CN101854993A - 形成波纹或者褶皱的平面材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种形成波纹或者褶皱的平面材料，该平面材料具有大量彼此平行分布的褶皱或者波纹，它们彼此连续地确定通过褶皱侧面或者波纹侧面相互连接的褶皱顶端或者波纹顶端和褶皱根部或者波纹根部，其中，平面材料可以由流体通流并具有至少一个可变形的功能层，其在流体的通流方向上处于具有衬布的衬层上，其中，借助功能层可以从流体中去除异质材料或者向流体输送异质材料。为这样进一步构成平面材料，使其具有更高的机械负荷能力和更低的通流阻力，依据本发明提出，衬布可以变形并具有斜纹组织。此外提出这种衬布的应用，用于在排流侧支承形成褶皱或者波纹的功能层。

Description

形成波纹或者褶皱的平面材料
技术领域
本发明涉及一种形成波纹或者褶皱的平面材料，具有大量彼此平行分布的褶皱或者波纹，它们彼此连续地确定通过褶皱侧面或者波纹侧面相互连接的褶皱顶端或者波纹顶端和褶皱根部或者波纹根部，其中，平面材料可以由流体通流并具有至少一个可变形的功能层，其在流体的通流方向上处于具有衬布的衬层上，其中，借助功能层可以从流体中去除异质材料或者可向流体输送异质材料。
背景技术
借助这种平面材料可以借助解吸作用向例如为液体的流体输送异质材料，特别是化学物质。为此平面材料的功能层可以利用化学物质浸渍，其中，化学物质在流体通流时被后者溶解。开头所述类型的平面材料此外适用于例如通过吸附、吸附作用或者过滤从通流的流体中去除异质材料或者化学物质。功能层可以阻挡异质材料例如污染颗粒，从而流体内的异质材料含量可以通过通流功能层得到减少。
通流与流体的压力损失相关，也就是说，平面材料入流侧上的流体压力大于排流侧上，而压力损失则导致功能层的机械负荷。为避免对功能层的不利影响，该功能层借助衬层支承，功能层处于衬层上。衬层例如以织物的方式网状构成。
为提高平面材料的有效面积，这种平面材料通常形成褶皱或者波纹，因为由此可以提高可以有效利用的面积，而无需相应增加平面材料的外部尺寸。但平面材料所承受的通流流体的负荷却造成特别是平面材料的排流侧上褶皱或者波纹致密彼此紧贴。这样增加了平面材料的通流阻力并因此提高通流的流体所承受的压力损失。
在构成为过滤器体的平面材料方面，因此美国专利文献3,057,481提出，衬布尽可能刚性和不可变形构成。为此将平面材料烧结，从而功能层与衬层固定连接。但为此构成为织物的衬层需要相当密度的纤维并这样也增加了通流流体的压力损失。此外，这种平面材料方面存在的危险是，其特别是在交替的压力负荷下例如由于裂纹形成承受机械上的不利影响。另一个缺点在于，在这种构成中只能使用可烧结的功能层。
DE 197 37 954 A1提出，为避免所谓的叠层，也就是平面材料的褶皱或者波纹致密地彼此紧贴，使用具有至少一个支承衬垫的附加支承结构，其例如以螺旋的方式横向于褶皱延伸。在这种情况下，这是一种相当复杂的结构，其与可观的制造成本相关联。
发明内容
本发明的目的在于，这样进一步构成开头所述类型的形成波纹或者褶皱的平面材料，使其具有更高的机械负荷能力和更低的通流阻力。
该目的在一种依据分类类型的平面材料方面依据本发明由此得以实现，即衬布可以变形并具有斜纹组织。
本发明同时包含这种思路，即通过对功能层的附加衬布也可以变形地构成，可以提高形成波纹或者褶皱的平面材料的机械负荷能力。由此可以降低压力交替负荷情况下损坏的危险。尽管机械负荷能力高，但依据本发明的平面材料的特征仍在于通流阻力低。这一点归结于衬布具有斜纹组织。这种斜纹组织的特征在于，衬布的纬纱在衬布的至少一根经纱下面穿过，此后在至少两根经纱上经过，以便然后再从至少一根经纱下面穿过。作为选择，纬纱可以在至少两根经纱下面穿过且然后在至少一根经纱上经过。直接相邻的纬纱将这种顺序以至少一根经纱侧向偏移。由此形成一种典型的对角图案，其特征在于对角分布的凸起条纹。情况表明，通过为衬布使用斜纹组织可以降低平面材料的通流阻力。
特别具有优点的是，衬布在排流方向上凸起的线段或者纤维段，也就是排流侧的经纱凸起部和/或者纬纱凸起部，也就是经纱或纬纱设置在排流侧织物表面上的区域，平面材料的彼此靠近的褶皱或者波纹侧面区域内在受到通流流体的负荷情况下至少区域式彼此紧贴。由此，于是确定，在排流侧彼此靠近的褶皱或者波纹侧侧之间构成稳定的微型通道，它们可以使流体以非常明显降低的流动损失进行通流。在这种实施方式中，与如现有技术中所公开的形成波纹或者褶皱的平面材料尽可能固定的构成相反，衬布排流侧彼此靠近的褶皱或者波纹侧面，也就是褶皱或者波纹根部与褶皱或者波纹顶端之间的排流侧区域彼此紧贴，并由此在它们承受通流流体的负荷情况下相对支承。尽管褶皱或者波纹侧面相对接触，但平面材料与流体对抗的通流阻力仍可以保持在很低的程度上，因为彼此靠近的褶皱或者波纹侧面的排流侧接触以这种方式进行，即仅衬布在排流方向上凸起的线段或者纤维段相对接触，其中，同时构成流体可以通流的稳定的微型通道。
衬布的排流侧上构成的稳定的微型通道导致通流阻力明显降低。如果使以斜纹组织编织的衬布形成褶皱或者波纹并然后由流体通流，那么在排流侧上彼此靠近的褶皱侧面或波纹侧面只要存在相应的压差就至少区域式彼此紧贴。但接触然后这样进行，使仅排流侧上凸起的线段或者纤维段在构成从褶皱或者波纹根部向褶皱或者波纹顶端方向上延伸的稳定的微型通道情况下点状或者线状彼此紧贴。衬布的彼此相邻的褶皱或者波纹可以因此在排流侧彼此支承，而不损坏衬布且同时流体可以通过彼此紧贴的褶皱侧面之间稳定的微型通道通流。织物组织在这种情况下确保彼此靠近凸起的线段或者纤维段的相对运动不对微型通道造成不利影响。
特别具有优点的是，平面材料构成具有轴向分布的褶皱或者波纹顶端和褶皱或者波纹根部周向上本身封闭的空心圆柱体波纹管，其中，波纹管径向上可以由流体通流。波纹管形的构成赋予平面材料特别高的机械稳定性，其中，同时可以提供大的可有效利用的面积。以空心圆柱体的方式波纹管形构成的平面材料可以借助适当成型的保持片在波纹管的端侧上机械支承。作为附加，使用与波纹管的圆柱体轴线共线构成的具有大量穿孔的支承管，支承管在排流侧支承平面材料。
在本发明一种具有优点的构成中，衬布具有平行于褶皱或者波纹分布的由金属制成的线和垂直于褶皱或者波纹分布的由合成材料制成的线。通过提供金属线，可以按照简单方式导出流体通流时在衬布区域内出现的电荷，从而可以防止衬布并因此整个平面材料产生静电。金属线平行于平面材料的褶皱或者波纹分布并因此没有明显的弯曲负荷。导电的线在出现压力交替负荷时断裂的危险由此可以保持在非常小的程度上。横向于褶皱或者波纹分布的线由合成材料制造。这些线可以在没有机械不利影响的危险情况下易于与平面材料的褶皱或者波纹形构成相应进行弯曲，而不存在由合成材料制成的线断裂的危险。
可以设置为，衬布的纬纱可以平行于褶皱或者波纹且经纱垂直于褶皱或者波纹分布。纬纱在这种构成中优选由金属制成且对于经纱最好使用合成材料制造。
