含有熔喷纤维的液体过滤介质制造技术

披露了一种被配置和安排以置于燃料流中的过滤器和过滤介质。所述过滤器和过滤介质允许对液体燃料如柴油燃料进行过滤。在某些实施例中，所述过滤介质包括介质纤维，如熔喷聚酯，以及支架纤维，也如熔喷聚酯，具有的直径大于所述介质纤维。所述介质和支架纤维组合以产生介质结构，所述介质结构具有低固体性和相对低的压缩率，并且含有避免所述过滤器因燃料降解产物而过早结垢的孔结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含有熔喷纤维的液体过滤介质本申请是作为一个PCT国际专利申请于2012年8月9日以唐纳森（Donaldson）公司（一个美国国家公司，作为除美国外所有国家指定的申请人），以及美国公民MikeJ.Madsen、和美国公民BrianBabcock（作为仅对美国的指定的申请人）的名义进行提交的，并且要求了于2011年8月12日提交的美国临时专利申请序列号61/523,068的优先权，通过引用将它们的内容结合在此。
本专利技术是针对过滤介质、过滤元件以及过滤液体燃料的方法。具体地，本专利技术是针对用于将燃料降解产物（FDP）和其他污染物从液体燃料中去除的过滤介质。
技术介绍
液体燃料如柴油燃料用于具有不同构型和尺寸的内燃发动机中。通常必须对此类燃料进行过滤以便去除微粒污染物，否则这些微粒污染物可能造成发动机性能上的重大问题，并且可能导致发动机损坏。用于去除这些微粒污染物的过滤介质通常需要去除非常高百分比的颗粒，使得使用具有紧密孔结构的过滤介质成为必需。在不具有此类紧密孔结构的情况下，不可接受水平的颗粒可能穿过所述过滤介质并且有害地影响发动机性能。目前用于将微粒污染物从燃料流中去除的一种介质是熔喷介质。尽管熔喷介质可以充分进行将微粒污染物从液体燃料中去除，但所述熔喷介质可能因除了传统微粒污染物以外的其他污染物的积聚而易于结垢。这种过早结垢在燃料经历反复的加热和冷却循环的情况下表现得特别明显，例如，在许多柴油发动机上使用的共用轨道系统中。在此类系统中，将柴油燃料在高压下从燃料箱沿着连接到多个燃料注入器的一个共用导管（或共用轨道）进行泵送。柴油燃料中的一些穿过这些燃料注入器并且进行燃烧，但剩余燃油燃料由于沿着共用轨道向下行进穿过热柴油发动机的多个部分而在升高的温度下被输送回燃料箱。一旦回到箱中，燃料迅速冷却。据信，燃料的加热和冷却的反复循环促进燃料降解产物的产生，这些燃料降解产物加速传统燃料过滤介质的结垢。除了由于加热和冷却循环而产生的阻塞过滤器的材料之外，可能降低燃料过滤器性能的另外的污染物源包括在不同生物柴油混合物中存在的成分。尽管与在加热和冷却循环过程中形成的燃料降解产物在来源上通常不同，但这些污染物也可能通过累积在过滤介质上而造成燃料过滤器寿命的显著减少。最后，甚至燃料的正常老化，尤其当它在升高的温度下发生时，可能导致产生进一步限制燃料过滤器寿命的燃料污染物，这是由于过滤介质与否则在只存在硬颗粒污染物时将会预期发生的相比更早地发生结垢和阻塞。因此，存在对于可以用于将污染物材料从液体燃料流中去除的过滤介质、过滤元件以及过滤方法的实质性需要。
技术实现思路
