聚结式过滤器制造技术

本发明专利技术涉及一种过滤器单元，用于过滤被油污染的压缩气体，特别是压缩空气，其中所述过滤器单元包含用于聚结所述压缩气体中包含的污染物的聚结式过滤器，所述污染物特别为油。所述聚结式过滤器包括外壳，该外壳具有用于将所述气体供应到设置于所述外壳中的主聚结介质的气体供给，所述气体沿流动方向流动，其中所述主聚结介质包含至少一层第一层第一多孔聚结介质和邻近所述第一层第一多孔聚结介质的第二层第二多孔聚结介质，其中在2N/cm2的压强下测量时，所述主聚结介质具有至少3.5mm的总厚度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
根据第一个权利要求的前序部分，本专利技术涉及一种过滤器单元，用于过滤被油污染的压缩气体，特别是压缩空气，其中所述过滤器单元包含用于聚结所述压缩气体中包含的污染物的聚结式过滤器(coalescence filter)，所述污染物特别为油。
技术介绍
很多目前的系统和工艺采用压缩气体，特别是压缩空气，用于各种目的，包括自动操作，用于引起移位或运动等。在存在与压缩空气直接接触的典型应用中，诸如在汽车部件的最后修整中、人类的呼吸中、食物包装中等，期望使用具有尽可能高纯度的压缩空气。压缩器的进气(特别是空气)的过滤主要被提供来使得其中存在的污染物的浓度达到最小并减少压缩器在吸入口位置处的磨损。因此，大气可包含0.05-0.5mg/m3的未燃烧的油微粒。源于压缩器的压缩气体特别是压缩空气的过滤，主要面临固体微粒物质、水和油的去除。油主要以油滴、雾和蒸汽的形式存在，水主要以水蒸气、雾、水滴的形式并作为液体酸浓缩液存在，固体微粒可例如为微生物、灰尘和铁锈微粒。压缩空气的污染因此尤其可归因于已经存在于进气中的污染物，但是还可归因于当使用油润滑空气压缩器时在压缩过程中油的蒸发以及磨损。大量空气压缩器在压缩阶段使用油，用于密封和润滑目的并用作冷却剂。由于现代集成气/油分离器中压缩器的效率，在压缩过程中的油传送通常小于5mg/m3。现代压缩器装置除了压缩器之外还包含用于压缩空气的净化的一个或更多过滤器和干燥器。ISO8573-1:2010空气质量标准被发展为用于测量并表示压缩器中不同位置处的空气纯度的标准方法。为了允许移除油以达到足够低的浓度，压缩空气通常在数个连续步骤中经受过滤。为了从压缩空气移除油雾和油蒸汽，通常利用一组两个或更多个连续的聚结式过滤器，特别是用于去除大多数油雾的预过滤器，跟随将剩余油雾去除至设想水平的高效聚结式过滤器。除了油雾，聚结式过滤器还可去除非常小的固体微粒，例如达到0.01微米的微粒。每个聚结式过滤器位于其自己的外壳中。为了确
保最佳净化，用于去除油蒸汽的水分离器和活性炭过滤器通常在聚结式过滤器之前。经过一定时间，已经开发了装配工具，这使得能够容易安装一系列连续的过滤器。对污染物的去除或降低浓度的省略可能在利用压缩空气的安装中带来问题，并引起阀、气缸、空气发动机、利用空气的设备、制造工厂的损坏或阻塞，并可能引起不期望的产品污染。除了压缩空气系统本身的这些问题，微粒、油及微生物的释放可能导致不健康且不安全的环境。使用污染的压缩空气通常导致低效生产过程、产品浪费、降低的生产效率以及增加的生产成本。US-A-4,124,360描述了一种过滤器装置，包括：用于聚结由压缩器供应的压缩空气中包含的大部分油的预过滤器以及用于聚结源于预过滤器的空气中存在的残余油的聚结介质。聚结式过滤器关于预过滤器同心布置，空气层位于两个过滤器之间。源于预过滤器的聚结的油被断断续续地去除。可以确信，通过以两个步骤执行聚结，特别是粗过滤过后细过滤，并通过断断续续地排放聚结的油，可实现压缩空气的更好净化。为了实现期望的纯度，通过两个连续聚结式过滤器过滤压缩空气是有用的，其中第一过滤器用于将油量降低到大约0.1mg/m3，而随后的第二过滤器用于将压缩空气中存在的油量进一步降低到0.01mg/m3。利用两个连续聚结式过滤器的已知过滤器设备存在以下缺点：聚结式过滤器占用相对较大的空间。
技术实现思路
因此，需要一种用于空气压缩器的压缩空气过滤器单元，在不降低压缩空气的纯度的情况下，其比目前使用的压缩空气过滤器单元更紧凑。根据本专利技术，这通过示出第一权利要求的技术特征的过滤器单元来实现。另外，本专利技术的过滤器单元的特征在于：所述聚结式过滤器包括外壳，该外壳具有用于将所述气体供应到设置于所述外壳中的主聚结介质的气体供给，所述气体沿流动方向流动，其中所述主聚结介质包含至少一层第一层第一多孔聚结介质和邻近所述第一层第一多孔聚结介质的第二层第二多孔聚结介质，其中在2N/cm2的压强下测量时，所述主聚结介质具有至少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，特别地至少7.5mm的总厚度。在本专利技术的背景下，所述第一聚结介质和所述第二聚结介质可为相同的或不同的。在本专利技术的范围内，词语“总厚度”意指在主聚结介质受到2N/cm2的环境压力的同时沿气体流过聚结式过滤器且因此流过聚结介质的方向测量的主聚结介质的厚度。在本专利技术的范围内，词语“邻近”意指第一多孔聚结介质和第二多孔聚结介质以彼
