專(zhuān)利名稱：較低附著力的袋式過(guò)濾系統(tǒng)的制作方法
較低附著力的袋式過(guò)濾系統(tǒng)背景技術(shù)
在某些流體過(guò)濾應(yīng)用中，過(guò)濾系統(tǒng)包括固定或耐用的壓力容器以及可從壓力容器 移除的一次性過(guò)濾器濾筒。通常，一次性過(guò)濾器濾筒包括封閉在不可滲透袋中的過(guò)濾器介 質(zhì)。在這種系統(tǒng)中，不可滲透袋通常防止工作流體從過(guò)濾器濾筒逸出并打濕壓力容器，但是 其本身不足以經(jīng)受過(guò)濾系統(tǒng)的操作壓力。因此，不可滲透袋被設(shè)計(jì)為在操作過(guò)程中靠在固 定壓力容器的內(nèi)壁上。因此，在一次性過(guò)濾器濾筒中，在不可滲透袋含有工作流體的同時(shí)， 過(guò)濾系統(tǒng)可在普通操作壓力下安全地操作。
然而，在這種過(guò)濾系統(tǒng)中，在過(guò)濾操作完成之后，在一次性過(guò)濾器濾筒中通常殘留 一定量的工作流體。即使在過(guò)濾系統(tǒng)減壓之后，這些殘余的工作流體在重力的影響下繼續(xù) 貼靠壓力容器的內(nèi)壁。隨著用戶嘗試將一次性過(guò)濾器濾筒從壓力容器中提起，朝著不可滲 透袋的底部聚集的殘余的工作流體使得袋膨脹以貼靠壓力容器內(nèi)壁。不可滲透袋和壓力容 器的壁之間的相互作用可產(chǎn)生摩擦力或附著力，從而使得難以從壓力容器拉動(dòng)一次性過(guò)濾 器濾筒。此外，膨脹的袋可產(chǎn)生相對(duì)于壓力容器的實(shí)際密封，從而在膨脹的袋下方的那部分 壓力容器中產(chǎn)生真空。隨著用戶嘗試將一次性過(guò)濾器濾筒從壓力容器拉出，這種真空可產(chǎn) 生他或她工作克服的額外的力。
解決以上問(wèn)題的一個(gè)方法是在壓力容器的底部形成一個(gè)或多個(gè)孔，以隨著一次性 過(guò)濾器濾筒被提起允許空氣從所述底部向上進(jìn)入，從而防止真空的形成。然而，這種設(shè)計(jì)產(chǎn) 生了可能的通道，所述通道在不可滲透袋可能破裂或以其它方式失效時(shí)不期望地使工作流 體泄漏到壓力容器之外。
存在對(duì)可更容易地從壓力容器去除的袋式一次性過(guò)濾器濾筒的需要。還存在對(duì)這 樣一種袋式一次性過(guò)濾器濾筒的需要，其可容易地從壓力容器去除，同時(shí)在袋失效的情況 下允許壓力容器是流體密封的。還存在對(duì)用于袋式過(guò)濾系統(tǒng)的這樣一種壓力容器的需要， 其可允許通常的袋式一次性過(guò)濾器濾筒更容易地被去除，同時(shí)在袋失效的情況下允許壓力 容器是流體密封的。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種更容易地從壓力容器去除的一次性袋式過(guò)濾器濾筒。本發(fā)明還涉 及一種一次性袋式過(guò)濾器濾筒，其更容易地從壓力容器去除，同時(shí)在袋失效的情況下允許 壓力容器是流體密封的。本發(fā)明還涉及一種壓力容器，其可允許通常的袋式過(guò)濾器濾筒更 容易地被去除，同時(shí)在袋失效的情況下允許壓力容器是流體密封的。這種系統(tǒng)可減小在過(guò) 濾操作之后從壓力容器中去除一次性袋式過(guò)濾器所需的努力。
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明包括用于安裝在相容的壓力容器中的過(guò)濾器濾筒，所述 過(guò)濾器濾筒包括過(guò)濾器頭部，其包括流體入口和流體出口。過(guò)濾器介質(zhì)附接到所述過(guò)濾器 頭部，所述過(guò)濾器介質(zhì)與所述流體入口和所述流體出口流體連通。聚合物膜附接到所述過(guò) 濾器頭部，從而在所述過(guò)濾器介質(zhì)周?chē)纬闪黧w密封的殼體。所述聚合物膜包括面向所述 過(guò)濾器介質(zhì)的內(nèi)膜壁和面向所述壓力容器的外膜壁。當(dāng)所述過(guò)濾器濾筒安裝在所述壓力容器中時(shí)，所述外膜壁中的一個(gè)或多個(gè)凹陷在所述聚合物膜和所述壓力容器之間生成一個(gè)或多個(gè)流體通道。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述凹陷的尺寸足夠大，使得當(dāng)將所述過(guò)濾器濾筒從所述壓力容器中去除時(shí)，允許在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下的空氣行進(jìn)通過(guò)所述流體通道。
在一些實(shí)施例中，所述內(nèi)膜壁和所述外膜壁之間的距離限定總膜厚度，其中，至少一些所述凹陷從所述外膜壁向內(nèi)延伸一定凹陷深度，所述凹陷深度在所述總膜厚度的約 10%至約50%的范圍內(nèi)。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述凹陷從所述外膜壁向內(nèi)延伸一定凹陷深度，所述凹陷深度在所述總膜厚度的約10%至約50%的范圍內(nèi)。
