褶峰被支撑的滤框组件和方法 【相关申请的交叉引用】
本国际申请要求申请日为2004年1月9日的当前审查中的美国专利No.10/754,379的优先权和权益。
【技术领域】
本申请涉及一种独特且新颖的产品和制造该产品的一体化方法，更特别地涉及一种褶峰被支撑的滤框组件和一系列制造该新型褶峰被支撑的滤框组件的方法的一体化步骤。本发明在流体过滤器的过滤、尤其在空气流过滤中有特殊应用。
背景技术
于2001年5月15日授予Kyung-Ju Choi的最新美国专利No.6,230,776公开了一种单元打褶滤框组件(附图5和6)，其中该组件的褶峰被粘合固定到柔性磁带条36上，加强条38被固定到条38上。事实上，1992年3月24日授予S.B.Linnersten的在先美国专利No.5,098,767的图3大致地教导了将“S”型热熔粘合条涂布在连续的过滤微褶上，以在使用该过滤器时保持这些褶的位置。
进一步地，许多更早的专利公开了多种用来支撑过滤介质褶的结构布置——可参考1992年12月1日授予U.Michaelis等的美国专利No.5,167,740的图2；1998年7月21日授予T.A.Justice的美国专利No.5,782,944的图1；2000年6月13日授予R.R.Raber的美国专利No.6,074,450的图1；和Kyung-Ju Choi和Choi等地专利中公开的多个单元打褶过滤布置，所述专利为2000年12月12日授权的No.6,159,318，2001年7月3日授权的No.6,254,653和2002年6月4日授权的No.6,398,839。
除了多种上述现有技术的单元过滤组件外，还可参考2000年12月26日授予Kyung-Ju Choi的美国专利No.6,165,244，其教导了一个大概的原则，即，定位过滤介质使其和流体流的流动方向成一条直线；以及1998年10月13日授予W.F.Murphy，Jr.的美国专利No.5,820,645，其大致教导了包括低、高但尼尔纤维层的梯度纤维密度。
本发明认识到包括在先专利中的一些布置设置形式在内的现有技术的一些局限和问题，提供了一种独特且新颖的流体过滤组件，该组件包括一滤框部件和一布置在滤框部件中的过滤介质。本发明进一步提供了多个特殊步骤，该步骤可以作为制造该独特流体过滤组件的方法的多个步骤的一部分。
根据本发明，提供了一种新的布置，其包括一流体滤框组件结构，该结构可以被高效、经济地制造和装配，同时可以稳定、高效地安装和操作。该新布置需要最小量的操作部件，该新的实施方式导致最小的被处理液体流的干扰和最小的流体流压降。本发明的独特布置意识到和解决了以往流体过滤组件布置的问题，包括流体流的干扰和流体流的转向，以及由过量褶峰固定材料导致的可能伴发的剥落和剥离。
在这点上，本发明优化了最小固定面积的利用，从而减少了用于褶峰稳定材料的需求和所采用的制造步骤，同时，将流体处理操作中的流体流压降降至最小。另外，本发明提供了一种纤维过滤介质，该纤维过滤介质不仅对从待处理的流体流如空气中过滤颗粒材料有效，而且使得可以减少气味和一些挥发性有机化合物(VOC)，同时提供一纤维布置，该布置可以保证按褶折叠形成薄、窄和尖的上升流和下降流的褶峰折叠。
当本领域技术人员阅读了比处阐述的内容后，本发明的多个其它特征将会变得显而易见。
【发明内容】
更特别地，本发明提供了一种新且一体化的过滤组件，包括滤框部件和安装在滤框部件中的流通过滤介质，该组件包括：一边框部件，和一个尺寸可布置在边框部件中的流通过滤介质，该边框部件具有一个限定出一个流通通道以接收和支撑所述过滤介质的内边缘，该过滤介质为彼此隔开的褶的形式，以提供彼此隔开和相对的上升流和下降流的褶峰组；和，至少一个纵向延伸的支撑条，该支撑条具有预设受控的牢固支撑强度、宽度和厚度，以包括彼此隔开和相对的侧边，该支撑条在邻近所述过滤介质的至少一个褶峰组处延伸，与该褶峰组呈支撑关系，该支撑条包括一个薄的、具有预设受控厚度和宽度的接合带，该接合带为粘合固定材料，在所述支撑条的侧边之间延伸，与所述褶峰组的褶峰成主要的约束和固定关系。
