CN1124172C - 带有成型吸附剂的过滤装置、设备和使用方法 - Google Patents

带有成型吸附剂的过滤装置、设备和使用方法 Download PDF

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Abstract

具有成型吸附剂的一过滤装置设置在壳体中。该成型吸附剂具有从其表面伸向壳体的一个或多个凸起以使流体在成型吸附剂和壳体之间流动。过滤装置可以选择地包括一个起额外过滤作用的扩散通道和/或一个或多个多孔的聚合物薄膜，该薄膜设置在壳体中的入口或出口上，以减小或防止颗粒物的污染。该过滤装置可以使用在诸如计算机磁盘驱动器等设备中，以过滤该设备中和/或进入或离开设备的诸如空气之类的流体。

Description

带有成型吸附剂的过滤装置、设备和使用方法
本申请是1998年10月8日提出的No.09/168,698系列申请的连续部分申请，前一申请引述在此以供参考。
本发明涉及成型吸附剂、利用这种吸附剂的过滤器、使用方法和使用装置。尤其是，本发明涉及带有从其主体伸展的凸起的成型吸附剂、利用这种吸附剂的过滤器和使用方法。
吸附过滤器具有多种用途，包括可使用在电子配件、化工产品及存储器中。例如在计算机工业中，吸附过滤器使用在电子设备的壳体和箱盒中以保护电子组件免受例如水蒸气、酸性气体和挥发性有机化合物的污染。例如磁盘驱动器常常在其内和/或其壳体中开口的上面带有吸附过滤器以保护驱动器部件和磁盘免受例如水蒸气、碳水化合物和/或酸性气体的污染。没有这样的保护，这些污染物会导致静摩擦(stiction)、腐蚀和在某些情况下的驱动故障。
典型情况是，吸附过滤器在过滤器中带有诸如活性炭或干燥剂等吸附材料。在许多传统的过滤器中，吸附材料典型地为疏松的颗粒状过滤材料或是设置在聚合物支承件上的过滤材料。颗粒状的吸附材料会导致颗粒污染，特别是如果环绕过滤材料的外膜断开或裂开时。因为具有支承件和/或吸附材料中的空气囊，额外的聚合物支承件会减小吸附材料的密度。此外，聚合物支承件/吸附材料通常需冲压或者切割以形成预想的形状，这常常会使颗粒从支承件上松开脱落，于是这些颗粒变成了污染物。压模的吸附剂已在例如美国专利申请系列No.08/819,851中有所描述。但是，压模的吸附剂至少在某些情况下会阻碍流体的流动，因此明显增加了过滤器上的压降。于是就需要对吸附过滤器采用新型材料和新的设计，以提高过滤效率和/或防止或者减少吸附材料本身所造成的污染。
总体而言，本发明涉及用于吸附过滤器中的成型吸附剂。具体地讲，本发明包括吸附剂、带有或使用成型吸附剂的装置和使用方法，该成型吸附剂带有至少一个从其表面伸展的凸起以允许诸如空气等流体在过滤器壳体和成型吸附剂之间流动。在某些例子中，成型吸附剂是模制或压模的吸附剂。
例如，过滤装置包括一壳体和设置在该壳体中的一成型吸附剂。壳体界定了一内部空间且具有第一和第二开口以使诸如空气等流体进入和离开内部空间。成型吸附剂具有在其至少一个表面上伸展的多个凸起，这些凸起伸向壳体以使流体在成型吸附剂和壳体之间流动。过滤装置可以使用在诸如计算机磁盘驱动器等设备中以过滤其内和/或进入或者离开该设备的空气。
另一个例子中的吸附过滤装置具有一壳体、界定在壳体中的一扩散通道和一模制的吸附剂。壳体界定了一内部空间且包括带有扩散通道的一个第一开口和一个第二开口，扩散通道从第一开口伸展进入壳体的内部空间。模制的吸附剂设置在壳体的内部并且具有带有多个凸起的至少一个表面，这些凸起从表面伸向壳体以使流体在吸附剂和壳体之间流动。在某些例子中，该装置还包括一设置在第二开口上的多孔的薄膜和/或设置在壳体上的粘合剂，以将壳体粘合在诸如计算机磁驱动器等设备上。
