильтр 126 грубой очистки содержит радиальный уплотнительный элемент 134, который входит в контакт с уплотняющей поверхностью 144 фильтрующего элемента грубой очистки. Кроме того, защитный элемент 124 содержит радиальный уплотнительный элемент 125, который входит в контакт с защитной уплотняющей поверхностью 142. Защитный элемент 124 и фильтрующий элемент 126 входят в перекрывающий контакт в месте нахождения выступа 140. Кроме того, следует отметить, что выступ 140 является частью корпуса.
Рассмотрим фиг. 10, на которой показано изображение по частям фильтра 126 грубой очистки. Фильтр 126 грубой очистки содержит Z-образный блочный фильтрующий материал 160, колено 162 и уплотнительный элемент 134. Z-образный блочный фильтрующий материал 160 может именоваться фильтрующей структурой, которая содержит Z-образный блочный фильтрующий материал. Колено 162 имеет первый конец 170 с кромкой 172 и рамой или противораздвижным устройством 174. Блочный фильтрующий материал 160 имеет впускной конец 176 и выпускной конец 178. Выпускной конец 178 опирается на раму или противораздвижное устройство 174, а внешняя периферия блочного фильтрующего материала 160 прикреплена к кромке 172 клеем. Колено 162 имеет второй конец 180 с кромкой или опорой 182. Уплотнительный элемент 134 предпочтительно запрессован в опору 182, но может быть выполнен как прокладка, прикрепленная к опоре 182. Колено может дополнительно содержать множество ребер 190, которые облегчают фиксацию защитного элемента на месте в плотном контакте с корпусом. Иными словами, множество ребер 190 облегчают предотвращение выхода контрольного фильтрующего элемента из контакта, в результате чего сохраняется радиальное уплотнение радиального уплотнительного элемента 125 с выступом 140.
Рассмотрим фиг. 11а и 11б, на которых проиллюстрирован альтернативный вариант осуществления фильтрующего элемента, обозначенного позицией 200. Фильтрующий элемент 200 содержит блочную структуру 202 фильтрующего материала 202, которая соответствует фильтрующему элементу, описанному в публикации международной заявки WO 2005/063361. Содержание публикации международной заявки WO 2005/063361 целиком включено в настоящую заявку в порядке ссылки. Также может использоваться блочная структура 202 фильтрующего материала по типу фильтрующего элемента согласно патенту US 6350291, содержание которого целиком включено в настоящую заявку в порядке ссылки. Блочная структура 202 фильтрующего материала содержит Z-образный блочный фильтрующий материал 203 и радиальный уплотнительный элемент 204, который опирается на предварительно сформованный элемент 206. Предварительно сформованный элемент 206 содержит раму или противораздвижное устройство 209, которое помогает не позволять раздвигаться блочному фильтрующему материалу 203, а также служит опорой для радиального уплотнительного элемента 204. Радиальный уплотнительный элемент 204 входит в контакт с кромкой 210 на колене 212. За счет этого фильтрующий элемент 200 образует разъемное уплотнение с коленом 212. Иными словами, фильтрующий элемент 200 не соединен с коленом и может быть заменен без замены колена 212. Кроме того, колено 212 содержит воздушный дефлектор или воздухозаборник 213, который облегчает изменение первого осевого направления потока воздуха на второе осевое направление и при этом сводит к минимуму возмущения воздушного потока.
Рассмотрим фиг. 12а и 12б, на которых проиллюстрирован альтернативный вариант осуществления колена 250. Колено 250 содержит уступ 252. Уступ 252 выгоден, поскольку при запрессовке уплотнения на втором конце 254 к нему может прилагаться давление в направлении стрелки F путем давления на плоскую и выровненную поверхность 253. В результате, упрощается запрессовка уплотнения на втором конце 254, а давление, направляемое коленом 250, может относительно равномерно распределяться по периметру второго конца 254 за счет приложения усилия к плоской и выровненной поверхности 253 (выровненной относительно второго конца 254). Уступ 252 может считать вдавленным или углубленным участком колена 250, который входит во внутренний объем колена 255 колена 250 и образует полость 260 снаружи колена 250. Уступ 252 может быть окружен воздушным дефлектором или воздухозаборником 262, при этом воздушный дефлектор или воздухозаборник 262 может считаться наклонной плоскостью 264, несмотря на углубление 260 в нем. Дефлектор или воздухозаборник 262 расположен между первым концом 251 колена и вторым концом 254 колена и помогает отклонять поток воздуха. Кроме того, уступ 252 позволяет фильтру грубой очистки опираться на технологический люк, который имеет соответствующую конструкцию для вхождения в контакт с уступом 252. За счет соответствующей конструкции на технологическом люке для вхождения в контакт с уступом 252 при обслуживании воздухоочистителя можно гарантировать правильную установку картриджа фильтрующего элемента грубой очистки с целью правильной установки технологического люка над отверстием для доступа в корпусе воздухоочистителя, когда технологический люк и фильтрующий элемент грубой очистки имеют соответствующую уступу конструкцию.
Колено 250 имеет первую стенку 270, отходящую от первого конца 251 колена, и вторую стенку 272, отходящую от второго конца 254 колена. Дефлектор 262 имеет первый конец 262а, который соединен с первой стенкой 270 в месте углового нарушения непрерывности, и второй конец 262b, который соединен со второй стенкой 272 в месте углового нарушения непрерывности. Местом углового нарушения непрерывности может считаться место, в котором угол заметно изменяется, например, по меньшей мере на 2 или 3 градуса.
Фильтрующий элемент грубой очистки и защитный элемент (фильтрующий элемент тонкой очистки) могут иметь различные формы. Типичные формы включают круглую и некруглую формы. Типичные некруглые формы включают яйцевидную, овальную и трекообразную формы. Одной из типичных трекообразных форм является конфигурация с двумя прямыми противоположными сторонами, соединенными двумя закругленными торцами. Как показано на фиг. 13а, фильтрующий элемент 300 грубой очистки содержит круглый блочный фильтрующий материал 302 и колено 304, имеющее первый конец 305 круглой формы, которая соответствует круглой форме блочного фильтрующего материала 302, и второй конец 306 круглой формы, которая соответствует круглой форме защитного элемента 308. Как показано на фиг. 13б, фильтр 310 грубой очистки содержит блочный фильтрующий материал 312 круглой формы, колено 314, имеющее первый конец 315 круглой формы, которая соответствует круглой форме блочного фильтрующего материала 312, и второй некруглый конец 316, и некруглый защитный элемент 318. Форма второго конца 316 и защитного элемента 318 может именоваться трекообразной формой. Как показано на фиг. 13в, фильтр 320 грубой очистки содержит некруглый блочный фильтрующий материал 322, колено 324, имеющее первый конец 325 некруглой формы, которая соответствует некруглой форме блочного фильтрующего материала 322, и второй конец 326 некруглой формы, которая соответствует некруглой форме защитного элемента 328. Показанные на фиг. 13в некруглые формы можно охарактеризовать как трекообразные формы. Как показано на фиг. 13г, основной фильтрующий элемент 330 содержит некруглый блочный фильтрующий материал 332 и колено 334, имеющее первый конец 335 некруглой формы, которая соответствует некруглой форме блочного фильтрующего материала 332, и второй конец 336 круглой формы, которая соответствует круглой форме защитного элемента 338. Следует учесть, что первый конец 305, 315, 325 и 335 колена может иметь форму, которая соответствует форме блочного фильтрующего материала 302 312, 322 и 332, соответственно. Второй конец 306, 316, 326 и 336 колена может иметь форму, которая соответствует уплотняющей поверхности корпуса воздухоочистителя. Форма может являться круглой или некруглой (такой как яйцевидная, овальная и трекообразная). Формы первого конца и второго конца колена могут являться одинаковыми или отличающимися.
Рассмотрим фиг. 14, на которой показано изображение по частям воздухоочистителя. Воздухоочиститель 350 содержит корпус 352, защитный элемент 354, фильтрующий элемент 356 и технологический люк 358. Защитный элемент 354 содержит обращенное наружу радиальное уплотнение 360, которое входит в контакт с защитной уплотняющей поверхностью 362 на удлинителе 364, который является частью корпуса 352. Фильтр 356 грубой очистки содержит обращенное внутрь радиальное уплотнение 370, которое входит в контакт с уплотняющей поверхностью 372 фильтрующего элемента грубой очистки на удлинителе 364, который является частью корпуса 352. Это подробно показано на фиг. 15а-15в. Как дополнительно показано, корпус 352 содержит выпускной участок 380. В проиллюстрированной конфигурации выпускной участок 380 является частью корпуса 352. В частности, выпускной участок 380 имеет стенку 382 с опорой 364. Корпус 353 воздухоочистителя имеет стенку 386. Стенка 382 и стенка 386 соединены швом 388. Стенка 382 и стенка 386 могут быть соединены с использованием защелкивающегося приспособления. Стенка 382 и стенка 386 могут быть соединены альтернативными средствами, такими как соединители, включающими винты или болты, или клеем. Кроме того, в технологическом люке 358 имеется выемка или углубление 390, которое входит в контакт с соответствующей выемкой или углублением в колене 394.
Что касается фильтрующего элемента 356, блочный фильтрующий материал 400 входит в контакт с кромкой 402 на первом конце 404 колена 394 путем соединения с ней с помощью клея. Соответственно, показано, что блочный фильтрующий материал 400 клеевым соединением соединен с кромкой 402 колена 394. Как показано, с кромкой 402 соединена наружная поверхность блочного фильтрующего материала. Разумеется, что поверхность блочного фильтрующего материала 400 может быть соединена с первым концом 404 колена 394, но при ее соединении даже по периферии может происходить закупорка блочного фильтрующего материала 400. Если с первым концом 404 колена 394 соединена выпускная поверхность блочного фильтрующего материала 400, кромка 402 может отсутствовать.
