专利名称：滤板用毂环和支撑板以及该部件的制造方法
技术领域：
本发明涉及滤板用毂环和支撑板以及该部件的制造方法。
过去，作为例如过滤聚合物用的滤板，一般用公知的圆板状滤板，即所谓的薄板圆盘式滤板，或在护圈上下迭置圆板状过滤部件组合成一个三层的过滤组件。在这种类型的滤板中，迭层使用的板数随过滤容量(滤过的熔融聚合物的流量)而增多。迭层使用时，由于滤过前后的聚合物必须隔离，在各滤板的内侧甚至有时在外侧也要设毂环。如上所述，这种毂环要确保滤过前后的聚合物相互隔离并保持滤过聚合物的通路，同时还要起到将迭置的滤板保持所定的位置关系(例如所定间隔)的作用。
作为过去滤板结构的代表，图22示出了一种已知的例子。图22表示薄板圆盘式滤板101内周侧的一部分，在例如金属网形成的护圈102两侧的多孔板(例如金属孔板)形成的过滤材料支撑体103上设有过滤材料104。滤板101的内周设有毂环105，在毂环105中沿周向开设有许多小孔106。熔融的聚合物107从滤板101两侧面流入过滤材料104，穿过过滤材料104的聚合物如箭头所示由护圈102处通过毂环105上的小孔106汇集到中央，然后送往下一工序。
当滤板101由多块滤板迭置时，将所定块数的滤板101迭置嵌入圆筒状支柱108上，以毂环105为基准决定各滤板101的过滤材料104间的间隔。以足以隔离过滤前后聚合物的压力，例如总紧固力为5-10吨大小的压力从上方或下方紧固迭层放置的各滤板101的毂环105。
在以上的已知结构中，存在以下的问题。
首先，在毂环105中开有使滤过的聚合物通过的许多小孔106，其开孔率高至20%左右，这么小的开孔率是此外产生较大压力损失的原因。为了增大开孔率，需要考虑增大孔径，但考虑到如上所述如此大的紧固力，孔径的大小自然受到限制。
再者，在小孔的形状上，从聚合物的流入侧看，应当形成对小孔106周围部分的聚合物的流动有利的大空间。但该空间会产生聚合物的滞留，滞留会导致聚合物变质，而且影响变质的聚合物的流出，必须极力防止。
另外，由于必须在毂环105的径向穿设小孔106，加工较困难且费时，因而毂环105的制造费用较高。
还有，护圈102为了保持所定滤板的形态和确保在护圈102处滤板径向的聚合物流动通道，对其厚度方向的变形要求较高，通常要求能够承受200kg/cm2左右或更大的最大耐压强度，即使用金属网类型的护圈102，也不能满足这么高的耐压强度。而且，金属网类型的护圈102还特别存在以下的压力损失和滞留问题。
也就是说，金属网型护圈102是在滤板圆周方向成波纹状延伸的金属丝(通常，其直径为护圈102厚度的1/2或比此稍大些)，由于聚合物在滤板径向的流动产生较大的阻力，因而很难控制护圈102部分的压力损失和整个滤板101的总压力损失到较低程度。
而且，在护圈102中，聚合物主要沿在滤板径向延伸的金属丝向滤板内径侧流动，这种在滤板径向延伸的金属丝，与其说形成聚合物的通路，不如说形成聚合物通路的死区，聚合物的流动缺乏在滤板径向的方向性，因而得不到圆满的流动状态。所谓聚合物的圆满流动，是指聚合物流动时本身不混合，即聚合物混合效果(所谓的静混合效果)不是明显问题的情况。因此，存在聚合物滞留的潜在问题。在沿滤板周边方向延伸的金属丝处也形成影响聚合物流动的死区，存在同样的问题。
本发明的目的在于解决上述问题，提供即可增大聚合物通道的开口率，压力损失又极低，并很难产生滞留且又容易低成本制造的滤板用毂环及其制造方法。
本发明的另一个目的是提供耐压强度高、容易形成低压降、且不产生聚合物物流停滞并带有所希望的方向性同时可得到优良的聚合物混合效果的适合用于设在过滤部件内层的滤板用支撑板及其制造方法。
本发明的第三个目的是同时实现可增加聚合物通道开口率、降低压力损失、难以产生滞留并容易低成本制造的毂环和上述滤板用支撑板，使之成为一层低压降、高耐压、高性能的滤板。
为了达到上述目的，本发明提供的滤板用毂环设在圆板状滤板的内周及外周的至少一方，其特征在于(a)以一定间隔对向配置一对环状平板形压板，(b)在这一对压板之间有一环状部件，并在毂环周边方向相互间隔地设有若干在与这一对压板基本垂直的方向于压板之间延伸并同时向毂环径向延伸的支撑片，该多数支撑片与环状片连接成为支撑部件。
上述支撑部件的环状片与设置的多数支撑片在毂环外径侧或内径侧的任一侧相连，最好保持该多数支撑片的配置形状为所定形状。
本发明滤板用毂环的制造方法是在圆板状滤板的内周及外周的至少一方设置毂环，其特征在于，(a)在环状平板部件的内周及外周的任一方沿部件的全周刻设多个在部件径向延伸的切口，(b)以基本90°扭转切口间的部分，(c)在扭转90°的部分上下设置一对环状平板压板。
另外，本发明另一种滤板用毂环的制造方法是在圆板状滤板的内周及外周的至少一方设置毂环，其特征在于，(a)在直线带状延伸的平板部件的宽度方向的任一侧沿部件的长度刻设多个在部件宽度方向延伸的切口，(b)将位于相邻切口间的各部分及部件长度方向两端切口外侧位置的各部分基本扭转90°，(c)将上述平板部件弯成环状的圆形，使以90°扭转的各部分置于内周或外周的任一侧，形成环状部件，(d)在该环状部件的扭转90°的部分上下方设置一对环状平板压板。
这样，多个支撑片很容易以90°扭转切口间的部分形成，容易加工，而且，在一对压板间形成的支撑片可以保持较大的耐压强度，支撑部件的材料最好为不锈钢。