另一个例子也是如上述的吸附过滤装置，只是模制的吸附剂具有从表面伸向壳体的单个凸起，以使流体在吸附剂和壳体之间流动。该单个凸起可以定位在模制的吸附剂表面的中心，并可伸展或占据整个表面。模制吸附剂的两相对表面上可各设置一单个凸起。
而另一个例子是过滤流体的方法。一诸如空气之类的流体流过过滤装置壳体的一入口。该流体然后流过设置在壳体中的成型吸附剂。成型吸附剂具有从其至少一个表面上伸展的至少一个凸起，以引导流体在凸起之间和成型吸附剂与壳体之间流动。这种方法可以用来保护计算机磁盘驱动器免受污染。
上述本发明的简要说明并非意在描述本发明的每个公开实施例或多种实施情况。以下的图表和详细描述会更具体地实例说明这些实施例。
结合附图通过以下各个实施例的详细描述可以更完全地理解本发明，在这些附图中：
图1A中按照本发明的成型吸附剂的一例子的顶视示意图；
图1B是图1A中成型吸附剂的侧剖示意图；
图2A是按照本发明成型吸附剂的另一个例子的顶视示意图；
图2B是图2A中成型吸附剂的侧剖示意图；
图3是按照本发明带有成型吸附剂的过滤装置的一个例子的侧剖示意图；
图4是按照本发明带有成型吸附剂的过滤装置的另一个例子的侧剖示意图；
图5A是按照本发明与成型吸附剂一起使用的过滤器壳体的一例子的顶视立体示意图；
图5B是图5A中过滤器壳体底部的立体示意图；
图6A是按照本发明与成型吸附剂一起使用的过滤器壳体的一例子的顶视立体示意图；
图6B是图6A中过滤器壳体底部的立体示意图；并且
图7是按照本发明另一个成型吸附剂的侧视示意图。
本发明可应用于吸附剂、吸附装置及吸附剂的使用方法。尤其是，本发明针对诸如吸附剂过滤器之类的具有成型吸附剂以移去污染物的吸附装置和使用这些装置的方法。诸如“吸附”、“正在吸附”、“吸附剂”等术语应理解为既包括吸附作用和吸附现象，也包括吸附材料。尽管其他液体也可以通过过滤装置来过滤，但是将空气中污染物的过滤作为一个例子来说明。同时本发明并没有局限到这样的范围，通过以下例子的探讨本发明的各个方面将可得以理解。
图1A和图1B分别是一成型吸附剂100的第一实施例的顶视示意图和侧剖示意图，图2A和图2B分别是一成型吸附剂100的第二实施例的顶视示意图和侧剖示意图。吸附剂100、100′具有一个主体110、110′，主体110、110′带有从其表面伸展的至少一个凸起120、120′。典型地，凸起120、120′是与吸附剂100、100′同步形成的(例如模制或压模)。
主体110、110′(即不带凸起的成型吸附剂的主体)可有各种各样的形状。例如，主体110、110′可以是圆盘状(例如图1A和图1B)、扁片状、圆片状、柱形体、平行六面体(例如图2A和图2B)或立方体。成型吸附剂100、100′的尺寸特别地取决于以下因素，例如使用成型吸附剂的装置的尺寸、过滤的液体流量、过滤器装置的期望寿命和成型吸附剂的密度。
成型吸附剂100、100′的主体110、110′具有至少一个凸起120、120′，该凸起120、120′从主体的至少一个表面上伸展。典型地，在主体110、110′的至少一个表面上成型吸附剂100、100′具有至少四个且常为六个或更多的凸起120、120′。在某些例子中，凸起120、120′设置在主体的两个表面上，例如，在相对的两个表面上，例如如图1B和图2B所示。凸起120、120′可以按照一模式统一地设置或者随机地设置在主体110、110′的一个表面上。在某些例子中，所有的凸起120、120′围绕主体110、110′的边缘部分设置，例如，如图2B所示。
在图7所示的实施例中，成型吸附剂100″的主体110″只有从其至少一个表面伸展的一个凸起120″。在某些例子中，凸起120″可以设置在主体两个表面的每个表面上，例如，如图7所示的两相对表面上。凸起120″的尺寸可设为能从主体的整个表面处伸展，即凸起120″可以占据整个表面。在某些实施例中，位于一个或两个表面上的单个凸起120″使这些表面成为圆顶状(例如半球状)。
