本申請(qǐng)是2013年10月9日提交的pct國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)，并要求申請(qǐng)日為2012年10月9日的南非臨時(shí)申請(qǐng)za2012/07631的優(yōu)先權(quán)，該專(zhuān)利申請(qǐng)的主題被援引加入本文。

本發(fā)明涉及被折疊以保持一定程度的結(jié)構(gòu)整體性的片材，并且盡管本發(fā)明主要針對(duì)褶狀的過(guò)濾介質(zhì)，用于介質(zhì)包、過(guò)濾元件、以及它們的制造方法，本發(fā)明還可應(yīng)用于其它情況，其中折疊的片材可受益于本發(fā)明所提供的結(jié)構(gòu)整體性、柔韌性和彈性。

背景技術(shù)：

可滲透性的過(guò)濾介質(zhì)片材被廣泛用于從流體流中除去雜質(zhì)，并且為了實(shí)現(xiàn)過(guò)濾介質(zhì)的最佳性能，暴露于流體流的片材的表面要求大，但為了避免過(guò)濾元件的尺寸過(guò)大，片材需要匹配入小的空間并通常被褶皺成使得暴露于流體流的過(guò)濾表面與過(guò)濾元件的總體尺寸之間的比率最大化。

當(dāng)暴露于流體流時(shí)，這些過(guò)濾元件和其中的可滲透性片材被暴露于來(lái)自流體流的作用力并需要足以承受這些力以確保過(guò)濾元件的繼續(xù)可接受的作業(yè)。具體的說(shuō)，褶狀的可滲透性過(guò)濾介質(zhì)片材通常易于傾斜并且相鄰的片材通常挨得太近或接觸，從而阻止了良好分散的流體流型—并減少了用于裝載的過(guò)濾介質(zhì)的可用表面積—此種現(xiàn)象被稱(chēng)作“掩蔽(masking)”。此外，為了節(jié)省成本，由可滲透性過(guò)濾介質(zhì)片材制成的過(guò)濾元件通常不包括過(guò)濾介質(zhì)的結(jié)構(gòu)性支撐，而是依賴(lài)于折疊片材自身的結(jié)構(gòu)整體性。

褶狀過(guò)濾介質(zhì)通常由連續(xù)的或卷網(wǎng)形成，并且褶皺垂直于介質(zhì)的“機(jī)器”或“卷軸”方向即垂直于來(lái)自源例如供帶卷軸的介質(zhì)的連續(xù)方向而形成。簡(jiǎn)單交替的“z字形(鋸齒形)”褶皺是常用的并且易于形成，但易于傾斜和掩蔽，尤其是對(duì)于深褶皺的情況。已經(jīng)提出了一些方法來(lái)抑制傾斜和/或保持相鄰褶皺之間的空間，但這些方法趨于需要復(fù)雜的(并因此昂貴的)制造方法(例如，因?yàn)樗鼈円笙噜弻拥鸟逘钸^(guò)濾介質(zhì)用粘合劑連接在一起)，它們并非是通用的，因?yàn)樗麄兊膸缀涡螤钍庆o態(tài)的，和/或它們易于被壓倒和壓扁。本發(fā)明試圖解決上文所提到的至少一些挑戰(zhàn)并尤其提供了具有改進(jìn)的結(jié)構(gòu)剛性、柔韌性和可壓縮性、或使表面積最大化的折疊的片材材料的元件，其可以經(jīng)濟(jì)地被制造。

前文所用的一些技術(shù)包括披露于us2,683,537和us5,522,909的技術(shù)在此被援引加入本文。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明披露了用于過(guò)濾元件的褶狀介質(zhì)包。

一般，在一個(gè)示例中，過(guò)濾介質(zhì)的一部分被折疊成褶皺，其中至少一些褶皺具有主要褶皺深度。該部分的過(guò)濾介質(zhì)可被設(shè)置成管，所述管限定具有第一和第二相對(duì)的端部的內(nèi)部空間。開(kāi)口位于第一端處。開(kāi)口具有一直徑。褶皺深度與開(kāi)口直徑的比率大于0.2。在介質(zhì)包的一個(gè)端部處的至少一些褶皺被倒置。

