ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ВОЗДУХА И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2021 года по МПК B01D46/52 

Ссылка на родственные заявки

Эта заявка подана 24 октября 2017 г. как международная РСТ заявка и согласно ей испрашивается приоритет в соответствии с заявкой на патент, поданной 24 октября 2016 г. в Европейское патентное ведомство под серийным номером ЕР 16195388.0 под названием «AIR FILTER ELEMENT AND METHOD FOR PRODUCING SAME» (Фильтрующий элемент для воздуха и способ его изготовления), раскрытие которой включено в настоящий документ во всей полноте посредством ссылки.

Область техники, к которой относится настоящее изобретение

Настоящее изобретение относится к фильтрующим элементам для воздуха и способам их изготовления.

Предшествующий уровень техники настоящего изобретения

В патенте США №9162172 В2 раскрывается воздухоочиститель, содержащий корпус и крышку для доступа. К внутреннему объему корпуса можно получить доступ через отверстие в боковой стенке корпуса. Фильтрующий элемент, содержащий рифленый фильтрующий материал (набивку фильтра), может быть извлечен из воздухоочистителя и заменен. Корпус выполнен и расположен таким образом, чтобы ввести элемент в герметичное зацепление с корпусом. Способ установки фильтрующего элемента в воздухоочистителе включает скользящее перемещение части фильтрующего элемента по поверхности скольжения в корпусе. Способ обслуживания воздухоочистителя включает наклон фильтрующего элемента к поверхности наклона в корпусе для отсоединения уплотнения между фильтрующим элементом и корпусом. Фильтрующий элемент может характеризоваться наличием ручки, способствующей осуществлению обслуживания воздухоочистителя. Корпус может характеризоваться наличием смотрового окна, позволяющего осуществлять визуальный осмотр внутреннего компонента корпуса и визуально определять, установлен ли фильтрующий элемент внутри.

Было обнаружено, что уплотнение фильтрующих элементов такого типа, как описан в патенте США №9162172 В2, иногда является неудовлетворительным. Также было обнаружено, что стандартная форма корпуса, раскрытая в патенте США №9162172 В2, в некоторых случаях может допускать неправильную вставку фильтрующих элементов и преднамеренную или непреднамеренную замену надлежащих фильтрующих элементов ненадлежащими фильтрующими элементами, что может привести к неисправностям системы фильтрации воздуха и даже повреждению систем, расположенных за системой фильтрации воздуха.

В патенте США №9205361 В2 раскрывается фильтрующий элемент для воздуха для воздушного фильтра, характеризующийся наличием трубчатого фильтрующего материала, кольцевое поперечное сечение которой охватывает внутреннюю часть фильтрующего элемента и которая содержит внутреннюю стенку, примыкающую к внутренней части фильтрующего элемента, и которая проходит в форме по меньшей мере одной выпуклой дуги и по меньшей мере двух вогнутых дуг, причем вогнутая дуга расположена между двумя выпуклыми дугами таким образом, что внутренняя часть фильтрующего элемента характеризуется наличием сужения в области вогнутой дуги, к которому примыкают две широкие зоны внутренней части фильтрующего элемента. Это раскрытие не касается ни рифленого фильтрующего материала, ни проблем, описанных выше в контексте патента США №9162172 В2.

В публикации заявки на патент Германии №DE 102015016236 А1 раскрывается фильтрующий элемент, содержащий множество перекрывающих друг друга пластин, которые обладают неровной формой и характеризуются по меньшей мере изгибом, а также соединены друг с другом в их изогнутом состоянии, причем оси изгиба параллельны каналам потока. Фильтрующий элемент согласно DE 102015016236 А1 не характеризуется наличием направляющего ободка с уплотнительной поверхностью, выполненной с возможностью обеспечения радиального уплотнения при установке в заданный корпус. Набивка фильтра фильтрующего элемента согласно DE 102015016236 А1 не характеризуется трубчатой формой.

В публикации заявки на европейский патент №ЕР 1656982 А1 раскрывается конструкция композитного фильтра, содержащая первый слой пенополиуретана с открытыми порами, средний слой, содержащий полиэфирные волокна и полипропиленовые микроволокна, второй слой, соединенный со средним слоем, содержащий нетканый полипропиленовый материал, и прокладку из полиуретанового материала, нанесенную посредством совместного формования на указанные слои. Конструкция фильтра согласно ЕР 1656982 А1 не характеризуется наличием направляющего ободка с уплотнительной поверхностью, выполненной с возможностью обеспечения радиального уплотнения при установке в заданный корпус. Набивка фильтра конструкции фильтра согласно DE 1656982 А1 не характеризуется трубчатой формой.

В публикации заявки на патент Германии №DE 102014016908 А1 на фиг. 8 и 9 раскрывается фильтрующий элемент для текучих сред, в частности двигателя внутреннего сгорания, в частности механического транспортного средства, содержащий фильтрующий сильфон, выполненный из фильтрующего материала, которая расположена в фильтрующем сильфоне вдоль согнутых краев, в частности зигзагообразным образом, в складках, которые проходят между противоположными лицевыми краями фильтрующего сильфона, причем лицевая складка содержит согнутый край и граница противоположной свободной лицевой поверхности расположена на каждой противоположной торцевой лицевой поверхности фильтрующего сильфона и по меньшей мере двух согнутых краях, последовательно проходящих вдоль лицевого края конца складки на противоположных поверхностях фильтрующего сильфона, причем по меньшей мере сегмент одного из лицевых краев проходит под углом к по меньшей мере одному из согнутых краев таким образом, что в указанном сегменте согнутые края на одной поверхности характеризуются длиной, отличающейся от длины согнутых краев другой поверхности, и причем складки в боковом направлении уплотнены лицевыми краями. В перечисленных вариантах осуществления не предусмотрен направляющий ободок с уплотнительной поверхностью, выполненной с возможностью обеспечения радиального уплотнения при установке в заданный корпус. Набивка фильтра согласно этим вариантам осуществления не характеризуется трубчатой формой.

В публикации заявки на европейский патент №ЕР 2675547 А1 раскрывается система фильтрации воздуха, содержащая корпус фильтра с фильтрующим элементом, размещенным в нем. Фильтрующий элемент содержит гофрированную набивку фильтра. Вспомогательный корпус прикреплен к корпусу фильтра и закрывает его. Вспомогательный корпус содержит фиксирующий элемент, выполненный с возможностью зацепления корпуса фильтра и фильтрующего элемента. Фильтрующий элемент содержит по меньшей мере один крепежный элемент, причем фиксирующий элемент вспомогательного корпуса входит в зацепление по меньшей мере с одним крепежным элементом таким образом, что, когда фильтрующий элемент размещен в корпусе фильтра и находится между корпусом фильтра и вспомогательным корпусом, то вспомогательный корпус соединен с корпусом фильтра с возможностью отсоединения. В этом документе не раскрывается направляющий ободок, содержащий уплотнительную поверхность, характеризующуюся наличием по меньшей мере радиально ориентированного компонента.

Краткое раскрытие настоящего изобретения

Целью вариантов осуществления настоящего изобретения является предоставление фильтрующего элемента с улучшенными уплотнительными характеристиками. Дополнительной целью вариантов осуществления настоящего изобретения является снижение риска неправильной установки фильтрующих элементов в системы фильтрации.