在这样的滤板用毂环中，在一对压板间设有许多与该压板基本垂直的支撑片，相邻支撑片之间的空间沿径向延伸，形成滤过聚合物的通道。在这样一对压板之间各支撑片之间，除了支撑片之外的部分都可以作聚合物通道用。因此，与过去开设小孔的空间最大的结构相比，也大大增加了聚合物通道的开口率，大幅度降低了压力损失。
该支撑片在一对压板之间基本在垂直方向延伸，可对加在压板上的负荷起支撑棒的作用，使其不易发生弯曲，例如与单独波纹所形成的部件相比，可发挥极大的耐压强度。压板之间的尺寸通常不大，高5mm左右，上述支撑片即不发生弯曲。因此，即使在压板间施加大的压缩负荷，即在多个滤板迭置而成的组件的各毂环中施加大的压力也不会变形，上述开口率大的聚合物通道会毫无问题地保持所定形状。
而且，与多个支撑片相连的环状片位于环状设置的支持片的外径侧或内径侧，在该环状片所处的位置，该环状片与两个压板间的空间全部可作为滤过聚合物的通道。所以，即使在该部位，也能确保很大的聚合物通道开口率，保持极小的压力损失。
这样，由于开口率变大，毂环总体压力损失极小，因而毂孔内的聚合物通路内不会出现滞留聚合物的部位，滤过的聚合物全都可以圆满地流过毂环。
而且，在本发明的毂环中，可以分别制作环状延伸的一对平板形压板和具有支撑片和环状片的支撑部件，不用说压板，即使支撑部件也如前所述，在环状平板部件的内周或外周侧切割开若干沿径向延伸的切口，且将切口间部分扭转成90°，制作非常简单。另外，若将各压板与支撑部件适当焊接在一起，可以成为一个物体，可以操作简单地制作毂环。这样，不仅仅可制作毂环的各部件，也可极简单地制作毂环整体，可在短时间内进行大量生产，比以前大幅度降低制造成本。
再者，本发明的滤板用支撑板是设在表层有过滤材料的圆板状滤板内层的支撑板，其特征是在滤板的径向相互邻接地模压形成多条在滤板厚度方向互成波纹状沿滤板周边延伸的波纹部。
这里，若不限定相互邻接的波形部的形成状态，可以采取任何形状。例如，互相邻接的波形部的波形可以错开半个节距，或错开1/3或1/4个节距。
而且，作为上述波形部的波形的节距，在整个波形部区域内采用大致相同的节距，也可以在滤板外径侧采用与内径侧不同的波形部。例如，与滤板的外径侧相比，内径侧或随着向内径侧靠近，可以使波形的节距变小，或者反过来使之变大。作为波形的节距没有特别的限制，波形的宽度最好应按形成波形部节距的难易，作为形成波形部节距材料的圆板状平板的厚度及材质等适当确定。
例如用厚0.3～1.2mm的不锈钢板时，波形的宽度为0.5～4.0mm，优选1.0～3.0mm，波形的节距为2.0～8.0mm，优选3.0～6.0mm。
该波形的形状图案可以任意设定，只要满足上述条件即可。
例如，上述波形部可在预定成圆周角的区域中，实际上是在滤板的周边方向以一定的角度向滤板的中心(即向滤板的半径方向)直线状延伸，在与该圆周角区域邻接的圆周角区域，实际上在滤板的周边方向以与上述角度相同的角度向滤板的半径方向直线状延伸。
或者，也可使上述波形部在预定的圆周角区域中，实际上在滤板的周边方向以一定的角度向滤板半径方向直线状延伸，而在与该圆周角区域相邻的圆周角区域，实际上在滤板的周边方向，向着滤板半径的方向以不同于上述角度的角度的直线状延伸。
而且，上述多条波形部可在滤板的周边方向构成同心圆，也可以使各波形部独立地圆形状延伸。
另外，作为支撑板，可以构成一个整体的圆板状部件，也可以形成几个沿滤板周边方向分开的部件。
作为支撑板的材料，可以使用可模压成形的金属，特别好的是用不锈钢。由于不锈钢制成的材料可以模压成形，可以对成形的波形部进行硬化处理，进一步提高耐压强度。还可以用不锈钢来防锈。虽然模压成形有一定的残留应力，波形部可以达到很高的耐压强度，但为了在必要时进一步确保更高的耐压强度，可在模压成形后进行低温退火。用不锈钢时，低温退火的温度可为410～440℃。而且，为了提高强度，可用沉淀硬化不锈钢。
另外一种本发明的滤板用支撑板，是设在表层有过滤材料的圆板状滤板内的支撑板，其特征是在支撑板的径向及周边方向设有多个在支撑板的径向延伸并与支撑板板面基本成90°地垂直于上下板面的立片。
这里，上述立片与上述支撑板成同心圆状设置，且在支撑板的径向相互邻接的立片间形成环状带部，该环状带部最好在支撑板的厚度方向交替地形成波纹。这时，上述立片部的上述支撑板向上的高度及向下的高度最好与环状带部起波纹的支撑板向上的高度及向下的高度相同。而且，该类滤板用支撑板最好用不锈钢制成。
上述本发明的滤板用支撑板设在表层有过滤材料的圆板状滤板内层，作为代替图22所示护圈的护圈，或者也可用作过滤材料的支撑体兼护圈。
例如，在滤板的表层有过滤材料、内层侧有过滤材料支撑体、并在最内层有护圈的情况下，最好用本发明的支撑板构成该护圈。而且，在滤板的表层有过滤材料、内层有过滤材料支撑体兼护圈的情况下，可以用本发明的支撑板构成该过滤材料支撑体兼护圈。
再者，本发明的滤板用支撑板增加了聚合物通道的开口率，压力损失极低，不易产生滞留，很容易降低制造成本，若与前述特定的滤板用毂环的结构相结合，可以构成一层低压降、高耐压、高性能的滤板。
也就是说，本发明滤板用支撑板与毂环的组合件，是设在表层有过滤材料的圆板状滤板内层处的支撑板与设在该圆板状滤板内周或外周至少一方的毂环的组合件，其特征是，上述支撑板是在滤板的径向基本上相互邻接地模压成形多条在滤板厚度方向交替成波纹并在滤板周边方向延伸的波形部，上述毂环包括(a)以一定间隔对向设置的一对环状平板形压板和(b)在该一对压板之间设的环状部件，及沿毂环周向相互间隔地设置的若干基本上垂直于该一对压板并在压板间和毂环径向延伸的支撑片，该多数支撑片与环状片相连形成支撑部件。
