用于过滤器的密封系统.pdf

一种过滤组件包括一过滤器结构(100)和一用于将该结构密封在一管道或壳体(305)中的密封系统(60)过滤器结构具有相对的第一和第二流动面(110)，并且是构造成直通流动的方式。密封系统(60)包括一框架结构(205)和一可压缩密封件(250)。可压缩密封件是围绕框架结构的一部分模制的。当把过滤组件(100)插入壳体(305)中时，可压缩密封件(250)足以被压缩而在框架结构(205)和壳体(305)的一个表面之间形成一个径向密封头(172)。

1.  一种用于空气滤清器壳体(305、672)的过滤元件配置(50、450)，所述壳体具有一密封面(260、660)；该过滤元件配置(50、450)是可以在空气滤清器壳体(305、672)中拆除和更换的；该过滤元件配置(50、450)包括：
(a)一介质结构，该介质结构具有：第一和第二端；位于所述第一端的第一流动面(105、471)；以及位于所述第二端的第二流动面(110、472)；
(i)在所述介质结构(125、470)中的介质形成了多个槽(124)；每个槽(124)均具有一靠近所述第一流动面(105、471)的第一端(146)和一靠近所述第二流动面(110、472)的第二端(148)；
(A)由所述各槽(124)中选定的一些组成的第一组槽(136)在第一端(146)敞开，在第二端(148)封闭；以及
(B)由所述各槽(124)中选定的一些组成的第二组槽(134)在第一端(146)封闭，在第二端(148)敞开；
(b)一密封系统(60、460)，它包括围绕所述介质结构的第一端和第二端之一布置的一密封件(250、650)和一框架结构(170、605)；
(i)所述框架结构(170、605)包括一从所述第一和第二流动面之一沿轴向突伸的延伸部(174、663)；
(ii)所述密封件(250、650)位于所述框架结构(170、605)的所述延伸部(174、663)上；
(iii)所述密封件取向为形成一个可释放的、沿周向的、与壳体密封面(260、660)密封的密封头(172、685)，这是通过将过滤元件配置(50、450)插入并与壳体(305、672)的密封面相配合而实现的。

2.  如权利要求1所述的过滤元件配置，其特征在于，
(a)所述介质结构的横截面包括一对弯曲的端部(511、512)，该对端部通过一对直线段(513、514)来连接。

3.  如权利要求2所述的过滤元件配置，其特征在于，
(a)所述框架结构的延伸部(664)包括一对弯曲的端部，该对端部通过一对直线段来连接。

4.  如权利要求1所述的过滤元件配置，其特征在于，
(a)所述介质结构具有一圆形横截面。

5.  如权利要求1-4中任一项所述的过滤元件配置，其特征在于，
(a)所述延伸部包括一末端部、一外周表面和一相对的内表面；以及
(b)所述密封件包括一取向成抵靠于所述延伸部的所述外周表面的第一部分。

6.  如权利要求5所述的过滤元件配置，其特征在于，
(a)所述密封件包括一取向成抵靠于所述末端部的第二部分；以及一取向成抵靠所述内表面的第三部分。

7.  如权利要求5和6中任一项所述的过滤元件配置，其特征在于，
(a)所述密封件限定了一具有至少两个阶梯的横截面结构，所述阶梯从所述延伸部的所述末端部向所述介质结构逐渐加大。

8.  如权利要求1-7中任一项所述的过滤元件配置，其特征在于，
(a)所述框架结构的所述延伸部从一固定于所述介质结构的唇件突伸。

9.  如权利要求8所述的过滤元件配置，其特征在于，
(a)所述唇件是所述框架结构的一部分。

10.  如权利要求8和9中任一项所述的过滤元件配置，其特征在于，
(a)所述唇件包括玻璃纤维加强塑料。

11.  如权利要求1-10中任一项所述的过滤元件配置，其特征在于，  (a)所述密封件限定了具有至少一个阶梯的横截面结构。

12.  如权利要求1-11中任一项所述的过滤元件配置，其特征在于，
(a)所述介质结构包括一波纹层(123)，该波纹层固定于一表面片材(132B)并卷成一个成卷的结构。

13.  如权利要求1-12中任一项所述的过滤元件配置，其特征在于，
(a)所述框架结构(170、605)包括在第一和第二流动面之一上延伸的至少一个撑条。

14.  如权利要求1-13中任一项所述的过滤元件配置，其特征在于，
(a)所述密封件(250、650)包括聚氨酯泡沫材料。

15.  如权利要求1-14中任一项所述的过滤元件配置，其特征在于，
(a)所述第一流动面和第二流动面是平的，并且相互平行。

16.  如权利要求1-15中任一项所述的过滤元件配置，其特征在于，
(a)在所述第二端(148)封闭的第一组槽(136)是借助一端部密封边(140)来封闭的；以及
(b)在所述第一端(146)封闭的第二组槽(134)是借助一端部密封边(138)来封闭的。

17.  一种过滤元件配置(50、450)，包括：
(a)一介质结构，该介质结构具有：彼此相对的第一和第二端；位于所述第一端的第一流动面(105、471)；位于所述第二端的第二流动面(110、472)；多个槽(124)；每个槽均具有一靠近所述第一流动面的第一端(146)和一靠近所述第二流动面的第二端(148)；
(i)所述各槽中选定的一些槽(136)在所述第一端(146)敞开，并在所述第二端(148)封闭；以及所述各槽中选定的一些槽在所述第一端(146)封闭，在所述第二端(148)敞开；
(ii)所述介质结构的横截面包括一对弯曲的端部，该对端部通过一对直线段来连接。
(b)一密封系统(60、460)，所述密封系统固定于具有一密封件(250、650)的介质结构；
(i)所述密封件包括一对弯曲的端部，该对端部通过一对直线段来连接。

18.  如权利要求17所述的过滤元件配置，其特征在于，
(a)所述密封系统(60、460)包括围绕所述介质结构的第一端和第二端之一布置的一框架结构(170、605)；
(i)所述框架结构(170、605)包括一从所述第一和第二流动面之一沿轴向突伸的延伸部(174、663)；
(ii)所述密封件(250、650)位于所述框架结构(170、605)的所述延伸部(174、663)上；
(iii)所述密封件取向为形成一个可释放的、沿周向的、与壳体密封面(260、660)密封的密封头(172、685)，这是通过将过滤元件配置(50、450)插入并与壳体(305、672)的密封面相配合而实现的。

