模塊化的疊片式過濾裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及過濾組件和筒式類型和/或膠囊式類型的裝置，其包括上游和下游以及任選的中間支撐件，其具有改善的特征以最大化流過該過濾組件的液體。該筒式設(shè)備具有帶有堆積脊的多個柱，其起到作為蓋嚙合齒的功能。筒端蓋被成形使之具有在構(gòu)造和位置上與多個柱相對應(yīng)的多個槽。槽和脊的組合相互作用以產(chǎn)生鎖閉機(jī)理，從而可調(diào)節(jié)地將端蓋鎖固至筒，以及產(chǎn)生必須的壓力以密封該過濾盤和支撐件。該上游支撐件被成形使之在外部環(huán)中具有通道以及在徑向延伸的肋中具有任選的通道，從而改善液體進(jìn)入以及在過濾盤之間遷移。該下游支撐件被成形使之在內(nèi)部環(huán)中具有通道或通路，從而促使濾出物流出至過濾組件出口。
【專利說明】模塊化的疊片式過濾裝置
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2011年11月21日提交的美國臨時申請No. 61/562, 190和2012年11 月21日提交的美國實用專利申請No. 13/683, 859的優(yōu)先權(quán)，將其全部內(nèi)容在此引入作為參 考。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明涉及具有膠囊閉合件型或筒式過濾外殼的疊片式過濾器。利用這兩種殼體 系統(tǒng)，該多層纖維過濾器用于分離和除去固體、液體和/或氣體雜質(zhì)和/或混合并引入一種 液體或氣體至第二種液體或氣體中。更具體地，本發(fā)明涉及過濾器支撐件和殼體構(gòu)建體以 改善較大組件的效率、可靠性和適應(yīng)性。
[0004] 發(fā)明背景
[0005] 為了過濾不想要的液體和/或氣體雜質(zhì)，在封閉的殼體中使用多孔過濾器來實現(xiàn) 微粒雜質(zhì)的除去。無論是通過物理/機(jī)械截留還是使用電荷調(diào)節(jié)劑電動分離，當(dāng)液體相自 由流出過濾器時，懸浮在流體和/或氣體中的顆粒物質(zhì)被該過濾物質(zhì)除去并保持。已經(jīng)構(gòu) 建出了很多過濾組件變化形式以滿足多種應(yīng)用，例如那些在本領(lǐng)域中公知的生物和農(nóng)業(yè)工 業(yè)中的應(yīng)用。
[0006] -種特別有利的構(gòu)造就是組裝多個疊片形狀的過濾器，以改善過濾功能，通過 (例如）利用從最大到最小孔徑的串聯(lián)模式的具有不同孔徑的過濾盤去捕獲不同大小的顆 粒物質(zhì)，和/或增加液體和/或其他暴露于其的總過濾表面面積。多種結(jié)構(gòu)的特別過濾結(jié) 構(gòu)已經(jīng)被生產(chǎn)出來了。一種此類結(jié)構(gòu)公開于專利No. W00183077 (下文稱為"' 077專利"）。
[0007] ' 077專利涉及疊片式過濾器，其配置有一系列支撐件，其具有策略性設(shè)置的刀口 封接以指示液體流過其封套的過濾物質(zhì)，如' 077專利的圖2-9所示。' 077專利通過引入 上游和下游過濾支撐件，使用相對扁平或非雙凸鏡形狀的支撐件替代雙凸鏡形狀（雙面凸 起）支撐件，從改善了先前的過濾支撐件構(gòu)造。在公開的一個實施方案中，上游支撐件在沿 著內(nèi)部邊緣提供有刀口封接，下游支撐件在沿著外部邊緣提供有刀口封接，從而在過濾介 質(zhì)和孔出口之間產(chǎn)生液體緊固密封。該構(gòu)造指引具有顆粒雜質(zhì)的液體進(jìn)入過濾裝置并通過 該設(shè)備過濾介質(zhì)，然后得到的濾液通過孔出口出來。
[0008] 構(gòu)建該過濾支撐件結(jié)構(gòu)以降低該結(jié)構(gòu)的總厚度（相對于雙凸鏡形式），從而為過 濾介質(zhì)增加了可用空間。該相對扁平的支撐件被認(rèn)為可降低雙凸鏡設(shè)計常見的支撐件的變 形和扭曲（這可損害過濾介質(zhì)完整性）。通常為環(huán)形的支撐件被肋（其限定但也將一個內(nèi) 部肋空間同另一個分割開）所隔斷。這可在一個隔斷中導(dǎo)致可能的沉積點，這可能延緩或 阻止液體流過該隔斷。為了產(chǎn)生充足液體通過所必需的空間，褶皺、間隔子或結(jié)塊被用于產(chǎn) 生縫隙。
[0009] 為了產(chǎn)生所需性能必需的緊密密封，該過濾盤/過濾支撐件受到沿著該過濾組件 縱軸方向的壓力，以將過濾介質(zhì)和支撐件壓在一起。為此目的，將桿鎖固穿過每個支撐件和 過濾盤中的位于中心的開孔,并錨定于位于層疊的過濾盤/過濾支撐件組件的另一端的端 蓋。將至少一個端蓋用力壓在該組合的過濾盤/盤支撐件，直到達(dá)到所需的壓力。然后將 該桿連接至端蓋（切掉任何多余的桿）。過濾盤和盤支撐件兩者的位于中心的開孔執(zhí)行雙 重功能。該壓縮的、組合的開孔起到連續(xù)液體出口的功能，并對設(shè)備的支撐件桿提供通路。 公開的替代實施方案為將該中心桿與外部帶、夾鉗、網(wǎng)狀物或膠帶整合在一起以保持組件 的壓縮和空間。
[0010] 為了增加流過該組件的液體，在該上游支撐件的周界形成了一系列的通道開口， 以使得能夠?qū)⒁后w從過濾器殼和過濾組件之間形成的縫隙徑向流入至過濾組件。該通道扣 扣或縫隙產(chǎn)生了分段的周界輪緣，如' 077專利的圖3B所示。