Согласно аспекту настоящего изобретения предлагается фильтрующий элемент для воздуха, содержащий: пакет фильтрующего материала, содержащий фильтрующий материал (набивку фильтра), причем пакет фильтрующего материала характеризуется наличием первой и второй сторон, которые могут быть необязательно выполнены как по существу плоская первая сторона и по существу плоская вторая сторона, первая сторона и вторая сторона необязательно могут быть параллельны друг другу; и направляющий ободок, содержащий уплотнительную поверхность, характеризующуюся наличием по меньшей мере радиально ориентированного компонента, расположенного по меньшей мере на одной из первой стороны и второй стороны; причем окружность указанного или каждого направляющего ободка содержит по меньшей мере одну выпуклую часть и по меньшей мере одну вогнутую часть; и при этом контур пакета фильтрующего материала соответствует выпуклой части направляющего ободка и по меньшей мере участку вогнутой части.

Настоящее изобретение основано, inter alia, на осознании авторами изобретения того, что за счет оснащения фильтрующего элемента направляющим ободком, характеризующимся достаточно изогнутой окружностью, в частности а окружностью по меньшей мере с одной выпуклой частью и по меньшей мере одной вогнутой частью, можно получить более надежное уплотнение, чем в случае, когда уплотнение должно быть образовано вдоль по существу прямых линий. Направляющий ободок содержит уплотнительную поверхность, характеризующуюся наличием по меньшей мере радиально ориентированного компонента; в частности, направляющий ободок может содержать радиально направленное уплотнение (также называемое радиальным уплотнением).

Настоящее изобретение также основано на дальнейшем осознании авторами изобретения того, что за счет оснащения фильтрующего элемента направляющим ободком, окружность которого содержит по меньшей мере одну выпуклую часть и по меньшей мере одну вогнутую часть, общая симметрия фильтрующего элемента может быть уменьшена, вследствие чего снижается вероятность неправильной установки фильтрующего элемента в корпус.

Настоящее изобретение также основано на дальнейшем осознании авторами изобретения того, что за счет предоставления пакета фильтрующего материала, контур которого соответствует окружности направляющего ободка по меньшей мере в выпуклых частях, пространство, образованное направляющим ободком (направляющими ободками), используется оптимальным образом для обеспечения фильтрующей способности. Термин «соответствует» используется в настоящем документе для указания, что форма пакета фильтрующего материала точно повторяет форму направляющего ободка; расстояние между контуром пакета фильтрующего материала и направляющим ободком относительно невелико и не изменяется значительным образом вдоль контура. Вдоль выпуклой части окружности направляющий ободок предпочтительно находится в пределах расстояния 2 см, более предпочтительно в пределах 1 см и наиболее предпочтительно в пределах 0,5 см от контура пакета фильтрующего материала. Вдоль указанной выпуклой части окружности расстояние между направляющим ободком и контуром пакета фильтрующего материала предпочтительно не изменяется более, чем на 2 см, более предпочтительно не более, чем на 1 см, наиболее предпочтительно не более, чем на 0,5 см. Необязательно окружность направляющего ободка может соответствовать контуру пакета фильтрующего материала по всей его длине, т.е. не только по выпуклой части.

Дополнительным преимуществом пакета фильтрующего материала с контуром, характеризующимся наличием вогнутой части, является то, что созданная таким образом выемка подходит для размещения ручки, способствующей осуществлению установки или извлечения фильтрующего элемента.

Уплотнительная поверхность, характеризующаяся наличием по меньшей мере радиально ориентированного компонента, предпочтительно выполнена с возможностью обеспечения радиального уплотнения при установке в полость подходящей формы.

Пакет фильтрующего материала предпочтительно характеризуется трубчатой формой. Термин «по существу трубчатая» используется для описания форм, полученных в результате накручивания отрезка фильтрующего материала (с сердечником или выемкой в центре или без них), форм, полученных в результате размещения гофрированного фильтрующего материала в виде трубки, и форм, полученных в результате объединения нескольких блоков, которые являются по существу трубчатыми в вышеупомянутом смысле. По существу трубчатая форма может предусматривать наличие одной или нескольких сужений и/или изгибов.

Согласно варианту осуществления фильтрующего элемента для воздуха в соответствии с настоящим изобретением пакет фильтрующего материала содержит накрученный отрезок фильтрующего материала, характеризующийся трубчатой формой, и сердечник, который по существу геометрически подобен контуру.

Преимущество этого варианта осуществления заключается в возможности получения относительно сложных контуров за счет накручивания фильтрующего материала вокруг сердечника требуемой конструкции. Фильтрующий материал может быть накручен вокруг сердечника для намотки, снята с сердечника для намотки, а затем оснащена конечным сердечником. Альтернативно фильтрующий материал может быть накручен вокруг сердечника, который остается на месте в конечном изделии. Еще одним преимуществом этого варианта осуществления является повышение жесткости. Термин «геометрически подобный» используется в настоящем документе для обозначения объекта в целом той же формы, но с другим масштабом. Термин «по существу геометрически подобный» используется для указания того, что схожесть форм сердечника и направляющего ободка не должна быть точной, но является важной для сердечника в целях задания формы получаемого в результате накрученного пакета.

Согласно варианту осуществления фильтрующего элемента для воздуха в соответствии с настоящим изобретением пакет фильтрующего материала содержит фильтрующий материал z-образного типа.

В компоновках этого типа впускная поверхность и выпускная поверхность фильтрующего материала представляют собой параллельные, по существу плоские стороны, причем концы «бороздок» фильтрующего материала выровнены.

Согласно варианту осуществления фильтрующего элемента для воздуха в соответствии с настоящим изобретением пакет фильтрующего материала содержит гофрированный фильтрующий материал, расположенную в трубчатой форме.

В компоновках этого типа впускная поверхность и выпускная поверхность фильтрующего материала обычно представляют собой внутреннюю оболочку прохода трубчатой формы и внешнюю оболочку трубчатой формы или наоборот. Хотя пакет фильтрующего материала характеризуется наличием по существу плоской первой стороны и по существу плоской второй стороны, причем первая сторона и вторая сторона параллельны друг другу, как описано выше, гофрированный фильтрующий материал может быть расположен в этом пакете фильтрующего материала в другой форме, такой как W-образная форма.

Согласно варианту осуществления фильтрующего элемента для воздуха в соответствии с настоящим изобретением контур является продолговатым и по меньшей мере одна вогнутая часть предусмотрена вдоль продольной стороны контура. Более конкретно, контур может быть в сущности бобовидный или почковидный. В этом случае фильтрующий элемент характеризуется бобовидной или почковидной формой.

Преимущество этого варианта осуществления заключается в том, конструкции может быть придана некоторая асимметричность с минимальной добавленной сложностью.

Согласно варианту осуществления фильтрующего элемента для воздуха в соответствии с настоящим изобретением пакет фильтрующего материала содержит по меньшей мере два накрученных по отдельности отрезка фильтрующего материала, причем по меньшей мере два накрученных по отдельности отрезка фильтрующего материала удерживаются вместе посредством направляющего ободка. Более конкретно, контур может быть в сущности в форме восьмерки. В этом случае фильтрующий элемент характеризуется формой восьмерки или символа бесконечности.

Этот вариант осуществления основан, inter alia, на осознании авторами изобретения того, что пакет фильтрующего материала преимущество может характеризоваться формой восьмерки или подобной формой. Преимуществом этого варианта осуществления является то, что отдельные рулоны могут быть цилиндрическими и могут быть получены за счет простого накручивания листа фильтрующего материала вокруг цилиндрического сердечника или на самого себя, при этом в результате объединения нескольких рулонов по-прежнему получают требуемый контур, характеризующийся наличием вогнутой части и выпуклой части. Каждый из по меньшей мере двух накрученных по отдельности отрезков фильтрующего материала может содержать цилиндрический сердечник (сердечник для намотки, на который он был намотан, или другой сердечник, вставленный после снятия рулона с сердечника для намотки), или он может не содержать сердечник.

