CN101528319B - 圆盘状过滤元件及制备圆盘状过滤元件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种圆盘状过滤元件及一种制备圆盘状过滤元件的方法。圆盘状过滤元件直径为K，包含类似环状的第一和第二液体可渗透支撑元件，该支撑元件具有直径为Ds的外部边缘和最大宽度为Ws的内部中心边缘。该圆盘状过滤元件含有类似环状的第一和第二过滤隔膜，第一过滤隔膜与第一支撑元件的第一表面相接触，第二过滤隔膜与第二支撑元件的第一表面相接触。第一过滤隔膜、第二过滤隔膜、第一支撑元件和第二支撑元件的外部边缘彼此液体密封地固定。该圆盘状过滤元件还包括毂，该毂具有中心空隙空间、外壁、至少一个从该空隙空间向外壁延伸的沟槽和接合元件。第一支撑元件的第一表面和第二支撑元件的第二表面在毂的外壁上以非零距离H彼此远离。对于第一支撑元件和第二支撑元件而言，支撑元件具有沿着支撑元件至少一个区域的小于(K2/4H)+H/4的值的曲率半径r，所述区域由沿着支撑元件的直径为0.9Ds的第一虚圆和沿着支撑元件的直径为1.1Ws的第二虚圆限定。该内部的曲率半径r小于(K2/4H)+H/4的区域，可以由沿着支撑元件的直径为0.975Ds的第一虚圆和沿着支撑元件的直径为1.025Ws的第二虚圆来限定。

Description

圆盘状过滤元件及制备圆盘状过滤元件的方法

技术领域

本发明涉及圆盘状过滤元件及制备圆盘状过滤元件的方法和包括该圆盘状过滤元件的设备。

背景技术

圆盘状过滤元件或叶片圆盘在本领域中是众所周知的。例如，人们都知道在多孔芯管上同心地堆叠多个圆盘状的过滤元件，这个堆叠层位于过滤部中。通过将具有颗粒的液体注入圆盘状过滤元件的外部，且当滤液通过圆盘状过滤元件的过滤隔膜时，将滤液通过多孔芯管放出，将液体，如油类、果汁或者葡萄酒这类可食用流质进行过滤。

圆盘状过滤元件的例子在美国专利US4902420和US4637877中进行了描述。在US4637877中，圆盘状的过滤元件包含一个毂和两个由纤维片制成的过滤隔膜。该圆盘状过滤元件还包括两个多孔盘。该过滤隔膜和盘沿着圆盘状过滤元件的外部边缘焊接在一起。两个过滤隔膜和毂沿着它们的内部边缘焊接在一起。

如在US4637877的第二幅图中所示的过滤圆盘有一定的缺点。该过滤隔膜没有沿着其表面被盘支撑。在过滤过程中，该过滤隔膜被压于盘上，这使过滤隔膜超过负荷以致褶皱。这些褶皱是脆弱的位置，其将成为清洁过程中破裂的源头。当像通常那样通过反冲洗来清洁这类圆盘时，该过滤隔膜没有被支撑。这会导致隔膜破裂，为了避免这种破裂，隔膜被制备为具有足够的强度和厚度，也就是说至少可以自支撑。

另一种圆盘状过滤元件沿着过滤隔膜的表面具有一个支撑体，例如在US6343697中所示。但是经常注意到圆盘状的过滤元件边缘的一边倾向于褶皱，使圆盘状过滤元件更像“类似圆盘”。特别是当在将多个元件彼此固定的过程中，例如在将过滤隔膜沿着外部边缘焊接于支撑盘上的过程中加热时，这种情况尤其明显。

这些缺陷影响了圆盘状过滤元件的正常使用，因为在堆叠层中相邻元件间的预定距离不再匹配。这可能导致圆盘不适当的清洁或者过滤产量的降低。

发明内容

本发明的目的是提供优质的圆盘状过滤元件和制备该圆盘状过滤元件的方法。本发明部分实施方式的优点在于，圆盘状过滤元件没有向一边褶皱的趋势，或者至少减轻了褶皱的程度。因此，当安装或使用时，它们没有向一边弯曲的趋势，或者至少减轻了弯曲的程度。本发明部分实施方式的优点是，过滤隔膜由支撑元件完全支撑。本发明一些实施方式的优点是提供圆盘状过滤元件，其减少了通过反脉冲和回流反冲洗过程中过滤隔膜破裂的风险。本发明一些实施方式的优点是提供一种降低了对生产参数变化的敏感度的制备圆盘状过滤元件的方法。

根据本发明，提供了制备圆盘状过滤元件的方法和圆盘状过滤元件。

根据本发明的第一方面，制备圆盘状过滤元件的第一种方法包含如下步骤：

·提供基本上相同的环状的且基本上平坦的第一和第二液体可渗透的支撑元件，其具有外部边缘和内部中心边缘。该第一支撑元件和第二支撑元件都具有第一表面和第二表面；

·提供基本上相同的环状的且基本上平坦的第一和第二过滤隔膜，其具有外部边缘和内部中心边缘；

·提供毂，其具有中心空隙空间、外壁，至少一个从该空隙空间延伸到外壁的沟槽和用于将支撑元件的内部边缘和过滤隔膜的内部边缘接合于毂上的接合元件；

·使第一过滤隔膜与第一支撑元件的第一表面相接触；

·使第二过滤隔膜与第二支撑元件的第一表面相接触；

·将第一隔膜的内部边缘和第一支撑元件的内部边缘液体密封地接合到毂的接合元件上；

·将第二隔膜的内部边缘和第二支撑元件的内部边缘用如下方法液体密封地接合到毂的接合元件上：第一支撑元件的第二表面和第二支撑元件的第二表面彼此相对且在毂的外壁上以非零距离H相互远离，并具有至少一个在第一支撑元件的第二表面和第二支撑元件的第二表面之间延伸的沟槽；以及

