專利名稱：濾板用轂環和支撐板以及該部件的制造方法
技術領域：
本發明涉及濾板用轂環和支撐板以及該部件的制造方法。
過去，作為例如過濾聚合物用的濾板，一般用公知的圓板狀濾板，即所謂的薄板圓盤式濾板，或在護圈上下迭置圓板狀過濾部件組合成一個三層的過濾組件。在這種類型的濾板中，迭層使用的板數隨過濾容量(濾過的熔融聚合物的流量)而增多。迭層使用時，由于濾過前后的聚合物必須隔離，在各濾板的內側甚至有時在外側也要設轂環。如上所述，這種轂環要確保濾過前后的聚合物相互隔離并保持濾過聚合物的通路，同時還要起到將迭置的濾板保持所定的位置關系(例如所定間隙)的作用。
作為過去濾板結構的代表，圖22示出了一種已知的例子。圖22表示薄板圓盤式濾板101內周側的一部分，在例如金屬網形成的護圈102兩側的多孔板(例如金屬孔板)形成的過濾材料支撐體103上設有過濾材料104。濾板101的內周設有轂環105，在轂環105中沿周向開設有許多小孔106。熔融的聚合物107從濾板101兩側面流入過濾材料104，穿過過濾材料104的聚合物如箭頭所示由護圈102處通過轂環105上的小孔106匯集到中央，然后送往下一工序。
當濾板101由多塊濾板迭置時，將所定塊數的濾板101迭置嵌入圓筒狀支柱108上，以轂環105為基準決定各濾板101的過濾材料104間的間隔。以足以隔離過濾前后聚合物的壓力，例如總緊固力為5-10噸大小的壓力從上方或下方緊固迭層放置的各濾板101的轂環105。
在以上的已知結構中，存在以下的問題。
首先，在轂環105中開有使濾過的聚合物通過的許多小孔106，其開孔率高至20％左右，這么小的開孔率是此處產生較大壓力損失的原因。為了增大開孔率，需要考慮增大孔徑，但考慮到如上所述如此大的緊固力，孔徑的大小自然受到限制。
再者，在小孔的形狀上，從聚合物的流入側看，應當形成對小孔106周圍部分的聚合物的流動有利的大空間。但該空間會產生聚合物的滯留，滯留會導致聚合物變質，而且影響變質的聚合物的流出，必須極力防止。
另外，由于必須在轂環105的徑向穿設小孔106，加工較困難且費時，因而轂環105的制造費用較高。
還有，護圈102為保持所定濾板的形態和確保在護圈102處濾板徑向的聚合物流動通道，對其厚度方向的變形要求較高，通常要求能夠承受200kg/cm2左右或更大的最大耐壓強度，即使用金屬網類型的護圈102，也不能滿足這么高的耐壓強度，而且，金屬網類型的護圈102還特別存在以下的壓力損失和滯留問題。
也就是說，金屬網型護圈102是在濾板圓周方向成波紋狀延伸的金屬絲(通常，其直徑為護圈102厚度的1/2或比此稍大些)，由于聚合物在濾板徑向的流動產生較大的阻力，因而很難控制護圈102部分的壓力損失和整個濾板101的總壓力損失到較低程度。
而且，在護圈102中，聚合物主要沿在濾板徑向延伸的金屬絲向濾板內徑側流動，這種在濾板徑向延伸的金屬絲，與其說形成聚合物的通路，不如說形成聚合物通路的死區，聚合物的流動缺乏在濾板徑向的方向性，因而得不到圓滿的流動狀態。所謂聚合物的圓滿流動，是指聚合物流動時本身不混合，即聚合物混合效果(所謂的靜混合效果)不是明顯問題的情況。因此，存在聚合物滯留的潛在問題。在沿濾板周邊方向延伸的金屬絲處也形成影響聚合物流動的死區，存在同樣的問題。
本發明的目的在于解決上述問題，提供即可增大聚合物通道的開口率，壓力損失又極低，并很難產生滯留且又容易低成本制造的濾板用轂環及其制造方法。
本發明的另一個目的是提供耐壓強度高、容易形成低壓降、且不產生聚合物物流停滯并帶有所希望的方向性同時可得到優良的聚合物混合效果的適合用于設在過濾部件內層的濾板用支撐板及其制造方法。
本發明的第三個目的是同時實現可增加聚合物通道開口率、降低壓力損失、難以產生滯留并容易低成本制造的轂環和上述濾板用支撐板，使之成為一層低壓降、高耐壓、高性能的濾板。
為了達到上述目的，本發明提供的濾板用轂環設在圓板狀濾板的內周及外周的至少一方，其特征在于(a)以一定間隔對向配置一對環狀平板形壓板，(b)在這一對壓板之間有一環狀部件，并在轂環周邊方向相互間隔地設有若干在與這一對壓板基本垂直的方向于壓板之間延伸并同時向轂環徑向延伸的支撐片，該多數支撐片與環狀片連接成為支撐部件。
上述支撐部件的環狀片與設置的多數支撐片在轂環外徑側或內徑側的任一側相連，最好保持該多數支撐片的配置形狀為所定形狀。
本發明濾板用轂環的制造方法是在圓板狀濾板的內周及外周的至少一方設置轂環，其特征在于，(a)在環狀平板部件的內周及外周的任一方沿部件的全周刻設多個在部件徑向延伸的切口，(b)以基本90°扭轉切口間的部分，(c)在扭轉90°的部分上下設置一對環狀平板壓板。
