本申請是申請日為2011年11月2日、申請?zhí)枮?011800511529、發(fā)明名稱為“形成過濾元件的方法”的專利申請的分案申請。

背景技術(shù)：

在流體過濾領(lǐng)域中已知使流體經(jīng)過顆粒物的床，以有助于從流體中過濾或分離雜質(zhì)。這些顆粒床(其通常包括吸附材料，如活性炭)可為松散的和顆粒狀的，或可被成型為固體多孔塊。在任一種情況中，經(jīng)過顆粒床的流體可接觸許多吸附粒子的表面，雜質(zhì)可在所述表面被吸引和去除。同時，在流體中的顆粒雜質(zhì)可通過在顆粒床的孔結(jié)構(gòu)內(nèi)的機械分離而得以去除。固體多孔塊的一個日益常見的應(yīng)用是增長的飲用水純化領(lǐng)域。隨著流體過濾和分離的潛在應(yīng)用增長和增加，不斷地需要用于制造固體多孔塊的改進(jìn)方法和裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本公開涉及一種形成過濾元件的方法，該方法包括將混合物引入包括模具的裝置中，所述混合物包含多個感受器粒子和多個聚合物粘合劑粒子、通過使所述混合物經(jīng)受高頻電磁場而在所述感受器粒子中誘導(dǎo)渦電流，所述渦電流足以升高所述感受器粒子的溫度以使得相鄰的聚合物粘合劑粒子被加熱至至少軟化點、使所述感受器粒子與經(jīng)加熱的聚合物粘合劑粒子在模具中粘合以形成粘結(jié)塊體，以及冷卻所述粘結(jié)塊體以形成過濾元件。

在如上實施例中，所述方法還可包括從模具中移出所述粘結(jié)塊體。

在如上實施例中，所述模具可包括電介質(zhì)材料。

在如上實施例中，所述模具可包括多孔套筒，所述混合物被引入所述多孔套筒中，使得所述模具與所述粘結(jié)塊體一起形成過濾元件，所述方法包括從裝置中移出模具以及粘結(jié)塊體。

在如上實施例中，所述方法還可包括將所述粘結(jié)塊體粘合至所述多孔套筒。

在如上實施例中，所述多孔套筒可包括由外部套筒同軸圍繞的非織造套筒，所述外部套筒由多孔聚合物或多孔陶瓷構(gòu)成。

在如上實施例中，所述方法還可包括在將所述混合物引入模具中之前將所述模具置于夾持器上，以及在形成所述粘結(jié)塊體之后從所述夾持器中移出模具。

在如上實施例中，所述夾持器可包括芯銷，所述芯銷形成所述粘結(jié)塊體的內(nèi)部輪廓，使得所述粘結(jié)塊體為管狀。在一些這樣的實施例中，所述芯銷包括電介質(zhì)材料。

在如上實施例中，所述模具可包括芯銷，所述芯銷形成所述粘結(jié)塊體的內(nèi)部輪廓，使得所述粘結(jié)塊體的至少一部分為管狀。在一些這樣的實施例中，所述芯銷包括電介質(zhì)材料。

在如上實施例中，所述高頻電磁場可在約500khz至約30mhz的范圍內(nèi)振蕩。

在如上實施例中，所述感受器粒子可包括活性炭。

在如上實施例中，所述聚合物粘合劑粒子可包括超高分子量聚乙烯。

在如上實施例中，使所述感受器粒子與經(jīng)加熱的聚合物粘合劑粒子粘合可包括燒結(jié)所述混合物，從而形成所述粘結(jié)塊體，但聚合物粘合劑不涂布所述感受器粒子。

在如上實施例中，激發(fā)部分可包括感應(yīng)線圈以產(chǎn)生高頻電磁場，所述方法包括相對于所述模具移動所述感應(yīng)線圈，以使整個混合物經(jīng)受所述高頻電磁場。在一些這樣的實施例中，所述感應(yīng)線圈移動，且所述模具被固定。在其他實施例中，所述模具移動，且所述感應(yīng)線圈被固定。