特别具有优点的是，衬布平行于褶皱或者波纹分布的线的线密度小于衬布垂直于褶皱或者波纹分布的线的线密度，因为由此可以使流体的通流阻力保持在特别低的程度上。这一点特别是在构成上述微型通道的情况下适用，因为这些微型通道垂直于衬布的褶皱或波纹分布。
最好平行于褶皱或者波纹分布的线的线密度最大为垂直于衬布的褶皱或者波纹分布的线的线密度的80％。
为降低流体的通流阻力具有优点的是，平行于褶皱或者波纹分布的线的网眼宽度大于垂直于褶皱或者波纹分布的线的网眼宽度。优选平行于褶皱或者波纹分布的线的网眼宽度比垂直于褶皱或者波纹分布的线的网眼宽度至少大10％，特别是至少大25％至100％。
正如开头所提到的那样，形成波纹或者褶皱的平面材料以各种各样的方式用于去除或者输送异质材料。例如借助平面材料可以过滤流体中的异质材料。平面材料的功能层为此具有过滤材料。过滤材料例如可以由纸或者无纺织物制成。过滤材料优选这样构成，使大于利用过滤精度确定的额定颗粒大小的颗粒分离度至少为99.5％。额定颗粒大小在此方面优选小于100μm。与过滤材料相反，衬布实际上没有过滤功能。过滤材料可以比衬布明显更密构成。衬布的网眼宽度例如可以为至少200μm，最好约为1000μm。
特别具有优点的是，功能层多层构成。例如功能层可以具有无纺布方式的中间层，该无纺布由合成材料或者玻璃纤维材料制成并平面紧贴在入流侧和排流侧的保护无纺布上。
有益的是，衬布的经纱凸起部和经纱凹陷部的数量相等。具有数量相等的经纱凸起部和经纱凹陷部的斜纹组织的织物也称为均匀线斜纹。经纱和纬纱在这种构成中均匀地在织物的表面上分布。这种斜纹织物因此是同向的。
斜纹组织在其倾斜分布的凸起条纹上可以看出，这种凸起条纹可以从左上向右下(所谓的S形凸起条纹的斜纹)或者从左下向右上(所谓的Z形凸起条纹的斜纹)分布。具有优点的是，衬布具有不同方向凸起条纹的斜纹组织，即所谓的交替斜纹。其特征在于特别高的机械稳定性。
衬布的线的直径优选最大为网眼宽度的60％。由此可以赋予衬布大比例的开放面，从而衬布实际上没有过滤功能。
最好平行于平面材料的褶皱或者波纹定向的线的线粗度小于垂直于褶皱或者波纹定向的线。特别是平行分布的线的线粗度优选比垂直线的线粗度的小至少10％，优选小至少25％至50％。
在一种优选的构成中，平面材料在功能层的入流侧上也具有包含斜纹组织的织物。这样做此外的优点是，为降低通流阻力入流侧也产生稳定的微型通道。
本发明还涉及用于在排流侧支承形成褶皱或者波纹的功能层的具有大量彼此平行分布的褶皱或者波纹的衬布的应用，褶皱或者波纹彼此连续地确定通过褶皱侧面相互连接的褶皱或者波纹顶端和褶皱或者波纹根部，其中，功能层可以变形并可以由流体通流，其中，借助功能层可以从流体中去除或者向其输送异质材料且衬布排流侧紧贴在功能层上并如功能层那样形成褶皱或者波纹，以及其中衬布可以变形并具有斜纹组织。
正如已经介绍的那样，通过使用这种衬布可以提高由功能层和衬布形成的组合的机械负荷能力并降低通流阻力。
特别具有优点的是使用具有斜纹组织的衬布，其中在排流方向上凸起的线段或者纤维段在彼此靠近的褶皱或者波纹侧面区域内在受到通流流体的负荷情况下至少区域式地彼此紧贴，因为在衬布彼此靠近的褶皱或者波纹侧面区域内构成稳定的微型通道，流体可以非常明显降低的流动损失穿过这些微型通道通流。
