CN102811784A - 过滤元件及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明所披露的主题涉及一种滤网式过滤器元件，以及生产这种滤网式过滤器元件的一种方法。一种滤网式过滤器，包括一个大致刚性的滤网承载骨架和至少一个细滤网片材，该细滤网片材在该骨架内或上方延伸并且通过多个包络肋被固定于其上，该多个包络肋被施加在该过滤器滤网片的一个面上，从而在多个离散部分处支撑它并把它固定到该骨架。

Description

过滤元件及其生产方法

技术领域

本发明涉及过滤元件以及它们的生产。更具体地披露了关于滤网式过滤器元件的主题。

这里所使用的术语滤网表示任何形式的多孔片材且其被配置成用于去除悬浮材料同时允许一种载流从其流过，该片材包括织物、塑料材料、金属等，不论是否经过编织或塑模或者非织物或其它方式被制造加工的均可。

背景技术

滤网过滤器以及其它以片为基础的过滤器是非常简单并经济的，并且因此被广泛地运用于从流体分离悬浮颗粒。滤网过滤器可以由金属、塑料或合成布来制成，并被固定到大致刚性骨架元件上，该骨架元件可容纳在过滤器壳体中。

根据它们过滤程度，滤网被分类并由可以通过该滤网的最大球型直径而限定。一种不同的间接地限定一个过滤程度的方法是由每平方英寸或每平方厘米（在织物滤网的情况下）的网格数量（被称为“目”）来限定。

当要求细滤的地方，通常都会使用备份的粗滤片来支撑该细滤网。有时这些备份层被用来执行预过滤以减少对于该细滤网的颗粒负载。在另外一些情况下，这些粗滤层被用作使滤液在平行于这些层的多个共轭层之间流动。最后的过滤阶段通常是细滤网过滤器层。此外，一个或更多个层可以作为两个相邻层的间隔件，以使流体在元件外部流动。

在一个金属滤网和一个金属笼架的情况下，可以通过焊接或其它紧固方式来实现它们之间的连接。但是在笼架由塑料材料制成或由塑料材料涂覆的地方将滤网片连接到过滤器元件笼架（骨架）是通过向塑料材料施加热从而熔化它的表面来接合该滤网的，从而导致在将该滤网附接到该过滤器元件骨架上时熔融的塑料材料冷凝到该滤网的开口内。

然而，上述方法只可以在可热焊接材料制成的滤网的情况下实现，且该可热焊接材料可以被塑料焊接到该过滤器元件笼架/骨架，或者该滤网的这些开口足够大以致可以使熔化的塑料流入这些开口，从而接合该过滤器元件的骨架。

发明内容

本披露的主题涉及一种滤网式过滤器元件和它的生产方法。同时披露的主题还涉及大致上的细目网，应当认识到所披露的装置和生产方法也同样很容易地可以联系到不是非常细的滤网上。

通过本发明所披露的非常广泛的方方面面的主题，提供了一个滤网过滤器元件，该元件包括一个大致上刚性的滤网承载骨架和至少一个细滤网片材，该细滤网片材在该骨架内或上方延伸并且通过多个包络肋被固定于其上，该多个包络肋被施加于该过滤器滤网片的一个面之上，从而在多个离散部分处支撑它并把它固定到该骨架。

这些包络肋可以是该骨架材料的一部分，该骨架被熔融以便构成这些包络肋，或者这些包络肋可以用施加于该片材之上且通过结合、粘接等方式附接到该骨架材料的材料制成。

一个或更多个包络肋可以由一系列隔离开的连接点构成，这些连接点既可以形成熔化的骨架材料的一部分或者也可以由施加于该片材且通过结合、粘接等方式附接到该骨架材料的材料制成。

根据一个示例，滤网过滤器元件包括：大致刚性的滤网承载骨架（笼架），其由热或化学可熔化的材料制成或者至少部分地被热或化学可熔化的材料涂覆；以及至少一个细目滤网片材，该细目滤网片材以一面面向骨架的方式被固定到该骨架上，以致通过熔化相同的材料并允许它在该滤网片材的相反面之上流动，从而使它的多个部分被骨架材料包络。