本发明另一种滤板用支撑板和毂环的组合件是设在表层有过滤材料的圆板状滤板内层处的支撑板和设在该圆板状滤板的内周及外周至少一方的毂环的组合件，其特征是，上述支撑板在支撑板的径向和周向设置有多个沿支撑板的径向延伸、与支撑板的板面大致成90°扭转而从板面向上下方向垂直立起的立片，上述毂环包括(a)有间隔地对向设置的一对环状平板形压板和(b)在该一对压板间的环状部件，以及多个在毂环周向相互间隔地设置的、基本上垂直于该一对压板并在压板之间和毂环的径向延伸的支撑片，该多个支撑片连在环状片上形成支撑部件。
在上述两种滤板用支撑板和毂环的组合件中，可以使支撑部件和支撑板成为一体。但也可以分别构成滤板用支撑板和毂环，同时实施两者。
另外，本发明的滤板用支撑板的制造方法的特征是，在圆板状平板部件上模压成形多条在径向相互邻接、且在厚度方向交替成波纹的大致沿周向延伸的波形部。
在该方法中，在上述圆板状平板部件的一定的圆周角区域模压成形上述波形部，接着在相邻的圆周角区域模压成形同一图案的波形，依次重复操作，可在上述圆板状平板部件的全周压制成波形部。而且，圆板状平板部件的径向的多条波形沿环状延伸，可以用直径不同的多个模型压制。再者，上述波形可以仅靠模压成形，也可以在圆板状平板部件的圆周上有间隔地切割，然后将切开的部分压成上述沿周向延伸的波形部。
本发明另一种滤板用支撑板的制造方法是在圆板状平板部件的周边方向刻设多个沿径向延伸的切口或长孔，该切口或长孔沿圆板状平板部件的径向排列成多个环状系列，并将该切口或长孔间的部分扭转成与圆板状平板的板面大致成90°的向板面上下垂直立起的立片。
在这种方法中，长形孔的纵向的两端最好具有直径大于长形孔中间部分的宽度的圆形孔。
在上述本发明的滤板用支撑板中，先模压成形在滤板的厚度方向互相交错的沿滤板圆周方向延伸并在滤板的径向相互邻接的多条波形部分，由于由模压成型法形成波形部分，相邻的波形在任意位置由原材料相互连接。因此，即使支撑板由多条波形部分相互邻接而成，也保持为一块整板的形状。波形部分有在滤板厚度方向凹凸的结构，由于多条有凹凸结构的波形部分相互邻接设置，就由这些相互邻接的凹凸结构形成了滤板径向的流体通道。
例如，在相互邻接的波形部分的波形在滤板的圆周方向大体错开半个节距的情况下，有的波形部分的波形的表面侧为凸部，与其在滤板径向上相邻的波形部的波形位置为凹部，而与这个波形板的凹部相邻的波形板的位置为凸部。从滤板的径向看，多条波形板在各波形板的支撑板表面侧呈凸部与凹部交错的位置。其结果，互邻波形的凸部和凹部形成类似管状的通道，由于该管状通道大体上沿滤板的径向延伸，模压成形上述多条波形部分时，结果就形成了在滤板径向放射状延伸的多条流体通道。
另外，在相互邻接的波形部分的波形在滤板的圆周方向配置成错开1/3或1/4节距的情况下，邻接波形板的凹部或凸部形成在周向相互错开的流体通道。这样构成的在滤板径向呈放射状延伸的流体通道形成复杂的弯曲或入口混乱的形状，可望得到优异的流体混合效果。
由于上述流体通道是在平板状材料上模压成波形凹凸而形成的，故滤板径向的流体流动阻力仅仅大体为材料的板厚部分。因此，由于没有过去的金属网结构那么大的阻力，降低了滤板径向流动的压力损失。
再者，相互邻接配置的多条波形部的凸部位于支撑板的上下面侧，即曲折地交错配置。这种曲折地交错配置的凸部对上下面的负荷压力可以发挥极高的耐力。因此，本发明的滤板用支撑板具有极高的耐压强度。
另外，上述形成的沿径向延伸的流体通道相互连通，邻接的流体通道间的流体很容易自由地流入流出。结果，自然可以得到优异的静态混合效果，混合均匀的流体在滤板的径向流动和汇集。
本发明的这种滤板用支撑板适合用作设在过滤部件内层的护圈或用作过滤材料支撑体兼护圈，从而实现聚合物混合效果好，压力损失低且耐压强度高的滤板。
而且，若同时使用本发明上述特定结构的毂环和滤板用支撑板，可使滤板的性能更好。
此外，在支撑板的径向及周向设有多个与支撑板板面扭成基本为90°而由该板面向上下方向垂直立起的立片而构成的滤板和支撑板中，这些立片起着与上述类型的滤板用支撑板中的波形部实质上相同的作用。所以，在这种类型的滤板用支撑板中，也能得到优异的流体混合效果，滤板径向流动的压力损失低，且对上下面的负载压力具有极高的耐压强度。
下面参照附图，说明本发明的滤板用毂环的实施例。
图1至5表示本发明实施例的滤板用毂环。在图1至3中，1表示薄板圆盘式滤板整体，图中示出了毂环2周围的部分。滤板1在其厚度方向的中间设有护圈3，护圈3的两侧设有多孔板4，多孔板4的外侧设有过滤材料5，滤板1的内周设有毂环2。在滤板1为预定层数的情况下，为了确保各滤板1之间所定的聚合物通道，在本实施例中安装了由确定各毂环2之间厚度的环状部件形成的隔板6。过滤的熔融聚合物7如箭头所示，由过滤材料5过滤后，经过多孔板4、护圈3，并经过毂环2聚集在中央支柱8中，送往下一工序。在本实施例中隔板6与毂环2是不同的构件，但也可以与毂环构成一体。此外，本发明毂环的结构也可适用于配置在滤板外周的毂环。
