CN109772173B - 过滤结构以及过滤结构的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了过滤结构以及过滤结构的制备方法。所述过滤结构包括由带状的多孔过滤材料卷绕而成的膜筒，所述多孔过滤材料卷绕后形成的接缝不与所述膜筒的中心轴平行。过滤结构在承受内、外压时，其最大主应力垂直于其中心轴且作用于每个圆截面；传统的直缝过滤结构(即接缝与过滤结构中心轴平行)，接缝处会直接承受最大的主应力，对焊缝强度要求较高。当接缝不与所述膜筒的中心轴平行时，接缝处主要承受的应力为主应力的分力，即径向应力和轴向应力，两种应力值明显小于直缝过滤结构的主应力，因此，在相同工作压力和同一管径下，本发明的过滤结构厚度可以显著降低，且孔隙度可以显著提升，从而提升有效过滤面积。

Description

过滤结构以及过滤结构的制备方法

技术领域

本发明涉及过滤装置的技术领域，具体而言，涉及过滤结构以及过滤结构的制备方法。

背景技术

本申请的申请人日前提交了公开号分别为CN104874798A(名称为多孔薄膜及多孔薄膜的制备方法)、CN104874801A(名称为多孔薄膜及多孔薄膜的制备方法)、CN104959612A(名称为一种多孔薄膜及多孔薄膜的制备方法)、CN104959611A(名称为多孔薄膜及多孔薄膜的制备方法)的专利申请，公开了一种厚度≤1500微米的且可折叠的柔性金属薄膜，更为优选是当厚度≤200微米容易达到较高的透气性能。目前该柔性金属薄膜的应用主要是应用于陶瓷工业、冶金、煤化工、火力发电等高温高压及强腐蚀性等恶劣环境中的气固、液固过滤分离的滤芯。

如图1所示，现有的以柔性金属膜为过滤材料的柔性袋式滤芯通常是按照膜筒的直径和长度来裁切柔性金属膜并焊接制作成膜筒，再在袋内配用专用的支撑结构、在两端配以密封结构进行使用。该类滤芯滤材适用温度范围较广，气通量较大，但仍存在以下问题：

(1)支撑结构大多采用冲孔板搭边直缝焊接或管材直接开孔制作，由于支撑结构行为尺寸保证能力较差，需增加其壁厚来满足工况压差要求，通过厚度在1.2mm以上，导致滤芯重量显著提升；同时，支撑结构的孔隙率大多为40-60％，显著降低了膜筒的有效过滤面积；

(2)膜筒采用直缝焊接结构，在承受外压时，直缝结构的受压能力差，因此只能在较低工况压差下使用；

(3)在使用过程中支撑结构会与膜筒发生摩擦导致滤芯失效，影响滤芯可靠性；同时内部支撑结构会降低滤芯有效过滤面积，导致滤芯阻力增大，提供运行成本；

(4)滤芯的密封结构差或密封效果好但结构复杂，导致过滤压力显著提升且造价高。

发明内容

本发明一方面的目的在于提供支撑结构，以解决现有技术中支撑结构强度差和较厚的问题。本发明另一方面的目的在于提供过滤结构以及过滤结构的制备方法，以解决现有技术中过滤结构强度差的问题。本发明再一方面的目的在于提供滤芯，以解决现有技术中滤芯强度差和有效过滤面积小的问题。本发明又一方面的目的在于提供密封结构，以解决现有技术密封结构差或密封效果好但结构复杂的问题。

为了实现上述目的，本发明提供的第一种支撑结构如下：

过滤结构的支撑结构，所述支撑结构包括由带状的卷材卷绕而成的支撑筒，所述卷材具有多孔结构，所述卷材卷绕后形成的接缝不与所述支撑筒的中心轴平行。

支撑筒在承受内、外压时，其最大主应力垂直于其中心轴且作用于每个圆截面；传统的直缝焊管(即接缝与焊管中心轴平行)，接缝处会直接承受最大的主应力，对焊缝强度要求较高。当接缝不与所述支撑筒的中心轴平行时，接缝处主要承受的应力为主应力的分力，即径向应力和轴向应力，两种应力值明显小于直缝焊管的主应力，因此，在相同工作压力和同一管径下，本发明的支撑结构厚度可以显著降低，且孔隙度可以显著提升，从而提升过滤结构的有效过滤面积，提升反吹清灰效果和过滤效率。

进一步地，所述卷材的中心线卷绕后呈螺旋线形状。在材质相同条件下，螺旋成型支撑结构的刚度更优，能够明显降低接缝处所承受的应力。同时，相比直缝成型工艺，螺旋成型支撑结构更利于保证其圆度、直线度等形位公差尺寸，利于提升支撑结构的强度。

进一步地，所述卷材为长方形。当卷材为规则的长方形时，可以确保连接处形状规则，且当所述卷材的中心线卷绕后呈螺旋线形状时，接缝也呈螺旋线形状，由此便于控制螺旋角的稳定，提升支撑筒的表面平整性。

进一步地，所述螺旋线为圆柱螺旋线；圆柱螺旋线的径向投影为圆形。由此，支撑筒形状各处一致，支撑效果更好。

进一步地，所述螺旋线的螺旋角α为50-75°。在支撑筒直径相同的情况下，螺旋角越大，所需卷材带宽越窄，连接处承受分应力会下降，但相同长度支撑结构对接长度增加，生产效率降低；当所述螺旋线为圆柱螺旋线；所述螺旋线的螺旋角α为50-75°时，连接处承受的合成应力是直缝焊管主应力的60-85％，且能够保持较高的生产效率。螺旋角α计算公式：cosα＝B/(π×D)，其中B为卷材宽度，D为支撑筒中径，D＝支撑筒的外径-支撑筒壁厚，或＝支撑筒的内径+支撑筒壁厚；下述过滤结构的螺旋角计算公式中，将支撑筒替换为膜筒、卷材替换为多孔过滤材料即可。

