二级燃料水分离器及粒子过滤器制造技术

一种水分离器和粒子过滤器，其带有第一或外部级，该第一或外部级被配置以聚结诸如燃料的流体中的水；以及第二或内部级，其被配置以分离流体中的聚结水并且还从流体中去除细小的固体污染物。聚结级包括聚合物介质的褶皱的柱体。褶皱的柱体具有褶皱波谷和下游的褶皱顶端，以及限定在下游的褶皱顶端处的释放位。分离级包括聚合物介质的非褶皱的柱体，该非褶皱的柱体包围并接触多层褶皱的柱体的外部褶皱顶端紧密。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 本申请是W下申请的分案申请：申请日：2011年4月5日；申请号:201180031592.8; 专利技术名称"二级燃料水分离器及粒子过滤器"。
本公开设及燃料水分离器和粒子过滤器，其设计是为了提供较高的水和粒子的去 除效率。本申请的公开特别设及2010年6月22日提交的、名称为"二级水分离器和粒子过滤 器"的美国申请No. 12/820,784和2010年6月22日提交的、名称为"用于在滤中滤(filter in filter)的筒中使用的模块化的过滤元件"的美国申请No. 12/820,791的公开，本申请要求 其优先权，且其全部内容通过引用合并于此。
技术介绍
在各种过滤系统和应用中，例如需要从所保护的系统中的工作流体中分离颗粒 和/或流体的应用中，广泛地已知和使用流体过滤器。作为一个示例，用于发动机的燃料过 滤系统是公知的并且可W采用流体过滤器，该流体过滤器的目的是从燃料分离水和颗粒。 运些过滤器的一些中的过滤器筒具有:一个过滤器元件，其具有配置成聚结水的介质；W及 另一过滤器元件，其具有配置成进一步过滤燃料并且从燃料中分离聚结水的介质。在许多 种情况下，过滤器元件配置在同屯、的滤中滤的配置中，其中外部过滤器元件围绕内部过滤 器元件。
技术实现思路
描述了一种过滤器，其在过滤器的寿命内具有改善的燃料水分离性。过滤器是二 级配置，例如同屯、的滤中滤的配置，其中，第一或外部级被配置成主要从和过滤器使用的燃 料或其它流体中聚结水，第二或内部级被配置成从流体分离聚结水，并且去除流体中小的 固体污染物。过滤器优选地被配置成用于与诸如超低硫柴油(ULSD)或生物柴油的燃料使 用，但是，本专利技术的过滤器的构思可W与需要从分离水的任何类型的流体使一，所述流体例 如是水压流体、油或润滑流体、空气等。当和ULSD、生物柴油或具有低界面张力（IFTs)的其 它燃料(例如，IFTs水于约15达因/厘米)使用时，实现改善的燃料水分离性。 在一个实施方式中，过滤器可W完全有聚合物材料制成。例如，包括介质和端盖的 过滤器的两个级可W由热塑性材料制成，W便于诸如通过回收或焚化的过滤器的处置。全 部使用聚合物(例如热塑性)介质层允许相邻介质层彼此之间更好地结合。另外，与由其它 非聚合物材料制成的介质相比，聚合物介质提供更好的化学耐性/兼容性。此外，使用聚合 物介质，更容易控制特定的介质性能、例如孔径和孔径分布。 尽管过滤器将主要描述为二级配置，第一级本身可W用作单级配置，在与不同的 第二级设计的组合中使用，或者在与两个或更多个附加级的组合中使用。相似地，第二级本 身可W用作单级配置，在与不同的第一级设计的组合中使用，或者在与两个或更多个附加 级的组合中使用。 在一个实施方式中，聚结流体过滤器包括被配置成聚结流体中的水的聚合物介质 的權皱的柱体。聚合物介质的權皱的柱体具有權皱波谷、下游的權皱顶端W及下游的權皱 顶端处或附近的释放位。 在一个实施方式中，介质的權皱的柱体具有固定到端盖的两相反端，例如使用粘 接剂、使用机械紧固件或使用其它合适的固定技术将端部埋设在端盖中，端盖优选地由聚 合物(例如，热塑性)材料制成。權皱的柱体可W具有单层或多层介质。 释放位可W位于例如下游的權皱顶端和聚合物(例如热塑性)介质的非權皱的柱 体的结合部位，或者位于制成于下游的權皱顶端的开孔处。当非權皱的柱体用在權皱顶端 附近时，權皱的柱体的内部顶端和非權皱的柱体之间的距离使得两者之间没有明显的间隙 或间隔。權皱的柱体的權皱顶端可W固定到或者不固定到非權皱的柱体的外表面。而且，用 于支撑介质的支撑柱体可W放置在權皱顶端和非權皱的柱体之间，或者放置在非權皱的柱 体内并且被非權皱的柱体包围。 在二级配置的情况下，第一级放置在第二级的上游并且二者之间具有间隙。例如， 第一和第二级可W是滤中滤的配置，其中，第一级为外部级，第二级为内部级。外部级包括 配置为聚结流体中的水的聚合物(例如，热塑性)介质的權皱的柱体。權皱的柱体具有權皱 波谷、下游的權皱顶端W及下游的權皱顶端处的释放位。内部级包括包围聚合物(例如，热 塑性)介质的多级權皱的柱体的聚合物(例如，热塑性)介质的非權皱的柱体，内部级被配置 成用于从流体分离聚结水并且去除流体中小的固体污染物。 