·弯曲和液体密封地将第一过滤隔膜的外部边缘、第二过滤隔膜的外部边缘、第一过滤隔膜的外部边缘和第二过滤隔膜的外部边缘彼此固定。

根据本发明的第一方面的第二个可供选择的方法，包括以下步骤：

·提供基本上相同的环状且基本上平坦的第一和第二液体可渗透的支撑元件，其具有外部边缘和内部中心边缘。该第一支撑元件和第二支撑元件都具有第一表面和第二表面；

·提供基本上相同的环状且基本上平坦的第一和第二过滤隔膜，其具有外部边缘和内部中心边缘；

·提供毂，其具有中心空隙空间、外壁，至少一个从空隙空间延伸到外壁的沟槽和用于将支撑元件的内部边缘和过滤隔膜的内部边缘接合于毂上的接合元件；

·使第一过滤隔膜与第一支撑元件的第一表面相接触；

·使第二过滤隔膜与第二支撑元件的第一表面相接触；

·将第一过滤隔膜的外部边缘、第二过滤隔膜的外部边缘、第一过滤隔膜的外部边缘和第二过滤隔膜的外部边缘彼此之间以如下方式液体密封地固定：第一支撑元件的第二表面和第二支撑元件的第二表面彼此相对；

·将第一隔膜的内部边缘、第二隔膜的内部边缘、第一支撑元件的内部边缘和第二支撑元件的内部边缘用以下方式液体密封地接合到毂的接合元件上：第一支撑元件的第二表面和第二支撑元件的第二表面在毂的外壁上彼此以非零距离H远离，且具有至少一个在第一支撑元件的第二表面和第二支撑元件的第二表面之间延伸的沟槽。

根据本发明的第一方面的第二种方法的一些具体实施方式，将第一隔膜的内部边缘、第二隔膜的内部边缘、第一支撑元件的内部边缘和第二支撑元件的内部边缘液体密封地接合到毂的接合元件可通过如下步骤完成：

·穿过第一隔膜的内部边缘和第一支撑元件的内部边缘或者穿过第二隔膜的内部边缘和第二支撑元件的内部边缘之间，将毂置于第一支撑元件的第二表面和第二支撑元件的第二表面之间；

·将第一隔膜的内部边缘和第一支撑元件的内部边缘液体密封地接合于毂的接合元件上；

·将第二隔膜的内部边缘和第二支撑元件的内部边缘液体密封地接合于毂的接合元件上。

根据本发明的一些实施方式，该毂可包括第一部分和第二部分，这两个部分彼此配合形成该毂。将毂置于第一支撑元件的第二表面和第二支撑元件的第二表面的步骤可通过将第一部分和第二部分引入和将该第一和第二部分彼此液体密封地接合来完成。

一些使用本发明第一方面的第一或第二种方法所得的圆盘状过滤元件的优点是，该过滤元件具有两个由支撑元件支撑的圆盘状过滤隔膜，该支撑元件的走向向外凸出，也就是说远离圆盘状过滤器的内部空间。向外凸出的支撑元件，一直处于拉伸状态下且向过滤隔膜施加向外的力，该拉力使隔膜在基本整个表面上接触支撑元件。该支撑元件具有一个曲率半径r，该半径沿着圆盘状过滤元件的过滤表面的至少一个基体部分小于(K²/4H)+H/4的值。其中K是圆盘状过滤元件的直径，H是第一支撑元件和第二支撑元件在过滤元件的毂的外壁上的距离。该向外凸出的曲率半径具有在安装或使用时没有向一边弯曲的趋势的优点。当过滤隔膜在支撑元件上被拉紧时，它们不能自由的起褶皱，该褶皱是反冲洗过程中撕裂的源头。

根据本发明的一些具体实施方式，第一支撑元件、第二支撑元件、第一过滤隔膜和第二过滤隔膜的中心开口可大体上为圆形。根据本发明的一些具体实施方式，第一支撑元件、第二支撑元件、第一过滤隔膜和第二过滤隔膜的中心开口可以基本上是相同的。

根据本发明的一些具体实施方式，过滤隔膜可以含有金属纤维。这些金属纤维可以是不锈钢纤维。

根据本发明的一些具体实施方式，支撑元件可以是金属支撑元件。毂可以为金属毂。

根据本发明的一些具体实施方式，第一过滤隔膜、第二过滤隔膜、第一过滤隔膜和第二过滤隔膜的外部边缘液体密封地固定可通过焊接来完成。类似地，根据本发明的具体实施方式，第一隔膜的内部边缘和第一支撑元件的内部边缘与接合元件的接合，以及第二隔膜的内部边缘和第二支撑元件的内部边缘与接合元件的接合可通过焊接来完成。

根据本发明的一些具体实施方式，第一和第二液体可透过支撑元件的至少一个或者每个可以是盘状，例如多孔盘或者网状盘(如网状金属片)，或者网。任选地，任何支撑元件都是刚性的。该支撑元件可选自金属，诸如不锈钢。支撑元件的厚度可以在一个范围内，例如0.5mm至10mm，任选例如0.5mm至1mm。

