[发明专利]过滤筒及其制造方法

说明书

技术领域

本发明整体涉及过滤筒，更具体地涉及具有集成的过滤元件的过滤筒。

背景技术

过滤筒通常包括设置在结构外壳中的多孔过滤元件。在这种过滤器中，未过滤的流体通过入口进入外壳并流经过滤元件，过滤元件从流体中去除污染物或其它杂质。过滤后的流体通过出口排出。过滤筒包括所谓的“快速更换”式过滤筒和在线式过滤筒，其中，“快速更换”式过滤筒通常具有在外壳的一端结合成单个口的入口和出口，在线式过滤筒的入口和出口位于外壳的相对两端。因为流体流通常是加压的，所以这些口通常都是利用例如O型圈等密封。因此，希望提供小口，因为大的开口更难密封(对给定压力来说，密封件越大，其所承受的力也就越大)。因此，口的横截面尺寸通常小于包含过滤元件的外壳内部的横截面尺寸。

已知的是使用颗粒状过滤介质(例如粉末状活性炭、活性氧化铝、二氧化硅、沸石等等)床作为过滤元件。(在本文中，术语“颗粒状”意在包括处于分开状态的任何材料；即该材料包括在不导致质量分离的情况下易于移动和改变其相对位置、并且通常能够流动的分开的颗粒。术语“颗粒”指的是某物的任何相对小的、分立的部分或块，并且包括细粒、小粒、颗粒、小球、纤维等等。)颗粒状过滤介质可以通过小口倒入外壳内部。可以增加合适的材料以稍稍压紧过滤介质，使其保持半致密布置状态。然而，因为在颗粒状过滤介质内只有少量粘着或没有粘着，所以这种过滤系统可以经历介质颗粒的重新分配和沟道效应(即，滤液沿优选的流动路径流过颗粒状材料层，而不是均匀的流动分配)。这会导致过滤质量下降。使用松散过滤介质的过滤系统还会受到过滤效率低的影响。

解决这些缺点的普通办法采用压实的过滤介质，使用通常通过加热熔化的合适胶水或粘合剂将压实的过滤介质模制或挤出成稳定的形状。聚合物烧结技术的进步允许以下述方式制造合适的过滤元件，即：将颗粒状过滤介质和粉末状聚合物的混合物轻轻地分配到单个模具内，将其加热到规定的温度并持续规定的时间，从而形成粘结在一起的自支撑型多孔基体。这种形状稳定的过滤元件通常称为“过滤块”，其能有效地迫使所有滤液穿过恒定的弯曲路径而不产生沟道效应，并且可以做成具有非常小而均匀的多孔结构，以提高亚微米范围内的过滤效率。

遗憾的是，因为具有刚性的形状，过滤块不能穿过小的过滤器外壳口进行安装，并且需要大的开口来将其安装到结构外壳中。因此，现有技术是由两部分构成的外壳组件，包括容纳该过滤块的第一部件和封闭该第一部件的第二部件。在这种布置方式中，第一部件(通常称为“罐”或“箱”)必须在开始时提供足够大的开口以允许安装粘结的过滤块。第一部件通常构造成一端封闭、另一端开口的大致圆柱形桶来提供用于插入过滤块的大开口。然后通过第二部件(经常称为“盖”或“端头”)来封闭该过滤块，该第二部件放置在大的开口上方，并(例如通过焊接或螺纹连接)连接到第一部件上。

尽管这种过滤筒具有优异的性能，但由两部分构成的结构会增加材料成本、制造成本和组装成本。因此，希望有一种比现有的过滤筒更加易于制造并且更加经济的过滤筒。此外，希望取消用于形成过滤块的模具，取而代之的是通过使用整体式过滤外壳本身直接形成该过滤块。

发明内容

本发明满足了上述需要。在一个实施例中，本发明提供一种过滤筒，该过滤筒包括具有口的整体外壳和设置在外壳中的过滤元件。所述过滤元件为粘结过滤块，粘结过滤块横截面尺寸可以但并非必须地大于口的横截面尺寸。

在另一个实施例中，本发明包括一种用于制造过滤筒的方法，包括：提供具有中空内部和至少一个口的外壳，将颗粒状材料通过所述口引入所述中空内部中，以及将中空内部中的颗粒状材料转变成粘结过滤块。

在另一个实施例中，本发明包括一种用于制造过滤筒的方法，包括：提供粘结过滤块形式的过滤元件以及围绕过滤元件包覆成型外壳。

在另一个实施例中，本发明提供一种过滤筒，该过滤筒包括粘结过滤块形式的过滤元件以及围绕过滤元件包覆成型的外壳。

在另一个实施例中，本发明提供一种过滤筒，该过滤筒包括具有限定中空内部的内表面的整体外壳和设置在外壳中的过滤元件。过滤元件为粘结过滤块，粘结过滤块基本与所述中空内部的形状一致，但是稍稍小于所述中空内部，以在所述过滤元件和所述内表面之间限定间隙。

在另一个实施例中，本发明包括一种过滤筒，过滤筒具有包括口和限定中空内部的内表面的外壳。过滤筒还包括流动分配管，流动分配管具有设置在中空内部中的杆部。过滤元件安装在杆部上。过滤元件为粘结过滤块，粘结过滤块基本与所述中空内部的形状一致，但是稍稍小于所述中空内部，以在所述过滤元件和所述内表面之间限定间隙。