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一種內(nèi)燃機(jī)用雙層過濾材料的制作方法

文檔序號:4968601閱讀:205來源:國知局

專利名稱::一種內(nèi)燃機(jī)用雙層過濾材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
:本發(fā)明涉及過濾
技術(shù)領(lǐng)域
,特別涉及一種內(nèi)燃機(jī)用雙層過濾材料。
背景技術(shù)
:內(nèi)燃機(jī)用過濾材料用于內(nèi)燃機(jī)工作過程中所需的各種流體的過濾,主要包括內(nèi)燃機(jī)的空氣過濾、機(jī)油過濾和燃油過濾。在保持低過濾阻力的同時,能具有高容塵量和高過濾效率是這類材料的理想特性。對于宏觀均質(zhì)結(jié)構(gòu)的過濾材料而言,為了使其具有低過濾阻力和高容塵量的特性,需要采用直徑較粗的纖維或者是具有巻曲度的纖維來提高材料的松厚度,但這會導(dǎo)致過濾效率的下降。另一方面,為了使過濾材料具有高過濾效率的特性,需要采用直徑較細(xì)的纖維來提高單位體積內(nèi)的纖維填充率,減小纖維之間的孔隙尺寸,但這又會導(dǎo)致過濾阻力升高、容塵量下降。可見,對于宏觀均質(zhì)的過濾材料,單純依靠調(diào)節(jié)纖維原料直徑的方法無法取得以上性能之間的平衡?;谝陨显?,美國專利US4661255和日本專利05—049825從材料結(jié)構(gòu)的角度出發(fā),提出了雙層過濾材料。這種過濾材料可通過提高過濾材料入流面層的松厚度來使其保持低過濾阻力,提高容塵量;同時也可通過提高過濾材料出流面層單位體積內(nèi)的纖維填充率來提高過濾效率。美國專利US4661255公開的內(nèi)燃機(jī)用過濾材料由兩個主要部分組成,一部分是入流面層,即粗濾層;一部分是出流面層,即細(xì)濾層。其中粗濾層由X、Y、V型截面的差異化合成纖維和天然纖維組成;細(xì)濾層同樣由截面為圓形的合成纖維和天然纖維組成。該過濾材料通過在粗濾層中含有X、Y、V型截面的差異化合成纖維來提高表面松厚度,從而提高材料的容塵量;同時通過在細(xì)濾層中選用直徑為712pm的植物纖維來提高過濾效率。但是,由于其細(xì)濾層中的纖維直徑最小為7pm,這使得該過濾材料的過濾效率有限。日本專利05—049825公開的過濾材料可以包括兩層結(jié)構(gòu),各層結(jié)構(gòu)具有直徑不同的孔隙。其中粗濾層的最大孔徑為30150pm,平均孔徑為2060pm;細(xì)濾層的最大孔徑為1035pm,平均孔徑為520pm。其粗濾層由具有不規(guī)則截面的巻曲纖維和粘結(jié)纖維構(gòu)成。但是,由于其細(xì)濾層中的平均孔徑不小于5pm,這使得該過濾材料的過濾效率有限。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn),提供一種能在保持低過濾阻力和高容塵量的同時提高過濾效率的內(nèi)燃機(jī)用雙層過濾材料。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種內(nèi)燃機(jī)用雙層過濾材料,按流體流動方向,過濾材料的雙層結(jié)構(gòu)依次設(shè)置為粗濾層和細(xì)濾層;所述細(xì)濾層由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2100%的原纖化纖維和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為098%的細(xì)濾層天然纖維組成。所述原纖化纖維的纖維主干直徑為120pm,長度為O.110mm,打漿度為1265°SR;所述細(xì)濾層天然纖維直徑為530pm,長度為0.53.5mm。所述原纖化纖維為原纖化的天絲纖維、麗賽纖維及腈綸纖維中的一種或一種以上。所述粗濾層由合成纖維和粗濾層天然纖維組成。所述過濾材料各層結(jié)構(gòu)的緊密程度沿流體流動方向逐漸提高。所述粗濾層的質(zhì)量與細(xì)濾層的質(zhì)量比為1:55:1。所述細(xì)濾層天然纖維、粗濾層天然纖維都為木材纖維、草類纖維、棉纖維、麻纖維及絲光化植物纖維中的一種或一種以上。本發(fā)明一種內(nèi)燃機(jī)用雙層過濾材料,其工作機(jī)理為內(nèi)燃機(jī)用過濾材料的過濾效率由其細(xì)濾層單位體積內(nèi)的纖維填充率決定,細(xì)濾層單位體積內(nèi)的纖維填充率越高,纖維間的空隙越小,過濾效率也就越高;本發(fā)明細(xì)濾層由原纖化纖維和直徑較細(xì)的天然纖維組成,由于原纖化纖維表面具有相對于主干細(xì)得多的原纖和原纖束,這些原纖和原纖束有效提高了單位體積內(nèi)的纖維填充率,因此也就提高了過濾材料的過濾效率。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果1、本發(fā)明的細(xì)濾層選用原纖化纖維和直徑較細(xì)的天然纖維組成,由于原纖化纖維帶有相對于主干細(xì)得多的原纖,從而實(shí)現(xiàn)了在保持低過濾阻力和高容塵量的同時有效提高過濾效率。2、本發(fā)明的工藝調(diào)節(jié)手段靈活、性能控制范圍較廣,并可用于內(nèi)燃機(jī)工作過程中所需的各種流體的過濾,包括空氣過濾、機(jī)油過濾、燃油過濾等。