Согласно варианту осуществления фильтрующего элемента для воздуха в соответствии с настоящим изобретением пакет фильтрующего материала накручен таким образом, что в его центре не остается выемки.

Согласно варианту осуществления пакет фильтрующего материала накручен или свернут таким образом, что пакет фильтрующего материала не содержит выемку в центре.

Поскольку пакеты фильтрующего материала, состоящие из фильтрующего материала определенных типов, например рифленой фильтрующего материала или фильтрующего материала z-образного типа, не требуют наличия трубчатой формы для подачи или выпуска воздуха из выемки (как в случае гофрированной набивки, примеры которой раскрыты в патенте США №9205361 В2, упомянутом выше), пакет фильтрующего материала преимущественно может быть полностью заполнен фильтрующим материалом, таким образом повышая фильтрующую способность для заданного объема корпуса. Такой «заполненный» пакет фильтрующего материала может быть получен за счет накручивания фильтрующего материала вокруг съемного сердечника для намотки, и разглаживания ее после снятия рулона. Альтернативно такой «заполненный» пакет фильтрующего материала может быть получен за счет накручивания листа фильтрующего материала на себя.

Согласно аспекту настоящего изобретения предлагается система фильтрации воздуха, содержащая корпус и фильтрующий элемент для воздуха в сущности с бобовидным или почковидным контуром, как описано выше, причем корпус образует полость, форма которой позволяет удерживать фильтрующий элемент для воздуха; причем корпус содержит окошко для доступа, предназначенное для вставки фильтрующего элемента для воздуха в указанную полость и извлечения фильтрующего элемента для воздуха из полости; и причем окошко для доступа характеризуется такой формой и расположено таким образом, что фильтрующий элемент для воздуха может быть вставлен и извлечен за счет движения, предусматривающего поворот.

Особенное преимущество фильтрующих элементов, характеризующихся «бобовидным» или «почковидным» контуром, заключается в том, что система фильтрации может занимать доступное пространство в системе, в которой в ином случае нельзя было бы разместить систему фильтрации традиционной формы (в частности, полость с изгибом или углом). Более того, фильтрующие элементы для воздуха могут быть вставлены и извлечены в неосевом направлении. Кроме того, фильтрующие элементы для воздуха могут быть перемещены в направлении корпуса или от него по пути между препятствиями, такими как ранее расположенные компоненты двигателя или машины, что было бы невозможно в случае фильтрующего элемента стандартной прямой формы.

В таких случаях, корпус может быть приспособлен для вставки и извлечения фильтрующего элемента с боковой стороны (т.е. в поперечном, а не осевом направлении относительно потока фильтруемого воздуха), в случае чего относительно небольшое боковое отверстие может быть достаточным, чтобы переместить с поворотом фильтрующий элемент в корпус или из него. Перемещение с поворотом позволяет бобовидному или почковидному фильтрующему элементу для воздуха поворачиваться «вокруг центра» во время установки или извлечения. Такой угол может иметь место, поскольку может потребоваться размещение корпуса в части машины или двигательной системы, в которой из-за наличия других важных компонентов не остается места для большой и прямой полости для фильтра. Бобовидный или почковидный фильтрующий элемент для воздуха может сгибаться вокруг препятствия и все равно вставляться или извлекаться относительно просто. Соответственно, препятствия, такие как компоненты предварительно определенной компоновки двигателя (например, компоновки компонентов двигателя под капотом автомобиля или грузовика), могут находиться в пространстве, образованном вогнутой частью контура пакета фильтрующего материала, во время вставки или извлечения последнего по определенной траектории. Согласно некоторым вариантам осуществления окошко для доступа характеризуется такой формой и расположено таким образом, что, учитывая форму фильтрующего элемента для воздуха, он может быть вставлен и извлечен только за счет движения, предусматривающего поворот, например, повторяющий кривизну контура. Могут использоваться более сложные формы, характеризующиеся наличием двух или более вогнутых частей вдоль контура пакета фильтрующего материала, чтобы обеспечить перемещение фильтрующего элемента мимо более сложных комбинаций препятствий.

Уплотнительная поверхность фильтрующего элемента для воздуха предпочтительно обеспечивает радиальное уплотнение относительно корпуса. Согласно некоторым примерам уплотнительная поверхность обращена от продольной оси фильтрующего элемента и, таким образом, может быть охарактеризована как обращенное наружу уплотнение или как направленное наружу радиальное уплотнение.

Согласно аспекту настоящего изобретения предлагается способ изготовления фильтрующего элемента для воздуха, предусматривающий: накручивание по меньшей мере одного отрезка фильтрующего материала, характеризующегося постоянной шириной, с получением пакета фильтрующего материала, характеризующегося наличием по существу плоской первой стороны и по существу плоской второй стороны, причем первая сторона и вторая сторона параллельны друг другу; и размещение направляющего ободка, содержащего уплотнительную поверхность, характеризующуюся наличием по меньшей мере радиального компонента, по меньшей мере на одной из первой стороны и второй стороны; причем окружность указанного или каждого направляющего ободка содержит по меньшей мере выпуклую часть и по меньшей мере вогнутую часть; и контур пакета фильтрующего материала соответствует выпуклой части направляющего ободка и по меньшей мере участку вогнутой части.

Фильтрующий материал предпочтительно характеризуется по существу трубчатой формой. Уплотнительная поверхность предпочтительно выполнена с возможностью обеспечения радиального уплотнения при установке в полость подходящей формы.

Согласно варианту осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением накручивание предусматривает обвивку отрезка фильтрующего материала вокруг сердечника, характеризующегося формой, которая по существу геометрически подобна окружности.

Согласно конкретному варианту осуществления контур является продолговатым и по меньшей мере одна вогнутая часть предусмотрена вдоль продольной стороны контура. Более конкретно, контур может быть в сущности бобовидный или почковидный.

Согласно варианту осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением накручивание предусматривает накручивание по отдельности по меньшей мере двух накрученных отрезков фильтрующего материала вокруг соответствующих цилиндрических сердечников и соединение двух накрученных по отдельности отрезков фильтрующего материала, удерживаемых вместе, посредством размещения направляющего ободка. Более конкретно, контур может быть в сущности в форме восьмерки.

Согласно варианту осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением накручивание предусматривает обвивку отрезка фильтрующего материала вокруг сердечника, причем способ дополнительно предусматривает извлечение сердечника из пакета фильтрующего материала и деформирование пакета фильтрующего материала с получением контура.

Согласно варианту осуществления фильтрующий элемент для воздуха содержит пакет фильтрующего материала, первый направляющий ободок и уплотнительную часть. Пакет фильтрующего материала может быть выполнен из свернутого рифленого фильтрующего материала и может характеризоваться наличием наружной окружности, образующей выпуклую часть и вогнутую часть. Первый направляющий ободок может быть прикреплен к первому концу пакета фильтрующего материала. Первый направляющий ободок также может образовывать выпуклую часть, соответствующую выпуклой части пакета фильтрующего материала, и вогнутую часть, соответствующую вогнутой части пакета фильтрующего материала. Уплотнительная часть может поддерживаться первым направляющим ободком и может образовывать направленную наружу радиальную уплотнительную поверхность. Первый направляющий ободок также может образовывать вогнутую и выпуклую части.

Согласно варианту осуществления второй направляющий ободок прикреплен к второму концу пакета фильтрующего материала.

Согласно варианту осуществления каждый из первого направляющего ободка и пакета фильтрующего материала характеризуется наличием двух выпуклых частей и двух вогнутых частей.