进一步地，所述卷材的两个长边卷绕后接触焊接成型或采用胶带粘接。由此，连接处的结合力强且生产效率高。当采用接触焊接成型时，优选采用氩弧焊，便于加工且强度高。

进一步地，焊接的宽度为2-4mm。由此，确保较强的结合力，也避免了焊缝过宽而影响过滤面积。

进一步地，所述卷材的孔隙率为50-80％。当卷材的孔隙率高于上述数值范围时，强度较低。当卷材的孔隙率低于上述数值范围时，会降低有效过滤面积。由此，当所述卷材的孔隙率为50-80％时，可以确保较高的有效过滤面积和强度。

进一步地，所述卷材的厚度为0.6-1mm。当卷材的厚度高于上述数值范围时，不利于螺旋成型；当卷材的厚度低于上述数值范围时，强度较低。由此，当所述卷材的厚度为0.6-1mm时，可以确保较高的成型效果和强度。

滤芯，包括过滤结构和支撑结构，所述支撑结构为上述的过滤结构的支撑结构。

进一步地，所述支撑结构位于所述过滤结构的内侧；所述过滤结构为柔性金属薄膜卷绕而成的膜筒。所述柔性金属薄膜指背景技术中的任一种多孔薄膜。由此，更好的支撑过滤结构，形成高强度的外滤式过滤装置。

为了实现上述目的，本发明提供的第二种支撑结构如下：

过滤结构的支撑结构，所述支撑结构包括刚性骨架，所述刚性骨架包括外径与过滤结构内径匹配的支撑环、与过滤结构长度匹配且与所述支撑环连接的至少两个支撑杆；所述支撑杆与所述支撑环的内壁连接。

相比于传统结构的多孔管式支撑结构，刚性骨架可以在确保较好的支撑效果的前提下最大程度保证较高的有效过滤面积。本发明的刚性骨架中提出将所述支撑杆与所述支撑环的内壁连接，这样设置的支撑环可以改善支撑结构长径比，使其受力状态由长圆筒变为短圆筒，改善支撑结构刚度；采用本发明的刚性骨架的支撑结构在相同工况下的刚度更优，耐负压更好，可以降低支撑结构与过滤结构的接触面积，从而提升有效过滤面积，提升反吹清灰效果和过滤效率。支撑杆可以对过滤结构产生二次支撑。

进一步地，所述支撑环按照150-200mm的间距分布。由此，确保较好的支撑效果。

进一步地，所述支撑环的环体直径为3-5mm。由此，一来确保较宽的气体流动通道，二来确保较好的强度，从而产生较好的支撑效果。

进一步地，所述支撑杆为至少三个且呈等间距分布。由此，确保较好的支撑效果。

进一步地，所述支撑杆按照20-30mm的间距分布。由此，确保较好的支撑效果。

进一步地，所述支撑杆为圆柱形。由此，确保较好的支撑效果，防止因机械磨损而损坏过滤结构。

进一步地，所述支撑杆的直径为3-5mm。由此，确保较好的支撑效果

进一步地，所述支撑结构还包括设于所述刚性骨架外部的支撑筒，所述支撑筒由带状的卷材卷绕而成，所述卷材具有多孔结构，所述卷材卷绕后形成的接缝不与所述支撑筒的中心轴平行。由此，进一步提升支撑结构的强度，确保更好的支撑效果，适用于更高压差工况。

进一步地，所述卷材的厚度为0.6-1mm；所述卷材的孔隙率为50-80％。

进一步地，所述支撑结构位于所述过滤结构的内侧；所述过滤结构为柔性金属薄膜卷绕而成的膜筒。

为了实现上述目的，本发明提供的第三种支撑结构如下：

过滤结构的支撑结构，包括：刚性支撑层和弹性支撑层，所述刚性支撑层设于所述弹性支撑层的内部；所述支撑结构设于过滤结构的内部。

在过滤及反吹过程中，弹性支撑层可向内、外部发生弹性形变，从而在过滤及反吹状态下均对过滤结构起到很好支撑作用；同时，由于弹性支撑层可向内形变，可以有效的增加过滤结构由过滤到反吹时的形变量，从而实现反吹时对过滤结构表面粉尘抖动，有利于反吹时过滤结构表面粉尘剥离。刚性骨架对过滤结构产生二次支撑，确保过滤结构强度和刚度可靠，同时最大程度保证较高的有效过滤面积。

进一步地，所述弹性支撑层包括孔隙率为70-90％、厚度为0.4-0.8mm的弹性网筒。由此，确保较高的过滤面积和适宜的弹性。

进一步地，所述弹性网筒为切拉网或编织网制成的网筒。切拉网是指钢板经冲孔和拉伸之后得到的金属网，相比于传统的编织网，切拉网的节点强度更高，弹性更好，有助于提升支撑结构强度。编织网是指由金属丝编织而成的金属网，由于金属丝相互交织，使得编织网的开孔直径可明显小于切拉网，并且当采用较细的金属丝编织而成的金属网时，可以获得更轻薄的弹性网筒。

进一步地，所述刚性支撑层还包括刚性骨架，所述刚性骨架包括外径与过滤结构内径匹配的支撑环、与过滤结构长度匹配且与所述支撑环连接的至少两个支撑杆。由于弹性网筒很薄且孔隙率很高，通过设置刚性骨架，可以提升支撑效果，具有复合结构的支撑结构，其重量和支撑效果仍明显优于现有的多孔管支撑结构。

