专利名称：简易型过滤装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种过滤装置，它可以作为过滤器用于从液体中过滤、分离或提炼凝胶和其它颗粒等，可以简单地测试此过滤器使用的过滤膜、分离膜或提纯膜(下面称为“分离膜”)的膜性能。
本发明的过滤装置广泛用于过滤少量物质，以便进行研究和开发，开发抗蚀剂，开发药物、制造啤酒、制造药物、在制造半导体过程中或者其它领域净化光致抗蚀剂溶液。
背景技术：
对供应的少量原料液体进行过滤、分离和提纯的过滤装置存在很大需求。而且，为了判断分离膜是否最适合于所处理液体，需要通过实际使用分离膜对所需处理的液体进行处理，实现对分离膜的膜性能评价。在用于过滤、分离和提纯少量所需处理液体的过滤装置中，当进行评价测试以确定所用分离膜是否最佳时，需要使用很多分离膜。但是，在传统的简易型过滤装置中，一次只能使用或测试仅仅一张分离膜。对于需要使用或评价一张或多张任意组合的分离膜时，需要连续地使用多个过滤装置，或者一个接一个替换每种类型测试分离膜。因此，需要综合评价得到的结果。相应地，在这种情况下，需要大量时间和人力组装分离膜或替换成另一种。整个操作时间和评价时间需要长的时间周期。
因此提出同时测试多张分离膜的类型。对于这种同时测试多张分离膜的分离膜测试装置，例如，日本专利申请特许公开11-137973中披露了一种。
在上述专利申请中描述的分离膜测试装置布置成通过装有四个圆柱形和平的单元能够一次测试多张分离膜。这些单元垂直层叠在一起。在每个单元之间，一个接一个装有不同类型的第一到第三分离膜。所处理的原料液体并行地供应到各个分离膜，从而一次测试第一到第三三张分离膜的膜性能。但是，其中的问题是，在串联使用多张分离膜的情况下，甚至这种装置也不能对它们进行评价。而且，在串联使用多张分离膜的情况下，需要串联使用多个过滤装置。
专利文献1日本专利申请特许公开11-137973专利文献2日本专利申请特许公开2002-046651发明内容本发明要解决的问题但是，对于日本专利申请特许公开11-137973披露的传统装置，虽然由于没有公开有关周围外壳以及相关连接的内容而不可能对该技术有清楚理解，但考虑到该装置的大体结构时，其结构是复杂的并且难以小型化。此外，由于所要处理的液体是并行处理的，因此可以明确地同时测试相同类型或不同类型的多张膜。但是，当试图使用串联布置的相同类型或不同类型的多张膜提高过滤精度时，不可能得到综合效果。
而且，日本专利申请特许公开2002-046651披露了改进上述传统例子的缺点的发明。但是，根据该发明，虽然在替换已经安装的分离膜时，替换和拆卸分离膜可以变得相当容易和快速，但结构复杂并且需要相当多的时间替换多张膜，例如准备将膜装到装置上的时间量。基于此原因，在替换单张膜的情况下，问题在于需要相当长的时间周期进行替换。而且，当测试已经串联布置的相同类型或不同类型的多张分离膜时，不可能评估使用它们得到的综合效果。而且，在评估串联布置的分离膜或串联使用它们的情况下，需要使用多个单独的过滤装置。
本发明是在考虑到上述问题的情况下提出的，其目的是提供一种用于分离膜的简化过滤装置，它虽然结构简单，但在需要进行膜测试以及进行少量过滤时，使过滤执行简单，并且甚至在一种或多种分离膜的情况下，使其组装简单，容易对其进行测试，而不需要执行复杂的组装和增加相关部件等等；另外，使分离膜的替换和拆卸容易而快速。本发明的目的特别在于提供一种过滤装置，它能够评估使用串联布置的相同类型或不同类型的多张分离膜产生的综合效果。
解决问题的手段为了实现上述目的，本发明具有以下结构(1)本发明提供一种简易型过滤装置，它包括碗状体，所述碗状体的一侧具有排出口，另一侧具有与排出口相通的开口部分；至少一个过滤板，所述过滤板具有保持在或固定到其上的分离膜，分离膜使原始未处理的液体通过其过滤，并且过滤板具有原始未处理的液体或已过滤液体从其中流过的孔，所述至少一个过滤板装在碗状体的开口部分中；头部，所述头部在其一侧具有凸出加压部分，凸出加压部分从其一侧加压所述过滤板以防止所述已过滤液体泄露，在其另一侧具有原始未处理液体供应口；以及将所述头部向所述碗状体加压的加压装置。
(2)在一个优选的实施例中，在上述第(1)条中，碗状体和头部分别具有相应的内螺纹和外螺纹，碗状体和头部可以彼此螺纹啮合，并且通过相对彼此转动碗状体和头部，实现组装和气密封及液体密封。
(3)在另一个优选实施例中，在上述第(1)或(2)条中，其中保持或固定有所述分离膜的过滤板的装入方式是，不止一个的所述过滤板一个堆叠在另一个上。因此，根据使用相同类型或不同类型的多个分离膜，可以进行过滤、分离或提纯、评估测试。
