CN102423562A - 无芯式过滤器滤筒及形成无芯式过滤器滤筒的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无芯式过滤器滤筒及形成无芯式过滤器滤筒的方法。具体而言，无芯式过滤器滤筒(20，150)包括具有形成在管状构造(91)中的多个褶层(26，156)的过滤介质(24，154)。过滤介质包括第一端，该第一端经由中部(33，163)延伸至第二端，中部(33，163)具有外表面(36，166)和限定中空芯(40，170)的内表面(37，167)。至少一个保持装置(56，59，58，59，60，61，62，63)附连到过滤介质的外表面上。该至少一个保持装置构造和设置成用以限制过滤介质的径向运动。过滤器滤筒没有提供在中空芯(40，170)内的内芯支承件，从而形成无芯式过滤器滤筒(20，150)。

Description

无芯式过滤器滤筒及形成无芯式过滤器滤筒的方法
技术领域
本文所公开的主题涉及过滤器滤筒领域，并且更具体地涉及一种无芯式过滤器滤筒。
背景技术
各种工艺使用过滤器来从流体流中除去颗粒。在许多情况下，褶层(pleat)形成在过滤介质中，以便增大过滤器的总体表面面积。载有颗粒的流体沿一个方向穿过过滤介质。过滤介质构造成用以俘获颗粒，但容许流体流穿过。以此方式，从流体流中除去期望尺寸范围的颗粒。
随着时间的推移，期望清洁过滤介质。一种清洁过滤介质的方法是引导清洁流体脉冲沿相反方向穿过过滤器。清洁流体脉冲从过滤介质上推动颗粒，从而使过滤器换新。此类过滤器称为″脉冲褶层″过滤器。现有的脉冲褶层过滤器使用内芯和外带，其中，内芯在流体沿一个方向流动期间向过滤介质提供支承，而外带在暴露于清洁流体脉冲期间限制过滤介质的过度运动。
发明内容
根据本发明的一个方面，一种无芯式过滤器滤筒包括过滤介质，其具有形成在管状构造中的多个褶层。该过滤介质包括第一端，第一端经由中部延伸至第二端，该中部具有外表面和限定中空芯的内表面。至少一个保持装置附连到过滤介质的外表面上。该至少一个保持装置构造和设置成用以限制过滤介质的径向运动。过滤器滤筒没有提供在中空芯内的内芯支承件，从而形成了无芯式过滤器滤筒。
根据本发明的另一方面，一种形成无芯式过滤器滤筒的方法，包括：将具有多个褶层的过滤介质定位在支承管上，围绕支承管包绕过滤介质以形成具有中空芯的过滤器管，使过滤介质与至少一个保持装置相结合，将至少一个保持装置附连到多个褶层上，以及从中空芯除去支承管以形成没有内部支承芯的过滤器滤筒。
通过结合附图的如下描述，这些及其它优点和特征将变得更为明显。
附图说明
在所附权利要求中具体地指出且明确地主张了认作是本发明的主题。通过结合附图的如下详细描述，本发明的前述及其它特征和优点将变得显而易见，在附图中：
图1为根据示例性实施例的包括多个无芯式过滤器滤筒的收集器的局部剖面透视图；
图2为根据示例性实施例的多个无芯式过滤器滤筒中的一个的左下方局部剖面透视图；
图3为图2中的无芯式过滤器滤筒的端部的剖面详图；
图4为图2中的无芯式过滤器滤筒的截面视图；
图5为用于与形成图2中的无芯式过滤器滤筒相关的支承管的左下方透视图；
图6示出了用于将保持装置应用于图2中的无芯式过滤器滤筒的系统；
图7为根据示例性实施例另一方面的无芯式过滤器滤筒的左下方局部剖面透视图；
图8为根据示例性实施例的另一方面的包括保持装置的无芯式过滤器滤筒的端部的剖面详图；
图9为根据示例性实施例的另一方面的保持装置的透视图；以及
图10为图8中的无芯式过滤器滤筒的截面视图。
本详细说明通过举例的方式，参照附图阐述了本发明的实施例以及优点和特征。
具体实施方式
2 收集器
4 壳体
6 仓室
8 流体供送系统
10 导管
15 管板
20，150 多个无芯式过滤器滤筒(无芯式过滤器滤筒)
24，154 过滤介质
26，156 多个褶层(褶层)
27 顶端部分
28，29 相邻的凹入区域
30，160 第一端
31，161 第二端
33，163 中部
36，166 外表面
37，167 内表面
40，170 中空芯
44，174 安装部件(或座架部件)
48，96，178 端盖
