專(zhuān)利名稱(chēng)：具有內(nèi)部保持翅片的周邊過(guò)濾框架的制作方法
具有內(nèi)部保持翅片的周邊過(guò)濾框架
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及能夠由連續(xù)擠壓出方法形成的周邊過(guò)濾框架。
三維過(guò)濾框架常規(guī)由注塑成型或類(lèi)似的方法形成。另一種方法是 用鋁"固定框架"框圍高氣流結(jié)構(gòu)化的過(guò)濾介質(zhì)。鋁固定框架為通道 形構(gòu)件，其中將過(guò)濾介質(zhì)插入通道，然后擠壓出通道以便將過(guò)濾介質(zhì) 固定。另一種方法是用"套毛框架"框圍折疊的過(guò)濾結(jié)構(gòu)。套毛框架 典型為用粘結(jié)方法粘結(jié)到折疊包周邊的非織造材料。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及包括過(guò)濾介質(zhì)的框圍過(guò)濾介質(zhì)，所 述過(guò)濾介質(zhì)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(gè)周邊邊緣插入通道框架內(nèi)。在一個(gè)方面，通道框架包括具有內(nèi)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(gè)壁具有 從每個(gè)壁的內(nèi)表面伸出的至少一個(gè)保持翅片，其中保持翅片能夠夾持 過(guò)濾介質(zhì)的插入邊緣。
在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種組合通道框架。在一個(gè)方面， 組合通道框架包括用鉸鏈連接到一起的兩個(gè)通道框架構(gòu)件，每個(gè)通道 框架構(gòu)件包括具有內(nèi)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(gè)壁具有從每個(gè)壁的內(nèi)表面伸出的至少一個(gè)保持翅片。 在其它方面，每個(gè)單獨(dú)的通道框架構(gòu)件相互用鉸鏈以不同取向連接， 并且在每個(gè)通道框架構(gòu)件上相互由鉸鏈在相同或不同位置連接。
在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及過(guò)濾組件，其中兩個(gè)或多個(gè)過(guò)濾 介質(zhì)通過(guò)用兩個(gè)或多個(gè)組合通道框架連接在一起。在此實(shí)施例中，兩個(gè)或更多個(gè)過(guò)濾介質(zhì)的周邊邊緣插入至少兩個(gè)組合通道框架的通道框 架構(gòu)件內(nèi)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種制造框圍過(guò)濾介質(zhì)的方法， 所述方法包括以下步驟擠壓出連續(xù)通道框架構(gòu)件，所述構(gòu)件包括具 有內(nèi)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(gè) 壁具有從每個(gè)壁的內(nèi)表面伸出的至少一個(gè)保持翅片，將通道框架構(gòu)件
切割或刻痕成通道框架區(qū)段，并且將過(guò)濾介質(zhì)的周邊邊緣插入通道框 架區(qū)段內(nèi)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種制造組合通道框架構(gòu)件的方 法，所述方法包括以下步驟通過(guò)送料塊和模組件擠壓出組合通道框 架構(gòu)件，其中所述組合通道框架構(gòu)件包括用鉸鏈連接在一起的兩個(gè)通
道框架構(gòu)件，其中每個(gè)通道框架構(gòu)件包括具有內(nèi)表面和外表面的第一 壁和第二壁，所述壁從基座向外延伸，并且每個(gè)壁具有從每個(gè)壁的內(nèi) 表面伸出的至少一個(gè)保持翅片。


圖1為本發(fā)明的框圍過(guò)濾器的實(shí)施例的透視圖。
圖2為本發(fā)明所用的通道框架的實(shí)施例的橫截面圖。
圖3為本發(fā)明的框圍過(guò)濾器的實(shí)施例的一部分的橫截面圖。
圖4為本發(fā)明的通道框架的實(shí)施例的橫截面圖。
圖5為本發(fā)明的過(guò)濾器組件的橫截面圖。