进一步地，所述支撑杆与所述支撑环的内壁连接。

进一步地，所述支撑环按照150-200mm的间距分布；所述支撑环的环体直径为3-5mm。

进一步地，所述支撑杆为至少三个且呈等间距分布。

进一步地，所述支撑杆按照20-30mm的间距分布。

进一步地，所述支撑杆为圆柱形。

进一步地，所述支撑杆的直径为3-5mm。

为了实现上述目的，本发明提供的第三种支撑结构如下：

过滤结构的支撑结构，包括弹性网筒、与所述弹性网筒头部连接的上接头以及与所述弹性网筒尾部连接的下接头。

当弹性网筒被限定于上接头和下接头之间时，可以在过滤和反吹过程中产生一定的弹性变形。在过滤过程中，弹性支撑层可向内部发生弹性形变，从而降低对过滤结构过滤面的影响。在反吹过程中，弹性支撑层可以向外发生弹性形变，从而更好地支撑过滤结构，有利于反吹时滤芯表面粉尘剥离。

进一步地，所述弹性网筒的孔隙率为70-90％、厚度为0.4-0.8mm。由此，确保较高的过滤面积和适宜的弹性。

进一步地，所述弹性网筒为切拉网或编织网制成的网筒。

进一步地，所述上接头具有与所述弹性网筒头部内壁配合的第一台阶；所述下接头具有与所述弹性网筒尾部内壁配合的第三台阶。由此，结构简单，便于加工，且所得支撑结构对接处强度高。

进一步地，所述上接头还具有与所述过滤结构头部内壁配合的第二台阶；所述下接头的外壁与所述过滤结构尾部的内壁配合。由此，便于与过滤结构连接。

进一步地，所述上接头与所述弹性网筒焊接或粘接；所述下接头与所述弹性网筒焊接或粘接。由此，结构简单，对接处容易连接且强度高。

进一步地，所述第一台阶和第三台阶与所述弹性网筒的配合宽度为5-15mm。由此，对接处强度高。

进一步地，所述弹性网筒由带状的卷材卷绕而成，所述卷材具有多孔结构，所述卷材卷绕后形成的接缝不与所述弹性网筒的中心轴平行。由此，在确保弹性网筒的弹性前提下，进一步提升弹性网筒的强度。

进一步地，所述卷材的中心线卷绕后呈螺旋线形状。

进一步地，所述螺旋线为圆柱螺旋线；所述螺旋线的螺旋角α为50-75°。

进一步地，所述卷材的两个长边卷绕后接触焊接成型或采用胶带粘接。

为了实现上述目的，本发明提供的密封结构如下：

过滤装置的密封结构，所述过滤装置包括滤芯，所述滤芯包括过滤结构和支撑所述过滤结构的支撑结构，所述滤芯内侧为净气腔或净液腔；所述支撑结构位于所述过滤结构的内部；所述密封结构包括与所述过滤结构和支撑结构的头部连接的上接头以及与所述过滤结构和支撑结构的尾部连接的下接头；所述上接头具有与滤芯内部导通的开口、与所述支撑结构内壁配合的第一台阶以及与所述过滤结构内壁配合的第二台阶；所述下接头封闭，包括与所述支撑结构内壁配合的第三台阶，所述过滤结构的内壁与所述下接头外壁配合。

头部和尾部采用不同的密封结构，结构简单，且密封效果好，可以显著降低过滤压力和反吹清灰压力。

进一步地，所述上接头与所述过滤结构和支撑结构焊接或粘接；所述下接头与所述过滤结构和支撑结构焊接或粘接。由此，密封效果好且便于加工。

进一步地，所述第一台阶和第三台阶与所述支撑结构的配合宽度为5-15mm；所述第二台阶和所述下接头外壁与所述过滤结构的配合宽度为15-25mm。由此，密封效果好。

进一步地，还包括与所述上接头连接的上孔板以及与所述下接头连接的下孔板，所述上孔板与所述下孔板之间形成原气腔或原液腔。原气腔或原液腔中的待过滤物经过滤结构过滤后进入净气腔或净液腔，然后经上接头的开口排出。由此，结构简单，实现外滤。

进一步地，所述支撑结构包括孔隙率为70-90％、厚度为0.4-0.8mm的弹性网筒以及支撑所述弹性网筒的刚性骨架。由此，支撑效果好。

进一步地，所述刚性骨架设于所述弹性网筒内。

进一步地，所述支撑环按照150-200mm的间距分布；所述支撑环的环体直径为3-5mm。

进一步地，所述支撑结构包括由带状的卷材卷绕而成的支撑筒，所述卷材具有多孔结构，所述卷材卷绕后形成的接缝不与所述支撑筒的中心轴平行。由此，支撑效果好。

进一步地，所述过滤结构包括由带状的多孔过滤材料卷绕而成的膜筒，所述多孔过滤材料卷绕后形成的接缝不与所述膜筒的中心轴平行。由此，过滤结构的强度高。

为了实现上述目的，本发明提供的过滤结构以及过滤结构的制备方法如下：

过滤结构，所述过滤结构包括由带状的多孔过滤材料卷绕而成的膜筒，所述多孔过滤材料卷绕后形成的接缝不与所述膜筒的中心轴平行。

过滤结构在承受内、外压时，其最大主应力垂直于其中心轴且作用于每个圆截面；传统的直缝过滤结构(即接缝与过滤结构中心轴平行)，接缝处会直接承受最大的主应力，对焊缝强度要求较高。当接缝不与所述膜筒的中心轴平行时，接缝处主要承受的应力为主应力的分力，即径向应力和轴向应力，两种应力值明显小于直缝过滤结构的主应力，因此，在相同工作压力和同一管径下，本发明的过滤结构厚度可以显著降低，且孔隙度可以显著提升，从而提升有效过滤面积，提升反吹清灰效果和过滤效率。

进一步地，所述多孔过滤材料主要由粉末烧结金属多孔材料构成。由此，金属材质的多孔过滤材料更便于螺旋成型。

进一步地，所述多孔过滤材料是一种厚度≤1500微米且可折叠的柔性金属薄膜。由此，便于螺旋成型。

进一步地，所述多孔过滤材料的中心线卷绕后呈螺旋线形状。在材质相同条件下，螺旋成型膜筒的刚度更优，能够明显降低接缝处所承受的应力。同时，相比直缝成型工艺，螺旋成型膜筒更利于保证其圆度、直线度等形位公差尺寸，利于提升过滤结构的强度。