56，57，58，59，60，61，62，63 多个保持装置(保持装置)
70 外表面
71 内表面
73 多个凸起
90 固定件
91 管状或圆柱形过滤器管(过滤器管)
92 管
94 多个扩张盘
98 多个对准杆
100 调整把手(或旋钮)
104 心轴
110 挤压机
112 料斗
116 分配喷嘴
120 压辊
118，200 单个保持装置(保持装置)
204 本体
206 外表面
208 内表面
210 环形的环圈或环带
220 粘合剂
具体实施方式
一种用于从流体流中除去污染物的收集器在图1中大体上示为2。收集器2包括具有仓室6的壳体4，该仓室6通过导管10流体连接到流体供送系统8上。管板15安装在仓室6内。管板15支承多个无芯式过滤器滤筒，其中的一个示为20。无芯式过滤器滤筒20除去从流体供送系统8沿一个方向流入仓室6中的载有污染物的流体流中所携带的颗粒。用语″载有污染物的流体流″应当理解为包括干空气流以及包括干流体和载有液体的流体的其它形式的流体。收集器2用作空气污染控制系统(未示出)的一部分。无芯式过滤器滤筒20为″脉冲褶层″型过滤器滤筒，其周期性地经受脉冲清洁流体，该脉冲清洁流体沿与载有污染物的流体流的流动方向相反的方向运动。在可持续大约两年或更久的操作寿命内，无芯式过滤器滤筒可经受每年高达300,000次的清洁脉冲。
如图2至图4中最佳所示，过滤器滤筒20包括过滤介质24，该过滤介质24形成为大体管状或圆柱形的构造，这将在下文中更为完整地阐述。过滤介质24包括多个褶层26，该褶层26增加过滤器滤筒20的总体表面面积，以便加强从载有污染物的流体流中除去颗粒。褶层26围绕过滤器滤筒20的圆周(未单独标出)沿周向间隔开。各褶层均包括大体上示为27的顶端部分，以及相邻的凹入区域28和29。无芯式过滤器滤筒20包括第一端30，该第一端30经由中部33延伸至第二端31。中部33包括外表面36和限定中空芯40的内表面37。如将在下文中更为完整阐述的那样，中空芯40没有任何内部支承件，从而形成无芯的过滤器滤筒20。
无芯式过滤器滤筒20包括提供在第一端30处的安装部件44。安装部件44用作无芯式过滤器滤筒20与管板15之间的对接装置。端盖48提供在第二端31处。端盖48封闭第二端31，迫使载有污染物的流体穿过过滤介质24。在所示的示例性实施例中，无芯式过滤器滤筒20包括由硬塑料如Dupont制造的Hytrel
Figure BSA00000547355200051
所形成的多个保持装置58-63。当然，也可使用各种其它聚合物。保持装置56-63围绕外表面36沿周向延伸。如将在下文中更为完整描述的那样，保持装置58-63示为圆带的形式，该圆带防止过滤介质24在操作期间的轴向扩张和收缩。保持装置58-63包括外表面70和内表面71，如结合图4中的保持装置58所示。内表面71附连到多个褶层26中的各顶端部分27上。内表面71还设有如以73所示的多个凸起，该凸起延伸到相邻的凹入区域28，29中并结合到多个褶层26的侧部(未单独标出)上。利用这种布置，保持装置58-63不但防止了过滤介质24在净化循环期间的扩张，而且还防止了在正常过滤期间的收缩。以此方式，无芯式过滤器滤筒20形成为没有内部支承芯。通过不含内部支承芯，应当理解的是，无芯式过滤器滤筒20不需要任何内部支承结构来阻止多个褶层的收缩。
根据示例性实施例，过滤介质24由构造成用以耐受为大约2至大约8英寸水柱(大约5.07至大约20.31厘米水[4℃])的收缩压力的材料形成，以及根据过滤介质24所使用的特定材料而耐受大至21英寸水柱[53.33厘米水[4℃]]或更大的收缩压力。根据示例性实施例的一个方面，过滤介质24由纺粘型聚酯介质形成，具有轧光精整面(finish)，大约6.5至大约9.5oz/sq.yd.(大约219.3至大约320.6g/sq.m)之间的基本重量，大约0.020至大约0.040英寸(大约0.508至大约1.02mm)之间的厚度，且Gurley刚度测试范围为：经向＞1500mg，且填充方向为大约＞1000mg。根据示例性实施例的另一方面，过滤介质24由织造合成物形成，如织造的丙烯酸树脂和/或织造的聚丙烯。根据示例性实施例的又一方面，过滤介质24由非织造合成物形成，如非织造丙烯酸树脂和/或非织造聚丙烯。根据示例性实施例的再一方面，过滤介质24由层叠(或层压)的膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)材料形成。