一般，在一些實(shí)施例中，褶皺會(huì)包括限定主要褶皺深度的主要褶皺，和具有小于主要褶皺深度的次要褶皺深度的次要褶皺。

一般，在一些實(shí)施例中，第一端處的至少一些褶皺沿著從第一端朝向第二端的褶皺長(zhǎng)度的至少一部分被倒置成與其余的褶皺成相反的方向。

一般，第二端通常不會(huì)具有倒置的褶皺。

在一些實(shí)施例中，至少主要褶皺或次要褶皺在第一端被倒置。在一些實(shí)施例中，只有主要褶皺或次要褶皺之一被倒置。在一些實(shí)施例中，主要褶皺和次要褶皺均沿著從第一端朝向第二端的褶皺長(zhǎng)度的至少一部分被倒置成與其余的褶皺成相反的方向。

過(guò)濾元件可由上文所表征的介質(zhì)包構(gòu)造。在一個(gè)示例中，過(guò)濾元件具有固定至介質(zhì)包的第一端的第一開(kāi)口端蓋，和固定至介質(zhì)包的第二端的第二端蓋。

在一些實(shí)施例中，第一開(kāi)口端蓋限定出口開(kāi)口，用于使已過(guò)濾的流體流出。

應(yīng)當(dāng)指出，并非本文所述的所有特定特征均需要被結(jié)合到結(jié)構(gòu)中以使結(jié)構(gòu)具有本發(fā)明的一些選定的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于過(guò)濾介質(zhì)的片材的刻痕型式(刻痕圖案)；

圖2示出了圖1的刻痕圖案的變化形式/變體；

圖3示出了圖1的過(guò)濾介質(zhì)的片材的三維視圖，所述過(guò)濾介質(zhì)的片材根據(jù)本發(fā)明被折疊；

圖4是圖3的折疊的片材材料的平面圖；

圖5是圖3的折疊的片材材料的端視圖；

圖6示出了包括根據(jù)本發(fā)明折疊的過(guò)濾介質(zhì)的片材的“v形包”過(guò)濾元件；

圖7示出了包括根據(jù)本發(fā)明折疊的過(guò)濾介質(zhì)的片材的圓柱形過(guò)濾元件的第一實(shí)施例，其中圖7a示出了透視圖，圖7b示出了俯視圖，而圖7c示出了側(cè)視圖；

圖8示出了包括根據(jù)本發(fā)明折疊的過(guò)濾介質(zhì)的片材采用“旋裝(spin-on)”過(guò)濾元件形式的圓柱形過(guò)濾元件的第二實(shí)施例，其中圖8a示出了沿圖8c的線a-a剖開(kāi)的剖視圖，圖8b示出了側(cè)視圖，而圖8c示出了端視圖；

圖9示出了包括根據(jù)本發(fā)明折疊的過(guò)濾介質(zhì)的片材的圓柱形過(guò)濾元件的第三實(shí)施例，其中圖9a示出了透視圖，圖9b示出了側(cè)視圖，而圖9c示出了俯視圖；

圖10示出了包括根據(jù)本發(fā)明折疊的過(guò)濾介質(zhì)的片材的長(zhǎng)圓形過(guò)濾元件，其中圖10a示出了剖視圖，圖10b示出了透視圖，而圖10c示出了俯視圖；

圖11示出了包括根據(jù)本發(fā)明折疊的過(guò)濾介質(zhì)的片材的“矩形包”過(guò)濾元件，其中圖11a示出了透視圖，圖11b示出了側(cè)視圖，而圖11c示出了剖視圖；

圖12示出了包括根據(jù)本發(fā)明折疊的過(guò)濾介質(zhì)的片材結(jié)合傳統(tǒng)的褶皺過(guò)濾介質(zhì)的過(guò)濾元件的另一個(gè)實(shí)施例，其中圖12a示出了透視圖，圖12b示出了側(cè)視圖，而圖12c示出了端視圖；

圖13是圖8a-8c的第二實(shí)施例的一個(gè)實(shí)施例的俯視透視圖；

圖14是圖13的元件的側(cè)視圖；

圖15是圖13的元件的底部透視圖；

圖16示出了用于制成圖8a-8c和圖13-15的過(guò)濾元件的過(guò)濾介質(zhì)的片材的刻痕圖案；

圖17示出了圖8a-8c和圖13-15的過(guò)濾元件的透視圖，其中局部被剖開(kāi)；

圖18是在制成圖1、2和16的過(guò)濾片材的一個(gè)步驟期間但在刻痕步驟之前的介質(zhì)卷的透視圖；

圖19是用在介質(zhì)上以制作圖1、2和16的過(guò)濾片材的往復(fù)刻痕裝置的前視圖；

圖20是圖19的刻痕裝置的透視圖；

圖21是圖19的刻痕裝置的另一透視圖；

圖22是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的一個(gè)示例過(guò)濾元件的側(cè)視圖；

