專利名稱：用于模制過濾器的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明要求于2009年7月M日提交的英國(guó)專利申請(qǐng)09/1觀80.2(該申請(qǐng)的公開內(nèi)容通過引用納入本文)的優(yōu)先權(quán)，本發(fā)明涉及用于模制纖維過濾器層(例如微纖維過濾器的凝聚層)的方法和設(shè)備。凝聚式過濾器可在一些實(shí)施例中用于從空氣流中除去油滴， 所述空氣流例如但不限于來自油潤(rùn)滑壓縮機(jī)的空氣流或真空泵或在空氣管中的空氣流。
背景技術(shù)：
例如用于除去來自油潤(rùn)滑壓縮機(jī)的輸出端的油的管狀凝聚式過濾器是已知的。在一些實(shí)施例中，這些過濾器具有例如由多孔金屬制成的管狀支撐件，所述管狀支撐件在內(nèi)表面上具有纖維凝聚層而在外表面上具有排放層。在其它實(shí)施例中，凝聚層位于內(nèi)多孔支撐件與外多孔支撐件之間。具有上述構(gòu)造的凝聚式過濾器例如在諸如文獻(xiàn)W089/07484、 EP-B-0177756和WO 2008/125885中有描述，上述文獻(xiàn)的內(nèi)容通過引用納入本文。US-A_4303472(該文獻(xiàn)的內(nèi)容通過引用納入本文)描述并且要求保護(hù)一種用于形成管狀過濾器元件的方法，該方法可提供用于上述目的的效用且包括以下步驟(a)形成呈液體的纖維漿料；(b)在壓力下將漿料引入環(huán)形模制空間頂部，該環(huán)形模制空間限定在中央型芯、與所述型芯間隔開且位于所述型芯外面的豎直圓筒形篩網(wǎng)和支撐件之間，該支撐件限定模制空間下邊界，以使得纖維體在篩網(wǎng)上變得緊密并且液體經(jīng)過篩網(wǎng)從模制空間中排出；(c)通過以一定速度向上移動(dòng)與圓筒形篩網(wǎng)滑動(dòng)接觸的套筒，來逐漸增加圓筒形篩網(wǎng)有效開放區(qū)域的高度，該移動(dòng)速度基本等于纖維體的高度在支撐件上方增加的速度； 禾口(d)從模制空間移出得到的管狀纖維體。在一個(gè)實(shí)際的實(shí)施例中，過濾器元件包括由多孔外支撐片材或者由多孔內(nèi)支撐片材和外支撐片材限制的硼硅酸鹽玻璃微纖維體，該多孔內(nèi)支撐片材和外支撐片材例如是具有45-70%的有效開放區(qū)域的鋼絲網(wǎng)。硼硅酸鹽纖維在混合罐中借助于機(jī)械攪拌而分散于水中，加入例如鹽酸或者硫酸的酸，使PH值為2. 9-3. 1，在該pH值下，分散體是穩(wěn)定的，纖維與水之比為0.01-0. 5wt% (重量百分比)，典型地為0.05wt%。所得到的漿料在典型地為 290-480Pa(6-10p. s. i)的壓力下被引入模制空間中，如上所述進(jìn)行模制。以基本上與纖維體高度增加速度相同的速度逐漸提升套筒，以保持分散相流動(dòng)到纖維體正在堆積的位置， 其后，空氣可經(jīng)過模制元件以減少殘余水量。所形成的過濾器元件被從模制空間中移出、烘干、樹脂浸漬以及被加熱以使樹脂硬化。如原先所公開的，樹脂可以是例如硅樹脂或者環(huán)氧樹脂，而且可以被浸漬在諸如丙酮的溶劑中，但是現(xiàn)在優(yōu)選的是，樹脂應(yīng)該是可被浸漬為含水溶液的酚醛樹脂。用上述方法生產(chǎn)出的成品過濾器元件中的纖維主要被疊層于與分散體流入模制空間中的方向垂直的平面內(nèi)，并且在實(shí)際上可應(yīng)用的整個(gè)成形壓力的范圍內(nèi)存在相同充填模式。該非隨機(jī)的充填模式形成一種過濾器元件，該過濾器元件提供有效深度的過濾以及包括高破裂強(qiáng)度和低壓降的有益性能結(jié)合。模制好的管狀件可與端蓋接合以完成過濾器的形成，并且排放層可被加入。上述方法已經(jīng)被用來例如制造空氣/油分離器，該空氣/油分離器設(shè)計(jì)用于除去在螺桿式或者滑板式壓縮機(jī)中或者在真空泵中產(chǎn)生的水和油霧顆粒，其中所產(chǎn)生的顆粒尺寸處于0. 3-1. 5微米(μ m)范圍內(nèi)，并且還設(shè)計(jì)用于制造在線過濾器，該在線過濾器用于從壓縮空氣流中除去油、水和污染物。用于上述目的的過濾器在本申請(qǐng)人的專利 US-A-5129923中有描述，其公開內(nèi)容也通過引用納入本文。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于在管狀支撐件內(nèi)模制過濾層的一種可替代的模制設(shè)備和方法，所述方法和設(shè)備可在某些實(shí)施例中提供模制的提高的一致性，提供支撐件的軸向成形層的更均勻性，以及通過更好地控制給定過濾器元件中介質(zhì)的重量而在過濾性能方面提供更好的可預(yù)測(cè)性。在一方面，本發(fā)明提供一種用于在管狀支撐件內(nèi)形成纖維層的方法，該方法包括以下步驟(a)提供管狀支撐件；(b)在支撐件的彎曲表面上提供成形網(wǎng)，并且封閉該支撐件的端部以防流體泄漏； 以及(c)將纖維漿從加壓源引入環(huán)形模制空間中，所述環(huán)形模制空間位于回轉(zhuǎn)式模制爆破筒形部件與支撐件的內(nèi)表面之間，所述爆破筒形部件具有沿著其彎曲表面敞開的用于漿料的至少一個(gè)溝槽，收集在成形網(wǎng)內(nèi)的漿料中的纖維用于形成所述纖維層。