专利名称：包含滤筒－筒体整体结构的过滤组件的制作方法
本申请是申请日为2002年06月10日、申请号为02812834.6、发明名称为“包含滤筒-筒体整体结构的过滤组件”的发明专利申请的分案申请。
背景技术：
本发明涉及一种隔膜过滤组件，与现有的过滤组件相比，它更加清洁且更易于替换和安装。更具体地，本发明涉及由滤筒、保持筒体和歧管连接在一起而形成的隔膜过滤组件。
在诸如半导体工业中的过滤工序中，对颗粒杂质的控制，要求使用带有隔膜的超纯净过滤器，该隔膜用于除去亚微颗粒。众所周知，当微粒足够大时，任何沉淀在半导体晶片上的微粒都会产生缺陷。一般地在半导体工业中，即使象半导体芯片的最小部件的十分之一大小的微粒都能产生致命的缺陷。因此，在制造半导体芯片的每一步工序中都要使用隔膜过滤器，以净化工作液体和气体。
虽然已经开发了使用在超纯净液体过滤中的许多不同的过滤组件设计方案，其中的两种设计方案较为流行。一种方案是，将要被过滤的液体从过滤组件的一端流到另一端。在这种过滤组件中，供给和渗出连接装置位于过滤器的相反两端，这样能迫使液流从一端移向另一端。这种流动结构称为单列流动结构。该过滤组件有两个缺点。首先，由于该组件是夹在两套连接装置之间，所以它们很难与工艺设备相连。其次，因为至少一个连接装置是位于该组件底部，所以当组件分开时在组件中留存的任何自由流体都会很快地排出。
第二种组件设计方案是将所有的连接装置布置在组件的同一端。在这种类型的组件中，供给和渗透口通常水平地布置在相反两侧上的组件顶部或“头部”端。这些组件由于其形状而具有T型、L型或U型的结构。该种结构便于使过滤组件的头部连接到过滤组件的其他部分上，该过滤组件的其他部分包括筒体和位于筒体内的滤筒。在这种设计中，筒体和滤筒包括可分开的部件。这样，当组装该过滤组件时，滤筒和筒体分别紧固和密封到歧管头部上。此外，当过滤完毕时，将筒体和滤筒从歧管顶部分别移走。这种分别的移走，要求筒体移动的距离基本上大于整个滤筒的长度，用于露出滤筒并使其移开。这之后，用手工或手动工具将露出的滤筒移开。由于滤筒中所充满的被过滤液体往往具有腐蚀性和毒性，该移开滤筒的工序会给工人带来危险。另外，由于必须将筒体移开相当于滤筒长度的距离，筒体和滤筒所放置的空间必须要能够适应于该移开步骤。
美国专利5,114,572提供了一种过滤装置，该过滤装置与筒体配合而得到可作为一个整体单元而从歧管上拆下来的滤筒-筒体结构。该滤筒通过滤筒上的卡口连接装置而与筒体相连，该卡口连接装置装配到筒体内表面中的凹槽。该卡口连接装置要求凸缘从滤筒的外表面延伸出来，且该滤筒定位在筒体中竖直延伸的凹槽中，之后再定位在筒体中水平延伸的凹槽中。这种连接结构要求，在将滤筒安装到筒体中时，首先将滤筒竖直地移到竖直凹槽中，然后再将滤筒旋转进入水平凹槽中。反之，在完成过滤工序而要把滤筒从筒体中移开时，必须在单个动作中将滤筒旋转并从筒体中提升出来。由于将滤筒从筒体中移开，要求对位于滤筒顶部的流体管道施加力，且由于管道直径比滤筒直径小，这样就无法利用杠杆作用在滤筒上施力。反过来，当从筒体中移开滤筒时需要相当大的力，也许还需要手动工具。在单个动作中运用旋转力和提升力，增加了把筒体从滤筒中分离开的难度。当由该过滤装置过滤具有腐蚀性和毒性的流体时，将滤筒从筒体中分离开就更加困难。
而且，在现有的设计中，滤筒与歧管密封且轻微地(摩擦配合)保持到歧管上。当向滤筒施加任何向后的压力时，会使滤筒从歧管处移位，从而失去过滤效果。