Согласно варианту осуществления пакет фильтрующего материала дополнительно содержит центральный сердечник.

Согласно варианту осуществления пакет фильтрующего материала характеризуется одной из следующих форм поперечного сечения: почковидная форма, бобовидная форма, форма символа бесконечности или восьмерки, S-образная форма и W-образная форма.

Технические эффекты и преимущества вариантов осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением соответствуют, mutatis mutandis, таковым в соответствующих вариантах осуществления фильтрующего элемента в соответствии с настоящим изобретением.

Краткое описание фигур

Эти и другие признаки и преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения буду описаны подробнее со ссылкой на прилагаемые фигуры, на которых:

- на фиг. 1 показан вид в перспективе фильтрующего элемента согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

- на фиг. 1а показан вид с торца фильтрующего элемента, изображенного на фиг. 1;

- на фиг. 1b показан разрез фильтрующего элемента, изображенного на фиг. 1, по линии А-А на фиг. 1а;

- на фиг. 2 показан вид в разобранном состоянии фильтрующего элемента согласно варианту осуществления, изображенному на фиг. 1;

- на фиг. 3 схематично изображен первый способ изготовления фильтрующего элемента согласно варианту осуществления, изображенному на фиг. 1;

- на фиг. 4-4b схематично изображен второй способ изготовления фильтрующего элемента согласно варианту осуществления, изображенному на фиг. 1;

- на фиг. 5 показан вид в перспективе фильтрующего элемента согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;

- на фиг. 5а показан вид с торца фильтрующего элемента, изображенного на фиг. 5;

- на фиг. 5b показан разрез фильтрующего элемента, изображенного на фиг. 5, по линии А-А на фиг. 5а;

- на фиг. 6 показан вид в разобранном состоянии фильтрующего элемента согласно варианту осуществления, изображенному на фиг. 5;

- на фиг. 7 показан вид в перспективе фильтрующего элемента согласно третьему вариант осуществления настоящего изобретения;

- на фиг. 7а показан вид с торца фильтрующего элемента, изображенного на фиг. 7;

- на фиг. 7b показан разрез фильтрующего элемента, изображенного на фиг. 7, по линии А-А на фиг. 7а;

- на фиг. 8 показан вид в разобранном состоянии фильтрующего элемента согласно варианту осуществления, изображенному на фиг. 7;

- на фиг. 9 показан вид в перспективе фильтрующего элемента согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения;

- на фиг. 9а показан вид с торца фильтрующего элемента, изображенного на фиг. 9;

- на фиг. 9b показан разрез фильтрующего элемента, изображенного на фиг. 9, по линии А-А на фиг. 9а;

- на фиг. 10 показан вид в разобранном состоянии фильтрующего элемента согласно варианту осуществления, изображенному на фиг. 9;

- на фиг. 11-11а схематично изображен способ изготовления фильтрующего элемента согласно варианту осуществления, изображенному на фиг. 10;

- на фиг. 12 показан первый вид в перспективе системы фильтрации воздуха, содержащей фильтрующий элемент для воздуха согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

- на фиг. 12а показан второй вид в перспективе системы фильтрации воздуха, изображенной на фиг. 12;

- на фиг. 13 показан первый вид в перспективе фильтрующего элемента для воздуха, изображенного на фиг. 12;

- на фиг. 13а показан второй вид в перспективе фильтрующего элемента для воздуха, изображенного на фиг. 13;

- на фиг. 14 показано схематическое изображение одного примера формы пакета фильтрующего материала, который может быть размещен внутри, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

- на фиг. 15 показано схематическое изображение другого примера формы пакета фильтрующего материала, который может быть размещен внутри, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

- на фиг. 16 показано схематическое изображение другого примера формы пакета фильтрующего материала, который может быть размещен внутри, согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и

- на фиг. 17 показано схематическое изображение другого примера формы пакета фильтрующего материала, который может быть размещен внутри, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Подробное раскрытие вариантов осуществления

Первый вариант осуществления фильтрующего элемента в соответствии с настоящим изобретением будет описан со ссылкой на фиг. 1-4.

На фиг. 1-1b показаны вид сверху (слева вверху), разрез (слева внизу) и вид в перспективе (справа) этого варианта осуществления соответственно.

Изображенный фильтрующий элемент 100 для воздуха содержит пакет 110 фильтрующего материала, содержащий накрученный отрезок фильтрующего материала. Пакет 110 фильтрующего материала характеризуется наличием по существу плоской первой стороны 111 и по существу плоской второй стороны 112, которые параллельны друг другу. Фильтрующий элемент 100 для воздуха предназначен для установки корпус (не показан) с возможностью извлечения. Для обеспечения возможности вставки или извлечения фильтрующего элемента 100 для воздуха корпус содержит одно или несколько отверстий или «окошек». Возможны различные компоновки корпуса и окошек, включая системы, в которых доступ к отверстию получают за счет съема конца корпуса, на котором предусмотрено впускное или выпускное отверстие, и системы, в которых можно получить доступ к окошку на боковой стороне корпуса. Для конструкций пакета фильтрующего материала, характеризующихся продолговатым контуром, «устройства с боковой загрузкой» могут содержать окошко на узкой стороне или широкой стороне.

Настоящее изобретение может быть реализовано с различными типами фильтрующего материала, в том числе гофрированного фильтрующего материала и рифленого фильтрующего материала. Различные типы гофрированного фильтрующего материала доступны на рынке и известны специалистам в области техники настоящего изобретения. Рифленый фильтрующий материал содержит фильтрующий материал, характеризующийся наличием множества выполненных в нем бороздок, причем перемежающиеся концы смежных бороздок замкнуты для обеспечения прохождения текучей среды через фильтрующий материал. Различные типы рифленого фильтрующего материала доступны на рынке и известны специалистам в области техники настоящего изобретения.

Пакет фильтрующего материала рифленого типа или z-образного типа известен специалистам в области техники настоящего изобретения. Например, некоторые типы рифленого фильтрующего материала известны из патента США №3025963, Jordan V. Bauer, патента США №5895574, Francis Friedmann et al., патента США №6416605, Patrick Golden, и из публикации заявки на патент США №US 2014/0102057 А1. Полное содержание патента США '574, патента США '605 и публикации заявки на патент США '057 включено в настоящий документ посредством ссылки во всей полноте. Пакет 110 фильтрующего материала рифленого типа может, например, быть получен за счет накручивания базового листа, содержащего в целом параллельные полые трубчатые элементы (бороздки, исходные трубчатые элементы), и нанесения герметизирующего клея между последовательными слоями накрученного фильтрующего материала, например, со стороны открытых концов. Базовый лист, например, может состоять из плоского листа фильтрующего материала и волнистого листа фильтрующего материала, которые прикреплены друг к другу. Первые осевые концы полых трубчатых элементов упираются в первую по существу плоскую сторону 111 пакета 110 фильтрующего материала, а вторые осевые концы полых трубчатых элементов упираются во вторую по существу плоскую сторону 112 пакета 110 фильтрующего материала. Комплементарные пространства/трубчатые элементы могут быть предусмотрены между полыми трубчатыми элементами при накручивании базовых листов и образуются между волнистым листом определенного витка и плоским листом следующего витка.