19.  如权利要求18所述的过滤元件配置，其特征在于，
(a)所述框架结构(170、605)包括一在第一和第二流动面之一上延伸撑条。

20.  如权利要求19所述的过滤元件配置，其特征在于，
(a)所述撑条是一桁架系统(612)的一部分，所述桁架系统位于所述框架结构的相对的直线段之间。

21.  如权利要求19和20中任一项所述的过滤元件配置，其特征在于，
(a)所述框架结构的所述延伸部从一固定于所述介质结构的唇件突伸。

22.  如权利要求21所述的过滤元件配置，其特征在于，
(a)所述唇件是所述框架结构的一部分。

23.  如权利要求21和22中任一项所述的过滤元件配置，其特征在于，
(a)所述唇件包括玻璃纤维加强塑料。

24.  如权利要求18-23中任一项所述的过滤元件配置，其特征在于，
(a)所述介质结构包括一波纹层(123)，该波纹层固定于一表面片材(132B)并卷成一个成卷的结构。

25.  一种过滤元件配置(50、450)，包括：
(a)一介质结构，该介质结构具有：彼此相对的第一和第二端；位于所述第一端的第一流动面(105、471)；位于所述第二端的第二流动面(110、472)；多个槽(124)；每个槽均具有一靠近所述第一流动面的第一端(146)和一靠近所述第二流动面的第二端(148)；
(i)所述各槽中选定的一些槽(136)在所述第一端(146)敞开，并在所述第二端(148)封闭；以及所述各槽中选定的一些槽在所述第一端(146)封闭，在所述第二端(148)敞开；以及
(b)一密封系统(60、460)，所述密封系统包括一框架结构(170、605)和一密封件(250、650)，所述密封系统固定于所述介质结构；
(i)所述框架结构(170、605)具有一延伸过所述第一流动面和所述第二流动面之一的撑条(210、610)。

26.  如权利要求25所述的过滤元件配置，其特征在于，
(a)所述框架结构(170、605)包括一从所述第一和第二流动面之一沿轴向突伸的延伸部(174、663)；
(b)所述密封件(250、650)位于所述框架结构(170、605)的所述延伸部(174、663)上，并取向为形成一个可释放的、沿周向的、与壳体密封面(260、660)密封的密封头(172、685)，这是通过将过滤元件配置(50、450)插入并与壳体(305、672)的密封面相配合而实现的。

27.  如权利要求26所述的过滤元件配置，其特征在于，
(a)所述框架结构的所述延伸部从一固定于所述介质结构的唇件突伸。

28.  如权利要求27所述的过滤元件配置，其特征在于，
(a)所述唇件是所述框架结构的一部分。

29.  如权利要求26-28中任一项所述的过滤元件配置，其特征在于，
(a)所述介质结构的横截面包括一对弯曲的端部，该对端部通过一对直线段来连接。

30.  如权利要求26-28中任一项所述的过滤元件配置，其特征在于，
(a)所述介质结构具有一圆形横截面。

31.  如权利要求26-30中任一项所述的过滤元件配置，其特征在于，
(a)所述撑条是一桁架系统(612)的一部分，所述桁架系统位于所述框架结构的相对的直线段之间。