现将接下来参看图5和图6，描述了形成无芯式过滤器滤筒20的方法。首先，过滤介质24围绕固定件90包绕，以便形成具有中空芯的大致管状或圆柱形的过滤器管91。固定件90包括支承管92安装于其上的多个扩张盘(其中的一个示为94)，以及端盖96。多个扩张盘94通过多个对准杆(其中的一个示为98)彼此以及与端盖96对准。如将在下文中更为完整描述的那样，端盖96设有调整把手100，其有选择地控制多个扩张盘的外部直径尺寸。一旦过滤介质24施加到固定件90上而形成过滤器管91，则操作调整把手100以使扩张盘94扩张。心轴104布置在固定件90内，且施加了多个保持装置。挤压机110将硬塑料材料从料斗112输送至分配喷嘴116。随着材料离开分配喷嘴116，固定件90围绕纵轴线旋转，且通过压辊120施加压力到过滤器管91上。硬塑料材料流入凹入区域28和29中，且与多个褶层26的顶端部分27和侧部(未单独标出)二者相结合。一旦无芯式过滤器滤筒20完成一次完全旋转，则挤压机110停止材料流，并形成保持装置。当形成任何剩余保持装置之后，操作调整把手100以使扩张盘94缩回，从而容许从无芯式过滤器滤筒20中移除固定件90。
现将参看图7，描述了根据示例性实施例的方面的无芯式过滤器滤筒150。无芯式过滤器滤筒150包括过滤介质154，该过滤介质154以类似于上文所述的方式形成为大致管状或圆柱形的构造。过滤介质154包括多个褶层156，该褶层156增加过滤器滤筒150的总体表面面积，以便加强从载有污染物的流体流中除去颗粒。褶层156围绕过滤器滤筒150的圆周(未单独标出)沿周向间隔开。无芯式过滤器滤筒150包括第一端160，该第一端160经由中部163延伸至第二端161。中部163包括外表面166和限定中空芯170的内表面167。如将在下文中更为完整阐述的那样，中空芯170未设有任何内部支承件，从而形成无芯的过滤器滤筒150。
无芯式过滤器滤筒150包括提供在第一端160处的安装部件174。安装部件174用作无芯式过滤器滤筒150与管板15之间的对接装置。端盖178提供在第二端161处。端盖178封闭第二端161，迫使载有污染物的流体穿过过滤介质154。在所示的示例性实施例中，无芯式过滤器滤筒150包括单个保持装置188。保持装置188沿螺旋路径在过滤介质154上从第一端160延伸至第二端161。即是说，代替在施加保持装置时使过滤器滤筒150围绕纵轴线简单地旋转，根据所示的示例性方面，过滤器滤筒150还沿纵轴线平移。以此方式，保持装置188用作螺旋带。
现将接下来参看图8至图10，其中相似的参考标号在相应的视图中表示对应的部分，描述了根据示例性实施例的另一方面的保持装置200。保持装置200包括本体204，该本体204具有外表面206和限定环形的环圈或环带210的内表面208。本体204由刚性材料如金属、模制塑料等形成。保持装置200配合到过滤器滤筒20的多个褶层24上。保持装置200利用粘合剂220固定到多个褶层24上。根据示例性实施例的方面，粘合剂220为热熔粘合剂，其不但将内表面208附连到多个褶层26的顶端部分27上，而且还流入凹入区域27，28中以便与多个褶层26的侧部相结合。以此方式，保持装置200不但防止在回流净化期间多个褶层26扩张，而且还防止在正常过滤期间收缩，从而消除对内芯的需要。根据示例性实施例的一个方面，环带210在安装到过滤器滤筒20上之前预先形成。根据示例性实施例的另一方面，环带210应用为围绕过滤器滤筒20包绕的刚性材料带。刚性材料带的端部然后相连结以形成环带210。