凸起120、120′、120″可以具有各种各样的形状。例如，凸起可以是半球体、柱形体、圆锥体、截头圆锥体、立方体、平行六面体或者其他规则或不规则的几何形状。位于成型吸附剂100、100′、100″上的所有凸起120、120′、120″可以具有相同的形状或两三个不同的形状。凸起120、120′、120″的截面尺寸(例如长、宽和/或直径)取决于以下因素，例如，成型吸附剂的尺寸、有凸起伸展的表面的尺寸、凸起的数量和所要过滤的量。凸起间分开的距离取决于位于表面上的凸起的密度、表面的尺寸、凸起的形状和尺寸以及凸起的布置情况。如果表面上只设有单个凸起120″，凸起120″可以占据整个表面。
凸起120、120′、120″从主体110、110′、110″伸展的距离可在很大范围内变化。该距离通常为足够大，以使诸如空气等流体从凸起120、120′、120″间流过，且凸起120、120′、120″仍然与主体110、110′、110″保持充分的接触，由此产生预想的过滤量。
凸起120、120′、120″至少界定了过滤装置壳体(未图示)和成型吸附剂100、100′、100″的主体110、110′、110″之间的空气(或其他流体)的部分流通通道。由凸起120、120′、120″界定的至少部分通道通常是围绕在且/或位于凸起120、120′、120″之间。与不带凸起的吸附剂相比，这样的结构可使空气更自由地流过过滤装置。
空气和空气所携带的污染物都与成型吸附剂100、100′、100″的表面相接触。这使成型吸附剂100、100′、100″通过吸附污染物来过滤空气。尽管对本发明不是必需的，已考虑到大多数的空气不穿过成型吸附剂，只是围绕吸附剂流动。还考虑到污染物吸附在成型吸附剂的表面，然后扩散进入吸附剂的内部。
除了围绕吸附剂100、100′、100″提供流体流通的通道外，凸起120、120′、120″还提供了一增加的表面区域以与流体相互作用。增加的表面区域通常与以下因素相关，例如，凸起的数量、它们的截面面积、凸起从主体伸展的距离和凸起的形状。凸起120、120′、120″还对空气直接流过成型吸附剂表面提供了阻碍，并可改变空气流向该表面的方向(例如通过产生涡流)，因此增加了过滤效率。
与无凸起时可与流体相互作用的表面积相比，位于成型吸附剂100″上的单个凸起120″增加了可与流体相互作用的表面积。相同地，位于成型吸附剂100″的两相对表面上的单个凸起120″更增加了可相互作用的表面积。
在另一个实施例中，一个凸起或多个凸起可以设置在吸附剂的第一凸起上。例如，图1A和图1B所示的凸起120可以设置在图7所示的吸附剂100″的凸起120″上。多层的凸起可具有增加空气流过成型吸附剂的优点。
成型吸附剂100、100′、100″通常由易成形的材料形成一个能长久保持的形状，随之常常是固化处理(例如加热)或其他过程使材料成形。“成形”一词意味着吸附剂形成一形状，该形状在过滤装置的正常或期望寿命中可得以基本保持。把可流动的颗粒材料制成不可流动的物质以形成成型吸附剂。成型吸附剂可以通过模制、较佳地为压模过程来形成。这些特定的过程可用来形成带有可重新制作的凸起的各种形状的成型吸附剂。
成型吸附剂不是通过外膜或外罩支承在一起的颗粒材料的集成物，而通常是没有外部支承但能保持形状的结构。不过，应意识到外力的作可能会打碎或者击碎部分颗粒。成型吸附剂具有超过普通过滤器的优点，包括通过把吸附材料放置在一支承薄膜或把颗粒吸附材料放置在一多孔的容器或外罩内而形成的吸附剂过滤器在内。形成成型吸附剂的吸附材料的密度比普通的过滤物质密度大的多，通常要大至少1.5至两倍。当例如磁盘驱动器这样的设备变得更小而更需要过滤时这会特别有用。而且，与使用一成型吸附剂相比，当使用普通的颗粒状或吸附剂/支承结构时，过滤物质本身造成颗粒污染的可能性会更大。还有，与使用无凸起的成型吸附剂相比，附加的凸起使得空气更容易(即较低的压降)流过过滤装置。
