包括具有梯度的波形过滤层的过滤介质制造技术

本发明专利技术涉及包括具有梯度的波形过滤层的过滤介质。提供了包括具有特性梯度的波形过滤层的过滤介质和相关方法。波形过滤层可以包含形成一个或更多个纤维网的纤维。在一些实施方案中，纤维的直径可以横跨波形过滤层的厚度的至少一部分而变化，以产生纤维直径梯度。梯度可以被设计成赋予过滤介质有益特性，例如低压降和长寿命。在一些实施方案中，梯度可以由描述横跨波形过滤层的厚度的至少一部分的纤维直径变化的数学方程式来表征。本文所述的过滤介质可以特别适用于涉及过滤液体的应用，但是所述介质也可以用于其他应用中。所述介质也可以用于其他应用中。所述介质也可以用于其他应用中。

【技术实现步骤摘要】
包括具有梯度的波形过滤层的过滤介质
[0001]本申请是申请日为2018年3月21日、申请号为201880019424.9、专利技术名称为“包括具有梯度的波形过滤层的过滤介质”的中国专利申请的分案申请。


[0002]本实施方案一般性地涉及过滤介质，并且更具体地，涉及包括具有特性梯度的波形过滤层的过滤介质。

技术介绍

[0003]过滤元件可以在多种应用中用于除去污染物。这样的元件可以包括可由纤维的网形成的过滤介质。过滤介质提供了允许流体(例如，气体、液体)流过介质的多孔结构。流体内包含的污染颗粒(例如，粉尘颗粒、烟尘颗粒)可以被捕获在过滤介质上或者被捕获在过滤介质中。根据应用，过滤介质可以被设计成具有不同的性能特征。

技术实现思路

[0004]提供了包括具有特性梯度的波形过滤层的过滤介质以及与其相关的有关部件、系统和方法。
[0005]在一组实施方案中，提供了过滤介质。在一个实施方案中，过滤介质包括：过滤层，所述过滤层包括定位成与细纤维网相邻的粗纤维网；和支撑层，所述支撑层保持过滤层呈波形配置并且维持过滤层的相邻波的峰和谷的分离。细纤维网具有大于或等于约0.02微米且小于或等于约0.3微米的平均纤维直径并且具有大于或等于约0.01g/m2且小于或等于约3g/m2的定重，粗纤维网具有大于或等于约0.1微米且小于或等于约30微米的平均纤维直径并且具有大于或等于约2g/m2且小于或等于约30g/m2的定重。细纤维网的平均纤维直径小于粗纤维网的平均纤维直径，过滤介质的初始压降大于或等于约1.0mm H2O且小于或等于约15.0mm H2O。
[0006]在另一个实施方案中，过滤介质包括：过滤层，所述过滤层包括定位成与细纤维网相邻的粗纤维层，所述粗纤维层包括第一粗纤维网和第二粗纤维网；和支撑层，所述支撑层保持过滤层呈波形配置并且维持过滤层的相邻波的峰和谷的分离，其中细纤维网具有大于或等于约0.02微米且小于或等于约0.3微米的平均纤维直径并且具有大于或等于约0.01g/m2且小于或等于约3g/m2的定重。沿粗纤维层的厚度的四个或更多个位置处的平均纤维直径大于或等于具有以下形式的任何指数函数：
[0007][0008]且小于或等于具有以下形式的任何指数函数：
[0009][0010]其中：
[0011]B
最小
大于或等于约1微米且小于或等于约2微米，
[0012]B
最大
大于或等于约5微米且小于或等于约15微米，
[0013]A
最小
大于约0且小于或等于约0.4，
[0014]A
最大
大于或等于约0.7且小于或等于约1.5，
[0015]x对应于沿过滤层的至少一部分的厚度的位置并且被归一化为具有大于或等于0且小于或等于1的值，以及
[0016]其中沿粗纤维层的厚度的四个或更多个位置包括第一粗纤维网的顶表面位置和底表面位置以及第二粗纤维网的顶表面位置和底表面位置。
[0017]在一个实施方案中，过滤介质包括：过滤层，所述过滤层包括定位成与细纤维网相邻的粗纤维层，所述粗纤维层包括第一粗纤维网和第二粗纤维网，其中细纤维网具有大于或等于约0.02微米且小于或等于约0.3微米的平均纤维直径并且具有大于或等于约0.01g/m2且小于或等于约3g/m2的定重；和支撑层，所述支撑层保持过滤层呈波形配置并且维持过滤层的相邻波的峰和谷的分离。沿粗纤维层的厚度的两个或更多个位置处的平均纤维直径大于或等于具有以下形式的任何指数函数：
[0018][0019]且小于或等于具有以下形式的任何指数函数：
[0020][0021]其中：
[0022]B
最小
大于或等于约1微米且小于或等于约2微米，
[0023]B
最大
大于或等于约5微米且小于或等于约15微米，
[0024]A
最小
大于约0且小于或等于约0.4，
[0025]A
最大
大于或等于约0.7且小于或等于约1.5，
[0026]x对应于沿过滤层的至少一部分的厚度的位置并且被归一化为具有大于或等于0且小于或等于1的值，以及
[0027]其中沿粗纤维层的厚度的两个或更多个位置包括第一粗纤维网的半厚度位置和第二粗纤维网的半厚度位置。
[0028]在另一个实施方案中，过滤介质包括：过滤层，所述过滤层包括定位成与细纤维网相邻的粗纤维网；和支撑层，所述支撑层保持过滤层呈波形配置并且维持过滤层的相邻波的峰和谷的分离。沿细纤维网的厚度的两个或更多个位置处的平均纤维直径和沿粗纤维网的厚度的两个或更多个位置处的平均纤维直径大于或等于具有以下形式的任何指数函数：
[0029][0030]且小于或等于具有以下形式的任何指数函数：
[0031][0032]其中：
[0033]B
最小
大于或等于约1.5微米且小于或等于约3微米，
[0034]B
最大
大于或等于约12微米且小于或等于约30微米，
[0035]A
最小
大于约0且小于或等于约1.2，
[0036]A
最大
大于或等于约1.4且小于或等于约1.75，
[0037]x对应于沿过滤层的至少一部分的厚度的位置并且被归一化为具有大于或等于0且小于或等于1的值，以及
[0038]其中沿细纤维网的厚度的两个或更多个位置包括顶表面位置和底表面位置，沿粗纤维网的厚度的两个或更多个位置包括顶表面位置和底表面位置。
[0039]在一个实施方案中，过滤介质包括：过滤层，所述过滤层包括定位成与细纤维网相邻的粗纤维网；和支撑层，所述支撑层保持过滤层呈波形配置并且维持过滤层的相邻波的峰和谷的分离。沿细纤维网的厚度的一个或更多个位置处的平均纤维直径和沿粗纤维网的厚度的一个或更多个位置处的平均纤维直径大于或等于具有以下形式的任何指数函数：
[0040][0041]且小于或等于具有以下形式的任何指数函数：
[0042][0043]其中：
[0044]B
最小
大于或等于约1.5微米且小于或等于约3微米，
[0045]B
最大
大于或等于约12微米且小于或等于约30微米，
[0046]A
最小
大于约0且小于或等于约1.2，
[0047]A
最大
大于或等于约1.4且小于或等于约1.75，
[0048]x对应于沿过滤层的至少一部分的厚度的位置并且被归一化为具有大于或等于0且小于或等于1的值，以及
[0049]其中沿细纤维网的厚度的一个或更多个位置包括细纤维网的半厚度位置，沿粗纤维网的厚度的一个或更多个位置包括粗纤维网的半厚度位置。
[0050]在另一个实施方案中，过滤介质包括过滤层和支撑层，所述支撑层保持过滤层呈波形配置并且维持过滤层的相邻波的峰和谷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种过滤介质，包括：过滤层，所述过滤层包括定位成与细纤维网相邻的粗纤维网；和支撑层，所述支撑层保持所述过滤层呈波形配置并且维持所述过滤层的相邻波的峰和谷的分离，其中：所述细纤维网具有大于或等于约0.02微米且小于或等于约0.3微米的平均纤维直径并且具有大于或等于约0.01g/m2且小于或等于约3g/m2的定重，以及所述粗纤维网具有大于或等于约0.1微米且小于或等于约30微米的平均纤维直径并且具有大于或等于约2g/m2且小于或等于约30g/m2的定重，所述细纤维网的平均纤维直径小于所述粗纤维网的平均纤维直径，以及所述过滤介质的初始压降大于或等于约1.0mm H2O且小于或等于约15.0mm H2O。2.一种过滤介质，包括：过滤层，所述过滤层包括定位成与细纤维网相邻的粗纤维层，所述粗纤维层包括第一粗纤维网和第二粗纤维网，其中所述细纤维网具有大于或等于约0.02微米且小于或等于约0.3微米的平均纤维直径并且具有大于或等于约0.01g/m2且小于或等于约3g/m2的定重，以及其中沿所述粗纤维层的厚度的四个或更多个位置处的平均纤维直径大于或等于具有以下形式的任何指数函数：且小于或等于具有以下形式的任何指数函数：其中：B
最小
大于或等于约1微米且小于或等于约2微米，B
最大
大于或等于约5微米且小于或等于约15微米，A
最小
大于约0且小于或等于约0.4，A
最大
大于或等于约0.7且小于或等于约1.5，x对应于沿所述过滤层的至少一部分的厚度的位置，并且被归一化为具有大于或等于0且小于或等于1的值，以及其中：沿所述粗纤维层的厚度的四个或更多个位置包括所述第一粗纤维网的顶表面位置和底表面位置以及所述第二粗纤维网的顶表面位置和底表面位置；以及支撑层，所述支撑层保持所述过滤层呈波形配置并且维持所述过滤层的相邻波的峰和谷的分离。3.一种过滤介质，包括：过滤层，所述过滤层包括定位成与细纤维网相邻的粗纤维层，所述粗纤维层包括第一
粗纤维网和第二粗纤维网，其中所述细纤维网具有大于或等于约0.02微米且小于或等于约0.3微米的平均纤维直径并且具有大于或等于约0.01g/m2且小于或等于约3g/m2的定重，以及其中沿所述粗纤维层的厚度的两个或更多个位置处的平均纤维直径大于或等于具有以下形式的任何指数函数：且小于或等于具有以下形式的任何指数函数：其中：B
最小
大于或等于约1微米且小于或等于约2微米，B
最大
大于或等于约5微米且小于或等于约15微米，A
最小
大于约0且小于或等于约0.4，A
最大
大于或等于约0.7且小于或等于约1.5，x对应于沿所述过滤层的至少一部分的厚度的位置，并且被归一化为具有大于或等于0且小于或等于1的值，以及其中沿所述粗纤维层的厚度的两个或更多个位置包括所述第一粗纤维网的半厚度位置和所述第二粗纤维网的半厚度位置；以及支撑层，所述支撑层保持所述过滤层呈波形配置并且维持所述过滤层的相邻波的峰和谷的分离。4.一种过滤介质，包括：过滤层，所述过滤层包括定位成与细纤维网相邻的粗纤维网，其中沿所述细纤维网的厚度的两个或更多个位置处的平均纤维直径和沿所述粗纤维网的厚度的两个或更多个位置处的平均纤维直径大于或等于具有以...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫，
申请(专利权)人：霍林斯沃思和沃斯有限公司，
类型：发明
国别省市：