用于模制过滤器的方法和设备的制作方法

专利名称：用于模制过滤器的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明要求于2009年7月M日提交的英国专利申请09/1观80.2(该申请的公开内容通过引用纳入本文)的优先权，本发明涉及用于模制纤维过滤器层(例如微纤维过滤器的凝聚层)的方法和设备。凝聚式过滤器可在一些实施例中用于从空气流中除去油滴， 所述空气流例如但不限于来自油润滑压缩机的空气流或真空泵或在空气管中的空气流。
背景技术：
例如用于除去来自油润滑压缩机的输出端的油的管状凝聚式过滤器是已知的。在一些实施例中，这些过滤器具有例如由多孔金属制成的管状支撑件，所述管状支撑件在内表面上具有纤维凝聚层而在外表面上具有排放层。在其它实施例中，凝聚层位于内多孔支撑件与外多孔支撑件之间。具有上述构造的凝聚式过滤器例如在诸如文献W089/07484、 EP-B-0177756和WO 2008/125885中有描述，上述文献的内容通过引用纳入本文。US-A_4303472(该文献的内容通过引用纳入本文)描述并且要求保护一种用于形成管状过滤器元件的方法，该方法可提供用于上述目的的效用且包括以下步骤(a)形成呈液体的纤维浆料；(b)在压力下将浆料引入环形模制空间顶部，该环形模制空间限定在中央型芯、与所述型芯间隔开且位于所述型芯外面的竖直圆筒形筛网和支撑件之间，该支撑件限定模制空间下边界，以使得纤维体在筛网上变得紧密并且液体经过筛网从模制空间中排出；(c)通过以一定速度向上移动与圆筒形筛网滑动接触的套筒，来逐渐增加圆筒形筛网有效开放区域的高度，该移动速度基本等于纤维体的高度在支撑件上方增加的速度； 禾口(d)从模制空间移出得到的管状纤维体。在一个实际的实施例中，过滤器元件包括由多孔外支撑片材或者由多孔内支撑片材和外支撑片材限制的硼硅酸盐玻璃微纤维体，该多孔内支撑片材和外支撑片材例如是具有45-70%的有效开放区域的钢丝网。硼硅酸盐纤维在混合罐中借助于机械搅拌而分散于水中，加入例如盐酸或者硫酸的酸，使PH值为2. 9-3. 1，在该pH值下，分散体是稳定的，纤维与水之比为0.01-0. 5wt% (重量百分比)，典型地为0.05wt%。所得到的浆料在典型地为 290-480Pa(6-10p. s. i)的压力下被引入模制空间中，如上所述进行模制。以基本上与纤维体高度增加速度相同的速度逐渐提升套筒，以保持分散相流动到纤维体正在堆积的位置， 其后，空气可经过模制元件以减少残余水量。所形成的过滤器元件被从模制空间中移出、烘干、树脂浸渍以及被加热以使树脂硬化。如原先所公开的，树脂可以是例如硅树脂或者环氧树脂，而且可以被浸渍在诸如丙酮的溶剂中，但是现在优选的是，树脂应该是可被浸渍为含水溶液的酚醛树脂。用上述方法生产出的成品过滤器元件中的纤维主要被叠层于与分散体流入模制空间中的方向垂直的平面内，并且在实际上可应用的整个成形压力的范围内存在相同充填模式。该非随机的充填模式形成一种过滤器元件，该过滤器元件提供有效深度的过滤以及包括高破裂强度和低压降的有益性能结合。模制好的管状件可与端盖接合以完成过滤器的形成，并且排放层可被加入。上述方法已经被用来例如制造空气/油分离器，该空气/油分离器设计用于除去在螺杆式或者滑板式压缩机中或者在真空泵中产生的水和油雾颗粒，其中所产生的颗粒尺寸处于0. 3-1. 5微米(μ m)范围内，并且还设计用于制造在线过滤器，该在线过滤器用于从压缩空气流中除去油、水和污染物。用于上述目的的过滤器在本申请人的专利 US-A-5129923中有描述，其公开内容也通过引用纳入本文。

发明内容