根据本发明的第二方面，制备了一个圆盘状过滤元件。该圆盘状过滤元件具有直径K，且包含第一和第二环状的、液体可渗透的支撑元件，该支撑元件具有直径为Ds的外部边缘和最大宽度为Ws的内部中心边缘。第一支撑元件和第二支撑元件都具有第一表面和第二表面，第一支撑元件的第二表面朝向第二支撑元件的第二表面。该圆盘状过滤元件含有第一和第二环状过滤隔膜，该隔膜具有外部边缘和内部中心边缘，第一过滤隔膜与第一支撑元件的第一表面相接触，第二过滤隔膜与第二支撑元件的第一表面相接触。第一过滤隔膜、第二过滤隔膜、第一支撑元件和第二支撑元件的外部边缘彼此固定。该圆盘状过滤元件还包括毂，其具有中心空隙空间、外壁、至少一个从该空隙空间向外壁延伸的沟槽和接合元件。支撑元件的内部边缘和过滤隔膜的内部边缘液体密封地接合于毂的接合元件上。第一支撑元件的第一表面和第二支撑元件的第二表面在毂的外壁上彼此离开非零距离H，且至少一个通道在第一支撑元件的第二表面和第二支撑元件的第二表面间延伸。对于第一支撑元件和第二支撑元件的每个来说，支撑元件具有沿着支撑元件至少一个区域的小于(K²/4H)+H/4的值的曲率半径r，所述区域由沿着支撑元件的直径为0.9*Ds的第一虚圆和沿着支撑元件的直径为1.1*Ws的第二虚圆限定，第一虚圆和第二虚圆与圆盘状支撑元件同心。根据本发明的具体实施方式，其内部的曲率半径r小于(K²/4H)+H/4的区域，可以由沿着支撑元件的直径为0.975*Ds的第一虚圆和沿着支撑元件的直径为1.025*Ws的第二虚圆来限定。

根据本发明的一些具体实施方式，H可以在5mm-20mm的范围内。根据本发明的实施方式，K可在150mm-400mm的范围内。

根据本发明的一些具体实施方式，第一支撑元件、第二支撑元件、第一过滤隔膜和第二过滤隔膜的中心开口可基本上为圆形且/或基本上相同。

根据本发明的一些具体实施方式，过滤隔膜可含有金属纤维，任选不锈钢纤维。根据本发明的具体实施方式，支撑元件可为金属支撑元件。根据本发明的具体实施方式，毂可为金属毂。

根据本发明的一些具体实施方式，第一过滤隔膜、第二过滤隔膜、第一过滤隔膜和第二过滤隔膜的外部边缘的液体密封地固定可以是焊接。任选地，第一隔膜的内部边缘和第一支撑元件的内部边缘与接合元件的接合，以及第二隔膜的内部边缘和第二支撑元件的内部边缘与接合元件的结合可通过焊接来完成。

根据本发明的一些具体实施方式，第一和第二液体可透过支撑元件都可以是盘状，例如多孔盘或者网状盘(如网状金属片)，或者网。支撑元件可选自金属，诸如不锈钢。支撑元件的厚度可以在一个范围内，例如0.5mm至10mm，任选例如0.5mm至1mm。

本发明的具体和优选方面在随后的独立权利要求和从属权利要求中进行陈述。从属权利要求的特征可适当地与独立权利要求中的特征和其它从属权利要求中的特征结合，而不仅仅是在该权利要求中直接描述的特征。

尽管本领域的设备一直在进步、改变和发展，相信目前的概念描述出了实质上新型的和新颖性的改进，包括与先前的惯例有所不同的是，提供出了更加高效、稳定和可靠的此类设备。

本发明的技术允许用于过滤液体的改进的方法和设备的设计。用于过滤的设备可用于过滤液体，诸如可食用的流质，例如像啤酒、葡萄酒、果汁、牛奶或类似的饮料，或者例如橄榄油的油类。用于过滤的设备可用于过滤非食用液体，例如诸如切削油的机油或者乳液、冷却剂、可将催化成分外部还原的液体、生物乙醇或生物柴油、或者来自医药、生物化学或生物制药应用过程中的液体。

本发明以上及其它的特点、特征和优点将通过与相应的图解附图相结合、通过实施例和本发明的宗旨在以下的详细描述中呈现。本说明书仅为示例说明的目的，并不对本发明的范围作出限制。下面所引用的附图标记与相应的附图对应。

附图说明

图1是根据本发明的一个具体实施方式制备圆盘状过滤元件的方法的不同步骤的示意图。

图2是根据本发明的一个具体实施方式制备另一种圆盘状过滤元件的方法的不同步骤的示意图。

图3是根据本发明的一个具体实施方式，另一种制备圆盘状过滤元件的方法的不同步骤示意图。

在不同的附图中，相同的附图标记涉及相同或类似的元件。

定义

单独提出下面的术语以助于理解本发明。这些定义不应解释为比本领域普通技术人员理解的范围更小。

术语纤维的“等效直径(equivalent diameter)”被理解为一个假想的圆的直径，该圆的表面与纤维的径向横断面的平均表面相同。

术语“液体(liquid)”被理解为包括一个宽泛的理解范围，例如可食用流质，如啤酒、葡萄酒、果汁或类似的饮料，或者诸如橄榄油的油类，和非食用流质，例如诸如切削油的机油或者乳液、冷却剂、可将催化成分外部还原的液体、生物乙醇或生物柴油、或者来自医药、生物化学或生物制药应用过程中的液体。

术语“网(mesh)”被理解为一个具有均匀隔开的孔的机织的、针织的、打结的或者焊接的材料。

术语“金属纤维(metal fiber)”被理解为由任意的金属或者金属合金制成的纤维。合适的合金的例子是诸如AISI316或者例如AISI316L的AISI316。金属纤维可通过不同的恰当的生产过程来制备，例如根据US3379000的捆束拉丝过程，EP319959中的缠绕刮削工艺或者由诸如US5027886中的熔融抽丝工艺制备的金属纤维。金属纤维的特征由等效直径来限定，本发明中优选等效直径在1μm至120μm的范围内，例如在1μm至60μm的范围内。纤维可以是环形的长纤维(也称作细丝)，或者可被制备为平均长度为1mm至90mm的切段纤维。任选的，金属纤维是短金属纤维，由WO2005/099863，WO2005/099864和WO2005/099940中所描述的方法制得。也可使用短金属纤维和切段金属纤维的混合物，例如含有最高20％重量的切段金属纤维。

