專利名稱：用于制造袋式過濾器殼體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種改進(jìn)的袋式過濾器殼體，更特別地，涉及一種制造無縫袋式過濾器殼體的方法以及該無縫袋式過濾器殼體本身。
背景技術(shù)：
許多工業(yè)和商業(yè)設(shè)施使用過濾器組件以選擇性地從工業(yè)生產(chǎn)液流中移除材料。過濾器組件可被用于從工業(yè)生產(chǎn)液流中移除不期望的雜質(zhì)，或用于從工業(yè)生產(chǎn)液流中提取希望得到的經(jīng)過濾物質(zhì)(濾液)。這種過濾器組件的一個(gè)例子例如為典型地應(yīng)用在工業(yè)和商業(yè)設(shè)施上的單袋式過濾器殼體。單袋式過濾器殼體被構(gòu)造為將過濾袋或?yàn)V芯支持在殼體內(nèi)，并且具有一用于排出 的形狀類似穹頂?shù)臋E圓底部。有時(shí)被稱為穹形封頭的橢圓底部一直都被單獨(dú)制造，并且通過環(huán)形焊縫連接到殼體。這種類型的結(jié)構(gòu)在制造的時(shí)間方面和費(fèi)事方向要求很高的成本。焊縫被要求具有光滑的表面以易于清潔，同時(shí)要求牢固的連接。在旋轉(zhuǎn)芯棒上制造軸對(duì)稱部件的旋壓方法在本領(lǐng)域是公知的。有三種基本類型的旋壓工藝常規(guī)(或人工)旋壓，錐形變薄旋壓(剪切旋壓)和筒形變薄旋壓。據(jù)發(fā)明人所知，盡管旋壓方法是已知的并且使用了很長(zhǎng)時(shí)間，但是尚未有人制造具有整體橢圓底部的無縫袋式過濾器殼體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于形成無縫袋式過濾器殼體的旋壓方法，以及通過該方法制造的改進(jìn)的無縫袋式過濾器殼體。金屬旋壓工藝使用旋轉(zhuǎn)芯棒，將原始厚度(Ttl)和長(zhǎng)度(Ltl)的管狀工件成形為具有期望形狀并具有最終厚度(Tf)和長(zhǎng)度(Lf)的、并具有橢圓底部的無縫袋式過濾器殼體，橢圓底部包括用作排出口的底部開口。根據(jù)本發(fā)明的方法制造的無縫袋式過濾器殼體相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的方法，在成本、時(shí)間和費(fèi)事方向具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。特別是在所附的權(quán)利要求中(其形成本發(fā)明的一部分)指出了本發(fā)明的多個(gè)新穎的特征。為了更好地理解本發(fā)明、其操作優(yōu)點(diǎn)以及通過使用本發(fā)明而得到的特定目的，將參照附加的實(shí)施例、附圖以及在所詳述的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中的描述。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)中的過濾器組件的長(zhǎng)形的透視圖；圖2為沿圖I的2-2截面的放大的局部剖視圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的方法制造的過濾器殼體50的正視透視圖；圖4為圖3所示的過濾器殼體50的側(cè)視圖；圖5的剖視圖示出利用本發(fā)明方法的金屬成形步驟，其圖示位于旋轉(zhuǎn)芯軸72上的管狀工件70以及金屬加工工具78、82 ；
圖6為類似于圖5的示意圖，示出在成形環(huán)形槽54和管狀工件端部的工藝中的金屬加工工具78、80 ；圖7為類似圖6的示意圖，示出成形工藝的進(jìn)展；圖8為類似圖7的不意圖，不出管狀工件70的捕圓底部的進(jìn)一步進(jìn)展；圖9為金屬成形工藝后的過濾器殼體50的剖視圖，示出具有底部開口 58的橢圓底部52以及環(huán)形槽54 ；圖10為類似圖9的示意圖，示出用于入口 62的切割開口 ；
圖11為類似圖2的放大的局部剖視圖，示出具有無縫過濾器殼體50的過濾器組件結(jié)構(gòu)；和圖12為具有另一實(shí)施方式的過濾器殼體50的過濾器組件的分解圖。
