CN1826162A - 具有金属端部构件的滤筒及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种滤筒(10)包括过滤元件(20)和耐热的延伸带(40)，该延伸带(40)具有纵向第一边(42)和纵向第二边(44)。该延伸带(40)的第一边(42)连接于该过滤元件(20)的边缘(22)。在第一实施例中，金属铸造端部构件(30)通过将该延伸带(40)的第二边(44)浸入在熔融金属中来形成。该熔融金属随后与埋置在其中的延伸带(40)的第二边(44)凝固在一起。在第二实施例中，延伸带(40)挤压在多孔的内芯(50)上，并且该内芯(50)的端部上焊接有端板(72)。给滤筒(10)设置金属铸造端部构件(30)使得滤筒(10)的抗机械冲击的能力增强并且提高了其最高工作温度。

Description

具有金属端部构件的滤筒及其制造方法
背景技术
众所周知，滤筒(filtration cartridge)已经广泛地用作流体(液体或气体)的清洁工具。例如在气体情况下，滤筒已经有效地替代了由多孔纸或多孔织物制成的滤袋来去除气体中的颗粒。
在工厂中，作业过程的烟尘的处理通常由包括数百个甚至数千个滤袋的除尘器来处理。在本领域中所公知的，当滤袋已充满或已堵塞时必须定期更换新的滤袋。如今，滤袋已逐渐由滤筒所替代，尤其是由设有褶叠过滤元件的筒状滤筒所替代，该褶叠过滤元件由一对能够确保将滤筒良好密封于容器中的端部构件所支撑或支撑在该对端部构件之间。这些滤筒相较滤袋的一个突出优点在于过滤元件的表面积大约为滤袋表面积的3-4倍，这使得具有这些滤筒的除尘器可以处理更多体积的气体。这样除尘器可以更小，或者除尘器在维护或更换前可以使用更长的时间。后一个优点在生产率方面是重要的，因为其使得为维护除尘器而关闭设备的频率降低。
滤筒的选择或设计必须考虑其工作时的最高温度。通常，传统滤筒仅仅适用于温度相对较低的气体。用于温度相对较高气体的滤筒价格相当昂贵，并且在该滤筒能够承的最高气体温度方面依然受到限制。当前，市场上可买得到的滤筒通常用于最高温度为200℃左右的气体。更高的温度将会导致滤筒老化。由于许多工厂产生的烟尘高于此温度，因此这种局限性便导致问题。于是气体进入除尘器之前必须冷却。冷却通常通过将环境空气搀入这些热气体中来实现。遗憾的是，这使得要过滤的气体的体积增加，且由此使得所需滤筒的数目及除尘器的尺寸增加。
在近200℃时通常观察到的传统滤筒的老化大都起源于用于制造端部构件的材料上。这些端部构件通常由聚合材料制成，这些聚合材料加热至200℃以上时会被破坏。在制造这种传统滤筒的过程中，过滤元件的一端浸入设置在模具中的液态聚合材料中直到液态聚合材料凝固。为此所采用的一般聚合材料为环氧化物(epoxy)和聚氨酯(polyurethane)。在温度超过200℃时，这些聚合材料的机械性能降低至相应部件如果受到机械冲击便易于断裂的程度，诸如在滤筒通过反向空气脉冲进行清洁时的情况。
为了提高最高工作温度，试图避免在滤筒中采用聚合材料，已提出将陶瓷材料作为选择。遗憾的是，发现这些陶瓷材料抗机械冲击的能力比聚合材料抗机械冲击的能力更差。
与聚合材料或陶瓷材料相比，金属具有较好的机械性能。然而，主要问题在于如何将金属部件连接于过滤元件上。过滤元件通常是可以承受最高达260℃左右温度的褶叠织物。这个最高温度与大多数金属的熔点相比还是相当低的。例如，铝的熔点在660℃左右。如果将过滤元件的一部分直接浸入熔融的铝中，则这部分将在几秒钟内被破坏。
发明内容
本发明通过提供一种使金属端部构件连接于过滤元件的设计，从而克服现有技术存在的困难和缺点。尤其，这使滤筒具有更高的抗机械冲击能力并承受更高工作温度的能力。
附图说明
本发明的其它方案和优点通过下面结合附图的优选实施例的详细说明来进行阐述或显而易见地呈现，在附图中：
图1示出了根据本发明第一且优选的实施例制造有金属铸造端部构件的滤筒。
图2示出了本发明的第二实施例。
具体实施方式