最好使用具有平行于褶皱或者波纹分布的由金属制成的线和垂直于褶皱或者波纹分布的由合成材料制成的线的衬布，如已经阐述的那样，由此可以避免衬布和功能层的静电且同时减少由金属制成的线断裂的危险。
具有优点的是，使用具有平行于褶皱或者波纹分布的纬纱且具有垂直于褶皱或者波纹分布的经纱的衬布。
这种衬布特别是在与具有过滤材料的功能层(例如无纺布层或者纸层)组合下使用。
为将衬布用于排流侧支承形成褶皱或者波纹的功能层，有益的是，衬布的平行于衬布的褶皱或者波纹分布的线的线密度和/或者线粗度小于衬布垂直于褶皱或者波纹分布的线的线密度或线粗度。例如平行于褶皱或者波纹分布的线的线密度和/或者线粗度可以最大为垂直于褶皱或者波纹分布的线的线密度或线粗度的80％。
最好使用实际上没有过滤功能的衬布。
附图说明
本发明优选实施方式的下列说明用于结合附图进行详细说明。其中：
图1示出具有依据本发明的形成褶皱的平面材料过滤件的半剖面：
图2示出图1中所使用的平面材料的放大图：
图3示出具有平纹组织公知衬布的剖面图：
图4示出依据本发明所使用的具有斜纹组织的衬布的剖面图：
图5示出具有平纹组织的公知衬布的两个彼此重叠层的剖面图：
图6示出具有斜纹组织依据本发明所使用的衬布的两个彼此重叠层的剖面图。
具体实施方式
图1以纯示意图的方式示出过滤件10，包括形成星形褶皱的平面材料12，该平面材料如从图2清楚看出的那样，包括过滤层14方式的功能层和衬布16方式的衬层。形成褶皱的平面材料12构成周向上本身封闭的空心圆柱体的波纹管18，在图1中为便于概览仅示出其中的一半。波纹管18内侧支承在具有大量穿孔21的支承管20上。支承管20的纵轴线与波纹管18的圆柱体轴线23同轴定向。
过滤层14最好多层构成并包括无纺布材料的两侧由粗过滤层覆盖的细过滤层。这种过滤层对专业人员来说本身公知，过滤层14的多层构成因此在附图中未详细示出。
过滤层14在与衬布16的组合下径向从外向内由在所示的实施例中为液压油的流体通流。液压油的流动方向在图1和2中通过箭头25示意示出。本发明不言而喻并不局限于该流动方向上。
整个平面材料12这样形成褶皱，使在波纹管18的周向上交替形成褶皱顶端27和褶皱根部28。褶皱顶端27根据通流液压油的流动方向25径向内侧设置且褶皱根部28径向外侧设置。褶皱顶端27与褶皱根部28之间分布平面材料12的各自一个褶皱侧面30或31。
衬布16支承流体排流侧上、也就是靠近支承管20的侧上的过滤层14。
波纹管18的星形构成在图1仅非常粗略地示意示出。实际上平面材料12为具有尽可能大的作用表面形成非常紧密的褶皱，从而排流侧彼此相邻的褶皱侧面30、31彼此以非常小的距离设置。如果形成褶皱的平面材料12由液压油通流，那么平面材料这样变形，使排流侧彼此靠近的褶皱侧面30、31至少区域式彼此紧贴。这一点在图2中示意示出。衬布16排流侧彼此靠近的褶皱侧面30、31因此至少在部分区域内接触。
衬布16具有斜纹组织。图4示出所使用的具有斜纹组织的衬布结构。为便于比较，图3示出现有技术中所公开的具有平纹组织的衬布。在平纹组织中，纬纱32交替分布在经纱33的上面和下面。与此相反，依据本发明使用的衬布16的纬纱35在所示的实施例中从两根经纱36下面穿过，以便此后在两根经纱36上分布，然后再穿过两根经纱36等等。直接相邻的纬纱将这种顺序以一根来侧向偏移。纬纱凸起部38因此在两根相邻的经纱上延伸，相应内容适用于纬纱凹陷部39。
