本发明涉及一种适于微过滤目的的分层过滤结构。术语“微过滤”是指能够保留尺寸在几微米范围内的颗粒的过滤结构。
背景技术：
1、目前可获得的用于诸如微滤的应用和用于原位可清洁过滤介质的过滤器材料方便地包括固定到多孔烧结金属粉末或金属纤维基底的表面的陶瓷膜层。然而，由于高压和用于过滤器层的坚固的机械支撑，过滤过程需要额外的能量，因此这些过滤器层压板两侧的高压降是个显著的缺点。此外，重复反冲是困难的，并且毕竟，陶瓷层非常脆，这不利地影响耐久性。
2、一种改进是使用金属丝网层代替陶瓷膜层作为过滤器层的支撑件。如美国专利号6889852所公开的，分层过滤结构包括具有两种不同孔隙率的两个烧结过滤器层。一个金属丝网作为支撑件固定到过滤器层的每一侧。分层过滤结构结合了小过滤率和低压降的优点。然而，反复反冲可能不利地引起纤维层的疲劳并导致分层过滤结构的分层。
技术实现思路
1、本发明的目的是克服现有技术的缺点。
2、本发明的另一个目的是提供一种适用于微过滤而不会导致该结构两侧的高压降的过滤结构。
3、本发明的另一个目的是提供一种过滤结构，其允许重复反冲而不会使分层结构分层。
4、根据本发明的第一方面，提供了一种具有过滤器入口侧和过滤器出口侧的过滤结构，所述分层过滤结构至少包括：
5、－支撑金属网，用于为所述过滤结构提供强度，
6、－由金属丝制成的过滤器金属网，用于确定所述过滤结构的过滤率，
7、－金属纤维层，位于所述支撑金属网和所述过滤器金属网之间，
8、其中所述金属纤维层的平均孔尺寸大于所述过滤器金属网的孔口宽度，并且
9、其中所述支撑金属网、所述金属纤维层和所述过滤器金属网被烧结在一起。
10、例如，过滤器金属网位于上游侧，因此最接近过滤器入口侧，作为细网从而确定过滤率(rate)，即仍通过过滤器的大部分颗粒的尺寸。支撑金属丝网在下游侧，因此更靠近过滤器出口侧，是坚固的金属丝网，从而支撑过滤结构。
11、根据本发明，细金属过滤器金属丝网层通过位于所述支撑金属网和所述过滤器金属网之间的金属纤维层固定到金属支撑丝网。此处，支撑丝网的金属丝具有比细金属丝网的金属丝更大的直径。而且，支撑金属丝网的孔口比细过滤器金属丝网的孔口大得多。在这两个金属丝网之间有金属纤维层。不能完全排除该金属纤维层能够具有一定的过滤效果，然而因为金属纤维层的孔尺寸比过滤器金属丝网的孔口宽，所以金属纤维层不能确定过滤结构的过滤率。金属纤维层的主要功能是用作粘合层以将细金属丝网和支撑金属丝网结合在一起。这克服了现有技术过滤器的分层问题，在现有技术中将细过滤网直接烧结到粗支撑网上以将它们连接在一起。在现有技术中，在将细过滤网直接烧结到粗支撑网上之后已经存在脱层的斑点。在现有技术中，通过堆叠几层网以产生从细到粗的梯度网来解决分层问题。根据本发明，金属纤维层用作细过滤网和粗支撑网之间的结合层。在简单的三层结构中，本发明的过滤结构在烧结后没有分层。纤维层可以是无纺金属纤维介质。另外，由于细金属丝网与纤维层和粗支撑金属丝网烧结在一起，细金属丝网的网格结构被良好保持。这有利于具有一致的过滤率并保持低压降。细金属丝网和纤维层之间的烧结结构坚固且不易分层。本发明的过滤结构具有显著提高的寿命。
12、通常，过滤器两侧的压降大约与其厚度成比例。在这种情况下，过滤器金属丝网的有限厚度将所得压降限制到可接受的程度。由于本发明纤维层的较薄厚度和较大孔隙率，纤维层两侧的压降程度显著低于常规过滤器两侧的压降。因此，整个过滤结构两侧的总压降约等于过滤器金属层两侧的有限压降。一旦进入的流体通过过滤器金属丝网层，它能够立即在纤维层中扩散。
13、根据本发明，过滤器金属网的金属丝可以具有在10至100微米的范围内并且优选地在20至50微米的范围内的直径，并且具有宽度在10至50微米的范围内的孔口。过滤器金属网可以在每线性英寸(linear inch)长度上具有300至1000个网格的开口。这里，过滤器金属网的孔口尺寸决定了分层过滤结构的过滤率。
