CN101057533A - 通气过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明针对一种放置在诸如头灯之类的罩壳的通气开口上方的过滤器。该过滤器包括弹性本体，具有从弹性本体的第一端延伸到第二端的主通道和从弹性本体的第一端延伸到第二端多个次通道。盖子构造成至少部分覆盖弹性本体，该盖子具有内表面和外表面。过滤材料设置成与主通道和次通道流体连通，该过滤材料构造成过滤流动通过主通道和次通道的空气。可使用诸如PTFE之类的疏油过滤材料。

Description

通气过滤器

本申请于2005年9月13日作为PCT国际专利申请提交，以美国国营公司Donaldson Company，Inc.的名义，作为除美国之外所有指定国的申请人，Andrew Dahlgren和Robert O.Nelson(都是美国公民)仅作为指定美国的申请人，并要求2004年9月13日提交的美国临时申请第60/609,907号的权益，其全部内容援引于此以供参考。

技术领域

本发明针对通气过滤器，包括用于汽车头灯通气孔口上方的通气过滤器。

发明背景

汽车头灯暴露于复杂的环境条件下，包括油脂、油、污垢、灰尘、泥、以及水。过去，许多汽车头灯组件完全密封，防止各种污染物进入组件。但是，近些年许多头灯设计开始包括允许空气进入和排出组件的通气孔。这些设计尤其通常具有更先进的灯系统，诸如那些包括产生高温的卤素灯泡。通气孔设置在这种头灯组件上以允许压差使组件内部和外部之间平衡。

尽管通气孔对于许多头灯组件来说很重要，但是它们也由于允许污染物进入组件而产生问题。这些污染物可如上所述包括油脂、油、灰尘、和水。水尤其有问题，因为它可凝结在内部表面并在从透镜发散出的光图像产生难看的改变。

因此，需要一种方法过滤进入和离开头灯组件的空气。

发明内容

本发明针对一种改进的通气过滤器。在某些实现方式中，本发明的通气过滤器尤其适于汽车工业头灯的通气孔或通风过滤器。本发明的过滤器防止头灯内部的污染。具体来说，通风过滤器将诸如污垢油脂和液体水之类的污染物保持在外，同时允许水分从头灯内部逃逸。这种水分的逃逸相当重要，因为这可防止头灯内部形成冷凝，该冷凝是令人讨厌的并降低效率和头灯的照明性能。

因此本发明针对一种放置在诸如头灯组件之类的罩壳内通气开口上方的通气过滤器。该通气过滤器有助于防止污垢和水分进入罩壳，同时允许当发生温度和压力变化时空气逐渐移入或移出罩壳。通气过滤器尤其有助于防止大量冷凝和液体水进入罩壳，同时允许无意中收集到罩壳内(诸如通过冷凝)的少量水逃逸。

本发明的第一实施例针对一种放置在罩壳通气开口上方的通气过滤器。通气过滤器包括：弹性本体，具有第一端、第二端、周界表面、从弹性本体的第一端延伸到第二端的主通道、以及从弹性本体的第一端延伸到第二端的多个次通道。通气过滤器还包括盖子，构造成至少部分覆盖弹性本体，所述盖子具有内表面和外表面；加上过滤材料，设置成与主通道和次通道流体连通，过滤材料构造成过滤流动通过主通道和次通道的空气。

另一实施针对放置在罩壳通气开口上方的通气过滤器，通气过滤器包括本体，具有第一端、第二端、从第一端延伸到第二端的通道。盖子可选地至少部分覆盖本体，盖子具有内表面和外表面。过滤器具有过滤介质支撑件，该过滤介质支撑件设置成靠近弹性本体和盖子。过滤介质，固定到过滤介质支撑件上，过滤介质与本体内的通道流体连通。本体、盖子、过滤介质支撑件和过滤介质构造成基本上覆盖罩壳内的通气开口，使得流入和流出通气开口的所有或基本上所有流体都通过过滤介质。

另一实施针对放置在罩壳通气开口上方的通气过滤器，通气过滤器包括暴露的弹性本体，具有构造成覆盖通气开口的第一端、第二端、周界表面、和从所述弹性本体的所述第一端延伸到所述第二端的主通道。过滤器包括疏油过滤材料，覆盖暴露的弹性本体的第二端。这种过滤器类似于上述和本申请别处的那些，但通常不包括盖子且不包括次通道。诸如PTFE材料之类的疏油过滤材料的使用允许制造过滤器而没有盖子。

本发明的其它特征和优点将从以下本发明的详细说明和权利要求书中显现出来。揭示内容的原理的以上概要并不意味着描述了每个本发明的所示实施例或每个实施。下文的详细说明更具体地例示了利用在此所揭示原理的某些实施例。

附图说明

将参照以下附图更充分地解释本发明。

图1示出了根据本发明第一实施例的通气过滤器的侧视图。

图2示出了根据本发明第一实施例的通气过滤器的俯视图。

图3示出了根据本发明第一实施例的通气过滤器的仰视图。

图4示出了图1的通气过滤器的分解图。

图5示出了用于通气过滤器的弹性插入件的立体图。

图6示出了图5的用于通气过滤器的弹性插入件的俯视图。

图7示出了根据本发明实施例的头灯通气过滤器的剖视图，示出了气流通过组件的方向。

图8示出了根据本发明另一实施例的头灯通气过滤器的侧剖视图。

图9示出了根据本发明另一实施例的头灯通气过滤器的侧剖视图。

图10示出了用作头灯通气过滤器中的第一件过滤材料。

图11示出了用作头灯通气过滤器中的第二件过滤材料。

图12示出了用作头灯通气过滤器中的第三件过滤材料。

图13示出了根据本发明另一实施例的头灯通气过滤器的侧剖视图。

图14A、14B和14C示出了通气过滤器分解的各部件。

尽管本发明的原理适合各种修改和替代形式，在附图中以实例方式示出并将详细描述其细节。但是应当理解，并不意味着将本发明限制于所述的特定实施例。相反本发明将覆盖落入所揭示内容和权利要求书范围和精神内的所有修改、等价物、以及替代物。

具体实施方式

本发明针对一种放置在诸如头灯组件之类的罩壳内通气开口上方的通气过滤器。该过滤器有助于防止污垢和水分进入罩壳，同时允许当温度和压力发生变化时空气逐渐移入或移出罩壳。过滤器尤其有助于防止大量冷凝和液体水进入罩壳，同时允许收集到罩壳内(诸如通过冷凝)的少量水逃逸。

先将参照附图讨论本发明。图1示出了根据本发明第一实施实例的通气过滤器10的侧视图。通气过滤器包括随同弹性插入件30一起的盖子20，尽管在图1中仅示出了弹性插入件的下部。图2示出了图1所示通气过滤器的俯视图，仅盖子20可见。图2中的盖子20如图所示具有小开口21。

用于本发明一些实施例而不用于其它实施例的这种小开口，在过滤器10沿盖子与图1中的定向相反的方向安装到头灯上时，允许水分从盖子20内排出。开口21允许水分的下降以流出盖子20。但是，如上所述，这种开口是可选的且并不一定用于本发明的所有实施例。图3示出了通气过滤器10的仰视图，示出了弹性插入件30的底侧和盖子20的边缘。

现参见图4，提供了图1的通气过滤器10的分解图。在分解图中示出了随同盖子20一起的弹性插入体30。还示出了一件过滤材料40，过滤材料40选择和设置成防止或降低液体水、污垢和油脂的流动，同时允许空气和水蒸发以通过它。在该实施例中，示出过滤材料40是盘形，并基本上覆盖弹性插入件30的整个端部。但是，如下所述，过滤材料40可减小尺寸以仅覆盖弹性插入件30的端部的一部分，并可切割以具有允许它放到弹性插入体30相对端的中心孔。

现参见弹性插入件30的其它方面，参见图5，其示出了用于通气过滤器10的弹性插入件30的立体图；并参见图6，其示出了用于通气过滤器10的弹性插入件30的俯视图。弹性插入件30具有第一端32和第二端34，以及周界表面41。

第一和第二端32、34可基本上平坦或可具有不规则表面特征。但是，弹性插入件30的第一或第二端32、34的任一端通常会构造成接收结合到弹性插入件30的过滤材料40，因此这两端32、34之一通常具有适于结合过滤材料40的至少一个平坦区域。弹性插入件30的第一端32包括主开口35，通向延伸穿过弹性插入件30的通道36。在本发明的某些实施例中，弹性插入件30中的主开口35和主通道36安装在通气孔口上方或罩壳上的连接套上。

通常弹性插入件30内的主开口35和主通道36定尺寸成安装到通气过滤器上或连接套上时稍微膨胀，以使过滤器组件10通过弹性插入件30的压力保持在位。在另一实施例中，弹性插入件30可通过粘合材料、机械固定器、或用于将弹性插入件30和过滤器组件10固定到罩壳的其它装置保持在位。