下述多个特征和设计中的任一项或多项可以与该装置以及本发明所披露主题中包含的方法合并参考：

·披露的方法可以应用于由任何材料（比如塑料、金属、织物或非织物等）制成的过滤器滤网，并且不限于该滤网网目的任意具体尺寸；

·该过滤器元件可以被配置成任何所要求的形状和尺寸；

·该过滤器元件可以包括多于一层的滤网片材，由此支撑并保护一个滤网材料细滤层。该细目滤网层可以被定位在任何层级，例如，在被形成为具有更粗网目的两层粗滤片材之间。不同的层可以由不同材料制成并且可以具有不同的孔隙度；

·可以提供具有更大网目的第二滤网片，从而支撑细目滤网片并承载抵靠于细目滤网片的相反面，并且在熔化的骨架材料或其它包络肋材料处，流入该第二滤片的开口内；

·该滤网片层可以被外部地或内部地铰接到该骨架；

·包络肋部分至少沿轴线方向延伸。包络部分也可以以经纬交叉的方式延伸；

·最内滤网层的内表面（即，对应于细目滤片的相反面）是大致平滑的，即，包络部分是平滑的并且大致上不从内表面凸出。通过抽吸或喷气清洁对该过滤器元件进行清洁是非常重要的。

·该过滤器元件的至少一个包络部分与该细滤网是等距的。这样安排对于促进清洁该过滤器元件（通过抽吸或喷气清洁）是非常重要的，并且因此该包络部分的表面在距内/外表面一个大致上恒定的距离处延伸是非常重要的。

·包络部分大致上与滤网承载骨架的多个窄肋相对应，由此有效的滤网区域是大致上不受影响的；

·该过滤器元件可以被形成为带有两个环边缘并且骨架的熔化材料在这两个端环之间轴向地延伸；

·片材的轴线延伸的端部边缘被结合（例如，通过缝合、粘接、焊接等）并且该结合线在轴向包络肋后面延伸；

·该过滤器元件的端环被设计成用作以一个大致上紧密密封的方式与该过滤器壳体联接。端环也被设计成与例如过滤器元件轴向同延。

附图说明

为了更好地理解本发明并且了解本发明在实际应用中、将被描述的多个实施案例中是如何被实施的，通过作为举例但不限于这些举例，请参考这些附图，如：

图1是根据本发明所披露的主题的滤网过滤器元件的等距视图；

图2是图1的滤网过滤器元件的分解等距视图；

图3A是图1的滤网过滤器元件的剖视图；

图3B到图3D是分别沿图3A中的线A-A、B-B和C-C截取的多个截面；

图4A到图4C是分别在图3B到图3D中被标记为E、F和G的部分的放大图；

图5A是图1中的滤网过滤器元件的顶视图；

图5B到图5D是分别沿图5A中的线H-H、I-I和J-J截取的截面以及它们相应的被放大部分；

图6A是锥形过滤元件的等距视图；

图6B是沿图6A中的线IV-IV截取的截面；

图7A是盘式过滤组件的示意性代表；

图7B是图7A中的盘式过滤组件中使用的盘的平面图，但是其根据本披露的主题而被制造；并且

图7C是沿图7B中的线VII-VII截取的截面。

具体实施方式

请注意附图中举例说明的滤网式过滤器元件大体地标注为20。过滤器元件20被设计成用作与流体过滤器单元（未示出）相结合，该过滤器单元包括容纳该过滤器元件的壳体，并且其进一步被配置成带有在流体入口和流体出口之间延伸且必然地穿过过滤器元件的滤网层的流体流动路径。在本发明的举例中，流体流动路径径向地延伸穿过过滤器元件并且更具体地该流动路径取向是径向向外。