进一步地，所述卷材为长方形。当卷材为规则的长方形时，可以确保连接处形状规则，且当所述卷材的中心线卷绕后呈螺旋线形状时，接缝也呈螺旋线形状，由此便于控制螺旋角的稳定，提升支撑筒的表面平整性。

进一步地，所述螺旋线为圆柱螺旋线；由此，膜筒的各处直径相同，便于控制过滤过程。

进一步地，所述螺旋线的螺旋角α为50-75°。在膜筒直径相同的情况下，螺旋角越大，所需多孔过滤材料带宽越窄，连接处承受合成应力会下降，但相同长度膜筒对接长度增加，生产效率降低；当所述螺旋线为圆柱螺旋线；所述螺旋线的螺旋角α为50-75°时，连接处承受的合成应力是直缝膜筒主应力的60-85％，且能够保持较高的生产效率。

进一步地，所述多孔过滤材料的两条长边卷绕后不重合，间距为1-3mm。由于多孔过滤材料非常薄，若采用长边接触焊接的方式，容易造成两条长边卷绕时发生重合，若所述多孔过滤材料的两条长边卷绕时发生重合，则会导致最终膜筒的直径越来越大，不易于两端的密封及固定。若所述多孔过滤材料的两条长边卷绕时间距过大，则会过度减小过滤面积，影响过滤效率。

进一步地，所述多孔过滤材料的两条长边的对接处设有连接两条长边的焊条；卷绕后，所述焊条位于膜筒的内侧。由于多孔过滤材料的很薄，直接沿自身螺旋成型的话，难以保持筒状。因此，当设置焊条时，可以直接螺旋成型，而不需要借助螺旋成型磨具，节约工序。并且，焊条可以在螺旋成型后均匀地分布于膜筒的内部，可以有效地支撑膜筒，防止膜筒变形，因此，使用焊条螺旋成型的膜筒可以直接作为滤芯使用，而不用再在膜筒的内部或外部设置支撑结构，一方面显著降低滤芯的重量，二来最大限度保留了膜筒的过滤面积。当焊条设置在膜筒的内侧时，在卷绕过程中焊条不会阻碍两条长边的对接。

进一步地，所述焊条与所述多孔过滤材料的每一个长边的接触宽度为3-6mm。由此，结合力强，强度高，所得膜筒的形状稳定性好，焊条对过滤面积的影响较小。

进一步地，所述两条长边的对接处设有连接两条长边的胶带或焊条；卷绕后，所述胶带或焊条位于膜筒的外侧。当借助螺旋成型模具如圆柱形支撑体时，也可以在卷绕后在膜筒外采用焊条或胶带一次性固定两个长边。其中，当采用胶带时，使用时最好在膜筒内设置上述任一种支撑结构进行支撑。

进一步地，所述胶带与所述多孔过滤材料的每一个长边的接触宽度为5-9mm。由此，结合力强，强度高。

过滤结构的制备方法，包括使多孔过滤材料卷绕成膜筒，所述多孔过滤材料卷绕后形成的接缝不与所述膜筒的中心轴平行。

进一步地，还包括在卷绕前在多孔过滤材料的一个长边的内侧焊接焊条以及在沿多孔过滤材料自身卷绕后焊接固定，即得到膜筒。

进一步地，所述卷绕为使多孔过滤材料沿圆柱形支撑体外壁卷绕后采用胶带粘接固定或焊条焊接固定，取下圆柱形支撑体后即得到膜筒。

进一步地，所述焊接为电阻焊。由此，便于加工，且强度高。

为了实现上述目的，本发明提供的第一种滤芯如下：

滤芯，包括过滤结构和支撑所述过滤结构的支撑结构，所述过滤结构包括由带状的多孔过滤材料卷绕而成的膜筒，所述多孔过滤材料卷绕后形成的接缝不与所述膜筒的中心轴平行；所述支撑结构包括由带状的卷材卷绕而成的支撑筒，所述卷材具有多孔结构，所述卷材卷绕后形成的接缝不与所述支撑筒的中心轴平行。

进一步地，所述多孔过滤材料的中心线卷绕后呈螺旋线形状；所述卷材的中心线卷绕后呈螺旋线形状。

进一步地，所述卷材为长方形；所述多孔过滤材料为长方形。

进一步地，所述螺旋线为圆柱螺旋线。

进一步地，所述螺旋线的螺旋角α为50-75°。

进一步地，所述卷材的两个长边卷绕后接触焊接成型或采用胶带粘接。

进一步地，所述多孔过滤材料的两条长边卷绕后不重合，间距为1-3mm。

进一步地，所述多孔过滤材料的两条长边的对接处设有连接两条长边的焊条；卷绕后，所述焊条位于膜筒的内侧。

进一步地，所述焊条与多孔过滤材料的每一个长边的接触宽度为3-6mm。

进一步地，所述两条长边的对接处设有连接两条长边的胶带或焊条；卷绕后，所述胶带或焊条位于膜筒的外侧。

为了实现上述目的，本发明提供的第二种滤芯如下：

滤芯，包括过滤结构和支撑所述过滤结构的支撑结构，所述过滤结构包括由带状的多孔过滤材料卷绕而成的膜筒，所述多孔过滤材料卷绕后形成的接缝不与所述膜筒的中心轴平行；所述支撑结构包括刚性骨架，所述刚性骨架包括外径与过滤结构内径匹配的支撑环、与过滤结构长度匹配且与所述支撑环连接的至少两个支撑杆。