(4)在另一个实施例中，本发明提供一种简易型过滤装置，它包括碗状体，所述碗状体的一侧具有排出口，另一侧具有与排出口相通的开口部分；至少一个过滤板，所述过滤板具有保持在或固定到其上的分离膜，分离膜使原始未处理的液体通过其过滤，并且过滤板具有原始未处理的液体或已过滤液体从其中流过的孔，所述至少一个过滤板装在碗状体的开口部分中；头部，所述头部在其一侧具有凸出加压部分，凸出加压部分从其一侧加压所述过滤板以防止所述已过滤液体泄露，在其另一侧具有原始未处理液体供应口；以及沿它们轴向将头部向碗状体加压的锁紧螺母。
(5)在另一个优选实施例中，在第(4)条下，所述碗状体和所述锁紧螺母中的每个具有设置在其上的彼此啮合的螺纹部分，并且通过彼此相对转动它们的每一个，可以组装所述装置并沿轴向加压。
(6)在另一个优选实施例中，在上述第(4)或(5)条下，其中保持或固定有所述分离膜的过滤板的装入方式是，不止一个的所述过滤板一个堆叠在另一个上，从而可以使用相同类型或不同类型的多个分离膜。
(7)在另一个优选实施例中，为了使螺纹拧紧动作容易，在上述第(2)条的情况下，在碗状体的外表面和头部的外表面上形成板状突起，可以作为手指把持器或工具把持器。
(8)在第(5)条的情况下，在碗状体的外表面上形成板状突起，作为手指把持器或工具把持器。
(9)在第(4)或(5)条的情况下，锁紧螺母在其外周边部分的三个位置具有手指把持的把手。
(10)此外，在第(1)或(4)条的情况下，过滤板在其底面上具有预定高度的周向突起，另一方面，碗状体开口部分的内底部具有容纳所述周向突起的周向凹槽，从而将过滤板压向碗状体，由此实现密封。
(11)并且，在第(1)或(4)条的情况下，在其底侧具有至少一条同心突起的压环设置在所述至少一个过滤板的上表面上，优选的是多条(在此实施例中是三条)同心突起；在过滤板的上表面一侧具有在整个周向上延伸的平表面；并且将压环的同心突起压在过滤板的平表面上，从而实现密封。
(12)并且，在第(11)中，所述压环在其上表面侧具有平表面；并且具有预定高度的周向突起被压在所述第二平表面上，周向突起设置在位于所述压环上侧的过滤板的下表面侧上，从而实现密封，或者头部的凸出加压部分通过O形圈压在所述平表面上，从而实现密封。
而且，所述压环在其上侧具有环绕所述平表面的周边边缘部分；以及所述过滤板在其上侧具有环绕所述平表面的周边边缘部分；由此，当将所述压环装入过滤板的加压插入凹部时，使所述这些周边边缘部分彼此熔合。因此，可以将过滤板和压环连接和集成在一起，使过滤器外壳的组装/拆卸变得容易。
(13)此外，在第(1)或(4)条中，在过滤板的外周边设置手指啮合突出部；以及与此对应的，所述碗状体具有用于手指啮合突出部的导向凹槽。
发明效果从上面描述可以看出，根据上述第(1)条所述的本发明，被处理原料液体的流动通道是最简单的直线型(所谓“直列式”)，因此结构最简单。尽管如此，由于用于执行过滤的分离膜装在基本垂直于流动通道的方向，因此过滤效率高；另外，可以容易地组装/拆卸用于测试分离膜性能的分离膜，并且也可以快速更换。
普通过滤器，除非特别处理，由于其力学强度弱而不能清洗。但是，在诸如开发耐蚀剂和开发药物的实际应用中，迄今已经使用了被不同类型药物清洗的筒式过滤器。根据本发明说明书制造的过滤板，其中分离膜通过熔合等方式支撑，在其使用后可以取出并清洗，变得可以重复使用。
而且，根据上述第(2)条所述的本发明，由于碗状体和头部通过螺纹部分的紧固力牢固密封在一起，因此可以防止已过滤液体的泄露和混合，使分离膜的更换和拆卸容易快速进行。
而且，根据上述第(3)条所述的本发明，由于容易进行多张膜的测试，因此可以通过使用多张膜简单地确认在哪种方式下执行分离，以及从中可以得到什么效果。另外，也可以容易而快速地进行分离膜的更换和拆卸/组装。换言之，甚至能容易地组装一种类型的多个分离膜，或多种类型的多个分离膜因此，可以非常容易地进行分离膜的测试，或者已经改变的分离膜组合的测试。
而且，根据上述第(4)条所述的本发明，由于增加锁件能更有效地执行基于使用过滤器、碗状体和头部的密封，因此实现高效率的过滤。在过滤器的拆卸/组装及其更换时的便利性方面，其效果与上述本发明的相同。
而且，根据上述第(5)条所述的本发明，对于锁件，更具体的是，使用锁紧螺母，使用普通的螺纹高效地实现基于使用过滤器、碗状体和头部的密封。在过滤器的拆卸/组装及其更换时的便利性方面，实现与上述其它本发明所实现的作用相同的作用。
而且，在上述第(4)或(5)条下，根据上述第(6)条所述的本发明，通过一个叠一个地堆叠多个过滤板，可以将需要大尺寸和多级的过滤装置制成一个简单结构。其结果是，例如，容易改变执行过滤的顺序等等，从而能更有效地过滤。在过滤器的拆卸/组装及其更换时的便利性方面，实现与上述其它本发明所实现的作用相同的作用。因此，根据本发明，在除了用多张膜执行过滤以外的测试和其它过滤的情况下，即在需要小容量的情况下，可以简单和容易地应用本发明的这一方面。
在上述第(2)条下，在第(7)所述的优选实施例中，通过分别在碗状体的外表面以及在的外表面上形成板状突起，每个所述突起可以作为手指把持器或工具把持器。因此，紧固操作变得容易。
在上述第(8)条的方式下，通过在碗状体的外表面提供板状突起，所述突起可以作为手指把持器或工具把持器。
如同上述第(9)条的方式，在锁紧螺母周边部分的三个位置的每一个位置上具有指状手指把持的把手，头部的拆卸/组装变得更加容易。
在第(10)条的方式下，过滤板在其底面上具有预定高度的周向突起，而在碗状体开口部分的内底部形成周向凹槽，所述周向突起装在其中。通过将过滤板压向碗状体，在每次进行加压时不需要使用O形圈可以得到充分的密封。因此，提高操作效率，降低成本。
在上述第(11)条所述的方式中，压环在其下表面侧具有至少一个同心突起，优选的是多个同心突起，所述压环位于所述至少一个过滤板的上表面。在过滤板的上表面侧具有在整个周向上延伸的平表面，压环的同心突起被压在过滤板的平表面上，从而实现密封。基于此原因，甚至在使用包括不可熔合到过滤板上的分离膜的复合分离膜的情况下，可以使用压环进行密封。在每次需要密封时，可以不使用O形圈实现分离膜周边部分的充分密封。因此，提高操作效率，降低成本。
在上述第(12)条所述的方式下，所述压环在其上表面一侧具有平表面。在处于此平表面上侧的过滤板的下表面上，具有预定高度的周向突起压在此平表面上，从而实现密封。因此，可以使多个过滤板重叠在一起而不使用O形圈(但是，对于用在最上部的压环，头部的凸出加压部分在这一方面是通过O形圈加压的，从而实现密封)。
而且，所述压环具有环绕其上表面的所述平表面的周边边缘部分，同时所述过滤板具有环绕其上表面的所述平表面的周边边缘部分。由此，当将所述压环装入过滤板的加压插入凹部时，周边边缘部分彼此熔合。因此，通过过滤板和压环之间的连接和集成，可以密封和保持甚至不可熔合到过滤板的分离膜。
在第(13)条所述的实施例中，也在第(1)或(4)条下，在过滤板的外圆周形成手指啮合突出部，并且与之对应的是，在碗状体中具有手指啮合突出部的导向凹槽。但是，由于使原料液体和已过滤液体流过的流动通道以及流动通道外部的空间，通过上述密封装置实现彼此隔离。因此，可以增大操作效率，而不必操心污染外部。
图1是本发明第一实施例的过滤装置的平面图；图2是过滤装置的剖视图；图3是过滤装置的底视图；图4是表示使用过滤装置的一种形式的剖视图；图5是本发明两个实施例通用的过滤板的平面图；图6是沿着图5过滤板的线VI-VI的剖视图；图7是图2过滤装置的部分放大图；图8是本发明第二实施例的过滤装置的平面图；
图9是过滤装置的剖视图；图10是过滤装置的底视图；图11是表示使用过滤装置的一种形式的剖视图；图12是过滤装置的部分放大图；图13是过滤装置的头部作为单独一个整体的平面图；图14是过滤装置的头部作为单独一个整体的剖视图；图15是本发明第三实施例的过滤装置的透视图；图16是沿着过滤装置的线XVI-XVI的剖视图；图17是过滤装置中使用的过滤板的平面图；图18是沿着图17过滤板的线XVIII-XVIII的剖视图；图19是过滤板的底视图；图20是压环的平面图；图21是沿着图20压环的线XXI-XXI的剖视图；图22是与图16类似的剖视图，表示第三实施例的过滤装置，其中使用两个过滤板5；以及图23是表示其中集成了过滤板、分离膜和压环的过滤板单元的部分剖视图。
参考标号的说明1碗状体2开口部分3头部
5过滤板7圆柱内壁9板状突起11板状突起13已过滤液体排出口15原料液体供应口16O形圈17突出部18导向凹槽19外螺纹20O形圈21内螺纹23凸出加压部分25分离膜26凹槽27多个孔29周向凹槽31凹部33锁紧螺母35内螺纹37外螺纹39作用部分
41肩部43空间45突出部51气体出口53把手55压环57周向凹槽59周向突起61把手63手指啮合突出部65导向凹槽67定向突出部69台阶部分70周边边缘部分71平表面75同心突起77弹性密封部分79周边边缘部分81周边部分底面83突出边缘
具体实施例方式
虽然下面将根据其优选实施例解释本发明，但传统公知类型的物质可以在其中用作由其使用的物质。
对于分离膜，可以采用任意细小孔的分离膜，诸如PTFE、PE、PFA、PVDF、PSE等作为例子。
对于保持分离膜或已经熔合到分离膜的过滤板(支架)，可以采用任意类型的树脂材料诸如PP、PE、PFA等等作为例子。
对于外壳，可以使用传统公知的高刚度塑料或金属。
第一实施例下面将参考图1到7解释本发明第一实施例的简化型过滤装置。每副图的各部分之间的垂直关系取决于相关解释的便利。即，其垂直关系可以是颠倒的，或者可以布置成水平，或者原料液体供应口和已过滤液体排出口可以彼此颠倒。
当参看图1到6以及是图2的部分放大图的图7时，过滤装置包括碗状体(或杯状体)1，在其下表面具有排出口13，已过滤液体由排出口排出，在其上表面具有开口部分(或凹部)2，一个或多个过滤板5插入开口部分2，并由开口部分的底部支撑；过滤装置还包括头部3，头部3具有形状像环的凸出加压部分23，加压部分23将过滤板5的周边部分朝开口部分底部加压，以便气密封或液体密封地密封过滤板5的周边部分，头部3还具有原料液体供应口15。如同下面描述的，在过滤板5中支撑着分离膜25(参看图5或6)。
碗状体1的开口部分2具有圆柱内壁7和底部。底部具有以漏斗形式朝排出口13缓慢向下汇聚的中心部分，并且具有支撑过滤板5周边部分的环状平周边部分。在此平周边部分具有周向凹槽，其中装有用于密封的弹性O形圈16。如图2所示，在碗状体1的圆柱内壁7的上侧部分形成内螺纹21，它与头部3的外圆周表面上的外螺纹19螺纹啮合。此外，在圆柱内壁7的直径两侧的相对位置形成垂直导向凹槽(垂直凹槽)18，18，过滤板5的突出部17，17将插在其中。如图3所示，在碗状体1的底侧形成板状突起9，当将头部3紧固到碗状体1或从碗状体1拆卸头部3时作为手指或工具的把持部分。
头部3是圆柱形的，其外周边部分具有外螺纹19，它与碗状体1的内螺纹21螺纹啮合。供应口15的内端部扩展以形成与过滤板5的过滤表面相通的空间43。如上所述，为了气密封和液体密封地密封过滤板5的周边部分，环绕空间43的壁包括形状像环的凸出加压部分23，它将过滤板5的周边部分朝开口部分底部加压。凸出加压部分23的底面是水平表面，它通过O形圈加压过滤板5，这将在下面描述，从而形成所述的密封。在头部3的上端面形成板状突起11，当拧紧螺纹时作为手把持部分(或工具的把持部分)。
如图5或6所示，过滤板5具有多个孔27。过滤板5具有凹部31，在其表面上保持有分离膜25(如点划线所示)。在这种情况下，分离膜25优选地通过热熔合固定在过滤板5的表面。在使用多个过滤板的情况下，加压插入凹部31形成分离膜25的流动分布通道。此外，在加压插入凹部31的表面由多个孔27径向形成多个凹槽26，或者以筛网形式，从而增大有效过滤表面积。在过滤板5的周边部分具有周向凹槽29，用于密封的O形圈20容纳在其中。这样做，如图2所示，可以使一个或多个过滤板5的外周边部分之间、以及这些外周边部分与凸出加压部分23之间实现密封。
在过滤板5的直径两侧的相对两个位置形成突出部17和17，可以插入碗状体1的导向凹槽18。从而，过滤板5不仅定位在预订位置，而且当紧固头部3时，可以防止过滤板5的转动。
在进行过滤、分离和提纯操作之前或在评估和测量过滤膜之前，将O形圈16插在碗状体1开口部分2的底面周向凹槽中；随后，通过利用突出部17和垂直凹槽18彼此对齐一个或多个过滤板5，其中O形圈20插在周向凹槽29中，接着过滤板5放入碗状体1的开口部分2中。随后，头部3外圆周表面的外螺纹19与碗状体1的内螺纹21螺纹啮合。然后，利用手指或工具转动板状突起11，将头部3紧固在碗状体1的开口部分2中。结果，头部3的凸出加压部分23压迫过滤板5的周边部分，从而通过这些相关构件之间的O形圈16和20得到液体密封和气密封的密封。此时，如图2所示，多个过滤板5组装在一起，或者如图4所示，单片过滤板5组装在内。这样，本发明的过滤装置具有高的灵活性结构，根据所需的目的，可以组装单独的或多个过滤板5。
另外，由于根据此实施例的过滤装置的结构简单，其优点是其制造成本低。但是，由于在头部3的凸出加压部分23和O形圈20之间出现摩擦滑动，因此轻微程度的不便在于需要仔细地进行螺纹拧紧。这将在下一个实施例中改进。
第二实施例下面参考图8到14解释本发明的第二实施例。虽然此实施例比上一个实施例的过滤装置复杂，但其优点在于容易得到气密封和液体密封。在每个这些相关图中，与第一实施例过滤装置对应的那些构件使用相同的参考标号。
根据此实施例的过滤装置包括碗状体1，在碗状体1的下表面具有排出口13，过滤后的液体由排出口13排出，并且碗状体1在其上表面具有开口部分或凹部2，一个或多个过滤板5插入开口部分2，并由开口部分的底部支撑；过滤装置还包括头部3，头部3具有形状像环的凸出加压部分23，头部3将过滤板5的周边部分朝开口部分底部加压，以便气密封或液体密封地密封过滤板5的周边部分，它还具有原料液体供应口15，以及将头部3固定在碗状体1的锁紧螺母33。
对于过滤板5，由于它与第一实施例具有相同结构，在下面说明中仅在偶然需要时参考它。另一方面，对于碗状体1，在此例子中，它在圆柱内壁上没有内螺纹，并且对于头部3，在此例子中，在其外圆周表面没有外螺纹。
参看图9、图10和图12(图9圆圈内的放大图)。碗状体1的开口部分2具有圆柱内壁7、以漏斗的形式朝排出口13基本向下汇聚的中心部分、以及支撑过滤板5的周边部分的环状平周边部分。在周边部分，具有装入用于密封的弹性O形圈16的周向凹槽。如图9所示，在碗状体1的圆柱表面的上侧部分形成外螺纹37，与锁紧螺母33的内周表面上的内螺纹35螺纹啮合。此外，在圆柱内壁7的直径两侧的相对位置形成垂直导向凹槽18，18，过滤板5按与图2所示情况相同的方式具有装在该凹槽中的突出部17，17(参看图5)。在碗状体1的下侧形成板状突起9，当拧紧碗状体1的头部3或者从碗状体1上拆卸头部3时，作为手指或工具把持部分。
参看图9、图13和图14，头部3的供应口15的内端部扩展形成与过滤板5的过滤表面相通的空间43。如上所述，环绕空间43的壁包括形状像环的凸出加压部分23，它通过O形圈20朝开口部分2的底部压过滤板5的周边部分。头部3的直径略小于碗状体1的圆柱内壁7的直径，从而可以将头部3插入其中。为了防止其转动，在头部3的外周边具有突出部45、45，它们插在碗状体1的垂直凹槽18、18中。在头部3的上表面外周边部分形成肩部41，它与锁紧螺母33的作用部分39接触，从而承受其紧固力。基于此原因，过滤板5可以受到头部3的凸出加压部分23垂直(沿过滤装置的轴向)作用的紧固力。
过滤板5的结构与参考图5和6在第一实施例中解释的相同。
下面参看图8和9，锁紧螺母33具有环状平部分，其具有紧密接触头部3的肩部41的作用部分39；以及具有圆柱外周边壁，其内周表面形成内螺纹35。内螺纹35与碗状体1的外圆周表面上形成的外螺纹37螺纹啮合。螺母33的作用部分39形成多边形结构，以便使其成为手指或工具的把持部分。
在进行过滤或分离操作之前，或评估和测量过滤膜之前，将O形圈16装入碗状体1开口部分2底面的周向凹槽；然后，利用突出部17和垂直凹槽18将其周向凹槽29中装有O形圈20的一个或多个过滤板5彼此对齐，接着将其放入碗状体1的开口部分2。然后，在突出部45与垂直凹槽18对齐的情况下，将头部3紧固到碗状体1的开口部分2中。接着，将锁紧螺母33装到头部3上，再将锁紧螺母的内螺纹35拧紧到碗状体1的外螺纹37上，再使用手指或工具转动锁紧螺母，从而将两个螺纹拧紧在一起。结果，通过作用部分39和肩部41将紧固力施加到过滤板5的周边部分和头部的凸出加压部分23上。其结果，通过O形圈16和20实现过滤板5的周边部分的液体密封。即使在此实施例中，如图9所示，多个过滤板5组装在其中，或者如图11所示，单个过滤板5组装在其中。这样，本发明的过滤装置具有高度灵活性结构，即根据所需的目的，能组装单个或多个过滤板5在其中。
第三实施例下面参考图15到23解释本发明的第三实施例。虽然此实施例类似于参考图8到14解释的第二实施例，但不同之处在于过滤板的密封部分结构、过滤板的手指把持部分结构和锁紧螺母结构。当然，在每一幅这些附图中，对应于第二实施例过滤装置的那些构件使用相同参考标号表示。
图15是根据此实施例的过滤装置的透视图，图16是沿图15的线XVI-XVI的剖视图。此实施例的过滤装置包括碗状体1，碗状体1具有开口部分或凹部2以及将已过滤液体排出的排出口13；一个或多个过滤板5，它们插在开口部分2中，并由开口部分的底部支撑；压环55，它用于加压过滤板5或者已经装入的过滤膜的上表面；头部3，它具有圆柱状或形状像环的凸出加压部分23，凸出加压部分23将压环55的周边部分压向凹部2的底部，以便气密封或液体密封地密封压环55的周边部分；还具有原料液体供应口15和将头部固定到碗状体1的锁紧螺母33。此外，在此实施例中还具有排出原料液体的气泡和溶解气体的气体出口51。