具體實(shí)施例方式參照附圖，其中在所有視圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同或者相似的特征，首先參照?qǐng)D1，圖I示出一已知的單袋式過濾器組件，總體上用10指示。過濾器組件10包括一主體或殼體12，其具有連接到過濾器殼體12的下端16上的穹形封頭14。穹形封頭14為獨(dú)立鑄造或者加工的部件，其通過環(huán)形焊縫18作為一獨(dú)立件被焊接到過濾器殼體12。由于材料的性能和厚度，環(huán)形焊縫18的焊接工藝在時(shí)間、費(fèi)事以及材料方面而言是高成本的。制造過濾器殼體12的制造工藝不僅慢而且技術(shù)密集。過濾器組件10包括鉸接的、可釋放的蓋20，其通過多個(gè)系墻螺栓22緊固。蓋20通過夾緊裝置21緊固到過濾器殼體12。過濾器組件10包括設(shè)置在過濾器殼體12內(nèi)的約束籃筐24。約束籃筐24通過接裝板26被保持在殼體12內(nèi)的適當(dāng)位置處，接裝板擱置在形成于殼體12內(nèi)的環(huán)形槽28的邊緣29上。連接到過濾袋(沒有示出)的袋環(huán)30擱置在接裝板26的肩部34上，從而將過濾袋32保持在約束籃筐24內(nèi)。彈性的O型環(huán)36在接裝板26和殼體12內(nèi)部之間提供流體密封接合。安裝在袋環(huán)30上方的壓下蓋38將過濾袋32保持在筐24內(nèi)的適當(dāng)位置處。過濾器殼體12包括至少兩個(gè)開口，入口 40以及排出口 42。如圖4所示，可設(shè)置一個(gè)或多個(gè)用于傳感器的附加開孔44，傳感器用于測(cè)量壓力、溫度或者其他任意期望的工藝條件?？蛇x的支腿46可被用于支撐過濾器組件10。現(xiàn)在回到圖3和圖4，圖3和圖4中示出了根據(jù)本發(fā)明的金屬成形方法制造的改進(jìn)的無縫袋式過濾器殼體50。過濾器殼體50包括橢圓底部52 (在此偶爾也被稱為穹形封頭)，還包括設(shè)置于上部區(qū)域或者端部56中的環(huán)形槽54。環(huán)形槽54功能性地將過濾器殼體50分開為上部區(qū)域56和下部區(qū)域57，其中工業(yè)生產(chǎn)液流在上部區(qū)域處進(jìn)入殼體50，而在下部區(qū)域處進(jìn)行過濾過程。最好從圖9和10看到的開口 58被大致居中地設(shè)置在橢圓底部52中，用于接納以虛線表示的排出口或者出口 60。以虛線表示的入口 62在過濾器殼體50被成形后設(shè)置，這將在之后更詳細(xì)地描述?？蛇x的傳感器端口——例如壓力傳感器端口64-可被添加到過濾器殼體50上?，F(xiàn)在參照附圖5-8，其圖示并且更詳細(xì)地描述了根據(jù)本發(fā)明的金屬成形方法。具有原始長(zhǎng)度(Ltl)和原始厚度(Ttl)的管狀工件70位于可旋轉(zhuǎn)的圓柱芯軸72上。芯軸72的尺寸被設(shè)置為與管狀工件70的內(nèi)徑(Cli)基本上一致，該內(nèi)徑將成為完成的過濾器殼體50的期望內(nèi)徑。芯軸72包括用于形成環(huán)形槽54的環(huán)形凹槽74。在一個(gè)實(shí)施方式中，芯軸74可包括彎曲的端部76，以利于過濾器殼體50的橢圓底部52的成形。芯軸72可選地包括用于加熱芯軸72的系統(tǒng)，例如，感應(yīng)式電熱絲或者傳導(dǎo)地使熱空氣經(jīng)過芯軸72。在與金屬加工工具78、80接合前，管狀工件70首先被加熱到大約1200-1800度(華氏溫度)之間的溫度。在該金屬成形工藝中(在此也被稱為旋壓工藝)，管狀工件70位于其上的芯軸72通過馬達(dá)(沒有示出)以可旋轉(zhuǎn)的方式旋轉(zhuǎn)。通過施加足夠的力，第一尖角加工工具78在管狀工件70的上部區(qū)域81中彎曲出期望的寬度、深度以及形狀的環(huán)形槽54，如圖6所示。在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)壓力被施加在管狀工件70上時(shí)，尖角金屬成形工具78具有滾動(dòng)的能力。在另一實(shí)施方式中，尖角金屬加工或成形工具78在其向下壓在管狀工件上時(shí)可位于固定的位置。在又另一個(gè)實(shí)施方式中，槽54通過獨(dú)立的工具78在之后增加/增設(shè)，而芯軸72在此步驟中可被移除。
