專利名稱：筒式過濾器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于過濾流體的管狀過濾器和一種制造所述過濾器的方法以及一種過濾流體的方法。
背景技術：
傳統地，已有的適合于從流體中過濾顆粒的流體過濾器是表面型過濾器，即過濾僅發生在流體初次進入元件處的元件外表面。對于非常精細的表面型過濾器元件，顆粒趨于積聚在外表面，從而裝載過濾器元件并切斷了通過該元件的流體流動。結果，過濾減弱而且元件必須比期望的更經常地更換。對于高粘性流體例如油、特別是機油來說，這已經是突出的問題。為了減輕這個表面堆積問題，已開發了紗線纏繞在管狀線軸上的所謂線繩/紗線纏繞過濾器。這些過濾器具有流體一直沿著纏繞的紗線的厚度過濾的優點。這樣的紗線纏繞過濾器的例子由 EP 0489157,US 5, 552, 065,US4, 761, 231,US 5, 772, 952,FR 2097502和 TO 2007/015643 可知。
發明內容
一個目的是提供一種可供選擇的紗線纏繞過濾器，其特別有利于從石油化學流體(例如油)中過濾顆粒。按照本發明，上述和其他目的由本發明的第一方面實現，本發明的第一方面涉及一種過濾器，包括具有多個孔和中空內部的管狀芯，所述芯具有與中空內部流體連通的開口端，一段紗線以連續的至少三層圍繞芯的外表面纏繞，其中最接近芯的表面的第一層包括至少5個紗線線圈，第二層包 括至少6個紗線線圈并且第三層包括至少10個紗線線圈，其中兩個連續層按照不同的纏繞方式纏繞。申請人:進行的研究表明這種以紗線的分層結構構造過濾器的特定方式對于從石油化學流體(尤其是油)過濾顆粒特別有效，而不使用過大壓力而僅僅在引擎、動力傳輸裝置(例如液壓裝置、齒輪、閥等)通常使用的壓力下使流體自由地流過過濾器，其中紗線按照對于兩個連續層不同的纏繞方式纏繞在管狀芯上，并且其中各層在上述的第一、第二和第三層中由最小數量的線圈構成，其中顆粒直徑或平均粒度在從0.5 i! m到50 i! m范圍內。管狀芯的形狀優選圓柱形，并且其優選由塑料或金屬制造。在一個實施方式中，紗線纏繞于其上的管狀芯適合于沿著其縱軸線彎曲為曲線形狀。這樣，有利于過濾器可繞角或不與嚴格的圓柱形狀相容的其他結構彎曲。在本發明的一個實施方式中，三層中的每層都按照不同于其他層的纏繞方式的纏繞方式纏繞。從而實現這樣的過濾器，其中每層從流體中主要過濾直到某一大小的顆粒。如此，允許更有效地利用為了過濾目的過濾器的總體積。第一層包括優選小于20個紗線線圈。在一個實施方式中，第二層包括優選小于25個紗線線圈。在另一個實施方式中，第三層包括優選小于35個紗線線圈。在優選實施方式中，第一層包括7至14個紗線線圈。在另一個優選實施方式中，第二層包括8至14個紗線線圈，并且在另一個優選實施方式中，第三層包括14至24個紗線線圈。為了有利于流體通過過濾器的良好流動而不使用過大壓力，三層中的每層包括優選小于50-70個紗線線圈。提供特定的纏繞方式的一種方法是利用特定的纏繞角度，并且申請人發現如果第一層紗線以相對于與管狀芯平行的軸線大于60度的角度圍繞芯的外表面纏繞是有利的。在本發明的另一個有利的實施方式中，第二層紗線以相對于與管狀芯平行的軸線大于55度的角度圍繞芯的外表面纏繞，并且在本發明的另一個實施方式中，第三層紗線以相對于與管狀芯平行的軸線大于50度的角度圍繞芯的外表面纏繞。優選的,對于兩個連續層,紗線圍繞芯纏繞的角度是不同的，以有利于形成能夠捕獲不同大小的顆粒的纏繞方式。優選的，紗線包括天然纖維和合成纖維的混合物。由于天然纖維是親水的，而合成纖維一般是疏水的，因此紗線由天然纖維和合成纖維的混合物制成的過濾器具有額外的好處，即除了能從流體中過濾顆粒，而且水能被紗線吸收并從流體中濾出而不用加熱過濾器。在優選實施方式中，天然纖維選自包括棉花和/或羊毛的纖維中，而合成纖維選自包括任何下列材料的纖維:丙烯腈，聚酯，亞麻，聚酰胺，醋酸酯和/和粘膠。棉花和羊毛是便宜的天然纖維，易于與任何或多種的上述合成纖維混合。從而有利于形成用于過濾器的有效而便宜的紗線。本發明的一個實施方式中，紗線包括小于40%的天然纖維。另一個實施方式中，紗線包括超過17%的丙烯腈。在另一個實施方式中，紗線包括超過12%的聚酯，并在另一個實施方式中，紗線包括超過12%的亞麻。優選的，紗線包括小于2%的聚酰胺或在3%至15%之間的聚酰胺或在5%至9%之間的聚酰胺。
可選擇的或除了上述另外的，紗線可包括超過I %的醋酸酯或在1%至10%之間的醋酸酯，或在I %至6%之間的醋酸酯或在2%至4%之間的醋酸酯或在I %至2.5%之間的醋酸酯。在可供選擇的實施方式中，紗線包括超過I %的粘膠，或在1%至10%之間的粘膠，或在1%至5%之間的粘膠，或在1%至3%之間的粘膠。本發明的第二個方面涉及一種過濾器，包括具有多個孔和中空內部的管狀芯，所述芯具有與中空內部流體連通的開口端，一段紗線以連續的至少三層圍繞芯的外表面纏繞，至少三層中的至少兩個層按照不同的纏繞方式纏繞，紗線包括天然纖維和合成纖維的混合物，其中天然纖維構成小于40%的紗線，并且剩余的構成由一種或多種下列合成材料制成的纖維或纖維混合物:丙烯腈，聚酯，亞麻，聚酰胺，醋酸酯。