專利名稱：多過濾筒的過濾裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種使用多個螺旋卷繞過濾筒的過濾裝置。
背景技術：
在過濾當中，期望最大化過濾面積，同時最小化所采用的過濾器結構的體積。實現 該結果的一種常規(guī)方法是提供一種由螺旋卷繞的多層材料(該多層材料具有過濾層)所形 成的結構，以形成緊密卷繞的筒體，其中液體在一個螺旋端處被引入該筒體中且在相反的 螺旋端處被移除。在過濾結構中必須提供這樣一種裝置，其用于確保所有進入的液體在被 移除之前流經過濾介質；也就是說，進入的流體必須防止簡單地流經過卷繞的過濾材料之 間的空間而不通過過濾介質。這樣的一種結構例如在美國專利3，962，097中示出。在螺旋卷繞結構中所面臨的一個問題是源自于一些膜(例如超濾膜)在過濾筒結 構中發(fā)生撕裂的易碎特性。在一種工藝中，螺旋卷繞的過濾器由多層的膜過濾器和篩網形成，其中膜過濾層 折疊到其自身上，以形成V型形狀和兩個過濾層。多片層的膜/篩網堆疊體在平坦方向上 粘結，并接著卷攏到穿孔芯部上。多個層由輸送和滲透篩網形成。在卷攏操作期間，為了形 成螺旋卷繞的過濾器，由于膜層是粘性的，它們趨于起皺而不是滑動經過彼此。結果使得犧 牲了持續(xù)完整性。流動特性是良好的，因為通過相對短的滲透物通道(約18英寸長)所測 量的附帶損失是微不足道。在第二種工藝中，單個較長的薄片層(leaf)被用于形成螺旋裝置。僅在卷起后形 式中施加粘結膠。這將薄片層的數量限制為一個，但是隨著被卷起也減少了位于膜上面的 應力。在單層模式中，采用該技術所得到的裝置表現為是一體的。然而，由于滲透通道較長 (約40英寸)，在該通道中主要由高壓降所引起的附帶損失高到無法接受。因此，非常期望提供一種過濾裝置，其使用螺旋卷繞的過濾筒結構，以最小化滲透 物流動損失，同時提供令人滿意的滲透物生產能力。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種過濾裝置，該過濾裝置包括具有入口和出口的殼體、以及布置在 殼體內的多個過濾筒。過濾筒包括繞穿孔芯部卷繞的多個平坦層材料。多個平坦層包括兩 個過濾層，所述兩個過濾層通過將平坦過濾片材折疊成V型形狀而形成。流體可滲透層被 設置成還包括輸送物間隔層和滲透物間隔層。過濾層和輸送物間隔層被粘結到穿孔芯部。 滲透物間隔層被密封，以接收流經過濾層的滲透物并將滲透物引導到穿孔芯部內。輸送物 間隔層被密封，以接收流體輸送物并將輸送物引導通過過濾層。過濾筒被密封以防止輸送
3物與滲透物進行混合。


圖1是本發(fā)明的過濾裝置的透視圖。圖2是圖1的過濾裝置的截面圖，示出了形成滲透物的流體流動。圖3是本發(fā)明的過濾筒的分解圖。圖4是形成本發(fā)明的過濾筒的一種方法的示意圖。圖5是可被使用于本發(fā)明的過濾筒中的附加滲透物間隔層的透視圖。圖6是本發(fā)明的過濾筒的局部截面圖。圖7描述了用于本發(fā)明的輸送物間隔層和滲透物間隔層的粘結形式。圖8是描述了用于本發(fā)明的滲透物間隔層的備選粘結形式。
