TW469151B - Filtration cartridge and process for filtering a slurry - Google Patents
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Description
469 15 1
五、發明説明（i) I | 本發明係有關於一種過濾器及一種用於過濾包含粒子或 ;類似泥漿材料的方法。特別有關於一種深層過濾器，以及 丨用於過濾泥漿與包含粒子之混合物及/或譬如為化學機械 丨研磨（C MP )泥漿、如基因突變乳或血清、血液及發酵湯等 丨生物流體之凝膠。 堂_5|_背景 I 一包含固態微粒子成份之液體混合物在本技藝中係稱之 :為一「泥漿J 。固態成份可為包括固態粒子、細胞組成、 凝聚劑、凝膠粒子或類似物等多種材料中的任一種，這些 ί皆可在包括光阻化學製品、生物製藥產物及半導體工業之 研磨材料等許多應用場合中發現到3光阻化學製品成份通 :常包括凝膠以及光阻化學製品在經由切斷、衝擊或老化後 : i ;而形成的凝膠及凝聚塊，這種凝膠及凝聚塊需要在使用這 ;些化學成份之前先行排除。生物藥品之液體成份，譬如細 I胞湯、發酵液體、基因突變乳及其他基因突變液體、血 液、血液成份或其他細菌或動物液體或分泌物，包括整個 細胞、細胞組成、油脂或其他需要在進一步處理並恢復這i 些混合物中所需成份時排除的固體。 | 在此特別關心用於研磨較大型積體電路（VLS I )與超大型 j積體電路（ULSI)元件之CMP中的泥漿混合物。高酸鹼值之 \ —氧化矽CMP泥漿係用於研磨電介體及矽酮化合物層。此 :外’酸性二氧化矽及氧化鋁或金屬/金屬氧化物研磨劑為 :主的泥漿係用於研磨金屬連接線。且⑶？製程係使用一典 | d69 151 五、發明說明（2) 型的粒子重量濃度為1 - 3 0%之次微米級（3 0 - 5 0 0毫微米）研 磨粒子。 商業用CMP泥漿之典型規袼包括固態百分比、酸鹼值、 比重、粒子平均尺寸及一般的（大部份）粒子尺寸分佈。然 而，仍可發現到少數落於規格尺寸分佈以外的少數「大」 粒子（大於1微米）。這些粒子可以為集合體、凝聚塊或凝 膠且可由泥漿之凝聚、沈澱、組織或酸鹼衝擊或局部乾燥 而形成。這些大型粒子及凝聚塊可於CMP製程期間在業經 平坦化之晶圓表面上造成刮痕，並與凝膠結合後造成其他 缺陷。為排除這些較大粒子而實施的泥漿過濾業經證實將 有利於減少晶圓缺陷並提高CMP製程之產量。目前多種過 濾匣結構係用於純化液體，這些匣體結構設計係用來排除 固體、膠狀粒子及有機體。基本兩種用於過濾氣體與液體 之不同型式的過濾匣係深層過濾器（典型的捲繞式）以及表 面或網目過濾器（通常為摺狀）。一深層過濾器主要係用於 排除大多數污物及粒子，典型地係用於一表面或網目過濾 器之上游。一深層過濾器之最重要特徵係其「保持髒物之 能力」或處理能力、壓力降及拘束力。過濾器之設計係容 許污物及粒子因多種介質型式組成之複數層結構而逐步陷 入深層過濾器中。一捲繞式過濾器具有複數層，其中最開 放之介質（最大之微米級拘束等級），即最大孔洞尺寸通常 位於鄰近液體入口之最外層，並將最緊密之介質設置於鄰 近液體出口之核心處，即可因其最小之環繞半徑而具有最 小量之表面積。位於核心處之層因其介質具有最高之壓力
第7頁 4 69 1 5 ¾ 五、發明說明（3) 降及最小量之過濾面積而提供匣體主要之壓力降。又’該 丨層將因其小過濾表面積及最小的微米級拘束等級而明顯地 :降低過濾能力。 目前使用中之深層過濾器係設置於一機殼中並與機殼内 i 壁隔離，因此形成了一位於深層過濾器上游之中空體，該 間隔可容許液體供應導入整個過濾器中或將全部滲透物自 _ 過濾器排除，若未善加維護該間隔即會嚴重限制液體流經 過濾器，這造成習用過濾器單元中一較大之儲水空間。使 丨用這種間隔之一深層過濾器結構會使泥漿中之粒子沈澱於 ：學濾器之上或之中，因此亦不利於過渡一泥襞^如此，將 |造__成過濾器迅速堵塞，特別是使用於低流速的場合中。 