14、纤维层中的金属纤维可以具有在8微米至60微米范围内的直径。金属纤维介质可以与细金属过滤器丝网和金属支撑丝网烧结在一起。烧结的金属纤维层用作两个金属丝网的结合层，从而其厚度可限制在0.05毫米至0.15毫米的范围内。
15、支撑金属网在每线性英寸长度上具有30至100个网格的开口。支撑金属网的重量可以为300至2000克/平方米。
16、过滤结构还可包括与过滤器金属网接触的次支撑金属丝网。次支撑金属丝网位于细过滤器金属丝网和过滤器棒的滚筒之间。除了支撑功能外，次金属丝网还具有另一功能和优点。这种次金属丝网在进入流中产生一些湍流，这改善了防污性能。
17、支撑金属网、过滤器金属网和金属纤维层可以由奥氏体和马氏体不锈钢、镍铬基合金、或哈氏合金制成。优选地，金属支撑网、金属过滤器网和金属纤维层由相同的材料制成，但是它们可以由不同的材料制成。
18、过滤结构在去除直径为10微米和更大的颗粒方面至少90％有效，并且在去除直径为50微米的颗粒方面至少98％有效。在优选的实例中，过滤结构在去除具有10微米和更大直径的颗粒方面是至少98％有效的。
19、根据本发明的第二方面，提供了一种制造过滤结构的方法，所述方法包括：
20、(a)提供每(线性)英寸长度具有30至100个网格的支撑金属网；
21、(b)使直径在10至50微米范围内的金属纤维的织物形成与所述支撑金属层接触的金属纤维层；
22、(c)使由金属丝制成的过滤器金属网与所述金属纤维层接触，以形成分层的夹层组件，以及
23、(d)烧结所述分层的夹层组件以形成粘结结构。
24、优选地，金属纤维的织物是无纺和非烧结织物。金属丝的直径为10至100微米，优选为20至50微米。
1.一种具有过滤器入口侧和过滤器出口侧的过滤结构，所述分层过滤结构至少包括：
2.根据权利要求1所述的过滤结构，其中，所述过滤器金属网的所述金属丝的直径在10至100微米的范围内。
3.根据权利要求1所述的过滤结构，其中，所述过滤器金属网的所述金属丝的直径在20至50微米的范围内。
4.根据前述权利要求中任一项所述的过滤结构，其中，所述金属纤维的直径在8至60微米范围内。
5.根据前述权利要求中任一项所述的过滤结构，其中，所述过滤器金属网在每线性英寸长度上具有300至1000个网格的开口。
6.根据前述权利要求中任一项所述的过滤结构，其中，所述过滤器金属网在每线性英寸长度上具有300至1000个网格的开口。
7.根据前述权利要求中任一项所述的过滤结构，其中，所述支撑金属网的重量在300至2000克/平方米的范围内。
8.根据前述权利要求中任一项所述的过滤结构，其中，所述过滤结构还包括与所述过滤器金属网接触的次支撑金属网。
9.根据前述权利要求中任一项所述的过滤结构，其中，所述支撑金属网、所述过滤器金属网和所述金属纤维层由相同材料制成。
10.根据权利要求9所述的过滤结构，其中，所述支撑金属网、过滤器金属网和金属纤维层由奥氏体和马氏体不锈钢、镍铬基合金、铬镍铁合金或哈氏合金制成。
11.根据前述权利要求中任一项所述的过滤结构，其中，所述过滤结构在去除具有30微米和更大的直径的颗粒方面的效率至少是98％。
12.一种制造过滤结构的方法，所述方法包括：
13.根据权利要求12所述的制造过滤结构的方法，其中，所述金属纤维的织物是无纺和非烧结的织物。
14.根据权利要求12或13所述的制造过滤结构的方法，其中，来自所述过滤器金属网的所述金属丝的直径在10至100微米的范围内。
15.根据权利要求12或13所述的制造过滤结构的方法，其中，来自所述过滤器金属网的所述金属丝的直径在20至50微米范围内。
