[发明专利]过滤器元件和制造过滤器元件的方法

说明书

一种用于放在过滤器系统的壳体中的过滤器元件，包括过滤介质包和密封装置，该密封装置包括密封件和密封件载体。该过滤介质包包括例如褶皱式过滤介质或带槽纹过滤介质。该密封件载体包括轴向侧，该轴向侧通过热焊接制造工艺联接至该过滤介质包的轴向面的至少一部分。该密封件与该密封件载体的联接可以通过用多材料注射模制制造工艺来制造该密封装置而获得。本披露进一步涉及一种用于制造过滤器元件的方法，该方法包括热焊接步骤和多材料注射模制步骤。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年7月26日提交的美国临时申请序列号62/878,941的权益，将所述美国临时申请通过援引并入本文。

技术领域

本披露涉及一种用于对流体进行过滤的过滤器元件、更具体地涉及一种可以插入过滤器系统的壳体中并且可以被移除以进行维修的过滤器元件。本披露还涉及一种用于制造过滤器元件的方法。

背景技术

用于对流体进行过滤的过滤器元件(还被称为过滤器滤芯)被用于多种多样的过滤应用。该流体可以是液体或气体(包括例如空气)。

事实上，在许多情况下，期望使用过滤器元件从流体流中过滤出污染物材料。例如，流向机动车辆或者发电设备、施工设备或其他设备的发动机的空气流、流向燃气涡轮机系统的气体流以及流向各种燃烧炉的空气流中都携带颗粒污染物。对于此类系统而言优选的是从流体中去除或至少减少污染物材料。

过滤器元件可以被构造为能按规律的时间间隔或者在过滤性能降至低于临界阈值水平时从过滤器系统的壳体被移除并更换的元件。

过滤器元件包括过滤介质包，该过滤介质包包含过滤介质。当流体流经过滤介质时，过滤介质去除污染物。常用且市售的过滤介质是例如褶皱式介质或带槽纹介质。带槽纹介质还被称为Z形过滤介质。

美国专利号7,396,376中描述了包括带槽纹介质的过滤介质包的示例。该过滤介质包包括形成过滤介质包的径向边界的外周向面。该外周向面通常沿纵向方向从第一轴向面延伸至相反的第二面。

过滤器元件除了过滤介质包之外还包括密封装置，用于将过滤后流体与未过滤流体分离。事实上，为了恰当操作过滤器元件，过滤介质包必须恰当地密封到该过滤介质包插入其中的壳体。

已经提出用于过滤器元件的各种类型的密封装置。典型地，当使用例如褶皱式介质时，密封装置由通过模制技术获得的泡沫聚氨酯(PU)形成。有利的是，泡沫PU密封装置不仅封闭了过滤介质包的第一轴向面处的褶皱，并且PU密封装置的周向表面还可以用作径向或轴向密封件以恰当地密封至壳体。使用通常同样由泡沫PU制成的端盖来封闭过滤介质包的第二轴向面处的褶皱。

在美国专利号7,396,376中，披露了一种泡沫聚氨酯(PU)密封装置，其与带槽纹过滤介质包结合使用。在制造工艺期间，将过滤介质包与增强框架元件一起放在模具中。此后，对该模具填充PU，并且在上升过程之后，形成所谓的泡沫PU包覆模制件。该增强框架元件为密封件提供强度并且还补偿过滤介质包的不规则形状。

然而，PU密封装置的缺点在于：它们不太适合温度会变得很高、例如温度高于约80℃的环境。另外，由于泡沫PU制造工艺，过滤器元件并不总是具有美学外观。

泡沫密封装置的替代方案包括具有机械垫圈(比如O形环)的密封装置，这些垫圈能抵抗较高的温度并且可以例如通过垫圈载体联接至过滤介质包。这些类型的替代性密封装置还可以利用粘合剂，例如胶水，来将垫圈载体连结至过滤介质包。

使用包括机械垫圈的密封装置或涉及使用粘合剂的装置的缺点在于：制造过程可能更耗时，并且涉及多个部件的密封装置可能不太鲁棒。

要应用的密封装置的具体构型通常还取决于所使用的过滤介质包的类型，并且因此并不总是存在统一的制造工艺可用于制造过滤器元件。

因此，期望提供更鲁棒且具有成本效益的过滤器元件、并且提供一种改善的用于制造过滤器元件的方法。