圖23是圖22的元件的底視透視圖；

圖24是圖22的元件的底部的端視圖；

圖25是圖22的元件的底端的特寫(xiě)透視圖；

圖26是過(guò)濾介質(zhì)的片材的俯視圖，示出了用于制成圖22-25的過(guò)濾元件的刻痕圖案；

圖27是沿著刻痕圖案折疊但在形成圖22-25的過(guò)濾元件之前的圖26的介質(zhì)的俯視圖；

圖28是圖27的折疊的介質(zhì)片材的透視圖；

圖29是圖27的折疊的介質(zhì)的一個(gè)端視圖；

圖30是圖27的折疊的介質(zhì)片材的端視圖，示出了與圖29所示的端部相對(duì)的端部；

圖31是在制成圖22-25的元件的一個(gè)步驟期間由圖28-30的介質(zhì)片材形成的介質(zhì)包的俯視透視圖；

圖32是圖31的介質(zhì)包的側(cè)視圖；

圖33是圖31的介質(zhì)包的底端的特寫(xiě)透視圖；和

圖34是圖31的介質(zhì)包的俯視圖。

具體實(shí)施方式

a.圖1-21

參見(jiàn)附圖，可滲透性過(guò)濾器材料的片材12由合適的過(guò)濾介質(zhì)的給料例如卷軸供給，并且刻痕在如圖1所示的片材的相對(duì)面。以實(shí)線示出的刻痕線用于沿著一個(gè)方向折疊片材12，而以虛線示出的刻痕線用于沿著相反的方向折疊片材—即，實(shí)線和虛線的刻痕圖案制在片材的相對(duì)面。如果需要，可在片材12上形成另外的v形刻痕線13，如圖2所示。

刻痕圖案可被制成使得大部分的線與機(jī)器或卷軸方向(圖1和2中通過(guò)附圖標(biāo)記15所示)對(duì)準(zhǔn)，或者如果需要，刻痕圖案可被制成使得相對(duì)于垂直于圖1和2所示的卷軸方向定向。

刻痕的片材12被按壓以沿著刻痕線折疊，并且折疊的片材形成如圖3-5所示的過(guò)濾包或元件14。參見(jiàn)圖1-5，過(guò)濾元件14包括主要褶皺結(jié)構(gòu)、次要褶皺結(jié)構(gòu)和多個(gè)凹口–所有這些均通過(guò)沿著刻痕線折疊片材12同時(shí)形成。主要褶皺結(jié)構(gòu)由在平行的主要褶皺17之間交替或呈z字形結(jié)構(gòu)延伸的多個(gè)斜壁16構(gòu)成。

壁16不是平面的并且褶皺17不是線性的，并且為了幫助在附圖中識(shí)別它們，褶皺通過(guò)虛線表示，其中尾標(biāo)表示褶皺所突出朝向的過(guò)濾元件的側(cè)面。褶皺17.1在所示的示例中向上突出而褶皺17.2向下突出，使得片材12并從而過(guò)濾元件14沿x-y面水平延伸，而上下方向?yàn)檠刂鴝方向，參見(jiàn)如圖3和4所示的x、y和z方向。每個(gè)斜壁16在沿其頂部的主要褶皺17.1和沿其底部的相對(duì)的主要褶皺17.2之間延伸。次要褶皺結(jié)構(gòu)由在每個(gè)斜壁16形成的交替或z字形的次要褶皺18構(gòu)成。每個(gè)次要褶皺18以交替的方式朝向片材12的相對(duì)側(cè)突出，并且為了便于標(biāo)記，向上突出的次要褶皺在圖中用附圖標(biāo)記18.1表示，而向下突出的次要褶皺用附圖標(biāo)記18.2表示。

次要褶皺18的每一個(gè)在位于斜壁16的相對(duì)的上邊緣和下邊緣的兩個(gè)主要褶皺17之間橫向延伸。相鄰斜壁16的面向上的次要褶皺18.1沿y方向?qū)?zhǔn)，并且同理，面向下的次要褶皺18.2沿y方向?qū)?zhǔn)。

沿著主要褶皺17的每一個(gè)，多個(gè)大體菱形凹口19由片材12形成。每個(gè)凹口19由位于共同基線21的相對(duì)側(cè)上的兩個(gè)等腰三角形20構(gòu)成。

