金属纤维过滤器元件的制作方法

专利名称：金属纤维过滤器元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属纤维过滤器元件和金属纤维过滤器元件在施加反向脉冲以清洗过滤器的过滤器组件中的使用。本发明也涉及管状金属纤维过滤器元件。另外，本发明也涉及提供可能为管状的金属纤维过滤器元件的方法。
背景技术：
金属纤维过滤器元件在本专业中是公知的，并用于若干种过滤应用场合如热的气体或液体的过滤，以及聚合物的过滤。
在过滤中，留下的颗粒被保持在金属纤维过滤器元件表面之内或之上。留下的颗粒要定期从过滤器清除。这可以通过反向脉冲在原来位置上完成。在很短的时间(例如，0.1至0.5秒)内并在相对较高压力下，颗粒受到脉动，例如，向后被吹或推动，从金属纤维过滤器元件清除掉。但是，这种剧烈压力脉冲可能损伤金属纤维过滤器元件。曾有人试图借助若干以金属丝网为基础的加强系统来使金属纤维过滤器元件更能耐受上述反向脉冲。然而为了从加强结构获得最大的好处，上述金属丝结构最好设置在金属纤维过滤器元件的待过滤液体或气体进入金属纤维过滤器元件的那侧。下文中该侧将称为“流入侧”。所谓的反向脉冲在朝向流入侧的方向上扩张金属纤维羊毛状物，加强结构应吸收脉冲提供的、引起扩张的能量。
但是，流入的颗粒可能会附着在加强结构上，在反向脉冲期间，这些颗粒容易附着在加强结构上。更甚者颗粒可能附着在两根或三根丝之间，形成所谓的搭桥效应，引发从一根丝延伸至另一根丝的由颗粒构成的区域。这些桥状物不会从金属纤维羊毛状物冲掉。为了避免颗粒在金属纤维羊毛状物上的这种附着，推荐尽可能平滑的表面。如果金属纤维羊毛状物不受支承，反复的反向脉冲可能引走金属纤维羊毛状物的疲劳失效。
当丝加强结构施加在金属纤维过滤器元件的另一侧上时，金属纤维羊毛状物和丝网之间的连接可能被分开甚至断裂。加强丝结构在反向脉冲期间丧失其功能，金属纤维羊毛状物不得不自己支承压力脉冲，从而引起疲劳断裂。
另外，当需要管状金属纤维过滤器元件时，目前公知的金属纤维羊毛状物具有下述缺点金属纤维羊毛状物难于或不可能焊接，这样就难于将例如平的金属纤维过滤器元件转变成管状。

发明内容
按照本发明，提供一种金属纤维过滤器元件，它包括金属纤维羊毛状物和一加强结构。加强结构包括一个具有敞通区域的金属片，敞通区域是由孔和/或开口形成的。
金属片应理解为金属或金属合金制成的、具有基本平的表面且基本呈平面状的物体。
这种具有由孔和/或开口形成的敞通区域的金属片在下文中将称为“穿孔金属片”。然而“穿孔”不应被限制性地理解。在穿孔金属片上的敞通区域可以通过穿孔提供，但是，也可以借助激光切割、冲切、冲压或任何其它在金属片上提供敞通区域的公知技术提供。虽然不是优选的，但也可使用拉伸金属片。穿孔金属板的“敞通区域”应理解为穿孔金属板的已除去金属或已形成开口或穿孔的区域。穿孔的金属板的其余未除去金属的区域下文中称为“金属区域”。
按照本发明，金属纤维羊毛状物和加强结构彼此烧结在一起，使金属纤维羊毛状物完全覆盖穿孔金属板的全部敞通区域。在金属纤维羊毛状物的整个表面上，金属纤维羊毛状物烧结在穿孔金属板的金属区域上。穿孔金属板最好但并不必须延伸得超越金属纤维羊毛状物。由于穿孔金属板具有在金属区域接触金属纤维羊毛状物的基本平的表面，金属纤维羊毛状物和穿孔金属板之间的烧结接触在金属区域的整个表面上取得。
最靠近金属纤维羊毛状物的边缘，敞通区域边缘间的最小距离大于10mm，甚至大于20mm。换言之，金属纤维羊毛状物和穿孔金属板的金属区域具有一个在金属纤维羊毛状物边缘处的宽度至少为10mm的公共区域。这些区域在下文中称为“公共区域”。这种公共区域应被预见到，以便避免未经过滤的液体或气体在金属纤维羊毛状物的边缘绕过过滤器。或者，金属纤维羊毛状物的边缘可以承受焊接操作或压缩操作，以便闭合金属纤维羊毛状物在其边缘的孔隙，从而避免气体或液体通过金属纤维羊毛状物的边缘的旁流。