包括一較深的過濾材料基床之深層過濾器在承受液體流 :入過濾器基床所造成的壓力時係可壓縮。過濾器基床之壓 丨縮性與過濾器之型式、過濾器之拘束特徵及深層過濾器之 厚度有關，譬如厚的過濾器基床較薄的過濾、器基床更容易 I壓縮。當過濾器基床壓縮時，中空體減少且堵塞之機率將 |升高，造成過遽器一短的使用壽命11此外，過滤床之壓縮 I需要增加供應液體之壓力以保持所需之液體流通速率。這 !些增加壓力的情況提高了液體在過濾器機殼與過濾器基床 i I間之空間中另闢通路的機率。這種自闢通路的現象將造成 I另闢通路之液體不流經過濾器基床且無法將不需要之大型 粒子由液體排除，以致無法滿足需要。
I | 一表面或網目過濾器被視為可實質拘束1 〇〇%粒子或污 ：物。用於表面或網目過濾器之介質因其高的拘束效率而通
第8頁 469151 五、發明說明（4)
常具有一高壓力降及低「保持髒物之能力」或處理能力。 一般用於一表面過濾器之介質包括玻璃或聚合微纖維。依 據尺寸篩選而被排斥之粒子主要係拘束於網目過濾器之表 面上而非過濾器之底層中。小於控制孔洞尺寸之粒子將陷 入表面過濾器之介質令。然而，由於控制了孔洞之結構， 因此提供較深層過濾器更可預期的過濾特性。但因為網目 過濾器將迅速地遭泥漿1f7的固態粒子與凝膠堵塞而並不適 合用於過濾一泥漿D 緣是，亟需提供一種包括用於過濾一泥漿之一深層過濾 ；器的過濾匣，可有效排除不需要之大型固態粒子與凝膠。 ：此外，需提供一種可容許泥漿中一尺寸範圍内之粒子通過 '其中的過濾匣。又，需提供一種其深層過濾器之壓縮經過 •控制的過濾匣，以大致防止深層過濾器壓縮及待過濾之泥 :漿另闢通路。 發明之概述 本發明係有關於一種過濾一泥漿之方法及一用於過濾一 泥漿之過濾匣。該過濾匣具有一以深層過濾器形成之過濾 介質，譬如包括一非編織纖維塊、編織纖維、複數個纖維 氈或類似物之非編織纖維層的一圓筒形無接縫纖維質深層 ：過濾器，或一設置於機殼中且在上游處大致無造成固態粒 :子與待過濾泥漿分離之開放式中空體的捲繞式深層過濾 σσ 過濾介質較佳地係藉由具有一中空部之隔離子分隔成複 1數個深層過濾器區段。該隔離子係用於分隔深層過濾介質
第9頁 469 Ί 5 ^ 五、發明說明（5) 並容許液體流經其中。4使用隔離子可大致降低過濾介質 的壓縮。該隔離子亦可防止在過濾期間沿機殼内壁另闢通 路。在此使用「開放式中空體」一詞係指一處不具有包括 用於形成一深層過濾器之材料的體積，而非指一般在習用 過濾器機殼結構中所遭遇的中空體。 本發明過濾匣之一端係以一具有一液體入口之蓋子密 封，而相對端則以一具有一液體出口之蓋子密封。當過濾 介質為一捲繞式深層過濾器時，其係環繞於一大致延伸匣 體身長的核心。當深層過濾器包括一非編織纖維塊時，係 將其壓縮至所需之拘束效率百分比。深層過濾器亦可包括 一具有複數個過濾介質的層狀過濾器結構，其中每一個皆 具有一經過控制的拘束率百分比。由纖維氈層、捲繞或層 狀之扁平過濾片、編織過濾器或非編織聚合纖維之纖維塊 所形成之深層過濾器層係將纖維以機械式捲繞或交織而互 相固定。本發明之過濾匣可拘束不需要之大型固態粒子與 凝膠並且容許泥漿中一尺寸範圍内之粒子通過其中。 本發明之一目的係提供一種用於過濾一泥漿混合物之過 濾匣，其包括一中空機殼且該機殼又具有一包括一入口之 第一端及一包括一出口之第二端，該中空機殼係塞滿深層 過濾器且該深層過濾器上游處不具有一開放式中空體。 本發明之另一目的係提供一種用於過濾一泥漿混合物之 過濾匣，其包括一中空機殼且該機殼又具有一包括一入口 之第一端及一包括一出口之第二端，該中空機殼係塞滿深 層過濾器且該深層過濾器上游處不具一開放式中空體，並
第10頁 觀 案號 88121183 曰 修正 五、發明說明（幻 且該深層過濾器係由環狀隔離子所分隔之區段形成。 本發明之另一目的係提供一種用於過濾一泥漿混合物之 過濾匣，其包括一中空機殼且該機殼又具有一包括一入口 之第一端及一包括一出口之第二端，該中空機殼係塞滿深 層過濾器且該深層過濾器上游處不具一開放式中空體，且 該深層過濾器係由環狀隔離子所分隔之區段形成。且，機 殼中鄰近機殼端部的内壁具有一個或更多溝槽，端蓋則包 括一個或更多C型環，並且藉由C型環至少部份地配合於一 個或更多機殼中之溝槽内而得以將端蓋固定至機殼。 附圖之簡單說明 圖1 A係本發明之過濾匣的一截面圖。圖1 B係本發明之過 濾匣之另一具體實施例的剖面圖。 圖2係先前技藝之過溏匣的一剖面圖。 圖3係用於本發明深層過濾器之一端蓋之具體實施例的 一部份刹面圖。 圖3A係圖3之端蓋元件的一上視圖。 圖4係圖3之端蓋的一等角視圖。 圖5係用於本發明深層過濾器之一端蓋的具體實施例之 一部份副面圖。 圖6係用於本發明深層過濾器之一端蓋的具體實施例之 一部份剖面圖。 圖7係用於本發明深層過濾器之一端蓋的具體實施例之 一部份剖面圖。 圖8係用於本發明深層過濾器之一端蓋的具體實施例之
O:\61\61616.ptc 第11頁 2001.03.09.011 469 1 5 飞 五、發明說明（7) 一部份剖面圖。 圖9係用於本發明深層過濾器之一端蓋的具體實施例之 一部份剖面圖。 圖1 0係顯示範例一之試驗結果的一圖表。 特殊具體實施例說明 本發明係提供一種過濾匣結構，包括一深層過濾器，其 又包括（a ) —捲繞式深層過濾器，或（b ) —疊積式深層過濾 器，或（c) 一由纖維塊形成之圓筒形無接縫式纖維質深層 過濾器。深層過濾器所具有一沿液體流動方向的之厚度介 於大約1至1 8英吋之間，較佳地係介於大約3至大約1 2英吋 之間，以便在容許所需尺寸範圍内之粒子通過期間時獲致 一對過大粒子之有效拘束。 深層過濾器較佳地包括複數個設置於深層過濾器内，並 將深層過濾器分割成數個區段之環狀隔離子。深層過濾器 區段之厚度對隔離子厚度之比介於大約1. 1 : 1與大約5 : 1之 間，較佳地介於大约1. 5 :丨與大約3 : 1之間。隔離子包括一 具有中空部之環狀物，且隔離子之厚度介於大約0 . 0 1至大 約0. 1 2英吋之間，較佳地介於大約0 . 0 1至0 . 0 7英吋之間。 隔離子提供一在承受供給流體的壓力時大致減少深層過濾 器壓縮之裝置。一提供過濾器區段對隔離子之比大於约5 之隔離子通常無法減少深層過濾器之壓縮。一厚度大於約 0. 1 2英吋之隔離子將因過濾器介質區段之間一大的間隔而 促使固態粒子與一業經過濾之泥漿分離，以致無法符合需 要。在此範例中，可於隔離子之開口中插入或結合一片過
第12頁 4 69 15^ 五、發明說明（8) 濾介質以形成一可供液體流 續的介質。 另’可以不使用隔離子， 有較堅硬之過濾介質，或具 纖維塊形成之一圓筒形無接 的介質中。然而，即使在此 希望能使用隔離子。 本發明之深層過濾器較佳 其中每一個皆具有相同或不 微米級拘束尺寸。在一具體 數個介質（層），其中每一個 寸。微米級拘束尺寸可藉由 而改變。是以，大型粒子將 小之粒子將隨著供給流通過 介質層之穿透率或拘束率以 之粒子穿越過渡匣及出口。 過濾匣的使用壽命較先前技 上游具有一中空體之過濾匣 2 0 0 %。如此，本發明之過遽 卓父少的度體且其成本較先前 百分比與貝他比係計量過濾 貝他比之概念係由奥克拉荷 中心（FPRC)於1 9 70年提出。 油過濾器，爾後許多過濾器 通 整 個 過 濾 器 身 長 之一大致連 特 別 是在 長 度 較 短 之裝置或具 有 — 環 狀 式 深 層 過 滤器或一由 缝 式 纖 維 質 深 層 過 濾器之形式 情 況 下 為 了 達 成 上述優點仍 地 係 包 括 一 個 或 複 數個介質， 相 同 之 — 疊 積 式 深 層過濾器的 實 施 例 中 > 深 層 過 濾器包括複 皆 具 有 不 同 的 微 米 級拘束尺 控 制 纖 維 尺 寸 及/或纖維間隔 拘 束 於 供 給 輸 入 〇 附近，且較 濾 器 而 逐 漸 地 受 到 拘束。控制 使 得 泥 漿 中 一 所 需 粒子範圍内 依 據 本發 明 可 發 現 ，本發明之 藝 中 在 機 殼 内 之 一 深層過濾器 長 至 少 約5 0% 車父佳地至少約 匣 於 ' 特 殊 應 用 例 中容許使用 技 藝 之 過 濾 匣 低 廉 。拘束效率 匣 捕 捉 及 拘 束 粒 子 之能力。該 馬 大 學 (OSU)之流體動力研究 取 初 之 發 展 係 用 於 液壓及潤滑 製 造 薇 調 整 試 驗 以 計算並估計
O:\61\616 丨 0.PTD
第13頁 469 1 5 1 Y^O.S,/ l 案號88121183 仏？年？月 日_修正j_ 五、發明說明（？） 過濾器在含水成分的場合中之性能。貝他比係由流體動力 研究中心（FPRC)定義為供應液體中大於一給定尺寸（X)之 粒子數量除以流出液體中大於相同尺寸之粒子數量。拘束 效率百分比及貝他比皆為用以計算特定粒子尺寸範圍之數 值。 以下公式顯示貝他比與拘束效率百分比之間的關係： 供應粒子數量-流出粒子數量（尺寸X ) 拘束效率百分比=------------------------------X 1 0 0 - 供應粒子數量（尺寸X ) 供應粒子數量（尺寸X ) 貝他比（B)=--------------------- 流出粒子數量（尺寸X) B-1 拘束效率百分比= X 1 0 0
B 100 貝他比（B)=------------------- 1 0 0 -拘束效率百分比 本發明之過濾匣中，深層過濾器之過濾器介質所具有一 最大之微米級拘束較佳地係設置於過濾匣一入口附近。深 層過濾器之過濾器介質所具有一最小之微米級拘束較佳地 係設置於過濾匣出口附近。一過濾器可藉由改變形成過濾 器之纖維尺寸及/或譬如將一過濾器介質片較緊密或較鬆
O:\61\61616.ptc 2001.03.12.014 第14頁 五、發明說明（ίο) 的纏繞於一核心 其微求級拘束特徵…較緊度的方式而得以調整 高之拘束效率百分比。任何中間介質纏繞提供一較 率百分比設置使得輸入泥聚传連ί=介質皆依據拘束效 減小的過濾介質，最後通過且’c微米級拘束逐漸 質。是以，整個過遽£表現：拘==級拘束之過滤： 效率百分比自入口處至出口處遞增：：：分比包括-拘束 用於形成深層過濾器之典型介=勺紅9梯度。 聚乙婦、聚丙烯，及包括麻薩諸塞；=纖維’譬如為
Corporation of Bedf〇rdm提供，
MiLLISTACK+之纖維素/石夕藻土或二氧::ί為 素，及譬如為醋酸纖維素、 夕％合物的纖維 維、聚四氟乙烯（PTFE)之纖维夸-a胺、聚脂、玻璃孅 烷氧基聚合物（PFA)、MFA、氟化^秘物，以及譬如為全氟 類似物之氟聚合物。 匕乙烯—丙烯聚合物（FEP)或 纖維質深層過濾器毋需接 j 成。此深層過遽器之具體實施“；=== 沿液體流通過整個過濾器厚戶 〜及未級拘束特徵 據液體流通過遽器方向上之^声:二f度。可藉由根 過遽介質之中空體積或藉由= f纖維質深層 過濾器方向上之厚度而改變纖唯：J :艮據液體流通 文减維尺寸以得到此一 -具體實施例皆需要製成微米級拘束之梯度二任 得過遽泥聚首^-具有“微米級拘束特徵二度可使 孔洞)之深層過濾益層，並且在導引至出口前遭遇微：$
4 6 9 15 1 :五、發明說明（11) I拘束特徵逐漸縮小（即最小孔洞）之層。無接縫圓筒形深層 I過濾器可藉由任何一種譬如列為參考文獻之美國專利第 3,933,557;4,032,688;4,726,901或4,594,202 號案中所 揭露之習用裝置形成。 典型可依據本發明過濾之泥漿包括CMP泥漿，譬如以二 氧化矽為主之泥漿、以氧化鋁為主之泥漿、以二氧化鈽為 主之泥漿、以鑽石為主之泥漿、以二氧化錳為主之泥漿、 鈦及其他金屬或金屬氧化物之泥漿。此外，可使用本發明 之典型的生物型態過濾器包括具有完整細胞或破裂細胞或 細胞成分、發酵產物、基因突變液體譬如基因突變乳、血 液或一部份血液，或其他包含需要與較小成份分離之大型! 丨成份。
I 一用於形成一回筒形無接縫纖維質深層過濾器之方法， 譬如以多個與旋轉軸心呈一角度安排之孔口將一熔融熱塑 性成份紡成線狀=該孔口係設置於相距心軸複數距離外。：
I 孔口之瓦斯通常係朝著纖維自孔口噴射出之方向以減弱並i
: I .打斷纖維成為分離之數段°纖維係收集並纏繞於心軸上以 形成一通常為螺旋式捲繞之隨機捲繞線狀纖維的圓筒層，； 以形成可自心軸移除之無接縫圓筒。可藉由控制一特定孔： 口組在產生一給定層時輸出纖維之速率來控制一給定層之 微米級拘束特徵，因此可以控制該層中之中空體積。 一第二方法中之圓筒形無接縫纖維質深層過濾器係以一 i種中空體在整個過濾器徑向厚度皆大致相等的方法而形 1
; I 成。中空體在藉由改變整個圓筒形纖維質深層過濾器徑向
第16頁 4 6 9 15 1 五、發明說明（12) 上之.纖維尺寸可得到所需 尺寸產生一具有最小微米 尺寸則產生—具'有最大微 維出〜熔融故塑 一導向一往復旋轉之心軸 心軸上時即將其冷卻至纖 破壞纖維與纖維間八 施予一壓力以在圓筒二 厚度上造成—大致相等之 典型地，圓筒形纖維質 於60%至㈣，且變化不超 係介於大約1.6至16微米丨 成伤亦可具有特定性質， 性]一正或負電荷，或類 捲繞式深層過濾器係藉 以形成一通常為圓筒形結 之孔洞使得一部份深層過 過遽益中或其上之徑向位 位於過；慮匣入口附近的部 之纏繞型深層過濾器，而 級拘束特徵，即最小孔洞 近。任何纏繞型深層過濾 置使得輸入泥漿係連續地 深層過濾器部份，最後通
第17頁 之微米級拘束M _ V果梯度。最小之殲維
級拘束特徵之與，A @ M 、層，而最大之纖維 米級拘束特微之層。藉殲 性成份以形成纖維 维藉由 L瓦=減弱。在收集纖雉於 維相互束缚之溫度以下，以避免 °將冷卻之纖維收集於心軸上竑 接縫纖維質深層過濾器整個徑尚 中空體。 深層過濾器之中空體範圍大約介 過大約1%至2%。典型之纖維+徑 3本發明用於形成深層過濾器之 即具有譬如加強的親水性、疏水 似物質。 由纏繞一個或複數個纖維過濾片 構之接合。過濾片具有不同尺寸 濾器之微米級拘束特徵係為琛層 置的一函數。纏繞型深層過濾器 份包括具有最大微米級拘束特微 纏繞型深層過濾器具有最小微米 尺寸的部份係位於過據g出口附 器之中間部份皆依據孔洞尺寸設 通過微求級拘束特徵逐漸減小之 過具有最小微米級拘束彳寺禮支 之之 4 6 9 161 !五 '發明説明Ο3) 深層過濾器部份。典型用於形成深層過遽器之介質包括上 述用於圊筒形無接縫纖維過濾器之纖維。 深層過濾器可藉由機殼中疊積一個或複數個分離的過遽i 丨片以免除一位於深層過濾器之上游機殼中’可促使粒子自| 丨泥漿分離之開放體。過濾片可具有相同之孔洞尺寸或變化丨 之孔洞尺寸以使一部份深層過濾器之微米級拘束特徵沿機丨 殼之身長變化。當使用具有變化孔洞尺寸之過濾片時，位； :於過濾匣一入口附近疊積過濾>!之部份較佳地具有最大之丨 丨微米級拘束特徵而疊積過濾器具有最小微米級拘束特徵， 即最小孔洞尺寸之部份較佳地係位於過濾器出口附近。你 何過濾器疊積之中間部份皆依據孔洞尺寸設置使得輸入泥| 浆係連績地通過微米級拘束特徵逐漸減小之深層過渡器部 份’最後通過具有最小微米級拘束特徵之深層過濾器部 份=典型用於形成過濾器疊積之介質包括上述用於圓筒形 無接縫纖維過濾器之纖維。 參考圖1A及圖1B，本發明之過濾匣10包括一機殼12及密 合於機殼12之端蓋14與16，且端蓋14與16係以0型環18與 丨20密合於機殼12。圖ία之具體實施例包括隔離子，但圖1β 丨=具體實施例則無。端蓋1 4與丨6可藉由譬如以螺絲鎖至機 殼1 2上方或外側之螺紋表面等任何習用裝置連接至機殼 12。*而盍14具有一入口 24且端蓋16具有—出口 25。機殼12 ； 中之過濾片2 8的複數個疊積係藉由環狀隔離子2 7在端蓋丨4 ： :二U所佔據區域除外之全部機殼丨2身長中相互隔離之。每 !片2 8包括一上述之過濾介質。機殼1 2内部係一開放體。
