专利名称：过滤系统的制作方法
过滤系统
背景技术：
流体过滤系统在住宅和工业环境中十分常见。通常，此类系统包括可拆卸地安装到包括流体连接件的固定基座上的一次性滤筒。一次性滤筒失效后，可将其从基座上拆卸，丢弃，然后更换新滤筒。提供具有增强性能并且易于安装和拆卸的流体过滤系统的需要一直存在。
发明内容
虽然根据本发明的过滤系统可用于任何流体过滤应用，但是它们尤其可用于处理半导体制造中的化学机械抛光/平坦化(“CMP”)浆液。在典型的CMP工艺中，悬浮在浆液中的小粒子用于在半导体晶片的制造过程中对其进行抛光和/或平坦化。浆液在使用点(“P0U”)分配以应用于晶片。为了获得一致和均匀的抛光，对浆液中粒子的粒度进行严格调节十分重要。过滤器在CMP工艺中的典型作用是允许所需的粒子通过，同时捕获会刮划晶片或导致其他缺陷的较大团聚粒子。为了实现该功能，CMP过滤器当然必须在POU之前的某个点管路式接入CMP浆液的流路。通常，在CMP过滤器的下游侧与POU之间存在一段管路。为了有助于调节粒度，可能期望的是在浆液到达POU之前减小或消除滤筒上游和/或下游流路中死腔的面积。这是因为死腔会导致湍流或漩涡，继而导致流体淤塞。CMP流体淤塞可导致粒子从悬浮液中沉淀出来。当此类粒子从悬浮液中沉淀出来后，它们会发生团聚，从而可能在流体流中产生大量有害颗粒物质，如果允许它们到达POU则会损坏晶片。由于CMP过滤器旨在作为防止此类团聚体到达POU的措施，因此减少或消除过滤器与POU之间管路中的浆液淤塞尤其重要。这样，CMP过滤器与相关流路之间流体连接的性质可能是重要的。根据本发明的过滤系统通过提供进和/或出滤筒的直线流路可减少或消除滤筒上游和/或下游CMP浆液的淤塞，使得CMP浆液在进入和/或离开滤筒时不需要流经曲折(即，易于淤塞)的流路。本发明的一些实施例实现此目标的一种方式是提供包括相对的第一滤筒末端和第二滤筒末端的滤筒，末端分别包括第一滤筒端口和第二滤筒端口，端口沿着流动轴线对齐或至少与流动轴线平行取向。在此类实施例中，流体可沿着基本上直线的流路流入滤筒然后再从滤筒中流出。为了适应这样的滤筒，过滤器歧管必须包括相应的相对第一歧管端口和第二歧管端口，以与相对的第一滤筒端口和第二滤筒端口接合。在此类实施例中，由于第一滤筒端口和第二滤筒端口必须靠着或进入第一歧管端口和第二歧管端口密封，因此滤筒的物理端对端长度必须至少与过滤器歧管中的相应接纳区域一样大。此要求可能造成困难，因为过短的滤筒可能无法密封，而过长的滤筒可能无法在所提供的空间内实现配合。此外，具有可实现配合和密封的精准长度的滤筒或许并不可行，因为过滤器歧管和滤筒中都不可避免地存在制造公差，难以精确地控制，因而无法确保一致的配合。在一些实施例中，根据本发明的过滤系统通过提供一种滤筒可以解决上述问题，其中第一滤筒端口或第二滤筒端口的至少一者包括延伸部分，该延伸部分可相对于滤筒主体沿着流动轴线移动到滤筒装载位置和滤筒工作位置。当处于滤筒装载位置时，滤筒的整体长度缩短，使得滤筒可容易地以安装方向装载到过滤器歧管中。接着，在装载后，可将(多个)延伸部分移动到滤筒工作位置，以将(多个)滤筒端口流体连接到相应的(多个)歧管端口。这些构造可提供这样的过滤系统和滤筒，其可减少或消除上游和下游流体淤塞，不需要极其精确的制造来控制严格的公差，可容易地配合和安装到过滤器歧管中，以及可以可靠地密封到过滤器歧管中或靠着过滤器歧管密封。本发明涉及包括过滤器歧管和滤筒的过滤系统。在一个实施例中，滤筒包括:具有流动轴线和与流动轴线正交的安装方向的滤筒主体；在第一滤筒末端处与流动轴线平行取向的第一滤筒端口，第一滤筒端口包括可相对于滤筒主体沿着流动轴线移动到滤筒装载位置和滤筒工作位置的第一延伸部分；以及在第二滤筒末端处与流动轴线平行取向的第二滤筒端口。在一个实施例中，过滤器歧管包括在第一延伸部分处于滤筒工作位置时，沿着流动轴线流体连接到第一滤筒端口的第一歧管端口 ；以及流体连接到第二滤筒端口的第二歧管端口。在上述实施例中，第一歧管端口与第一滤筒端口之间的流体连接可包括活塞密封。在上述实施例中，第一歧管端口可在高压下操作，而第二歧管端口可在接近大气压力下操作。在上述实施例中，过滤器歧管可包括可移动到歧管装载位置和歧管工作位置的第一滑架，当第一滑架处于歧管装载位置并且第一延伸部分处于滤筒装载位置时，第一滑架以安装方向接纳和携带第一延伸部分；其中当第一滑架移动到歧管工作位置以将第一延伸部分携带到滤筒工作位置时，第一歧管端口沿着流动轴线流体连接到第一滤筒端口。在上述实施例中，第一滑架可旋转移动到歧管装载位置和歧管工作位置。在上述实施例中，第二歧管端口可以安装方向流体连接到第二滤筒端口。在上述实施例中，第二滤筒端口可包括可相对于滤筒主体沿着流动轴线移动到滤筒装载位置和滤筒工作位置的第二延伸部分；其中当第二延伸部分处于滤筒工作位置时，第二歧管端口沿着流动轴线流体连接到第二滤筒端口。在上述实施例中，第二歧管端口与第二滤筒端口之间的流体连接可包括活塞密封。在上述实施例中，过滤器歧管可包括可移动到歧管装载位置和歧管工作位置的第二滑架，当第二滑架处于歧管装载位置并且第二延伸部分处于滤筒装载位置时，第二滑架以安装方向接纳和携带第二延伸部分；其中当第二滑架移动到歧管工作位置以将第二延伸部分携带到滤筒工作位置时，第二歧管端口沿着流动轴线流体连接到第二滤筒端口。在上述实施例中，第二滑架可旋转移动到歧管装载位置和歧管工作位置。在上述实施例中，第一滑架和第二滑架可一致地移动到歧管装载位置和歧管工作位置。在上述实施例中，滤筒主体可相对于第一延伸部分旋转，其中滤筒主体绕流动轴线相对于第一延伸部分的旋转促使第一延伸部分进入滤筒工作位置。在上述实施例中，第一延伸部分和过滤器歧管可各自包括保持构件，这些保持构件相互配合以防止滤筒主体绕流动轴线旋转时第一延伸部分相对于过滤器歧管发生旋转。在上述实施例中，滤筒主体可相对于第二延伸部分旋转，其中滤筒主体绕流动轴线相对于第二延伸部分的旋转促使第二延伸部分进入滤筒工作位置。在上述实施例中，第二延伸部分和过滤器歧管可各自包括保持构件，这些保持构件相互配合以防止滤筒主体绕流动轴线旋转时第二延伸部分相对于过滤器歧管发生旋转。在上述实施例中，过滤器歧管可保持滤筒主体，以允许滤筒主体绕流动轴线旋转，但不允许滤筒主体沿着流动轴线移动。本发明还涉及一种滤筒，其包括:具有流动轴线和与流动轴线正交的安装方向的滤筒主体；在第一滤筒末端处与流动轴线平行取向的第一滤筒端口，第一滤筒端口包括可相对于滤筒主体沿着流动轴线移动到滤筒装载位置和滤筒工作位置的第一延伸部分；以及在第二滤筒末端处与流动轴线平行取向的第二滤筒端口。在上述实施例中，第一滤筒端口可包括活塞密封构件或活塞密封表面中的一者。在上述实施例中，第二滤筒端口可包括相对于滤筒主体沿着流动轴线移动到滤筒装载位置和滤筒工作位置的第二延伸部分。在上述实施例中，第二滤筒端口可包括活塞密封构件或活塞密封表面中的一者。在上述实施例中，滤筒主体可相对于第一延伸部分旋转，其中滤筒主体绕流动轴线相对于第一延伸部分的旋转促使第一延伸部分进入滤筒工作位置。在上述实施例中，第一延伸部分可包括保持构件，该保持构件与兼容的过滤器歧管上的保持构件相互配合，以防止滤筒主体绕流动轴线旋转时第一延伸部分相对于过滤器歧管发生旋转。在上述实施例中，滤筒主体可相对于第二延伸部分旋转，其中滤筒主体绕流动轴线相对于第二延伸部分的旋转促使第二延伸部分进入滤筒工作位置。在上述实施例中，第二延伸部分可包括保持构件，该保持构件与兼容的过滤器歧管上的保持构件相互配合，以防止滤筒主体绕流动轴线旋转时第二延伸部分相对于过滤器歧管发生旋转。在上述实施例中，过滤器歧管可保持滤筒主体，以允许滤筒主体绕流动轴线旋转，但不允许滤筒主体沿着流动轴线移动。本发明还涉及组装包括过滤器歧管和滤筒的过滤系统的方法。滤筒包括:具有流动轴线和与流动轴线正交的安装方向的滤筒主体；在第一滤筒末端处与流动轴线平行取向的第一滤筒端口，第一滤筒端口包括可相对于滤筒主体沿着流动轴线移动到滤筒装载位置和滤筒工作位置的第一延伸部分；以及在第二滤筒末端处与流动轴线平行取向的第二滤筒端口。过滤器歧管包括在第一延伸部分处于滤筒工作位置时，沿着流动轴线流体连接到第一滤筒端口的第一歧管端口 ；以及流体连接到第二滤筒端口的第二歧管端口。该方法包括:当第一延伸部分处于滤筒装载位置时，将滤筒以安装方向装载到过滤器歧管中；以及将第一延伸部分移动到滤筒工作位置以将第一滤筒端口流体连接到第一歧管端口。在上述实施例中，将第一滤筒端口流体连接到第一歧管可包括接合活塞密封。在上述实施例中，该方法可包括在高压下操作第一歧管端口以及在接近大气压力下操作第二歧管端口。在上述实施例中，过滤器歧管可包括可移动到歧管装载位置和歧管工作位置的第一滑架，当第一滑架处于歧管装载位置并且第一延伸部分处于滤筒装载位置时，第一滑架以安装方向接纳和携带第一延伸部分。该方法可包括将第一滑架从歧管装载位置移动到歧管工作位置，以将第一延伸部分携带到滤筒工作位置。在上述实施例中，将第一滑架从歧管装载位置移动到歧管工作位置可包括旋转第
一滑架。在上述实施例中，该方法可包括将第二歧管端口以安装方向流体连接到第二滤筒端口。在上述实施例中，第二滤筒端口可包括相对于滤筒主体沿着流动轴线移动到滤筒装载位置和滤筒工作位置的第二延伸部分。该方法可包括将第二延伸部分移动到滤筒工作位置，以将第二滤筒端口流体连接到第二歧管端口。在上述实施例中，将第二滤筒端口流体连接到第二歧管可包括接合活塞密封。在上述实施例中，歧管可包括可移动到歧管装载位置和歧管工作位置的第二滑架，当第二滑架处于歧管装载位置并且第二延伸部分处于滤筒装载位置时，第二滑架以安装方向接纳和携带第二延伸部分。该方法可包括将第二滑架从歧管装载位置移动到歧管工作位置，以将第二延伸部分携带到滤筒工作位置。在上述实施例中，将第二滑架从歧管装载位置移动到歧管工作位置可包括旋转第
二滑架。在上述实施例中，该方法可包括一致地将第一滑架和第二滑架移动到歧管装载位置和歧管工作位置。在上述实施例中，滤筒主体可相对于第一延伸部分旋转。该方法可包括绕流动轴线相对于第一延伸部分旋转滤筒主体，以促使第一延伸部分进入滤筒工作位置。在上述实施例中，第一延伸部分和过滤器歧管可各自包括保持构件。该方法可包括第一延伸部分和过滤器歧管上的保持构件相互配合，以防止滤筒主体绕流动轴线旋转时第一延伸部分相对于过滤器歧管发生旋转。在上述实施例中，滤筒主体可相对于第二延伸部分旋转。该方法可包括绕流动轴线相对于第二延伸部分旋转滤筒主体，以促使第二延伸部分进入滤筒工作位置。在上述实施例中，第二延伸部分和过滤器歧管可各自包括保持构件。该方法可包括第二延伸部分和过滤器歧管上的保持构件相互配合，以防止滤筒主体绕流动轴线旋转时第二延伸部分相对于过滤器歧管发生旋转。在上述实施例中，过滤器歧管可保持滤筒主体，以允许滤筒主体绕流动轴线旋转，但不允许滤筒主体沿着流动轴线移动。在以下具体实施方式
中，本发明的这些方面和其他方面将显而易见。然而，在任何情况下都不应将上述发明内容理解为是对要求保护的主题的限制，该主题仅由所附权利要求书限定，并且在审查期间可以进行修改。
在整个说明书中参考附图，在这些附图中，相同的参考编号表示相同的元件，并且其中:图1是根据本发明的示例性过滤系统的透视图2A是根据本发明的示例性过滤器歧管沿图1中2-2截取的剖视图；图2B-2C是根据本发明的示例性过滤系统沿图1中2_2截取的剖视图；图2D是根据本发明的示例性过滤器歧管沿图1中2-2截取的细部剖视图；图2E-2F是根据本发明的示例性过滤系统沿图1中2_2截取的细部剖视图；图3是根据本发明的示例性过滤系统的透视图；图4A是根据本发明的示例性过滤器歧管沿图3中4-4截取的剖视图；图4B-4C是根据本发明的示例性过滤系统沿图3中4_4截取的剖视图；图4D是根据本发明的示例性过滤器歧管沿图3中4-4截取的细部剖视图；图4E-4F是根据本发明的示例性过滤系统沿图3中4_4截取的细部剖视图；图5是根据本发明的示例性过滤系统的透视图；图6A是根据本发明的示例性过滤器歧管沿图5中6-6截取的剖视图；图6B是根据本发明的示例性过滤系统沿图5中6-6截取的剖视图；图6C-6D是根据本发明的示例性过滤系统沿图5在6_6截取的细部剖视图；图7-8是根据本发明的示例性过滤系统的透视图；图9是根据本发明的示例性过滤系统的透视图；图1OA是根据本发明的示例性过滤器歧管沿图9中10-10截取的剖视图；图10B-10C是根据本发明的示例性过滤系统沿图9在10_10截取的剖视图；图1OD是根据本发明的示例性过滤系统沿图9中10-10截取的细部剖视图；以及图11A-11B是根据本发明的示例性过滤系统的示意图。
具体实施例方式如附图中所示，过滤系统10可包括过滤器歧管100和滤筒200。在一个实施例中，滤筒200包括具有流动轴线201和与流动轴线201正交的安装方向203的滤筒主体202。滤筒200可包括设置在滤筒主体202内部的过滤介质260。通常，过滤介质260围绕中心核262。在使用中，待过滤的流体流入第一滤筒端口 210，通过过滤介质260的外表面进入中心核262，然后流出第二滤筒端口 220。流体由流体源116供应到滤筒200，通过流体出口 126从滤筒200中带走，它们两者都设置在过滤器歧管100中。在一些实施例中，滤筒主体202通常为圆柱形，流动轴线201与圆柱体的轴线共轴或至少平行。当然，只要适合特定应用的操作条件和任何其他设计约束，也可采用其他滤筒主体202形状。通常，安装方向203与流动轴线201正交，如图1、2B_2C、3、4B_4C、5、6B、9和10B-10C中所示。据设想，安装方向203可略微偏离与流动轴线201的正交并且出于本发明的目的仍被视为是正交的。例如，安装方向203可在流动轴线201的真实垂直方向的+/-5度内、优选+/-3度内、更优选+/-2度内、甚至更优选+/-1度内，并且仍被视为是正交的。在一个实施例中，滤筒200包括在第一滤筒末端211处与流动轴线201平行取向的第一滤筒端口 210。据设想，第一滤筒端口 210可与流动轴线201共轴，或可与流动轴线201错开(但平行取向)。如所有附图中所示，第一滤筒端口 210包括可沿着流动轴线201相对于滤筒主体202移动到滤筒装载位置234和滤筒工作位置236的第一延伸部分230。滤筒200还包括在第二滤筒末端221处与流动轴线201平行取向的第二滤筒端口220。与第一滤筒端口 210 —样，据设想，第二滤筒端口 220可与流动轴线201共轴，或可与流动轴线201错开(但平行取向)。在一些实施例中，例如在图1、3、5、7和相关细部图中所示的那些，第二滤筒端口220为静止的，即第二滤筒端口 220不可相对于滤筒主体202移动。在其他实施例中，例如图9和11A-11B中所示的那些，第二滤筒端口 220包括可移动到滤筒装载位置234和滤筒工作位置236的第二延伸部分240。应当理解，虽然下文将相对于第一延伸部分230的实施例讨论多个特征和优点，但如果在第二歧管端口 120上提供了第二延伸部分，则此类特征和优点也同样适用于第二延伸部分240的实施例。为了简化本发明，术语“延伸部分230、240”在本文用于描述第一延伸部分230和第二延伸部分240中任一者或两者的特征。相似地，术语“滤筒端口 210、220”在本文用于描述第一滤筒端口 110和第二滤筒端口 220中任一者或两者的特征。另夕卜，术语“歧管端口 110、120”在本文用于描述第一歧管端口 110和第二歧管端口 120中任一者或两者的特征。在一些实施例中，例如在图1、5、7、11A_11B和相关细部图中所示的那些，延伸部分230、240包括朝着和远离滤筒主体202伸缩的伸缩部分。在此类实施例中，伸缩部分通常包括一个或多个内部密封件232、242，以使得伸缩部分在滤筒装载位置234与滤筒工作位置236之间来回伸缩时对滤筒200保持流体密封性。在一个未在图中明确示出的实施例中，延伸部分230、240包括经螺纹或凸轮旋转以滑向和滑离滤筒主体202的旋转部分。在此类实施例中，旋转部分通常包括一个或多个内部密封件232，以使得旋转部分在旋转并在滤筒装载位置234与滤筒工作位置236之间来回滑动时对滤筒200保持流体密封性。在一些实施例中，例如图1、3、9和相关细部图中所示的那些，无论是伸缩、旋转还是以其他方式运动，延伸部分230、240都可包括活塞密封90，以密封与歧管端口 110、120流体连接的滤筒端口 210、220。据设想，如果提供活塞密封90，则滤筒端口 210、220和歧管端口 110、120中的任一者或两者可包括活塞密封构件91，而另一者则包括活塞密封表面92。在一些情况下，可能有利的是在滤筒端口 210、220上提供活塞密封构件91。