过滤器组件 本发明的背景及概要
本发明与熔融金属的过滤相关，例如：熔化铝。特别地，本发明提供一过滤器组件，形成过滤器组件的一组零件，及一包括过滤器组件的模具。
美国专利号4708326(Swiss Aluminium Ltd)公开了一种熔融金属浇注杯，该杯具有一过滤器和可围绕过滤器外侧表面的弹性周边垫圈，该垫圈可密封过滤器和浇注杯以阻止在过滤器周围泄漏出熔融金属。
美国专利号5004545(Foseco International Ltd)公开了一种发泡陶瓷过滤器，该过滤器的外侧表面由纤维材料制成的垫圈围绕，在垫圈外部周围有金属薄片与垫圈固定。
本发明的发明人认为有必要确保过滤器紧密和适当地安装在模具内并同时在插入过滤器时过滤器不被损坏。
按照第一方面，本发明提供一用于过滤倾倒入模具内的熔融金属的过滤器组件，该过滤器组件包括：
(a)一由耐火材料制成的过滤器，该过滤器具有熔融金属可流过的第一和第二多孔表面(即过滤表面)，和一外侧表面；以及
(b)一适于将过滤器定位于模具内的定位装置，至少在使用时该定位装置位于该过滤器的该第一，第二和外侧表面中的至少一个表面上并布置成从该过滤器的该第一，第二和外侧表面中地该至少一个表面向该过滤器的该第一，第二和外侧表面中的另一表面或该过滤器的该第一，第二和外侧表面的另外部分延伸。
该过滤器组件的该定位装置最好与该过滤器的该第一和/或第二和/或外侧表面相连接，例如该定位装置可以粘在该表面上，通常是用粘性物质或其它连接方式(例如，在该过滤器成型时与表面熔合在一起)。
按照第二方面，本发明提供一组组成过滤器组件的零件，它包括：
(a)一由耐火材料制成的过滤器，该过滤器具有熔融金属可流过的第一和第二多孔表面，和一外侧表面；以及
(b)一定位装置适用于过滤器定位于模具内，该定位装置连接在该过滤器的该第一，第二和外侧表面中的至少一个表面上并布置成从该过滤器的该第一，第二和外侧表面中的该至少一个表面向该过滤器的该第一，第二和外侧表面中的另一表面或该过滤器的该第一，第二和外侧表面的另外部分延伸，在使用时，该定位装置适于将该过滤器固定在一模具中。
按照第三方面，本发明提供一用于铸造的模具，它包括一熔融金属可以流过并注入模具的开口，和一位于该开口中按照本发明第一方面的过滤器组件，使得该定位装置位于该过滤器的该外侧表面和该开口内表面之间。
该过滤器组件最好位于该模具开口提供的一边或其他突起上。
这里要陈述的是该过滤器位于一模具内，或一模具的开口内，此位置包括该过滤器直接位于该模具内的位置(例如，如铸铝的金属模具这样的永久性模具)和包括该过滤器位于一模具的插塞套或浇注杯的位置。
本发明与已知带有圆周垫圈的过滤器相比较有一个优点，因为该定位装置布置为从该过滤器一个表面到另一个表面，或从一个表面的一部分到该表面的另一部分延伸，该过滤器在这样的表面和/或区域和该表面的该部分之间的一个边或多个边，通常在把该过滤器插入该模具时受到保护。另外，这种安排有助于把该过滤器插入该模具，和在使用时保持该过滤器就位。
在该定位装置位于过滤器的第一和/或第二过滤表面的实施例中，该定位装置最好位于该表面的周边区域上。从而该过滤器的该第一和/或第二过滤表面的内部主要部分保持敞开用以接收熔融金属。无论该或每个定位装置位于该过滤器的一个过滤表面或一个外侧表面，在使用时，该定位装置大致上可以覆盖整个，或只有部分，该过滤器的外侧表面。
迄今为止，涉及到的是定位装置而不是垫圈。这是因为，正如先前指出的，发明人认为根本上来说，需要该过滤器严密和正确地位于模具内(除了保护该过滤器以外)而不是需要在该过滤器和该模具之间形成密封。然而，尽管不是最基本，通常该过滤器还是最好与该模具的内壁密封。因此该定位装置最好带有垫圈。
该定位装置优先选用的材料包括陶瓷纤维，玻璃纤维，陶瓷纸张，和/或带有弯曲线条的石墨。该定位装置最好具有弹性可压缩性和/或弹性柔韧性。
如先前提到那样，该过滤器由耐火材料制成。该过滤器最好是发泡陶瓷过滤器和/或多孔陶瓷过滤器。
在许多本发明的优先实施例中，该定位装置的一部分由一所在表面向外延伸，离开该表面和该过滤器的一个或多个其它表面，该定位装置应具有柔性使其可以变形从而与同表面的另一部分或该过滤器的一个或多个其它表面充分接触。例如，该定位装置的一部分由所在的一个过滤表面向外延伸，离开该过滤器的该外侧表面，该定位装置应具有柔性使其可以变形从而与该外侧表面充分接触。这一变形，例如，可以出现在该过滤器插入该模具时。该定位装置能向外延伸的该部分，例如，包括许多可以变形从而与该过滤器的该外侧表面充分接触的凸耳。作为选择，该定位装置的向外延伸的该部分可以是大致上连续的，也可以在某一或多个区域形成折皱以适应变形。
