聚结元件和具有聚结元件的过滤元件制造技术

本发明专利技术涉及一种用于过滤流体的聚结元件（30），其包括在入口侧（53）和出口侧（51）之间的流体路径。聚结元件（30）包括至少一种聚结介质（32），提供该至少一种聚结介质用于聚结流体中包含的水。另外，聚结元件（30）在单层中配置为圆柱形外壳，并且由具有10%的最大填充密度的材料形成。本发明专利技术还涉及一种具有所述类型的聚结元件（30）的过滤元件（10）、一种具有所述类型的过滤元件（10）的过滤系统（100），以及该过滤元件用于过滤燃料、特别是柴油燃料的使用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚结元件和具有聚结元件的过滤元件
本专利技术涉及一种聚结元件和一种用于过滤流体的具有聚结元件的过滤元件，以及一种具有过滤元件的过滤系统，尤其是机动车辆的燃料过滤器。
技术介绍
DE102011120638A1公开了一种用于过滤流体、例如燃料的过滤元件，其适合于从燃料移除污染物、诸如水。过滤元件以三明治构造的类型实现。在这种情境下，多层聚结介质嵌入在过滤介质和支撑管之间，其中聚结介质包括形状稳定地嵌入在过滤介质和支撑管之间并且在一个端面处紧密密封连接到端构件的一个或若干个形状不稳定材料。利用形状不稳定材料，可以实现关于其聚结效率和/或其流动渗透性优化的聚结介质。甚至在最终组装期间，形状不稳定材料也可以以简单的方式与不同的安装空间匹配。在这种情境下，形状不稳定意味着聚结介质的固有形状稳定性和/或固有刚度不足以确保聚结介质在单独连接到端构件时弯曲或变弯，即，没有所述三明治构造的帮助、特别是通过推入对应的软连接介质、例如端构件的粘合剂或熔化的表面材料的情况下，该粘合剂或熔化的表面材料将稍后固化，由此可能损害连接的稳定性和/或密封紧密性。支撑管和过滤介质确保整个复合物的形状稳定性。聚结介质的层可以包括单一或不同的材料。聚结介质和过滤介质可以由不同的材料制成。
技术实现思路
本专利技术的目的是配置一种用于从流体分离水的聚结元件，使得聚结元件可靠、高效且坚固，具有紧凑和简单的配置，并且可以尽可能简单地制造。本专利技术的进一步目的在于提供一种用于从流体分离水的过滤元件和用于接收此可更换过滤元件的过滤系统，该过滤系统可靠、高效且坚固，具有紧凑和简单的配置，并且可以尽可能简单地制造。上述目标由根据本专利技术的一方面的聚结元件解决，该聚结元件具有在入口侧和出口侧之间的流体路径，其中提供至少一种聚结介质，提供该聚结介质用于聚结流体中包含的水。本专利技术的有益配置和优点由附加权利要求书、描述和附图得出。提出一种聚结元件，其包括在入口侧和出口侧之间的用于流体的流体路径并包括至少一种聚结介质，提供该聚结介质用于聚结流体中包含的水。聚结元件具体实施为单层作为圆柱形夹套，其中聚结介质包括具有至多10%的填充密度的材料。有利地，聚结元件可具有至多8%，特别地至少2%，例如6%的填充密度。此外，聚结元件可具有若干毫米的相对高的厚度。填充密度是指材料、诸如非织造幅材料的性质，其与其密度和材料渗透性和孔隙率的特性成反比。最小填充密度对应于高渗透性和大孔隙率。填充密度定义为：幅的每表面积重量（以g/m2为单位）基于10cmx10cm的幅样品的重量来计算。幅厚度（以密耳为单位）在10cmx10cm的幅样品上测量，其厚度测试度量具有在150Pa的所施加压力下5cmx12.5cm的尺寸的测试基底。体密度（以g/m3为单位）是形成幅的、得自相关文献的聚合物或聚合物混合物的体密度。通常也可以考虑填充密度作为过滤层区段（在这种情况下为聚结元件）的每深度的过滤纤维的比例的测量，即填充密度应理解为每表面积单位或体积单位的纤维或过滤纤维的填充密度。