CN104302377B - 模块化的叠片式过滤装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及过滤组件和筒式类型和/或胶囊式类型的装置，其包括上游和下游以及任选的中间支撑件，其具有改善的特征以最大化流过该过滤组件的液体。该筒式设备具有带有堆积脊的多个柱，其起到作为盖啮合齿的功能。筒端盖被成形使之具有在构造和位置上与多个柱相对应的多个槽。槽和脊的组合相互作用以产生锁闭机理，从而可调节地将端盖锁固至筒，以及产生必须的压力以密封该过滤盘和支撑件。该上游支撑件被成形使之在外部环中具有通道以及在径向延伸的肋中具有任选的通道，从而改善液体进入以及在过滤盘之间迁移。该下游支撑件被成形使之在内部环中具有通道或通路，从而促使滤出物流出至过滤组件出口。

Description

模块化的叠片式过滤装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2011年11月21日提交的美国临时申请No.61/562,190和2012年11月21日提交的美国实用专利申请No.13/683,859的优先权，将其全部内容在此引入作为参考。
技术领域
本发明涉及具有胶囊闭合件型或筒式过滤外壳的叠片式过滤器。利用这两种壳体系统，该多层纤维过滤器用于分离和除去固体、液体和/或气体杂质和/或混合并引入一种液体或气体至第二种液体或气体中。更具体地，本发明涉及过滤器支撑件和壳体构建体以改善较大组件的效率、可靠性和适应性。
发明背景
为了过滤不想要的液体和/或气体杂质，在封闭的壳体中使用多孔过滤器来实现微粒杂质的除去。无论是通过物理/机械截留还是使用电荷调节剂电动分离，当液体相自由流出过滤器时，悬浮在流体和/或气体中的颗粒物质被该过滤物质除去并保持。已经构建出了很多过滤组件变化形式以满足多种应用，例如那些在本领域中公知的生物和农业工业中的应用。
一种特别有利的构造就是组装多个叠片形状的过滤器，以改善过滤功能，通过(例如)利用从最大到最小孔径的串联模式的具有不同孔径的过滤盘去捕获不同大小的颗粒物质，和/或增加液体和/或其他暴露于其的总过滤表面面积。多种结构的特别过滤结构已经被生产出来了。一种此类结构公开于专利No.WO0183077(下文称为“'077专利”)。
'077专利涉及叠片式过滤器，其配置有一系列支撑件，其具有策略性设置的刀口封接以指示液体流过其封套的过滤物质，如'077专利的图2-9所示。'077专利通过引入上游和下游过滤支撑件，使用相对扁平或非双凸镜形状的支撑件替代双凸镜形状(双面凸起)支撑件，从改善了先前的过滤支撑件构造。在公开的一个实施方案中，上游支撑件在沿着内部边缘提供有刀口封接，下游支撑件在沿着外部边缘提供有刀口封接，从而在过滤介质和孔出口之间产生液体紧固密封。该构造指引具有颗粒杂质的液体进入过滤装置并通过该设备过滤介质，然后得到的滤液通过孔出口出来。
构建该过滤支撑件结构以降低该结构的总厚度(相对于双凸镜形式)，从而为过滤介质增加了可用空间。该相对扁平的支撑件被认为可降低双凸镜设计常见的支撑件的变形和扭曲(这可损害过滤介质完整性)。通常为环形的支撑件被肋(其限定但也将一个内部肋空间同另一个分割开)所隔断。这可在一个隔断中导致可能的沉积点，这可能延缓或阻止液体流过该隔断。为了产生充足液体通过所必需的空间，褶皱、间隔子或结块被用于产生缝隙。
为了产生所需性能必需的紧密密封，该过滤盘/过滤支撑件受到沿着该过滤组件纵轴方向的压力，以将过滤介质和支撑件压在一起。为此目的，将杆锁固穿过每个支撑件和过滤盘中的位于中心的开孔，并锚定于位于层叠的过滤盘/过滤支撑件组件的另一端的端盖。将至少一个端盖用力压在该组合的过滤盘/盘支撑件，直到达到所需的压力。然后将该杆连接至端盖(切掉任何多余的杆)。过滤盘和盘支撑件两者的位于中心的开孔执行双重功能。该压缩的、组合的开孔起到连续液体出口的功能，并对设备的支撑件杆提供通路。公开的替代实施方案为将该中心杆与外部带、夹钳、网状物或胶带整合在一起以保持组件的压缩和空间。
为了增加流过该组件的液体，在该上游支撑件的周界形成了一系列的通道开口，以使得能够将液体从过滤器壳和过滤组件之间形成的缝隙径向流入至过滤组件。该通道扣扣或缝隙产生了分段的周界轮缘，如'077专利的图3B所示。
