專利名稱：液體過濾設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液體過濾設(shè)備。
這種類型的過濾設(shè)備慣常做成具有液體進(jìn)口和濾液出口的固定過濾室的形式，固定過濾室中裝有過濾介質(zhì)。例如用于內(nèi)燃機(jī)的油過濾器中，該種介質(zhì)常常是金屬網(wǎng)，而最近則又提出紙過濾介質(zhì)。金屬網(wǎng)介質(zhì)僅能濾掉較大粒度的顆粒，紙過濾介質(zhì)易于大面積堵塞。
英國專利2，119，272號公開一種潤滑油過濾器，此種過濾器包括一軸向流動的具有環(huán)形截面的螺旋纏繞過濾元件，此元件由樹脂粘結(jié)的纖維素纖維的微孔紙構(gòu)成，纖維素纖維是由硫酸化的木漿制得的，最好是由軟硬木材的混合漿制得，纖維最好定向排列，紙微孔的直徑為5-100微米。這種結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)過濾器有一些優(yōu)點(diǎn)，但是還不能除去粒度很小的顆粒。
英國專利2，031，296號是類似的設(shè)備，它也描述了軸向流動的螺旋纏繞的紙過濾器元件，此過濾器元件以可拆卸的方式與鑄造金屬過濾器端部相連，過濾器端部有進(jìn)口、出口和裝配法蘭。
英國專利2，018，149號涉及淋巴細(xì)胞從懸浮液的分離，它包括使用許多平均直徑在10微米-60微米之間的纖維。此專利也未能提供令人完全滿意的結(jié)果。
英國專利1，301，822號公開了一種分離器，它包括油水都不溶的多孔性紙，多孔性紙兩面用含可溶性增強(qiáng)樹脂的熟化水浸漬過，增強(qiáng)樹脂以薄膜的形式布滿紙上，涂復(fù)紙的纖維，但基本不會改變紙的多孔特性。多孔紙的纖維也夾帶有含氟化合物，因而紙是防油的，如暫時被水潤濕也是充分親水的。
英國專利752，827號用被樹脂浸漬過的紙的小顆粒作過濾介質(zhì)。
英國專利682，400號公開了側(cè)面過濾型的過濾介質(zhì)，此介質(zhì)是一疊主要由具有中空纖維并浸過防水介質(zhì)的材料制成的紙帶或紙環(huán)。浸漬防水材料僅限于使一小部分的中空纖維填滿，以抵消紙環(huán)或紙帶潤濕時產(chǎn)生的彼此不一致，而其余的中空纖維能吸收最大容量的水，并只允許其他的液體，例如油穿過濾器。
英國專利572，256號公開一種油過濾器，其中輸入管線幾乎全長都被卷成螺旋錐形的紙帶套筒或套管包圍，過濾材料配置在螺旋錐套管外面的環(huán)形容器中。
美國專利4，369，110號公開一種用于內(nèi)燃機(jī)的油過濾器，過濾器內(nèi)，過濾室填裝松散纖維并經(jīng)由一根針狀物加料。
以上這些結(jié)構(gòu)都不能以低廉的價格將小顆粒充分清除或?yàn)V掉。
根據(jù)本發(fā)明，提出了過濾液體用的過濾設(shè)備，此設(shè)備包括一固定的過濾室，過濾室有液體進(jìn)口、濾液出口和許多以α纖維素交聯(lián)母體形式構(gòu)成的中空纖維，它們在干燥的狀態(tài)下松散地裝入過濾室中，這樣當(dāng)液體流過時，母體會膨脹，因而緊密地充填在過濾室中。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)能濾掉粒度很小的顆粒，而且可長期操作也不會出現(xiàn)明顯的堵塞現(xiàn)象。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，使用α纖維素作為過濾介質(zhì)，效果改進(jìn)更大。
中空纖維母體的孔徑最好在5-500納米范圍內(nèi)，當(dāng)母體在干燥狀態(tài)松散地裝入過濾室內(nèi)時，中空纖維母體間壁的密度應(yīng)為0.28-0.5克/厘米3。
由棉絨纖維制成的中空心纖維母體就能實(shí)現(xiàn)上述的要求。
雖然考慮到纖維能夠以各種不同的方式制成母體，但較好的制造方法是在普通的造紙機(jī)上將纖維制成紙，隨后將紙卷成圓筒形，以形成過濾介質(zhì)。紙的厚度0.5-2毫米較好，最好是1.1-1.2毫米。
