專利名稱：壓降減小的聚結(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種纖維介質(zhì)聚結(jié)器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中已知纖維介質(zhì)聚結(jié)器，其用于聚結(jié)和分離具有兩種不 能混溶相的介質(zhì)，即連續(xù)相和分散相。例如，在發(fā)動機(jī)曲柄軸箱通風(fēng) 系統(tǒng)中，及其他空氣-油分離系統(tǒng)中，連續(xù)相是空氣，分散相是油；在 燃油-水分離系統(tǒng)中，例如燃油濾清器，燃油是連續(xù)相，水是分散相； 在水-油分離系統(tǒng)中，水是連續(xù)相，油是分散相。本發(fā)明尤其適合用于 發(fā)動機(jī)曲柄箱通風(fēng)應(yīng)用，但是它可以用于其它具有不能混溶液體的分 離系統(tǒng)，例如，空氣-油，燃油-水，水-油，等等。在設(shè)計凝聚過濾器的過程中，經(jīng)常需要做出折衷選擇。例如，為 了通過減少纖維直徑和/或減少孔隙性和/或增加厚度來提高效率，折衷 選擇可以是較高的壓降和/或較短的使用壽命和/或較大的包裝尺寸。本 發(fā)明為更多的合適的折衷選擇方案提供了理想選擇，包括較低的壓降。


圖1是聚結(jié)器的示意圖。 圖2是表示裝載和飽和度的曲線圖。 圖3是根據(jù)本發(fā)明的聚結(jié)器的透視圖。圖4是圖3所示聚結(jié)器的正視圖，并示出了另一個實施例。 圖5與圖4類似，并且表示的是另一實施例。 圖6與圖4類似，并且表示的是另一實施例。 圖7與圖4類似，并且表示的是另一實施例。 圖8與圖4類似，并且表示的是另一實施例。圖9與圖4類似，并且表示的是另一實施例。圖10與圖4類似，并且表示的是又--實施例。圖11是纖維定向角的示意圖。圖12與圖1l類似，并且表示的是另一實施例。圖13與圖1l類似，并且表示的是另一實施例。圖14與圖1l類似，并且表示的是另一實施例。圖15與圖1l類似，并且表示的是另一實施例。圖16與圖1l類似，并且表示的是另一實施例。圖17與圖1l類似，并且表示的是另一實施例。圖18與圖1l類似，并且表示的是另一實施例。圖19與圖1l類似,并且表示的是另一實施例。圖20與圖11類似，并且表示的是另一實施例。圖21與圖1l類似，并且表示的是另一實施例。圖22與圖1l類似，并且表示的是另一實施例。圖23是纖維介質(zhì)在電子掃描顯微鏡下放大43倍的顯微照片。 圖24是纖維介質(zhì)在電子掃描顯微鏡下放大35倍的顯微照片，其 中纖維介質(zhì)相對于圖23的以90°定向。圖25是另一實施例的示意圖，表示的是橫跨局部凹穴的纖維定向。
具體實施方式
圖1所示的是一個聚結(jié)器20，用于聚結(jié)具有兩種不能混溶相的介 質(zhì)22，即連續(xù)相24和分散相26。例如，在發(fā)動機(jī)曲柄軸箱通風(fēng)聚結(jié) 器中，連續(xù)相24是空氣，分散相26是油，例如，該分散相是一種薄 霧，其具有直徑大約1微米或更小的微滴26。連續(xù)相24從上游向下游 流動，即在圖1中從左向右流動。聚結(jié)器包括捕獲分散相的微滴的纖 維介質(zhì)28，使微滴聚結(jié)形成例如30, 32處所示的更大的微滴，并且微 滴進(jìn)一步聚結(jié)，形成例如34處所示的微滴池，然后如36處所示排出。 在氣流或空氣流24中，微滴26可以發(fā)生碰撞，并通過微滴至微滴聚 結(jié)的方式而在尺寸上增大。在進(jìn)入聚結(jié)器20之后，通過碰撞、攔截、 擴(kuò)散、靜電或其它過濾機(jī)制，捕獲微滴。由于捕獲的和未捕獲的微滴聚結(jié)起來，形成更大的微滴，所以微滴的尺寸增大。當(dāng)微滴變得足夠 大并在34處匯合成微滴池，使得流動力和/或重力超過結(jié)合力時，增大 的/匯合成池的微滴流動穿過纖維介質(zhì)的基底，并在36處排放出去。