本发明涉及一种过滤介质团成型设备及成型方法。
背景技术：
1、空气中通常含有灰尘等污染物，燃油或机油中也会含有杂质等污染物，在许多情况下，希望将这些污染物的一部分或全部从所述流体流中过滤出来。例如，灰尘可能会被空气携带到机动车辆或发电设备的内燃发动机中，此类系统优选的是从空气中去除或降低选定污染物(例如，颗粒污染物)的含量。
2、为了减少污染物，已经开发出了多种多样的流体过滤介体，例如唐纳森公司的中国发明专利cn101306277b，就公开了一种槽形过滤介体及其制造工艺，它包括：(a)过滤介体的槽形薄板，它包括波形的波峰和波谷；(b)过滤介体的面板粘接槽形薄板，并且其中所述槽形薄板和面板形成多个槽延伸其间；(c)所述多个槽在槽形薄板和面板之间延伸，包括规则的折叠结构密封所述多个槽，使得未经过滤的空气不能通过，所述规则的折叠结构包括至少两个折叠，所述至少两个折叠包括倒置的波峰，通过倒置槽形薄板的波峰获得，和折叠的槽形薄板的波峰的剩余部分。上述结构是槽形过滤介体的经典案例，对空气过滤器的发展起到了巨大的推动作用。但是，在使用中仍然发现许多不足，至少体现在以下两个方面：第一，过滤介体的两层片材之间用胶粘接，折叠结构也用胶粘接固定以形成折叠封闭端，因此，胶的使用量较多，不仅增加了制造成本，也增加了产品重量，浪费了资源；第二，波纹薄板与非波纹薄板之间粘接时接触面积较大，降低了滤材的利用率，影响了滤芯的使用寿命。
3、尤其是，随着道路国六及非道路国四的排放升级，整车及整机对空气滤清器的空间及保养周期提出了更高的要求，用户需要一种结构体积小巧、进气阻力低且容尘量更高，保养周期更长的产品。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种过滤介质团成型设备及成型方法，用该设备和方法生产的过滤介质团，用胶量少，制造成本低，产品重量轻，节约资源。
2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种过滤介质团成型设备，包括：过滤介质片材成型单元，所述过滤介质片材成型单元包括波浪成型模块，所述波浪成型模块包括第一压波轮和第二压波轮，所述第一压波轮和所述第二压波轮用于将一波浪形过滤片材素材压制成波浪形过滤片材；超声波焊接模块，所述超声波焊接模块包括主超声波焊头和侧超声波焊头，所述主超声波焊头沿所述波浪形过滤片材的波峰或波谷的延伸方向延伸，所述侧超声波焊头沿垂直于所述波峰或所述波谷的方向延伸；所述主超声波焊头位于所述第二压波轮下方，两者共同作用将所述波浪形过滤片材的波谷与一平面过滤片材贴合并熔融焊接在一起；封闭端封闭模块，所述封闭端封闭模块包括成型压辊，所述成型压辊位于所述第二压波轮下游侧，并设置于所述侧超声波焊头的上方，所述侧超声波焊头与所述成型压辊共同作用将所述波浪形过滤片材和所述平面过滤片材在第一端附近压合形成压合部，并将所述压合部熔融焊接形成流体不能通过的压合封闭端。
3、其中，所述第二压波轮的成型轮齿的齿顶上间隔设置有第二凸块，所述第一压波轮的成型轮齿的齿槽内间隔设置有第一凹槽，所述第二凸块和所述第一凹槽压合时，在所述波浪形过滤片材波谷的谷底形成谷凸出部，当所述第二压波轮的一个成型轮齿接近所述主超声波焊头时，位于所述成型轮齿上的所述波浪形过滤片材的谷凸出部与所述平面过滤片材的相应部分熔融焊接。