例如，可以借助于嵌入树脂中的过滤介质（在这种情况下为聚结介质）的研磨图案或截面图案来为每个过滤层和每个过滤层区段确定填充密度。此研磨图案受到成像处理，并且评估研磨图案的表面积，使得比率由纤维覆盖的研磨图案的表面积与过滤层区段的总表面积的比例或未被纤维覆盖的研磨图案的表面积与过滤层区段的总表面积的比例来确定。填充密度的确定可以通过评估其中可以看到纤维的像素和指示空隙的那些像素、基于记录的图像。在过滤层区段中的像素的固定或已知的总数的情况下，可以由此确定填充密度，使得比率由示出过滤纤维的像素的数量与过滤层区段中像素的总数来确定。另选地，可以从像素的总数中减去示出空隙的像素的数量，以便以这种方式具有比较值。根据是否可以在研磨图案上看到和更好地评估空隙或纤维，可以对对应的像素进行计数。以这种方式检测的填充密度是评估的过滤层区段的平均填充密度。较小的此过滤层区段是预设的，即，过滤层区段在流动方向的方向上的深度越小，过滤层区段的边缘处的填充密度与确定的平均值的偏差越小。填充密度也可以借助于三维计算机断层扫描图像来确定。类似于记录图像的像素，在三维图像中存在空间中的点，其数量和尺寸取决于成像装置的技术规格。在这种情境下，类似于利用像素的方法，实现了借助于空间中的点来确定三维图像的填充密度。比率可以分别由空间中包含空隙的点、空间中包含过滤纤维的点与空间中点的总数来确定，以便以这种方式确定填充密度。填充密度跳跃是指穿过过滤介质的材料深度的填充密度的突然变化，即彼此邻接的两个过滤层区段在彼此邻接的过滤层区段之间的过渡处呈现不同的填充密度。此填充密度跳跃尤其可以起到主要不希望的污物屏障的作用，并且可以在过滤介质达到最大污物颗粒储存容量之前导致过滤介质堵塞，因为污物颗粒占据并堵塞填充密度跳跃周围的过滤介质的深度区段。在这种情境下，特别是在过滤层的流出表面和在流动方向上邻接的过滤层的流入表面之间的填充密度的百分比变化对于防止污物屏障可以是决定性的。填充密度梯度可以用作在流动方向上穿过过滤层的材料厚度填充密度变化的测量。填充密度增加是通过纤维空隙的数量减少，或者是通过在过滤层的深度区段处，即在过滤层区段中纤维空隙的尺寸减小。燃料可能包含一定量的水，这可引起内燃机喷射装置的损坏。为了防止这一点，在过滤系统的清洁侧处，可以将所包含的水与燃料分离，例如借助于旋流装置，其中使第一流体旋转并且因此借助于不同比重的水，并可以分开流出。另选地，聚结元件用于将小水滴附聚成较大的水滴，然后可以由于重力将其沿着最终分离器引导到收集室中。在水分离中，聚结元件、水滴沉降空间的几何形状以及最终分离器相互作用并一起形成水分离装置。聚结元件被设计成聚结流体中的乳化水的主要部分，即，扩大乳化水的滴尺寸并且从燃料中分离由此聚结的水。比燃料更重的水可以沉积在底部并通过合适的通道排出。另外，它可以在下游泵中粉碎。根据本专利技术，所采用的聚结介质适合于在内燃机的燃料供应系统中的吸入侧定位，因为聚结介质具有相对最小的填充密度，使得聚结介质不会被较小的颗粒堵塞。特别是在用于与主过滤器相比使用较粗且更多开孔过滤介质的预过滤器的情况下，存在聚结介质可能被颗粒堵塞的风险。在这种情境下，关于使用寿命，这基于网眼会堵塞的材料性质来防止。由聚结元件形成的水滴由于吸入侧使用而在下游泵中粉碎，使得它们可以在下游主过滤器中分离。由于根据本专利技术的填充密度最多为10％，这可以有利地实现。由于聚结介质的最小填充密度，因此可以实现例如在柴油燃料中直径最初40μm至150μm的水滴聚结至若干毫米。便利地，通过针刺增强的短纤维的材料可以用作聚结介质。有利地，在这种情境下，开孔结构和材料的厚度相关。