На фиг. 16а-16в проиллюстрирован альтернативный вариант осуществления. На фиг. 16а показана блочная структура 450 фильтрующего материала. Блочная структура 450 фильтрующего материала содержит блочный фильтрующий материал 452, который проиллюстрирован как спиральный Z-образный блочный фильтрующий материал. Блочная структура 450 фильтрующего материала дополнительно содержит предварительно сформованный элемент 454 и обращенный наружу радиальный уплотнительный элемент 456, запрессованный в предварительно сформованный элемент 454. Обращенный наружу радиальный уплотнительный элемент 456 может входить в контакт с кромкой 458 на первом конце 460 колена 462. Блочная структура 450 фильтрующего материала описана, например, в публикации международной заявки WO 2005/063361, содержание которой целиком включено в настоящую заявку в порядке ссылки.
Рассмотрим фиг. 17а-17в, на которых показан альтернативный фильтрующий элемент 500 грубой очистки. Фильтрующий элемент 500 грубой очистки содержит фильтрующую структуру 501 и колено 504. Фильтрующая структура 501 содержит гофрированный блочный фильтрующий материал 502. Фильтрующая структура 501 может быть соединена с первым концом 506 колена 504. В проиллюстрированном варианте осуществления фильтрующая структура 501 содержит предварительно сформованный элемент 508 с установленным на нем уплотнительным элементом 510. Уплотнительный элемент 510 может входить в контакт с кромкой 512 первого конца 506. Кроме того, предварительно сформованный элемент 508 может содержать фланец 514, который может действовать как стопор. В качестве стопора, не позволяющего фильтрующему элементу 501 опускаться слишком глубоко в колено 504, также может использоваться опора 515 колена. Кроме того, блочная структура 502 фильтрующего материала может содержать цилиндрический или конический гофрированный блочный фильтрующий материал 520. Форма показанного блочного фильтрующего материала может считаться конической, поскольку один его конец 526 имеет большую площадь поперечного сечения, чем другой конец 524. Цилиндрический или конический блочный фильтрующий материал 520 может опираться на опорный элемент 523. Показанный уплотнительный элемент 510 является обращенным наружу радиальным уплотнительным элементом. Может использоваться осевая уплотнительная структура, например, такая как осевая уплотнительная структура, описанная в патенте US 7070642. Все описание гофрированного цилиндрического фильтрующего элемента согласно патенту US 7070642 и то, как фильтрующий элемент может формировать уплотнение с корпусом, в порядке ссылки включено в настоящую заявку. В настоящую заявку в порядке ссылки также включено все содержание патента US 8066791. Кроме того, в настоящую заявку в порядке ссылки включено все содержание заявки US 13/622022.
Как показано на фиг. 13а-13г, может использоваться блочный фильтрующий материал 520 с поперечным сечением круглой или некруглой формы (т.е. овальной, яйцевидной, трекообразной), а колено 504 может иметь первый конец 506, форма которого соответствует форме блочного фильтрующего материала 520. Кроме того, второй конец 507 колена может иметь круглую или некруглую форму (т.е. овальную, яйцевидную, трекообразную формы). Если на втором конце 507 колена имеется защитный элемент, он может иметь форму, соответствующую форме второго конца 507 колена. Могут выбираться различные формы, позволяющие помещать воздухоочиститель внутри заданного объема.
Помимо Z-образных фильтрующих структур и конических или цилиндрических гофрированных блочных фильтрующих материалов согласно выборочным принципам настоящего изобретения могут использоваться блочные фильтрующие материалы альтернативных типов, у которых между противоположными концами проходят канавки. Один из примеров такого альтернативного блочного фильтрующего материала показан на фиг. 18а-18в. Проиллюстрированный на фиг. 18а-18в блочный фильтрующий материал аналогичен описанному в DE 202008017059 U1 и используется в устройствах, предлагаемых компанией Mann & Hummel под товарным знаком "IQORON".
Как показано на фиг. 18а, блочный фильтрующий материал в целом обозначен позицией 540. Блочный фильтрующий материал 540 содержит первый, наружный гофрированный контур 541 фильтрующего материала и второй, внутренний гофрированный контур 542 фильтрующего материала. На фиг. 18а показан вид с конца 545 блочного фильтрующего материала. Показанным концом 545 может являться впускной конец или выпускной конец в зависимости от выбранного направления потока. Во многих структурах согласно описанным принципам блочный фильтрующий материал 540 помещается в фильтрующем элементе, и концом 545 является впускной конец для впуска потока.
Наружный гофрированный контур 541 фильтрующего материала имеет овальную форму, хотя возможны альтернативные формы. Позицией 550 обозначен, например, запрессованный конец, закрывающий концы гофров 541 с конца 545 блочного фильтрующего материала.
Поскольку гофры 542 окружены отстоящим от них контуром 541, гофрированный контур 542 фильтрующего материала 542 также имеет до некоторой степени овальную форму. В этом случае концы 542е отдельных гофров 542р контура 542 закрыты герметично. Кроме того, контур 542 окружает центр 542с, который закрыт центральной полосой 543 материала, обычно запрессованного на место.
Когда во время фильтрации концом 545 является конец для впуска потока, воздух поступает в зазор 555 между двумя контурами 541, 542 фильтрующего материала. Затем воздух, проходящий через блочный фильтрующий материал 540, поступает через контур 541 или контур 542 и фильтруется.
В проиллюстрированном примере контур 541 проходит с наклоном внутрь в сторону контура 542 целиком от конца 545. Также показаны разделители 556, на которые для придания конструктивной целостности опирается центрирующее кольцо 557, окружающее конец контура 542.
На фиг. 18б показан конец 546 картриджа 250 напротив конца 255. В данном случае видно внутреннее пространство контура 542, окружающее открытую область 560 потока газа. Когда через картридж 540 протекает воздух в общем направлении в сторону конца 546 и от конца 545, часть воздуха, которая проходит через контур 542, поступает в центральную область 560 и выходит из нее через конец 546. Разумеется, что во время фильтрации воздух, который поступает в контур 541, показанный на фиг. 18а, в целом протекает вокруг внешнего периметра 546р конца 546.
На фиг. 18в схематически показан вид в поперечном разрезе картриджа 540. Отдельные показанные и описанные признаки обозначены такими же позициями.
Из описания со ссылкой на фиг. 18а-18в можно понять, что картриджем 540 в целом является картридж с канавками, проходящими в продольном направлении между противоположными концами 545, 546.
В структуре, проиллюстрированной на фиг. 18а-18в, блочный фильтрующий материал 540 имеет периметр овальной, в частности, трекообразной формы. Он показан таким образом, поскольку фильтрующие воздух элементы во многих описанных далее примерах также имеют овальную или трекообразную конфигурацию.
Рассмотрим фиг. 19-20, на которых показан альтернативный фильтрующий элемент грубой очистки с воздушным дефлектором, обозначенный позицией 600. Фильтрующий элемент 600 грубой очистки с воздушным дефлектором может являться частью области вертикальной системы 10 впуска воздуха, показанной на фиг. 1 и 2.
Фильтрующий элемент 600 грубой очистки с воздушным дефлектором имеет отверстие 602 для впуска воздуха, отверстие 604 для выпуска воздуха, корпус 606, технологический люк 608, фильтр 610 предварительной очистки, фильтр 612 грубой очистки и фильтрующий элемент 614 тонкой очистки. Корпус 606 содержит область 620 предварительной очистки, область 622 грубой очистки и выпускную область 624. В области 620 предварительной очистки может находиться фильтр 610 предварительной очистки. Подразумевается, что в области 620 предварительной очистки может отсутствовать фильтр предварительной очистки, или может отсутствовать область предварительной очистки. Кроме того, фильтр предварительной очистки может находиться выше по потоку, например, в вертикальной системе 10 впуска воздуха. Фильтр 610 предварительной очистки может быть оснащен одним или несколькими инерционными сепараторами 626 и очистителем 628 для удаления частиц из фильтра 610 предварительной очистки. В корпусе 606 имеется отверстие 630 для доступа с целью обслуживания фильтра 612 грубой очистки и фильтрующего элемента 614 тонкой очистки. Отверстие 630 для доступа закрыто технологическим люком 608, который также фиксирует на месте фильтр 612 грубой очистки и фильтрующий элемент 614 тонкой очистки. Корпус 606 имеет крепежные элементы 631 для фиксации на месте корпуса 606. Показано, что крепежными элементами являются болты. Разумеется, что возможны альтернативные крепежные элементы, такие как эксцентриковые зажимы.
Фильтр 612 грубой очистки содержит структуру 613 с фильтрующим материалом и колено 634. Структура 613 с фильтрующим материалом содержит блочный фильтрующий материал 632. Блочный фильтрующий материал 632 имеет первый конец 636 для впуска неочищенного воздуха и второй конец 638 для выпуска очищенного воздуха. Вокруг первого конца 636 установлен необязательный кольцевой элемент 633 для облегчения защиты блочного фильтрующего материала. Блочный фильтрующий материал 632 выполнен в виде Z-образного блочного фильтрующего материала, но может представлять собой любой другой блочный фильтрующий материал, в котором предусмотрено впускное отверстие на входе и выпускное отверстие на выходе. Например, может использоваться цилиндрический или конический гофрированный блочный фильтрующий материал, как описано со ссылкой на фиг. 17а-17в, двойной гофрированный блочный фильтрующий материал, как описано со ссылкой на фиг. 18а-18в, и гофрированная панель, как описано со ссылкой на фиг. 22а-22в, 23а и 23б. Колено 634 имеет первый конец 640, который прикреплен ко второму концу 638 блочного фильтрующего материала, второй конец 642, который прикреплен к корпусу 606, и воздушную камеру 644 для отвода воздуха, протекающего от первого конца 640 колена ко второму концу 642 колена. Колено 634 может считаться оболочкой, а первый конец 640 может проходить на протяжении части наружной поверхности блочного фильтрующего материала 632. Не требуется, чтобы первый конец 640 доходил первого конца 636 блочного фильтрующего материала, хотя, конечно, это возможно. Второй конец 642 имеет уплотнительный элемент 669 для герметичного крепления к корпусу 606.