在一些實(shí)施例中，所述總膜厚度在約80μm至約400μm的范圍內(nèi)。
在一些實(shí)施例中，至少一些所述凹陷包括在約500 μ m至約2000 μ m的范圍內(nèi)的最小凹陷寬度。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)所述凹陷包括在約500 μ m至約2000 μ m的范圍內(nèi)的最小凹陷寬度。
在一些實(shí)施例中，所述凹陷包括兩個(gè)或多個(gè)平行的溝槽。在一個(gè)實(shí)施例中，所述平行的溝槽平行并以每500 μ m至2000 μ m重復(fù)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述平行的溝槽與所述過(guò)濾器濾筒的縱向軸線對(duì)齊。在另一實(shí)施例中，所述平行的溝槽被設(shè)置為相對(duì)于所述過(guò)濾器濾筒的縱向軸線成銳角。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述凹陷包括兩個(gè)或多個(gè)不平行的溝槽。
在一些實(shí)施例中，所述凹陷包括多個(gè)小窩。
在一些實(shí)施例中，至少一些所述凹陷圍繞多個(gè)分散的凸起。在一個(gè)實(shí)施例中，所述分散的凸起在所述外膜壁上按照重復(fù)圖案設(shè)置。在一些實(shí)施例中，所述分散的凸起的至少一些以每500 μ m至2000 μ m重復(fù)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述分散的凸起是均勻的并且以每 500μm至 2000 μ m 重復(fù)。
在一些實(shí)施例中，所述聚合物膜包括導(dǎo)電聚合物。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明包括一種包括壓力容器內(nèi)壁的壓力容器，所述壓力容器適于保持相容的過(guò)濾器濾筒，所述過(guò)濾器濾筒包括聚合物膜，所述聚合物膜附接到過(guò)濾器頭部并在過(guò)濾器介質(zhì)周?chē)纬闪黧w密封的殼體，所述聚合物膜包括面向所述過(guò)濾器介質(zhì)的內(nèi)膜壁和面向所述壓力容器內(nèi)壁的外膜壁。在所述實(shí)施例中，所述壓力容器內(nèi)壁包括一個(gè)或多個(gè)凹陷，當(dāng)所述過(guò)濾器濾筒安裝在所述壓力容器中時(shí)，所述凹陷在所述聚合物膜和所述壓力容器之間生成一個(gè)或多個(gè)流體通道。在所述實(shí)施例中，作為另外一種選擇，在所述壓力容器內(nèi)壁上可采用結(jié)合外膜壁描述的凹陷的實(shí)施例的基本所有變型形式。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明包括一種過(guò)濾系統(tǒng)，所述過(guò)濾系統(tǒng)包括壓力容器，所述壓力容器包括壓力容器內(nèi)壁；和過(guò)濾器濾筒，其安裝在所述壓力容器中。在所述實(shí)施例中， 所述過(guò)濾器濾筒包括過(guò)濾器頭部，其包括流體入口和流體出口 ；過(guò)濾器介質(zhì)，其附接到所述過(guò)濾器頭部，所述過(guò)濾器介質(zhì)與所述流體入口和所述流體出口流體連通；以及聚合物膜， 其附接到所述過(guò)濾器頭部并在所述過(guò)濾器介質(zhì)周?chē)纬闪黧w密封的殼體，所述聚合物膜包括面向所述過(guò)濾器介質(zhì)的內(nèi)膜壁和面向所述壓力容器內(nèi)壁的外膜壁。在所述實(shí)施例中，所述外膜壁或所述壓力容器內(nèi)壁的至少一個(gè)包括一個(gè)或多個(gè)凹陷，當(dāng)所述過(guò)濾器濾筒安裝在所述壓力容器中時(shí)，所述凹陷在所述聚合物膜和所述壓力容器之間生成一個(gè)或多個(gè)流體通道。
在過(guò)濾系統(tǒng)的所述實(shí)施例的一些中，所述外膜壁包括一個(gè)或多個(gè)凹陷，但所述壓力容器內(nèi)壁不包括任何凹陷。
在所述過(guò)濾系統(tǒng)的其它實(shí)施例中，所述壓力容器內(nèi)壁包括一個(gè)或多個(gè)凹陷，但所述外膜壁不包括任何凹陷。
在所述過(guò)濾系統(tǒng)的其它實(shí)施例中，所述壓力容器內(nèi)壁和所述外膜壁二者均包括一個(gè)或多個(gè)凹陷。
在所公開(kāi)的過(guò)濾系統(tǒng)的上述實(shí)施例的任一個(gè)中，作為另外一種選擇，可在所述壓力容器內(nèi)壁上或在所述壓力容器內(nèi)壁和所述外膜壁二者上采用結(jié)合外膜壁描述的凹陷的實(shí)施例的基本上所有的變型形式。
在以下具體實(shí)施方式