进一步地，所述多孔过滤材料是一种厚度≤1500微米且可折叠的柔性金属薄膜。

进一步地，所述多孔过滤材料的中心线卷绕后呈螺旋线形状。

进一步地，所述多孔过滤材料为长方形；所述螺旋线为圆柱螺旋线；所述螺旋线的螺旋角α为50-75°。

进一步地，所述多孔过滤材料的两条长边卷绕后不重合，间距为1-3mm。

进一步地，所述多孔过滤材料的两条长边的对接处设有连接两条长边的焊条；卷绕后，所述焊条位于膜筒的内侧。

进一步地，所述焊条与多孔过滤材料的每一个长边的接触宽度为3-6mm。

进一步地，所述两条长边的对接处设有连接两条长边的胶带或焊条；卷绕后，所述胶带或焊条位于膜筒的外侧。

进一步地，所述支撑杆与所述支撑环的内壁连接。

进一步地，所述支撑环按照150-200mm的间距分布；所述支撑环的环体直径为3-5mm；所述支撑杆为至少三个且呈等间距分布；所述支撑杆为圆柱形。

为了实现上述目的，本发明提供的第三种滤芯如下：

滤芯，包括过滤结构和支撑所述过滤结构的支撑结构，所述过滤结构包括由带状的多孔过滤材料卷绕而成的膜筒，所述多孔过滤材料卷绕后形成的接缝不与所述膜筒的中心轴平行；所述支撑结构包括弹性网筒以及支撑所述弹性网筒的刚性骨架。

进一步地，所述多孔过滤材料是一种厚度≤1500微米且可折叠的柔性金属薄膜。

进一步地，所述多孔过滤材料的中心线卷绕后呈螺旋线形状。

进一步地，所述多孔过滤材料为长方形；所述螺旋线为圆柱螺旋线；所述螺旋线的螺旋角α为50-75°。

进一步地，所述多孔过滤材料的两条长边卷绕后不重合，间距为1-3mm。

进一步地，所述多孔过滤材料的两条长边的对接处设有连接两条长边的焊条；卷绕后，所述焊条位于膜筒的内侧。

进一步地，所述焊条与多孔过滤材料的每一个长边的接触宽度为3-6mm。

进一步地，所述弹性网筒的孔隙率为70-90％、厚度为0.4-0.8mm。

进一步地，所述刚性骨架设于所述弹性网筒内。

进一步地，所述刚性骨架包括外径与过滤结构内径匹配的支撑环、与过滤结构长度匹配且与所述支撑环连接的至少两个支撑杆。

进一步地，所述支撑杆与所述支撑环的内壁连接。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来辅助对本发明的理解，附图中所提供的内容及其在本发明中有关的说明可用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中膜筒的结构示意图。

图2为实施例1-4的支撑体的结构示意图。

图3为实施例5-7的刚性骨架的结构示意图。

图4为图3的侧视图。

图5为实施例8的支撑结构的结构示意图。

图6为实施例9-11的支撑结构的结构示意图。

图7为实施例12-13的支撑结构的结构示意图。

图8为实施例14的支撑结构的结构示意图。

图9为实施例15-17的膜筒的结构示意图。

图10为图9的侧视图。

图11为图10中A1处的局部放大图。

图12为实施例18的膜筒的结构示意图。

图13为图12的侧视图。

图14为图13中A2处的局部放大图。

图15为实施例19的过滤结构的结构示意图。

图16为图15的侧视图。

图17为图16中A3处的局部放大图。

图18为实施例20的滤芯的结构示意图。

图19为实施例21的滤芯的结构示意图。

图20为实施例22的滤芯的结构示意图。

图21为实施例23的滤芯的结构示意图。

图22为实施例24的滤芯的结构示意图。

图23为图18中B1处的局部放大图。

图24为图18中C1处的局部放大图。

图25为图19中B2处的局部放大图。

图26为图19中C2处的局部放大图。

图27为图20中B3处的局部放大图。

图28为图20中C3处的局部放大图。

图29为图21中B4处的局部放大图。

图30为图21中C4处的局部放大图。

图31为图22中B5处的局部放大图。

图32为图22中C5处的局部放大图。

上述附图中的有关标记为：

11：卷材；

1：支撑筒；

2：刚性骨架；

21：支撑环；

22：支撑杆；

3：弹性网筒；

4：膜筒；

41：多孔过滤材料；

42：焊条；

43：胶带；

5：上接头；

51：第一台阶；

52：第二台阶；

6：下接头；

61：第三台阶。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。在结合附图对本发明进行说明前，需要特别指出的是：

本发明中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。

此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

关于本发明中术语和单位。本发明的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

实施例1

如图2所示的过滤结构的支撑结构，包括由带状的卷材11卷绕而成的支撑筒1，所述卷材11具有多孔结构，所述卷材11为长方形，所述卷材11的中心线卷绕后呈圆柱螺旋线形状。所述卷材11的厚度为0.6mm，孔隙率为50％。所述螺旋线的螺旋角α为75°。所述卷材11的两个长边卷绕后接触焊接成型，焊接的宽度为3mm。当螺旋角α为75°时、支撑筒1的中径为126mm时，所需卷材11的宽度为102.39mm。

实施例2

如图2所示的过滤结构的支撑结构，包括由带状的卷材11卷绕而成的支撑筒1，所述卷材11具有多孔结构，所述卷材11为长方形，所述卷材11的中心线卷绕后呈圆柱螺旋线形状。所述卷材11的厚度为0.8mm，孔隙率为70％。所述螺旋线的螺旋角α为60°。所述卷材11的两个长边卷绕后接触焊接成型，焊接的宽度为3mm。当螺旋角α为60°时、支撑筒1的中径为126mm时，所需卷材11的宽度为197.82mm。

实施例3

如图2所示的过滤结构的支撑结构，包括由带状的卷材11卷绕而成的支撑筒1，所述卷材11具有多孔结构，所述卷材11为长方形，所述卷材11的中心线卷绕后呈圆柱螺旋线形状。所述卷材11的厚度为1mm，孔隙率为80％。所述螺旋线的螺旋角α为50°。所述卷材11的两个长边卷绕后接触焊接成型，焊接的宽度为3mm。当螺旋角α为50°时、支撑筒1的中径为126mm时，所需卷材11的宽度为254.31mm。