通過提供層狀過濾器，其中紗線由天然纖維和合成纖維的混合物制成，獲得的過濾器對于從例如油的石油化學流體中過濾直徑或平均粒度在0.5 i! m至50 i! m之間的顆粒特別有效，其中天然纖維構成小于(紗線的)40%，合成纖維由任何上述合成材料制成。在本發明的第二個方面的一個實施方式中，紗線包括超過17%的丙烯腈。在第二個方面的另一個實施方式中，紗線包括超過12%的聚酯，并在另一個實施方式中紗線包括超過12%的亞麻。優選的，按照第二個方面的過濾器使用的紗線包括小于2%的聚酰胺，或在3%至15 %之間的聚酰胺，或在5 %至9 %之間的聚酰胺。可選擇的，或除了上述，按照第二個方面的過濾器使用的紗線可包括超過1%的醋酸酯，或在I至10%之間的醋酸酯，或在I至6%之間的醋酸酯，或在2%至4%之間的醋酸酯，或在1%至2.5%之間的醋酸酯。在第二個方面可供選擇的實施方式中，紗線包括超過1%的粘膠，或在1%至10%之間的粘膠，或在I %至5 %之間的粘膠，或在I %至3 %之間的粘膠。在本發明第二個方面的優選實施方式中，天然纖維由棉花或羊毛或棉花和羊毛的混合物制成。第二個方面的過濾器的優選實施方式中，最接近芯的表面的第一層包括至少5個紗線線圈，第二層包括至少6個紗線線圈，并且第三層包括至少10個紗線線圈，其中兩個連續層按照不同的纏繞方式纏繞。在本發明第二個方面的一個實施方式中，三層中的每層都按照不同于其他層的纏繞方式的纏繞方式纏繞。因此實現過濾器中每層從流體中主要過濾直到某一大小的顆粒。如此，允許更有效的利用用于過濾目的的過濾器的總體積。在本發明第二個方面的另一個實施方式中，第一層包括優選小于20個紗線線圈。在第二個方面的另一個實施方式中，第二層包括小于25個紗線線圈，并且在本發明第二個方面的進一步的實施方式中，第三層包括小于35個紗線線圈。在本發明第二個方面的優選實施方式中，第一層包括7至14個之間的紗線線圈。在本發明第二個方面的另一個優選實施方式中，第二層包括8至14個之間的紗線線圈，并且在本發明第二個方面的另一個優選實施方式中，第三層包括14至24個之間的紗線線圈。為了有利于 流體通過過濾器的良好流動而不使用過大壓力，本發明第二個方面的過濾器的三層中的每層包括優選小于50-70個紗線線圈。提供特定的纏繞方式的一種方法是利用特定的纏繞角度，并且申請人發現如果根據第二方面的過濾器的第一層紗線以相對于與管狀芯平行的軸線大于60度的角度圍繞芯的外表面纏繞是有利的。在本發明第二方面的另一個有利的實施方式中，第二層紗線以相對于與管狀芯平行的軸線大于55度的角度圍繞芯的外表面纏繞，并且在本發明第二方面的另一個實施方式中，第三層紗線以相對于與管狀芯平行的軸線大于50度的角度圍繞芯的外表面纏繞。優選的，對于兩個連續層，紗線圍繞芯纏繞的角度是不同的，以有利于形成能夠捕獲不同大小的顆粒的纏繞方式。在本發明任何方面的優選實施方式中，在三層中的至少兩層中，紗線以不同的纏繞阻力圍繞芯的外表面纏繞。因此提供一種改變不同層中的紗線密度的簡單方法。這影響流體通過層的流動，因此影響顆粒沉積在不同層上的方式。在本發明任何方面的特別優選的實施方式中，第一和第三層的紗線以大于用于第二層的纏繞阻力的纏繞阻力圍繞芯的外表面纏繞。因此，一定壓力下的流體在通過流動介質時將首先遇到較大阻力，然后較小阻力，然后又是較大阻力。當通過過濾介質(紗線層)時，這也有首先減速流體，然后加速流體，然后又減速流體的效果。通過適當的調整纏繞阻力，過濾器可設計為特別有效地從流體中過濾特定尺寸的顆粒，這意味著過濾器可優化用于特定用途，該特定用途中某一大小的顆粒存在問題。在本發明的任何方面的另一個優選的實施方式中，第一層(最接近芯)紗線以大于用于第二層的纏繞阻力的纏繞阻力圍繞芯的外表面纏繞，并且其中第三層紗線以大于用于第二層的纏繞阻力的纏繞阻力圍繞芯的外表面纏繞。因此使得實施方式中流體在流過過濾介質(紗線層)期間對于其通過的每層越來越減速。根據本發明任何方面的優選實施方式，管狀芯的外表面被流體可滲透的片覆蓋，該片覆蓋芯至少一次，該片位于芯的外表面和第一層紗線之間。該片優選是一片織物，優選是緊密編織的織物。根據本發明任何方面的實施方式，過濾器可進一步包括完全包圍管狀芯和紗線的外殼。外殼進一步包括與管狀芯的中空內部流體連接的第一開口，和與紗線層流體連接的第二開口。優選的，第二開口作為流體進口，并且第一開口作為流體出口。因此獲得適于與動力傳輸系統連接安裝的整裝裝置，動力傳輸系統例如引擎、液壓裝置、齒輪、閥等等。此夕卜，該整裝裝置可用作旁路過濾器，用于在已經存在的設施和動力傳輸系統中提供額外的過濾。外殼優選用金屬制造。為了例如當其磨損時有利于容易更換過濾器，而不用更換整個外殼，外殼可包括容器和可移除的附接在容器上的帽。在本發明的任何方面的實施方式中，第一開口位于帽內并且第二開口位于容器內，以及在另一個實施方式中，第二開口位于帽內并且第一開口位于容器內。然而，在本發明任何方面的優選實施方式中，第一和第二開口都位于帽內。因此使得實施方式中過濾器可以簡單的方式替換，而不用拔開外殼的第一和第二開口中的一個或兩者。例如容器可僅旋擰開帽并替換過濾器。可替換的，第一和第二開口都位于容器內。根據本發明任何方面的實施方式，紗線覆蓋的芯的縱向延伸在從管狀芯的外表面測量的層的總徑向厚度的5-10倍之間。任何特定情況下選擇的尺寸可根據需要的容量而選擇，即每小時需要過濾多少流體。