中，本發(fā)明的這些方面和其他方面將顯而易見(jiàn)。然而，在任何情況下都不應(yīng)將上述發(fā)明內(nèi)容理解為是對(duì)要求保護(hù)的主題的限制，該主題僅由所附權(quán)利要求書(shū)限定，并且在審查期間可以進(jìn)行修改。


在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中參考附圖，在這些附圖中，相同的參考編號(hào)表示相同的元件，并且其中
圖1A是根據(jù)本發(fā)明的示例性過(guò)濾器濾筒的俯視圖1B是根據(jù)本發(fā)明的示例性過(guò)濾器濾筒的透視圖2是描繪出根據(jù)本發(fā)明的示例性過(guò)濾器濾筒的沿著圖1A的X-X線截取的剖視圖3是描繪出根據(jù)本發(fā)明的示例性過(guò)濾器濾筒的沿著圖2的Y-Y線截取的剖視圖4A是如在圖3中示出的沿著圖2的Y_Y線截取的詳細(xì)剖視圖，示出了在袋式過(guò)濾器濾筒使用的現(xiàn)有技術(shù)膜；
圖4Β-圖4F是如在圖3中示出的沿著圖2的Υ_Υ線截取的詳細(xì)剖視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性聚合物膜；
圖4D’是在圖4D中示出的實(shí)施例的詳細(xì)透視剖視圖5是根據(jù)本發(fā)明的示例性過(guò)濾系統(tǒng)的分解透視圖6是圖5中描繪的過(guò)濾系統(tǒng)的剖視圖，所述過(guò)濾系統(tǒng)處于組裝好的狀態(tài)下并且部分填充有殘余的工作流體；
圖7是根據(jù)本發(fā)明的示例性過(guò)濾系統(tǒng)的沿著圖6的Z-Z截取的剖視圖8Α-圖8Β是如在圖7中示出的沿著圖6的Z-Z截取的詳細(xì)剖視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性聚合物膜和相容的壓力容器；和
圖9是用于評(píng)價(jià)根據(jù)本發(fā)明的聚合物膜的測(cè)試固定裝置的示意圖。
具體實(shí)施方式
根據(jù)本發(fā)明的過(guò)濾器濾筒可被認(rèn)為是以“袋式”過(guò)濾器濾筒被熟知的過(guò)濾器濾筒種類(lèi)的一部分。這些袋式過(guò)濾器濾筒通常將一次性過(guò)濾介質(zhì)裝入柔韌袋中，所述柔韌袋用`于在操作期間插入到剛性壓力容器中。所述袋用于在過(guò)濾器濾筒100中容納工作流體，而 所述壓力容器用于經(jīng)受過(guò)濾器系統(tǒng)的工作壓力，因此防止袋破裂。袋和過(guò)濾器濾筒100可 在使用后丟棄。與具有一體式壓力容器的那些過(guò)濾器濾筒相比，這種過(guò)濾器濾筒可更加經(jīng) 濟(jì)，這是由于當(dāng)過(guò)濾器濾筒100被用盡時(shí)，較少的材料被丟棄。與那些具有暴露的介質(zhì)的過(guò) 濾器濾筒相比，袋式過(guò)濾器濾筒還可導(dǎo)致較快的系統(tǒng)循環(huán)時(shí)間，這是因?yàn)榇乐古獫駢毫?容器，從而不需要在兩次運(yùn)行之間清潔壓力容器。包括構(gòu)造的可能材料的袋式過(guò)濾器濾筒 和過(guò)濾系統(tǒng)的實(shí)例可在美國(guó)專(zhuān)利No. 5，919，362 (授予Barnes等人)以及No. 4，836，925和 No. 4，929，352 (授予Wolf )中找到，這些公開(kāi)全文以引用方式并入本文。
圖1A是根據(jù)本發(fā)明的示例性過(guò)濾器濾筒100的俯視圖。如圖所示，過(guò)濾器濾筒 100具有縱向軸線101。入口 112和出口 114設(shè)置在過(guò)濾器頭部110上。
圖1B是圖1A的過(guò)濾器濾筒100的透視圖。圖2和圖3示出了圖1B的過(guò)濾器濾筒 100的各個(gè)剖視圖。過(guò)濾器濾筒100包括過(guò)濾器頭部110，所述過(guò)濾器頭部110包括流體入 口 112和流體出口 114。過(guò)濾器介質(zhì)120固定到過(guò)濾器頭部110以使得從流體入口 112流 向流體出口 114的流體可流經(jīng)過(guò)濾器介質(zhì)120。在圖示實(shí)施例中，流體入口 112和流體出口 114 二者均包括密封構(gòu)件113，從而允許過(guò)濾器濾筒100流體緊密性地密封到相容的過(guò)濾歧 管(未示出)。如圖所示，密封構(gòu)件113是O形環(huán)，但也可為墊圈或本領(lǐng)域熟知的任何其它流 體密封裝置。應(yīng)該注意的是，包括與流體入口 112和流體出口 114相對(duì)應(yīng)的流體路徑的過(guò) 濾器頭部110的內(nèi)部構(gòu)造未示出。這種具體的內(nèi)部構(gòu)造并不重要，只要過(guò)濾器濾筒100能 夠允許工作流體流入過(guò)濾器濾筒100、流經(jīng)過(guò)濾器介質(zhì)120并返回流出過(guò)濾器濾筒100即 可。
