自承式折疊的片材、過濾元件和方法
【專利說明】自承式折疊的片材、過濾元件和方法
本申請是2013年10月9日提交的PCT國際專利申請，并要求申請日為2012年10月9日的南非臨時申請ZA 2012/07631的優先權，該專利申請的主題被援引加入本文。
技術領域
[0001]本發明涉及被折疊以保持一定程度的結構整體性的片材，并且盡管本發明主要針對褶狀的過濾介質，用于介質包、過濾元件、以及它們的制造方法，本發明還可應用于其它情況，其中折疊的片材可受益于本發明所提供的結構整體性、柔韌性和彈性。
【背景技術】
[0002]可滲透性的過濾介質片材被廣泛用于從流體流中除去雜質，并且為了實現過濾介質的最佳性能，暴露于流體流的片材的表面要求大，但為了避免過濾元件的尺寸過大，片材需要匹配入小的空間并通常被褶皺成使得暴露于流體流的過濾表面與過濾元件的總體尺寸之間的比率最大化。
[0003]當暴露于流體流時，這些過濾元件和其中的可滲透性片材被暴露于來自流體流的作用力并需要足以承受這些力以確保過濾元件的繼續可接受的作業。具體的說，褶狀的可滲透性過濾介質片材通常易于傾斜并且相鄰的片材通常挨得太近或接觸，從而阻止了良好分散的流體流型一并減少了用于裝載的過濾介質的可用表面積一此種現象被稱作“掩蔽(masking) ”。此外，為了節省成本，由可滲透性過濾介質片材制成的過濾元件通常不包括過濾介質的結構性支撐，而是依賴于折疊片材自身的結構整體性。
[0004]褶狀過濾介質通常由連續的或卷網形成，并且褶皺垂直于介質的“機器”或“卷軸”方向即垂直于來自源例如供帶卷軸的介質的連續方向而形成。簡單交替的“Z字形(鋸齒形)”褶皺是常用的并且易于形成，但易于傾斜和掩蔽，尤其是對于深褶皺的情況。已經提出了一些方法來抑制傾斜和/或保持相鄰褶皺之間的空間，但這些方法趨于需要復雜的(并因此昂貴的)制造方法(例如，因為它們要求相鄰層的褶狀過濾介質用粘合劑連接在一起)，它們并非是通用的，因為他們的幾何形狀是靜態的，和/或它們易于被壓倒和壓扁。本發明試圖解決上文所提到的至少一些挑戰并尤其提供了具有改進的結構剛性、柔韌性和可壓縮性、或使表面積最大化的折疊的片材材料的元件，其可以經濟地被制造。
[0005]前文所用的一些技術包括披露于US 2，683，537和US 5，522，909的技術在此被援引加入本文。
【發明內容】
[0006]本發明披露了用于過濾元件的褶狀介質包。
[0007]—般，在一個示例中，過濾介質的一部分被折疊成褶皺，其中至少一些褶皺具有主要褶皺深度。該部分的過濾介質可被設置成管，所述管限定具有第一和第二相對的端部的內部空間。開口位于第一端處。開口具有一直徑。褶皺深度與開口直徑的比率大于0.2。在介質包的一個端部處的至少一些褶皺被倒置。
[0008]一般，在一些實施例中，褶皺會包括限定主要褶皺深度的主要褶皺，和具有小于主要褶皺深度的次要褶皺深度的次要褶皺。
[0009]一般，在一些實施例中，第一端處的至少一些褶皺沿著從第一端朝向第二端的褶皺長度的至少一部分被倒置成與其余的褶皺成相反的方向。
[0010]一般，第二端通常不會具有倒置的褶皺。
[0011]在一些實施例中，至少主要褶皺或次要褶皺在第一端被倒置。在一些實施例中，只有主要褶皺或次要褶皺之一被倒置。在一些實施例中，主要褶皺和次要褶皺均沿著從第一端朝向第二端的褶皺長度的至少一部分被倒置成與其余的褶皺成相反的方向。
[0012]過濾元件可由上文所表征的介質包構造。在一個示例中，過濾元件具有固定至介質包的第一端的第一開口端蓋，和固定至介質包的第二端的第二端蓋。