该定位装置可以位于在该过滤器插入该模具时的前表面上。作为选择，该定位装置也可以位于在该过滤器插入该模具时的后表面上。这些表面可以是该过滤器的过滤表面，但特别在使用垂直分离式零件组成的模具时，这些表面可以包括该过滤器的该外侧表面的部分区域。
在本发明另外的优选实施例中，该定位装置已经从上述所在表面向外延伸至该过滤器的另一表面，或同一表面的另一部分，使得该定位装置一部分覆盖了至少该过滤器的其它表面的一部分，或同一表面的另一部分(即该定位装置可以预先变形)。与前一实施例相同，覆盖了该过滤器的其它表面或该过滤器的一部分的该定位装置的该部分包括许多凸耳，或向外延伸大致上可以连续的，也可以在某一或多个区域形成折皱以适应预先变形。
非常有利的是，在该定位装置的一部分覆盖了该过滤器的该外侧表面的至少一部分的实施例中，该定位装置本身的该部分折叠使得其具有横截面通常为V或U的形状。
该过滤器的该第一和第二表面最好大致上是平的且大致上相互平行。该过滤器的该外侧表面大致上垂直于该第一和第二表面。例如，该过滤器大致上成直立圆柱体的形状，该第一和第二表面大致上成圆形。作为选择，该过滤器的该外侧表面相对于该第一和第二表面有一倾斜角度。例如，该过滤器大致上成圆锥的形状，该第一和第二表面大致上成圆形。
按照本发明的另一方面它提供了一种用带有一开口的模具铸造金属的方法，通过该开口浇注熔融金属，并使用一过滤注入该模具的熔融金属的过滤器组件，该过滤器组件包括：一由耐火材料制成的过滤器，该过滤器具有熔融金属可流过的第一和第二多孔表面，和一外侧表面；和一用于将该过滤器定位于该模具内的定位装置。其方法包括(a)将该定位装置放置在该过滤器的该第一，第二表面和外侧表面中的至少一个表面上，在使用时，从该过滤器的该第一，第二表面和外侧表面中的该至少一个表面到该过滤器的该第一，第二表面和外侧表面中的另一表面，或到该表面的另外部分延伸；和(b)通过该过滤器浇注熔融金属(例如，铝，或含铝金属)，使得熔融金属可以流过该开口并注入模具中以形成金属铸造件。
附图简介
现在通过举例，参考附图详细描述本发明，图中：
图1表示为根据本发明的过滤器组件的平面和横截面视图；
图2表示为根据本发明的另一种过滤器组件的横截面视图；
图3表示为根据本发明的另一过滤器组件的平面和横截面视图；
图4表示为根据本发明的另一种过滤器组件侧面视图；
图5(a)到(d)表示为根据本发明的过滤器组件另外四个实施例；
图6(a)到(e)表示为根据本发明的过滤器组件另外五个实施例；以及
图7(a)到(b)表示为根据本发明的过滤器组件另两个实施例。
附图详细说明
图1表示为根据本发明的过滤器组件1的一个实施例，包括一直立圆柱体形发泡陶瓷过滤器3，该过滤器具有第一和第二圆形(过滤)表面5和一外侧表面7，和一定位装置(在此例中是垫圈9)与该过滤器的一个圆形过滤表面相连。(过滤表面是指在使用时熔融金属将流过过滤器的一个表面)。垫圈9通常是取环形状并有略微小于该过滤器外径的内径，和比该过滤器外径大得多的外直径。因此垫圈9只与该过滤器3的过滤表面的周缘(即，径向向外)区域相连接。
垫圈9向外伸出该过滤器的区域包括许多(如图六个)凸耳11。该垫圈是柔性的，该凸耳可以围绕该过滤器的周边变形从而与该过滤器的外侧表面充分接触；该垫圈的变形可以在该过滤器插入该模具之前完成，但最好是在插入时自动产生。因此，至少在使用时该垫圈从该过滤器的圆形过滤表面(与之连接的表面)向该过滤器的外侧表面延伸。使得在该过滤器插入一模具开口时可以保护该过滤器，特别是它脆弱的导向周边。(不管直接插入，例如永久型模具，还是插入一砂模的插塞套或浇注杯，或类似物中)
该垫圈不仅具有柔性，同样具有弹性，特别地既弹性柔韧又弹性可压缩。在使用时该垫圈这两个物理特怔确使在该过滤器和该模具开口内表面之间形成一紧闭密封。不管位于一组模具内的模具开口尺寸的变化，还是位于一组过滤器组件内的过滤器尺寸的变化(即加工误差)，这两个物理特征同样能形成这种密封。
