带有槽纹过滤介质的过滤器元件的制作方法

本文披露的技术总体上涉及槽纹介质。更具体地，本文披露的技术涉及一种带有槽纹介质包的过滤器元件。

技术实现要素：

一种过滤器元件具有过滤介质片材，所述过滤介质片材具有第一细长边缘和第二细长边缘。所述过滤介质片材限定了多个褶皱、第一组褶皱折叠部、以及第二组褶皱折叠部，其中多个褶皱中的每一个在第一组褶皱折叠部与第二组褶皱折叠部之间延伸。所述第一组褶皱折叠部各自从所述第一细长边缘延伸至所述第二细长边缘，所述第二组褶皱折叠部各自从所述第一细长边缘延伸至所述第二细长边缘。所述多个褶皱中的每一个限定了槽纹峰和槽纹谷的重复波形图案，所述槽纹峰和槽纹谷从所述第一组褶皱折叠部到所述第二组褶皱折叠部交替。所述槽纹峰和所述槽纹谷中的每一个从所述第一细长边缘延伸至所述第二细长边缘。

在一些实施例中，所述第一细长边缘和所述第一组褶皱折叠部限定了第一流动面，所述第二细长边缘和所述第二组褶皱折叠部限定了第二流动面。在一些这样的实施例中，过滤器元件具有对角线衬垫，所述对角线衬垫密封地设置在所述第一流动面与所述第二流动面之间。另外地或替代性地，所述过滤介质片材具有第一表面和第二表面，并且所述过滤器元件进一步具有在所述第一表面上、并且沿着所述第一细长边缘延伸的第一密封珠粒，以及在所述第二表面上、并且沿着所述第二细长边缘延伸的第二密封珠粒。另外地或替代性地，所述对角线衬垫接触所述第一密封珠粒和所述第二密封珠粒。另外地或替代性地，所述槽纹和所述褶皱折叠部是平行的。另外地或替代性地，所述第一组褶皱折叠部限定了弯曲平面。另外地或替代性地，多个褶皱间隔件在相邻的褶皱折叠部之间延伸。另外地或替代性地，支撑条带跨过多个槽纹峰延伸。

还描述了形成过滤器元件的方法。细长过滤介质片材在所述介质的机器方向上在两个辊之间通过，以形成在所述机器方向上交替的槽纹峰和槽纹谷。第一密封珠粒沿着过滤介质的第一细长边缘沉积在第一表面上。第二密封珠粒沿着过滤介质的第二细长边缘沉积在第二表面上。所述细长过滤介质片材被打褶以具有在第一组褶皱折叠部与第二组褶皱折叠部之间延伸的多个褶皱，其中第一组褶皱折叠部和第二组褶皱折叠部相对于所述过滤介质片材在横向机器方向上延伸。

在一些实施例中，槽纹峰和槽纹谷中的每一个在横向机器方向上延伸。另外地或替代性地，褶皱折叠部、槽纹峰、以及槽纹谷是平行的。另外地或替代性地，在所述过滤器元件中，衬垫被施加成对角线地跨过所述多个褶皱的第一褶皱和最后一个褶皱。在一些这样的实施例中，衬垫被施加成跨过由第一组褶皱折叠部限定的第一系列褶皱折叠端、并且跨过由第二组褶皱折叠部限定的第二系列褶皱折叠端。在一些这样的实施例中，所述衬垫通过跨过所述第一褶皱和所述最后一个褶皱、以及跨过所述第一系列褶皱折叠端和第二系列褶皱折叠端定位模具、并将垫片材料分配到模具中而施加。另外地或替代性地，支撑条带联接至多个槽纹峰中的每一个。另外地或替代性地，多个褶皱间隔件插入在相邻的褶皱折叠部之间。