另外，本發明另一種濾板用轂環的制造方法是在圓板狀濾板的內周及外周的至少一方設置轂環，其特征在于，(a)在直線帶狀延伸的平板部件的寬度方向的任一側沿部件的長度刻設多個在部件寬度方向延伸的切口，(b)將位于相鄰切口間的各部分及部件長度方向兩端切口外側位置的各部分基本扭轉90°，(c)將上述平板部件彎成環狀的圓形，使以90°扭轉的各部分置于內周或外周的任一側，形成環狀部件，(d)在該環狀部件的扭轉90°的部分上下方設置一對環狀平板壓板。
這樣，多個支撐片很容易以90°扭轉切口間的部分形成，容易加工，而且，在一對壓板間形成的支撐片可以保持較大的耐壓強度，支撐部件的材料最好為不銹鋼。
在這樣的濾板用轂環中，在一對壓板間設有許多與該壓板基本垂直的支撐片，相鄰支撐片之間的空間沿徑向延伸，形成濾過聚合物的通道。在這樣一對壓板之間各支撐片之間，除了支撐片之外的的部分都可以作聚合物通道用。因此，與過去開設小孔的空間最大的結構相比，也大大增加了聚合物通道的開口率，大幅度降低了壓力損失。
該支撐片在一對壓板之間基本在垂直方向延伸，可對加在壓板上的負荷起支撐棒的作用，使其不易發生彎曲，例如與單獨波紋所形成的部件相比，可發揮極大的耐壓強度。壓板之間的尺寸通常不大，高5mm左右，上述支撐片即不發生彎曲。因此，即使在壓板間施加大的壓縮負荷，即在多個濾板迭置而成的組件的各轂環中施加大的壓力也不會變形，上述開口率大的聚合物通道會毫無問題地保持所定形狀。
而且，與多個支撐片相連的環狀片位于環狀設置的支持片的外徑側或內徑側，在該環狀片所處的位置，該環狀片與兩個壓板間的空間全部可作為濾過聚合物的通道。所以，即使在該部位，也能確保很大的聚合物通道開口率，保持極小的壓力損失。
這樣，由于開口率變大，轂環總體壓力損失極小，因而轂孔內的聚合物通路內不會出現滯留聚合物的部位，濾過的聚合物全都可以圓滿地流過轂環。
而且，在本發明的轂環中，可以分別制作環狀延伸的一對平板形壓板和具有支撐片和環狀片的支撐部件，不用說壓板，即使支撐部件也如前所述，在環狀平板部件的內周或外周側切割開若干沿徑向延伸的切口，且將切口部分扭轉成90°，制作非常簡單。另外，若將各壓板與支撐部件適當焊接在一起，可以成為一個物體，可以操作簡單地制作轂環。這樣，不僅僅可制作轂環的各部件，也可極簡單地制作轂環整體，可在短時間內進行大量生產，比以前大幅度降低制造成本。
再者，本發明的濾板用支撐板是設在表層有過濾材料的圓板狀濾板內層的支撐板，其特征是在濾板的徑向相互鄰接地模壓形成多條在濾板厚度方向互成波紋狀沿濾板周邊延伸的波紋部。
這里，若不限定相互鄰接的波形部分的形成狀態，可以采取任何形狀。例如，互相鄰接的波形部的波形可以錯開半個節距，或錯開1/3或1/4個節距。
而且，作為上述波形部的波形的節距，在整個波形部區域內采用大致相同的節距，也可以在濾板外徑側采用與內徑側不同的波形部。例如，與濾板的外徑側相比，內徑側或隨著向內徑側靠近，可以使波形的節距變小，或者反過來使之變大。作為波形的節距沒有特別的限制，波形的寬度最好應按形成波形部節距的難易，作為形成波形部節距材料的圓板狀平板的厚度及材質等適合確定。
例如用厚0.3～1.2mm的不銹鋼板時，波形的寬度為0.5～4.0mm，優選1.0～3.0mm，波形的節距為2.0～8.0mm，優選3.0～6.0mm。
該波形的形狀圖案可以任意設定，只要滿足上述條件即可。
例如，上述波形部可在預定成圓周角的區域中，實際上是在濾板的周邊方向以一定的角度向濾板的中心(即向濾板的半徑方向)直線狀延伸，在與該圓周角區域鄰接的圓周角區域，實際上在濾板的周邊方向以與上述角度相同的角度向濾板的半徑方向直線狀延伸。
或者，也可使上述波形部在預定的圓周角區域中，實際上在濾板的周邊方向以一定的角度向濾板半徑方向直線狀延伸，而在與該圓周角區域相鄰的圓周角區域，實際上在濾板的周邊方向，向著濾板半徑的方向以不同于上述角度的角度的直線狀延伸。
而且，上述多條波形部可在濾板的周邊方向構成同心圓，也可以使各波形部獨立地圓形狀延伸。
另外，作為支撐板，可以構成一個整體的圓板狀部件，也可以形成幾個沿濾板周邊方向分開的部件。
作為支撐板的材料，可以使用可模壓成形的金屬，特別好的是用不銹鋼。由于不銹鋼制成的材料可以模壓成形，可以對成形的波形部件進行硬化處理，進一步提高耐壓強度。還可用不銹鋼來防銹。雖然模壓成形有一定的殘留應力，波形部可以達到很高的耐壓強度，但為了在必要時進一步確保更高的耐壓強度，可在模壓成形后進行低溫退火。用不銹鋼時，低溫退火的溫度可為410～440℃。而且，為了提高強度，可用沉淀硬化不銹鋼。
另外一種本發明的濾板用支撐板，是設在表層有過濾材料的圓板狀濾板內的支撐板，其特征是在支撐板的徑向及周邊方向設有多個在支撐板的徑向延伸并與支撐板板面基本成90°地垂直于上下板面的立片。