在稍后更加詳細(xì)地討論的圖5示出了包括如圖1A和圖1B所示的過(guò)濾器濾筒100 以及壓力容器2的分解的過(guò)濾系統(tǒng)102。組裝的或未分解的過(guò)濾系統(tǒng)102示于圖6、圖7、圖 8A和圖8B中。
過(guò)濾器介質(zhì)120可為針對(duì)所需應(yīng)用的任何合適的過(guò)濾介質(zhì)，包括(例如)炭塊、褶 皺的過(guò)濾介質(zhì)、螺旋形卷繞的過(guò)濾介質(zhì)或它們的組合。
聚合物膜130還附接到裝有過(guò)濾器介質(zhì)120的過(guò)濾器頭部110。在一個(gè)實(shí)施例中， 聚合物膜130通過(guò)保持器111固定到過(guò)濾器頭部110。如果使用保持器111，則保持器111 用于相對(duì)于過(guò)濾器頭部110壓縮聚合物膜130以防止工作流體繞過(guò)。保持器111可靠近在 聚合物膜130和過(guò)濾器頭部110之間產(chǎn)生流體密封密封的通用衛(wèi)生夾具、軟管夾具、止動(dòng)環(huán) 或任何其它機(jī)械裝置。另外，根據(jù)設(shè)想，可單獨(dú)采用或與保持器111結(jié)合采用粘合劑或熱粘 結(jié)以在聚合物膜130和過(guò)濾器頭部110之間提供密封。
已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，外膜壁150中的一個(gè)或多個(gè)凹陷160可導(dǎo)致凸起的紋理，這對(duì)于保持 器111相對(duì)于其進(jìn)行密封更有挑戰(zhàn)性。因此，聚合物膜130可在組裝之前被加熱，以使得凹 陷160更加具有延展性并且因此形成更好的密封。作為另外一種選擇，固定到過(guò)濾器頭部 110的那部分聚合物膜130可不帶凹陷160以有利于更好的密封。在任何情況下，這種困難 的密封在許多構(gòu)造中可不呈現(xiàn)出問(wèn)題，這是由于凹陷160位于外膜壁150上，況且在內(nèi)膜壁 140和過(guò)濾器頭部110之間必須形成更嚴(yán)格的密封。
如圖2所示，聚合物膜130與過(guò)濾器頭部110相對(duì)地密封以在過(guò)濾器濾筒100中 容納流體?？赏ㄟ^(guò)簡(jiǎn)單地施加熱，或者通過(guò)超聲焊接、粘合劑或者本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到的其它聚合物連接方法實(shí)現(xiàn)這種密封。
圖4A是不具有凹陷或用于形成流體通道的任何構(gòu)造的現(xiàn)有技術(shù)的聚合物膜的剖視圖。圖4B至圖4F是根據(jù)本發(fā)明的聚合物膜的詳細(xì)剖視圖。雖然不是窮舉性的，但在這些詳細(xì)示圖中示出的實(shí)施例示出了在聚合物膜130的外膜壁150上的各種形式的凹陷160。
圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性聚合物膜130?？煽闯?，聚合物膜130包括內(nèi)膜壁140和外膜壁150。內(nèi)膜壁140與外膜壁150之間的距離限定了總膜厚度132。這里，多個(gè)凹陷160形成在外膜壁150中。當(dāng)安裝到相容的壓力容器2 (圖4B中未示出)中時(shí)，這些凹陷160協(xié)同相容的壓力容器2生成流體通道180 (圖4B中未示出)，所述流體通道允許流體(通常為空氣)穿過(guò)聚合物膜130和壓力容器內(nèi)壁3之間，因此實(shí)現(xiàn)本文所述的優(yōu)點(diǎn)。如圖4B中所示，凹陷160的外形為基本矩形。凹陷160包括凹陷深度162和凹陷寬度163。 凹陷160可為任何尺寸或形狀，只要它們與相容的壓力容器2協(xié)同工作以生成一個(gè)或多個(gè)流體通道180即可，如本文所述。
通常，凹陷深度162在總膜厚度132的約10%至約50%的范圍內(nèi)，包括約15%、20%、 25%、30%、35%、40%或45%或其中的任何范圍。一般來(lái)講，如果凹陷深度162太小，則可不生成足夠的流體通道180。反之，如果凹陷深度162相對(duì)于總膜厚度132來(lái)說(shuō)太大，則可損害聚合物膜130的機(jī)械強(qiáng)度。根據(jù)設(shè)想，一個(gè)或多個(gè)凹陷160可具有大于總膜厚度132的50% 的深度，只要進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏y(cè)量以確保聚合物膜130的機(jī)械強(qiáng)度足夠即可。例如，提供背襯層 131以支承聚合物膜130可充分減小或減輕提供這種較深相對(duì)凹陷深度162的任何潛在風(fēng)險(xiǎn)。
凹陷寬度163通常在約500微米(μ m)至約2000 μ m的范圍內(nèi)，包括約600 μ m、 700 μ m、800 μ m、900 μ m、1000 μ m、1100 μ m、1200 μ m、1300 μ m、1400 μ m、1500 μ m、1600 μ m、 1700 μ m、1800 μ m或1900 μ m或者其中的任何范圍。與上述凹陷深度162相似，如果凹陷寬度163太小，可不生成足夠的流體通道180。反之，如果凹陷寬度163太大，則凹陷160可向外塌至相容的壓力容器2上，因此閉合可以其它方式形成的任何流體通道180的至少一部分。