在一些实施例中，描述了具有第一流动面的过滤器元件，所述第一流动面限定第一多个槽纹开口和第一多个槽纹闭合件。过滤器元件具有与第一流动面相对的第二流动面，其中第二流动面限定了第二多个槽纹开口和第二多个槽纹闭合件。第一多个槽纹从所述第一多个槽纹开口延伸至所述第二多个槽纹闭合件，第二多个槽纹从所述第二多个槽纹开口延伸至所述第一多个槽纹闭合件。第三流动面与所述第一流动面和所述第二流动面垂直，其中，所述第三流动面限定了与所述第一多个槽纹直接流体连通的多个开口。第四流动面与所述第三流动面反，其中，所述第四流动面与所述第一流动面和所述第二流动面垂直，所述第四流动面限定了与所述第二多个槽纹直接流体连通的多个开口。衬垫被配置成将所述第一流动面和所述第三流动面与所述第二流动面和所述第四流动面密封地分开。

在一些这样的实施例中，所述衬垫限定了与所述第一流动面、所述第二流动面、所述第三流动面、以及所述第四流动面成45度角的平面。另外地或替代性地，过滤介质片材具有第一细长边缘和第二细长边缘，其中，所述过滤介质片材限定了多个褶皱、第一组褶皱折叠部、以及第二组褶皱折叠部，其中，所述多个褶皱中的每一个在所述第一组褶皱折叠部与所述第二组褶皱折叠部之间延伸。另外地或替代性地，所述第一组褶皱折叠部各自从所述第一细长边缘延伸至所述第二细长边缘，所述第二组褶皱折叠部各自从所述第一细长边缘延伸至所述第二细长边缘。另外地或替代性地，所述第一细长边缘限定了所述第一流动面，所述第一组褶皱折叠部限定了所述第三流动面，所述第二细长边缘限定了所述第二流动面，并且所述第二组褶皱折叠部限定了所述第四流动面。另外地或替代性地，所述过滤介质片材具有第一表面和第二表面，并且所述过滤器元件具有在所述第一表面上、沿着所述第一细长边缘延伸的第一密封珠粒，以及在所述第二表面上、沿着所述第二细长边缘延伸的第二密封珠粒。另外地或替代性地，所述衬垫接触所述第一密封珠粒和所述第二密封珠粒。另外地或替代性地，所述槽纹和所述褶皱折叠部是平行的。另外地或替代性地，所述第一组褶皱折叠部限定了弯曲平面。另外地或替代性地，过滤器元件具有在相邻的褶皱折叠部之间延伸的多个褶皱间隔件。另外地或替代性地，过滤器元件具有支撑条带，所述支撑条带跨过多个槽纹峰延伸。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明技术的各实施例的详细说明，可以更完全地理解和领会本发明技术。

图1是与本文披露的技术的一些示例一致的示例性过滤介质片材。

图2是图1的示例性过滤介质片材的相反侧。

图3是结合图1和图2的过滤介质的示例性过滤介质包。

图4是图3的示例性过滤介质包的相反侧。

图5是与本文披露的技术的一些实施例一致的另一示例性过滤器元件。

图6是与本文披露的技术的一些实施例一致的又另一示例性过滤器元件。

图7是与一些实施例一致的示例性流程图。

图8是与一些实施例一致的另一流程图。

具体实施方式

图1描绘了与本文披露的技术的一些示例一致的示例性过滤介质片材100，图2描绘了来自相反表面的过滤介质片材100。过滤介质片材100具有第一表面106和第二表面108。过滤介质片材100是总体上细长的，具有第一细长边缘102和第二细长边缘104。过滤介质片材100限定了重复波形图案110，该重复波形图案限定与槽纹谷114交替的槽纹峰112，其中“槽纹峰”和“槽纹谷”在本文中总体上用于反映存在着在第一方向突出的峰和在相反方向突出的峰。在当前示例中，槽纹峰112和槽纹谷114是平行的。

重复波形图案可以经由槽纹成形和/或波纹成形制造步骤形成。过滤介质片材100具有机器方向m，该机器方向是总体上细长方向，该方向是介质从过滤介质的卷轴直线平移离开并通过生产线的方向。在各实施例中，过滤介质片材100沿机器方向在两个辊之间通过，以形成槽纹峰112和槽纹谷114。槽纹峰112和槽纹谷114在机器方向上交替。槽纹峰112和槽纹谷114中的每一个从第一细长边缘102延伸至第二细长边缘104。第一细长边缘102和第二细长边缘104在机器方向m上延伸。过滤介质片材100还具有横向机器方向c，该横向机器方向横向于机器方向m。槽纹峰112和槽纹谷114总体上在横向机器方向c上延伸。

