多层的过滤介质制造技术

提供了可以用作过滤介质的纤维网。在一些实施方案中，过滤介质可以包括多个层。每个层可以被设计为在过滤介质中具有不同的功能。例如，第一层可以被设置为用于改进容尘量，第二层可以被设置为用于改进效率以及第三层可以被设置为用于向介质提供支承和强度。通过将层设计为具有不同的功能，每个层可以被优化以在对介质的另一层的性能不造成负面影响的情况下增强其功能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多层的过滤介质
本实施方案总体上涉及多层的过滤介质，并且具体地，涉及具有增强的物理和/或性能特征的多层的过滤介质。
技术介绍
过滤元件可以在各种应用中用于除去污染物。这种元件可以包括过滤介质，过滤介质可以由纤维网形成。纤维网提供允许流体(例如，气体、液体)流经介质的多孔结构。包含在流体内的污染物颗粒(例如，粉尘颗粒、烟尘颗粒)可以被捕获在纤维网上或纤维网中。根据应用，过滤介质可以被设计为具有不同的性能特征。在一些应用中，过滤介质可以包括多个层。尽管存在许多的多层的过滤介质，但是对介质内的层的物理和/或性能特征(例如，强度、空气阻力、效率和高容尘量)的改进是有益的。
技术实现思路
提供了具有增强的物理和/或性能特性的多层的过滤介质以及相关的制品、部件和与其相关联的方法。在一些情况下，本申请的主题包括相关产品、具体问题的替代解决方案和/或结构及组合物的多种不同用途。在一组实施方案中，提供了一种过滤介质。在一个实施方案中，过滤介质包括包含第一多根纤维的第一层，其中第一层具有第一透气率和第一平均流量孔尺寸(meanflowporesize)。过滤介质还包括包含第二多根纤维的第二层，第二多根纤维的平均纤维直径小于或等于约1微米，其中第二层具有第二透气率和第二平均流量孔尺寸。过滤介质还包括包含第三多根纤维的第三层，其中第三多根纤维包括纤维素纤维，并且其中第三层具有第三透气率和第三平均流量孔尺寸。第一透气率和第三透气率中的每个透气率大于第二透气率，和/或其中第一平均流量孔尺寸和第三平均流量孔尺寸中的每个平均流量孔尺寸大于第二平均流量孔尺寸。第一层、第二层和第三层可以是单独层。第二层位于第一层与第三层之间。在另一实施方案中，过滤介质包括包含第一多根纤维的第一层。过滤介质还包括包含第二多根纤维的第二层。过滤介质还包括包含纤维素纤维的第三层，其中第三层的透气率大于或等于约400L/m2sec并且小于或等于约2000L/m2sec，以及第三层的Mullen破裂强度大于或等于约200kPa并且小于或等于约500kPa。第二层位于第一层与第三层之间。在另一实施方案中，过滤介质包括包含第一多根纤维的第一层以及包含第二多根纤维的第二层。过滤介质还包括第三层，第三层的透气率大于或等于约400L/m2sec并且小于或等于约2000L/m2sec，以及第三层的Mullen破裂强度大于或等于约200kPa并且小于或等于约500kPa。过滤介质还包括第四层，第四层的透气率大于或等于约1000L/m2sec并且小于或等于约12000L/m2sec，第四层的单位面积重量大于或等于约5克/平方米并且小于或等于约70克/平方米，以及第四层的厚度小于或等于约0.5mm。第二层和第四层位于第一层与第三层之间，以及第四层位于第二层与第三层之间。在另一实施方案中，过滤介质包括包含第一多根纤维的第一层，其中第一层具有第一透气率和第一平均流量孔尺寸。过滤介质还包括包含第二多根纤维的第二层，其中第二层具有第二透气率和第二平均流量孔尺寸。过滤介质还包括包含第三多根纤维和多个穿孔的第三层。第一透气率大于第二透气率，和/或第一平均流量孔尺寸大于第二平均流量孔尺寸。在另一实施方案中，过滤介质包括包含多根纤维的第一层。过滤介质还包括包含纤维素纤维和多个穿孔的第二层。在另一实施方案中，过滤介质包括包含第一多根纤维的第一层，其中第一多根纤维是通过熔喷工艺或离心纺丝工艺形成的合成纤维，以及其中第一多根纤维的平均纤维直径大于约1.5微米。过滤介质还包括包含第二多根纤维的第二层，其中第二多根纤维是通过熔喷工艺或离心纺丝工艺形成的合成纤维，以及其中第二多根纤维的平均纤维直径小于或等于约1.5微米。过滤介质还包括包含第三多根纤维的第三层，其中第三多根纤维包括纤维素纤维。第二层位于第一层与第三层之间。在另一组实施方案中，提供了一种形成过滤介质的方法。该方法包括设置包括多根纤维的第一层。