[发明专利]滤芯

说明书

本发明涉及一种用于过滤流体以除去其中的固体的滤芯。

众所周知，为了改善过滤效率，用作滤油器或空气过滤器中的滤芯的常规纸过滤器是由直径小于5微米的微细纤维(充填密度至少为0.04克/厘米³)制造的。这方面的参考资料有已公开的日本专利昭57-132522、昭58-205520和平3-12208。采用造纸机，将浆液或悬浮液中的细或微细纤维和天然或化学纤维转化成纸片。为了增加表面积，要将所述的纸片弯曲成预定的形状。

由此制得的纸过滤器具有高的过滤效率，但同时产生压力损失。这是因为此种纸过滤器的厚度通常小于1毫米，并且单位体积的微细纤维的含量高。必须将所述的纸片弯曲(有时要弯曲成复杂的形状)以增加其表面积。但这将导致制造成本的增加。

此外，已公开的日本专利平2-160043使用一种孔板以将纤维拉伸出来并成型为滤芯的模制体。随后将所述的模制体从所述的孔板中移出。该模制体具有高的水含量，因此呈羊毛或棉花形状态。这使得其很难从孔板中移出来。另外，由于高孔隙率，在移去所述的孔板后，模制体的形状很难保持。为了解决这一问题，在将模制体装入到孔板中去的同时，可将其进行干燥。但是这一方案使得将模制体从所述的孔板中移出变得更为困难，因为模制体和纤维粘附在所述的孔板上。通常，模制体很难精确地成型为其所希望具有的形状。因此，很难在拉伸和模制之后的步骤中，将模制体精确定位和夹持。由于很难除去孔板或保持模制体的形状，这一解决方案不适合于大规模生产滤芯。

进一步地，已公开的日本专利昭53-43709提供了一种带有凹口的内圆筒。这种结构在一定程度上降低了滤芯的刚性，特别是在严格条件下，例如在将其装入到滤油器中时。因此，有压力差时其容易损坏。不同于简单的圆筒，其还需要特殊的密封装置以将干净和脏的两侧相互分离开来。这将导致制造成本的增加。

有鉴于以上所述，本发明的一个主要目的是提供一种改进的滤芯，以及制造这种滤芯的方法。

本发明的另一个目的是提供一种可以以低成本得到过滤效率高和压力损失低的滤芯。

本发明的再一个目的是提供一种可以以高产率生产的滤芯。

按照本发明的第一个方面，提供了一种具有圆筒性部分并由主纤维和微细纤维模制成的滤芯。所述的主纤维的直径至少为5微米，所述的微细纤维的直径小于5微米。这一结合提供了更好的过滤效率。并且，为了降低压力损失和增加过滤效率，所述微细纤维的密度优选是0.005克至0.02克/厘米³。

所述的滤芯优选是具有这样的密度梯度，即相对于流体的流动方向，滤芯的内侧的孔较多一些，而滤芯的外侧的密度较密一些。

优选的是，在用来制造滤芯的圆筒体的外圆周和内圆周表面的至少一个上形成有多个轴向切口(groove)。这可使得滤芯的表面积增加而压力损失降低。

在制造过程中，通过将浆液罐中的含有主纤维和微细纤维的浆液抽到抽吸单元中而模制得到滤芯。如此设计抽吸单元使得能够很容易增加滤芯的表面积。在这种情况下，也可以以下述方法模制滤芯，即，将主要包含微细纤维的第二浆液加入到浆液罐中，该浆液罐中包括主要包含主纤维的第一浆液，随后将所述的第一浆液和第二浆液的混合物抽吸到抽吸单元中。这使得沿圆筒部分的厚度方向(径向)改变微细纤维的充填密度成为可能。

优选的是，在将浆液抽吸到抽吸单元中时改变抽吸泵的流速，抽吸开口的数量沿抽吸单元的圆周方向上改变，或者是，在加料和抽吸步骤中，改变抽吸单元和第二浆液的喷嘴的位置关系。

按照本发明的第二个方面，提供了一种滤芯，包括：一个内模，用于抽吸纤维浆液通过该内模并使所述的纤维在其上堆积；一个由所述的堆积纤维形成的模制体，所述的模制体与所述的内模保持为一个整体；所述的内模为圆筒形并在其两轴向侧都有开口端；在所述的内模的外圆周形成有多个轴向翅片，所述的翅片在所述的内模的所述的轴向侧限定了一空间；以及，所述的空间被所述的模制体所封闭。

所述的用于滤芯的模制体，其是经抽吸纤维浆液通过抽吸单元的内模而制得的，所述的模制体与所述的内模是一体联接的。所述的滤芯可以被内模加强。在抽吸步骤完成后，不必将所述的内模从所述的模制体移去。可以将滤芯按照内模的形状而模制成复杂的形状。

优选的是，所述的模制体在内模的端部之外延伸。如果需要将内模密封，此种密封应在内模的端部一体形成。

在制造过程中，内模被用作参照物以在抽吸之后的步骤中夹持模制体和使其定位。由于使用内模作为参照物，使得在随后的制备过程中，模制体的定位变得容易。