此接触的方式相对彼此布置，特别地，第一聚结介质的表面接触第二聚结介质的邻接接触表面。通过这种邻近定位，没有或仅有最少空气层存在于第一聚结介质和第二聚结介质之间。专利技术人已经惊喜地发现，尽管通过将两个或更多聚结介质结合成放置在一个外壳中的单个主聚结介质而使聚结介质存在更大总层厚，但是与通常两个或更多聚结式过滤器被连续放置在它们各自的外壳中的现有技术相比，聚结式过滤器上的总压降可显著降低。专利技术人还发现，离开聚结式过滤器的净化的压缩空气展现所预期的高纯度，并且尽管在连续的聚结式过滤器之间没有排放聚结油，但是该纯度不会受到不利影响。相反，离开聚结式过滤器的压缩空气的纯度变得甚至优于通过可能或可能不放置在单独外壳中并且其中提供中间排放的两个连续的聚结式过滤器实现的纯度。这令人惊讶。专利技术人将观察的过滤器单元上降低的压降归因于彼此支持并加强的各因素的组合。压降的第一降低归因于外壳压降的降低。专利技术人已经发现，由于所有聚结介质被结合在一个外壳中，所以由于外壳引起的压降仅发生一次。另一方面，在包含各自位于其自身的外壳中的两个或更多个聚结式过滤器的现有技术的过滤器单元的情况下，观察到每个聚结式过滤器的每个外壳上的压降。第二压降的降低归因于连续的聚结介质的邻近定位，其引起与聚结介质关联的毛细压力的降低。专利技术人已经观察到，聚结油在离开第一聚结介质并进入下一邻近聚结介质时克服的毛细压力大致可由于随后的聚结介质的邻近定位并且在两个介质之间不存在空气层而降低。毛细压力被限定为聚结液体当流入非润湿性的(例如，防油)聚结介质的孔隙中时所必须克服的压力以及当离开润湿性(例如，吸油)聚结介质时所必须克服的压力。当主聚结介质仅仅由润湿性或非润湿性材料制成时，该压力下降特别显著。而且，专利技术人已经发现，通道压力(其为油移动通过主聚结介质期间所必须克服的阻力)与毛细压力相比也受限且较小。这令人惊讶，因为在现有技术中限制或降低聚结介质的层厚是有利的，以便例如通过应用有限层多孔材料来使通道压力和与其关联的过滤层上的压降保持较低来提高过滤器性能。本专利技术现在不仅能够提高过滤器效率和提供较高纯度的过滤的压缩气体(特别是压缩空气)，而且能够降低聚结式过滤器上的压降，并因此提高过滤器性能并显著降低净化压缩气体的能量消耗。为了现有过滤器设备的实用性并从经济角度出发，所述主聚结介质优选具有最大50mm，优选地最大40mm，更优选地最大30mm，最优选地最大25mm，特别地最大
20mm的总厚度。事实上专利技术人已经发现，具有更大厚度的主聚结介质并没有显著提高过滤效率并且材料费用可能不成比例地变高。而且，随着厚度进一步增加，存在通道压力上升得太高的风险。也就是说本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过滤器单元，用于过滤被油污染的压缩气体，特别是压缩空气，其中所述过滤器单元包含用于聚结所述压缩气体中包含的污染物的聚结式过滤器，所述污染物特别为油，其特征在于，所述聚结式过滤器包括外壳，该外壳具有用于将所述气体供应到设置于所述外壳中的主聚结介质的气体供给，所述气体沿流动方向流动，其中所述主聚结介质包含至少一层第一层第一多孔聚结介质和邻近所述第一层第一多孔聚结介质的第二层第二多孔聚结介质，其中在2N/cm2的压强下测量时，所述主聚结介质具有至少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，特别地至少7.5mm的总厚度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.08 BE BE2014/0669;2013.11.27 US 61/909,4311.一种过滤器单元，用于过滤被油污染的压缩气体，特别是压缩空气，其中所述过滤器单元包含用于聚结所述压缩气体中包含的污染物的聚结式过滤器，所述污染物特别为油，其特征在于，所述聚结式过滤器包括外壳，该外壳具有用于将所述气体供应到设置于所述外壳中的主聚结介质的气体供给，所述气体沿流动方向流动，其中所述主聚结介质包含至少一层第一层第一多孔聚结介质和邻近所述第一层第一多孔聚结介质的第二层第二多孔聚结介质，其中在2N/cm2的压强下测量时，所述主聚结介质具有至少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，特别地至少7.5mm的总厚度。2.根据权利要求1所述的过滤器单元，其中所述主聚结介质具有最大50mm，优选地最大40mm，更优选地最大30mm，最优选地最大25mm，特别地最大20mm的厚度。3.根据权利要求1或2所述的过滤器单元，其中所述主聚结介质由对于要聚结的污染物为润湿性的多层材料或者对于要聚结的污染物为非润湿性的多层材料制成。4.根据权利要求3所述的过滤器单元，其中所述主聚结介质由多层亲油性或疏油性材料组成。5.根据权利要求1或2所述的过滤器单元，其中所述主聚结介质在相对于所述气体供给的上游位置处包含对于要聚结的混合物为润湿性的多层材料，并且在下游位置处包含对于要聚结的混合物为非润湿性的多层材料。6.根据权利要求5所述的过滤器单元，其中所述主聚结介质在相对于所述气体供给的上游位置处包含多层亲油性材料，并且在所述气体供给的下游位置处包含多层疏油性材料。7.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器单元，其中所述气体为压缩空气。8.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器单元，其中所述污染物为油。9.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器单...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊莎贝尔·德·沃尔夫，埃维·比尔廷克，乔·沃特斯，肯·戈里斯，
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