聚 結(jié)器中分散相的飽和度是變化的， 一般是伴隨著，當(dāng)其接近下游面(圖 l的右手面)時，由于粘性力的作用，飽和度增大，并且由于重力的作 用，在聚結(jié)器底部處，飽和度增大。像孔隙率一樣，飽和度是無量綱 數(shù)，它表示被捕獲的分散相所占據(jù)的過濾介質(zhì)空隙空間的分?jǐn)?shù)或百分 比。飽和并不意味著被捕獲的分散相，例如油，填充了全部空隙空間， 而是其表示的是元件對油的容納能力。在飽和狀態(tài)下，圖1中，底部和右部處容納的油要多于頂部和左部處所容納的油。在沒有固體污染物的情況下，通過聚結(jié)器的壓降在聚結(jié)器的裝載過程中增加，如圖2的左側(cè)，并且一旦在聚結(jié)器達(dá)到飽和時，壓降進(jìn) 入穩(wěn)定狀態(tài)，如圖2的右側(cè)。圖2是壓降A(chǔ)P在水(以毫米為單位)中 相對于時間(以分鐘為單位)的圖形曲線。在裝載過程中，捕獲速率 大于排出速率。在飽和狀態(tài)中，捕獲速率等于排出速率。在實際中， 由于通過聚結(jié)器容納和捕獲的固體污染物，和/或捕獲速率超過聚結(jié)器 的排出速率，造成堵塞或過分的高壓。在本發(fā)明公開內(nèi)容的兩個理想 的方面中，聚結(jié)器的固體保持能力得到提高，聚結(jié)器的排出速率也得 到提高。所述的飽和度分布圖在聚結(jié)器的設(shè)計方面是重要的，這是因 為飽和度的提高相當(dāng)于減小纖維介質(zhì)基底內(nèi)的有效孔隙率和增加限 制。本發(fā)明公開內(nèi)容提供了一種具有纖維介質(zhì)的聚結(jié)器，該纖維介質(zhì) 適合于通過增加從聚結(jié)器中的排出量來降低通過它的壓降。這可以通 過多種方式來完成，如下文所述。圖3所示的是一種纖維介質(zhì)聚結(jié)器40，該聚結(jié)器具有中空的內(nèi)部 42，并且提供從里到外的流動，即如圖中所示的從44處進(jìn)入中空內(nèi)部 42,然后從中空內(nèi)部42向外通過纖維介質(zhì)46，如箭頭48所示。聚結(jié)器40沿第一水平面50具有第一截面面積Al ，沿第二水平面52具有 第二截面面積A2。如圖3、 4所示，水平面52在垂直方向上位于水平 面50的下方。截面面積A2小于截面面積Al 。聚結(jié)器40具有周邊54， 其具有橫跨周邊54的多個弦線，包括垂直弦線56和水平弦線58。最 長的弦線，例如56，垂直延伸。水平弦線包括沿水平面50的第一水平 弦線，例如58，沿水平面52的第二水平弦線60。水平弦線60比水 平弦線58短。在聚結(jié)器底部的分散相聚結(jié)成的微滴的排出壓力，以及 在該點的排出速率，是分散相柱的高度的函數(shù)，柱的高度與元件的高 度和截面面積成比例。通過提供沿垂直定向較長尺寸的形狀，排出壓 力達(dá)到最大。通過讓截面面積朝向聚結(jié)器底部減小，獲得兩點好處。 首先，在約束達(dá)最大，且污染的流體流動速率和排出最小處，分散相 達(dá)到飽和時元件的容量達(dá)到最小。相反地，在約束達(dá)最小，污染的流 體流動速率和排出最大處，分散相達(dá)到飽和時元件的容量達(dá)到最大。第二，更大比例的元件容量可以用于捕獲和保持任何固體，這些固體 可能造成聚結(jié)器的堵塞，或引起過高的壓降。較低部分由于相對于較 高部分局部飽和度的增加，相對于較高部分具有更多約束，以及更低 的流動速率。通常期望在較低部分的排出也較大，然而事實不是這樣， 這是因為(a)由于穿過較低部分的流動較少，其對元件總的排出的 貢獻(xiàn)較少；(b)在較低部分的局部速度相對較高，連同增加了的飽和 度，使得微滴再次分散增加，這不利影響到排出能力。如圖3， 4所示，上述在垂直面上的給定形狀是中空跑道形。在垂 直面上也可以是其它的形狀，例如，圖5中的中空橢圓形62，圖6中 的中空三角形64，圖7中的中空正方形66，圖8中的中空梯形68，以 及圖9中的中空圓形70。