图1示出了根据本发明优选实施例具有金属端部构件30的滤筒10。图2示出了图1实施例的可选择实施例。应当注意，本发明并不限于所示出的实施例，而且在不脱离所附权利要求范围的情况下还可以设计出许多其它实施例。
滤筒10包括过滤元件20。该过滤元件20通常为多孔织物或其等同物的形式。该过滤元件20通常设置为褶叠的形式以增加总表面积。然而，应当注意，本发明不局限于褶叠过滤元件。过滤元件20最普通的形状为中空筒形状。
滤筒10包括至少一个金属端部构件30，不过时常采用两个金属端部构件30。如果过滤元件20为矩形，则采用四个金属端部构件30。根据本发明，过滤元件20和金属端部构件30通过延伸带(extension band)40相连接。延伸带40具有与过滤元件20的边缘22相连接的纵向第一边42。延伸带40用于增加过滤元件20的长度，并且避免在制造过程中过滤元件20与热金属直接接触。
延伸带40优选为由可层叠的材料所制成的金属薄板带形状。例如这种材料为铝或铝合金、不锈钢或钢。当然也可使用其它材料。不论是何种材料，该材料必须是耐热的，这意味着该材料必须能承受制造过程中所遇到的最高温度。延伸带40的厚度优选在约20μm至500μm之间且宽度在约5mm至150mm之间。该延伸带的宽度主要基于所使用材料的热传导率进行计算。当材料的热传导率较小时，可以使用较小的延伸带。
当过滤元件20具有褶叠的设计时，优选地，在进行褶叠之前将延伸带40与过滤元件20连接。这样，可同时制造过滤元件20和延伸带40的褶皱。
过滤元件20和延伸带40之间的连接可以利用任何合适的连接方法来实现。然而该连接优选地通过缝合来实现，尤其是在过滤元件20由多孔织物制造时更是如此。缝合线24的材料可例如为金属、玻璃纤维、陶瓷或特氟纶(telflon)。当然，也可以使用其它材料。可以使用一条或多条缝合线24。而且，当采用缝合时，延伸带40的第一边42优选与过滤元件20的边缘22重叠。
具有褶叠过滤元件20的中空筒形滤筒10通常同轴地设置有例如金属筒形支撑网的多孔的刚性内芯50。如果过滤元件20自身具有足够的强度，则无需内芯50。然而，内芯50一般认为是多孔的，这意味着流体可以通过内芯或内芯组件之间流动。内芯50通常刚性连接两个端部构件30并且支撑过滤元件20。应当注意，可以采用各种类型的内芯50。例如，该内芯50可以包括多个连接两个金属铸造端部构件30的加长条。不论是何种内芯，其材料必须是耐热的，这意味着该材料必须能承受制造过程中所遇到的最高温度。
在图1所示实施例中的滤筒10的制造过程中，延伸带40的第二边44浸入设置在模具中的熔融金属内，以制成金属铸造端部构件30。熔融金属可以在延伸带40插入之前或之后注入到模具中，随后熔融金属与埋置在其内的延伸带40的第二边44凝固在一起。如果设置有内芯50或其它类型的支撑件，则内芯50或该其它类型的支撑件的一个端部也在熔融金属凝固之前浸入到熔融金属中。
由于每个筒形滤筒10通常具有两个端部构件30，在第一金属铸造端部构件凝固后，再制造第二金属铸造端部构件30。优选地，此时第二延伸带40已经连接于过滤元件20上的相对侧。随后整个滤筒10简单转动，于是第二延伸带40浸入在呈另一量的该熔融金属中。
用于制造金属铸造端部构件30的熔融金属优选包括铝或铝合金。采用铝具有很多优点，例如铝具有相对较低的熔化温度，并且铝质轻且坚固性高。当然，也可以采用其它类型的金属或合金。
如果需要，用于成型金属铸造端部构件30的模具或模具的一部分可以设计成在制造过程完成后保留在滤筒10上。例如该模具可以包括罩60，其中注入熔融金属。在凝固之后，该罩60保留在金属铸造端部构件30的外部，并且与金属铸造端部构件形成一体。这样利于进一步提高滤筒10的机械性能以及提供更好的表面光洁度。优选地，该罩60由诸如钢之类的金属或其它任何金属制成。
图2示出了另一可行实施例。该实施例主要用于具有多孔金属内芯50的筒形滤筒。在本实施例中，与第一实施例类似，延伸带40与过滤元件20缝合。延伸带40挤压到内芯50的相应端部，由此导致该延伸带永久变形。这种变形可使一些类型的延伸带40适当地固持在内芯50上，同时优选地使用金属带70或类似构件来增加抗力。随后在内芯50上焊接金属板72以封闭该相应的端部。尤其是延伸带40能够保护过滤元件20免受焊接产生的热的影响。
可以理解，金属端部构件30的使用使滤筒10的最高工作温度提高并使抗机械冲击的能力增加。这样最高温度变为依赖用于过滤元件20的材料，并且因此，随着新的合适的材料被发现，最高温度将进一步提高。

Claims (35)

1.一种滤筒(10)，其包括：
过滤元件(20)；
耐热的延伸带(40)，其具有纵向第一边(42)和纵向第二边(44)，该第一边(42)连接于该过滤元件(20)的边缘(22)；以及
金属铸造端部构件(30)，该延伸带(40)的第二边(44)埋置在该金属铸造端部构件(30)内。
2.如权利要求1所述的滤筒(10)，其中该延伸带(40)由金属板制成。
3.如权利要求2所述的滤筒(10)，其中该延伸带(40)的厚度在20微米至500微米之间且宽度在5毫米至150毫米之间。
4.如权利要求1至3中任一项所述的滤筒(10)，其中该过滤元件(20)包括多孔织物。
5.如权利要求4所述的滤筒(10)，其中该过滤元件(20)褶叠且形成为中空筒形。
6.如权利要求5所述的滤筒(10)，其还包括共轴地设置在该过滤元件(20)中的刚性耐热的多孔内芯(50)，该内芯(50)的一个端部埋置在该金属铸造端部构件(30)内。
7.如权利要求6所述的滤筒(10)，其中该内芯(50)包括筒形金属支撑网。
8.如权利要求4至7中任一项所述的滤筒(10)，其中该延伸带(40)的第一边(42)与该过滤元件(20)的该边缘(22)重叠且采用至少一条缝合线(24)来与该过滤元件(20)的该边缘(22)连接。
9.如权利要求8所述的滤筒(10)，其中所述缝合线(24)为金属线。
10.如权利要求1至9中任一项所述的滤筒(10)，其中该金属铸造端部构件(30)包括在该延伸带(40)的埋置的第二边(44)上凝固的铝。
11.如权利要求1至10中任一项所述的滤筒(10)，其还包括连接在该金属铸造端部构件(30)上的外罩(60)，该外罩(60)在制造过程中用作熔融金属的模具。
12.一种滤筒(10)，其包括：
过滤元件(20)，其具有两个相对边缘，该过滤元件(20)包括褶叠的多孔织物，该褶叠的多孔织物成中空筒形；
两个金属延伸带(40)，每个金属延伸带具有纵向第一边(42)和纵向第二边(44)，每个延伸带(40)的第一边(42)缝合于该过滤元件(20)的对应边缘(22)并且与对应边缘(22)一起褶叠；
刚性的金属筒形多孔内芯(50)，其共轴地设置在该过滤元件(20)内，该内芯(50)具有两个相对的端部，每一端部与一个相应的延伸带(40)的第二边(44)相邻接；以及
两个金属铸造端部构件(30)，每个金属铸造端部构件(30)内埋置有一个相应的延伸带(40)的第二边(44)和相邻接的该内芯(50)的端部。
13.如权利要求12所述的滤筒(10)，其中每个延伸带(40)的厚度在20微米至500微米之间且宽度在5毫米至150毫米之间。
14.如权利要求12或13所述的滤筒(10)，其中该内芯(50)包括支撑网。
15.如权利要求12至14中任一项所述的滤筒(10)，其中每个延伸带(40)的第一边(42)与该过滤元件(20)的对应边缘(22)重叠并且利用至少一条缝合线(24)与对应边缘(22)连接。
16.如权利要求15所述的滤筒(10)，其中所述缝合线(24)为金属线。
17.如权利要求12至16中任一项所述的滤筒(10)，其中所述金属铸造端部构件(30)包括在所述延伸带(40)的埋置的第二边(44)上凝固的铝。
18.如权利要求12至17中任一项所述的滤筒(10)，其还包括连接在每个金属铸造端部构件(30)上的外罩(60)，每个外罩(60)在制造过程中用作熔融金属的模具。
19.一种在过滤元件(20)的边缘(22)设置金属端部构件(30)的方法，该方法包括：
将耐热的延伸带(40)连接在该过滤元件(20)的边缘(22)，该延伸带(40)具有纵向第一边(42)和纵向第二边(44)；
将该延伸带(40)的第二边(44)埋置在设于模具中的熔融金属内；以及
使该熔融金属与埋置在其内的该延伸带(40)的第二边(44)凝固在一起。
20.如权利要求19所述的方法，其中该延伸带(40)通过将该延伸带(40)的第一边(42)与该过滤元件(20)的边缘(22)重叠且随后将它们缝合在一起而连接在该过滤元件(20)上。
21.如权利要求20所述的方法，其还包括：
在将该延伸带(40)的第二边(44)埋置在该熔融金属中之前，将该过滤元件(20)和该延伸带(40)褶叠。
22.如权利要求21所述的方法，其还包括：
使该褶叠的过滤元件(20)和该延伸带(40)形成中空筒体；
在该筒体中插入刚性耐热的多孔内芯(50)，该内芯(50)具有两个相对的端部；以及
在该熔融金属凝固之前，将该内芯(50)的一端部埋置入该熔融金属中。
23.如权利要求19至22中任一项所述的方法，其中该熔融金属注入在单个模具中，在该凝固的金属上留有该模具的至少一部分。
24.如权利要求19至23中任一项所述的方法，其还包括：
在该过滤元件(20)的第二边缘设置第二延伸带(40)，该过滤元件(20)的第二边缘与其另一边缘(22)相对，该第二延伸带(40)具有纵向第一边(42)和纵向第二边(44)，该第二延伸带(40)的第一边(42)连接在该过滤元件(20)的第二边缘上。
25.如权利要求24所述的方法，其中在该熔融金属凝固之后，该方法还包括：
转动该过滤元件(20)、所述延伸带(40)和该金属铸造端部构件(30)；以及
提供第二金属铸造端部构件(30)，通过将该第二延伸带(40)的第二边(44)浸入熔融金属中并且使该熔融金属凝固以使该第二边(44)埋置其中，从而将该第二金属铸造端部构件连接至该第二延伸带(40)的第二边(44)。
26.一种滤筒(10)，其包括：
中空筒形过滤元件(20)，其具有两个相对边缘；
刚性耐热的多孔内芯(50)，其共轴设置在该过滤元件(20)内，该内芯(50)具有两个相对的端部；
两个耐热的延伸带(40)，其具有纵向第一边(42)和纵向第二边(44)，该延伸带(40)的第一边(42)连接在该过滤元件(20)的相应边缘(22)，该延伸带(40)挤压在该内芯(50)的相对应的端部周围；
两个金属端板(72)，每个金属端板焊接在该内芯(50)的相对应的端部；
由此，所述内芯(50)的端部由所述延伸带(40)和所述端板(72)封闭。
27.如权利要求26所述的滤筒(10)，其中每个延伸带(40)由金属板制成。
28.如权利要求27所述的滤筒(10)，其中该延伸带(40)的厚度在20微米至500微米之间且宽度在5毫米至150毫米之间。
29.如权利要求26至28中任一项所述的滤筒(10)，其中该过滤元件(20)包含多孔织物。
30.如权利要求29所述的滤筒(10)，其中该过滤元件(20)褶叠并且形成为中空筒形。
31.如权利要求30所述的滤筒(10)，其中该内芯(50)包括筒形金属支撑网。
32.如权利要求29至31中任一项所述的滤筒(10)，其中每个延伸带(40)的第一边(42)与该过滤元件(20)的对应边缘(22)重叠并且利用至少一条缝合线(24)来与该过滤元件(20)连接。
33.如权利要求32所述的滤筒(10)，其中所述缝合线(24)为金属线。
34.如权利要求26至33中任一项所述的滤筒(10)，其中该延伸带(40)通过金属带(70)被挤压在该内芯(50)的相对应的端部周围。
35.一种在过滤元件(20)的边缘(22)设置金属端部构件(30)的方法，该方法包括：
将耐热的延伸带(40)连接在该过滤元件(20)的边缘(22)，该延伸带(40)具有纵向第一边(42)和纵向第二边(44)；
将该过滤元件(20)和该延伸带(40)褶叠并且使它们形成中空筒体；
在该筒体中插入刚性金属的多孔内芯(50)；
将该延伸带(40)挤压在该内芯(50)的端部上；以及在该内芯(50)的该端部上焊接端板(72)。
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