本发明的目的是提供一种用于在管状支撑件内模制过滤层的一种可替代的模制设备和方法，所述方法和设备可在某些实施例中提供模制的提高的一致性，提供支撑件的轴向成形层的更均勻性，以及通过更好地控制给定过滤器元件中介质的重量而在过滤性能方面提供更好的可预测性。在一方面，本发明提供一种用于在管状支撑件内形成纤维层的方法，该方法包括以下步骤(a)提供管状支撑件；(b)在支撑件的弯曲表面上提供成形网，并且封闭该支撑件的端部以防流体泄漏； 以及(c)将纤维浆从加压源引入环形模制空间中，所述环形模制空间位于回转式模制爆破筒形部件与支撑件的内表面之间，所述爆破筒形部件具有沿着其弯曲表面敞开的用于浆料的至少一个沟槽，收集在成形网内的浆料中的纤维用于形成所述纤维层。在另一方面，本发明提供一种用于在管状支撑件内形成纤维层的设备，该设备包括(a)模具，所述模具具有用于管状支撑件的模制空间；(b)模制空间中的成形网，所述成形网用于覆盖支撑件的外弯曲表面，所述成形网构造成收集纤维并且允许液体通过；(c)头架端盖和尾架端盖，所述头架端盖和尾架端盖用于封闭支撑件的头架端和尾架端以防止流体泄漏；(d)回转式模制爆破筒形部件，所述爆破筒形部件能延伸到模制空间中以及能从该模制空间缩回，用于与支撑件的内弯曲表面限定出用于形成纤维层的环形空间，爆破筒形部件具有沿其弯曲表面敞开的用于浆料的至少一个沟槽；(e)驱动器，所述驱动器连接到爆破筒形部件，用于使爆破筒形部件在模制过程中转动；(f)供应管线，所述供应管线用于将纤维浆料从加压源供应到爆破筒形部件，以流入模制空间并且通过模制空间；(g)抽吸装置，所述抽吸装置用于从模制空间抽出流体。使用上述方法或设备制成的过滤器可以应用在很宽范围的应用场合，包括例如用于油雾聚结的气体过滤，建筑物空调和净化室的空气过滤。


现在将参考附图仅仅通过举例的方式来描述如何实施本发明，附图中图1是示出了用于模制方法的一个实施例中的模制设备的多孔支撑片材、成形丝和其它部件的分解的等轴测图，并且图Ia是图1中的模制设备的爆破筒形成形部件的尾架端的放大的等轴测图；图2是示出了模具的一半和成形管的分解等轴测图；图加是形成图2中的半模部分的支撑件的等轴测图，其中一些板被移除以露出支撑杆，图2b是类似于图加的等轴测图，但是以部分分解的方式示出了支撑件，而图2c和图 2d为各块板的等轴测图；图3至图6是模制设备的各部分在模制方法的连续状态下的等轴测图；图7是示出了控制系统的各方面的简化方框图；以及图8是示出了模制方法的步骤的简化流程图。
具体实施例方式
本发明涉及由圆柱形支撑片材和水分散型微纤维来制造过滤介质。支撑片材支撑片材10是管状的，并且可例如由开口面积为45% -70%的钢丝网制成，或者由其它金属或塑料制成。微纤维和分散体微纤维可以是例如无机纤维，在一些实施例中为玻璃纤维，尤其是硼硅酸盐玻璃纤维。然而，可被模制的纤维不限于硼硅酸盐玻璃微纤维，包括其它水分散型过滤器成形纤维，该水分散型过滤器成形纤维包括聚酯纤维、聚酰胺纤维和其它合成纤维以及硼硅酸盐或其它玻璃纤维与合成纤维的混合物。分散体可包括水和微纤维，或者可另外地包括树脂。微纤维由含水分散体模制而成。纤维分散体在水分散介质中的稳定性可取决于pH 值。例如在硼硅纤维分散体是不稳定的并且在窄的PH范围外絮凝而且也容易受到酸破坏的情况下，对分散体的PH值的精确控制是期望的。对于硼硅酸盐微纤维，我们已经发现pH 值期望保持在2. 9-3. 0士0. 1，否则纤维会形成团块，这使得模制更困难并且降低所得到的过滤器的性能。在多个实施例中，纤维与水的比为0.01Wt%-0. 5wt%，例如0. Iwt% (10克 /升)。本申请人的EP-A_1385598(该文献的公开内容通过引用纳入本文)公开了通过下述方式可在由浆料模制纤维质过滤器元件中获得提高的一致性提供与一个或多个浆料搅拌罐分开的一个或多个浆料保存罐，使来自该模制设备或者每个模制设备的含水液体再循环到蓄水池，该蓄水池还被供给自来水；以及控制设备中水的总体积，以使得需要加入蓄水池的自来水与已存在于蓄水池中的含水液体的体积相比只有较小的增量，则该蓄水池主要包含已知成分的再循环含水液体或者包含成分逐渐变化的液体。通过使蓄水池罐中的液体的成分很大程度上已知或者逐渐变化，避免一个或多个混合罐中液体成分的急剧变化， 以及可避免用于控制一个或多个混合罐中液体成分的系统的不稳定性和过度调节。此外， 在允许浆料进入一个或多个保存罐并且被供给到一个或多个模制设备之前，可持续进行混合，直到已经确定新制得的浆料混合物具有合适的一致性而且不含纤维聚结物。