术语“过滤隔膜”被理解为任意能够从液体分离颗粒的隔膜。用于本发明的过滤隔膜可用于表面过滤和深度过滤。过滤隔膜优选具有0.025mm至2mm的厚度，而且可具有40％至95％的孔隙率P。金属纤维可用作过滤隔膜。任选的，金属纤维可与陶瓷纤维和/或陶瓷粉末和/或陶瓷须和/或金属粉末混合。任选的，颗粒由催化成分制成，起到催化载体的作用。优选粒子直径小于所用纤维的等效直径的1/5。陶瓷纤维或者粉末可由Al₂O₃，SiO₂或者YSZ(钇稳定化锆)来制得。

过滤隔膜优选是烧结的过滤隔膜，特别是在过滤隔膜含有或由金属纤维组成的情况下。金属纤维过滤隔膜可由WO2005/099863，WO2005/099864和WO2005/099940中所描述的方法制得。任选的，过滤隔膜进一步包括金属线或网型金属盘来对过滤隔膜进行加强。金属线可作为金属线网或者格栅存在。可替换地或附加的，过滤隔膜可含有金属粉末片材，诸如多孔合成片材或网型合成片材的多孔片材。

术语过滤隔膜的“孔隙率P”被理解为100-D，其中D是过滤隔膜的密度。密度D是由已知材料制得的过滤隔膜以百分数表示的过滤隔膜单位体积的重量与相同体积理论重量的比率，理论重量是假设整个体积完全由所述材料制得。

术语“类似环状”被理解为具有外部边缘基本上是圆形的形状，且内边缘围绕着外边缘的中心，且所述内边缘通常与外边缘是同心的，尽管内边缘不一定为圆形。但是优选圆形的内边缘。内部边缘的最大宽度W被理解为内部边缘上两个点之间的最大距离。例如，当内边缘是圆形时，W是这个圆的直径。当内边缘是矩形时，最大宽度W是对角线的长度。

术语“半径r”被理解为沿着过滤元件的横断线和包含圆盘状过滤元件的轴的平面测量的半径。

具体实施方式

本发明将在具体的实施方式方面参考特定的附图进行描述，但不应理解为对本发明的限制，而是由权利要求来限制。所描述的附图仅仅是示意图而不起限定作用。在附图中，某些元件的尺寸可被扩大，且为了说明的目的不是按比例绘制。尺寸和相关的尺寸不与本发明的实际应用中实际的减少一致。

另外，说明书和权利要求中的术语第一、第二、第三等等，是用于区分相似的元件，不一定用于描述顺序或年月日次序。应该理解这样使用的术语在适当的环境下可以互换，且此处描述的本发明的具体实施方式能够以其它的非此处描述或展示的顺序操作。

另外，本说明书和权利要求书中的术语顶部，底部，之上，之下之类的目的是用于描述相对位置，但不一定是这样。应该理解这样使用的术语在合适的环境下可以互换，且此处描述的本发明的具体实施方式能够以其它的非此处描述或展示的方向操作

应该注意权利要求中所用的术语“含有”，不应被解释为限制在之后所列的方式中；它不排除其它的元件或步骤。因此应解释为详细说明存在所述的特征、整体、步骤或者成分，而不排除一个或更多个其它特征、整体、步骤或成分或其组合的存在或加入。因此，“一个含有元件A和B的设备”这一表述的范围不应限制为该设备仅仅由A和B组成。它的意思是，对于本发明，仅仅设备中相关的元件是A和B。

类似的，应该注意到，同样在权利要求书中使用的术语“接合”，不应被理解为仅仅限定为直接连接。因此，“一个设备A接合到设备B上”这一表述的范围不应被限定为一个输出设备A直接连接于输入设备B上的设备或系统。它的意思是在A的输出口和B的输入口之间存在一个通道，该通道可以是包括其它设备或元件的。

本说明书中所提到的“一种具体实施方式”或“具体实施方式”意思是描述的与具体实施方式有关的一个具体的特征、结构或特性包含于本发明的至少一个实施方式中。因此，短语“在一个具体实施方式中”或“在具体实施方式中”在本说明书不同地方的出现不一定都涉及相同的实施方式，但是也有可能。另外，如本领域普通技术人员从公开的内容看到的一样，具体的特征、结构或特性可能在一个或更多个具体实施方式中与任何恰当的方式结合。

类似地，应该注意到在本发明的示例性具体实施方式的描述中，本发明的不同特征有时为了简化说明书和有助于理解一个或多个本发明不同的方面，在单个的实施方式、附图或说明中结合成组出现。但是，所公开的方法不应被解释为反映出一个构思，要求保护的发明的特征比每个权利要求中清楚陈述的特征更多的。相反地，如下面的权利要求所反映的，发明的方面少于一个单独的之前所公开的具体实施方式中的所有特征。因此，详细的说明书之后的权利要求清楚地与详细的说明书结合，每个单独的权利要求作为本发明的一个单独的实施方式。

另外，如本领域技术人员所理解的那样，尽管此处描述的一些实施方式包括一些别的实施方式中没有的特征，不同实施方式中特征的结合是为了在本发明的范围内，形成不同的实施方式。例如，在下面的权利要求中，任意所要求的实施方式可以结合使用。

现在本发明将通过对几个具体实施方式的详细描述进行叙述。应该清楚根据本领域技术人员的理解，不脱离本发明的实质精神或技术教导，本发明能够设置其它的实施方式，本发明的范围仅由所附的权利要求限定。