在如上實施例中，所述方法還可包括在所述過濾元件的外部輪廓中形成多個凹陷。

本公開還涉及一種通過如上實施例中的任一個所述的方法形成的過濾元件。

本公開還涉及一種用于形成過濾元件的裝置，所述裝置包括模具和感應(yīng)線圈，所述感應(yīng)線圈圍繞所述模具的至少一部分，以使模具內(nèi)的混合物經(jīng)受高頻電磁場，其中所述感應(yīng)線圈和所述模具相對于彼此移動，以使整個混合物經(jīng)受高頻電磁場。在一些這樣的實施例中，所述感應(yīng)線圈移動，且所述模具被固定。在其他實施例中，所述模具移動，且所述感應(yīng)線圈被固定。

在如上實施例中，所述模具可包括芯銷，所述芯銷形成所述過濾元件的內(nèi)部輪廓，使得所述過濾元件的至少一部分為管狀。在一些這樣的實施例中，所述芯銷包括電介質(zhì)材料。

在如上實施例中，所述高頻電磁場可在約500khz至約30mhz的范圍內(nèi)振蕩。

本公開還涉及一種用于形成過濾元件的裝置，所述裝置包括夾持器，從而以可脫開的方式保持多孔套筒和感應(yīng)線圈，所述感應(yīng)線圈與所述夾持器相鄰以圍繞所述多孔套筒的至少一部分，從而使所述多孔套筒內(nèi)的混合物經(jīng)受高頻電磁場。

在如上實施例中，所述夾持器可包括芯軸，所述多孔套筒設(shè)置于所述芯軸上。

在如上實施例中，所述裝置還可包括以可脫開的方式保持在所述夾持器上的多孔套筒。在一些這樣的實施例中，所述多孔套筒包括由外部套筒同軸圍繞的非織造套筒，所述外部套筒由多孔聚合物或多孔陶瓷構(gòu)成。

在如上實施例中，所述感應(yīng)線圈和所述夾持器可相對于彼此移動，以使整個混合物經(jīng)受高頻電磁場。在一些這樣的實施例中，所述感應(yīng)線圈移動，且所述模具被固定。在其他實施例中，所述模具移動，且所述感應(yīng)線圈被固定。

在如上實施例中，所述夾持器可包括芯銷，所述芯銷形成所述過濾元件的內(nèi)部輪廓，使得所述過濾元件的至少一部分為管狀，其中所述感應(yīng)線圈圍繞所述芯銷的至少一部分。在一些這樣的實施例中，所述芯銷包括電介質(zhì)材料。

在如上實施例中，所述高頻電磁場可在約500khz至約30mhz的范圍內(nèi)振蕩。

在如上實施例中，所述模具可包括從模具的內(nèi)表面向內(nèi)延伸的多個成型凸起。

在以下具體實施方式中，本發(fā)明的這些方面和其他方面將顯而易見。然而，在任何情況下都不應(yīng)將上述發(fā)明內(nèi)容理解為是對要求保護(hù)的主題的限制，該主題僅由所附權(quán)利要求書限定，并且在審查期間可以進(jìn)行修改。

附圖說明

在整個說明書中參考附圖，在這些附圖中，相同的參考編號表示相同的元件，并且其中：

圖1-4為根據(jù)本公開的用于形成過濾元件的裝置的示意圖；

圖5為根據(jù)本公開的感受器粒子的感應(yīng)加熱的示意圖；

圖6為根據(jù)本公開的混合物的感應(yīng)加熱的示意圖；

圖7a為根據(jù)本公開的混合物的感應(yīng)加熱的詳細(xì)示意圖；

圖7b為根據(jù)本公開的感受器粒子與聚合物粘合劑粒子的粘合的詳細(xì)示意圖；

圖8和9為根據(jù)本公開形成的過濾元件的透視圖；和

圖10為根據(jù)本公開的模具的俯視圖。

具體實施方式

本公開提供了用于由包含感受器粒子52和聚合物粘合劑粒子56的混合物50形成如圖8和9所示的過濾元件80的方法和裝置100。示例性裝置100示于圖1-4。通常將混合物50引入模具120中，所述混合物50可被預(yù)混。當(dāng)混合物50在模具120中時，將高頻電磁場152施加至混合物50。高頻電磁場152在感受器粒子52中產(chǎn)生渦電流。渦電流的流動在感受器粒子52中產(chǎn)生足夠的熱量，以將相鄰的聚合物粘合劑粒子56的溫度升高至至少軟化點。然后，經(jīng)加熱的感受器粒子52與相鄰的聚合物粘合劑粒子56粘合，使得混合物50形成粘結(jié)塊體60。然后，粘結(jié)塊體60冷卻而形成過濾元件80。根據(jù)本公開的混合物50和所形成的過濾元件80可包括但不限于混合物50、過濾元件80和介質(zhì)，如hughes等人的美國專利no.7,112,280、no.7,112,272和no.7,169,304中所顯示和描述，所述專利的公開內(nèi)容以全文引用的方式并入本文。