实施例4

如图2所示的过滤结构的支撑结构，包括由带状的卷材11卷绕而成的支撑筒1，所述卷材11具有多孔结构，所述卷材11为长方形，所述卷材11的中心线卷绕后呈圆柱螺旋线形状。所述卷材11的厚度为0.8mm，孔隙率为70％。所述螺旋线的螺旋角α为60°。所述卷材11的两个长边卷绕后采用胶带粘接。当螺旋角α为60°时、支撑筒1的中径为126mm时，所需卷材11的宽度为197.82mm。

实施例5

如图3-4所示的过滤结构的支撑结构，包括刚性骨架2，所述刚性骨架2包括外径与过滤结构内径匹配的支撑环21、与过滤结构长度匹配且与所述支撑环21连接的至少两个支撑杆22；所述支撑杆22与所述支撑环21的内壁连接。所述支撑环21按照150mm的间距分布。所述支撑环21的环体直径为3mm。所述支撑杆22按照20mm的间距分布。所述支撑杆22为圆柱形，直径为4mm。

实施例6

如图3-4所示的过滤结构的支撑结构，包括刚性骨架2，所述刚性骨架2包括外径与过滤结构内径匹配的支撑环21、与过滤结构长度匹配且与所述支撑环21连接的至少两个支撑杆22；所述支撑杆22与所述支撑环21的内壁连接。所述支撑环21按照170mm的间距分布。所述支撑环21的环体直径为4mm。所述支撑杆22按照25mm的间距分布。所述支撑杆22为圆柱形，直径为4mm。

实施例7

如图3-4所示的过滤结构的支撑结构，包括刚性骨架2，所述刚性骨架2包括外径与过滤结构内径匹配的支撑环21、与过滤结构长度匹配且与所述支撑环21连接的至少两个支撑杆22；所述支撑杆22与所述支撑环21的内壁连接。所述支撑环21按照200mm的间距分布。所述支撑环21的环体直径为5mm。所述支撑杆22按照30mm的间距分布。所述支撑杆22为圆柱形，直径为4mm。

实施例8

如图5所示的过滤结构的支撑结构，包括刚性骨架2，所述刚性骨架2包括外径与过滤结构内径匹配的支撑环21、与过滤结构长度匹配且与所述支撑环21连接的至少两个支撑杆22；所述支撑杆22与所述支撑环21的内壁连接。所述支撑环21按照200mm的间距分布。所述支撑环21的环体直径为5mm。所述支撑杆22按照30mm的间距分布。所述支撑杆22为圆柱形，直径为4mm。

所述支撑结构还包括设于所述刚性骨架2外部的支撑筒1，所述支撑筒1由带状的卷材11卷绕而成，所述卷材11具有多孔结构，所述卷材11的中心线卷绕后呈圆柱螺旋线形状。所述卷材11的厚度为0.6mm，孔隙率为50％，宽度为102.39mm。所述螺旋线的螺旋角α为75°。所述卷材11为长方形，所述卷材11的两个长边卷绕后接触焊接成型，焊接的宽度为3mm。

实施例9

如图6所示的过滤结构的支撑结构，包括刚性支撑层和弹性支撑层，所述刚性支撑层设于所述弹性支撑层的内部；所述支撑结构设于过滤结构的内部。

所述弹性支撑层包括孔隙率为70％、厚度为0.4mm的弹性网筒3；所述弹性网筒3为编织网制成的网筒。

所述刚性支撑层包括刚性骨架2，所述刚性骨架2包括外径与过滤结构内径匹配的支撑环21、与过滤结构长度匹配且与所述支撑环21连接的至少两个支撑杆22；所述支撑杆22与所述支撑环21的内壁连接。所述支撑环21按照200mm的间距分布。所述支撑环21的环体直径为5mm。所述支撑杆22按照30mm的间距分布。所述支撑杆22为圆柱形，直径为4mm。

实施例10

如图6所示的过滤结构的支撑结构，包括刚性支撑层和弹性支撑层，所述刚性支撑层设于所述弹性支撑层的内部；所述支撑结构设于过滤结构的内部。

所述弹性支撑层包括孔隙率为80％、厚度为0.6mm的弹性网筒3；所述弹性网筒3为切拉网制成的网筒。

所述刚性支撑层包括刚性骨架2，所述刚性骨架2包括外径与过滤结构内径匹配的支撑环21、与过滤结构长度匹配且与所述支撑环21连接的至少两个支撑杆22；所述支撑杆22与所述支撑环21的内壁连接。所述支撑环21按照200mm的间距分布。所述支撑环21的环体直径为5mm。所述支撑杆22按照30mm的间距分布。所述支撑杆22为圆柱形，直径为4mm。

实施例11

如图6所示的过滤结构的支撑结构，包括刚性支撑层和弹性支撑层，所述刚性支撑层设于所述弹性支撑层的内部；所述支撑结构设于过滤结构的内部。

所述弹性支撑层包括孔隙率为90％、厚度为0.8mm的弹性网筒3；所述弹性网筒3为编织网制成的网筒。

所述刚性支撑层包括刚性骨架2，所述刚性骨架2包括外径与过滤结构内径匹配的支撑环21、与过滤结构长度匹配且与所述支撑环21连接的至少两个支撑杆22；所述支撑杆22与所述支撑环21的内壁连接。所述支撑环21按照200mm的间距分布。所述支撑环21的环体直径为5mm。所述支撑杆22按照30mm的间距分布。所述支撑杆22为圆柱形，直径为4mm。

实施例12

如图7所示的过滤结构的支撑结构，包括孔隙率为80％、厚度为0.6的弹性网筒3、与所述弹性网筒3头部连接的上接头以及与所述弹性网筒3尾部连接的下接头。所述上接头5具有与所述弹性网筒3头部内壁配合的第一台阶51以及与所述过滤结构头部内壁配合的第二台阶52；所述下接头6具有与所述弹性网筒3尾部内壁配合的第三台阶61，所述下接头6的外壁与所述过滤结构尾部的内壁配合。所述上接头5与所述弹性网筒3焊接；所述下接头6与所述弹性网筒3焊接。所述第一台阶51和第三台阶61与所述弹性网筒3的配合宽度为10mm。所述弹性网筒3为切拉网制成的网筒。