對(duì)于沿著上部主要褶皺17.1的凹口19，每條基線21在位于主要褶皺17.1的相對(duì)側(cè)上的向上突出的次要褶皺18.1之間延伸?；€21還與次要褶皺18.1沿y方向?qū)?zhǔn)。每個(gè)三角形20的頂點(diǎn)位于向下突出的次要褶皺18.2在主要褶皺17.1的相對(duì)側(cè)上相交的會(huì)合處。

主要褶皺17中的凹口在過(guò)濾元件14的頂部和底部是相同的，但為了完整性起見(jiàn)：對(duì)于沿著下部主要褶皺17.2的凹口19，每條基線21在位于主要褶皺17.2的相對(duì)側(cè)上的向下突出的次要褶皺18.2之間延伸?；€21還與次要褶皺18.2沿y方向?qū)?zhǔn)。每個(gè)三角形6的頂點(diǎn)在位于主要褶皺17.2的相對(duì)側(cè)上的向上突出的次要褶皺18.1相交的會(huì)合處。

當(dāng)折疊片材12時(shí)，次要褶皺18首先沿y方向離開(kāi)片材材料卷而形成(在所示的示例中與機(jī)器卷軸方向15對(duì)準(zhǔn))，并隨后沿z方向形成主要褶皺17。

因此，由上文可見(jiàn)，提供了一種連續(xù)的片材，所述片材被折疊以形成：主要褶皺結(jié)構(gòu)，包括在大體平行的交替的主要褶皺連續(xù)連接的斜壁，所述主要褶皺沿著每個(gè)斜壁的相對(duì)邊緣延伸并且所述主要褶皺以交替的方式朝向片材的相對(duì)側(cè)突出；次要褶皺結(jié)構(gòu)，所述次要褶皺結(jié)構(gòu)形成在每一個(gè)主要褶皺結(jié)構(gòu)的斜壁，其中交替的次要褶皺形成在每一個(gè)斜壁，所述次要褶皺的每一個(gè)以交替的方式朝向片材的相對(duì)側(cè)突出并且所述次要褶皺的每一個(gè)在斜壁的相對(duì)邊緣的主要褶皺之間橫向延伸，其中相鄰斜壁的次要褶皺在每個(gè)主要褶皺的相對(duì)側(cè)上大體對(duì)準(zhǔn)；和，沿著每個(gè)主要褶皺形成的凹口，每個(gè)凹口包括在共同基線的相對(duì)側(cè)上的兩個(gè)三角形，所述基線在兩個(gè)次要褶皺之間延伸并與兩個(gè)次要褶皺對(duì)準(zhǔn)，所述次要褶皺在主要褶皺的相對(duì)側(cè)上并且所述次要褶皺朝向同主要褶皺的片材的相同側(cè)突出，并且兩個(gè)三角形的每一個(gè)的頂點(diǎn)位于兩個(gè)對(duì)準(zhǔn)的次要褶皺的會(huì)合處，所述兩個(gè)對(duì)準(zhǔn)的次要褶皺朝向與主要褶皺所突出朝向的側(cè)面相對(duì)的片材的側(cè)面突出。

圖1和2所示的刻痕圖案的尺寸和比例是可以改變的，并從而過(guò)濾元件14的尺寸和比例是可以改變的，以適合不同的應(yīng)用。具體來(lái)講，凹口19的菱形形狀(“菱形”由等腰三角形20形成)可被改變以調(diào)節(jié)主要褶皺17的最終折疊角。此外，主要褶皺和次要褶皺17、18以及凹口19的z字形結(jié)構(gòu)使得過(guò)濾元件14易于沿x和y方向壓縮或擴(kuò)展或沿任何方向彎曲，并且片材材料12的彈性使得主要褶皺和次要褶皺17、18保持大體相等的間隔。

在圖2中每個(gè)交替的主要褶皺17處示出的v形刻痕線13可有利于打開(kāi)主要褶皺的上游端，以降低壓力降并為雜質(zhì)收集提供更大的空間。一旦過(guò)濾元件14被折疊，如圖3-5所示，其隨后可被切割、壓縮并組裝成不同的結(jié)構(gòu)，圖6-11示出了其中的一些示例。