優(yōu)選的是從里向外流動，因為隨著進(jìn)入介質(zhì) 的距離增加，流動速度降低，這使得進(jìn)入清潔側(cè)的聚結(jié)起來的微滴再 次飛散和帶出的可能性達(dá)到最小，并且聚結(jié)器在飽和度較高的地方的 速度降低。這對于跑道形和橢圓形是顯著優(yōu)點，因為這些形狀的元件 內(nèi)部的上游開口中空空間更小，從而空間利用較好。從外向里面的流 動也是可能的。在一個實施例中，纖維介質(zhì)通過多個具有非隨機(jī)主要垂直定向的 纖維來提供，如圖4所示。這些纖維優(yōu)選為聚合物，優(yōu)選為圍繞給定 形狀的周邊定向的聚合物，并且在可能平行于重力方向的地方。這些纖維優(yōu)選主要沿周邊54的周向上切線方向延伸。優(yōu)選主要沿周邊54的周向上切線方向延伸的纖維主要是垂直的，并且在聚結(jié)器的較低區(qū) 域上提供增大的排出壓力。這些元件優(yōu)選通過靜電旋轉(zhuǎn)或熔吹纖維， 或者將纖維介質(zhì)片覆蓋或纏繞在元件周圍而制成，其中使得纖維具有 上述優(yōu)選定向。纖維優(yōu)選的定向和排列，通過形成平行于重力的流動 路徑和通道，降低了所捕獲微滴的流動阻力，并且提高排出能力。為 了容易制造，優(yōu)選的是通過熔吹或靜電旋轉(zhuǎn)方式成型聚合纖維，但是 也可以采用其它的材料。在另一個實施例中，如圖4所示，聚結(jié)器在垂直方向上的振動或 震動，尤其是與上述的纖維定向結(jié)合，是另一種方式，用以提高排出 能力，最小化約束，同時提高聚結(jié)器的使用壽命。虛線所示的振蕩器 72在垂直方向上使聚結(jié)器振動或震動，在一個實施例中，該振蕩器可 以是內(nèi)燃機(jī)或其它機(jī)械元件。在垂直方向上的移動或振動加速所捕獲 的微滴，并且突然的轉(zhuǎn)向使得微滴從纖維上甩下，并在阻力最小的情 況下排出。在上述執(zhí)行過程中，發(fā)動機(jī)或其它設(shè)備的正常振動促進(jìn)了 這種振動，然而，也可以期望正確的定位和安裝聚結(jié)器，或者通過加 入用于振動聚結(jié)器的機(jī)械振動器。聚結(jié)器具有較低區(qū)域，例如圖4中的平面52，該較低區(qū)域相對于 例如平面50的較高區(qū)域具有更大的分散相飽和度和較小的容量，從而 使得在約束最大、連續(xù)相流動速率最小、污染物移除最少的地方，以 分散相飽和的纖維介質(zhì)的容量最小，而在約束最小、連續(xù)相流動速率 最大、污染物移除最多的地方，纖維介質(zhì)的容量最大。在另一個實施 例中，如圖10所示，下側(cè)介質(zhì)元件74比纖維介質(zhì)46具有更大的分散 相潤濕性，而且該介質(zhì)元件與聚結(jié)器40在較低區(qū)域接觸，并且在較低質(zhì)46中吸走聚集起來的微滴。在一個實施例中，纖維介質(zhì)46不潤濕分散相，而下側(cè)介質(zhì)元件74潤濕分散相。在優(yōu)選形 式中，下側(cè)介質(zhì)元件74的分散相接觸角的余弦大于纖維介質(zhì)46的分 散相接觸角的余弦。在上述內(nèi)燃機(jī)的應(yīng)用中，吸液層74的目的是從聚 結(jié)器中抽取油，并引導(dǎo)油進(jìn)入收集容器內(nèi)，例如進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)或機(jī)油箱 內(nèi)。在該實施例的優(yōu)選形式中，吸液層74是一種無紡過濾介質(zhì)，但是 可選地是，它可以是機(jī)油箱自身的壁，或是其它具有合適潤濕特性的 材料。以上的描述提供了多種方式用于降低通過聚結(jié)器的壓降，包括提 高聚結(jié)起來的分散相從聚結(jié)器中排出的能力。如圖2所示，通過聚結(jié) 器的壓降隨著時間而增大，直到聚結(jié)的分散相(例如，曲柄軸箱通風(fēng) 過濾器情形中的油)的排出速率等于分散相的捕獲速率為止。平衡壓 降可以通過提高排出速率來降低，這又降低聚結(jié)器分散相的飽和度， 并且提高聚結(jié)器的有效孔隙率。