该方法还包括设置包括纤维素纤维和多个穿孔的第二层。该方法还包括组合第一层和第二层。当结合附图考虑时，由下面详细描述的本专利技术的各种非限制性实施方案，本专利技术的其他优点和新颖特征将变得明显。在本说明书和通过引用并入的文献包含矛盾和/或不一致的公开内容的情况下，以本说明书为准。如果通过引用并入的两个或更多个文献包括相对于彼此矛盾和/或不一致的公开内容，那么以生效日期在后的文件为准。附图说明本专利技术的非限制性实施方案将通过举例的方式参照附图进行描述，所述附图是示例性的并非旨在按比例绘制。在附图中，每个示出的相同或几乎相同的部件通常是以单一附图标记表示。为了清楚起见，在不需要图解来使得本领域普通技术人员理解本专利技术的地方，不是每个部件都被标记，也不是本专利技术的每个实施方案中的每个部件都被示出。在附图中：图1是示出根据一组实施方案的过滤介质的截面的示意图；图2是示出根据一组实施方案的过滤介质的截面的示意图；图3A至图3B是示出根据一组实施方案的包括穿孔的过滤介质的截面和穿孔的截面的示意图；以及图4是示出根据一组实施方案的不同图案的穿孔的示意图。具体实施方式本文中描述了过滤介质。在一些实施方案中，过滤介质可以包括多个层。每个层可以被设计为在过滤介质中具有不同功能。例如，第一层可以被设置为用于改进容尘量，第二层被设置为用于改进效率以及第三层被设置为用于向介质提供支承和强度。通过将层设计为具有不同的主要功能，每个层可以被优化以在基本上对介质的另一层的性能不造成负面影响的情况下增强其功能。如本文所描述的过滤介质特别适合于包括过滤燃料、空气和润滑油的应用，不过介质还可以用于其他应用(例如，液压应用)中。图1示出了包括多个层的过滤介质的实施例。如图1说明性示出的，以截面示出的过滤介质10可以包括第一层15、第二层20以及第三层25。如上所述，介质的层中的每个层可以被设计为用于特定的主要目的。例如，在一组实施方案中，第一层可以用于给予介质良好的容尘特性，第二层可以用作效率层，以及第三层可以用于向介质提供支承和强度。在一些这样的实施方案中，因为对层预期的给予效率特征，所有第二层可以包含第二多根纤维并且第二层的透气率低于第一层和/或第三层的透气率。第三层可以向介质提供支承和强度，同时具有高透气率，从而基本上不影响整个介质的阻力。如下面所进一步描述的，可以通过包括减少整个层的阻力的层中的穿孔和/或通过将层设计为具有高透气率和相对高的强度来实现第三层的高透气率。相比之下，在一些现有的介质中，支承和/或强度可以设置在用作效率层的同一层中；然而，在某些实施方案中，将两个功能组合在一层中以形成复合层可以危及每个功能的有效性。例如，针对被设计为具有支承和效率功能两者的复合层，存在强度与过滤性能之间的权衡。例如，改变复合层的物理结构以优化其结构支承作用可能对该层的透气率有不利影响和/或可能降低过滤效率。此外，在其他现有的过滤介质和/或过滤元件中，包括非纤维支承层例如由线或网形成的层以为过滤介质提供其他支承。通常，额外的非纤维支承层可以具有零或小的过滤性能，并且需要额外的制造步骤和/或专门的设备来生产。在一些情况下，使用额外的层可能增大制造过滤介质和/或过滤元件的难度和/或成本。当层旨在用作一个主要功能时，如本文中某些实施方案中所描述的，在不危及过滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过滤介质，包括：包括第一多根纤维的第一层，其中所述第一层具有第一透气率和第一平均流量孔尺寸；包括第二多根纤维的第二层，所述第二多根纤维的平均纤维直径小于或等于约1微米，其中所述第二层具有第二透气率和第二平均流量孔尺寸；以及包括第三多根纤维的第三层，其中所述第三多根纤维包括纤维素纤维，并且其中所述第三层具有第三透气率和第三平均流量孔尺寸，其中所述第一透气率和所述第三透气率中的每个透气率大于所述第二透气率，和/或其中所述第一平均流量孔尺寸和所述第三平均流量孔尺寸中的每个平均流量孔尺寸大于所述第二平均流量孔尺寸，其中所述第一层、所述第二层和所述第三层是单独层，及其中所述第二层位于所述第一层与所述第三层之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.02.25 US 13/775,4201.