过滤器元件20是圆柱体形式并且包括类似骨架的骨架28以及与其一体的过滤器滤网组件32，该骨架28是由刚性塑料/硬塑料材料（尽管根据其它举例它可以由其它材料制成，但是至少它的一些部分由塑料制成或涂覆有塑料材料），该过滤器滤网组件32在图2中可见且其由三个滤网片层34、36和38构成。在本发明的举例中，中间滤网层36是细目滤网（例如，处于约1到40μm的范围内，并且更倾向于大约10μm），同时最外层滤网34和最内层滤网38具有较大网目（例如，处于大约50到2000μm的范围内并且更倾向于大约500微米）。应当理解到至少该中间滤网层36的孔隙是非常紧密的以至于即使熔化的塑料材料或液体粘结/结合剂也不能从中渗透通过。

过滤器元件20在第一端环22和第二端环24之间延伸，所述两个端环被配置成用作与该壳体（未示出）的相应过滤器元件座密封接合。骨架28由刚性塑料材料制成（尽管根据其它举例它可以由其它材料制成，但是至少它的一些部分由刚性塑料材料制成或者涂覆塑料材料），所述材料遇高温可被熔化并且在冷却后将快速固化。

骨架28包括多个轴向延伸肋42以及轴向延伸加强筋44，所述肋42和加强筋44彼此平行地延伸并且在该第一端环22和该第二端环24之间延伸。多个与轴向肋交叉的圆周肋48，从而得到了骨架28的刚性骨架样的结构。

应当理解到所有肋42、44和48的内表面同延并且与过滤器元件的内表面50齐平。

进一步请注意图3到图5，以更好理解过滤器元件20的结构。

应当注意到，细目滤网层36与其说被附接到骨架28上，不如说被夹在支撑片34和38之间，以使外面37抵靠外部支撑片层34的内表面35，且内表面39被支撑在内支撑片38的外表面43之上。

过滤片组件32被骨架28包络并固定到骨架28，其中内支撑片38通过固化的熔化骨架材料包络它并且延伸进入它的多个网目开口中从而被附接。

如上述提到的，过滤片组件32是在被施加到该骨架之前被一体成型的，并且它被定位成使得结合线轴向地延伸、平行于并且齐平于骨架28的轴向加强肋44后面。

上述披露的生产一种过滤器元件可以通过不同的途径来实现。根据一种生产方法，该被一体成型的过滤片组件32被放置在支撑核心构件上方，该支撑核心构件带有在其表面上形成的多个流动通道（圆周地和轴向地取向），其中所述管道大体上与在模具内形成的外侧管道（最后形成该骨架上的多个肋）相对应。该骨架然后在核心构件和过滤片组件之上被模塑，因此形成该骨架并且允许熔化的塑料材料沿着该支撑核心构件的流动通道流动，从而导致生成包络肋42、44和48，从而将过滤片组件32固定到骨架28。

根据上述披露的一个改型，该核心构件在它的表面上是大致上平滑的，即没有任何通道。

根据另一个实施案例，骨架28被首先模塑并且过滤片组件32然后被施加到骨架28内，且该骨架28带有合适的支撑核心构件，其适于支撑过滤片组件32以紧密抵靠骨架28，且所述支撑核心构件的表面上形成流动通道。然后，在骨架的端环22和第二端环24的区域处热熔塑料材料并且其沿着支撑核心构件的流动通道流动，从而导致生成包络肋42、44和48，从而将过滤片组件32固定到骨架28。

如附图中可以被注意到的，熔化的塑料材料在最内层滤网片层38的表面41上流动。该熔化的材料（标号58以及在放大视图中可以最明显地注意到）也将占据粗滤网片层38的细开口（孔），从而增加到骨架28的抓持。然而，应当理解到，层50是非常薄的，以致很难注意到它，如果真的没有注意到，它应该在内表面41上。