具體實施例方式參考圖1，本發(fā)明的過濾裝置10包括殼體12，其具有入口 14和出口 16、以及多個 過濾筒18、20、22、24和26，優(yōu)選為五個或六個過濾筒。在過濾裝置中的流體流動路徑將參考圖2、3、6和7來描述。如本文所示，進入的 流體輸送物39通過入口 14進入殼體12。流體輸送物在過濾筒的頂表面和底表面兩者處 進入過濾筒18、20、22、24和26 (圖1)，并且進入到輸送物間隔層28。通過使得流體輸送物 在過濾筒的頂表面和底表面處進入過濾筒，與使流體輸送物僅在頂表面或底表面處進入相 比，沿輸送物路徑的不期望壓降可被減少。滲透物間隔層32的頂表面30由密封部31從殼 體12內部進行密封。過濾層33和34被布置在輸送物間隔層28與滲透物間隔層32之間。 滲透物間隔層32和輸送物間隔層28兩者的底表面29和35由密封部36和37進行密封 (圖7)。輸送物間隔層28包括側密封部43和45。滲透物間隔層32包括側密封部42。每 個過濾筒18、20、22、24和26的外表面用流體不可滲透片材38密封(圖2)。進入的流體輸 送物39填充著過濾筒18、20、22、24和26之間的空間40 (圖2)，且通過螺旋卷繞的輸送物 間隔層28進入到這些過濾筒中，如箭頭43所示。輸送物39流經過濾層33和34以形成滲 透物44。滲透物44在滲透物間隔層32內的螺旋路徑中行進(如箭頭46所示)，且流經芯 部50的穿孔48。接著，滲透物通過通路52 (圖2)行進，并接著通過出口 16，如箭頭54所
7J\ ο過濾層可包括由V型過濾片材所形成的一個或多個過濾層。過濾層可在V型結合 部55處彼此粘結(圖3)。優(yōu)選的是使用兩個V型過濾片材，所述兩個V型過濾片材被布置 成彼此接觸以形成過濾層33和34。參考圖4，其中描述了形成根據本發(fā)明的螺旋卷繞的多層過濾筒的過程。過濾層 33和34例如使用粘結劑在V型結合部形成。過濾層33從輥57展開，過濾層34從輥58展 開。輸送物間隔層28從輥59展開，且滲透物間隔層32從輥60展開。輸送物間隔層28和 滲透物間隔層32如圖7所示進行密封。過濾層結合部55粘結到芯部50。備選地，滲透物間隔層可包括多個間隔開的密封 部61和62 (圖8)，以促進粘結到芯部50上，同時促進滲透物流經穿孔48。當本發(fā)明的過濾筒在螺旋卷繞方向上的長度小于約24英寸、優(yōu)選在約16至20英寸之間、且最優(yōu)選地是約18英寸時，具有單個間隔層的過濾筒可提供高效的過濾。參考圖5，示出了第二滲透物間隔層32b。第二滲透物間隔層32b被布置成鄰近于 滲透物間隔層32，且如圖4所示地卷繞。結果使得產生了促進滲透物流動的更厚滲透物間隔層。輸送物間隔層和滲透物間隔層可包括具有高空隙容積的紡織或無紡材料，其對沿 邊緣方向、無需高入口壓力的合理高速率的流體流動是可滲透的。此外，間隔層的厚度應當 足夠大，以使得實現相等數量的流體流率，但是不會厚到減少大致用于給定過濾器容積的 過濾表面面積和過濾能力。優(yōu)選的是，間隔層的厚度在約0.020至0.030英寸之間。合適 的間隔層包括由兩組平行塑料股線所形成的網；在一個布置結構中，一組股線布置在另一 組股線表面上并粘結到其上，以使得股線組以一定角度相互交叉。合適的網由Ε. I. DuPont deNemours&Co.、以商標名“Vexar”進行銷售。股線具有大致圓形的截面。當鄰近于兩個平 坦過濾層進行放置時，該結構使得每組股線僅接觸一個鄰近的過濾層，從而使得流體可容 易地進入到間隔層中以及流經兩個鄰近過濾層之間。過濾層必須足夠柔韌，以允許在不使過濾器易碎或易壞的前提下能將其卷繞在芯 部周圍。