使用在成型吸附剂中的材料至少一部分具有吸附特性。成型吸附剂通常由吸附材料和粘合剂形成。吸附材料可包括物理吸附剂和/或化学吸附剂，例如干燥剂(即吸收水或水蒸气的材料)和/或吸收挥发性有机化合物和/或酸性气体的材料。合适的吸附材料包括例如活性炭、活性氧化铝、分子筛、硅胶、高锰酸钾、碳酸钙、碳酸钾、碳酸钠、硫酸钙或它们的混合物。吸附材料可以吸收一种或多种类型的污染物，例如包括水、水蒸气、酸性气体和挥发性有机化合物。尽管吸附材料可以是一种单纯材料，但也可使用材料的混合物。
在典型操作中，吸附材料是稳定的，并能在-40℃至100℃之间较佳地起到吸附作用。较佳地，在形成成型吸附剂之前吸附材料是粉状物(通过100目，美国工业标准)或颗粒材料(28至200目)。
典型的粘合剂是干燥的、呈粉状和/或颗粒状且能够与吸附剂混合在一起。在某些实施例中，粘合剂和吸附材料用暂时的液体粘合剂混合在一起，然后使其干燥。通常，所用的粘合剂没有完全包住吸附材料。合适的粘合剂包括例如微晶纤维素、聚乙烯醇、淀粉、羧甲基纤维素、吡咯烷酮、二水合磷酸二钙和硅酸钠。
成型吸附剂的组份从重量而言较佳地包括至少70％、通常又不超过98％的吸附材料。在某些例子中，从重量而言成型吸附剂包括85％至95％、较佳地大约为90％的吸附材料。从重量而言成型吸附剂包括不少于2％、不多于30％的粘合剂。在某些例子中，从重量而言成型吸附剂包括5％至15％、较佳地大约为10％的粘合剂。
在某些例子中，在组份中包括少量诸如PTFE(Teflon粉末)之类的润滑剂，以便于脱模。可在组份中较佳地不超过10％且更佳地小于3％加入这样的润滑剂。如果采用了一种润滑剂，则较佳地应使用能达到所要求的可重复生产脱模用的最小用量。
成型吸附剂可用各种压模或压片成形技术来形成。通常所需的是充分的压力和/或加热，以在普通的操作和制造条件下保证块状体的一体性。与占有整个同样容积且处在颗粒状、可自由流动状态的吸附材料相比，一压力将其压缩至原重量的0.8至1.75倍(较佳地为1至1.75倍，最好大于1倍)，该压力一般是充分的和所期望的压力。为达到这个压力，普通的压片技术就可适用。通常12,7000至25,500磅每平方英寸(psi)的压片压力就足够了。为了可选择的应用和几何外形，通过优化配方或改进粘合剂就有可能采用较低的压力。除了使用压力以外，还可用加热来固化粘合剂。加热的程度取决于粘合剂和/或吸附材料。
较佳地，为了特别使用在电子组件中，压模操作的一总体容积大约在0.008至262cm3是较佳的，更确切一点是0.26至18cm3。在本文中，“容积”一词是指根据压模模子或压模制品的外部尺寸计算得到的容积。
图3所示的是把一个成型吸附剂300置入过滤装置350的一个例子。尽管只图示了一个成型吸附剂，应当理解为在某些例子中可以使用不止一个成型吸附剂(例如一个成型吸附剂含有活性炭，而另一个吸附剂含有干燥剂)。过滤装置具有一个壳体360，壳体360带有一个入口370和一个出口375。如图所示，位于成型吸附剂300表面上的凸起320从吸附剂300的主体310的表面向壳体360伸展。尽管这个例子描述的是关于空气从入口370流入壳体360的内部且然后通过出口375，应当理解为空气也可以以相反的方向流动。
壳体360可以是例如一外罩、一箱盒或者一个外壳。壳体360通常用塑料材料制造，例如聚碳酸酯、氯化聚乙烯、尼龙、聚乙烯、聚丙烯或者聚乙烯对苯二酸酯(PETG)。壳体360可以是单层的，或者另一方案是壳体由接合在一起的两层或多层形成，例如用粘合剂、机械连接器、加热密封和/或超声焊接连接在一起来形成一周边密封。在其他实施例中，壳体360可以是一多孔的聚合物薄膜或者是围绕成型吸附剂的袋状物，形成壳体360的材料有例如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯或者扩展的聚四氟乙烯。在这些实施例中，当薄膜或袋状物具有多孔时，入口和/或出口就不是必需的。
另一种可选方案是，一多孔的过滤层(未图示)可以设置在入口和/或出口上。多孔的过滤层可以包括一多孔的聚合物薄膜，例如，一多孔的聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯或者扩展的聚四氟乙烯薄膜。多孔的过滤层还包括一织造布或无纺布或支承层以支承多孔的聚合物薄膜。多孔的过滤层特别能够防止颗粒物进入和/或离开壳体的内部空间。
壳体的一表面涂有粘合剂(未图示)，以把过滤装置连接到诸如计算机磁盘驱动器等设备的一个壁上。尤其是，该粘合剂可以涂在或应用在带有入口和出口的壳体上，所以过滤装置可以放置在该设备壳体的入口和出口上。此外，壳体的内表面可以涂有粘合剂，以把成型吸附剂粘附在壳体上。壳体外表面和/或内表面上的粘合剂可以是例如一单层的粘合材料或者两相对表面带有粘合剂的支承薄膜(例如双面粘合带)。
图4所示的是过滤装置450的另一个例子，过滤装置450包括带有凸起420的一成型吸附剂400。成型吸附剂400设置在一壳体460内，壳体460具有一入口470和一出口475。过滤层455设置在出口475上。入口470是用壳体460上一可选用的伸展部分472形成，壳体460可以定位在一设备壳体的端口中、例如入口或出口处以过滤进入和离开壳体的空气。此外，一粘合层485设置在容纳入口470的壳体的表面上。一可选择的释放套管495设置在粘合层485上，当过滤装置将要连接在设备(例如计算机磁盘驱动器)的壳体的一预设位置时，可拆除该释放套管495。
壳体460通常用来容纳合适尺寸和形状的吸附剂。图5A和图5B所示的是一壳体460’的实施例，它是用来和圆盘状的吸附剂、例如图1A和图1B所示的吸附剂100一起使用的。图6A和图6B所示的是一壳体460”的实施例，它是用来和平行六面体形的吸附剂、例如图2A和图2B所示的吸附剂100’一起使用的。
壳体460通常是用塑料材料制造的，例如，聚碳酸酯、氯化聚乙烯、尼龙、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯、聚丙烯或者聚乙烯对苯二酸酯(PETG)，尽管在某些实施例中，也可以使用多孔的聚合物薄膜或袋状物。壳体460通常是通过把壳体材料压制成期望的形状而形成的，尽管其他形成壳体460的方法也可以使用。壳体360可以是单层的，如图4、5A、5B、6A和6B所示，或者，另一方案是壳体由接合在一起的两层或多层形成，例如用粘合剂、机械连接器、加热密封和/或超声焊接连接在一起来形成一周边密封。
沿着壳体的至少一个侧壁壳体可选择地包括一个或多个肋状物445’、475”，如图5B和图6B所示。这些肋状物用来分隔成型吸附剂与壳体侧壁的接触，特别是那些不带凸起的成型吸附剂的表面。
一可供选择的扩散通道435也可以形成在壳体460中，如图4、5A和5B(扩散通道435’)、6A和6B(扩散通道435”)所示。扩散通道435可以从壳体460的外部入口470伸展到壳体460内部的一小孔474中。如图所示扩散通道可以有各种各样的形状，例如在图5A和6A中。通道435可以与壳体一起制作(例如模制或压模)，或者此后通过切割或从壳体中移出材料形成在壳体中。另一方案是，其内带有扩散通道的单独的扩散通道层形成一单件并插入壳体的内部或者连接、例如粘合在壳体的外部。这个单件可以是一模制件或者其中具有一通道的聚合物薄膜。