实施例13

如图7所示的过滤结构的支撑结构，包括孔隙率为90％、厚度为0.8的弹性网筒3、与所述弹性网筒3头部连接的上接头以及与所述弹性网筒3尾部连接的下接头。所述上接头5具有与所述弹性网筒3头部内壁配合的第一台阶51以及与所述过滤结构头部内壁配合的第二台阶52；所述下接头6具有与所述弹性网筒3尾部内壁配合的第三台阶61，所述下接头6的外壁与所述过滤结构尾部的内壁配合。所述上接头5与所述弹性网筒3焊接；所述下接头6与所述弹性网筒3焊接。所述第一台阶51和第三台阶61与所述弹性网筒3的配合宽度为10mm。所述弹性网筒3为切拉网制成的网筒。

实施例14

如图8所示的过滤结构的支撑结构，包括孔隙率为70％、厚度为0.4的弹性网筒3、与所述弹性网筒3头部连接的上接头以及与所述弹性网筒3尾部连接的下接头。所述上接头5具有与所述弹性网筒3头部内壁配合的第一台阶51以及与所述过滤结构头部内壁配合的第二台阶52；所述下接头6具有与所述弹性网筒3尾部内壁配合的第三台阶61，所述下接头6的外壁与所述过滤结构尾部的内壁配合。所述上接头5与所述弹性网筒3焊接；所述下接头6与所述弹性网筒3焊接。所述第一台阶51和第三台阶61与所述弹性网筒3的配合宽度为10mm。所述弹性网筒3为切拉网制成的网筒。

所述弹性网筒3由带状的卷材11卷绕而成，所述卷材11具有多孔结构，所述卷材11为长方形，所述卷材11的中心线卷绕后呈圆柱螺旋线形状。所述螺旋线的螺旋角α为75°。所述卷材11的两个长边卷绕后接触焊接成型，焊接的宽度为3mm。当螺旋角α为75°时、弹性网筒3的中径为126mm时，所需卷材11的宽度为102.39mm。

实施例15

如图9-11所示的过滤结构，所述过滤结构包括由带状的多孔过滤材料41卷绕而成的膜筒4，所述多孔过滤材料41为长方形，所述多孔过滤材料41的中心线卷绕后呈圆柱螺旋线形状。所述螺旋线的螺旋角α为50°。所述多孔过滤材料41主要由粉末烧结金属多孔材料构成，是一种厚度为1500微米且可折叠的柔性金属薄膜。当螺旋角α为50°时、膜筒4的中径为135mm时，所需多孔过滤材料41的宽度为272.14mm。

所述多孔过滤材料41的两条长边卷绕后不重合，间距为2mm，所述多孔过滤材料41的两条长边的对接处设有连接两条长边的焊条42；卷绕后，所述焊条42位于膜筒4的内侧；所述焊条42与所述多孔过滤材料41的每一个长边的接触宽度为12mm。

实施例16

如图9-11所示的过滤结构，所述过滤结构包括由带状的多孔过滤材料41卷绕而成的膜筒4，所述多孔过滤材料41为长方形，所述多孔过滤材料41的中心线卷绕后呈圆柱螺旋线形状。所述螺旋线的螺旋角α为55°。所述多孔过滤材料41主要由粉末烧结金属多孔材料构成，是一种厚度为1000微米且可折叠的柔性金属薄膜。当螺旋角α为55°时、膜筒4的中径为135mm时，所需多孔过滤材料41的宽度为242.89mm。

所述多孔过滤材料41的两条长边卷绕后不重合，间距为2mm，所述多孔过滤材料41的两条长边的对接处设有连接两条长边的焊条42；卷绕后，所述焊条42位于膜筒4的内侧；所述焊条42与所述多孔过滤材料41的每一个长边的接触宽度为10mm。

实施例17

如图9-11所示的过滤结构，所述过滤结构包括由带状的多孔过滤材料41卷绕而成的膜筒4，所述多孔过滤材料41为长方形，所述多孔过滤材料41的中心线卷绕后呈圆柱螺旋线形状。所述螺旋线的螺旋角α为60°。所述多孔过滤材料41主要由粉末烧结金属多孔材料构成，是一种厚度为200微米且可折叠的柔性金属薄膜。当螺旋角α为60°时、膜筒4的中径为135mm时，所需多孔过滤材料41的宽度为211.95mm。

所述多孔过滤材料41的两条长边卷绕后不重合，间距为2mm，所述多孔过滤材料41的两条长边的对接处设有连接两条长边的焊条42；卷绕后，所述焊条42位于膜筒4的内侧；所述焊条42与所述多孔过滤材料41的每一个长边的接触宽度为9mm。

实施例15-17的膜筒4的制备方法为：在卷绕前在多孔过滤材料41的一个长边的内侧焊接焊条42，然后使多孔过滤材料41沿自身卷绕成筒状，然后电阻焊接焊条42与另一个长边，即得到膜筒4。

实施例18

如图12-14所示的过滤结构，所述过滤结构包括由带状的多孔过滤材料41卷绕而成的膜筒4，所述多孔过滤材料41为长方形，所述多孔过滤材料41的中心线卷绕后呈圆柱螺旋线形状。所述螺旋线的螺旋角α为70°。所述多孔过滤材料41主要由粉末烧结金属多孔材料构成，是一种厚度为50微米且可折叠的柔性金属薄膜。当螺旋角α为70°时、膜筒4的中径为135mm时，所需多孔过滤材料41的宽度为144.97mm。