本专利技术是针对被配置和安排以置于流体燃料流中的过滤介质、针对使用所述过滤介质制造的过滤元件、以及针对过滤燃料流的方法。这些过滤介质和元件被配置用于可以含有除常规硬颗粒以外的不同的其他污染物的燃料的应用中。这些另外的污染物可以包括（例如）蜡、沥青质、甾醇葡糖苷、固醇葡糖苷、甾醇糖苷、以及各种燃料降解产物（FDP）。共同地，这些另外的污染物可以被称为燃料污染产物（FCP）。尤其对于柴油燃料过滤，所述过滤介质尤其被配置为去除燃料降解产物（FDP）、以及类似的燃料污染产物（FCP）。在一个第一示例实施例中，所述过滤介质包括一个上游过滤介质层以及一个下游过滤介质层。所述上游过滤介质层含有熔喷的聚合物纤维，如聚酯纤维。所述下游过滤介质层包含纤维素纤维。在这个示例实施例中，可以将含有熔喷纤维的上游介质层层压到所述下游纤维素介质上。所述上游介质层以这种方式来去除燃料降解产物，使过滤器寿命相对于现有技术过滤介质得以保持或者甚至延长。所述下游纤维素层起到双重作用：作为所述上游过滤层的一个支撑层，同时还起到将硬颗粒从所述燃料流中去除的作用。这些燃料降解产物的上游去除避免了所述下游纤维素层因燃料降解产物而结垢，从而允许所述下游纤维素层捕获硬颗粒而无过早结垢，尽管具有紧密孔结构。此外，在某些实施例中，与无这个（或这些）含有熔喷纤维的上游介质层时另外将可能的情况相比，所述下游纤维素层可以用更紧密的孔结构来构造，因为这个（或这些）上游层去除了否则将使更紧密的孔结构过早结垢的燃料降解产物（或燃料污染产物）。更总体地说，本专利技术是针对允许去除污染物如燃料降解产物和其他燃料污染产物的各种过滤器构造。此类过滤器构造可以包括，例如，一个或多个过滤介质区域，所述过滤介质含有至少以下两种类型的纤维的混合物：（1）一种介质纤维以及（2）一种支架纤维。介质纤维通常是为介质提供主要的过滤特性如可控的孔径、渗透性以及效率的纤维。根据本专利技术使用的介质纤维可以是，例如，熔喷纤维、玻璃纤维或碳纤维。所述支架纤维可以是，例如，一种熔喷的或双组份的纤维。合适的熔喷纤维尤其包括聚酯纤维。所述支架纤维为所述介质纤维提供了支撑，并且为所述介质增加了改进的处理性、增加了更大的强度、并且产生了更低的压缩率。使用所述支架纤维降低了压缩率，并且允许更低的固体性、增加了拉伸强度，并且改进了介质纤维如熔喷纤维或玻璃纤维与加入所述介质层或过滤元件中的其他亚微米纤维材料之间的粘合。通常，所述介质纤维具有的直径比所述支架纤维小得多。在多个示例实施例中，所述介质纤维具有小于5微米的平均直径，而所述支架纤维具有大于5微米的平均直径。更典型地，所述介质纤维将具有从0.1微米至20微米、并且任选地从0.1微米至15微米的平均直径。在一些实现方式中，所述介质纤维将具有从0.4微米至12微米、并且在一些实现方式中从0.4微米至6.5微米的平均直径。具有的平均直径小于10微米、小于7.5微米、小于6.5微米、以及小于5微米的介质纤维经常是所希望的。所述支架纤维将典型地具有从5微米至40微米、更典型地从7微米至20微米、并且经常从10微米至14微米的直径。在某些实现方式中，所述支架纤维将具有大于5微米、大于7微米、大于10微米、大于20微米、或大于30微米的平均直径。将值得注意的是，所述介质纤维和所述支架纤维两者的直径可以是可变的。在一些情况下，这些纤维直径将沿着它们的长度而变化，而更常见地将结合具有不同直径的多种不同纤维。应理解的是，如在此使用的，纤维直径是基于所述介质中存在的纤维的平均纤维直径。根据本专利技术制成的过滤介质、以及尤其所述介质的与隔离FDP（以及相关的污染物）相关的部分的另一个特征是所述介质典型地具有相对低的固体性水平。如在此使用的，固体性是所述固体纤维体积除以所讨论的过滤介质的总体积，通常表示为百分数。在一个典型的实现方式中，与隔离FDP相关的所述过滤介质的固体性为小于15%、更典型地小于12%、并且更经常地小于10%。在某些实施例中，所述固体性是小于9%、小于8%、或小于7%。根据本专利技术制成的过滤介质的一个另外的特征是，它是相对不可压缩的，尤其是相对于所述介质的固体性而言。在一个第一示例实施例中，所述过滤介质在1.24kg/cm2的压力下具有小于40%的压缩率。