金属纤维羊毛状物可以首先烧结以得到烧结的金属纤维羊毛状物。然后，这种烧结的金属纤维羊毛状物烧结在穿孔金属板上，作为本发明的主题。或者，金属纤维羊毛状物和穿孔金属板在一次烧结步骤中彼此烧结在一起。
敞通区域的尺寸被选择成使一个敞通区域的每个点和该敞通区域的边缘的最小距离小于65mm。该距离最好小于50mm，或者甚至小于20mm、10mm或甚至3mm。该距离在下文中也称为“最小距离”或“临界距离”。穿孔金属板的敞通区域的形状最好为圆形、方形、矩形、梯形或平行四边形。
当采用上述特征时，已经发现金属纤维羊毛状物和穿孔金属板之间的烧结结合得到改善。
按照本发明，穿孔金属板的总敞通面积与覆盖按照本发明的敞通区域的金属纤维羊毛状物的表面相比较最好大于25％，该总敞通面积推荐的大于50％，最优选为大于70％，甚至大于85％。但是，为了保持加强效果，该总敞通面积最好必须不大于90％。
敞通区域的尺寸最好被选择成在敞通区域的至少一点上，其至敞通区域边缘的最小距离为大于0.5mm或甚至大于1mm，例如，大于2mm或甚至大于3mm。
穿孔金属板的所谓“总敞通区域”是指在穿孔金属板的表面上存在的所有敞通区域的表面总和，按照本发明，这些敞通区域是由金属纤维羊毛状物覆盖的。
金属纤维过滤器元件为其一部分的过滤系统一般具有一个系统压力。该系统压力用于向金属纤维过滤器元件提供液体或气体。为了借助反向脉冲(下文中也称为“反向流清洗”)从过滤表面清除滞留的颗粒，应采用至少是该系统压力的，通常是更大的反向脉冲压力。由于系统压力的变化，与金属纤维羊毛状物的表面相比较，穿孔金属板的临界距离和总敞通区域取决于准备由金属纤维过滤器元件阻抗的反向脉冲压力水平。如果加强层位于过滤介质的流出侧，金属纤维羊毛状物在反向流清洗过程中在流入侧就不受支承。但是，由于在位于过滤介质的流出侧上的加强层和金属纤维羊毛状物之间的烧结结合，金属纤维羊毛状物不致从穿孔金属板上断开连接。烧结结合有足够的强度，因而反向流清洗如高压液体清洗提供的能量可以被吸收而不致使金属纤维羊毛状物弯曲或变形。
任何金属板可用于形成穿孔金属板。最好采用Ni或不锈钢如AISI316L或Inconel制成的金属板。穿孔金属板和金属纤维羊毛状物最好用相同或类似的金属合金制成。穿孔金属板的厚度最好在0.5mm至2mm的范围内。
任何种类的金属或金属合金可用于形成金属纤维羊毛状物的金属纤维。最好采用Ni纤维或不锈钢纤维，例如用AISI 300-或AISI400-serie合金如AISI 316L或AISI347，或含有Fe，Al和Cr的合金制成的不锈钢纤维，包含铬、铝和/或镍及重量占0.3％的钇、铈、镧、铪或钛的不锈钢如Fecralloy被采用。
纤维的当量直径最好在0.5μm和100μm之间，例如，在2μm和25μm之间。当量直径是指一个假想圆的直径，所述圆具有与金属纤维的径向或横截面的表面相同的表面。
金属纤维可以通过束状拉制(bundle drawing)，或通过刮削技术(shaving technique)(例如在US4930199中所述)，或通过任何本专业公知的其它方法制取。
用于形成本发明主题的金属纤维过滤器元件和金属纤维羊毛状物可以只包括一层金属纤维，或者也可以为一叠不同的纤维层，每个纤维层包括具有特定纤维当量直径、纤维密度和层重的金属纤维。每层的重量表达为g/m2，下文中将称为“比层重”。
金属丝纺织或针织成的网也可以加在金属纤维羊毛状物上。金属丝网最好设置在两层金属纤维之间。优选性稍逊的是，金属丝网也可加在金属纤维羊毛状物的与烧结着穿孔金属板的金属纤维羊毛状物的那侧相反侧上。