在另一方面，本發(fā)明提供一種用于在管狀支撐件內(nèi)形成纖維層的設(shè)備，該設(shè)備包括(a)模具，所述模具具有用于管狀支撐件的模制空間；(b)模制空間中的成形網(wǎng)，所述成形網(wǎng)用于覆蓋支撐件的外彎曲表面，所述成形網(wǎng)構(gòu)造成收集纖維并且允許液體通過；(c)頭架端蓋和尾架端蓋，所述頭架端蓋和尾架端蓋用于封閉支撐件的頭架端和尾架端以防止流體泄漏；(d)回轉(zhuǎn)式模制爆破筒形部件，所述爆破筒形部件能延伸到模制空間中以及能從該模制空間縮回，用于與支撐件的內(nèi)彎曲表面限定出用于形成纖維層的環(huán)形空間，爆破筒形部件具有沿其彎曲表面敞開的用于漿料的至少一個(gè)溝槽；(e)驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器連接到爆破筒形部件，用于使爆破筒形部件在模制過程中轉(zhuǎn)動(dòng)；(f)供應(yīng)管線，所述供應(yīng)管線用于將纖維漿料從加壓源供應(yīng)到爆破筒形部件，以流入模制空間并且通過模制空間；(g)抽吸裝置，所述抽吸裝置用于從模制空間抽出流體。使用上述方法或設(shè)備制成的過濾器可以應(yīng)用在很寬范圍的應(yīng)用場(chǎng)合，包括例如用于油霧聚結(jié)的氣體過濾，建筑物空調(diào)和凈化室的空氣過濾。


現(xiàn)在將參考附圖僅僅通過舉例的方式來描述如何實(shí)施本發(fā)明，附圖中圖1是示出了用于模制方法的一個(gè)實(shí)施例中的模制設(shè)備的多孔支撐片材、成形絲和其它部件的分解的等軸測(cè)圖，并且圖Ia是圖1中的模制設(shè)備的爆破筒形成形部件的尾架端的放大的等軸測(cè)圖；圖2是示出了模具的一半和成形管的分解等軸測(cè)圖；圖加是形成圖2中的半模部分的支撐件的等軸測(cè)圖，其中一些板被移除以露出支撐桿，圖2b是類似于圖加的等軸測(cè)圖，但是以部分分解的方式示出了支撐件，而圖2c和圖 2d為各塊板的等軸測(cè)圖；圖3至圖6是模制設(shè)備的各部分在模制方法的連續(xù)狀態(tài)下的等軸測(cè)圖；圖7是示出了控制系統(tǒng)的各方面的簡(jiǎn)化方框圖；以及圖8是示出了模制方法的步驟的簡(jiǎn)化流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及由圓柱形支撐片材和水分散型微纖維來制造過濾介質(zhì)。支撐片材支撐片材10是管狀的，并且可例如由開口面積為45% -70%的鋼絲網(wǎng)制成，或者由其它金屬或塑料制成。微纖維和分散體微纖維可以是例如無(wú)機(jī)纖維，在一些實(shí)施例中為玻璃纖維，尤其是硼硅酸鹽玻璃纖維。然而，可被模制的纖維不限于硼硅酸鹽玻璃微纖維，包括其它水分散型過濾器成形纖維，該水分散型過濾器成形纖維包括聚酯纖維、聚酰胺纖維和其它合成纖維以及硼硅酸鹽或其它玻璃纖維與合成纖維的混合物。分散體可包括水和微纖維，或者可另外地包括樹脂。微纖維由含水分散體模制而成。纖維分散體在水分散介質(zhì)中的穩(wěn)定性可取決于pH 值。例如在硼硅纖維分散體是不穩(wěn)定的并且在窄的PH范圍外絮凝而且也容易受到酸破壞的情況下，對(duì)分散體的PH值的精確控制是期望的。對(duì)于硼硅酸鹽微纖維，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)pH 值期望保持在2. 9-3. 0士0. 1，否則纖維會(huì)形成團(tuán)塊，這使得模制更困難并且降低所得到的過濾器的性能。在多個(gè)實(shí)施例中，纖維與水的比為0.01Wt%-0. 5wt%，例如0. Iwt% (10克 /升)。本申請(qǐng)人的EP-A_1385598(該文獻(xiàn)的公開內(nèi)容通過引用納入本文)公開了通過下述方式可在由漿料模制纖維質(zhì)過濾器元件中獲得提高的一致性提供與一個(gè)或多個(gè)漿料攪拌罐分開的一個(gè)或多個(gè)漿料保存罐，使來自該模制設(shè)備或者每個(gè)模制設(shè)備的含水液體再循環(huán)到蓄水池，該蓄水池還被供給自來水；以及控制設(shè)備中水的總體積，以使得需要加入蓄水池的自來水與已存在于蓄水池中的含水液體的體積相比只有較小的增量，則該蓄水池主要包含已知成分的再循環(huán)含水液體或者包含成分逐漸變化的液體。通過使蓄水池罐中的液體的成分很大程度上已知或者逐漸變化，避免一個(gè)或多個(gè)混合罐中液體成分的急劇變化， 以及可避免用于控制一個(gè)或多個(gè)混合罐中液體成分的系統(tǒng)的不穩(wěn)定性和過度調(diào)節(jié)。此外， 在允許漿料進(jìn)入一個(gè)或多個(gè)保存罐并且被供給到一個(gè)或多個(gè)模制設(shè)備之前，可持續(xù)進(jìn)行混合，直到已經(jīng)確定新制得的漿料混合物具有合適的一致性而且不含纖維聚結(jié)物。在EP-A-0138598的方法中，可通過下述方式來實(shí)現(xiàn)控制提供pH值傳感器和pH值控制電路，該P(yáng)H值傳感器用于浸入含水漿料中，該pH值控制電路用于基于從所述pH值傳感器接收的信號(hào)來監(jiān)控所述混合罐中的含水液體的PH值，該電路被構(gòu)造成使得當(dāng)所述 PH值在目標(biāo)值范圍之外時(shí)，控制電路操作酸或堿供應(yīng)控制閥，以將酸或堿加入模制罐中來調(diào)節(jié)模制罐中含水液體的PH值。