圖1是本發(fā)明內(nèi)燃機(jī)用雙層過濾材料的結(jié)構(gòu)示意圖;其中1為流體流動方向,2為粗濾層,3為細(xì)濾層,4為原纖化纖維。圖2是本發(fā)明細(xì)濾層采用的原纖化纖維的電鏡圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明,但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。在以下實(shí)施例及對比例中,當(dāng)纖維截面不是圓形時,用該纖維的最大投影寬度表示纖維直徑。其中使用的合成纖維為尼龍纖維、滌綸纖維、丙綸纖維、芳綸纖維、腈綸纖維、聚四氟乙烯纖維、聚乙烯醇纖維、天絲纖維、麗賽纖維中的一種或一種以上。實(shí)施例l,用于內(nèi)燃機(jī)空氣過濾的雙層過濾材料內(nèi)燃機(jī)用雙層過濾材料的結(jié)構(gòu)如圖1所示,按照流體流動方向1設(shè)置為粗濾層2和細(xì)濾層3。粗濾層2由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為82。X的粗濾層天然纖維和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18°%的合成纖維組成;其中粗濾層天然纖維平均直徑為18pm,平均長度為8mm;合成纖維平均直徑為20pm,平均長度為8mm。細(xì)濾層3由質(zhì)量分?jǐn)?shù)各為50%的原纖化纖維4和細(xì)濾層天然纖維組成;其中原纖化纖維4的纖維主干平均直徑為12pm,平均長度為6mm,打漿度為30°SR;細(xì)濾層天然纖維平均直徑為6pm,平均長度為lmm。其中,原纖化纖維4為原纖化的天絲纖維、麗賽纖維及腈綸纖維的混合物,其結(jié)構(gòu)如圖2的電鏡圖所示;粗濾層天然纖維為木材纖維;細(xì)濾層天然纖維為木材纖維和草類纖維的混合物。粗濾層2與細(xì)濾層3的質(zhì)量比為1:1。實(shí)施例2,用于內(nèi)燃機(jī)機(jī)油過濾的雙層過濾材料內(nèi)燃機(jī)用雙層過濾材料的結(jié)構(gòu)如圖1所示,按照流體流動方向1設(shè)置為粗濾層2和細(xì)濾層3。粗濾層2由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%的粗濾層天然纖維和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的合成纖維組成;其中粗濾層天然纖維平均直徑為45pm,平均長度為5mm;合成纖維平均直徑為25pm,平均長度為20mm。細(xì)濾層3由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的原纖化纖維4和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%的細(xì)濾層天然纖維組成;其中原纖化纖維4的纖維主干平均直徑為18pm,平均長度為9mm,打漿度為15。SR;細(xì)濾層天然纖維平均直徑為25pm,平均長度為3mm。其中,原纖化纖維4為原纖化的天絲纖維、麗賽纖維及腈綸纖維的混合物,其結(jié)構(gòu)如圖2的電鏡圖所示;粗濾層天然纖維為棉纖維;細(xì)濾層天然纖維為麻纖維。粗濾層2與細(xì)濾層3的質(zhì)量比為5:1。實(shí)施例3,用于內(nèi)燃機(jī)燃油過濾的雙層過濾材料內(nèi)燃機(jī)用雙層過濾材料的結(jié)構(gòu)如圖1所示,按照流體流動方向1設(shè)置為粗濾層2和細(xì)濾層3。粗濾層2由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88%的粗濾層天然纖維和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%的合成纖維組成;其中粗濾層天然纖維平均直徑為60pm,平均長度為7mm;合成纖維平均直徑為30pm,平均長度為20mm。細(xì)濾層3由100%的原纖化纖維4組成,其主干平均直徑為3pm,平均長度為lmm,打漿度為6(TSR。其中原纖化纖維4為原纖化的天絲纖維和麗賽纖維的混合物。粗濾層天然纖維為絲光化植物纖維,合成纖維為丙綸纖維。細(xì)濾層完全由原纖化的天絲纖維和麗賽纖維組成。粗濾層2與細(xì)濾層3的質(zhì)量比為1:5。對比例l,用于內(nèi)燃機(jī)空氣過濾的雙層過濾材料本對比例與實(shí)施例1比較,不同之處在于,其細(xì)濾層由100%的細(xì)濾層天然纖維組成,其纖維平均直徑為12|im,平均長度為3.5mm。其余與實(shí)施例1相同。對比例2,用于內(nèi)燃機(jī)機(jī)油過濾的雙層過濾材料本對比例與實(shí)施例2比較,不同之處在于,其細(xì)濾層由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的合成纖維和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%的細(xì)濾層天然纖維組成;其中合成纖維的纖維平均直徑為2(Vm,平均長度為6.5mm;細(xì)濾層天然纖維平均直徑為20pm,平均長度為2mm。其余與實(shí)施例2相同。對比例3,用于內(nèi)燃機(jī)燃油過濾的雙層過濾材料本比較例與實(shí)施例3比較,不同之處在于,其細(xì)濾層由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5。