弹性插入件30还包含多个次要开口37，在该实施例中围绕主开口35延伸。但是应当理解，可进行类似的设计而不使用这些次要开口。在这样的实施例中通常只有主通道，且过滤器不包含盖子。次级开口还从插入件30的第一端32到第二端34以通道方式延伸穿过弹性插入件30。弹性插入件30具有周界表面41，在该所示实施例中构造成通过抵靠盖子20内表面24的压缩紧贴地安装在盖子20的内部22(见图4)。但是，应当理解，在替代实施例中，周界表面36不直接接合盖子20的内表面24。

流入和流出通气过滤器10的气流在图7中示出，其示出了根据本发明实施的通气过滤器的剖视图。图7还示出了弹性插入件30的其它方面，包括延伸穿过弹性插入件30的主通道36的第二端33。同样，示出了次通道39，从第一开口37延伸到第二开口31。最后，示出了过滤介质40的设置，过滤介质40设置在弹性插入件30的第二端34上方。

在所示实施例中，空气可流过穿过弹性插入件30的次要通道39的第一开口37，然后通过过滤介质40，进入盖子20和过滤介质40之间的空间26，并然后返回穿过介质40并进入延伸穿过弹性插入件30的主通道36。空气可从主通道36行进进入罩壳。还应当注意到气流可采用反方向，从罩壳内部流入，通过主通道36和介质40，进入空间26，返回通过介质40，进入一个或多个次通道39，并然后流出过滤器10。

在图4和7所示的实施例中，过滤介质40是设置以在其内部开口(开口31和33)覆盖主通道36以及次要通道39的盘。但是，应当理解，在过滤介质40的替代实施例中，过滤介质40可切割成具有开口中心的垫圈设计，使得其仅覆盖次通道39端部的开口31。过滤介质40的替代实施例可以是覆盖在过滤器10外部的次通道39的第一端37的、具有开口中心的垫圈设计。该实施例尤其有助于防止水捕集在通道39或空间26内。在又另一实施中，使用过滤介质40的较小盘，且该较小盘仅覆盖主通道36的内部开口33。又其它实施例可包括这些过滤介质的组合以覆盖通过弹性插入件30的通道内的所有或一些开口。

在一实施例中，每个次通道39具有的截面流动面积小于主通道36的截面流动面积。在另一实施例中，所有次通道39的组合截面流动面积等于主通道36的截面流动面积。

图8示出了根据本发明另一实施例的通气过滤器110的侧剖视图，且包括盖子120、弹性插入件130、和过滤介质140。在该实施例中，过滤介质140设置在弹性插入件130的外部表面上。图9示出了根据本发明另一实施例的通气过滤器210的侧剖视图，且包括盖子220、弹性插入件230、和过滤介质240。在该实施例中，过滤介质240设置在弹性插入件130的内部表面上以仅覆盖弹性插入件的主通道236。图10示出了用于通气过滤器的第一过滤材料40，图11示出了第二过滤材料140，且图12示出了第三过滤材料240。

图13、14A、14B和14C示出了本发明的又一实施例。在图13中示出了实例通风过滤器310的剖视图，示出了盖子320、插入件330、第一介质340、和本体350；都安装在罩壳370内开口360上方。图14A、14B和14C示出了通风过滤器分解的各部件，包括盖子320、弹性插入件330、和本体350。盖子320通常是提供水保护的模制塑料件。插入件330通常是模制弹性件，形成有中心开口以粘附来相应安装(诸如摩擦配合)到头灯组件上。本体350通常包括诸如环或垫圈之类的模制塑料件，具有内部开口352和过滤介质340附连的周界354。过滤介质340固定到该本体350上，并允许空气移动穿过过滤介质340。过滤介质340通常是圆形形状，具有内部开口，但也可以是其它形状。

用于本发明的适当过滤介质包括聚四氟乙烯(PTFE)隔膜。过滤介质还可包括诸如支撑麻布之类的一个或多个支撑层，以支撑多孔的或多微孔的隔膜。这种支撑层的实例包括由例如诸如聚酯、聚丙烯、聚乙烯、和聚酰胺(例如尼龙)之类的伸展或熔结塑料制成的编织或非编织膜。在一些实施例中，支撑层可以是多孔的或允许液体穿过支撑层的基本穿越流动。

一示例性过滤介质包括膨胀的PTFE隔膜和多孔的、聚合支撑麻布。膨胀的PTFE隔膜可通过介质层叠粘合剂、通过热、超声、压力敏感粘合剂、环氧、机械、或其它方法安装在弹性插入件或本体上。支撑麻布可粘合地安装在膨胀的PTFE隔膜上。可用其它层的组合形成过滤介质的其它构造。可通过给予过滤介质以疏油处理而使过滤介质防油，如美国专利第6,582,113和6,196,708号所述，援引于此以供参考。