图1的过滤介质片材100可以被打褶并且形成为介质包，该介质包用于形成图3和图4的过滤器元件，其中图3是过滤器元件200的一侧的透视图，图4是过滤器元件200的相反侧的透视图。过滤介质片材100被打褶以形成介质包120。过滤介质片材100限定在第一组褶皱折叠部210与第二组褶皱折叠部220之间延伸的多个褶皱230。在各实施例中，第一组褶皱折叠部210和第二组褶皱折叠部220中的每一个在横向机器方向c上延伸。该多个褶皱230包括介质包120的第一褶皱260和最后一个褶皱262。该多个褶皱230中的每一个从第一细长边缘102延伸至第二细长边缘104。应当注意，在打褶过程中，槽纹峰和槽纹谷的一部分的取向相对于彼此改变，使得在过滤介质100在褶皱折叠部处折叠之后，未打褶的过滤介质片材中的槽纹峰可以基于其在过滤器元件200中的取向而变成槽纹谷。

过滤器元件200具有由第一细长边缘102限定的第一流动面202。第一流动面202限定了第一多个槽纹开口240和第一多个槽纹闭合件242。介质包120类似地具有与第一流动面202相对的第二流动面204(图3)，其中第二流动面204由第二细长边缘104限定。第二流动面204限定了第二多个槽纹开口244和第二多个槽纹闭合件246。第一多个槽纹250从第一多个槽纹开口240延伸至第二多个槽纹闭合件246。第二多个槽纹252从第一多个槽纹闭合件242延伸至第二多个槽纹开口244。以这种方式，通过第一多个槽纹开口240从第一流动面202传递至第二流动面204的流体必须通过过滤介质100，以经由第二多个槽纹开口244离开过滤器元件200。

第一多个槽纹闭合件242和第二多个槽纹闭合件246可以由沿着细长边缘设置的密封珠粒130、132形成。返回参考图1，第一密封珠粒130设置在沿着第一细长边缘102延伸的第一表面106上。返回参考图2，第二密封珠粒132设置在沿着第二细长边缘104延伸的第二表面108上。第一密封珠粒130可以形成第一多个槽纹闭合件242，第二密封珠粒132可以形成第二多个槽纹闭合件246。

第一密封珠粒130和第二密封珠粒132可以通过各种方法沉积在过滤介质100的相应表面上，这些方法包括通过喷嘴泵送密封珠粒材料、同时将细长过滤介质片材100线性地平移通过喷嘴。密封珠粒130、132可以是各种不同的材料和材料的组合。在一些示例中，密封珠粒130、132是热熔胶粘剂。在打褶之后，密封珠粒130、132可以通过适当的手段固化。在一些实施例中，密封珠粒130、132通过应用加热、冷却、干燥、化学物质或水应用、或其组合来固化。

过滤器元件200还限定了第三流动面206。第三流动面206与第一流动面202和第二流动面204垂直。第三流动面206由第一组褶皱折叠部210限定。在第一组褶皱折叠部210中的相应褶皱折叠部之间，第三流动面206限定了多个开口212，该多个开口与第一多个槽纹250直接流体连通，其中“直接”流体连通用于表示“没有中间介质/基质”。这样，限定在第三流动面206处的开口212与第一多个槽纹开口240直接流体连通。

过滤器元件200还限定了与第三流动面206相反的第四流动面208。第四流动面208与第一流动面202和第二流动面204垂直。第四流动面208由第二组褶皱折叠部220限定。在第二组褶皱折叠部220中的相应褶皱折叠部之间，第四流动面208限定了多个开口222，该多个开口与第二多个槽纹252直接流体连通。这样，限定在第四流动面208处的开口222与第二多个槽纹开口244直接流体连通。