一种过滤介质，包括包括第一多根纤维的第一层，其中所述第一多根纤维包括合成纤维，以及其中所述第一层具有第一透气率和第一平均流量孔尺寸；包括第二多根纤维的第二层，其中所述第二多根纤维包括合成纤维，以及其中所述第二层具有第二透气率和第二平均流量孔尺寸；以及包括第三多根纤维的第三层，其中所述第三多根纤维包括合成纤维，以及其中所述第三层具有第三透气率和第三平均流量孔尺寸；其中所述第一透气率和所述第三透气率中的每个透气率大于所述第二透气率，和/或其中所述第一平均流量孔尺寸和所述第三平均流量孔尺寸中的每个平均流量孔尺寸大于所述第二平均流量孔尺寸，其中所述第一层、所述第二层和所述第三层是单独层，其中所述第二层位于所述第一层与所述第三层之间，及其中根据标准ISO19438测量，所述过滤介质对于4微米或更大的颗粒的初始效率大于或等于80％，及其中所述过滤介质的透气率小于或等于600L/(m2·s)。2.一种过滤介质，包括包括第一多根纤维的第一层，其中所述第一层具有第一透气率和第一平均流量孔尺寸；包括第二多根纤维的第二层，其中所述第二多根纤维包括原纤化纤维，以及其中所述第二层具有第二透气率和第二平均流量孔尺寸；以及包括第三多根纤维的第三层，其中所述第三多根纤维包括纤维素纤维或合成纤维，以及其中所述第三层具有第三透气率和第三平均流量孔尺寸；其中所述第一透气率和所述第三透气率中的每个透气率大于所述第二透气率，和/或其中所述第一平均流量孔尺寸和所述第三平均流量孔尺寸中的每个平均流量孔尺寸大于所述第二平均流量孔尺寸，其中所述第一层、所述第二层和所述第三层是单独层，其中所述第二层位于所述第一层与所述第三层之间，及其中根据标准ISO19438测量，所述过滤介质对于4微米或更大的颗粒的初始效率大于或等于80％，及其中所述过滤介质的透气率小于或等于600L/(m2·s)。3.一种过滤介质，包括包括第一多根纤维的第一层，其中所述第一层具有第一透气率和第一平均流量孔尺寸；包括第二多根纤维的第二层，其中所述第二多根纤维包括原纤化纤维，以及其中所述第二层具有第二透气率和第二平均流量孔尺寸；以及包括第三多根纤维的第三层，其中所述第三多根纤维包括纤维素纤维或合成纤维，以及其中所述第三层具有第三透气率和第三平均流量孔尺寸；其中所述第一透气率和所述第三透气率中的每个透气率大于所述第二透气率，和/或其中所述第一平均流量孔尺寸和所述第三平均流量孔尺寸中的每个平均流量孔尺寸大于所述第二平均流量孔尺寸，其中所述第一层、所述第二层和所述第三层是单独层，其中所述第三层位于所述第一层与所述第二层之间，及其中根据标准ISO19438测量，所述过滤介质对于4微米或更大的颗粒的初始效率大于或等于80％，及其中所述过滤介质的透气率小于或等于600L/(m2·s)。4.一种过滤介质，包括包括第一多根纤维的第一层，其中所述第一层具有第一透气率和第一平均流量孔尺寸；包括第二多根纤维的第二层，其中所述第二多根纤维包括纤维素纤维，以及其中所述第二层具有第二透气率和第二平均流量孔尺寸；以及包括第三多根纤维的第三层，其中所述第三多根纤维包括合成纤维，以及其中所述第三层具有第三透气率和第三平均流量孔尺寸；其中所述第一透气率和所述第三透气率中的每个透气率大于所述第二透气率，和/或其中所述第一平均流量孔尺寸和所述第三平均流量孔尺寸中的每个平均流量孔尺寸大于所述第二平均流量孔尺寸，其中所述第一层、所述第二层和所述第三层是单独层，其中所述第三层位于所述第一层与所述第二层之间，及其中根据标准ISO19438测量，所述过滤介质对于4微米或更大的颗粒的初始效率大于或等于80％，及其中所述过滤介质的透气率小于或等于600L/(m2·s)。5.一种过滤介质，包括：包括第一多根纤维的第一层，其中所述第一层具有第一透气率和第一平均流量孔尺寸；包括第二多根纤维的第二层，其中所述第二层具有第二透气率和第二平均流量孔尺寸；以及包括第三多根纤维的第三层，其中所述第三多根纤维包括纤维素纤维，并且其中所述第三层具有第三透气率和第三平均流量孔尺寸，其中所述第一透气率和所述第三透气率中的每个透气率大于所述第二透气率，和/或其中所述第一平均流量孔尺寸和所述第三平均流量孔尺寸中的每个平均流量孔尺寸大于所述第二平均流量孔尺寸，其中所述第一层、所述第二层和所述第三层是单独层，其中所述第二层位于所述第一层与所述第三层之间，及其中根据标准ISO19438测量，所述过滤介质对于4微米或更大的颗粒的初始效率大于或等于80％，及其中所述过滤介质的透气率小于或等于600L/(m2·s)。