进一步，本发明提供一种独特且新颖的用于去除气味和一些挥发性有机化合物(VOC)的过滤介质布置，该布置包括已选重量的高和低但尼尔的纤维，而且对该介质进行布置以使纤维和所伴随的尖且窄的褶峰折叠成一条直线。
另外，本发明提供一种一体化且新颖的用于形成打褶纤维流体过滤材料组件的方法，该方法包括以下步骤：将打褶形式的纤维过滤材料从前打褶区加入通过平面区，该打褶纤维材料包括相互隔开的上升流和下降流地纵向延伸的间隔褶峰组；将至少一个纵向延伸的支撑条加入该平面区，其中该支撑条的一个面为预设受控的宽度和厚度，而且邻近至少一个褶峰组，该支撑条包括纵向延伸的相互隔开的相对侧边，其中在该侧边中有相对的纵向面；和，当支撑条进入平面区时，在位于各支撑条的相对条侧边中间的所述面之一上，涂布一个具有薄的、具有所选宽度和厚度的粘合固定带，以将所述条固定到褶峰组上，使它们成支撑关系，从而在平面区内和在操作过滤阶段期间在位置上将褶峰保持为牢固的打褶形式。
此外，本发明提供一种独特的打褶过滤介质的纤维布置，该纤维和流过打褶介质的被处理流体流的流动成一条直线，而且大体上横向于或垂直于由该介质折叠形成的褶峰以加强流体流的流动。进一步，本发明提供一种独特的过滤介质组成，其中过滤介质纤维以重量计由已选的双组分纤维和人造短纤维组成。
可以理解，本领域普通技术人员能够对本发明的过滤器结构框组件的一个或多个部分，以及在此公开的本发明方法的一个或多个步骤作出多种变化，而不背离本发明的范围或精神。例如，接合带可以是连续并列间隔和可选形状的粘合段，该粘合段被定位为沿着或横向于该褶峰组的褶峰延伸，而非使用纵向延伸的连续的薄粘合带。进一步，该方法的平面区可以被布置从而以一个已选的、与公开的角度不同的角度延伸。
【附图说明】
参照描述了本发明滤框组件布置的一个优选实施方式的附图：
图1是本发明新滤框组件的多个部件的等比例分解图，该组件包括边框部件，其中过滤介质作为单元过滤介质而置于该组件框内；和带有粘合带的支撑条，该支撑条位于介质的能形成褶峰的褶折叠(打褶过滤介质被折叠的部分)附近，该图是为了以放大的形式示出横向于可形成褶峰的褶折叠的过滤纤维排列，以及在支撑条内面上的纵向延伸粘合带。
图2图解描述了该一体化且新颖的过滤组件方法的一部分，其中当支撑条进入平面区，以横向延伸并固定到被折叠且已选打褶的过滤介质的上升流和下降流褶峰组的褶峰上时，在支撑条的内面上涂布薄的粘合带。
图3为一个变体过滤介质组件部分的放大等比例示意图，描述了本发明一个进一步的实施方式，其中对能形成褶峰的褶折叠进行模压，以容纳如图1的、携带有嵌套粘合带的支撑条。
【具体实施方式】
参照图1的新过滤组件的等比例分解图，可以看到图1的新过滤组件，可以看出该新滤框组件2包括一个滤框，该滤框此处被示为矩形，且有利地为精选的、易弯曲的、坚固的材料如防火薄板材料，但可以理解，其它形状和尺寸的单元过滤组件也可使用，而且除薄板、塑料、木材或薄金属外的其它坚固、易弯曲材料也可使用。
滤框组件2由相互隔开的数对U型截面的相对边框部件侧边3构成。侧边3可以通过一些合适的方法如钉、粘或通过槽和键布置的内配合而在其各端处相连，从而提供一个限定出一个流通通道的内边缘，在该流通通道中放置打褶的纤维过滤介质6，该过滤介质6如此确定尺寸，以使其相对的互相隔开的边或端与相互连接的U型边框部件的侧边3成固定关系(例如可通过适当的粘合剂)。
该单元过滤组件2的打褶纤维过滤介质可以由任何一种已知的可折叠和可打褶的过滤材料(包括合成材料)形成，而且有利地，依照本发明，其可被干覆(dri-laid)；可以以重量计为约65％的3但尼尔聚酯纤维和约35％的6但尼尔聚酯纤维，以及组成纤维重量约40％的聚醋酸乙烯酯粘合剂；可以为约50重量％的4但尼尔双组分纤维，约38重量％的2.25但尼尔聚酯纤维和约12重量％的15但尼尔纤维；还可以为约60重量％的4但尼尔双组分纤维，约20重量％的6但尼尔聚酯纤维和20重量％的1但尼尔纤维。所述打褶纤维过滤介质6的褶用来提供彼此隔开的上升流和下降流的间隔褶峰组7。
正如在附图1的一个分解部分“A”看到的，公开了过滤介质6的纤维被如此排列，以大体上横向延伸，垂直于互相隔开的褶狭窄折叠的、尖的褶峰7，而且和流过边框边缘4所限定通道的流体流的流动方向成一条直线。还注意到，该过滤介质6的已排列纤维也可经由适当的气味和挥发性有机化合物(VOC)的去除材料如活化氧化硅-氧化铝进行处理。
在一个典型的边框组件2中，纤维过滤介质6的褶峰优选标准深度约3/4英寸，每12英寸有约14个和12个间隔的褶。根据本发明的一个原则性特征，能够对具有预设受控宽度和厚度的褶峰支撑条8(其中的三条可以在附图1中看出呈彼此隔开的关系)进行排列，以使其横向延伸通过褶峰组7的褶峰，其中条8的相对端或边通过一些适当的方法如粘合而固定到边框组件2的相互隔开的相对边框侧边3上。
每个支撑条8包括彼此隔开的相对侧边11，而且如图1的分解部分“B”中可以看到的，位于每个支撑条8的彼此隔开的相对侧边11中间的是薄且纵向延伸的接合带13。具有预设受控宽度和厚度、可为粘合材料的接合带13用来使支撑条和折叠的褶峰7成固定关系。有利地，支撑条8可以由与边框组件2的边框部件侧边3相同的材料制成，其中每个支撑条8的宽度为0.2英寸到1.5英寸，优选为0.625英寸，每个接合带13的宽度为0.03英寸到0.2英寸，优选为0.09英寸。
在本发明的一体化且具有创造性的方法中，如可在附图2中看出的，将褶峰钎维过滤介质6从前打褶区(在现有技术已知的数种制褶方法之一，此处未示出)加入并通过平面区14。平面区14可以垂直或水平放置，或甚至可以以一定的倾角放置，这取决于打褶过滤组件制造的其它步骤(未示出)。如上述讨论，打褶的纤维过滤材料包括间隔上升流和下降流且纵向延伸的间隔褶峰组7。
在平面区14的上游，将三个具有预设受控宽度和厚度的间隔支撑条8中的两组、以及打褶的纤维过滤介质6，加入平面区14中，其中各支撑条8相对表面的内表面接收一个粘合固定带13，该粘合固定带13也具有预设受控宽度和厚度，其来自两个相互隔开的涂布器组的三个间隔粘合涂布器16之一，该涂布器是为了沿着相互隔开的条8的褶峰组的内表面将粘合固定带13涂布在间隔条8的褶峰组上；这样，就将打褶的纤维过滤介质6固定在稳定的位置，并且在通过所述平面区时，以及在后续的作为单元滤框组件2的部分与边框体进行装配时，将纤维过滤介质6的褶峰组保持为打褶的形式。可注意到，粘合带13被涂布到支撑条8的组的内表面的中间、优选中央，以在其上纵向延伸。还可注意到，粘合固定带13可为快速固化型，其中带和条的宽度分别为如前述的尺寸。
参照附图3，在过滤介质组件一个部分的等比例缩略图中能够看到本发明的一个变体实施方式。在该等比例视图中示出，所公开的具有尖而窄褶峰22的过滤组件部分21包括彼此隔开的模压凹处23，该模压凹处23沿每个间隔褶峰22的纵轴延伸，与之成相互隔开且并列的关系，从而容纳褶峰支撑条24，该褶峰支撑条24相当于前述支撑条8，而且与支撑条8相同，各条都由相当的材料制成，而且在相对端处以类似的方法适当地固定在边框相对侧边上。
类似于各条8，进一步地布置各条以使之包括一类似于前述固定带13的粘合固定或接合带26，以将各条嵌套地固定在模压凹处23的快速稳定位置处，其中的嵌套带26的布置进一步确保了过滤组件的稳定性。有利地，每个模压凹处的深度为约0.05英寸，宽度为约0.07英寸，同时相应地确定带的尺寸以实现紧密内配合固定。