對(duì)漿料一致性的進(jìn)一步控制可通過下述方式來實(shí)現(xiàn)提供用于監(jiān)控纖維漿料的一致性和聚結(jié)的濁度傳感器，在所得到的漿料被引入模制空間之前， 微纖維被混合到恒定的濁度。期望操作人員實(shí)時(shí)光學(xué)檢測(cè)混合漿料的一致性，以確定混合已經(jīng)完成以及混合漿料不含纖維聚結(jié)物。由于酚醛樹脂例如在酸中聚合而且不能以pH值2. 9或類似值加入分散體中，穩(wěn)定的微纖維分散體所需的PH值對(duì)于樹脂添加的定時(shí)性來說很重要。在已經(jīng)進(jìn)行模制操作之后，模制過濾器僅可用酚醛樹脂進(jìn)行處理。然而，水溶的熱固性丙烯酸基樹脂粘結(jié)劑可被結(jié)合到耐熱無(wú)機(jī)纖維(例如硼硅酸鹽玻璃微纖維)的含水分散體中，并且所述分散體可被用來模制過濾器元件，隨后，模制好的過濾器元件可被干燥和熱固化。與苯酚-甲醛粘結(jié)劑不同，丙烯酸樹脂提供耐酸粘結(jié)劑，該耐酸粘結(jié)劑可被結(jié)合到所模制的過濾器中，而無(wú)需進(jìn)行模制后的干燥和浸漬步驟，并且可在模制過程之后進(jìn)行固化，以得到例如在油聚結(jié)中具有與苯酚-甲醛粘結(jié)的過濾器類似的物理性質(zhì)和性能但具有改善外觀的過濾器。耐酸樹脂粘結(jié)劑可用于本方法并且結(jié)合到用于模制方法中的微纖維分散體中的樹脂包括無(wú)酚粘結(jié)劑，該無(wú)酚粘結(jié)劑是熱固性丙烯酸基樹脂粘結(jié)劑，其借助于與多官能醇或者其它多官能羧基反應(yīng)性固化劑交聯(lián)而固化。US-A-6071994(HummeriCh，轉(zhuǎn)讓給BASF)(其公開內(nèi)容通過引用納入本文)公開了不含甲醛的含水粘結(jié)劑組合物，其可在本發(fā)明的過濾器中用作粘結(jié)劑。可以用于本發(fā)明的方法中的一種優(yōu)選樹脂是Acrodur DS 3530 (BASF)，其是改性聚羧酸以及多元醇作為交聯(lián)組分的水溶液，以及所提供樹脂的固體含量為50wt%，pH值為2. 5-4，分子量為約12，000以及在23°C時(shí)布氏粘度為150-300mPa. S。進(jìn)一步優(yōu)選的樹脂是Acrodur 950L(BASF)，其是類似的，但是pH值為3. 5，分子量為約80，000以及在 23°C時(shí)布氏粘度為600-4000mPa. s。已經(jīng)規(guī)定在與180°C—樣低的溫度下進(jìn)行交聯(lián)，建議溫度為200°C，而且它是取代聚羧酸的水溶液。它包含作為交聯(lián)劑的多元醇。聚羧酸是羧化的丙烯酸聚合物，而多元醇是三乙醇胺。該制劑呈現(xiàn)為在水中含50%固體的溶液、具有 1000-4500cps的粘度，比重為1. 2。它可根據(jù)所期望的過濾器機(jī)械性能例如以約40-80克 /公升的濃度用于分散體中，分散體中樹脂濃度對(duì)于所制得的過濾器介質(zhì)壓降的影響較小。 考慮到樹脂使用的經(jīng)濟(jì)性，來自模制過程的廢棄含水液體可再循環(huán)到分散體形成容器中。 Acrodur樹脂的固化溫度一般為130°C和200°C?？捎糜诒景l(fā)明的過濾器和方法中的另一組樹脂在US-A-5318990 (Strauss等， Owens-Corning)中有描述，該文獻(xiàn)的公開內(nèi)容通過引用納入本文，這些樹脂基于由聚羧基聚合物、單體三元醇和催化劑制成的水溶液。這些樹脂被公開為用作玻璃纖維的粘結(jié)劑， 該粘結(jié)劑在未固化時(shí)具有低粘度，而在固化時(shí)具有結(jié)構(gòu)剛度。US-A-593^89 (Arkens等， Rohm & Haas)(該文獻(xiàn)的公開內(nèi)容通過引用納入本文)公開了無(wú)甲醛組合物，其可在本發(fā)明的過濾器中用作粘結(jié)劑，但其基本上不要求存在加速劑并且可在較低的溫度下進(jìn)行交聯(lián)。 包括 US5977232 (Arkens)、US6136916 (Arkens)、US6274661 (Chen，轉(zhuǎn)讓給 Owens Corning
8Fiberglass)、US6331，350 (Taylor，Johns Manvilie),US6699945(Chen,Owens Corning)在內(nèi)的其它參考文獻(xiàn)公開了合適的無(wú)甲醛粘結(jié)劑樹脂，它們的公開內(nèi)容通過引用納入本文。 更多合適的樹脂在 US-A-6146746 (Reck,轉(zhuǎn)讓給 BASF)、US-A-6099773 和 US_A_6^9936 中公開，它們的公開內(nèi)容也通過引用納入本文。US-A-6221973 (Arkens)(該文獻(xiàn)的公開內(nèi)容通過引用納入本文)公開了可以在本發(fā)明的過濾器和方法中用作粘結(jié)劑的組合物，該組合物基于(a)包含至少兩個(gè)羧酸基、酸酐基或其鹽類的多元酸，和(b)包含至少兩個(gè)羥基的多元醇，其在一個(gè)實(shí)施例中包含高活性多元醇而沒有含磷加速劑?；钚宰阋栽试S不使用含磷加速劑的多元醇可用于下述組合物中，該組合物包含(a)包含至少兩個(gè)羧酸基、酸酐基或其鹽類的多元酸，以及(b)包含至少兩個(gè)羥基的高活性多元醇；其中所述羧酸基、酸酐基或其鹽類的當(dāng)量數(shù)與所述羥基的當(dāng)量數(shù)的比為約1/0. 