过滤层455通常具有一多孔的聚合物薄膜，该薄膜是用以下材料制造的，例如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯或者扩展的聚四氟乙烯。过滤层455可选择地包括一织造布或无纺布或支承层，以支承多孔的聚合物薄膜。出口475可以从壳体460中的一相当小的孔(见图3)到包括壳体460的一个整边(如图4所示)之间变化。过滤层455通常罩住整个出口475，但也可以在出口475上伸展。过滤层455例如可以防止颗粒材料进入或离开过滤装置450的内部。过滤装置外部的颗粒材料会阻塞成型吸附剂400上的小孔，这会使吸附剂的效用降低。此外，吸附装置的颗粒材料例如脱离的或破碎的成型吸附剂颗粒材料可以进一步的污染设备。过滤层455可以防止或减少这样情况的发生。过滤层455可以从流体中可选择地除去一些污染物。
粘合层485可以是例如壳体460上的粘合材料的涂层或者是一双面粘合带(例如两相对表面涂有粘合剂的诸如聚合物薄膜之类的粘合支承件)。特别是如果粘合层是双面粘合带时，一开口形成在粘合层485中以允许流体流入开口470中和/或顺绕伸展部分472。释放套管495通常是一薄膜，例如一聚合物薄膜，它可以从粘合层485移开，使粘合层485大部分、较佳地使粘合层485全部设置在壳体460上。释放套管495在粘合层485上伸展以使容易拆卸。
空气可以通过设备的进入端口流入伸展部分472和入口470中，沿着扩散通道435且通过小孔474进入过滤壳体460中。空气在成型吸附剂400和凸起420之间流动，所以空气中的污染物被成型吸附剂400所吸附。空气通过出口420和过滤层455进入设备。此外，或者另一方案是，设备中的空气可以流过过滤层455和出口420并且与成型吸附剂400相接触，以除去设备中的污染物。
在另一实施例中，壳体的内表面包括分隔式(stand-off)的凸起，该凸起把成型吸附剂与无凸起的内表面部分分隔开。这些分隔式凸起可以形成在内表面边侧、顶部或者底部。成型吸附剂可以具有或者不具有从一侧伸展的凸起，该侧与带有分隔式凸起的内表面相对。作为一个例子，图4所示的设备可以改进为具有从壳体内表面(即空气离开扩散通道或入口的内表面)顶部伸展的分隔式的凸起，成型吸附剂还可以改进为不具有向带有分隔式凸起的内表面顶部伸展的凸起。
相应地，使用成型吸附剂的过滤装置使流体在吸附剂的主体和壳体之间流动，该成型吸附剂带有至少一个从其上伸展的凸起。这样的结构通过使用密度大的过滤材料(例如以减小过滤器的容积)和/或较小的压降，可以用于过滤流体。
一个成型吸附剂的合适的例子是一圆盘状物，例如图1A和图1B所示的实施例，该圆盘状物具有一个主体，主体的直径至少为2mm，且不超过20mm。成型吸附剂的直径典型地为3至12mm。成型吸附剂的厚度至少为0.5mm，且不超过8mm。此厚度典型地为0.7至5mm。
吸附剂的另一个例子是一个平行六面体，例如图2A和图2B所示的实施例，该平行六面体具有一个主体，主体的长度和宽度尺寸(不需要相一致)至少为3mm且不超过30mm。长度和宽度尺寸典型地为8至20mm。该成型吸附剂的厚度不少于1mm，且不超过20mm。该厚度典型地为4至15mm。
吸附剂的又一个例子是一个圆顶物，例如图7所示的实施例。单个凸起120”定位在主体110”的两相对侧以构成圆顶形的吸附剂100”。如果吸附剂的总体形状是圆形的，即一圆盘状，那么吸附剂100”可以类似一个圆形的片状物。另一方案是，吸附剂的总体形状不是圆形的，例如是矩形的。一圆顶状的矩形的吸附剂100”可以类似一顶小帽子。