圖6示出了一種v形包過(guò)濾元件，其中主要褶皺17在相對(duì)于彼此成銳角延伸的兩個(gè)過(guò)濾元件14上面向內(nèi)和向外。

圖7a-7c示出了圓柱形過(guò)濾元件，其中過(guò)濾元件14被彎曲成圍繞與x方向(如圖3-5所示)對(duì)準(zhǔn)的圓柱軸延伸。

圖8a-8c示出了用于“液體旋裝”應(yīng)用的圓柱形過(guò)濾元件，其中過(guò)濾元件14被彎曲成環(huán)繞與z方向?qū)?zhǔn)(如圖3-5所示)的圓柱軸延伸。元件14的內(nèi)部中示出了標(biāo)準(zhǔn)的褶皺元件30。圖13是圖8a-8c的實(shí)施例的俯視透視圖。圖14是圖13的元件的側(cè)視圖，而圖15是圖13的元件的底部透視圖。圖17示出了圖8a-8c和圖13-15的元件的另一透視圖，其中局部被剖開(kāi)。

圖16示出了可應(yīng)用于用于制造圖8a-8c、圖13-15和圖17的過(guò)濾元件的過(guò)濾介質(zhì)的片材的刻痕圖案。粗線表示向上折疊，細(xì)線表示向下折疊。

圖9a-9c示出了圓柱形過(guò)濾元件，其中過(guò)濾元件14被彎曲成環(huán)繞與y方向(如圖3-5所示)對(duì)準(zhǔn)的圓柱軸延伸。過(guò)濾元件14還在其端部被密封。

圖10a-10c和圖11a-11c分別示出了呈長(zhǎng)圓形例如跑道形和矩形包結(jié)構(gòu)的過(guò)濾元件14--它們各自在其一端被密封。相似地，圖12a-12c示出了在相對(duì)的端部密封的圓柱形過(guò)濾元件。在例如如圖10所示的長(zhǎng)圓形元件和如圖12所示的圓柱形元件的過(guò)濾元件中，折疊的褶皺17需要以徑向的型式呈扇形展開(kāi)，主要褶皺的數(shù)量由可能在徑向構(gòu)造的內(nèi)徑處的次要褶皺密度來(lái)限制。(如果次要褶皺密度在內(nèi)部過(guò)高，過(guò)濾介質(zhì)會(huì)變成被掩蔽)。

結(jié)果，外層的介質(zhì)密度由內(nèi)層中的空間(并從而介質(zhì)密度)約束而受到限制。該限制可通過(guò)用傳統(tǒng)的褶皺過(guò)濾介質(zhì)包24填充過(guò)濾元件的內(nèi)部來(lái)補(bǔ)償，其中褶皺在內(nèi)部在一端處用熱熔性粘合劑22被密封，并且通過(guò)將(介質(zhì))包嵌入環(huán)狀聚合物端蓋23在另一端被密封并固定至相鄰的外部折疊包。

本發(fā)明的至少一些實(shí)施例具有優(yōu)勢(shì)，包括：

·刻痕圖案僅要求沿y(機(jī)器卷軸15)方向的直線刻痕，并因此上折疊和下折疊(zx平面)之間即主要褶皺17之間的距離理論上可以通過(guò)相對(duì)于y方向送料速度(給送速度)調(diào)節(jié)折疊頻率而無(wú)限變化。這意味著大大減少了制造設(shè)置時(shí)間并且對(duì)于任意數(shù)量的褶皺深度僅有一套往復(fù)刻痕刀片。(對(duì)于在褶皺方向上的角度變化，例如對(duì)于圖9-11所示的密封的端部，會(huì)要求另外的刻痕刀片。)

·過(guò)濾元件14非常通用并且可應(yīng)用于目前過(guò)濾器的大多數(shù)結(jié)構(gòu)，例如圓柱形、圓錐形、板式、交錯(cuò)板、v形包介質(zhì)、長(zhǎng)圓形/圓形、z-介質(zhì)，等等。

·根據(jù)軸向或徑向強(qiáng)度的應(yīng)用要求，設(shè)想使用這種打褶方法的圓柱形過(guò)濾器可被設(shè)置成具有以三種方式的任意一種設(shè)置的褶皺(使圓柱軸與如圖7-9所示的x、z或y方向?qū)?zhǔn))。

·圓錐形過(guò)濾器可以按兩種所述的結(jié)構(gòu)設(shè)置。

·在液體旋裝應(yīng)用中，例如圖8所示的過(guò)濾元件，介質(zhì)包的形狀使得幾乎罐的整個(gè)內(nèi)部空間可用于過(guò)濾介質(zhì)。

