過濾元件的密封墊及包括配裝這種密封墊的過濾元件的模塊的製作方法

2023-05-23 10:08:31

專利名稱：過濾元件的密封墊及包括配裝這種密封墊的過濾元件的模塊的製作方法
技術領域：
本發明涉及的技術領域為使用過濾器或一般被稱為薄膜的分離元件來分離出分子或微粒，這種薄膜適宜將含在要被處理的流體介質內的分子或微粒分離出來。
本發明較具體地涉及適宜給這種過濾器或分離元件提供密封的技術設施。
本發明的密封墊在廣義的要被處理的流體介質的過濾領域內可找到特別有利的應用，尤其是納米過濾、超過濾、微過濾等。
就本行業的現狀而言，已知在使用過濾器模塊，這種模塊由金屬盒構成，兩端各配裝一塊支承板，其上布置有一個或多個插口，使管狀的過濾元件相互間可被定位。這樣過濾元件就能互相平行地在盒內延伸，並且它們能以無洩漏的方式安裝在每一端的支承板上。
每一過濾元件具有至少一個要被處理流體的流動管道，該管道從元件的一個端部延伸到另一個端部。過濾元件實行流體的橫向流動過濾，目的是為了在過濾元件的周邊表面上得到過濾物，濾液集合在支承板和盒體之間形成的室內而後通過出口被排出。
為了確保在過濾元件的端部和支承板之間的密封，可將密封墊定位在其間，然後用固定在每一塊支承板上的金屬託板夾緊。密封墊用易變形的材料如彈性體或橡膠製成，使當被收緊時，它們能在支承板和過濾元件之間提供密封。
遺憾的是，過濾元件的位在支承板內的端部有時會發生破裂。本申請人發現這種破裂主要是由於在過濾元件和支承板及/或夾緊託板之間的摩擦。
依據該項觀察，本申請人曾研發一種過濾元件用的新穎的密封墊，該密封墊被這樣設計，在不妨礙流體流動的前提下，防止元件由於與支承板及/或夾緊託板接觸而被磨蝕。
因此本發明的目的是要提出一種密封墊以便裝在支承板的通道內而包圍管狀過濾元件的端頭，該元件設有至少一個流體的流動管道，而所說管道位在一個流動部分之內。
按照本發明，密封墊被製成套筒的形式·具有一個高度不小於支承板內通道的高度；及·呈現一個過濾元件用的包覆孔，該孔系在套筒的一端和一個肩部之間形成，該肩部與套筒的另一端合作形成流體的管道孔，該肩部具有一個表面可起到過濾元件端部支座的作用，並且其尺寸適宜在流動部分外側延伸，不會妨礙流體的循環，包覆孔在肩部鄰近設有一個凹槽為的是使密封墊能夠滑移。
本發明的密封墊使它有可能防止在過濾元件與由夾緊託板和支承板構成的金屬部分之間的任何接觸。由於具有過濾元件用的支座，過濾元件可不再會在上、下遊端部壓力差的作用下移動，因此不再會與金屬託板接觸。
從下面結合附圖對本發明非限制性實施例所作說明可以看到本發明的各種特徵。


圖1為使用按照本發明的密封墊的過濾器模塊的一個實施例的直立剖視圖。
圖2為圖1中基本上沿II-II線看去的橫向視圖。
圖3示出一個過濾元件在其每一個端部上都配裝有本發明的密封墊。
圖4為圖3中基本上沿IV-IV線看去的放大的橫向視圖並且示出本發明的特徵細節。
圖5為一放大的視圖示出本發明的密封墊的一個實施例的各種特徵。
圖6示出按照本發明的複式密封墊。
本發明的密封墊可被用於如圖1和2所示的裝置或模塊1以資完成任何一種要被處理流體的橫向流動過濾。在一盒體或圓筒2內，模塊1一般具有一系列管狀過濾元件3，這些元件互相平行地延伸，在圖1中畫出其軸線作為代表。如圖3和4所示，每一過濾元件3都可具有一個正常的橫截面，其外周形狀可以為六角形或本例所示的圓形。每一過濾元件3具有至少一個、在本例為三個管道31，這些管道平行於過濾元件3的縱長軸線而延伸，其兩個端部3a和3b都向外開啟，每一管道31的表面都覆蓋有至少一個分離層(未示出)，這些分離層被設計用來與在管道內流動的、要被處理的流體介質接觸，每一分離層的性質都經選擇以便取得所需的分離或過濾能力。
在其每一個端部3a、3b，過濾元件3都被裝在支承板4上，而支承板以無洩漏的方式被固定在盒體2的每一端。按傳統方式，每一支承板4都設有多個通道5，其數目等於裝在盒體2內的過濾元件3的數目。每一通道5最好都具有錐度以其較小的一端向盒2內開啟，其作用為使管狀過濾元件3的端部可據此而定位。每一通道5被設計成可與按照本發明的密封墊配合以資確保過濾元件3以無洩漏的方式裝在支承板4上。在兩支承板4和盒體2之間形成一個收集室8，該室可通過至少一個出口9排出濾液，即流動通過過濾元件的流體介質。按傳統方式，每一支承板4被設計具有可用任何合適方式裝在其上的夾緊託板11，該託板用來使密封墊變形以資得到良好的密封。
如圖3到5所示，密封墊6的形式為一套筒，其軸向高度h不小於支承板4的高度hps。這樣密封墊6就能在過濾元件3上覆蓋一個不小於支承板4高度hps的長度。在這情況下，過濾元件3不能與支承板4接觸，因此過濾元件3不能受到會導致其破裂的摩擦或磨損。
按照本發明的另一特徵，密封墊6具有一個過濾元件3的包覆孔15，該孔系在套筒的一端16和一肩部17之間延伸，該肩部17與套筒的另一端18合作形成流體的管道孔19。如圖3所示，肩部17可用作過濾元件3一般部分的支座。這個肩部17呈現一個由適宜在流體自由流動部Sc外側延伸的尺寸構成的表面。如圖4所示，每一過濾元件3在自由流動部Sc內具有至少一個，在本例中為三個流動管道31。換句話說，這個流動部Sc相當於含有所有流動管道的包絡線，因此存在一個環繞所說流動部而可延伸到過濾元件周邊的周邊表面。肩部17上的表面就在這個周邊表面上，因此可不妨礙從管道31流出的流體的流動。
按照本發明的一個特徵，包覆孔15具有一個確定的高度hp和一個確定的直徑dp。假定過濾元件3的直徑等於dm，那麼包覆孔直徑dp對過濾元件直徑dm之比通常在0.6到1的範圍內，而包覆孔15的高度hp對過濾元件3的直徑dm之比通常在0.2到1.5的範圍內。
按照本發明另一個特徵，管道孔19有一確定的內直徑dci和一確定的內高度hci。管道孔19的內高度hci通常在管道孔19的內直徑dci的1/2到1/24的範圍內。另外，管道孔19的內直徑dci對過濾元件3的直徑dm之比通常在0.77到0.9的範圍內。
按照較優實施例的特徵，每一個密封墊6在其開出管道孔19的端頭18上都有一個確定的外直徑dce，這個直徑延伸越過一個確定的高度hcp形成一個外套環21。在其整個高度上，這個套環21的直徑dce是恆定的。套環21的直徑dce對過濾元件的直徑dm之比通常在1.1到2的範圍內。
按照較優實施例的特徵，每一託板11在其兩個主要面中的一個面向鄰近支承板4的面上制有多個面向通道5的埋頭孔23。每一埋頭孔23都與託板11內製出的貫通孔24連通，並各適宜接納一個密封墊6。較精確點說，每一埋頭孔23的接納密封墊6是從其端部18開始的，因此至少可以接納套筒上套環21的一部分。按照一個實施例的特徵，外套環21的高度hce對埋頭孔23高度h1之比通常在1.5到10的範圍內。
按照本發明的另一個特徵，每一個密封墊6在其外側從套環21開始都具有第一和第二帶有錐度的部分一直延伸到端頭16，在該處包覆孔15向外開啟。
按照一個實施例的特徵，第一帶錐度部分25具有最大外直徑dpc1ma、最小外直徑dpc1mi和外高度hpc1。第一帶錐度部分25的外高度hpc1通常在過濾元件的直徑dm的1/5到1/20的範圍內。
按照另一個較優實施例的特徵，第一帶錐度部25的最大外直徑dpc1ma對套環的直徑dce之比通常在0.77到1的範圍內，而在第一帶錐度部25上，最小外直徑dpc1mi對最大外直徑dpc1ma之比通常在0.83到1的範圍內。
按照另一個較優實施例的特徵，第二帶錐度部26具有一個與第一帶錐度部25的最小外直徑dpc1mi相等的最大外直徑dpc2ma，還具有一個確定的最小外直徑dpc2mi和一個確定的外高度hpc2。包覆孔15的直徑dp對第二帶錐度部26的最小外直徑dpc2mi之比通常在0.8到1的範圍內，而第二帶錐度部26的直徑hpc2對過濾元件3的直徑dm之比通常在0.2到1.5的範圍內。
按照本發明的另一個特徵，包覆孔15在肩部17鄰近設有一槽28為的是使密封墊6的構造材料可以爬行。這樣，當託板11被夾緊在支承板4上時，一部分密封墊材料能爬行到槽28內而不會妨礙過濾元件的流動部Sc。
按照一個較優實施例的特徵，該槽28有一確定的直徑dg和一確定的高度Hg使該槽的直徑對過濾元件的直徑dm之比在1到1.5的範圍內，而該槽的高度hg對管道孔19的內直徑hci之比在0.2到1的範圍內。
在上面的例子中，每一支承板4上具有一系列明顯為單個的密封墊6分別裝在各自的通道5內。按照在圖6內示出的另一個實施例的特徵，這一系列準備裝在支承板4上的密封墊6可通過連接帶30將它們互連成一個單獨的零件。每一連接帶30都各具有一個確定的高度hmp使該高度對套環21高度hce之比在3到0.2的範圍內。
本發明不受上面說明的例子的限制，因為在不超越本發明範圍的情況下，可對本發明作出各種修改。
權利要求
1.一種密封墊，用來安裝在支承板(4)的通道(5)內，以資包圍管狀過濾元件(3)的端頭，該過濾元件設有至少一個位在流動部Sc內的流體流動管道(31)，密封墊的特徵在於，它被製成套筒的形式·具有一個高度h，其不小於支承板(4)內通道(5)的高度hps；及·呈現一個過濾元件(3)用的包覆孔(15)，該孔系在套筒的一端(16)和一個肩部(17)之間形成，該肩部(17)與套筒的另一端合作形成流體的管道孔(19)，該肩部(17)具有一個表面，可起到過濾元件端部支座的作用，並且其尺寸適宜在流動部分Sc外側延伸，不會妨礙流體的循環，包覆孔(15)在肩部(17)鄰近設有一個凹槽(28)，使密封墊能夠塑性變形(creep)。
2.權利要求1的密封墊，其特徵為，凹槽(28)有一直徑dg和一高度hg，使比率dg/dm在1到1.5的範圍內，比率hg/hci在0.2到1的範圍內，其中dm為過濾元件(3)的直徑，hci為管道孔(19)的高度。
3.權利要求1的密封墊，其特徵為，包覆孔(15)具有高度hp和直徑dp，使比率dp/dm在0.6到1的範圍內，比率hp/dm在0.2到1.5的範圍內，其中dm為過濾元件(3)的直徑。
4.權利要求1的密封墊，其特徵為，管道孔(19)具有內直徑dci和內高度hci，hci在dci/2到dci/24的範圍內，並且比率dci/dm在0.77到0.9的範圍內。
5.權利要求1到4中任一項的密封墊，其特徵為，套筒在其開出管道孔(19)的端頭(18)上有一外直徑dce，這個直徑延伸越過一個高度hce，形成一個外套環(21)，比率dce/dm在1.1到2的範圍內，比率hce/h1在1.5到10的範圍內，其中h1為在託板(11)上制出、接納密封墊的埋頭孔(23)的高度，託板(11)用來將密封墊固定在支承板(4)上。
6.權利要求5的密封墊，其特徵為，在套筒的外側，從套環(21)開始，具有第一帶錐度的部分(25)和第二帶錐度的部分(26)延伸到其端頭(16)，在該處包覆孔(15)向外開啟。
7.權利要求6的密封墊，其特徵為第一帶錐度部分(25)具有最大外直徑dpc1ma、最小外直徑dpc1mi和在dm/5到dm/20範圍內的外高度hpc1，並且比率dpc1ma/dce在0.77到1的範圍內，比率dpc1mi/dpc1ma在0.83到1的範圍內；及第二帶錐度部(26)具有與第一帶錐度部(25)的最小外直徑dpc1mi相等的最大外直徑dpc2ma、最小外直徑dpc2mi和外高度hpc2，使比率dp/dpc2mi在0.8到1的範圍內，比率hpc2/dm在0.2到1.5的範圍內。
8.一種複式密封墊，其特徵為，它包括用連接帶(30)互連的一系列按照權利要求1的密封墊(6)。
9.權利要求8的複式密封墊，其特徵為，連接帶(30)的高度為hmp使比率hmp/hce在1到0.2的範圍內。
10.一種過濾器模塊，其型式為，具有至少一個過濾元件(3)，其兩個端部各被設有通道(5)並具有託板(11)固定在其上的支承板(4)支承著，該託板為每一個過濾元件(3)設有埋頭孔(23)，模塊的特徵為，在支承板(4)的每一個通道(5)內各有一個按照權利要求1到7中任一項的密封墊(6)。
11.一種過濾器模塊，其型式為，具有至少一個過濾元件(3)，其兩個端部各被設有通道(5)並具有託板(11)固定在其上的支承板(4)支承著，該託板為每一個過濾元件(3)設有埋頭孔(23)，模塊的特徵為包括配裝在每一支承板(4)上的按照權利要求1到7中任一項的密封墊(6)或按照權利要求8的複式密封墊。
全文摘要
本發明提供一種密封墊用來安裝在支承板(4)的通道(5)內以資包圍管狀過濾元件(3)的端頭，該過濾元件設有至少一個位在流動部Sc內的流體流動管道，密封墊的特徵為被製成套筒的形式具有一個高度h不小於支承板(4)內通道(5)的高度hps；及呈現一個過濾元件(3)用的包覆孔(15)，該孔系在套筒的一端(16)和一個肩部(17)之間形成，該肩部(17)與套筒的另一端合作形成流體的管道孔(19)，該肩部(17)具有一個表面可起到過濾元件端部支座的作用，並且其尺寸適宜在流動部分Sc外側延伸，不會妨礙流體的循環，包覆孔(15)在肩部(17)鄰近設有一個凹槽(28)為的是使密封墊能夠爬行。
文檔編號B01D63/06GK1501834SQ01821549
公開日2004年6月2日 申請日期2001年12月24日 優先權日2000年12月29日
發明者安德烈·格朗容, 安德烈 格朗容, 萊斯科舍, 菲利普·萊斯科舍, 爾 米利亞雷斯, 米夏埃爾·米利亞雷斯 申請人:先進技術工業膜公司