專利名稱：過濾元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如獨(dú)立權(quán)利要求所述類型的尤其用于過濾液體的過濾元件。
在已知的過濾元件中已知將不同的過濾材料相互組合以產(chǎn)生對于待濾出顆粒和流過的液體而言最佳的過濾性能。對此例如可參見DE4443158A1，其中在氣流中的作為過濾介質(zhì)的熔噴纖維網(wǎng)與最終用于穩(wěn)定的支撐材料一起使用。
此外，由WO96/34673已知在一種木質(zhì)圓筒形過濾元件中在一支承層上設(shè)置多個(gè)由熔噴纖維網(wǎng)制成的多層過濾層。然后這些層一起構(gòu)成一可更換的過濾元件，該過濾元件可插入過濾裝置中。
由US-PS5496627和WO95/17946公開了一種前后連接的由合成纖維制成的纖維網(wǎng)過濾介質(zhì)和分層的過濾單元。其中，過濾層中的過濾單元沿通流方向增加。
此外，由US5427597和WO96/34673已知將多層過濾層或由按熔噴法產(chǎn)生的纖維網(wǎng)制成的一層過濾層設(shè)置在一主要用于穩(wěn)定的支承層上。支承層的過濾效果相對于其它的層可以忽略。
將合成纖維網(wǎng)尤其是熔噴纖維網(wǎng)加工成過濾器要求使用支撐材料。為此，例如也使用金屬絲網(wǎng)或以纖維素為基礎(chǔ)的過濾紙。在使用以纖維素為基礎(chǔ)的支撐層時(shí)迄今只使用分離系數(shù)明顯要比合成的過濾層小的過濾層。支撐層對整個(gè)過濾性能沒有影響，但需要很大的空間?？倧?，在這一已知的方案中，只有整個(gè)裝置體積的一定部分(例如30％～50％)被用來過濾。
本發(fā)明的任務(wù)在于提出一種前述類型的過濾元件，通過多層結(jié)構(gòu)總體改善過濾效果并能在很長時(shí)期保持這一過濾效果。
按本發(fā)明的過濾元件按有利的方式適合于用獨(dú)立權(quán)利要求的特征來完成所提出的任務(wù)。在本發(fā)明的過濾元件中沿通流方向順序連接幾層過濾介質(zhì)，其中，過濾單元沿通流方向增加，在給定的過濾單元中在各層的除污能力下降時(shí)改善總體能力或者在給定的能力下提高過濾純度。
按有利的方式，在下游側(cè)設(shè)置的纖維素層中的本發(fā)明過濾元件中，合成層的褶皺性能、支撐性能和過濾純度結(jié)合成一體。與已知的裝置不同，按照本發(fā)明利用了裝置中的顆粒分離用的整個(gè)過濾體積，純度沿通流方向增加，其中，以纖維素為基礎(chǔ)的過濾層而不是合成過濾層(例如熔噴)被設(shè)計(jì)為精濾層。
此外，本發(fā)明改善了加工性能并提高了制造自支撐星形折疊的過濾元件尤其是在旋轉(zhuǎn)的壓花折疊機(jī)上制造時(shí)的機(jī)械穩(wěn)定性。如果纖維素纖維也具有比合成纖維大的直徑，則本發(fā)明裝置具有過濾性能、空間利用率和可加工性方面的優(yōu)點(diǎn)。
在本發(fā)明過濾元件的一個(gè)有利實(shí)施例中，不同層的不同分離度和存儲能力的上述合成是這樣實(shí)現(xiàn)的，即入流側(cè)的過濾介質(zhì)由含纖維素的濾紙組成，流出側(cè)的過濾介質(zhì)同樣由含纖維素的濾紙組成。因此，通過在紙質(zhì)過濾器中相應(yīng)混合纖維素纖維可以分別獲得各層的相應(yīng)的過濾效果，如上所述。
含纖維素的濾紙也可以具有高至50％的異物成分，所述異物可以是玻璃纖維或聚酯纖維。
在另一種實(shí)施例中，按有利的方式入流側(cè)的過濾介質(zhì)為一種熔噴纖維網(wǎng)或由合成纖維組成，而流出側(cè)的過濾介質(zhì)則為可褶皺的濾紙。
本發(fā)明使用所謂的熔噴纖維網(wǎng)作為過濾介質(zhì)的層是極其有利的，因?yàn)?，這種層在待過濾的介質(zhì)具有小的通流阻力時(shí)對于濾出的顆粒具有很高的存儲能力。這一優(yōu)點(diǎn)通過小的纖維直徑(約＜2μm)和熔噴纖維網(wǎng)的大的孔隙率而實(shí)現(xiàn)。首先，過濾效果尤其是分離度在使用期間隨著容納濾出的顆粒而提高。入流側(cè)層的過濾純度是這樣選擇的，通過這一濾層可以實(shí)現(xiàn)過濾元件足夠長的使用壽命。
為了在過濾元件的使用起始階段也實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝置的高的分離度，按有利的方式也可以在流出側(cè)的層中使用具有含纖維素添加物的濾紙。這種材料在起始階段也已經(jīng)具有待濾出顆粒的很高的分離度，但是與熔噴纖維網(wǎng)相比存儲能力較小?？傊?，用所有實(shí)施例中的至少兩層就可以實(shí)現(xiàn)相當(dāng)長的使用壽命且保持過濾元件的高的分離度。
合理的實(shí)施例分別這樣構(gòu)成入流側(cè)使用單位面積重量約為15～150克/米2的熔噴纖維網(wǎng)，流出側(cè)使用單元面積重量約為50～200克/米2的含纖維素的濾紙。作為熔噴纖維網(wǎng)的原料尤其對于非腐蝕性的液體例如可以使用PP(聚丙烯)或PES(聚醚砜)，這種材料也可用于過濾燃料或液壓油和潤滑油。
精濾層良好的分離度通過在其制造過程中對纖維的壓實(shí)或者緊接著這一制造過程對纖維素層的機(jī)械壓實(shí)(壓延)實(shí)現(xiàn)。尤其有利的是，壓實(shí)后的纖維素層在很小厚度時(shí)也具有足夠的機(jī)械穩(wěn)定性，因而合成過濾層具有足夠的支撐作用，整個(gè)過濾裝置具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。
如果在入流側(cè)的過濾介質(zhì)和流出側(cè)的過濾介質(zhì)之間設(shè)置經(jīng)壓延的熔噴纖維網(wǎng)的第三層，則形成本發(fā)明過濾元件的有利的改進(jìn)結(jié)構(gòu)。
具有上述梯度結(jié)構(gòu)的本發(fā)明過濾裝置有關(guān)存儲能力和分離度的有利的進(jìn)一步加工是這樣實(shí)現(xiàn)的，即形成過濾元件的過濾介質(zhì)的相互連接的層是按星形折疊的。尤其是，過濾介質(zhì)的層可以在折疊前或期間用超聲波焊接在一起或者在折疊期間例如在壓花折疊機(jī)上通過平面壓力相互連接在一起。上述層也可以用粘合劑粘接，這時(shí)可以使用粉末粘合劑或熱熔浸漬劑。
作為本發(fā)明過濾元件的應(yīng)用領(lǐng)域例如可以是油過濾系統(tǒng)，尤其是汽車的油過濾系統(tǒng)。上述多層的過濾元件要比已知的單層過濾介質(zhì)在通流阻力和生產(chǎn)能力上具有明顯的優(yōu)越性。過濾介質(zhì)用的幾種基礎(chǔ)元件的適當(dāng)?shù)慕M合允許有很廣泛的過濾性能，因此，在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)體積中提高了壽命，提高了純度而沒有損害壽命，并用相當(dāng)簡單的方法實(shí)現(xiàn)了較小的通流阻力。
在從屬權(quán)利要求中給出了其它有利的實(shí)施例。
下面借助


本發(fā)明過濾元件的實(shí)施例。其中圖1表示具有一由熔噴纖維網(wǎng)組成的入流側(cè)濾層和一由含纖維素的濾紙組成的流出側(cè)濾層的過濾元件的剖面；圖2表示具有一中間層的圖1過濾元件的剖面；圖3表示具有由含纖維素的濾紙組成的入流側(cè)濾層和流出側(cè)濾層的過濾元件的剖面；圖4表示星形折疊的例子的原理圖；圖5表示與過濾元件的顆粒負(fù)荷有關(guān)的分離度曲線表。
圖1表示具有一由熔噴纖維網(wǎng)組成的入流側(cè)濾層2和一由含纖維素的濾紙組成的流出側(cè)濾層3的過濾元件1的剖面。濾層2的熔噴纖維網(wǎng)例如可以用單位面積重量約為15～150克/米2的纖維材料制成，而流出側(cè)的濾層3可以用單位面積重量約為50～200克/米2的含纖維素的濾紙制成。
作為熔噴纖維網(wǎng)的原料例如可以是PP(聚丙烯)，尤其用于非腐蝕性的液體，或PES(聚醚砜)。
在圖2的過濾元件4的實(shí)施例中，在入流側(cè)的濾層2和流出側(cè)的濾層3之間設(shè)置一壓延的熔噴纖維網(wǎng)的第三層5。
圖3表示了過濾元件6的又一優(yōu)選的實(shí)施例。這里，入流側(cè)的過濾介質(zhì)由一含纖維素的濾紙的濾層7組成，流出側(cè)的過濾介質(zhì)的濾層8同樣由含纖維素的濾紙組成。因此，在這一實(shí)施例中通過紙質(zhì)過濾介質(zhì)中纖維素纖維的相應(yīng)混合而分別達(dá)到了各濾層的相應(yīng)的過濾效果。
為了繼續(xù)加工借助于圖1～3所述的過濾元件1、4或6的濾層，將過濾介質(zhì)的相互連接的層按圖4的示意圖星形折疊以形成過濾元件9。這里，過濾介質(zhì)的濾層在折疊之前或期間用超聲波焊接、通過粘接或在折疊過程中例如在壓花折疊機(jī)上的面積壓力相互連接。
為了表示不同的過濾效果，按照圖5的曲線圖表示了與過濾元件的顆粒負(fù)荷(克/米2)有關(guān)的分離度(％)的曲線。這一曲線例如表示由熔噴纖維網(wǎng)組成的入流側(cè)濾層2(參見圖1)的變化，曲線11表示由含纖維素的紙質(zhì)材料組成的流出側(cè)的濾層3(見圖1)的變化。曲線12表示由圖1中的兩濾層2和3的組合效果。