尽管该配置可以相对于先前的过滤组件提供改善，但是，仍然存在很多由此曾经新结构所带来的缺陷。尽管该扁平的肋可以增加可用的过滤介质体积，但是对于上游支撑件的片段的周界的使用弱化了该支撑件的总体结构。该开放区域提供了未支持的过滤介质的周界区域。
用于产生液体紧固密封所必需的压缩力的方法同样产生了先前未解决的缺陷。由层叠的过滤盘和盘支撑件的孔形成的管型通道的大部分被该压缩杆堵塞。这显著地降低了可能流出过滤组件的滤液的体积，并可能产生可能阻碍最大流速的背压流。
所述的问题由于在下游支撑件的中心环中没有任何液体通道而进一步恶化，如'077专利的图3A所示。迁移通过过滤介质的滤液为了到达过滤装置出口不得不继续向下，因为该下游支撑件的内部环的作用为机械屏障。该过滤支撑件必须过滤介质和支撑件的扁平表面区域之间维持液体路径以使得液体能够流至该设备的中心孔。
这些只是一些由描述的现有技术过滤组件构成带来的示例性问题。需要的是一种过滤装置，其提供通道用于液体的径向流入以及滤液通过过滤装置径向流出，而不必保持该过滤介质的结构整体性，从而在过滤介质和盘支撑件之间保持一定缝隙。还需要的是一种叠片式过滤装置，其不必需要中心杆以压缩并锁固多层过滤盘。还需要的是能够使得模块化的层叠过滤盘在扩展链上组装，而不影响单个盘的结构的整体性。本发明的这些和其他目的通过阅读下面的发明概述和发明详述将变得显而易见。
发明概述
在本发明的一方面，锁固过滤盘从而使得流过该过滤器和设备的液体最大化的设备使用双凸镜类型的下游支撑件和相对扁平的上游过滤介质支撑件。该上游支撑件包括一系列的在周边轮缘上形成的通路以及在径向延伸的肋部上形成的通路。该下游支撑件包括以利于滤液出来的具有一系列通路或通道的中心环。
在本发明的进一方面，筒式和囊式壳体闭合件对叠片式过滤器构建体提供了可变性，从而可以单独和模块化的实施以适应各种应用。筒式类型的闭合件提供了侧面入口区域用于液体输入至该过滤装置。胶囊式类型的闭合件提供了液体输入和滤出物出来的限定区域。
在本发明的进一方面，可调节的端盖在盘片过滤器堆叠高度以及对该堆叠盘片施加的压缩力发面提供了变化，从而确保在圆盘各层之间基本上无泄漏的密封，同时又保持了一定的缝隙以用于液体进入和滤液出来。本发明的这些以及其他方面在附图和阅读下面说明书的详细公开部分将会是明显的。
附图说明
图1为根据本发明的一个实施方案的筒式叠片式过滤组件的顶视立体分解图。
图2为根据本发明的一个实施方案的过滤盘/支撑件子组件部件的顶视立体分解图。
图3为图1中所示的筒式叠片式过滤组件的侧立面视图。
图4为图1中所示的筒式叠片式过滤组件的侧视图。
图5为根据本发明的另一个实施方案的过滤盘/支撑件子组件部件的顶视立体分解图。
图6为根据本发明的一个实施方案的过滤盘/支撑件子组件部件的截面图。
图7为根据本发明的数个实施方案的数种筒式类型和胶囊式类型的叠片式过滤器壳的图片显示。
图8为根据本发明的一个实施方案的柱远端的侧视图。
图9为图8所示的柱远端的另一侧的侧视图。
图10为根据本发明的实施方案的带有两个壳连接在一起的模块化胶囊叠片式过滤器壳的图片显示。
图11为根据本发明的另一个实施方案的过滤盘/支撑件子组件部件的截面图。
图12为根据图11所示的实施方案的过滤盘/支撑件子组件部件中使用的过滤盘支撑件的顶视立体透视图。
发明详述
参考图1、3和4，在一个方面中，叠片式过滤器筒式装置总体上显示为10。筒10包括基本上为圆柱形的主体12，其限定了一个被构建为容纳一个或多个过滤组件34的总体上为中空的过滤室。筒10包括多个柱14，其位于该筒的圆周周围且部分地限定了所述的中空过滤室。每个柱的一端起始于整体筒底部16或者筒10的底部边缘(此时应当使用底端盖25代替整体底部16)。远离底部16或底端盖25的另一端包括一系列垂直堆积的脊部18，其末端为任选的斜削的末端部20。
每一个脊部18，其可占据柱14的径向向外延伸表面的全部或部分，包括基本水平的表面19和斜削的表面21，其中该水平表面19和斜削表面21的结合形成脊顶23，如图8和9具体所示。脊18被构建为类似于扎带上的齿。在一个替代性实施方案中，不是所有的多个柱14成形具有脊18。在另一个实施方案中，柱14交替地被成形使之具有脊18。脊18也可在柱14的其他表面上形成，例如，在该柱远端的径向内部表面上。在另一个实施方案中，脊18绕着该柱14远端的整个周界形成。