过滤器元件200具有衬垫150，该衬垫被配置成将第一流动面202和第三流动面206与第二流动面204和第四流动面208密封地分开。在一些实施例中，包括所描绘的实施例，衬垫150限定了与第一流动面202、第二流动面204、第三流动面206、以及第四流动面208成45度角的平面。换句话说，第一细长边缘102和第一组褶皱折叠部210限定了第一流动面202、206，第二细长边缘104和第二组褶皱折叠部220限定了第二流动面204、208。第一流动面和第二流动面中的一个限定了入口，第一流动面和第二流动面中的另一个限定了出口。衬垫150密封地设置在第一流动面202、206与第二流动面204、208之间。

衬垫150对角线地设置成跨过多个褶皱230。特别地，衬垫150跨过该多个褶皱230中的第一褶皱260和最后一个褶皱262对角线地延伸。衬垫150沿着介质包120的第一拐角224设置并且与第一拐角邻接，其中第一拐角224是第一流动面202与第四流动面208之间的相交部。换句话说，衬垫150沿着由第一组褶皱折叠部210限定的第一系列褶皱折叠端225设置并且与该第一系列褶皱折叠端邻接。衬垫150还沿着由第二组褶皱折叠部220限定的第二系列褶皱折叠端227(图4)设置并且与该第二系列褶皱折叠端邻接。衬垫150沿着与第一拐角224对角线相反的第二拐角226设置并与该第二拐角邻接。第二拐角226是第二流动面204与第三流动面206之间的相交部。在各实施例中，包括所描绘的实施例，衬垫150接触第一密封珠粒130和第二密封珠粒132。

与本文披露的技术一致的衬垫可以具有各种构型和构造。在各实施例中，衬垫由比如弹性体材料的密封材料构成。在一些实施例中，衬垫由橡胶构成。在一些实施例中，衬垫是包覆模制至介质包的密封材料。在一些实施例中，衬垫是夹紧密封件。在一些实施例中，衬垫是径向密封件。在一些实施例中，衬垫包括围绕衬垫的密封材料的框架部件。在一些实施例中，框架可以由刚性塑料或金属构成。在许多实施例中，框架可以被配置用于接合过滤器壳体。在许多实施例中，衬垫可以包覆模制至介质包和框架两者。

在与当前示例一致的实施例中，衬垫150可以施加成跨过由第一组褶皱折叠部210限定的第一系列褶皱折叠端225和由第二组褶皱折叠部220限定的第二系列褶皱折叠端227。衬垫150还可以施加成对角线地跨过第一褶皱260和最后一个褶皱262。施加衬垫150可以包括将模具定位在介质包120周围，比如跨过第一褶皱260和最后一个褶皱262，并且跨过第一系列褶皱折叠端225和第二系列褶皱折叠端227。模具可以限定围绕介质包延伸的腔体，使得介质包将模具腔体与模具外部的环境隔离。衬垫材料可以被分配到模具中，使得衬垫材料与介质包和模具接触。然后可以将模具与衬垫材料分离以形成衬垫。在一些示例中，第一多个槽纹250与第二多个槽纹252是平行的。在一些示例中，第一多个槽纹250、第二多个槽纹252、以及褶皱折叠部210、220彼此平行。在各示例中，槽纹峰112、槽纹谷114、以及褶皱折叠部210、220是平行的。

与具有用作入口的单个流动面和用作出口的单个流动面的过滤器元件相比，本文披露的过滤器元件的优点是用于形成密封珠粒130、132的材料量减少，这可以降低费用。用于形成密封珠粒的材料量减少的一个原因是，在当前的设计中，没有密封珠粒被分配在由褶皱折叠部210、220限定的介质包260的表面上，而在一些先前的设计中，密封珠粒被设置在褶皱折叠部之间以防止褶皱折叠部之间的流体流动。另外，密封珠粒的使用的相对减少也使得与密封珠粒接触的过滤介质的相对减少，这意味着保持可用于过滤的过滤介质的量相对增加。