通過提高孔隙率，聚結(jié)器的固體裝載 能力得到提高，聚結(jié)器的使用壽命也得到提高。除了用于增大排出速率的以上公開方式，對于利用纖維定向的優(yōu) 點，多種方式都是可以的。纖維可以有利地相對于重力定向，或者其 它的如上所述的方式彼此相對定向。為此，第一主要纖維定向角a被 定義為圖11-22中的纖維延伸部76相對于水平方向的夾角，也就是相 對于垂直于重力的方向。在圖11,18，20中，a為0。。在圖12,15,21 中，a為-45° 。在圖13, 16， 22中，a為-90° 。在圖14， 17， 19中，a 為45° 。纖維也可以有利地相對于流動方向定向。為此，第二主要纖 維定向角e被定義為圖11-22中的纖維延伸部76相對于流動方向24 的夾角。在圖11， 15, 190中，0為0° 。在圖12, 16，20中，P為-45。。 在圖13， 17， 21中，e為-90° 。在圖14, 18， 22中，0為45° 。圖11-22 示出了從中空內(nèi)部42向外通過纖維介質(zhì)46的多種流動方向當(dāng)中的流 動方向的各種不同實施例。圖11-14所示的是流動方向24平行于水平 方向。圖15-18所示的是流動方向24相對于水平方向成-45° 。圖19-22所示的是流動方向24相對于水平方向成45。。三種力作用于所捕獲和聚結(jié)的微滴上，即由于液體流動而產(chǎn)生的 阻力；重力；和由于毛細(xì)壓力而產(chǎn)生的粘著力或結(jié)合力。第三種力如 上所述，由介質(zhì)的潤濕特性控制。阻力和重力之間相互作用的影響也 非常顯著。由于期望向下排出微滴，故而期望纖維定向角a滿足以下 條件sina小于0，這樣重力有助于排出，例如圖12、 13所示。如果 sina大于0，則重力阻礙排出，從而增大平衡壓降，并且降低使用壽命。 因此，圖11和14中的纖維定向角a不太理想。優(yōu)選的是，a小于0 ° ，且大于或等于-90° 。相對于相對于流動方向24的纖維定向角3 , 當(dāng)cosP增大時，由于液體流動而產(chǎn)生的阻力降低。優(yōu)選的是，cosP大 于0.5，也就是e小于60。，且大于-60° 。為了降低聚結(jié)器的整體飽和度，減少壓降，并提高使用壽命，所 有纖維均呈現(xiàn)優(yōu)選定向不是必需的。然而，大多數(shù)纖維應(yīng)當(dāng)具有這種 期望的定向，也就是具有主要纖維定向或角度。圖23是顯示主要纖維 定向通常平行于重力并垂直于流動方向的顯微照片，如圖中箭頭所示。 圖24是顯示主要纖維定向相對于重力的顯微照片，其中流動方向進(jìn)入 頁面。在另一實施例中，可以提供具有期望定向的充足數(shù)量的纖維， 用于局部提高排出能力。由于聚結(jié)的分散相更自由地從這些區(qū)域排出， 因此較低區(qū)域分散相飽和度和壓降得以保持，且聚結(jié)器的凈有效飽和 度得以降低。雖然期望所有的纖維呈現(xiàn)a小于O。且大于或等于-90° ， 而0小于60。且大于-60°時，但是這可能是不可行的。還可以使用各 種各樣的組合。例如，在圖25中，如果除了垂直以外，期望不同纖維 定向的局部區(qū)域，則例如可以在纖維介質(zhì)中形成如78處所示的局部凹 穴，該凹穴使得多個纖維沿其它的纖維定向角a和e傾斜?？梢栽O(shè)置 這些局部凹穴，如專利文件US6，387,144所示，該專利文獻(xiàn)在此引入作 為參考，例如通過針刺法來形成這些局部凹穴、凹陷或凹入，它們的 纖維定向角a和P既不是(T也不是90°或-90° 。也可以采用其它的 方式形成局部凹穴，例如，可以在介質(zhì)中刺入更大的纖維、金屬絲線、釘子、曲頭釘，或類似的具有較大長寬比定向的結(jié)構(gòu)，這樣使得a和/或P如所期望的那樣不是90?；?90° 。在另一個可選方案中，可以使 用縫紉機(jī)等，將線狀物縫入聚結(jié)器介質(zhì)中，并且使該線狀物沿O。角定 向(平行于流動方向)，刺入的針和線將使得周圍介質(zhì)纖維以非90° 或-90°角定向。在另一個可選方案中，除了針刺法，可以使用加熱的 針或超聲焊接的方式工藝形成局部凹穴。