過濾器根據(jù)氫鍵的機(jī)理，能夠除去少量的多氯聯(lián)苯(P.C.B)。低氯代的P.C.B具有充分的芳構(gòu)度，易于與過濾介質(zhì)的表面形成氫鍵，因此被阻留下來，并有效地從流體中除去。正是這些低氯代的物質(zhì)易于成為具有最大致癌性的物質(zhì)。多氯聯(lián)苯也會按絕對大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)中所應(yīng)用的游離基理論進(jìn)行降解。依照過濾介質(zhì)抑制正常自氧化作用的游離基的相同方式，在多氯聯(lián)苯的游離基降解反應(yīng)中，過濾介質(zhì)將起著相同的作用，結(jié)果它將有助于將這樣的物質(zhì)和中間體從循環(huán)流體中除去。
在較好的結(jié)構(gòu)中，分配器與液體的進(jìn)口相連，使待過濾的液體能分布在過濾介質(zhì)的更大表面上。例如將待過濾的液體加在圓筒內(nèi)過濾介質(zhì)軸向的一個端面的很大表面上，就能實(shí)現(xiàn)上述的要求。過濾室可以是圓筒形的，并具有沿軸向穿過過濾介質(zhì)中心的進(jìn)料管。在過濾介質(zhì)軸向的一個端面和過濾室的一個端壁之間形成的進(jìn)口通道，以及可以這樣來配置分配器，使得多股待過濾的液流射向端壁，液流從端壁折回，再流到過濾介質(zhì)軸向的一個端面上。
可以用另外的方法將待過濾的液體分配在軸向的端面上。例如料液可以從某一軸向端部加入，通過玫瑰板或多孔板來產(chǎn)生液體分配。
可以用有利的方法來支承過濾介質(zhì)，由此在過濾介質(zhì)的另一軸向端面和過濾室的另一端壁之間形成了出口通道，濾液出口又與出口通道相連。
使用由松散堆裝α纖維素形成的母體的一個好處是，有很高的形成氫鍵能力，這種能力能夠用天然狀態(tài)的極性物質(zhì)進(jìn)行吸附。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在控制的條件下，形成密實(shí)的α纖維素母體時，作為液烴流體的過濾介質(zhì)，可以提供特別有利的性質(zhì)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這能夠大大地延長機(jī)械中所使用的烴油的壽命。對于象柴油這樣的燃料，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這樣的過濾器可以防止無定形蠟的沉淀，方法是將無定形的蠟轉(zhuǎn)化為微晶體，而這種微晶體可以避免噴咀和連接管線等的堵塞。還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，即使溫度低達(dá)-12℃時，這種作用仍可以實(shí)現(xiàn)。
也已經(jīng)注意到，使用硅烷化合物，例如鹵烷基硅烷或者烷基甲硅烷酯，將過濾介質(zhì)硅烷化，可以提供相反的能力。這會產(chǎn)生一種母體，這種母體可以將表面轉(zhuǎn)化為非氫鍵形態(tài)，而這種非氫鍵形態(tài)能排斥極性物質(zhì)，因此這種母體能夠成功地用于乙二醇水溶液和其他的耐火流體的精細(xì)過濾。
在未硅烷化狀態(tài)時，發(fā)現(xiàn)α纖維素又能將很細(xì)的金屬和非金屬的顆粒除去，在水和有機(jī)酸存在時，能夠除去已氧化的成酸物、無機(jī)酸和堿性化合物。
為了更容易了解本發(fā)明，參照附圖
，通過實(shí)例進(jìn)行下列的說明，附圖僅一幀，它是本發(fā)明的一個設(shè)備實(shí)施例的示意剖面圖。
待說明的設(shè)備包括了由編號10表示的固定過濾室，過濾室有圓形的下端壁12、圓筒形周壁14和圓錐端壁16。下端壁12裝有普通的螺紋套管18，套管18與接收本設(shè)備濾液的貯槽相連。進(jìn)料管20同軸安裝在套管中，進(jìn)料管20的上端裝有分配器22，分配器22具有許多排料孔24。
擋板26是一個支承格柵，安裝在下端壁12的上方，從而限定了其下的出口通道28。
過濾室10中裝填了過濾介質(zhì)30。該過濾介質(zhì)是許多中空α纖維素纖維的交聯(lián)母體，纖維母體的間壁含有孔徑分布在5-500納米的孔，纖維母體的密度為0.28-0.5克/厘米3。這些纖維母體松散地裝入過濾室中，裝填纖維最好這樣來進(jìn)行，將纖維在普通的造紙機(jī)上做成厚度為0.5-2毫米的紙，最好做成厚度為1.1-1.2毫米的紙。制紙的纖維可以是棉絨纖維。然后將紙卷成圓筒形，插入過濾室10中。這樣就得到了呈環(huán)形的過濾介質(zhì)的上端面32和下端面34。