所述多孔过滤材料41的两条长边卷绕后不重合，间距为2mm，所述多孔过滤材料41的两条长边的对接处设有连接两条长边的焊条42；卷绕后，所述焊条42位于过滤结构的外侧；所述焊条42与所述多孔过滤材料41的每一个长边的接触宽度为8mm。

实施例18的膜筒4的制备方法为：使多孔过滤材料41沿圆柱形支撑体外壁卷绕成筒状，卷绕后采用焊条42电阻焊接固定两个长边，取下圆柱形支撑体后即得到膜筒4。

实施例19

如图15-17所示的过滤结构，所述过滤结构包括由带状的多孔过滤材料41卷绕而成的膜筒4，所述多孔过滤材料41为长方形，所述多孔过滤材料41的中心线卷绕后呈圆柱螺旋线形状。所述螺旋线的螺旋角α为75°。所述多孔过滤材料41主要由粉末烧结金属多孔材料构成，是一种厚度为20微米且可折叠的柔性金属薄膜。当螺旋角α为75°时、膜筒4的中径为135mm时，所需多孔过滤材料41的宽度为109.79mm。

所述多孔过滤材料41的两条长边卷绕后不重合，间距为2mm，所述多孔过滤材料41的两条长边的对接处设有连接两条长边的胶带43；卷绕后，所述胶带43位于过滤结构的外侧；所述胶带43与所述多孔过滤材料41的每一个长边的接触宽度为10mm。

实施例19的膜筒4的制备方法为：使多孔过滤材料41沿圆柱形支撑体外壁卷绕成筒状，卷绕后采用胶带43粘接固定两个长边，取下圆柱形支撑体后即得到膜筒4。

实施例20

如图18所示的滤芯，包括过滤结构和支撑所述过滤结构的支撑结构，其中，所述过滤结构采用实施例15的过滤结构，所述支撑结构采用实施例6的过滤结构的支撑结构。

实施例21

如图19所示的滤芯，包括过滤结构和支撑所述过滤结构的支撑结构，其中，所述过滤结构采用实施例16的过滤结构，所述支撑结构采用实施例13的过滤结构的支撑结构。

实施例22

如图20所示的滤芯，包括过滤结构和支撑所述过滤结构的支撑结构，其中，所述过滤结构采用实施例17的过滤结构，所述支撑结构采用实施例3的过滤结构的支撑结构。

实施例23

如图21所示的滤芯，包括过滤结构和支撑所述过滤结构的支撑结构，其中，所述过滤结构采用实施例18的过滤结构，所述支撑结构采用实施例10的过滤结构的支撑结构。

实施例24

如图22所示的滤芯，包括过滤结构和支撑所述过滤结构的支撑结构，其中，所述过滤结构采用实施例19的过滤结构，所述支撑结构采用实施例8的过滤结构的支撑结构。

实施例25

滤芯，包括过滤结构和支撑所述过滤结构的支撑结构，其中，所述过滤结构采用实施例16的过滤结构，所述支撑结构采用实施例12的过滤结构的支撑结构。

如图18-32所示，应用实施例20-25之一的滤芯的过滤装置的结构如下：所述滤芯内侧为净气腔或净液腔；所述支撑结构位于所述过滤结构的内部；密封结构包括与所述过滤结构和支撑结构的头部连接的上接头5以及与所述过滤结构和支撑结构的尾部连接的下接头6；所述上接头5具有与滤芯内部导通的开口、与所述支撑结构内壁配合的第一台阶51以及与所述过滤结构内壁配合的第二台阶52；所述下接头6封闭，包括与所述支撑结构内壁配合的第三台阶61，所述过滤结构的内壁与所述下接头6外壁配合。所述上接头5与所述过滤结构和支撑结构焊接；所述下接头6与所述过滤结构和支撑结构焊接。

所述第一台阶51和第三台阶61与所述支撑结构的配合宽度为10mm；所述第二台阶52和所述下接头6外壁与所述过滤结构的配合宽度为20mm。

还包括与所述上接头5连接的上孔板以及与所述下接头6连接的下孔板，所述上孔板与所述下孔板之间形成原气腔或原液腔。

以上对本发明的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。基于本发明的上述内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.过滤结构的制备方法，其特征在于：所述过滤结构包括由带状的多孔过滤材料(41)卷绕而成的膜筒(4)，所述多孔过滤材料(41)卷绕后形成的接缝不与所述膜筒(4)的中心轴平行；所述多孔过滤材料(41)的中心线卷绕后呈螺旋线形状；所述多孔过滤材料(41)为长方形；所述多孔过滤材料(41)的两条长边卷绕后不重合；

所述多孔过滤材料(41)的两条长边的对接处设有连接两条长边的焊条(42)，所述焊条(42)位于膜筒(4)的内侧；

制备方法包括步骤：使多孔过滤材料(41)卷绕成膜筒(4)，所述多孔过滤材料(41)卷绕后形成的接缝不与所述膜筒(4)的中心轴平行；在卷绕前在多孔过滤材料(41)的一个长边的内侧焊接焊条(42)以及在沿多孔过滤材料(41)自身卷绕后焊接固定，即得到膜筒(4)。

2.如权利要求1所述的过滤结构的制备方法，其特征在于：所述多孔过滤材料(41)主要由粉末烧结金属多孔材料构成。

3.如权利要求2所述的过滤结构的制备方法，其特征在于：所述多孔过滤材料(41)是一种厚度≤1500微米且可折叠的柔性金属薄膜。

4.如权利要求1所述的过滤结构的制备方法，其特征在于：所述螺旋线为圆柱螺旋线。

5.如权利要求4所述的过滤结构的制备方法，其特征在于：所述螺旋线的螺旋角α为50-75°。

6.如权利要求1所述的过滤结构的制备方法，其特征在于：所述多孔过滤材料(41)的两条长边卷绕后的间距为1-3mm。

7.如权利要求1所述的过滤结构的制备方法，其特征在于：所述焊条(42)与所述多孔过滤材料(41)的每一个长边的接触宽度为3-6mm。