制备一个圆盘状过滤元件的方法的第一个实施方式在图1中示出。如由附图标记101所涉及，提供了圆盘状过滤元件的数字。毂10被提供为具有接合元件11，外壁14，内部空隙空间13和至少一个从内部空隙空间13向外壁14延伸的沟槽12。如图1所示，毂10是一个具有中心轴15的管状的金属部件。管14的外壁具有两个边16和17，其是毂的接合元件11。通过管状部件的壁，提供了多个沟槽12，该沟槽12从管的内部空间延伸到外壁14。作为一个例子，毂的内部空间直径为50mm。毂的外部直径D3大约为70mm，其中在边16和17的位置，管状元件的直径D2大约为60mm。毂的总高度A大约为10mm，其中两个边之间的距离H大约为8mm。但是高度H可优选为在5mm至20mm的范围内，且更大的高度H用于更大的直径Ds，其范围优选从150mm至400mm。

提供基本上相同的类似环状的且基本上平坦的一个第一和一个第二液体可渗透支撑元件20和30。支撑元件20和30的外部边缘22和32基本上是相同的，在本实施方式中其直径Ds约为300mm。支撑元件是液体可渗透支撑元件，也就是说，液体可通过支撑元件从支撑元件的第一和第二表面中的一个流向第一和第二表面中的另一个。任选的，支撑元件可是多孔的或网状盘，诸如网状或多孔金属盘，或者是网，例如由金属线制成的机织的、编织的、打结的、针织的或焊接的金属线网。图1中所示的本方法中所用的支撑元件，是液体可渗透的盘，优选不锈钢盘，例如由AISI304合金AISI316L制成，且优选厚度在0.5mm-1mm范围内。对于具体实施方式来说，使用了厚度为0.5mm的AISI 316L盘。每个盘都带有孔，例如基本上为圆形的洞或槽。作为一个例子，槽可以是基本上为矩形的槽，其长边基本上在圆盘的径向方向上。

支撑元件20和30的内部边缘21和31基本上为圆形，且沿着边与毂10的壁14的直径一致。支撑元件的内部边缘的直径与D2相同或者稍大于D2。

提供基本上相同的、类似环形的且基本上平坦的一个第一和一个第二过滤隔膜40和50。过滤隔膜40和50的外边缘42和52基本上相同，且具有大约为300mm的直径Ds。过滤隔膜可以是一个表面过滤隔膜，例如由WO2005/099863中描述的方法制得的。或者也可以使用Zwevegem，Belgium的he company NVBEKAERT SA所产的Bekipor

隔膜3AI3。

过滤隔膜40或50各自的内部边缘41或51基本上是圆形的，且其沿着边缘16和17与毂10的壁14的直径一致。过滤隔膜40和50的内部边缘41和51的直径与D2相同或稍大于D2，而且基本上与支撑元件20和30的内部边缘21和31相同。内部边缘上两点之间的最大距离Ws就是D2。

使第一过滤隔膜40与第一支撑元件20的第一表面23相接触。使第二过滤隔膜50与第一支撑元件30的第一表面33相接触。然后，通过将第一过滤隔膜40的内边缘41和第一支撑元件20的内部边缘21与边缘16通过将管状元件在毂的一边18引入内边缘而接触，第一过滤隔膜40和第一支撑元件20的结合装配于毂10上。通过将第二过滤隔膜50的内边缘51和第二支撑元件30的内部边缘31与边缘17通过将管状元件在毂的10一边19引入内边缘而接触，第二过滤隔膜50和第二支撑元件30的结合装配于毂10上。装配以如下方式进行，第一支撑元件20的第二表面24与第二支撑元件30的第二表面34相对，至少一个沟槽12从第一支撑元件20的第二表面24和第二支撑元件30的第二表面34之间的内部空隙空间13延伸出来。

如附图标记102所表示的，第一过滤隔膜40和第一支撑元件20的内部边缘21和41此时在接合元件11处，即边缘16处，液体密封的接合于毂10上。类似地，第一过滤隔膜50和第一支撑元件30的内部边缘31和51此刻在接合元件11处，即边缘17处，液体密封的接合于毂10上。这种接合可通过任何恰当的连接技术来完成，例如通过粘合，不过在本实施方式中采用TIG-焊接。制造了焊接接合61或62。另外，也可使用除了定位焊接之外的其它焊接方法，例如电容性放电焊接、电阻焊接、超声波焊接、微等离子焊接或者激光焊接。作为另一个替代，也可用软焊接例如高温软焊接或烧结、或铜焊、或聚合物挤出、液体密封的折叠或粘合来将毂、过滤隔膜和支撑元件接合在一起。

现在获得的中间产品具有一个中心毂10，该毂具有两个基本上平坦的，在基本上与毂10的中心轴15垂直的平面内延伸的支撑元件。第一支撑元件20的第二表面24和第二支撑元件30的第二表面34沿着毂10的外壁14以距离H相离开，且彼此相对。

如附图标记103所涉及，第一支撑元件20、第二支撑元件30、第一过滤隔膜40和第二过滤隔膜50的外部边缘22，32，42，和52现在向彼此弯曲，且彼此之间液体密封的固定。这些边缘的高度是两个边16和17之间距离的一半。液体密封的固定可以任意合当的连接技术完成，例如优选通过焊接，特别是TIG-焊接完成。制备了焊接接合63。另外，也可使用除了定位焊接之外的其它焊接方法，例如电容性放电焊接、电阻焊接、超声波焊接、微等离子焊接或者激光焊接。作为另一个可选择的，也可用软焊接例如高温软焊接或烧结、或铜焊、或聚合物挤出、液体密封的折叠或粘合将第一过滤隔膜40和第二过滤隔膜50接合在一起。