在EP-A-0138598的方法中，可通过下述方式来实现控制提供pH值传感器和pH值控制电路，该PH值传感器用于浸入含水浆料中，该pH值控制电路用于基于从所述pH值传感器接收的信号来监控所述混合罐中的含水液体的PH值，该电路被构造成使得当所述 PH值在目标值范围之外时，控制电路操作酸或碱供应控制阀，以将酸或碱加入模制罐中来调节模制罐中含水液体的PH值。对浆料一致性的进一步控制可通过下述方式来实现提供用于监控纤维浆料的一致性和聚结的浊度传感器，在所得到的浆料被引入模制空间之前， 微纤维被混合到恒定的浊度。期望操作人员实时光学检测混合浆料的一致性，以确定混合已经完成以及混合浆料不含纤维聚结物。由于酚醛树脂例如在酸中聚合而且不能以pH值2. 9或类似值加入分散体中，稳定的微纤维分散体所需的PH值对于树脂添加的定时性来说很重要。在已经进行模制操作之后，模制过滤器仅可用酚醛树脂进行处理。然而，水溶的热固性丙烯酸基树脂粘结剂可被结合到耐热无机纤维(例如硼硅酸盐玻璃微纤维)的含水分散体中，并且所述分散体可被用来模制过滤器元件，随后，模制好的过滤器元件可被干燥和热固化。与苯酚-甲醛粘结剂不同，丙烯酸树脂提供耐酸粘结剂，该耐酸粘结剂可被结合到所模制的过滤器中，而无需进行模制后的干燥和浸渍步骤，并且可在模制过程之后进行固化，以得到例如在油聚结中具有与苯酚-甲醛粘结的过滤器类似的物理性质和性能但具有改善外观的过滤器。耐酸树脂粘结剂可用于本方法并且结合到用于模制方法中的微纤维分散体中的树脂包括无酚粘结剂，该无酚粘结剂是热固性丙烯酸基树脂粘结剂，其借助于与多官能醇或者其它多官能羧基反应性固化剂交联而固化。US-A-6071994(HummeriCh，转让给BASF)(其公开内容通过引用纳入本文)公开了不含甲醛的含水粘结剂组合物，其可在本发明的过滤器中用作粘结剂。可以用于本发明的方法中的一种优选树脂是Acrodur DS 3530 (BASF)，其是改性聚羧酸以及多元醇作为交联组分的水溶液，以及所提供树脂的固体含量为50wt%，pH值为2. 5-4，分子量为约12，000以及在23°C时布氏粘度为150-300mPa. S。进一步优选的树脂是Acrodur 950L(BASF)，其是类似的，但是pH值为3. 5，分子量为约80，000以及在 23°C时布氏粘度为600-4000mPa. s。已经规定在与180°C—样低的温度下进行交联，建议温度为200°C，而且它是取代聚羧酸的水溶液。它包含作为交联剂的多元醇。聚羧酸是羧化的丙烯酸聚合物，而多元醇是三乙醇胺。该制剂呈现为在水中含50%固体的溶液、具有 1000-4500cps的粘度，比重为1. 2。它可根据所期望的过滤器机械性能例如以约40-80克 /公升的浓度用于分散体中，分散体中树脂浓度对于所制得的过滤器介质压降的影响较小。 考虑到树脂使用的经济性，来自模制过程的废弃含水液体可再循环到分散体形成容器中。 Acrodur树脂的固化温度一般为130°C和200°C。可用于本发明的过滤器和方法中的另一组树脂在US-A-5318990 (Strauss等， Owens-Corning)中有描述，该文献的公开内容通过引用纳入本文，这些树脂基于由聚羧基聚合物、单体三元醇和催化剂制成的水溶液。这些树脂被公开为用作玻璃纤维的粘结剂， 该粘结剂在未固化时具有低粘度，而在固化时具有结构刚度。US-A-593^89 (Arkens等， Rohm & Haas)(该文献的公开内容通过引用纳入本文)公开了无甲醛组合物，其可在本发明的过滤器中用作粘结剂，但其基本上不要求存在加速剂并且可在较低的温度下进行交联。 包括 US5977232 (Arkens)、US6136916 (Arkens)、US6274661 (Chen，转让给 Owens Corning
