具有內部保持翅片的周邊過濾框架的製作方法

2023-06-07 17:21:06

專利名稱：具有內部保持翅片的周邊過濾框架的製作方法
具有內部保持翅片的周邊過濾框架
背景技術：
本發明涉及能夠由連續擠壓出方法形成的周邊過濾框架。
三維過濾框架常規由注塑成型或類似的方法形成。另一種方法是 用鋁"固定框架"框圍高氣流結構化的過濾介質。鋁固定框架為通道 形構件，其中將過濾介質插入通道，然後擠壓出通道以便將過濾介質 固定。另一種方法是用"套毛框架"框圍摺疊的過濾結構。套毛框架 典型為用粘結方法粘結到摺疊包周邊的非織造材料。

發明內容
在一個實施例中，本發明涉及包括過濾介質的框圍過濾介質，所 述過濾介質具有帶有周邊邊緣的流體入口面和流體出口面，其中至少 一個周邊邊緣插入通道框架內。在一個方面，通道框架包括具有內表 面和外表面的第一壁和第二壁，所述壁從基座向外延伸，每個壁具有 從每個壁的內表面伸出的至少一個保持翅片，其中保持翅片能夠夾持 過濾介質的插入邊緣。
在另一個實施例中，本發明涉及一種組合通道框架。在一個方面， 組合通道框架包括用鉸鏈連接到一起的兩個通道框架構件，每個通道 框架構件包括具有內表面和外表面的第一壁和第二壁，所述壁從基座 向外延伸，每個壁具有從每個壁的內表面伸出的至少一個保持翅片。 在其它方面，每個單獨的通道框架構件相互用鉸鏈以不同取向連接， 並且在每個通道框架構件上相互由鉸鏈在相同或不同位置連接。
在另一個實施例中，本發明涉及過濾組件，其中兩個或多個過濾 介質通過用兩個或多個組合通道框架連接在一起。在此實施例中，兩個或更多個過濾介質的周邊邊緣插入至少兩個組合通道框架的通道框 架構件內。
在另一個實施例中，本發明涉及一種製造框圍過濾介質的方法， 所述方法包括以下步驟擠壓出連續通道框架構件，所述構件包括具 有內表面和外表面的第一壁和第二壁，所述壁從基座向外延伸，每個 壁具有從每個壁的內表面伸出的至少一個保持翅片，將通道框架構件
切割或刻痕成通道框架區段，並且將過濾介質的周邊邊緣插入通道框 架區段內。
在另一個實施例中，本發明涉及一種製造組合通道框架構件的方 法，所述方法包括以下步驟通過送料塊和模組件擠壓出組合通道框 架構件，其中所述組合通道框架構件包括用鉸鏈連接在一起的兩個通
道框架構件，其中每個通道框架構件包括具有內表面和外表面的第一 壁和第二壁，所述壁從基座向外延伸，並且每個壁具有從每個壁的內 表面伸出的至少一個保持翅片。


圖1為本發明的框圍過濾器的實施例的透視圖。
圖2為本發明所用的通道框架的實施例的橫截面圖。
圖3為本發明的框圍過濾器的實施例的一部分的橫截面圖。
圖4為本發明的通道框架的實施例的橫截面圖。
圖5為本發明的過濾器組件的橫截面圖。
圖6為製造本發明的通道框架構件的方法的示意圖。
具體實施例方式
圖1顯示本發明的框圍過濾介質10。框圍過濾介質10包括過 濾介質12和圍繞過濾介質的周邊邊緣的通道框架14。通道框架14 一般為細長的通道框架構件68 (如圖5所示)，並由以後擠壓出切 割、切口和/或刻痕分成區段。在通道框架的第一壁和第二壁的拐角凹口 16有利地為 45° ，在過濾器的各拐角處為各自的壁提供緊密接合。
如圖2詳示，在此實施例中，通道框架20包括從基座26向外 延伸的第一壁22和第二壁24。每個壁具有內表面21和外表面23 以及從第一壁和第二壁的內表面伸出的保持翅片28。在此實施例中， 外部保持翅片27的長度大於內部保持翅片29。保持翅片一般為彈性 可變形元件，其中彈性一般由用於形成保持翅片的材料的變形阻力提 供。保持翅片28可與通道框架的壁和基座一體式擠壓出或共擠壓出， 並且可由相同或不同的材料製成。根據例如過濾介質的厚度和保持力 所需的量，可獨立調節保持翅片的長度和壁間距離及通道框架構件的 深度。具體地講，改變保持翅片的長度和形狀影響每個翅片的迴轉阻 力。