在相对开孔聚结介质的情况下，有利地选择较大厚度的介质。另选地或另外地，聚结介质可以有利地由具有相对大孔径、特别是具有至少100μm的平均孔径的材料形成。而且，聚结介质可以具有若干毫米的相对高的厚度。由于聚结介质的开孔结构和/或厚度，因此可以进一步改善例如在柴油燃料中最初直径40μm至150μm的水滴的聚结到若干毫米。优选地，为此目的，采用疏水材料或具有疏水表面的材料。过滤层的孔隙率是过滤层的过滤纤维之间的空隙的数量和尺寸的测量。例如，孔隙率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚结元件（30），其具有在入口侧（53）和出口侧（51）之间用于流体的流体路径（40），包括‑至少一种聚结介质（32），其被提供用于聚结所述流体中包含的水，其中所述聚结元件（30）具体实施为单层作为圆柱形夹套，并且其中所述聚结介质（32）由具有至多10%的填充密度的材料制成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.15 DE 102015013351.91.一种聚结元件（30），其具有在入口侧（53）和出口侧（51）之间用于流体的流体路径（40），包括-至少一种聚结介质（32），其被提供用于聚结所述流体中包含的水，其中所述聚结元件（30）具体实施为单层作为圆柱形夹套，并且其中所述聚结介质（32）由具有至多10%的填充密度的材料制成。2.根据权利要求1所述的聚结元件，其中所述填充密度为至多8%，特别为至少2%。3.根据权利要求1或权利要求2所述的聚结元件，其中所述聚结元件（30）具体实施为单层作为圆柱形夹套，并且其中所述聚结介质（32）由具有至少100μm的平均孔径的材料制成。4.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的聚结元件，其中所述聚结介质（32）由聚酯制成，其中所述聚结介质（32）优选具有2mm和5mm之间、优选2.8mm和4mm之间的厚度，和/或具有至少1,000l/cm2h、优选至少1,500l/cm2h、特别优选至多4,500l/cm2h的透气性。5.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的聚结元件，其中所述聚结介质（32）由黏胶制成，其中聚结介质（32）优选具有0.5mm和4mm之间、优选1mm和3mm之间的厚度，和/或至少1,000l/cm2h、优选至多3,000l/cm2h的透气性。6.根据前述权利要求中的任一项所述的聚结元件，其中用于分离水滴的所述聚结元件（32）与最终分离器（106）相互作用，所述最终分离器（106）布置在所述聚结元件（30）的所述出口侧（51），由疏水材料或具有疏水表面的材料制成，并且优选具有40µm的筛孔尺寸。7.根据前述权利要求中的任一项所述的聚结元件，其中所述聚结元件（30）分别在相对定位的端面（15、17）处流体密封地连接到端盘（16、18）。8.一种用于过滤流体的过滤元件（10），其具有在未清洁侧（52）和清洁侧（50）之间的流体路径（40），包括-至少一个过滤波纹管（12），所述至少一个过滤波纹管分别在其相对定位的端面（15、17）处与端盘（16、18）流体密封地连接；-至少一个支撑管（14），所述至少一个支撑管同轴地布置在所述过滤波纹管（12）内，所述过滤波纹管与所述两个端盘（16、18）连接并...

【专利技术属性】
技术研发人员：S艾兴格，
申请(专利权)人：曼·胡默尔有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE