形成具有熔喷芯元件的熔喷滤筒的方法和设备及由其形成的滤筒技术

一种滤筒，其可具有芯元件，该芯元件由不确定长度的连续合成聚合芯纤维的非过滤自支承非织造团形成，和至少一个环形过滤区层，该环形过滤区层由非织造不确定长度的连续合成聚合过滤纤维团形成。在通过向成形芯轴上熔喷合成聚合芯纤维流来制造滤筒期间，非织造芯元件最好现场成形。非织造芯元件在过滤区纤维熔喷于其上之前完全固化，因此芯纤维和过滤纤维主要以相互机械互锁以代替熔粘于其上。通过使预型件承受强制冷却空气以便使显著的滤筒收缩一直最小（如果不能完全消除的话），则预定长度的滤筒可由不确定长度的上游滤筒预型件切割而成。另外，切割器组件可侧向安装在预型件横向上，但在切割操作期间能与预型件速度同步的纵向运动。另外，切割器组件可在预型件的横向安装，但在切割操作期间能够与预型件速度同步地纵向运动。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的领域本专利技术通常涉及流体过滤领域。特别是，本专利技术涉及筒状可任意使用的滤筒，和制造其的方法和设备，该滤筒包括芯元件和围绕芯元件的非织造熔喷过滤介质。本专利技术的背景由熔喷不确定(连续)长度的聚合纤维的非织造团形成的滤筒是公知的，它广泛用于流体过滤。典型的，通过使聚合物穿过与熔喷模相关的孔口挤压以形成连续长度纤维，并将该连续长度纤维引向轴向细长的旋转芯轴来制造这种熔喷滤筒。在熔喷期间，惰性气体(例如空气)流作用于熔融纤维上，以便将纤维削弱成较细的直径并将削弱了的纤维随机分布在芯轴上。因此，随着时间的过去，非织造随机混合的固化纤维的环形团堆积在芯轴上。因此，熔喷纤维的堆积团相对于熔喷模的受控制的轴向运动允许不确定长度的筒状滤筒连续成形。这种熔喷滤筒在以前已经提出过，它采用连续制造和不用单独的芯元件。例如，无芯熔喷滤筒在授予Szczepanski等人的美国专利5340479(以后称之为“Szczepanski等人的’479专利”)中已公知。根据Szczepanski等人的’479专利，无芯熔喷滤筒由指向旋转芯轴的聚合纤维流形成，在制造过程中，该旋转芯轴用来支承熔喷聚合长丝。生成的管状过滤部分随后从芯轴轴向回缩，并包括非织造聚合长丝的中心支承区，和围绕中心支承区的非织造聚合长丝的过滤区。具有单独的中心芯元件的管状滤筒也是公知的。在这方面，聚合纤维的变细流通常熔喷在旋转和轴向平移的芯元件上，在此，纤维允许聚集成非织造纤维团。这样，在制造过程中和后来的当滤筒就位工作时的过滤期间，芯元件形成非织造纤维团的整体中心支承结构。然而，这种滤筒与整体芯元件的成形在连续制造的基础上有些问题。在本领域中存在一些建议，涉及在连续制造的基础上制造具有整体单独的芯元件的滤筒。例如，授予Pall的美国专利4112159和4116738(以后称之为“Pall的’159和’738专利”，其全部内容在此提供作为参考)公开了借助共轴的相互交叉的间隔件使顺序预成形的芯元件端对端临时相接，因此，在熔喷滤筒连续制造期间，相接的预成形芯元件能够作为一个单元相对于熔喷模旋转和轴向平移。熔喷纤维层顺序地在间隔件的约中点处切割，以留下在每端延伸超出芯元件的搭接处，从而有可能通过回收下一个间隔件的芯部分来拉出过滤长度。推测起来，从过滤长度切下的间隔件重新用于Pall的’159和’738专利中所公开的过程。作为利用预成形芯元件的一个替代例子，Pall的’159和’738专利还公开了借助连续可转动管状挤压模现场成形的芯元件。这样，芯元件在连续地以具有开口中心通道的管状形式挤压成连续长度。在接收熔喷纤维之前，挤压的芯元件通过切割装置开孔或切缝，以提供若干流体从中经过的孔，以进入芯的中心开口通道。在Pall的’159和’738专利公开的技术并非无缺点。例如，当将间隔件用作与预成形的芯元件以端对端方式连接的装置时，必须经过熔喷纤维介质在间隔件的约中点处切割，以便将滤筒的最大长度限制在预成形芯元件的长度。而且，并非完全贯穿熔喷纤维介质和间隔件进行切割，否则将导致间隔件的浪费，从而增加滤筒的总体制造成本。另一方面，芯元件的连续挤压一定与提供的可旋转的挤压模和芯穿孔装置有关，考虑到已经预成形的芯元件，该芯穿孔装置可能不会具有成本效率。最近，制造具有预成形芯元件的连续熔喷滤筒的技术在授予Mozelack等人的美国专利5653833(以后称之为“Mozelack等人的’833专利”，其全部内容在此提供作为参考)中公开。根据Mozelack等人的’833专利，预成形热塑元件以端对端的方式共轴摩擦焊接，因此，芯元件整体相互连接。这样，在不确定长度的筒状熔喷滤筒连续制造期间，整体共轴连接的预成形芯元件可作为一个单元相对于熔喷模旋转和横移。随着聚合纤维熔喷到连接的芯元件上，滤筒预型件可切割成所需的长度(最好在线完成)。
技术实现思路
广义上说，本专利技术涉及具有芯元件的滤筒，该芯元件由不确定长度的连续合成聚合纤维的非过滤自支承非织造团形成，并具有由非织造不确定长度的连续合成聚合纤维团形成的至少一种环形过滤区层，还涉及制造这种滤筒的设备和方法。最好，在通过朝向成形芯轴的熔喷合成聚合纤维流制造滤筒期间，非织造芯元件现场成形。形成芯元件的纤维具有足够的直径和/或密度，以限定高度敞开的横截面的非织造母体结构，该母体结构在正常的过滤条件下不具有过滤功能，但还给芯元件赋予充分的轴向和径向刚度，以便在制造和过滤期间充分支承过滤区纤维。即，一旦成形，芯元件提供成形芯轴，在该成形芯轴上可堆积随后熔喷的过滤区纤维。重要的是，在其上熔喷过滤区纤维之前，芯元件的非织造纤维团必须完全固化。即，根据本专利技术，过滤区纤维与形成芯元件的纤维团主要靠机械互锁，以代替在其上的熔粘。以这种方式，芯元件的相对敞开的孔结构可保持在完成的滤筒产品内(即这样它不预形成过滤功能)。预定长度的滤筒可由不确定长度的上游滤筒预型件切割而成，该上游滤筒预型件具有围绕熔喷纤维芯元件的非织造熔喷过滤区纤维的熔喷环形层。根据本专利技术，通过使预型件承受强制冷却空气以便使显著的滤筒收缩一直最小(如果不能完全防止的话)，则可获得非常精确长度的滤筒。另外，切割器组件侧向安装在预型件上，但在切割操作期间能与预型件速度同步的纵向运动。以这种方式，可对预型件进行非常精确的切割，这不一定需要下游修整，以获得精确的标称滤筒长度。下面，通过对本专利技术的优选典型的实施例进行详细的描述，本专利技术的这些和其它方面和有点将更清楚。附图说明下面参考附图，其中在不同附图中相同的附图标记表示相同的结构元件，其中图1是根据本专利技术的典型的优选设备的示意性平面布置图；图2A是根据本专利技术的熔喷分组件的略微放大的平面图，它用于形成中心芯元件和其上的非织造过滤纤维的环形区；图2B是根据本专利技术的冷却组件的略微放大的平面图；图2C是根据本专利技术的滤筒切割/传送组件的略微放大的平面图；图2D是根据本专利技术的端部修整组件的略微放大的平面图；图3是沿图2A中线3-3截取的如图2A所示的熔喷组件的放大的横截面立视图；图4是芯成形芯轴和芯驱动系统的透视图；图5是沿图2B中线4-4截取的如图2B所示的冷却分组件的放大的端立视图；图6A-6D是通过切割分组件将滤筒预型件切割成预定的滤筒长度的操作顺序的透视图；图7A-7D是根据本专利技术利用传送和端部修整组件的操作顺序的透视图；图8A-8C是根据本专利技术的传送和端部修整组件的纵向侧立视图，它表示基本结构部件的按比例运动，以适应不同修整长度的滤筒；图9是第二切分割组件的上游的透视图，当主要的切割系统不工作(例如允许锯片在主要的切割分组件上变化)时，该第二切割分组件使上游制造系统能够工作；和图10A和10B是根据下面的例子制造的本专利技术的典型的熔喷芯元件的分别放大倍数为20X和35X的显微照片。具体实施例方式附图1表示可用于本专利技术的滤筒生产设备FCA中的优选装置的平面图。在这方面，设备FCA通常包括芯元件生产子系统10、过滤纤维生产子系统100、预型件冷却子系统200和切割与传送子系统300。通常，芯元件子系统10用来熔喷大量的非织造纤维，以形成筒状芯元件。然后，非织造芯元件连续纵向经过过滤纤维生产子系统100，在此，过滤纤维熔喷到连续旋转和纵向平移的芯元件上，以形成具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于滤筒的熔喷管状芯元件，该芯元件包括形成开口的非过滤母体的非织造连续长度热塑索的管状团，其中所述索包括多个熔喷连续长度的热塑纤维，该热塑纤维基本上沿其相应外周表面的至少长度部分基本上相互并排聚结。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：B莫泽拉克，RJ施米特，SD巴波扎，P雅纳，SN恩芸，RR格施万特纳，RD康诺，TW英林，
申请(专利权)人：USF过滤及分离集团有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]