专利名称：具有可变密度侧壁的过滤元件的制作方法
相关申请本申请系2005年4月29日提交的临时申请序列号60/672,894专利的续篇，并且要求其优先权。
发明内容
本发明涉及用于气体的、且适用于袋式过滤器的过滤元件。
在本发明中，通过重叠纤维性丝线或具有不同直径或厚度的丝线的部件来形成过滤元件，其最大值部分处于首先接收要过滤的气体的一侧，最小值部分处于过滤器的另一侧，也就是气体在通过过滤元件之后流出的一侧。此外，首先接收气流的过滤器一侧通常比过滤器的另一侧要刚硬，从而提供一个基本上抗压的表面。
相应地，本发明的目的之一是提供一种过滤元件，它结构经济，操作有效。
本发明的另一目的是提供一种过滤元件，它用于气体，且可使得穿过该元件层的受过滤微粒物质具有更加均匀的分布。
在阅读下列描述之后本发明的其它目的将会变得显而易见。
图1是示出可用作制造本发明过滤元件的装置示例的局部透视图；图2是显露出一部分袋侧壁的袋式过滤元件的侧视图，以截面形式示出形成过滤袋侧壁的过滤丝线；以及图3是以图示的方式示出不同厚度的过滤丝线的过滤袋的侧视图。
具体实施例方式
在此所描述的较佳实施例并非是详尽的，本发明也并不限于所揭示的具体形式。所选定和做出描述的实施例解释本发明的原理及其适用和实际用途，以使得本领域一般技术人员得以更好地利用本发明。
通过下述的描述和用于生产如图所示滤波器袋10的设备的操作来更好地理解本发明。如图1所示，一定量的材料，最好是能够在熔融并进行空气干燥后制成拉丝的聚丙烯或其它热塑性材料在漏斗14处导入挤压机12中，并随后进入喷管16。多个环状加热器18环绕在喷管16周围，用于当热塑性材料通过喷管时产生足够的热量而使其液化。喷管16终止于多个并行的排出口22，经由该排出口，通过从歧管23到心轴28的热空气而使得熔融状态的热塑性材料形成软化和纤维状的丝线20。心轴28可以由金属、木材等类似的材料制成，并且其外部构造类似于要生产的过滤器袋10的形状。心轴28在排出口22排出的纤维状丝线20的流动路径之内围绕轴心35旋转。通常，心轴28位于距离排出口22有1到3英尺的范围内，并且以诸如30到80rpm的匀速旋转。纤维材料或丝线20在到达心轴28时进行充分冷却，从而围绕心轴28形成一层层的结构。
在本发明中，丝线20的直径随着袋10的侧壁32的厚度增加而变化。图2和3充分显示出该情形，在图2和图3中，出于示意性目的，显露出过滤器袋侧壁的一部分。在图2中，以截面的形式示出丝线20，最大直径的丝线处于袋内侧，而最小直径的丝线处于袋外侧，同时经过袋的气流是从袋内流向袋外的。在图3中，示意性地示出不同厚度的丝线20，在气流流过袋的方向上这些丝线从袋内到袋外逐渐变薄。在该方式中，袋侧壁外边界的丝线形成更加紧密的层结构，从而当微粒到达袋外边沿时可达到更好的过滤度。因此，从气体中过滤出的较大的微粒物质就会首先卡在靠近袋内的袋体内侧，而较小的微粒物质就会卡在靠近袋外侧的袋体内。这样就可以使得经过袋过滤后的微粒材料有更加均匀的微粒分布。
当袋的厚度大约为3/4到1英寸时，在朝向袋内侧的方向上袋10的丝线20的厚度为50到200微米的范围，并且横向尺寸逐渐变小，在袋外表面处为0.5微米。纤维材料丝线的精确厚度或横向尺寸以及袋的厚度取决于要过滤的物质类型以及过滤器袋的尺寸。
在生产过滤器袋10的过程中，较厚的丝线首先缠绕在心轴上，同时随着袋的厚度逐渐增加，加热器18所产生的温度也逐渐升高，以使得随着歧管23所产生的气压增大时，热塑性材料变得更加软化，这样就增加了丝线的长度，并且减小了其横向尺寸。在该方式中，通过选择性地增加熔融热塑性材料的温度以及/或增加驱动熔融热塑性材料在喷管中推进的气压，可以在丝线缠绕心轴的同时选择性改变丝线的厚度，以根据所生产的过滤元件类型来生产过滤器袋或滤筒。
同时，除了改变丝线的厚度之外，通过改变熔融热塑性材料的温度和/或改变驱动并推进材料在喷管中移动的气压的体积来增加丝线的刚性，从而过滤器袋的内壁部分20a变得更加坚韧或刚硬。由于袋内的气压不够，在使用期间袋侧壁可能是基本塌陷的。这样会减小袋的通透性和过滤能力。通过硬化气体首先接触的袋侧壁部分，可以使得袋丝线维持分开，从而在丝线之间保持有间隔或空隙，以捕获或卡住过滤的微粒。侧壁部分20a的深度可以依照需要的过滤特性而做出改变，甚至它可扩展到整个滤器袋的整个厚度。
本发明不限于上述给出的细节，但是其范围可由所附权利要求来限定。
权利要求
1.一种过滤元件包括侧壁部分，所述侧壁部分具有流经该元件的气流首先接触的第一侧，以及所述气流从所述元件流出的第二侧，所述侧壁部分包括重叠的纤维丝线，在所述第一侧的那些所述丝线具有一厚度，而在所述第二侧的那些所述丝线的厚度基本上小于所述侧壁部分第一侧的厚度。
2.如权利要求1所述的过滤元件，其特征在于，所述丝线的横向尺寸从所述侧壁部分第一侧到所述侧壁部分第二侧逐渐改变。
3.如权利要求1或2所述的过滤元件，其特征在于，所述丝线的刚性从所述侧壁部分第一侧到所述侧壁部分第二侧逐渐减小，以在所述第一侧上形成一基本硬质的侧壁部分。
4.一种形成过滤元件的方法，包括以下步骤a.通过气压在喷管中推进热塑性材料以形成纤维状材料的丝线；b.在所述材料从所述喷管中喷出之前将其加热；c.用所述纤维状材料的丝线形成所述过滤元件的侧壁；以及d.改变所述丝线的厚度，在过滤元件的流经所述元件的气流首先流过的一侧上丝线较厚。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤a包括改变经过所述喷管的气压以改变所述丝线的厚度。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤b包括在所述材料从所述喷管中喷出之前改变其温度以改变所述丝线的厚度。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤d包括改变在过滤元件的流经所述元件的气流首先流过的一侧的丝线的刚性。
全文摘要
一种过滤元件由重叠纤维丝线或组件而形成。流经该元件的气流首先流过的过滤元件一侧的丝线具有一厚度，而气流从过滤元件流出的一侧的厚度基本上小于所述元件相对侧的厚度。
文档编号D04H1/00GK1864803SQ20061007483
公开日2006年11月22日 申请日期2006年4月19日 优先权日2005年4月19日
发明者霍华德·威廉·摩根 申请人:霍华德·威廉·摩根