Воздушная камера 644 имеет внутренний объем внутренний объем 645 для размещения фильтрующего элемента 614 тонкой очистки. Воздушная камера 644 имеет первую стенку 644а и вторую стенку 644b. Первая стенка 644а отходит от первого конца 640, а вторая стенка 644b отходит от второго конца 642. Первая стенка 644а и вторая стенка 644b соединены швом 644с и в сочетании с воздушным дефлектором 644d образуют внутренний объем 645, то есть замкнутое пространство, в результате чего первое осевое направление воздуха, протекающего от первого конца 640, меняется на второе осевое направление при протекании через второй конец 642. Кроме того, воздушная камера 644 имеет приемный конец 648 между фильтрующим элементом 614 тонкой очистки и участком технологического люка 608. На приемном конце 648 находится воздушный дефлектор 644d, являющийся его частью. Приемный конец 648 имеет плоский участок 650, углубленный участок 652 и выступающий участок 654. Плоский участок 650 выполнен углубленным и отходит от наружного участка 656 воздушной камеры 644, расположенного ближе всего к наружной поверхности 609 технологического люка 608. В целом, плоский участок 650, который выполнен углубленным и отходит от наружного участка 656, служит поверхностью, к которой может прилагаться давление при запрессовке уплотнительного элемента 669 во второй конец 642 колена. Наружный участок 656 может считаться воздушным дефлектором 644d, поскольку он обеспечивает постепенное изменение первого осевого направления воздушного потока на второе осевое направление. Между плоским участком 650 и выступающим участком 654 находится углубленный участок 652 с наружной поверхностью 653 змеевидной формы, содержащей чередующиеся изогнутые наружу вогнутые отрезки 653а и изогнутые внутрь выпуклые отрезки 653b. Поверхность змеевидной формы также может именоваться лепестковой структурой. Углубленный участок 652 может иметь внутреннюю поверхность 655, которая является частью выступающего участка 654. Внутренняя поверхность 655 может быть выполнена относительно гладкой и цилиндрической или конической. Лепестковая структура может считаться имеющей форму цветка, при этом возможны альтернативные формы, такие как многоугольник, круг и овал. Кроме того, многоугольником может являться правильный многоугольник, каждая сторона которого имеет одинаковую длину, а углы между сторонами являются одинаковыми, или неправильный многоугольник, стороны которого имеют различную длину, или углы между сторонами являются различными. Следует учесть, что соответствующая форма может быть придана участку технологического люка 608, который входит в контакт с приемным концом 648.
Показано, что на опоре 671 второго конца 642 колена имеется уплотнительный элемент 669. При установке на корпусе 606 уплотнительный элемент 669 образует обращенное внутрь радиальное уплотнение с выступом 673, который образует часть корпуса 606. Уплотнительный элемент 669 выполнен в виде обращенного внутрь радиального уплотнения, а форма уплотнительного элемента может считаться некруглой, такой как овальная. Может использоваться уплотнительный элемент 669 круглой формы или другой некруглой формы, такой как трекообразная или прямоугольная форма. В целом, под формой подразумевается общая конфигурация уплотнения, а не поперечное сечение части уплотнительного элемента.
Фильтрующий элемент 614 тонкой очистки содержит конический фильтрующий элемент 658, опирающийся на башенную опору 660, которая отходит от корпуса 606. Башенная опора 660 содержит опорные элементы 662, которые проходят от первого конца 664 до второго конца 666 башенной опоры. Первый конец 664 башенной опоры находится вблизи отверстия 624 для выпуска воздуха. Второй конец 666 башенной опоры имеет наружную непрерывную поверхность 668 для герметичного соединения с ней фильтрующего элемента 614 тонкой очистки и внутреннюю поверхность 670, рассчитанную на углубленный участок 652 приемного конца 648 фильтра 612 грубой очистки. Внутренняя поверхность 670 имеет змеевидную форму и содержит чередующиеся изогнутые наружу вогнутые отрезки 671а и изогнутые внутрь выпуклые отрезки 671b. В результате, поверхность змеевидной формы 671 может входить в контакт с коленом или змеевидной поверхностью 653 оболочки. Следует учесть, что внутренняя поверхность колена 634 на углубленных участках 652 может иметь форму, соответствующую форме поверхности 653. Например, углубленный участок 652 может содержать чередующиеся изогнутые наружу вогнутые отрезки 652а и изогнутые внутрь выпуклые отрезки 652b. Соответственно, внутренняя поверхность углубленного участка 652 может иметь форму, соответствующую форме внутренней поверхности 670 башенной опоры 660 и входящую в контакт с ней. Форма может считаться имеющей лепестковую форму или форму цветка, но может использоваться форма правильного многоугольника, неправильного многоугольника, круга или овала.
Конический фильтрующий элемент 658 содержит конический блочный фильтрующий материал 674 и уплотнительный элемент 676. Может использоваться фильтрующий материал 674 из числа любых применимых для фильтрации воздуха материалов, которые могут размещаться вокруг башенной опоры 660. Типичным фильтрующим материалом, который может использоваться в качестве материала 674, является многослойная фильтрующая структура, содержащая слой фильтрующего материала с волнистой конфигурацией, содержащей по меньшей мере две волны на дюйм, при этом фильтрующий материал имеет первую сторону и вторую сторону, к первой стороне волнистого фильтрующего материала примыкает первый волокнистый опорный слой, и многослойная фильтрующая структура имеет воздухопроницаемость, определенную методом Фразера, от около 75 футов/мин до около 200 футов/мин при измерении в чистом и не замасленном состоянии в водяном столбе 0,5 дюйма согласно стандарту ASTM D737. Типичный фильтрующий материал описан в предварительной заявке US 61/856467, которая подана 19 июля 2013 г. и содержание которой целиком включено в настоящую заявку в порядке ссылки. Альтернативный фильтрующий материал, который может использоваться в качестве материала 674, включает тканый или нетканый фильтрующий материал любого типа, из которого быть сформирована коническая структура для установки на башенной опоре 660. Обычно поток воздуха через фильтрующий элемент 614 тонкой очистки прижимает конический блочный фильтрующий материал 674 к башенной опоре 660.
Технологический люк 608 имеет соединители 631, которые фиксируют технологический люк 608 на корпусе 606, чтобы он закрывал отверстие 630 для доступа. Кроме того, технологический люк 608 имеет выступ 672, на который при использовании технологического люка 608, закрывающего отверстие 630 для доступа, опирается фильтр 612 грубой очистки, и который входит в углубление 652. В свою очередь, углубленный участок 652 фильтра 612 грубой очистки может входить в контакт с углубленным участком 671с башенной опоры 660. Углубленный участок 671с имеет внутреннюю поверхность 670. Выступ 672 может иметь первый выступающий участок 674 и второй выступающий участок 676. Первый выступающий участок 674 имеет опорную поверхность 680, на которую опирается плоский участок 650 приемного конца 648. Второй выступающий участок 676 содержит выступающий элемент 682, который входит в углубленный участок 652 приемного конца 648. Как показано на фиг. 20, наружная поверхность 684 может иметь форму, соответствующую змеевидной форме наружной поверхности 653. Второй выступающий участок 676 также может содержать приемный элемент 686, в который входит выступ 654. С учетом наличия приемного элемента 686 второй выступающий участок 676 может именоваться кольцевым выступом. При желании приемный элемент 686 может быть снабжен гладкой поверхностью 687.
Рассмотрим фиг. 21а-21г, на которых показан фильтрующий элемент 700 грубой очистки с воздушным дефлектором, признаки которого аналогичные признакам фильтра 600 грубой очистки с воздушным дефлектором. Одним из отличий является второй конец 766, на котором предусмотрен выступ 790, входящий в выступ 754 на приемном конце 748 фильтра 712 грубой очистки. Второй конец 766 имеет наружную непрерывную поверхность 768 для герметичного соединения с ней фильтрующий элемент 714 тонкой очистки посредством уплотнительного элемента 715. Второй конец 766 дополнительно имеет внутреннюю поверхность 770 для углубленного участка 752 приемного конца 748 фильтра 712 грубой очистки. Может использоваться внутренняя поверхность 770 и соответствующая внутренняя поверхность 752 выступа 754 змеевидной формы, как описано со ссылкой на фиг. 19 и 20.
Показано, что выступ 790 продолжается за пределами внутренней поверхности 770 и входит в выступ 754, помогая обеспечивать дополнительную опору для второго конца 766. На фиг. 21а и 21б показано размещение фильтрующего элемента 714 тонкой очистки на башенной опоре 760 таким образом, что уплотнительный элемент 778 входит в контакт с наружной непрерывной поверхностью 768. Как показано на фиг. 21б и 21в, затем помещают фильтр 712 грубой очистки в корпус 706 таким образом, что выступ 790 входит в выступ 754 приемном конце 748, а углубленный участок 752 приемного конца 748 входит в углубленную область 769. Как показано на фиг. 21в и 21г, затем устанавливают технологический люк 708 над отверстием 730 для доступа в корпусе. Технологический люк 708 имеет выступ 780, который входит в контакт с углубленным участком 752, и углубленный участок 782, который входит в контакт с выступом 754. Кроме того, выступ 780 может иметь форму, соответствующую форме углубленного участка 752, при этом может использоваться змеевидная форма. Помимо этого, углубленный участок 782 может иметь форму, соответствующую форме выступа 754, при этом может использоваться гладкая цилиндрическая или коническая форма Как показано на фиг. 21г, закрытый конец 792 вставлен в закрытый конец 794 фильтрующего элемента грубой очистки, а закрытый конец 794 фильтрующего элемента грубой очистки вставлен в опору 796 технологического люка. Эта структура облегчает поддержание стабильности фильтра 712 грубой очистки и фильтрующего элемента 714 тонкой очистки.