仍然根据另一个实施案例，骨架被首先加工，典型地采用塑料模制工艺加工。然后该过滤滤网组件被放置在该骨架内在适合的支撑核心构件上，该支撑核心构件适于支撑过滤片组件32使其紧密地抵靠骨架28，且所述支撑核心构件的表面上形成流动通道。然后结合剂被施加并且沿着该支撑核心构件的流动通道流动，导致产生包络肋42和48并且使其与骨架的端环一体成形，从而将过滤片组件32固定到骨架28。

应当注意到，过滤器元件的有效过滤截面区域不受这里所披露方法的影响，因为包络材料与骨架的肋相反地延伸。

在举例说明的实施案例中，该过滤片组件在骨架的内部，然而根据未举例说明的不同配置，过滤组件可以在骨架的外部，其中流动通路沿相反方向（即，径向向内）。

现在请进一步注意图6A和图6B，其涉及一个渐缩的三角形截面的过滤器元件，其大致地标号为70，该过滤器元件70包括结构骨架72，该骨架72配置成具有顶部基础环76和底部脊78，该顶部基础环76和底部脊78通过轴向肋80彼此互连。过滤器滤网组件84被一体成形到骨架72，并且如图6B中可见的，由三个滤网片层84、86和88构成。

应当注意到，与前面的举例相联系，细目滤网层86与其说被附接到骨架70，不如说被夹在粗支撑片84和88之间，即，其中熔化的塑料材料仅仅延伸进入较粗的支撑片84和88内。

在图7A中举例说明了盘式过滤器组件，其大致标号90，其包括多个盘式过滤器92。盘92在这个具体的举例中是单独放置的，然而根据其它配置，盘是以螺旋方式相互连接的。

每个过滤器元件92被配置成带有骨架结构96，该骨架结构96包括内环形环100和外环102，且带有几个同轴延伸的环形支撑肋（在本发明的举例中是两个）106和与环形支撑肋互相连接的多个径向延伸支撑肋110。

过滤器滤网组件120被一体成形到骨架96，并且如图7C中可见的，过滤器滤网组件由三个滤网片层122、124和128组成，其中层124是细过滤器片。

应当注意到，如联系之前举例中所披露的，细目滤网层124与其说被附接到骨架96不如说被夹在粗支撑片122和128之间，即，其中熔化的塑料材料仅延伸进入粗支撑片122和128内。

应当理解到，根据本披露的主题的过滤器元件，包括附加片层，包括一个或更多个粗滤层，其用作相邻层之间的间隔件以使流体在其间容易地流动。

那些熟练掌握本领域知识和技术的人员可以很容易地理解不背离本发明以及本发明的变更的范围内的多种改变、变化和修改。例如应当理解到，过滤器元件可以被配置成不同的其它多个形状，或者一个或更多个滤网片可以被固定到该骨架的外侧表面。

Claims (26)

1.一种滤网式过滤器元件，包括大致上刚性的滤网承载骨架和至少一个细目滤网片材层和至少一个粗目滤网片材层，所述滤网片材层在该骨架内或上延伸并且通过多个包络肋被固定于该骨架，所述包络肋被施加于该过滤器滤网片的一个面，从而在离散部分处支撑它并把它固定到该骨架。

2.一种滤网式过滤器元件，包括由可热熔材料制成或至少部分涂覆有可热熔材料的大致上刚性的滤网承载骨架以及至少一个细目滤网片材层和至少一个粗目滤网片材层，该滤网片材层以一个面面朝该骨架的方式被固定到该骨架，以使其多个部分通过熔化骨架材料并且允许熔化的材料流过该滤网片材层的相反面而被骨架材料包络。