這會產(chǎn)生飽和度梯度，使得 聚結(jié)的分散相從聚結(jié)器中排出。因此，即使所有的纖維不具有期望的 除了0°的定向角a，排出能力仍然高于所有纖維都具有0。定向角a的情況。這些改進(jìn)引入了這樣的纖維或結(jié)構(gòu)，即優(yōu)選相對于流動以有 助于排出和降低壓降的方式定向。由于讓所有纖維均以此方式定向是 不切實際的，因此可以在分層介質(zhì)中形成具有此優(yōu)選定向的局部凹穴， 以降低壓降，并且提高聚結(jié)器使用壽命。本系統(tǒng)提供了一種提高聚結(jié)器的使用壽命的方法。該聚結(jié)器具有 通過其的、隨時間增加的壓降，直到聚結(jié)分散相的排出速率等于捕獲 速率為止，從而壓降達(dá)到平衡值。該方法通過降低分散相飽和度和提 高孔隙率和固體負(fù)載能力而提高了聚結(jié)器的使用壽命，而這是通過增大排出速率，從而降低平衡壓降而實現(xiàn)的。該方法包括提供多個纖維 作為纖維介質(zhì)，并且主要使這些纖維沿第一主要纖維定向角a定向， 該角度小于0°且大于或等于-卯。，并且優(yōu)選沿第二主要纖維定向角 P定向，該角度小于60。且大于-60° 。在一個實施例中，該聚結(jié)器垂 直振動。該方法包括在約束最大、流動速率和移出最小處，使纖維介 質(zhì)的容量，即以分散相飽和最小化，并且在約束最小、流動速率和移 出最大處，使纖維介質(zhì)的容量最大化，這通過使聚結(jié)器的較低區(qū)域相 對于較高區(qū)域具有更大的分散相飽和度和更小的容量來實現(xiàn)。在一個 實施例中，聚結(jié)的微滴在具有增大分散相飽和度的較低區(qū)域處從纖維 介質(zhì)中被吸走。要認(rèn)識到，在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，各種不同的等同物、替代 方式的和變型都是可能的。
權(quán)利要求
1.一種聚結(jié)器，用于聚結(jié)具有兩種不能混溶相的介質(zhì)，這兩種相即連續(xù)相和分散相，所述連續(xù)相從上游向下游流動，所述聚結(jié)器包括捕獲所述分散相的微滴的纖維介質(zhì)，從而使所述微滴聚結(jié)形成更大的微滴，并且所述微滴進(jìn)一步聚結(jié)，形成用于排出的微滴池，且所述纖維介質(zhì)適用于通過增加分散相從所述纖維介質(zhì)的排出來減少通過所述纖維介質(zhì)的壓降。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的聚結(jié)器，其中，所述聚結(jié)器沿第一水平面具有第一截面面積，沿第二水平面具有第二截面面積，所述第二水 平面在垂直方向上位于所述第一水平面的下方，所述第二截面面積小 于所述第一截面面積。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚結(jié)器，其中，所述聚結(jié)器具有周邊， 所述周邊在垂直面內(nèi)限定出給定形狀，所述周邊具有多個橫跨其的弦 線，所述弦線包括垂直弦線和水平弦線。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚結(jié)器，其中，所述弦線中最長的弦線 垂直延伸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚結(jié)器，其中，所述垂直面內(nèi)的所述給 定形狀選自以下形狀構(gòu)成的組跑道形、橢圓形、三角形、正方形、 梯形、和圓形。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚結(jié)器，其中，所述垂直面內(nèi)的所述給 定形狀具有中空內(nèi)部。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚結(jié)器，其中，流動方向選自以下方向 構(gòu)成的組從里向外，即從所述中空內(nèi)部向外通過所述纖維介質(zhì)；和從外向里，即向內(nèi)通過所述纖維介質(zhì)進(jìn)入所述中空內(nèi)部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的聚結(jié)器，其中，所述纖維介質(zhì)包括多個 具有非隨機(jī)主要垂直定向的纖維。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的聚結(jié)器，其中，所述聚結(jié)器具有周邊，且所述纖維主要沿所述周邊周向上切線方向地延伸。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的聚結(jié)器，其中，所述周邊在垂直面內(nèi) 限定出給定形狀，所述周邊具有多個穿過它的弦線，所述弦線中最長 的弦線垂直延伸，主要沿所述周邊周向上切線方向地延伸的所述纖維 主要是垂直的，并且在所述聚結(jié)器的較低垂直區(qū)域上提供增大的排出 壓力。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的聚結(jié)器，其中，所述聚結(jié)器沿第一水 平面具有第一截面面積，沿第二水平面具有第二截面面積，所述第二水平面在垂直方向上位于所述第一水平面的下方，所述第二截面面積 小于所述第一截面面積，所述多個弦線包括垂直弦線和水平弦線，所 述水平弦線包括沿所述第一水平面的第一水平弦線和沿所述第二水平 面的第二水平弦線，所述第二水平弦線比所述第一水平弦線短。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的聚結(jié)器，包括振蕩器，其在垂直方向 上使所述聚結(jié)器振動。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚結(jié)器，其中，所述聚結(jié)器具有較低 區(qū)域，該較低區(qū)域相對于較高區(qū)域具有更大的分散相飽和度和較小的 容量，從而使得在約束最大、連續(xù)相流動速率最小的地方，所述纖維 介質(zhì)的容量最小，而在約束最小、連續(xù)相流動速率最大的地方，所述 纖維介質(zhì)的容量最大。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚結(jié)器，其中，所述聚結(jié)器具有分散 相飽和度增加的較低區(qū)域，并且包括下側(cè)介質(zhì)元件，該介質(zhì)元件比所 述纖維介質(zhì)具有更大的分散相潤濕性，并且與所述聚結(jié)器的所述較低區(qū)域接觸，在所述較低區(qū)域處，從所述纖維介質(zhì)中吸走所述聚集起來 的微滴。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的聚結(jié)器，其中，所述纖維介質(zhì)不潤濕 所述分散相，而所述下側(cè)介質(zhì)元件潤濕所述分散相。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚結(jié)器，其中，所述聚結(jié)器具有較低 區(qū)域，并且包括下側(cè)介質(zhì)元件，該介質(zhì)元件與所述聚結(jié)器的所述較低 區(qū)域接觸，其中，所述下側(cè)介質(zhì)元件的分散相接觸角的余弦大于所述 纖維介質(zhì)的分散相接觸角的余弦。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚結(jié)器，其中，所述纖維介質(zhì)包括多 個具有主要纖維定向角a的纖維，該定向角度a被定義為纖維延伸部 相對于水平方向的夾角，其中，a小于0。，并且大于-90° 。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚結(jié)器，其中，所述纖維介質(zhì)包括多 個具有主要纖維定向角P的纖維，該定向角度6被定義為纖維延伸部 相對于流動方向的夾角，其中，0小于60° ，并且大于-60° 。
19. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的聚結(jié)器，其中，所述纖維介質(zhì)包括多個具有第一主要纖維定向角a的纖維，該定 向角度a被定義為纖維延伸部相對于水平方向的夾角；所述多個纖維具有第二主要纖維定向角e，該定向角度e被定義為纖維延伸部相對于流動方向的夾角；其中，a小于0。，并且大于或等于-90° ，而P小于60。，并且大于-60° 。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚結(jié)器，其中，在所述纖維介質(zhì)內(nèi)包 括多個局部凹穴，所述凹穴使得多個纖維沿期望的纖維定向角a和0 傾斜，纖維定向角a被定義為纖維延伸部相對于水平方向的夾角，纖 維定向角e被定義為纖維延伸部相對于流動方向的夾角。
21. —種提高聚結(jié)器的壽命的方法，該聚結(jié)器聚結(jié)具有兩種不能 混溶相的介質(zhì)，即連續(xù)相和分散相，所述連續(xù)相從上游向下游流動， 所述聚結(jié)器包括捕獲所述分散相的微滴的纖維介質(zhì)，所述微滴聚結(jié)形 成更大的微滴，并且微滴進(jìn)一步聚結(jié)，形成排出的微滴池，所述聚結(jié) 器具有通過所述聚結(jié)器的壓降，該壓降隨著時間而增大，直到所述分 散相的排出速率等于捕獲速率為止，從而提供一個平衡壓降，所述方 法包括通過提高所述排出速率，從而降低分散相的飽和度和增加孔 隙率，來增大聚結(jié)器的壽命。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，包括提供所述纖維介質(zhì)作為 多個纖維，且使所述纖維主要沿主要纖維定向角a定向，該定向角度 a小于0°且大于或等于-90° ，其中a被定義為纖維延伸部相對于水 平方向的夾角。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，包括提供所述纖維介質(zhì)作為 多個纖維，且使所述纖維主要沿主要纖維定向角e定向，該定向角度e小于60。且大于-60° ，其中e被定義為纖維延伸部相對于流動方向的夾角。
24. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，包括垂直振動所述聚結(jié)器。
25. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，包括通過使所述聚結(jié)器的較 低區(qū)域相對于較高區(qū)域具有更大的分散相飽和度和更小的容量，在約 束最大、流動速率最小處，使所述纖維介質(zhì)的容量最小，而在約束最 小、流動速率最大處，使所述纖維介質(zhì)的容量最大。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，包括為所述聚結(jié)器提供增加 的分散相飽和度的較低區(qū)域，且在所述較低區(qū)域處，將所述聚結(jié)起來 的微滴從所述纖維介質(zhì)中吸走。
全文摘要
一種聚結(jié)器，包括捕獲分散相的微滴的纖維介質(zhì)，從而使微滴聚結(jié)形成更大的微滴，并且微滴進(jìn)一步聚結(jié)，形成排出的微滴池，并且所述纖維介質(zhì)適用于通過增加分散相從所述纖維介質(zhì)中的排出來減少通過所述纖維介質(zhì)的壓降。
文檔編號B01D17/02GK101282773SQ200680034766
公開日2008年10月8日 申請日期2006年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月20日
發(fā)明者吳國林, 埃里克·A·雅尼克斯基, 埃里克·J·雷戈, 巴麗·M·韋德甘, 布萊恩·W·斯楚婉德 申請人:弗利特加爾公司