8Fiberglass)、US6331，350 (Taylor，Johns Manvilie),US6699945(Chen,Owens Corning)在内的其它参考文献公开了合适的无甲醛粘结剂树脂，它们的公开内容通过引用纳入本文。 更多合适的树脂在 US-A-6146746 (Reck,转让给 BASF)、US-A-6099773 和 US_A_6^9936 中公开，它们的公开内容也通过引用纳入本文。US-A-6221973 (Arkens)(该文献的公开内容通过引用纳入本文)公开了可以在本发明的过滤器和方法中用作粘结剂的组合物，该组合物基于(a)包含至少两个羧酸基、酸酐基或其盐类的多元酸，和(b)包含至少两个羟基的多元醇，其在一个实施例中包含高活性多元醇而没有含磷加速剂。活性足以允许不使用含磷加速剂的多元醇可用于下述组合物中，该组合物包含(a)包含至少两个羧酸基、酸酐基或其盐类的多元酸，以及(b)包含至少两个羟基的高活性多元醇；其中所述羧酸基、酸酐基或其盐类的当量数与所述羟基的当量数的比为约1/0. 01到约1/3，其中该羧基、酸酐基或其盐类与固定的碱中和到小于约30% 的程度。该组合物可以用作由玻璃纤维或者其它耐热纤维组成的非纺织织物的粘结剂。合适的高活性多元醇包括β-羟烷基酰胺，例如双[Ν，Ν-二(β-羟乙基)]己二酰胺，双[N， N-二(β-羟丙基)]壬二酰胺，双[Ν，Ν-二(β-羟丙基)]己二酰胺，双[Ν，Ν-二(β-羟丙基)]戊二酸酰胺、双[N，N-二(β-羟丙基)]琥珀酰胺，以及双[N-甲基-Ν-(β-羟乙基)]草酰胺。使用下述的方法制备模制的过滤器管，其中硼硅酸盐玻璃纤维分散在水中，水通过加入硫酸而调整成PH值为2. 9-3. 1，而且含有约80g/l的Arcodur 950L。在其它实施例中，Acrodur或其它水分散型热固化树脂的浓度可以在40_150g/l的范围内且可以在大于 80g/l-150g/l的范围内。在酸/树脂中的纤维悬浮物具有与纤维/酸分散体类似的模制特征，并且是可模制的。模制好的过滤器管在200°C下被加热90分钟以除去水并固化树脂。 所得到的过滤器管形成为成品凝聚式过滤器，该过滤器可相对于在相似条件下用酚醛/后处理模制成的可提供对照物的相似过滤器管进行评价。丙烯酸酯-模制过滤器的油-湿润压降和冷启动压降与使用酚醛树脂的对照物相当，以及丙烯酸酯-模塑过滤器的油携带在遇到油气溶胶时与使用酚醛树脂的对照过滤器相当。模制设备和方法在图1和图2中，多孔金属圆筒或支撑件10可装配在一对半模内，这一对半模在径向平面沿支撑件纵向分开，而且如箭头38、40所示可朝向支撑件径向运动和径向运动离开支撑件。每个半模(图2和图幻包括模制半箱50，该模制半箱具有形成有半圆形切口 56、 60的头架端壁M和尾架端壁58。每个半模支撑由不锈钢成形丝构成的半筛网12、14，该半筛网14可与半模一起运动，并且半筛网14被半模径向支撑，以如箭头42、44所示朝向支撑件和离开支撑件10。每个半筛网由多孔的不锈钢丝网片材形成，使得液体和气体能通过该半筛网但微纤维被留住，如在图2中最好地看到的，半筛网具有由径向凸缘17界定的半柱面形模制表面15，该径向凸缘终止于返回凸缘(return flange) 19。每根成形丝12、14装配到相应的可透过液体的支撑件18上并由该可透过液体的支撑件支撑，该可透过液体的支撑件包括多块板，每块板沿径向定向并与其相邻的一块或多块板轴向分开很短距离，并且被构造成接纳成形丝12或14，所述板被成形以便一起限定出用于半筛网的凹形模制面的半圆柱形支撑表面20、22。成形筛网12、14和支撑件18、20通过螺栓52或其它紧固件保持在相应的模箱51内。如从图加和图2b中看到的，支撑件18包括不锈钢板18b，所述不锈钢板在1 处开孔以使支撑杆18a从其中穿过，支撑杆还带有分隔垫圈18c，该分隔垫圈用于保持这些板处于紧密间隔开的关系。大部分板形成为单件，如图2c中示例性示出的板18h，但一些板被分成上半部分18e和下半部分18f (图2d)，在上半部分和下半部分之间限定出用于脱模销的通路18g，当模制操作过程完成时，该脱模销可操作以将支撑件从半模中推出。位于半模内的抽吸腔由所述半模的内表面、支撑件18、20的间隔开的板和成形丝 12、14限定。用于含水液体的抽吸管62和用于空气的抽吸管64从抽吸腔通往流体回收罐和/或废物站。模制的过滤器将具有内-外流型。