毂环2由以所定间隔对向设置的上下一对环状延伸的带状平板状压板9a、9b和在两压板9a、9b之间环状延伸的支撑部件10构成。如图4和图5所示，在支撑部件10上，沿毂环周向互相间隔地设有多个大体垂直于一对压板9a、9b并在一对压板9a、9b之间沿毂环的径向(半径方向)延伸的支撑片10a。该多个支撑片10a在该多数支撑片10a的毂环外径侧与环状片10b相连。
上述多个支撑片10a例如可由以下方式形成。
如图6所示，在一定厚度的单个环状平板部件11的内周侧，以所定间隔刻设多个在径向延伸的切口12(缝)，各相邻切口12间的部分13用适当的工具(图中省略)向同一方向扭转90°。这时，没有刻设切口12的环状部件14正好位于扭转了90°的切口间部分13的中间。因此，扭转了90°的各个切口间的部分13对于环状部分14在垂直方向的高度一致。这些扭转了90°的切口间的部分13形成了上述多个支撑片10a，没有刻设切口12的环状部分14可以形成上述环状片10b。
当例如所用的环状平板部件11为1mm厚的不锈钢时，这样的加工能很容易进行。不锈钢一般可以进行硬化处理，因而可以使扭转了90°而形成的支撑片10a具有抵抗所加压缩负荷时屈服的较大的刚性。尤其是用CSPH材质的冷轧不锈钢时，可进行大范围的硬化处理，从而可能具有极高的刚性，即使板厚0.6mm，也能完全承受压在多层过滤板上的聚合物压力产生的压缩负荷，保持在该压缩负荷下不变形的高强度。例如，采用CSPH材质的高强度材料时，可以扩大上述加工时有切口部分(缝隙)宽度，也就是从材料上所切带状部分的宽度，及切口间的间隔，即扩大设置扭转90°而成的各支撑片的间距。如果用高强度材料，即使加上支撑片的设置间距，也可具有足够大的耐压强度。
在上述的滤板用毂环中，由过滤材料5滤过并由护圈3流向毂环2的熔融态聚合物7，通过在两压板9a、9b之间形成的聚合物通道15，汇集在支柱8内。在两压板9a、9b之间，在环状配置支撑片10a的地方，由于除支撑片10a以外的空间全部形成聚合物通道15，与过去钻小孔的结构相比，开口率得到了极大的提高。该开口率由支撑片10a的板厚及配置间距、支撑片10a内端的直径计算求得。设计时，应当考虑加在压板9a、9b上的压缩负荷，也即组合多块滤板时加在毂环2上的压力，必须设计毂环2具有足够的耐变形强度，对于要求在总压力超过10吨时仍有足够高耐变形强度的情况，可以设计开口率为40%以上，优选为45%以上。
例如，在图4所示实施例的支撑部件10中，支撑片10a厚1mm，支撑片10a内端与相邻支撑片的间距为2.5mm，其开口率约为71%。若保持支撑片10a的设置间隔不变，而将支撑片10a的厚度例如改为0.6mm，则可得到约83%的极大开口率。
另外，在环状片10b所处的部位，如图2所示，环状片10b虽然挡住了一部分聚合物通道15，但只有该环状延伸的部件处于聚合物通路中，阻力不大，很容易在该部位确保大的开口率。
例如，若一对压板9a、9b间隔2.5mm，支撑部件10也即环状片10b的厚度为1mm，可确保60%的大开口率。若环状片10b厚度为0.6mm，则开口率上升为76%。
由于这么大的开口率，大幅度降低了聚合物通过时的压力损失。在通常的过滤装置中，过滤材料孔眼堵塞引起的滤压(过滤材料的入口压力)上升决定了滤板的寿命，一旦滤压上升到一定的上限就要更换滤板。上于上述开口率的增大而大幅度降低了毂环部分的压力损失，明显降低了初期的滤压，使得达到上述一定的上限值的可以使用滤板的时间加长(也即聚合物的累计通过流量变大)，从而大幅度延长了滤板的寿命。
另外，支撑片10a在压板9a、9b间垂直延伸，可以最有效地接受加在压板9a、9b间的压缩负荷，发挥极大的耐压强度。因此，在总体结构上，可以设计成即使在总压力为10吨以上时也容易具有足够的耐压强度。再者，若用不锈钢制成本实施例的支撑部件10，并在如上述那样将该支撑部件10加工成支撑片10a时对不锈钢进行特殊的硬化处理，耐压强度还可进一步提高。
而且，如前所述，由于开口率极大，在毂环2的全部聚合物通道15中完全没有滞留聚合物的部位。也就是说，全部聚合物可以顺利地通过毂环2的聚合物通道15。由于不发生滞留，不会发生聚合物的劣化，可以防止发生由于劣化聚合物流出而引起的鱼眼斑等制品质量上的缺陷，还防止了发生由于劣化聚合物流出而引起后续工艺生产上的故障。
此外，与过去结构的毂环相比，本发明毂环2的制造方法大大简化了。也就是说，本发明的毂环2可以分别加工各个压板9a、9b和支撑部件10，不用说可以简单而大量地生产压板9a和9b，即使支撑部件10如图6所示，在单独的环状平板部件上切开切口12，并把切口间的部件13扭转90°而经济地进行加工，比过去在径向设许多小孔的情况明显地容易加工。将这些部件相组合，很容易得到所定的毂环2。因此，可用简单的加工方法，在短时间内简单、大量而低价地制造毂环2。
在组装上述一对压板9a、9b及支撑部件10时，例如如图7所述，可以以点焊等方式将各个部件连接成所定的位置关系(焊接处16)。从而可把毂环2作为一个整体使用，进一步提高了可操作性。
再者，在上述实施例中，作为支撑部件10的制造方法，用环状平板形部件11进行了说明，但制造并不限于该方法，也可用其它方法制造。例如如图8所示，可在直线状延伸的带状平板部件20上切上多个切口21，把切口间的部分22扭转90°形成支撑片，然后按箭头所示将整个部件弯曲加工成圆形，可以制成与图4所示相同的支撑部件。
此外，上述实施例中环状片10b配置在环状设置有支撑片10a的毂环的外径侧，也可使环状片位于支撑片的毂环内径侧。例如如图9所示，也可使环状片17b位于设有扭转90°的环状配置的支撑片17a的毂环内径侧而构成支撑部件17。
