CN1243592C - 过滤装置 - Google Patents

Abstract

一种过滤装置，具备顶盖(10)、装卸自如地装配在顶盖(10)上的围住滤芯筒(1)而形成流路壁的壳体(11)、以及对顶盖和壳体施力紧固成压紧的紧固装置(12)，顶盖具备顶盖密封部，其面对壳体的部分，壳体具备密封部(31、41)，其通过由紧固装置的施力直接抵接顶盖密封部(32、42)而形成密封部(33、34)。本发明具有耐久性优异的密封部，不必使用O形圈。

Description

过滤装置

技术领域

本发明涉及半导体、食品、药品等各领域使用的过滤装置，更具体的是，涉及可靠达到精过滤的目的且省略壳体装配用密封部所使用的O形圈的高耐久性过滤装置。

背景技术

在电子部件、食品、药品、纯水等的各种制造领域，广泛使用以精过滤为目的的过滤装置。电子部件的清洗要用高纯度清洗剂。例如，若这些清洗剂中混入杂质、尤其是金属粉末等，则微细的半导体集成电路的配线之间产生短路等，不能达到预期的正常功能。例如，半导体制造时用于洗净的清洗剂，可以反复使用，而从资源保护、环境对策、降低半导体装置制造成本的观点看，应使清洗液循环使用。在循环使用时，如前述那样，因在清洗--清洗剂回收过程中混入金属微粒等，故要用滤芯除去混入物。即使使用初期是干净的滤芯，也随使用期变长留下滤渣而受污染，不久产生堵塞，不能进行充分过滤。因此，设定过滤效率降到规定水平的期间，定期更换上述过滤装置的滤芯。每次更换要破坏密封来打开过滤装置，以进行滤芯筒的更换。

图12是说明以往过滤装置用的示图。该装置具备：设有进口114和出口115的顶盖110；装拆自如地安装在顶盖上的滤芯筒101；围住滤芯筒而构成流路壁的壳体111。由顶盖110与壳体111构成外壳113。滤芯筒101是通过将嵌入装配部108的O形圈121压入设在顶盖110上的滤芯筒安装部125进行嵌合后而形成密封，并实现装拆自如的安装。将容纳于设在壳体111上端部的O形圈槽131内的O形圈与从顶盖向下突出的凸缘部132抵接，再用盖形螺母112紧固。通过旋合O形圈与凸缘顶端相互压紧对方，形成密封部。即，在O形圈122与顶盖的凸缘部132之间形成密封。顶盖上设有排气口及压力表接管座116、117、118，而壳体111上设有排液口119。

从进口114输入的过滤对象的液体，流经滤芯筒101时被过滤，再流经滤芯筒安装部125而从出口115流出。

但是，在上述过滤装置中，在更换滤芯筒101时，为了彻底防止微粒混入，以往也更换形成密封的O形圈122。例如，由氟橡胶单体构成的O形圈122价格很贵，即使内侧为橡胶、外侧为氟树脂制的O形圈，价格也较贵。每次更换滤芯筒要更换高价的O形圈，降低了价格竞争力，这不是所希望的。另外，由于造成废弃物增加，故从生态学观点看也不好。而且，在装配无氟橡胶的O形圈时，O形圈自体脱落的微粒等杂质有可能混入。因此，要求开发的过滤装置是，构成顶盖与壳体间密封的O形圈的更换频度少，或者具有不需更换的密封结构。

发明内容

本发明的目的是，提供具有耐久性优异的过滤装置，它不需要形成壳体装配用密封的O形圈，而且不必顾虑在更换滤芯筒时或其他机会混入微粒等。

本发明的过滤装置具备：设有进口和出口、用氟树脂制成的顶盖；装拆自如地安装在所述顶盖上、围住滤芯筒(1)而形成流路壁的壳体；对所述顶盖与所述壳体施力以作紧固的紧固装置，其特征是，所述顶盖具备设在面对壳体的部分的顶盖密封部，所述壳体具备与所述顶盖密封部互为相对的壳体密封部，该壳体密封部由于所述紧固装置的施力而直接接触所述顶盖密封部，由此形成至少2个密封点。

由于顶盖密封部与壳体密封部直接抵接形成密封部，可不用O形圈而以简单的构造形成密封部。为此，能够防止O形圈脱落的杂质混入。而且不采用O形圈，能够削减构件成本。

前述发明的过滤装置中，所述顶盖密封部和所述壳体密封部延伸成环状，一方是突出的凸部，另一方是与该凸部抵接的凹状槽部，所述顶盖密封部及所述壳体密封部至少是2条圆状密封部。

通过形成至少2条圆状密封部，可形成稳定性高的密封部。例如，即使过滤对象是热硫酸等，也可放心地进行过滤。这里前述的2条“圆状密封”是指圆状部分的程度的意思，该线的截面是有大小的，不是严密定义的线。即，哪种材料都有大小，而且可以弹性变形。由于前述施力，密封部产生弹性变形，形成有尺寸的密封部。

采用前述结构能够实现可靠的密封，且不必用O形圈，从而没有必要更换价高的O形圈，并且可使混入来自O形圈的杂质的可能性消除。其结果是，可以提供价廉、适用于超精细过滤的、具备壳体装配用密封部的过滤装置。而且，这些凸部和凹状槽制造容易，即制造型材、再通过挤压成型等而可容易地制成。即可按以往的与O型槽同样程度的加工成本进行制造。滤芯筒更换时打开及组装的操作也非常方便。其结果是，可以不采用O形圈而构成可靠的密封部。

前述本发明的过滤装置中，所述凹状槽部通过与所述凸部压紧，其宽发生弹性扩展，因其复原力作用而与所述凸部形成所述顶盖密封部或所述壳体密封部。

通过将凸部由紧固装置压入槽部而使凹状槽产生弹性变形，其宽扩大，因其复原力作用，与凸部之间形成2条可靠的密封部。采用前述构造，过滤装置的制造、组装及打开的操作变得非常简单。

本发明的过滤装置中，所述顶盖密封部及所述壳体密封部，一方是突出的凸部，另一方是被该凸部压紧、发生弹性变形而与凸部形成所述顶盖密封部或所述壳体密封部的承压面。

凸部与承压面互相压紧，承压面因该压紧力发生挠变一类的弹性弯曲，由其复原力作用而与凸部形成密封部。此密封部也不是完全线状，由于抵接部分的弹性变形，形成带状密封部。在带状部分的压紧力高，产生反力，结果沿密封面产生摩擦力。因此，凸部与承压面之间不发生滑移等。这样，凸部与承压面能够稳定保持相对的位置关系。因此，顶盖与壳体之间的密封不使用O形圈，但可形成可靠的密封部。这样，密封部的构造简单，密封部相关构件的加工成本较低。而且，滤芯筒更换时产生的构件更换费用变低，并且能够防止附着、混入O形圈槽等的微粒等杂质。从减少废弃量的生态学的立场来说也较好。

前述本发明的过滤装置中，形成所述顶盖密封部或所述壳体密封部的承压面是凹形面。

由于承压面制成凹形，当凸部与承压面抵接，在开始弹性变形时前述摩擦力较小的阶段，也能排除滑移等不稳定因素。凸部的顶端适应承压面的凹形，弹性变形后的密封形成部的带状形状，在前述交叉的截面上呈弧状，实际上其宽度长，即弧度长度扩大。其结果是可以得到可靠、稳定的密封。

前述本发明的过滤装置是，构成所述过滤装置的滤芯筒及壳体都是由氟树脂制成的。

采用前述结构，尽可能避免来自过滤装置本身的杂质混入，于是能够完成超高纯度的过滤。在以往的过滤装置中，O形圈使用氟橡胶，故其价格非常高。从而，前述本发明的过滤装置与通常的以往过滤装置相比，制造成本低，而在前述超高纯度的过滤装置的场合，能够取得最大的成本降低。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的过滤装置的示图。

图2是图1中A部放大图。

图3是实施方式1的过滤装置的顶盖上安装滤芯筒的状态图。

图4是接在图3阶段、将壳体安装在顶盖上的状态图。

图5A、图5B是本发明实施方式2的过滤装置的密封部结构图，图5A是壳体上端部与顶盖凸缘部分离后的状态图，图5B是壳体上端部与密封部形成密封部的状态图。

图6是本发明实施方式3的过滤装置的密封部构造图。

图7是本发明实施方式4的过滤装置的密封部构造图。

图8是本发明实施方式5的过滤装置的密封部构造图。

图9是本发明实施方式6的过滤装置的密封部构造图。

图10是本发明实施方式7的过滤装置的密封部构造图。

图11A是本发明实施方式7的过滤装置的密封部变形结构图，(密封部是球面状的场合)。

图11B是本发明实施方式7的过滤装置的密封部另一种变形构造图(密封部是倾斜面的场合)。

图12是以往过滤装置的密封部构造图。

具体实施方式

以下参照图纸说明本发明的实施方式。

(实施方式1)