不管成型吸附剂的总体形状是什么样的，成型吸附剂100”典型地具有至少5mm、且不超过8mm的总体厚度。如图7所示，主体110”的厚度“H”通常至少为0.35mm厚、且典型地不超过4mm。主体110”的厚度H的合适范围是大约1至4mm。如图7所示，凸起120”的高度或者厚度“h”通常至少为0.1mm、且典型地不超过3mm。凸起120”的高度h的合适范围通常为大约0.5至2mm。
当使用了多个凸起时，凸起的尺寸(长、宽和/或直径)至少为0.2mm、且不超过5mm，凸起的长、宽和/或直径典型地为0.3至2mm。如果多个凸起定位在一个表面上，同一表面上的任两个凸起之间的最近距离至少为0.2mm、且不超过5mm。最近距离通常为0.5至3mm。凸起从成型吸附剂的表面伸展出的距离至少为0.05mm、且不超过1mm。凸起伸展出的距离典型地为0.1至0.5mm。如果多个凸起定位在一个表面上，凸起通常大约至少占据成型吸附剂单个表面的2％且不超过50％。通常情况下，凸起覆盖大约5％至25％、且较佳地占据大约单个表面的7％至20％。如果单个凸起位于一个表面上，如图7所示，该凸起大约覆盖表面的10％至100％、且通常大约覆盖表面的50％至100％。凸起至少增加了大约1％的裸露于流体的成型吸附剂的表面面积。通常一表面的表面面积增加了大约1％至5％或者更多，较佳地增加了5％至20％。
从重量而言，用吸附材料制造的合适成型吸附剂的一个例子包括至少70％的活性炭，以过滤挥发性有机化合物。该成型吸附剂较佳地包括85％至100％的活性炭。该成型吸附剂可包括最多30％的干燥剂或者酸性气体吸附剂，例如碳酸钾或者碳酸钙。较佳地，成型吸附剂包括1％至15％的干燥剂或酸性气体吸附剂。
从重量而言一合适成型吸附剂的另一个例子具有包括至少75％的硅胶和最多为25％的活性炭。该成型吸附剂可包括75％至100％较佳为85％至95％的硅胶和0至25％较佳为5％至15％的活性炭。此外，从重量而言成型吸附剂包括最多10％较佳为1％至7％的干燥剂或酸性气体吸附剂。成型吸附剂可使用的材料标明在在表I中。
                                      表I
                            成型吸附剂中可使用的材料
组分 功能 供应商及样品
硅胶 水蒸气吸附剂 Grace Davison(Grade 11 or Syloid 63)Baltimore，MD 21203-2117；Fuji Sylisia(Type A or Type B)Portland，OR 97204
活性炭 有机气雾、碳水化合物和/或酸性气体吸附剂 Barnebey and Sutcliffe(209C；209CKINA)Columbus，OH 43216
碳酸钾 酸性气体吸附剂 Aldrich，Milwaukee，WI
碳酸钠 酸性气体吸附剂 Aldrich，Milwaukee，WI
微晶纤维素 粘合剂 FMC(Lattice NT-050 or NT-006)Philadelphia，PA 19805
聚四氟乙烯粉末 润滑剂 DuPont(Zonyl MP 1100)Wilmington，DE 19805
聚乙烯醇 粘合剂 Air Products(Airvol 203S)Allentown，PA
淀粉 粘合剂 ADM(Clineo 718)Clinton，IA
羧甲基纤维素 粘合剂 Hercules(Aqualon 7MX)Wilmington，DE 19894
吡咯烷酮 粘合剂 GAF Chemicals Corporation(Plasdone)Wayne，NJ 07470
硅酸钠 粘合剂 Aldrich，Milwaukee，WI
二水合磷酸二钙 粘合剂 Rhone Poulenc(DI-TRB)Shelton，CT