Полые трубчатые элементы и комплементарные пространства/трубчатые элементы могут прерываться в соответствующих местах, например, чтобы заставить воздух входить в первый трубчатый элемент (например, в исходный трубчатый элемент) на его первом осевом конце (на первой плоской стороне 111), чтобы проходить через боковую стенку первого трубчатого элемента в один или несколько смежных вторых трубчатых элементов (например, в комплементарный трубчатый элемент (элементы)), после чего воздух вынужден выходить из второго трубчатого элемента (элементов) со второго осевого конца второго трубчатого элемента (элементов) (со второй плоской стороны 112). Некоторые из этих участков прерывания могут быть изначально обеспечены за счет исходных трубчатых элементов (например, закрытых на их втором осевом конце), другие могут быть обеспечены, например, за счет нанесения герметизирующего клея (например, для комплементарных трубчатых элементов, предпочтительно возле их первых осевых концов). Концы 111, 112 затем выполняют функцию выпускной и впускной поверхностей фильтра. Когда фильтрующий элемент 100 установлен в корпус системы фильтрации, часть которой он образует, воздух подается на впускную поверхность, предпочтительно, но не обязательно, через фильтр предварительной очистки, который может содержать несколько циклонов, и выходить из выпускной поверхности.

Аналогично, могут быть получены другие типы пакета 110 фильтрующего материала за счет включения стадии накручивания фильтрующего материала, предоставляемой в форме листа.

Фильтрующий элемент 100 для воздуха дополнительно содержит направляющий ободок 120, расположенный по меньшей мере на одной из указанной первой стороны 111 и указанной второй стороны 112. Предпочтительно направляющие ободки 120 находятся на обеих сторонах 111, 112, как в изображенном случае. По меньшей мере один такой направляющий ободок 120 содержит радиально ориентированную уплотнительную поверхность или уплотнительную поверхность, характеризующуюся наличием по меньшей мере радиально ориентированного компонента, например направленного наружу радиально ориентированного компонента. Кроме того, он может характеризоваться наличием осевого компонента. Он может быть оснащен прокладкой, действующей как радиальное уплотнение или осевое уплотнение по меньшей мере с радиальным компонентом.

Направляющие ободки 120 обеспечивают уплотнительную поверхность, которая позволяет фильтрующему элементу 100 входить в герметичное зацепление с впускным и/или выпускным отверстиями системы фильтрации. Кроме того, они могут способствовать обеспечению конструктивной жесткости фильтрующего элемента 100, а также они могут помогать оператору правильно размещать фильтрующий элемент 100 в системе фильтрации (за счет их формы и необязательно посредством дополнительных направляющих элементов, таких как выступы, канавки, язычки и т.п.).

Направляющие ободки 120 могут содержать жесткий пластмассовый материал 120а (который может представлять собой, например, несущую конструкцию), такой как, без ограничения, полиэтилен или полипропилен, с отдельным уплотнением или прокладкой 120b, выполненной, например, из подходящего эластомера или полиуретана, которая расположена на их уплотнительной поверхности. Альтернативно направляющие ободки 120 могут быть выполнены из материала, который может выполнять функцию уплотнения, в частности подходящего эластомера, такого как полиуретан.

Направляющие ободки 120 могут быть изготовлены по отдельности и прикреплены к пакету 110 фильтрующего материала, или они могут быть отлиты на месте (т.е. выполнены многослойным литьем на пакете 110 фильтрующего материала), если свойства плавления и отверждения выбранного материала позволяют это сделать.

В изображенном случае воздушный фильтр, как показано на виде сверху, характеризуется продолговатой формой. Окружность каждого направляющего ободка 120 содержит по меньшей мере одну выпуклую часть и по меньшей мере одну вогнутую часть. Взяв за основу ориентацию на виде сверху в данном случае, можно увидеть, что в изображенном случае левая сторона 120 с и правая сторона 120d контура являются выпуклыми (если смотреть снаружи фильтрующего элемента), а верхняя сторона 120е и нижняя сторона 120f контура (продольные стороны) содержат вогнутую центральную часть 120е, 120f. В изображенном случае контур пакета 110 фильтрующего материала (как видно на разрезе в плоскости, параллельной плоским сторонам 111, 112) соответствует (т.е. точно соответствует) всей окружности направляющего ободка 120.

На фиг. 2 показан вид в разобранном состоянии фильтрующего элемента согласно первому варианту осуществления. Пакет 110 фильтрующего материала характеризуется трубчатой формой, т.е. его форма замыкается на себя вокруг полого центра, и содержит сердечник 130, который по существу геометрически подобен наружному контуру пакета

110 фильтрующего материала. На фиг. 2 показаны направляющие ободки 120 на каждой стороне фильтрующего материала 110 фильтра и сердечник 130, размещаемый в центре фильтрующего материала 110 фильтра. Направляющие ободки могут находиться в элементе 125, который закрывает часть соответствующей стороны 111 или 112, например, для предотвращения телескопической деформации накрученного пакета 110 фильтрующего материала; для повышения конструктивной жесткости элемент 125 также может способствовать удержанию сердечника 130 в требуемом месте.

На фиг. 3 схематично изображен первый способ изготовления фильтрующего элемента 100 согласно первому варианту осуществления. Способ предусматривает накручивание отрезка фильтрующего материала, характеризующегося постоянной шириной, с получением пакета 110 фильтрующего материала с по существу плоской первой стороной 111 и по существу плоской второй стороной 112, причем первая сторона

111 и вторая сторона 112 параллельны друг другу. Накручивание предусматривает обвивку отрезка фильтрующего материала вокруг сердечника 130, характеризующегося формой, которая по существу геометрически подобна требуемой окружности. Для достижения достаточной плотной намотки лист удерживают под надлежащим натяжением и под давлением наматывают на сердечник 130, а затем на увеличивающийся пакет, посредством подходящим образом расположенных валиков 151-154 с возвратно-поступательным движением. Клей (не показан) наносят на лист для удержания вместе последовательных слоев.

После достижения пакетом 110 фильтрующего материала требуемой формы и размера, направляющий ободок 120, как описано выше, размещают по меньшей мере на одной из первой стороны 111 и второй стороны 112 (не показано на фиг. 3).

На фиг. 4-4b схематично изображен второй способ изготовления фильтрующего элемента согласно первому варианту осуществления.

На подготовительной стадии (не показана) отрезок фильтрующего материала, характеризующийся постоянной шириной, накручивают вокруг овального или плоскоовального сердечника для намотки с получением пакета 110 фильтрующего материала с по существу плоской первой стороной 111 и по существу плоской второй стороной 112, причем первая сторона 111 и вторая сторона 112 параллельны друг другу. Вследствие того, что сердечник для намотки является овальным или плоскоовальным, натяжение и намотка под давлением листа фильтрующего материала упрощается по сравнению со случаем, показанным на фиг. 3. Во время операции намотки клей наносят на лист для удержания вместе последовательных слоев. После снятия с сердечника для намотки полученный в результате пакет 110 фильтрующего материала характеризуется продолговатой формой без вогнутых частей и полым центром.

На первой стадии 1010 сердечник 130, представляющий требуемую форму контура за счет того, что он по существу геометрически подобен ей, вставляют в указанный полый центр пакета 110 фильтрующего материала. На второй стадии 1020 пакет 110 фильтрующего материала с сердечником 130 помещают в пресс-форму 160 надлежащей формы, которая содержит выступы, соответствующие требуемым вогнутым частям контура. На третьей стадии 1030 пресс-форму 160 закрывают для придания пакету 110 фильтрующего материала требуемой формы. Поскольку эта деформация неминуемо приводит к некоторому перемещению слоев фильтрующего материала в пакете 110 фильтрующего материала, эту стадию предпочтительно следует выполнить до полного отверждения нанесенного клея.