因此，现在很希望能提供一种过滤组件结构，它能允许滤筒和筒体作为一个整体而无需分别单独地从歧管上移开。此外，还希望这种结构不必在多个移动方向上施力就能完成将滤筒和筒体从歧管上移开。这种结构能使滤筒和筒体从歧管上分离变得容易，并能消除在过滤后移开滤筒的过程中对工人造成的危险，还能减少安装过滤组件所需的空间。最后，通过将滤筒和筒体形成一个整体结构并将该整体结构紧固到歧管上，可以避免当遭受向后压力时滤筒从歧管上离位的问题。
发明概述根据本发明，提供了一种过滤组件，它包括一歧管及滤筒与筒体的组合，其中滤筒和筒体锁定在一起并作为一个整体可以安装到歧管上以及从歧管上移开。滤筒和筒体通过在给定时间在单个方向即竖直方向上施加力而连接到一起。筒体和滤筒通过卡扣配合而连接到一起，在其中形成了位于筒体和滤筒上的配合部件，这些部件通过摩擦保持在一起，要分开筒体和滤筒需要力来克服该摩擦。这种结构使得在一个步骤内将滤筒和筒体从歧管上分离。在一个实施例中，该连接装置构造成当希望将滤筒和筒体从歧管上移开时，使用螺纹锁定套环将滤筒和筒体作为一个整体而移开。
附图简要说明
图1是本发明筒体和滤筒的侧视图。
图2是形成本发明筒体的连接件的俯视透视图。
图3是本发明可选的筒体和滤筒的侧视图。
图4是本发明可选的滤筒的侧视图。
图5是位于本发明筒体中的图4所示滤筒的侧视图。
图6示出本发明将滤筒和筒体保持在歧管中的第一个实施例的剖面图。
图7示出本发明将滤筒和筒体保持在歧管中的第二个实施例的剖面图。
图8示出本发明将滤筒和筒体保持在歧管中的又一实施例的剖面图。
图9示出本发明将滤筒和筒体保持在歧管上的又一实施例的剖面图。
具体实施例方式
本发明提供一种过滤组件，该过滤组件由歧管、滤筒和筒体所构成。该歧管为供给到滤筒内的流体和来自滤筒的渗出除去物提供了通道。该筒体提供了存储所供给流体的装置，以允许将该流体引入到滤筒中；或该装置存储来自滤筒、将被引向歧管的渗出物，及存储来自过滤组件的渗出物。可以从滤筒的外侧或从滤筒的内部中经由歧管而将所供给的流体引导到滤筒中。在邻接滤筒的筒体中的流体可以是所供给的流体或渗出物。在任何情况下，所供给的流体都会从歧管引导到过滤组件中，渗出物从歧管中进而从过滤组件中去除。
构造该过滤组件和筒体，使得它们作为一个整体与歧管密封或作为一个整体与歧管脱离接触而移开。这样，筒体和过滤组件由两个部分形成，这两个部分通过在给定时间只在一个方向相互移动筒体和滤筒而联锁在一起。在筒体和过滤组件连接到歧管上之后，它们就会锁在一起，使得在流体过滤时它们不会分开。
在过滤之后，将筒体和过滤组件作为一个整体而不是两个分开的部分从歧管移走。由于筒体和过滤组件一起被移走，所以不必从筒体移走过滤组件。这样，就不用提供基本上相当于过滤组件和筒体的总长度的空间。而是只需提供基本上相当于筒体长度的空间。与现有过滤组件所需的空间相比，安装本发明的过滤组件所需的空间更小。此外，由于过滤组件同筒体一起被移走，无需工人用手或手动工具进行处理。而且，位于筒体和过滤组件之间的任何流体在完成过滤后不需要除去。这就充分地减少了工人与筒体中的流体相接触的可能性。可选择地，筒体可以包括用来在移开之前排出流体的排水口。
参考图1和2，本发明的装置包括筒体10、滤筒12和定位环14。滤筒12包括过滤器14a、接头16和凸缘18。通过将凸缘18锁入到支架22的键槽20内，使凸缘18装配到定位环14中。凸缘18也位于支架28和30的切口24和26上。通过各种便捷的方式，如通过使定位环14粘附到筒体10上或使定位环14与筒体10模制成一个整体等等，使得定位环14牢固地定位在筒体10上。