沿着筒10的周界成形多个水平方向的横杆22，其与柱14的部分组合以限定液体入口槽24。各组横杆22可以是同一平面的并且绕着筒10的周界是连续的，或者可以为分段的且沿着筒10的纵轴位于不同的水平平面。将横杆22设置在不同水平平面允许液体入口槽大小可变。各个槽24可以被构建为基本上大小类似的或是变化的，从而以适应不同的液体和/或情况。
如图1、3和4所示，提供筒顶端盖26，其具有基本上环形的周界形状。该周界具有斜切的边缘27以增加操作的便利性以及消除相对较尖的边缘。端盖26包括多个咬合柱的槽28，其被构建并空间布局于圆周或周界边缘29的周围且非常紧邻该圆周或周界边缘29，以容纳柱14的远端15。槽28当与脊18(其起到扎带的齿的功能)咬合时起到棘齿的作用。构建该槽的大小和位置使得脊18在施加力时能够通过，从而将端盖26推进至柱14的远端。由于该盖被推进到柱14上，当各个脊18通过槽28中的一个时，柱14远端的15向内弯曲。
柱14的向内弯曲通过槽28的外部边缘与斜削表面21对准咬合实现。由于盖26被压至柱14上并向下移动，斜削表面21向内推进柱14的远端，直到脊顶23向上穿过超出槽28。一旦实现了通过，柱14弯曲回至基本上它们原先的位置。在该位置，扁平表面19与盖26的上表面对准咬合，并起到将盖26机械锁固在筒体12上的功能。端盖26横穿各个脊18，均依次发生柱14的向内弯曲和向外回复。当脊18形成于柱14的内壁时，该弯曲循环则颠倒为了向外弯曲和向内回复。
为调节筒10的高度，将端盖26推进到柱14上并通过多个脊，直到达到所需的高度。本领域技术人员会理解的是，仅需一个脊被通过即可确保将端盖26锁固至筒体12。一旦端盖26处于沿着筒体12的纵轴的所需平面位置，柱14自端盖26向上延伸出的任何部分可被割下并除去。任选地，延伸超出盖26的最终位置的柱14的末端可被加热并熔掉直到紧邻盖26，以进一步将端盖26密封至筒体12。任何形式的热处理均可用于执行该熔融步骤。如果使用明火，则不允许火焰接触盖26或筒10的任何其他部分。
端盖26还具有限定中心孔30(其被构建起到滤液出口的功能)的部分。孔30可以被形成于盖28的上表面的一个或多个向上突起的环32围绕并被其进一步限定。环32可以被成形使之具有螺纹或其他的机械咬合结构，例如，钥匙槽构造、卡口锁定结构等，从而使其与其他过滤筒或胶囊咬合以产生相对长的过滤器链。为此，底部16或底端盖25，可以被成形使之具有一个或多个向下突起的环17，以及任选地被成形使之具有对应于环32描述的那些结构的机械咬合结构。
筒12可以以其他规则或不规则的几何形状被成形，以容纳多种更大的组件配置(所述囊体连接至其上)和/或以容纳多种过滤器形状结构(取决于应用)。顶端盖26和底端盖25(在具有底端盖的实施方案中)也可被成形为其他规则或不规则几何形状以与筒12的形状相匹配。
现在参考图2、5和6，示出的是过滤组件34。组件34包括一个或多个夹心于上游支撑件38和下游支撑件40之间的过滤介质盘36。为此公开目的，两个过滤介质盘36与一个位于盘36之间的上游支撑件38和位于最下游介质盘36的下游的下游支撑件40的组合应当代表一个过滤组件34。
如所引用的附图所示，过滤介质盘36具有总体上为圆盘型的盘片形状以与筒12的总体形状相适应。每个盘的一部分限定了一个盘中心出口35，当所述上游和下游支撑件组合时，这有助于形成组件34的中心室和出口13，如在此更加完整地公开。盘36可以被形成使之具有周界边缘，其具有其他规则或不规则的几何形状以与筒12的形状相对应。
每个盘由纤维材料制成，包括但不限于，下列物质的超细纤维和纳米纤维：聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚酯、碳、聚丙硫醚(PPS)、聚四氟乙烯(PTFE)、纤维素包括纤维素/硅藻土或硅石混合物、纤维素/碳颗粒或纤维、纤维素/离子交换树脂，如从通常介质供应商Gusmer Enterprises,inc.和Purolator Liquid Process可以得到的那些；其他的包括由Lydall,Inc.和Ahlstrom Corporation获得的技术类纸过滤介质。其他过滤物质可包括纤维素衍生物例如醋酸纤维素、棉花、聚酰胺、聚酯、玻璃纤维、含氟聚合物例如全氟烷氧基物(PFA)及其衍生物、MFA(四氟乙烯和全氟甲基乙烯基醚的共聚物，以Hyflon名称销售)、含氟乙烯丙烯聚合物(FEP)等等，以及所公开的任一过滤介质材料的组合。
