大体积凝聚过滤介质及其使用制造技术

本发明专利技术公开大体积凝聚过滤介质及其使用。本发明专利技术涉及用于通过凝聚至少一种污染物而净化包含载体和该至少一种液体污染物的流体的凝聚过滤器，其中凝聚过滤器包括用于将流体供给到凝聚过滤器中存在的过滤元件的进口，其中过滤元件包括主凝聚介质，该主凝聚介质被提供用于在流体移位通过主凝聚介质期间在主凝聚介质中凝聚所述至少一种污染物，其中凝聚过滤器进一步包括用于将凝聚后的污染物从过滤元件排出的出口，其中主凝聚介质包括至少一个多孔材料层，其中主凝聚介质的总厚度为至少3.5mm。

【技术实现步骤摘要】
大体积凝聚过滤介质及其使用
根据第一项权利要求的前序部分，本专利技术涉及用于通过凝聚至少一种污染物而净化包含载体和该至少一种液体污染物的流体的凝聚过滤器，其中凝聚过滤器包括用于将流体供给到凝聚过滤器中存在的过滤元件的进口，其中过滤元件包括主凝聚介质，该主凝聚介质被提供用于在流体移位通过主凝聚介质期间在主凝聚介质中凝聚所述至少一种污染物，其中凝聚过滤器进一步包括用于将凝聚后的污染物从过滤元件排出的出口，其中主凝聚介质包括至少一个多孔材料层。
技术介绍
使用凝聚过滤器从两种不混溶相(连续相和分散相)的混合物中凝聚分散相本身是已知的。实际应用的示例包括从来自空气压缩机和曲轴箱的压缩空气中分离油悬浮小滴、从作为燃料-水系统中的连续相的燃料中分离作为分散相的水，或者从具有为连续相的水的水-油系统中分离作为分散相的油。凝聚由凝聚介质引起，凝聚介质典型地包括由一种或多种多孔纤维基质形成的多个层，所述纤维基质可以是可润湿的(亲油的或者吸流体的或者能吸收的)或者不可润湿的(疏油性的或者排斥流体的)。所述纤维材料具有引起分散相的聚集或者凝聚的表面。带有分散相小滴的分散流体通过流体的连续相或者载体移动通过凝聚介质，例如油-污染空气。所述分散相通常在凝聚介质的纤维上的第一层中已经凝聚。在连续供给流体时，小滴成长为大滴。所述滴被利用空气流运送通过过滤器，并且一旦它们到达不再粘附到凝聚介质的纤维的大小，则它们典型地在重力作用下离开过滤器。在有时使用时，过滤器通常达到稳态条件，其中液滴的分散相在凝聚介质中的积累率对应于过滤器的排出速率。凝聚后的液滴典型地具有5至500μm的液滴直径。为制成凝聚过滤器，使用多种类型的材料，例如，有机和无机的纤维材料或者多孔性材料。这些材料可以以多种形式获得，例如，作为均质、非均质、成层或打褶或压延材料、复合材料、层压制件以及它们的组合。适用于凝聚过滤器的形式典型地是网、布、筒、立方体或者其它简单或复杂的几何形状。过滤材料的分离能力依赖于许多参数，包括过滤器或者凝聚介质中纤维的成分和定向、过滤材料在实际状态下的收益、载体(连续相)中污染物(分散相)的浓度、过滤材料承受的压力以及过滤器随时间暴露于连续相的体积。过去进行了许多尝试来改进凝聚过滤器单元的分离能力，尤其是通过在凝聚介质中使用复合纤维结构或者多孔结构。US8,114,183描述一种用于分离不互混的连续相和分散相的凝聚过滤器。所述凝聚过滤器包括轴向延伸的带有凝聚介质的凝聚元件，凝聚介质包括沿重力方向定向的许多纤维。由于凝聚介质的纤维沿着凝聚元件的周界切向地延伸，减少流动阻力并且促进底部出口处的排出。凝聚元件在其轴线的横向方向上具有包括内部空腔的闭环形式的横截面。为实现最高可能的排出压力，凝聚元件的竖直尺寸尽可能地大，并且凝聚元件的横向尺寸朝向底部减小。US8,114,183进一步描述使得凝聚元件的纤维平均直径和/或孔隙度朝向凝聚元件中央减小，意在捕获较大尺寸的污染物，这会在起始的疏松的弱约束性层中引起凝聚元件的闭塞。根据US8,409,448，已知用于分别从连续亲水性的或者亲脂性的液相去除不互混的亲脂性的或者亲水性的液体的凝聚过滤器是由具有变化疏水性和亲水性的表面性质的纤维的掺合物构建成。凝聚和润湿性能够通过控制疏水性和亲水性的纤维的量来控制。但是，现有技术的凝聚过滤器具有缺陷：过滤器两端的压降通常仍过大，换句话说，在过滤器两端发生大的压力下降，这不利地影响过滤器性能。用于减小该压降的已知措施是取走或者减少过滤材料的层数。但是，这不利地影响到过滤效率。过滤效率是指凝聚过滤器过滤的流体的量与过滤器进口处的流体的量的相对值。由此，存在对于在使用中呈现最高可能过滤效率的凝聚过滤器的需要。