例如，可能有利的是，确保每次在更换滤筒200时也更换活塞密封构件91。在其他情况下，可能有利的是在歧管端口 110、120上提供活塞密封构件91。例如，可能有利的是省去在每次更换滤筒200时提供一个或多个新活塞密封构件91的成本。另据设想，如果采用活塞密封90，则滤筒端口 210、220或歧管端口 110、120可具有凸部，而另一者则具有凹部以接纳凸部。在图中所示的实施例中，滤筒端口 210、220具有凸部，歧管端口 110、120具有凹部。在任何情况下，活塞密封构件91可包括例如设计为在可相对于彼此移动的部件之间提供流体密封的O形环、垫圈、包覆成型密封件、刮油密封环或任何其他一个或多个构件。在一些实施例中，例如图5、7_8和相关细部图中所示的那些，无论是伸缩、旋转还是以其他方式运动，滤筒端口 210、220都包括面密封93，以密封与歧管端口 110、120流体连接的滤筒端口 210、220。据设想，滤筒端口 210、220和歧管端口 110、120中的任一者或两者可包括面密封构件94，而另一者则包括面密封表面95。在一些情况下，可能有利的是在滤筒端口 210、220上提供面密封构件94。例如，可能有利的是，确保每次在更换滤筒200时也更换面密封构件94。在其他情况下，可能有利的是在歧管端口 110、120上提供面密封构件94。例如，可能有利的是省去在每次更换滤筒200时提供一个或多个新面密封构件94的成本。在任何情况下，面密封构件94可包括例如设计为在被压缩或彼此保持静止关系的部件之间提供流体密封的O形环、垫圈、包覆成型密封件或任何其他一个或多个构件。虽然设想了第一滤筒端口 210和第二滤筒端口 220两者使用面密封93或活塞密封90的可能性，但是应当理解，活塞密封可能在某些方面优于面密封，具体取决于所需的应用。例如，活塞密封构件91通过沿着活塞密封表面92以平行于流动轴线201的方向滑动而进行密封。其结果是，在过滤系统10的操作过程中活塞密封构件91相对于活塞密封表面92的位置的任何轻微轴向移动或变化并不会导致活塞密封90的破坏。因此，容许相对的轴向移动，因而不一定必须对活塞密封90进行有力的轴向压缩。相比之下，采用面密封93构造时，即通过靠着垂直于流动轴线201取向的面密封表面95的面密封构件94上的轴向力形成密封，必需小心避免任何相对分离的轴向移动。在此类面密封93构造中，任何此类移动都往往会破坏或削弱密封，从而导致流体旁流。在此类面密封93构造中，特别是在可能遇到高流体压力的地方，可能需要有力的面密封93轴向压缩。因此，虽然据设想可在本发明的范围内采用面密封93，但活塞密封在一些实施例中可能是优选的，因为它们使连接要求更为宽松。在上述CMP浆液过滤应用中，例如，滤筒200的上游侧(即第一滤筒端口 210处)通常在高压下操作，而下游侧(即第二滤筒端口 220处)则在接近大气压力下操作。所谓“高压”是指大于或等于约IOpsi (约6.895e+004牛顿/平方米)，通常在约IOpsi (约6.895e+004牛顿/平方米)至约50psi(约3.447e+005牛顿/平方米)的范围内，甚至更通常在约15psi(约1.034e+005牛顿/平方米)至约25psi (约1.724e+005牛顿/平方米)的范围内，包括其中的任何范围或范围组合。所谓“接近大气压力”是指在约Opsi (约O牛顿/平方米)至约5psi (约3.447e+004牛顿/平方米)的范围内，通常在约Opsi (约O牛顿/平方米)至约2psi (约1.379e+004牛顿/平方米)的范围内，甚至更通常在约Opsi (约O牛顿/平方米)至约Ipsi (约6895牛顿/平方米)的范围内，包括其中的任何范围或范围组合。由于滤筒200两端存在这样的压力梯度，可能有利的是，为至少第一滤筒端口 210提供活塞密封90，而面密封93则可满足第二滤筒端口 220的需要。然而，据设想，甚至在高压下的第一滤筒端口 210上也可采用面密封93，如在图5、7-8所示的实施例和相关细部图中所示。例如，通过在第一滤筒端口 210上包括第一延伸部分230，可在一定程度上缓解或消除在使用面密封时通常会遇到的尺寸灵活性降低问题。由于第一延伸部分230可相对于滤筒主体202移动，因此滤筒主体202可以移动，而不削弱或破坏第一延伸部分230与第一歧管端口 110之间的面密封93。此外，过滤器歧管100或滤筒200沿着流动轴线201的任何尺寸变化可通过相对于滤筒主体202移动第一延伸部分230而抵消，从而符合第一歧管端口 110的给定几何形状。这样，可制作较长和较短的滤筒，以成功可靠地密封进具有较长或较短接纳区域的过滤器歧管。在一些实施例中，例如图UllA-1lB和相关细部图中所示的那些，过滤器歧管100可包括可移动到歧管装载位置134和歧管工作位置136的第一滑架130。第一滑架130的操作可接纳并携带第一延伸部分230在滤筒装载位置234与滤筒工作位置236之间来回移动。虽然第一滑架130可以或可以不沿着流动轴线201移动，但是它可沿着流动轴线201携带第一延伸部分230，以与第一歧管端口 110实现恰当的流体连接。例如，在第一滤筒端口 110与第一歧管端口 110之间存在活塞密封90的实施例中，第一滤筒端口 110通常必须沿着流动轴线201移动，以便实现恰当的流体连接。在第二滤筒端口 220包括可移动到滤筒装载位置234和滤筒工作位置236的第二延伸部分240的实施例中，过滤器歧管100还可包括可移动到歧管装载位置134和歧管工作位置136的第二滑架132，如图11A-11B中所示。