另一個(gè)金屬加工或成形工具80可包括滾壓工具，設(shè)置在管狀工件70的下端82，與芯軸72的彎曲端76配合，從而施加一足夠的力而使管狀工件70的下端82以直徑逐漸減少(U的方式彎曲，如圖6-8所述，其中X代表與位于工件70下端82處的開口 84的縮頸成比例地增加的值。施加到金屬成形工具78、80的力可為液壓或機(jī)械壓力。箭頭A和B指示加工工具80在垂直和水平兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)。雖然在這個(gè)實(shí)施方式中示出了兩個(gè)獨(dú)立的金屬加工工具78、80，顯而易見的是，可使用位于可互換刀架/工具頭(tool head)內(nèi)的一個(gè)金屬加工工具。一旦完成金屬旋壓工藝，管件70的厚度(Ttl)現(xiàn)在變成(Tf)，而長(zhǎng)度(Ltl)現(xiàn)在為(Lf)。應(yīng)該立即領(lǐng)會(huì)的是，長(zhǎng)度(Lf)是過濾器殼體50期望或意圖得到的長(zhǎng)度。厚度(Tf)是過濾器殼體50期望或意圖得到的厚度，而直徑(df)是過濾器殼體50內(nèi)的底部開口 58期望的或者意圖得到的直徑。經(jīng)過本發(fā)明所述的金屬旋壓工藝后，管狀工件具有如圖9的剖視圖所示的形狀或形態(tài)，其現(xiàn)在是已經(jīng)成形的無縫過濾器殼體50。位于橢圓底部52內(nèi)的底部開口 58允許安裝排出口或排出管嘴60。在圖10中，開口 86被設(shè)置用于例如管道連接中的安裝入口或進(jìn)入管嘴62。附加的開口可按照期望設(shè)置，例如，如圖4所示的壓力傳感器端口 64?，F(xiàn)在參見圖11，示出了放大的局部剖視圖，示出了本發(fā)明的方法的另一優(yōu)點(diǎn)以及用這種方法成形的無縫袋式過濾器。對(duì)于使用無縫袋式過濾器殼體50的過濾器組件90而言，不再要求具有接裝板26。環(huán)形槽54形成一臺(tái)肩54a，其具有一角度(Θ )，被成形為直接將約束籃筐24保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩＝?Θ)近似為90度角。臺(tái)肩54a只需要具有能夠有效將約束籃筐24保持在過濾器殼體50內(nèi)的適當(dāng)位置的角度即可。環(huán)形槽54的寬度(W)和深度(dg)被形成為容納約束籃筐24以及意圖在過濾器組件90中使用的過濾袋或過濾濾芯(未示出)的尺寸。圖12描繪了過濾器組件90’的另一個(gè)實(shí)施方式的分解視圖，其具有用本發(fā)明的旋壓方法制備的過濾器殼體50。在這個(gè)實(shí)施方式中，被示為具有兩個(gè)可能位置的附加出口 92被設(shè)置在過濾器殼體50中。如前所述，可在過濾器殼體50中切出或鉆出附加的開口，以容納附加的功能性端口。壓力計(jì)或傳感器94位于殼體50和蓋20內(nèi)。蓋20通過夾緊裝置21被緊固地連接到無縫袋式過濾器殼體50。在可選實(shí)施方式中，無縫過濾器殼體可在與橢圓端相對(duì)的開口端處形成有邊緣或者凸緣(未示出)以緊固蓋。用本發(fā)明的方法構(gòu)成的過濾器殼體50具有這與的優(yōu)點(diǎn)其提供顯著較低成本的無縫過濾器殼體。蓋20、約束籃筐24以及現(xiàn)有的過濾器組件10的其他部件可與過濾器殼體50可互換地使用，如果相應(yīng)地設(shè)計(jì)過濾器殼體的尺寸。本發(fā)明的方法可被用于制造具有不同長(zhǎng)度、寬度以及直徑和材料厚度的過濾器殼體。合適的材料包括但不限于碳鋼、用于防腐蝕性要求更高的304或316型不銹鋼。