下面参照附图，说明本发明的滤板用支撑板及其制造方法。
图10至12表示本发明实施例的滤板用支撑板以及使用了该支撑板的过滤部件。在图10中，31表示薄板圆盘形过滤部件的整体。该过滤部件31由设在其厚度方向中间部位的护圈32、位于护圈32两侧作为过滤材料支撑体的多孔板33、多孔板33外侧设置的过滤材料34和设在过滤部件31内周的毂环35构成。当以预定层数叠置过滤部件31时，为了确保各过滤部件31之间的聚合物通道，在本实施例中，在各过滤部件31之间安装了以所定厚度放射状延伸的隔片36。如箭头所示，过滤的熔融态聚合物37经过过滤材料34后，通过多孔板33、护圈32处，再通过毂环35后会集在中央支柱38内，送往下一工序。虽然在本实施例中隔片36作为单独的部件设置，但也可使毂环35带有隔片的功能。
在本实施例中，上述护圈32由本发明的滤板用支撑板构成。在图11中示出了护圈32(滤板用支撑板)的模压成形的图案，图12表示模压成波形的支撑板32的部件放大的斜视图。
在图11中，涂黑的部分表示从支撑板32的表面侧可以看见的情况，即凸状弯曲突出的部分。在后面的图13～15中也相同。
波形39的模压成形如下进行。如图12所示，压成在滤板厚度方向交替地形成波纹且大体沿滤板的周向X-X方向延伸的波形部分39，且多条波形在滤板的径向Y-Y互相邻接(即邻接连接状态)。在本实施例中，相互邻接的波形部39的波形在滤板的周向大致以半个节距错开。对错开的节距比例没有特别的限定，例如1/3节距、1/4节距等，可以设定任意的比例。图12中P表示1个节距。
在本实施例中，如图11所示，多条波形部39对着滤板的中心O(支撑板32的中心)，也即对应于通过滤板中心O的滤板的半径方向，以一定的角度，也即对滤板的中心O成一定的角度大体沿滤板的周边方向直线状延伸。但是，直线状延伸的波形部39的角度对应于滤板的中心O(也即对应于通过滤板中心O的滤板的半径方向)也可采用与上述角度不同的角度。
因此，先在上述延伸的方向以预定的一定的圆周角在区域A1中压成波形部39，然后在相邻的圆周角区域A2中以同样的模压成形方法压成同一图案的波形部39。按此顺序进行，直到在支撑板的全周形成波形部39。
与上述圆周角区域的中心对应的圆周角可在10～90°范围内任意设定，从容易依次进行成形加工和模压成型的容易性考虑，20～60度是合适的。在图11中设定的约为30度。
在图11中形成的波形部的图案中，波形部39波形的节距在形成波形的整个区域大致是相同的。
而且，在图11中，为了在各圆周角区域的边界线上也压成波形部39，在该边界线上的凸部或凹部即再现在其中途半端的原本形成的部位。以这种形态在边界线上或其附近形成的波形虽然可以与相邻圆周角区域形成的波形部分连接，但为了防止在边界线上或其附近发生边界线两侧圆周角区域内形成的波形39互相矛盾或不相配，提出如下的方法。
首先，可用使沿边界线有较小宽度的不成形带(非模压加工带)的方法。另一种方法是，在一个圆周角区域的边界线形成波形的凸部或凹部时，该凸部或凹部可以越过边界线延伸，直到形成完整的凸部或凹部，与此不同，在邻接的圆周角区域，在越过上述边界线形成的凸部或凹部对应的位置进行预定的凸部或凹部的成形，也就是说，在邻接的圆周角区域从离开分界线的位置开始模压成形。
另外，图13表示另一种成形图案，在用一次模型模压成形形成波形的一个圆周角区域A1中，从中间分成左右两个区域B1和B2，在两个分区B1和B2中，可以压成对中心O成不同角度的大体沿滤板周向直线状延伸的波形部分40a和40b。在图13所示的例中，各个波形部40a和40b相对于中心O成八字形直线状延伸，也可以成倒八字形。这样形成的图案中，结果在圆周角B1和B2中形成相对于中心O以不同角度延伸的波形部40a和40b。使用这种模型，与后面的实施例相同，依次在A2区域及其后的区域进行模压成形。
在这种成形图案中，在一个圆周角区域A1中，在滤板径向通过波形部40a(区域B1)和波形部40b(区域B2)的聚合物流可以左右对称地均匀流动。
图14表示另一种成形图案。
在该实施例中，支撑板32的波形部的波形间距在外径侧形成的波形部41a中与内径侧形成的波形部41b中是相互不同的。在该实施例中，内径侧波形部41b的波形间距大于外径侧波形部41a，也可以反过来。间距的变化在上例中分为两段，也可以分成3段以上。
在支撑板32处(护圈32处)，如图10所示，通过过滤材料32的聚合物从外径侧向内径侧集中，在内径侧聚合物流量变大。由于内径侧波形部41b的波形间距变大，可使内径侧各个波形形成的各个流道的宽度变大，可以减小由于内径侧聚合物流量增大造成的阻力。
图15表示又一种成形图案。在本实施例中，多条波形部42在波板的周向成同心圆状延伸。在每个圆周角区域A1、A2中，波形部42以同心圆弧状沿滤板周向延伸。因此，为了使邻接波形部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的波形间距向中心方向逐渐变小。
在这种成形图案中，聚合物的流向精确地指向中心O的方向。
另外，在上述在各圆周角区域依次模压成形的方法之外，也可以用环状延伸、直径互异的多个模型沿滤板的径向依次模压成形各波形部。在这种方法中，也可用各模型一列一列地模压成形波形部，还可以一次几列地模压成形。