在模制过程中，微纤维凝聚层或其它过滤层通过具有大致圆柱形主体30的模制爆破筒形部件而形成在支撑件10内，该圆柱形主体的直径小于支撑件10的内直径并且其能如箭头34所示运动到支撑件10中和从支撑件中抽出。 在模制过程中，凝聚层形成于在主体30与支撑件10之间限定的环形空间内。用于含水微纤维分散体的纵向沟槽32延伸主体30的长度，并且形成有沿主体的长度延伸并穿过主体的圆柱面敞开的开口。如在图Ia最好地看到的，沟槽32在其底部比在其嘴部宽，从而使微纤维分散体可沿沟槽自由流动，并且使微纤维分散体在模制过程中通过该嘴部的流出流量在分散体被引入的头架端与尾架端之间的差异最小。为了进一步减小分散体流出量的差异以及因此减小在过滤器的纵向模制凝聚层方面的差异，支撑件10和模制爆破筒形部件被水平定向而不是竖向定向。在US-A-4303472的方法中，因为在模制过程中支撑件的竖向方位，微纤维在模制过程开始时被供应的压力与在模制过程结束时的压力存在由于重力引起的若干厘米或数十厘米的压差，已经发现这导致在模制凝聚式过滤器时沿其长度出现了性能差异的风险。已经发现在本发明的一个实施例中单个模制沟槽能够满足需要，但是在其头架端处，支承件M安装到主体30上，而在其尾架端处连接有具有中心支承凹部观的端盖26 ο如在图3中看到的，机器主体具有平台70、72，所述平台载有双作用气压缸和引导杆组件51，其用于将半模保持在水平姿态并使它们朝向支撑件10运动和运动离开支撑件。 在图3中，较近的半模被移走以露出提升台或V形板74和在下面的引导件和双作用气压缸机构，该引导件和双作用气压缸机构用于将主体10升高到与模制线的凹形模制面对齐以及与爆破筒形部件对齐。如图3所示，模制爆破筒形部件和尾架76都从模制空间缩回，尾架还可如箭头所示轴向运动。组件51包括可动的支撑组件53，该可动的支撑组件承载可通过可转动夹阳可松开地固定就位的半模50。在图4中，爆破筒形部件完全延伸到支撑件10内，其中爆破筒形部件的主体30基本在支撑件的整个长度上延伸并且其端盖观与支撑件的尾架端对准。支承件M和0形密封圈25与头架端壁M对准，它们和该头架端壁一起形成密封，并且盘形件60接触头架端壁M以限制爆破筒形部件的前进。支承件M的直径大致等于支撑件10的外径，支承件接触并封闭支撑件的头架端，以防止通过爆破筒形部件输送的微纤维悬浮体和空气或其它气体在模制过程中从支撑件10的头架端泄漏。爆破筒形部件被承载在活动平台90上并且可通过马达84和驱动带86转动，支承件M保持静止。其它驱动装置(例如齿轮、齿带或链条驱动器)也可用于将来自马达的转动传递给爆破筒形部件，或者爆破筒形部件可直接通过液压或流体(例如压缩空气)驱动而转动。驱动机构(未示出)设置用于将平台90和其所承载的部件朝向模制空间运动或者运动离开模制空间。这样的机构可以是气动的、液压的或者可以借助于机械驱动(如马达和链条驱动器或齿轮)。含水微纤维悬浮体可通过悬浮体供应管路80和充气室82供给到爆破筒形部件，且空气或其它气体可通过也通向充气室 82的管路88供应。尾架76也已经前进，以使得直径大致等于支撑件10的外径的端部盘形件78接触并封闭支撑件的尾架端，以防止通过爆破筒形部件供应的微纤维悬浮体和空气/ 气体从支撑件的尾架端泄漏。在模制过程中，端部盘形件78安装在半模内，其中尾架76延伸穿过由尾架端板58中的半圆形凹槽60限定的开口，端部盘形件封闭该开口。盘形件78 的盲面(blind face)设有凸耳，该凸耳安装到爆破筒形部件端盖沈的支承凹部观中，以便为爆破筒形部件提供尾架支承。应当意识到，在一个可替代实施例中，尾架支承可通过在爆破筒形部件端盖26上设置凸耳而在尾架端盘形件78的盲面上设置支承凹部来形成。在另一个实施例中，在模制过程中，爆破筒形部件被支撑成在其头架端和尾架端转动，这减小模制过程中的振动和磨损，以及减小模制过程中的不规律性。驱动机构(未示出)设置用于使尾架76及其所承载的尾架盘形件78朝向模制空间运动或者运动离开模制空间。这样的机构可以是气动的、液压的，或者可借助于机械驱动(诸如马达和链条驱动器或齿轮)。