用于过滤器的密封系统
本申请是申请号为00804288.8(PCT/US 00/04557)、申请日为2000.02.23、名称为“用于过滤器的密封系统”的中国专利申请的分案申请。
发明领域
本申请的揭示内容涉及用于发动机的过滤器结构、过滤方法和过滤器的制备。特别是，本申请描述了一种具有密封系统的过滤器配置。
发明背景
通常在气体流中携带有颗粒物质。在很多情况下，希望能从气体流中除去部分或全部的颗粒物质。例如，在由发动机吸入以供车辆发动之用的空气吸入流中，以及在各种燃烧炉的空气流中，经常包含有颗粒物质。如果这些颗粒物质到达所涉及的各种机构的内部，那么就可能导致相当大的损害。因此，对这些系统而言，最好是能在所涉及的发动机、涡轮机、炉子或其它设备的上游从气体流中除去颗粒物质。针对各种特定的滤除工作，已经开发了各种各样的气体过滤器或气体过滤器配置。然而，总的来说还在继续寻求更好的改进。
WO9740908揭示了一种锥形过滤器，其具有槽纹式过滤介质和一轴向密封件。WO9740908中的过滤器元件是通过将过滤介质卷起来形成一个圆形横截面而形成的。在将过滤元件卷绕或置于一成形模上时，元件可以作轴向移动，同时，密封剂是柔顺的以便于元件的成形。WO9740908揭示了一用于环形过滤器元件的塑料端部圆盘，流体径向地通过该圆盘。EP0581695揭示了一种具有可变形密封端盖的过滤器组件。US3,695,437揭示了一种具有一抗排放止回阀的油过滤器。该过滤元件为具有径向流动的圆柱形，并利用了一轴向密封系统。EP0704233揭示了一种具有皱纹元件和径向流动的离心式过滤器。采用了一个轴向的密封系统。
发明内容
本发明揭示了一种发动机空气流动系统。该空气流动系统包括一过滤元件结构，该结构包括一介质组件和一密封系统。在较佳的构造中，密封系统具有一框架配置和一密封件，所述框架结构包括一从所述介质组件的两流动面之一沿轴向突伸的延伸部。在特别好的配置中，密封元件由所述框架配置的延伸部来支承。
还揭示过滤元件结构。较佳的过滤元件结构包括如上所述的那些。
还揭示了过滤系统、维修过滤系统、以及制造过滤配置的方法。较佳的方法将采用如上所述的过滤元件和结构。
图1是根据本发明特定原理的一个过滤器组件实施例的立体示意图；
图2是可用于图1所示配置的过滤介质的一部分的立体示意图；
图3是用于制造一可用于图1所示配置的过滤制造器组件的方案的立体示意图；
图4是图1所示过滤器组件的一个密封系统的平面示意图；
图5是图1过滤器配置的局部剖示图，它密封在一个空气滤清器中；
图6是沿图4中的线6-6剖取的、图4所示密封系统之框架的剖视图；
图7是根据本发明原理的、图4所示密封系统的可压缩密封件的一个实施例的放大的局部剖视图；
图8是一空气滤清器的实施例的立体示意图，其中可以采用根据本发明原理的过滤器组件；
图9是图8所示空气滤清器的剖示图，示出了安装于其中的、图1所述的过滤器组件；
图10是根据本发明特定原理的过滤器组件的第一变化型实施例的立体示意图；
图11是图10所示过滤器组件的过滤介质部分的立体示意图；
图12是图10所示过滤器组件的一个密封系统的框架部分的一个实施例地立体示意图；
图13是沿图10中的线13-13剖取的、可用于图10所示过滤器组件的密封系统实施例的剖示图；
图14是根据本发明原理的空气滤清器的一个变化型实施例的侧面示意图；
图15是沿图14中的线15-15剖取的空气滤清器的剖示图，示出了安装于其中的图10的过滤器组件；
图16是采用本发明空气滤清器的一个系统的实施例的示意图；
图17是图1所示过滤器组件的一个变化型实施例的端部示意图；以及
图18是图1所示过滤器组件的另一个实施例的端部示意图。
A.图1-7
现请参见图1。图1是根据第一实施例的一过滤器组件50的立体图。图中所示的较佳的过滤器组件50包括一过滤介质55和一密封系统60。在较佳实施例中，过滤介质55是设计成用于从通过过滤介质55的流体(例如空气)中除去颗粒，而密封系统60是设计成抵住一壳体或管道的侧壁来密封过滤器组件50，如图8和9所示。这里的术语“密封”是指密封系统60在通常情况下可以防止流体从过滤器组件50和壳体或管道的侧壁之间的区域通过，使通过该区域的流体不会超过不希望达到的水平，即，密封系统60可以迫使流体流过过滤器组件50的过滤介质55。
在某些特定的较佳配置中，把过滤介质55构造成用于直通流动。所谓“直通流动”是指将过滤介质55构造成一个结构100，该结构具有一第一流动面105(在该实施例中，对应于一入口端)和一与之相对的第二流动面110(在该实施例中，对应于一出口端)，流体沿方向114进入，流过第一流动面105，并沿着相同的方向从116排出。当与一直线流(inline-flow)壳体一起使用时，通常流体将沿某个方向进入壳体的入口，沿同一个方向从第一流动面105进入过滤器结构100，并沿同一个方向从第二流动面110流出过滤器结构100，最后沿同样的方向从壳体的出口排出。
虽然上述的第一流动面105是设计成与一入口端相对应，而将第二流动面110设计成与一出口端相对应，但如果将它们反过来也是完全可行的。也就是说，图1所示的第一流动面105可以对应于一出口端，而第二流动面110可以对应于一入口端。
在图1中，第一流动面105和第二流动面110是平面的，而且相互平行。在其它实施例中，第一流动面105和第二流动面110可以是非平面的，例如截头圆锥形。另外，第一流动面105和第二流动面110不一定非要相互平行。
通常，过滤器结构100是一个卷绕结构。也就是说，结构100通常包括一个围绕一中心点完全地或重复地回转的一层过滤介质。通常，这种卷绕结构是一个卷，一层过滤介质围绕一中心点卷绕多圈。在采用一卷绕结构的配置中，过滤器结构是一卷过滤介质，通常是可渗透的槽纹式过滤介质。
现请参见图2。图2是一立体示意图，说明了可用于本文所述的过滤器结构的、特定的、较佳的介质的操作原理。在图2中，一槽纹式结构总的由标号122来表示。较佳的是，该槽纹式结构122包括：一个波纹层123，它具有多个槽124和一个表面片材132。图2的实施例示出了表面片材132的两个部分，一个是132A(在波纹层123的上方)，一个是132B(在波纹层123的下方)。通常，用于所述配置的较佳的介质结构125包括固定于下表面片材132B的波纹层123。当采用成卷的介质结构125时，通常是围绕它本身卷绕的，因而使下表面片材132B覆盖波纹层123的顶部。覆盖波纹层顶部的表面片材132被标注为132A。应该理解，表面片材132B和132A是完全相同的表面片材132。
