[發明專利]具有改進性能的空氣套式的聚結器介質

有效

• 申請號: 200980134981.6
• 申請日: 2009-09-03
• 公開（公告）號: CN102164644A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發明（設計）人: 杰拉爾德·J·莫伊;巴里·M·維德根;薩魯·達沃;斯蒂芬·L·法倫;丹尼爾·R·卡迪
• 申請（專利權）人: 康明斯過濾IP公司
• 主分類號: B01D17/022
• 分類號: B01D17/022
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立;王萍萍

相關申請的交叉引用

根據美國法典第35編第119(e)款，本申請要求在2008年9月3日提交的第61/093,831號美國臨時申請的利益，第61/093,831號美國臨時申請的內容通過全部引用合并于本文。

技術領域

本發明的領域涉及聚結介質、聚結系統和用于聚結兩相混合物的方法，兩相即連續相和分散相。特別地，所述領域涉及聚結介質、聚結系統和為了從混合物中收集和去除分散相而聚結分散相液滴的方法。

背景技術

在某些方面，此披露的信息描述了聚結器介質。聚結器介質擁有與介質表面鄰近的薄的空氣膜或空氣層，以從固體介質表面充分地分離分散相(油或水)并且促進從介質聚結和排出分散相。薄的空氣膜是表面粗糙、表面異質性、接觸角和潤濕性特征的結果，在操作條件下維持從固體表面分離分散相。

聚結器用于分離兩不互溶的流體，諸如從氣流中去除油霧或從燃料中去除小水滴。在曲軸箱通風運用中，需要很高的小液滴去除效率以保護環境(在開放的曲軸箱通風應用中)和保護渦輪增壓器(在封閉的曲軸箱通風應用中)。此外，低限制或壓降是所期望的：(1)為了避免在曲軸箱中的超壓的增長形成(buildup)；(2)為了減少旁通閥的開啟和產生的小液滴去除的降低，和(3)為了延長聚結器的服務間隔時間。通常，在去除效率、壓降和壽命之間存在權衡取舍(tradeoff)。獲得更合意的權衡取舍是所期望的，即獲得更合意的高效率、低壓降和過濾器壽命增加的總水平。

聚結器被廣泛用于從氣態的或液態的連續相中去除不可互溶的小液滴，諸如在曲軸箱通風過濾、燃料水分離和油-水分離中。現有技術聚結器設計包含了通過利用分級捕獲(即，減少聚結介質中的纖維直徑、氣孔大小和/或多孔性)或通過利用厚縱深的聚結器(thick?depth?coalescers)來加強小液滴捕獲和聚結的原則。經常，為了增長聚結器的壽命，現有技術聚結介質在內層上游可有更加開放的層，為了增大被排放的液滴的大小，現有技術聚結介質在內層下游可有更加開放的層。潤濕性也被認為是影響聚結器的性能(例如，見第6,767,459號美國專利和第2007-0131235號、第2007-0062887號美國公布的專利申請)。美國專利第5,443,724號披露，為了改善聚結器性能，介質應當具有大于水的表面能(即，介質應當優先地被聚結的小液滴和連續相潤濕)。第4,081,373號美國專利披露，為了從燃料中去除水，聚結介質應當是疏水的。第2006-0242933號美國公布的專利申請披露了一種油-霧聚結器，在這種油-霧聚結器中過濾介質是疏油的，因此使流動的霧能夠聚結形成小液滴并從過濾介質中排出。該公布的申請也披露了第二介質層，可選擇地，也許是疏水的。

用于從連續相中聚結分散相的改進的聚結器介質是所期望的。這里，描述了空氣套式的聚結器介質，空氣套式的聚結器介質展現出所期望的關于分散相的排出、減少的壓降和增加的分散相的去除的屬性。

發明內容

所披露的是具有獨特的表面屬性的聚結器介質和生產聚結器介質的方法。與現有的聚結器介質相比，為了促進從聚結器聚結和排出分散相，所披露的聚結器介質產生與介質表面鄰近的薄的空氣膜或空氣層，以從基體介質表面物理地和充分地分離分散相(油或水)。現有的聚結器依賴所捕獲的分散相和聚結器介質表面之間的緊密的接觸。對于曲軸箱通風應用，分散相可為濃縮的碳氫化合物、油、水或這些的混合物。

所披露的聚結介質可利用于聚結兩相的混合物，即連續相和分散相。為了從混合物中收集和去除分散相，所披露的介質可利用于聚結器、系統和方法。連續相可包括連續氣相和連續液相。分散相可包括分散液相。

所披露的聚結器、聚結系統和方法可利用于聚結任何合適的混合物。合適的混合物包括連續相和分散相。在某些具體實施方式中，連續相是氣體并且分散相是液體。例如，所披露的系統和方法可被配置用于，或被利用于從氣流中聚結碳氫化合物液體的小液滴(例如碳氫化合物燃料，生物柴油燃料或潤滑的、液壓的或傳動油)、水或這些的混合物。

在某些具體實施方式中，所披露的聚結介質可被配置以用在聚結器、聚結系統或聚結方法中。所披露的聚結器、聚結系統和聚結方法可包括或利用所披露的聚結介質，聚結介質用于在連續相中從分散相的混合物中聚結分散相。可選擇地，聚結器、聚結系統和聚結方法可包括或利用另外的介質。例如，所披露的聚結器、聚結系統和聚結方法可進一步包括或可進一步利用用于去除濃縮的碳氫化合物、油、水或這些的混合物的另外的介質，其中另外的介質被置于聚結介質的上游或下游。