在爆破筒形组件和尾架已经接触支撑件10之后，如在4和图5中看到的，平台或 V形板74下降，半模通过气缸33和可滑动引导件53围绕支撑件10封闭，使得成形线12、 14接触支撑件10的外表面，在端壁M、58处形成对支承件M和尾架76的端密封，还通过在相对的半模中的模制线的面17之间的邻接形成模制空间的纵向密封，并且如果需要的话，沿半模之一的上边缘和下边缘挤压由橡胶或其它弹性体材料制成的纵向密封来形成模制空间的纵向密封。爆破筒形组件随后以50-150转/分转动，优选以60转/分转动，在爆破筒形组件转动时，含水纤维分散体通过供应管路80和充气室62被泵送到爆破筒形部件中，并沿着在支撑件10内的整个环形模制空间通过沟槽32的嘴部排出，以将纤维层堆积在支撑件10内。在一个实施例中，纤维是分散在水中的硼硅酸盐玻璃纤维，水通过加入硫酸而调节成PH值为2. 9-3. 1并且含有大约80克/升的Arcodur 950L或其它水分散型热固性丙烯酸树脂或其它树脂。纤维通过成形线12、14被截留，而不含纤维的流体在支撑件18、 20的板之间被抽到半模内，不含纤维的流体通过抽吸管线62、64从半模中抽出。在由绕支撑件10封闭半模的气压缸所施加的压力下，环绕半模和半模之间的密封避免了在模制操作过程中纤维分散体的大量泄漏。在支撑件10内已经形成纤维层之后，空气可从加压气源流经管路80、88和充气室82，以排出残余水并降低微纤维层的水含量。其中形成有微纤维过滤层的支撑件10的移出是先前描述的操作的反操作。打开半模，升高支撑板74，取出鱼类形部件和尾架，以及移出支撑件10以进行干燥和固化。在一个实施例中，模制好的过滤器管随后在约180-200°C或者甚至在高于例如200°C的温度下被加热例如大约90分钟，以去除残留水并固化树脂。所形成的过滤器管在一个实施例中可被成形为成品凝聚式过滤器，该成品凝聚式过滤器表现出低的油湿润压降和低的冷启动压降，以及在遇到例如来自压缩机或真空泵的油雾时表现出低的油携带性能。在多个实施例中，上述设备通过例如基于微控制器100(图7)被自动控制。该微控制器与以下器件有接口半模打开/闭合控制器51 ‘；空气控制器88'，该空气控制器包括阀和相关联的控制线路，用于启动和关闭向
11模制爆破筒形部件的空气供应；浆料控制器80'，该浆料控制器包括阀和相关联的控制线路，用于启动和关闭向模制爆破筒形部件的浆料供应；马达控制器84'，该马达控制器用于启动、保持和停止爆破筒形部件的转动；平台驱动器74'，该平台驱动器在一些实施例中可包括气动缸、位置传感器74〃 和相关联的控制线路，用于使平台74在与模制位置一致的位置和缩回的装载/卸载位置之间运动；头架驱动器90'，该头架驱动器与平台90和平台所载有的部件相关联并且与头架位置传感器90"相关联，用于推进和缩回平台90 ；以及尾架驱动器76'，该尾架驱动器与尾架和尾架所载有的部件相关联并且与尾架位置传感器76 “相关联，用于推进尾架和从模制位置收回尾架。在一个实施例中，可以在微控制器100的控制下执行在图8以简化形式示出的操作顺序。应当意识到，用于执行图8中的流程图的指令可以存储在微控制器100的存储器中或者与该微控制器相关联。在流程图中，模制通过将新的支撑件供应到平台74开始。这可以是手动操作，但在实际中通常是将新的支撑件从储存室或储藏室自动供给到平台74，支撑件可从储存室或储藏室一个接一个地分配。应当认识到上述描述是非限制性的，在不背离本发明的情况下可进行多种改变。
权利要求
1.一种用于在管状支撑件内形成纤维层的方法，所述方法包括以下步骤(a)提供管状支撑件；(b)在支撑件的弯曲表面上提供成形网，并且封闭该支撑件的端部以防流体泄漏；以及(c)将纤维浆从加压源引入环形模制空间中，所述环形模制空间位于回转式模制爆破筒形部件与支撑件的内表面之间，所述爆破筒形部件具有沿着其弯曲表面敞开的用于浆料的至少一个沟槽，收集在成形网内的浆料中的纤维用于形成所述纤维层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述管状支撑件由多孔金属制成。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述支撑件在成形过程中被大致水平定向。