或者，在金属纤维羊毛状物上烧结两个穿孔金属板来形成作为本发明主题的金属纤维过滤器元件。金属纤维羊毛状物则设置在两个穿孔金属板之间，在金属纤维羊毛状物每侧各有一穿孔金属板。或者，在两层金属纤维羊毛状物之间烧结一穿孔金属板来形成作为本发明主题的另一种金属纤维过滤器元件。
按照本发明，已经发现，当金属纤维羊毛状物被烧结在穿孔金属板上时，由于穿孔金属板具有如上所述的敞通区域百分比、临界距离和尺寸，作为本发明主题的金属纤维过滤器元件的机械性质，与非加强烧结金属纤维羊毛状物或用丝网加强的金属纤维羊毛状物相比较，得到很大的改善。已经发现，当使用尺寸大于以上所述的敞通区域时，金属纤维羊毛状物和穿孔金属板在过滤器清洗工作中，特别当采用高压反向冲洗来清洗过滤器，尤其当采用在过滤器流入侧上的金属纤维羊毛状物时，会变得松开。
按照本发明，烧结在穿孔金属板上的金属纤维羊毛状物可用作平的金属纤维过滤器元件，或者也可以进而制成管状金属纤维过滤器元件。这种管状金属纤维过滤器元件可以通过将平的金属纤维过滤器元件弯曲成需要的管状，并将平的金属纤维过滤器元件的边缘彼此焊接起来而制成，所述边缘必须封闭起来而得到管状金属纤维过滤器元件。上述焊接可以通过电阻焊接，将平的金属纤维过滤器元件的两端重叠并将重叠部彼此焊接起来而完成。上述两端可以由超越金属纤维羊毛状物的穿孔金属板的金属区域构成，或者，也可以由金属纤维羊毛状物和穿孔金属板的公共区域构成。也可以采用钨极氩弧焊、铜焊、软焊或胶粘方法。
金属纤维过滤器元件可以采用穿孔金属板从金属纤维羊毛状物延伸的区域或公共区域，连接于金属纤维过滤器元件构成其一部分的过滤系统的其它部件上。
作为本发明主题的金属纤维过滤器元件具有超过公知的网加强的或非加强的金属纤维过滤器元件的若干优点。
在将金属纤维过滤器元件变成其最终形状如管状的过程中，用于弯曲、焊接或成形金属纤维过滤器元件的机械力得到好得多的耐受。这是由于作为本发明主题的金属纤维过滤器元件具有改善的刚度的缘故。金属纤维过滤器元件如同金属板那样可以按照相同的方式进一步焊接。
通常，金属纤维过滤器元件用于过滤气体或液体。金属纤维过滤器元件定期承受反向脉冲以就地清洗金属纤维过滤器元件。由于上述反向脉冲是用比部分地用于过滤气体或液体的系统压力更高的压力进行的，因而目前公知的加强的金属纤维过滤器元件采用加强结构如金属丝网设在流入侧。由于反向脉冲是采用作用在从流出侧向流入侧上压力进行的，因而目前公知的金属纤维过滤器元件的加强结构最好位于金属纤维过滤器元件的流入侧。但是，作为本发明主题的金属纤维过滤器元件(由于穿孔金属板的平的表面)在加强结构和金属纤维羊毛状物之间具有很强的结合，加强结构可以设置在金属纤维过滤器元件的流出侧。在反向脉冲过程中，金属纤维羊毛状物不会被吹离或推离加强结构，而是粘贴在加强结构上，这是由于与例如加强网相比，两部分是在更大的区域上彼此烧结的，而在加强网的情形中烧结基本是借助各金属丝和金属纤维羊毛状物之间的线接触而得到的、这样得到的优点在于，由金属纤维过滤器元件挡住的滞留颗粒不会粘贴在现有技术中公知的过滤器元件的那种加强结构的相对软粗糙的表面上。反向脉冲可实现对金属纤维过滤器元件的更有效得多的、完全的清洗。
作为本发明主题的金属纤维过滤器元件的另一个优点是，金属纤维过滤器元件的刚度增加，这主要是由于金属板的刚度。
较大的过滤器表面可以在水平或竖直的方向上安装而无需与目前公知的金属纤维过滤器表面相比额外的支承。作为本发明主题的金属纤维过滤器元件为所谓“自立式”的。