当采用这种类型的介质结构125时，各槽腔124最好是形成交替的波峰126和波谷128。波谷128和波峰126将各槽分成上排和下排。在图2所示的特定结构中，上排槽形成了下游端封闭的槽腔136，而上游端封闭的槽腔134则形成了下排槽。槽腔134由第一端部密封边(end bead)138密封，该密封边填充在位于槽纹片材130与第二表面片材132B之间的槽的上游端。类似地，一第二端部密封边140将交替的槽136的下游端封闭起来。在某些较佳的系统中，第一密封边138和第二密封边140沿介质结构125的各个部分都是笔直的，第一密封边138是笔直的，并且从不偏离位于或靠近介质结构125的各端部的位置，而第二密封边140也是笔直的，并且从不偏离位于或靠近介质结构125的各端部的位置。各槽124和端部密封边138、140可以使介质结构125形成为过滤器结构100，并且在结构上形成自支承，无需一壳体。
当采用介质结构125形式的介质时，在使用过程中，未过滤的流体(例如空气)如带阴影的箭头144所示的那样进入槽腔136。槽腔136具有敞开的上游端146。由于槽腔136的下游端148被第二密封边140所封闭，因而使未过滤的流体不能从下游端通过。因此，流体被强制地通过槽纹片材130或表面片材132。当未过滤的流体流过槽纹片材130或表面片材132时，这些流体得到清洁或过滤。清洁后的流体由不带阴影的箭头150来表示。随后，流体流过槽腔134(它们的上游端151封闭)，以从敞开的下游端152(图1)流出槽纹结构122。在图示构造下，未过滤的流体可以流过槽纹片材130、上表面片材132A或下表面片材132B后进入一槽纹腔134。
通常是先制备介质结构125，然后再将它卷起来形成一个过滤介质的成卷结构100。当选用这种类型的介质时，制备好的介质结构125包括波纹片材123，该波纹片材通过端部密封边138固定于下表面片材132B(如图2所示，但是没有上表面片材132A)。在此类配置中，介质结构125将包括一在其一端的前边缘和一在另一端的后边缘，在这两个前、后边缘之间有一个上横向边缘和一个下横向边缘。这里的术语“前边缘”是指最先开始回绕或卷绕因而位于或靠近成卷结构的中心或内芯的那一个边缘。而术语“后边缘”是指在完成回绕或卷绕之后位于成卷结构外侧的那一个边缘。
在介质结构125那种类型的产品中，在将片材卷绕成卷之前，应该将前边缘和后边缘密封在波纹片材123和下表面片材132B之间。虽然可以有多种方法，但在特定的方法中，前边缘处的密封是用如下方式形成的，即：(a)沿着一条从上横向边缘向下横向边缘(或者从下横向边缘向上横向边缘)延伸线或路径，并沿着形成波峰126最高点(或顶点)切开或剪开；以及(b)沿着所述切割线或路径，将密封剂涂敷在下表面片材132B和波纹片材123之间。后边缘处的密封可以用类似于形成前边缘密封的方式来形成。虽然可以采用各种不同类型的密封剂来形成这些密封接头，但一种可选用的材料是可购自于明尼苏达州圣保罗市的H.B.Fuller的非泡沫型密封剂，产品牌号为HL0842。
当采用介质结构125时，系统的设计者可能系统将结构125卷成一个成卷的介质结构，如图1所示的过滤器结构100。可以采用多种方式来回绕或卷绕介质。请参见图3，在图3所示的特定实施例中，围绕一中心心轴154或其它作为卷绕安装结构的元件来卷绕介质结构125。中心心轴154是可以除去的，或者可以留下来作为圆柱形过滤器结构100的中心(图1)。较理想的是，可以采用非圆形的中心卷绕构件，以便制造其它过滤介质形状，例如长圆形、椭圆形、矩形或跑道形的过滤介质。
介质结构125在卷绕时也可以不需要心轴或中心内芯。形成一个无芯成卷结构的方法如下：(a)将波纹片材123的与前边缘相间隔的第一部分波纹的波谷128从上横向边缘刻到下横向边缘上(或者从下横向边缘刻到上横向边缘上)，以助于卷成结构125，例如，前边缘的第一部分四个波纹将具有一沿波谷128切割的刻痕线；(b)将由密封剂构成的密封边140沿着波纹片材123的上表面并沿着与具有端部密封边138的横向边缘相对的那一个横向边缘来涂敷；(c)先将前边缘抵住其本身来回绕或卷绕，随后在通过密封边140压紧；以及(d)将固定有下表面片材132B的其余波纹片材123围绕夹紧的前边缘回绕或卷绕起来。
在其它方法中，可以通过如美国专利5,543,007和5,435,870所描述的自动加工工艺，用介质结构125来制造无芯结构，上述的两个专利可援引在此以作参考。在其它方法中，可以用手来卷绕介质结构。
当采用例如过滤器结构100之类的成卷结构时，系统设计者需要确保结构100的外周封闭或锁定在位，以防止过滤器结构100脱开卷绕。有很多方法可以实现这一目的。在某些场合，外周侧包裹有一外周层。这个外周层可以是一种非渗透性的粘合材料，例如是在一个侧面上带有粘合剂的塑料。当采用这种类型的外周层时，可以防止过滤器结构100脱开，并且可以阻止流体流出过滤器结构100的外周侧，从而维持过滤器结构100中的直通流动。
在某些场合，过滤器结构100是这样保持其成卷结构的，即，用一粘合剂或密封剂沿着一条线160(图1)来密封介质结构125的后边缘，从而将后边缘固定于过滤器结构100的外侧面。例如，可以沿着线160涂敷一条热熔密封剂。
请回到图1，在图1中，示出了第二流动表面110。还示出了一个标注为112的扇形部分，其中各槽具有打开端部152和封闭的端部148。应该理解，扇形部分112可以代表整个流动面110。为清楚和简便起见，图中没有示出流动面110的其它部分。在共同待审和共同转让的、申请号29/101,193、申请日1999年2月6日、题为“具有密封系统的过滤元件”、在此援引作为参考的美国专利申请中描述并图示了可用于这些系统和配置和一个过滤组件50的俯视和仰视平面图以及侧视图。
现请转向图9，图中示出了一个安装在一壳体305(该壳体可以是进入发动机或涡轮机的空气吸入管道的一部分)中的过滤器结构100。在如图所示的配置中，空气在箭头306处流入壳体305，经过滤器结构100后，在箭头307处流出壳体305。当在一管道或壳体305中采用例如过滤器结构100类型的介质结构时，需要有一个密封系统60来确保空气流过介质结构100，而不是旁通地流过。
现请参见图5，它是安装在壳体305中的过滤器结构100的局部放大视图，图中所示的特定密封系统60包括一框架结构170和一密封件250。当采用这种类型的密封系统60时，框架结构170可形成一支承结构或背衬，密封件250可以抵住框架而被压缩，从而形成一个与管道或壳体305之间的径向密封头172。
还是请参见图5，在如图所示的特定实施例中，框架结构170包括一刚性突起174，该刚性突起从过滤器结构100的第一和第二流动面105、110之一的至少一部分凸出或伸出。在图5所示的实施例中，刚性突起170从过滤器结构100的第二流动面110轴向地延伸。图5所示的实施例示出了突起174在整个第二流动面110的上方轴向地延伸，因为第二流动面110是平面形状的。在流动面为非平面形状(例如截头圆锥形)的情况下，可以将突起174设计成只在流动面的一部分的上方。
图6是图5所示的特定框架结构170的剖视图。在图6中，所示的突起174具有通过一端梢180相互结合的一对侧壁176、178。在较佳的配置中，第一和第二侧壁176、178之一可以作为密封件250的支承件或背衬，从而在选定的侧壁176或178与壳体或管道的适当表面之间形成一个密封头172。当采用这种类型的结构时，突起174是一个形成一封闭环形结构182(图4)的连续的构件。密封件250可以配合或邻接于环形结构182的内侧面184，或者是环形结构182的外侧面186。当与环形结构182的内侧面184相配合时，密封件250被压缩在突起174与插在环内的一个管状构件之间，使突起174和密封件250环绕所述管状构件。这样就可以在管状构件与突起174的内侧面176(以及环形结构182)之间形成一个径向的密封。
密封件250也可以与环形结构182的外部186相配合。当采用这种类型的结构时，一壳体或管道可以环绕突起174和环形结构182(包括密封件250)，从而在突起174的外侧面178与壳体或管道的内侧面之间形成一个密封。
在特定的较佳配置中，密封件250配合于或覆盖环形结构182的内侧面184和外侧面186。在图5所示的特定实施例中，密封件250也与突起174的端梢180接触配合，从而使密封件250这样来覆盖突起174，即，从外侧面186，越过端梢180，到内侧面184。
现请参见图4、5和6。图4是图1所示密封系统60的平面视图；图5是图1所示的、安装在壳体305中的过滤组件50的局部剖视图；以及图6是图4所示密封系统60的框架结构170的剖视图。
通常，当采用如上所述的框架结构170时，框架结构170将包括一个框架205。框架205可以是各种形状的。在图4所示的特定实施例中，框架205的形状大体是圆的。图4所示的框架205的方便之处在于，它是布置和构造成附连于过滤器结构100的第二流动面110。
现请参见图6，在图示的这种特定的配置中，框架205具有一环圈、裙部或悬唇部251，该部分大体是圆的并具有一内径。该内径最好是大致等于过滤器结构100的外径。悬唇部251从撑条210的底面252向下延伸第一距离。悬唇部251是布置和构造成可以围绕过滤器结构100的第二流动面110径向地延伸。现请参见图5，在图示的特定实施例中，悬唇部251围绕过滤介质100的第二流动面110径向延伸，因而在过滤器结构100的第二流动面110内侧延伸第一距离，从而限定一个搭接区域255。
框架205最好是固定于过滤器结构100。可以用各种方式将框架205固定于过滤器结构100。将框架205固定于过滤器结构100的一种特定较佳的方式是采用粘合剂。在图5所示的特定实施例中，粘合剂是布置在位于悬唇部251和过滤器结构100之间的搭接区域255上。
较佳的是，粘合剂能永久地将框架205粘附于过滤器结构100，同时还能防止流体从过滤器结构100与框架205之间的搭接区域255泄漏。在变化型实施例中，框架205可以暂时地附连于过滤器结构100。这里的术语“暂时”是指框架205可以从过滤器结构100上取下而不会损坏密封系统60或过滤器结构100。
在使用此类框架205的过程中，需围绕框架205的外周施加向内的力。撑条120对框架205起到支承作用。这里的术语“支承”是指撑条210可以防止框架205在围绕其外周施加的力的作用下被径向地压扁。
现请参见图6，图示的特定突起174最好是包括一末端部分263或环形密封支承件。在图6中，末端部分263大体是圆的，并且是布置和构造成插入在一壳体或管道中。在为圆形的情况下，末端部分263可限定一内径。末端部分263与悬唇部251之间，框架205包括一凸阶253。凸阶253在悬唇部251的较大内径部分和末端部分263的较小内径部分之间形成了一个过渡区域。
当按照图5和图6所示的配置构造而成时，末端部分263能为可压缩的密封件250提供支承。可压缩密封件250最好是构造和布置成可以在框架205的末端部分263和壳体或管道的侧壁260之间充分地被压缩。当密封件在末端部分263和侧壁260之间被充分地压缩时，就可以在过滤组件50和侧壁260之间形成一个径向密封头172。
可以采用各种方式来将密封件250固定于末端部分263。一种特别方便和理想的方式是，模制密封件250，使其接触、覆盖或搭接在末端部分263的径向外侧面270与末端部分263的径向内侧面271上，并包括端梢180(图7)。图7示出了这种构造的一个特定实施例。在图7中，密封件250完全覆盖末端部分263。
框架205的末端部分263可限定一壁或支承结构，可压缩密封件250可以在其间形成一个径向的密封头172。在可压缩密封件250的插入压力不高于80磅(通常不高于50磅，例如20-40磅)的情况下，其在密封系统60中的压缩最好是足以形成一个径向的密封，并且最好是足够轻，以便于用手加以更换。较佳的是，可压缩密封件250的被压缩量至少是百分之十五，最好是不高于百分之四十，通常是在百分之二十到三十。这里的术语“压缩量”是指密封件250的最外面部分沿径向向末端部分263的物理偏移量相对于密封件250静止时(未变形并且没有被安装在管道中，或者说是不受其它力作用)最外部尺寸的百分数。
现请参见图7，图7是一特定的较佳密封件250处于未压缩状态时的放大的示意图。在图示的较佳实施例中，密封件250是一个呈阶梯形截面的构造，其最外面的尺寸(当为圆形时，就是直径)从第一端264向第二端265逐渐减小，以便实现较佳的密封。图7所示的特定配置的外形的较佳规格是：具有多个(最好是至少三个)逐渐变大的台阶的聚氨酯泡沫材料，所述各台阶是构造成与侧壁260压配，并且可提供一个防流体泄漏的密封头。
可压缩密封件250限定了一个渐增的表面内径梯度，以便压配于侧壁260。具体地说，在图7所示的例子中，可压缩密封件250限定了三个台阶266、267、268。台阶266、267、268的截面尺寸或宽度逐渐增加，台阶266、267、268依次从可压缩密封件250的第二端向下。密封件第二端265处的较小的直径便于将其插入管道或壳体。而第一端264处的较大的直径则可以确保紧密的密封。
通常，为了正确地实施径向密封的功能，可压缩密封件250需要在将其装入壳体305或管道时被压缩。在很多较佳的构造中，密封件在其最厚的部分被压缩大约百分之十五到四十(通常是大约百分之二十到三十三)，藉以获得一个牢固可靠的密封，并且只要用手施加大约80磅或更小的力(最好是50磅或更小，通常是20-40磅)来安装密封件，就可以获得上述的结果。
通常，可以将过滤组件50布置和构造成压配抵靠于壳体305或管道的侧壁260。在图5所示的特定实施例中，可压缩密封件250在侧壁260与框架205的末端部分263之间被压缩。在被压缩之后，由于可压缩密封件250趋向于膨胀回到其原始状态，因而会对侧壁260施加一个作用力，从而在末端部分263和侧壁260之间形成一个径向的密封头172。
B.图8和9
现请参见图8，图8是一空气滤清器300的立体示意图。在特定的系统中，是将过滤组件50设计成可以插入到一空气滤清器300的壳体305中。壳体305通常是与发动机的空气吸入系统流体连通的管道系统的一部分。在本文中，术语“管道系统”或“管道”包括例如管路、管子和空气滤清器壳体。
过滤组件50可以采用各种壳体。在图8所示的特定实施例中，壳体305包括一本体构件或第一壳体部分310，以及一可拆卸的盖子或第二壳体部分315。在某些配置中，第一壳体部分310附连于一物体，例如卡车。第二壳体部分315通过一锁定装置320可拆卸地固定于第一壳体部分310。较佳的是，锁定装置320包括多个锁头325。
虽然壳体可以有各种不同的截面构造，但在所述的特定实施例中，第一和第二壳体部分310、315是圆的。在图示的配置中，第一壳体部分310具有一出口区域330。出口区域330是设计成可在使用过程中允许流体流出过滤器组件300。类似地，第二壳体部分315具有一入口区域335。入口区域335是设计成可在使用过程中允许流体流入过滤器组件300。在较佳的构造中，壳体305是一个直列式壳体。因此，出口区域330和入口区域335同轴地对准，从而允许空气沿同一方向流过入口区域335和出口区域330。这可以从图9中看到。
过滤组件50最好是构造和布置成能压配于壳体305的侧壁260。在图9所示的实施例中，过滤组件50的带有连接框架205和可压缩密封件250的第二端110插入在第一壳体部分310中。过滤组件50压配在第一壳体部分310内，因而使可压缩密封件250在框架205的末端部分263和第一壳体部分310的侧壁260之间被压缩，从而在其间形成一个径向密封头172。
在图9所示配置的使用过程中，流体在第二壳体部分315的入口区域335进入壳体组件300，如箭头306所示。当流体流过过滤器结构100时，就可以除去其中的污染物。流体在出口区域330排出壳体组件300，如箭头307所示。密封系统60的可压缩密封件250形成了径向密封头172，藉以防止污染的流体直接排出壳体组件300而不先经过过滤器结构100。
C.图17和18
应该理解，过滤组件50可以具有附加的分隔件，以确保获得适当的过滤程度。间隔件可以设置在过滤组件50的上游，也可以在过滤组件50的下游，这取决于特定的场合和所需的结果。这些间隔件可以采取某些实施例中的前滤清器或后滤清器(例如安全过滤器或二次过滤器)。此外，这些间隔件可以采取单层或多层过滤介质的形式，并位于过滤器结构100的上游或下游。这些场合所采用的过滤器通常是根据所需的过滤程度以及过滤介质所引入的限制物(restriction)的量来选择的。例如，在特定的场合，希望在滤掉大颗粒(即，例如树叶、蝴蝶、土块等碎屑)的同时，引入小的附加限制物。在此情况下，可以在过滤器结构100的上游采用一层介质，例如筛网或滤网。还希望刚好在过滤器结构100的下游引入附加量的过滤措施。这可以通过紧接在过滤器结构100的下游设置一层(或多层)介质来实现。
现请参见图17，其中示出了过滤组件50的一个变化型实施例，它总的由标号50’来表示。过滤组件50’是构造成类似于图1的过滤组件50，只是其中对应于上游或入口端106’的第一流动面105’有所不同。图17是过滤组件50’的从上游端106’看的端部示意图。在图17所示的特定的过滤组件50’中，整个上游端106’被一层介质107’所覆盖，以便在气体流到达过滤机构100之前分离其中的较大颗粒。按照所需的过滤和限制的场合和程度，介质107’可以采取多种型式。在很多普通的场合，介质107’的尺寸为允许除去例如蝴蝶、树叶、大土块和其它类型碎屑之类的颗粒。一种可供使用的介质具有以下特征和性质：聚酯材料；其中50％(按重量计)的纤维的纤度为大约15旦尼尔，50％的纤维的纤度为大约6旦尼尔；将纤维保持在一起的粘结料是耐油的橡胶改性PVC；基重为6.6oz/yd²(224g/m²)；厚度是大约0.37英寸；在0.5英寸的水的限制情况下，可渗透性为大约3500英尺/米。
如上所述，还希望在过滤器结构100的下游引入分离措施。图18示出了其中的一个例子，图18是从第二流动面110″看到的过滤组件55的一个变化型实施例的端部视图。图18所示的过滤组件50″的构造类似于图1所示的过滤组件50，只是有一个附加的分离器111″位于过滤器结构100的下游。虽然可以构思出各种实施例，但在图18所示的特定实施例中，分离器111″采用的是位于过滤器结构100下游的一层介质112″。介质层112″可以紧挨着或紧抵着过滤器结构100，或者可以位于框架205″的下游。在图18所示的实施例中，介质112″紧接在过滤器结构100的下游。也就是说，过滤介质112″位于过滤器结构100和框架205″的撑条210″之间。
所采用的介质112″的类型取决于所需的过滤程度或所引入的限制物的量。介质112″可以是单层的，也可以是多层的。在图8所示的实施例中，介质112″包括非制造的、无皱的、纤维深度介质113″。一种可用于深度介质(depth media)113″的材料具有以下特征：一层4.0-4.8 0z/yd²(136-163g/m²)聚酯纤维深度介质(混合纤维)；0.55-0.70″(14-18mm)厚度自由状态(在0.002psi的压缩下测量)；平均纤维直径为大约21.0微米(质量加权平均值)或大约16.3微米(长度加权平均值)；可渗透性(最小值)500英尺/分钟(152米/分钟)；自由状态的固化率为大约0.6-1.0％，通常是大约0.7％。
预计在某些应用中，要求过滤器组件50既包含上游过滤器107’，又包含下游过滤器111″。
D.图10-15
现请参见图10，图10是根据另一个实施例的过滤组件450的立体图。在图示的结构中，过滤组件450包括过滤介质455和一密封系统460。过滤介质455是设计成可以从流过其中的流体(例如空气)内除去污染物。密封系统460是设计成可以将过滤介质455密封于一壳体或管道。
在特定的较佳实施例中，过滤介质455被结合在一个过滤器结构470中，该过滤器结构具有一第一流动面471和一与之相对的第二流动面472。现请参见图11，在图11所示的特定实施例中，过滤器结构470是构造成直通流动的形式。如上所述，这意味着需过滤的流体将沿着某个特定方向477(图10)进入第一流动面471，并沿同一个方向478(图10)从第二流动面472排出。
过滤器结构470可以具有各种构造和性质。在图11所示的特定实施例中，过滤器结构470具有非圆形横截面。特别是，图11所示特定实施例中的过滤器结构470具有长圆形(ob-round)或“跑道形”横截面心轴。术语“跑道形”横截面心轴是指过滤器结构470包括第一和第二半圆形端部511、512，它们通过一对直线段513、514连接起来。
通常，过滤器结构470是一卷绕结构。也就是说，结构470包括一个围绕一中心点完全或反复回绕的过滤介质层。在特定的较佳配置中，卷绕结构是一个卷，其中一个过滤介质层围绕一中心点卷绕多圈。在其它的较佳配置中，过滤器结构470是一个卷绕结构，通常是一卷过滤介质，例如可渗透的槽纹形过滤介质。