例如,本發明任何方面的具有在24cm至30cm之間的縱向延伸的過濾器，將適于過濾高達250`-5001/h(升/小時)，而具有在45cm至60cm之間的縱向延伸的過濾器，將適于過濾高達1000-15001/h。本發明第三個方面涉及一種制造過濾器的方法，其中該方法包括以下步驟-在纏繞機中安裝具有多個孔和中空內部的管狀芯，所述芯具有與中空內部流體連通的開口端，-以纏繞機控制的速率轉動芯。這例如可由人工完成或以預編程的速率完成，-通過頭部向芯供給紗線，使得紗線纏繞在芯的外表面，-沿著芯的縱軸線前后移動頭部，-通過在各層之間改變芯的轉動速度和/或頭部的運動速度，將包括至少5個紗線線圈的第一層、包括至少6個紗線線圈的第二層以及包括至少10個紗線線圈的第三層紗線纏繞在芯上。本發明第三個方面的方法可進一步包括按照不同于其他層的纏繞方式的預編程纏繞方式纏繞三層中的每層的步驟。在本發明第三個方面的方法的一個實施方式中，可進一步包括在第一層纏繞小于20個紗線線圈的步驟。本發明第三個方面的方法的另一個實施方式中，可進一步包括在第二層纏繞小于25個紗線線圈的步驟。在本發明第三個方面的方法的另一個實施方式中，可進一步包括在第三層纏繞小于35個紗線線圈的步驟。
在本發明第三個方面的方法的優選實施方式中，可進一步包括在第一層纏繞7至14個紗線線圈的步驟。在本發明第三個方面的方法的另一個優選實施方式中，可進一步包括在第二層纏繞8至14個紗線線圈的步驟。在本發明第三個方面的方法的另一個優選實施方式中，可進一步包括纏繞14至24個第三層的紗線線圈的步驟。優選的，本發明第三個方面的方法可包括在三層中的每層纏繞小于50-70個紗線線圈的步驟。在本發明第三個方面的方法的一個實施方式中，可進一步包括以相對于與管狀芯平行的軸線大于60度的角度、圍繞芯的外表面纏繞紗線的第一層的步驟。在本發明第三個方面的方法的另一個實施方式中，可進一步包括以相對于與管狀芯平行的軸線大于55度的角度、圍繞芯的外表面纏繞紗線的第二層的步驟。在本發明第三個方面的方法的另一個實施方式中，可進一步包括以相對于與管狀芯平行的軸線大于50度的角度、圍繞芯的外表面纏繞紗線的第三層的步驟。在本發明第三個方面的方法的一個實施方式中，紗線可包括天然纖維和合成纖維的混合物。優選的，天然纖維選自包括棉花和/或羊毛的纖維，并且其中合成纖維選自包括任何下列材料的纖維:丙烯腈，聚酯，亞麻，聚酰胺，醋酸酯和/或粘膠。本發明第三個方面的方法的特別的實施方式中，紗線包括小于40%的天然纖維。在本發明的第二個方面的一個實施方式中，紗線包括超過17%的丙烯腈。在第二個方面的另一個實施方式中，紗線包括超過12%的聚酯，并在另一個實施方式中紗線包括超過12%的亞麻。優選的，按照第三個方面的方法使用的紗線包括小于2%的聚酰胺或在3%至15 %之間的聚酰胺或在5 %至9 %之間的聚酰胺。可選擇的，或除了上述，按照第三個方面的方法使用的紗線可包括超過1%的醋酸酯或在1%至10%之間的醋酸酯，或在1%至6%之間的醋酸酯或在2%至4%之間的醋酸酯或在1%至2.5%之間的醋酸 酯。在第三個方面的方法可供選擇的實施方式中，紗線可包括超過I %的粘膠，或在I %至10 %之間的粘膠或在I %至5 %之間的粘膠或在I %至3 %之間的粘膠。在本發明第三個方面的方法中使用的紗線的優選實施方式中，天然纖維由棉花或羊毛或棉花和羊毛的混合物組成。本發明第三個方面的方法可進一步包括通過相對于管狀芯的轉動速度改變通過頭部供給紗線的速度而改變紗線的纏繞阻力的步驟。在本發明第三個方面的方法的優選實施方式中，在芯的外表面纏繞紗線的步驟采用在三層中的至少兩層以不同的纏繞阻力完成。優選的，圍繞芯的外表面纏繞第一和第三層的紗線的步驟以大于用于第二層的纏繞阻力的纏繞阻力進行。在本發明第三個方面的優選實施方式中，該方法可進一步包括圍繞芯的外表面以大于用于第二層的纏繞阻力的纏繞阻力纏繞第一層紗線，并圍繞芯的外表面以大于用于第三層的纏繞阻力的纏繞阻力纏繞第二層紗線的步驟。本發明第三個方面的另一個優選實施方式中，該方法可包括在芯上纏繞紗線的步驟之前，用流體可滲透的片覆蓋管狀芯的至少部分外表面的步驟。本發明第四個方面涉及一種過濾流體的方法，包括以下步驟:
-引導流體通過包括至少三層纏繞在管狀芯外表面的紗線的過濾器，進入芯的中空內部，其中，最接近芯的表面的第一層包括至少5個紗線線圈，第二層包括至少6個紗線線圈并且第三層包括至少10個紗線線圈，以及其中至少三層中的至少兩層按照不同的纏繞方式纏繞。在本發明第四個方面的優選實施方式中，該方法可使用按照本發明的任何其他方面的實施方式的過濾器。
可通過參考說明書剩余部分和附圖進一步理解本發明的性質和優點。在下面，將參考附圖更加詳細地解釋本發明的優選實施方式，其中:圖1示出具有多個孔的管狀芯，圖2示出本發明一個方面的過濾器的實施方式，圖3示出本發明一個方面的過濾器的實施方式的橫截面，圖4不出安裝在外殼中的本發明一個方面的過濾器的實施方式的橫截面，圖5示出本發明一個方面的過濾器的實施方式的部分縱向橫截面視圖，圖6示出本發明一個方面的過濾器的實施方式的另一個橫截面視圖，圖7示出位于纏繞機中的管狀芯，以及
圖8示出制造本發明一個方面的過濾器的方法的實施方式。