在圖2所示的實施例中還提供可選的一體式擠壓出或共擠壓出 密封凸緣25，此凸緣在基座的外表面上為伸出的隆起結構，並且可由 形成壁22、 24和基座26所用的相同或不同材料形成。密封凸緣也 一般可彈性變形，並且在與過濾器保持框架(未示出)接合時形成密 封。密封凸緣也可以為在壓縮時能夠密封的成型結構的形式，例如具 有管形、圓形或半圓形結構。根據應用，也可以在通道框架構件的基 座或壁上形成多個密封凸緣。可用的密封凸緣在美國專利No. 6，406，509 B1中示出並關於密封凸緣做了描述。
通道框架的壁和基座一般由相對剛性的熱塑性聚合物製成，也可 包含提供彈性變形阻力的聚合物。所需框架剛性的程度隨最終應用而 變化。例如，過濾介質不能單獨經受氣流誘導的變形力的一些高空氣 速度應用需要較高剛性。熱塑性聚合材料的實例包括聚烯烴，諸如聚 丙烯、聚乙烯、乙烯/丙烯共聚物、共混物等；聚酯、尼龍；ABS三元 共聚物；和聚氯乙烯等。聚合物也可包含顆粒狀添加劑或填料，如滑 石粉、玻璃纖維、二氧化矽等，以改變基體聚合物性質，諸如傳導性、阻燃性和剛性。
保持翅片一般由彈性可變形材料製成，例如聚烯烴，諸如聚丙烯、 聚乙烯、乙烯/丙烯共聚物、乙烯丙烯二烯三元共聚物、它們的共混物 等；聚酯；尼龍；ABS三元共聚物；苯乙烯/二烯嵌段共聚物；和聚氯 乙烯等。密封凸緣也一般由彈性可變形材料製成，如以上所列並用於 形成保持翅片的材料。
圖3顯示插入圖2所示通道框架30的過濾介質的周邊邊緣 32的橫截面圖。在此實施例中，用過濾介質邊緣的剛性使保持翅片34
以大致向內的方向變形，以便提供摩擦力和變形阻力，從而可移動地 將過濾介質保持在框架內。從通道框架移除過濾介質所需力可以改變， 例如用更大或更小可變形或彈性材料製造保持翅片，或者改變保持翅 片的角度，或者採用這兩種方法。
在本發明所用並在圖4以橫截面示出的通道框架構件的另一個 實施例中，組合通道框架構件40包括由鉸鏈46在附近或內側邊緣 可操作鉸接在一起的第一通道框架構件42和第二通道框架構件44， 使得每個通道框架構件處於"平行"取向。每個鉸接的通道框架構件 42、 44包括第一壁和第二壁41、 43，所述第一壁和第二壁41、 43從 基座45向外延伸，並且具有從每個通道框架構件的第一壁和第二壁 的內表面伸出的保持翅片28。在此實施例中，活動鉸鏈46允許通道 框架構件相互旋轉180° 。鉸鏈一般為組合或雙通道框架構件的整體 部分，但可用相同或不同材料共擠壓出。在其它實施例中，鉸鏈可以 不同於上述的其它取向連接，例如以其中一個或所述通道框架構件在 不同於另一個的取向連接到基座的外表面上、壁的外表面上以及此類 連接位置的組合，使得在每個通道框架構件上的連接位置不同。
可在至少一個通道框架構件42的基座的外表面55上提供間隔 肋53，以便在框圍過濾器緊靠間隔肋打開時過濾介質相互保持預定、優選的取向，例如保持水平取向，或者保持在完全關閉和完全打開之 間的任何其它角度。另外，間隔肋可用於在通道框架的基座和框圍過 濾器之間保持合理間隔。間隔肋也可以提高通道框架構件的剛度。間 隔肋53可以為通道框架的一體或共擠壓出部件，並且可由與通道框 架構件相同或不同的材料製成。然而，間隔肋應有足夠剛性，以基本 防止通道框架構件彎曲超過基本水平平面。
本發明的框圍過濾介質50的替代實施例顯示於圖5中。在此實 施例中，框圍過濾介質52、 54、 56在一個邊緣由鉸鏈58可操作地 連接在一起。具有鉸鏈58的組合通道框架允許兩個或多個過濾介質 52、 54、 56相連接。例如，可用連接兩個或多個過濾介質使整體框圍 過濾組件成為剛性，或者用於提供"摺疊"或"手風琴"構形，以提 高運輸到最終使用者的包裝效率。在使用較大尺寸剛性或剛性過濾介 質時，這種技術特別有用。
可用本發明的通道框架固定各種類型的過濾介質。這種過濾介質 的實例包括側部結合的摺疊包、框圍摺疊包和粗紙板框圍過濾器。這 種過濾介質的實例描述於美國專利6,521,011、 6,280,824、 6,589,317和 6,986,804。