·參見(jiàn)如圖3-5所示的過(guò)濾元件14，沿x和y方向的柔韌性允許相對(duì)于尺寸在褶皺密度上的較寬的變化，機(jī)器輸出相同。

·過(guò)濾元件14抵制壓倒和壓扁。

·連續(xù)的介質(zhì)層不需要用粘合劑連接在一起--這節(jié)省了材料和制造作業(yè)和成本，還增加了有效的過(guò)濾面積。

·與其它結(jié)構(gòu)方法相比，用在過(guò)濾器中的更大比例的過(guò)濾介質(zhì)會(huì)起到過(guò)濾介質(zhì)的作用。設(shè)想通過(guò)減少支撐和/或密封部件例如襯墊、端蓋和密封件所需的材料可以實(shí)現(xiàn)相當(dāng)大的成本節(jié)省。

·對(duì)于許多設(shè)想的過(guò)濾元件的結(jié)構(gòu)，流體流路徑可被優(yōu)化，導(dǎo)致更低的壓力降。

·當(dāng)與傳統(tǒng)的褶皺介質(zhì)結(jié)構(gòu)相比時(shí)，由次要褶皺幾何形狀提供的固有的剛度會(huì)使介質(zhì)的掩蔽最小化。

·在許多設(shè)想的結(jié)構(gòu)中，應(yīng)當(dāng)相信該結(jié)構(gòu)方法就壓力降和雜質(zhì)容量而言比等同的傳統(tǒng)褶皺或z-介質(zhì)會(huì)具有更好的性能。

·大多數(shù)過(guò)濾器結(jié)構(gòu)可被制造成矩形或分割的模塊或過(guò)濾元件14，以充分利用規(guī)模的經(jīng)濟(jì)性并限制加工設(shè)備的尺寸。

圖18是在制造圖1、2和16的過(guò)濾片材的一個(gè)步驟期間但在刻痕步驟之前的一卷介質(zhì)32的透視圖。介質(zhì)32在部分34通常通過(guò)打褶機(jī)折疊有褶皺。在部分34形成褶皺之后，在部分34的介質(zhì)被刻痕。

圖19-21示出了用在介質(zhì)32上以制造圖1、2和16的過(guò)濾片材的往復(fù)刻痕裝置的示例實(shí)施例的視圖。在形成褶皺后，如圖18所示，通過(guò)刻痕裝置36形成刻痕。

圖22-34

一般，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，通過(guò)過(guò)濾元件的壓力降與凈化流體出口孔的出口的直徑相關(guān)，當(dāng)過(guò)濾元件從外側(cè)向內(nèi)側(cè)過(guò)濾時(shí)。已經(jīng)觀察到，當(dāng)褶皺深度與空氣出口的直徑之比增大時(shí)，過(guò)濾元件的性能增益上升(性能增益是由壓力降的降低來(lái)限定)。還觀察到，為了實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的過(guò)濾器壽命，要使用更多的過(guò)濾介質(zhì)，但當(dāng)通過(guò)增大褶皺深度的方式使用更多的過(guò)濾介質(zhì)時(shí)，出口孔變得更小。不過(guò)，還觀察到，要得到更好的性能，如通過(guò)更小的壓力降來(lái)測(cè)量，希望使出口尺寸更大。

在應(yīng)用這些原理時(shí)，研發(fā)了圖22中所示的一個(gè)示例過(guò)濾元件100。過(guò)濾元件100包括打褶的介質(zhì)包102。打褶的介質(zhì)包102包括折疊成褶皺104的過(guò)濾介質(zhì)的一部分。至少一些褶皺104具有主要褶皺深度106(圖34)。

打褶的介質(zhì)包102的過(guò)濾介質(zhì)的一部分可被設(shè)置成管，限定內(nèi)部空間108(圖23)。打褶的介質(zhì)包102限定第一端110和相對(duì)的第二端112。

管的內(nèi)部空間108示出為具有圓形截面，但其可具有各種截面形狀，包括橢圓形或跑道形。在所示的實(shí)施例中，內(nèi)部空間108是圓錐形的。在其它實(shí)施例中，內(nèi)部空間108可以是圓柱形的。

在圖23中，可以看到，在第一端110處是開(kāi)口114，通過(guò)開(kāi)口可進(jìn)入內(nèi)部空間108。開(kāi)口114會(huì)充當(dāng)元件100的出口開(kāi)口116。也就是說(shuō)，待過(guò)濾的流體會(huì)從打褶的介質(zhì)包102的外側(cè)進(jìn)入元件100，穿過(guò)褶皺104，并然后進(jìn)入內(nèi)部空間108。從內(nèi)部空間108，已過(guò)濾的流體會(huì)通過(guò)出口開(kāi)口116離開(kāi)。在此提及的開(kāi)口114的“直徑”是指外徑，如果開(kāi)口114大體上是圓形的話(huà)。當(dāng)不是圓形時(shí)，使用適當(dāng)?shù)某叽纭?/p>