可以采用很多不同类型的方式来制造过滤介质470。在某些技术中，将一个单面过滤介质(例如图2所示的过滤介质122)围绕一中心心轴或其它结构卷绕，以形成一个用于卷绕的安装件。中心心轴可以被除去，或留下来塞住过滤器结构470的中心。在图11所示的特定实施例中，一中心内芯454占据了过滤介质455的卷的中心。
在图10和11中，特定的部分475表示各槽，包括槽的敞开端和封闭端。应该理解，部分475代表整个流动面472(以及第一流动面471)。为清楚和简便起见，没有示出流动面472的其余部分上的槽。与本申请共同待审、共同转让、申请号为29/101,193、申请日为1999年2月26日、题为“具有密封系统的过滤元件”中揭示了可用于本文所描述的系统和配置的过滤组件450的俯视、仰视平面图和侧视图，该专利申请的内容可援引在此以作参考。
与图1所示的实施例一样，过滤组件450包括一密封系统460。在较佳的构造中，密封系统460包括一框架605和一密封件650。
虽然可以构思出各种结构，但在立体图图12中示出了一个根据较佳实施例的框架605。
在图12所示的特定配置中，框架605具有非圆形(例如长圆形或者说是跑道形)的心轴，并且是布置和构造成附连于过滤介质455的第二端510。特别是，框架605具有一大体为跑道心轴的环圈或称裙部或称悬唇部561。悬唇部651从撑条610的底面650向下延伸一段距离。悬唇部651是布置和构造成围绕过滤器结构470的第二端570沿径向延伸。现请参见图10，在图示的实施例中，框架605的悬唇部651围绕过滤器结构470的第二端510沿径向延伸，这样就使悬唇部651从过滤器结构470的第二端510的撑条610的底面652延伸，从而限定了一个搭接区域555(图15)。
框架605可以用很多种方式固定于过滤器结构470。一种特别方便的办法是，藉助粘合剂将框架605固定于过滤器结构470。在图15所示的特定实施例中，将粘合剂设置在如前所述的、位于框架605和过滤器结构470之间的搭接区域555上。
在所述配置的使用过程中，需围绕框架605的外周施加向内的力。相对于半圆形端部511、512所施加的向内的力可以导致直线段513、514起拱或弯曲。设置了作为框架605一部分的结构来防止直线段513、514弯曲。虽然可以构思出各种结构，但在图12所示的特定实施例中，是设置撑条610来提供结构刚性，以支承直线段513、514。从图12中可以看到，所示的特定的撑条610在两个相对的直线段513、514之间形成了一个桁架系统612。桁架系统612包括多个刚性的支杆614，这些支杆最好是与框架605的其余部分模制成一体。
在特定的较佳结构中，框架605是构造成类似于框架205。因此，现请参见图12和13，框架605包括一末端部分663。在较佳的配置中，末端部分可以作为一环形密封支承件。在图示的构造中，末端部分663具有与过滤器结构470相同的横截面。在图12所示的特定实施例中，末端部分是非圆形的，具体地说是跑道形的。在较佳的实施例中，请参见图13所示的特定实施例，在末端部分663和悬唇部651之间，框架605包括一台阶653。台阶653在横截面宽度较大的悬唇部651和横截面宽度较小的末端部分663之间形成了一个过渡区域。
在较佳的系统中，可压缩的密封件650具有类似于图7所示之密封件250的结构。
较佳的是，过滤组件450安装在一管道或一空气滤清器壳体中。在特定的较佳场合，空气滤清器壳体是一个直列式壳体。图14示出了一个具有直列式壳体672的空气滤清器670。在图14中，所示的壳体是一个两件式壳体，包括一盖子674和一本体构件676。盖子674限定了一个空气流动入口678。本体构件676限定了一个空气流动出口680。壳体还包括一位于过滤组件450上游的前过滤器配置679，例如美国专利2,887,177和4,162,906所述，这两个专利可援引在此以作参考。在图示的实施例中，前过滤器配置679位于盖子674内。盖子674包括一除尘器681，它可以将前过滤器679所收集的灰尘和碎屑排出。
图15是图14所示空气滤清器670的剖视图，示出了安装于其中的过滤组件450。
可压缩密封件650被压缩在侧壁660和框架605的末端部分663之间。由于过滤组件450是压配的，因而可压缩密封件650被压缩并抵靠在框架605(具体地说，在该特定实施例中是其末端部分663)和侧壁660之间。在被压缩之后，由于可压缩密封件650趋向于向外膨胀而恢复其原始直通，因而会对侧壁660施加一个力，从而与侧壁660形成了一个径向的密封头685。
E.系统和操作方法
文中所述的过滤器结构和配置可用于各种系统。图16示出了一种特殊类型的系统，该系统由标号700总的来表示。在图16中，设备702(例如车辆)具有一发动机703，该发动机具有某些额定的空气流速方面的要求，例如，至少是500cfm(立方英尺/分钟)，通常是700-1200cfm。设备702可以包括公共汽车、公路卡车、越野车、拖拉机、或航海应用例如动力船只。发动机703可通过空气—燃油混合物为设备702提供动力。在图16中，示出了空气流在吸入区域705被吸入发动机703。图中用虚线示出了一个可选用的涡轮机706，该涡轮机可促使空气吸入发动机703。在发动机703和涡轮机706的上游设置有了一空气滤清器710，该空气滤清器具有一个过滤器结构712和一个二级过滤元件713。通常，在工作时，空气沿箭头714的方向进入空气滤清器710，并经过一级元件712和二级元件713，在那里除去空气中的颗粒和污染物。如箭头716所示，清洁后的空气在下游流进吸入口705。在那里，空气流入发动机703以为设备702提供动力。
F.更换
在特定的较佳应用中，可以将所述的过滤组件从其所安装的任何系统中拆除和更换。例如，可以分别将过滤组件50或过滤组件650安装到例如图9和15所示的空气滤清器的壳体中。在使用了特定长的时间之后，过滤器结构中的介质将被堵塞，过滤组件中的限制物逐渐增多。在较佳的应用中，将周期性地更换过滤组件，以维持其将颗粒从流体中除去的适当的能力，不致引入过多的限制物。
在某些场合，过滤器结构包括一可用肉眼观察的使用寿命指示器。某些系统可以包括一限制物指示器，以便为使用者提供何时更换过滤组件的信息。
为了维修所述的空气滤清器配置，使用者需要触及过滤组件。例如，如果过滤组件是安装在如图9或图15所示的空气滤清器壳体中，那么使用者就要将盖子与本体构件上脱开锁定，并将盖子从本体构件上取下，从而暴露出一开口。使用者可以抓住过滤组件，破坏过滤组件相对于壳体或管道侧壁所形成的径向密封头。在特定的系统中，密封件和壳体或管道是这样设计的，即，使用者需要施加不大于大约80磅、较佳的是不大于50磅、有些情况下在15至40磅之间的力来破坏密封并除去过滤组件。随后，使用者要将过滤组件从本体构件的开口中拉出。可以将用旧的过滤组件丢弃。在特定的较佳系统中，过滤组件可以用非金属材料构造而成以便方便地焚化。例如，在某些较佳的构造中，过滤组件包括至少百分之九十五，通常至少是百分之九十八的非金属材料。