图1所示的过滤装置具备：设有进口14与出口15的顶盖10；位于进口14到出口15的流路中进行过滤的滤芯筒1；以及围住滤芯筒形成流路外壁的壳体11。顶盖10与壳体11构成过滤装置外壳13。壳体11被盖形螺母12结合，在使盖形螺母拧紧紧固时，壳体上端部28被压接到作为顶盖突出部的凸缘29，形成密封部。作为顶盖密封部的凸缘凸部32，被嵌合在作为壳体密封部的上端部28的凹状槽31内。前述盖形螺母12是产生形成前述密封部的施力的紧固装置，而且有着将壳体11装配、固定在顶盖10上的作用。

前述顶盖、壳体、滤芯筒的上下盖、筒体由PFA制成，褶状滤芯由PTFE构成，盖形螺母由PVDF构成。嵌合在滤芯筒上的O形圈21是2根由氟橡胶制成的。前述材料都是氟树脂或氟橡胶，是耐蚀性最好的材料之一。

图2是图1A部放大图。壳体上端部28设有壳体密封部的凹状槽31，该凹状槽31能嵌合作为顶盖密封部的凸部32。图2中，凸部32的幅度，即与前述密封线交叉的截面的厚度，比凹状槽31即比上述截面中的槽宽稍厚些。为此，当凸部32压入槽31内时，则凹状槽31稍微弹性变形，其上端部扩大，产生复原力。如图2所示，形成内侧密封点33及外侧密封点34。另外，密封点也可以不是2点，例如，凸部前端与槽最深部抵接而形成密封点，可以形成合计3点的密封点。

图3是滤芯筒安装在顶盖上的状态图。滤芯筒的安装部8嵌入2个O形圈，通过将O形圈嵌入顶盖10的滤芯安装部25，滤芯筒1便能装卸自如地安装在过滤装置上。如上所述，图4是滤芯筒1安装后、将壳体11安装到顶盖10上的状态图。盖形螺母12与壳体11的上端部28结合，通过将盖形螺母与顶盖10的凸缘部29的螺栓螺合、紧固，凸缘顶端的凸部32便嵌入壳体上端部28的凹状槽31内。这样嵌合形成的密封部在图2中是密封点33、34。

通过采用前述结构而至少在2点形成密封点，则能够得到稳定可靠的密封部。因此，不用高价氟橡胶制的O形圈，就能以简单结构形成密封部。其结果是减少构件费用、加工费用。且能防止来自O形圈的杂质混入。此外，因可减少废弃物，即使从生态学的立场来看，也是符合要求的。

(实施方式2)

本发明实施方式2所示的密封部构造是，凸缘部29的凸部32(顶盖密封部)的厚度，比实施方式1的场合大，也比设在壳体上端部28的凹状槽(壳体密封部)的宽大。图5A表示壳体上端部28与凸缘部29分离的状态，图5表示壳体上端部28与凸缘部29压紧、形成2个密封部33、34。由于凸部非常厚，故2个密封部33、34是在槽的上端处接触，且在该上端处形成。

图5A、图5B中，在内侧密封点33的侧壁被削除的部分35，是为防止液体滞留而削的。若内侧壳体壁削薄，则刚性减少，弹性柔和，对于前述凸部32压入，用较小的力也产生弹性变形，产生复原力，密封点33、34容易形成。

采用前述密封部构造，可不用O形圈而能得到可靠的密封。并且效果与实施方式1相同，即减少构件费用、加工费用，防止杂质混入，符合生态环境要求等。

(实施方式3)

图6中，凸缘部29的凸部32在前述交叉的截面突出成刀口状。这刀口的边与壳体上端部28的槽缘压紧接触，形成密封部33、34。密封部33、34也形成在槽的上端处。采用前述构造也可得到与实施方式1和2的过滤装置同样的效果。

(实施方式4)

图7中，槽31的宽度比凸缘部29的凸部32的宽度大。即使这种场合，也能形成密封点33、34，不用O形圈而得到良好的密封部。这里，凸部32与凸缘部宽(板厚)相同，即使这种场合也称为凸部。另外，槽31上设有应力集中缓和部31a，即使应力集中也难以破环。

(实施方式5)