01到約1/3，其中該羧基、酸酐基或其鹽類與固定的堿中和到小于約30% 的程度。該組合物可以用作由玻璃纖維或者其它耐熱纖維組成的非紡織織物的粘結(jié)劑。合適的高活性多元醇包括β-羥烷基酰胺，例如雙[Ν，Ν-二(β-羥乙基)]己二酰胺，雙[N， N-二(β-羥丙基)]壬二酰胺，雙[Ν，Ν-二(β-羥丙基)]己二酰胺，雙[Ν，Ν-二(β-羥丙基)]戊二酸酰胺、雙[N，N-二(β-羥丙基)]琥珀酰胺，以及雙[N-甲基-Ν-(β-羥乙基)]草酰胺。使用下述的方法制備模制的過濾器管，其中硼硅酸鹽玻璃纖維分散在水中，水通過加入硫酸而調(diào)整成PH值為2. 9-3. 1，而且含有約80g/l的Arcodur 950L。在其它實(shí)施例中，Acrodur或其它水分散型熱固化樹脂的濃度可以在40_150g/l的范圍內(nèi)且可以在大于 80g/l-150g/l的范圍內(nèi)。在酸/樹脂中的纖維懸浮物具有與纖維/酸分散體類似的模制特征，并且是可模制的。模制好的過濾器管在200°C下被加熱90分鐘以除去水并固化樹脂。 所得到的過濾器管形成為成品凝聚式過濾器，該過濾器可相對(duì)于在相似條件下用酚醛/后處理模制成的可提供對(duì)照物的相似過濾器管進(jìn)行評(píng)價(jià)。丙烯酸酯-模制過濾器的油-濕潤(rùn)壓降和冷啟動(dòng)壓降與使用酚醛樹脂的對(duì)照物相當(dāng)，以及丙烯酸酯-模塑過濾器的油攜帶在遇到油氣溶膠時(shí)與使用酚醛樹脂的對(duì)照過濾器相當(dāng)。模制設(shè)備和方法在圖1和圖2中，多孔金屬圓筒或支撐件10可裝配在一對(duì)半模內(nèi)，這一對(duì)半模在徑向平面沿支撐件縱向分開，而且如箭頭38、40所示可朝向支撐件徑向運(yùn)動(dòng)和徑向運(yùn)動(dòng)離開支撐件。每個(gè)半模(圖2和圖幻包括模制半箱50，該模制半箱具有形成有半圓形切口 56、 60的頭架端壁M和尾架端壁58。每個(gè)半模支撐由不銹鋼成形絲構(gòu)成的半篩網(wǎng)12、14，該半篩網(wǎng)14可與半模一起運(yùn)動(dòng)，并且半篩網(wǎng)14被半模徑向支撐，以如箭頭42、44所示朝向支撐件和離開支撐件10。每個(gè)半篩網(wǎng)由多孔的不銹鋼絲網(wǎng)片材形成，使得液體和氣體能通過該半篩網(wǎng)但微纖維被留住，如在圖2中最好地看到的，半篩網(wǎng)具有由徑向凸緣17界定的半柱面形模制表面15，該徑向凸緣終止于返回凸緣(return flange) 19。每根成形絲12、14裝配到相應(yīng)的可透過液體的支撐件18上并由該可透過液體的支撐件支撐，該可透過液體的支撐件包括多塊板，每塊板沿徑向定向并與其相鄰的一塊或多塊板軸向分開很短距離，并且被構(gòu)造成接納成形絲12或14，所述板被成形以便一起限定出用于半篩網(wǎng)的凹形模制面的半圓柱形支撐表面20、22。成形篩網(wǎng)12、14和支撐件18、20通過螺栓52或其它緊固件保持在相應(yīng)的模箱51內(nèi)。如從圖加和圖2b中看到的，支撐件18包括不銹鋼板18b，所述不銹鋼板在1 處開孔以使支撐桿18a從其中穿過，支撐桿還帶有分隔墊圈18c，該分隔墊圈用于保持這些板處于緊密間隔開的關(guān)系。大部分板形成為單件，如圖2c中示例性示出的板18h，但一些板被分成上半部分18e和下半部分18f (圖2d)，在上半部分和下半部分之間限定出用于脫模銷的通路18g，當(dāng)模制操作過程完成時(shí)，該脫模銷可操作以將支撐件從半模中推出。位于半模內(nèi)的抽吸腔由所述半模的內(nèi)表面、支撐件18、20的間隔開的板和成形絲 12、14限定。用于含水液體的抽吸管62和用于空氣的抽吸管64從抽吸腔通往流體回收罐和/或廢物站。模制的過濾器將具有內(nèi)-外流型。在模制過程中，微纖維凝聚層或其它過濾層通過具有大致圓柱形主體30的模制爆破筒形部件而形成在支撐件10內(nèi)，該圓柱形主體的直徑小于支撐件10的內(nèi)直徑并且其能如箭頭34所示運(yùn)動(dòng)到支撐件10中和從支撐件中抽出。 在模制過程中，凝聚層形成于在主體30與支撐件10之間限定的環(huán)形空間內(nèi)。用于含水微纖維分散體的縱向溝槽32延伸主體30的長(zhǎng)度，并且形成有沿主體的長(zhǎng)度延伸并穿過主體的圓柱面敞開的開口。如在圖Ia最好地看到的，溝槽32在其底部比在其嘴部寬，從而使微纖維分散體可沿溝槽自由流動(dòng)，并且使微纖維分散體在模制過程中通過該嘴部的流出流量在分散體被引入的頭架端與尾架端之間的差異最小。為了進(jìn)一步減小分散體流出量的差異以及因此減小在過濾器的縱向模制凝聚層方面的差異，支撐件10和模制爆破筒形部件被水平定向而不是豎向定向。在US-A-4303472的方法中，因?yàn)樵谀Ｖ七^程中支撐件的豎向方位，微纖維在模制過程開始時(shí)被供應(yīng)的壓力與在模制過程結(jié)束時(shí)的壓力存在由于重力引起的若干厘米或數(shù)十厘米的壓差，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這導(dǎo)致在模制凝聚式過濾器時(shí)沿其長(zhǎng)度出現(xiàn)了性能差異的風(fēng)險(xiǎn)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中單個(gè)模制溝槽能夠滿足需要，但是在其頭架端處，支承件M安裝到主體30上，而在其尾架端處連接有具有中心支承凹部觀的端蓋26 ο如在圖3中看到的，機(jī)器主體具有平臺(tái)70、72，所述平臺(tái)載有雙作用氣壓缸和引導(dǎo)桿組件51，其用于將半模保持在水平姿態(tài)并使它們朝向支撐件10運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)離開支撐件。 