外部级和内部级可W固定到端盖。端盖可W是分开的，使得外部级包括安装到其 两相反端的端盖，内部级包括安装到其两相反端的端盖。在另一实施方式中，外部级和内部 级可W共享一个或两个端盖，由此，单个共用的端盖安装到外部级和内部级中的每一方的 一端，单个共用端盖安装到外部级和内部级的每一方的相反端。【附图说明】 图1是本专利技术的二级过滤器的一个实施例的分解图。 图2是图1的二级过滤器的组装状态的截面图。 图3是可W实施本专利技术的构思的二级过滤器的另一实施例的分解图。 图4是图1和2的二级过滤器的第一或外部级的分解图。 图5是图1和2的二级过滤器的第二或内部级的分解图。 图6A-6C示出第一级的介质层的不同的配置。 图7示出第二级的介质层的示例性配置。 图8示出一个外部级的示例，其带有制成在下游的權皱顶端的槽、孔或开口 W制成 释放位。【具体实施方式】 二级过滤器配置具有：第一级，其被配置成主要用于聚结被过滤器使用的流体中 的水；W及第二级，其被配置成用于分离流体中的聚结水，并且还用于去除流体中细小的固 体污染物。流体首先流过第一级，随后流过第二级。尽管过滤器主要被描述为具有二级配 置，但是第一级本身可W在单级配置中使用，也可W与不同于本专利技术的第二级设计组合地 使用，或者与两个或多个附加级组合使用。相似地，第二级本身可w在单级配置中使用，也 可W与不同于本专利技术的第一级设计组合地使用，或与两个或多个附加级组合地使用。 过滤器优选地配置成与燃料使用，W在燃料到达燃烧燃料的发动机之前过滤燃 料，该燃料优选地为柴油，例如化SD、生物柴油或其它具有较低IFT(界面张力）的燃料。然 而，本专利技术的过滤器的构思可W实施于需要将水从流体中分离的任何类型的流体，例如，液 压流体、油或润滑流体、空气等。 图1和2示出二级过滤器10的示例，该二级过滤器10具有:上游的第一级12,其被配 置成主要用于聚结流体中的水；W及第一级12下游的第二级14,其被配置成从流体分离聚 结水，并且还用于去除流体中细小的固体污染物。在该示例中，过滤器10是被配置成用于 夕h内流动的滤中滤的配置，第一级12为外部聚结级，第二级14为内部聚结级，外部级包围 内部级，并且在外部级与内部级之间存在间隙16。过滤器10被配置成放置在过滤器壳体中， 继而壳体被固定至过滤器头部。该类型的过滤器壳体W及实施了将过滤器壳体附着至头部 的单级过滤器的示例在公开号No. 2007/0267338的美国专利申请中被描述。 端盖18连接到第一级12的第一或上端，端盖20连接到第一级的第二或下端。端盖 18、20由例如热塑性材料的聚合物材料制成，第一级介质的端部被合适地固定至端盖，例如 使用粘接剂、将介质的端部埋设在端盖中或其它合适的固定技术。在另一实施方式中，端盖 18、20可W由例如金属的非聚合物材料制成，介质的端部使用现有技术中已知的封装材料 固定到金属端盖。 如图2所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二级流体过滤器，包括：外部聚结器级，其围绕内部分离器级并且在所述外部聚结器级与所述内部分离器级之间存在间隙，所述外部聚结器级包括被配置以聚结流体中的水的聚合物介质的褶皱的柱体，所述聚合物介质的褶皱的柱体具有褶皱波谷和下游的褶皱顶端，以及位于所述下游的褶皱顶端处或附近的释放位；所述外部聚结器级的聚合物介质的褶皱的柱体具有固定到端盖的两相反端；所述内部分离器级，其包括包围聚合物介质的多级褶皱的柱体的聚合物介质的非褶皱的柱体，所述内部分离器级被配置以从所述流体分离聚结水并且从所述流体去除小的固体污染物；以及所述内部分离器级的所述聚合物介质的非褶皱的柱体和所述聚合物介质的多级褶皱的柱体均具有固定到端盖的两相反端，其中所述外部聚结器级的聚合物介质的褶皱的柱体从上游到下游至少包括以下的层：包含聚合物非编织物的顶层，所述顶层具有大于10μm的平均纤维直径，所述顶层比所述顶层直接下游的层具有较高的孔隙率、较大的孔径、较大的平均纤维直径、较高的弗雷渗透性和较低的污染物去除效率；包含聚合物非编织物的纳米纤维层，所述纳米纤维层具有0.1至1.0μm之间的平均纤维直径；及包含聚合物非编织物的支持层，所述支持层具有大于20.0μm的平均纤维直径，所述支持层比所述支持层直接上游的层具有较高的孔隙率、较大的孔径、较大的平均纤维直径、较高的弗雷渗透性和较低的污染物去除效率。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马克·T·维克佐雷克，特里·舒尔茨，威廉·C·哈伯坎普，乔纳森·休梅克，巴里·M·弗德刚，克里斯多佛·E·霍尔姆，布莱恩·W·施万特，
申请(专利权)人：康明斯过滤IP公司，
类型：发明
国别省市：美国;US