具體實施例方式現在將參考附圖更充分地描述本發明，附圖示出了本發明示例性的實施方式。然而，本發明可以不同形式實現并且不應被理解為限于此處說明的實施方式。相反地，提供這些實施方式使得本公開詳細和完整，并且向本領域技術人員充分地傳達本發明的范圍。同樣的附圖標記在所有附圖中表示同樣的部件。因此不會在每幅附圖的說明中都對相同的部件進行詳細描述。圖1示出具有多個孔4、中空內部8和雙箭頭6表示的縱向延伸的管狀芯2。管狀芯2具有紗線可纏繞其上的外表面16。圖示的芯2具有大致圓柱形形狀。然而，其他的形狀也可以想到。圖2示出本發明一個方面的過濾器10的實施方式。圖示的過濾器10包括圖1所示的、紗線12纏繞在其上的管狀芯2 (不可視)。紗線12的最外層以相對于與管狀芯2的縱向延伸平行的軸線14的角度\纏繞在管狀芯2上。圖示情況下，軸線14是管狀芯2的對稱軸線。圖3示出本發明一個方面的過濾器10的實施方式的橫截面。圖示的過濾器10包括具有多個孔4和中空內部8的管狀芯2。管狀芯2具有與中空內部8流體連通的開口端
18。一段紗線12圍繞管狀芯2的外表面16纏繞連續的三層11、13和15，其中最接近管狀芯2外表面16的第一層11包括至少5個紗線12線圈。第二層13包括至少6個紗線12線圈并且第三層15包括至少10個紗線12線圈。三層11、13和15中的至少兩個連續層按照不同的纏繞方式纏繞。第一層11包括優選小于20個紗線12線圈。在一個實施方式中，第二層13包括小于25個紗線12線圈。在另一個實施方式中，第三層15包括小于35個紗線12線圈。優選的，第一層11包括7至14個的紗線12線圈。在另一個優選實施方式中，過濾器10的第二層13包括8至14個的紗線12線圈，并且在另一個優選實施方式中，第三層15包括14至24個紗線12線圈。為了促進穿過過濾器10的良好的流體流動而不施加過大壓力，三層11、13和15中的每層包括優選小于50-70個紗線12線圈。在圖示的過濾器10提供特別的纏繞方式的一種方法是通過使用特別的纏繞角度入。申請人發現，如果紗線12的第一層11以相對于與管狀芯2的縱向延伸平行的軸線14的大于60度的角度\圍繞管狀芯2的外表面16纏繞，這將是有利的。在本發明的另一個有利的實施方式中，紗線12的第二層13以相對于與管狀芯2的縱向延伸平行的軸線14的大于55度的角度\圍繞管狀芯2的外表面16纏繞，并且在本發明的另一個實施方式中，紗線12的第三層15以相對于與管狀芯2的縱向延伸平行的軸線14的大于50度的角度入圍繞管狀芯2的外表面16纏繞。優選的，對于兩個連續層11和13或13和15，紗線12圍繞管狀芯2纏繞的角度\是不同的，以利于纏繞方式可以捕獲不同大小的顆粒。在本發明的過濾器10的另一個(未示出)的實施方式中，過濾器10可包括附加層，例如圖示的3層U、13和15的層結構可重復適當的次數。圖4示出安裝在外殼17中的過濾器10的橫截面。外殼17進一步包括與管狀芯2的中空內部8流體連接的第一開口 22，和與紗線12的層(未明示)流體連接的第二開口24。優選第二開口 24作為流體進口，并且第一開口 22作為流體出口。因此獲得適于與動力傳輸系統連接安裝的整裝裝置，動力傳輸系統例如引擎、液壓裝置、齒輪、閥等等。此外，該整裝裝置可用作旁路過濾器，用于在已經存在的設施和動力傳輸系統中提供額外的過濾。外殼17優選用金屬制造。為了有利于例如當其磨損時容易更換過濾器10，而且也不必更換整個外殼17，夕卜殼17可包括容器23和可移除地附接在容器23上的帽20。該可釋放的附接可例如由圖示的螺紋19提供。在圖示的實施方式中，第一 22和第二開口 24都位于帽20內。因此實現這樣的實施方式，其中過濾器10可以簡單的方式更換而不用拔開外殼17的第一 22和第二 24開口中的一個或兩者。例如容器23可僅旋動帽20并更換過濾器10。按照過濾器10的實施方式，覆蓋紗線12的管狀芯2的縱向延伸6是從管狀芯2的外表面16測量的層的總徑向厚度21的5-10倍。任何在具體情況下選擇的尺寸可根據需要的容量而選擇，即每小時需要過濾多少流體。例如,具有在24cm至30cm之間的縱向延伸6的過濾器10，將適于過濾高達250-5001/h (升/小時)，而具有在45cm至60cm之間的縱向延伸6的過濾器10，將適于過濾高達1000-15001/h。當流體、例如石油化學流體(如油)，通過外殼17的帽20內的第二開口 24進入外殼17時，將流入容器21的中空內部25。流體然后將沿著紗線12的總徑向厚度21流過紗線12的層(未明示)，并通過孔4進入管狀芯2的中空內部8。在流過紗線12的層(圖中未明示，但例如從圖3和6中可見)期間，流體中存在的顆粒被沉積在紗線12的層中。外殼17的帽20的第一開口 22通過管狀芯2的開口 端18與管狀芯2的中空內部8流體連接。外殼17可例如連接到現有技術中的蒸餾室。