雖然許多過濾材料對于該目的來說是足夠地柔韌，但是一些過濾材料太脆弱而不 能承擔其用途，且必須在被用于多層織物之前進行改型或改變。這種過濾材料包括多孔 的超濾裝置和由諸如纖維素乙酸酯和硝酸纖維素的纖維素脂來形成的過濾器，且具有在 亞微米范圍內的、小至約0.025微米的平均孔徑，其由Millipore Corporation進行市場 銷售，包括Celolate 過濾器、Duralon 過濾器、Mitex 過濾器、Polyvic 過濾器、 Solvinert 過濾器以及Microweb 過濾器。為了使得這些過濾器足夠柔韌，它們可層壓 在兩個柔韌多孔材料之間，所述柔韌多孔材料例如是由聚酯纖維與網粘結劑(其使用諸如 聚酯、聚乙烯或聚酰胺纖維的可熱封樹脂纖維來形成)形成的紡織布料。然而，應當理解的 是，本發(fā)明并不局限于使用超濾或多微孔的過濾層，而是包括使用任何可卷繞成所示期望 結構的平坦過濾介質。所采用的粘結劑的類型和數量要使得粘結劑在施加時將滲透進入過濾層中、但是 不會穿過過濾層，從而使得在過濾層的一個表面上的密封不會導致在相反表面上發(fā)生密 封。對于提供期望的密封來說，環(huán)氧基或聚亞安酯基粘結劑是尤其有用的。
權利要求
一種過濾裝置，包括殼體，所述殼體包括入口和出口；多個過濾筒，所述多個過濾筒具有入口裝置和出口裝置；所述過濾筒包括穿孔芯部和具有兩個相反螺旋端表面的螺旋卷繞的多層材料；所述多層材料包括通過折疊過濾片材而形成的兩個平坦過濾層；滲透物間隔層和輸送物間隔層；每個過濾層的第一表面接觸所述滲透物間隔層，且每個過濾層的第二表面接觸所述輸送物間隔層；所述輸送物間隔層進行密封，以允許流體輸送物進入所述輸送物間隔層并流經所述過濾層；以及所述滲透物間隔層進行密封，以接收來自于所述過濾層的滲透物且將滲透物引導到所述穿孔芯部中。
2.根據權利要求1所述的過濾裝置，其特征在于，包括五至六個的過濾筒。
3.根據權利要求1所述的過濾裝置，其特征在于，滲透物間隔層在螺旋卷繞方向上的 長度小于約24英寸。
4.根據權利要求1所述的過濾裝置，其特征在于，滲透物間隔層在螺旋卷繞方向上的 長度在約16英寸至約20英寸之間。
5.根據權利要求1所述的過濾裝置，其特征在于，滲透物間隔層在螺旋卷繞方向上的 長度是約18英寸。
6.根據權利要求1所述的過濾裝置，其特征在于，所述平坦過濾層是超濾膜。
7.根據權利要求1所述的過濾裝置，其特征在于，所述平坦過濾層是多微孔膜。
8.根據權利要求1所述的過濾裝置，其特征在于，每個過濾筒的穿孔芯部由一通路連 接到殼體的出口。
9.根據權利要求1所述的過濾裝置，其特征在于，殼體入口的流體輸送物在過濾筒的 頂表面和底表面兩者處進入過濾筒，且進入過濾裝置的輸送物間隔層內。
全文摘要
本發(fā)明提供一種過濾裝置，其包括具有入口(14)和出口(16)的殼體以及多個螺旋卷繞的過濾筒(18，24)。過濾筒包括兩個過濾層，即輸送物間隔層和滲透物間隔層。密封部被設置成防止輸送物和滲透物混合，且允許滲透物以死區(qū)端過濾模式進行回收。
文檔編號B01D63/12GK101959583SQ200880127893
公開日2011年1月26日 申請日期2008年11月6日 優(yōu)先權日2008年2月8日
發(fā)明者G·斯特拉費爾, K·勞蒂奧 申請人:米利波爾公司