3.根据任一项前述权利要求所述的过滤器元件，其中该包络肋是该骨架材料的一部分。

4.根据权利要求3所述的过滤器元件，其中所述包络肋由熔化的骨架构成，或者由施加于该片材的材料制成并被附接到该骨架材料。

5.一种过滤器元件，其中所述包络肋是大致上连续的。

6.一种过滤器元件，其中所述包络肋是大致上分段的。

7.根据任一项前述权利要求所述的过滤器元件，其中过滤器滤网由以下多种材料中的任意之一制成：塑料、金属、织物或非织物。

8.根据任一项前述权利要求所述的过滤器元件，其中该过滤器元件被配置成任何所需形状和尺寸。

9.根据任一项前述权利要求所述的过滤器元件，其中该过滤器元件包括一层以上的粗滤网片材从而支撑并保护一层细滤网材料。

10.根据任一项前述权利要求所述的过滤器元件，其中该细目滤网层被定位在粗目滤网片之间的任意层级。

11.根据任一项前述权利要求所述的过滤器元件，其中不同的层由不同材料制成并且具有不同的孔隙度。

12.根据任一项前述权利要求所述的过滤器元件，其中该滤网片层被外部地或内部地铰接到该骨架。

13.根据任一项前述权利要求所述的过滤器元件，其中所述包络肋部分至少沿轴线方向延伸。

14.根据任一项前述权利要求所述的过滤器元件，其中所述包络部分以经纬相交的方式延伸。

15.根据任一项前述权利要求所述的过滤器元件，其中最内层滤网层的内表面是大致上平滑的。

16.根据任一项前述权利要求所述的过滤器元件，其中该过滤器元件的至少一个包络部分距该细滤网大致上是等距的。

17.根据任一项前述权利要求所述的过滤器元件，其中所述包络部分大致上与该滤网承载骨架的窄肋相对应，由此有效的过滤区域大致上不受影响。

18.根据任一项前述权利要求所述的过滤器元件，其中该过滤器元件被形成为具有两个环边缘并且由此该骨架的熔化材料在该两个端环之间轴向地延伸。

19.根据任一项前述权利要求所述的过滤器元件，其中该片材的轴向延伸末端边缘被连结并且结合线在轴向包络肋后面延伸。

20.根据任一项前述权利要求所述的过滤器元件，其中该过滤器元件的所述端环被设计成用于与所述过滤器壳体以大致上紧密密封的方式联接。

21.根据任一项前述权利要求所述的过滤器元件，其中所述端环也被设计成用于与类似过滤器元件轴向的同延。

22.根据任一项前述权利要求所述的过滤器元件的生产方法，包括：

(a)提供支撑核心构件；

(b)提供过滤器滤网组件，其被配置成放置在支撑核心构件上；

(c)提供被配置成具有支撑肋的过滤器滤网承载骨架，

(d)其中该骨架在该支撑核心构件和该过滤器滤网组件之上被模制，其中熔化的塑料材料被允许流动通过该过滤器滤网组件流向该核心构件，从而将该滤网过滤器固定到该骨架。

23.根据权利要求22所述的方法，其中该核心构件被形成为在其表面形成一个或更多个流动通道，以便熔化的塑料材料沿着该支撑核心构件的所述流动通道流动，从而导致生成一个或更多个包络肋。

24.根据任一项前述权利要求所述的过滤器元件的生产方法，包括：

(a)提供模具，该模具包括支撑核心构件和骨架模具构件，该骨架模具构件具有与所述包络肋的位置相对应的通道；

(b)提供过滤器滤网组件，该过滤器滤网组件被配置成放置在该支撑核心构件上；

(c)将该过滤器滤网组件放置到该支撑核心构件上；

(d)围绕该过滤器滤网组件和该核心构件放置该骨架模具构件；

(e)允许熔化的塑料材料流动通过该过滤器滤网组件流向该核心构件，从而将该滤网过滤器固定到该骨架，

(f)从最终的过滤器元件移除该骨架模具构件和该核心构件。

25.流体过滤器单元，包括根据任一项前述权利要求所述的过滤器元件、被配置成容纳该过滤器元件的壳体，并且其中该过滤器单元被配置成带有径向地延伸穿过该过滤器单元的流体流动通路。

26.根据任一项前述权利要求所述的流体过滤器单元，其中该过滤器元件包括被一体成形于其上的过滤器滤网组件，该过滤器滤网组件由至少三个滤网片层构成，以便至少一个中间滤网层是细目滤网，而最外层滤网和最内层滤网为粗目滤网。

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