每个过滤介质盘36可以包括一层或多层，每层具有相同或不同的微米保留尺寸。过滤器孔的尺寸范围可以为约0.01微米至约50微米及以上。该盘可以由很多制造方法制成，包括但不限于，湿法成网法(类似于造纸)，湿铸法，熔铸法，或干法成网法例如气流成网法，熔喷法，纺粘法等(如本领域中公知)。
为了提出更加坚实的表面以在该盘36和支撑件之间改善密封，可以将基本上为实心的中心环37嵌入到该盘中。环37的上游和下游侧与上游和下游支撑件上的环形的刀口封接对准咬合(如在下面更加充分地公开的那样)，以增加该基本上无泄漏的密封。盘36也可被成形使之具有延伸出的周界边缘39(示于图2)，以提供更厚的轮廓以改善此压缩密封(当与上游和下游支撑件对准咬合时)，以及确保盘36的主体和上游及下游支撑件之间保持一定缝隙从而容纳一定量的液体。
再次参考图2、5和6，上游支撑件38具有基本上环形的周界轮缘50，其通过多个上游支撑件肋52连接至上游内部环51。上游支撑件38可以被成形使之具有具有其他的规则或不规则几何形状的周界边缘以与筒12的形状相适应。肋52可以为基本上扁平的或双凸镜(具有增厚的中间部分)结构。该肋52的上游和下游表面也可任选地被成形使之具有刀口密封，以在该肋和过滤介质盘36之间增加液体紧密密封。
在轮缘50上形成多个轮缘通道54和55，以当过滤组件34处于它们最终的压缩构造时，提供并确保液体进入至过滤介质表面。上游轮缘通道54可被设置位于绕着轮缘50的轮缘50上游侧，下游轮缘通道50可被设置位于轮缘50的下游侧，从而交替存在于轮缘50的上游侧和下游侧。通过交替这些轮缘通道，对厚度以及由此的轮缘50的结构强度的影响被最小化。该结构平衡了最大化进入至过滤介质盘的液体的需求与相对刚性、坚固上游支撑件轮缘(以承受当制造该过滤组件时施加在该支撑件上的压缩力)的需求。
在替代的实施方案中，代替轮缘通道54和55，外部轮缘通路可以在轮缘50内形成以提供液体进入组件34必需的入口。通过调节轮缘通路的面积，可以调节轮缘50的强度和轮缘通路的液体体积处理容量之间的平衡。
为了进一步最大化流过过滤组件34周围和通过滤组件34的液体，在肋52的上游侧上形成一系列上游肋通道56，在肋52的下游侧上形成一系列下游肋通道57，从而允许并确保液体在相邻的基本上共平面的液体室之间流动，各个液体室由连接至两个相邻径向发散的肋52的径向远端的轮缘50的片段和连接至两个相邻肋52的径向近端的内部环51的片段所限定。
在液体室变得堵塞的情况下，任何通过该轮缘通道进入该室的液体可以通过肋通道56和57流进毗邻的室以完成过滤工艺。各个肋通道56和57的一个或多个可以在沿着各个肋全长的任意点形成，也可以如下交替模式形成：在沿着各个肋全长的不同点，一个通道在肋52的上游侧形成，下一个通道在该肋的下游侧形成。利用该交替模式再次降低了对于肋的厚度的影响以及平衡了最大化进入至过滤介质盘的液体的需要与相对刚性、坚固上游支撑件肋(以承受当制造该过滤组件时施加在该支撑件肋上的压缩力)的需求。
上游支撑件肋52向上游支撑件内部环51汇聚并结合至上游支撑件内部环51。内部环51的一部分限定了上游支撑件出口53，其在尺寸上基本类似于盘出口35。当与盘36和下游支撑件40组合时，出口53有助于形成组件34的中心室和出口13。
内部环51基本为平面的且尺寸均匀，基本上没有任何液体入口通道，从而能过作为液体进入过滤组件34的中心室的屏障。环51的上游和下游边缘两者形成环形的刀口封接以阻止液体流至该组件中心室和出口13。每个刀口被压进相邻的过滤介质中，其在该接触点挤压该介质从而产生基本上液体紧密密封，而不危害该过滤介质过滤功能。
该双刀口配置确保了引入至过滤组件34的液体在从该组件出来前通过至少一个过滤介质盘。该双刀口配置确保了溶质自所得滤液的最大分离，而不会有任何未过滤的液体迁移至组件34的中心室和出口13。在替代性实施方案中，内部环51仅有一侧被成形具有刀口封接边缘。这种配置，尽管作为密封件相对有效，但是没有最大化地从滤液分离溶质。
再次参考图2、5和6，下游支撑件40具有基本上环形的周界下游外部轮缘60，其通过多个下游支撑件肋64连接至下游内部环62。下游支撑件40可以被成形使之具有具有其他规则或不规则的几何形状的周界边缘以与筒12的形状相适应。肋64可以为基本扁平的或双凸镜的结构，如图5所示。内部环62可以为多部件结构(如在本发明中更加全面地公开)，或者与肋64和外部轮缘60为整体。
轮缘60没有轮缘通道或通路，形成了一个连续的、基本上平面的周界。当对着过滤介质盘36压缩时，形成了基本上无泄漏的密封，从而阻止液体通过下游支撑件40迁移出过滤组件34。为了进一步改善该密封，轮缘60的上游和下游侧两者可以被成形使之具有环形的刀口封接以降低该支撑件和相邻过滤盘36之间的接触面积，从而将压缩力集中至咬合的减少的环形区域。对于成形具有延伸出的周界轮缘39的盘，该下游支撑件40的刀口部分对准轮缘39咬合。
下游肋64(以双凸镜的形式)增加了下游支撑件40的刚性和硬度。肋64成形没有任何通道以改善液体通过组件34，因为暴露于该支撑件的液体基本上不含溶质，并不易于堵塞。相反，滤液通过下游支撑件出口63(由下游支撑件内部环62形成)流至中心室和出口13(由支撑件和过滤介质盘的组合形成)。应当理解的是，肋64可以被成形使之具有通道(但不是必需的)以允许液体在相邻液体室(具有共同的肋限定的室)之间流动。为了进一步增加盘35和肋64之间的密封，肋64的上游和下游边缘可以被成形使之具有刀口封接，以降低总的接触面积并将压缩力集中至该盘的更小的环形区域。
下游内部环62可以由两个结合在一起的或联锁的部件构建，其具有(当组合时)限定内部环通道66的部分。通道66提供了一种对于基本上不含溶质的滤液形式的液体迁移出组件34并迁入至出口13的无障碍的方法。为了确保液体通过过滤介质盘并通过该通道出来，内部环62的上游和下游表面可以被成形使之具有刀口封接。该刀口封接与位于支撑件40的上游和下游的过滤介质盘36对准咬合，从而产生基本上无泄漏的密封。
在替代的实施方案中，形成内部环62的片段可以通过数个或全部的肋64互锁，如图2所示。这提供了一种可靠的机械锁以保持形成该支撑件40的各组件的配合。利用两个部件形成该内部环的其他益处在于简化了液体出口通路66的制造，其通过当结合时由这些部件所限定。该构造也在设备34的中心/孔提供了宽面支撑，不同于现有技术的设备(其对于中心/孔依赖于使用过度的或肋部支撑)。应当理解，内部环62可以由一个部件形成，或与肋64和外部轮缘60成为整体。
参考图11和12，中间支撑件(通常示为40')提供了其他的方法以支撑在层叠过滤器构造中的相邻的层叠过滤盘，其指引液体在通过出口13出来前流过各个相邻的盘。该中间支撑件构造使得过滤盘组合的灵活性增加，其可以使得在滤液通过出口13出来前，液体物质通过特定多个过滤层组合进行选择性过滤。多个过滤盘层和多个中间支撑件的组合可以用于形成过滤盘子组件，其接受并在滤液出来前使得液体通过所有的组合的过滤盘进行过滤。应当理解，在一个实施方案中使用带“'”符号标记的数字表示的元件对应于其他实施方案中使用相同的不带“'”或不同符号标记的数字所表示的元件。
为了提供所公开的过滤器组合灵活性，中间支撑件40'具有基本上环形的周界中间外部轮缘60'，其通过多个上游支撑件肋64'连接至中间内部环62'。中间支撑件40'可以被成形使之具有具有其他规则或不规则的几何形状的周界边缘以与筒12的形状相适应。肋可以为基本上扁平的或双凸镜结构，如图12所示。内部环62'可以为多部件结构(如在本文中更加充分地公开的那样)，或与肋64'和外部轮缘60'成为整体。
轮缘60'没有轮缘通道或通路，其形成连续的、基本上平面的周界。当对着过滤介质盘38压缩时，形成了基本上无泄漏的密封，从而阻止液体通过中间支撑件40'迁移出过滤组件34'。为了进一步改善密封，轮缘60'的上游和下游侧两者均可被成形使之具有环形的刀口封接，以降低该支撑件和相邻过滤盘36之间的接触面积，将压缩力集中于对准咬合的减少的环形的区域。对于成形具有延伸出的周界轮缘39的盘，该中间支撑件40'的刀口部分与轮缘39对准咬合。
中间肋64'(以双凸镜的形式)增加了中间支撑件40'的刚性和硬度。肋64'可以或不可以被成形使之具有通道以改善液体通过组件34'，因为暴露于该支撑件的液体基本上不含溶质，并且在至少部分过滤的液体到达支撑件40'时不易于堵塞。与下游支撑件40不同，滤液并不通过中间支撑件内部环62'进入至中心室和出口13，因为内部环62'被成形时不带有通道。这迫使任何残余的液体继续并通过下一个下游过滤盘36。应当理解，肋64'可以被成形使之具有通道(类似于上游支撑件38的肋52公开的那些)以允许液体在相邻液体室(具有共同的肋限定的室)之间流动。为了进一步增加盘36和肋64'之间的密封，肋64的上游和下游边缘可以被成形使之具有刀口封接，以降低总的接触面积并将压缩力集中至该盘的更小的环形区域。
中间内部环62'可以由两个结合在一起的或联锁的部件构建。为了确保液体通过置于相邻中间支撑件40'的过滤介质盘，内部环62'的上游和下游表面可以被成形使之具有刀口封接。该刀口封接与位于支撑件40'的上游和中间的过滤介质盘36对准咬合，从而产生基本上无泄漏的密封。
在替代的实施方案中，形成内部环62'的片段可以通过数个或全部的肋64'互锁，如图12所示。这提供了一种可靠的机械锁，以保持形成该支撑件40'的各组件的配合。该构造也在设备34'的中心/孔提供了宽面支撑，不同于现有技术的设备(其对于中心/孔依赖于过度使用的或肋部的支撑)。应当理解，中间内部环62'可以由一个部件形成，或与肋64'和外部轮缘60'成为整体。
用于制造筒12、端盖26和上游、中间和下游支撑件的材料对于所有的五个组件可以是相同的。该组件可以使用任何热塑材料注塑成型，包括但不限于，聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、尼龙、聚砜、全氟烷氧基物(PFA)聚合物树脂、聚碳酸酯(PC)、PS、聚醚砜(PES)、乙烯-氯代三氟乙烯共聚物(ECTFE)及其混合物。应当理解，本领域中公知的其他材料和制造方法也可用于制造这些组件。
除了筒式类型的闭合件外，过滤组件34可以被并入至封套的胶囊中，例如图10中所示，以及例如本申请人于2011年2月24日提交的美国临时申请No.61/446,487(下文称为"'487申请")，将其全文在此引入作为参考。图10中所示的胶囊设计由两个独立的胶囊72和74在连接部76结合在一起而制成。该构造能够形成长的过滤器链，其不影响任一过滤介质盘的功能，因为盘和支撑件的每一层的厚度是由该独立胶囊所限制并支持。该构造也有有效地消除了两个或多个胶囊之间对于额外设置和管道的需求。
过滤介质盘(尤其是在该胶囊组件的重力底部)所经历的压缩力由该具体胶囊中下部盘上面层叠的盘和支撑件的数目所确定并驱动。在给定的胶囊中盘和支撑件越多，各个盘尤其是位于胶囊组件的重力底部附近的那些盘所经历的压缩力越大。这大大地改善了过滤器链的可变性，其可基于考虑到总长度、在独立胶囊中的不同过滤器的用途等而被制造，而没有损害任一特定过滤盘的功能。因为单个盘的功能和结构并没有被损害，所以可以组装扩展40英寸和更长的过滤器链，而对单个过滤盘功能没有任何损害。
在胶囊类型构造中，将盘和支撑件加载至胶囊体中，然后使用胶囊盖在位置71和73热塑连接至该主体而封套，如图10所示。在替代的实施方案中，该胶囊和胶囊盖可以被成形使之具有螺纹表面或公/母装置作片段作为替代方式，以将胶囊盖锁固至胶囊。如果使用本领域中已知和使用的扣合表面，那么密封组件(例如)O-型环可以用于产生气密/液体紧密密封。胶囊盖也可在过滤器安装前或后被连接至该胶囊，这取决于该胶囊的另一端是否已经被封套。
在本发明的进一步方面中，具有封套的过滤器/支撑件组件的筒组件可以被加载至胶囊中，以增加该筒组件的模块化方面和功能性。图7示例性地说明了不同层叠高度的筒类型，例如，短筒组件10、中等高度层叠筒组件10"和高筒组件10'，胶囊类型包括短胶囊11'、中等高度胶囊11和高胶囊11"。
过滤器链的各端或单个胶囊，可包括入口端口，其具有模块化的或整体化的公或母装置以容纳和接受液体递送管道或通道的相应装置，从而允许液体和/或气体以基本上无泄漏的气密的方式穿过该管/端口结合部。该入口端口也可包括整体化的或模块化的止回阀以阻止液体的释放或溢出，当该胶囊被拆除以除去、替换或维修内部过滤器时。排气口和出口端口可以使用类似装置制造。
为了增加进一步的过滤器链构造的可变性，筒10可以包括整体化的或独立的底端盖16而没有中心孔，如图3和4所示，或者可以具有限定底端盖孔的部分，其在结构和尺寸上类似于出口13。不带有底部孔的类型，单开口(SOE)(如图4所示)可以独立地使用，或作为由两个或多个筒组件形成的过滤器链中的第一筒组件。带有底部孔的类型，双开口(DOE)可用作过滤器链中的中间筒组件，或可以用作链中的最后一个筒组件或胶囊。用于在过滤器链中锁固筒和/或胶囊组件的连接可以为任一'487申请中公开的那些方法。
鉴于该筒和胶囊的模块化结构，每个过滤组件34可以作为单独的筒过滤器，利用本领域中公知的不同的适配器和设置，从而与通常使用的过滤器壳体相适应。该新的构造使得将该筒能够调节为任何尺寸，而对于具体应用无需调节壳体。双凸镜类型的过滤组件可以以12英寸或18英寸的直径获得。本文中公开的新过滤组件可以制造为56mm和70mm筒而没有任何功能损失。
每个筒或胶囊可以安装有RFID芯片(包埋至该筒或胶囊壳的材料中)以用作识别标记。这确保使之成为一种辨识每个筒或胶囊组件相对防伪且防损害的方法。通过在该筒或胶囊体中包埋芯片，除非将该过滤组件破坏，否则不能取出该芯片。另外的优点在于对该芯片提供保护以免于可能造成芯片功能降低的任何环境危害。该芯片的放置发生在用于建造该筒或胶囊的注塑成型工艺期间。用于建造带有包埋芯片的胶囊或筒的方法与本发明中公开的方法相同。该芯片可以被构建以忍受高温环境以及其由于高温而受推崇。利用该配置，该芯片可以被暴露至高温液体例如卫生清洁方法中的热水。
尽管本发明已经描述了相关的数个实施方案，但是对于本领域技术人员而言没有偏离本发明精神和所公开范围而作出的很多变化和改良是显而易见的。因此，所附权利要求意欲包括在本发明公开精神和范围内的所有此类变化和改良。要求保护的权利要求参见权利要求部分。

Claims (28)

1.过滤装置，其包括：
筒，其具有限定过滤室的部分，其中该筒的壁包括多个限定出槽的柱和横杆，且其中至少两个柱的远端在所述柱的表面上形成堆积的脊；
被锁固于该筒中的过滤组件，其中该过滤组件包括以交替的过滤介质盘/支撑件模式压在一起的至少两个过滤介质盘，至少一个上游支撑件和至少一个下游支撑件，其中该过滤介质盘中的每一个与所述至少一个上游支撑件对准咬合，并且该过滤介质盘中的一个与所述至少一个下游支撑件对准咬合，其中该至少一个上游支撑件还包括平面的上游外部轮缘和连续的、无通道的、无通路的以及平面的上游内部环，该上游内部环与该上游外部轮缘共平面，其中该上游外部轮缘和该上游内部环通过多个径向延伸的上游支撑件肋连接，其中该上游支撑件肋与该上游外部轮缘和该上游内部环共平面以形成多个相邻的共平面的上游液体室，其中各个室由该上游外部轮缘的片段、该上游内部环的片段和两个相邻上游支撑件肋所限定，所述两个相邻上游支撑件肋连接至该上游外部轮缘的片段和该上游内部环的片段，其中相邻的液体室共享共同的上游支撑件肋，其中该至少两个过滤介质盘与该平面的上游内部环对准咬合以形成连续的环形液体紧密密封，其中该至少一个下游支撑件还包括连续的下游外部轮缘和连续的、无通道的以及平面的下游内部环，该下游内部环与该下游外部轮缘共平面，该下游内部环定义至少一个流体出口通路，其中该下游外部轮缘和该下游内部环通过多个径向延伸的下游支撑件肋连接，其中该下游支撑件肋与该下游外部轮缘和该下游内部环共平面以形成多个相邻的液体室，其中各个室由该下游外部轮缘的片段、该下游内部环的片段和两个相邻下游支撑件肋所限定，所述两个相邻下游支撑件肋连接至该下游外部轮缘的片段和该下游内部环的片段，其中与该至少一个下游支撑件对准咬合的该一个过滤介质盘对着该下游内部环的上游表面压缩以形成连续的液体紧密密封；
端盖，其具有限定数目对应于多个柱的槽的部分，其中该槽的尺寸被构建以与所述的堆积的脊咬合，且其中该盖被锁固于该筒的顶端；和，
在所述端盖中形成的出口，其中该下游支撑件的部分与所述出口流体联通。
2.权利要求1的过滤装置，其中该上游支撑件外部轮缘具有限定用于液体进入该过滤装置的轮缘通道的部分。
3.权利要求2的过滤装置，其中该轮缘通道在所述外部轮缘的上游表面上形成。
4.权利要求2的过滤装置，其中该轮缘通道在所述外部轮缘的下游表面上形成。
5.权利要求2的过滤装置，其中该轮缘通道以交替模式在所述外部轮缘的上游和下游表面上形成。
6.权利要求2的过滤装置，其中该径向延伸的上游支撑件肋具有限定上游肋通道的部分。
7.权利要求6的过滤装置，其中该上游肋通道在所述肋的上游表面上形成。
8.权利要求6的过滤装置，其中该上游肋通道在所述肋的下游表面上形成。
9.权利要求6的过滤装置，其中该肋通道在所述肋的上游表面和所述肋的下游表面上形成，其中该上游和下游肋通道在沿着所述肋的不同位置形成。
10.权利要求1的过滤装置，其中该上游支撑件内部环具有上游表面和下游表面，且其中至少一个所述表面形成刀口封接。
11.权利要求10的过滤装置，其中该外部轮缘具有上游表面和下游表面，且其中至少一个所述表面形成刀口封接。
12.权利要求1的过滤装置，其中该下游支撑件外部轮缘包括上游表面和下游表面，其中至少一个所述表面形成形成刀口封接。
13.权利要求12的过滤装置，其中该径向延伸的肋为扁平面的。