相比于例如傳導(dǎo)加熱方法(其中在混合物可完全粘合之前，從圍繞混合物的圓筒或夾套產(chǎn)生的熱量必須傳導(dǎo)經(jīng)過混合物50的整個橫截面)，本發(fā)明所公開的方法可提供更快的加熱。對從圓筒或夾套傳導(dǎo)的這種依賴通常需要對加熱部分相對較長的暴露時間，以提供足夠的時間來完全加熱混合物。更長的加熱時間可能是不利的，因為它們通常導(dǎo)致效率較低，因此成本更高的制備。

在模具120中發(fā)生的過程的代表示于例如圖6、7a和7b中。在典型的實施例中，混合物50可在室溫下進(jìn)入模具120。一旦在模具120中，感受器粒子52和聚合物粘合劑粒子56的混合物50就經(jīng)受高頻電磁場152以在感受器粒子52中誘導(dǎo)渦電流。由于感受器粒子52具有固有電阻，因此在其中誘導(dǎo)的電流產(chǎn)生加熱感受器粒子52的能量。

應(yīng)注意，盡管據(jù)信在感受器粒子52中產(chǎn)生渦電流在本發(fā)明所公開的模具120中的加熱過程中占主導(dǎo)，但聚合物粘合劑粒子56的某些直接加熱也可通過稱為電介質(zhì)加熱的過程而發(fā)生。電介質(zhì)加熱為一種過程，通過該過程，在高頻電磁場152的影響下熱量在電介質(zhì)材料或電絕緣材料中產(chǎn)生。然而，不同于在電導(dǎo)材料中產(chǎn)生渦電流，電介質(zhì)加熱源自電介質(zhì)中電偶極矩的翻轉(zhuǎn)，所述電偶極矩設(shè)法使它們本身與交變電磁場對齊。

由于混合物50在模具120中充分壓實，因此感受器粒子52往往與一個或多個相鄰聚合物粘合劑粒子56物理接觸。在感受器粒子52中產(chǎn)生的熱量足以引起在物理接觸點處相鄰聚合物粘合劑粒子56的傳導(dǎo)加熱。該傳導(dǎo)加熱進(jìn)而足以將聚合物粘合劑粒子56加熱至至少軟化點，以與接觸的感受器粒子52粘合。取決于所選材料和所需應(yīng)用，這種粘合可采取許多形式。這種粘合帶一個實例示意性地表示于圖7b中。

在一個實施例中，模具120中的高頻電磁場152由圍繞模具120的感應(yīng)線圈154產(chǎn)生。通常，感應(yīng)線圈154包括環(huán)形纏繞線圈，且模具120包括中空圓柱體、環(huán)繞模具120設(shè)定匝數(shù)的感應(yīng)線圈154。匝數(shù)可為例如2、3、4、5、6或更多，取決于加熱模具120的長度和所需的場。也可預(yù)期感應(yīng)線圈154可包括不嚴(yán)格環(huán)繞加熱模具120的更復(fù)雜的圍繞形狀。例如，當(dāng)其他結(jié)構(gòu)可能妨礙環(huán)繞感應(yīng)線圈154時，可在線圈中提供復(fù)雜彎曲以避免妨礙結(jié)構(gòu)，并同時仍然提供如本發(fā)明所公開的適于加熱混合物50的高頻電磁場152。

通常，感應(yīng)線圈154由高頻電源155驅(qū)動，所述高頻電源155能夠在線圈中設(shè)定通常在約500khz至約30mhz范圍內(nèi)，包括約1mhz、2mhz、4mhz、6mhz、8mhz、10mhz、12mhz、14mhz、16mhz、18mhz、20mhz以及所有的頻率和其間的頻率范圍的高頻交流電。也可預(yù)期更高的頻率，只要可在感受器粒子52中有效誘導(dǎo)渦電流，從而發(fā)生充分加熱。