在圖3中，較近的半模被移走以露出提升臺(tái)或V形板74和在下面的引導(dǎo)件和雙作用氣壓缸機(jī)構(gòu)，該引導(dǎo)件和雙作用氣壓缸機(jī)構(gòu)用于將主體10升高到與模制線的凹形模制面對(duì)齊以及與爆破筒形部件對(duì)齊。如圖3所示，模制爆破筒形部件和尾架76都從模制空間縮回，尾架還可如箭頭所示軸向運(yùn)動(dòng)。組件51包括可動(dòng)的支撐組件53，該可動(dòng)的支撐組件承載可通過可轉(zhuǎn)動(dòng)夾陽(yáng)可松開地固定就位的半模50。在圖4中，爆破筒形部件完全延伸到支撐件10內(nèi)，其中爆破筒形部件的主體30基本在支撐件的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸并且其端蓋觀與支撐件的尾架端對(duì)準(zhǔn)。支承件M和0形密封圈25與頭架端壁M對(duì)準(zhǔn)，它們和該頭架端壁一起形成密封，并且盤形件60接觸頭架端壁M以限制爆破筒形部件的前進(jìn)。支承件M的直徑大致等于支撐件10的外徑，支承件接觸并封閉支撐件的頭架端，以防止通過爆破筒形部件輸送的微纖維懸浮體和空氣或其它氣體在模制過程中從支撐件10的頭架端泄漏。爆破筒形部件被承載在活動(dòng)平臺(tái)90上并且可通過馬達(dá)84和驅(qū)動(dòng)帶86轉(zhuǎn)動(dòng)，支承件M保持靜止。其它驅(qū)動(dòng)裝置(例如齒輪、齒帶或鏈條驅(qū)動(dòng)器)也可用于將來自馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給爆破筒形部件，或者爆破筒形部件可直接通過液壓或流體(例如壓縮空氣)驅(qū)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(未示出)設(shè)置用于將平臺(tái)90和其所承載的部件朝向模制空間運(yùn)動(dòng)或者運(yùn)動(dòng)離開模制空間。這樣的機(jī)構(gòu)可以是氣動(dòng)的、液壓的或者可以借助于機(jī)械驅(qū)動(dòng)(如馬達(dá)和鏈條驅(qū)動(dòng)器或齒輪)。含水微纖維懸浮體可通過懸浮體供應(yīng)管路80和充氣室82供給到爆破筒形部件，且空氣或其它氣體可通過也通向充氣室 82的管路88供應(yīng)。尾架76也已經(jīng)前進(jìn)，以使得直徑大致等于支撐件10的外徑的端部盤形件78接觸并封閉支撐件的尾架端，以防止通過爆破筒形部件供應(yīng)的微纖維懸浮體和空氣/ 氣體從支撐件的尾架端泄漏。在模制過程中，端部盤形件78安裝在半模內(nèi)，其中尾架76延伸穿過由尾架端板58中的半圓形凹槽60限定的開口，端部盤形件封閉該開口。盤形件78 的盲面(blind face)設(shè)有凸耳，該凸耳安裝到爆破筒形部件端蓋沈的支承凹部觀中，以便為爆破筒形部件提供尾架支承。應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，在一個(gè)可替代實(shí)施例中，尾架支承可通過在爆破筒形部件端蓋26上設(shè)置凸耳而在尾架端盤形件78的盲面上設(shè)置支承凹部來形成。在另一個(gè)實(shí)施例中，在模制過程中，爆破筒形部件被支撐成在其頭架端和尾架端轉(zhuǎn)動(dòng)，這減小模制過程中的振動(dòng)和磨損，以及減小模制過程中的不規(guī)律性。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(未示出)設(shè)置用于使尾架76及其所承載的尾架盤形件78朝向模制空間運(yùn)動(dòng)或者運(yùn)動(dòng)離開模制空間。這樣的機(jī)構(gòu)可以是氣動(dòng)的、液壓的，或者可借助于機(jī)械驅(qū)動(dòng)(諸如馬達(dá)和鏈條驅(qū)動(dòng)器或齒輪)。在爆破筒形組件和尾架已經(jīng)接觸支撐件10之后，如在4和圖5中看到的，平臺(tái)或 V形板74下降，半模通過氣缸33和可滑動(dòng)引導(dǎo)件53圍繞支撐件10封閉，使得成形線12、 14接觸支撐件10的外表面，在端壁M、58處形成對(duì)支承件M和尾架76的端密封，還通過在相對(duì)的半模中的模制線的面17之間的鄰接形成模制空間的縱向密封，并且如果需要的話，沿半模之一的上邊緣和下邊緣擠壓由橡膠或其它彈性體材料制成的縱向密封來形成模制空間的縱向密封。