這里，上述立片與上述支撐板成同心圓狀設置，且在支撐板的徑向相互鄰接的立片間形成環狀帶部，該環狀帶部最好在支撐板的厚度方向交替地形成波紋。這時，上述立片部的上述支撐板向上的高度及向下的高度最好與環狀帶部起波紋的支撐板向上的高度及向下的高度相同。而且，該類濾板用支撐板最好用不銹鋼制成。
上述本發明的濾板用支撐板設在表層有過濾材料的圓板狀濾板內層，作為代替圖22所示的護圈的護圈，或者也可用作過濾材料的支撐體兼護圈。
例如，在濾板的表層有過濾材料、內層側有過濾材料支撐體、并在最內層有護圈的情況下，最好用本發明的支撐板構成該護圈。而且，在濾板的表層有過濾材料、內層有過濾材料支撐體兼護圈的情況下，可以用本發明的支撐板構成該過濾材料支撐體兼護圈。
再者，本發明的濾板用支撐板增加了聚合物通道的開口率，壓力損失極低，不易產生滯留，很容易降低制造成本，若與前述特定的濾板用轂環的結構相結合，可以構成一層低壓降、高耐壓、高性能的濾板。
也就是說，本發明濾板用支撐板與轂環的組合件，是設在表層有過濾材料的圓板狀濾板內層處的支撐板與設在該圓板狀濾板內周或外周至少一方的轂環的組合件，其特征是，上述支撐板是在濾板的徑向基本上相互鄰接地模壓成形多條在濾板厚度方向交替成波紋并在濾板周邊方向延伸的波形部，上述轂環包括(a)以一定間隔對向設置的一對環狀平板形壓板和(b)在該一對壓板之間設的環狀部件，及沿轂環周向相互間隔地設置的若干基本上垂直于該一對壓板并在壓板間和轂環徑向延伸的支撐片，該多數支撐片與環狀片相連形成支撐部件。
本發明另一種濾板用支撐板和轂環的組合件是設在表層有過濾材料的圓板狀濾板內層處的支撐板和設在該圓板狀濾板的內周及外周至少一方的轂環的組合件，其特征是，上述支撐板在支撐板的徑向和周向設置有多個沿支撐板的徑向延伸、與支撐板的板面大致成90°扭轉而從板面向上下方向垂直立起的立片，上述轂環包括(a)有間隔地對向設置的一對環狀平板形壓板和(b)在該一對壓板間的環狀部件，以及多個在轂環周向相互間隔地設置的、基本上垂直于該一對壓板并在壓板之間和轂環的徑向延伸的支撐片，該多個支撐片連在環狀片上形成支撐部件。
在上述兩種濾板用支撐板和轂環的組合件中，可以使支撐部件和支撐板成為一體。但也可以分別構成濾板用支撐板和轂環，同時實施兩者。
另外，本發明的濾板用支撐板的制造方法的特征是，在板狀平板部件上模壓成形多條的徑向相互鄰接、且在厚度方向交替成波紋的大致沿周向延伸的波形部。
在該方法中，在上述圓板狀平板部件的一定的圓周角區域模壓成形上述波形部，接著在相鄰的圓周角區域模壓成形同一圖案的波形，依次重復操作，可在上述圓板狀平板部件的全周壓制成波形部。而且，圓板狀平板部件的徑向的多條波形沿環狀延伸，可以用直徑不同的多個模型壓制。再者，上述波形可以僅靠模壓成形，也可以在圓板狀平板部件的圓周上有間隔地切割，然后將切開的部分壓成上述沿周向延伸的波形部。
本發明另一種濾板用支撐板的制造方法是在圓板狀平板部件的周邊方向刻設多個沿徑向延伸的切口或長孔，該切口或長孔沿圓板狀平板部件的徑向排成多個環狀系列，并將該切口或長孔間的部分扭轉成與圓板狀平板的板面大致90°的向板面上下垂直立起的立片。
在這種方法中，長形孔的縱向兩端最好具有直徑大于長形孔中間部分的寬度的圓形孔。
在上述本發明的濾板用支撐板中，先模壓成形在濾板的厚度方向互相交錯的沿濾板圓周方向延伸并在濾板的徑向相互鄰接的多條波形部分，由于由模壓成型法形成波形部分，相鄰的波形在任意位置由原材料相互連接。因此，即使支撐板由多條波形部分相互鄰接而成，也保持為一塊整板的形狀。波形部分有在濾板厚度方向凹凸的結構，由于多條有凹凸結構的波形部分相互鄰接設置，就由這些相互鄰接的凹凸結構形成了濾板徑向的流體通道。
例如，在相互鄰接的波形部分的波形在濾板的圓周方向大體錯開半個節距的情況下，有的波形部分的波形的表面側為凸部，與其在濾板徑向上相鄰的波形的波形位置為凹部，而與這個波形板的凹部相鄰的波形板的位置為凸部。從濾板的徑向看，多條波形板在各波形板的支撐板表面側呈凸部與凹部交錯的位置。其結果，互鄰波形的凸部和凹部形成類似管狀的通道，由于該管狀通道大體上沿濾板的徑向延伸，模壓成形上述多條波形部分時，結果就形成了在濾板徑向放射狀延伸的多條流體通道。
另外，在相互鄰接的波形部分的波形在濾板的圓周方向配置成錯開1/3或1/4節距的情況下，鄰接波形板的凹部或凸部形成在周向相互錯開的流體通道。這樣構成的在濾板徑向呈放射狀延伸的流體通道形成成復雜的彎曲或入口混亂的形狀，可望得到優異的流體混合效果。