本发明不应认为限制于上述特定实例，而是应当理解为覆盖所附权利要求书中清楚阐述的本发明的所有方面。可应用本发明的，回顾本说明书时本发明针对的各种修改、等价处理、以及无数结构对于本技术领域的技术人员来说是显而易见的。

Claims (20)

1.一种放置在罩壳的通气开口上方的通气过滤器，所述通气过滤器包括：

a)单性本体，具有

第一端，

第二端，

周界表面，

主通道，从所述弹性本体的所述第一端延伸到所述第二端，以及

多个次通道，从所述弹性本体的所述第一端延伸到所述第二端；

b)盖子，构造成至少部分覆盖所述弹性本体，所述盖子具有内表面和外表面；以及

c)过滤材料，设置成与所述主通道和所述次通道流体连通，所述过滤材料构造成过滤流动通过所述主通道和所述次通道的空气。

2.如权利要求1所述的通气过滤器，其特征在于，所述弹性本体的第一端构造成固定到所述罩壳的通气孔口。

3.如权利要求1所述的通气过滤器，其特征在于，所述过滤材料固定到所述弹性本体上，且在所述弹性本体的所述第一端覆盖多个次通道。

4.如权利要求1所述的通气过滤器，其特征在于，所述过滤材料固定到所述弹性本体上，且在所述弹性本体的所述第二端覆盖多个次通道。

5.如权利要求1所述的通气过滤器，其特征在于，所述过滤材料固定到所述弹性本体上，且在所述弹性本体的所述第二端覆盖多个次通道并覆盖所述主通道。

6.如权利要求1所述的通气过滤器，其特征在于，所述过滤材料固定到所述弹性本体的所述第二端上，且在所述弹性本体的所述第二端覆盖所述主通道。

7.如权利要求1所述的通气过滤器，其特征在于，所述弹性本体的周界表面构造成与所述盖子的内表面相接触。

8.如权利要求1所述的通气过滤器，其特征在于，所述弹性本体的周界表面构造成与所述盖子的内表面相接触并形成所述弹性本体的周界表面和所述盖子的内表面之间的密封。

9.如权利要求1所述的通气过滤器，其特征在于，每个所述次通道的截面流动面积小于所述主通道的截面流动面积。

10.如权利要求1所述的通气过滤器，其特征在于，所述次通道的组合截面流动面积等于所述主通道的截面流动面积。

11.如权利要求1所述的通气过滤器，其特征在于，所述弹性本体包含至少两个次通道。

12.如权利要求1所述的通气过滤器，其特征在于，所述弹性本体包含至少三个次通道。

13.如权利要求1所述的通气过滤器，其特征在于，所述盖子包含通气孔。

14.如权利要求1所述的通气过滤器，其特征在于，所述过滤材料包括膨胀的聚四氟乙烯。

15.如权利要求1所述的通气过滤器，其特征在于，所述过滤材料包括经疏油处理的聚四氟乙烯。

16.一种放置在罩壳的通气开口上方的通气过滤器，所述通气过滤器包括：

a)暴露的弹性本体，具有

构造成覆盖通气开口的第一端、第二端、周界表面、以及从所述弹性本体的所述第一端延伸到所述第二端的主通道，以及

b)疏油过滤材料，覆盖所述暴露的弹性本体的所述第二端。

17.如权利要求16所述的通气过滤器，其特征在于，所述疏油过滤材料包括聚四氟乙烯。

18.一种放置在罩壳的通气开口上方的通气过滤器，所述通气过滤器包括：

a)本体，具有第一端、第二端、以及从所述第一端到所述第二端的通道；

b)盖子，构造成至少部分覆盖所述本体，所述盖子具有内表面和外表面；以及

c)过滤介质支撑件，所述过滤介质支撑件设置成靠近所述弹性本体和盖子，以及

c)过滤介质，固定到所述过滤介质支撑件上，所述过滤介质与所述本体内的通道流体连通；

其中所述本体、盖子、过滤介质支撑件以及过滤介质构造成基本上覆盖所述罩壳内的通气开口，使得流入和流出所述通气开口的所有或基本上所有流体都通过所述过滤介质。

19.如权利要求18所述的通气过滤器，其特征在于，所述过滤介质包括聚四氟乙烯隔膜。

20.如权利要求18所述的通气过滤器，其特征在于，所述本体包括弹性材料。

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