[0013]在一些實施例中，第一開口端蓋限定出口開口，用于使已過濾的流體流出。
[0014]應當指出，并非本文所述的所有特定特征均需要被結合到結構中以使結構具有本發明的一些選定的優點。
【附圖說明】
[0015]圖1示出了根據本發明應用于過濾介質的片材的刻痕型式(刻痕圖案)；
[0016]圖2示出了圖1的刻痕圖案的變化形式/變體；
[0017]圖3示出了圖1的過濾介質的片材的三維視圖，所述過濾介質的片材根據本發明被折萱；
[0018]圖4是圖3的折疊的片材材料的平面圖；
[0019]圖5是圖3的折疊的片材材料的端視圖；
[0020]圖6示出了包括根據本發明折疊的過濾介質的片材的“V形包”過濾元件；
[0021]圖7示出了包括根據本發明折疊的過濾介質的片材的圓柱形過濾元件的第一實施例，其中圖7A示出了透視圖，圖7B示出了俯視圖，而圖7C示出了側視圖；
[0022]圖8示出了包括根據本發明折疊的過濾介質的片材采用“旋裝(spin-on) ”過濾元件形式的圓柱形過濾元件的第二實施例，其中圖8A示出了沿圖SC的線A-A剖開的剖視圖，圖8B示出了側視圖，而圖8C示出了端視圖；
[0023]圖9示出了包括根據本發明折疊的過濾介質的片材的圓柱形過濾元件的第三實施例，其中圖9A示出了透視圖，圖9B示出了側視圖，而圖9C示出了俯視圖；
[0024]圖10示出了包括根據本發明折疊的過濾介質的片材的長圓形過濾元件，其中圖1OA示出了剖視圖，圖1OB示出了透視圖，而圖1OC示出了俯視圖；
[0025]圖11示出了包括根據本發明折疊的過濾介質的片材的“矩形包”過濾元件，其中圖1lA示出了透視圖，圖1lB示出了側視圖，而圖1lC示出了剖視圖；
[0026]圖12示出了包括根據本發明折疊的過濾介質的片材結合傳統的褶皺過濾介質的過濾元件的另一個實施例，其中圖12A示出了透視圖，圖12B示出了側視圖，而圖12C示出了端視圖；
[0027]圖13是圖8A-8C的第二實施例的一個實施例的俯視透視圖；
[0028]圖14是圖13的元件的側視圖；
[0029]圖15是圖13的元件的底部透視圖；
[0030]圖16示出了用于制成圖8A-8C和圖13_15的過濾元件的過濾介質的片材的刻痕圖案；
[0031]圖17示出了圖8A-8C和圖13_15的過濾元件的透視圖，其中局部被剖開；
[0032]圖18是在制成圖1、2和16的過濾片材的一個步驟期間但在刻痕步驟之前的介質卷的透視圖；
[0033]圖19是用在介質上以制作圖1、2和16的過濾片材的往復刻痕裝置的前視圖；
[0034]圖20是圖19的刻痕裝置的透視圖；
[0035]圖21是圖19的刻痕裝置的另一透視圖；
[0036]圖22是根據本發明的原理構造的一個示例過濾元件的側視圖；
[0037]圖23是圖22的元件的底視透視圖；
[0038]圖24是圖22的元件的底部的端視圖；
[0039]圖25是圖22的元件的底端的特寫透視圖；
[0040]圖26是過濾介質的片材的俯視圖，示出了用于制成圖22-25的過濾元件的刻痕圖案；
[0041]圖27是沿著刻痕圖案折疊但在形成圖22-25的過濾元件之前的圖26的介質的俯視圖；
[0042]圖28是圖27的折疊的介質片材的透視圖；
[0043]圖29是圖27的折疊的介質的一個端視圖；
[0044]圖30是圖27的折疊的介質片材的端視圖，示出了與圖29所示的端部相對的端部；
[0045]圖31是在