[0011] 盡管該配置可以相對于先前的過濾組件提供改善，但是，仍然存在很多由此曾經(jīng) 新結(jié)構(gòu)所帶來的缺陷。盡管該扁平的肋可以增加可用的過濾介質(zhì)體積，但是對于上游支撐 件的片段的周界的使用弱化了該支撐件的總體結(jié)構(gòu)。該開放區(qū)域提供了未支持的過濾介質(zhì) 的周界區(qū)域。
[0012] 用于產(chǎn)生液體緊固密封所必需的壓縮力的方法同樣產(chǎn)生了先前未解決的缺陷。由 層疊的過濾盤和盤支撐件的孔形成的管型通道的大部分被該壓縮桿堵塞。這顯著地降低了 可能流出過濾組件的濾液的體積，并可能產(chǎn)生可能阻礙最大流速的背壓流。
[0013] 所述的問題由于在下游支撐件的中心環(huán)中沒有任何液體通道而進(jìn)一步惡化， 如' 077專利的圖3A所示。遷移通過過濾介質(zhì)的濾液為了到達(dá)過濾裝置出口不得不繼續(xù)向 下，因為該下游支撐件的內(nèi)部環(huán)的作用為機(jī)械屏障。該過濾支撐件必須過濾介質(zhì)和支撐件 的扁平表面區(qū)域之間維持液體路徑以使得液體能夠流至該設(shè)備的中心孔。
[0014] 這些只是一些由描述的現(xiàn)有技術(shù)過濾組件構(gòu)成帶來的示例性問題。需要的是一種 過濾裝置，其提供通道用于液體的徑向流入以及濾液通過過濾裝置徑向流出，而不必保持 該過濾介質(zhì)的結(jié)構(gòu)整體性，從而在過濾介質(zhì)和盤支撐件之間保持一定縫隙。還需要的是一 種疊片式過濾裝置，其不必需要中心桿以壓縮并鎖固多層過濾盤。還需要的是能夠使得模 塊化的層疊過濾盤在擴(kuò)展鏈上組裝，而不影響單個盤的結(jié)構(gòu)的整體性。本發(fā)明的這些和其 他目的通過閱讀下面的發(fā)明概述和發(fā)明詳述將變得顯而易見。
[0015] 發(fā)明概述
[0016] 在本發(fā)明的一方面，鎖固過濾盤從而使得流過該過濾器和設(shè)備的液體最大化的設(shè) 備使用雙凸鏡類型的下游支撐件和相對扁平的上游過濾介質(zhì)支撐件。該上游支撐件包括一 系列的在周邊輪緣上形成的通路以及在徑向延伸的肋部上形成的通路。該下游支撐件包括 以利于濾液出來的具有一系列通路或通道的中心環(huán)。
[0017] 在本發(fā)明的進(jìn)一方面，筒式和囊式殼體閉合件對疊片式過濾器構(gòu)建體提供了可變 性，從而可以單獨和模塊化的實施以適應(yīng)各種應(yīng)用。筒式類型的閉合件提供了側(cè)面入口區(qū) 域用于液體輸入至該過濾裝置。膠囊式類型的閉合件提供了液體輸入和濾出物出來的限定 區(qū)域。
[0018] 在本發(fā)明的進(jìn)一方面，可調(diào)節(jié)的端蓋在盤片過濾器堆疊高度以及對該堆疊盤片施 加的壓縮力發(fā)面提供了變化，從而確保在圓盤各層之間基本上無泄漏的密封，同時又保持 了一定的縫隙以用于液體進(jìn)入和濾液出來。本發(fā)明的這些以及其他方面在附圖和閱讀下面 說明書的詳細(xì)公開部分將會是明顯的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的筒式疊片式過濾組件的頂視立體分解圖。
[0020] 圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的過濾盤/支撐件子組件部件的頂視立體分解 圖。
[0021] 圖3為圖1中所示的筒式疊片式過濾組件的側(cè)立面視圖。
[0022] 圖4為圖1中所示的筒式疊片式過濾組件的側(cè)視圖。
[0023] 圖5為根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案的過濾盤/支撐件子組件部件的頂視立體分 解圖。
[0024] 圖6為根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的過濾盤/支撐件子組件部件的截面圖。
[0025] 圖7為根據(jù)本發(fā)明的數(shù)個實施方案的數(shù)種筒式類型和膠囊式類型的疊片式過濾 器殼的圖片顯示。
[0026] 圖8為根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的柱遠(yuǎn)端的側(cè)視圖。
[0027] 圖9為圖8所示的柱遠(yuǎn)端的另一側(cè)的側(cè)視圖。
[0028] 圖10為根據(jù)本發(fā)明的實施方案的帶有兩個殼連接在一起的模塊化膠囊疊片式過 濾器殼的圖片顯示。
[0029] 圖11為根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案的過濾盤/支撐件子組件部件的截面圖。
[0030] 圖12為根據(jù)圖11所示的實施方案的過濾盤/支撐件子組件部件中使用的過濾盤 支撐件的頂視立體透視圖。
[0031] 發(fā)明詳述
[0032] 參考圖1、3和4,在一個方面中，疊片式過濾器筒式裝置總體上顯示為10。筒10 包括基本上為圓柱形的主體12,其限定了一個被構(gòu)建為容納一個或多個過濾組件34的總 體上為中空的過濾室。筒10包括多個柱14,其位于該筒的圓周周圍且部分地限定了所述的 中空過濾室。每個柱的一端起始于整體筒底部16或者筒10的底部邊緣（此時應(yīng)當(dāng)使用底 端蓋25代替整體底部16)。遠(yuǎn)離底部16或底端蓋25的另一端包括一系列垂直堆積的脊部 18,其末端為任選的斜削的末端部20。