作为本发明主题的金属纤维过滤器元件可用于形成过滤器板，过滤器板包括一对作为本发明主题的金属纤维过滤器元件。两个金属纤维过滤器元件以其平面彼此平行地设置。金属纤维过滤器元件的外缘使用适当的密封装置密封，以便制成一个过滤器板，该过滤器板具有作为本发明主题的金属纤维羊毛状物的两个表面。一个隔层如网、泡沫或拉伸金属(扩张金属板)可以，但又不一定要设置在两个金属纤维过滤器元件之间。金属纤维过滤器元件可以设置成使金属纤维羊毛状物朝向过滤器的之内或之外。
在过滤操作中，这种过滤器板使用时可水平或竖直设置。板的刚度足以支承其重量。最好(例如，使用过压迫使液体或气体通过金属纤维过滤器元件，以及可能通过隔层从过滤器板外侧流向一条液体或气体排放管道。本专业人员懂得，过滤器板的边缘应被密封，以便防止被过滤的液体或气体的旁流。
或者，但其优选性稍逊，液体或气体也可以以相反的方向穿过过滤器板流动。
作为本发明主题的这种过滤器板用于过滤食品液体如葡萄酒、啤酒、果汁或油如橄榄油，是很有利的。
另外，按照本发明，提供一种作为本发明主题的金属纤维过滤器元件的方法。
金属纤维羊毛状物是按照本专业公知的技术提供的。然后，将可能是但又不一定是烧结的金属纤维羊毛状物设置在一个穿孔金属板上。使用本专业公知的技术在金属板上形成敞通区域。按照本发明，穿孔金属板的总敞通区域，与按照本发明覆盖敞通区域的金属纤维羊毛状物的表面相比较，大于25％。
穿孔金属板的每个敞通区域最好具有一个尺寸，该尺寸使敞通区域的每个点和该敞通区域的边缘之间的距离小于65mm。穿孔金属板的敞通区域的形状最好是圆形、正方形、矩形、梯形或平行四边形的。
按照作为本发明的提供金属纤维过滤器元件的方法，已烧结的或未烧结的金属纤维羊毛状物被烧结在穿孔金属板上，从而形成作为本发明主题的金属纤维过滤器元件。
为了避免气体或液体通过烧结在穿孔金属板的金属区域上的金属纤维羊毛状物的边缘旁流，可以提供一个公共区，该公共区最好具有大于10mm的宽度。或者，边缘应借助电阻焊来焊接在金属纤维羊毛状物的全部边缘上的金属区域上，或者，金属纤维羊毛状物的边缘应使用大范围的压力被压缩，以便密封金属纤维羊毛状物的边缘，并防止未经过滤的液体或气体通过该边缘旁流。
然后，这种金属纤维过滤器元件可以通过使平的金属纤维过滤器元件的最好是彼此平行的两个边缘绕一假想轴线相向弯曲而变成管状金属纤维过滤器元件。最好通过钨极氩弧焊使两边缘彼此相连接。这样使金属纤维过滤器元件形成管状。另外，可将一个端盖加在管形两端之一上。最好通过钨极氩弧焊将该端盖连接于该端部上。或者，按照金属纤维过滤器元件构成其一部分的过滤系统的情形，不设置端盖，但是，金属纤维过滤器元件可以直接地连接如焊接在过滤系统的组件上。由于焊接是在超越金属纤维羊毛状物的金属区域上或在公共区上进行的，因而无需使用特殊的焊接操作来焊接金属纤维过滤器元件，与焊接金属纤维羊毛状物相比，这是一个优点。
作为本发明主题的过滤介质用于多种用途，例如过滤金属铣削设备的冷却液、废水、含有易损坏的或贵重金属或颗粒的液体，或者诸如食品液体和饮料如葡萄酒、啤酒、果汁或橄榄油的液体。
过滤介质和过滤设备的尺寸显然是要经过选择的，以便满足不同过滤应用中的需要。


现在对照以下附图更详细地描述本发明。
图1示意地表示作为本发明主题的金属纤维过滤器元件。
图2示意地表示图1所示金属纤维过滤器元件的剖面。
图3示意地表示穿孔金属板，该穿孔金属板具有圆形敞通区域以形成作为本发明主题的金属纤维过滤器元件。
图4a和图4b示意地表示穿孔金属板，该穿孔金属板具有矩形或菱形敞通区域以形成作为本发明主题的金属纤维过滤器元件。
图5a和图5b示意地表示穿孔金属板，该穿孔金属板具有平行四边形的敞通区域以形成作为本发明主题的金属纤维过滤器元件。
图6a，图6b，图6c和图7示意地表示一种金属纤维过滤器元件以形成作为本发明主题的管状金属纤维过滤器元件。