雖然圖4B中的多個(gè)凹陷160被示出為在外膜壁150周?chē)鶆虻亻g隔，但是根據(jù)設(shè)想，可采用形成圖案或隨機(jī)形成的任何間距，只要可協(xié)同相容的壓力容器2形成合適的流體通道180即可。
相似地，雖然在圖4B中示出多個(gè)凹陷160的外形相同，但是根據(jù)設(shè)想，可采用形成圖案或隨機(jī)形成的外形的任何組合，只要可協(xié)同相容的壓力容器2形成合適的流體通道 180即可。下面討論示例性外形。應(yīng)當(dāng)理解，本文中明確描繪的各種凹陷160外形只是實(shí)例，而不意圖限制根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的凹陷160外形的范圍。
在圖4C中，示出了凹陷160的另一實(shí)施例。在這種情況下，一個(gè)或多個(gè)凹陷160 的外形是拱形的。如圖所示，每個(gè)凹陷160緊鄰另一凹陷160，在它們之間基本沒(méi)有間距。 圖4C的實(shí)施例的一個(gè)替代形式示于圖4E中，其中，凹陷160的外形是拱形的但與相鄰凹陷 160均勻地間隔開(kāi)。如上所述，根據(jù)設(shè)想，可采用形成圖案或隨機(jī)形成的任何間距，只要可協(xié)同相容的壓力容器2形成合適的流體`通道180即可。
例如，在圖4B和圖4C中示出的任何凹陷160可被設(shè)置為彼此基本平行并與過(guò)濾器濾筒100的縱向軸線101共線。在所述實(shí)施例中，凹陷160可導(dǎo)致在外膜壁150中的兩個(gè)或多個(gè)平行的溝槽。然而，作為另外一種選擇或除此之外，所述平行的溝槽可被設(shè)置為與 縱向軸線101成銳角。
在替代形式中，一個(gè)或多個(gè)凹陷160可按照相對(duì)于彼此不平行的式樣設(shè)置。在所 述實(shí)施例中，凹陷160可導(dǎo)致在外膜壁150中的兩個(gè)或多個(gè)不平行的溝槽。一個(gè)或多個(gè)這 種不平行的溝槽可被設(shè)置為平行于縱向軸線101或者與縱向軸線101成銳角。
可采用以上凹陷和溝槽構(gòu)造并將它們調(diào)節(jié)為適于特定應(yīng)用或?qū)崿F(xiàn)期望的美學(xué)效 果，只要協(xié)同相容的壓力容器2形成合適的流體通道180即可。也可設(shè)想到以上溝槽構(gòu)造 的組合。
在一些實(shí)施例中，諸如在圖4D和圖4D’中示出的實(shí)施例，凹陷160圍繞多個(gè)分散 的凸起170。圖4D’是圖4D的透視圖，并且其被提供為按照三維效果使得圖4D的實(shí)施例 變得清楚。如圖所示，每個(gè)分散的凸起170包括“T形”外形。然而，分散的凸起170可包括 任何外形，只要可協(xié)同相容的壓力容器2形成合適的流體通道180即可。例如，分散的凸起 170可包括諸如圓柱、圓錐或棱錐的三維形狀。相似地，分散的凸起170可包括立柱，其具有 固定在一端的頭部，諸如在圖4D和圖4D’中示出的那些。例如，這種立柱和/或可選的頭 部的可為圓柱形、橫截面為矩形或三角形，或者可包括所述橫截面的組合。也可設(shè)想到其它 的更復(fù)雜的幾何形狀。無(wú)論外形如何，所述多個(gè)分散的凸起170可一起使得外膜壁150具 有帶紋理的表面，從而協(xié)同相容的壓力容器2提供合適的流體通道180。
凹陷160可為任何形狀或構(gòu)造，只要通過(guò)凹陷160和壓力容器內(nèi)壁3的協(xié)作形成 的流體通道180允許流體(通常為空氣)穿過(guò)聚合物膜130和壓力容器內(nèi)壁3之間即可。流 體經(jīng)流體通道180的流通可防止聚合物膜130相對(duì)于壓力容器內(nèi)壁3產(chǎn)生密封。密封的防 止可當(dāng)過(guò)濾器濾筒100從相容的壓力容器2去除時(shí)防止形成真空，因此減小去除過(guò)濾器濾 筒100所需的力。
圖4F示出了如圖4B中所示的聚合物膜130，其中額外設(shè)置了相對(duì)于內(nèi)膜壁140布 置的背襯層131。在所述實(shí)施例中，通常僅聚合物膜130包括凹陷160。在提供多層的實(shí)施 例中，每個(gè)層可由相似或相同的聚合物構(gòu)成，或者可包括不同的組成以適于期望的應(yīng)用。在 一個(gè)或多個(gè)層被損壞的情況下，提供多層可提供冗余泄漏預(yù)防。在外膜壁150中的某些凹 陷160可導(dǎo)致潛在較薄弱膜壁的位置，在安裝或從相容的壓力容器2去除的過(guò)程中當(dāng)外膜 壁150可能被損壞時(shí)背襯層131可進(jìn)行保護(hù)以防止發(fā)生泄漏。