在此，应当理解的是，示例性实施例提供了用于污染物去除系统的无芯式过滤器滤筒。尽管没有内芯，但过滤器滤筒不但阻止因脉冲清洁而引起的收缩，而且还阻止在操作期间的轴向扩张。通过形成没有内芯的过滤滤筒，降低了制造成本和材料成本。降低制造成本和材料成本容许制造商以降低的价格提供无芯式过滤器滤筒。降低的价格打开了包括芯的过滤器滤筒制造商之前未取得的消费者市场。除较低的价格点之外，根据示例性实施例的过滤器滤筒还提供了造成过滤系统操作成本降低的各种性能益处。
尽管本发明仅结合有限数量的实施例进行了详细描述，但应当容易理解，本发明并不限于这些公开的实施例。确切而言，本发明可进行修改，以结合任意数目的此前并未描述但与本发明的精神和范围相匹配的变型、备选方案、替换方案或等效布置。此外，尽管已经描述了本发明的多种实施例，但应当理解，本发明的方面可仅包括所述实施例中的一部分。因此，本发明不应看作是由以上说明限制，而是仅由所附权利要求的范围来限制。

Claims (10)

1.一种无芯式过滤器滤筒(20，150)，包括：
过滤介质(24，154)，其包括形成在管状构造(91)中的多个褶层(26，156)，所述过滤介质(24，154)包括第一端(30，160)，所述第一端(30，160)经由中部(33，163)延伸至第二端(31，161)，所述中部(33，163)具有外表面(36，166)以及限定中空芯(40，170)的内表面(37，167)；以及
附连到所述过滤介质(24，154)的外表面(36，166)上的至少一个保持装置(56，57，58，59，60，61，62，63)，所述至少一个保持装置(56，57，58，59，60，61，62，63)构造和设置成用以限制所述过滤介质(24，154)的径向运动，其中，所述过滤器滤筒没有提供在所述中空芯(40，170)内的内芯支承件，从而形成无芯式过滤器滤筒(20，150)。
2.根据权利要求1所述的无芯式过滤器滤筒(20，150)，其特征在于，所述过滤介质(24，154)由构造成用以耐受2至大约8英寸水柱(大约5.07至大约20.31厘米水[4℃])之间的收缩压力的材料形成。
3.根据权利要求1所述的无芯式过滤器滤筒(20，150)，其特征在于，所述过滤介质(24，154)由织造合成物、非织造合成物以及层叠的膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)材料中的至少一种形成。
4.根据权利要求1所述的无芯式过滤器滤筒(20，150)，其特征在于，所述至少一个保持装置(56，57，58，59，60，61，62，63)由挤出的(110)硬塑料形成。
5.根据权利要求1所述的无芯式过滤器滤筒(20，150)，其特征在于，所述至少一个保持装置(56，57，58，59，60，61，62，63)由预先形成的刚性材料形成。
6.根据权利要求5所述的无芯式过滤器滤筒(20，150)，其特征在于，所述预先形成的刚性材料为金属。
7.根据权利要求1所述的无芯式过滤器滤筒(20，150)，其特征在于，所述至少一个保持装置(56，57，58，59，60，61，62，63)包括围绕所述过滤介质(24，154)的外表面(36，166)沿周向延伸的多个保持装置(56，57，58，59，60，61，62，63)。
8.根据权利要求1所述的无芯式过滤器滤筒(20，150)，其特征在于，所述多个保持装置(56，57，58，59，60，61，62，63)沿所述过滤介质(24，154)的中部(33，163)彼此间隔开。
9.根据权利要求1所述的无芯式过滤器滤筒(20，150)，其特征在于，所述至少一个保持装置(56，59，58，59，60，61，62，63)包括围绕所述过滤介质(24，154)的外表面(36，166)从所述第一端(30，160)到所述第二端(31，161)包绕的单个保持装置(56，59，58，59，60，61，62，63)。
10.根据权利要求1所述的无芯式过滤器滤筒(20，150)，其特征在于，所述至少一个保持装置(56，59，58，59，60，61，62，63)包括外表面(70)和内表面(71)，所述内表面(71)包括附连到所述多个褶层(26，156)的侧部上的多个凸起(73)。
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