图8示意地表示一种替代的金属纤维过滤器元件，以形成作为本发明主题的管状金属纤维过滤器元件。
图9a和图9b示意地表示作为本发明主题的过滤器板的剖面。
图10示意地表示作为本发明主题的过滤器板的前视图。
具体实施例方式
作为本发明主题的平的金属纤维过滤器元件示意地表示在图1中。该金属纤维过滤器元件包括一个穿孔金属板11，该穿孔金属板用作金属纤维羊毛状物12(在被穿孔金属板覆盖的部位用虚线表示)的加强结构。穿孔金属板11具有几个敞通区域13和金属区域14。穿孔金属板和金属纤维羊毛状物在覆盖金属纤维羊毛状物的金属区域的整个表面上彼此烧结起来。穿孔金属板11具有一个金属区域部分15，它超越金属纤维羊毛状物12延伸。另外，最靠近金属纤维羊毛状物的边缘17的一个敞通区域的边缘16限定一个公共区，该公共区具有至少10mm的宽度18。或者，金属纤维羊毛状物的边缘通过焊接例如电阻焊封闭在金属纤维羊毛状物边缘的孔隙而被密封起来。或者，金属纤维羊毛状物的边缘通过压缩该边缘，使公共区中的金属纤维羊毛状物的孔隙基本封闭而被密封起来。作为一个实例，敞通区域13可呈方形，方形的边缘为40mm。在相邻的方形敞通区域13的每个相邻侧之间，可形成一个3mm宽度的金属区域14。因此，总敞通区域大于金属纤维羊毛状物的全部表面的85％。
图2表示在图1的金属纤维过滤器元件已连接在过滤器组件的另一部分如过滤器室21上之后该金属纤维过滤器元件的剖面。金属纤维过滤器元件在穿孔金属板11的超越金属纤维羊毛状物12的部分15上连接于过滤器组件。带有颗粒22的液体或气体沿箭头23所示方向流向金属纤维过滤器元件11。经过过滤的液体或气体如箭头24所示从金属纤维过滤器元件流走。金属纤维过滤器元件侧25称为流入侧，金属纤维过滤器元件侧26称为流出侧。当施加反向脉冲以清除在金属纤维过滤器元件流入侧上滞留的颗粒时，一个压力脉冲在箭头27所示的方向上被施加。由于在金属区域14的整个基本平的表面28上在穿孔金属板和金属纤维羊毛状物之间的烧结连接，金属纤维羊毛状物12不会从穿孔金属板11上断开连接。但是，金属纤维羊毛状物在流入侧不被加强结构支承。在流入侧挡住的颗粒24可被反向脉冲均匀地清除，不会受到在流入侧存在的加强结构的阻碍和粘附。
为了提供本发明的一个优选实施例，最好采用分三层设置的AISI316L型纤维来提供金属纤维羊毛状物。在金属纤维羊毛状物的流入侧设置的金属纤维羊毛状物的第一层包括一层2μm当量直径的纤维，其比层重为450g/m2。超越上述第一层的第二层包括4μm当量直径的纤维。该第二层具有300g/m2的比层重。超越第二层设置且面对金属纤维羊毛状物流出侧的第三层金属纤维由比层重为600g/m2，当量直径为6.5μm的一层纤维构成。这三层彼此烧结并烧结在一个穿孔金属板上，该穿孔金属板是由AISI 316L不锈钢制成，厚1mm，具有宽度和高度为10mm的方形穿孔，以及敞通区域之间的金属区域为2mm。可以制成一个绝对过滤器额定值(rating)为2μm的金属纤维过滤器元件。
这种金属纤维羊毛状物最好在没有穿孔金属板时，在被烧结在金属板上之前首先烧结。然后，这种烧结的金属纤维羊毛状物可被压缩以取得需要的过滤器效率。然后，将这种烧结的金属纤维羊毛状物再烧结在穿孔金属板上。
一个替代实施例包括一个与上面所述相同的穿孔金属板，但是最好具有0.25至0.5mm的厚度，在穿孔金属板的两侧设置具有与上面所述的相同的一叠金属纤维层的金属纤维羊毛状物。
为了取得作为本发明主题的金属纤维过滤器元件，可以选择许多不同尺寸的敞通区域。当采用圆形敞通区域时，可以提供一种如图3所示的穿孔金属板。
穿孔金属板包括一个金属区域31。在穿孔金属板的表面重复设置圆形敞通区域32。每个敞通区域的特征在于直径33和至相邻敞通区域的最小距离34。取决于直径33和距离34，可以取得不同的总敞通区域，如表格I所示。在一个敞通区域中的一个点和该敞通区域的边缘之间的最大距离也被提供(称为“至边缘的临界距离”)。
表格I

但是，最好采用例如如图4a所示的方形或矩形敞通区域。这里也设置金属区域41和几个重复的敞通区域42。敞通区域的尺寸取决于宽度43和高度45，以及至相邻敞通区域的距离44和46。表格II中给出了一些实例。在一个敞通区域内的一个点和该敞通区域的边缘之间的最大距离也被设置(称为“至边缘的临界距离”)。
表格II

或者，如图4b所示，敞通区域42可以具有菱形形状，其尺寸进一步由角度α1和α2限定。
当准备提供管状金属纤维过滤器元件时的一个优选的替代实施例是如图5a所示的平行四边形的敞通区域。这里也提供一金属区域51和几个重复的敞通区域52。敞通区域的尺寸由高度53和宽度54、相邻敞通区域间的距离55及平形四边形的倾角β确定。一些实例在表格III中给出。在一个敞通区域内的一个点和该敞通区域的边缘之间的最大距离也被提供(称为“至边缘的临界距离”)。
表格III

或者，倾角β也可以小于45°，例如在图5b中所示的30°。
作为本发明主题的一种管状金属纤维过滤器元件表示在图6a，图6b，图6c和图7中。在图6a中，带有平行四边形的敞通区域602和一金属区域603的一个穿孔金属板601烧结在金属纤维羊毛状物604上，使所有的敞通区域602被金属纤维羊毛状物604覆盖。在穿孔金属板601的上、下侧，穿孔金属板601的两个部分605和606超越金属纤维羊毛状物604延伸。在左、右侧，穿孔金属板的两个部分607和608超越金属纤维羊毛状物604延伸。为了避免未过滤的气体或液体通过金属纤维羊毛状物604的边缘旁流，设有具有至少10mm的宽度609的一个公共区。为了使金属纤维过滤器元件形成管状形状，两个边缘610和611分别如箭头612和613所示绕一根平行于边缘610和611的假想轴线614相向弯曲。显然，穿孔金属板位于管状金属纤维过滤器元件的内侧，管状金属纤维过滤器元件的流入侧位于管状金属纤维过滤器元件的外侧。
如图7所示，将两个边缘610和611引至一起，并在一条焊接线71上进行焊接。这可以通过钨极氩弧焊完成。这样就使金属纤维过滤器元件形成管状。或者，也可以使部分607和608部分或完全重叠，使其彼此焊接起来，也形成一条焊接线71。
或者，金属纤维羊毛状物可设置在边缘610和611上，如图6b所示。没有金属板的区域超越金属纤维羊毛状物延伸。在金属纤维过滤器元件的两侧，设有公共区615和616，具有一个宽度609。将两个边缘带到一起，在一条焊接线上进行焊接，这与图7所示相似。这可以通过钨极氩弧焊完成。这样就使金属纤维过滤器元件形成管状。或者，可将部分615和616设置成彼此部分或完全重叠。通过电阻焊将其焊接起来，也形成一条焊接线。
或者，也可将金属纤维羊毛状物设置在边缘617和618上，如图6c所示。没有金属板区域超越金属纤维羊毛状物延伸。在金属纤维过滤器元件的两侧设置公共区619和620，具有一个宽度609。
如图7所示，在金属纤维过滤器元件的两侧，相应于穿孔金属板的部分605和606设置两个区域72和73，它们可用于将金属纤维过滤器元件连接在过滤器组件的其它部件上。例如，一个区域72可用于接纳焊接在区域72上的盖74，以便封闭金属纤维过滤器元件的该侧。然后，如图7所示的作为本发明主题的金属纤维过滤器元件可用于过滤，如箭头75所示，在管的外侧接受待过滤的液体或气体。过滤后的液体或气体如箭头76所示沿轴向被排出。在管的外表面被滞留的颗粒可借助反向脉冲被吹离或推离。
但是，已经发现，在液体过滤过程中发出反向脉冲时，由于起始于区域73的压力被在盖74上的反射，在管状金属纤维过滤器元件的靠近端盖74的部分中得到高得多的压力。
