专利名称：用于制造袋式过滤器壳体的方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种改进的袋式过滤器壳体，更特别地，涉及一种制造无缝袋式过滤器壳体的方法以及该无缝袋式过滤器壳体本身。
背景技术：
许多工业和商业设施使用过滤器组件以选择性地从工业生产液流中移除材料。过滤器组件可被用于从工业生产液流中移除不期望的杂质，或用于从工业生产液流中提取希望得到的经过滤物质(滤液)。这种过滤器组件的一个例子例如为典型地应用在工业和商业设施上的单袋式过滤器壳体。单袋式过滤器壳体被构造为将过滤袋或滤芯支持在壳体内，并且具有一用于排出 的形状类似穹顶的椭圆底部。有时被称为穹形封头的椭圆底部一直都被单独制造，并且通过环形焊缝连接到壳体。这种类型的结构在制造的时间方面和费事方向要求很高的成本。焊缝被要求具有光滑的表面以易于清洁，同时要求牢固的连接。在旋转芯棒上制造轴对称部件的旋压方法在本领域是公知的。有三种基本类型的旋压工艺常规(或人工)旋压，锥形变薄旋压(剪切旋压)和筒形变薄旋压。据发明人所知，尽管旋压方法是已知的并且使用了很长时间，但是尚未有人制造具有整体椭圆底部的无缝袋式过滤器壳体。
发明内容
本发明涉及一种用于形成无缝袋式过滤器壳体的旋压方法，以及通过该方法制造的改进的无缝袋式过滤器壳体。金属旋压工艺使用旋转芯棒，将原始厚度(Ttl)和长度(Ltl)的管状工件成形为具有期望形状并具有最终厚度(Tf)和长度(Lf)的、并具有椭圆底部的无缝袋式过滤器壳体，椭圆底部包括用作排出口的底部开口。根据本发明的方法制造的无缝袋式过滤器壳体相对于现有技术中的方法，在成本、时间和费事方向具有显著的优点。特别是在所附的权利要求中(其形成本发明的一部分)指出了本发明的多个新颖的特征。为了更好地理解本发明、其操作优点以及通过使用本发明而得到的特定目的，将参照附加的实施例、附图以及在所详述的本发明的优选实施方式中的描述。
图I为现有技术中的过滤器组件的长形的透视图；图2为沿图I的2-2截面的放大的局部剖视图；图3为根据本发明的方法制造的过滤器壳体50的正视透视图；图4为图3所示的过滤器壳体50的侧视图；图5的剖视图示出利用本发明方法的金属成形步骤，其图示位于旋转芯轴72上的管状工件70以及金属加工工具78、82 ；
图6为类似于图5的示意图，示出在成形环形槽54和管状工件端部的工艺中的金属加工工具78、80 ；图7为类似图6的示意图，示出成形工艺的进展；图8为类似图7的不意图，不出管状工件70的捕圆底部的进一步进展；图9为金属成形工艺后的过滤器壳体50的剖视图，示出具有底部开口 58的椭圆底部52以及环形槽54 ；图10为类似图9的示意图，示出用于入口 62的切割开口 ；
图11为类似图2的放大的局部剖视图，示出具有无缝过滤器壳体50的过滤器组件结构；和图12为具有另一实施方式的过滤器壳体50的过滤器组件的分解图。
具体实施例方式参照附图，其中在所有视图中相同的附图标记指示相同或者相似的特征，首先参照图1，图I示出一已知的单袋式过滤器组件，总体上用10指示。过滤器组件10包括一主体或壳体12，其具有连接到过滤器壳体12的下端16上的穹形封头14。穹形封头14为独立铸造或者加工的部件，其通过环形焊缝18作为一独立件被焊接到过滤器壳体12。由于材料的性能和厚度，环形焊缝18的焊接工艺在时间、费事以及材料方面而言是高成本的。制造过滤器壳体12的制造工艺不仅慢而且技术密集。过滤器组件10包括铰接的、可释放的盖20，其通过多个系墙螺栓22紧固。盖20通过夹紧装置21紧固到过滤器壳体12。过滤器组件10包括设置在过滤器壳体12内的约束篮筐24。约束篮筐24通过接装板26被保持在壳体12内的适当位置处，接装板搁置在形成于壳体12内的环形槽28的边缘29上。连接到过滤袋(没有示出)的袋环30搁置在接装板26的肩部34上，从而将过滤袋32保持在约束篮筐24内。弹性的O型环36在接装板26和壳体12内部之间提供流体密封接合。安装在袋环30上方的压下盖38将过滤袋32保持在筐24内的适当位置处。