4.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，在所述模制爆破筒形部件的头架端处的支承构件支撑所述爆破筒形部件旋转，而且所述支承构件构造成当将爆破筒形部件插入支撑件时接触并封闭支撑件的头架端面，以减少或防止在模制过程中浆料在支撑件的头架端处泄漏。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，尾架移动盘形件以接触支撑件的尾架端，盘形件被配置成封闭支撑件的端面以减少或防止浆料在模制过程中从支撑件的端面泄漏
6.根据权利要求5所述的方法，其中，两个半模绕支撑件可分离地闭合以允许模制支撑件，每个半模带有具有半圆柱形成形表面的成形网，所述半圆柱形成形表面在所述两个半模闭合时接触支撑件的曲面。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，每个半模包括用于成形网的支撑板，所述支撑板沿径向定向并且以紧密间距阵列沿纵向间隔开，支撑板之间的间距允许浆料的液体从成形网流出。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，每个半模包括抽吸箱，所述支撑板和成形网固定在抽吸箱内，抽吸管线从抽吸箱弓I出，在所述两个半模围绕支撑件闭合时，抽吸箱的头架端板和尾架端板分别密封到支承构件和尾架。
9.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述爆破筒形部件以50-150转/分转动。
10.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，当浆料的引入完成时，通过该爆破筒形部件引入压缩空气，以用于移除多余液体和/或减少纤维层中的含水量。
11.根据前述任一项权利要求所述的方法，所述浆料是玻璃纤维的含水浆料。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述浆料具有硼硅酸盐玻璃微纤维。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，保持浆料处于适度的酸性pH值。
14.根据权利要求11或12所述的方法，其中，保持浆料大约3的pH值。
15.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述浆料还包括一些量的粘结剂树月旨，在模制所述过滤器且固化之后，粘结剂树脂有效地用作所述纤维层的粘结剂。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述粘结剂树脂是水分散型热固性丙烯酸树脂。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其中，所述粘结剂是固化下述树脂的产物包括(a)含重量单位为5-100%的从烯属不饱和酸酐或者从其羧基能够形成酐基的烯属不饱和二羧酸获得的聚合物，和(b)具有至少两个羟基的单体三元醇或链烷醇胺。
18.根据权利要求15-17中任一项所述的方法，所述方法还包括将支撑件从模制空间移出的步骤，和加热支撑件以干燥所述纤维层并固化树脂的步骤。
19.根据前述任一项权利要求所述的方法，所述方法还包括将排放层添加在支撑件的外侧上。
20.—种参考附图基本如上文所述的并且如附图所示的用于在管状支撑件内形成纤维层的方法。
21.一种用于在管状支撑件内形成纤维层的设备，所述设备包括(a)模具，所述模具具有用于管状支撑件的模制空间；(b)模制空间中的成形网，所述成形网用于覆盖支撑件的外弯曲表面，所述成形网构造成收集纤维并且允许液体通过；(c)头架端盖和尾架端盖，所述头架端盖和尾架端盖用于封闭支撑件的头架端和尾架端以防止流体泄漏；(d)回转式模制爆破筒形部件，所述爆破筒形部件能延伸到模制空间中以及能从该模制空间缩回，用于与支撑件的内弯曲表面限定出用于形成纤维层的环形空间，爆破筒形部件具有沿其弯曲表面敞开的用于浆料的至少一个沟槽；(e)驱动器，所述驱动器连接到爆破筒形部件，用于使爆破筒形部件在模制过程中转动；(f)供应管线，所述供应管线用于将纤维浆料从加压源供应到爆破筒形部件，以流入模制空间并且通过模制空间；和(g)抽吸装置，所述抽吸装置用于从模制空间抽出流体。