技术实现思路
因此，本专利技术构思提供具有改进的过滤效率的凝聚过滤器。根据本专利技术，这利用具有第一项权利要求的特征部分的技术特征的凝聚过滤器实现。相应地，本专利技术的凝聚过滤器的特征在于，在2N/cm2的压力下且在要凝聚的流体的流动方向上测量，主凝聚介质的总厚度为至少3.5mm，优选地至少4mm，优选地至少5mm，更优选地至少6mm，最优选地至少7mm，特别是至少7.5mm。在本专利技术的范围内，“总厚度”理解为是指沿流体流过凝聚过滤器且因此流过凝聚介质的方向同时主凝聚介质受到2N/cm2的环境压力情况下测量的主凝聚介质的厚度。与现有技术的凝聚过滤器相比，根据本专利技术的主凝聚介质的大层厚使得可以提高过滤效率。大层厚特别地允许凝聚收益、即主凝聚介质过滤的或者在主凝聚介质中凝聚的污染物的量与过滤器进口处的污染物的量的相对值的明显增大。专利技术人已经发现，在本专利技术的凝聚介质中，主凝聚介质的大层厚几乎不影响毛细压力，而且流体在其移位通过主凝聚介质期间要克服的阻力(所谓的通道压力)保持受限且与毛细压力相比较小。这是令人惊讶的，因为现有技术中为增大过滤效率通常会限制或降低凝聚过滤器的层厚，例如用受限数目的多孔材料层，以将过滤器两端的压降保持为较低。本专利技术现在使得可以不仅提高过滤效率，而且可以降低凝聚过滤器两端的压降，且由此改进过滤器性能。为在现有过滤器装置中实际可用的目的并且考虑到成本，主凝聚介质优选地具有最大50mm、优选地最大40mm、更优选地最大30mm、最优选地最大25mm，特别是最大20mm的总厚度。实际上，专利技术人已经发现，主凝聚介质的更大厚度并不明显改进过滤效率，而材料成本趋于变得不成比例地高。另外，随着厚度增大，存在凝聚后的污染物穿过主凝聚介质要克服的压力(所谓的通道压力)变得过高的风险。实际上，专利技术人已经发现，一旦已经发生污染物凝聚成为大滴，则在存在于通过凝聚介质的流体中的载体的运送的作用下，发生通过主凝聚介质的运送。由此表现为，以延伸通过凝聚介质的厚度的通道形式将凝聚后的滴运送通过主凝聚介质要克服的压力依赖于主凝聚介质的厚度。本专利技术的主凝聚介质能够例如通过处理诸如玻璃纤维的纤维材料来简单地制成，以这样的方式在纤维之间提供具有孔隙或者开口的层形式或者片形式的材料。在流体从中移动通过的且发生凝聚的凝聚介质的纤维材料中的孔隙大体由存在于纤维材料的纤维之间的空间形成。使此可行的适用技术对于本领域技术人员是已知的，并且具体地包括制造一个或多个片材，例如纺织或无纺纤维材料、编织材料、编带纤维、薄膜、纱布以及前述材料的组合或者其层压制件或者复合材料。适用于本专利技术的主凝聚介质中使用的纤维材料对于本领域技术人员是已知的，并且优选地选择为能够影响污染物在凝聚介质中的捕获和凝聚。但是，其它的多孔性材料应也适合用作主凝聚介质。主凝聚介质优选地为多孔材料，该多孔材料的孔隙的平均直径在2和100μm之间，优选地在3和70μm之间，更优选地在5和50μm之间，特别地在5和35μm之间，更特别地在5和30μm之间。孔隙度如上所述由孔隙提供的主凝聚介质具有疏松结构。由纤维材料制成的主凝聚介质将通常大体上包含具有0.25-20μm、优选地0.5-10μm的平均直径的纤维，但具有更小或更大直径的纤维可以存在。