碗状体1的开口部分2具有圆柱内壁7、以漏斗的形式朝排出口13向下缓慢汇聚的中心部分、以及支撑过滤板5的周边部分的环状平周边部分。此周边部分具有用于密封的周向凹槽57。在此凹槽中装有截面呈倒三角形的周向突起59(参看图18)，周向突起59从过滤板5的底面突出，以在这两个部分之间形成密封安装。在碗状体1的圆柱外圆周表面的上侧部分形成外螺纹37，它与锁紧螺母33的内周表面形成的内螺纹35螺纹啮合。此外，在部分圆柱内壁中具有垂直导向凹槽65，其中装入过滤板5的手指啮合突出部63(参看图17到19)。考虑到随后描述的过滤板结构，手指啮合突出部63与原料液体和已过滤液体的通道隔离。因此，即使存在手指啮合突出部63，也能防止过滤液体被污染。因此，根据此模型，过滤板的组装和替换变得容易。在每个过滤板上具有定向突出部67，如图17和19所示；与此对应，在碗状体1的内壁7上按与图2的例子相同的方式形成垂直凹槽(未图示)。因此，总是可以正确确定过滤板5的哪个表面朝上。
如图16所示，头部3的供应口15的上端部扩展形成与过滤板5的过滤表面相通的空间43。空间的环绕壁如上所述包括形状像环的凸出加压部分23，它通过压环55和O形圈20朝开口部分2的底部压过滤板5的周边部分。头部3的直径略小于碗状体1的圆柱内壁7的直径，从而可以将头部3的下侧部分插入其中。在头部3的上表面外周边部分形成肩部41，它与锁紧螺母33的作用部分39接触，从而承受其紧固力。基于此原因，过滤板5和压环55受到头部3的凸出加压部分23垂直(沿过滤装置的轴向)作用的紧固力。
锁紧螺母33具有环状平部分，其作用部分39紧密接触头部3的肩部41；并具有圆柱形外周边壁，其内周表面形成内螺纹35。内螺纹35与碗状体1的外圆周表面上形成的外螺纹37螺纹啮合。如图15所示，通过在外周边部分三个彼此等角度间隔的位置的把手53，使锁紧螺母33的紧固和拆卸容易。在碗状体1的周边部分上还具有类似的把手61。当具有适合的防转动件时，碗状体1可以不具有任何的把手61。
头部3和锁紧螺母33彼此之间可以相对转动。因此，当头部3通过O形圈20作用到过滤板5和压环55并接着拧紧锁紧螺母33时，由于在头部3摩擦配合压环55的状态下仅有锁紧螺母33转动，因此防止头部3、过滤板5和压环55中的每两个之间的密封装置滑动。其结果是得到可靠的密封强度。
此第三实施例的过滤板5表示在图17(平面图)、图18(沿图17的线XVIII-XVIII的剖视图)和图19(底面视图)。过滤板5具有加压插入凹部，在此加压插入凹部的内底部具有平保持面31，在此平保持面31的周边部分形成无孔的平面。在保持面31上至少保持一张分离膜(在图中保持有两张分离膜25、25’，以点划线表示)。为了能保持分离膜25、25’，将压环55插入过滤板5的加压插入凹部。并且，通过从其外周边部分的底面突出的密封同心突起75，将分离膜的周边部分压到保持面31的周边部分平表面上。如同将要参考图23解释的，压环55的周边边缘部分79和过滤板的周边边缘部分70彼此熔合。为此，两个构件5和55都由热塑性材料制成。
当一张或两张分离膜25、25’是可以热熔合到过滤板5的类型时，分离膜可以热熔合到过滤板5上。例如，在组合可热熔合的聚乙烯制成的分离膜和不可热熔合的氟树脂制成的分离膜的情况下，聚乙烯分离膜25熔合到过滤板5上。接着，将氟树脂分离膜25’简单地放在上面，周边部分被压环55压向过滤板5保持面31的平周边部分。
过滤板5的上表面设计成格栅形式，并且在加压插入凹部的表面31上形成多个凹槽26，它们在格栅部分之间以筛网形式彼此相通，增大有效过滤表面积。而且，在其下表面一侧具有均匀分布的多个孔27，以收集流到凹槽26中的已过滤液体。在使用多个过滤板的情况下，加压插入凹部形成通向分离膜25的分布流动通道。
如上所述，在过滤板5外周边部分的底面上突出倒三角形的周向突起59。周向突起59在整个圆周上具有相同高度，其尖端落入相同的平面中。周向突起59的宽度大于碗状体1中形成的周向凹槽57，并且其高度在相互装配时不能使突起59到达周向凹槽57底部。这样，可以在周向突起59与内、外壁的上边缘之间通过弹性变形实现密封。
此外，如上所述，在过滤板5上形成手指啮合突出部63和定向突出部67，手指啮合突出部63插入碗状体1的导向凹槽18。另一方面，定向突出部67插入相应的方向调节凹槽中。其结果是过滤板5的组装和拆卸变得容易，过滤板5可以按其正面/反面正确安装，并且可以在拧入头部3时防止其转动。
过滤板5在加压插入凹部具有平的台阶部分69，它环绕保持面31。台阶部分69支撑压环55的周边部分底面81，如同下面将要描述的，从而保持压环。另外，它也作为防止压环的弹性密封件77弯曲的装置。过滤板5的周边边缘部分70接收压环55装到此周边边缘部分70内的压环55的周边边缘部分79，从而二者熔合在一起。
此第三实施例的压环55表示在图20(平面图)和图21(沿图20的线XXI-XXI的剖视图)。