На последующей стадии (не показана) направляющий ободок 120, как описано выше, размещают по меньшей мере на одной из первой стороны 111 и второй стороны 112

Второй вариант осуществления фильтрующего элемента в соответствии с настоящим изобретением будет описан со ссылкой на фиг. 5 и 6. Этот вариант осуществления будет описан с акцентом на элементах, которые отличаются от элементов в первом варианте осуществления.

На фиг. 5-5b показаны вид сверху (слева вверху), разрез (слева внизу) и вид в перспективе (справа) этого варианта осуществления.

Изображенный фильтрующий элемент 100 для воздуха содержит пакет 110 фильтрующего материала, содержащий два накрученных по отдельности отрезка фильтрующего материала. Полученный в результате пакет 110 фильтрующего материала характеризуется наличием по существу плоской первой стороны 111 и по существу плоской второй стороны 112, которые параллельны друг другу. Как описано выше, фильтрующий материал предпочтительно относится к рифленому типу.

Фильтрующий элемент 100 для воздуха дополнительно содержит направляющий ободок 120, расположенный по меньшей мере на одной из указанной первой стороны 111 и указанной второй стороны 112. Предпочтительно направляющие ободки 120 находятся на обеих сторонах 111, 112, как в изображенном случае. Поскольку изображенный пакет 110 фильтрующего материала состоит из двух накрученных по отдельности отрезков фильтрующего материала, направляющий ободок 120 характеризуется дополнительной функцией удержания этих двух рулонов вместе с образованием одного пакета.

В изображенном случае фильтрующий элемент 100 для воздуха характеризуется продолговатой формой. Окружность каждого направляющего ободка 120 содержит по меньшей мере одну выпуклую часть и по меньшей мере одну вогнутую часть. Взяв за основу ориентацию на виде сверху в данном случае, можно увидеть, что в изображенном случае левая сторона 120 с и правая сторона 120d контура являются выпуклыми (если смотреть снаружи фильтрующего элемента), а верхняя сторона 120е и нижняя сторона 120f контура (продольные стороны) содержат вогнутую центральную часть 120е, 120f. В изображенном случае контур пакета 110 фильтрующего материала соответствует (т.е. точно соответствует) выпуклой части окружности направляющего ободка 120. Однако, поскольку вогнутые части 120е, 120f расположены в месте контакта двух рулонов фильтрующего материала, контур пакета 110 фильтрующего материала не точно следует по окружности направляющего ободка 120 в этих частях.

На фиг. 6 показан вид в разобранном состоянии фильтрующего элемента согласно второму варианту осуществления. Пакет 110 фильтрующего материала состоит из двух трубчатых цилиндров, т.е. цилиндров с полым центром, и содержит соответствующие цилиндрические сердечники 130. На фиг. 6 также показаны направляющие ободки 120 на каждой стороне фильтрующего материала 110 фильтра, которые удерживают вместе рулоны фильтрующего материала 110 фильтра, и сердечники 130, размещаемые в центре рулонов фильтрующего материала 110 фильтра.

Третий вариант осуществления фильтрующего элемента в соответствии с настоящим изобретением будет описан со ссылкой на фиг. 7-8. Этот вариант осуществления будет описан с акцентом на элементах, которые отличаются от элементов в первом варианте осуществления.

На фиг. 7-7b показаны вид сверху (слева вверху), разрез (слева внизу) и вид в перспективе (справа) этого варианта осуществления соответственно.

Изображенный фильтрующий элемент 100 для воздуха содержит пакет 110 фильтрующего материала, содержащий накрученный отрезок фильтрующего материала. Пакет 110 фильтрующего материала характеризуется наличием по существу плоской первой стороны 111 и по существу плоской второй стороны 112, которые параллельны друг другу. Опять-таки, фильтрующий материал предпочтительно относится к рифленому типу.

Фильтрующий элемент 100 для воздуха дополнительно содержит направляющий ободок 120, расположенный по меньшей мере на одной из указанной первой стороны 111 и указанной второй стороны 112. Предпочтительно направляющие ободки 120 находятся на обеих сторонах 111, 112, как в изображенном случае.

В изображенном случае фильтрующий элемент 100 для воздуха характеризуется продолговатой формой. Окружность каждого направляющего ободка 120 содержит по меньшей мере одну выпуклую часть и по меньшей мере одну вогнутую часть. Взяв за основу ориентацию на виде сверху в данном случае, можно увидеть, что в изображенном случае левая сторона 120с и правая сторона 120d контура являются выпуклыми (если смотреть снаружи фильтрующего элемента), а верхняя сторона 120е контура является прямой и нижняя сторона 120f контура содержит вогнутую центральную часть 120f. В изображенном случае контур пакета 110 фильтрующего материала соответствует (т.е. точно соответствует) всей окружности направляющего ободка 120.

На фиг. 8 показан вид в разобранном состоянии фильтрующего элемента согласно первому варианту осуществления. Пакет 110 фильтрующего материала характеризуется трубчатой формой, т.е. его форма замыкается на себя вокруг полого центра, и содержит сердечник 130, который по существу геометрически подобен наружному контуру пакета 110 фильтрующего материала. На фиг. 8 показаны направляющие ободки 120 на каждой стороне фильтрующего материала 110 фильтра и сердечник 130, размещаемый в центре фильтрующего материала 110 фильтра.

Четвертый вариант осуществления фильтрующего элемента в соответствии с настоящим изобретением будет описан со ссылкой на фиг. 9-11. Этот вариант осуществления будет описан с акцентом на элементах, которые отличаются от элементов в первом варианте осуществления.

На фиг. 9-9b показаны вид сверху (слева вверху), разрез (слева внизу) и вид в перспективе (справа) этого варианта осуществления соответственно.

Изображенный фильтрующий элемент 100 для воздуха содержит пакет 110 фильтрующего материала, содержащий накрученный отрезок фильтрующего материала. Пакет 110 фильтрующего материала характеризуется наличием по существу плоской первой стороны 111 и по существу плоской второй стороны 112, которые параллельны друг другу. Опять-таки, фильтрующий материал предпочтительно относится к рифленому типу.

Фильтрующий элемент 100 для воздуха дополнительно содержит направляющий ободок 120, расположенный по меньшей мере на одной из указанной первой стороны 111 и указанной второй стороны 112. Предпочтительно направляющие ободки 120 находятся на обеих сторонах 111, 112, как в изображенном случае.

В изображенном случае фильтрующий элемент 100 для воздуха характеризуется продолговатой формой. Окружность каждого направляющего ободка 120 содержит по меньшей мере одну выпуклую часть и по меньшей мере одну вогнутую часть. Взяв за основу ориентацию на виде сверху в данном случае, можно увидеть, что в изображенном случае верхняя сторона 120е, левая сторона 120с и правая сторона 120d контура являются выпуклыми (если смотреть снаружи фильтрующего элемента), а нижняя сторона 120f контура содержит вогнутую центральную часть 120f. В изображенном случае контур пакета 110 фильтрующего материала соответствует (т.е. точно соответствует) всей окружности направляющего ободка 120.

На фиг. 10 показан вид в разобранном состоянии фильтрующего элемента согласно первому варианту осуществления. Пакет 110 фильтрующего материала полностью заполнен, т.е. он не содержит полый центр, и в нем отсутствует сердечник в этом случае. На фиг. 10 также показаны направляющие ободки 120 на каждой стороне фильтрующего материала 110 фильтра.

На фиг. 11-11А схематично изображен способ изготовления фильтрующего элемента согласно четвертому варианту осуществления.