^的合成纖維和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%的細(xì)濾層天然纖維組成;其中合成纖維的纖維平均直徑為6)im,平均長度為3mm;細(xì)濾層天然纖維的纖維平均直徑為15pm,平均長度為lmm。其余與實(shí)施例3相同。對以上各實(shí)施例及對比例的過濾材料進(jìn)行過濾性能測試,其測試結(jié)果如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>比較以上各實(shí)施例及其相應(yīng)對比例的過濾性能測試結(jié)果,發(fā)現(xiàn)在相同用途下,各實(shí)施例過濾材料的厚度、初始壓力損失、容塵量與其相應(yīng)對比例相差不多,但細(xì)濾層最大孔徑、平均孔徑均小于其相應(yīng)對比例,且過濾效率也明顯優(yōu)于對比例。這說明了本發(fā)明內(nèi)燃機(jī)用雙層過濾材料在保持較低過濾阻力和高容塵量的同時,具有高過濾效率的性能。以上結(jié)果還表明,對比例1中由于其細(xì)濾層不含原纖化纖維及直徑低于7pm的天然纖維,造成其過濾效率與實(shí)施例1相比不高;對比例3中由于不含原纖化纖維,造成其平均孔徑不低于5pm。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式,但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制,其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化,均應(yīng)為等效的置換方式,都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種內(nèi)燃機(jī)用雙層過濾材料,按流體流動方向,其雙層結(jié)構(gòu)依次設(shè)置為粗濾層和細(xì)濾層;其特征在于,所述細(xì)濾層由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2~100%的原纖化纖維和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0~98%的細(xì)濾層天然纖維組成。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)用雙層過濾材料,其特征在于,所述原纖化纖維的纖維主干直徑為120pm,長度為0.110mm,打漿度為1265°SR。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)用雙層過濾材料,其特征在于,所述細(xì)濾層天然纖維直徑為530ixm,長度為0.53.5mm。4、根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)用雙層過濾材料,其特征在于,所述原纖化纖維為原纖化的天絲纖維、麗賽纖維及腈綸纖維中的一種或一種以上。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)用雙層過濾材料,其特征在于,所述粗濾層由合成纖維和粗濾層天然纖維組成。6、根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)用雙層過濾材料,其特征在于,所述過濾材料各層結(jié)構(gòu)的緊密程度沿流體流動方向逐漸提高。7、根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)用雙層過濾材料,其特征在于,所述粗濾層與細(xì)濾層的質(zhì)量比為1:55:1。8、根據(jù)權(quán)利要求l、5或6任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)用雙層過濾材料,其特征在于,所述細(xì)濾層天然纖維和粗濾層天然纖維都為木材纖維、草類纖維、棉纖維、麻纖維及絲光化植物纖維中的一種或一種以上。全文摘要本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機(jī)用雙層過濾材料,按流體流動方向,過濾材料的雙層結(jié)構(gòu)依次設(shè)置為粗濾層和細(xì)濾層;其細(xì)濾層由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2~100%的原纖化纖維和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0~98%的細(xì)濾層天然纖維組成,其中原纖化纖維的纖維主干直徑為1~20μm,長度為0.1~10mm,打漿度為12~65°SR,細(xì)濾層天然纖維直徑為5~30μm,長度為0.5~3.5mm。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在保持低過濾阻力和高容塵量的同時提高過濾材料的過濾效率。文檔編號B01D39/18GK101367020SQ200810198340公開日2009年2月18日申請日期2008年9月5日優(yōu)先權(quán)日2008年9月5日發(fā)明者天于,進(jìn)楊,云梁,宜王,健胡申請人:華南理工大學(xué)
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