为了使加强结构适应于反向脉冲期间的上述不同的压力，表面上带有不相等的敞通区域的穿孔金属板可用来形成作为本发明主题的管状金属纤维过滤器元件。如图8所示，穿孔金属板81被烧结在金属纤维羊毛状物82上。穿孔金属板具有例如3个不同的敞通区域，一个最大的加强区域83、一个正常的加强区域84和一个最小的加强区域85。按照与图6和图7所示相同的方式，将边缘86和87彼此带到一起，使金属纤维过滤器元件呈管状，并彼此焊接起来。金属区域88用于接纳一个端盖，通过将端盖焊接在区域88上，使管状金属纤维过滤器元件在该侧封闭。当反向脉冲时，较高的压力由最大的加强区域83补偿。
作为本发明主题的过滤器板901表示在图9a，图9b和图10中。过滤器板901包括两个金属纤维过滤器元件902及最好还包括一个隔层903，例如扩张金属板或纺织的金属丝网。图9a表示一个实施例，具有两个金属纤维过滤器元件，使它们的加强层904朝向过滤器板901外侧。两个金属纤维过滤器元件902的金属纤维羊毛状物905朝向过滤器板901内部。图9b表示一个实施例，具有两个金属纤维过滤器元件902，使它们的加强层904朝向过滤器板901的内侧。两个金属纤维过滤器元件902的金属纤维羊毛状物905朝向过滤器板901之外。
在过滤器板的边缘设有一密封装置906，以便密封过滤器板的边缘，从而当过滤器板使用时提供未过滤液体或气体的旁流。两个金属纤维过滤器元件902使用一组螺栓和螺母907被夹紧在密封装置906如聚合物带上，上述螺栓和螺母设置在金属纤维过滤器元件902和密封装置906中的适当开口中。
对于目前被图示的实施例来说，在过滤器板901的下侧设有一个适当的出口装置908，如一个圆锥形管件。该出口装置908用于将过滤器板901安装在排出导管910的相应出口装置909上。由于设置了金属纤维过滤器元件902的加强层904，当过滤器板901在竖直或水平位置上使用时无需过滤器板的其它支承件。一个丝网或其它可渗透装置也可以设置在过滤器板的外侧，以便防止对于装在过滤器板901外侧或装在加强结构904的开口处的外侧上的金属纤维羊毛状物905的损坏。
另外，在这种情形中，出于结构原因设置加强层904的延伸金属纤维羊毛状物905的部分是一个优点。例如，这样的区域913可用于夹紧密封装置906，以便提供排出通道911(区域914)，或者例如通过焊接将出口装置908固定在金属纤维过滤器元件902上(区域915)。
如箭头912所示，迫使液体从过滤器板901外侧通过加强层904上的开口、通过金属纤维羊毛状物905、可能还通过隔层903、可能还通过排出通道911流入排出导管910，从而可以过滤液体，例如，葡萄酒、啤酒、橄榄油或果汁。
权利要求
1.一种金属纤维过滤器元件，它包括金属纤维羊毛状物和加强结构，其特征在于所述加强结构包括一金属板，该金属板具有敞通区域，所述金属纤维羊毛状物和金属板彼此烧结起来，所述金属纤维羊毛状物覆盖所述敞通区域，对于所有的所述敞通区域来说，所述敞通区域的每个点和所述敞通区域的边缘的最小距离小于65mm。
2.如权利要求1所述的金属纤维过滤器元件，其特征在于所述金属板的总敞通区域大于所述金属纤维羊毛状物的总表面的25％，所述总敞通区域是全部的所述敞通区域的表面的总和。
3.如权利要求1或2所述的金属纤维过滤器元件，其特征在于最靠近所述金属纤维羊毛状物的边缘的所述敞通区域的边缘和所述金属纤维羊毛状物的所述边缘的距离大于10mm。
4.如权利要求1至3所述的金属纤维过滤器元件，其特征在于所述金属纤维羊毛状物的所述边缘通过焊接被密封。
5.如权利要求1至4所述的金属纤维过滤器元件，其特征在于所述金属板超越所述金属纤维羊毛状物延伸。