图2表示为根据本发明的与图1类似的过滤器组件13，但具有修改过垫圈的设计。过滤器组件的垫圈15同样与一圆柱体过滤器的过滤表面的周边区域相连接，该垫圈从该过滤器向外伸出。尽管没在图中表示，该垫圈向外伸出的区域包括许多类似于图1中垫圈的凸耳。然而，在此例中每个凸耳向外靠近该过滤器的该外侧表面延伸并包括一折叠，使得凸耳本身对折且其横截面通常成V型。此V型布置可为一系列尺寸的模具开口提供有效的密封，即良好的尺寸适应性。每个垫圈凸耳径向向外的末端19也同样折叠，使得该末端大致位于该过滤器的该过滤表面相同的平面上；例如，这可以提供一种利用模具开口的突起或凸缘来帮助安放该过滤器的定位装置。
图3表示为根据本发明的另一种过滤器组件21的平面和横截面视图。然而，在此例中，尽管过滤器23具有直立的圆柱体形状，该过滤器组件不包括上述垫圈而是以许多细长股线27形式的“定位装置”25，该细长股线从该过滤器的圆形过滤表面中的一个表面的中心径向向外延伸。每条股线27沿平行该轴线方向围绕该过滤器边缘延伸并与该过滤器的外侧表面充分接触。这些股线帮助该过滤器定位于一模具开口内，同时在该过滤器插入该开口时可以保护该过滤器，特别是它的导向周边。
图4表示为图3中过滤器组件的改进型的侧向视图，在本图中定位装置以缠绕整个该过滤器的网状结构29的形式，也就是缠绕两个过滤表面和该过滤器的外侧表面。由于在图3和图4中的该过滤器组件其定位装置是多个细长股线或网状结构的形式，它们对于流过该过滤器的过滤表面的熔融金属没有显著阻碍。在图3和图4中的该定位装置可以由玻璃纤维或其它具有类似于玻璃纤维特性的材料制成。
图5中视图(a)到(d)表示为根据本发明的过滤器组件的另外四个实施例。实施例(a)和(b)包括横截面为方形的过滤器31，和连接在过滤器的外侧表面上并围绕整个过滤器的圆周的垫圈33。在实施例(a)中，垫圈33越过两个过滤表面35和37上延伸，而在实施例(b)中，垫圈33越过两个过滤表面中的一个延伸，如表面37。在两个实施例中，垫圈33实际包括四个单独的垫圈部件33’，33’’，33’’’和33’’’’，每个垫圈部件分别与横截面为方形的过滤器的外侧表面相连。做为选择，两个实施例中的垫圈33可以做成一个部件也可以做成任何合适数目的独立部件。
图6中视图(a)到(e)表示为根据本发明的过滤器组件的另五个实施例。在每个实施例中，垫圈只连接在该过滤器的外侧表面的一个部分上，并从该过滤器延伸出去。垫圈具有柔性，在使用时垫圈可以变形从而分别与该过滤器的外侧表面另一部分充分接触，如在该过滤器插入该模具开口时。这些实施例尤其适用于如立式分离的模具。
更明确地，图6中每个视图(a)到(d)都有一横截面为方形的过滤器31，而图6中视图(e)包括横截面为圆形的过滤器39。实施例(a)中有一对垫圈41与该过滤器的相对表面43和45连接，垫圈沿相反方向从该过滤器延伸出去，也就是越过相对的过滤器的外侧表面47和49。实施例(b)中有一对垫圈51与该过滤器的相对外侧表面47和49连接，但该实施例的每个垫圈均越过相对的过滤器的外侧表面47和49延伸。实施例(c)为一变化型，其中垫圈53并没有越过该过滤器延伸，但另一垫圈55离开相对的过滤器的外侧表面47和49同时向外延伸出去。实施例(d)为一进一步变化型，其中两个垫圈57与该过滤器的相邻外侧表面45和49连接，每个垫圈分别越过该过滤器的外侧表面47和43互相成直角延伸出去。在实施例(e)中，两个垫圈59与横截面为圆形的过滤器的直径上相对的圆周侧连接，每个垫圈分别以两个相反方向离开该过滤器延伸。在所有的实施例中，在使用时，离开该过滤器延伸的那部分垫圈可以变形从而与该过滤器相应的外侧表面部分充分接触，如在该过滤器组件插入该模具开口时。
图7中表示为根据本发明的过滤器组件的另两个实施例。图7(a)中表示为圆柱形过滤器，其有一大体成“I”型的垫圈63，与该过滤器的外侧表面65连接。垫圈的凸耳部分67离开该过滤器的外侧表面65延伸，从而与该过滤器的外侧表面69和71充分接触。图7(b)中的过滤器组件类似于图7(a)中过滤器组件，唯一区别在于过滤器73横截面为方形而不是圆形，垫圈63与正方体一侧的该过滤器的外侧表面连接。
迄今为止本发明以最实用和优选的实施例示出和描述，显而易见对于本技术领域的技术人员可以在本发明的范围内设计出许多改型，其范围与对附后的包涵了所有等同的结构和方法的权利要求书作的最广义的解释相一致。