过滤器壳体12包括至少两个开口，入口 40以及排出口 42。如图4所示，可设置一个或多个用于传感器的附加开孔44，传感器用于测量压力、温度或者其他任意期望的工艺条件。可选的支腿46可被用于支撑过滤器组件10。现在回到图3和图4，图3和图4中示出了根据本发明的金属成形方法制造的改进的无缝袋式过滤器壳体50。过滤器壳体50包括椭圆底部52 (在此偶尔也被称为穹形封头)，还包括设置于上部区域或者端部56中的环形槽54。环形槽54功能性地将过滤器壳体50分开为上部区域56和下部区域57，其中工业生产液流在上部区域处进入壳体50，而在下部区域处进行过滤过程。最好从图9和10看到的开口 58被大致居中地设置在椭圆底部52中，用于接纳以虚线表示的排出口或者出口 60。以虚线表示的入口 62在过滤器壳体50被成形后设置，这将在之后更详细地描述。可选的传感器端口——例如压力传感器端口64-可被添加到过滤器壳体50上。现在参照附图5-8，其图示并且更详细地描述了根据本发明的金属成形方法。具有原始长度(Ltl)和原始厚度(Ttl)的管状工件70位于可旋转的圆柱芯轴72上。芯轴72的尺寸被设置为与管状工件70的内径(Cli)基本上一致，该内径将成为完成的过滤器壳体50的期望内径。芯轴72包括用于形成环形槽54的环形凹槽74。在一个实施方式中，芯轴74可包括弯曲的端部76，以利于过滤器壳体50的椭圆底部52的成形。芯轴72可选地包括用于加热芯轴72的系统，例如，感应式电热丝或者传导地使热空气经过芯轴72。在与金属加工工具78、80接合前，管状工件70首先被加热到大约1200-1800度(华氏温度)之间的温度。在该金属成形工艺中(在此也被称为旋压工艺)，管状工件70位于其上的芯轴72通过马达(没有示出)以可旋转的方式旋转。通过施加足够的力，第一尖角加工工具78在管状工件70的上部区域81中弯曲出期望的宽度、深度以及形状的环形槽54，如图6所示。在一个实施方式中，当压力被施加在管状工件70上时，尖角金属成形工具78具有滚动的能力。在另一实施方式中，尖角金属加工或成形工具78在其向下压在管状工件上时可位于固定的位置。在又另一个实施方式中，槽54通过独立的工具78在之后增加/增设，而芯轴72在此步骤中可被移除。
另一个金属加工或成形工具80可包括滚压工具，设置在管状工件70的下端82，与芯轴72的弯曲端76配合，从而施加一足够的力而使管状工件70的下端82以直径逐渐减少(U的方式弯曲，如图6-8所述，其中X代表与位于工件70下端82处的开口 84的缩颈成比例地增加的值。施加到金属成形工具78、80的力可为液压或机械压力。箭头A和B指示加工工具80在垂直和水平两个方向上的运动。虽然在这个实施方式中示出了两个独立的金属加工工具78、80，显而易见的是，可使用位于可互换刀架/工具头(tool head)内的一个金属加工工具。一旦完成金属旋压工艺，管件70的厚度(Ttl)现在变成(Tf)，而长度(Ltl)现在为(Lf)。应该立即领会的是，长度(Lf)是过滤器壳体50期望或意图得到的长度。厚度(Tf)是过滤器壳体50期望或意图得到的厚度，而直径(df)是过滤器壳体50内的底部开口 58期望的或者意图得到的直径。经过本发明所述的金属旋压工艺后，管状工件具有如图9的剖视图所示的形状或形态，其现在是已经成形的无缝过滤器壳体50。位于椭圆底部52内的底部开口 58允许安装排出口或排出管嘴60。在图10中，开口 86被设置用于例如管道连接中的安装入口或进入管嘴62。附加的开口可按照期望设置，例如，如图4所示的压力传感器端口 64。现在参见图11，示出了放大的局部剖视图，示出了本发明的方法的另一优点以及用这种方法成形的无缝袋式过滤器。对于使用无缝袋式过滤器壳体50的过滤器组件90而言，不再要求具有接装板26。环形槽54形成一台肩54a，其具有一角度(Θ )，被成形为直接将约束篮筐24保持在适当的位置。角(Θ)近似为90度角。台肩54a只需要具有能够有效将约束篮筐24保持在过滤器壳体50内的适当位置的角度即可。环形槽54的宽度(W)和深度(dg)被形成为容纳约束篮筐24以及意图在过滤器组件90中使用的过滤袋或过滤滤芯(未示出)的尺寸。图12描绘了过滤器组件90’的另一个实施方式的分解视图，其具有用本发明的旋压方法制备的过滤器壳体50。在这个实施方式中，被示为具有两个可能位置的附加出口 92被设置在过滤器壳体50中。如前所述，可在过滤器壳体50中切出或钻出附加的开口，以容纳附加的功能性端口。压力计或传感器94位于壳体50和盖20内。盖20通过夹紧装置21被紧固地连接到无缝袋式过滤器壳体50。在可选实施方式中，无缝过滤器壳体可在与椭圆端相对的开口端处形成有边缘或者凸缘(未示出)以紧固盖。用本发明的方法构成的过滤器壳体50具有这与的优点其提供显著较低成本的无缝过滤器壳体。盖20、约束篮筐24以及现有的过滤器组件10的其他部件可与过滤器壳体50可互换地使用，如果相应地设计过滤器壳体的尺寸。本发明的方法可被用于制造具有不同长度、宽度以及直径和材料厚度的过滤器壳体。合适的材料包括但不限于碳钢、用于防腐蚀性要求更高的304或316型不锈钢。
虽然示出和详细描述了本发明的特定实施方式以阐明本发明的原理，应当理解的是，本发明可以不背离这些原理地以其他方式实施。
权利要求
1.一种过滤器壳体的成形方法，包括以下步骤 提供具有预定的厚度CU、长度(Ltl)以及直径⑶的管状工件； 将所述管状工件定位在圆柱芯轴上； 将所述管状工件加热到大约1200-1800华氏度之间的温度； 旋转被加热的所述管状工件； 使用金属加工工具在所述管状工件的上部区域中形成具有期望深度、宽度以及形状的环形槽；以及 在所述管状工件的一个端部处形成具有底部开口的椭圆底部，从而形成无缝过滤器壳体。
2.如权利要求I所述的方法，进一步包括将所述管状工件从预定的厚度(Ttl)和长度(L0)成形为选定的厚度(Tf)和长度(Lf)的步骤。
3.如权利要求I所述的方法，其中所述管状工件为碳钢。
4.如权利要求I所述的方法，其中所述管状工件为不锈钢。
5.如权利要求I所述的方法，进一步包括在所述无缝过滤器壳体的上部区域中提供用于入口的开口的步骤。
6.如权利要求I所述的方法，进一步包括在所述无缝过滤器壳体的下部区域中提供用于压力传感器的附加开口的步骤。
7.根据权利要求I的方法制造的无缝过滤器壳体。
8.一种过滤器组件，包括 无缝过滤器壳体； 设置在所述过滤器壳体的上部区域中的入口； 设置在所述无缝过滤器壳体的椭圆底部中的排出口 ；以及 以可释放的方式连接于所述无缝过滤器壳体的上端的盖。
9.如权利要求8所述的过滤器组件，进一步包括约束篮筐，所述约束篮筐构造为位于所述无缝过滤器壳体内、并通过形成于所述无缝过滤器壳体内的台肩被保持在所述无缝过滤器壳体中。
10.如权利要求9所述的过滤器组件，其中所述过滤器组件由碳钢材料制造。
11.如权利要求9所述的过滤器组件，其中所述过滤器组件由不锈钢制造。
12.根据权利要求11所述的过滤器组件，其中所述不锈钢材料为选自包括304型不锈钢和316型不锈钢的组。
13.如权利要求8所述的过滤器组件，进一步包括设置于所述无缝过滤器壳体的下部区域中的压力传感器端口。
14.如权利要求7所述的无缝过滤器壳体，进一步包括位于所述无缝过滤器壳体的上部区域中的入口。
15.如权利要求14所述的无缝过滤器壳体，进一步包括位于所述无缝过滤器壳体的下部区域中的压力传感器端口。
16.如权利要求14所述的无缝过滤器壳体，其中所述无缝过滤器壳体由选自包括碳钢、304型不锈钢、316型不锈钢的组的材料制造。
全文摘要
用于制造无缝袋式过滤器(50)的旋压方法，该无缝袋式过滤器(50)具有椭圆底部(52)和用于排出口的底部开口(58)。入口(62)在制造后与任意光学传感器端口(64)一起添加。以及通过此方法制造的无缝袋式过滤器。
文档编号B21D17/04GK102971097SQ201180007663
公开日2013年3月13日 申请日期2011年1月26日 优先权日2010年1月28日
发明者M·A·昆特尔, C·L·伊曼斯, C·S·劳 申请人:伊顿公司