На подготовительной стадии (не показана) отрезок фильтрующего материала, характеризующийся постоянной шириной, накручивают вокруг цилиндрического сердечника для намотки с получением пакета 110 фильтрующего материала с по существу плоской первой стороной 111 и по существу плоской второй стороной 112, причем первая сторона 111 и вторая сторона 112 параллельны друг другу. Вследствие того, что сердечник для намотки является цилиндрическим, натяжение листа фильтрующего материала упрощается по сравнению со случаем, показанным на фиг. 3. Во время операции намотки клей наносят на лист для удержания вместе последовательных слоев. После снятия с сердечника для намотки полученный в результате пакет 110 фильтрующего материала характеризуется цилиндрической формой без вогнутых частей и полым центром.

На первой стадии 2010 пакет 110 фильтрующего материала с полым центром пресс-форму 160 надлежащей формы, которая содержит выступы и полости, соответствующие требуемой форме контура. На второй стадии 2020 пресс-форму 160 закрывают для придания пакету 110 фильтрующего материала требуемой формы. Поскольку эта деформация неминуемо приводит к некоторому перемещению слоев фильтрующего материала в пакете 110 фильтрующего материала, эту стадию предпочтительно следует выполнить до полного отверждения нанесенного клея.

На последующей стадии (не показана) направляющий ободок 120, как описано выше, размещают по меньшей мере на одной из первой стороны 111 и второй стороны 112

На фиг. 12 и 12а показаны два вида в перспективе системы фильтрации воздуха, содержащей фильтрующий элемент для воздуха согласно варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг. 13 и 13а показаны два вида в перспективе фильтрующего элемента для воздуха системы фильтрации воздуха, изображенной на фиг. 12 и 12а. Без ущерба для общности, фильтрующий элемент для воздуха, показанный на фиг. 12, 12а и 13, 13а, содержит почковидный или бобовидный пакет 110 фильтрующего материала без сердечника. На одном конце расположен направляющий ободок 120 с уплотнительной поверхностью. На другом конце расположена ручка 170, проходящая поперек вогнутой части контура. Ручка может быть получена очень просто за счет размещения планки или полосы материала, которая проходит поперек вогнутой части контура таким образом, что человек-оператор может легко ее схватить, продев пальцы в полость за ручкой. Ручка может быть гибкой и может быть прикреплена после изготовления фильтрующего элемента. Например, она может быть приклеена к наружной стороне пакета фильтрующего материала или к его наружному защитному слою в вогнутой части. Фактически, согласно определенным вариантам осуществления настоящего изобретения может быть предусмотрен дополнительный защитный слой или кожух, также называемый оболочкой, пакета фильтрующего материала, который окружает его радиальную наружную поверхность. Защитный слой или кожух может проходить на ограниченное расстояние или поверх всего отрезка пакета фильтрующего материала и обеспечивать жесткий или более жесткий корпус пакета фильтрующего материала. Этот защитный слой может быть изготовлен из твердого материала, такого как пластмасса, или например из защитного картона. В зависимости от процесса изготовления ручка также может быть изготовлена как единое целое с защитным кожухом. Более того, защитный кожух или оболочка может быть выполнен как единое целое с направляющим ободком или несущей конструкцией, размещенной в направляющем ободке.

Как указано выше, пакет фильтрующего материала предпочтительно характеризуется трубчатой формой. Термин «по существу трубчатая» используется для описания форм, полученных в результате накручивания отрезка фильтрующего материала (с сердечником или выемкой в центре или без них), форм, полученных в результате размещения гофрированного фильтрующего материала в виде трубки, и форм, полученных в результате объединения нескольких блоков, которые являются по существу трубчатыми в вышеупомянутом смысле. По существу трубчатая форма может предусматривать наличие одной или нескольких сужений и/или изгибов. На фиг. 14-17 показаны схематические изображения различных по существу трубчатых форм, в которых может быть расположен пакет фильтрующего материала согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Поскольку целью схематических изображений является иллюстрация различных контуров пакета фильтрующего материала и/или соответствующего направляющего ободка, на них изображены только цельные пакеты фильтрующего материала без сердечника, без ущерба для общности. Специалисту в области техники настоящего изобретения будет очевидно, что изображенные формы также могут быть получены за счет объединения одного или нескольких блоков (например, рулонов) фильтрующего материала с сердечниками или без них.

На фиг. 14 показано схематическое изображение приведенного в качестве примера фильтрующего элемента 100 для воздуха, содержащего по существу трубчатый пакет 110 фильтрующего материала и направляющий ободок 120, которого может быть описана как овал, две стороны которого сжаты в направлении, поперечном его длинной оси, в результате чего получают приблизительно форму символа бесконечности, форму восьмерки или форму «арахиса». Как показано, окружность пакета 110 фильтрующего материала и окружность направляющего ободка 120 характеризуются наличием двух вогнутых сегментов или частей, соединенных посредством двух выпуклых сегментов или частей.

На фиг. 15 показано схематическое изображение приведенного в качестве примера фильтрующего элемента 100 для воздуха, содержащего по существу трубчатый пакет 110 фильтрующего материала и направляющий ободок 120, форма которого может быть описана как овал с одним изгибом. Как показано, окружность пакета 110 фильтрующего материала и окружность направляющего ободка 120 характеризуются наличием одного вогнутого сегмента или части, соединенного посредством одного или нескольких выпуклых сегментов или частей.

На фиг. 16 показано схематическое изображение приведенного в качестве примера фильтрующего элемента 100 для воздуха, содержащего по существу трубчатый пакет 110 фильтрующего материала и направляющий ободок 120, форма которого может быть описана как овал с двумя изгибами, в результате чего получают приблизительно S-образную форму (как изображено на фигуре) или Z-образную форму (не изображено на фигуре). Как показано, окружность пакета 110 фильтрующего материала и окружность направляющего ободка 120 характеризуются асимметричной формой с двумя смещенными вогнутыми сегментами или частями, соединенными посредством двух смещенных выпуклых сегментов или частей.

На фиг. 17 показано схематическое изображение приведенного в качестве примера фильтрующего элемента 100 для воздуха, содержащего по существу трубчатый пакет 110 фильтрующего материала и направляющий ободок 120, форма которого может быть описана как овал с тремя изгибами, в результате чего получают приблизительно W-образную форму. Как показано, окружность пакета 110 фильтрующего материала и окружность направляющего ободка 120 характеризуются наличием трех вогнутых сегментов или частей, соединенных посредством трех выпуклых сегментов или частей.

Специалисту в области техники настоящего изобретения будет очевидно, что другие подходящие формы могут быть получены за счет комбинирования любого количества «сужений» и «изгибов», как описано выше относительно базовой трубчатой формы. Сужения и изгибы могут быть расположены таким образом, чтобы получить симметричные или асимметричные формы.

Хотя настоящее изобретение было описано выше со ссылкой на конкретные варианты осуществления, это было сделано в целях пояснения настоящего изобретения, но не его ограничения, причем объем правовой охраны настоящего изобретения определяется в прилагаемой формуле изобретения.

Изобретение предназначено для фильтрации воздуха. Фильтрующий элемент (100) содержит: пакет (110) фильтрующего материала, содержащий фильтрующий материал, указанный пакет фильтрующего материала характеризуется наличием необязательно по существу плоской первой стороны и необязательно по существу плоской второй стороны, указанные первая сторона и вторая сторона необязательно параллельны друг другу; и направляющий ободок (120), содержащий уплотнительную поверхность, характеризующуюся наличием по меньшей мере радиально ориентированного компонента, и расположенный по меньшей мере на одной из указанной первой стороны и указанной второй стороны; причем окружность указанного или каждого направляющего ободка содержит по меньшей мере одну выпуклую часть и по меньшей мере одну вогнутую часть; и контур указанного пакета (110) фильтрующего материала соответствует указанной выпуклой части указанного направляющего ободка и по меньшей мере участку указанной вогнутой части. Настоящее изобретение также относится к системе фильтрации воздуха и способу изготовления фильтрующего элемента для воздуха. Технический результат: улучшенные уплотнительные характеристики, снижение риска неправильной установки фильтрующих элементов в системе фильтрации. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 30 ил.