[0033] 每一個脊部18,其可占據(jù)柱14的徑向向外延伸表面的全部或部分，包括基本水平 的表面19和斜削的表面21，其中該水平表面19和斜削表面21的結(jié)合形成脊頂23,如圖8 和9具體所示。脊18被構(gòu)建為類似于扎帶上的齒。在一個替代性實施方案中，不是所有的 多個柱14成形具有脊18。在另一個實施方案中，柱14交替地被成形使之具有脊18。脊18 也可在柱14的其他表面上形成，例如，在該柱遠(yuǎn)端的徑向內(nèi)部表面上。在另一個實施方案 中，脊18繞著該柱14遠(yuǎn)端的整個周界形成。
[0034] 沿著筒10的周界成形多個水平方向的橫桿22,其與柱14的部分組合以限定液體 入口槽24。各組橫桿22可以是同一平面的并且繞著筒10的周界是連續(xù)的，或者可以為分 段的且沿著筒10的縱軸位于不同的水平平面。將橫桿22設(shè)置在不同水平平面允許液體入 口槽大小可變。各個槽24可以被構(gòu)建為基本上大小類似的或是變化的，從而以適應(yīng)不同的 液體和/或情況。
[0035] 如圖1、3和4所示，提供筒頂端蓋26,其具有基本上環(huán)形的周界形狀。該周界具有 斜切的邊緣27以增加操作的便利性以及消除相對較尖的邊緣。端蓋26包括多個咬合柱的 槽28,其被構(gòu)建并空間布局于圓周或周界邊緣29的周圍且非常緊鄰該圓周或周界邊緣29， 以容納柱14的遠(yuǎn)端15。槽28當(dāng)與脊18(其起到扎帶的齒的功能）咬合時起到棘齒的作 用。構(gòu)建該槽的大小和位置使得脊18在施加力時能夠通過，從而將端蓋26推進(jìn)至柱14的 遠(yuǎn)端。由于該蓋被推進(jìn)到柱14上，當(dāng)各個脊18通過槽28中的一個時，柱14遠(yuǎn)端的15向 內(nèi)彎曲。
[0036] 柱14的向內(nèi)彎曲通過槽28的外部邊緣與斜削表面21對準(zhǔn)咬合實現(xiàn)。由于蓋26 被壓至柱14上并向下移動，斜削表面21向內(nèi)推進(jìn)柱14的遠(yuǎn)端，直到脊頂23向上穿過超出 槽28。一旦實現(xiàn)了通過，柱14彎曲回至基本上它們原先的位置。在該位置，扁平表面19與 蓋26的上表面對準(zhǔn)咬合，并起到將蓋26機(jī)械鎖固在筒體12上的功能。端蓋26橫穿各個 脊18,均依次發(fā)生柱14的向內(nèi)彎曲和向外回復(fù)。當(dāng)脊18形成于柱14的內(nèi)壁時，該彎曲循 環(huán)則顛倒為了向外彎曲和向內(nèi)回復(fù)。
[0037] 為調(diào)節(jié)筒10的高度，將端蓋26推進(jìn)到柱14上并通過多個脊，直到達(dá)到所需的高 度。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解的是，僅需一個脊被通過即可確保將端蓋26鎖固至筒體12。一 旦端蓋26處于沿著筒體12的縱軸的所需平面位置，柱14自端蓋26向上延伸出的任何部 分可被割下并除去。任選地，延伸超出蓋26的最終位置的柱14的末端可被加熱并熔掉直 到緊鄰蓋26,以進(jìn)一步將端蓋26密封至筒體12。任何形式的熱處理均可用于執(zhí)行該熔融 步驟。如果使用明火，則不允許火焰接觸蓋26或筒10的任何其他部分。
[0038] 端蓋26還具有限定中心孔30 (其被構(gòu)建起到濾液出口的功能）的部分?？?0可 以被形成于蓋28的上表面的一個或多個向上突起的環(huán)32圍繞并被其進(jìn)一步限定。環(huán)32可 以被成形使之具有螺紋或其他的機(jī)械咬合結(jié)構(gòu)，例如，鑰匙槽構(gòu)造、卡口鎖定結(jié)構(gòu)等，從而 使其與其他過濾筒或膠囊咬合以產(chǎn)生相對長的過濾器鏈。為此，底部16或底端蓋25,可以 被成形使之具有一個或多個向下突起的環(huán)17,以及任選地被成形使之具有對應(yīng)于環(huán)32描 述的那些結(jié)構(gòu)的機(jī)械咬合結(jié)構(gòu)。
[0039] 筒12可以以其他規(guī)則或不規(guī)則的幾何形狀被成形，以容納多種更大的組件配置 (所述囊體連接至其上）和/或以容納多種過濾器形狀結(jié)構(gòu)（取決于應(yīng)用）。頂端蓋26和 底端蓋25 (在具有底端蓋的實施方案中）也可被成形為其他規(guī)則或不規(guī)則幾何形狀以與筒 12的形狀相匹配。
[0040] 現(xiàn)在參考圖2、5和6,示出的是過濾組件34。組件34包括一個或多個夾心于上游 支撐件38和下游支撐件40之間的過濾介質(zhì)盤36。為此公開目的，兩個過濾介質(zhì)盤36與一 個位于盤36之間的上游支撐件38和位于最下游介質(zhì)盤36的下游的下游支撐件40的組合 應(yīng)當(dāng)代表一個過濾組件34。
[0041] 如所引用的附圖所示，過濾介質(zhì)盤36具有總體上為圓盤型的盤片形狀以與筒12 的總體形狀相適應(yīng)。每個盤的一部分限定了一個中心出口環(huán)35,當(dāng)所述上游和下游支撐件 組合時，這有助于形成組件34的中心室和出口，如在此更加完整地公開。盤36可以被形成 使之具有周界邊緣，其具有其他規(guī)則或不規(guī)則的幾何形狀以與筒12的形狀相對應(yīng)。
[0042] 每個盤由纖維材料制成，包括但不限于，下列物質(zhì)的超細(xì)纖維和納米纖維：聚乙 烯、聚丙烯、尼龍、聚酯、碳、聚丙硫醚（PPS)、聚四氟乙烯（Teflon€5PTFE)、纖維素包括纖維 素/硅藻土或硅石混合物、纖維素/碳顆?；蚶w維、纖維素/離子交換樹脂，如從通常介質(zhì) 供應(yīng)商Gusmer Enterprises, inc.和Purolator Liquid Process可以得到的那些；其他的 包括由Lydall, Inc.和Ahlstrom Corporation獲得的技術(shù)類紙過濾介質(zhì)。其他過濾物質(zhì) 可包括纖維素衍生物例如醋酸纖維素、棉花、聚酰胺、聚酯、玻璃纖維、含氟聚合物例如全氟 烷氧基物（PFA)及其衍生物、MFA(四氟乙烯和全氟甲基乙烯基醚的共聚物，以Hyflon名稱 銷售）、含氟乙烯丙烯聚合物（FEP)等等，以及所公開的任一過濾介質(zhì)材料的組合。
[0043] 每個過濾介質(zhì)盤36可以包括一層或多層，每層具有相同或不同的微米保留尺寸。 過濾器孔的尺寸范圍可以為約〇. 01微米至約50微米及以上。該盤可以由很多制造方法制 成，包括但不限于，濕法成網(wǎng)法（類似于造紙），濕鑄法，熔鑄法，或干法成網(wǎng)法例如氣流成 網(wǎng)法，熔噴法，紡粘法等（如本領(lǐng)域中公知）。
[0044] 為了提出更加堅實的表面以在該盤36和支撐件之間改善密封，可以將基本上為 實心的中心環(huán)37嵌入到該盤中。環(huán)37的上游和下游側(cè)與上游和下游支撐件上的環(huán)形的刀 口封接對準(zhǔn)咬合（如在下面更加充分地公開的那樣），以增加該基本上無泄漏的密封。盤 36也可被成形使之具有延伸出的周界邊緣39 (示于圖2)，以提供更厚的輪廓以改善此壓縮 密封（當(dāng)與上游和下游支撐件對準(zhǔn)咬合時），以及確保盤36的主體和上游及下游支撐件之 間保持一定縫隙從而容納一定量的液體。
[0045] 再次參考圖2、5和6,上游支撐件38具有基本上環(huán)形的周界輪緣50,其通過多個 上游支撐件肋52連接至上游內(nèi)部環(huán)51。上游支撐件38可以被成形使之具有具有其他的規(guī) 則或不規(guī)則幾何形狀的周界邊緣以與筒12的形狀相適應(yīng)。肋52可以為基本上扁平的或雙 凸鏡（具有增厚的中間部分）結(jié)構(gòu)。該肋52的上游和下游表面也可任選地被成形使之具 有刀口密封，以在該肋和過濾介質(zhì)盤36之間增加液體緊密密封。
[0046] 在輪緣50上形成多個輪緣通道54和55,以當(dāng)過濾組件34處于它們最終的壓縮構(gòu) 造時，提供并確保液體進(jìn)入至過濾介質(zhì)表面。上游輪緣通道54可被設(shè)置位于繞著輪緣50的 輪緣50上游側(cè)，下游輪緣通道50可被設(shè)置位于輪緣50的下游側(cè)，從而交替存在于輪緣50 的上游側(cè)和下游側(cè)。通過交替這些輪緣通道，對厚度以及由此的輪緣50的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響 被最小化。該結(jié)構(gòu)平衡了最大化進(jìn)入至過濾介質(zhì)盤的液體的需求與相對剛性、堅固上游支 撐件輪緣（以承受當(dāng)制造該過濾組件時施加在該支撐件上的壓縮力）的需求。
[0047] 在替代的實施方案中，代替輪緣通道54和55,外部輪緣通路可以在輪緣50內(nèi)形成 以提供液體進(jìn)入組件34必需的入口。通過調(diào)節(jié)輪緣通路的面積，可以調(diào)節(jié)輪緣50的強(qiáng)度 和輪緣通路的液體體積處理容量之間的平衡。
[0048] 為了進(jìn)一步最大化流過過濾組件34周圍和通過濾組件34的液體，在肋52的上游 側(cè)上形成一系列上游肋通道56,在肋52的下游側(cè)上形成一系列下游肋通道57,從而允許并 確保液體在相鄰的基本上共平面的液體室之間流動，各個液體室由連接至兩個相鄰徑向發(fā) 散的肋52的徑向遠(yuǎn)端的輪緣50的片段和連接至兩個相鄰肋52的徑向近端的內(nèi)部環(huán)51的 片段所限定。
[0049] 在液體室變得堵塞的情況下，任何通過該輪緣通道進(jìn)入該室的液體可以通過肋通 道56和57流進(jìn)毗鄰的室以完成過濾工藝。各個肋通道56和57的一個或多個可以在沿著 各個肋全長的任意點形成，也可以如下交替模式形成：在沿著各個肋全長的不同點，一個通 道在肋52的上游側(cè)形成，下一個通道在該肋的下游側(cè)形成。利用該交替模式再次降低了對 于肋的厚度的影響以及平衡了最大化進(jìn)入至過濾介質(zhì)盤的液體的需要與相對剛性、堅固上 游支撐件肋（以承受當(dāng)制造該過濾組件時施加在該支撐件肋上的壓縮力）的需求。
[0050] 上游支撐件肋52向上游支撐件內(nèi)部環(huán)51匯聚并結(jié)合至上游支撐件內(nèi)部環(huán)51。內(nèi) 部環(huán)51的一部分限定了上游支撐件出口 53,其在尺寸上基本類似于盤出口 37。當(dāng)與盤36 和下游支撐件40組合時，出口 53有助于形成組件34的中心室和出口 13。
[0051] 內(nèi)部環(huán)51基本為平面的且尺寸均勻，基本上沒有任何液體入口通道，從而能過作 為液體進(jìn)入過濾組件34的中心室的屏障。環(huán)51的上游和下游邊緣兩者形成環(huán)形的刀口封 接以阻止液體流至該組件中心室和出口 13。每個刀口被壓進(jìn)相鄰的過濾介質(zhì)中，其在該接 觸點擠壓該介質(zhì)從而產(chǎn)生基本上液體緊密密封，而不危害該過濾介質(zhì)過濾功能。
[0052] 該雙刀口配置確保了引入至過濾組件34的液體在從該組件出來前通過至少一個 過濾介質(zhì)盤。該雙刀口配置確保了溶質(zhì)自所得濾液的最大分離，而不會有任何未過濾的液 體遷移至組件34的中心室和出口 13。在替代性實施方案中，內(nèi)部環(huán)51僅有一側(cè)被成形具 有刀口封接邊緣。這種配置，盡管作為密封件相對有效，但是沒有最大化地從濾液分離溶 質(zhì)。
[0053] 再次參考圖2、5和6,下游支撐件40具有基本上環(huán)形的周界下游外部輪緣60,其 通過多個下游支撐件肋64連接至下游內(nèi)部環(huán)62。下游支撐件40可以被成形使之具有具有 其他規(guī)則或不規(guī)則的幾何形狀的周界邊緣以與筒12的形狀相適應(yīng)。肋64可以為基本扁平 的或雙凸鏡的結(jié)構(gòu)，如圖5所示。內(nèi)部環(huán)62可以為多部件結(jié)構(gòu)（如在本發(fā)明中更加全面地 公開），或者與肋64和外部輪緣60為整體。
[0054] 輪緣60沒有輪緣通道或通路，形成了一個連續(xù)的、基本上平面的周界。當(dāng)對著過 濾介質(zhì)盤36壓縮時，形成了基本上無泄漏的密封，從而阻止液體通過下游支撐件40遷移出 過濾組件34。為了進(jìn)一步改善該密封，輪緣60的上游和下游側(cè)兩者可以被成形使之具有環(huán) 形的刀口封接以降低該支撐件和相鄰過濾盤36之間的接觸面積，從而將壓縮力集中至咬 合的減少的環(huán)形區(qū)域。對于成形具有延伸出的周界輪緣39的盤，該下游支撐件40的刀口 部分對準(zhǔn)輪緣39咬合。
[0055] 下游肋64(以雙凸鏡的形式）增加了下游支撐件40的剛性和硬度。肋64成形沒 有任何通道以改善液體通過組件34,因為暴露于該支撐件的液體基本上不含溶質(zhì)，并不易 于堵塞。相反，濾液通過下游支撐件內(nèi)部環(huán)62流至中心室和出口 13 (由支撐件和過濾介質(zhì) 盤的組合形成）。應(yīng)當(dāng)理解的是，肋64可以被成形使之具有通道（但不是必需的）以允許 液體在相鄰液體室（具有共同的肋限定的室）之間流動。為了進(jìn)一步增加盤35和肋64之 間的密封，肋64的上游和下游邊緣可以被成形使之具有刀口封接，以降低總的接觸面積并 將壓縮力集中至該盤的更小的環(huán)形區(qū)域。
[0056] 下游內(nèi)部環(huán)62可以由兩個結(jié)合在一起的或聯(lián)鎖的部件構(gòu)建，其具有（當(dāng)組合時） 限定內(nèi)部環(huán)通道66的部分。通道66提供了一種對于基本上不含溶質(zhì)的濾液形式的液體遷 移出組件34并遷入至出口 13的無障礙的方法。為了確保液體通過過濾介質(zhì)盤并通過該通 道出來，內(nèi)部環(huán)62的上游和下游表面可以被成形使之具有刀口封接。該刀口封接與位于支 撐件40的上游和下游的過濾介質(zhì)盤36對準(zhǔn)咬合，從而產(chǎn)生基本上無泄漏的密封。
[0057] 在替代的實施方案中，形成內(nèi)部環(huán)62的片段可以通過數(shù)個或全部的肋64互鎖，如 圖2所示。這提供了一種可靠的機(jī)械鎖以保持形成該支撐件40的各組件的配合。利用兩 個部件形成該內(nèi)部環(huán)的其他益處在于簡化了液體出口通路66的制造，其通過當(dāng)結(jié)合時由 這些部件所限定。該構(gòu)造也在設(shè)備34的中心/孔提供了寬面支撐，不同于現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備 (其對于中心/孔依賴于使用過度的或肋部支撐）。應(yīng)當(dāng)理解，內(nèi)部環(huán)62可以由一個部件 形成，或與肋64和外部輪緣60成為整體。
[0058] 參考圖11和12,中間支撐件（通常示為40'）提供了其他的方法以支撐在層疊過 濾器構(gòu)造中的相鄰的層疊過濾盤，其指引液體在通過出口 13出來前流過各個相鄰的盤。該 中間支撐件構(gòu)造使得過濾盤組合的靈活性增加，其可以使得在濾液通過出口 13出來前，液 體物質(zhì)通過特定多個過濾層組合進(jìn)行選擇性過濾。多個過濾盤層和多個中間支撐件的組合 可以用于形成過濾盤子組件，其接受并在濾液出來前使得液體通過所有的組合的過濾盤進(jìn) 行過濾。應(yīng)當(dāng)理解，在一個實施方案中使用帶"' "符號標(biāo)記的數(shù)字表示的元件對應(yīng)于其他 實施方案中使用相同的不帶"' "或不同符號標(biāo)記的數(shù)字所表示的元件。
[0059] 為了提供所公開的過濾器組合靈活性，中間支撐件40'具有基本上環(huán)形的周界中 間外部輪緣60'，其通過多個上游支撐件肋64'連接至中間內(nèi)部環(huán)62'。中間支撐件40' 可以被成形使之具有具有其他規(guī)則或不規(guī)則的幾何形狀的周界邊緣以與筒12的形狀相適 應(yīng)。肋可以為基本上扁平的或雙凸鏡結(jié)構(gòu)，如圖12所示。內(nèi)部環(huán)62'可以為多部件結(jié)構(gòu) (如在本文中更加充分地公開的那樣），或與肋64'和外部輪緣60'成為整體。
[0060] 輪緣60'沒有輪緣通道或通路，其形成連續(xù)的、基本上平面的周界。當(dāng)對著過濾介 質(zhì)盤38壓縮時，形成了基本上無泄漏的密封，從而阻止液體通過中間支撐件40'遷移出過 濾組件34'。為了進(jìn)一步改善密封，輪緣60'的上游和下游側(cè)兩者均可被成形使之具有環(huán)形 的刀口封接，以降低該支撐件和相鄰過濾盤36之間的接觸面積，將壓縮力集中于對準(zhǔn)咬合 的減少的環(huán)形的區(qū)域。對于成形具有延伸出的周界輪緣39的盤，該中間支撐件40'的刀口 部分與輪緣39對準(zhǔn)咬合。
[0061] 中間肋64'（以雙凸鏡的形式）增加了中間支撐件40'的剛性和硬度。肋64'可 以或不可以被成形使之具有通道以改善液體通過組件34'，因為暴露于該支撐件的液體基 本上不含溶質(zhì)，并且在至少部分過濾的液體到達(dá)支撐件40'時不易于堵塞。與下游支撐件 40不同，濾液并不通過中間支撐件內(nèi)部環(huán)62'進(jìn)入至中心室和出口 13,因為內(nèi)部環(huán)62'被 成形時不帶有通道。這迫使任何殘余的液體繼續(xù)并通過下一個下游過濾盤36。應(yīng)當(dāng)理解， 肋64'可以被成形使之具有通道（類似于上游支撐件38的肋52公開的那些）以允許液體 在相鄰液體室（具有共同的肋限定的室）之間流動。為了進(jìn)一步增加盤36和肋64'之間 的密封，肋64的上游和下游邊緣可以被成形使之具有刀口封接，以降低總的接觸面積并將 壓縮力集中至該盤的更小的環(huán)形區(qū)域。
[0062] 中間內(nèi)部環(huán)62'可以由兩個結(jié)合在一起的或聯(lián)鎖的部件構(gòu)建。為了確保液體通過 置于相鄰中間支撐件40'的過濾介質(zhì)盤，內(nèi)部環(huán)62'的上游和下游表面可以被成形使之具 有刀口封接。該刀口封接與位于支撐件40'的上游和中間的過濾介質(zhì)盤36對準(zhǔn)咬合，從而 產(chǎn)生基本上無泄漏的密封。
[0063] 在替代的實施方案中，形成內(nèi)部環(huán)62'的片段可以通過數(shù)個或全部的肋64'互鎖， 如圖12所示。這提供了一種可靠的機(jī)械鎖，以保持形成該支撐件40'的各組件的配合。該 構(gòu)造也在設(shè)備34'的中心/孔提供了寬面支撐，不同于現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備（其對于中心/孔 依賴于過度使用的或肋部的支撐）。應(yīng)當(dāng)理解，中間內(nèi)部環(huán)62'可以由一個部件形成，或與 肋64'和外部輪緣60'成為整體。
[0064] 用于制造筒12、端蓋26和上游、中間和下游支撐件的材料對于所有的五個組件可 以是相同的。該組件可以使用任何熱塑材料注塑成型，包括但不限于，聚丙烯（PP)、聚乙 烯（PE)、尼龍、聚砜、全氟烷氧基物（PFA)聚合物樹脂、聚碳酸酯（PC)、PS、聚醚砜（PES)、乙 烯-氯代三氟乙烯共聚物（ECTFE)及其混合物。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域中公知的其他材料和制 造方法也可用于制造這些組件。
[0065] 除了筒式類型的閉合件外，過濾組件34可以被并入至封套的膠囊中，例如圖10中 所示，以及例如本 申請人:于2011年2月24日提交的美國臨時申請No. 61/446, 487 (下文稱 為〃' 487申請〃），將其全文在此引入作為參考。圖10中所示的膠囊設(shè)計由兩個獨立的膠囊 72和75在連接部76結(jié)合在一起而制成。該構(gòu)造能夠形成長的過濾器鏈，其不影響任一過 濾介質(zhì)盤的功能，因為盤和支撐件的每一層的厚度是由該獨立膠囊所限制并支持。該構(gòu)造 也有有效地消除了兩個或多個膠囊之間對于額外設(shè)置和管道的需求。
[0066] 過濾介質(zhì)盤（尤其是在該膠囊組件的重力底部）所經(jīng)歷的壓縮力由該具體膠囊中 下部盤上面層疊的盤和支撐件的數(shù)目所確定并驅(qū)動。在給定的膠囊中盤和支撐件越多，各 個盤尤其是位于膠囊組件的重力底部附近的那些盤所經(jīng)歷的壓縮力越大。這大大地改善了 過濾器鏈的可變性，其可基于考慮到總長度、在獨立膠囊中的不同過濾器的用途等而被制 造，而沒有損害任一特定過濾盤的功能。因為單個盤的功能和結(jié)構(gòu)并沒有被損害，所以可以 組裝擴(kuò)展40英寸和更長的過濾器鏈，而對單個過濾盤功能沒有任何損害。
[0067] 在膠囊類型構(gòu)造中，將盤和支撐件加載至膠囊體中，然后使用膠囊蓋在位置71和 73熱塑連接至該主體而封套，如圖10所示。在替代的實施方案中，該膠囊和膠囊蓋可以被 成形使之具有螺紋表面或公/母裝置作片段作為替代方式，以將膠囊蓋鎖固至膠囊。如果 使用本領(lǐng)域中已知和使用的扣合表面，那么密封組件（例如）〇_型環(huán)可以用于產(chǎn)生氣密/ 液體緊密密封。膠囊蓋也可在過濾器安裝前或后被連接至該膠囊，這取決于該膠囊的另一 端是否已經(jīng)被封套。
[0068] 在本發(fā)明的進(jìn)一步方面中，具有封套的過濾器/支撐件組件的筒組件可以被加載 至膠囊中，以增加該筒組件的模塊化方面和功能性。圖7示例性地說明了不同層疊高度的 筒類型，例如，短筒組件10、中等高度層疊筒組件10〃和高筒組件10'，膠囊類型包括短膠囊 11'、中等高度膠囊11和高膠囊11"。
[0069] 過濾器鏈的各端或單個膠囊，可包括入口端口，其具有模塊化的或整體化的公或 母裝置以容納和接受液體遞送管道或通道的相應(yīng)裝置，從而允許液體和/或氣體以基本上 無泄漏的氣密的方式穿過該管/端口結(jié)合部。該入口端口也可包括整體化的或模塊化的止 回閥以阻止液體的釋放或溢出，當(dāng)該膠囊被拆除以除去、替換或維修內(nèi)部過濾器時。排氣口 和出口端口可以使用類似裝置制造。
[0070] 為了增加進(jìn)一步的過濾器鏈構(gòu)造的可變性，筒10可以包括整體化的或獨立的底 端蓋16而沒有中心孔，如圖3和4所示，或者可以具有限定底端蓋孔的部分，其在結(jié)構(gòu)和尺 寸上類似于出口 13。不帶有底部孔的類型，單開口（S0E)(如圖4所示）可以獨立地使用， 或作為由兩個或多個筒組件形成的過濾器鏈中的第一筒組件。帶有底部孔的類型，雙開口 (D0E)可用作過濾器鏈中的中間筒組件，或可以用作鏈中的最后一個筒組件或膠囊。用于在 過濾器鏈中鎖固筒和/或膠囊組件的連接可以為任一 ' 487申請中公開的那些方法。
[0071] 鑒于該筒和膠囊的模塊化結(jié)構(gòu)，每個過濾組件34可以作為單獨的筒過濾器，利用 本領(lǐng)域中公知的不同的適配器和設(shè)置，從而與通常使用的過濾器殼體相適應(yīng)。該新的構(gòu)造 使得將該筒能夠調(diào)節(jié)為任何尺寸，而對于具體應(yīng)用無需調(diào)節(jié)殼體。雙凸鏡類型的過濾組件 可以以12英寸或18英寸的直徑獲得。本文中公開的新過濾組件可以制造為56mm和70_ 筒而沒有任何功能損失。
[0072] 每個筒或膠囊可以安裝有RFID芯片（包埋至該筒或膠囊殼的材料中）以用作識 別標(biāo)記。這確保使之成為一種辨識每個筒或膠囊組件相對防偽且防損害的方法。通過在該 筒或膠囊體中包埋芯片，除非將該過濾組件破壞，否則不能取出該芯片。另外的優(yōu)點在于對 該芯片提供保護(hù)以免于可能造成芯片功能降低的任何環(huán)境危害。該芯片的放置發(fā)生在用于 建造該筒或膠囊的注塑成型工藝期間。用于建造帶有包埋芯片的膠囊或筒的方法與本發(fā)明 中公開的方法相同。該芯片可以被構(gòu)建以忍受高溫環(huán)境以及其由于高溫而受推崇。利用該 配置，該芯片可以被暴露至高溫液體例如衛(wèi)生清潔方法中的熱水。
[0073] 盡管本發(fā)明已經(jīng)描述了相關(guān)的數(shù)個實施方案，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言沒有 偏離本發(fā)明精神和所公開范圍而作出的很多變化和改良是顯而易見的。因此，所附權(quán)利要 求意欲包括在本發(fā)明公開精神和范圍內(nèi)的所有此類變化和改良。要求保護(hù)的權(quán)利要求參見 權(quán)利要求部分。
【權(quán)利要求】
1. 過濾裝置，其包括： 筒，其具有限定過濾室的部分，其中該筒的壁包括多個限定出槽的柱和橫桿，且其中至 少兩個柱的遠(yuǎn)端在所述柱的表面上形成堆積的脊； 被鎖固于該容器中的過濾組件，其中該過濾組件包括壓在一起的多個過濾介質(zhì)盤，至 少一個上游支撐件和至少一個下游支撐件； 端蓋，其具有限定數(shù)目對應(yīng)于多個柱的槽的部分，其中該槽被構(gòu)建以與所述的堆積的 脊咬合，且其中該蓋被鎖固于該筒的頂端；和， 在所述端蓋中形成的出口，其中該下游支撐件的部分與所述出口流體聯(lián)通。
2. 權(quán)利要求1的過濾裝置，其中該至少一個上游支撐件還包括外部輪緣和內(nèi)部環(huán)，其 中該外部輪緣和內(nèi)部環(huán)通過多個徑向延伸的上游支撐件肋連接。
3. 權(quán)利要求2的過濾裝置，其中該外部輪緣具有限定用于液體進(jìn)入該過濾裝置的輪緣 通道的部分。
4. 權(quán)利要求3的過濾裝置，其中該通道在所述外部輪緣的上游表面上形成。
5. 權(quán)利要求3的過濾裝置，其中該通道在所述外部輪緣的下游表面上形成。
6. 權(quán)利要求3的過濾裝置，其中該通道交替地在所述外部輪緣的上游和下游表面上形 成。
7. 權(quán)利要求3的過濾裝置，其中該徑向延伸的肋具有限定上游肋通道的部分。
8. 權(quán)利要求7的過濾裝置，其中該上游肋通道在所述肋的上游表面上形成。
9. 權(quán)利要求6的過濾裝置，其中該肋通道在所述肋的下游表面上形成。
10. 權(quán)利要求6的過濾裝置，其中該肋通道在所述肋的上游表面和所述的下游表面上 形成，其中該上游和下游肋通道在沿著所述肋的不同位置形成。
11. 權(quán)利要求2的過濾裝置，其中該內(nèi)部環(huán)具有上游表面和下游表面，且其中至少一個 所述表面形成刀口封接。
12. 權(quán)利要求11的過濾裝置，其中該外部輪緣具有上游表面和下游表面，且其中至少 一個所述表面形成刀口封接。
13. 權(quán)利要求1的過濾裝置，其中該至少一個下游支撐件還包括下游外部輪緣和下游 內(nèi)部環(huán)，其中該外部輪緣和內(nèi)部環(huán)通過多個徑向延伸的下游支撐件肋連接。
14. 權(quán)利要求13的過濾裝置，其中該下游支撐件外部輪緣包括上游表面和下游表面， 其中至少一個所述表面形成形成刀口封接。
15. 權(quán)利要求14的過濾裝置，其中該徑向延伸的肋為基本上扁平面的。
16. 權(quán)利要求14的過濾裝置，其中該徑向延伸的肋為雙凸鏡形狀。
17. 權(quán)利要求13的過濾裝置，其中該下游支撐件內(nèi)部環(huán)包括限定多個與所述出口流體 聯(lián)通的通路的部分。
18. 權(quán)利要求17的過濾裝置，其中該內(nèi)部環(huán)具有上游表面和下游表面，其中至少一個 所述表面形成刀口。
19. 權(quán)利要求13的過濾裝置，其中該內(nèi)部環(huán)由兩個連鎖部件形成。
20. 權(quán)利要求19的過濾裝置，其中所述的兩個連鎖部件每個具有限定與所述出口流體 聯(lián)通的通道的部分。
21. 權(quán)利要求20的過濾裝置，其中所述的兩個連鎖部件每個具有限定肋接收端口的部 分，其中所述的兩個連鎖部件通過該肋接收端口鎖固至所述的下游徑向延伸的肋。
22. 權(quán)利要求1的裝置，還包括與該筒為整體的底部。
23. 權(quán)利要求22的裝置，其中該底部具有限定入口 /出口孔的部分。
24. 權(quán)利要求1的裝置，還包括底部蓋，其中該底部蓋被鎖固于該筒。
25. 權(quán)利要求24的裝置，其中該底部蓋具有限定入口 /出口孔的部分。
26. 權(quán)利要求1的裝置，還包括包埋于該筒的RFID芯片。
27. 權(quán)利要求1的裝置，還包括中間支撐件，其包括中間外部輪緣，其通過多個中間徑 向延伸的肋連接至中間內(nèi)部環(huán)，其中該中間支撐件被鎖固于筒中多個過濾介質(zhì)盤的兩個之 間。
28. 過濾裝置，其包括： 基本上圓柱形的膠囊，其具有限定過濾室的部分和限定與該過濾室流體聯(lián)通的入口的 部分， 被鎖固于該容器中的過濾組件，其中該過濾組件包括壓在一起的多個過濾介質(zhì)盤，至 少一個上游支撐件和至少一個下游支撐件； 被鎖固于該膠囊的頂端的端蓋；和， 在所述端蓋中形成的出口，其中該下游支撐件的部分與所述出口流體聯(lián)通。
29. 權(quán)利要求28的過濾裝置，其中該至少一個上游支撐件還包括外部輪緣和內(nèi)部環(huán)， 其中該外部輪緣和內(nèi)部環(huán)通過多個徑向延伸的上游支撐件肋連接。
30. 權(quán)利要求29的過濾裝置，其中該外部輪緣具有限定用于液體進(jìn)入所述過濾裝置的 輪緣通道的部分。
31. 權(quán)利要求30的過濾裝置，其中該通道在所述外部輪緣的上游表面上形成。
32. 權(quán)利要求30的過濾裝置，其中該通道在所述外部輪緣的下游表面上形成。
33. 權(quán)利要求30的過濾裝置，其中該輪緣通道在所述輪緣的上游表面和所述的輪緣的 下游表面上形成，其中該上游和下游輪緣通道在沿著輪緣的不同位置形成。
34. 權(quán)利要求30的過濾裝置，其中該徑向延伸的肋具有限定在所述肋的上游表面上形 成的上游肋通道的部分。
35. 權(quán)利要求30的過濾裝置，其中該肋具有限定在所述肋的下游表面上形成的下游肋 通道的部分。
36. 權(quán)利要求30的過濾裝置，其中該肋具有限定上游肋通道的部分和限定下游肋通道 的其他部分，其中該上游和下游肋通道在沿著所述肋的不同位置形成。
37. 權(quán)利要求29的過濾裝置，其中該內(nèi)部環(huán)具有上游表面和下游表面，且其中至少一 個所述表面形成刀口封接。
38. 權(quán)利要求37的過濾裝置，其中該外部輪緣具有上游表面和下游表面，其中至少一 個所述表面形成刀口封接。
39. 權(quán)利要求28的過濾裝置，其中該至少一個下游支撐件還包括下游外部輪緣和下游 內(nèi)部環(huán)，其中該外部輪緣和內(nèi)部環(huán)通過多個徑向延伸的下游支撐件肋連接。
40. 權(quán)利要求39的過濾裝置，其中該下游支撐件外部輪緣包括上游表面和下游表面， 其中至少一個所述表面形成刀口封接。
41. 權(quán)利要求40的過濾裝置，其中該徑向延伸的肋為基本上扁平面的。
42. 權(quán)利要求40的過濾裝置，其中該徑向延伸的肋為為雙凸鏡形狀。
43. 權(quán)利要求39的裝置，其中該下游支撐件內(nèi)部環(huán)包括限定多個與所述出口流體聯(lián)通 的通路的部分。
44. 權(quán)利要求43的裝置，其中該內(nèi)部環(huán)具有上游表面和下游表面，其中至少一個所述 表面形成刀口
45. 權(quán)利要求39的裝置，其中該內(nèi)部環(huán)由兩個連鎖部件形成。
46. 權(quán)利要求45的裝置，其中所述的兩個連鎖部件每個具有限定與所述出口流體聯(lián)通 的通路的部分。
47. 權(quán)利要求46的裝置，其中所述的兩個連鎖部件每個具有限定肋接收端口的部分， 其中所述的兩個連鎖部件通過該肋接收端口被鎖固于所述的下游徑向延伸的肋。
48. 權(quán)利要求28的裝置，還包括與該膠囊為整體的底部蓋。
49. 權(quán)利要求48的裝置，其中該底部蓋具有限定入口 /出口孔的部分。
50. 權(quán)利要求28的裝置，還包括模塊化的底部蓋，其中該底部蓋被鎖固于該膠囊。
51. 權(quán)利要求50的裝置，其中該底部蓋具有限定入口 /出口孔的部分。
52. 權(quán)利要求28的裝置，還包括包埋于該膠囊的RFID芯片。
53. 權(quán)利要求28的裝置，還包括中間支撐件，其包括通過多個中間徑向延伸的肋連接 至中間內(nèi)部環(huán)的中間外部輪緣，其中該中間支撐件被鎖固于膠囊中多個過濾介質(zhì)盤的兩個 之間。
54. 過濾裝置，其包括： 基本上圓柱形的膠囊，其具有限定筒室的部分； 基本上圓柱形的筒，其具有限定過濾室的部分，其中該筒的壁包括多個限定槽的柱和 橫桿，且其中至少兩個柱的遠(yuǎn)端在該柱的外部表面上形成堆積的脊； 被鎖固于該容器中的過濾組件，其中該過濾組件包括壓在一起的多個過濾介質(zhì)盤，至 少一個上游支撐件和至少一個下游支撐件； 端蓋，其具有限定對數(shù)目應(yīng)于多個柱的槽的部分，其中槽被構(gòu)建以與所述的堆積的脊 咬合，且其中該蓋被鎖固于該筒的頂端； 在所述端蓋上形成的出口，其中該下游支撐件的部分與所述出口流體聯(lián)通；以及，其中 該組裝筒被置于該膠囊的筒室中。
55. 權(quán)利要求54的過濾裝置，其中該膠囊具有限定與該筒和過濾組件流體聯(lián)通的入口 的部分。
56. 權(quán)利要求54的過濾裝置，還包括中間支撐件，其包括通過多個中間徑向延伸的肋 連接至中間內(nèi)部環(huán)的中間外部輪緣，其中該中間支撐件被鎖固于筒中多個過濾介質(zhì)盤的兩 個之間。
【文檔編號】B01D35/16GK104302377SQ201280067676
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月21日
【發(fā)明者】林振武 申請人:金普奧膜科技（杭州）有限公司