Фильтрующий элемент 700 грубой очистки с воздушным дефлектором содержит блочный фильтрующий материал фильтрующего элемента грубой очистки и смещенный блочный фильтрующий материал фильтрующего элемента тонкой очистки. Блочный фильтрующий материал фильтрующего элемента грубой очистки и смещенный блочный фильтрующий материал фильтрующего элемента тонкой очистки отличаются тем, что блочный фильтрующий материал фильтрующего элемента тонкой очистки не находится целиком в пределах проекции периметра блочного фильтрующего материала фильтрующего элемента грубой очистки. На фиг. 4е, 5а, 9а и 15а, блочный фильтрующий материал фильтрующего элемента тонкой очистки проиллюстрирован как гофрированный панельный фильтр и находится вне проекции периметра блочного фильтрующего материала фильтрующего элемента грубой очистки. Иными словами, блочный фильтрующий материал фильтрующего элемента тонкой очистки не находится непосредственно под блочным фильтрующим материалом фильтрующего элемента грубой очистки, когда он установлен для применения в фильтре грубой очистки с воздушным дефлектором. Другой пример этого смещения проиллюстрирован на фиг. 21г. Как показано на фиг. 21г, блочный фильтрующий материал 730 фильтрующего элемента тонкой очистки не находится целиком в пределах проекции периметра блочного фильтрующего материала 732 фильтрующего элемента грубой очистки. Периметр блочного фильтрующего материала фильтрующего элемента грубой очистки обозначен линиями P1 и Р2. Расстояние от P1 до Р2 может именоваться участком PD блочного фильтрующего материала фильтрующего элемента грубой очистки. Периметр блочного фильтрующего материала фильтрующего элемента тонкой очистки обозначен линиями S1 и S2. Расстояние от S1 до S2 может именоваться участком SD блочного фильтрующего материала фильтрующего элемента тонкой очистки. Как показано на фиг. 21г, участок (SD) блочного фильтрующего материала фильтрующего элемента тонкой очистки смещен от участка (PD) блочного фильтрующего материала фильтрующего элемента грубой очистки. Это смещение обозначено как участок OS. Смещение (OS) может составлять по меньшей мере 40 мм, по меньшей мере 45 мм и по меньшей мере 50 мм. Показано, что смещение имеет второе осевое направление по стрелке АА. Следует учесть, что, хотя смещение можно видеть на виде в поперечном разрезе на фиг. 21г, смещения не будет видно на виде спереди в направлении стрелки АА. Это объясняется тем, что смещение имеет направление по стрелке АА, а не под углом 90 градусов к стрелке АА. Кроме того, соотношение длины участка SD блочного фильтрующего материала фильтрующего элемента тонкой очистки и смещения OS может составлять по меньшей мере 6. Смещение OS желательно, чтобы облегчать изменение направления потока воздух без его неоправданного возмущения. Смещение может обеспечивать наклон или поворот воздушного потока с его минимальным возмущением. Кроме того, следует учесть, что возмущение потока воздуха уменьшается за счет большего отверстия 740 для выпуска очищенного воздуха для смещения фильтрующего элемента тонкой очистки. Это увеличение площади поперечного сечения может быть отчасти объяснено смещением конического или цилиндрического фильтрующего элемента тонкой очистки в сторону выпускного отверстия 740.
Фильтрующий элемент согласно различным описанным вариантам осуществления способен обеспечивать достаточное соотношение площади поперечного сечения уплотнительного элемента фильтрующего элемента и площади поперечного сечения фильтрующей структуры для обеспечения воздушного потока через воздухоочиститель. За счет относительно большой площади поперечного сечения в месте нахождения уплотнительного элемента фильтрующего элемента по сравнению с площадью поперечного сечения фильтрующей структуры достигаются улучшенные свойства воздушного потока. Соотношение составляет предпочтительно по меньшей мере 0,5 и может составлять по меньшей мере 0,6 и по меньшей мере 0,7. На фиг. 21г уплотнительный элемент фильтрующего элемента обозначен позицией 716, а площадью поперечного сечения является площадь сечения потока в пределах периметра уплотнительного элемента 716 фильтра. Блочный фильтрующий материал имеет площадь поперечного сечения, обозначенную позицией 718, через которую воздух из блочного фильтрующего материала поступает во второй конец колена. Эта площадь считается площадью поперечного сечения фильтрующей структуры.
Рассмотрим фиг. 22а и 22б, на которых показан альтернативный фильтрующий элемент грубой очистки или картридж, обозначенный позицией 800. Фильтрующий элемент 800 грубой очистки содержит приемный элемент 802 для блочного фильтрующего материала, колено 804, отходящее от приемного элемента 802 для блочного фильтрующего материала и служащее для изменения первого направления потока воздуха на второе направление, уплотнительный элемент 806 для создания уплотнения между фильтрующим элементом 800 грубой очистки и корпусом и гофрированный блочный фильтрующий материал 808 внутри приемного элемента 802 для блочного фильтрующего материала. Колено 804 имеет внутреннюю область 830, в котором может помещаться защитный элемент или фильтрующий элемент тонкой очистки.
Гофрированный блочный фильтрующий материал 808 содержит первый блочный фильтрующий материал 810 и второй блочный фильтрующий материал 812. Первый блочный фильтрующий материал 810 и второй блочный фильтрующий материал 812 представляют собой гофрированные материалы с переменной высотой гофров. Переменная высота гофров в целом означает, что изменение высоты гофров, которой является расстояние между впускной поверхностью 814 и выпускной поверхностью 816 блочного фильтрующего материала, составляет по меньшей мере на 5% длины блочного фильтрующего материала. Изменение высоты гофров предпочтительно составляет по меньшей мере на 10%. Как показано, первый блочный фильтрующий материал 810 и второй блочный фильтрующий материал 812 обеспечивают увеличение высоты гофров от центра 818 гофрированного блочного фильтрующего материала 808 к его наружным сторонам 820 и 822. В результате, выпускная поверхность 816 имеет периметр, огибающий защитный элемент, такой как, например, защитный элемент, показанный на фиг. 19. Выпускная поверхность 816 может являться криволинейной или относительно прямой или иметь углы. Если выпускная поверхность 816 имеет углы, подразумевается, что высота гофров в соответствии с линейным расположением. Если выпускная поверхность 816 является нелинейной, высота гофров изменяется нелинейно. Например, выпускной поверхности 816 может быть придана определенная кривизна, чтобы более эффективно огибать защитный элемент, который может размещаться во внутренней области 830. Кроме того, первый блочный фильтрующий материал 810 и второй блочный фильтрующий материал 812 могут содержать уплотнительный элемент 832, который окружает и герметично соединяет их друг с другом и с приемным элементом 802 для блочного фильтрующего материала. Первый блочный фильтрующий материал 810 и второй блочный фильтрующий материал 812 могут помещаться в приемном элементе для блочного фильтрующего материала, при этом желательно, чтобы неочищенный воздух не поступал в обход уплотнительных элементов 832 и тем самым в обход гофрированного блочного фильтрующего материала 808. Гофрированный блочный фильтрующий материал 808 может в любой момент извлекаться из приемного элемента 802 для блочного фильтрующего материала с целью обслуживания.
Рассмотрим фиг. 22в, на которой показан вид в разрезе фильтрующего элемента 800 грубой очистки, проиллюстрированного на фиг. 22а. Показаны виды в разрезе первого блочного фильтрующего материала 810 и второго блочного фильтрующего материала 812. Кроме того, фильтрующий элемент 800 грубой очистки содержит колено 804, конструкция которого соответствует конструкции колена 634, и который содержит углубленный участок 852 и выступающий участок 854.
Рассмотрим фиг. 23а и 23б, на которых показан альтернативный фильтрующий элемент грубой очистки или картридж, обозначенный позицией 900. Фильтрующий элемент 900 грубой очистки содержит гофрированный блочный фильтрующий материал 910, образующий панельную структуру с плоским впускным отверстием 912 и изогнутым выпускным отверстием 914. Изогнутое выпускное отверстие 914 образуется за счет переменной высоты гофров. Гофрированный блочный фильтрующий материал 910 помещается в корпусе 916, который установлен между первой частью 918 и второй частью 920 колена, в результате чего образуется фильтрующий элемент 900 грубой очистки.
Z-образная фильтрующая структура
В Z-образном фильтрующем материале одного из типов используются два соединенных друг с другом конкретных компонента, образующих фильтрующую структуру. Этими двумя компонентами являются: (1) снабженный канавками (обычно гофрированный) лист фильтрующего материала и (2) лицевой лист фильтрующего материала. Лицевой лист фильтрующего материала обычно не является гофрированным, но может быть снабжен гофрами, например, перпендикулярными направлению канавок, как описано в предварительно заявке US 60/543804, поданной 11 февраля 2004 г. и опубликованной как заявка РСТ WO 05/077487 25 августа 2005 г., которая в порядке ссылки включена в настоящую заявку.
Снабженный канавками (обычно гофрированный) лист фильтрующего материала и лицевой лист фильтрующего материала вместе образуют фильтрующий материал с параллельными впускными и выпускными канавками. В некоторых случаях снабженный канавками лист и лицевой лист соединяют друг с другом, а затем свертывают в спираль, чтобы сформировать Z-образную фильтрующую структуру. Такие структуры описаны, например, в патентах US 6235195 и 6179890, каждый из которых в порядке ссылки включен в настоящую заявку. В некоторых других случаях фильтрующая структура образована помещенными друга на друга неспиральными отрезками или полосами снабженного канавками (обычно гофрированного) фильтрующего материала, соединенного с лицевым фильтрующим материалом. Один таких примеров проиллюстрирован на фиг. 11 патента US 5820646, который в порядке ссылки включен в настоящую заявку.
Полосы материала, содержащего снабженный канавками лист, соединенный с гофрированным листом, из которых затем формируют блочный фильтрующий материал, иногда именуются в описании "односторонними полосами" или "односторонним" фильтрующим материалом. Эти термины и их разновидности подразумевают, что у каждой полосы поверхность снабженного канавками листа обращена к поверхности лицевого листа.
Обычно при свертывании в спираль полосы из снабженного канавками листа/лицевого листа (т.е. односторонней полосы) с целью формирования спирального блочного фильтрующего материала лицевой лист обращен наружу. Некоторые методы свертывания в спираль описаны в предварительно заявке US 60/467521, поданной 2 мая 2003 г., и заявке РСТ US 04/07927, поданной 17 марта 2004 г. и опубликованной как заявка WO 04/082795, каждая из которых в порядке ссылки включена в настоящую заявку. Наружная поверхность блочного фильтрующего материала у получаемой спиральной структуры обычно образована частью лицевого листа.
Используемым термином "гофрированный" применительно к структуре фильтрующего материала обозначается желобчатая структура, образующаяся в результате прохождения фильтрующего материала между двумя валками для гофрирования, т.е. через зазор между двумя валками, каждый из которых имеет соответствующие особенности поверхности для создания эффекта гофрирования у получаемого фильтрующего материала. Термином "гофрирование" не обозначаются канавки, которые формируются методами, не предусматривающими прохождение фильтрующего материала через зазор между валками для гофрирования. Тем не менее, подразумевается, что термин "гофрированный" применим даже в случае дальнейшей модификации или деформации фильтрующего материала после гофрирования, например, методами сгибания, описанными в заявке РСТ WO 04/007054, опубликованной 22 января 2004 г. и в порядке ссылки включенной в настоящую заявку.
Гофрированный фильтрующий материал является особой формой фильтрующего материала с канавками. Фильтрующим материалом с канавками является материал, который имеет отдельные канавки (например, сформированные путем гофрирования или сгибания), проходящие через него.
Удобные в обслуживании конфигурации фильтрующего элемента или картриджа с использованием Z-образного фильтрующего материала иногда обозначаются термином "прямоточная конфигурация" или его разновидностями. В целом, в данном контексте это означает, что удобные в обслуживании фильтрующие элементы или картриджи обычно имеют конец (или сторону) для впуска потока и противоположный конец (или сторону) для выпуска потока, при этом поток поступает в фильтрующий элемент и выходит из него в целом в одном и том же прямом направлении. Термином "удобный в обслуживании" в данном контексте обозначается содержащий фильтрующий материал фильтрующий элемент, который периодически извлекают с целью замены из соответствующего очистителя (например, воздуха). В некоторых случаях конец (или сторона) для впуска потока и конец (или сторона) для выпуска потока являются в целом плоскими или планарными и проходят параллельно друг другу. Тем не менее, возможны разновидности, например, когда стороны не являются планарными.
Прямоточная конфигурация (в особенности, в случае спирального или пакетированного блочного фильтрующего материала) отличается, например, от удобных в обслуживании фильтрующих элементов, таких как цилиндрические гофрированные фильтрующие элементы того типа, которые описаны в патенте US 6039778, в порядке ссылки включенном в настоящую заявку, и в которых поток делает существенный поворот на пути от поступления в фильтрующий материал до выхода из него. Иными словами, в случае фильтра по патенту 6039778 поток поступает в цилиндрический фильтрующий элемент с цилиндрической стороны, а затем поворачивает и выходит через открытый конец фильтрующего материала (в прямоточных системах). В типичной противоточной системе поток поступает в удобный в обслуживании цилиндрический картридж через открытый конец фильтрующего материала, а затем поворачивает и выходит через цилиндрическую сторону фильтрующего материала. Один из примеров такой противоточной системы описан в патенте US 5613992, в порядке ссылки включенном в настоящую заявку.
Используемым термином "Z-образная фильтрующая структура" и его разновидностями обозначается любое или все из следующего: полотно гофрированного или иным образом снабженного канавками материала, прикрепленного к (лицевому) материалу соответствующим уплотнением с возможностью формирования впускных и выпускных канавок; и/или сконструированный или сформированный из такого материала блочный фильтрующий материал, образующий трехмерную сеть впускных и выпускных канавок; и/или фильтрующий элемент или структура, содержащая такой блочный фильтрующий материал.
В целом, фильтрующим материалом является относительно гибкий материал, обычно нетканый волокнистый материал (из целлюлозного волокна, синтетического волокна или того и другого), часто содержащий смолу, иногда обработанную дополнительными материалами. Соответственно, из него могут формироваться различные гофрированные структуры без неприемлемого повреждения материала. Кроме того, его можно легко свертывать в спираль или иначе конфигурировать для применения также без неприемлемого повреждения материала. Разумеется, что материал должен обладать определенными свойствами для сохранения требуемой гофрированной конфигурации в процессе применения.
Обычно в процессе гофрирования материал испытывает неупругую деформацию. За счет этого предотвращается восстановление исходной формы материала. Тем не менее, после ослабления напряжения обычно происходит отдача, в результате чего канавки или гофры лишь частично восстанавливают созданное напряжение и изгиб. Чтобы предотвратить эту отдачу гофрированного листа, иногда к листу фильтрующего материала с канавками прикрепляют лицевой лист фильтрующего материала.
Материал также обычно содержит смолу. В процессе гофрирования материал может нагреваться до температуры, превышающей температуру стеклования смолы. Это помогает сохранять форму канавок при дальнейшем охлаждении смолы.
Материал из гофрированного листа, лицевого листа или того и другого может быть покрыт тонковолокнистым материалом с одной или обеих сторон, например, как описано в патенте US 6673136, в порядке ссылки включенном в настоящую заявку. Когда используется такой тонковолокнистый материал, в некоторых случаях может быть желательным, чтобы тонковолокнистый материал находился на входной стороне материала внутри канавок. В этом случае в процессе фильтрации воздушный поток обычно будет поступать на край пакетирующего валика.
Одной из задач при использовании Z-образных фильтрующих структур является заделывание концов отдельных канавок. Хотя возможны альтернативные способы, обычно для этого используют уплотнитель или клей. Из приведенного выше описания следует, что у типичного Z-образного фильтрующего материала, в особенности, в котором используются прямые, а не сужающиеся канавки и уплотнитель для уплотнения канавок, требуются поверхности уплотнения большой площади (и уплотнители больших объемов) как на впускном конце, так и на выпускном конце. Высококачественное уплотнение в этих местах обеспечивает надлежащую эксплуатацию получаемой структуры.
Следует отметить, что в воздухоочистителях, особенности которых охарактеризованы далее, могут использоваться канавки альтернативных конструкций, таких как описаны в заявке US 12/215718, поданной 26 июня 2008 г. и опубликованной как заявка US 2009/0127211, заявке US 12/012785, поданной 4 февраля 2008 г. и опубликованной как заявка US 2008/0282890, и/или заявке US 12/537069, опубликованной как заявка US 2010/0032365. Содержание каждой из заявок US 2009/0127211, US 2008/0282890 и US 2010/0032365 целиком включено в настоящую заявку в порядке ссылки.
Способы изготовления полосы материала (односторонней полосы) описаны в заявке РСТ WO 04/007054, опубликованной 22 января 2004 г. и в порядке ссылки включенной в настоящую заявку.
Способы заделывания канавок путем сшивания описаны в заявке РСТ WO 04/007054, в порядке ссылки включенной в настоящую заявку. Способы свертывания материала в спираль с применением намоточного валика описаны в заявке РСТ US 04/07927, поданной 17 марта 2004 г. и опубликованной как заявка WO 04/082795, которая порядке ссылки включена в настоящую заявку.
Возможны альтернативные подходы к сшиванию концов канавок. Такие подходы могут предусматривать, например, сшивание не по центру каждой канавки и свертывание или подгибание различных канавок. В целом, сшивание предусматривает свертывание или иное манипулирование с материалом вблизи конца канавки, чтобы сжать и заделать его.
Описанные методы особо приспособлены для применения в блочных фильтрующих материалах, получаемых путем свертывания в спираль одного листа, представляющего собой комбинацию гофрированного листа и лицевого листа, т.е. "одностороннюю" полосу. Тем не менее, они также могут изготавливаться в виде пакетированных структур.
Спиральные блочные фильтрующие структуры могут обладать разнообразными характеристиками внешнего периметра. В данном контексте термином "характеристики внешнего периметра" и его разновидностями обозначается форма внешнего периметра со стороны впускного конца или выпускного конца блочного фильтрующего материала. Типичной формой является круглая форма, описанная в заявке РСТ WO 04/007054. Другой применимой формой является яйцевидная форма, одним из примеров которой служит овальная форма. Обычно овальные формы имеют противоположные закругленные торцы, соединенные парой противоположных сторон. В некоторых овальных формах противоположные стороны также изогнуты. В других овальных формах, иногда называемых трекообразными формами, противоположные стороны являются в целом прямыми. Трекообразные формы описаны, например, в заявке РСТ WO 04/007054 и заявке РСТ US 04/07927, опубликованной как заявка WO 04/082795, каждая из которых в порядке ссылки включена в настоящую заявку.
Другим способом охарактеризовать форму периферии или периметра является описание периметра поперечного сечения блочного фильтрующего материала в направлении, ортогональном оси свертывания в спираль.
Противоположным концам или сторонам потока через блочный фильтрующий материал могут быть приданы разнообразные характеристики. Во многих структурах концы или торцы являются плоскими (планарными) и перпендикулярны друг другу. В других структурах один или оба торца имеют сужающиеся, например, ступенчато сужающиеся участки, которые могут выступать в осевом направлении наружу от торца боковой стенки блочного фильтрующего материала или выступать в осевом направлении внутрь от торца боковой стенки блочного фильтрующего материала.
Уплотнения канавок (например, в виде валика односторонней полосы, намоточного валика или пакетирующего валика) могут формироваться из разнообразных материалов. В различных процитированных и включенных в порядке ссылки документах описаны термоплавкие или полиуретановые уплотнения, возможные в различных случаях применения.
Следует отметить, что известная из уровня техники блочная пакетная структура описана в патенте US 5820646, включенном в настоящую заявку в порядке ссылки. Следует также отметить, что пакетные структуры описаны в патентах US 5772883, 5792247, предварительной заявке US 60/457255, поданной 25 марта 2003 г., и заявке US 10/731564, поданной 8 декабря 2003 г. и опубликованной как заявка 2004/0187689. Каждый их этих документов включен в настоящую заявку в порядке ссылки. Следует отметить, что пакетная структура, описанная в заявке US 10/731504, опубликованной как заявка 2005/0130508, представляет собой наклонную пакетную структуру.
Следует также отметить, что в некоторых случаях один блочный фильтрующий материал может состоять из нескольких пакетных структур. Кроме того, в некоторых случаях может быть сформирована пакетная структура с углубленными одной или несколькими сторонами потока, например, как описано в патенте US 7625419, включенном в настоящую заявку в порядке ссылки.
Итоговые выводы
В этом разделе представлены некоторые выборочные обобщенные характеристики идей изобретения. В их число входят:
1. Фильтрующий элемент, содержащий:
(а) фильтрующую структуру, содержащую блочный фильтрующий материал с отверстием для впуска неочищенного воздуха и отверстием для выпуска очищенного воздуха, при этом:
(i) воздух, протекающий через отверстие для выпуска очищенного воздуха, движется в первом осевом направлении, и
(ii) отверстие для выпуска очищенного воздуха ограничивает площадь поперечного сечения фильтрующей структуры,
(б) колено, имеющее первый конец, который отходит от отверстия для выпуска очищенного воздуха из фильтрующей структуры, второй конец, протекающий через который воздух движется во втором осевом направлении, и воздушную камеру, проходящую от первого конца колена до второго конца колена и содержащую:
(i) воздушный дефлектор для изменения первого осевого направления воздуха на второе осевое направление, при этом второе осевое направление отличается от первого осевого направления,
(ii) внутренний объем между первым концом колена и вторым концом колена,
(в) уплотнительный элемент фильтрующего элемента, установленный на втором конце колена с целью уплотнения отверстия для впуска очищенного воздуха и ограничивающий площадь поперечного сечения уплотнительного элемента; и
(г) соотношение площади поперечного сечения уплотнительного элемента и площади поперечного сечения фильтрующей структуры составляет по меньшей мере 0,5.
2. Фильтрующий элемент согласно характеристике 1, в котором блочный фильтрующий материал представляет собой блочный фильтрующий материал с канавками, содержащий впускные канавки и выпускные канавки, при этом блочный фильтрующий материал закрыт для поступления потока неотфильтрованного воздуха во впускные канавки и выхода из выпускных канавок без фильтрации.
3. Фильтрующий элемент согласно характеристике 2, в котором блочный фильтрующий материал образует спиральную структуру.
4. Фильтрующий элемент согласно характеристике 1, в котором блочный фильтрующий материал представляет собой гофрированный блочный фильтрующий материал.
5. Фильтрующий элемент согласно характеристике 4, в котором гофрированный блочный фильтрующий материал представляет собой гофрированный блочный фильтрующий материал в виде цилиндрической структуры.
6. Фильтрующий элемент согласно характеристике 4, в котором гофрированный блочный фильтрующий материал представляет собой гофрированный блочный фильтрующий материал в виде конической структуры.
7. Фильтрующий элемент согласно характеристике 4, в котором гофрированный блочный фильтрующий материал образует панельную структуру.
8. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 1-7, в котором соотношение площади поперечного сечения уплотнительного элемента и площади поперечного сечения фильтрующей структуры составляет по меньшей мере 0,6.
9. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 1-8, в котором воздушная камера имеет первую стенку, отходящую от первого конца колена, и вторую стенку, отходящую от второго конца колена, а воздушный дефлектор имеет первый конец, отходящий под углом от первой стенки, и второй конец, отходящий под углом от второй стенки.
10. Фильтрующий элемент согласно характеристике 9, в котором плоскость, проходящая от первого конца воздушного дефлектора до второго конца воздушного дефлектора, проходит под углом по меньшей мере 10 градусов к первому осевому направлению.
11. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 1-10, в котором воздушный дефлектор представляет собой наклонную плоскость.
12. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 1-11, в котором воздушный дефлектор содержит полость, проходящую от него во внутренний объем.
13. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 1-12, в котором блочный фильтрующий материал прикреплен к первому концу колена.
14. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 1-12, в котором фильтрующая структура содержит блочный фильтрующий материал, опору, установленную на блочном фильтрующем материале, и уплотнительный элемент блочного фильтрующего материала, установленный на опоре и герметично соединенный с первым концом колена.
15. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 1-14, в котором уплотнительный элемент фильтрующего элемента запрессован во второй конец колена.
16. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 1-14, в котором уплотнительный элемент фильтрующего элемента содержит прокладку, прикрепленную ко второму концу колена.
17. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 1-16, в котором уплотнительный элемент фильтрующего элемента представляет собой обращенное внутрь радиальное уплотнение.
18. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 1-16, в котором уплотнительный элемент фильтрующего элемента представляет собой обращенное наружу радиальное уплотнение.
19. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 1-18, дополнительно содержащий противораздвижное устройство, проходящее через отверстие для выпуска очищенного воздуха из блочного фильтрующего материала.
20. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 1-19, в котором первый конец колена и второй конец колена расположены под углом от около 30 градусов до около 160 градусов друг к другу.
21. Воздухоочиститель, содержащий:
(а) корпус, содержащий отверстие для впуска воздуха, область грубой очистки и отвода воздуха, отверстие для доступа и отверстие для выпуска воздуха,
(б) технологический люк, закрывающий отверстие для доступа в корпусе воздухоочистителя, и
(в) фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 1-20, помещающийся в корпусе воздухоочистителя.
22. Воздухоочиститель согласно характеристике 21, дополнительно содержащий фильтр предварительной очистки, расположенный между отверстием для впуска воздуха и областью грубой очистки и отвода воздуха.
23. Воздухоочиститель согласно любой из характеристик 21-22, в котором технологический люк имеет поверхность, на которую опирается воздушный дефлектор.
24. Воздухоочиститель согласно любой из характеристик 21-23, дополнительно содержащий фильтрующий элемент тонкой очистки.
25. Воздухоочиститель согласно любой из характеристик 21-24, в котором воздушный дефлектор имеет выступ, окруженный углублением, а технологический люк имеет углубление, в которое входит выступ воздушного дефлектора, и выступ, входящий в углубление воздушного дефлектора.
26. Воздухоочиститель согласно характеристике 25, в котором фильтрующий элемент тонкой очистки имеет углубление, в которое входит углубление воздушного дефлектора.
27. Воздухоочиститель согласно любой из характеристик 25-26, в котором фильтрующий элемент тонкой очистки имеет выступ, который входит в выступ воздушного дефлектора.
28. Фильтрующий элемент, содержащий:
(а) фильтрующую структуру, содержащую Z-образный блочный фильтрующий материал, образующий спиральную структуру и имеющий отверстие для впуска неочищенного воздуха и противоположное отверстие для выпуска очищенного воздуха, при этом:
(i) воздух, протекающий через отверстие для впуска неочищенного воздуха и отверстие для выпуска очищенного воздуха, движется в первом осевом направлении, и
(ii) отверстие для выпуска очищенного воздуха ограничивает площадь поперечного сечения фильтрующей структуры, и
(б) колено, имеющее первый конец, который отходит от отверстия для выпуска очищенного воздуха из фильтрующей структуры, второй конец, протекающий через который воздух движется во втором осевом направлении, и воздушную камеру, проходящую от первого конца колена до второго конца колена и содержащую:
(i) воздушный дефлектор для изменения первого осевого направления воздуха на второе осевое направление, при этом второе осевое направление отличается от первого осевого направления,
(ii) внутренний объем между первым концом колена и вторым концом колена,
(в) уплотнительный элемент фильтрующего элемента, установленный на втором конце колена с целью уплотнения отверстия для впуска очищенного воздуха и ограничивающий площадь поперечного сечения уплотнительного элемента.
29. Фильтрующий элемент, содержащий:
(а) фильтрующую структуру, содержащую гофрированный блочный фильтрующий материал с отверстием для впуска неочищенного воздуха и отверстием для выпуска очищенного воздуха, при этом:
(i) воздух, протекающий через отверстие для выпуска очищенного воздуха, движется в первом осевом направлении,
(ii) отверстие для выпуска очищенного воздуха ограничивает фильтрующую структуру, и
(б) колено, имеющее первый конец, который отходит от отверстия для выпуска очищенного воздуха из фильтрующей структуры, второй конец, протекающий через который воздух движется во втором осевом направлении, и воздушную камеру, проходящую от первого конца колена до второго конца колена и содержащую:
(i) воздушный дефлектор для изменения первого осевого направления воздуха на второе осевое направление, при этом второе осевое направление отличается от первого осевого направления,
(ii) внутренний объем между первым концом колена и вторым концом колена,
(в) уплотнительный элемент фильтрующего элемента, установленный на втором конце колена с целью уплотнения отверстия для впуска очищенного воздуха и ограничивающий площадь поперечного сечения уплотнительного элемента.
30. Фильтрующий элемент согласно характеристике 29, в котором гофрированный блочный фильтрующий материал представляет собой гофрированный блочный фильтрующий материал в виде цилиндрической структуры.
31. Фильтрующий элемент согласно характеристике 29, в котором гофрированный блочный фильтрующий материал представляет собой гофрированный блочный фильтрующий материал в виде конической структуры.
32. Фильтрующий элемент согласно характеристике 29, в котором гофрированный блочный фильтрующий материал образует панельную структуру.
33. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 28-32, в котором соотношение площади поперечного сечения уплотнительного элемента и площади поперечного сечения фильтрующей структуры составляет по меньшей мере 0,6.
34. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 28-33, в котором воздушная камера имеет первую стенку, отходящую от первого конца колена, и вторую стенку, отходящую от второго конца колена, а воздушный дефлектор имеет первый конец, отходящий под углом от первой стенки, и второй конец, отходящий под углом от второй стенки.
35. Фильтрующий элемент согласно характеристике 34, в котором плоскость, проходящая от первого конца воздушного дефлектора до второго конца воздушного дефлектора, проходит под углом по меньшей мере 10 градусов к первому осевому направлению.
36. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 28-35, в котором воздушный дефлектор представляет собой наклонную плоскость.
37. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 28-35, в котором воздушный дефлектор содержит полость, проходящую от него во внутренний объем.
38. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 28-37, в котором блочный фильтрующий материал прикреплен к первому концу колена.
39. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 28-38, в котором фильтрующая структура содержит блочный фильтрующий материал, опору, установленную на блочном фильтрующем материале, и уплотнительный элемент блочного фильтрующего материала, установленный на опоре и герметично соединенный с первым концом колена.
40. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 28-39, в котором уплотнительный элемент фильтрующего элемента запрессован во второй конец колена.
41. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 28-39, в котором уплотнительный элемент фильтрующего элемента содержит прокладку, прикрепленную ко второму концу колена.
42. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 28-41, в котором уплотнительный элемент фильтрующего элемента представляет собой обращенное внутрь радиальное уплотнение.
43. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 28-42, в котором уплотнительный элемент фильтрующего элемента представляет собой обращенное наружу радиальное уплотнение.
44. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 28-43, дополнительно содержащий противораздвижное устройство, проходящее через отверстие для выпуска очищенного воздуха из блочного фильтрующего материала.
45. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 28-44, в котором первый конец колена и второй конец колена расположены под углом от около 30 градусов до около 160 градусов друг к другу.
46. Воздухоочиститель, содержащий:
(а) корпус, содержащий отверстие для впуска воздуха, область грубой очистки и отвода воздуха, отверстие для доступа и отверстие для выпуска воздуха
(б) технологический люк, закрывающий отверстие для доступа в корпусе воздухоочистителя, и
(в) фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 28-45, помещающийся в корпусе воздухоочистителя.
47. Воздухоочиститель согласно характеристике 46, дополнительно содержащий фильтр предварительной очистки, расположенный между отверстием для впуска воздуха и областью грубой очистки и отвода воздуха.
48. Воздухоочиститель согласно любой из характеристик 46-47, в котором технологический люк имеет поверхность, на которую опирается воздушный дефлектор.
49. Воздухоочиститель согласно любой из характеристик 46-48, дополнительно содержащий фильтрующий элемент тонкой очистки.
50. Воздухоочиститель согласно любой из характеристик 46-49, в котором воздушный дефлектор имеет выступ, окруженный углублением, а технологический люк имеет углубление, в которое входит выступ воздушного дефлектора, и выступ, входящий в углубление воздушного дефлектора.
51. Воздухоочиститель согласно характеристике 50, в котором фильтрующий элемент тонкой очистки имеет углубление, в которое входит углубление воздушного дефлектора.
52. Воздухоочиститель согласно любой из характеристик 50-51, в котором фильтрующий элемент тонкой очистки имеет выступ, который входит в выступ воздушного дефлектора.
53. Фильтрующий элемент, содержащий:
(а) фильтрующую структуру, содержащую блочный фильтрующий материал с отверстием для впуска неочищенного воздуха и отверстием для выпуска очищенного воздуха, при этом воздух, протекающий через отверстие для выпуска очищенного воздуха, движется в первом осевом направлении,
(б) колено, имеющее первый конец, который отходит от отверстия для выпуска очищенного воздуха из фильтрующей структуры, второй конец, протекающий через который воздух движется во втором осевом направлении, и воздушную камеру, проходящую от первого конца колена до второго конца колена и содержащую:
(i) внутренний объем между первым концом колена и вторым концом колена,
(ii) первую стенку, отходящую от первого конца колена, и вторую стенку, отходящую от второго конца колена,
(iii) воздушный дефлектор для изменения первого осевого направления воздуха на второе осевое направление, при этом второе осевое направление отличается от первого осевого направления,
(iv) воздушный дефлектор имеет первый конец, отходящий под углом от первой стенки, и второй конец, отходящий под углом от второй стенки, в результате чего плоскость, проходящая от первого конца воздушного дефлектора до второго конца воздушного дефлектора, проходит под углом по меньшей мере 10 градусов к первому осевому направлению, и
(в) уплотнительный элемент фильтрующего элемента, установленный на втором конце колена и герметично соединенный с отверстием для впуска очищенного воздуха.
54. Фильтрующий элемент согласно характеристике 53, в котором блочный фильтрующий материал представляет собой блочный фильтрующий материал с канавками, содержащий впускные канавки и выпускные канавки, при этом блочный фильтрующий материал закрыт для поступления потока неотфильтрованного воздуха во впускные канавки и выхода из выпускных канавок без фильтрации.
55. Фильтрующий элемент согласно характеристике 54, в котором блочный фильтрующий материал образует спиральную структуру.
56. Фильтрующий элемент согласно характеристике 53, в котором блочный фильтрующий материал представляет собой гофрированный блочный фильтрующий материал.
57. Фильтрующий элемент согласно характеристике 56, в котором гофрированный блочный фильтрующий материал представляет собой гофрированный блочный фильтрующий материал в виде цилиндрической структуры.
58. Фильтрующий элемент согласно характеристике 56, в котором гофрированный блочный фильтрующий материал представляет собой гофрированный блочный фильтрующий материал в виде конической структуры.
59. Фильтрующий элемент согласно характеристике 56, в котором гофрированный блочный фильтрующий материал образует панельную структуру.
60. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 53-59, в котором соотношение площади поперечного сечения уплотнительного элемента и площади поперечного сечения фильтрующей структуры составляет по меньшей мере 0,6.
61. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 53-60, в котором воздушный дефлектор представляет собой наклонную плоскость.
62. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 53-61, в котором длина воздушного дефлектора от первого конца до второго конца составляет 1/3 наибольшего расстояния от первой стенки до уплотнительного элемента фильтрующего элемента.
63. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 53-62, в котором воздушный дефлектор содержит полость, проходящую от него во внутренний объем.
64. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 53-63, в котором блочный фильтрующий материал прикреплен к первому концу колена.
65. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 53-63, в котором фильтрующая структура содержит блочный фильтрующий материал, опору, установленную на блочном фильтрующем материале, и уплотнительный элемент блочного фильтрующего материала, установленный на опоре и герметично соединенный с первым концом колена.
66. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 53-65, в котором уплотнительный элемент фильтрующего элемента запрессован во второй конец колена.
67. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 53-65, в котором уплотнительный элемент фильтрующего элемента содержит прокладку, прикрепленную ко второму концу колена.
68. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 53-67, в котором уплотнительный элемент фильтрующего элемента представляет собой обращенное внутрь радиальное уплотнение.
69. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 53-68, в котором уплотнительный элемент фильтрующего элемента представляет собой обращенное наружу радиальное уплотнение.
70. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 53-69, дополнительно содержащий противораздвижное устройство, проходящее через отверстие для выпуска очищенного воздуха из блочного фильтрующего материала.
71. Фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 53-70, в котором первый конец колена и второй конец колена расположены под углом от около 30 градусов до около 160 градусов друг к другу.
72. Воздухоочиститель, содержащий:
(а) корпус, содержащий отверстие для впуска воздуха, область грубой очистки и отвода воздуха, отверстие для доступа и отверстие для выпуска воздуха
(б) технологический люк, закрывающий отверстие для доступа в корпусе воздухоочистителя, и
(в) фильтрующий элемент согласно любой из характеристик 53-71 помещающийся в корпусе воздухоочистителя.
73. Воздухоочиститель согласно характеристике 72, дополнительно содержащий фильтр предварительной очистки, расположенный между отверстием для впуска воздуха и областью грубой очистки и отвода воздуха.
74. Воздухоочиститель согласно любой из характеристик 72-73, в котором технологический люк имеет поверхность, на которую опирается воздушный дефлектор.
75. Воздухоочиститель согласно любой из характеристик 72-74, дополнительно содержащий фильтрующий элемент тонкой очистки.
76. Воздухоочиститель согласно любой из характеристик 72-75, в котором воздушный дефлектор имеет выступ, окруженный углублением, а технологический люк имеет углубление, в которое входит выступ воздушного дефлектора, и выступ, входящий в углубление воздушного дефлектора.
77. Воздухоочиститель согласно характеристике 76, в котором фильтрующий элемент тонкой очистки имеет углубление, в которое входит углубление воздушного дефлектора.
78. Воздухоочиститель согласно любой из характеристик 76-77, в котором фильтрующий элемент тонкой очистки имеет выступ, который входит в выступ воздушного дефлектора.
79. Система впуска воздуха для применения в автотранспортном средстве, которое имеет закрытый капотом отсек двигателя и отверстие для впуска очищенного воздуха, при этом система по меньшей мере частично выходит за пределы закрытого капотом отсека двигателя, подает очищенный воздух в закрытый капотом отсек двигателя и содержит:
(а) вертикальную насадку с отверстием для впуска воздуха и отверстием для выпуска воздуха,
(б) корпус воздухоочистителя, в который поступает воздух из отверстия для выпуска воздуха, и который содержит:
(i) область грубой очистки и отвода воздуха и
(ii) отверстием для доступа к области грубой очистки и отвода воздуха,
(в) технологический люк, закрывающий отверстие для доступа в корпусе воздухоочистителя,
(г) фильтрующий элемент, помещающийся в корпусе воздухоочистителя и содержащий:
(i) структуру блочного фильтрующего материала с отверстием для выпуска очищенного воздуха, при этом воздух, протекающий через отверстие для выпуска очищенного воздуха, движется в первом осевом направлении, и
(ii) колено, имеющее первый конец, отходящее от отверстия для выпуска очищенного воздуха в структуре блочного фильтрующего материала, второй конец, протекающий через который воздух движется во втором осевом направлении, и воздушную камеру, проходящую от первого конца колена до второго конца колена и содержащую:
(А) внутренний объем между первым концом колена и вторым концом колена,
(Б) воздушный дефлектор для изменения первого осевого направления воздуха на второе осевое направление, при этом второе осевое направление отличается от первого осевого направления,
(iii) уплотнительный элемент, установленный на втором конце колена и герметично соединенный с корпусом воздухоочистителя,
(д) корпус воздухоочистителя с отверстием для выпуска очищенного воздуха, служащим для подачи очищенного воздуха в закрытый капотом отсек двигателя.
80. Система впуска воздуха согласно характеристике 79, дополнительно содержащая фильтр предварительной очистки, расположенный выше по потоку, чем область грубой очистки и отвода воздуха.
81. Система впуска воздуха согласно любой из характеристик 79-80, дополнительно содержащий фильтрующий элемент тонкой очистки, расположенный ниже по потоку, чем область грубой очистки и отвода воздуха.
82. Система впуска воздуха согласно характеристике 81, в которой защитный элемент представляет собой гофрированный панельный фильтр, расположенный на втором конце колена.
83. Система впуска воздуха согласно характеристике 81, в которой фильтрующий элемент тонкой очистки содержит фильтрующий материал, опирающийся на башенную структуру, проходящую от отверстия для выпуска воздуха в корпусе воздухоочистителя в сторону воздушного дефлектора.
84. Воздухоочиститель согласно любой из характеристик 79-83, в котором воздушный дефлектор имеет выступ, окруженный углублением, а технологический люк имеет углубление, в которое входит выступ воздушного дефлектора, и выступ, входящий в углубление воздушного дефлектора.
85. Воздухоочиститель согласно характеристике 84, в котором фильтрующий элемент тонкой очистки имеет углубление, в которое входит углубление воздушного дефлектора.
86. Воздухоочиститель согласно любой из характеристик 84-85, в котором фильтрующий элемент тонкой очистки имеет выступ, который входит в выступ воздушного дефлектора.
87. Система впуска воздуха согласно любой из характеристик 84-86, в которой углубление воздушного дефлектора содержит первое углубление, образующее плоскую поверхность, и второе углубление, отходящее от плоской поверхности в сторону второго конца колена.
88. Система впуска воздуха согласно характеристике 87, в которой второе углубление представляет собой стенку с конфигурацией в форме цветка.
89. Система впуска воздуха согласно любой из характеристик 83-88, в которой фильтрующий элемент тонкой очистки, помещающийся в корпусе воздухоочистителя, содержит блочный фильтрующий материал фильтрующего элемента тонкой очистки, структура блочного фильтрующего материала содержит блочный фильтрующий материал грубой очистки, а блочный фильтрующий материал фильтрующего элемента тонкой очистки и блочный фильтрующий материал фильтрующего элемента грубой очистки смещены во втором осевом направлении по меньшей мере на 40 мм.
90. Система очистки воздуха, содержащая:
(а) корпус, содержащий отверстие для впуска воздуха, область грубой очистки и отвода воздуха, отверстие для доступа, технологический люк и отверстие для выпуска воздуха,
(б) технологический люк, закрывающий отверстие для доступа в корпусе воздухоочистителя, и
(в) фильтрующий элемент грубой очистки, помещающийся в корпусе воздухоочистителя и содержащий:
(i) фильтрующий элемент, содержащий блочный фильтрующий материал грубой очистки с отверстием для выпуска очищенного воздуха, протекающий через которое воздух движется в первом осевом направлении, и
(ii) колено, имеющее первый конец, который отходит от отверстия для выпуска очищенного воздуха в структуру блочного фильтрующего материала, второй конец, протекающий через который воздух движется во втором осевом направлении, и воздушную камеру, проходящую от первого конца колена до второго конца колена и содержащую:
воздушный дефлектор для изменения первого осевого направления воздуха на второе осевое направление, при этом второе осевое направление отличается от первого осевого направления,
внутренний объем между первым концом колена и вторым концом колена,
(iii) уплотнительный элемент фильтрующего элемента, прикрепленный ко второму концу колена и герметично соединенный с корпусом воздухоочистителя, и
(г) фильтрующий элемент тонкой очистки, помещающийся в корпусе воздухоочистителя и содержащий блочный фильтрующий материал, при этом блочный фильтрующий материал фильтрующего элемента тонкой очистки и блочный фильтрующий материал фильтрующего элемента грубой очистки смещены во втором осевом направлении по меньшей мере на 40 мм.
91. Система очистки воздуха согласно характеристике 90, в которой блочный фильтрующий материал фильтрующего элемента грубой очистки представляет собой Z-образный блочный фильтрующий материал.
92. Система очистки воздуха согласно характеристике 90, в которой блочный фильтрующий материал фильтрующего элемента грубой очистки представляет собой гофрированный блочный фильтрующий материал в виде цилиндрической структуры.
93. Система очистки воздуха согласно характеристике 90, в которой блочный фильтрующий материал фильтрующего элемента грубой очистки представляет собой гофрированный блочный фильтрующий материал в виде конической структуры.
94. Система очистки воздуха согласно характеристике 90, в которой блочный фильтрующий материал фильтрующего элемента грубой очистки образует панельную структуру.
95. Система очистки воздуха согласно любой из характеристик 90-94, в которой уплотнительный элемент ограничивает площадь поперечного сечения уплотнительного элемента, а фильтрующая структура ограничивает площадь поперечного сечения фильтрующей структуры, при этом соотношение площади поперечного сечения уплотнительного элемента и площади поперечного сечения фильтрующей структуры составляет по меньшей мере 0,6.
96. Система очистки воздуха согласно любой из характеристик 90-95, в которой воздушная камера имеет первую стенку, отходящую от первого конца колена, и вторую стенку, отходящую от второго конца колена, а воздушный дефлектор имеет первый конец, отходящий под углом от первой стенки, и второй конец, отходящий под углом от второй стенки.
97. Система очистки воздуха согласно характеристике 96, в которой плоскость, проходящая от первого конца воздушного дефлектора до второго конца воздушного дефлектора, проходит под углом по меньшей мере 10 градусов к первому осевому направлению.
98. Система очистки воздуха согласно любой из характеристик 90-97, в которой воздушный дефлектор представляет собой наклонную плоскость.
99. Система очистки воздуха согласно любой из характеристик 90-98, в которой воздушный дефлектор содержит полость, проходящую от него во внутренний объем.
100. Система очистки воздуха согласно любой из характеристик 90-99, в которой блочный фильтрующий материал прикреплен к первому концу колена.
101. Система очистки воздуха согласно любой из характеристик 90-99, в которой фильтрующая структура содержит блочный фильтрующий материал, опору, установленную на блочном фильтрующем материале, и уплотнительный элемент блочного фильтрующего материала, установленный на опоре и герметично соединенный с первым концом колена.
102. Система очистки воздуха согласно любой из характеристик 90-101, в которой уплотнительный элемент фильтрующего элемента запрессован во второй конец колена.
103. Система очистки воздуха согласно любой из характеристик 90-101, в которой уплотнительный элемент фильтрующего элемента содержит прокладку, прикрепленную ко второму концу колена.
104. Система очистки воздуха согласно любой из характеристик 90-103, в которой уплотнительный элемент фильтрующего элемента представляет собой обращенное внутрь радиальное уплотнение.
105. Система очистки воздуха согласно любой из характеристик 90-103, в которой уплотнительный элемент фильтрующего элемента представляет собой обращенное наружу радиальное уплотнение.
106. Система очистки воздуха согласно любой из характеристик 90-105, дополнительно содержащая противораздвижное устройство, проходящее через отверстие для выпуска очищенного воздуха из блочного фильтрующего материала.
107. Система очистки воздуха согласно любой из характеристик 90-106, в которой первый конец колена и второй конец колена расположены под углом от около 30 градусов до около 160 градусов друг к другу.
108. Система очистки воздуха согласно любой из характеристик 90-107, в которой воздушный дефлектор имеет выступ, окруженный углублением, а технологический люк имеет углубление, в которое входит выступ воздушного дефлектора, и выступ, входящий в углубление воздушного дефлектора.
109. Система очистки воздуха согласно характеристике 108, в которой фильтрующий элемент тонкой очистки имеет углубление, в которое входит углубление воздушного дефлектора.
110. Система очистки воздуха согласно любой из характеристик 108-109, в которой фильтрующий элемент тонкой очистки имеет выступ, который входит в выступ воздушного дефлектора.
Выше подробно описано создание и применение изобретения. Поскольку возможно множество вариантов осуществления, не выходящих за пределы существа и объема изобретения, изобретение охарактеризовано следующей далее формулой изобретения.
Реферат
В заявке описаны фильтрующие воздух элементы, воздухоочистители, вертикальные системы впуска воздуха и способы их обслуживания и применения. Фильтрующий воздух элемент содержит фильтрующую структуру, колено и уплотнительный элемент. Фильтрующая структура содержит блочный фильтрующий материал с отверстием для впуска неочищенного воздуха и отверстием для выпуска очищенного воздуха, протекающий через которое воздух движется в первом осевом направлении, при этом отверстие для выпуска очищенного воздуха ограничивает площадь поперечного сечения фильтрующей структуры. Колено имеет первый конец, отходящий от отверстия для выпуска очищенного воздуха из фильтрующей структуры, второй конец, протекающий через который воздух движется во втором осевом направлении, и воздушную камеру, проходящую от первого конца колена до второго конца колена. Воздушная камера содержит воздушный дефлектор для изменения первого осевого направления воздуха на второе осевое направление, при этом второе осевое направление отличается от первого осевого направления, и внутренний объем между первым концом колена и вторым концом колена. На втором конце колена установлен уплотнительный элемент фильтрующего элемента, который герметично соединен с отверстием для впуска очищенного воздуха и ограничивает площадь поперечного сечения уплотнительного элемента. Фильтрующий элемент имеет соотношение площади поперечного сечения уплотнительного элемента и площади поперечного сечения фильтрующей структуры по меньшей мере 0,5. Фильтрующий элемент может содержать Z-образный блочный фильтрующий материал, образующий гофрированный блочный фильтрующий материал. Фильтрующий элемент может содержать воздушный дефлектор, проходящий под углом по меньшей мере 10 градусов к первому осевому направлению. Воздушный дефлектор может иметь выступ, окруженный углублением. Технологический люк может иметь углубление, в которое входит выступ воздушного дефлектора, и выступ, входящий в углубление воздушного дефлектора. Воздухоочиститель может быть снабжен фильтрующим элементом тонкой очистки, который может иметь углубление, в которое входит углубление воздушного дефлектора. Фильтрующий элемент тонкой очистки может иметь выступ, который входит в выступ воздушного дефлектора. Технический результат: снижение вероятности загрязнения воздуха. 9 н. и 99 з.п. ф-лы, 54 ил.
Формула
Документы, цитированные в отчёте о поиске
Фильтрационный элемент, воздухоочиститель и способ установки фильтрационного элемента