可用於構成本發明的結構過濾介質的聚合物包括但不限於聚烯 烴，例如，聚乙烯和聚乙烯共聚物、聚丙烯和聚丙烯共聚物、聚偏二 氟乙烯(PVDF)以及聚四氟乙烯(PTFE)。其它聚合材料包括聚酯、聚醯 胺、聚(氯乙烯)、聚碳酸酯和聚苯乙烯。結構薄膜層可以由可固化樹脂 材料(如丙烯酸酯或環氧樹脂)澆鑄成，並通過加熱、紫外線照射、 電子束輻射等化學方式促進的自由基途徑來固化。優先結構過濾介質 由能夠帶電的聚合物材料(即介電聚合物)及共混物(如聚烯烴或聚 苯乙烯的共混物)形成。
包括聚合物共混物的聚合材料可通過塑化劑、活性劑或抗微生物劑熔融共混來改性。過濾介質的表面改性可通過用電離輻射汽相沉積 或共價接枝官能團部分來進行。例如由電離輻射將單體接枝聚合到聚
烯烴的方法和技術公開於美國專利Nos. 4,950,549 (Rolando等人)和 5,078,925 (Rolando等人)。聚合物也可包含給予聚合結構層各種性質 的添加劑。
圖6顯示製造通道框架構件的方法。用含相同或不同聚合材料的 兩個擠出機62,64將熔化的聚合物送入進料區塊和模組件66。進料區 塊和模組件配合成能夠提供具有類似於圖2或圖4所示外形的擠壓 出構件68。通道框架構件的壁和基座通常由相同聚合材料製成。根據 具體應用，保持翅片和密封凸緣可分別由不同聚合材料製成，或者由 與通道框架構件的壁和基座相同的聚合材料製成。通道框架構件形成 後，可將它們切成段和/或刻痕67和/或切口 69來適應具體應用。刻 痕和切口允許通道框架構件沿著形成的活動鉸鏈取向，並沿著過濾介 質的周邊布置，而不用將擠壓出的構件切成單個的小片。作為另外一 種選擇，如果形成上述組合通道框架構件，通道框架構件可沿著形成 的鉸鏈切割，以提供單獨的通道框架構件。然後將過濾介質簡單地插 入通道，以形成框圍過濾器或過濾組件。
實例
將兩個擠出機連接到能夠產生連續通道框架構件的進料區塊和共 擠壓出模組件，所述通道框架構件包括保持翅片和活動鉸鏈，並且具 有類似於圖4所示的外形。通道框架構件的側壁和基座部分為約0.75 至約1.00mm厚，通道為約8.9mm寬和約10mm深，保持翅片為約 1.3mm和2.2mm長(分別為內側和外側)，活動鉸鏈為約2mm長， 並且具有約0.4mm的厚度。通道框架構件的側壁和基座部分由以商品 名"POLYFORT"得自A. Schulman Inc., Akron， OH的滑石粉填充 的聚丙烯樹脂(按重量計20%滑石粉)在約205°C溫度從第一擠出 機作為熔融流遞送到進料區塊/模組件而成。通道框架構件的保持翅片 和活動鉸鏈部分由以商品名"SANTOPRENE"得自Advanced ElastomerSystems, L.P.， Akron, OH的熱塑性彈性體樹脂在約205°C溫度從 第二擠出機作為熔融流遞送到進料區塊/模組件而成。
權利要求
1.一種框圍過濾介質，所述框圍過濾介質包括過濾介質，所述過濾介質具有帶有周邊邊緣的流體入口面和流體出口面，其中所述過濾介質的至少一個邊緣插入通道框架內，所述通道框架包括具有內表面和外表面的第一壁和第二壁，所述壁從基座向外延伸，每個壁具有從每個壁的內表面伸出的至少一個保持翅片，所述保持翅片夾持所述過濾介質的所述插入邊緣。
2. 根據權利要求1所述的框圍過濾介質，還包括至少一個密封 凸緣。
3. 根據權利要求2所述的框圍過濾介質，其中所述至少一個密 封凸緣連接到所述基座的外表面上。
4. 根據權利要求3所述的框圍過濾介質，其中所述至少一個密 封凸緣為薄的伸出隆起結構。
5. 根據權利要求3所述的框圍過濾介質，其中所述至少一個密 封凸緣為能夠在壓縮時密封的成型結構。
6. 根據權利要求1所述的框圍過濾介質，還包括至少兩個密封 凸緣。
7. 根據權利要求1所述的框圍過濾介質，其中每個壁具有至少 兩個從所述壁的內表面伸出的保持翅片。
8. 根據權利要求7所述的框圍過濾介質，其中從每個壁伸出的 至少兩個所述保持翅片的每個保持翅片具有不同長度。