在其他实现方式中，所述过滤介质具有在1.24kg/cm2的压力下小于30%、在1.24kg/cm2的压力下小于20%、以及在1.24kg/cm2的压力下小于10%的压缩率。因此应将理解的是，本专利技术的过滤介质、至少所述介质中最适合于FDP去除的部分将典型地具有相对较低的固体性以及相对较低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于过滤液体燃料的过滤器，所述过滤器包括：过滤介质，所述过滤介质被配置和安排以置于液体燃料流中，所述过滤介质包括：a)介质纤维；以及b)具有的平均直径大于所述介质纤维的支架纤维，其中所述介质纤维和支架纤维中的至少一种包括熔喷纤维；其中所述过滤介质具有小于600的压缩率固体性因子，其中所述压缩率固体性因子是压缩率百分比乘以固体性百分比；并且其中所述固体性是固体纤维体积除以过滤介质的总体积。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.08.12 US 61/523,0681.一种用于过滤液体燃料的过滤器，所述过滤器包括：过滤介质，所述过滤介质被配置和安排以置于液体燃料流中，所述过滤介质包括：a)介质纤维；以及b)具有的平均直径大于所述介质纤维的支架纤维，其中所述介质纤维和支架纤维中的至少一种包括熔喷纤维；其中所述过滤介质具有小于600的压缩率固体性因子，其中所述压缩率固体性因子是压缩率百分比乘以固体性百分比；并且其中所述固体性是固体纤维体积除以过滤介质的总体积。2.如权利要求1所述的用于过滤液体燃料的过滤器，其中所述介质纤维和支架纤维两者均包括熔喷纤维。3.如权利要求1所述的用于过滤液体燃料的过滤器，其中所述支架纤维包括双组分纤维。4.如权利要求1所述的用于过滤液体燃料的过滤器，其中所述介质纤维具有小于5微米的平均直径。5.如权利要求1所述的用于过滤液体燃料的过滤器，其中所述支架纤维具有大于5微米的平均直径。6.如权利要求1所述的用于过滤液体燃料的过滤器，其中所述过滤介质具有小于300的压缩率固体性因子。7.如权利要求1所述的用于过滤液体燃料的过滤器，其中所述过滤介质具有小于150的压缩率固体性因子。8.如权利要求1所述的用于过滤液体燃料的过滤器，其中所述过滤介质具有小于12％的固体性。9.如权利要求1所述的用于过滤液体燃料的过滤器，其中所述过滤介质在1.24kg/cm2的压力下具有小于40％的压缩率。10.如权利要求1所述的用于过滤液体燃料的过滤器，其中所述过滤介质在1.24kg/cm2的压力下具有小于20％的压缩率。11.如权利要求1所述的用于过滤液体燃料的过滤器，其中所述过滤介质在1.24kg/cm2的压力下具有小于10％的压缩率。12.如权利要求1所述的用于过滤液体燃料的过滤器，其中所述过滤介质具有比平均流量孔径大出至少200％的最大流量孔径。13.如权利要求1所述的用于过滤液体燃料的过滤器，其中所述过滤介质具有小于15微米的平均流量孔径。14.如权利要求1所述的用于过滤液体燃料的过滤器，其中所述过滤介质具有至少20微米的众数流量孔径。15.如权利要求1所述的用于过滤液体燃料的过滤器，其中所述过滤介质具有上游部分和下游部分，并且其中所述上游部分具有的孔径众数大于所述下游部分的孔径众数。16.如权利要求1所述的用于过滤液体燃料的过滤器，进一步包括第二过滤介质，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·J·马德森，B·巴布科克，
申请(专利权)人：唐纳森公司，
类型：发明
国别省市：美国,US