参考图3，定位环14b牢固地位于筒体10上，且包括两个或多个(最好3个)支架32和支架34，该支架32和34都包括键槽36，滤筒40的凸缘38装配到该键槽36中。滤筒40也包括接头42，以实现滤筒40和歧管(未显示)之间密封的流体连通。
参考图4，显示了本发明的滤筒50，它包括过滤器52、接头54和凸缘56，该凸缘56位于过滤器52的外表面上而不是在图1显示的接头的一部分上。凸缘56与图1中的凸缘18的作用一样。定位环14被密封到筒体60上。
图5中的滤筒52在筒体中的位置在图6中也有显示。筒体60包括具有支架56和图2所示支架28、切口26(未显示)的定位环14。支架的作用与上述图1、2中所述的支架的作用相同。参考图6，显示了过滤箱1。该过滤箱1采用的是U型设计，然而本发明也可以采用具有等同作用的直列形式和其它的过滤箱设计。过滤箱1是由筒体2和歧管3组成。车有螺纹的套环4基本上固定在筒体2上的相应位置上。套环4的螺纹5容易地与形成在歧管3上的对应螺纹6相啮合及螺纹连接。
在图6所示实施例中，第一构件2是筒体，第二构件3是歧管。筒体2包括定位环14，该定位环14具有图2中显示的支架28、切口26(未显示)和支架22。支架的作用与上述图1和2中所描述的支架的作用相同。由于套环4基本上固定在相对于第一构件(此处是指筒体2)的相应位置，即套环4就不能沿筒体2的长度移动很长距离。当套环4的螺纹5与在第二构件上(此处是指歧管3)的相应螺纹6相啮合，且螺纹5和螺纹6连接在一起时，套环4带动或驱动第一构件(或筒体2)与第二构件(或歧管3)必然地进行接触。相反地，当套环4旋转以驱动螺纹5和6分开时，第一个部件或筒体2必定被带动或驱动而离开第二构件或歧管3。
用来把套环4固定在上述两个构件之一上的装置可以有很多种。如图6中所示的，可以使用形成在套环4上的键7，将套环4可松动地固定到第一构件2上，即该实施例中的筒体上，该键7与筒体2中形成的键槽8配合并被保持在键槽8中。套环4可以通过手动进行旋转。所示的套环4在其外表面部分上具有滚花特征9。众所周知，利用滚花或其他这样的装置能够使得套环具有简单且防滑的表面，同时该特征也使用在本发明中。此外，还可以在套环的外表面上设置凸耳或锥形表面，以使得可以连接扳手或其他设备，用于将套环相对于另一个带螺纹的构件移动。然而可以设想在本发明的优选实施例中并不一定要使用扳手或其他的设备来移动套环，但是其仍在本发明的范畴之中。
虽然在本实施例中所示的套环4是固定到筒体2上，但它也可如图7所示而容易地固定到歧管3上(图6中相同的附图标记作用在图2中相关的位置处)。筒体14a包括定位环14，该定位环14具有图2中所示的支架28、切口26(未显示)和支架22。支架所起的作用与前述参考图1、2中所述的支架起的作用相同，用以保持滤筒50。这里的套环4连接到歧管3上而不是图6中的筒体2上。在歧管表面形成键槽8，套环4的键7被夹陷在键槽8之中。套环4的螺纹5与歧管3的螺纹6相啮合，用以驱动歧管3和筒体2结合与分离。
也可以用其它的实施方式。如安装有歧管的托架或表面可以具有一个延伸过套环的部分，从而当歧管适当地紧固时能将该部分夹陷到歧管中。其他类似的实施方式对本领域普通技术人员是显而易见的。
图8中，筒体14a包括定位环14，该定位环14具有图2中显示的支架28、切口26(未显示)和支架22。支架所起的作用与前述参考图1和2中支架所起的作用相同，用以保持滤筒50。定位环14的螺纹18a与歧管13a的螺纹16a相啮合，用以驱动筒体14a和歧管13a彼此相对移动。