在一些示例中，比如图5中所描绘的示例，支撑条带360可以设置成跨过多个槽纹峰112以支撑过滤器元件300的过滤介质100的形状。图5的示例在其他方面与图3至图4中描绘的实施例一致。在一些实施例中，包括与图5一致的一些实施例，支撑条带(不可见)也可以设置成跨过多个槽纹谷114。(多个)支撑条带可以由各种不同的材料和材料的组合构成。在一些实施例中，支撑条带是过滤介质的窄细长条带。在一些实施例中，支撑条带是稀松布材料的窄细长条带。在一些实施例中，支撑条带是纤维素材料的细长条带。当然可以考虑其他类型的支撑条带。

支撑条带360可以联接至多个槽纹峰112中的每一个。支撑条带360可以通过各种方法联接至多个槽纹峰112中的每一个。在一些实施例中，胶粘剂设置成跨过支撑条带360，并且支撑条带360联接至多个槽纹峰112中的每一个。在一些实施例中，胶粘剂设置成跨过多个槽纹峰112，并且支撑条带360联接至设置在槽纹峰112上的胶粘剂。还可以使用其他方法。

图6描绘了由图1和图2的过滤介质100构成的另一个示例性过滤器元件400。过滤器元件400总体上与图3至图4的实施例一致，除了多个褶皱间隔件460在相邻的褶皱折叠部之间延伸。在各实施例中，多个褶皱间隔件460插入在相邻的褶皱折叠部之间。特别地，多个褶皱间隔件460中的每一个延伸到开口412中，这些开口被限定在第一组褶皱折叠部410的相邻褶皱折叠部之间的第三流动面406处。多个褶皱间隔件460可以被配置成用于增加通过第三流动面406的流体流动。

在当前示例中，多个褶皱间隔件460从间隔件本体462向外延伸，并且限定在褶皱间隔件460之间的每个间隙464被配置成用于接收褶皱折叠部411。间隔件本体462可以具有各种不同的构型。在一些实施例中，间隔件本体462是至少围绕过滤器元件400的一部分延伸的过滤器框架的一部分。在一些实施例中，间隔件本体462是过滤器元件壳体的一部分，使得当过滤器元件安装在过滤器元件壳体中时，褶皱间隔件460插入开口412中。在一些示例性实施例中，褶皱间隔件460可以是过滤器衬垫450的部件。

虽然图4的第一组褶皱折叠部210可以被描述为限定了矩形平面，但是图6的过滤器元件的第一组褶皱折叠部410限定了弯曲平面。第一组褶皱折叠部410具有第一系列褶皱折叠端427和第二系列褶皱折叠端429。第一系列褶皱折叠端427限定了总体上(即，不一定完美)直线，第二系列褶皱折叠端429限定了曲线。

与本文披露的实施例一致的一些过滤器元件可以与设置在过滤器元件的多个面处的多个褶皱间隔件结合。

图7是与一些实施例一致的示例性流程图。该流程图可以与用于构造与本文披露的技术一致的过滤器元件的方法700一致。使介质成波纹状710，密封珠粒沉积在介质上720，以及介质被打褶730。

可以通过多种方法使介质成波纹状710。总体上，介质是细长介质片材。使介质成波纹状710可以通过在介质的机器方向上使介质在两个辊之间通过来实现，以形成在机器方向上交替的槽纹峰和槽纹谷。每个辊的外圆周可以限定有待在介质上赋予的槽纹峰和槽纹谷的总体形状。可以使用使介质成波纹状的替代性方法。

密封珠粒沉积在介质上720使得第一密封珠粒沿着过滤介质的第一细长边缘沉积在第一表面上，并且第二密封珠粒沿着过滤介质的第二细长边缘沉积在第二表面上(例如，参见图1至图2)。

介质被打褶730以具有在第一组褶皱折叠部和第二组褶皱折叠部之间延伸的多个褶皱(例如，参见图3的介质包120)。褶皱折叠部在横向机器方向上延伸。可以使用机器(比如打褶机)或通过其他方法使介质被打褶730。在一些实施例中，褶皱折叠部形成在过滤介质的槽纹谷114(图1)处。在一些实施例中，褶皱折叠部形成在过滤介质的槽纹峰112与槽纹谷114之间的中间点处。在一些其他的实施例中，褶皱折叠部形成在过滤介质的槽纹峰112处。