6.如权利要求1至5所述的金属纤维过滤器元件，其特征在于所述金属纤维羊毛状物和所述金属板采用相同的金属合金形成。
7.如权利要求1至6所述的金属纤维过滤器元件，其特征在于所述金属纤维羊毛状物包括金属纤维，所述纤维的当量直径在0.5μm至100μm的范围内。
8.如权利要求1至7所述的金属纤维过滤器元件，其特征在于所述金属纤维过滤器元件具有一个流入侧和一个流出侧，所述金属板设置在所述流出侧上。
9.如权利要求1至8所述的金属纤维过滤器元件，其特征在于所述金属纤维过滤器元件包括两个金属纤维羊毛状物，在所述金属板的每侧设置一个所述金属纤维羊毛状物。
10.如权利要求1至9所述的金属纤维过滤器元件，其特征在于所述金属纤维过滤器元件是管状金属纤维过滤器元件。
11.一种过滤器板，它包括两个如权利要求1至9所述的金属纤维过滤器元件，所述金属纤维过滤器元件彼此平行，所述过滤器板的边缘使用密封装置密封。
12.如权利要求11所述的过滤器板，其特征在于在所述金属纤维过滤器元件之间包括一个隔层。
13.一种提供金属纤维过滤器元件的方法，该方法包括以下步骤提供一个金属纤维羊毛状物；提供包括敞通区域的金属板，其中对于所有的所述敞通区域来说，所述敞通区域的每个点至所述敞通区域的边缘的最小距离为小于65mm；将所述金属板和金属纤维羊毛状物彼此烧结起来。
14.如权利要求13所述的提供金属纤维过滤器元件的方法，其特征在于还包括以下步骤将烧结后的金属纤维羊毛状物和金属板弯成管状形状；通过焊接、铜焊、胶粘或软焊密封所述管状形状。
15.-如权利要求13或14所述的提供金属纤维过滤器元件的方法，其特征在于包括在烧结所述金属纤维羊毛状物和所述金属板之前烧结所述金属纤维羊毛状物的步骤。
16.如权利要求13至15所述的提供金属纤维过滤器元件的方法，其特征在于所述金属板的总敞通区域大于所述金属纤维羊毛状物的总表面的25％，所述总敞通区域是全部的所述敞通区域的表面的总和。
17.如权利要求13至16所述的提供金属纤维过滤器元件的方法，其特征在于最靠近所述金属纤维羊毛状物的边缘的所述敞通区域的边缘和所述金属纤维羊毛状物的边缘的距离大于10mm。
18.如权利要求1至10所述的金属纤维过滤器元件作为在反向脉冲过滤操作中的过滤器元件的用途。
19.如权利要求18所述的金属纤维过滤器元件的用途，其特征在于所述反向脉冲施加在所述过滤器元件的流出侧，所述金属板设置在所述流出侧。
20.如权利要求1至10所述的金属纤维过滤器元件用于过滤食品液体的用途。
21.如权利要求1至10所述的金属纤维过滤器元件用于过滤冷却液的用途。
22.如权利要求1至10所述的金属纤维过滤器元件用于过滤废水的用途。
23.如权利要求11或12所述的过滤器板用于过滤食品液体的用途。
24.如权利要求11或12所述的过滤器板用于过滤冷却液的用途。
25.如权利要求11或12所述的过滤器板用于过滤废水的用途。
26.按照权利要求13至17所述的方法制成的金属纤维过滤器元件用于过滤食品液体的用途。
27.按照权利要求13至17所述的方法制成的金属纤维过滤器元件用于过滤冷却液的用途。
28.按照权利要求13至17所述的方法制成的金属纤维过滤器元件用于过滤废水的用途。
全文摘要
一种金属纤维过滤器元件包括金属纤维羊毛状物和作为金属板的加强结构。所述金属板具有敞通区域并烧结在覆盖敞通区域的金属纤维羊毛状物上。
文档编号B01D39/20GK1509200SQ02809816
公开日2004年6月30日 申请日期2002年3月28日 优先权日2001年4月11日
发明者居伊·瓦努特, 伊夫·施特鲁伊夫, 蒂埃里·凯坎, 凯坎, 居伊 瓦努特, 施特鲁伊夫 申请人:贝克特股份有限公司