聚合物膜130和/或可選背襯層131可包括任何合適的聚合物混料。在一個(gè)實(shí)施 例中，聚合物膜130和/或可選背襯層131包括聚乙烯。在美國(guó)專(zhuān)利No. 5，919，362 (授予 Barnes等人)以及No. 4，836，925和No. 4，929，352 (授予Wolf)中描述了各種可能的材料 和一般的過(guò)濾器濾筒100構(gòu)造，它們的公開(kāi)全文以引用方式并入本文。
在一個(gè)實(shí)施例中，聚合物膜130和/或可選背襯層131包括具有導(dǎo)電或防靜電性 質(zhì)的聚合物。例如，在可存在易燃蒸汽的工業(yè)環(huán)境中，這種防靜電構(gòu)造可為有利的。通過(guò)減 少或防止電荷在外膜壁150上積聚，聚合物膜130和相容的壓力容器2之間的電弧放電風(fēng) 險(xiǎn)減小，從而減小易燃蒸汽意外點(diǎn)火的風(fēng)險(xiǎn)。
如上所述，圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的包括過(guò)濾器濾筒100和相容的壓力容器2的 過(guò)濾系統(tǒng)102。過(guò)濾器濾筒100被示出為沿著縱向軸線101從相容的壓力容器2拆卸。如 圖所示，相容的壓力容器2是具有一個(gè)開(kāi)口端和壓力容器內(nèi)壁3的簡(jiǎn)化的封閉圓柱。
圖6是圖5的過(guò)濾系統(tǒng)102的剖視圖，其處于組裝好的狀態(tài)，其中過(guò)濾器濾筒100 插入到相容的壓力容器2中。如圖所示，聚合物膜130部分填充工作流體，這在使用過(guò)濾系 統(tǒng)102之后是正常的。殘余的流體使得聚合物膜130徑向向外膨脹并接觸壓力容器內(nèi)壁3， 從而呈現(xiàn)如圖所示的一定程度的弓形形狀。因此，隨著過(guò)濾器濾筒100從相容的壓力容器 2去除，聚合物膜130將往往被迫擠靠壓力容器內(nèi)壁3。
圖7是在聚合物膜130被迫擠靠壓力容器內(nèi)壁3的時(shí)刻沿著圖6的Z-Z線截取的 剖視圖。該接觸點(diǎn)在圖8A中進(jìn)一步詳細(xì)示出，其中可看到聚合物膜130和壓力容器內(nèi)壁3 之間的相互作用。如在圖8A中清楚地示出的，通過(guò)聚合物膜130和壓力容器內(nèi)壁3的協(xié) 作形成多個(gè)流體通道180。如前所述，由于摩擦力減小和防止形成真空，因此這種流體通道 180可允許從相容的壓力容器2更容易地取出過(guò)濾器濾筒100。
雖然上面討論的原理整體涉及具有包括凹陷160的聚合物膜的過(guò)濾器濾筒，但還 應(yīng)該理解的是，在其它實(shí)施例中，作為替代，相似的凹陷160可設(shè)置在相容的壓力容器2的 內(nèi)壁上，如圖SB所示。只要通過(guò)聚合物膜130和相容的壓力容器2的協(xié)作形成合適的流體 通道180，一個(gè)或多個(gè)凹陷160可設(shè)置在任一部件或兩個(gè)部件上。
利用下面描述的測(cè)試固定裝置和測(cè)試方法評(píng)價(jià)根據(jù)本發(fā)明的示例性聚合物膜的 有效性。_5] 測(cè)試固定裝置
測(cè)試固定裝置90包括平膜聚合物小袋91，其具有帶一個(gè)開(kāi)口端93的口袋92 ;金 屬板94，其被構(gòu)造為安裝在口袋92的開(kāi)口端93中；真空源95，其連接至真空口 96以在口 袋92上抽真空；壓力計(jì)97，用于確定口袋92內(nèi)的真空水平；和定時(shí)器，用于評(píng)價(jià)真空隨著 時(shí)間的變化。用于構(gòu)造聚合物小袋的膜的表面(包括口袋92的內(nèi)壁)是光滑和平坦的。金 屬板94的表面也是光滑和平坦的?？诖?2和金屬板94被構(gòu)造為允許根據(jù)本發(fā)明的一片 聚合物膜130安裝在口袋92的開(kāi)口端93中，以使得當(dāng)在口袋92上抽真空時(shí)，聚合物膜130 可被壓縮，或者“夾在”金屬板94和口袋92的一個(gè)壁之間。金屬板94和聚合物膜130 二 者的一端被評(píng)價(jià)為從口袋92的開(kāi)口端93突出。經(jīng)測(cè)量，口袋92為約IlOmm寬X約170mm 深。真空口 96沿著口袋92的中心線布置，并且距離口袋92的開(kāi)口端93約50mm。經(jīng)測(cè)量， 金屬板94為約IOOmm寬，200mm長(zhǎng)，和約O. 3mm厚。測(cè)試固定裝置90的示意圖示于圖9中。
測(cè)試方法