图8是与本文披露的技术的一些实施例一致的另一流程图。展开介质810，并且使介质成波纹状820。密封珠粒沉积在介质上830，介质被打褶840，以及切割介质850。相对于介质包定位模具860，衬垫材料分配到模具中870。固化介质/衬垫880，使衬垫脱模890。

总体上从过滤介质的卷轴或卷上解开介质810。过滤介质可以缠绕在卷轴上以用于储存目的，从卷轴上展开以用于制造过滤器元件。过滤介质总体上是在介质的机器方向上缠绕在卷轴上的细长过滤介质片材。如上文已经描述的，可以使介质成波纹状820。也如上文所描述的，密封珠粒沉积在介质上830，并且介质被打褶840。

切割介质850使得介质包120(例如，参见图3)限定高度h，该高度是由处于堆叠构型的多个褶皱230中的每一个的组合高度/厚度产生的。可以使用各种类型的切割工具切割介质850。在各实施例中，以规则的增量切割介质850。在一些实施例中，在槽纹峰或槽纹谷处切割介质850。在一些实施例中，在槽纹峰与槽纹谷之间的中间点处切割介质850。在一些实施例中，将切割的介质形成为介质包，其可以包括将打褶的介质的褶皱压缩在一起，以获得过滤器元件的特定介质包高度。将切割的介质形成为介质包还可以包括固化沉积的密封珠粒以在介质包中形成槽纹闭合件。

相对于介质包定位模具860，例如，其中衬垫包覆模制至介质包。在所产生的过滤器元件中的衬垫150(例如，图3)的期望位置处相对于介质包定位模具860。模具可以围绕介质包定位，比如跨过第一褶皱和最后一个褶皱、并且跨过第一流动面与第二流动面之间的第一系列褶皱折叠端和第二系列褶皱折叠端。模具可以限定围绕介质包延伸的腔体，使得介质包将模具腔体与模具外部的环境隔离。

可以将衬垫材料分配到模具中870，使得衬垫材料与介质包和模具接触。在各实施例中，衬垫材料围绕介质包的外围密封地接触介质包。然后固化衬垫材料880。在一些实施例中，介质也在相同的工艺步骤中被固化，而在其他实施例中，仅衬垫被固化。固化衬垫880可以通过多种手段实现，比如通过加热、冷却、干燥、应用化学物质或水、以及它们的组合。

衬垫可以被脱模890使得衬垫保持与介质包密封接触。通过各种方法(比如当介质包被锚固至特定位置时使模具背离介质包平移)可以使衬垫脱模890。在一些实施例中，可以使衬垫脱模890，然后衬垫被固化。在一些实施例中，衬垫被部分固化880，使衬垫脱模890，然后衬垫被完全固化。

与本文披露的技术一致的过滤介质可以是各种类型的过滤介质以及各种类型的过滤介质的组合。在一些实施例中，过滤介质结合纤维素纤维。在一些实施例中，过滤介质结合聚合物纤维。过滤介质可以在过滤介质纤维中结合粘合剂和/或树脂。在一些实施例中，过滤介质没有树脂，并结合有粘合纤维，比如双组分粘合纤维。在一些实施例中，过滤介质由多层材料构成，比如稀松布材料和过滤介质层，并且可以进一步结合多层过滤介质。

还应注意，如在本说明书和所附权利要求书中所使用，短语“被配置成”描述了被构造成执行特定任务或采用特定配置的系统、设备或其他结构。短语“被配置成”可以与比如“被布置成”、“被构造和布置成”、“被构造成”、“被制造和布置成”等等其他类似的短语互换使用。

本说明书中所有的出版物和专利申请都表明了本技术所属领域的普通技术人员的水平。所有的出版物和专利申请通过援引并入本文，其程度如同明确且单独地通过引用而指明每一个单独的出版物或专利申请。

本申请旨在涵盖对本主题的适配或改动。应当理解，以上说明旨在是说明性的，而不是限制性的。