由于上述流體通道是在平板狀材料上模壓成波形凹凸而形成的，故濾板徑向的流體流動阻力僅僅大體為材料的板厚部分。因此，由于沒有過去的金屬網結構那么大的阻力，降低了濾板徑向流動的壓力損失。
再者，相互鄰接配置的多條波形部的凸部位于支撐板的上下兩側，即曲折地交錯配置。這種曲折地交錯配置的凸部對上下面的負荷壓力可以發揮極高的耐力。因此，本發明的濾板用支撐板具有極高的耐壓強度。
另外，上述形成的沿徑向延伸的流體通道相互連通，鄰接的流體通道間的流體很容易自由地流入流出。結果，自然可以得到優異的靜態混合效果，混合均勻的流體在濾板的徑向流動和匯集。
本發明的這種濾板用支撐板適合用作設在過濾部件內層的護圈或用作過濾材料支撐體兼護圈，從而實現聚合物混合效果好，壓力損失低且耐壓強度高的濾板。
而且，若同時使用本發明上述特定結構的轂環和濾板用支撐板，可使濾板的性能更好。
此外，在支撐板的徑向及周向設置有多個與支撐板板面扭成基本為90°而由該板面向下方向垂直立起的立片而構成的濾板和支撐板中，這些立片起著與上述類型濾板用支撐板中的波形部實質上相同的作用。所以，在這種類型的濾板用支撐板中，也能得到優異的流體混合效果，濾板徑向流動的壓力損失低，且對上下面的負載壓力具有極高的耐壓強度。
下面參照附圖，說明本發明的濾板用轂環的實施例。
圖2是
圖1轂環的正視圖。
圖3是圖1濾板的一部分放大的斜視圖。
圖4是圖1轂環的支撐件的平面圖。
圖5是圖4支撐件的放大部分的斜視圖。
圖6是圖4支撐件加工過程的平面圖。
圖7是本發明另一例的轂環的部分斜視圖。
圖8表示與圖6不同的支撐件加工方法的材料平面圖。
圖9是位于支撐片轂環內徑側的環狀片支撐部件的平面圖。
圖10是采用了本發明一個實施例的濾板用支撐板的過濾裝置的部分縱向剖視圖。
圖11是表示本發明濾板用支撐板波形部形成的圖案之一例的支撐板的部分平面圖。
圖12是波形部的部分斜視圖。
圖13是表示另一種波形部分形成圖案的支撐板的部分平面圖。
圖14是表示又一種波形部形成圖案的支撐板的部分平面圖。
圖15是表示再一種波形部形成圖案的支撐板的部分平面圖。
圖16是在波形部間多設了不形成波形部分的支撐板的部分斜視圖。
圖17是用本發明的濾板用支撐板作為過濾材料支撐體和護圈時的過濾部件的部分縱向剖視圖。
圖18是本發明的濾板用支撐板與轂環相組合而成的過濾部件的部分斜視圖。
圖19是濾板用支撐板與轂環的支撐部件形成一個整體時的部分平面圖。
圖20是做成本發明的另一實施例的濾板用支撐板的平板材料的部分平面圖。
圖21是用圖20的部件做成的濾板用支撐板的部分斜視圖。
圖22是現有技術的濾板的部分斜視圖。
符號說明1．濾板2．轂環3．護圈4．多孔板5．過濾材料6．隔片7．熔融態聚合物8．支柱9a、9b壓板10、17支撐件10a、17a支撐片10b、17b環狀片11．平板狀部件12．切口13．切口之間的部分14．環狀部分15．聚合物通道16．焊接處20．平板狀部件21．切口
22．切口之間的部分31．過濾部件32．用作護圈的支撐板33．過濾材料支撐體34．過濾材料35．轂環36．隔片37．聚合物38．支柱39．40a、40b、41a、41b、42、43波形部分44．未形成波形的部分50．用作過濾材料支撐體兼護圈的支撐板60．過濾部件61．轂環62a、62b壓板63．支撐部件63a．支撐片63b．環狀片64．隔片65．聚合物通道70．支撐板與轂環的支撐件形成一體構成的部件81．圓板狀平板部件82．長孔82a．長孔中央部分82b．端部圓形部分83．長孔之間的部分84．立片85．濾板用支撐板
86．環狀帶部A1、A2．圓周角區域B1、B2．分區0．濾板的中心圖1至圖5表示本發明實施例的濾板用轂環。在圖1至3中，1表示薄板圓盤式濾板整體，圖中示出了轂環2周圍的部分。濾板1在其厚度方向的中間設有護圈3，護圈3的兩側設有多孔板4，多孔板4的外側設有過濾材料5，濾板1的內周設有轂環2。在濾板1為預定層數的情況下，為了確保各濾板1之間所定的聚合物通道，在本實施例中安裝了由確定各轂環2之間厚度的環狀部件形成的隔板6。過濾的熔融聚合物7如箭頭所示，由過濾材料5過濾后，經過多孔板4、護圈3，并經過轂環2聚集在中央支柱8中，送往下一工序。在本實施例中隔板6與轂環2是不同的構件，但也可以與轂環構成一體。此外，本發明轂環的結構也可適用于配置在濾板外周的轂環。
轂環2由以所定間隔對向設置的上下一對環狀延伸的帶狀平板狀壓板9a、9b和在兩壓板9a、9b之間環狀延伸的支撐部件10構成。如圖4和圖5所示，在支撐部件10上，沿轂環周向互相間隔地設有多個大體垂直于一對壓板9a、9b并在一對壓板9a、9b之間沿轂環的徑向(半徑方向)延伸的支撐片10a。該多個支撐片10a在多數支撐片10a的轂環外徑側與環狀片10b相連。