圖6為制造本發(fā)明的通道框架構(gòu)件的方法的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示本發(fā)明的框圍過(guò)濾介質(zhì)10。框圍過(guò)濾介質(zhì)10包括過(guò) 濾介質(zhì)12和圍繞過(guò)濾介質(zhì)的周邊邊緣的通道框架14。通道框架14 一般為細(xì)長(zhǎng)的通道框架構(gòu)件68 (如圖5所示)，并由以后擠壓出切 割、切口和/或刻痕分成區(qū)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(guò)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(shí)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(gè)壁具有內(nèi)表面21和外表面23 以及從第一壁和第二壁的內(nèi)表面伸出的保持翅片28。在此實(shí)施例中， 外部保持翅片27的長(zhǎng)度大于內(nèi)部保持翅片29。保持翅片一般為彈性 可變形元件，其中彈性一般由用于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， 并且可由相同或不同的材料制成。根據(jù)例如過(guò)濾介質(zhì)的厚度和保持力 所需的量，可獨(dú)立調(diào)節(jié)保持翅片的長(zhǎng)度和壁間距離及通道框架構(gòu)件的 深度。具體地講，改變保持翅片的長(zhǎng)度和形狀影響每個(gè)翅片的回轉(zhuǎn)阻 力。
在圖2所示的實(shí)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(jié)構(gòu)，并且可由 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，并且在與過(guò)濾器保持框架(未示出)接合時(shí)形成密 封。密封凸緣也可以為在壓縮時(shí)能夠密封的成型結(jié)構(gòu)的形式，例如具 有管形、圓形或半圓形結(jié)構(gòu)。根據(jù)應(yīng)用，也可以在通道框架構(gòu)件的基 座或壁上形成多個(gè)密封凸緣?？捎玫拿芊馔咕壴诿绹?guó)專(zhuān)利No. 6，406，509 B1中示出并關(guān)于密封凸緣做了描述。
通道框架的壁和基座一般由相對(duì)剛性的熱塑性聚合物制成，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(yīng)用而 變化。例如，過(guò)濾介質(zhì)不能單獨(dú)經(jīng)受氣流誘導(dǎo)的變形力的一些高空氣 速度應(yīng)用需要較高剛性。熱塑性聚合材料的實(shí)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、二氧化硅等，以改變基體聚合物性質(zhì)，諸如傳導(dǎo)性、阻燃性和剛性。
保持翅片一般由彈性可變形材料制成，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制成，如以上所列并用于 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(guò)濾介質(zhì)的周邊邊緣 32的橫截面圖。在此實(shí)施例中，用過(guò)濾介質(zhì)邊緣的剛性使保持翅片34
以大致向內(nèi)的方向變形，以便提供摩擦力和變形阻力，從而可移動(dòng)地 將過(guò)濾介質(zhì)保持在框架內(nèi)。從通道框架移除過(guò)濾介質(zhì)所需力可以改變， 例如用更大或更小可變形或彈性材料制造保持翅片，或者改變保持翅 片的角度，或者采用這兩種方法。
在本發(fā)明所用并在圖4以橫截面示出的通道框架構(gòu)件的另一個(gè) 實(shí)施例中，組合通道框架構(gòu)件40包括由鉸鏈46在附近或內(nèi)側(cè)邊緣 可操作鉸接在一起的第一通道框架構(gòu)件42和第二通道框架構(gòu)件44， 使得每個(gè)通道框架構(gòu)件處于"平行"取向。每個(gè)鉸接的通道框架構(gòu)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，并且具有從每個(gè)通道框架構(gòu)件的第一壁和第二壁 的內(nèi)表面伸出的保持翅片28。在此實(shí)施例中，活動(dòng)鉸鏈46允許通道 框架構(gòu)件相互旋轉(zhuǎn)180° 。鉸鏈一般為組合或雙通道框架構(gòu)件的整體 部分，但可用相同或不同材料共擠壓出。在其它實(shí)施例中，鉸鏈可以 不同于上述的其它取向連接，例如以其中一個(gè)或所述通道框架構(gòu)件在 不同于另一個(gè)的取向連接到基座的外表面上、壁的外表面上以及此類(lèi) 連接位置的組合，使得在每個(gè)通道框架構(gòu)件上的連接位置不同。
可在至少一個(gè)通道框架構(gòu)件42的基座的外表面55上提供間隔 肋53，以便在框圍過(guò)濾器緊靠間隔肋打開(kāi)時(shí)過(guò)濾介質(zhì)相互保持預(yù)定、優(yōu)選的取向，例如保持水平取向，或者保持在完全關(guān)閉和完全打開(kāi)之 間的任何其它角度。另外，間隔肋可用于在通道框架的基座和框圍過(guò) 濾器之間保持合理間隔。間隔肋也可以提高通道框架構(gòu)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，并且可由與通道框 架構(gòu)件相同或不同的材料制成。然而，間隔肋應(yīng)有足夠剛性，以基本 防止通道框架構(gòu)件彎曲超過(guò)基本水平平面。
本發(fā)明的框圍過(guò)濾介質(zhì)50的替代實(shí)施例顯示于圖5中。在此實(shí) 施例中，框圍過(guò)濾介質(zhì)52、 54、 56在一個(gè)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(gè)或多個(gè)過(guò)濾介質(zhì) 52、 54、 56相連接。例如，可用連接兩個(gè)或多個(gè)過(guò)濾介質(zhì)使整體框圍 過(guò)濾組件成為剛性，或者用于提供"折疊"或"手風(fēng)琴"構(gòu)形，以提 高運(yùn)輸?shù)阶罱K使用者的包裝效率。在使用較大尺寸剛性或剛性過(guò)濾介 質(zhì)時(shí)，這種技術(shù)特別有用。
可用本發(fā)明的通道框架固定各種類(lèi)型的過(guò)濾介質(zhì)。這種過(guò)濾介質(zhì) 的實(shí)例包括側(cè)部結(jié)合的折疊包、框圍折疊包和粗紙板框圍過(guò)濾器。這 種過(guò)濾介質(zhì)的實(shí)例描述于美國(guó)專(zhuān)利6,521,011、 6,280,824、 6,589,317和 6,986,804。
可用于構(gòu)成本發(fā)明的結(jié)構(gòu)過(guò)濾介質(zhì)的聚合物包括但不限于聚烯 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、聚酰 胺、聚(氯乙烯)、聚碳酸酯和聚苯乙烯。結(jié)構(gòu)薄膜層可以由可固化樹(shù)脂 材料(如丙烯酸酯或環(huán)氧樹(shù)脂)澆鑄成，并通過(guò)加熱、紫外線(xiàn)照射、 電子束輻射等化學(xué)方式促進(jìn)的自由基途徑來(lái)固化。優(yōu)先結(jié)構(gòu)過(guò)濾介質(zhì) 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(guò)塑化劑、活性劑或抗微生物劑熔融共混來(lái)改性。過(guò)濾介質(zhì)的表面改性可通過(guò)用電離輻射汽相沉積 或共價(jià)接枝官能團(tuán)部分來(lái)進(jìn)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(shù)公開(kāi)于美國(guó)專(zhuān)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(jié)構(gòu)層各種性質(zhì) 的添加劑。
圖6顯示制造通道框架構(gòu)件的方法。用含相同或不同聚合材料的 兩個(gè)擠出機(jī)62,64將熔化的聚合物送入進(jìn)料區(qū)塊和模組件66。進(jìn)料區(qū) 塊和模組件配合成能夠提供具有類(lèi)似于圖2或圖4所示外形的擠壓 出構(gòu)件68。通道框架構(gòu)件的壁和基座通常由相同聚合材料制成。根據(jù) 具體應(yīng)用，保持翅片和密封凸緣可分別由不同聚合材料制成，或者由 與通道框架構(gòu)件的壁和基座相同的聚合材料制成。通道框架構(gòu)件形成 后，可將它們切成段和/或刻痕67和/或切口 69來(lái)適應(yīng)具體應(yīng)用。刻 痕和切口允許通道框架構(gòu)件沿著形成的活動(dòng)鉸鏈取向，并沿著過(guò)濾介 質(zhì)的周邊布置，而不用將擠壓出的構(gòu)件切成單個(gè)的小片。作為另外一 種選擇，如果形成上述組合通道框架構(gòu)件，通道框架構(gòu)件可沿著形成 的鉸鏈切割，以提供單獨(dú)的通道框架構(gòu)件。然后將過(guò)濾介質(zhì)簡(jiǎn)單地插 入通道，以形成框圍過(guò)濾器或過(guò)濾組件。
實(shí)例
將兩個(gè)擠出機(jī)連接到能夠產(chǎn)生連續(xù)通道框架構(gòu)件的進(jìn)料區(qū)塊和共 擠壓出模組件，所述通道框架構(gòu)件包括保持翅片和活動(dòng)鉸鏈，并且具 有類(lèi)似于圖4所示的外形。通道框架構(gòu)件的側(cè)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(zhǎng)(分別為內(nèi)側(cè)和外側(cè))，活動(dòng)鉸鏈為約2mm長(zhǎng)， 并且具有約0.4mm的厚度。通道框架構(gòu)件的側(cè)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(shù)脂(按重量計(jì)20%滑石粉)在約205°C溫度從第一擠出 機(jī)作為熔融流遞送到進(jìn)料區(qū)塊/模組件而成。通道框架構(gòu)件的保持翅片 和活動(dòng)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(shù)脂在約205°C溫度從 第二擠出機(jī)作為熔融流遞送到進(jìn)料區(qū)塊/模組件而成。
權(quán)利要求
1.一種框圍過(guò)濾介質(zhì)，所述框圍過(guò)濾介質(zhì)包括過(guò)濾介質(zhì)，所述過(guò)濾介質(zhì)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(guò)濾介質(zhì)的至少一個(gè)邊緣插入通道框架內(nèi)，所述通道框架包括具有內(nèi)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(gè)壁具有從每個(gè)壁的內(nèi)表面伸出的至少一個(gè)保持翅片，所述保持翅片夾持所述過(guò)濾介質(zhì)的所述插入邊緣。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的框圍過(guò)濾介質(zhì)，還包括至少一個(gè)密封 凸緣。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的框圍過(guò)濾介質(zhì)，其中所述至少一個(gè)密 封凸緣連接到所述基座的外表面上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的框圍過(guò)濾介質(zhì)，其中所述至少一個(gè)密 封凸緣為薄的伸出隆起結(jié)構(gòu)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的框圍過(guò)濾介質(zhì)，其中所述至少一個(gè)密 封凸緣為能夠在壓縮時(shí)密封的成型結(jié)構(gòu)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的框圍過(guò)濾介質(zhì)，還包括至少兩個(gè)密封 凸緣。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的框圍過(guò)濾介質(zhì)，其中每個(gè)壁具有至少 兩個(gè)從所述壁的內(nèi)表面伸出的保持翅片。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的框圍過(guò)濾介質(zhì)，其中從每個(gè)壁伸出的 至少兩個(gè)所述保持翅片的每個(gè)保持翅片具有不同長(zhǎng)度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的框圍過(guò)濾介質(zhì)，其中每個(gè)壁具有從所 述壁的內(nèi)表面伸出的外部保持翅片和內(nèi)部保持翅片。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的框圍過(guò)濾介質(zhì)，其中外部保持翅片具有不同于所述內(nèi)部保持翅片的長(zhǎng)度。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的框圍過(guò)濾介質(zhì)，其中所述過(guò)濾介質(zhì)包 括胞室結(jié)構(gòu)的過(guò)濾介質(zhì)、側(cè)部結(jié)合的折疊包、框圍折疊包或粗紙板框 圍過(guò)濾器。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的框圍過(guò)濾介質(zhì)，其中所述保持翅片由 熱塑性彈性體形成。
13. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的框圍過(guò)濾介質(zhì)，其中所述密封凸緣由 熱塑性彈性體形成。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的框圍過(guò)濾介質(zhì)，其中所述通道框架作 為單一連續(xù)的構(gòu)件連接到所述過(guò)濾介質(zhì)周?chē)?br> 15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的框圍過(guò)濾介質(zhì)，其中所述通道框架為 在所述過(guò)濾介質(zhì)周?chē)膬杉蚨嗉?br> 16. —種組合通道框架，包括用鉸鏈連接到一起的兩個(gè)通道框架構(gòu)件，每個(gè)通道框架構(gòu)件包括 具有內(nèi)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(gè)壁具有從每個(gè)壁的所述內(nèi)表面伸出的至少一個(gè)保持翅片。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的組合通道框架，其中所述鉸鏈連接 到每個(gè)通道框架構(gòu)件的邊緣。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的組合通道框架，其中所述兩個(gè)通道 框架構(gòu)件具有不同取向。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的組合通道框架，還包括至少一個(gè)密 封凸緣。
20. 根據(jù)權(quán)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(gè)上包括間隔肋。
21. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的組合通道框架，其中每個(gè)通道框架 的每個(gè)壁具有至少兩個(gè)從所述壁的所述內(nèi)表面伸出的保持翅片。
22. 根據(jù)權(quán)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(guò)濾組件，包括至少兩種過(guò)濾介質(zhì)，所述過(guò)濾介質(zhì)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(guò)濾介質(zhì)的至少一個(gè)邊緣插入到至少兩個(gè)組合通道框架的通道框架構(gòu)件內(nèi)，其中每個(gè)組合通道框架包括用鉸鏈 連接到一起的兩個(gè)通道框架構(gòu)件，每個(gè)通道框架構(gòu)件包括具有內(nèi)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(gè)壁具有從 每個(gè)壁的內(nèi)表面伸出的至少一個(gè)保持翅片。
24. —種制造框圍過(guò)濾介質(zhì)的方法，包括以下步驟 擠壓出連續(xù)通道框架構(gòu)件，所述構(gòu)件包括具有內(nèi)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(gè)壁具有從每個(gè)壁的內(nèi) 表面伸出的至少一個(gè)保持翅片；將所述通道框架構(gòu)件切割成通道框架區(qū)段；并且將過(guò)濾介質(zhì)的周邊邊緣插入通道框架區(qū)段。
25. 根據(jù)權(quán)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(gè)密封凸緣。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，還包括將通道框架區(qū)段的末 端切口以形成拐角凹口的步驟。
27. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中每個(gè)壁具有從每個(gè)壁的 內(nèi)表面伸出的至少兩個(gè)保持翅片。
28. —種制造組合通道框架構(gòu)件的方法，包括以下步驟 通過(guò)送料塊和模組件擠壓出一種組合通道框架構(gòu)件，其中所述組合通道框架構(gòu)件包括用鉸鏈連接在一起的兩個(gè)通道框架構(gòu)件，其中每 個(gè)通道框架構(gòu)件包括具有內(nèi)表面和外表面的第一壁和第二壁，所述壁 從基座向外延伸，并且每個(gè)壁具有從每個(gè)壁的所述內(nèi)表面伸出的至少 一個(gè)保持翅片。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中在各表面上的所述至少 一個(gè)保持翅片被共擠壓出。
30. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中所述活動(dòng)鉸鏈被共擠壓出。
31. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中所述活動(dòng)鉸鏈連接到每 個(gè)通道框架構(gòu)件的邊緣。
32. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中所述保持翅片和所述活 動(dòng)鉸鏈與所述壁和所述基座一體式擠壓出。
全文摘要
本發(fā)明涉及，具有從所述道框架的內(nèi)側(cè)壁伸出的保持翅片的通道框架構(gòu)件和框圍過(guò)濾器，其中過(guò)濾介質(zhì)的周邊邊緣插入到此通道框架構(gòu)件內(nèi)。
文檔編號(hào)B01D39/00GK101340966SQ200680048273
公開(kāi)日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2006年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月22日
發(fā)明者迪恩·R·達(dá)菲 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司