1. Фильтрующий элемент (100) для воздуха, содержащий:

- пакет (110) фильтрующего материала, содержащий фильтрующий материал, причем указанный пакет фильтрующего материала характеризуется наличием необязательно по существу плоской первой стороны (111) и необязательно по существу плоской второй стороны (112), указанные первая сторона (111) и вторая сторона необязательно параллельны друг другу (112); и

- направляющий ободок (120), содержащий уплотнительную поверхность, характеризующуюся наличием по меньшей мере радиально ориентированного компонента, и расположенный по меньшей мере на одной из указанной первой стороны (111) и указанной второй стороны (112), указанная уплотнительная поверхность выполнена с возможностью обеспечения радиального уплотнения при установке в полость подходящей формы;

причем указанный пакет (110) фильтрующего материала характеризуется по существу трубчатой формой; и

окружность указанного или каждого направляющего ободка содержит по меньшей мере одну выпуклую часть и по меньшей мере одну вогнутую часть; и

контур указанного пакета (110) фильтрующего материала соответствует указанной выпуклой части указанного направляющего ободка и по меньшей мере участку указанной вогнутой части.

2. Фильтрующий элемент для воздуха по п. 1, в котором указанный пакет (110) фильтрующего материала содержит накрученный отрезок фильтрующего материала, характеризующийся трубчатой формой, и сердечник (130), который по существу геометрически подобен указанному контуру.

3. Фильтрующий элемент для воздуха по п. 1 или 2, в котором указанный пакет фильтрующего материала содержит фильтрующий материал z-образного типа.

4. Фильтрующий элемент для воздуха по п. 1, в котором указанный пакет (110) фильтрующего материала содержит гофрированный фильтрующий материал, расположенный в трубчатой форме.

5. Фильтрующий элемент (100) для воздуха по любому из предыдущих пунктов, в котором указанный контур является продолговатым и по меньшей мере одна вогнутая часть предусмотрена вдоль продольной стороны указанного контура.

6. Фильтрующий элемент (100) для воздуха по п. 5, в котором указанный контур характеризуется в сущности бобовидной или почковидной формой.

7. Фильтрующий элемент (100) для воздуха по п. 1, в котором указанный пакет (110) фильтрующего материала содержит по меньшей мере два накрученных по отдельности отрезка фильтрующего материала, причем указанные по меньшей мере два накрученных по отдельности отрезка (110) фильтрующего материала удерживаются вместе посредством указанного направляющего ободка (120).

8. Фильтрующий элемент (100) для воздуха по п. 7, в котором указанный контур характеризуется в сущности формой восьмерки.

9. Фильтрующий элемент для воздуха по п. 1, в котором указанный пакет (110) фильтрующего материала накручен таким образом, что пакет фильтрующего материала не содержит выемку в центре пакета фильтрующего материала.

10. Система фильтрации воздуха, содержащая корпус и фильтрующий элемент для воздуха по п. 6, причем указанный корпус образует полость, форма которой позволяет удерживать указанный фильтрующий элемент для воздуха, указанная уплотнительная поверхность обеспечивает радиальное уплотнение относительно указанного корпуса;

указанный корпус содержит окошко для доступа, предназначенное для вставки указанного фильтрующего элемента для воздуха в указанную полость и извлечения указанного фильтрующего элемента для воздуха из указанной полости; и

указанное окошко для доступа характеризуется такой формой и расположено таким образом, что указанный фильтрующий элемент для воздуха может быть вставлен и извлечен за счет движения, предусматривающего поворот.

11. Способ изготовления фильтрующего элемента для воздуха, предусматривающий:

- накручивание по меньшей мере одного отрезка фильтрующего материала, характеризующегося постоянной шириной, с получением пакета (110) фильтрующего материала по существу трубчатой формы с необязательно по существу плоской первой стороной (111) и необязательно по существу плоской второй стороной (112), указанные первая сторона (111) и вторая сторона (112) необязательно параллельны друг другу; и

- размещение направляющего ободка (120), содержащего уплотнительную поверхность, характеризующуюся наличием по меньшей мере радиального компонента, по меньшей мере на одной из указанной первой стороны (111) и указанной второй стороны (112), указанная уплотнительная поверхность выполнена с возможностью обеспечения радиального уплотнения при установке в полость подходящей формы;

причем окружность указанного или каждого направляющего ободка (120) содержит по меньшей мере выпуклую часть и по меньшей мере вогнутую часть; и

контур указанного пакета (110) фильтрующего материала соответствует указанной выпуклой части указанного направляющего ободка (120) и по меньшей мере участку указанной вогнутой части.

12. Способ по п. 11, в котором указанное накручивание предусматривает обвивку указанного отрезка фильтрующего материала вокруг сердечника, характеризующегося формой, которая по существу геометрически подобна указанной окружности.

13. Способ по п. 12, в котором указанный контур является продолговатым и по меньшей мере одна вогнутая часть предусмотрена вдоль продольной стороны указанного контура.

14. Способ по п. 11, в котором указанное накручивание предусматривает накручивание по отдельности по меньшей мере двух накрученных отрезков фильтрующего материала вокруг соответствующих цилиндрических сердечников и соединение указанных двух накрученных по отдельности отрезков фильтрующего материала, удерживаемых вместе, посредством указанного размещения указанного направляющего ободка.

15. Способ по п. 11, в котором указанное накручивание предусматривает обвивку указанного отрезка фильтрующего материала вокруг сердечника, причем способ дополнительно предусматривает извлечение указанного сердечника из указанного пакета фильтрующего материала и деформирование указанного пакета фильтрующего материала с получением указанного контура.

16. Фильтрующий элемент (100) для воздуха, содержащий:

- пакет (110) фильтрующего материала, выполненный из свернутого рифленого фильтрующего материала, причем пакет (110) фильтрующего материала характеризуется наличием наружной окружности, образующей выпуклую часть и вогнутую часть;

- первый направляющий ободок (120), прикрепленный к первому концу пакета (110) фильтрующего материала, первый направляющий ободок образует выпуклую часть, соответствующую выпуклой части пакета фильтрующего материала, и образует вогнутую часть, соответствующую вогнутой части пакета фильтрующего материала; и

- уплотнительную часть (120b), поддерживаемую первым направляющим ободком (120), уплотнительная часть образует направленную наружу радиальную уплотнительную поверхность.

17. Фильтрующий элемент (100) для воздуха по п. 16, дополнительно содержащий второй направляющий ободок, прикрепленный к второму концу пакета фильтрующего материала.

18. Фильтрующий элемент (100) для воздуха по п. 16 или 17, в котором каждый из первого направляющего ободка и пакета фильтрующего материала характеризуется наличием двух выпуклых частей и двух вогнутых частей.

19. Фильтрующий элемент для воздуха (120) по любому из пп. 16–18, в котором пакет фильтрующего материала дополнительно содержит центральный сердечник.

20. Фильтрующий элемент для воздуха (120) по любому из пп. 16–19, в котором пакет фильтрующего материала характеризуется одной из следующих форм поперечного сечения: почковидная форма, бобовидная форма, форма восьмерки, S-образная форма и W-образная форма.