图9显示了本发明的又一实施例，清晰地示出“基本上固定”的含义。在此实施例中，套环41a安装到筒体42a上，并通过隆起43a保持在筒体42a上，该隆起43a在该实施例中是沿筒体42a侧壁外表面的一部分而定位的圆形环。筒体42a也具有唇缘44a，该唇缘44a从筒体42a侧壁的外表面的上部向外延伸。套环41a的螺纹45a与歧管47a的螺纹46a相啮合。
正如所示，沿着筒体42a侧壁长度方向在唇缘44a和隆起43之间有很大的空间。然而该实施例也显示出套环41a处于相对于筒体42a的基本上固定的位置。术语“基本上固定”意味着套环是这样保持到过滤箱的一个构件上，即套环沿该构件长度所移动的距离小于该构件长度的50％。优选地，允许套环相对于构件长度所移动的距离小于该构件长度的25％。
换句话说，套环相对于构件长度所移动的距离，应该使得至少对于套环和第二构件之间的一部分螺纹旋转，存在着由套环的螺纹所产生的驱动力，用以必然地移动构件。优选地，限定移动的距离，使得在套环螺纹处于必然驱动两个构件结合或分离的位置之前，套环的螺纹将逆着另一构件的螺纹旋转某一预定距离(根据制造者的需要而定)。通过这种方法，使用者就可以错开作用在套环上的负载，使套环的使用更加容易、快捷和简单。
可选择地，也可以使用其他设备诸如带状夹具、凸耳等，将套环保持到相对于构件的其所需基本上固定位置，套环将安装到该构件上。用于将套环保持在相对于构件(该套环将连接到该构件上)的基本上固定位置的装置，只要其允许两个构件彼此相对地适当移动以形成液体紧密密封、并允许以必然地至少部分地驱使两个构件按要求地结合和分离的方式来保持环，就不很重要。
滤筒中所用的过滤介质可以选取使用工业中的任何普通介质。通常地，该介质包括但不仅限于以下，如平板隔膜、螺旋缠绕平板隔膜、褶皱平板隔膜、螺旋褶皱平板隔膜、中空纤维隔膜、例如是螺旋缠绕连续纤维深层过滤介质的深层过滤介质、烧结金属过滤介质、陶瓷介质、包含活性俘获物质的微粒介质、离子交换介质及任何这些物质的组合。其中该微粒介质例如树脂或陶瓷颗粒或带有配合基的隔膜，用来从附着到它们表面上的流体中除去所选择的物质；该离子交换介质例如是阴离子树脂、阳离子树脂、单独或一起加入到隔膜结构中的两者的混合物。
最后，所有这些实施例中的筒体和歧管可以由塑料制成，优选为热塑性塑料，该热塑性塑料包括例如包含超高分子量聚乙烯、聚丙烯的聚烯烃；聚烯烃的共聚物或三元共聚物；尼龙；PTFE树脂、PFA、PVDF、ECTFE和其它氟化树脂，特别是全氟化热塑树脂；聚碳酸酯；茂金属派生聚合物、聚砜；改性的聚砜如聚醚砜、多芳基砜或聚苯砜；任何玻璃或其它固化塑料；或金属，例如不锈钢、铝、紫铜、青铜、黄铜、镍、铬或钛或其合金或混合物。
权利要求
1.一种滤筒，包括接头，凸缘，和过滤器。
2.如权利要求1所述的滤筒，其特征在于所述凸缘并置到所述接头上。
3.如权利要求1所述的滤筒，其特征在于所述凸缘并置在所述过滤器的外表面上。
全文摘要
一种过滤组件(1)，它包括歧管(3)、滤筒(50)和容置滤筒(50)的筒体(2)。滤筒(50)和筒体(2)通过卡扣结构(22)而连接在一起，从而形成整体结构。滤筒(50)和筒体(2)与歧管(3)形成流体连通，防止供给组件(1)的流体与从组件(1)除去的渗出物相混合。
文档编号B01D63/10GK1836765SQ20061000615
公开日2006年9月27日 申请日期2002年6月10日 优先权日2001年6月28日
发明者拉尔夫·J·斯坦科夫斯基, 戴维·斯托克鲍尔 申请人:安格斯公司