14.权利要求12的过滤装置，其中该径向延伸的肋为双凸镜形状。
15.权利要求1的过滤装置，其中该下游支撑件内部环包括限定多个与所述出口流体联通的通路的部分。
16.权利要求15的过滤装置，其中该下游支撑件内部环具有上游表面和下游表面，其中至少一个所述表面形成刀口。
17.权利要求1的过滤装置，其中该下游支撑件内部环由两个连锁部件形成。
18.权利要求17的过滤装置，其中所述的两个连锁部件每个具有限定与所述出口流体联通的通道的部分。
19.权利要求18的过滤装置，其中所述的两个连锁部件每个具有限定肋接收端口的部分，其中所述的两个连锁部件通过该肋接收端口锁固至所述的下游径向延伸的肋。
20.权利要求1的装置，还包括与该筒为整体的底部。
21.权利要求20的装置，其中该底部具有限定入口/出口孔的部分。
22.权利要求1的装置，还包括底部盖，其中该底部盖被锁固于该筒。
23.权利要求22的装置，其中该底部盖具有限定入口/出口孔的部分。
24.权利要求1的装置，还包括包埋于该筒的RFID芯片。
25.权利要求1的装置，还包括中间支撑件，该中间支撑件包括中间连续的、平面的、无通道的且无通路的外部轮缘，该外部轮缘与中间连续的、平面的、无通道的且无通路的内部环连接，该内部环与该外部轮缘共平面，其中该中间内部环与该中间外部轮缘通过多个中间径向延伸的肋连接，其中该中间支撑件被锁固于筒中至少两个过滤介质盘的两个之间，其中与该中间支撑件对准咬合的该过滤介质盘与该中间外部轮缘和该中间内部环形成连续的液体紧密密封。
26.过滤装置，其包括：
胶囊，其具有限定筒室的部分；
筒，其具有限定过滤室的部分，其中该筒的壁包括多个限定槽的柱和横杆，且其中至少两个柱的远端在该柱的外部表面上形成堆积的脊；
被锁固于该筒中的过滤组件，其中该过滤组件包括以交替的过滤介质盘/支撑件模式压在一起的至少两个过滤介质盘，至少一个上游支撑件和至少一个下游支撑件，其中该过滤介质盘中的每一个与该至少一个上游支撑件对准咬合，并且该过滤介质盘中的一个与该至少一个下游支撑件对准咬合，其中该至少一个上游支撑件还包括平面的上游外部轮缘和连续的、无通道的、无通路的以及平面的上游内部环，该上游内部环与该上游外部轮缘共平面，其中该上游外部轮缘和该上游内部环通过多个径向延伸的上游支撑件肋连接，其中该上游支撑件肋与该上游外部轮缘和该上游内部环共平面以形成多个相邻的共平面的上游液体室，其中各个室由该上游外部轮缘的片段、该上游内部环的片段和两个相邻上游支撑件肋所限定，所述两个相邻上游支撑件肋连接至该上游外部轮缘的片段和该上游内部环的片段，其中相邻的液体室共享共同的上游支撑件肋，其中该至少两个过滤介质盘与该平面的上游内部环对准咬合以形成连续的环形液体紧密密封，其中该至少一个下游支撑件还包括连续的下游外部轮缘和连续的、无通道的以及平面的下游内部环，该下游内部环与该下游外部轮缘共平面且定义至少一个流体出口通路，其中该下游外部轮缘和该下游内部环通过多个径向延伸的下游支撑件肋连接，其中该下游支撑件肋与该下游外部轮缘和该下游内部环共平面以形成多个相邻的液体室，其中各个室由该下游外部轮缘的片段、该下游内部环的片段和两个相邻下游支撑件肋所限定，所述两个相邻下游支撑件肋连接至该下游外部轮缘的片段和该下游内部环的片段，其中与该至少一个下游支撑件对准咬合的该一个过滤介质盘对着该下游内部环的上游表面压缩以形成连续的液体紧密密封；
端盖，其具有限定槽的部分，所述槽数量对应于多个柱，其中所述槽的尺寸被构建以与所述的堆积的脊咬合，其中该盖被锁固于该筒的顶端；且其中该筒、该过滤组件和该端盖的组合形成筒组件；
在所述端盖上形成的出口，其中该下游支撑件的部分与所述出口流体联通；以及，其中该筒组件被置于该胶囊的筒室中。
27.权利要求26的过滤装置，其中该胶囊具有限定与该筒和过滤组件流体联通的入口的部分。
28.权利要求26的过滤装置，还包括中间支撑件，该中间支撑件包括中间连续的、平面的、无通道的且无通路的外部轮缘，该外部轮缘连接至中间连续的、平面的、无通道的且无通路的内部环，该内部环与该外部轮缘共平面，其中该中间内部环与该中间外部轮缘通过多个中间径向延伸的肋连接，其中该中间支撑件被锁固于筒中至少两个过滤介质盘的两个之间，其中与该中间支撑件对准咬合的该过滤介质盘与该中间外部轮缘和该中间内部环形成连续的液体紧密密封。
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