9. 根據權利要求7所述的框圍過濾介質，其中每個壁具有從所 述壁的內表面伸出的外部保持翅片和內部保持翅片。
10. 根據權利要求9所述的框圍過濾介質，其中外部保持翅片具有不同於所述內部保持翅片的長度。
11. 根據權利要求1所述的框圍過濾介質，其中所述過濾介質包 括胞室結構的過濾介質、側部結合的摺疊包、框圍摺疊包或粗紙板框 圍過濾器。
12. 根據權利要求1所述的框圍過濾介質，其中所述保持翅片由 熱塑性彈性體形成。
13. 根據權利要求2所述的框圍過濾介質，其中所述密封凸緣由 熱塑性彈性體形成。
14. 根據權利要求1所述的框圍過濾介質，其中所述通道框架作 為單一連續的構件連接到所述過濾介質周圍。
15. 根據權利要求1所述的框圍過濾介質，其中所述通道框架為 在所述過濾介質周圍的兩件或多件。
16. —種組合通道框架，包括用鉸鏈連接到一起的兩個通道框架構件，每個通道框架構件包括 具有內表面和外表面的第一壁和第二壁，所述壁從基座向外延伸，每 個壁具有從每個壁的所述內表面伸出的至少一個保持翅片。
17. 根據權利要求16所述的組合通道框架，其中所述鉸鏈連接 到每個通道框架構件的邊緣。
18. 根據權利要求16所述的組合通道框架，其中所述兩個通道 框架構件具有不同取向。
19. 根據權利要求16所述的組合通道框架，還包括至少一個密 封凸緣。
20. 根據權利要求16所述的組合通道框架，還在所述通道框架 中的至少一個上包括間隔肋。
21. 根據權利要求16所述的組合通道框架，其中每個通道框架 的每個壁具有至少兩個從所述壁的所述內表面伸出的保持翅片。
22. 根據權利要求16所述的組合通道框架，其中所述鉸鏈由熱 塑性彈性體形成。
23. —種框圍過濾組件，包括至少兩種過濾介質，所述過濾介質具有帶有周邊邊緣的流體入口 面和流體出口面，其中所述過濾介質的至少一個邊緣插入到至少兩個組合通道框架的通道框架構件內，其中每個組合通道框架包括用鉸鏈 連接到一起的兩個通道框架構件，每個通道框架構件包括具有內表面 和外表面的第一壁和第二壁，所述壁從基座向外延伸，每個壁具有從 每個壁的內表面伸出的至少一個保持翅片。
24. —種製造框圍過濾介質的方法，包括以下步驟 擠壓出連續通道框架構件，所述構件包括具有內表面和外表面的第一壁和第二壁，所述壁從基座向外延伸，每個壁具有從每個壁的內 表面伸出的至少一個保持翅片；將所述通道框架構件切割成通道框架區段；並且將過濾介質的周邊邊緣插入通道框架區段。
25. 根據權利要求24所述的方法，還包括在所述基座的外表面 上擠壓出至少一個密封凸緣。
26. 根據權利要求24所述的方法，還包括將通道框架區段的末 端切口以形成拐角凹口的步驟。
27. 根據權利要求24所述的方法，其中每個壁具有從每個壁的 內表面伸出的至少兩個保持翅片。
28. —種製造組合通道框架構件的方法，包括以下步驟 通過送料塊和模組件擠壓出一種組合通道框架構件，其中所述組合通道框架構件包括用鉸鏈連接在一起的兩個通道框架構件，其中每 個通道框架構件包括具有內表面和外表面的第一壁和第二壁，所述壁 從基座向外延伸，並且每個壁具有從每個壁的所述內表面伸出的至少 一個保持翅片。
29. 根據權利要求28所述的方法，其中在各表面上的所述至少 一個保持翅片被共擠壓出。
30. 根據權利要求28所述的方法，其中所述活動鉸鏈被共擠壓出。
31. 根據權利要求28所述的方法，其中所述活動鉸鏈連接到每 個通道框架構件的邊緣。
32. 根據權利要求28所述的方法，其中所述保持翅片和所述活 動鉸鏈與所述壁和所述基座一體式擠壓出。
全文摘要
本發明涉及，具有從所述道框架的內側壁伸出的保持翅片的通道框架構件和框圍過濾器，其中過濾介質的周邊邊緣插入到此通道框架構件內。
文檔編號B01D39/00GK101340966SQ200680048273
公開日2009年1月7日 申請日期2006年12月5日 優先權日2005年12月22日
發明者迪恩·R·達菲 申請人:3M創新有限公司