如上文所述，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，當(dāng)主要褶皺深度106與尺寸例如出口開(kāi)口116的外徑(如果是圓形；在其它形狀，使用合適的尺寸)的比率增大時(shí)，優(yōu)選實(shí)施例的性能增益與通常的現(xiàn)有技術(shù)圓柱形元件相比是上升的，這意味著壓力降下降。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，主要褶皺深度與外部尺寸例如直徑的比率應(yīng)當(dāng)大于0.2，以獲得性能和壽命優(yōu)勢(shì)。

在很多實(shí)施例中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，主要褶皺深度與出口尺寸(例如直徑)的比率不應(yīng)超過(guò)0.5。當(dāng)超過(guò)0.5時(shí)，在一些過(guò)濾情況，可能導(dǎo)致擠在一起的褶皺。

一般，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，通過(guò)壓力降來(lái)測(cè)量，0.2-0.35之間的褶皺深度與出口尺寸例如直徑的比率可獲得更好性能的大多數(shù)益處。

在圖22所示的元件100中，第一端110被固定至第一端蓋120，在附圖中示意性示出。第一端蓋120密封褶皺104以阻止過(guò)濾器的旁流。第一端蓋120的更多細(xì)節(jié)在下文進(jìn)一步描述。第二端112處是第二端蓋122。第二端蓋122被固定至褶皺104以閉合端部。第二端蓋122可以是閉合的端蓋或是開(kāi)口的端蓋。

在示例實(shí)施例中，褶皺104包括限定主要褶皺深度106的主要褶皺124。

已經(jīng)觀察到，當(dāng)褶皺深度106增大時(shí)，對(duì)于在內(nèi)徑的給定的褶皺間隔，沿著元件外側(cè)的褶皺間隔也增大。已經(jīng)觀察到，圍繞元件外側(cè)的間隔不需要如此寬的間隔，因此添加的次要褶皺126通過(guò)向元件100添加更多的介質(zhì)而改進(jìn)性能。

在所示的示例實(shí)施例中，褶皺104包括次要褶皺126。次要褶皺126具有小于主要褶皺深度106的次要褶皺深度128(圖34)。

可以構(gòu)成不同的實(shí)施例。在圖31-34所示的示例實(shí)施例中，主要褶皺124和次要褶皺126彼此交替。

參見(jiàn)圖31-34。示出了形成具有端蓋120、122的元件100之前的打褶的介質(zhì)包102。在所示的示例實(shí)施例中，打褶的介質(zhì)包102被設(shè)置成增大在開(kāi)口114處(圖23和24)形成的流體流出口的尺寸，導(dǎo)致性能的改進(jìn)(更小的壓力降通過(guò)介質(zhì)包102)。例如，為了增大開(kāi)口114的尺寸，第一端110處的至少一些褶皺104被倒置成與褶皺104的其余部分或余下的褶皺104成相反方向。倒置的部分132沿著從第一端110向第二端112的褶皺長(zhǎng)度的至少一部分從第一端110伸出。

在所示的示例中，倒置的部分132從第一端向第二端112延伸不大于長(zhǎng)度的50％。在一些實(shí)施例中，倒置的部分132從第一端110向第二端112延伸長(zhǎng)度的至少5％。在一些實(shí)施例中，倒置的部分132從第一端110向第二端112延伸的范圍在長(zhǎng)度的10％-30％之間。

從圖31可見(jiàn)，倒置的部分132表現(xiàn)為從打褶的介質(zhì)包102的剩余部分突出的介質(zhì)的三角形延伸部134。

在一些實(shí)施例中，至少一些在第一端110處的主要褶皺124在部分135(圖33)沿著余下的褶皺104的相反方向被倒置。

在一些實(shí)施例中，至少一些在第一端110處的次要褶皺126在部分137(圖33)沿著余下的褶皺104的相反方向被倒置。

在一些實(shí)施例中，至少一些在第一端110處的主要褶皺124和次要褶皺126分別在部分135、137沿著余下的褶皺104的相反方向、沿著從第一端110朝向第二端112的褶皺長(zhǎng)度的至少一部分被倒置。

在一些實(shí)施例中，在第一端110的所有主要褶皺124和次要褶皺126沿著從第一端110朝向第二端112的褶皺長(zhǎng)度的至少一部分與余下的褶皺104成相反的方向被倒置。