圖5示出本發明的過濾器10的實施方式的部分縱向橫截面視圖。圖示是具有多個孔4的管狀芯2的一部分。紗線12以多層的形式(未示出)圍繞管狀芯2的外表面16纏繞，其中僅圖示第一層的頭兩個線圈。紗線12包括多個纖維26、28和30 (其中為了增加圖的清晰度僅三個給出附圖標記)。優選的，紗線12包括天然纖維和合成纖維的混合物。例如圖示的實施方式中，纖維26和30可為天然的，而纖維28可為合成的。由于天然纖維26和30是親水的，而合成纖維28通常是疏水的，因此紗線12由天然的(26和30)和合成(28)纖維兩者的混合物制成的過濾器10具有額外的好處，即除了能夠從流體中過濾顆粒，同時水可被紗線12吸收并從流體中過濾而不用加熱過濾器。在優選實施方式中，天然纖維26和30選自包括棉花和/或羊毛的纖維，并且合成纖維28選自包括任何下列材料的纖維:丙烯腈，聚酯，亞麻，聚酰胺，醋酸酯和/或粘膠。棉花和羊毛是便宜的天然纖維，易于與任何或多種的上述合成纖維混合。從而獲得用于過濾器10的有效而便宜的紗線12。本發明的一個實施方式中，紗線12包括小于40%的天然纖維。另一個實施方式中紗線12包括超過17%的丙烯腈。在另一個實施方式中，紗線12包括超過12%的聚酯，并在另一個實施方式中紗線12包括超過12%的亞麻。優選的，紗線12包括小于2%的聚酰胺，或在3%至15%之間的聚酰胺或在5%至9%之間的聚酰胺。可選擇的，或除了上述的之外，紗線12可包括超過I %的醋酸酯或在I %至10%之間的醋酸酯，或在1%至6%之間的醋酸酯，或在2%至4%之間的醋酸酯，或在1%至2.5%之間的醋酸酯。在可供 選擇的實施方式中，紗線12包括超過I %的粘膠，或在I %至10 %之間的粘膠，或在1%至5%之間的粘膠，或在1%至3%之間的粘膠。圖6示出圖3所示的過濾器10的實施方式沿著虛線A切開，以更清楚地圖示紗線12的分層構造。圖示為具有多個孔4和中空內部8的管狀芯2。圍繞管狀芯2的外表面16示出紗線的第一層11，該第一層按照特定的纏繞方式圍繞管狀芯2纏繞。還圖示了紗線12的第二層13和第三層15。除了這些層11、13和15，在可選擇的實施方式中可提供附加層，如由層38和40表示的。圖7示出位于纏繞機42中的管狀芯2。管狀芯2相對于軸線14轉動，而紗線12通過頭部44供給給管狀芯2。管狀芯的轉動可由人工控制，但優選由纏繞機42或控制纏繞機42的計算機(未示出)自動控制。同時，頭部44在平行于軸線14的軌道46上以控制的速率往復運動(如雙箭頭48所示)。通過改變頭部44沿著軌道48運動的速度和/或管狀芯2相對于軸線14的轉動速度，從而改變纏繞方式。特別的，提供具有一定數量的紗線12線圈的紗線12的分層構造，并且對于每個或一些層具有一定纏繞方式。在圖示的實施方式中，從保持大量紗線12的紗線供給源50提供紗線12。在圖2-7中任何一個中示出的任何過濾器10的優選實施方式中，紗線12在三層(11、13和15)中的至少兩層以不同的纏繞阻力纏繞在芯2的外表面16周圍。因此供應一種改變不同層11、13和15中的紗線12的密度的簡單方法。這影響穿過層的流體的流動，因此影響顆粒沉積在不同層中的方式。在特別優選的實施方式中，第一層11和第三層15的紗線12以大于用于第二層13的纏繞阻力的纏繞阻力圍繞芯2的外表面16纏繞。因此一定壓力下的流體在通過過濾介質(紗線12的層)時將首先遇到較大阻力，然后較小阻力，然后又是較大阻力。當流體通過過濾介質(紗線12的層)時，這也具有首先減速流體，然后加速流體，然后又減速流體的效果。通過適當的調整纏繞阻力，過濾器10可設計為特別有效地從流體中過濾特定尺寸的顆粒，這意味著其可優化用于特定應用，在該應用中某一大小的顆粒存在問題。通過相對于管狀芯相對軸線14的轉動速度而改變紗線12通過頭部44供給的速度，可以調整纏繞阻力。這種纏繞阻力的調整優選由纏繞機42自動控制。在圖2-7中任何一個中示出的任何過濾器10的另一個實施方式中，第一層11 (最接近芯2)的紗線12以大于用于第二層13的纏繞阻力的纏繞阻力圍繞芯2的外表面16纏繞，并且其中第三層15的紗線12以大于用于第二層13的纏繞阻力的纏繞阻力圍繞芯2的外表面16纏繞。因此實現這樣的實施方式，其中流體在流過過濾介質(紗線12的層)期間對于其經過的每個層越來越減速。雖然未在任何圖中圖示，任何圖中所示的管狀芯12的外表面16也可被流體可滲透的片覆蓋，該片覆蓋管狀芯2的外表面16至少一次。因此該片位于芯2的外表面16和紗線12的第一層11之間。該片優選為一片織物，優選是緊密編織的織物。下面給出本發明一個方面的過濾器10的更詳細的實施例，其中實施例1在圖2-6中任何一個示出的過濾器10的優選實施方式中，第一層11包括成72度的角度入(雙向)纏繞在管狀芯2上的10-14個紗線12線圈，第二層13包括成68度的角度X (雙向)纏繞在管狀芯2上的12-14個紗線12線圈，并且第三層15包括成69度的角度入纏繞在管狀芯2上的21·-24個紗線12線圈。具體的，在過濾器10的上述優選實施方式中，第一層11可包括12個紗線12線圈，第二層13可包括14個紗線12線圈，并且第三層15可包括23個紗線12線圈。研究表明具體的實施例1中的過濾器10特別適合從石油化學流體(如油,例如機油)中過濾直徑或平均粒度為0.5 ii m-50 u m的顆粒。實施例1中縱向長度45-60cm的過濾器10具有高達1000L/h_1500L/h的流體過濾容量。實施例2在圖2-6中任何一個示出的過濾器10的另一個優選實施方式中，紗線12包括纖維混合物，該纖維混合物由5% -15%棉花、29% -35%丙烯腈、15% -16%亞麻、32% -37%聚酯、5% -6%聚酰胺和2.5% -4%醋酸酯制成。例如10%棉花、32%丙烯腈、16%亞麻、34%聚酯、5%聚酰胺和3%醋酸酯。實施例3在圖2-6中任何一個所不的過濾器10的另一個優選實施方式中，實施例1中的分層構造結合實施例2中使用的紗線12的成分使用。研究表明特定實施例3中的過濾器10甚至更適合從是由化學流體(如油，例如機油)中過濾直徑或平均粒度為0.5 y m-50 的顆粒。實施例3中縱向長度45-60cm的過濾器10具有高達1000L/h_1500L/h的流體過濾容量。實施例4