4、其中，所述第一压波轮的成型轮齿的齿顶上间隔设置有第一凸块，所述第二压波轮的成型轮齿的齿槽内间隔设置有第二凹槽，所述第一凸块和所述第二凹槽压合时，形成所述波浪形过滤片材的波峰的峰凸出部。
5、其中，所述封闭端封闭模块包括压凹轮，所述压凹轮位于所述成型压辊的上游侧以及所述第二压波轮的下游侧，并设置于所述侧超声波焊头的上方，所述压凹轮与所述侧超声波焊头共同作用将所述波浪形过滤片材的至少一个波峰压凹形成两个矮波峰，所述侧超声波焊头与所述成型压辊共同作用将压凹后的所述波浪形过滤片材进一步下压并使其向同一侧倾倒于所述平面过滤片材形成所述压合部，所述侧超声波焊头与所述成型压辊共同作用将所述压合部熔融焊接成压合封闭端。
6、其中，所述压凹轮设置有压凹轮齿，所述侧超声波焊头承托所述波浪形过滤片材和所述平面过滤片材，所述压凹轮齿将所述波浪形过滤片材成型后的一个波峰顶压成两个矮波峰。
7、其中，所述第一压波轮是能给待成型的所述波浪形过滤片材素材加热的压波轮，所述第二压波轮是能给待成型的所述波浪形过滤片材素材加热且能将成型后的所述波浪形过滤片材吸附于周面的压波轮。
8、其中，所述过滤介质片材成型单元还包括剥离模块，所述剥离模块包括剥离齿和滤材导轨，所述剥离齿固定于所述滤材导轨并伸入所述第一压波轮的环形凹槽内，所述滤材导轨呈弧形，设置在所述第二压波轮的一侧。
9、其中，所述过滤介质片材成型单元还包括将热成型的所述波浪形过滤片材降温定形的冷却模块。
10、其中，所述冷却模块为风冷模块，所述风冷模块包括冷却框箱，所述冷却框箱具有向所述第二压波轮与所述封闭端封闭模块相邻处吹风冷却的出风口。
11、其中，所述过滤介质片材成型单元还包括切边模块，所述切边模块位于所述成型压辊的下游侧。
12、作为同一种构思，本发明还提供一种过滤介质团成型方法，包括：过滤介质片材成型步骤，所述过滤介质片材成型步骤包括波浪成型步骤，所述波浪成型步骤通过第一压波轮和第二压波轮将一波浪形过滤片材素材压制成波浪形过滤片材；片材固定步骤，所述片材固定步骤是将所述波浪形过滤片材的波谷与一平面过滤片材贴合并通过超声波焊接模块熔融焊接在一起；封闭端封闭步骤，所述封闭端封闭步骤包括将所述波浪形过滤片材和所述平面过滤片材在第一端附近压合形成压合部的压合步骤，和通过所述超声波焊接模块将所述压合部熔融焊接形成流体不能通过的压合封闭端的熔融焊接步骤。
13、其中，所述超声波焊接模块包括主超声波焊头和侧超声波焊头，所述主超声波焊头沿所述波浪形过滤片材的波峰或波谷的延伸方向延伸，所述侧超声波焊头沿垂直于所述波峰或所述波谷的方向延伸。
14、其中，当所述第二压波轮的一个成型轮齿接近所述主超声波焊头时，位于所述成型轮齿上的所述波浪形过滤片材的波谷与所述平面过滤片材的相应部分熔融焊接。
15、其中，所述第二压波轮的成型轮齿的齿顶上间隔设置有第二凸块，所述第一压波轮的成型轮齿的齿槽内间隔设置有第一凹槽，所述第二凸块和所述第一凹槽压合时，在所述波浪形过滤片材波谷的谷底形成谷凸出部，当所述第二压波轮的一个成型轮齿接近所述主超声波焊头时，位于所述成型轮齿上的所述波浪形过滤片材的谷凸出部与所述平面过滤片材的相应部分熔融焊接。
16、其中，所述压合步骤包括压凹步骤和压倒步骤，所述压凹步骤包括将所述波浪形过滤片材的至少一个波峰压凹形成两个矮波峰的步骤，所述压倒步骤包括将所述两个矮波峰下压并使其向同一侧倾倒于所述平面过滤片材形成压合部的步骤。
17、其中，所述侧超声波焊头的上方顺序设置有压凹轮和成型压辊，所述压凹步骤通过所述压凹轮和所述侧超声波焊头共同实现，所述压倒步骤通过所述侧超声波焊头和所述成型压辊共同实现，所述成型压辊将所述压凹轮压凹后的所述波浪形过滤片材进一步下压并使其向同一侧倾倒于所述平面过滤片材形成所述压合部，所述侧超声波焊头与所述成型压辊共同作用将所述压合部熔融焊接成压合封闭端。
18、其中，所述压凹轮设置有压凹轮齿，所述侧超声波焊头承托所述波浪形过滤片材和所述平面过滤片材，所述压凹轮齿将所述波浪形过滤片材成型后的一个波峰顶压成两个矮波峰。
19、其中，所述第一压波轮的成型轮齿的齿顶上间隔设置有第一凸块，所述第二压波轮的成型轮齿的齿槽内间隔设置有第二凹槽，所述第一凸块和所述第二凹槽压合时，形成所述波浪形过滤片材的波峰的峰凸出部。
20、其中，所述第一压波轮是能给待成型的所述波浪形过滤片材素材加热的压波轮，所述第二压波轮是能给待成型的所述波浪形过滤片材素材加热且能将成型后的所述波浪形过滤片材吸附于周面的压波轮。
21、其中，所述过滤介质片材成型步骤包括剥离步骤，所述剥离步骤是通过剥离模块将粘接在所述第一压波轮上的成型后的所述波浪形过滤片材从所述第一压波轮上剥离的步骤。
22、其中，所述剥离模块包括剥离齿和滤材导轨，所述剥离齿固定于所述滤材导轨并伸入所述第一压波轮的环形凹槽内，所述滤材导轨呈弧形，设置在所述第二压波轮的一侧。
23、其中，所述过滤介质片材成型步骤包括风冷却步骤，所述风冷却步骤是将热成型的所述波浪形过滤片材降温定形的步骤。
24、采用了上述技术方案后，本发明取得了以下技术效果：
25、(1)本发明所揭示的成型设备和成型方法制造的过滤介质团，由于其波浪形过滤片材的波谷与一平面过滤片材熔融焊接在一起，波浪形过滤片材与平面过滤片材在第一端附近被压合形成压合部，且所述压合部被熔融焊接成流体不能通过的压合封闭端，相对于现有技术，减少了两层片材之间的用胶量，降低了制造成本，减轻了产品重量，还节约了资源。
26、(2)本发明所揭示的成型设备和成型方法制造的过滤介质团，由于其波浪形过滤片材与平面过滤片材间断熔融焊接在一起，非熔融焊接的部分在使用时脱离接触形成过流间隙，这些过流间隙可以增大流体的过流面积，从而提高了过滤介质的利用率，增加了滤材的使用寿命，还降低了流体阻力。进一步的，本发明在波谷的谷底或波峰的峰顶设置有向外凸出的凸出部，凸出部的设置能更进一步增大过流面积，提高使用效果。
27、(3)本发明所揭示的成型设备和成型方法制造的过滤介质团，由于其波浪形过滤片材的至少一个波峰被压凹形成两个矮波峰，所述两个矮波峰被下压向同一侧倾倒，使得压合部分与非压合部分之间的过渡更加平顺，有利于降低进气或出气的阻力。
28、(4)本发明所揭示的成型设备和成型方法，与现有技术相比，本发明将超声波焊接技术应用于滤材之间的熔融焊接，结构紧凑，便于自动化控制，效率高，制造成本低。
29、总之，本发明所揭示的成型设备和成型方法制造的过滤介质团，一方面，滤材之间采用熔融焊接，相对于用胶粘接，减少了两层片材之间的用胶量，降低了制造成本，减轻了产品重量，还节约了资源；另一方面，由于采用了间断熔融焊接的结构，使得非熔融焊接的部分能形成过流间隙，增大了流体的过流面积，从而提高了过滤介质的利用率，增加了滤材的使用寿命，用其制造空滤器，结构体积小巧、进气阻力低且容尘量更高，保养周期更长，还降低了流体阻力，完全能够满足道路国六及非道路国四的排放升级要求，具有广泛的商用前景及市场价值。
1.一种过滤介质团成型设备，包括：
2.根据权利要求1所述的过滤介质团成型设备，其特征在于，所述第二压波轮的成型轮齿的齿顶上间隔设置有第二凸块，所述第一压波轮的成型轮齿的齿槽内间隔设置有第一凹槽，所述第二凸块和所述第一凹槽压合时，在所述波浪形过滤片材波谷的谷底形成谷凸出部，当所述第二压波轮的一个成型轮齿接近所述主超声波焊头时，位于所述成型轮齿上的所述波浪形过滤片材的谷凸出部与所述平面过滤片材的相应部分熔融焊接。
3.根据权利要求1所述的过滤介质团成型设备，其特征在于，所述第一压波轮的成型轮齿的齿顶上间隔设置有第一凸块，所述第二压波轮的成型轮齿的齿槽内间隔设置有第二凹槽，所述第一凸块和所述第二凹槽压合时，形成所述波浪形过滤片材的波峰的峰凸出部。
4.根据权利要求1所述的过滤介质团成型设备，其特征在于，所述封闭端封闭模块包括压凹轮，所述压凹轮位于所述成型压辊的上游侧以及所述第二压波轮的下游侧，并设置于所述侧超声波焊头的上方，所述压凹轮与所述侧超声波焊头共同作用将所述波浪形过滤片材的至少一个波峰压凹形成两个矮波峰，所述侧超声波焊头与所述成型压辊共同作用将压凹后的所述波浪形过滤片材进一步下压并使其向同一侧倾倒于所述平面过滤片材形成所述压合部，所述侧超声波焊头与所述成型压辊共同作用将所述压合部熔融焊接成压合封闭端。
5.根据权利要求4所述的过滤介质团成型设备，其特征在于，所述压凹轮设置有压凹轮齿，所述侧超声波焊头承托所述波浪形过滤片材和所述平面过滤片材，所述压凹轮齿将所述波浪形过滤片材成型后的一个波峰顶压成两个矮波峰。
6.根据权利要求1所述的过滤介质团成型设备，其特征在于，所述第一压波轮是能给待成型的所述波浪形过滤片材素材加热的压波轮，所述第二压波轮是能给待成型的所述波浪形过滤片材素材加热且能将成型后的所述波浪形过滤片材吸附于周面的压波轮。
7.根据权利要求1所述的过滤介质团成型设备，其特征在于，所述过滤介质片材成型单元还包括剥离模块，所述剥离模块包括剥离齿和滤材导轨，所述剥离齿固定于所述滤材导轨并伸入所述第一压波轮的环形凹槽内，所述滤材导轨呈弧形，设置在所述第二压波轮的一侧。
8.根据权利要求1所述的过滤介质团成型设备，其特征在于，所述过滤介质片材成型单元还包括将热成型的所述波浪形过滤片材降温定形的冷却模块。
9.根据权利要求8所述的过滤介质团成型设备，其特征在于，所述冷却模块为风冷模块，所述风冷模块包括冷却框箱，所述冷却框箱具有向所述第二压波轮与所述封闭端封闭模块相邻处吹风冷却的出风口。
10.根据权利要求1所述的过滤介质团成型设备，其特征在于，所述过滤介质片材成型单元还包括切边模块，所述切边模块位于所述成型压辊的下游侧。
11.一种过滤介质团成型方法，包括：
12.根据权利要求11所述的过滤介质团成型方法，其特征在于，所述超声波焊接模块包括主超声波焊头和侧超声波焊头，所述主超声波焊头沿所述波浪形过滤片材的波峰或波谷的延伸方向延伸，所述侧超声波焊头沿垂直于所述波峰或所述波谷的方向延伸。
13.根据权利要求12所述的过滤介质团成型方法，其特征在于，当所述第二压波轮的一个成型轮齿接近所述主超声波焊头时，位于所述成型轮齿上的所述波浪形过滤片材的波谷与所述平面过滤片材的相应部分熔融焊接。
14.根据权利要求12所述的过滤介质团成型方法，其特征在于，所述第二压波轮的成型轮齿的齿顶上间隔设置有第二凸块，所述第一压波轮的成型轮齿的齿槽内间隔设置有第一凹槽，所述第二凸块和所述第一凹槽压合时，在所述波浪形过滤片材波谷的谷底形成谷凸出部，当所述第二压波轮的一个成型轮齿接近所述主超声波焊头时，位于所述成型轮齿上的所述波浪形过滤片材的谷凸出部与所述平面过滤片材的相应部分熔融焊接。
15.根据权利要求12所述的过滤介质团成型方法，其特征在于，所述压合步骤包括压凹步骤和压倒步骤，所述压凹步骤包括将所述波浪形过滤片材的至少一个波峰压凹形成两个矮波峰的步骤，所述压倒步骤包括将所述两个矮波峰下压并使其向同一侧倾倒于所述平面过滤片材形成压合部的步骤。
16.根据权利要求15所述的过滤介质团成型方法，其特征在于，所述侧超声波焊头的上方顺序设置有压凹轮和成型压辊，所述压凹步骤通过所述压凹轮和所述侧超声波焊头共同实现，所述压倒步骤通过所述侧超声波焊头和所述成型压辊共同实现，所述成型压辊将所述压凹轮压凹后的所述波浪形过滤片材进一步下压并使其向同一侧倾倒于所述平面过滤片材形成所述压合部，所述侧超声波焊头与所述成型压辊共同作用将所述压合部熔融焊接成压合封闭端。
17.根据权利要求16所述的过滤介质团成型方法，其特征在于，所述压凹轮设置有压凹轮齿，所述侧超声波焊头承托所述波浪形过滤片材和所述平面过滤片材，所述压凹轮齿将所述波浪形过滤片材成型后的一个波峰顶压成两个矮波峰。
18.根据权利要求11所述的过滤介质团成型方法，其特征在于，所述第一压波轮的成型轮齿的齿顶上间隔设置有第一凸块，所述第二压波轮的成型轮齿的齿槽内间隔设置有第二凹槽，所述第一凸块和所述第二凹槽压合时，形成所述波浪形过滤片材的波峰的峰凸出部。
19.根据权利要求11所述的过滤介质团成型方法，其特征在于，所述第一压波轮是能给待成型的所述波浪形过滤片材素材加热的压波轮，所述第二压波轮是能给待成型的所述波浪形过滤片材素材加热且能将成型后的所述波浪形过滤片材吸附于周面的压波轮。
20.根据权利要求11所述的过滤介质团成型方法，其特征在于，所述过滤介质片材成型步骤包括剥离步骤，所述剥离步骤是通过剥离模块将粘接在所述第一压波轮上的成型后的所述波浪形过滤片材从所述第一压波轮上剥离的步骤。
21.根据权利要求20所述的过滤介质团成型方法，其特征在于，所述剥离模块包括剥离齿和滤材导轨，所述剥离齿固定于所述滤材导轨并伸入所述第一压波轮的环形凹槽内，所述滤材导轨呈弧形，设置在所述第二压波轮的一侧。
22.根据权利要求11所述的过滤介质团成型方法，其特征在于，所述过滤介质片材成型步骤包括风冷却步骤，所述风冷却步骤是将热成型的所述波浪形过滤片材降温定形的步骤。