现在制备的圆盘状过滤元件100具有一个直径K，其小于Ds，而且该过滤元件100具有一个由两个支撑元件20和30以及毂的内壁14包绕的空隙空间70，该空隙空间70具有至少一个通过其可以将液体卸入毂的内部空隙空间13的沟槽。优选的，K在150mm-400mm的范围内，例如在以图1中所示的方法设置的实施方式中，是199.9mm。

圆盘状过滤元件具有支撑元件20和30，支撑元件具有一个沿着支撑元件至少一个区域的小于(K²/4H)+H/4的值的曲率半径r，所述区域由沿着支撑元件的直径为0.9*Ds的第一虚圆和沿着支撑元件的直径为1.1*Ws的第二虚圆限定，第一虚圆和第二虚圆与圆盘状支撑元件同心，即与毂10的轴15同心。该半径r沿着支撑元件的交叉线和包含过滤元件的轴的平面测量，且半径r向内取向，这应该被理解为曲线位于支撑元件的边，该边朝另一个支撑元件取向。任选的，根据图1的现有实施方式，曲率直径r沿着支撑元件至少一个区域的小于(K²/4H)+H/4的值，所述区域由沿着支撑元件的直径为0.975*Ds的第一虚圆和沿着支撑元件的直径为1.025*Ws的第二虚圆限定，第一虚圆和第二虚圆与圆盘状支撑元件同心，即与毂10的轴15同心。

弯曲半径向内指向圆盘状过滤元件。其具有如下优点：支撑元件向过滤隔膜提供了一个向外的力，其在它的第一表面接触支撑元件。过滤隔膜可以说是在支撑元件的第一表面上预拉紧。这种与拉伸防止过滤隔膜在过滤元件使用的过程中，即在过滤或者清洁操作过程中松弛以接触支撑元件。依靠支撑元件的一个表面，支撑元件适于在使用过滤器的过程中接触过滤隔膜。支撑元件适于在一个固定的形状和位置将过滤隔膜带来及保持。在第一支撑元件和第二支撑元件上起作用的预拉伸力，也是彼此保持稳定，这被认为是在过滤元件的生产过程中，圆盘状过滤元件没有表现出向圆盘状的一边发生褶皱的趋势的原因。这样得到了一个尺寸更加稳定的过滤元件。应该注意到，操作参数的轻微变化，例如焊接安装，不会影响过滤元件的稳定性和生产的重复性。

生产一种圆盘状过滤元件200的替代方法如图2所示。与1相同的数字代表相同的特征。在空隙空间70内提供了另一个在两个支撑元件20和30之间的间隔元件80。该间隔元件可以是一个，优选多于一个的线网。在图1所示的实施方式中，使用了一个直径大约为1mm且每英寸直线上具有10个网口的不锈钢线的线网。

在将过滤支持元件和伴随的过滤隔膜安装于毂上的过程中，在圆盘状过滤元件产品中提供了间隔元件。

本发明生产圆盘状过滤元件的另一个可选择的方法在图3中示出。

如附图标记301所示，制备了基本上相同的类似环状的且基本上平坦的第一和第二液体可渗透支撑元件120和130，其与图1中的支撑元件20和30相同。

支撑元件120和130的内部边缘121和131基本上是圆形的。

提供了基本上相同的、类似环状的且基本上平坦的一个第一和第二液体过滤隔膜140和150，其与图1中所示的方法中使用的过滤隔膜40和50相同。

过滤隔膜140和150的内部边缘141和151基本上是圆形的。过滤隔膜140和150的内部边缘141和151的直径与D2相同或稍大于D2，且与支撑元件120和130的内部边缘121和131基本上相同。内部边缘上两点之间的最大距离Ws就是D2。

如附图标记302所表示的，使第一过滤隔膜140与第一支撑元件120的第一表面123相接触。使第二过滤隔膜150与第一支撑元件130的第一表面133相接触。使第一过滤隔膜和第一支撑元件与第二过滤隔膜和第二支撑元件相接触。这通过如下方法完成：第一支撑元件120的第二表面124与第二支撑元件130的第二表面134相对。

第一支撑元件120、第二支撑元件130、第一过滤隔膜140和第二过滤隔膜150的外部边缘122，132，142和152此刻向彼此弯曲且彼此间液体密封地固定。液体密封的固定优选通过焊接，如TIG-焊接完成。制备了焊接接合163。另外，也可使用除了定位焊接之外的其它焊接方法，例如电容性放电焊接、电阻焊接、超声波焊接、微等离子焊接或者激光焊接。作为另一个替代，也可用软焊接例如高温软焊接或烧结、或铜焊、或聚合物挤出、液体密封的折叠或粘合。

现在得到的中间产品具有两个基本上平坦和平行地延伸的支撑元件。第一支撑元件120的第二表面124和第二支撑元件130的第二表面134彼此相对。

如附图标记303所示，一个毂110被制备为具有一个接合元件111、一个外壁114、一个内部空隙空间113和至少一个从内部空隙空间113向外壁114延伸的沟槽112。毂110由两部分120和121组成，其共同构成了具有中心轴115的管状金属部件。管114的外壁有两个边116和117，它们是毂的接合元件111。穿过管状部件的壁，提供了多个沟槽，这些沟槽从管的内部空隙延伸至外壁114。作为一个例子，毂的内部空隙空间的直径D1为50mm。毂的外部直径D3大约为70mm，其中在边116和117处，管状元件的直径D2大约为60mm。毂的总高度A大约为10mm，其中两个边之间的距离H大约为8mm。

如附图标记304所示，通过在第一和第二支撑元件120和130之间、通过第一过滤隔膜140的内部边缘141和第一支撑元件120的内部边缘121，或者通过第一过滤隔膜150的内部边缘151和第一支撑元件130的内部边缘131之间，将毂的第一部分121和第二部分122引入其中，将第一过滤隔膜140、第一支撑元件120，第二过滤隔膜150、和第二支撑元件130的结合体接合于毂110上。

使第一过滤隔膜140的内部边缘141和第一支撑元件120的内部边缘121与边116接触，使第一过滤隔膜150的内部边缘151和第一支撑元件130的内部边缘131与边117接触。

支撑元件120和130的内部边缘121和131与毂110沿着边的壁114的直径一致。支撑元件的内部边缘的直径与D2相同或稍大于D2。

过滤隔膜140和150的内部边缘141和151与毂110沿着边116和117的壁114的直径一致。

如附图标记305所示，第一过滤隔膜140和第一支撑元件120的内部边缘121和141此刻在接合元件111处，即边116处液体密封地接合于毂110上。类似地，第一过滤隔膜150和第一支撑元件30的内部边缘131和151在接合元件111处，即边117处，液体密封地接合于毂110上。这种接合可通过任何恰当的连接技术来完成，例如粘合，但是在本实施例中是通过焊接，优选TIG-焊接。提供了焊接接合161或者162。可选择的，可以使用其它除了定点焊接的方法，诸如电容性放电焊接、电阻焊接、超声波焊接、微等离子焊接或激光焊接。作为另一个替代，也可以使用软焊接诸如高温软焊接或烧结、或铜焊、或聚合物挤出、液体密封的折叠或粘合。

毂110的两部分121和120彼此间通过任何恰当的技术以液体密封的方式接合，例如，通过粘合或焊接。所制得的圆盘状过滤元件200具有由图1中所揭示的方法制得的毂100相同的特征。

其它体现本发明的制备圆盘状过滤元件的方法和圆盘状过滤元件，对于本领域技术人员来说是显而易见的。

应该理解，尽管此处讨论了根据本发明设备的优选实施方式、具体结构和构造及材料，但形式上和细节上不同的改变和改进，可以在不脱离本发明宗旨的情况下，由本领域的技术人员制造出来。

Claims (25)

1.一种制备其直径为K的圆盘状过滤元件的方法，所述方法包括如下步骤：

·提供基本上相同的环状且基本上平坦的第一和第二液体可渗透支撑元件，该支撑元件具有直径为Ds的外部边缘和最大宽度为Ws的内部中心边缘，所述第一支撑元件和所述第二支撑元件都具有第一表面和第二表面；

·提供基本上相同的环状且基本上平坦的第一和第二过滤隔膜，该过滤隔膜具有外部边缘和内部中心边缘；

·提供毂，该毂具有中心空隙空间、外壁、至少一个从所述空隙空间延伸至所述外壁的沟槽和用于将所述支撑元件的内部边缘和所述过滤隔膜的内部边缘接合至所述毂的接合元件；

·使所述第一过滤隔膜与所述第一支撑元件的第一表面相接触；

·使所述第二过滤隔膜与所述第二支撑元件的第一表面相接触；

·将所述第一隔膜的内部边缘和所述第一支撑元件的内部边缘液体密封地接合于所述毂的接合元件；

·通过如下方法将所述第二隔膜的内部边缘和所述第二支撑元件的内部边缘液体密封地接合于所述毂的所述接合元件：所述第一支撑元件的第二表面和所述第二支撑元件的第二表面彼此相对，且以非零距离H在所述毂的外壁上彼此远离，并且所述毂的外壁上具有至少一个在所述第一支撑元件的所述第二表面和第二支撑元件的第二表面之间延伸的沟槽；以及

彼此弯曲且液体密封地固定所述第一过滤隔膜的外部边缘、所述第二过滤隔膜的外部边缘、所述第一支撑元件的外部边缘和所述第二支撑元件的外部边缘，

其中，对于每个所述第一支撑元件和所述第二支撑元件而言，所述支撑元件的曲率半径为r，该半径沿着所述支撑元件的至少一个区域小于(K²/4H)+H/4的值，该区域由沿着所述支撑元件的直径为0.9*Ds的第一虚拟圆和沿着支撑元件的直径为1.1*Ws的第二虚拟圆界定，所述第一虚拟圆和所述第二虚拟圆与所述支撑元件同心。

2.一种制备其直径为K的圆盘状过滤元件的方法，所述方法包括以下步骤：

·提供基本上相同的环状且基本上平坦的第一和第二液体可渗透支撑元件，该支撑元件具有直径为Ds的外部边缘和最大宽度为Ws的内部中心边缘，所述第一支撑元件和所述第二支撑元件都具有第一表面和第二表面；

·提供基本上相同的环状且基本上平坦的第一和第二过滤隔膜，该过滤隔膜具有外部边缘和内部中心边缘；

·提供毂，该毂具有中心空隙空间、外壁、至少一个从所述空隙空间延伸至所述外壁的沟槽和用于将所述支撑元件的内部边缘和所述过滤隔膜的内部边缘接合至所述毂的接合元件；

·使所述第一过滤隔膜与所述第一支撑元件的第一表面相接触；

·使所述第二过滤隔膜与所述第二支撑元件的第一表面相接触；

·将所述第一过滤隔膜的所述外部边缘、所述第二过滤隔膜的所述外部边缘、所述第一支撑元件的外部边缘和所述第二支撑元件的所述外部边缘以如下方式液体密封地固定：所述第一支撑元件的第二表面和所述第二支撑元件的第二表面彼此相对；

·将所述第一隔膜的所述内部边缘、所述第二隔膜的所述内部边缘、所述第一支撑元件的所述内部边缘和所述第二支撑元件的所述内部边缘以如下方式液体密封地接合于所述毂的接合元件：所述第一支撑元件的第二表面和第二支撑元件的第二表面在所述毂的外壁上以非零距离H彼此远离，并且所述毂的外壁上具有至少一个在所述第一支撑元件的第二表面和第二支撑元件的第二表面之间延伸的沟槽，

其中，对于每个所述第一支撑元件和所述第二支撑元件而言，所述支撑元件的曲率半径为r，该半径沿着所述支撑元件的至少一个区域小于(K²/4H)+H/4的值，该区域由沿着所述支撑元件的直径为0.9*Ds的第一虚拟圆和沿着支撑元件的直径为1.1*Ws的第二虚拟圆界定，所述第一虚拟圆和所述第二虚拟圆与所述支撑元件同心。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述第一隔膜的内部边缘、所述第二隔膜的内部边缘、所述第一支撑元件的内部边缘和所述第二支撑元件的内部边缘液体密封地接合到所述毂的所述接合元件的步骤是由以下步骤来完成的：

·穿过所述第一隔膜的内部边缘和所述第一支撑元件的内部边缘或穿过所述第二隔膜的所述内部边缘和所述第二支撑元件的内部边缘之间，将所述毂引入所述第一支撑元件的第二表面和第二支撑元件的第二表面之间；

·将所述第一隔膜的内部边缘和所述第一支撑元件的内部边缘液体密封地接合于所述毂的所述接合元件；

将所述第二隔膜的内部边缘和所述第二支撑元件的内部边缘液体密封地接合于所述毂的接合元件。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述毂包括第一部分和第二部分，所述两个部分共同构成所述毂，将所述毂引入所述第一支撑元件的第二表面和第二支撑元件的第二表面之间的所述步骤是通过引入所述第一部分和第二部分并将所述第一部分和第二部分彼此接合来完成的。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一支撑元件、第二支撑元件、第一过滤隔膜和第二过滤隔膜的中心开口基本上是圆形的。

6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一支撑元件、第二支撑元件、第一过滤隔膜和第二过滤隔膜的中心开口基本上是相同的。

7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述过滤隔膜包括金属纤维。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述纤维是不锈钢纤维。

9.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述支撑元件是金属支撑元件。

10.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述第一过滤隔膜、第二过滤隔膜、第一支撑元件和第二支撑元件的外部边缘液体密封地固定是通过焊接来完成的。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述毂是金属毂。

12.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述第一隔膜的内部边缘和所述第一支撑元件的内部边缘接合到所述接合元件和将所述第二隔膜的内部边缘和所述第二支撑元件的内部边缘接合到所述接合元件是通过焊接来完成的。

13.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，第一和第二支撑元件是圆盘或网。

14.一种圆盘状过滤元件，其直径为K，所述圆盘状过滤元件包括环状且液体可渗透的第一和第二支撑元件，该支撑元件具有直径为Ds的外部边缘和最大宽度为Ws的内部边缘，所述第一支撑元件和所述第二支撑元件都具有第一表面和第二表面，第一支撑元件的第二表面朝向第二支撑元件的第二表面，所述圆盘状过滤元件包括环状的第一和第二过滤隔膜，该过滤隔膜具有外部边缘和内部中心边缘，第一过滤隔膜与所述第一支撑元件的第一表面相接触，第二过滤隔膜与第二支撑元件的第一表面相接触，所述第一过滤隔膜、第二过滤隔膜、第一支撑元件和所述第二支撑元件的外部边缘彼此间液体密封地固定，所述圆盘状过滤元件包括毂，该毂具有中心空隙空间、外壁、至少一个从所述空隙空间向所述外壁延伸的沟槽和接合元件，所述支撑元件的内部边缘和所述过滤隔膜的内边缘液体密封地接合于所述毂的接合元件，所述第一支撑元件的第二表面和所述第二支撑元件的第二表面在所述毂的外壁上以非零距离H彼此分离，所述至少一个沟槽在所述第一支撑元件的第二表面和第二支撑元件的第二表面之间延伸，对于每个所述第一支撑元件和所述第二支撑元件而言，所述支撑元件的曲率半径为r，该半径沿着所述支撑元件的至少一个区域小于(K²/4H)+H/4的值，该区域由沿着所述支撑元件的直径为0.9*Ds的第一虚拟圆和沿着支撑元件的直径为1.1*Ws的第二虚拟圆界定，所述第一虚拟圆和所述第二虚拟圆与所述支撑元件同心。

15.如权利要求14所述的圆盘状过滤元件，其特征在于，所述H的范围为5mm-20mm。

16.如权利要求14所述的圆盘状过滤元件，其特征在于，所述K的范围为150mm-400mm。

17.如权利要求14所述的圆盘状过滤元件，其特征在于，所述第一支撑元件、第二支撑元件、第一过滤隔膜和所述第二过滤隔膜的中心开口基本上是圆形的。

18.如权利要求14所述的圆盘状过滤元件，其特征在于，所述第一支撑元件、第二支撑元件、第一过滤隔膜和所述第二过滤隔膜的中心开口基本上是相同的。

19.如权利要求14所述的圆盘状过滤元件，其特征在于，所述过滤隔膜含有金属纤维。

20.如权利要求19所述的圆盘状过滤元件，其特征在于，所述纤维是不锈钢纤维。

21.如权利要求14所述的圆盘状过滤元件，其特征在于，所述支撑元件是金属支撑元件。

22.如权利要求21所述的圆盘状过滤元件，其特征在于，将所述第一过滤隔膜、第二过滤隔膜、第一支撑元件和第二支撑元件液体密封地固定是通过焊接实现的。

23.如权利要求22所述的圆盘状过滤元件，其特征在于，所述毂是金属毂。

24.如权利要求23所述的圆盘状过滤元件，其特征在于，所述第一隔膜的内部边缘和所述第一支撑元件的内部边缘与所述接合元件的接合、以及所述第二隔膜的内部边缘和所述第二支撑元件与所述接合元件的接合是通过焊接实现的。

25.如权利要求14所述的圆盘状过滤元件，其特征在于，第一和第二支撑元件是圆盘或网。

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