与第一滑架130 —样，第二滑架132的操作可接纳并携带第二延伸部分240在滤筒装载位置234与滤筒工作位置236之间来回移动。相似地，虽然第二滑架132可以或可以不沿着流动轴线201移动，但是它可沿着流动轴线201携带第二延伸部分240，以与第二歧管端口 120实现恰当的流体连接。例如，在第二滤筒端口 220与第二歧管端口 120之间存在活塞密封90的实施例中，第二滤筒端口 220通常必须沿着流动轴线201移动，以便实现恰当的流体连接。应当理解，虽然下文将相对于第一滑架130的实施例讨论多个特征和优点，但如果提供了第二滑架，则此类特征和优点也同样适用于第二滑架132的实施例。为了简化本发明，术语“滑架130、132”在本文用于描述第一滑架130和第二滑架132中任一者或两者的特征。在一个实施例中，如图UllA-1lB和相关细部图中所示，滑架130、132铰接到过滤器歧管100并且包括接纳部分131以接纳第一延伸部分230上的接合部分231。当滑架130、132处于歧管装载位置234并且延伸部分230、240处于滤筒装载位置234时，在将滤筒200以安装方向203装载到过滤器歧管100中的同时使得接纳部分131可用于接合部分231。当以安装方向203装载滤筒200时，延伸部分230、240完全接合在接纳部分131中。然后，滑架130、132可以铰接方式移动到歧管工作位置136，从而将延伸部分230、240携带到滤筒工作位置236以将滤筒端口 210、220流体连接到歧管端口 110、120。如图2A-2F中所示，接纳构件131可包括一个或多个狭槽140，而接合构件231包括将被一个或多个狭槽140接纳的一个或多个凸缘150。然而，另据设想，接合构件231可包括一个或多个狭槽140，而接纳构件131包括将被一个或多个狭槽140接纳的一个或多个凸缘150。在一个实施例中，凸缘150为如图2E-2F中所示的简单圆盘形凸缘150，而狭槽140具有复合轮廓，其被设计为(i)当滑架130、132处于歧管装载位置134时以安装方向203引导凸缘150进入滑架130、132 ;以及(ii)沿着流动轴线201引导凸缘150，使得滑架130、132可携带延伸部分230、240进入与歧管端口 110、120的流体连接。在一个实施例中，如图2D中最清楚地示出，具有复合轮廓的狭槽140包括邻接第二狭槽部分144的第一狭槽部分142，其中当第一滑架130处于歧管装载位置134时第一狭槽部分142沿着安装方向203设置，而当第一滑架130处于歧管工作位置136时第二狭槽部分144沿着安装方向203设置。此类复合轮廓可在第一滑架130从歧管装载位置134以铰接方式移动到歧管工作位置136时允许狭槽140绕凸缘150 “旋转”，同时沿着流动轴线201的方向成功推动凸缘150，分别如图2E和2F中所示。在一些这样的实施例中，滑架130、132或过滤器歧管100可包括锁定构件133，以将滑架130、132锁定到歧管工作位置136。可能期望在某些情况下提供此类锁定构件133，例如，如果不提供则流体源116的流体压力可能作用于第一滤筒端口 110而将第一滤筒端口 Iio与第一歧管端口 110分离。在一个实施例中，锁定构件133包括销和可将销锁入其中的插槽。例如，如图2D-2F中所示，锁定构件133包括设置在第一滑架130上的弹簧支承销，以及设置在过滤器歧管100上的插槽。在该实施例中，当将第一滑架130降低到歧管工作位置136时，弹簧支承销可扣入插槽。取决于实施例，除了在第一滑架130处外或取代在第一滑架130处，还可以在第二滑架132处提供类似的组合件。在一个未在附图中明确示出的实施例中，滑架130、132旋转移动到歧管装载位置134和歧管工作位置136。这样，旋转滑架130、132可分别将延伸部分230、240移动到滤筒装载位置234和滤筒工作位置236。在一个实施例中，滑架130、132绕流动轴线201旋转。滑架130、132与延伸部分230、240之间的旋转接合可包括例如螺纹、凸轮或允许一个部分旋转而使配合部分平移的其他配合几何构造。在一个实施例中，滑架130、132和延伸部分230,240共轴，使得滑架130、132围绕或平行于流动轴线201的旋转导致延伸部分230、240沿着或平行于流动轴线201平移。在另一个实施例中，滑架130、132和延伸部分230、240不共轴，使得滑架130、132围绕距流动轴线201 —定距离的轴线的旋转导致延伸部分230、240沿着流动轴线201平移。虽然未在图中示出，但据设想，使用旋转滑架130、132时可采用如上所述的锁定构件133，以便将延伸部分230、240固定到滤筒工作位置236。例如，可将弹簧支承销构造成当将滑架130、132旋转到歧管工作位置136时锁定到插槽中，而销可从插槽中释放以允许滑架130、132转回歧管装载位置134。现在转到图1IA-11B，在一些实施例中，过滤器歧管100包括第一滑架130和第二滑架132，它们可一致地移动到歧管装载位置134和歧管工作位置136。如图所示，连杆将第一滑架130连接到第二滑架132，使得第一滑架130在一个方向的移动有效地将第二滑架132向相反方向移动。可采用其他机构以产生同时运动。例如，可采用齿轮系(或具有连杆的齿轮系组合)完成所需的相对运动。在一些这样的实施例中，过滤器歧管100可保持滤筒主体202以防止滤筒主体202沿着流动轴线201移动。例如，臂或支架可从过滤器歧管100突出以接合滤筒主体202，从而固定沿着流动轴线201的移动同时允许延伸部分230、240自由移动。此类机构可在滤筒200的装载过程中将延伸部分230、240与歧管端口 110、120保持在正确的距离，同时随后允许延伸部分230、240沿着流动轴线201移动以准确地流体连接到歧管端口 110、120。据设想，在本发明中的其他地方所述的关于第一或第二滑架132的所有特征和优点可适用于如图11A-11B中所示的实施例。在一些实施例中，如图3、9和相关细部图中所示，滤筒主体202可相对于延伸部分230、240旋转，以促使延伸部分230、240从滤筒装载位置234转换到滤筒工作位置236。在一个实施例中，滤筒主体202旋转时，延伸部分230、240会平移。此平移可使得滤筒端口210、220能够流体连接到歧管端口 110、120。例如，延伸部分230、240的平移可有利于对歧管端口 110、120的活塞密封90。滤筒主体202与延伸部分230、240之间的旋转接合可包括例如螺纹、凸轮或允许滤筒主体202旋转而使延伸部分230、240平移的其他配合几何构造。在此类实施例中，滤筒主体202或延伸部分230、240中的一者或两者通常包括一个或多个内部密封件232、242，以允许延伸部分230、240在旋转并在滤筒装载位置234与滤筒工作位置236之间来回滑动时对滤筒200保持流体密封性。
在此类实施例中，例如图3、9和相关细部图中所示的那些，延伸部分230、240和过滤器歧管100可各自包括一个或多个保持构件98，这些保持构件相互配合以在滤筒主体202相对于延伸部分230、240旋转时防止延伸部分230、240相对于过滤器歧管100发生旋转。保持构件98可包括例如相互配合的公部件和母部件，例如相互配合的销和孔或相互配合的突起和通道。在所示的实施例中，延伸部分230、240包括公保持构件98，而歧管端口 110、120则包括母保持构件98。在该实施例中，保持构件98可发挥双重作用。第一，它们可在将滤筒200以安装方向203装载时将滤筒200与过滤器歧管100正确对齐。这可通过以下方式实现:延伸部分230、240上的公保持构件98的顶端以安装方向203通过歧管端口 110、120上的母保持构件98所形成的通道平移。第二，将滤筒200装载好并且滤筒主体202开始绕流动轴线201旋转时，保持构件98可相互配合以防止延伸部分230、240旋转，同时沿着流动轴线201引导延伸部分230、240以与歧管端口 110、120流体连接。在上述实施例中，过滤器歧管100可保持滤筒主体202以允许滤筒主体202绕流动轴线201旋转，但不允许滤筒主体202沿着流动轴线201移动。例如，臂或支架(未示出)可从过滤器歧管100突出以接合滤筒主体202，从而固定沿着流动轴线201的移动同时允许自由旋转。此类机构可在滤筒200的装载过程中将延伸部分230、240与歧管端口 110、120保持在正确的距离，同时随后允许延伸部分230、240沿着流动轴线201移动以准确地流体连接到歧管端口 110、120。如图7和8中所示，过滤器歧管100可包括一个或多个夹具138，以固定和保持滤筒端口 210、220与相应歧管端口 110、120的流体连接。此类夹具138可以铰接方式固定到过滤器歧管100，以允许摆开进入如图7所示的打开位置(即歧管装载位置134)，从而容纳滤筒端口 210、220。然后，将滤筒端口 210、220装载到位后，夹具138可摆回(即进入歧管工作位置136)以将滤筒端口 210、220在操作过程中牢牢保持，如图8中所示。虽然所示的夹具138包括两个夹具部分(一个固定，一个可移动)，但另据设想，例如，夹具138整个都可移动以实现相同的功能。在一些实施例中，例如如图9和相关细部图中所示的那些，过滤器歧管100包括阀门280以选择性地调节通过流体源116或流体出口 126中任一者或两者的流体流动。通常，此类阀门280可以只设置在流体出口 126中。在一些实施例中，阀门280可通过阀柄284致动。虽然并非必需，但阀门280通常包括卫生级球阀280，它可通过在打开、关闭时和在致动过程中最小化流体管线中的死腔和湍流来帮助防止流体淤塞。虽然只在某些附图中示出了阀门280，但可以在任何所公开的实施例中提供阀门。应该指出的是，附图中所示的实施例并不是在本发明下所述实施例的穷举。如早前所述，在本发明的范围内设想了所公开的滤筒端口 210、220，延伸部分230、240，歧管端口 110、120和滑架130、132的不同组合。例如，第一滤筒末端211和第一歧管端口 110可包括任何所公开的构造，而第二滤筒末端221和第二歧管端口 120可包括相同或不同的构造，只要它们兼容并且可用于给定的应用即可。在不脱离本发明的精神和范围的前提下，本发明的各种修改和更改对于本领域的技术人员将显而易见。应当理解，本发明并不限于本文示出的示例性实施例。
权利要求
1.一种过滤系统，包括: 过滤器歧管和滤筒； 所述滤筒包括: 具有流动轴线和与所述流动轴线正交的安装方向的滤筒主体； 在第一滤筒末端处与所述流动轴线平行取向的第一滤筒端口，所述第一滤筒端口包括可沿着所述流动轴线相对于所述滤筒主体移动到滤筒装载位置和滤筒工作位置的第一延伸部分；以及 在第二滤筒末端处与所述流动轴线平行取向的第二滤筒端口； 所述过滤器歧管包括: 第一歧管端口，当所述第一延伸部分处于所述滤筒工作位置时，所述第一歧管端口沿着所述流动轴线流体连接到所述第一滤筒端口；以及 流体连接到所述第二滤筒端口的第二歧管端口。
2.根据权利要求1所述的过滤系统，其中所述第一歧管端口与所述第一滤筒端口之间的流体连接包括活塞密封。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的过滤系统，其中所述第一歧管端口在高压下操作，所述第二歧管端口在接近大气压力下操作。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的过滤系统，其中所述过滤器歧管包括可移动到歧管装载位置和歧管工作位置的第一滑架，当所述第一滑架处于所述歧管装载位置并且所述第一延伸部分处于所述滤筒装载位置时，所述第一滑架以所述安装方向接纳和携带所述第一延伸部分； 其中当所述第一滑架移动到所述歧管工作位置以将所述第一延伸部分携带到所述滤筒工作位置时，所述第一歧管端口沿着所述流动轴线流体连接到所述第一滤筒端口。
5.根据权利要求4所述的过滤系统，其中所述第一滑架旋转移动到所述歧管装载位置和所述歧管工作位置。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的过滤系统，其中所述第二歧管端口以所述安装方向流体连接到所述第二滤筒端口。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的过滤系统，其中所述第二滤筒端口包括可沿着所述流动轴线相对于所述滤筒主体移动到滤筒装载位置和滤筒工作位置的第二延伸部分； 其中当所述第二延伸部分处于所述滤筒工作位置时，所述第二歧管端口流体连接到所述第二滤筒端口。
8.根据权利要求7所述的过滤系统，其中所述第二歧管端口与所述第二滤筒端口之间的流体连接包括活塞密封。
9.根据权利要求7-8中任一项所述的过滤系统，其中所述过滤器歧管包括可移动到歧管装载位置和歧管工作位置的第二滑架，当所述第二滑架处于所述歧管装载位置并且所述第二延伸部分处于所述滤筒装载位置时，所述第二滑架以所述安装方向接纳和携带所述第二延伸部分； 其中当所述第二滑架移动到所述歧管工作位置以将所述第二延伸部分携带到所述滤筒工作位置时，所述第二歧管端口沿着所述流动轴线流体连接到所述第二滤筒端口。
10.根据权利要求9所述的过滤系统，其中所述第二滑架旋转移动到所述歧管装载位置和所述歧管工作位置。
11.根据权利要求9-10中任一项所述的过滤系统，其中所述第一滑架和所述第二滑架可一致地移动到所述歧管装载位置和所述歧管工作位置。
12.根据权利要求1-3中任一项所述的过滤系统，其中所述滤筒主体可相对于所述第一延伸部分旋转，其中所述滤筒主体绕所述流动轴线相对于所述第一延伸部分的旋转促使所述第一延伸部分进入所述滤筒工作位置。
13.根据权利要求12所述的过滤系统，其中所述第一延伸部分和所述过滤器歧管各自包括保持构件，所述保持构件相互配合以防止所述滤筒主体绕所述流动轴线旋转时所述第一延伸部分相对于所述过滤器歧管发生旋转。
14.根据权利要求7-8或12-13中任一项所述的过滤系统，其中所述滤筒主体可相对于所述第二延伸部分旋转，其中所述滤筒主体绕所述流动轴线相对于所述第二延伸部分的旋转促使所述第二延伸部分进入所述滤筒工作位置。
15.根据权利要求14所述的过滤系统，其中所述第二延伸部分和所述过滤器歧管各自包括保持构件，所述保持构件相互配合以防止所述滤筒主体绕所述流动轴线旋转时所述第二延伸部分相对于所述过滤器歧管发生旋转。
16.根据权利要求12-15中任一项所述的过滤系统，其中所述过滤器歧管保持所述滤筒主体，以允许所述滤筒主体绕所述流动轴线旋转但不允许所述滤筒主体沿着所述流动轴线移动。
17.—种滤筒,包括: 具有流动轴线和与所述流动轴线正交的安装方向的滤筒主体； 在第一滤筒末端处与所述流动轴线平行取向的第一滤筒端口，所述第一滤筒端口包括可沿着所述流动轴线相对于所述滤筒主体移动到滤筒装载位置和滤筒工作位置的第一延伸部分；以及 在第二滤筒末端处与所述流动轴线平行取向的第二滤筒端口。
18.根据权利要求17所述的滤筒，其中所述第一滤筒端口包括活塞密封构件或活塞密封表面中的一者。
19.根据权利要求17-18中任一项所述的滤筒，其中所述第二滤筒端口包括可沿着所述流动轴线相对于所述滤筒主体移动到滤筒装载位置和滤筒工作位置的第二延伸部分。
20.根据权利要求19所述的滤筒，其中所述第二滤筒端口包括活塞密封构件或活塞密封表面中的一者。
21.根据权利要求17-20中任一项所述的滤筒，其中所述滤筒主体可相对于所述第一延伸部分旋转，其中所述滤筒主体绕所述流动轴线相对于所述第一延伸部分的旋转促使所述第一延伸部分进入所述滤筒工作位置。
22.根据权利要求21所述的滤筒，其中所述第一延伸部分包括保持构件，所述保持构件与兼容的过滤器歧管上的保持构件相互配合，以防止所述滤筒主体绕所述流动轴线旋转时所述第一延伸部分相对于所述过滤器歧管发生旋转。
23.根据权利要求17-22中任一项所述的滤筒，其中所述滤筒主体可相对于所述第二延伸部分旋转，其中所述滤筒主体绕所述流动轴线相对于所述第二延伸部分的旋转促使所述第二延伸部分进入所述滤筒工作位置。
24.根据权利要求23所述的滤筒，其中所述第二延伸部分包括保持构件，所述保持构件与兼容的过滤器歧管上的保持构件相互配合，以防止所述滤筒主体绕所述流动轴线旋转时所述第二延伸部分相对于所述过滤器歧管发生旋转。
25.根据权利要求21-24中任一项所述的滤筒，其中所述过滤器歧管保持所述滤筒主体，以允许所述滤筒主体绕所述流动轴线旋转但不允许所述滤筒主体沿着所述流动轴线移动。
26.一种组装过滤系统的方法，所述过滤系统包括: 过滤器歧管和滤筒； 所述滤筒包括: 具有流动轴线和与所述流动轴线正交的安装方向的滤筒主体； 在第一滤筒末端处与所述流动轴线平行取向的第一滤筒端口，所述第一滤筒端口包括可沿着所述流动轴线相对于所述滤筒主体移动到滤筒装载位置和滤筒工作位置的第一延伸部分；以及 在第二滤筒末端处与所述流动轴线平行取向的第二滤筒端口 ； 所述过滤器歧管包括: 第一歧管端口，当所述第一延伸部分处于所述滤筒工作位置时，所述第一歧管端口沿着所述流动轴线流体连接到所述第一滤筒端口 ；以及 流体连接到所述第二 滤筒端口的第二歧管端口； 所述方法包括: 当所述第一延伸部分处于所述滤筒装载位置时，将所述滤筒以所述安装方向装载到所述过滤器歧管中；以及 将所述第一延伸部分移动到所述滤筒工作位置，以将所述第一滤筒端口流体连接到所述第一歧管端口。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述将所述第一滤筒端口流体连接到所述第一歧管端口的步骤包括接合活塞密封。
28.根据权利要求26-27中任一项所述的方法，还包括在高压下操作所述第一歧管端口以及在接近大气压力下操作所述第二歧管端口。
29.根据权利要求26-28中任一项所述的过滤系统，其中所述过滤器歧管包括可移动到歧管装载位置和歧管工作位置的第一滑架，当所述第一滑架处于所述歧管装载位置并且所述第一延伸部分处于所述滤筒装载位置时，所述第一滑架以所述安装方向接纳和携带所述第一延伸部分； 所述方法包括: 将所述第一滑架从所述歧管装载位置移动到所述歧管工作位置，以将所述第一延伸部分携带到所述滤筒工作位置。
30.根据权利要求29所述的方法，其中所述将所述第一滑架从所述歧管装载位置移动到所述歧管工作位置的步骤包括旋转所述第一滑架。
31.根据权利要求26-30中任一项所述的方法，包括将所述第二歧管端口以所述安装方向流体连接到所述第二滤筒端口。
32.根据权利要求26-31中任一项所述的过滤系统，其中所述第二滤筒端口包括可沿着所述流动轴线相对于所述滤筒主体移动到滤筒装载位置和滤筒工作位置的第二延伸部分； 所述方法包括: 将所述第二延伸部分移动到所述滤筒工作位置，以将所述第二滤筒端口流体连接到所述第二歧管端口。
33.根据权利要求32所述的方法，其中所述将所述第二滤筒端口流体连接到所述第二歧管端口的步骤包括接合活塞密封。
34.根据权利要求32-33中任一项所述的方法，其中所述歧管包括可移动到歧管装载位置和歧管工作位置的第二滑架，当所述第二滑架处于所述歧管装载位置并且所述第二延伸部分处于所述滤筒装载位置时，所述第二滑架以所述安装方向接纳和携带所述第二延伸部分； 所述方法包括 : 将所述第二滑架从所述歧管装载位置移动到所述歧管工作位置，以将所述第二延伸部分携带到所述滤筒工作位置。
35.根据权利要求34所述的方法，其中所述将所述第二滑架从所述歧管装载位置移动到所述歧管工作位置的步骤包括旋转所述第二滑架。
36.根据权利要求34-35中任一项所述的方法，包括一致地将所述第一滑架和所述第二滑架移动到所述歧管装载位置和所述歧管工作位置。
37.根据权利要求26-28中任一项所述的方法，其中所述滤筒主体可相对于所述第一延伸部分旋转； 所述方法包括: 绕所述流动轴线相对于所述第一延伸部分旋转所述滤筒主体，以促使所述第一延伸部分进入所述滤筒工作位置。
38.根据权利要求37所述的方法，其中所述第一延伸部分和所述过滤器歧管各自包括保持构件； 所述方法包括: 所述第一延伸部分和所述过滤器歧管上的所述保持构件相互配合，以防止所述滤筒主体绕所述流动轴线旋转时所述第一延伸部分相对于所述过滤器歧管发生旋转。
39.根据权利要求32-33或37-38中任一项所述的方法，其中所述滤筒主体可相对于所述第二延伸部分旋转， 所述方法包括: 绕所述流动轴线相对于所述第二延伸部分旋转所述滤筒主体，以促使所述第二延伸部分进入所述滤筒工作位置。
40.根据权利要求39所述的方法，其中所述第二延伸部分和所述过滤器歧管各自包括保持构件； 所述方法包括: 所述第二延伸部分和所述过滤器歧管上的所述保持构件相互配合，以防止所述滤筒主体绕所述流动轴线旋转时所述第二延伸部分相对于所述过滤器歧管发生旋转。
41.根据权利要求37-40中任一项所述的方法，其中所述过滤器歧管保持所述滤筒主体，以允许所述滤筒主体绕所述流动轴线旋转但不允许所述滤筒主体沿着所述流动轴线移 动。
全文摘要
本发明公开了一种包括过滤器歧管(100)和滤筒(200)的过滤系统(20)。所述滤筒(200)包括具有流动轴线(201)和与所述流动轴线正交的安装方向的滤筒主体(202)；在第一滤筒末端(211)处与所述流动轴线(201)平行取向的第一滤筒端口(210)，所述第一滤筒端口(210)包括可相对于所述滤筒主体(202)沿着所述流动轴线(201)移动到滤筒装载位置(234)和滤筒工作位置(236)的第一延伸部分(230)；以及在第二滤筒末端(221)处与所述流动轴线(201)平行取向的第二滤筒端口(220)。所述过滤器歧管(100)包括在所述第一延伸部分(230)处于所述滤筒工作位置(236)时沿着所述流动轴线(201)流体连接到所述第一滤筒端口(210)的第一歧管端口(110)；以及流体连接到所述第二滤筒端口(220)的第二歧管端口(120)。
文档编号B01D35/30GK103209756SQ201180055184
公开日2013年7月17日 申请日期2011年2月28日 优先权日2010年11月19日
发明者格克汗·库鲁奇 申请人:3M创新有限公司