通常，主凝聚介质将由直径在前述限界内变化的许多纤维组成。本专利技术的主凝聚介质优选地具有至少30l/m2.s、优选地至少50l/m2.s、更优选地至少60l/m2.s、最优选地至少80l/m2.s、特别是至少10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种凝聚过滤器，该凝聚过滤器通过凝聚至少一种污染物而净化包含载体和该至少一种液体污染物的流体，其中所述凝聚过滤器包括用于将所述流体供给到所述凝聚过滤器中存在的过滤元件的进口，其中所述过滤元件包括主凝聚介质，该主凝聚介质被提供用于在所述流体移位通过所述主凝聚介质期间在所述主凝聚介质中凝聚所述至少一种污染物，其中所述凝聚过滤器进一步包括用于将凝聚后的污染物从所述过滤元件排出的出口，其中所述主凝聚介质包括至少一个多孔材料层，其特征在于，在2N/cm2的压力下测量时，所述主凝聚介质的总厚度为至少3.5mm，优选地至少4mm，优选地至少5mm，更优选地至少6mm，最优选地至少7mm，特别是至少7.5mm。

【技术特征摘要】
2014.09.08 BE 2014/0669;2013.11.27 US 61/909,4311.一种气体过滤器，包括凝聚过滤器，该凝聚过滤器通过凝聚至少一种液体污染物而净化包含该至少一种液体污染物的气体，其中所述凝聚过滤器包括用于将所述气体供给到所述凝聚过滤器中存在的过滤元件的进口，其中所述过滤元件包括主凝聚介质，该主凝聚介质被提供用于在所述气体移位通过所述主凝聚介质期间在所述主凝聚介质中凝聚所述至少一种液体污染物，其中所述凝聚过滤器进一步包括用于将凝聚后的污染物从所述过滤元件排出的出口，其中所述主凝聚介质包括至少一个多孔材料层，其特征在于，在2N/cm2的压力下测量时，所述主凝聚介质具有至少3.5mm且最大50mm的总厚度，所述主凝聚介质的透气率为至少100l/m2.s，并且所述主凝聚介质的孔隙的平均孔径在5μm和50μm之间。2.根据权利要求1所述的气体过滤器，其中所述主凝聚介质的厚度最大为40mm。3.根据权利要求2所述的气体过滤器，其中所述主凝聚介质的厚度最大为30mm。4.根据权利要求2所述的气体过滤器，其中所述主凝聚介质的厚度最大为25mm。5.根据权利要求2所述的气体过滤器，其中所述主凝聚介质的厚度最大为20mm。6.根据前述权利要求中任一项所述的气体过滤器，其中主凝聚材料中的孔隙的平均孔径在5和35μm之间。7.根据权利要求6所述的气体过滤器，其中主凝聚材料中的孔隙的平均孔径在5和30μm之间。8.根据权利要求1所述的气体过滤器，其中所述主凝聚介质的透气率最大为2000l/m2.s。9.根据权利要求8所述的气体过滤器，其中所述主凝聚介质的透气率最大为1750l/m2.s。10.根据权利要求1所述的气体过滤器，其中所述主凝聚介质包括多层相同的多孔材料。11.根据权利要求10所述的气体过滤器，其中所述主凝聚介质包括至少4层相同的多孔材料。12.根据权利要求10所述的气体过滤器，其中所述主凝聚介质包括至少6层相同的多孔材料。13.根据权利要求10所述的气体过滤器，其中所述主凝聚介质包括至少10层相同的多孔材料。14.根据权利要求1所述的气体过滤器，其中所述主凝聚介质包括一层或多层第一凝聚介质以及一层或多层不同于所述第一凝聚介质的第二凝聚介质...

【专利技术属性】
技术研发人员：比尔廷克·埃维，德·沃尔夫·伊莎贝尔，戈里斯·肯，沃特斯·乔，凯斯佩尔·格哈德，
申请(专利权)人：艾拉斯科普库空气动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE