專利名稱：周向褶皺式過濾組件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體過濾領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種具有兩個同心的周向褶皺式介質(zhì)套筒的袋式過濾組件，在這兩個介質(zhì)套筒之間限定接收待過濾流體的環(huán)形通道。
背景技術(shù)：
用于過濾流體的袋式過濾系統(tǒng)在本領(lǐng)域眾所周知。這些過濾系統(tǒng)通常包括圓柱形外殼，該外殼的一端封閉并且其相對端具有可拆卸的蓋子。流入管將待過濾流體輸送到外殼中，已過濾流體通過流出管從外殼中流出。
可更換的袋式過濾器設(shè)置在外殼內(nèi)部，以便于過濾輸送到過濾器的流體。通常，袋式過濾器包括具有敞開上端和封閉底端的過濾介質(zhì)。濾袋被支撐在敞開的網(wǎng)籃或網(wǎng)罩內(nèi)部，而網(wǎng)籃或網(wǎng)罩通常懸掛在外殼內(nèi)部。網(wǎng)籃用于支撐濾袋的介質(zhì)，以便防止介質(zhì)在液體填充濾袋時爆裂。
現(xiàn)有的袋式過濾器存在幾個缺陷。一個缺陷是，濾袋具有較大的滯留體積。因此，取出用過的濾袋非常困難，這是因為濾袋相對較重。充滿的濾袋將重達(dá)30磅，其內(nèi)部可能容納有危害的物質(zhì)，這增加了取出的難度。為了彌補這一狀況，在取出用過的濾袋之前，使用排空氣囊減小其滯留體積。然而，這些氣囊常常不方便操作。
與現(xiàn)有袋式過濾器相關(guān)的另一個缺陷在于，它們提供的有效過濾面積是有限的。由于網(wǎng)籃尺寸的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化，所以增大現(xiàn)有袋式過濾器的有效過濾面積的嘗試受到限制。也就是說，通?？梢垣@得的濾袋有兩個顯著不同的尺寸(#1)7″直徑×16″長度；以及(#2)7″直徑×32″長度。結(jié)果，有效過濾面積的任何增大都受到不能改變過濾器外徑的要求的限制。
在設(shè)計袋式過濾器以使滯留體積最小并且使有效過濾面積最大方面已經(jīng)進行了大量嘗試。舉例來說，美國專利No.4,081,379披露了一種環(huán)形濾袋，其提供比常規(guī)濾袋大的可用表面積。美國專利No.4,863,602和4,877,526披露了一種具有增大的表面積的濾袋，其包括多個包裝的熔噴介質(zhì)的包覆層，而在各層之間設(shè)置有柔性支撐層。Hayward Lofclear 500系列袋式過濾器通過折疊由最終過濾層包裝的預(yù)過濾層而提供了增大的表面積。這些現(xiàn)有技術(shù)中的努力大都達(dá)不到目標(biāo)。
在美國專利No.6,030,531和6,238,560中披露了一種特別有用的袋式過濾組件。在該獨特的過濾組件中，通過提供兩個同心的介質(zhì)套筒而增大了有效表面積，這兩個介質(zhì)套筒在一端連接到敞開的入口蓋上，而在相對端連接到封閉的端蓋上。雙套筒構(gòu)造還使得使用之后留在過濾元件中的流體的滯留體積最小化，從而使得更容易從濾籃/外殼中取出過濾元件。
多年來，圓柱形褶皺式濾筒的設(shè)計也同樣嘗試使可以配合在具有給定外徑的濾筒中的過濾介質(zhì)或表面積的數(shù)量最大化。在標(biāo)準(zhǔn)的徑向褶皺式濾筒中，可圍繞濾筒芯體填塞的褶皺數(shù)量限制了濾筒中可以填塞的過濾介質(zhì)的數(shù)量。結(jié)果，在過濾元件的外周處的相鄰褶皺之間存在大量的空閑空間。
螺旋形褶皺式過濾元件與標(biāo)準(zhǔn)徑向褶皺式過濾元件的相似之處在于，它包括多個以圓柱形構(gòu)造設(shè)置的縱向褶皺。然而，在螺旋形褶皺式過濾器中，褶皺的端部卷起來，以使接近過濾元件外徑處的相鄰褶皺面之間的間隔最小化。在該情況下，褶皺高度顯著大于濾筒芯體的外周與濾筒盒的內(nèi)周之間的距離。結(jié)果，在螺旋形褶皺式過濾器中，外周處的褶皺占據(jù)了在徑向褶皺式過濾元件中通常表現(xiàn)為空閑空間的多余體積。這提供了比標(biāo)準(zhǔn)徑向褶皺構(gòu)造增大的過濾表面積。
將用于提高褶皺式濾筒的有效表面積的技術(shù)應(yīng)用于袋式過濾器將是有益的。這將提供增加的過濾器壽命、更低的壓降并為消費者提供更低的操作成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種有用的新型袋式過濾組件，其包括外側(cè)過濾套筒，其至少部分由多個縱向延伸的褶皺形成；以及內(nèi)側(cè)過濾套筒，其至少部分由多個縱向延伸的褶皺形成。與現(xiàn)有技術(shù)中公知的常規(guī)袋式過濾器相比，該同心的褶皺式過濾套筒顯著增大本發(fā)明的過濾組件的有效表面積。增大的表面積將延長過濾器的壽命，降低壓降并且降低消費者的操作成本。在同心的內(nèi)、外側(cè)過濾套筒之間限定出環(huán)形流體通道，與現(xiàn)有技術(shù)中公知的常規(guī)袋式過濾器相比，該流體通道具有減小的滯留體積。這種滯留體積的減小使得在過濾器超出其可用壽命期限之后容易將過濾組件從外殼中取出。
入口蓋固定在內(nèi)、外側(cè)過濾套筒的第一端，并且具有至少一個與過濾組件的流體通道連通的入口。端蓋固定在內(nèi)、外側(cè)過濾套筒的第二端，并且具有封閉流體通道的端面。在本發(fā)明目前優(yōu)選的實施例中，護套包圍外側(cè)過濾套筒的下游側(cè)，以提供平滑而連續(xù)的表面，從而保護過濾介質(zhì)并且?guī)椭鷮⑼鈧?cè)過濾套筒安裝于網(wǎng)籃中以及從網(wǎng)籃中取出。護套由諸如聚合物網(wǎng)或篩等具有相對較稀孔隙率的材料形成。另外可以想到，可用類似的護套包圍或以其它方式保護內(nèi)側(cè)過濾套筒的下游側(cè)，以進一步幫助將內(nèi)側(cè)過濾套筒安裝于網(wǎng)籃中以及從網(wǎng)籃中取出。
優(yōu)選的是，各過濾套筒包括多個縱向延伸并且周向設(shè)置的弓形褶皺。在本發(fā)明的一個實施例中，任一或兩個過濾套筒的鄰接的周向設(shè)置的弓形褶皺彼此部分重疊褶皺弧長或弓形高度的大約50％至80％。在本發(fā)明的一個實施例中，任一或兩個過濾套筒的鄰接的周向設(shè)置的弓形褶皺彼此周向間隔開。在本發(fā)明的一個實施例中，任一或兩個過濾套筒的周向設(shè)置的弓形褶皺均勻分布。在本發(fā)明的一個實施例中，任一或兩個過濾套筒的周向設(shè)置的弓形褶皺具有相等的弧長。在本發(fā)明的一個實施例中，內(nèi)、外側(cè)過濾套筒的各個周向設(shè)置的弓形褶皺具有徑向外側(cè)褶皺支腿和徑向內(nèi)側(cè)褶皺支腿。通常，徑向內(nèi)側(cè)褶皺支腿的弧長或弓形高度比徑向外側(cè)褶皺支腿的弧長或弓形高度短。
優(yōu)選的是，內(nèi)、外側(cè)過濾套筒都由多層褶皺復(fù)合物形成，該復(fù)合物包括至少一個過濾介質(zhì)層、上游支撐/排泄層以及下游支撐/排泄層。優(yōu)選的是，過濾介質(zhì)選自如下過濾材料的群組，該群組包括任何柔性和可褶皺過濾介質(zhì)，諸如熔噴介質(zhì)、毛氈紙、濕法紙(玻璃纖維)，優(yōu)選的介質(zhì)選自熔噴過濾介質(zhì)和微孔膜。根據(jù)過濾器所應(yīng)用的場合，還可以使用其它過濾材料。
在本發(fā)明的一個實施例中，多層復(fù)合物包括具有相同孔隙率的多個過濾介質(zhì)層。在本發(fā)明的另一個實施例中，多層復(fù)合物包括具有不同孔隙率的多個過濾介質(zhì)層。優(yōu)選的是，多層復(fù)合物的支撐/排泄層由選自如下群組的材料構(gòu)成，該群組包括擠出聚合網(wǎng)狀物或網(wǎng)以及聚合非織造物(即，紡粘等)。根據(jù)過濾器所應(yīng)用的場合，還可以使用其它的支撐/排泄材料。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，入口蓋結(jié)合在外側(cè)過濾套筒和內(nèi)側(cè)過濾套筒上，彈性體密封件可以模制在入口蓋的外周上。端蓋也結(jié)合在外側(cè)過濾套筒和內(nèi)側(cè)過濾套筒上。優(yōu)選的是，內(nèi)側(cè)過濾套筒限定出過濾組件的中心孔，端蓋包括與中心孔連通的中心出口。
在本發(fā)明的一個實施例中，內(nèi)、外側(cè)過濾套筒中至少一者結(jié)合到入口蓋和端蓋的側(cè)面上。在本發(fā)明的另一個實施例中，內(nèi)、外側(cè)過濾套筒中至少一者結(jié)合到入口蓋和端蓋的端面上。
本發(fā)明還涉及這樣一種過濾組件，該過濾組件包括徑向外側(cè)過濾套筒，其由包括多個縱向延伸并周向設(shè)置的弓形褶皺的多層褶皺復(fù)合物形成；以及徑向內(nèi)側(cè)過濾套筒，其與徑向外側(cè)過濾套筒同心地布置，并且由包括多個縱向延伸并周向設(shè)置的弓形褶皺的多層褶皺復(fù)合物形成。內(nèi)側(cè)過濾套筒限定中心孔，在內(nèi)、外側(cè)過濾套筒之間限定環(huán)形通道。入口蓋結(jié)合于內(nèi)、外側(cè)過濾套筒的上端，并且具有至少一個與環(huán)形通道連通的入口。端蓋結(jié)合于內(nèi)、外側(cè)過濾套筒的下端，并且具有封閉環(huán)形通道的端面以及與中心孔連通的中心出口。另外，多孔材料的護套包圍徑向外側(cè)過濾套筒。類似的護套還可以包圍徑向內(nèi)側(cè)過濾套筒的內(nèi)表面。
本發(fā)明還涉及一種過濾系統(tǒng)，包括外殼或壓力容器，其具有內(nèi)腔以及封閉內(nèi)腔的可拆卸式蓋子。流入管將未過濾流體輸送到外殼的內(nèi)腔中，流出管輸送從外殼的內(nèi)腔中流出的已過濾流體。該系統(tǒng)還包括過濾元件，其設(shè)置在外殼的內(nèi)腔中，并且包括同心布置的徑向內(nèi)側(cè)過濾套筒和徑向外側(cè)過濾套筒，各過濾套筒具有多個周向布置的弓形褶皺。在內(nèi)、外側(cè)過濾套筒之間限定環(huán)形通道，用于接收來自外殼的流入管的未過濾流體，內(nèi)側(cè)過濾套筒限定與外殼的流出管連通的中心孔。
入口蓋固定在內(nèi)、外側(cè)過濾套筒的上端，多個入口與環(huán)形通道連通；端蓋固定在內(nèi)、外側(cè)過濾套筒的下端，中心出口與中心孔連通。優(yōu)選的是，入口蓋包括包覆模制的周邊密封面，該密封面用于在將過濾組件裝入外殼中后與外殼的蓋子密封接合。另外，該過濾系統(tǒng)包括用于支撐外殼內(nèi)的過濾組件的有孔籃。
本發(fā)明還涉及一種形成過濾元件的方法，包括如下步驟制備各自具有第一褶皺支腿和第二褶皺支腿的多個豎立褶皺，其中，一個褶皺的第一褶皺支腿與前一褶皺的第二褶皺支腿通過中間褶皺部分連接；將豎立褶皺移動到重疊狀態(tài)，其中，各中間褶皺部分成為前一褶皺的第二褶皺支腿的一部分；以及將重疊的褶皺形成為圓柱形構(gòu)造。制備多個豎立褶皺的步驟包括形成多個豎立褶皺，其具有等高的第一褶皺支腿和第二褶皺支腿，或者具有高度不同的第一褶皺支腿和第二褶皺支腿，其中第一褶皺支腿的高度小于第二褶皺支腿的高度。
制備多個豎立褶皺的步驟包括采用包括至少一個中間褶皺段的中間褶皺部分將一個褶皺的第一褶皺支腿與前一褶皺的第二褶皺支腿相連接。所述中間褶皺部分可以包括兩個中間褶皺段。這些中間褶皺段可以具有相同的長度，或者可以具有不同的長度。優(yōu)選的是，中間褶皺部分的長度小于前一褶皺支腿的高度，更優(yōu)選的是，中間褶皺部分的長度約為前一褶皺支腿的高度的一半。
結(jié)合下面的附圖閱讀下面對于本發(fā)明的詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將可以更容易地理解本發(fā)明的袋式過濾組件的上述以及其它方面。


為了使本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以更容易地理解如何制造并使用本發(fā)明的過濾組件，下面將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明目前優(yōu)選的實施例，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明目前優(yōu)選的實施例構(gòu)成的過濾組件的透視圖，其中，包圍過濾元件的護套的一部分被切除，以便顯示形成過濾元件的內(nèi)側(cè)和外側(cè)周向褶皺式過濾套筒，褶皺式過濾套筒被部分剖切，以便顯示其褶皺構(gòu)造以及限定于套筒之間的流體通道；圖1A是圖1所示褶皺式過濾套筒的局部放大透視圖，其中，分開各個套筒的褶皺的剖面，以便示出形成褶皺復(fù)合物的上游支撐/排泄層、下游支撐/排泄層以及多個介質(zhì)層；圖2是圖1所示過濾組件的頂視圖，示出設(shè)置在過濾組件的上端處的入口蓋的結(jié)構(gòu)特征，該入口蓋包括多個周向間隔開的弓形入口，這些入口允許流體流入限定于褶皺式過濾套筒之間的流體通道；圖2A是本發(fā)明的過濾組件的局部透視圖，與圖2所示敞開的入口蓋相比，該過濾組件包括封閉的入口蓋；圖3是圖1所示過濾組件的底視圖，示出設(shè)置在過濾組件的下端處的端蓋的結(jié)構(gòu)特征，該端蓋包括環(huán)形端面，該環(huán)形端面封閉限定于褶皺式過濾套筒之間的流體通道；圖4是過濾組件的局部放大端視圖，其中，端蓋的一部分被切除，以便顯示內(nèi)側(cè)過濾套筒的褶皺構(gòu)造，內(nèi)側(cè)和外側(cè)過濾套筒的周向設(shè)置的相鄰弓形褶皺彼此鄰靠，因此一個褶皺的頂部跟隨相鄰褶皺的基部；圖5是過濾組件的局部放大端視圖，其中，端蓋的一部分被切除，以便顯示內(nèi)側(cè)過濾套筒的褶皺構(gòu)造，內(nèi)側(cè)和外側(cè)過濾套筒的周向設(shè)置的相鄰弓形褶皺彼此部分重疊；圖6是圖2所示入口蓋的一部分的橫截面圖，該圖沿著圖2中的線6-6截取，示出過濾元件的內(nèi)側(cè)和外側(cè)套筒固定在入口蓋上的方式；圖7是圖3所示端蓋的一部分的橫截面圖，該圖沿著圖3中的線7-7截取，示出過濾元件的內(nèi)側(cè)和外側(cè)套筒固定在端蓋上的方式；圖8是設(shè)置在壓力容器內(nèi)的本發(fā)明的過濾組件的橫截面圖，其中一系列箭頭表示通過過濾組件的流體的方向流路；圖9是用于形成本發(fā)明的周向褶皺的褶皺結(jié)構(gòu)的透視圖，該褶皺結(jié)構(gòu)包括具有等高的第一褶皺支腿和第二褶皺支腿的豎立褶皺，其中，一個褶皺的第一褶皺支腿與前一褶皺的第二褶皺支腿通過扁平的中間褶皺部分連接；圖10是圖9所示褶皺結(jié)構(gòu)的頂視圖；圖11是通過將圖9和圖10的褶皺結(jié)構(gòu)移動到重疊狀態(tài)而形成的周向褶皺的透視圖，其中，各中間褶皺部分成為前一褶皺的第二褶皺支腿的一部分；圖12是用于形成本發(fā)明的周向褶皺的另一種褶皺結(jié)構(gòu)的透視圖，該褶皺結(jié)構(gòu)包括具有等高的第一褶皺支腿和第二褶皺支腿的豎立褶皺，其中，一個褶皺的第一褶皺支腿與前一褶皺的第二褶皺支腿通過中間褶皺部分連接，中間褶皺部分包括兩個等長的中間褶皺段；圖13是圖12所示褶皺結(jié)構(gòu)的頂視圖；圖14是通過將圖12和圖13的褶皺結(jié)構(gòu)移動到重疊狀態(tài)而形成的周向褶皺的透視圖，其中，兩個等長的中間褶皺段變平而成為前一褶皺的第二褶皺支腿的一部分；圖15是圖14所示周向褶皺的頂視圖；圖16是用于形成本發(fā)明的周向褶皺的另一種褶皺結(jié)構(gòu)的透視圖，該褶皺結(jié)構(gòu)包括具有不同高度的第一褶皺支腿和第二褶皺支腿的豎立褶皺，其中，一個褶皺的第一褶皺支腿與前一褶皺的第二褶皺支腿通過中間褶皺部分連接，中間褶皺部分包括兩個不同長度的中間褶皺段；圖17是圖16所示褶皺結(jié)構(gòu)的頂視圖；以及圖18是通過將圖16和圖17的褶皺結(jié)構(gòu)移動到重疊狀態(tài)而形成的周向褶皺的透視圖，其中，兩個不同長度的中間褶皺段變平而成為前一褶皺的第二褶皺支腿的一部分。
具體實施例方式
現(xiàn)在參考附圖，其中相同的附圖標(biāo)記表示本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)元件和/或特征，圖1中示出根據(jù)本發(fā)明目前優(yōu)選的實施例構(gòu)成的過濾組件，其總體上由附圖標(biāo)記10表示。過濾組件10為通常稱為袋式過濾器的一種過濾組件，其優(yōu)選在使用之后可折疊并且容易處置。
參考圖1，過濾組件10包括基本圓柱形的內(nèi)側(cè)過濾套筒12以及基本圓柱形的外側(cè)過濾套筒14。內(nèi)、外側(cè)過濾套筒12、14都至少部分由多個縱向延伸并且周向設(shè)置的弓形褶皺16形成，后面將更詳細(xì)地對此進行描述。褶皺16用于相對于現(xiàn)有技術(shù)的袋式過濾器增大過濾組件內(nèi)有效過濾面積的數(shù)量。有效過濾面積是指在使用中流體可以接觸到的過濾介質(zhì)的數(shù)量。在內(nèi)、外側(cè)過濾套筒12、14之間限定用于容納未過濾流體的細(xì)長環(huán)形通道18，內(nèi)側(cè)過濾套筒12限定過濾組件10的用于輸送流體的中心孔20。
入口蓋22以一定方式固定在內(nèi)、外側(cè)過濾套筒12、14的上端或第一端上，在下面將參考圖6更詳細(xì)地對此進行描述。在圖2中最佳地示出入口蓋22，其包括多個周向設(shè)置的弓形入口24以及中心接入口23。入口24與限定于內(nèi)、外側(cè)過濾套筒12、14之間的環(huán)形通道18連通，以便于未過濾流體進入通道。入口蓋22的中心接入口23適用于并構(gòu)造成安裝或以其它方式密封容納流入管(參見圖8)，該流入管通過過濾組件10的中心孔20，以便將未過濾流體輸送到入口蓋22的入口24。
參考圖2，入口蓋22優(yōu)選由諸如聚丙烯等高強度輕質(zhì)塑料構(gòu)成。為了易于組裝，入口蓋22由兩個不同的結(jié)構(gòu)元件構(gòu)成，即內(nèi)側(cè)本體部分22a和外側(cè)凸緣部分22b。入口蓋22的內(nèi)側(cè)本體部分22a限定非滲透性的環(huán)形端面25，該環(huán)形端面限定中心接入口23。接入口23的尺寸和構(gòu)造做成可以容納流入管，該流入管將未過濾的或未以其它方式進行處理的流體輸送到由入口蓋22所形成的槽。入口蓋22的外側(cè)凸緣部分22b限定與環(huán)形通道18連通的入口24。
在圖2A所示本發(fā)明的另一實施例中，入口蓋122為封閉的或沒有開口的，因此在其端面中沒有中心接入口。在這種情況下，用于將未過濾流體輸送到入口蓋122的入口24的流入管通過支撐過濾組件的外殼的頂部或蓋子與過濾組件連通。
入口蓋22的兩個部件優(yōu)選通過多個鎖定特征的相互作用而機械地固定在一起，這些鎖定特征包括形成于入口蓋22的內(nèi)側(cè)本體部分22a上的多個周向間隔開的接合凸起部27，以及形成于入口蓋22的外側(cè)凸緣部分22b上的多個對應(yīng)凹部(未示出)。另外，雖然圖中未示出，但是一系列弓形凸起部從外側(cè)凸緣部分22b徑向向內(nèi)突出，以便與形成于內(nèi)側(cè)本體部分22a的表面上的對應(yīng)環(huán)形唇緣相接合。還可以采用用于將入口蓋的這兩個部件固定或以其它方式緊固或連接在一起的其它可選手段。另外可以想到，入口蓋22可以形成為單一部件。
入口蓋22的外側(cè)凸緣部分22b還具有徑向外部臺肩22c，如圖6中最佳示出，該臺肩可以包括彈性體包覆模制的密封面29。例如，如圖8中所示，在使用過程中，包覆模制的密封面29改善了過濾組件10的入口蓋22與支撐過濾組件10的外殼之間的密封界面。在共同轉(zhuǎn)讓的美國臨時專利申請No.60/404,111中披露了這種包覆模制的密封件，該專利申請于2002年8月15日提交，標(biāo)題為“Seal ForCollapsible Filter Element(用于可折疊過濾元件的密封件)”，其內(nèi)容以引用的方式并入本文。
再次參考圖1，端蓋26以一定方式固定在內(nèi)、外側(cè)過濾套筒12、14的下端或第二端上，在下面將參考圖7更詳細(xì)地對此時行描述。如圖3中最佳地示出，端蓋26具有非滲透性的環(huán)形端面28，該環(huán)形端面封閉內(nèi)、外側(cè)過濾套筒12、14之間的環(huán)形通道18。端面28防止未過濾流體從過濾組件10流出。另外，端蓋26具有相對較大的中心出口32，該中心出口與由內(nèi)側(cè)過濾套筒12形成的中心孔20連通，以便于已過濾流體從過濾組件10流出，并且允許圖8所示的流入管通過?？梢韵氲讲ㄔ诒景l(fā)明的范圍內(nèi)的是，端蓋26可以由兩個分離的部件形成。這些部件可以按照與入口蓋22的兩個部件相似的方式構(gòu)造并組裝。
繼續(xù)參考圖1，護套30包圍外側(cè)過濾套筒14，并且由諸如聚合物網(wǎng)或篩等具有相對較稀孔隙率的材料形成。護套30通過減小褶皺在網(wǎng)籃側(cè)面上的掛阻而使過濾組件10更易于安裝到網(wǎng)籃(未示出)內(nèi)?？梢韵氲剑瑯宇愋偷淖o套可以在過濾組件10的中心孔20內(nèi)與內(nèi)側(cè)過濾套筒12的徑向內(nèi)表面相連，以便于保護內(nèi)側(cè)過濾套筒12在安裝的過程中不被網(wǎng)籃損壞，并且使其容易取出。
現(xiàn)在參考圖1A，過濾組件10的內(nèi)、外側(cè)過濾套筒12、14都由多層褶皺復(fù)合物形成。該褶皺復(fù)合物結(jié)構(gòu)可以在諸如推桿式打褶機、片式打褶機或齒輪式打褶機等常規(guī)的打褶機上制造而成，或者可以通過常規(guī)的折疊技術(shù)形成。作為選擇，可以想到，褶皺復(fù)合物可以使用這樣的裝置制造，在該裝置中，圍繞以往復(fù)運動或類似方式重復(fù)轉(zhuǎn)位的心軸纏繞或以其它方式形成介質(zhì)。
復(fù)合物優(yōu)選包括一個或多個過濾介質(zhì)層34、上游支撐/排泄層38以及下游支撐/排泄層36。在外側(cè)過濾套筒14中，上游支撐/排泄層38與套筒的徑向內(nèi)側(cè)相連，而下游支撐/排泄層36與套筒的徑向外側(cè)相連。相反，在內(nèi)側(cè)過濾套筒12中，上游支撐/排泄層38與套筒的徑向外側(cè)相連，而下游支撐/排泄層36與套筒的徑向內(nèi)側(cè)相連。
形成內(nèi)、外側(cè)過濾套筒12、14的多層復(fù)合物的上游、下游支撐/排泄層38、36可以由具有合適排泄特性的任何材料構(gòu)成。舉例來說，支撐/排泄層36、38可以為網(wǎng)或篩或多孔織造或非織造片材的形式。網(wǎng)和篩可以具有各種形式，包括經(jīng)常用于高溫過濾應(yīng)用場合的金屬網(wǎng)以及通常用于較低溫度應(yīng)用場合的聚合物網(wǎng)。聚合物網(wǎng)可以為織造網(wǎng)和擠出網(wǎng)的形式?？梢圆捎蒙鲜鋈我环N類型?？梢韵氲?，根據(jù)過濾組件10所應(yīng)用的過濾應(yīng)用場合，內(nèi)、外側(cè)過濾套筒12、14的上游、下游支撐/排泄層38、36可以由相同材料或不同材料構(gòu)成。
可以根據(jù)待過濾的流體以及期望的過濾特性來選擇形成內(nèi)、外側(cè)過濾套筒12、14的多層復(fù)合物的過濾介質(zhì)層34。過濾介質(zhì)可以包括多孔膜(即微孔膜)，或者纖維片或纖維體(即，針刺氈、熔噴纖維或玻璃纖維等)。過濾介質(zhì)可以具有均一的或分級的多孔結(jié)構(gòu)，以及任何合適的有效孔徑，并且可以由諸如天然材料或合成聚合物等任何合適的材料制成。與常規(guī)徑向褶皺式過濾器或螺旋形褶皺式過濾器相比，本發(fā)明的過濾組件可以采用相對較厚的過濾介質(zhì)和支撐/排泄材料，而不減少過濾組件的有效過濾面積。
另外可以想到，過濾介質(zhì)可以包括具有不同過濾特性的兩個或更多個介質(zhì)層，其中一層用作其它層的預(yù)過濾層。在本發(fā)明的一個實施例中，形成內(nèi)、外側(cè)過濾套筒12、14的多層復(fù)合物包括具有相同孔隙率的多個過濾介質(zhì)層34。在本發(fā)明的另一個實施例中，形成內(nèi)、外側(cè)過濾套筒12、14的多層復(fù)合物包括具有不同孔隙率的多個過濾介質(zhì)層34。在這種情況下，在復(fù)合物的上游側(cè)設(shè)置孔隙率更稀(即，截留性更低)的介質(zhì)層，并且，在復(fù)合物的下游側(cè)設(shè)置孔隙率更密(即，截留性更強)的介質(zhì)層。另外可以想到，可以在褶皺式過濾器的過濾套筒12、14的上游側(cè)設(shè)置一個或多個非褶皺介質(zhì)層，這些非褶皺介質(zhì)層的孔隙率比孔隙率最稀的褶皺介質(zhì)層更稀。這些非褶皺介質(zhì)層將用于減小下游褶皺介質(zhì)上的負(fù)荷，從而有助于延長壽命。
另外可以想到并包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)的是，形成過濾套筒12、14的復(fù)合物可以包括層疊到一個或多個支撐/排泄材料層上的一個或多個介質(zhì)層。舉例來說，含氟聚合物介質(zhì)可以層疊到紡粘的聚丙烯支撐/排泄材料上。作為選擇，含氟聚合物介質(zhì)可以層疊到對稱或非對稱的聚丙烯網(wǎng)或網(wǎng)狀物上。使用這種層疊材料具有多個顯著的優(yōu)點，包括庫存、制造和組裝方面的改善。
在本發(fā)明的一個示例性實施例中，形成內(nèi)、外側(cè)過濾套筒12、14的過濾介質(zhì)層34的材料為熔噴的聚丙烯介質(zhì)。形成內(nèi)、外側(cè)過濾套筒12、14的上游支撐/排泄層38的材料為聚合物網(wǎng)，形成內(nèi)、外側(cè)過濾套筒12、14的下游支撐/排泄層36的材料為非織造的紡粘材料。在本發(fā)明的該示例性實施例中，內(nèi)側(cè)過濾套筒12具有約4.750″的內(nèi)徑，外側(cè)過濾套筒14具有約6.687″的外徑。這些尺寸取決于其內(nèi)部布置過濾組件的網(wǎng)籃的尺寸。
可以想到，內(nèi)側(cè)過濾套筒12或外側(cè)過濾套筒14或者兩者的縱向延伸并周向設(shè)置的弓形褶皺16具有相等的弧長。如圖1A所示，各弓形褶皺16具有一對支腿，即徑向內(nèi)側(cè)支腿16a和徑向外側(cè)支腿16b。各弓形褶皺16的兩個支腿16a、16b具有不同的弧長或弓形高度。徑向內(nèi)側(cè)支腿16a的弧長通常比徑向外側(cè)支腿16b的弧長短或小。出于本發(fā)明的公開的目的，相對于徑向內(nèi)側(cè)支腿16a測量各褶皺16的總弓形高度。
在本發(fā)明的一個示例性實施例中，各褶皺16的徑向內(nèi)側(cè)支腿16a的弧長或弓形高度hi為約1.0英寸，各褶皺16的徑向外側(cè)支腿16b的弧長或弓形高度h0為約1.5英寸。在本發(fā)明的另一個示例性實施例中，各褶皺16的徑向內(nèi)側(cè)支腿16a的弧長或弓形高度hi為約0.75英寸，各褶皺16的徑向外側(cè)支腿16b的弧長或弓形高度h0為約1.125英寸。
可以想到，內(nèi)側(cè)過濾套筒12或外側(cè)過濾套筒14或者兩者的鄰接或以其它方式相鄰的周向設(shè)置的弓形褶皺16圍繞內(nèi)、外側(cè)過濾套筒12、14的周長均勻分布。也就是說，褶皺彼此均勻間隔開，從而使得沒有褶皺重疊，例如如圖4所示。換句話說，各褶皺16的頂部或頂端位于鄰接褶皺16的基部或底端處或附近，而不像常規(guī)的徑向褶皺式濾筒那樣，褶皺的基部和頂部彼此徑向間隔開。結(jié)果，過濾組件10的內(nèi)、外側(cè)過濾套筒12、14圍繞各過濾套筒的基本上整個周長具有基本上連續(xù)的徑向厚度tR，該厚度等于褶皺支腿的厚度的三(3)倍。在該情況下，各過濾套筒12、14的周長“C”由下面公式定義C＝hi·N式中，N是形成過濾套筒的褶皺的數(shù)量。
另外可以想到，內(nèi)側(cè)過濾套筒12或外側(cè)過濾套筒14或者兩者的鄰接或以其它方式相鄰的周向設(shè)置的弓形褶皺16彼此部分重疊。如果關(guān)于一個褶皺的徑向內(nèi)側(cè)支腿16a與鄰接褶皺的徑向內(nèi)側(cè)支腿16a的重疊量進行測量，那么，根據(jù)本發(fā)明，內(nèi)側(cè)過濾套筒12或外側(cè)過濾套筒14或者兩者的鄰接或以其它方式相鄰的周向設(shè)置的弓形褶皺16可以彼此重疊褶皺弧長的大約50％至80％。
在圖5所示的一個實例中，內(nèi)、外側(cè)過濾套筒12、14的褶皺16彼此重疊褶皺弧長的大約50％。結(jié)果，內(nèi)、外側(cè)過濾套筒12、14圍繞各過濾套筒的基本上整個周長具有基本上連續(xù)的徑向厚度tR，該厚度等于褶皺支腿的厚度的五(5)倍。在該情況下，各過濾套筒12、14的周長“C”由下面公式定義C＝hi·N·Op式中，N是形成過濾套筒的褶皺的數(shù)量，Op是過濾套筒中兩個相鄰褶皺之間的重疊百分比。
因此，如果各褶皺16的徑向內(nèi)側(cè)支腿16a的弧長或弓形高度hi為約1.0英寸，各褶皺16的徑向外側(cè)支腿16b的弧長或弓形高度h0為約1.5英寸，那么各褶皺16的徑向外側(cè)支腿16b的三分之一弓形褶皺高度或0.5英寸的上游和下游表面露出或者以其它方式與相鄰褶皺支腿的表面不相接觸。同樣，如果各褶皺16的徑向內(nèi)側(cè)支腿16a的弧長或弓形高度hi為約0.75英寸，各褶皺16的徑向外側(cè)支腿16b的弧長或弓形高度h0為約1.125英寸，那么各褶皺16的徑向外側(cè)支腿16b的三分之一弓形褶皺高度或0.375英寸的上游和下游表面露出或者以其它方式與相鄰褶皺支腿的表面不相接觸。
根據(jù)本發(fā)明，過濾套筒12、14中相鄰褶皺16之間的重疊總量OT由下面公式定義OT＝hi·Op參考圖6，如上所述，入口蓋22固定在內(nèi)、外側(cè)過濾套筒12、14的上端。具體地說，過濾套筒12、14的多層復(fù)合物結(jié)構(gòu)采用任何眾所周知的連接方法(例如通過超聲波焊接、熱結(jié)合或以其它方式)固定到入口蓋22上。內(nèi)側(cè)過濾套筒12的上部直接固定到入口蓋22的內(nèi)側(cè)本體部分22a的壁42的外周面上。同樣，外側(cè)過濾套筒14的上部直接固定到入口蓋22的外側(cè)凸緣部分22b的外周壁44上。
參考圖7，如上所述，端蓋26固定在內(nèi)、外側(cè)過濾套筒12、14的下端。具體地說，過濾套筒12、14的多層復(fù)合物結(jié)構(gòu)采用任何眾所周知的連接方法(例如通過超聲波焊接、熱結(jié)合或以其它方式)固定到端蓋26上。內(nèi)側(cè)過濾套筒12的下部直接固定到端蓋26的豎立凸緣壁46的外周面上。同樣，外側(cè)過濾套筒14的下部直接固定到端蓋26的壁48的外周面上。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易認(rèn)識到，如上所述將過濾套筒12、14固定在入口蓋22和端蓋26的外部或外周面上可以更靈活并且以更低的成本進行組裝。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還將認(rèn)識到，通過以上面描述并且示于圖6和圖7中的方式，在過濾組件10的兩端將介質(zhì)層和支撐層焊接、結(jié)合或以其它方式彼此密封，未過濾流體必須流經(jīng)過濾套筒12、14的全部介質(zhì)層。這消除了最后的過濾層產(chǎn)生旁通和過早堵塞的可能性，并且允許使用者獲得本發(fā)明的過濾組件10的最長壽命。在組裝典型的褶皺式濾筒過濾器時，端蓋通常封蓋或其它方式結(jié)合到褶皺的相對端，如果褶皺端部沒有完全裝入則可能產(chǎn)生旁通，本發(fā)明與這種過濾器形成對比。
現(xiàn)在參考圖8，在使用中，本發(fā)明的可折疊袋式過濾組件10設(shè)置在優(yōu)選由金屬制成的有孔籃或罐50內(nèi)。此時，外側(cè)過濾套筒14的周向褶皺16完全由籃50的外部50a支撐并且彼此支撐，因此在使用中不會移動。另外，內(nèi)側(cè)過濾套筒12的周向褶皺16完全由籃50的內(nèi)部50b支撐并且彼此支撐。因此，這些褶皺在使用中不會移動。這產(chǎn)生一致的壓降和更長的過濾器壽命。籃50由具有可拆卸的頂部或蓋子54的外殼或壓力容器52支撐。當(dāng)籃50設(shè)置在外殼50內(nèi)部時，入口蓋22的外臺肩22c上的包覆模制的彈性體密封面29與外殼蓋子54的表面形成密封。另外，一對圍繞壓力容器52的流入管56的上端設(shè)置的O型圈55a、55b密封接合入口蓋22的中心接入口23的周壁。
在工作中，如方向流線所示，流入管56將未過濾流體輸送到入口蓋22所形成的槽中。然后，未過濾流體流過入口蓋22中的多個入口24，并且進入形成于過濾組件10的內(nèi)、外側(cè)過濾套筒12、14之間的內(nèi)部通道18中。在壓力下，流體通過內(nèi)、外側(cè)過濾套筒12、14的褶皺介質(zhì)層，從而進行過濾和處理。然后，如方向流線所示，已過濾流體通過外殼底部的流出管58流出過濾器外殼52。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易認(rèn)識到，圖8所示籃50和外殼52的布置方式為可以應(yīng)用過濾組件10的系統(tǒng)的非限制性實例?？梢韵氲?，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，本發(fā)明的過濾組件10可以用于其它類型的布置方式和系統(tǒng)。
當(dāng)本發(fā)明的袋式過濾組件10超出其使用壽命時，可以容易地從外殼52中取出。在取出之后，過濾組件10可以折疊。通過使入口蓋22朝向端蓋26接近來實現(xiàn)這種折疊。折疊后的過濾組件然后可以廢棄。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將可以認(rèn)識到，與只有一個過濾介質(zhì)套筒的標(biāo)準(zhǔn)袋式過濾器相比，過濾組件10的內(nèi)部通道18的尺寸相對較小。因此，與典型的袋式過濾器相比，與過濾組件10相關(guān)的滯留體積大大減小。較低的滯留體積有助于從外殼52中容易地取出過濾組件10，并且使流體損失最小化，這種流體損失會導(dǎo)致外殼周圍的區(qū)域受到污染。
現(xiàn)在參考圖9和圖10，圖中示出由附圖標(biāo)記200表示的褶皺結(jié)構(gòu)，其用于形成本發(fā)明的過濾組件的內(nèi)、外側(cè)過濾套筒的周向褶皺。褶皺結(jié)構(gòu)200包括豎立褶皺216，各豎立褶皺具有等高的第一褶皺支腿216a和第二褶皺支腿216b。在褶皺結(jié)構(gòu)200中，一個褶皺216的第一褶皺支腿216a與前一褶皺216的第二褶皺支腿216b通過扁平的中間褶皺部分216c連接。
當(dāng)形成本發(fā)明的周向褶皺時，將褶皺結(jié)構(gòu)200的豎立褶皺216移動到圖11所示的重疊狀態(tài)。在該重疊狀態(tài)，各中間褶皺部分216c成為前一褶皺216′的第二褶皺支腿216b的一部分。作為示例，如果各褶皺支腿216a、216b的高度為1.0英寸，中間褶皺部分216c的長度為0.50英寸，那么如圖11所示所產(chǎn)生的各周向褶皺216′將具有弧長為1.0英寸的徑向內(nèi)側(cè)褶皺支腿以及弧長為1.50英寸的徑向外側(cè)褶皺支腿。
現(xiàn)在參考圖12和圖13，圖中示出由附圖標(biāo)記300表示的另一種褶皺結(jié)構(gòu)，其用于形成本發(fā)明的過濾組件的內(nèi)、外側(cè)過濾套筒的周向褶皺。褶皺結(jié)構(gòu)300包括豎立褶皺316，各豎立褶皺具有等高的第一褶皺支腿316a和第二褶皺支腿316b。在褶皺結(jié)構(gòu)300中，一個褶皺316的第一褶皺支腿316a與前一褶皺316的第二褶皺支腿316b通過中間褶皺部分連接，該中間褶皺部分包括兩個等長“1”的中間褶皺段316c和316d。于是，褶皺結(jié)構(gòu)300具有基本上由交替的長、短褶皺構(gòu)成的W形構(gòu)造的形式。
當(dāng)形成本發(fā)明的周向褶皺時，通過朝著箭頭“x”所示的方向移動，使兩個中間褶皺段316c和316d張開、折疊或以其它方式變平。然后將褶皺316移動到重疊狀態(tài)。如圖14和圖15所示，在該重疊狀態(tài)中，兩個中間褶皺段316c和316d成為前一褶皺316的第二褶皺支腿316b的一部分。作為示例，如果各褶皺支腿316a、316b的高度為1.0英寸，各中間褶皺段316c、316d的長度為0.25英寸，那么所產(chǎn)生的各周向褶皺316′將具有弧長為1.0英寸的徑向內(nèi)側(cè)褶皺支腿以及弧長為1.50英寸的徑向外側(cè)褶皺支腿。
可以想到，褶皺結(jié)構(gòu)300的W形構(gòu)造可以用于將過濾套筒的相鄰褶皺表面保持在間隔開的關(guān)系中，從而使得在過濾套筒的大部分軸向長度上這些相鄰褶皺表面不會彼此接觸，因此通過套筒的流動阻力更小。在該情況下，面—面褶皺接觸將主要出現(xiàn)在兩個過濾套筒的相對端部處，在相對端部套筒密封或以其它方式固定在端蓋上。作為選擇，可以想到，W形復(fù)合物所形成的周向褶皺可以使用點焊或類似技術(shù)固定在適當(dāng)位置，從而使得中間褶皺保持在展平的狀態(tài)。
現(xiàn)在參考圖16和圖17，圖中示出由附圖標(biāo)記400表示的另一種褶皺結(jié)構(gòu)，其用于形成本發(fā)明的過濾組件的內(nèi)、外側(cè)過濾套筒的周向褶皺。褶皺結(jié)構(gòu)400包括豎立褶皺416，各豎立褶皺具有第一褶皺支腿416a和第二褶皺支腿416b。在褶皺結(jié)構(gòu)400中，各褶皺416的第一褶皺支腿416a比各褶皺416第二褶皺支腿416b長。另外，一個褶皺416的第一褶皺支腿416a與前一褶皺416的第二褶皺支腿416b通過中間褶皺部分連接，該中間褶皺部分包括兩個不同長度的中間褶皺段416c和416d。優(yōu)選的是，前端中間褶皺段416c的長度小于后端中間褶皺段416d的長度。
中間褶皺段416c、416d是非對稱的，因此沿著較長的后端中間褶皺段416d的長度形成優(yōu)先折疊區(qū)。當(dāng)形成周向褶皺416′時，通過朝著箭頭“x”所示的方向移動，使兩個中間褶皺段416c和416d折疊或以其它方式變平，從而成為前一褶皺416′的第二褶皺支腿416b的一部分，如圖18所示。
盡管上面已經(jīng)參考幾個目前優(yōu)選的實施例描述了本發(fā)明的周向褶皺袋式過濾組件，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易認(rèn)識到，在不脫離所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明進行各種修改或變化。
權(quán)利要求
1.一種過濾元件，包括a)外側(cè)過濾套筒，其至少部分由多個縱向延伸的褶皺形成；b)內(nèi)側(cè)過濾套筒，其至少部分由多個縱向延伸的褶皺形成，在所述外側(cè)過濾套筒與所述內(nèi)側(cè)過濾套筒之間限定通道；c)入口蓋，其固定在所述外側(cè)過濾套筒和所述內(nèi)側(cè)過濾套筒的第一端，并且具有至少一個與所述通道連通的入口；以及d)端蓋，其固定在所述外側(cè)過濾套筒和所述內(nèi)側(cè)過濾套筒的第二端，并且具有封閉所述通道的端面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾元件，其中，所述外側(cè)過濾套筒包括多個周向設(shè)置的弓形褶皺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾元件，其中，所述內(nèi)側(cè)過濾套筒包括多個周向設(shè)置的弓形褶皺。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過濾元件，其中，所述外側(cè)過濾套筒的鄰接的周向設(shè)置的弓形褶皺彼此部分重疊。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的過濾元件，其中，所述內(nèi)側(cè)過濾套筒的鄰接的周向設(shè)置的弓形褶皺彼此部分重疊。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的過濾元件，其中，所述外側(cè)過濾套筒的鄰接的周向設(shè)置的弓形褶皺彼此重疊所述褶皺的弧長的大約50％至80％。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的過濾元件，其中，所述內(nèi)側(cè)過濾套筒的鄰接的周向設(shè)置的弓形褶皺彼此重疊所述褶皺的弧長的大約50％至80％。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過濾元件，其中，所述外側(cè)過濾套筒的鄰接的周向設(shè)置的弓形褶皺彼此周向間隔開。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的過濾元件，其中，所述內(nèi)側(cè)過濾套筒的鄰接的周向設(shè)置的弓形褶皺彼此周向間隔開。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過濾元件，其中，所述外側(cè)過濾套筒的周向設(shè)置的弓形褶皺圍繞所述外側(cè)過濾套筒的周長均勻分布。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的過濾元件，其中，所述內(nèi)側(cè)過濾套筒的周向設(shè)置的弓形褶皺圍繞所述內(nèi)側(cè)過濾套筒的周長均勻分布。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過濾元件，其中，所述外側(cè)過濾套筒的周向設(shè)置的弓形褶皺具有相等的弧長。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的過濾元件，其中，所述內(nèi)側(cè)過濾套筒的周向設(shè)置的弓形褶皺具有相等的弧長。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過濾元件，其中，所述外側(cè)過濾套筒的各個周向設(shè)置的弓形褶皺具有徑向外側(cè)褶皺支腿和徑向內(nèi)側(cè)褶皺支腿，所述徑向內(nèi)側(cè)褶皺支腿的弧長比所述徑向外側(cè)褶皺支腿的弧長短。
15.根據(jù)權(quán)利要求3所述的過濾元件，其中，所述內(nèi)側(cè)過濾套筒的各個周向設(shè)置的弓形褶皺具有徑向外側(cè)褶皺支腿和徑向內(nèi)側(cè)褶皺支腿，所述徑向內(nèi)側(cè)褶皺支腿的弧長比所述徑向外側(cè)褶皺支腿的弧長短。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾元件，其中，所述外側(cè)過濾套筒和所述內(nèi)側(cè)過濾套筒都由多層褶皺復(fù)合物形成，所述復(fù)合物包括至少一個過濾介質(zhì)層、上游支撐/排泄層以及下游支撐/排泄層。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的過濾元件，其中，所述至少一個過濾介質(zhì)層選自如下過濾材料的群組，所述群組包括熔噴過濾介質(zhì)、非織造過濾介質(zhì)、玻璃纖維介質(zhì)以及針刺介質(zhì)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的過濾元件，其中，所述多層褶皺復(fù)合物包括各自具有相同孔隙率的多個過濾介質(zhì)層。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的過濾元件，其中，所述多層褶皺復(fù)合物包括各自具有不同孔隙率的多個過濾介質(zhì)層。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的過濾元件，其中，所述多層褶皺復(fù)合物的支撐/排泄層由選自如下群組的材料構(gòu)成，所述群組包括擠出聚合網(wǎng)狀物、擠出聚合網(wǎng)以及紡粘聚合非織造物。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾元件，其中，所述入口蓋結(jié)合在所述外側(cè)過濾套筒和所述內(nèi)側(cè)過濾套筒上。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾元件，其中，所述端蓋結(jié)合在所述外側(cè)過濾套筒和所述內(nèi)側(cè)過濾套筒上。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾元件，其中，所述入口蓋具有包括內(nèi)側(cè)部分和外側(cè)部分的兩件式構(gòu)造，所述內(nèi)側(cè)過濾套筒結(jié)合在所述入口蓋的內(nèi)側(cè)部分上，所述外側(cè)過濾套筒結(jié)合在所述入口蓋的外側(cè)部分上。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾元件，其中，所述端蓋具有包括內(nèi)側(cè)部分和外側(cè)部分的兩件式構(gòu)造，所述內(nèi)側(cè)過濾套筒結(jié)合在所述端蓋的內(nèi)側(cè)部分上，所述外側(cè)過濾套筒結(jié)合在所述端蓋的外側(cè)部分上。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾元件，其中，在所述入口蓋的外周上模制彈性體密封件。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾元件，其中，所述入口蓋具有封閉的端面。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾元件，其中，所述入口蓋具有敞開的端面。
28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾元件，還包括護套，其包圍所述外側(cè)過濾套筒，并且由具有相對較稀孔隙率的材料形成。
29.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾元件，其中，所述內(nèi)側(cè)過濾套筒限定出過濾組件的中心孔，所述端蓋包括與所述中心孔連通的中心出口。
30.一種過濾元件，包括a)徑向外側(cè)過濾套筒，其由縱向延伸并周向設(shè)置的弓形褶皺形成；b)徑向內(nèi)側(cè)過濾套筒，其與所述徑向外側(cè)過濾套筒同心地布置，并且由縱向延伸并周向設(shè)置的弓形褶皺形成，在所述外側(cè)過濾套筒與所述內(nèi)側(cè)過濾套筒之間限定環(huán)形通道；c)入口蓋，其固定在所述外側(cè)過濾套筒和所述內(nèi)側(cè)過濾套筒的第一端，并且具有至少一個與所述環(huán)形通道連通的入口；以及d)端蓋，其固定在所述外側(cè)過濾套筒和所述內(nèi)側(cè)過濾套筒的第二端，并且具有封閉所述環(huán)形通道的環(huán)形端面。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的過濾元件，其中，所述外側(cè)過濾套筒的鄰接的周向設(shè)置的弓形褶皺彼此部分重疊；所述內(nèi)側(cè)過濾套筒的鄰接的周向設(shè)置的弓形褶皺彼此部分重疊。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的過濾元件，其中，所述外側(cè)過濾套筒的鄰接的周向設(shè)置的弓形褶皺彼此重疊所述褶皺的弧長的大約50％至80％；所述內(nèi)側(cè)過濾套筒的鄰接的周向設(shè)置的弓形褶皺彼此重疊所述褶皺的弧長的大約50％至80％。
33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的過濾元件，其中，所述外側(cè)過濾套筒的鄰接的周向設(shè)置的弓形褶皺彼此周向間隔開；所述內(nèi)側(cè)過濾套筒的鄰接的周向設(shè)置的弓形褶皺彼此周向間隔開。
34.根據(jù)權(quán)利要求30所述的過濾元件，其中，所述外側(cè)過濾套筒的周向設(shè)置的弓形褶皺圍繞所述外側(cè)過濾套筒的周長均勻分布；所述內(nèi)側(cè)過濾套筒的周向設(shè)置的弓形褶皺圍繞所述內(nèi)側(cè)過濾套筒的周長均勻分布。
35.根據(jù)權(quán)利要求30所述的過濾元件，其中，所述外側(cè)過濾套筒的周向設(shè)置的弓形褶皺具有相等的弧長；所述內(nèi)側(cè)過濾套筒的周向設(shè)置的弓形褶皺具有相等的弧長。
36.根據(jù)權(quán)利要求30所述的過濾元件，其中，所述外側(cè)過濾套筒和所述內(nèi)側(cè)過濾套筒都由多層褶皺復(fù)合物形成，所述復(fù)合物包括至少一個過濾介質(zhì)層、上游支撐/排泄層以及下游支撐/排泄層。
37.根據(jù)權(quán)利要求30所述的過濾元件，其中，所述入口蓋和所述端蓋結(jié)合在所述外側(cè)過濾套筒和所述內(nèi)側(cè)過濾套筒上。
38.根據(jù)權(quán)利要求30所述的過濾元件，其中，所述入口蓋和所述端蓋中至少一者具有兩件式結(jié)構(gòu)。
39.根據(jù)權(quán)利要求30所述的過濾元件，其中，在所述入口蓋的外周上模制彈性體密封件。
40.根據(jù)權(quán)利要求30所述的過濾元件，還包括護套，其包圍所述外側(cè)過濾套筒，并且由具有相對較稀孔隙率的材料形成。
41.根據(jù)權(quán)利要求30所述的過濾元件，還包括護套，其覆蓋所述徑向內(nèi)側(cè)過濾套筒的徑向內(nèi)表面，并且由具有相對較稀孔隙率的材料形成。
42.根據(jù)權(quán)利要求30所述的過濾元件，其中，所述內(nèi)側(cè)過濾套筒限定出過濾組件的中心孔，所述端蓋包括與所述中心孔連通的中心出口。
43.一種過濾元件，包括a)徑向外側(cè)過濾套筒，其由包括多個縱向延伸并周向設(shè)置的弓形褶皺的多層褶皺復(fù)合物形成；b)徑向內(nèi)側(cè)過濾套筒，其與所述徑向外側(cè)過濾套筒同心地布置，并且由包括多個縱向延伸并周向設(shè)置的弓形褶皺的多層褶皺復(fù)合物形成，所述內(nèi)側(cè)過濾套筒限定中心孔，在所述外側(cè)過濾套筒與所述內(nèi)側(cè)過濾套筒之間限定環(huán)形通道；c)入口蓋，其固定在所述外側(cè)過濾套筒和所述內(nèi)側(cè)過濾套筒的上端，并且具有至少一個與所述環(huán)形通道連通的入口；d)端蓋，其固定在所述外側(cè)過濾套筒和所述內(nèi)側(cè)過濾套筒的下端，并且具有封閉所述環(huán)形通道的環(huán)形端面以及與所述中心孔連通的中心出口；以及e)多孔護套，其包圍所述徑向外側(cè)過濾套筒。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的過濾元件，其中，所述內(nèi)側(cè)過濾套筒和所述外側(cè)過濾套筒結(jié)合到所述入口蓋和所述端蓋的側(cè)面上。
45.根據(jù)權(quán)利要求43所述的過濾元件，其中，所述內(nèi)側(cè)過濾套筒和所述外側(cè)過濾套筒結(jié)合到所述入口蓋和所述端蓋的端面上。
46.根據(jù)權(quán)利要求43所述的過濾元件，其中，形成所述內(nèi)側(cè)過濾套筒和所述外側(cè)過濾套筒的多層褶皺復(fù)合物包括至少一個過濾介質(zhì)層、上游支撐/排泄層以及下游支撐/排泄層。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的過濾元件，其中，所述至少一個過濾介質(zhì)層選自如下過濾材料的群組，所述群組包括熔噴過濾介質(zhì)以及微孔膜。
48.根據(jù)權(quán)利要求46所述的過濾元件，其中，所述多層褶皺復(fù)合物包括各自具有相同孔隙率的多個過濾介質(zhì)層。
49.根據(jù)權(quán)利要求46所述的過濾元件，其中，所述多層褶皺復(fù)合物包括各自具有不同孔隙率的多個過濾介質(zhì)層。
50.根據(jù)權(quán)利要求46所述的過濾元件，其中，所述多層褶皺復(fù)合物的支撐/排泄層由選自如下群組的材料構(gòu)成，所述群組包括擠出聚合網(wǎng)狀物、擠出聚合網(wǎng)以及紡粘聚合非織造物。
51.一種過濾組件，包括a)外殼，其具有內(nèi)腔以及封閉內(nèi)腔的可拆卸式蓋子，所述外殼包括流入管，其將未過濾流體輸送到所述外殼的內(nèi)腔中；以及流出管，其輸送從所述內(nèi)腔中流出的已過濾流體；以及b)過濾元件，其設(shè)置在所述外殼的內(nèi)腔中，并且包括同心布置的徑向內(nèi)側(cè)過濾套筒和徑向外側(cè)過濾套筒，各過濾套筒具有多個縱向延伸并周向布置的弓形褶皺，其中，在所述內(nèi)側(cè)過濾套筒與所述外側(cè)過濾套筒之間限定環(huán)形通道，該環(huán)形通道用于接收來自所述外殼的流入管的未過濾流體，所述內(nèi)側(cè)過濾套筒限定與所述外殼的流出管連通的中心孔，入口蓋固定在所述內(nèi)側(cè)過濾套筒和所述外側(cè)過濾套筒的上端，并且具有與所述環(huán)形通道連通的多個入口，端蓋固定在所述內(nèi)側(cè)過濾套筒和所述外側(cè)過濾套筒的下端，并且具有與所述中心孔連通的中心出口。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的過濾組件，其中，所述入口蓋包括包覆模制的周邊密封面，所述密封面用于在將所述過濾組件裝入所述外殼中后與所述外殼的蓋子密封接合。
53.根據(jù)權(quán)利要求51所述的過濾組件，其中，所述入口蓋具有敞開的端面，在所述端面中形成有中心接入口，該中心接入口用于與所述外殼的流入管密封接合。
54.根據(jù)權(quán)利要求51所述的過濾組件，其中，所述入口蓋具有封閉的端面。
55.根據(jù)權(quán)利要求51所述的過濾組件，還包括有孔籃，其用于支撐所述外殼內(nèi)的過濾組件。
56.一種形成過濾元件的方法，包括如下步驟a)制備各自具有第一褶皺支腿和第二褶皺支腿的多個豎立褶皺，其中，一個褶皺的第一褶皺支腿與前一褶皺的第二褶皺支腿通過中間褶皺部分連接；b)將所述豎立褶皺移動到重疊狀態(tài)，其中，各中間褶皺部分成為前一褶皺的第二褶皺支腿的一部分；以及c)將重疊的褶皺形成為圓柱形構(gòu)造。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的形成過濾元件的方法，其中，所述制備多個豎立褶皺的步驟包括形成具有等高的第一褶皺支腿和第二褶皺支腿的多個豎立褶皺。
58.根據(jù)權(quán)利要求56所述的形成過濾元件的方法，其中，所述制備多個豎立褶皺的步驟包括形成具有高度不同的第一褶皺支腿和第二褶皺支腿的多個豎立褶皺。
59.根據(jù)權(quán)利要求56所述的形成過濾元件的方法，其中，所述制備多個豎立褶皺的步驟包括形成具有高度不同的第一褶皺支腿和第二褶皺支腿的多個豎立褶皺，所述第一褶皺支腿的高度小于所述第二褶皺支腿的高度。
60.根據(jù)權(quán)利要求56所述的形成過濾元件的方法，其中，所述制備多個豎立褶皺的步驟包括采用包括至少一個中間褶皺段的中間褶皺部分將一個褶皺的第一褶皺支腿與前一褶皺的第二褶皺支腿相連接。
61.根據(jù)權(quán)利要求56所述的形成過濾元件的方法，其中，所述制備多個豎立褶皺的步驟包括采用包括兩個中間褶皺段的中間褶皺部分將一個褶皺的第一褶皺支腿與前一褶皺的第二褶皺支腿相連接。
62.根據(jù)權(quán)利要求56所述的形成過濾元件的方法，其中，所述制備多個豎立褶皺的步驟包括采用包括兩個等長的中間褶皺段的中間褶皺部分將一個褶皺的第一褶皺支腿與前一褶皺的第二褶皺支腿相連接。
63.根據(jù)權(quán)利要求56所述的形成過濾元件的方法，其中，所述制備多個豎立褶皺的步驟包括采用包括兩個長度不同的中間褶皺段的中間褶皺部分將一個褶皺的第一褶皺支腿與前一褶皺的第二褶皺支腿相連接。
64.根據(jù)權(quán)利要求56所述的形成過濾元件的方法，其中，所述制備多個豎立褶皺的步驟包括采用中間褶皺部分將一個褶皺的第一褶皺支腿與前一褶皺的第二褶皺支腿相連接，所述中間褶皺部分的長度小于所述前一褶皺支腿的高度。
65.根據(jù)權(quán)利要求56所述的形成過濾元件的方法，其中，所述制備多個豎立褶皺的步驟包括采用中間褶皺部分將一個褶皺的第一褶皺支腿與前一褶皺的第二褶皺支腿相連接，所述中間褶皺部分的長度約為所述前一褶皺支腿的高度的一半。
全文摘要
本發(fā)明提供一種過濾組件，包括外側(cè)過濾套筒，其至少部分由多個褶皺形成；內(nèi)側(cè)過濾套筒，其至少部分由多個褶皺形成，在所述外側(cè)過濾套筒與所述內(nèi)側(cè)過濾套筒之間限定通道。入口蓋固定在所述外側(cè)過濾套筒和所述內(nèi)側(cè)過濾套筒的第一端，并且具有至少一個與所述通道連通的入口；端蓋固定在所述外側(cè)過濾套筒和所述內(nèi)側(cè)過濾套筒的第二端，并且具有封閉所述通道的端面。本發(fā)明還提供形成這種過濾組件的方法。
文檔編號B01D29/54GK101087638SQ200580039731
公開日2007年12月12日 申請日期2005年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月19日
發(fā)明者布賴恩·L·福爾, 托馬斯·J·哈姆林, 馬赫什·Z·帕特爾, 約翰·L·普萊克, 阿龍·斯皮林 申請人:3M創(chuàng)新有限公司