上述多個支撐片10a例如可由以下方式形成。
如圖6所示，在一定厚度的單個環狀平板部件11的內周側，以所定間隔刻設多個在徑向延伸的切口(縫)12，各相鄰切口12間的部分13用適當的工具(圖中省略)向同一方向扭轉90°。這時，沒有刻設切口12的環狀部件14正好位于扭轉了90°的切口間部分13的中間。因此，扭轉了90°的各個切口間的部分13對于環狀部分14的垂直方向的高度一致。這些扭轉了90°的切口間的部分13形成了上述多個支撐片10a，沒有刻設切口12的環狀部分14可以形成上述環狀片10b。
當例如所用的環狀平板部件11為1mm厚的不銹鋼時，這樣的加工能很容易進行。不銹鋼一般可以進行硬化處理，因而可以使扭轉了90°而形成的支撐片10a具有抵抗所加壓縮負荷時屈服的較大的剛性。尤其是用CSPH材質的冷軋不銹鋼時，可進行大范圍的硬化處理，從而可能具有極高的剛性，即使板厚0.6mm，也能完全承受壓在多層過濾板上的聚合物壓力產生的壓縮負荷，保持在該壓縮負荷下不變形的高強度。例如，采用CSPH材質的高強度材料時，可以擴大上述加工時有切口部分(縫隙)寬度，也就是從材料上所切帶狀部分的寬度，及切口間的間隔，即擴大設置扭轉90°而成的各支撐片的間距。如果用高強度材料，即使加上支撐片的設置間距，也可具有足夠大的耐壓強度。
在上述的濾板用轂環中，由過濾材料5濾過并由護圈3流向轂環2的熔融態聚合物7，通過在兩壓板9a、9b之間形成的聚合物通道15，匯集在支柱8內。在兩壓板9a、9b之間，在環狀配置支撐片10a的地方，由于除支撐片10a以外的空間全部形成聚合物通道15，與過去鉆小孔的結構相比，開口率得到了極大的提高。該開口率由支撐片10a的板厚及配置間距、支撐片10a內端的直徑計算求得。設計時，應當考慮加在壓板9a、9b上的壓縮負荷，也即組合多塊濾板時加在轂環2上的壓力，必須設計轂環2具有足夠的耐變形強度，對于要求在總壓力超過10噸時仍有足夠高耐變形強度的情況，可以設計開口率為40％以上，優選為45％以上。
例如，在圖4所示實施例的支撐部件10中，支撐片10a厚1mm，支撐片10a內端與相鄰支撐片的間距為2.5mm，其開口率約為71％。若保持支撐片10a的設置間隔不變，而將支撐片10a的厚度例如改為0.6mm，則可得到約83％的極大開口率。
另外，在環狀片10b所處的部位，如圖2所示，環狀片10b雖然擋住了一部分聚合物通道15，但只有該環狀延伸的部件處于聚合物通路中，阻力不大，很容易在該部位確保大的開口率。
例如，若一對壓板9a、9b間隔2.5mm，支撐部件10也即環狀片10b的厚度為1mm，可確保60％的大開口率。若環狀片10b厚度為0.6mm，則開口率上升為76％。
由于這么大的開口率，大幅度降低了聚合物通過時的壓力損失。在通常的過濾裝置中，過濾材料孔眼堵塞引起的濾壓(過濾材料的入口壓力)上升決定了濾板的壽命，一旦濾壓上升到一定的上限就要更換濾板。由于上述開口率的增大而大幅度降低了轂環部分的壓力損失，明顯降低了初期的濾壓，使得達到上述一定的上限值的可以使用濾板的時間加長(也即聚合物的累計通過流量變大)，從而大幅度延長了濾板的壽命。
另外，支撐片10a在壓板9a、9b間垂直延伸，可以最有效地接受加在壓板9a、9b間的壓縮負荷，發揮極大的耐壓強度。因此，在總體結構上，可以設計成即使在總壓力為10噸以上時也容易具有足夠的耐壓強度。再者，若用不銹鋼制成本實施例的支撐部件10，并在如上述那樣將該支撐部件10加工成支撐片10a時對不銹鋼進行特殊的硬化處理，耐壓強度還可進一步提高。
而且，如前所述，由于開口率極大，在轂環2的全部聚合物通道15中完全沒有滯留聚合物的部位。也就是說，全部聚合物可以順利地通過轂環2的聚合物通道15。由于不發生滯留，不會發生聚合物的劣化，可以防止發生由于劣化聚合物流出而引起的魚眼斑等制品質量上的缺陷，還防止了發生由于劣化聚合物流出而引起后續工藝生產上的故障。
此外，與過去結構的轂環相比，本發明轂環2的制造方法大大簡化了。也就是說，本發明的轂環2可以分別加工各個壓板9a、9b和支撐部件10，不用說可以簡單而大量地生產壓板9a和9b，即使支撐部件10如圖6所示，在單獨的環狀平板部件上切開切口12，并把切口間的部件13扭轉90°而經濟地進行加工，比過去在徑向設許多小孔的情況明顯地容易加工。將這些部件相組合，很容易得到所定的轂環2。因此，可用簡單的加工方法，在短時間內簡單、大量而低價地制造轂環2。
在組裝上述一對壓板9a、9b及支撐部件10時，例如如圖7所示，可以以點焊等方式將各個部件連接成所定的位置關系(焊接處16)。從而可把轂環2作為一個整體使用，進一步提高了可操作性。