爆破筒形組件隨后以50-150轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)動(dòng)，優(yōu)選以60轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)動(dòng)，在爆破筒形組件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，含水纖維分散體通過供應(yīng)管路80和充氣室62被泵送到爆破筒形部件中，并沿著在支撐件10內(nèi)的整個(gè)環(huán)形模制空間通過溝槽32的嘴部排出，以將纖維層堆積在支撐件10內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，纖維是分散在水中的硼硅酸鹽玻璃纖維，水通過加入硫酸而調(diào)節(jié)成PH值為2. 9-3. 1并且含有大約80克/升的Arcodur 950L或其它水分散型熱固性丙烯酸樹脂或其它樹脂。纖維通過成形線12、14被截留，而不含纖維的流體在支撐件18、 20的板之間被抽到半模內(nèi)，不含纖維的流體通過抽吸管線62、64從半模中抽出。在由繞支撐件10封閉半模的氣壓缸所施加的壓力下，環(huán)繞半模和半模之間的密封避免了在模制操作過程中纖維分散體的大量泄漏。在支撐件10內(nèi)已經(jīng)形成纖維層之后，空氣可從加壓氣源流經(jīng)管路80、88和充氣室82，以排出殘余水并降低微纖維層的水含量。其中形成有微纖維過濾層的支撐件10的移出是先前描述的操作的反操作。打開半模，升高支撐板74，取出魚類形部件和尾架，以及移出支撐件10以進(jìn)行干燥和固化。在一個(gè)實(shí)施例中，模制好的過濾器管隨后在約180-200°C或者甚至在高于例如200°C的溫度下被加熱例如大約90分鐘，以去除殘留水并固化樹脂。所形成的過濾器管在一個(gè)實(shí)施例中可被成形為成品凝聚式過濾器，該成品凝聚式過濾器表現(xiàn)出低的油濕潤(rùn)壓降和低的冷啟動(dòng)壓降，以及在遇到例如來自壓縮機(jī)或真空泵的油霧時(shí)表現(xiàn)出低的油攜帶性能。在多個(gè)實(shí)施例中，上述設(shè)備通過例如基于微控制器100(圖7)被自動(dòng)控制。該微控制器與以下器件有接口半模打開/閉合控制器51 ‘；空氣控制器88'，該空氣控制器包括閥和相關(guān)聯(lián)的控制線路，用于啟動(dòng)和關(guān)閉向
11模制爆破筒形部件的空氣供應(yīng)；漿料控制器80'，該漿料控制器包括閥和相關(guān)聯(lián)的控制線路，用于啟動(dòng)和關(guān)閉向模制爆破筒形部件的漿料供應(yīng)；馬達(dá)控制器84'，該馬達(dá)控制器用于啟動(dòng)、保持和停止爆破筒形部件的轉(zhuǎn)動(dòng)；平臺(tái)驅(qū)動(dòng)器74'，該平臺(tái)驅(qū)動(dòng)器在一些實(shí)施例中可包括氣動(dòng)缸、位置傳感器74〃 和相關(guān)聯(lián)的控制線路，用于使平臺(tái)74在與模制位置一致的位置和縮回的裝載/卸載位置之間運(yùn)動(dòng)；頭架驅(qū)動(dòng)器90'，該頭架驅(qū)動(dòng)器與平臺(tái)90和平臺(tái)所載有的部件相關(guān)聯(lián)并且與頭架位置傳感器90"相關(guān)聯(lián)，用于推進(jìn)和縮回平臺(tái)90 ；以及尾架驅(qū)動(dòng)器76'，該尾架驅(qū)動(dòng)器與尾架和尾架所載有的部件相關(guān)聯(lián)并且與尾架位置傳感器76 “相關(guān)聯(lián)，用于推進(jìn)尾架和從模制位置收回尾架。在一個(gè)實(shí)施例中，可以在微控制器100的控制下執(zhí)行在圖8以簡(jiǎn)化形式示出的操作順序。應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，用于執(zhí)行圖8中的流程圖的指令可以存儲(chǔ)在微控制器100的存儲(chǔ)器中或者與該微控制器相關(guān)聯(lián)。在流程圖中，模制通過將新的支撐件供應(yīng)到平臺(tái)74開始。這可以是手動(dòng)操作，但在實(shí)際中通常是將新的支撐件從儲(chǔ)存室或儲(chǔ)藏室自動(dòng)供給到平臺(tái)74，支撐件可從儲(chǔ)存室或儲(chǔ)藏室一個(gè)接一個(gè)地分配。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述描述是非限制性的，在不背離本發(fā)明的情況下可進(jìn)行多種改變。
權(quán)利要求
1.一種用于在管狀支撐件內(nèi)形成纖維層的方法，所述方法包括以下步驟(a)提供管狀支撐件；(b)在支撐件的彎曲表面上提供成形網(wǎng)，并且封閉該支撐件的端部以防流體泄漏；以及(c)將纖維漿從加壓源引入環(huán)形模制空間中，所述環(huán)形模制空間位于回轉(zhuǎn)式模制爆破筒形部件與支撐件的內(nèi)表面之間，所述爆破筒形部件具有沿著其彎曲表面敞開的用于漿料的至少一個(gè)溝槽，收集在成形網(wǎng)內(nèi)的漿料中的纖維用于形成所述纖維層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述管狀支撐件由多孔金屬制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述支撐件在成形過程中被大致水平定向。
4.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，在所述模制爆破筒形部件的頭架端處的支承構(gòu)件支撐所述爆破筒形部件旋轉(zhuǎn)，而且所述支承構(gòu)件構(gòu)造成當(dāng)將爆破筒形部件插入支撐件時(shí)接觸并封閉支撐件的頭架端面，以減少或防止在模制過程中漿料在支撐件的頭架端處泄漏。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，尾架移動(dòng)盤形件以接觸支撐件的尾架端，盤形件被配置成封閉支撐件的端面以減少或防止?jié){料在模制過程中從支撐件的端面泄漏
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，兩個(gè)半模繞支撐件可分離地閉合以允許模制支撐件，每個(gè)半模帶有具有半圓柱形成形表面的成形網(wǎng)，所述半圓柱形成形表面在所述兩個(gè)半模閉合時(shí)接觸支撐件的曲面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，每個(gè)半模包括用于成形網(wǎng)的支撐板，所述支撐板沿徑向定向并且以緊密間距陣列沿縱向間隔開，支撐板之間的間距允許漿料的液體從成形網(wǎng)流出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，每個(gè)半模包括抽吸箱，所述支撐板和成形網(wǎng)固定在抽吸箱內(nèi)，抽吸管線從抽吸箱弓I出，在所述兩個(gè)半模圍繞支撐件閉合時(shí)，抽吸箱的頭架端板和尾架端板分別密封到支承構(gòu)件和尾架。
9.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，所述爆破筒形部件以50-150轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)動(dòng)。
10.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，當(dāng)漿料的引入完成時(shí)，通過該爆破筒形部件引入壓縮空氣，以用于移除多余液體和/或減少纖維層中的含水量。
11.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，所述漿料是玻璃纖維的含水漿料。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述漿料具有硼硅酸鹽玻璃微纖維。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，其中，保持漿料處于適度的酸性pH值。
14.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，其中，保持漿料大約3的pH值。
15.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，所述漿料還包括一些量的粘結(jié)劑樹月旨，在模制所述過濾器且固化之后，粘結(jié)劑樹脂有效地用作所述纖維層的粘結(jié)劑。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述粘結(jié)劑樹脂是水分散型熱固性丙烯酸樹脂。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的方法，其中，所述粘結(jié)劑是固化下述樹脂的產(chǎn)物包括(a)含重量單位為5-100%的從烯屬不飽和酸酐或者從其羧基能夠形成酐基的烯屬不飽和二羧酸獲得的聚合物，和(b)具有至少兩個(gè)羥基的單體三元醇或鏈烷醇胺。
18.根據(jù)權(quán)利要求15-17中任一項(xiàng)所述的方法，所述方法還包括將支撐件從模制空間移出的步驟，和加熱支撐件以干燥所述纖維層并固化樹脂的步驟。
19.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，所述方法還包括將排放層添加在支撐件的外側(cè)上。
20.—種參考附圖基本如上文所述的并且如附圖所示的用于在管狀支撐件內(nèi)形成纖維層的方法。
21.一種用于在管狀支撐件內(nèi)形成纖維層的設(shè)備，所述設(shè)備包括(a)模具，所述模具具有用于管狀支撐件的模制空間；(b)模制空間中的成形網(wǎng)，所述成形網(wǎng)用于覆蓋支撐件的外彎曲表面，所述成形網(wǎng)構(gòu)造成收集纖維并且允許液體通過；(c)頭架端蓋和尾架端蓋，所述頭架端蓋和尾架端蓋用于封閉支撐件的頭架端和尾架端以防止流體泄漏；(d)回轉(zhuǎn)式模制爆破筒形部件，所述爆破筒形部件能延伸到模制空間中以及能從該模制空間縮回，用于與支撐件的內(nèi)彎曲表面限定出用于形成纖維層的環(huán)形空間，爆破筒形部件具有沿其彎曲表面敞開的用于漿料的至少一個(gè)溝槽；(e)驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器連接到爆破筒形部件，用于使爆破筒形部件在模制過程中轉(zhuǎn)動(dòng)；(f)供應(yīng)管線，所述供應(yīng)管線用于將纖維漿料從加壓源供應(yīng)到爆破筒形部件，以流入模制空間并且通過模制空間；和(g)抽吸裝置，所述抽吸裝置用于從模制空間抽出流體。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述模制空間大致水平定向。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的設(shè)備，其中所述頭架端蓋包括位于模制爆破筒形部件的頭架端處的支承構(gòu)件，所述支承構(gòu)件構(gòu)造成支撐爆破筒形部件轉(zhuǎn)動(dòng)并且在爆破筒形部件插入模制空間時(shí)接觸并封閉支撐件的頭架端面，以在模制過程中減小或防止?jié){料在支撐件的頭架端處泄漏；和用于將爆破筒形部件和支撐件推進(jìn)到模制空間中和將它們從模制空間中縮回的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中，所述尾架端蓋包括用于接觸支撐件的尾架端的尾架構(gòu)件，所述尾架構(gòu)件構(gòu)造成封閉支撐件的端面，以在模制期間減少或防止?jié){料從支撐件的端面處泄漏；和用于將尾架構(gòu)件推進(jìn)到模制空間以接觸支撐件和將尾架構(gòu)件從模制空間縮回的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的設(shè)備，所述設(shè)備包括第一半模和第二半模，當(dāng)所述第一半模和第二半模接觸時(shí)限定出模制空間，每個(gè)半模帶有具有半圓筒形成形表面的成形網(wǎng)，當(dāng)?shù)谝话肽：偷诙肽＝佑|時(shí)所述半圓筒形成形表面限定出模制空間的彎曲表面；和引導(dǎo)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于推進(jìn)所述第一半模和第二半模接觸和用于移開所述第一半模和第二半模以打開模制空間。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中每個(gè)半模包括用于所述成形網(wǎng)的多塊支撐板，所述支撐板沿徑向定向并且以緊密間距陣列沿縱向間隔開，支撐板之間的間距允許漿料的液體從成形網(wǎng)流出。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的方法，其中，每個(gè)半模包括 抽吸箱，所述支撐板和成形網(wǎng)固定在抽吸箱內(nèi)；從抽吸箱引出的抽吸管線；和抽吸箱的頭架端板和尾架端板，當(dāng)所述第一半模和第二半模接觸以限定模制空間時(shí)， 所述頭架端板和尾架端板分別密封所述支承構(gòu)件和帶有尾架盤形件的尾架。
28.根據(jù)權(quán)利要求21-27中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括壓縮空氣管線，所述壓縮空氣管線連接到爆破筒形部件，用于將壓縮空氣引入模制空間中。
29.根據(jù)權(quán)利要求21- 中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括活動(dòng)平臺(tái)，所述活動(dòng)平臺(tái)構(gòu)造成支承支撐件并通過致動(dòng)機(jī)構(gòu)在升高位置與供應(yīng)/輸送位置之間運(yùn)動(dòng)，所述升高位置與模制空間一致，所述供應(yīng)/輸送位置用于接納要模制有纖維層的支撐件以及用于從模制空間輸送具有已模制層的支撐件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于在管狀支撐件內(nèi)形成纖維層的方法，該方法包括以下步驟(a)提供管狀支撐件；(b)在支撐件的彎曲表面上提供成形網(wǎng)，并且封閉支撐件的端部以防流體泄漏；和(c)將纖維漿料(例如pH為大約3的由硼硅酸鹽玻璃微纖維和水分散型熱固性丙烯酸樹脂形成的含水漿料)從加壓源引入位于回轉(zhuǎn)式模制爆破筒形部件與支撐件的內(nèi)表面之間的環(huán)形模制空間，該爆破筒形部件具有沿著其彎曲表面敞開的用于漿料的至少一個(gè)溝槽，收集在成形網(wǎng)內(nèi)的漿料中的纖維用于形成所述層。本發(fā)明還提供一種用于在管狀支撐件內(nèi)形成纖維層的設(shè)備，該設(shè)備包括(a)具有用于管狀支撐件的模制空間的模具；(b)模制空間中的成形網(wǎng)，該成形網(wǎng)用于覆蓋支撐件的外彎曲表面，該成形網(wǎng)構(gòu)造成收集纖維并允許液體通過；(c)頭架端蓋和尾架端蓋，用于封閉支撐件的頭架端和尾架端以防止流體泄漏；(d)回轉(zhuǎn)式模制爆破筒形部件，其可延伸進(jìn)入模制空間內(nèi)并可從該模制空間縮回，以用于與支撐件的內(nèi)彎曲表面限定出用于形成纖維層的環(huán)形空間，該爆破筒形部件具有沿其彎曲表面敞開的用于漿料的至少一個(gè)溝槽；(e)連接到爆破筒形部件的驅(qū)動(dòng)器，用于使爆破筒形部件在模制過程中轉(zhuǎn)動(dòng)；(f)供應(yīng)管線，用于將纖維漿料從加壓源供應(yīng)到爆破筒形部件，以便流入并通過模制空間；和(g)用于將流體從模制空間抽出的抽吸裝置。
文檔編號(hào)B01D46/00GK102481507SQ201080038483
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日
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