雖然示出和詳細(xì)描述了本發(fā)明的特定實(shí)施方式以闡明本發(fā)明的原理，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明可以不背離這些原理地以其他方式實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種過濾器殼體的成形方法，包括以下步驟 提供具有預(yù)定的厚度CU、長(zhǎng)度(Ltl)以及直徑⑶的管狀工件； 將所述管狀工件定位在圓柱芯軸上； 將所述管狀工件加熱到大約1200-1800華氏度之間的溫度； 旋轉(zhuǎn)被加熱的所述管狀工件； 使用金屬加工工具在所述管狀工件的上部區(qū)域中形成具有期望深度、寬度以及形狀的環(huán)形槽；以及 在所述管狀工件的一個(gè)端部處形成具有底部開口的橢圓底部，從而形成無縫過濾器殼體。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，進(jìn)一步包括將所述管狀工件從預(yù)定的厚度(Ttl)和長(zhǎng)度(L0)成形為選定的厚度(Tf)和長(zhǎng)度(Lf)的步驟。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述管狀工件為碳鋼。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述管狀工件為不銹鋼。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，進(jìn)一步包括在所述無縫過濾器殼體的上部區(qū)域中提供用于入口的開口的步驟。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，進(jìn)一步包括在所述無縫過濾器殼體的下部區(qū)域中提供用于壓力傳感器的附加開口的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求I的方法制造的無縫過濾器殼體。
8.一種過濾器組件，包括 無縫過濾器殼體； 設(shè)置在所述過濾器殼體的上部區(qū)域中的入口； 設(shè)置在所述無縫過濾器殼體的橢圓底部中的排出口 ；以及 以可釋放的方式連接于所述無縫過濾器殼體的上端的蓋。
9.如權(quán)利要求8所述的過濾器組件，進(jìn)一步包括約束籃筐，所述約束籃筐構(gòu)造為位于所述無縫過濾器殼體內(nèi)、并通過形成于所述無縫過濾器殼體內(nèi)的臺(tái)肩被保持在所述無縫過濾器殼體中。
10.如權(quán)利要求9所述的過濾器組件，其中所述過濾器組件由碳鋼材料制造。
11.如權(quán)利要求9所述的過濾器組件，其中所述過濾器組件由不銹鋼制造。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的過濾器組件，其中所述不銹鋼材料為選自包括304型不銹鋼和316型不銹鋼的組。
13.如權(quán)利要求8所述的過濾器組件，進(jìn)一步包括設(shè)置于所述無縫過濾器殼體的下部區(qū)域中的壓力傳感器端口。
14.如權(quán)利要求7所述的無縫過濾器殼體，進(jìn)一步包括位于所述無縫過濾器殼體的上部區(qū)域中的入口。
15.如權(quán)利要求14所述的無縫過濾器殼體，進(jìn)一步包括位于所述無縫過濾器殼體的下部區(qū)域中的壓力傳感器端口。
16.如權(quán)利要求14所述的無縫過濾器殼體，其中所述無縫過濾器殼體由選自包括碳鋼、304型不銹鋼、316型不銹鋼的組的材料制造。
全文摘要
用于制造無縫袋式過濾器(50)的旋壓方法，該無縫袋式過濾器(50)具有橢圓底部(52)和用于排出口的底部開口(58)。入口(62)在制造后與任意光學(xué)傳感器端口(64)一起添加。以及通過此方法制造的無縫袋式過濾器。
文檔編號(hào)B21D17/04GK102971097SQ201180007663
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月28日
發(fā)明者M·A·昆特爾, C·L·伊曼斯, C·S·勞 申請(qǐng)人:伊頓公司