在圖2-6中任何一個示出的過濾器10的優選實施方式中，第一層11包括成72度的角度入(雙向)纏繞在管狀芯2上的超過6個紗線12線圈，第二層13包括成65度的角度入(雙向)纏繞在管狀芯2上的超過7個紗線12線圈，并且第三層15包括成68度的角度入纏繞在管狀芯2上的超過13個紗線12線圈。具體的，在過濾器10的上述優選實施方式中，第一層11可包括7個紗線12線圈，第二層13可包括8個紗線12線圈，并且第三層15可包括14個紗線12線圈。研究表明特定實施例4中的過濾器10特別適合從石油化學流體(如油，例如機油)中過濾直徑或平均粒度為0.5 ii m-40 u m的顆粒。實施例4中縱向長度24-30cm的過濾器10具有高達250L/h_500L/h的流體過濾容量。實施例5在圖2-6中任何一個示出的過濾器10的另一個優選實施方式中，紗線12包括纖維混合物，該纖維混合物由29 % -37 %棉花、17 % -25 %丙烯腈、12 % -13 %亞麻、15 % -30 %聚酯、3% -4%聚酰胺、I % -2%醋酸酯和1% -2%粘膠制成。例如35%棉花、22%丙烯腈、12%亞麻、25%聚酯、3%聚酰胺、I %醋酸酯和2%粘膠。實施例6在圖2-6中任何一個所不的過濾器10的另一個優選實施方式中，實施例4的分層構造結合實施例5中使用的紗線12的成分使用。研究表明特定實施例6中的過濾器10甚至更適合從石油化學流體(如油，例如機油)中過濾直徑或平均粒度為0.5 y m-40 的顆粒。實施例3中縱向長度24-30cm的過濾器10具有高達250L/h_500L/h的流體過濾容量。圖8示出圖2-6中任何一個圖示的過濾器10的制造方法的流程圖，其中該方法包括以下步驟:-在纏繞機42中安裝具有多個孔4和中空內部8的管狀芯2，如方塊54所示。-以由纏繞機42控制的速率轉動芯2，如方塊56所示。這個步驟56例如可由人工完成或以預編程的速率完成。-通過頭部44供給紗線12到芯2，使其纏繞在芯2的外表面16上，如方塊58所
/Jn o-沿著芯2的縱軸線14向前和向后移動頭部44，如方塊60所示。-在芯2上纏繞紗線12的第一層11，其包括至少5個紗線12線圈，如方塊62所
/Jn o-在芯2上纏繞紗線12的第二層13，其包括至少6個紗線12線圈，如方塊64所示，以及-在芯2上纏繞紗線的第三層15，其包括至少10個紗線12線圈，如方塊68所示。在每層11、13和15之間、即在每個步驟62，64和68之間，改變芯2的轉動速度和/或頭部44的運動速度。 圖8中流程圖示出的方法可進一步包括以下步驟，通過相對管狀芯2相對于軸線14轉動速度改變紗線12通過頭部44供給的速度而改變紗線12的纏繞阻力。附圖標記列表在下面給出本發明詳細說明中使用的附圖標記的列表。2管狀芯，4管狀芯中的孔，
6管狀芯的縱向延伸，8管狀芯的中空內部，10過濾器，11紗線的第一層，12 紗線，13紗線的第二層，14管狀芯的縱軸，15紗線的第三層，16管狀芯的外表面，17 外殼，18管狀芯的開口端，
19 螺紋，20 帽，21紗線的總徑向厚度，22外殼的第一開口，23 容器，24外殼的第二開口，25容器的中空內部，26天然纖維，28合成纖維，30天然纖維，38紗線的附加的可選擇的層，40紗線的附加的可選擇的層，42纏繞機，44 頭部，46 軌道，50紗線供給源，以及54-68方法步驟。
權利要求
1.一種過濾器，包括具有多個孔和中空內部的管狀芯，所述芯具有與中空內部流體連通的開口端，一段紗線以連續的至少三層圍繞芯的外表面纏繞，其中，最接近芯的表面的第一層包括至少5個紗線線圈，第二層包括至少6個紗線線圈，并且第三層包括至少10個紗線線圈，其中至少兩個連續的層按照不同的纏繞方式纏繞。
2.根據權利要求1的過濾器，其中，三層中的每層都按照不同于其他層的纏繞方式的纏繞方式纏繞。
3.根據權利要求1或2的過濾器，其中，第一層包括小于20個紗線線圈。
4.根據權利要求1，2或3的過濾器，其中，第二層包括小于25個紗線線圈。
5.根據任一前述權利要求的過濾器，其中，第三層包括小于35個紗線線圈。
6.根據任一前述權利要求的過濾器，其中，第一層包括7至14個之間的紗線線圈。
7.根據任一前述權利要求的過濾器，其中，第二層包括8至14個之間的紗線線圈。
8.根據任一前述權利要求的過濾器，其中，第三層包括14至24個之間的紗線線圈。
9.根據權利要求1或2的過濾器，其中，三層中的每層包括小于50-70個的紗線線圈。
10.根據任一前述權利要求的過濾器，其中，紗線的第一層圍繞芯的外表面以相對于與管狀芯平行的軸線大于60度的角度纏繞。
11.根據任一前述權利要求的過濾器，其中，紗線的第二層圍繞芯的外表面以相對于與管狀芯平行的軸線大于55度的角 度纏繞。
12.根據任一前述權利要求的過濾器，其中，紗線的第三層圍繞芯的外表面以相對于與管狀芯平行的軸線大于50度的角度纏繞。
13.根據任一前述權利要求的過濾器，其中，紗線包括天然纖維和合成纖維的混合物。