感應(yīng)線圈154所用的功率可取決于例如模具120的尺寸、模具120中的混合物50的橫截面尺寸、混合物50的內(nèi)容物和所需的加熱速度而變化。在一個實施例中，感應(yīng)線圈154可在過程中使用約700瓦至約2000瓦范圍內(nèi)的功率，盡管取決于例如所需總加熱速度可預(yù)期更高的功率水平。

在一些實施例中，特別是當(dāng)需要相對較長縱橫比的粘結(jié)塊體60(例如相對較小的剖面長度比)時，感應(yīng)線圈154可能不具有足夠的尺寸，或者不能產(chǎn)生足夠的場來立刻加熱整個模具120。在這種情況中，模具120、感應(yīng)線圈154或上述兩者可相對于彼此移動，如圖2示意性所示。例如，模具120和感應(yīng)線圈154相對于彼此可同軸平移以確保高頻電磁場152充分穿透混合物50的所有部分。這種體系可用于例如如下情況：需要長的粘結(jié)塊體，使得每個粘結(jié)塊體可定長切削以形成超過一個過濾元件80。在這種情況中，可能不可行的是提供具有足夠匝的感應(yīng)線圈154或者足夠強的場來立刻覆蓋粘結(jié)塊體60的整個長度。移動可通過例如伺服驅(qū)動或致動器而產(chǎn)生，從而提供受控的相對運動。

圖5為連接至感應(yīng)線圈154以使感應(yīng)線圈154產(chǎn)生高頻電磁場152的高頻電源155的示意圖。如圖5所示，高頻電磁場152可與感受器粒子52相互作用以在粒子中誘導(dǎo)渦電流，因此產(chǎn)生所述的粒子的電阻加熱。應(yīng)注意，提供圖5僅協(xié)助解釋感應(yīng)加熱的機制，而不旨在顯示粒子相對于感應(yīng)線圈154的實際位置。

在一個實施例中，如圖1所示，高頻電源155與阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)156成對，所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)156起到使來自感應(yīng)線圈154的功率輸出的吸收達(dá)到最大的作用。一般來講，匹配網(wǎng)絡(luò)156調(diào)節(jié)其電容器和感應(yīng)器位置以將感應(yīng)線圈154和電源的阻抗匹配至被加熱的混合物50的阻抗，從而使混合物50的應(yīng)用功率吸收達(dá)到最大。

在這種實施例中，由于由感應(yīng)線圈154產(chǎn)生的電磁場必須穿透行進(jìn)通過模具120內(nèi)部的混合物50，因此模具120必須由不阻礙電磁場成功通過的材料構(gòu)造。換言之，模具120必須對電磁場很大程度上透明，除了可能的少量電介質(zhì)加熱之外，如上所述。

除了對電磁場相對透明之外，給定應(yīng)用所需的模具120材料可進(jìn)一步顯示出例如高介電強度、高體積電阻率、在高頻率(～10⁶hz)下的低耗散因數(shù)、高的連續(xù)操作溫度、高的熱撓曲溫度和良好的可制造性。這些性質(zhì)在如下依次考慮。

首先，足夠高的介電強度可降低模具120在高電壓下分解的趨勢，所述高電壓可在整個模具120上產(chǎn)生。在一個實施例中，模具120由介電強度為至少約6kv/mm，更優(yōu)選至少約15kv/mm，甚至更優(yōu)選至少約20kv/mm的材料構(gòu)造。

其次，足夠高的體積電阻率可防止電流流動通過材料，甚至是在可能在模具120內(nèi)在材料上產(chǎn)生的高電壓下。在一個實施例中，模具120由體積電阻率為至少約1×10¹³ohm·cm，更優(yōu)選至少約1×10¹⁴ohm·cm，甚至更優(yōu)選至少約1×10¹⁵ohm·cm的材料構(gòu)造。

再次，低耗散因數(shù)可協(xié)助防止模具120材料被加熱，并因此防止由于施加在所述材料上的振蕩電壓而導(dǎo)致的來自高頻電磁場152的能量衰竭。耗散因數(shù)(通常以百分比表示)為電介質(zhì)材料中電功率的損失程度的量度。在電容器(其通常含有電介質(zhì)材料)的情況中，低耗散因數(shù)對應(yīng)于高品質(zhì)電容器，高耗散因數(shù)對應(yīng)于較差的電容器。在一個實施例中，模具120由耗散因數(shù)小于或等于約在10⁶hz下0.05％，更優(yōu)選小于或等于約在10⁶hz下0.005％的材料構(gòu)造。