若要安装一个新的过滤组件，使用者可以抓着过滤组件，将其通过管道或壳体的开口插入。过滤组件被插入开口，直到密封件相对于壳体的环形内壁被足够地压缩而在壳体壁与框架的末端部分之间形成一个径向密封头。随后可以将盖子置于过滤组件的暴露端以封闭开口。最后，将盖子锁定于本体构件。
G.举例的结构
在该部分，提供了一组规格尺寸的例子，但仅仅是为了举例，可以采用很宽范围的尺寸。
1.图1-8
图2所示的过滤介质100的轴向长度是在3英寸(大约8cm)到10英寸(大约25cm)之间，在一个例子中是大约6英寸(大约15cm)。过滤介质100的外径是在3英寸(大约8cm)到15英寸(大约38cm)之间，在一个例子中是大约10英寸(大约25cm)。
框架205的悬唇部251(图5)向过滤器结构100的第二端110(图5)的内侧延伸的距离是在0.2英寸(大约5mm)到1英寸(大约2.5cm)之间，在一个例子中是0.6英寸(大约1.5cm)。悬唇部251的直径是在3英寸(大约7cm)到15英寸(大约38cm)之间，在一个例子中是大约10英寸(大约25cm)。末端部分263的直径是在2.5英寸(大约6cm)到14英寸(大约36cm)之间，在一个例子中是大约9.5英寸(大约24cm)。
过滤元件可以提供至少5平方英尺，通常是20-130平方英尺，例如大约45平方英尺的介质表面积。其所占据的体积不超过大约1立方英尺，通常为0.03-0.5立方英尺，例如是大约0.2-0.4立方英尺。
2.图9
第一壳体部分310(图9)的外部区域330的直径是在3英寸(大约8cm)到10英寸(大约25cm)之间，在一个例子中是7英寸(大约18cm)。第二壳体部分315的直径是在3英寸(大约8cm)到10英寸(大约25cm)之间，在一个例子中是5.8英寸(大约15cm)。
3.图10-14
过滤器结构470的轴向长度是在3英寸(大约8cm)到10英寸(大约25cm)之间，在一个例子中是6英寸(大约15cm)。半圆形端部511、512的半径是在1英寸(大约2.5cm)到5英寸(大约13cm)之间，在一个例子中半径为2.7英寸(大约7cm)。直线段513、514的长度不大于0.1英寸(大约2.5mm)，在一个例子中是4.9英寸(大约12cm)。
较佳的是，框架605向过滤器结构470内侧延伸的距离是在0.2英寸(大约5mm)到1英寸(大约2.5cm)之间，在一个例子中是0.6英寸(大约1.5cm)。其所占据的体积不超过大约1立方英尺，通常为0.03-0.5立方英尺，例如是大约0.2-0.4立方英尺。
H.举例的材料
在该部分中，提供了可用材料的例子。对任何给定材料的特定选择都是可以按照具体的过滤应用场合而变化的。换言之，可选用于本发明系统的特定的材料取决于系统设计者根据系统需求的设计。可采用各种各样的材料。下面举出了已经发现的适用材料。
介质122可以包括纤维素。可用于上述系统的介质的例子如下：具有以下特性的纤维素介质，即：基重为大约45-55磅/3000平方英尺(84.7g/m²)，例如48-54磅/3000平方英尺；厚度为大约0.005-0.015英寸，例如大约0.010英寸(0.25mm)；弗雷泽(frazier)渗透性为大约20-25英尺/分钟，例如大约22英尺/分钟(6.7米/分钟)；孔隙尺寸为大约55-65微米，例如大约62微米；湿拉强度为至少大约7磅/英寸，例如8.5磅/英寸(3.9千克/英寸)；爆破离开机器的爆破强度为大约15-25psi，例如大约23psi(159kPa)。
纤维素介质可以用细纤维来处理，例如尺寸(直径)为5微米或更小的纤维，在某些情况下纤维尺寸甚至可能是亚微米级的。可以采用各种方法来将细纤维施加于介质。例如美国专利5,423,892的第32栏，第48-60行揭示了一些方案。更具体地说，美国专利3,878,014；3,676,242；3,841,953和3,849,241也揭示了这样的方法，这些专利可援引在此以作参考。另一个作为商业机密的方案是由Donaldson公司生产的牌号为ULTRA-WEB的的产品，该产品包括覆盖于普通介质上的细聚合纤维网。对过滤元件的构造和密封系统的工作而言，没有特别好的方案涉及细纤维是怎样制作的，以及采用什么特定的方法来涂敷细纤维。可以施加足够的细纤维直到最终的介质结构具有以下特性：根据SAE J726C，利用细纤维粉尘来进行测试，其初始效率为平均99.5％，没有一次测试低于90％；根据SAE J726C，总的效率为平均99.98％。
框架205(图5)是用可提供结构强度并且不会发生蠕变的材料构成的。框架205是用非金属材料制成的，这种材料是环保型的，并且可以再循环或可方便地焚化。框架205可以由大多数塑料(例如玻璃纤维加强塑料)制成。一种可用的加强型塑料是丙烯材料或尼龙。当然，也可以采用其它合适的材料。
可压缩密封件250(图6)可以由各种材料制成。没有特别好的方案涉及密封件250在被压缩情况下在正确的位置上形成一个密封头。一种可用的材料是柔软的聚合材料，例如泡沫尿烷。可用材料的一个例子包括泡沫尿烷，它最终是一种具有14-22磅/立方英尺“模制”密度的产品。泡沫聚氨酯的来源广泛，例如可购自于密执安州Wyandotte的BASF公司。泡沫聚氨酯的一个例子包括用I35453R树脂和J3050U异氰酯制的材料，由BASF公司唯一指定Donaldson公司专卖。
原料的混合比是每100份I35453树脂对36.2份I3050U异氰酸酯(按重量计)。树脂的比重是1.04(8.7磅/加仑)，异氰酸酯是1.20(10磅/加仑)。原料通常是用高动能剪切搅拌机来搅拌混合的。组份温度应该是9-15°F。模具温度是115-135°F。
树脂I35453R具有下列特性：
(a)平均分子重量
1)基本的聚醚多醇＝500-15,000
2)二元醇＝60-10,000
3)三元醇＝500-15,000
(b)平均官能度
1)总体系＝1.5-3.2
(c)羟基数量
1)总体系＝100-300
(d)催化剂
1)胺＝Air Products 0.1-3.0PPH
2)锡＝Witco 0.01-0.5PPH
(e)表面活性剂
1)总体系＝0.1-2.0PPH
(f)水
1)总体系＝0.03-3.0PPH
(g)颜料/染料
1)总体系＝1-5％的碳黑
(h)发泡剂
1)0.1-6.0％ HFC 134A
II3050U异氰酸酯具有下列特性：
(a)NCO含量：22.4-23.4wt％
(b)粘性，25℃下的厘泊＝600-800
(c)密度＝1.21g/cm³(25℃时)
(d)在190℃下的初始沸点是5mm Hg
(e)蒸气压力＝0.0002Hg(25℃时)
(f)外观—无色液体
(g)闪点(Densky-Martins封闭杯)＝200℃
以上是对本发明原理的一个完整的描述。根据所揭示的原理，可以有很多实施例。