另外，如图16所示，也可在滤板的径向大体互相邻接的两个波形部42、43之间用部件44构成没有波形的部分。在图16所示的例中，不形成波形的部分44成环形带状延伸。这个环状部分44的宽度为1-3mm为宜。由于在该波形中多设了该没有波形的环状部分44，以所定形状模压成形波形部43就变的更容易了。
再者，在上述各实施例中，模压成形波形部时，虽然可以单靠模压加工(即只有模压工序)形成所定形状的波形部，但最好在圆板状平板部件上用蚀刻等方法形成沿周向断续延伸的切口(用来形成波形部的切口)，然后，将切口间的部分模压成基本上沿周向延伸的波形部分。总之，模压成形的任务只是得到更好的波形。用这种成形方法，可以形成更高精度的波形部。
波形部的压模图案可以采用上述各种，在图10～12的实施例中说明了其作用和效果。
如图12所示，错开半个节距互邻的波形部39的凸部与邻接的凹部形成径向Y-Y内侧延伸的聚合物通道。
通过过滤材料32和过滤材料支撑体33的聚合物由支撑板32(护圈32)的上下两侧按箭头所示很容易地流入支撑板32内。因此，很容易沿着如上形成的通向径向内侧的聚合物通道顺利地流动。在向径向内侧流动时，由于阻力仅为支撑板32的厚度部分，沿上述聚合物通道方向流动时具有很好的方向性，与图22所示结构相比，压力损失是极小的。例如，在支撑板厚2.5mm的情况下，本发明的板厚为0.5～0.7mm就已足够了，而过去的金属网结构中网丝直径为1.3～1.5mm。所以，相对于全厚的死区的比例，在本发明中是极小的。
另外，如图12的箭头所示，在向上述径向内侧的聚合物通道中流动时，可以分流并在邻接的聚合物通道间自由地出入。由于这种聚合物的自由出入，得到了较好的静态混合效果，聚合物由支撑板32向支柱38方向集中时，自然会发生均匀的混合。而且，当设定互邻的波形部错开1/3节距或1/4节距时，得到更佳的静态混合效果。
另外，多条波形部39的波形的凸部及凹部如图11所示成交错状配置，从一侧看是凹部的部位，从另一侧看即为凸部。也就是说，在支撑板32两侧凸部是交错配置的。在两侧面突出的凸部在达到支撑板32必要的厚度时，形成了对配置在两侧的过滤材料支撑体33的支撑面。
在图22所示的金属网护圈102中，波形弯曲的各金属丝与过滤材料支撑体103的接触点基本上为点接触，因此接触点的局部应力很高。而在本发明中，由于波形部39成为带状延伸的波形，与过滤材料支撑体33的接触支撑部分接近于线接触。所以，比图22所示的结构大大降低了局部应力，能对从上下面负荷压力产生的局部变形发挥极高的屈服强度。
由于波形部39的每个凸部都发挥了高屈服强度，当该凸部如图11所示交错地设有多个时，作为支撑板32的整体即可发挥极高的耐压强度。
因此，在用模压手段形成多条波形部39时，由于邻接的波形部39由波形的某部位连结成为一个整体，各波形部39的强度互相补充，因而整个支撑板32具有更高的耐压强度。
在图11及图13～15所示的模压成形图中，采用的方法是用预定的图案依次在圆周角区域A1、A2中进行模压成形，以致在所有圆周角区域形成波形部的支撑板32成为一个整体。然而，由于作为护圈的支撑板32设在过滤部件31的内层，因此也可以在周向分成多块构成。例如，可以分别使上述圆周角区域A1、A2及随后的区域形成扇形部件，并对其进行圆板状配置。
另外，在上述实施例中，虽然将支撑板32用作设置在过滤部件31最内层的护圈，但也可以用作过滤材料支撑体兼护圈。
例如，如图17所示，在作为过滤材料支撑体兼护圈的支撑板50的两面侧直接支撑过滤材料34，可使支撑板50同时具有过去结构的过滤材料支撑体和护圈两种功能。也就是说，本发明的滤板用支撑板具有极高的耐压强度，同时密切交错地设置波形的凸部而形成上述较大的接触表面，因而可以形成作为整个支撑板所要求的平面性良好的平表面，并可以合并这种过滤材料支撑体和护圈的功能。
此外，本发明的滤板用支撑板可以用来与上述特定的低压力损失的毂环结构组合使用，或者与毂环构成一个整体。
图18示例性表示本发明的支撑板32与图1所示那种毂环61组合而成的滤板60。
在图18中，在支撑板32的内周处配置的毂环61由以所定间隔对向配置的上下一对环状平板形压板62a和62b及在两压板62a、62b之间环状延伸的支撑部件63所构成。在支撑部件63中，在毂环周向相互间隔地设有多个垂直于一对压板62、62b并在该压板62a、62b之间沿毂环径向(半径方向)延伸的支撑片63a。该多个支撑片63a在该支撑片63a的毂环外径侧与环状片63b相连接。另外，64表示装在多层毂环之间的隔片。
上述毂环可以上述同样的方法制成，而且在毂环部分得到上述效果。另外，该毂环可以与本发明的滤板用支撑板组合成一个整体。由于两者均优先选用不锈钢材料，例如如图19所示，可以用不锈钢圆板状材料形成由支撑板32和毂环支撑部件63组成的整体70。
在图19中，在有上述波形部39的支撑板32的内周侧整体形成由支撑片63a和环状片63b构成的支撑部件63。波形部39用模压成形，而支撑片63a可如前所述由扭转90°加工而成。
由于这种一体化减少了作为过滤部件的件数，当多数过滤部件组合时，这种组合就更加容易了。
再者，压板62a、62b也可以通过点焊等方法与支撑部件63成为一体，从而提高其组合性和操作性。
图20和21表示本发明另一实施例的滤板用支撑板及其制造方法。