6.一种过滤介质，包括：包括第一多根纤维的第一层，其中所述第一层具有第一透气率和第一平均流量孔尺寸；包括第二多根纤维的第二层，其中所述第二层具有第二透气率和第二平均流量孔尺寸；以及包括第三多根纤维的第三层，其中所述第三层具有第三透气率和第三平均流量孔尺寸，所述第三透气率大于或等于400L/(m2·s)并且小于或等于2000L/(m2·s)，以及所述第三层的Mullen破裂强度大于或等于200kPa并且小于或等于500kPa，所述第三多根纤维包括纤维素纤维，其中所述第二层位于所述第一层与所述第三层之间，及其中根据标准ISO19438测量，所述过滤介质对于4微米或更大的颗粒的初始效率大于或等于80％，及其中所述过滤介质的透气率小于或等于600L/(m2·s)。7.一种过滤介质，包括：包括第一多根纤维的第一层，其中所述第一层具有第一透气率和第一平均流量孔尺寸；包括第二多根纤维的第二层，其中所述第二层具有第二透气率和第二平均流量孔尺寸；包括第三多根纤维的第三层，所述第三层具有第三透气率和第三平均流量孔尺寸，所述第三透气率大于或等于400L/(m2·s)并且小于或等于2000L/(m2·s)，以及所述第三层的Mullen破裂强度大于或等于200kPa并且小于或等于500kPa；第四层，所述第四层具有第四透气率和第四平均流量孔尺寸，所述第四透气率大于或等于1000L/(m2·s)并且小于或等于12000L/(m2·s)，所述第四层的单位面积重量大于或等于5克/平方米并且小于或等于70克/平方米，以及所述第四层的厚度小于或等于0.5mm；以及其中所述第二层和所述第四层位于所述第一层与所述第三层之间，其中所述第四层位于所述第二层与所述第三层之间，及其中根据标准ISO19438测量，所述过滤介质对于4微米或更大的颗粒的初始效率大于或等于80％，及其中所述过滤介质的透气率小于或等于600L/(m2·s)。8.一种过滤介质，包括：包括第一多根纤维的第一层，其中所述第一层具有第一透气率和第一平均流量孔尺寸；包括第二多根纤维的第二层，其中所述第二层具有第二透气率和第二平均流量孔尺寸；以及包括第三多根纤维和多个穿孔的第三层，其中所述第三层具有第三透气率和第三平均流量孔尺寸，其中所述第一透气率大于所述第二透气率，和/或其中所述第一平均流量孔尺寸大于所述第二平均流量孔尺寸，及其中根据标准ISO19438测量，所述过滤介质对于4微米或更大的颗粒的初始效率大于或等于80％，及其中所述过滤介质的透气率小于或等于600L/(m2·s)。9.一种过滤介质，包括：包括第一多根纤维的第一层，其中所述第一层具有第一透气率和第一平均流量孔尺寸；以及包括第二多根纤维和多个穿孔的第二层，其中所述第二层具有第二透气率和第二平均流量孔尺寸，所述第二多根纤维包括纤维素纤维，其中根据标准ISO19438测量，所述过滤介质对于4微米或更大的颗粒的初始效率大于或等于80％，及其中所述过滤介质的透气率小于或等于600L/(m2·s)。10.一种如权利要求1-9中任一项所述的过滤介质，其中所述第二多根纤维的平均纤维直径小于或等于1微米。11.根据权利要求1-8中的任一项所述的过滤介质，其中所述第一透气率和所述第三透气率中的每个透气率大于所述第二透气率。12.根据权利要求6-8中的任一项所述的过滤介质，其中所述第一平均流量孔尺寸和所述第三平均流量孔尺寸中的每个平均流量孔尺寸大于所述第二平均流量孔尺寸。13.根据权利要求1-9中的任一项所述的过滤介质，其中所述第一透气率大于所述第二透气率。14.根据权利要求6-9中的任一项所述的过滤介质，其中所述第一平均流量孔尺寸大于所述第二平均流量孔尺寸。15.根据权利要求1-9中的任一项所述的过滤介质，其中所述第二平均流量孔尺寸大于或等于70微米并且小于或等于90微米。16.根据权利要求1-9中的任一项所述的过滤介质，其中所述第二平均流量孔尺寸大于或等于1微米并且小于或等于10微米。17.根据权利要求1-9中的任一项所述的过滤介质，其中所述第二平均流量孔尺寸大于或等于40微米并且小于或等于70微米。18.根据权利要求2-9中的任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：马特·纳吉，斯文·西格勒，
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：美国;US