如图5示意示出的那样，如果平纹组织中的织物的两层41、42通过褶皱或者波纹形成彼此直接接触，那么通过两层41、42的轻微相对移动就会形成非常紧密的结构，其厚度D1小于单个层41和42的厚度总和。
如果相反依据本发明使用的具有斜纹组织的衬布16的两层44、45通过褶皱或者波纹形成彼此直接接触，如图6中示意所示，那么在排流方向上凸起的线或者纤维段，特别是彼此靠近和交叉的经纱和纬纱凸起部彼此紧贴。具有斜纹组织的织物通过褶皱或者波纹形成彼此紧贴的层44、45的总厚度D2高于具有平纹组织的织物通过褶皱或者波纹形成彼此紧贴的层41、42的总厚度D1。具有斜纹组织的织物通过褶皱或者波纹形成彼此紧贴的层44、45之间构成微型通道，其并未由于两个层44、45轻微的相对运动而受到不利影响，而是稳定地保持其构成。
正如已经介绍的那样，过滤件10包括具有以斜纹组织织成的衬布16的平面材料12。衬布16与过滤层14同样可以变形构成，从而因此整个平面材料12可以变形。在液压油径向通流时，排流侧彼此靠近的褶皱侧面30、31如图2示意示出的那样区域式彼此紧贴。在褶皱侧面30、31排流侧彼此紧贴的区域内，根据为衬布16所使用的斜纹组织构成上述的以及图6所示的结构构成，具有彼此紧贴的排流侧经纱凸起部和纬纱凸起部以及基本上关于圆柱体轴线23径向分布的液压液可以通流的稳定的微型通道。
衬布16的纬纱32平行于平面材料12的褶皱分布，也就是说，它们分布在波纹管18的轴向上，而经纱33则垂直于褶皱分布，也就是说，分布在波纹管的周向上。纬纱32的网眼宽度大于经纱33的网眼宽度，例如纬纱32的网眼宽度可以比经纱33网眼宽度大约三分之一。构成的微型通道分布在径向上，也就是垂直于纬纱32分布。
依据本发明的过滤件10的特征在于液压油的通流阻力比较小，而尽管如此该过滤件仍具有很高的机械稳定性。机械稳定性通过使用可变形的衬布16和可变形的过滤层14实现，其中，衬布16的排流侧彼此靠近的褶皱侧面30、31至少可以区域式彼此紧贴。由此取得波纹管18机械稳定的结构。尽管这种较高的机械稳定性，液压油仍可以较小的压力损失通流平面材料12，因为在排流侧彼此靠近的褶皱侧面30、31的区域内，根据斜纹织物构成关于圆柱体轴线23径向分布的微型通道，液压油可以比较小的流动损失通流这些微型通道。
平面材料12的使用并不局限于圆柱体的波纹管18上。具有过滤层14和衬布16的平面材料12也可以构成所谓的平面褶皱过滤器，其沿一个平面延伸或者也沿一个弯曲的表面延伸，该表面最好由具有大量穿孔的支承板形成。
带有功能层和将该功能层支承在通流方向上的具有斜纹组织的衬布的形成褶皱的平面材料也可以用于富集带化学物质的流体。为此平面材料可以利用化学物质浸渍并在流体、最好是液体通流时，化学物质以确定的剂量溶于液体。在这种情况下，也可以通过使用带斜纹组织的衬布，将形成褶皱的平面材料的通流阻力基于在流动方向上定向的微型通道的构成保持在很低的程度上。

Claims (18)

1.形成波纹或者褶皱的平面材料，所述平面材料具有大量彼此平行分布的褶皱或者波纹，所述褶皱或者波纹彼此连续地确定通过褶皱侧面相互连接的褶皱顶端或者波纹顶端和褶皱根部或者波纹根部，其中，所述平面材料能够由流体通流并具有至少一个能变形的功能层，所述功能层在所述流体的通流方向上处于具有衬布的衬层上，其中，借助所述功能层能够从所述流体中去除异质材料或者向所述流体输送异质材料，其特征在于，所述衬布(16)能够变形并具有斜纹组织。