在本实施例中，如图20所示，在圆板状平板部件81上沿周向X-X刻设多个沿径向Y-Y延伸的长孔82，并在圆板状平板部件81的径向Y-Y设置多列环状的长孔82系列，位于各长孔82之间的部分83向圆板状平板部件81的板面扭转大约90°，形成由该板面向上下方向垂直立起的立片84(图21)。在周向X-X及径向Y-Y上设置多个这样形成的立片84，就形成了滤板用支撑板85。
在本实施例中，长孔82在其纵向的两端形成直径大于长孔中间部分82a宽度的圆孔82b，以使上述立片84的扭转成形更容易进行。但是，没有这样的圆形孔82b的通常形状的长孔也行。而且，除长孔外，单单切成缝隙(切口)也可以。
另外，当在支撑板85上同心圆状地设置立片84时，位于支撑板85径向互邻的立片84之间的环状带部分86(图20)最好在支撑板85的厚度方向交错地成为波纹状。这时，从支撑板85向上及向下算起的立片84的高度最好与从支撑板85向上及向下算起的环状带86的波纹高度一致。在这样的结构中，支撑板85的强度可以进一步提高，当上述立片部84弯转成形时，还可以防止环状带部分86发生不希望的变形。
在这种类型的滤板用支撑板中，材料也优选不锈钢。
此外，可以使支撑板85和上述毂环作为组合件使用，也可以将两者构成一个整体。
因此，即使用这种由多个立片84形成的滤板用支撑板，也可以构成低压力损失、高耐压和高性能的滤板。
图1是用本发明一个实施例毂环的滤板的一部分立体斜视图。
图2是图1毂环的正视图。
图3是图1滤板的一部分放大的斜视图。
图4是图1毂环的支撑件的平面图。
图5是图4支撑件的放大部分的斜视图。
图6是图4支撑件加工过程的平面图。
图7是本发明另一例的毂环的部分斜视图。
图8表示与图6不同的支撑件加工方法的材料平面图。
图9是位于支撑片毂环内径侧的环状片支撑部件的平面图。
图10是采用了本发明一个实施例的滤板用支撑板的过滤装置的部分纵向剖视图。
图11是表示本发明滤板用支撑板波形部形成图案之一例的支撑板的部分平面图。
图12是波形部的部分斜视图。
图13是表示另一种波形部形成图案的支撑板的部分平面图。
图14是表示又一种波形部形成图案的支撑板的部分平面图。
图15是表示再一种波形部形成图案的支撑板的部分平面图。
图16是在波形部间多设了不形成波形部分的支撑板的部分斜视图。
图17是用本发明的滤板用支撑板作为过滤材料支撑体和护圈时的过滤部件的部分纵向剖视图。
图18是本发明的滤板用支撑板与毂环相组合而成的过滤部件的部分斜视图。
图19是滤板用支撑板与毂环的支撑部件形成一个整体时的部分平面图。
图20是做成本发明的另一实施例的滤板用支撑板的平板材料的部分平面图。
图21是用图20的部件做成的滤板用支撑板的部分斜视图。
图22是现有技术的滤板的部分斜视图。
符号说明1滤板2毂环3护圈4多孔板5过滤材料6隔片7熔融态聚合物8支柱9a、9b压板10、17支撑件10a、17a支撑片10b、17b环状片11平板状部件12切口13切口之间的部分14环状部分15聚合物通道
16焊接处20平板状部件21切口22切口之间的部分31过滤部件32用作护圈的支撑板33过滤材料支撑体34过滤材料35毂环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用作过滤材料支撑体兼护圈的支撑板60过滤部件61毂环62a、62b压板63支撑部件63a支撑片63b环状片64隔片65聚合物通道70支撑板与毂环的支撑件形成一体构成的部件
81圆板状平板部件82长孔82a长孔中央部分82b端部圆形部分83长孔之间的部分84立片85滤板用支撑板86环状带部A1、A2圆周角区域B1、B2分区O滤板的中心
权利要求
1.滤板用毂环，该毂环设在圆板状滤板的内周及外周的至少一方，其特征在于，(a)以一定间隔对向配置有一对环状平板制成的压板，和(b)在该一对压板间有一环状部件，并在毂环周边方向相互间隔地设有多个在大体垂直于该一对压板的方向于压板之间同时沿毂环径向延伸的支撑片，该多个支撑片与环状片相连接成为支撑部件。
2.如权利要求1所述的滤板用毂环，其中所述支撑部件的环状片接在配有上述许多支撑片的毂环的外径侧或内径侧的任何一侧。
3.如权利要求1或2所述的滤板用毂环，其中所述支撑部件由不锈钢制成。
4.滤板用毂环的制造方法，该毂环设在圆板状滤板的内周及外周的至少一方，其特征在于，(a)在环状平板部件的内周及外周的任一方沿部件的全周刻设多个沿部件径向延伸的切口，(b)将位于相邻切口之间的部分大致扭转90°，(c)在扭转90°构成的部分上下配置一对环状平板形压板。
5.滤板用毂环的制造方法，该毂环设在圆板状滤板的内周及外周的至少一方，其特征在于，(a)在直线带状延伸的平板部件的宽度方向的任一侧沿部件的长度在全长上刻设多个沿部件宽度方向延伸的切口，(b)将相邻切口间的各部分及部件长度方向两端部切口外侧的各部分大致扭转90°，(c)将上述平板部件弯成环状，并使上述扭转90°的部分都位于内周侧及外周侧的任一方，形成环状部件，(d)在该环状部件的扭转90°而成的部分上下设置一对环状平板形压板。
6.滤板用支撑板，设在表层处有过滤材料的圆板状滤板的内层处，其特征是，多条在滤板厚度方向交替起波的、大致沿滤板周向延伸的波形部在波板的径向相互邻接地模压形成。
7.如权利要求6所述的滤板用支撑板，其中在滤板径向上互相邻接的二个波形部分之间有未形成波形的部分。