14.根據權利要求13的過濾器，其中，天然纖維選自包括棉花和/或羊毛的纖維，并且其中合成纖維選自包括任何下列材料的纖維:丙烯腈，聚酯，亞麻，聚酰胺，醋酸酯和/或粘膠。
15.根據權利要求13或14的過濾器，其中，紗線包括小于40%的天然纖維。
16.根據權利要求13，14或15的過濾器，其中，紗線包括超過17%的丙烯腈。
17.根據權利要求13-16中任一項的過濾器，其中，紗線包括超過12%的聚酯。
18.根據權利要求13-17中任一項的過濾器，其中，紗線包括超過12%的亞麻。
19.根據權利要求13-18中任一項的過濾器，其中，紗線包括小于2%的聚酰胺，或3%至15 %之間的聚酰胺，或5 %至9 %之間的聚酰胺。
20.根據權利要求13-19中任一項的過濾器，其中，紗線包括超過1%的醋酸酯，或1%至10%之間的醋酸酯，或1%至6%之間的醋酸酯，或2%至4%之間的醋酸酯，或1%至2.5%之間的醋酸酯。
21.根據權利要求13-20中任一項的過濾器，其中，紗線包括超過1%的粘膠，或1%至10%之間的粘膠，或1%至5%之間的粘膠，或1%至3%之間的粘膠。
22.一種過濾器，包括具有多個孔和中空內部的管狀芯，所述芯具有與中空內部流體連通的開口端，一段紗線以連續的至少三層圍繞芯的外表面纏繞，至少三層中的至少兩個層按照不同的纏繞方式纏繞，紗線包括天然纖維和合成纖維的混合物，其中天然纖維構成小于40%的紗線，并且剩余的構成為纖維或纖維混合物，該纖維或纖維混合物由一種或多種下列合成材料制成:丙烯腈，聚酯，亞麻，聚酰胺，醋酸酯。
23.根據權利要求22的過濾器，其中，紗線包括超過17%的丙烯腈。
24.根據權利要求22或23的過濾器，其中，紗線包括超過12%的聚酯。
25.根據權利要求22，23或24的過濾器，其中，紗線包括超過12%的亞麻。
26.根據權利要求22-25中任一項的過濾器，其中，紗線包括小于2%的聚酰胺，或3%至15 %之間的聚酰胺，或5 %至9 %之間的聚酰胺。
27.根據權利要求22-26中任一項的過濾器，其中，紗線包括超過I%的醋酸酯，或1%至10%之間的醋酸酯，或1%至6%之間的醋酸酯，或2%至4%之間的醋酸酯，或1%至2.5%之間的醋酸酯。
28.根據權利要求22-27中任一項的過濾器，其中，紗線進一步包括超過1%的粘膠，1%至10%之間的粘膠，或1%至5%之間的粘膠，或1%至3%之間的粘膠。
29.根據權利要求22-28中任一項的過濾器，其中，天然纖維由棉花和/或羊毛制成。
30.根據權利要求22-29中任一項的過濾器，其中，最接近芯的表面的第一層包括至少5個紗線線圈，第二層包括至少6個紗線線圈，并且第三層包括至少10個紗線線圈，其中兩個連續的層按照不同的纏繞方式纏繞。
31.根據權利要求22-30中任一項的過濾器，其中，三層中的每層都按照不同于其他層的纏繞方式的纏繞方式纏繞。
32.根據權利要求22-31中任一項的過濾器，其中，第一層包括小于20個紗線線圈。
33.根據權利要求22-32中任一項的過濾器，其中，第二層包括小于25個紗線線圈。
34.根據權利要求22-33中任一項的過濾器，其中，第三層包括小于35個紗線線圈。
35.根據權利要求22-34中任一項的過濾器，其中，第一層包括7至14個之間的紗線線圈。
36.根據權利要求22-35中任一項的過濾器，其中，第二層包括8至14個之間的紗線線圈。
37.根據權利要求22-36中任一項的過濾器，其中，第三層包括14至24個之間的紗線線圈。
38.根據權利要求22-31中任一項的過濾器，其中，三層中的每層包括小于50-70個的紗線線圈。
39.根據權利要求22-38中任一項的過濾器，其中，紗線的第一層圍繞芯的外表面以相對于與管狀芯平行的軸線大于60度的角度纏繞。
40.根據權利要求22-39中任一項的過濾器，其中，紗線的第二層圍繞芯的外表面以相對于與管狀芯平行的軸線大于55度的角度纏繞。
41.根據權利要求22-40中任一項的過濾器，其中，紗線的第三層圍繞芯的外表面以相對于與管狀芯平行的軸線大于50度的角度纏繞。
42.根據任一前述權利要求的過濾器，其中，在三層中的至少兩層中紗線以不同的纏繞阻力圍繞芯的外表面纏繞。
43.根據權利要求1-41中任一項的過濾器，其中，第一層和第三層紗線以大于用于第二層的纏繞阻力的纏繞阻力圍繞芯的外表面纏繞。
44.根據權利要求1-41中任一項的過濾器，其中，第一層紗線以大于用于第二層的纏繞阻力的纏繞阻力圍繞芯的外表面纏繞，并且其中第三層紗線以大于用于第二層的纏繞阻力的纏繞阻力圍繞芯的外表面纏繞。
45.根據任一前述權利要求的過濾器，其中，管狀芯的外表面被流體可滲透的片覆蓋，該片覆蓋芯至少一次，該片位于芯的外表面和第一層紗線之間。
46.根據任一前述權利要求的過濾器，進一步包括完全包圍管狀芯和紗線的外殼，并且其中外殼進一步包括與管狀芯的中空內部流體連接的第一開口，和與紗線的層流體連接的第二開口。
47.根據權利要求46的過濾器，其中，外殼包括容器和帽，該帽優選可移除地附連在容器上。
48.根據權利要求46或47的過濾器，其中，第一開口位于帽中，并且第二開口位于容器中。
49.根據權利要求46或47的過濾器，其中，第二開口位于帽中，并且第一開口位于容器中。
50.根據權利要求46或47的過濾器，其中，第一開口和第二開口都位于帽中，或其中第一開口和第二開口都位于容器中。