當(dāng)所述設(shè)備與待過濾的液體源相接時，液體向上流經(jīng)進(jìn)料管20，通過噴孔24向外對著錐形壁16噴射。液體被錐壁阻擋向下折回，均勻地灑落在過濾介質(zhì)30的上端面32上。當(dāng)液體往下流時，母體的纖維立即膨脹，因此纖維就緊密地充填在過濾室10中。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，母體纖維能夠?yàn)V掉粒度低至1微米的顆粒，液體下流時，經(jīng)受的壓力降的確很小。雖然液體在穿過過濾介質(zhì)時有一些迂回曲折，但總有它們自己的通路。液體流過時過濾介質(zhì)逐漸溶脹，提供了所需要的均勻的過濾介質(zhì)。液體流出，進(jìn)入出口通道28，然后從出口通道穿過孔洞36而進(jìn)入出口套管18。
權(quán)利要求
1.液體過濾設(shè)備，該設(shè)備是一個固定過濾室，過濾室有液體進(jìn)口、濾液出口、和許多以α纖維素的交聯(lián)母體形式構(gòu)成的中空纖維，它們在干燥狀態(tài)下松散地裝入過濾室中，這樣當(dāng)液體流過時，母體會膨脹因而緊密地充填在過濾室中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中中空纖維母體的間壁含有孔徑分布為5-500納米的孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中，在干燥狀態(tài)下松散裝入過濾室內(nèi)時，中空纖維母體的密度為0.28-0.5克/厘米3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述的中空纖維母體是由棉絨纖維制成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述纖維在造紙機(jī)上制成紙，隨隨后將紙卷成圓筒形，以形成過濾介質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的設(shè)備，其中紙的厚度為0.5-2毫米，最好是1.1-1.2毫米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中還包括與液體相連的分配器，分配器使待過濾的液體能有效地分布在過濾介質(zhì)的更大表面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的設(shè)備，其中所述纖維在造紙機(jī)上制成紙，隨后將紙卷成圓筒形，以形成過濾介質(zhì)，其中所述的分配器能將待過濾的液體加到所述圓筒形過濾介質(zhì)的一個軸向端面的很大表面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的設(shè)備，其中過濾室是圓筒形，并含有軸向穿過介質(zhì)中心的進(jìn)料管，在介質(zhì)的一個軸向端面和過濾室的一個端壁之間形成的進(jìn)口通道，以及在進(jìn)口通道中可以這樣來配置的分配器，使多股待過濾的液流射向過濾室的一個端壁，液流從端壁折回，再流到介質(zhì)軸向的一個端面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的設(shè)備，和此設(shè)備還包括支撐介質(zhì)的裝置，即在介質(zhì)的另一軸向端面和過濾室的另一端壁之間形成了出口通道，過濾器出口與該出口通道相連。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中母體被硅烷化過。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的設(shè)備，其中母體用鹵烷基硅烷或烷基甲硅烷酯處理，使之硅烷化。
全文摘要
液體過濾設(shè)備含有固定過濾室10，過濾室具有液體進(jìn)口20和液出口18，α纖維素的中空纖維交聯(lián)母體的介質(zhì)30，在干燥狀態(tài)下松散裝入過濾室中，而當(dāng)液體流過介質(zhì)時，母體膨脹緊緊地充填在過濾室中。纖維最好是棉絨纖維。
文檔編號B01D24/14GK1046291SQ89102210
公開日1990年10月24日 申請日期1989年4月13日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月13日
發(fā)明者丹尼斯·鮑斯·維里蒂 申請人:錢寧斯有限公司