在压环55上，平表面71形成在上表面一侧，并且形成弹性密封部分77，弹性密封部分77具有包括三个(一般是多个)倒三角形同心突起75的密封部分，突起75是从底面上突出的。并且，上和下表面通过孔73彼此相通，形成一个液体分布流动通道。三个突起的尖端处于同一平面内。平表面71作为O形圈20的密封表面(图16)，或者作为另一个过滤板5的周向突起59的密封表面。
压环55具有向上突出的周边边缘部分79。当压环55经过分离膜25和25’已经插入过滤板5的凹部时，此周边边缘部分79具有与过滤板5的周边边缘部分70大致相同的高度。压环55的外圆周具有突出边缘83，其直径可以插入过滤板5周边边缘部分70的内周表面。基于此原因，在压环55的周边边缘部分79与过滤板5的周边边缘部分70之间形成允许熔融树脂流入的间隙。当这种条件下，热板施加到这些周边部分，并且在压力下进行加热，两个周边边缘熔合在一起流入此间隙，从而二者牢固地熔合在一起，以高的强度保持分离膜。
压环55的周边部分底面81与过滤板5上的平台阶部分69配合，以彼此固定关系保持两个构件5和55，而且同时防止具有同心突起75的弹性密封部分77弯曲。
在此实施例中，过滤板5、分离膜25、25’以及压环55制成一个事先已经集成在一起的部分。
图23表示的一种状态是分离膜25、25’保持在过滤板5上，用压环55加压这个得到的结构，并且这两个构件热熔合，从而结合在一起形成过滤板单元。
如上所述，压环55插入过滤板5的加压插入凹部，并且使用从其外周边部分的周边部分底面上突出的密封同心突起75，分离膜的周边部分被压到保持面31的周边部分的平表面上。而且，过滤板5的台阶部分69支撑压环55的周边部分底面81。在插入过滤板5的加压插入凹部的压环55的周边边缘部分79与过滤板5的周边边缘部分70的内周表面之间，由于存在位于压环周围的突起边缘83而形成间隙。因此，当热板施加到周边边缘部分79和周边边缘部分70加压时，周边边缘部分70和79熔化在一起并被挤压，从而熔合在一起。而且，已经熔化的树脂流入周边边缘部分70和79之间的间隙，形成如图23所示已经变平的熔合部分W。此变平的熔合部分W的上表面几乎与平表面71一致。
图22表示第三实施例的过滤装置使用两个或多个过滤板5的情况。在此例子中，使用两个过滤板和两个压环55。并且，过滤板5和5之间的密封由以下方式实现上侧过滤板底面的周向突起59靠在下侧压环55的平表面71上，由此通过锁紧螺母33的紧固力施加密封力。
在进行过滤或分离操作、或者评估和测量过滤膜之前，假定分离膜25和/或25’组装在过滤板5和压环55中，如图23所示，由此形成整体的过滤板单元。
随后，使用手指啮合突出部63、垂直导向凹槽65和定向突出部67，过滤板5放在碗状体1开口部分2的底面上。其结果是，过滤板5底面的周向突起59装入碗状体1的周向凹槽57，并在此处密封。如果需要，另一个过滤板5也与压环55装在一起。其结果是，上侧过滤板5的周向突起59靠在下侧压环55的平表面71上。最后，头部3与锁紧螺母一起装到碗状体1上，头部3的下端部插入碗状体1的开口部分2；锁紧螺母33的内螺纹35与碗状体1的外螺纹37螺纹配合；并且通过使用把手53，或者根据此情况使用把手61，可以用手或工具转动锁紧螺母33。因此，头部3拧入碗状体1。由此，通过作用部分39和肩部41，紧固力通过凸出加压部分23施加到过滤板头部的周边部分上，从而O形圈20、弹性密封部分77的三个同心突起75、周向突起59和周向凹槽57液体密封地密封过滤板5的周边部分。其结果是，原料液体和已过滤液体的流动通道与导向凹槽等等完全隔离。另外，如图16所示，可以组装单个过滤板5；或者如图22所示，也可以组装多个过滤板。类似地，本发明的过滤装置具有高度灵活性结构，即根据使用目的可以组装单个或多个过滤板5。
如上所述，根据本发明，用于测试分离膜的待处理液体的流动通道具有最简单的直线(称为“直列式”)类型。即，其结构具有最简化的类型。另外，尽管如此，由于用于过滤原料液体的分离膜以基本垂直于流动通道的方向安装在流动通道，因此可以提供过滤效率好的过滤装置；并且用于测试分离膜性能的分离膜的组装/拆卸容易，其替换可以快速进行。
权利要求
1.一种过滤装置，包括碗状体，所述碗状体在一侧具有排出口，在另一侧具有与所述排出口相通的开口部分；至少一个过滤板，所述过滤板具有保持在或固定到其上的分离膜，分离膜使原始未处理的液体通过其过滤，并且所述过滤板具有允许所述原始未处理的液体或已过滤液体从其通过的孔，所述至少一个所述过滤板装在所述碗状体的所述开口部分中；头部，所述头部在其一侧具有凸出加压部分，凸出加压部分从其一侧加压所述过滤板以防止所述已过滤液体泄露，在其另一侧具有原始未处理液体供应口；以及将所述头部向所述碗状体加压的加压装置。
2.如权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述加压装置是在所述碗状体和所述头部形成、并且彼此螺纹啮合的内螺纹和外螺纹，所述内螺纹和外螺纹彼此相对转动以进行所述加压。
3.如权利要求1或2所述的过滤装置，其特征在于，其中已经保持或者固定有所述分离膜的所述过滤板以这种方式装入，不止一个的所述过滤板一个堆叠在另一个上。
4.一种过滤装置，包括碗状体，所述碗状体在一侧具有排出口，在另一侧具有与所述排出口相通的开口部分；至少一个过滤板，所述过滤板具有保持在或固定到其上的分离膜，所述分离膜使原始未处理的液体通过其过滤，并且过滤板具有允许所述原始未处理的液体或已过滤液体从其通过的孔，所述至少一个过滤板装在所述碗状体的所述开口部分中；头部，所述头部在其一侧具有凸出加压部分，凸出加压部分从其一侧加压所述过滤板以防止所述已过滤液体泄露，在其另一侧具有原始未处理液体供应口；以及沿所述头部和所述碗状体的轴向将所述头部向所述碗状体加压的锁紧螺母。
5.如权利要求4所述的过滤装置，其特征在于，所述碗状体和所述锁紧螺母中的每个具有设置在其上的彼此啮合的螺纹部分，并且通过相对彼此转动它们中的每个以将所述头部压向所述碗状体。
6.如权利要求4或5所述的过滤装置，其特征在于，其中已经保持或者固定有所述分离膜的所述过滤板以这种方式装入，不止一个的所述过滤板一个堆叠在另一个上。
7.如权利要求2或5所述的过滤装置，其特征在于，在所述碗状体一侧的外表面上设置有将被手指把持的板状突起。
8.如权利要求2所述的过滤装置，其特征在于，在所述头部的另一侧的外表面上设置有将被手指把持的板状突起。
9.如权利要求4或5所述的过滤装置，其特征在于，所述锁紧螺母在其外周边部分的三个位置具有手指把持的把手。
10.如权利要求1或4所述的过滤装置，其特征在于，所述过滤板在其底面上具有预定高度的周向突起，另一方面，所述碗状体的所述开口部分的内底部具有容纳所述周向突起的周向凹槽，从而将所述过滤板压靠所述碗状体，以实现密封。
11.如权利要求1或4所述的过滤装置，其特征在于，在其底侧具有至少一条同心突起的压环设置在所述至少一个过滤板的上表面上；在所述过滤板的上表面一侧具有在整个周向上延伸的第一平表面；并且所述压环的所述同心突起被压到所述过滤板的所述第一平表面上，以实现密封。
12.如权利要求11所述的过滤装置，其特征在于，所述压环在其上表面一侧具有第二平表面；并且具有预定高度的周向突起被压在所述第二平表面上，周向突起设置在位于所述第二平表面上侧的所述过滤板的下表面侧上，从而实现密封，或者所述头部的所述凸出加压部分通过O形圈加压，从而实现密封。
13.如权利要求1或4所述的过滤装置，其特征在于，在所述过滤板的外周边设置有手指啮合突出部；以及与此对应的，所述碗状体上具有将手指啮合突出部容纳在其中的导向凹槽。
14.如权利要求11或12所述的过滤装置，其特征在于，所述过滤板具有环绕所述第一平表面的第一周边边缘部分；以及所述压环具有环绕所述第二平表面的第二周边边缘部分，由此，当将所述压环装入所述过滤板的加压插入凹部时，所述装置构成为使得所述第一和第二周边边缘部分可以彼此熔合。
全文摘要
使被处理的原料液体从其中流过、用于测试分离膜的流动通道具有最简单的直列型(所谓“直列式”)，并且结构最简单。尽管如此，使用于过滤原料液体的分离膜沿基本垂直于流动通道的方向安装。据此，本发明的目的是提供一种过滤效率高的过滤装置，用于测试此分离膜的膜性能，并且使膜以容易可拆卸的安装方式和快速方式更换所述膜。此简易型过滤装置包括碗状体(1)，碗状体(1)在其一侧具有排出口(13)，在其另一侧具有开口部分(2)，分离膜装在开口部分(2)中；经过其中过滤原料液体的分离膜；过滤板(5)，此分离膜通过所述过滤板(5)固定在碗状体(1)上，并具有原料液体流过其中或已过滤液体流过其中的孔；头部(3)，所述头部在其一侧具有凸出加压部分(23)，从其一侧加压过滤板(5)，防止已过滤液体泄露，并在其另一侧具有原料液体供应口(15)；以及将头部(3)紧固到碗状体(1)从而使头部可以压向碗状体(1)的装置，例如分别在头部(3)和碗状体(1)上并彼此螺纹啮合的内螺纹(21)和外螺纹(19)，或者一个单独的锁紧螺母(33)。
文档编号B01D29/01GK1832795SQ20048002256
公开日2006年9月13日 申请日期2004年8月6日 优先权日2003年8月8日
发明者须藤和德, 冈荣子 申请人:安格斯公司