51.根據任一前述權利要求的過濾器，其中，紗線覆蓋的芯的縱向延伸是層的總徑向厚度的5-10倍之間。
52.一種制造過濾器的方法，該方法包括以下步驟 -在纏繞機中安裝具有多個孔和中空內部的管狀芯，所述芯具有與中空內部流體連通的開口端， -以纏繞控制的速率轉動芯， -通過頭部供給紗線給芯，使得紗線纏繞在芯的外表面， -沿著芯的縱軸線前后移動頭部， -通過在各層之間改變芯的轉動速度和/或頭部運動的速度，將包括至少5個紗線線圈的第一層紗線、包括至少6個紗線線圈的第二層紗線和包括至少10個紗線線圈的第三層紗線纏繞在芯上。
53.根據權利要求52的方法，進一步包括按照不同于其他層的纏繞方式的預編程的纏繞方式纏繞三層中的每層的步驟。
54.根據權利要求52或53的方法，進一步包括在第一層纏繞小于20個紗線線圈的步驟。
55.根據權利要求52，53或54的方法，進一步包括在第二層纏繞小于25個紗線線圈的步驟。
56.根據權利要求52-55中任一項的方法，進一步包括在第三層纏繞小于35個紗線線圈的步驟。
57.根據權利要求52-56中任一項的方法，進一步包括在第一層纏繞7至14個之間的紗線線圈的步驟。
58.根據權利要求52-57中任一項的方法，進一步包括在第二層纏繞8至14個之間的紗線線圈的步驟。
59.根據權利要求52-58中任一項的方法，進一步包括纏繞14至24個之間的第三層的紗線線圈的步驟。
60.根據權利要求52或53的方法，進一步包括在三層中的每層纏繞小于50-70個紗線線圈的步驟。
61.根據權利要求52-60中任一項的方法，進一步包括以相對于與管狀芯平行的軸線大于60度的角度、圍繞芯的外表面纏繞紗線的第一層的步驟。
62.根據權利要求52-61中任一項的方法，進一步包括以相對于與管狀芯平行的軸線大于55度的角度、圍繞芯的外表面纏繞紗線的第二層的步驟。
63.根據權利要求52-62中任一項的方法，進一步包括以相對于與管狀芯平行的軸線大于50度的角度、圍繞芯的外表面纏繞紗線的第三層的步驟。
64.根據權利要求52-63中任一項的方法，其中，紗線包括天然纖維和合成纖維的混合物。
65.根據權利 要求64的方法，其中，天然纖維選自包括棉花和/或羊毛的纖維，并且其中合成纖維選自包括任何下列材料的纖維:丙烯腈，聚酯，亞麻，聚酰胺，醋酸酯和/或粘膠。
66.根據權利要求64或65的方法，其中，紗線包括小于40%的天然纖維。
67.根據權利要求64，65或66的方法，其中，紗線包括超過17%的丙烯腈。
68.根據權利要求64-67中任一項的方法，其中，紗線包括超過12%的聚酯。
69.根據權利要求64-68中任一項的方法，其中，紗線包括超過12%的亞麻。
70.根據權利要求64-69中任一項的方法，其中，紗線包括小于2%的聚酰胺，或3%至15 %之間的聚酰胺，或5 %至9 %之間的聚酰胺。
71.根據權利要求64-70中任一項的方法，其中，紗線包括超過1%的醋酸酯，或1%至10%之間的醋酸酯，或1%至6%之間的醋酸酯，或2%至4%之間的醋酸酯，或1%至2.5%之間的醋酸酯。
72.根據權利要求64-71中任一項的方法，其中，紗線包括超過I%的粘膠，或I %至10%之間的粘膠，或1%至5%之間的粘膠，或1%至3%之間的粘膠。
73.根據權利要求64-71中任一項的方法，進一步包括通過相對管狀芯的轉動速度改變紗線通過頭部供給的速度而改變紗線的纏繞阻力的步驟。
74.根據權利要求73中任一項的方法，進一步包括在三層紗線中的至少層中以不同的纏繞阻力圍繞芯的外表面纏繞紗線的步驟。
75.根據權利要求73或74的方法，進一步包括以大于用于第二層的纏繞阻力的纏繞阻力、圍繞芯的外表面纏繞紗線的第一層和第三層的步驟。
76.根據權利要求73，74或75的方法，進一步包括以下步驟，以大于用于第二層的纏繞阻力的纏繞阻力、圍繞芯的外表面纏繞紗線的第一層，和以大于用于第三層的纏繞阻力的纏繞阻力圍繞芯的外表面纏繞紗線的第二層。
77.根據權利要求64-76中任一項的方法，進一步包括在芯上纏繞紗線的步驟之前，用流體可滲透的片覆蓋管狀芯的至少部分外表面的步驟。
78.一種過濾流體的方法，包括以下步驟， -引導流體通過包括纏繞在管狀芯的外表面的至少三層紗線的過濾器，進入芯的中空內部，其中，最接近芯的表面的第一層包括至少5個紗線線圈，第二層包括至少6個紗線線圈，并且第三層包括至少10個紗線線圈，以及其中至少三層中的至少兩層按照不同的纏繞方式纏繞。
79.根據權利要求78的方法，其中，過濾器由根據權利要求52-77中任一項的方法制造 。
全文摘要
本發明的第一個方面涉及一種過濾器，包括具有多個孔和中空內部的管狀芯，所述芯具有與中空內部流體連通的開口端，一段紗線以連續的至少三層圍繞芯的外表面纏繞，其中兩個連續層按照不同的纏繞方式纏繞。第二個方面涉及過濾器，其中紗線包括天然纖維和合成纖維的混合物，其中天然纖維構成小于40％的紗線，剩余的構成為纖維或纖維混合物，該纖維或纖維混合物由一種或多種下列合成材料制備丙烯腈，聚酯，亞麻，聚酰胺，醋酸酯。本發明進一步涉及一種制造按照一種或兩種上述方面的過濾器的方法。
文檔編號B01D39/16GK103249463SQ201080068459
公開日2013年8月14日 申請日期2010年8月9日 優先權日2010年8月9日
發明者I·克里斯蒂安森 申請人:約翰森石油股份公司