在图8中，密封部是，在凸缘部29的端面设有凹状槽42(顶盖密封部)，相反，在壳体上端部28设置凸部41(壳体密封部)，并使之与设在前述凸缘的凹状槽42嵌合。采用这种构成，也能形成2个密封部33、34，不用O形圈而获得可靠的密封部。

(实施方式6)

在图9中，凸缘部29顶端的凸部52压接到设在壳体上端部28的承压面51上。壳体上端部28发生挠变一类的弹性翅曲，因翅曲的复原力而形成密封部。即使采用这样简单构成，也能形成密封性良好的密封部。采用前述密封部，不用O形圈而可获得可靠的密封。而且效果与实施方式1-5相同，即降低构件费用、加工费用，防止杂质混入，以及符合生态环境要求等。

(实施方式7)

在图10中，本实施的方式是，在壳体上端部28的外侧设置向外的凸起28a，该凸起部28a与顶盖凸缘部29抵接。在抵接部，凸缘部29发生向外挠变一类的翅曲，而且，凸起部28a被压向中心方向，由两者的反向力而形成牢固的密封。在该抵接部，这种抵接部的弹性变形比较大，抵接面的面积扩大。因此，其构造简单，但密封牢靠，可获得再现性高的牢固的密封。采用这样的密封构造，不使用O形圈而可获得可靠的密封，且效果与实施方式1-6相同，即降低构件费用、加工费用，防止杂物混入，符合生态环境要求等。

图11A和图11B所示的密封部构造，是前述本发明实施方式7的变形例子。图11A中的密封部是，凸缘部的密封形成部分是球面形或凹状，壳体上端部的凸起部28a突出成球面形。使两者抵接嵌合，形成非常牢固的密封。图11B中，使凸缘部29的端部整体洼陷，在壳体上端部的凸起部抵接的位置形成平面的倾斜面。这种平斜面与球面凸起部的抵接构造能够形成极难受损伤、且耐久性高的密封。

(密封部的密封性评价)

对前述本发明实施方式1-7的各种过滤装置的密封部评价其密封性。

评价方法：用规定的力将顶盖10与壳体11相互压紧形成密封部作评价。密封部的直径是110mm，相互压紧力为1200N。保持顶盖10与壳体11相互压紧的状态并浸没在水槽中，从顶盖10的进口14导入压力为0.1Mpa的氮气，使其从出口15排出。这时可根据各过滤装置的密封部是否泄漏氮气进行评价。

结果：作前述的评价后，可得到所有的过滤装置、即实施方式1~7的任何过滤装置都未发生前述氮气泄漏的评价。

上述对本发明的实施方式作了说明，前述公开的本发明实施方式始终是示例，本发明的范围不限于这些发明的实施方式。本发明的范围以权利要求的范围表示，尤其是包括与权利要求范围所述有均等意思及范围内的所有变更的内容。

Claims (6)

1.一种过滤装置，具备：设有进口(14)和出口(15)、用氟树脂制成的顶盖(10)；装拆自如地安装在所述顶盖上、围住滤芯筒(1)而形成流路壁的壳体(11)；对所述顶盖(10)与所述壳体(11)施力以作紧固的紧固装置(12)，其特征是，

所述顶盖(10)具备设在面对壳体(11)的部分的顶盖密封部(32)，

所述壳体(11)具备与所述顶盖密封部(32)互为相对的壳体密封部(31)，该壳体密封部(31)由于所述紧固装置的施力而直接接触所述顶盖(10)的顶盖密封部(32)，由此形成至少2个密封点。

2.如权利要求1所述的过滤装置，其特征是，所述顶盖密封部和所述壳体密封部延伸成环状，一方是突出的凸部，另一方是与该凸部抵接的凹状槽部，所述顶盖密封部及所述壳体密封部至少是2条圆状密封部。

3.如权利要求2所述的过滤装置，其特征是，所述凹状槽部通过与所述凸部压紧，其宽发生弹性扩展，因其复原力作用而与所述凸部形成所述顶盖密封部或所述壳体密封部。

4.如权利要求1所述的过滤装置，其特征是，所述顶盖密封部及所述壳体密封部，一方是突出的凸部，另一方是被该凸部压紧、发生弹性变形而与凸部形成所述顶盖密封部或所述壳体密封部的承压面。

5.如权利要求4所述的过滤装置，其特征是，形成所述顶盖密封部或所述壳体密封部的承压面是凹形面。

6.如权利要求1所述的过滤装置，其特征是，构成所述过滤装置的滤芯筒及壳体都是由氟树脂制成的。

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