成型吸附剂可以通过把吸附材料和粘合剂结合在一起而形成。典型地，从重量而言，成型吸附剂包括70％至98％的吸附材料和2％至30％的粘合剂。一个合适的成型吸附剂包括大约87％的活性炭、3％的碳酸钾、10％的吡咯烷酮。通过使用加热和12,700至25,500磅每平方英寸的压力，吸附材料和粘合剂可压模形成带有凸起的成型吸附剂。在美国专利No.5,876,487中对成型吸附剂其他材料和形成成型吸附剂的方法作了进一步的说明，引述在此以供参考。
在一些实施例中，成型吸附剂中的材料(例如炭)的密度的范围是0.35至0.7g/cm3。壳体内部材料的密度的范围是0.2至0.7g/cm3。在一些例子中，在水30cm3/min的流速下测量通过过滤器的压降的范围是0.25至5cm。
本发明不应视为局限于以上所述的具体例子，却应当理解为包含了清楚地公开在所附权利要求书中的本发明的所有方面。对于本发明所直接涉及领域的技术人员来说，本发明可以应用的各种变形、等同的方法以及多种结构都是显而易见的。

Claims (11)

1.一种吸附过滤装置，其特征在于，它包括：
(a)具有一个第一开口和一个第二开口且界定一内部空间的一个壳体；以及
(b)设置在所述壳体内部空间的一个成型吸附剂，所述成型吸附剂具有
(i)一个第一表面和一个第二表面；以及
(ii)从所述第一表面伸向所述壳体的至少一个第一凸起以使流体在所述成型吸附剂和所述壳体之间流动。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二表面与所述第一表面相对且具有从所述第二表面上伸展的至少一个第二凸起。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述成型吸附剂具有从所述第一表面伸展的多个第一凸起。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述成型吸附剂具有从所述第二表面伸展的多个第二凸起。
5.如上述任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述成型吸附剂包括一压模的吸附剂。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，它还包括至少设置在所述第一开口和所述第二开口其中之一上的一多孔的过滤层。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，它还包括界定在所述壳体内的一扩散通道，所述扩散通道从所述第一开口伸展至所述壳体的内部空间。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述壳体还包括设置在所述壳体内表面上的肋状物，以把所述成型吸附剂与所述壳体分隔开。
9.如权利要求1、2、3或4所述的装置，其特征在于，所述凸起是半球状或圆顶状。
10.一种磁盘驱动器装置，其特征在于，它包括：
(a)其内部具有所要保护的磁盘驱动器的一设备壳体；以及
(b)按照以上任何权利要求的吸附过滤装置。
11.一种保护磁盘驱动器免受污染的方法，其特征在于，它包括：
把按照权利要求1-8中任何权利要求的过滤装置定位在磁盘驱动器中；
使空气流过所述过滤装置的所述壳体上的入口；以及
使空气流过所述成型吸附剂且在所述成型吸附剂和所述壳体之间流动。
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Denomination of invention: Filter, apparatus with formed absorbent and using method

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