被評(píng)價(jià)的聚合物膜130被放置到上述測(cè)試固定裝置90中。隨后將少量的水(在約 2至5mL的范圍內(nèi))放入口袋92中，并開(kāi)啟真空源95。隨著在口袋92上抽真空，口袋92中 任何剩余的空氣被壓出?？诖?2中的水確?？诖?2中的任何剩余的間隙被水填充，并且口 袋92的壁通過(guò)所得表面張力在一定程度上保持在一起。在壓力計(jì)97讀數(shù)為10托之前抽 真空。將10托的真空保持大約10秒，在這段時(shí)間內(nèi)真空源95關(guān)閉，并且定時(shí)器開(kāi)啟。當(dāng) 壓力計(jì)97增大以指示大氣壓(約760托)時(shí)，定時(shí)器關(guān)閉，并且記錄實(shí)耗時(shí)間。較短的實(shí)耗 時(shí)間表示空氣相對(duì)快地轉(zhuǎn)移到口袋92中。因此,針對(duì)本發(fā)明的目的,較短的實(shí)耗時(shí)間表示 更有效的聚合物膜。以上測(cè)試方法的步驟針對(duì)每個(gè)測(cè)試重復(fù)25次，以確認(rèn)結(jié)果的穩(wěn)定性。
評(píng)價(jià)
為了形成對(duì)照，在不將聚合物膜插入到口袋92中的情況下完成上面的測(cè)試方法， 使得口袋92的壁和金屬板94的光滑表面直接接觸。為了評(píng)價(jià)根據(jù)本發(fā)明的聚合物膜130，將所述膜放置到上述測(cè)試固定裝置90中并根據(jù)測(cè)試方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。
相對(duì)于對(duì)照評(píng)價(jià)如以下表1中的實(shí)例A和實(shí)例B標(biāo)記的兩個(gè)聚合物膜130。針對(duì)實(shí)例A和B使用的膜的構(gòu)造包括與圖4C所示的聚合物膜130中示出的那些凹陷相似的拱形的凹陷160。
表權(quán)利要求
1.一種用于安裝在相容的壓力容器中的過(guò)濾器濾筒，所述過(guò)濾器濾筒包括過(guò)濾器頭部，其包括流體入口和流體出口 ；過(guò)濾器介質(zhì)，其附接到所述過(guò)濾器頭部，所述過(guò)濾器介質(zhì)與所述流體入口和所述流體出口流體連通；聚合物膜，其附接到所述過(guò)濾器頭部并在所述過(guò)濾器介質(zhì)周?chē)纬闪黧w密封的殼體， 所述聚合物膜包括面向所述過(guò)濾器介質(zhì)的內(nèi)膜壁和面向所述壓力容器的外膜壁；和在所述外膜壁中的一個(gè)或多個(gè)凹陷，當(dāng)所述過(guò)濾器濾筒安裝在所述壓力容器中時(shí)，所述凹陷在所述聚合物膜和所述壓力容器之間生成一個(gè)或多個(gè)流體通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)濾器濾筒，其中所述凹陷具有足夠大的尺寸，使得當(dāng)將所述過(guò)濾器濾筒從所述壓力容器中去除時(shí)，允許在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下的空氣行進(jìn)通過(guò)所述流體通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述的過(guò)濾器濾筒，其中所述內(nèi)膜壁和所述外膜壁之間的距離限定總膜厚度；其中，至少一些所述凹陷從所述外膜壁向內(nèi)延伸的凹陷深度在所述總膜厚度的約10%至約50%的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的過(guò)濾器濾筒，其中每個(gè)所述凹陷從所述外膜壁向內(nèi)延伸的凹陷深度在所述總膜厚度的約10%至約50%的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3-4中任一項(xiàng)所述的過(guò)濾器濾筒，其中所述總膜厚度在約80μ m至約 400 μ m的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的過(guò)濾器濾筒，其中至少一些所述凹陷包括在約 500 μ m至約2000 μ m的范圍內(nèi)的凹陷寬度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的過(guò)濾器濾筒，其中每個(gè)所述凹陷包括在約500μ m至約 2000 μ m的范圍內(nèi)的凹陷寬度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的過(guò)濾器濾筒，其中所述凹陷包括兩個(gè)或多個(gè)平行的溝槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的過(guò)濾器濾筒，其中所述平行的溝槽相鄰并以每500μ m至 2000 μ m 重復(fù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8-9中任一項(xiàng)所述的過(guò)濾器濾筒，其中所述平行的溝槽與所述過(guò)濾器濾筒的縱向軸線對(duì)齊。