8.如权利要求6所述的滤板用支撑板，其中上述多条波形部分中，互相邻接的波形部分的波形在滤板的周向基本错开半个节距。
9.如权利要求6所述的滤板用支撑板，其中上述波形部分的波形节距在形成波形的整个区域基本上是相同的。
10.如权利要求6所述的滤板用支撑板，其中上述波形部分的波形节距在滤板外径侧形成的波形部分与在内径侧形成的波形部分是不同的。
11.如权利要求6所述的滤板用支撑板，其中上述波形部分在预定的一定的圆周角区域沿滤板的周向相对于滤板的半径方向以一定的角度直线状延伸，而在与上述圆周角区域相邻的圆周角区域沿滤板的周向相对于滤板的半径方向以与上述角度相同的角度直线状延伸。
12.如权利要求6所述的滤板用支撑板，其中上述波形部分在预定的一定的圆周角区域沿滤板的周向相对于滤板的半径方向以一定的角度直线状延伸，而在与上述圆周角区域相邻的圆周角区域沿滤板的周向相对于滤板的半径方向以不同于上述角度的角度直线状延伸。
13.如权利要求6所述的滤板用支撑板，其中上述多条波形部分沿滤板的周向成同心圆状延伸。
14.如权利要求6所述的滤板用支撑板，其中上述支撑板由一整块圆板状材料形成。
15.如权利要求6所述的滤板用支撑板，其中上述支撑板由在滤板周向上分开的部件构成。
16.如权利要求6所述的滤板用支撑板，其中上述支撑板由不锈钢制成。
17.滤板用支撑板，设在表层有过滤材料的圆板状滤板的内层处，其特征是，在支撑板的径向和周向设有许多沿支撑板的径向延伸、与该支撑板的板面成90°扭转而成的由该板面向上下方向垂直立起的立片。
18.如权利要求17所述的滤板用支撑板，其中上述立片与上述支撑板成同心圆状设置，且位于支撑板的径向互相邻接的立片列之间的环状带在支撑板的厚度方向交替地起波。
19.如权利要求18所述的滤板用支撑板，其中上述立片由支撑板向上及向下算起的高度与上述环状带所起的波形由支撑板向上及向下算起的高度相同。
20.如权利要求18所述的滤板用支撑板，其中上述支撑板由不锈钢制成。
21.滤板用支撑板与毂环的组件，由设在表层有过滤材料的圆板状滤板内层的支撑板与设在该圆板状滤板内周及外周至少一方的毂环组合而成，其特征是，上述支撑板由在滤板的径向基本上互相邻接的多条在滤板厚度方向交替起波且基本上沿滤板的周向延伸的波形部分构成，上述毂环由(a)以一定间隔对向设置的一对环状平板形压板和(b)具有位于该一对压板间的环状部件和在毂环周向上相互间隔地设置地多个基本上垂直于该一对压板且在该一对压板间和毂环的径向延伸的支撑片，并且该多个支撑片连在环状片上而成的支撑部件构成。
22.如权利要求21所述的滤板用支撑板与毂环的组件，其中上述支撑部件与上述支撑板形成一个整体。
23.滤板用支撑板与毂环的组件，其中由设在表层处有过滤材料的圆板状滤板内层的支撑板和设在该圆板状滤板内周及外周至少一方的毂环组合而成，其特征是，上述支撑板由在支撑板的径向及周向配置的多个沿支撑板的径向延伸、对该支撑板的板面大致成90°扭转而成的由板面向上下垂直立起的立片构成，上述毂环由(a)以一定间隔对向设置的一对环状平板形压板和(b)具有位于该一对压板间的环状部件和在毂环周向上互相间隔地设置的多个基本上垂直于该一对压板且在该一对压板间和毂环的径向延伸的支撑片，并且该多个支撑片连在环状片上而成的支撑部件构成。
24.如权利要求23所述的滤板用支撑板与毂环的组件，其中所述支撑部件与所述支撑板形成一个整体。
25.滤板用支撑板的制造方法，其特征在于，用模压成形法在圆板状平板材料上形成多条在径向相互邻接并在厚度方向交替地起波的大致沿周向延伸的波形部分。
26.如权利要求25所述的滤板用支撑板的制造方法，其中先在上述圆板状平板材料预定的一定圆周角区域模压成形上述波形部分，接着在相邻的圆周角区域模压形成同一图案的波形部分，按此依次操作，在上述圆板状平板材料的全周都模压形成波形部。
27.如权利要求25所述的滤板用支撑板的制造方法，其中用直径不同的多个模型在上述圆板状平板材料的径向模压形成环状延伸的多条波形部分。
28.如权利要求25所述的滤板用支撑板的制造方法，其中在所述圆板状平板材料上形成沿周向断续延伸的切口，然后将切口之间的部分模压成形为大体沿周向延伸的波形部分。
29.滤板用支撑板的制造方法，其特征在于，在圆板状平板材料的周向刻设多个沿径向延伸的切口或长孔，并在圆板状平板材料的径向设置多个该切口或长孔的环状系列，然后将各切口或长孔之间的部分相对于该圆板状平板材料的板面大致成90°扭转，形成从该板面向上下方向垂直立起的立片。
30.如权利要求29所述的滤板用支撑板的制造方法，其中所述长孔在其纵向的两端形成直径大于长孔中央部分的宽度的圆形孔。
全文摘要
披露了滤板用毂环和支撑板及其制造方法，毂环由具有设在一对压板9a、9b之间的多个支撑片10a的支撑部件10构成，支撑板通过模压成型多条在滤板径向互相邻接的、在滤板厚度方向交替起波的沿滤板周向延伸的波形部分39而成。由于聚合物通道的开口率变大，压力损失减小，难以发生滞留，可以廉价地制造该滤板用毂环，并提供了具有高耐压强度、低压力损失、良好的聚合物流动方向性和优异的聚合物混合效果、最适合用作设在过滤部件内层的护圈的滤板用支撑板。
文档编号B01D25/00GK1112450SQ9510408
公开日1995年11月29日 申请日期1995年3月23日 优先权日1994年3月23日
发明者安江章一, 村上惠一 申请人:过滤系统株式会社, 株式会社东海弹簧制作所