22.根据权利要求21所述的设备，其中所述模制空间大致水平定向。
23.根据权利要求21或22所述的设备，其中所述头架端盖包括位于模制爆破筒形部件的头架端处的支承构件，所述支承构件构造成支撑爆破筒形部件转动并且在爆破筒形部件插入模制空间时接触并封闭支撑件的头架端面，以在模制过程中减小或防止浆料在支撑件的头架端处泄漏；和用于将爆破筒形部件和支撑件推进到模制空间中和将它们从模制空间中缩回的驱动机构。
24.根据权利要求23所述的设备，其中，所述尾架端盖包括用于接触支撑件的尾架端的尾架构件，所述尾架构件构造成封闭支撑件的端面，以在模制期间减少或防止浆料从支撑件的端面处泄漏；和用于将尾架构件推进到模制空间以接触支撑件和将尾架构件从模制空间缩回的驱动机构。
25.根据权利要求M所述的设备，所述设备包括第一半模和第二半模，当所述第一半模和第二半模接触时限定出模制空间，每个半模带有具有半圆筒形成形表面的成形网，当第一半模和第二半模接触时所述半圆筒形成形表面限定出模制空间的弯曲表面；和引导和驱动机构，用于推进所述第一半模和第二半模接触和用于移开所述第一半模和第二半模以打开模制空间。
26.根据权利要求25所述的设备，其中每个半模包括用于所述成形网的多块支撑板，所述支撑板沿径向定向并且以紧密间距阵列沿纵向间隔开，支撑板之间的间距允许浆料的液体从成形网流出。
27.根据权利要求沈所述的方法，其中，每个半模包括 抽吸箱，所述支撑板和成形网固定在抽吸箱内；从抽吸箱引出的抽吸管线；和抽吸箱的头架端板和尾架端板，当所述第一半模和第二半模接触以限定模制空间时， 所述头架端板和尾架端板分别密封所述支承构件和带有尾架盘形件的尾架。
28.根据权利要求21-27中任一项所述的设备，所述设备还包括压缩空气管线，所述压缩空气管线连接到爆破筒形部件，用于将压缩空气引入模制空间中。
29.根据权利要求21- 中任一项所述的设备，所述设备还包括活动平台，所述活动平台构造成支承支撑件并通过致动机构在升高位置与供应/输送位置之间运动，所述升高位置与模制空间一致，所述供应/输送位置用于接纳要模制有纤维层的支撑件以及用于从模制空间输送具有已模制层的支撑件。
全文摘要
本发明提供一种用于在管状支撑件内形成纤维层的方法，该方法包括以下步骤(a)提供管状支撑件；(b)在支撑件的弯曲表面上提供成形网，并且封闭支撑件的端部以防流体泄漏；和(c)将纤维浆料(例如pH为大约3的由硼硅酸盐玻璃微纤维和水分散型热固性丙烯酸树脂形成的含水浆料)从加压源引入位于回转式模制爆破筒形部件与支撑件的内表面之间的环形模制空间，该爆破筒形部件具有沿着其弯曲表面敞开的用于浆料的至少一个沟槽，收集在成形网内的浆料中的纤维用于形成所述层。本发明还提供一种用于在管状支撑件内形成纤维层的设备，该设备包括(a)具有用于管状支撑件的模制空间的模具；(b)模制空间中的成形网，该成形网用于覆盖支撑件的外弯曲表面，该成形网构造成收集纤维并允许液体通过；(c)头架端盖和尾架端盖，用于封闭支撑件的头架端和尾架端以防止流体泄漏；(d)回转式模制爆破筒形部件，其可延伸进入模制空间内并可从该模制空间缩回，以用于与支撑件的内弯曲表面限定出用于形成纤维层的环形空间，该爆破筒形部件具有沿其弯曲表面敞开的用于浆料的至少一个沟槽；(e)连接到爆破筒形部件的驱动器，用于使爆破筒形部件在模制过程中转动；(f)供应管线，用于将纤维浆料从加压源供应到爆破筒形部件，以便流入并通过模制空间；和(g)用于将流体从模制空间抽出的抽吸装置。
文档编号B01D46/00GK102481507SQ201080038483
公开日2012年5月30日 申请日期2010年7月23日 优先权日2009年7月24日
发明者D·M·亨特 申请人:Psi环球有限公司