11.根據(jù)權(quán)利要求8-9中任一項(xiàng)所述的過(guò)濾器濾筒，其中所述平行的溝槽被設(shè)置為相對(duì)于所述過(guò)濾器濾筒的縱向軸線成銳角。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的過(guò)濾器濾筒，其中所述凹陷包括兩個(gè)或多個(gè)不平行的溝槽。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的過(guò)濾器濾筒，其中所述凹陷包括多個(gè)小窩。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的過(guò)濾器濾筒，其中至少一些所述凹陷圍繞多個(gè)分散的凸起。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的過(guò)濾器濾筒，其中所述分散的凸起在所述外膜壁上按照重復(fù)的圖案設(shè)置。
16.根據(jù)權(quán)利要求14-15中任一項(xiàng)所述的過(guò)濾器濾筒，其中至少一些所述分散的凸起以每500 μ m至2000 μ m重復(fù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的過(guò)濾器濾筒，其中所述分散的凸起是一致的并且以每 500μηι 至 2000μηι 重復(fù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)所述的過(guò)濾器濾筒，其中所述聚合物膜包括導(dǎo)電聚合物。
19.一種包括壓力容器內(nèi)壁的壓力容器，所述壓力容器適于保持相容的過(guò)濾器濾筒，所述過(guò)濾器濾筒包括聚合物膜，其附接到過(guò)濾器頭部并在過(guò)濾器介質(zhì)周?chē)纬闪黧w密封的殼體，所述聚合物膜包括面向所述過(guò)濾器介質(zhì)的內(nèi)膜壁和面向所述壓力容器內(nèi)壁的外膜壁；其中，所述壓力容器內(nèi)壁包括一個(gè)或多個(gè)凹陷，當(dāng)所述過(guò)濾器濾筒安裝在所述壓力容器中時(shí)，所述凹陷在所述聚合物膜和所述壓力容器之間生成一個(gè)或多個(gè)流體通道。
20.一種過(guò)濾系統(tǒng)，包括壓力容器，包括壓力容器內(nèi)壁；和過(guò)濾器濾筒，用于安裝在所述壓力容器中，所述過(guò)濾器濾筒包括過(guò)濾器頭部，其包括流體入口和流體出口 ；過(guò)濾器介質(zhì)，其附接到所述過(guò)濾器頭部，所述過(guò)濾器介質(zhì)與所述流體入口和所述流體出口流體連通；和聚合物膜，其附接到所述過(guò)濾器頭部，并在所述過(guò)濾器介質(zhì)周?chē)纬闪黧w密封的殼體， 所述聚合物膜包括面向所述過(guò)濾器介質(zhì)的內(nèi)膜壁和面向所述壓力容器內(nèi)壁的外膜壁；其中，所述外膜壁或所述壓力容器內(nèi)壁中至少一個(gè)包括一個(gè)或多個(gè)凹陷，當(dāng)所述過(guò)濾器濾筒安裝在所述壓力容器中時(shí)，所述凹陷在所述聚合物膜和所述壓力容器之間生成一個(gè)或多個(gè)流體通道。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的過(guò)濾系統(tǒng)，其中所述外膜壁包括一個(gè)或多個(gè)凹陷，但是所述壓力容器內(nèi)壁不包括任何凹陷。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的過(guò)濾系統(tǒng)，其中所述壓力容器內(nèi)壁包括一個(gè)或多個(gè)凹陷， 但是所述外膜壁不包括任何凹陷。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的過(guò)濾系統(tǒng)，其中所述壓力容器內(nèi)壁和所述外膜壁二者均包括一個(gè)或多個(gè)凹陷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于安裝在相容的壓力容器中的過(guò)濾器濾筒。所述過(guò)濾器濾筒包括過(guò)濾器頭部，其包括流體入口和流體出口；過(guò)濾器介質(zhì)，其附接到所述過(guò)濾器頭部，所述過(guò)濾器介質(zhì)與所述流體入口和所述流體出口流體連通。所述過(guò)濾器濾筒還包括聚合物膜，其附接到所述過(guò)濾器頭部，并在所述過(guò)濾器介質(zhì)周?chē)纬闪黧w密封的殼體，所述聚合物膜包括面向所述過(guò)濾器介質(zhì)的內(nèi)膜壁和面向所述壓力容器的外膜壁。當(dāng)所述過(guò)濾器濾筒安裝在所述壓力容器中時(shí)，在所述外膜壁中的一個(gè)或多個(gè)凹陷在所述聚合物膜和所述壓力容器之間生成一個(gè)或多個(gè)流體通道。
文檔編號(hào)B01D29/11GK103068459SQ201180040434
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月20日
發(fā)明者馬場(chǎng)英明 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司