2.按权利要求1所述的平面材料，其特征在于，所述衬布的在排流方向上凸起的线段或者纤维段在所述平面材料(12)的彼此靠近的褶皱侧面(30)的区域内在受到通流流体的负荷情况下至少区域式彼此紧贴。
3.按权利要求1或2所述的平面材料，其特征在于，所述平面材料(12)构成具有轴向分布的褶皱顶端(27)和褶皱根部(28)周向上本身封闭的空心圆柱体的波纹管(18)，所述波纹管(18)在径向上能够由流体通流。
4.按权利要求1、2或3所述的平面材料，其特征在于，所述衬布(16)包括平行于所述褶皱或者波纹分布的由金属制成的线(36)和垂直于所述褶皱或者波纹分布的由合成材料制成的线(35)。
5.按前述权利要求之一所述的平面材料，其特征在于，所述衬布(16)的纬纱(36)平行于所述褶皱或者波纹且所述衬布(16)的经纱(35)垂直于所述褶皱或者波纹分布。
6.按前述权利要求之一所述的平面材料，其特征在于，所述衬布(16)的平行于所述褶皱或者波纹分布的线的线密度和/或者线粗度小于垂直于所述衬布的所述褶皱或者波纹分布的线的线密度或线粗度。
7.按前述权利要求之一所述的平面材料，其特征在于，平行于所述褶皱或者波纹分布的线的网眼宽度大于垂直于所述褶皱或者波纹分布的线的网眼宽度。
8.按前述权利要求之一所述的平面材料，其特征在于，所述功能层(14)具有过滤材料。
9.按权利要求8所述的平面材料，其特征在于，所述衬布(16)实际上没有过滤功能。
10.按前述权利要求之一所述的平面材料，其特征在于，所述功能层(14)多层构成。
11.按前述权利要求之一所述的平面材料，其特征在于，所述斜纹组织构成为交替斜纹。
12.按前述权利要求之一所述的平面材料，其特征在于，所述衬布的线的直径最大为所述网眼宽度的60％。
13.衬布(16)的应用，用于在排流侧支承形成褶皱或者波纹的功能层(14)，所述功能层(14)具有大量彼此平行分布的褶皱或者波纹，所述褶皱或者波纹彼此连续地确定通过褶皱侧面(30)相互连接的褶皱顶端或者波纹顶端(27)和褶皱根部或者波纹根部(28)，其中，所述功能层(14)能够变形并能够由流体通流，其中，借助所述功能层(14)能够从所述流体中去除异质材料或者能够向所述流体输送异质材料，并且所述衬布(16)在排流侧紧贴在所述功能层(14)上并如所述功能层(14)那样形成褶皱或者波纹，以及其中，所述衬布(16)能够变形并具有斜纹组织。
14.按权利要求13所述的衬布的应用，其特征在于，所述衬布(16)的在排流方向上凸起的线段或者纤维段在彼此靠近的褶皱侧面(30)的区域内在受到通流流体的负荷情况下至少区域式彼此紧贴。
15.按权利要求13或14所述的衬布的应用，其特征在于，所述衬布包括平行于所述褶皱或者波纹分布的由金属制成的线(36)和垂直于所述褶皱或者波纹分布的由合成材料制成的线(35)。
16.按权利要求13、14或15所述的衬布的应用，其特征在于，所述衬布(16)的纬纱(36)平行于所述褶皱或者波纹且所述衬布(16)的经纱(35)垂直于所述褶皱或者波纹分布。
17.按权利要求13至16之一所述的衬布的应用，其特征在于，平行于所述衬布(16)的所述褶皱或者波纹分布的线的线密度和/或者线粗度小于垂直于所述衬布(16)的所述褶皱或者波纹分布的线的线密度或线粗度。
18.按权利要求13至17之一所述的衬布(16)的应用，其特征在于，所述衬布(16)实际上没有过滤功能。
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