4 6 9 案號 88121183 月 修正 五、發明說明（/f) 亦即，塞滿由環狀隔離子2 7隔離之過濾片2 8疊層的一開放 式中空體。 參考圊2，先前技藝之過濾裝置30包括一具有一入口 34 及一出口 36之機殼32。一過濾匣38包括一纏繞一中空核心 之深層過濾器4 0 ，一密合於核心4 2、深層過濾器4 0及一出 口 46之端蓋44。每一片48包括如上所述之非編織纖維。機 殼3 2内部包括一中空體3 1。當一泥漿經由過濾匣過濾時， 過濾器將因泥漿之粒子沈澱於深層過濾器鄰近開放式中空 體3 1之暴露表面上而迅速地堵塞。 參考圖3、3 A及4，係顯示本發明較佳之端蓋結構。端蓋 50包括兩個壓縮配合於溝槽53與54中之彈簧C型環52。0型 環55係配合於溝槽56中。當端蓋50設置於機殼12中，容許 C型環52擴張進入如圖3所示之機殼12的溝槽中。可以了解 到，亦能在本發明較佳具體實施例中使用單一 C型環5 2。 此C型環結構提供機殼中防止自機殼洩漏的良好密封。 端蓋50包括一内側底面58，其具有肋60可大致加強液體 供應在本發明深層過濾器結構之表面上均勻分佈。肋6 0最 大之高度6 1係介於大約0 . 2 5至大約1. 0英吋之間，較佳地 介於大約0 . 2 5至大約0 . 5英吋之間。因為此高度足夠小而 能防止固態粒子與待過濾泥漿分離，但可促使輸入泥漿供 應所需的均勻分佈。 參考圖5所示知本發明一第二較佳端蓋結構。端蓋7 0係 由71與72兩部份連接至過濾器機殼73上端組成，而非圖1A 與1 B所示之具體實施例的機殼内部》—彈簧C型環74係壓
O:\61\61616.ptc 第19頁 2001.03. 09.019 469 15 ^ I五、發明說明（15) :縮配合於機殼73鄰近一端之内表面上的溝槽75中。内側蓋 部71係藉由環74固定於溝槽75下方之機殼孔洞中。其亦具 |有一配合於溝槽7 7中之0型環7 6以防止機殼内部之任何洩 漏。外侧蓋部7 2係藉由一介於兩部份間之扣件7 8而固定至 内側部71。内側部71設置於機殼73中後，再將C型環74置 i於機殼中並如圖5所示的容許其擴張至機殼73之溝槽75 内。可以了解到，儘管可使用兩個或將一環剖成兩半使 用，但較佳地係在此裝置中使用一單一C型環74。此C型環 !結構提供機殼中防止自機殼洩漏的良好密封= 内側蓋部71包括一内侧底面79，其具有肋80可壓縮並加 ：強介質81與内側蓋部間之一良好密合，同時提供一小的空 I間以使輸入液體供應於本發明深層過濾器結構之表面上均 ，勻地分佈。肋80最大之高度係介於大約0. 25至大約1. 0英 i !吋之間，較佳地介於大約0 . 2 5至大約0. 5英吋之間。因為 ! !此高度足夠小而能防止固態粒子與待過滤泥漿分離，但可 ' i 1促使輸入泥漿供應所需的均勻分佈。 I 外側蓋部7 2具有一向外延伸超過機殼外徑且沿側邊伸展 '之外端緣82 °其亦具有一用於配合機殼内壁與C型環74之 i上支柱84間的尖端83。
I ; 這種端蓋設計提供許多優點。首先，製造及組裝較為簡 單，同時降低因介質於組裝其間變形（介質之上層皺摺或 ；起皺）而造成液體迂迴的可能性。尖端83可在承受壓力時 I協助防止端蓋組件70彎曲。 圖6係顯示本發明之另一端蓋設計。在此具體實施例之
第20頁 :五、發明說明（16) |端蓋組件90亦為兩部份9 1與92。機殼93具有一向外延伸的 i凸緣94。第一端蓋部91係如圖所示的置於機殼93端部及& 緣94上方，且藉由卡夾或C型環95固定至機殼。外端蓋部 i 92係以扣件配合或其他方式固定於内端蓋部91之上。内端 !蓋部之外部96係一大致與機殼93之凸緣94一同延伸之凸 丨緣。本具體實施例之設計避免了在機殼内壁切削溝槽’而 I仍可提供其他具體實施例之良好密合與壓縮度。 ! 圖7係顯示圖6具體實施例之一變型的另一具體實施例。 |在兩圖式中表示相同項目的組件係使用相同代碼。本具體 i實施例之不同處在於内側蓋部9 1之外緣9 7係大致相等於機 殼之内控，但絕不可大於機殼之内徑，且仍藉由卡央或C |型環95固定於機殼中。 I 圖8係圖5之一變型，在此具體實施例中並無圖5中之尖 I端’而藉由一 C型環1 0 1上較厚且較寬的凸緣丨〇 〇將内側端 丨蓋部102固持於機殼103中’且可防止在承受壓力時内側或 I外侧端蓋部1 0 4產生任何彎曲。此外，肋丨〇 5係自外側端蓋 i部104向下延伸且接觸内側端蓋部1〇2以提供此端蓋設計額 :外之強度與剛性。又，内側端蓋部1 〇 2之内表面1 〇 6係以一 :連續之鰭片組成而非其他具體實施例所示之一實心物。 圖9係圖8之一設計變更，其中外側蓋部丨1 1上之肋1 1 Q並| |不接觸内侧蓋部11 2。内側蓋部1 1 2係一不同於圖8具體實 施例的實心物。 | 最後，亦可使用其他具體實施例將端蓋連接至機殼，譬 ;如在機殼與端蓋上形成螺紋（未顯示）或以熱接合端蓋至機
第21頁 4 6 9 15 1 五、發明說明（ΙΌ |殼（未顯示）。任何此類設計只要能形成一可壓縮深層介質 且可承受任何正常壓力的防漏密合即能夠滿足需要。 範例一 ! 本範例係使用圖1所示之本發明過濾匣，其結果顯示於 |圖1 0中。圖1 0中之本發明過濾匣係以「H D過濾器1、2、 3」表示，並且包括以70個環狀隔離子分隔、高度介於 :0 . 1 0至0. 1 8英吋且總高度為9. 1英吋、並以聚丙烯融噴法 :與紡黏型纖維製成的過濾器區段。控制過濾器1 a及1 b具有 ( 以下之結構：以融喷法或紡黏型纖維形成之一組連續緊密 I結合的纖維並且纏繞於一核心上。控制過濾器2具有以下 ί之結構：以融喷法或紡黏型纖維形成之一組連續緊密結合 i的纖維並且纏繞於一核心上。 丨 經由一過濾匣過濾一包括二氧化矽佔重量百分比1 2%之 I稀釋二氧化矽泥漿。控制過濾器2係於控制過濾器1 a及1 b '堵塞後再上線使用，控制過濾器3則是在控制過濾器2堵塞 後再上線使用。泥漿係以一 2 5 0毫升/分鐘之固定流速，經 由一 2 0加侖之水槽循環於過濾器中。藉由監控穿過每個過 丨濾器產生之壓力降以判斷過濾器之負載程度。當初始之控 1制過濾器（1 a及1 b)堵塞後，即改試驗一第二控制過濾器 (2)以對照本發明之過濾器。第三控制過濾器（3)則於第二 .控制過濾器堵塞後上線使用。 j | 如圖ίο所示，本發明之深層過濾器結構於過濾一泥漿時 丨具有一大約為習用過濾器2. 5倍之使用壽命。
第22頁 4 6 9 1^0. /3 案號88121183 彳σ年 ？月 曰 修正1 五、發明說明（(» 元件 符號簡要說明 10 過濾匣 12 機殼 14 端蓋 16 端蓋 18 0型環 20 0型環 24 入口 25 出口 27 環狀隔 離子 28 過濾片 30 過濾裝 置 31 中空體 32 機殼 34 入口 36 出口 38 過濾匣 40 深層過 遽器 42 核心 44 端蓋 46 出口 48 片 50 端蓋 52 C型環 53 溝槽 54 溝槽 55 0型環 56 溝槽 58 内側底面 60 肋 61 肋60之最大高度 70 端蓋 71 端蓋之部份 72 端蓋之 部份 73 過濾器機殼 74 C型環 75 溝槽 76 0型環 77 溝槽 78 扣件 79 内側底面 80 肋 81 介質 82 外端緣 83 尖端 84 上支柱 90 端蓋組件 9 1 内端蓋 部 92 外端蓋部
O:\61\6l616.ptc 第22a頁 2001.03.12.023 曰 案號 88121183 气〇 年 月 修正 五、發明說明dU) 93 機殼 94 向 外 延 伸 凸 緣 95 C型環 96 内 端 蓋 部 之 外 部 97 外緣 100 較 寬 凸 緣 101 C型環 102 内 端 蓋 部 103 機殼 104 内 側 或 外 側 端 蓋部 105 肋 106 内 表 面 110 肋 111 外 側 蓋 部 112 内側蓋部
O:\61\61616.ptc 第22b頁 2001.03.12.024
Claims (1)
- 4 69 Ί 5 1 t、申請專利範圍 .1. 一種用於過濾一泥漿混合物之過濾匣’包括一中空 機殼，該機殼具有一包括一入口之第一端及一包括一出口 之第二端，該中空機殼係塞滿一深層過濾器且該深層過濾 器上游處不具有一開放式中空體。 2. 如申請專利範圍第1項之過濾匣，又包括該深層過濾 器係由環狀隔離子所分隔之區段所形成。 3. 如申請專利範圍第1項之過濾匣，其中該深層過濾器 區段所包括的一捲繞式過濾器，其包括非編織纖維。 4. 如申請專利範圍第1項之過濾匣，其令該深層過濾器 區段包括一疊積片，且其中每一片包括非編織纖維。 5. 如申請專利範圍第1項之過濾匣，其中該深層過濾器 區段包括將非編織聚合纖維之一纖維塊以機械式捲繞纖維 的方式互相固定。 6. —種用於過渡一泥衆方法，包括將一泥毁通過一塞滿 —深層過遽器之過濾匣，該過遽匣於該深層過遽器之上游 不具一開放式中空體，且可經由該過濾匣取得一經過濾之 泥漿。 7. 如申請專利範圍第6項之方法，又包括該深層過濾器 區段係由環狀隔離子所分隔。 8. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該深層過濾器區 段所包括的一捲繞式深層過濾器係包括非編織纖維。 9. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該深層過濾器區 段包括一疊積片，且其中每一片包括非編織纖維。 1 0.如申請專利範圍第6項之方法，其中該深層過濾器區第23頁 4 69 15 ^ I六、申請專利範圍 丨 ! | 丨段包括將非編織聚合纖維之纖維塊以機械式捲繞纖維的方 式互相固定。 1 1.如申請專利範圍第6、7、8或9項中任一項之方法， 其中該泥漿係選自包括一以二氧化矽為主之泥漿、以氧化 I 銘為主之泥聚、以二氧化錦為主之泥毁、以鑽石為主之泥 | I漿、以二氧化錳為主之泥漿，一細胞湯、一光阻化學製 品、一發酵液體、血液、一血液成份及一基因突變液體的 丨 群組中。 1 2.如申請專利範圍第6、7、8或9項中任一項之方法， 丨 其中該泥漿係選自包括一以二氧化矽為主之泥漿、以二氧 化鈽為主之泥漿、以鑽石為主之泥漿、以二氧化錳為主之 泥漿及以氧化鋁為主之泥漿的群組中。 1 3.如申請專利範圍第6、7、8或_9項中任一項之方法， 其中該泥漿係選自包括細胞湯、一光阻化學製品、一發酵 液體、血液、一血液成份及一基因突變液體的群組中。 1 4.如申請專利範圍第6項之方法，其中該泥漿係基因突 變乳。 ! I 15.如申請專利範圍第2項之過濾匣，其中深層過濾器區丨 丨段之厚度對隔離子厚度之比介於約1.1:1與約5:1之間。 i I 1 6.如申請專利範圍第2項之過濾匣，其中深層過濾器區 段之厚度對隔離子厚度之比介於約1 . 5 : 1與約3 : 1之間。 1 7.如申請專利範圍第1項之過濾匣，又包括機殼於該深 I層過濾器下游處不具有一開放式中空體。 ： ； I 1 8.如申請專利範圍第1項之過濾匣，其中深層過濾器於第24頁 4 6 9 i 5 1 六、申請專利範圍 插入機殼前即預壓縮至其最終長度。 i 1 9.如申請專利範圍第1項之過濾匣，其中端蓋係藉由一 ! ............ i機械裝置固定至機殼。 I 2 0.如申請專利範圍第1項之過濾匣，又包括機殼中鄰近 機殼端部的内壁具有一個或更多溝槽，端蓋則包括一個或 i 更多C型環，並且藉由C型環至少部份地配合於一個或更多 ,機殼中之溝槽内而得以將端蓋固定至機殼。 ! | 21.如申請專利範圍第1項之過遽匣，又包括機殼中鄰近 機殼端部的外壁具有一凸緣，且藉由一C型環將端蓋固定 I至該凸緣。 ； 2 2.如申請專利範圍第1項之過濾匣，又包括以兩個或更 ；多如内侧端蓋部及外側端蓋部的部件所形成之端蓋，並且 機殼中鄰近機殼端部的内壁具有一個或更多溝槽，且藉由 | 一個或更多c型環至少部份地配合於一個或更多機殼中之 :溝槽内而得以至少固定内側端蓋部。 2 3.如申請專利範圍第1項之過濾匣，又包括以兩個或更第25頁
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