可以從圖5的曲線圖看出，在顆粒負(fù)荷開始時(shí)，入流側(cè)的過濾介質(zhì)的濾層2具有很高的存儲能力和對于待濾出的顆粒具有較小的分離度，位于流出側(cè)的過濾介質(zhì)的濾層3具有較小的存儲能力和對于待流出的顆粒具有很高的分離度。
權(quán)利要求
1．過濾元件，其中沿通流方向過濾介質(zhì)的幾個(gè)濾層(2，3，5；7，8)相互連接，沿通流方向待濾出顆粒的分離度增加，在相同的通流方向上存儲能力減小，其特征為，入流側(cè)的濾層(2)由合成的纖維制成，流出側(cè)的濾層(3；8)由主要含纖維素的濾紙組成。
2．過濾元件，其中沿通流方向過濾介質(zhì)的幾個(gè)濾層(2，3，5；7，8)相互連接，沿通流方向待濾出顆粒的分離度增加，在相同的通流方向上存儲能力減小，其特征為，入流側(cè)的濾層(2)由主要含纖維素的濾紙組成，其單位面積重量為50～200克/米2，流出側(cè)的濾層(3)由單位面積重量為50～200克/米2的主要含纖維素的濾紙組成。
3．按照權(quán)利要求2的過濾元件，其特征為，入流側(cè)的濾層(2)由一單位面積重量為50～200克/米2的主要含纖維素的濾紙組成并在過濾介質(zhì)的流出側(cè)具有一浸漬層；凈化側(cè)的濾層(3)由一單位面積重量為50～200克/米2的主要含纖維素的、連續(xù)浸漬的濾紙組成。
4．按照權(quán)利要求1的過濾元件，其特征為，入流側(cè)的濾層(2)由單位面積重量約為15～150克/米2的熔噴纖維網(wǎng)組成，凈化側(cè)的濾層(3)由單位面積重量約為50～200克/米2的主要含纖維素的，必要時(shí)經(jīng)壓延的或壓實(shí)的濾紙組成。
5．過濾元件，其中過濾介質(zhì)的三濾層(2，5，3)按權(quán)利要求1相互連接，其特征為，流出側(cè)的濾層(3)由一主要含纖維素的濾紙組成，并主要用來穩(wěn)定過濾元件，所有其它的濾層(2，5)是由合成纖維制成的纖維網(wǎng)，其中，這些濾層沿通流方向具有待濾出顆粒的增加的分離度，同時(shí)存儲能力減小。
6．按照權(quán)利要求5的過濾元件，其特征為，在入流側(cè)的過濾介質(zhì)和流出側(cè)的過濾介質(zhì)之間設(shè)置一必要時(shí)經(jīng)壓延的單位面積重量為15～150克/米2的熔噴纖維網(wǎng)作為第三層(5)。
7．按照前述任一權(quán)利要求的過濾元件，其特征為，相互連接的過濾介質(zhì)按星形折疊，以形成過濾元件(9)。
8．按照前述任一權(quán)利要求的過濾元件，其特征為，過濾介質(zhì)的層(2，3，5；7，8)用超聲波焊接。
9．按照權(quán)利要求1～7中之一的過濾元件，其特征為，過濾介質(zhì)的層(2，3，5；7，8)在折疊過程中通過面積壓力相互連接。
10．按照權(quán)利要求1～7中之一的過濾元件，其特征為，過濾介質(zhì)的層(2，3，5；7，8)通過用粉末狀粘接劑的粘接或用熱熔浸漬劑或在折疊過程中通過面積壓力相互連接。
11．按照前述任一權(quán)利要求的過濾元件，其特征為，一層或幾層含纖維素的濾層具有至50％的合成纖維尤其是聚酯或玻璃纖維的組分。
12．按照前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的過濾元件，其特征為，該過濾元件作為主路過濾器或分路過濾器用在尤其是汽車的潤滑油過濾系統(tǒng)或燃油過濾系統(tǒng)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種過濾元件,其中,沿通流方向的過濾介質(zhì)的幾層(2,3,5;7,8)相互連接。入流側(cè)至少設(shè)置一過濾介質(zhì)的層(2,7),其具有高的存儲能力和小的分離度,流出側(cè)至少設(shè)置一過濾介質(zhì)的層(3;8),其具有小的存儲能力和高的分離度。入流側(cè)的過濾介質(zhì)最好由一含纖維素的濾紙或一熔噴纖維網(wǎng)制成,流出側(cè)的過濾介質(zhì)由一含纖維素的濾紙制成。
文檔編號B01D39/16GK1284007SQ98813270
公開日2001年2月14日 申請日期1998年11月20日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月25日
發(fā)明者G·M·克萊恩, N·莫澤 申請人:曼·胡默爾濾清器有限公司