再者，在上述實施例中，作為支撐部件10的制造方法，用環狀平板形部件11進行了說明，但制造并不限于該方法，也可用其它方法制造。例如如圖8所示，可在直線狀延伸的帶狀平板部件20上切上多個切口21，把切口間的部分22扭轉90°形成支撐片，然后按箭頭所示將整個部件彎曲加工成圓形，可以制成與圖4所示相同的支撐部件。
此外，上述實施例中環狀片10b配置在環狀設置有支撐片10a的轂環的外徑側，也可使環狀片位于支撐片的轂環內徑側。例如如圖9所示，也可使環狀片17b位于設有扭轉90°的環狀配置的支撐片17a轂款內徑側而構成支撐部件17。
下面參照附圖，說明本發明的濾板用支撐板及其制造方法。
圖10至12表示本發明實施例的濾板用支撐板以及使用了該支撐板的過濾部件。在圖10中，31表示薄板圓盤形過濾部件的整體。該過濾部件31由設在其厚度方向中間部位的護圈32、位于護圈32兩側作為過濾材料支撐體的多孔板33、多孔板33外側設置的過濾材料34和設在過濾部件31內周的轂環35構成。當以預定層數疊置過濾部件31時，為了確保各過濾部件31之間的聚合物通道，在本實施例中，在各過濾部件31之間安裝了以所定厚度放射狀延伸的隔片36。如箭頭所示，過濾的熔融態聚合物37經過過濾材料34后，通過多孔板33、護圈32處，再通過轂環35后會集在中央支柱38內，送往下一工序。雖然在本實施例中隔片36作為單獨的部件設置，但也可使轂環35帶有隔片的功能。
在本實施例中，上述護圈32由本發明的濾板用支撐板構成。在圖11中示出了護圈32(濾板用支撐板)的模壓成形的圖案，圖12表示模壓成波形的支撐板32的部件放大的斜視圖。
在圖11中，涂黑的部分表示從支撐板32的表面側可以看見的情況，即凸狀彎曲突出的部分。在后面的圖13～15中也相同。
波形39的模壓成形如下進行。如圖12所示，壓成在濾板厚度方向交替地形成紋波且大體沿濾板的周向X-X方向延伸的波形部分39，且多條波形在濾板的徑向Y-Y互相鄰接(即鄰接連接狀態)。在本實施例中，相互鄰接的波形部39的波形在濾板的周向大致以半個節距錯開。對錯開的節距比例沒有特別的限定，例如1/3節距、1/4節距等，可以設定任意的比例。圖12中P表示1個節距。
在本實施例中，如圖11所示，多條波形部39對著濾板的中心O(支撐板32的中心)，也即對應于通過濾板中心O的濾板的半徑方向，以一定的角度，也即對濾板的中心O成一定的角度大體沿濾板的周邊方向直線狀延伸。但是，直線狀延伸的波形部39的角度對應于濾板的中心O(也即對應于通過濾板中心O的濾板的半徑方向)也可采用與上述角度不同的角度。
因此，先在上述延伸的方向以預定的一定的圓周角在區域A1中壓成波形部39，然后在相鄰的圓周角區域A2中以同樣的模壓成形方法壓成同一圖案的波形部39。按此順序進行，直到在支撐板的全周形成波形部39。
與上述圓周角區域的中心對應的圓周角可在10～90°范圍內任意設定，從容易依次進行成形加工和模壓成型的容易性考慮，20～60度是合適的。在圖11中設定的約為30度。
在圖11中形成的波形部的圖案中，波形部39波形的節距在形成波形的整個區域大致是相同的。
而且，在圖11中，為了在各圓周角區域的邊界線上也壓成波形部39，在該邊界線上的凸部或凹部即再現在其中途半端的原本形成的部位。以這種形態在邊界線上或其附近形成的波形雖然可以與相鄰圓周角區域形成的波形部分連接，但為了防止在邊界線上或其附近發生邊界線兩側圓周角區域內形成的波形39互相矛盾或不相配，提出如下的方法。
首先，可用使沿邊界線有較小寬度的不成形帶(非模壓加工帶)的方法。另一種方法是，在一個圓周角區域的邊界線形成波形的凸部或凹部時，該凸部或凹部可以越過邊界線延伸，直到形成完整的凸部或凹部，與此不同，在鄰接的圓周角區域，在越過上述邊界線形成的凸部或凹部對應的位置進行預定的凸部或凹部的成形，也就是說，在鄰接的圓周角區域從離開分界線的位置開始模壓成形。
另外，圖13表示另一種成形圖案，在用一次模型模壓成形形成波形的一個圓周角區域A1中，從中間分成左右兩個區域B1和B2，在兩個分區B1和B2中，可以壓成對中心O成不同角度的大體沿濾板周向直線狀延伸的波形部分40a和40b。在圖13所示的例中，各個波形部40a和40b相對于中心O成八字形直線狀延伸，也可以成倒八字形。這樣形成的圖案中，結果在圓周角B1和B2中形成相對于中心O以不同角度延伸的波形部40a和40b。使用這種模型，與后面的實施例相同，依次在A2區域及其后的區域進行模壓成形。
在這種成形圖案中，在一個圓周角區域A1中，在濾板徑向通過波形部40a(區域B1)和波形部40b(區域B2)的聚合流可以左右對稱地均勻流動。
圖14表示另一種成形圖案。
在該實施例中，支撐板32的波形部的波形間距在外徑側形成的波形部41a中與內徑側形成的波形部41b中是相互不同的。在該實施例中，內徑側波形部41b的波形間距大于外徑側波形部41a，也可以反過來。間距的變化在上例中分為兩段，也可以分成3段以上。
在支撐板32處(護圈32處)，如圖10所示，通過過濾材料32的聚合物從外徑側向內徑側集中，在內徑側聚合物流量變大。由于內徑側波形部41b的波形間距變大，可使內徑側各個波形形成的各個流道的寬度變大，可以減小由于內徑側聚合物流量增大造成的阻力。
圖15表示又一種成形圖案。在本實施例中，多條波形部42在濾板的周向成同心圓狀延伸。在每個圓周角區域A1、A2中，波形部42以同心圓弧狀沿濾板周向延伸。因此，為了使鄰接波形部42的凸部和凹部依次形成的聚合物通道指向中心O方向，波形部42的波形間距向中心方向逐漸變小。
在這種成形圖案中，聚合物的流向精確地指向中心O的方向。
另外，在上述在各圓周角區域依次模壓成形的方法之外，也可以用環狀延伸、直徑互異的多個模型沿濾板的徑向依次模壓成形各波形部。在這種方法中，也可用各模型一列一列地模壓成形波形部，還可以一次幾列地模壓成形。
另外，如圖16所示，也可在濾板的徑向大體互相鄰接的兩個波形部43、43之間用部件44構成沒有波形的部分。在圖16所示的例中，不形成波形的部分44成環形帶狀延伸。這個環狀部分44的寬度為1-3mm為宜。由于在該波形中多設了該沒有波形的環狀部分44，以所定形狀模壓成形波形部43就變的更容易了。
再者，在上述各實施例中，模壓成形波形部時，雖然可以單靠模壓加工(即只有模壓工序)形成所定形狀的波形部，但最好在圓板狀平板部件上用蝕刻等方法形成沿周向斷續延伸的切口(用來形成波形部的切口)，然后，將切口間的部分模壓成基本上沿周向延伸的波形部分。總之，模壓成形的任務只是得到更好的波形。用這種成形方法，可以形成更高精度的波形部。
波形部的壓模圖案可以采用上述各種，在圖10～12的實施例中說明了其作用和效果。
如圖12所示，錯開半個節距互鄰的波形部39的凸部與鄰接的凹部形成徑向Y-Y內側延伸的聚合物通道。
通過過濾材料32和過濾材料支撐體33的聚合物由支撐板32(護圈32)的上下兩側按箭頭所示很容易地流入支撐板32內。因此，很容易沿著如上形成的通向徑向內側的聚合物通道順利地流動。在向徑向內側流動時，由于阻力僅為支撐板32的厚度部分，沿上述聚合物通道方向流動時具有很好的方向性，與圖22所示結構相比，壓力損失是極小的。例如，在支撐板厚2.5mm的情況下，本發明的板厚為0.5～0.7mm就已足夠了，而過去的金屬網結構中網絲直徑為1.3～1.5mm。所以，相對于全厚的死區的比例，在本發明中是極小的。
另外，如圖12的箭頭所示，在向上述徑向內側的聚合物通道中流動時，可以分流并在鄰接的聚合物通道間自由地出入。由于這種聚合物的自由出入，得到了較好的靜態混合效果，聚合物由支撐板32向支柱38方向集中時，自然會發生均勻的混合。而且，當設定互鄰的波形部錯開1/3節距或1/4節距時，得到更佳的靜態混合效果。
另外，多條波形部39的波形的凸部及凹部如圖11所示成交錯狀配置，從一側看是凹部的部位，從另一側看即為凸部。也就是說，在支撐板32兩側凸部是交錯配置的。在兩側面突出的凸部在達到支撐板32必要的厚度時，形成了對配置在兩過濾材料支撐體33的支撐面。
在圖22所示的金屬網護圈102中，波形彎曲的各金屬絲與過濾材料支撐體103的接觸點基本上為點接觸，因此接觸點的局部應力很高。而在本發明中，由于波形部39成為帶狀延伸的波形，與過濾材料支撐體33的接觸支撐部分接近于線接觸。所以，比圖22所示的結構大大降低了局部應力，能對從上下面負荷壓力產生的局部變形發揮極高的屈服強度。
由于波形部39的每個凸部都發揮了高屈服強度，當該凸部如圖11所示交錯地設有多個時，作為支撐板32的整體即可發揮極高的耐壓強度。
因此，在用模壓手段形成多條波形部39時，由于鄰接的波形部39由波形的某部位連結成為一個整體，各波形部39的強度互相補充，因而整個支撐板32具有更高的耐壓強度。
在圖11及圖13～15所示的模壓成形圖案中，采用的方法是用預定的圖案依次在圓周角區域A1、A2中進行模壓成形，以致在所有圓周角區域形成波形部的支撐板32成為一個整體。然而，由于作為護圈的支撐板32設在過濾部件31的內層，因此也可以在周向分成多塊構成。例如，可以分別使上述圓周角區域A1、A2及隨后的區域形成扇形部件，并對其進行圓板狀配置。
另外，在上述實施例中，雖然將支撐板32用作設置在過濾部件31最內層的護圈，但也可以用作過濾材料支撐體兼護圈。
例如，如圖17所示，在作為過濾材料支撐體兼護圈的支撐板50的兩面側直接支撐過濾材料34，可使支撐板50同時具有過去結構的過濾材料支撐體和護圈兩種功能。也就是說，本發明的濾板用支撐板具有極高的耐壓強度，同時密切交密錯地設置波形的凸部而形成上述較大的接觸表面，因而可以形成作為整個支撐板所要求的平面性良好的平表面，并可以合并這種過濾材料支撐體和護圈的功能。
此外，本發明的濾板用支撐板可以用來與上述特定的低壓力損失的轂環結構組合使用，或者與轂環構成一個整體。
圖18示例性表示本發明的支撐板32與圖1所示那種轂環61組合而成的濾板60。
在圖18中，在支撐板32的內周處配置的轂環61由以所定間隔對向配置的上下一對環狀平板形壓板62a和62b及在兩壓板62a、62b之間環狀延伸的支撐部件63所構成。在支撐部件63中，在轂環周向相互間隔地設有多個垂直于一對壓板62、62b并在該壓板62a、62b之間沿轂環徑向(半徑方向)延伸的支撐片63。該多個支撐片63a在該支撐片63的轂環外徑側與環狀片63b相連接。另外，64表示裝在多層轂環之間的隔片。
上述轂環可以上述同樣的方法制成，而且在轂環部分得到上述效果。另外，該轂環可以與本發明的濾板用支撐板組合成一個整體。由于兩者均優先選用不銹鋼材料，例如如圖19所示，可以用不銹鋼圓板狀材料形成由支撐板32和轂環支撐部件63組成的整體70。
在圖19中，在有上述波形部39的支撐板32的內周側整體形成由支撐片63a和環狀片63b構成的支撐部件63。波形部39用模壓成形，而支撐片53a可如前所述由扭轉90°加工而成。
由于這種一體化減少了作為過濾部件的件數，當多數過濾部件組合時，這種組合就更加容易了。
再者，壓板62a、62b也可以通過點焊等方法與支撐部件63成為一體，從而提高其組合性和操作性。
圖20和21表示本發明另一實施例的濾板用支撐板及其制造方法。
在本實施例中，如圖20所示，在圓板狀平板件81上沿周向X-X刻設多個沿徑向Y-Y延伸的長孔82，并在圓板狀平板部件81的徑向Y-Y設置多列環狀的長孔82系列，位于各長孔82之間的部分83向圓板狀平板部件81的板面扭轉大約90°，形成由該板面向上下方向垂直立起的立片84(圖21)。在周向X-X及徑向Y-Y上設置多個這樣形成的立片84，就形成了濾板用支撐板85。
在本實施例中，長孔82在其縱向的兩端形成直徑大于長孔中間部分82a寬度的圓孔82b，以使上述立片84的扭轉成形更容易進行。但是，沒有這樣的圓形孔82b的通常形狀的長孔也行。而且，除長孔外，單單切成縫隙(切口)也可以。
另外，當在支撐板85上同心圓狀地設置立片84時，位于支撐板85徑向互鄰的立片84之間的環狀帶部分86(圖20)最好在支撐板85的厚度方向交錯地成為波紋狀。這時，從支撐板85向上及向下算起的立片84的高度最好與從支撐板85向上及向下算起的環狀帶86的波紋高度一致。在這樣的結構中，支撐板85的強度可以進一步提高，當上述立片部84彎轉成形時，還可以防止環狀帶部分86發生不希望的變形。
在這種類型的濾板用支撐板中，材料也優選不銹鋼。
此外，可以使支撐板85和上述轂環作為組合件使用，也可以將兩者構成一個整體。
因此，即使用這種由多個立片84形成的濾板用支撐板，也可以構成低壓力損失、高耐壓和高性能的濾板。圖1是用本發明一個實施例轂環的濾板的一部分立體斜視圖。
權利要求
1．設置在一圓板狀濾板內部的支撐板的制造方法，該圓板狀濾板在其表面部分具有過濾介質，所述方法包括以下步驟在一環狀板上成形出多個長孔，每個所述長孔之間有間隔并沿著所述環狀板的徑向延伸，所述多個長孔配置在(a)所述環狀板的周向上，及(b)所述環狀板的徑向方向，以多個環形系列的形式存在；其中每個所述長孔形成縱向延伸的長縫，在兩端部具有圓孔，所述圓孔的直徑大于所述長縫的中央部分的寬度；通過將相應各對所述長孔之間的部分以相對所述環狀板的一底板部分大致成90°的角度進行扭轉，形成多個從所述底板部分的上和下表面垂直于所述底板部分延伸出的立片。
全文摘要
設置在一其表面部分具有過濾介質的圓板狀濾板內部的支撐板的制造方法,包括以下步驟:在一環狀板上成形出多個長孔,每個長孔之間有間隔并沿著環狀板的徑向延伸,所述多個長孔配置在(a)環狀板的周向上,及(b)環狀板的徑向方向,以多個環形系列的形式存在;其中每個長孔形成縱向延伸的長縫,在兩端部具有直徑大于長縫的中央部分的寬度的圓孔;通過將相應各對長孔之間的部分以相對環狀板的一底板部分大致成90。的角度進行扭轉,形成多個從底板部分的上和下表面垂直于底板部分延伸出的立片。
文檔編號B01D25/00GK1307919SQ00124188
公開日2001年8月15日 申請日期2000年8月15日 優先權日1994年3月23日
發明者安江章一, 村上惠一 申請人:長瀨產業株式會社, 株式會社東海彈簧制作所