再次，高溫電阻可協(xié)助防止模具120材料在高溫條件下屈服或者變形。由于模具120可經(jīng)受350華氏度(177攝氏度)以上的溫度，因此希望模具120材料在顯著更高的溫度下開始屈服或變形。在模具120中產(chǎn)生的典型溫度可為約350華氏度(約177攝氏度)至約450華氏度(約232攝氏度)。取決于例如將給定聚合物粘合劑粒子56的溫度升高至軟化點以上所需的熱量，其他溫度范圍是可能的。在一個實施例中，模具120由連續(xù)操作溫度和/或熱撓曲溫度為至少約450華氏度(約232攝氏度)，更優(yōu)選至少約500華氏度(約260攝氏度)，甚至更優(yōu)選至少約572華氏度(約300攝氏度)的材料構(gòu)成。

此外，良好的可制造性可允許模具120被精密制造而具有嚴(yán)格控制的幾何和品質(zhì)表面精整。通常，這些特征通過加工過程最佳獲得。因此，期望模具120材料合理地受到加工技術(shù)的影響。還應(yīng)注意，可模制模具120，只要所用的材料易受模制技術(shù)的影響。

考慮到如上標(biāo)準(zhǔn)中的一些或全部，可用于用作模具120的材料包括但不限于玻璃、陶瓷、玻璃陶瓷、填充玻璃的陶瓷、聚四氟乙烯、填充玻璃的聚四氟乙烯、填充玻璃的液晶聚合物、聚苯并咪唑、芳族聚酰胺、聚醚酰亞胺、聚鄰苯二甲酰胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮、硅酸鋁和有機硅。

在其他實施例中，如圖3和4中所示的那些，模具120包括由夾持器122以可脫開的方式保持的多孔套筒130。在這種實施例中，感應(yīng)線圈154可與夾持器122相鄰設(shè)置，以圍繞多孔套筒130的至少一部分。多孔套筒130包含可用于流體過濾的材料。例如，多孔套筒130可包含燒結(jié)或多孔陶瓷塊或者燒結(jié)或多孔聚合物塊。當(dāng)模具120包括多孔套筒130時，如上所述的可用于模具120的材料性質(zhì)中的一些或全部可能不適用，只要多孔套筒130對高頻電磁場152足夠透明。

在其中模具120包括多孔套筒130的實施例中，將混合物50引入多孔套筒130中，并如本文所述進(jìn)行加熱，使得粘結(jié)塊體60在多孔套筒130內(nèi)部形成，并被多孔套筒130粘合。然后，包括粘結(jié)塊體60的多孔套筒130可從夾持器122中移出，使得多孔套筒130變成過濾元件80的一部分，如圖9所示。該布置可為有利的，因為其可降低與固定模具相關(guān)的工具成本。

在相關(guān)的實施例中，多孔套筒130包括由外部套筒136同軸圍繞的非織造套筒134，如圖4和9所示。雖然外部套筒136可包括如上所述的多孔塊，但非織造套筒134可包括一個或多個層或者材料的組合，如擠出網(wǎng)片、熔噴、熔紡、多孔膜或其他支撐層或排水層。非織造套筒134可用于粘合粘結(jié)塊體60，以及通過保持在多孔套筒130與粘結(jié)塊體60之間的流動路徑開放而促進(jìn)多孔套筒130與粘結(jié)塊體60之間的流體流動。非織造套筒134也應(yīng)該對高頻電磁場152充分透明。

在一些實施例中，夾持器122包括芯軸126，可將多孔外殼設(shè)置于所述芯軸126上并在之后移出，如圖3和4所示。在這種實施例中，芯軸126可形成模具120的壁以容納混合物50。在一些實施例中，芯銷112從芯軸126延伸而形成粘結(jié)塊體60的內(nèi)部輪廓84，如圖4所示。芯軸126和/或芯銷112可一定程度上伸入高頻電磁場152中，可能有用的是由對場充分透明的材料(如電絕緣體)構(gòu)造芯軸126和芯銷112中的一者或兩者。

在一些實施例中，模具120能有效地在粘結(jié)塊體60中形成圓柱形橫截面。在一些實施例中，模具120能有效地在粘結(jié)塊體60中形成非圓柱形橫截面。例如，模具120可構(gòu)造為將粘結(jié)塊體60的橫截面成型為橢圓形或卵形。在其他實施例中，模具120可構(gòu)造為將粘結(jié)塊體60的橫截面成型為矩形、三角形或其他多邊形。這種橫截面可在多邊形側(cè)邊之間包括或不包括圓形邊緣。在一些實施例中，芯銷112提供圓柱形內(nèi)部輪廓84，而模具120將外部輪廓82成型為非圓柱形橫截面。在一些實施例中，芯銷112提供非圓柱形內(nèi)部輪廓84，且模具120將外部輪廓82成型為非圓柱形橫截面。

在一些實施例中，感受器粒子52包括吸附感受器粒子52。在一些實施例中，吸附感受器粒子52包括活性炭。然而，感受器粒子52可包括適于給定最終用途(通常是流體純化)或與給定最終用途(通常是流體純化)相容，并能夠在高頻電磁場152的影響下通過渦電流的內(nèi)部誘導(dǎo)而被加熱的任何粒子。一般來講，感受器粒子52將為電導(dǎo)體或半導(dǎo)體，且不為電絕緣體。電導(dǎo)體的例子包括但不限于銀、銅、金、鋁、鐵、鋼、黃銅、青銅、汞、石墨等。電絕緣體的例子包括但不限于玻璃、橡膠、玻璃纖維、瓷、陶瓷、石英等。一般來講，具有更高固有電阻的感受器粒子52可在渦電流流動時更快地加熱。例如，在高頻電磁場152的影響下，鐵可比銅更快地加熱。一些材料但不是全部材料隨著溫度升高而顯示出電阻的增加，并因此隨著它們的溫度在模具120中上升可以以更高的速率加熱。在一些實施例中，感受器粒子52在25攝氏度下具有等于或大于約1×10⁴西門子/米的電導(dǎo)率。

在一個實施例中，聚合物粘合劑粒子56包含超高分子量聚乙烯(uhmw)。例如由于即使在遠(yuǎn)高于軟化點的溫度下uhmw也具有不熔體流動的趨勢，uhmw非常適于本申請。當(dāng)加熱至軟化點以上時，uhmw往往僅軟化，并變得粘著，而不是熔體流動。作為結(jié)果，uhmw允許形成粘結(jié)塊體60，其中各個感受器粒子52通過強制點結(jié)合或燒結(jié)的形式而粘合至聚合物粘合劑粒子56。這種強制點結(jié)合或燒結(jié)的代表性實例示于圖7b中，其中單個感受器粒子顯示為粘合至單個聚合物粘合劑粒子。在這種構(gòu)造中，聚合物粘合劑粒子56與感受器粒子52粘合在一起，而不會熔體流動以用聚合物粘合劑涂布感受器粒子52的表面。在某些應(yīng)用中，特別是當(dāng)感受器粒子52行使活性純化功能時，這樣防止涂布對于保持活性顆粒表面可與濾液接觸而言是重要的。盡管uhmw是用于聚合物粘合劑粒子56的理想材料，但應(yīng)理解能夠被加工而引起如上所述的強制點結(jié)合的其他聚合物也應(yīng)該是可用的。

在一些實施例中，特別是當(dāng)上述強制點結(jié)合或燒結(jié)不關(guān)鍵時，其他聚合物可用作聚合物粘合劑粒子56。

在一個實施例中，在加工而形成粘結(jié)塊體60之前，聚合物粘合劑粒子56進(jìn)行等離子處理。聚合物粘合劑粒子56的等離子處理可賦予由粘結(jié)塊體60形成的過濾元件80所需的性能特性。例如，可產(chǎn)生改進(jìn)的潤濕性和改進(jìn)的初始流動性。而且，通過使用經(jīng)等離子處理的聚合物粘合劑粒子56，有可能形成具有相對較薄的壁的過濾元件80。也可預(yù)期聚合物粘合劑粒子56的其他表面處理，例如接枝或表面改性以產(chǎn)生或增強顆粒物質(zhì)的抗微生物性質(zhì)或親和力。適用于聚合物粘合劑粒子56(包括uhmw)的這種粒子處理的例子描述于例如stouffer等人的美國專利公布no.2010/0243572a1中，所述專利的公開內(nèi)容以全文引用的方式并入本文。這種處理的特別的益處描述于例如stouffer等人的[0032]至[0043]段中。

在一些實施例中，一種或多種添加劑可伴隨混合物50。例如，可將鉛或砷還原組分(包括顆粒形式的那些)加入混合物50中。在一個實施例中，可將銀加入混合物50中以協(xié)助防止所形成的過濾元件80的細(xì)菌生長。在這種實施例中，可包括銀或其他金屬或高傳導(dǎo)粒子，以占感受器粒子52的至少一部分。為了本公開的目的，高傳導(dǎo)感受器粒子在25攝氏度下具有等于或大于約0.5×10⁶西門子/米的電導(dǎo)率。由于一些高傳導(dǎo)材料在高頻電磁場152的影響下可更快加熱，因此可預(yù)期在混合物50中包含這種高傳導(dǎo)感受器粒子52可用于加速混合物50的加熱，并因此可用于提供增加的加熱速率。在一個實施例中，高傳導(dǎo)感受器粒子52可與活性炭感受器粒子52組合，以構(gòu)成相比于其中感受器粒子52包含單獨的活性炭的混合物50可更快加熱的混合物50。

根據(jù)本公開形成的過濾元件80，無論是單獨使用或與其他分離裝置或介質(zhì)組合使用，可用于各種不同的流體純化和分離應(yīng)用，包括但不限于飲用水和其他流體純化，包括沉淀物、鉛、砷、細(xì)菌、病毒、氯和揮發(fā)性有機化合物的還原。

應(yīng)注意，根據(jù)本公開的裝置100可設(shè)定為形成實心圓柱形粘結(jié)塊體60、管狀粘結(jié)塊體60或盲管狀粘結(jié)塊體60(在其他輪廓中)。當(dāng)需要管狀粘結(jié)塊體60時，通常使用芯銷112來協(xié)助形成管狀成型件的內(nèi)部輪廓84。在這種實施例中，芯銷112可完全延伸通過模具120，或者僅延伸通過模具120的一部分。通常，芯銷部分112包括光滑圓柱形輪廓，盡管這種輪廓可包括在模具開口116的方向上向內(nèi)漸縮的一部分。在一個這種實施例中，芯銷112可包括向模具120的開口以例如約0.001英寸/直線英寸(0.001mm/直線mm)的速率向內(nèi)漸縮的一部分。芯銷112的這種向內(nèi)漸縮可減少在從模具120中移出粘結(jié)塊體60時所遇到的磨擦力。

在一些實施例中，芯銷112包括對高頻電磁場152透明的材料。在這種實施例中，用于芯銷112的示例性材料可相同或類似于用于模具120的上述那些材料。當(dāng)希望防止芯銷112在高頻電磁場152的影響下感應(yīng)加熱并因此傳導(dǎo)加熱粘結(jié)塊體60的內(nèi)部輪廓84時，這種材料的選擇可能是重要的。例如，可預(yù)期在所公開的方法中提供導(dǎo)電芯銷112可導(dǎo)致感應(yīng)加熱芯銷112，使得混合物50中的材料可被加熱超過適當(dāng)?shù)墓ぷ鳒囟取＿@種芯銷112加熱不僅可改變粘結(jié)塊體60的形成，而且也可能由于高頻功率被導(dǎo)電材料吸收而不是被混合物50本身直接吸收而導(dǎo)致浪費能量。然而，取決于混合物50中所用的材料和過濾元件80的所需特性，可允許或甚至希望由可通過感應(yīng)渦電流而加熱的材料來構(gòu)造芯銷112。

在一個實施例中，如圖10所示，模具120包括從模具120的內(nèi)表面向內(nèi)延伸的多個成型凸起124，以在粘結(jié)塊體60的外表面中形成相應(yīng)的凹陷。這些凹陷在粘結(jié)塊體60冷卻和硬化之后保持，并可增加粘結(jié)塊體60的外表面的表面積，由此改進(jìn)例如所得過濾元件80的沉積壽命。

在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，本發(fā)明的各種修改和更改對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將一目了然。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于本文示出的示例性實施例。