在許多實(shí)施例中，一般，第二端112優(yōu)選地不會(huì)包括倒置的部分132，而是通常的褶皺折疊方向。

從圖22中可見(jiàn)，一般，介質(zhì)包102的外輪廓形狀可以是大體圓錐形的，其中在第一端110的內(nèi)徑大于在第二端112的內(nèi)徑。在其它實(shí)施例中，介質(zhì)包102的外輪廓形狀可以是大體圓柱形的，其中在第一端110的內(nèi)徑大體等于在第二端112的內(nèi)徑。

再次參見(jiàn)圖22-24。示意性地示出了第一端蓋120，并且示意性地表示了灌封化合物136的一部分或氨基甲酸乙酯材料，可用于沿著打褶的介質(zhì)包102的徑向外周密封介質(zhì)包102。這包括褶皺104的倒置部分132。第一端蓋120可通過(guò)利用對(duì)灌封化合物136的離心控制而制成。對(duì)灌封化合物136應(yīng)用離心控制有至少兩個(gè)益處。第一個(gè)益處是，與使用自由發(fā)泡成型技術(shù)的工藝相比，不需要那么多的灌封化合物136。第二個(gè)益處是，與自由發(fā)泡成型工藝的模制相比，通過(guò)離心控制沒(méi)有那么多的過(guò)濾介質(zhì)被掩蔽。

圖26-30示出了在形成打褶的介質(zhì)包102之前的介質(zhì)片材140。

圖26示出了具有刻痕圖案的扁平件的介質(zhì)片材140。實(shí)線示出了向上折疊并向紙外的折疊線，而虛線示出了向下折疊或向紙內(nèi)的折疊線。折疊線142形成主要褶皺124，而折疊線144形成次要褶皺126。

對(duì)角的折疊線148形成主要褶皺124的倒置部分135。對(duì)角的折疊線150形成次要褶皺126的倒置部分137。

圖27是沿著圖26的刻痕線折疊并且在介質(zhì)片材140形成為打褶的介質(zhì)包102之前的介質(zhì)片材140的俯視圖。

圖28是圖27的介質(zhì)片材140的透視圖。圖29和30示出了圖27和28的介質(zhì)片材140的相對(duì)的端視圖。

介質(zhì)片材140可以是具有或沒(méi)有細(xì)纖維的纖維素?？梢允褂迷S多變體/變化形式。

元件100還可利用結(jié)合上文圖1-21所述的介質(zhì)被構(gòu)造，被折疊成具有：主要褶皺結(jié)構(gòu)，包括在大體平行的交替的主要褶皺連續(xù)連接的斜壁，所述主要褶皺沿著每個(gè)斜壁的相對(duì)邊緣延伸并且所述主要褶皺以交替的方式朝向片材的相對(duì)側(cè)/相對(duì)面突出；次要褶皺結(jié)構(gòu)，所述次要褶皺結(jié)構(gòu)形成在每個(gè)主要褶皺結(jié)構(gòu)的斜壁，其中交替的次要褶皺形成在每個(gè)斜壁，每個(gè)所述次要褶皺以交替的方式朝向片材的相對(duì)側(cè)/相對(duì)面突出并且每個(gè)所述次要褶皺在位于斜壁的相對(duì)邊緣的主要褶皺之間橫向延伸，其中相鄰斜壁的次要褶皺在每個(gè)主要褶皺的相對(duì)側(cè)上大體對(duì)準(zhǔn)；和，沿著每個(gè)主要褶皺形成的凹口，每個(gè)凹口包括位于共同基線的相對(duì)側(cè)上的兩個(gè)三角形，所述基線在兩個(gè)次要褶皺之間延伸并與兩個(gè)次要褶皺對(duì)準(zhǔn)，所述次要褶皺在主要褶皺的相對(duì)側(cè)上并且所述次要褶皺朝向與主要褶皺相同的片材的一側(cè)突出，并且所述兩個(gè)三角形的每一個(gè)的頂點(diǎn)在兩個(gè)對(duì)準(zhǔn)的次要褶皺的會(huì)合點(diǎn)，所述兩個(gè)對(duì)準(zhǔn)的次要褶皺朝向與主要褶皺所突出朝向的一側(cè)相對(duì)的片材的一側(cè)突出。

上文呈現(xiàn)了示例原理和實(shí)施例。應(yīng)用這些原理可以產(chǎn)生許多實(shí)施例。