CN106762268B - 油箱惰化预滤器组件、装置以及使用方法 - Google Patents

油箱惰化预滤器组件、装置以及使用方法 Download PDF

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Abstract

公开了油箱惰化预滤器组件，油箱惰化预滤器装置，以及处理流体特别是用在油箱惰化系统中的过程流体的方法。

Description

油箱惰化预滤器组件、装置以及使用方法
背景技术
可燃性降低系统，例如车载惰性气体产生系统(OBIGGS)、氮气产生系统(NGS)、可燃性降低系统(FRS)、以及油箱惰化系统(FTIS)，通常用于减少油箱燃烧。在这些系统中，来自发动机的加压空气，例如，发动机引气或过程空气，通过膜模块，例如空气分离模块(ASM)，以从过程空气中分离氧气，产生贫氧气的惰性气体，例如主要富氮的空气(NEA)。惰性气体被引进油箱油面上部的空间(即液体燃料上方的空间)，在该处其置换可燃燃料/空气混合物以降低爆炸或起火的风险。
然而，该过程空气通常包含不希望的材料，包括颗粒污染物，以及水和油气溶胶。该不希望的物质会降低ASM的性能。
然而，虽然现有一些用于过滤过程空气的过滤器，但存在对改善的过滤器的需要。
发明内容
本发明的实施方案提供了一种油箱惰化预滤器组件，包括(a)第一端盖，其中该第一端盖包括第一侧和第二侧以及从第一侧通到第二侧的中心开口；(b)第二端盖；(c)第一中空圆柱流体处理过滤器，包括颗粒去除和凝聚器设备，该颗粒去除和凝聚器设备包括纤维褶皱多孔介质，该介质具有从约0.5微米到约50微米范围内的孔径；以及疏油和/或疏水的纤维介质；(d)第二中空圆柱流体处理过滤器，其包括臭氧消耗设备，该臭氧消耗设备包括臭氧消耗材料(例如沉积催化剂)；(e)第三中空圆柱流体处理过滤器，包括有机蒸气消耗设备，该有机蒸气消耗设备包括活性炭、沸石、和/或活性氧化铝；以及(f)第四中空圆柱流体处理过滤器，包括颗粒去除设备，该颗粒去除设备包括褶皱多孔介质，该过滤器具有超低穿透率空气(ULPA)过滤精度或高效颗粒空气(HEPA)过滤精度；其中该第一中空圆柱流体处理过滤器，该第二中空圆柱流体处理过滤器、该第三中空圆柱流体处理过滤器、以及该第四中空圆柱流体处理过滤器同轴布置，形成过滤器单元，该过滤器单元具有顶端和底端；以及，其中该第一端盖连接到过滤器单元的顶端而第二端盖连接到过滤器单元的底端；该过滤器组件限定第一流体流路和第二流体流路，其中(i)该第一中空圆柱流体处理过滤器横跨第一流体流路和第二流体流路设置，以及(ii)该第二中空圆柱流体处理过滤器、第三中空圆柱流体处理过滤器、以及第四中空圆柱流体处理过滤器横跨第二流体流路设置。
在一个实施方案中，油箱惰化预滤器组件包括同轴布置的第一中空圆柱流体处理过滤器和第二中空圆柱流体处理过滤器之间的同轴间隙，优选，其中第一流体流路包括该同轴间隙。
在另一实施方案中，设置油箱惰化预滤器装置，该装置包括壳体，该壳体包括第一区段和第二区段，该第一区段包括入口端口和出口端口以及凝聚流体的出口端口，该第二区段包括用于接收油箱惰化预滤器组件的空腔，其中该过滤器组件布置在壳体中，该入口端口将未处理的流体引入第一流体流路和第二流体流路，出口端口从第二流体流路引导经处理的流体，且凝聚流体出口端口从第一流体流路引导凝聚的流体。
本发明的另一实施方案包括用于从过程空气中去除污染物的方法，该方法包括(a)使过程空气通过第一中空圆柱流体处理过滤器，该过滤器具有第一过滤器上游表面和第一过滤器下游表面，该第一中空圆柱流体处理过滤器包括颗粒去除和凝聚器设备，该颗粒去除和凝聚器设备包括纤维褶皱多孔介质，该介质具有在约0.5微米到约50微米范围内的孔径；以及疏油和/或疏水纤维介质，提供与贫不连续相流体分离的不连续相浓缩流体；(b)使该贫不连续相流体从第一过滤器下游表面通过第二中空圆柱流体处理过滤器，该过滤器具有第二过滤器上游表面和第二过滤器下游表面，该第二中空圆柱流体处理过滤器包括臭氧消耗设备，该臭氧消耗设备包括臭氧消耗材料(例如沉积催化剂)，提供了从第二过滤器下游表面通过的贫臭氧-和贫不连续相流体；(c)使该贫臭氧和贫不连续相流体通过第三中空圆柱流体处理过滤器，该过滤器具有第三过滤器上游表面和第三过滤器下游表面，该第三中空圆柱过滤器包括有机蒸气消耗设备，该有机蒸气消耗设备包括活性炭、沸石、和/或活性氧化铝，提供了从第三过滤器下游表面通过的贫有机蒸气的贫臭氧和贫不连续相的流体；以及，(d)使该贫有机蒸气的贫臭氧和贫不连续相的流体通过第四中空圆柱流体处理过滤器，该过滤器具有第四过滤器上游表面和第四过滤器下游表面，该第四中空圆柱流体处理过滤器包括颗粒去除设备，该装备包括褶皱多孔介质，该过滤器具有超低穿透率空气(ULPA)过滤精度和高效颗粒空气(HEPA)过滤精度，提供了经过滤的ULPA-额定的或经过滤的HEPA-额定的从第四过滤器下游表面通过的贫有机蒸气的贫臭氧和贫不连续相的流体。
附图说明
图1示出根据本发明的油箱惰化预滤器组件的实施方案的分解图，该组件包括第一和第二端盖，以及过滤器单元，该过滤器单元包括同轴布置的第一、第二、第三和第四，中空圆柱流体处理过滤器。
图2示出过滤器单元的分解图解图，该过滤器单元包括图1示出的同轴布置的第一、第二、第三和第四中空圆柱流体处理过滤器。
图3A和3B示出一个示意性的第一端盖，该端盖包括流体流动通道，该通道用于根据本发明的油箱惰化预滤器组件的实施方案，其中图3A示出横截面图(也示出流体流动通道的分级通道部分)，而图3B示出顶视图(也示出流体流动通道的环形通道部分，以及过滤器单元的横截面图)。
图3C和3D示出另一示意性的第一端盖，其包括第一流体流动通道，该通道用于根据本发明的油箱惰化预滤器组件的实施方案，其中该流体流路不包括分级通道部分，图3C示出横截面图(也示出流体流动通道的环形通道部分)，而图3D示出底视图。
图4A示出横截面侧视图，而图4B示出图1中示出的油箱惰化预滤器组件的实施方案的等距视图。
图5A(全视图)和5B(截面图“A”)示出另一过滤器单元的横截面顶视图，其用于根据本发明的油箱惰化预滤器组件的另一实施方案中，示出第一和第二流体流路，其中该流体流动是“由外到内”，与图1中示出的“由内到外”流动相反。
图6A示出根据本发明的油箱惰化预滤器装置的实施方案的横截面图，包括壳体，该壳体具有第一区段和第二区段，以及布置在壳体内的油箱惰化预滤器组件的实施方案，也示出第一和第二流体流路，还示出示意性的第一端盖(在图3C和3D中示出)，该端盖包括流体流动通道，其用于根据本发明的油箱惰化预滤器组件的实施方案，其中流体流动通道不包括分级通道部分。
图6B示出根据本发明的油箱惰化预滤器组件实施方案的横截面图，其包括壳体，该壳体具有第一区段和第二区段，以及布置在壳体内的油箱惰化预滤器组件的实施方案，还示出第一和第二流体流路，还示出示意性的第一端盖(在图3A和3B中示出)，该端盖包括流体流动通道，该通道用于根据本发明的油箱惰化预滤器组件的实施方案，其中该流体流动通道包括分级通道部分。
图7为图解流程图，示出OBIGGS或FTIS系统中的油箱惰化预滤器装置的使用。
具体实施方式
根据本发明的实施方式，提供了一种油箱惰化预滤器组件，包括(a)第一端盖，其中该第一端盖包括第一侧和第二侧以及从第一侧通过第二侧的中心开口；(b)第二端盖；(c)第一中空圆柱流体处理过滤器，包括颗粒去除和凝聚器设备，该颗粒去除和凝聚器设备包括纤维褶皱多孔介质，该介质具有从约0.5微米到约50微米范围内的孔尺寸；以及疏油和/或疏水的纤维介质；(d)第二中空圆柱流体处理过滤器，包括臭氧消耗设备，该臭氧消耗设备包括臭氧消耗材料(例如沉积催化剂，例如，包括二氧化锰)；(e)第三中空圆柱流体处理过滤器，包括有机蒸气消耗设备，该有机蒸气消耗设备包括活性炭、沸石、和/或活性氧化铝；以及(f)第四中空圆柱流体处理过滤器，包括颗粒去除设备，该设备包括褶皱多孔介质，该过滤器具有超低穿透率空气(ULPA)过滤精度或高效颗粒空气(HEPA)过滤精度；其中第一中空圆柱流体处理过滤器、第二中空圆柱流体处理过滤器、第三中空圆柱流体处理过滤器、以及第四中空圆柱流体处理过滤器同轴布置，形成过滤器单元，该过滤器单元具有顶端和底端；以及，其中该第一端盖连接到过滤器单元的顶端而第二端盖连接到过滤器单元的底端；该过滤器组件限定第一流体流路和第二流体流路，其中(i)第一中空圆柱流体处理过滤器横跨第一流体流路和第二流体流路设置，以及(ii)第二中空圆柱流体处理过滤器、第三中空圆柱流体处理过滤器、以及第四中空圆柱流体处理过滤器横跨第二流体流路设置。
在一个实施方案中，油箱惰化预滤器组件包括同轴布置的第一中空圆柱流体处理过滤器和第二中空圆柱流体处理过滤器之间的同轴间隙，优选，其中该第一流体流路包括该同轴间隙。
在油箱惰化组件的一个实施方案中，该第一端盖包括流体流动通道，该通道包括分级通道部分以及环形通道部分，以及凝聚流体出口，该流体流动通道与凝聚流体出口连通，其中该第一流体流路包括流体流动通道和凝聚流体出口。
在另一实施方案中，提供油箱惰化预滤器装置，该装置包括壳体，该壳体包括第一区段和第二区段，该第一区段包括入口端口和出口端口以及凝聚流体的出口端口，该第二区段包括用于接收油箱惰化预滤器组件的空腔，其中该过滤器组件布置在壳体中，该入口端口将未处理的流体引入第一流体流路和第二流体流路，出口端口从第二流体流路引导经处理的流体，而凝聚流体出口端口从第一流体流路引导凝聚的流体。
本发明的另一实施方案包括用于从过程空气中去除污染物的方法，该方法包括(a)使过程空气通过第一中空圆柱流体处理过滤器，该过滤器具有第一过滤器上游表面和第一过滤器下游表面，该第一中空圆柱流体处理过滤器包括颗粒去除和凝聚器设备，该颗粒去除和凝聚器设备包括纤维褶皱多孔介质，该介质具有在约0.5微米到约50微米范围内的孔尺寸；以及疏油和/或疏水纤维介质，提供与贫不连续相流体分离的不连续相浓缩流体；(b)使该贫不连续相流体从第一过滤器下游表面通过第二中空圆柱流体处理过滤器，该过滤器具有第二过滤器上游表面和第二过滤器下游表面，该第二中空圆柱流体处理过滤器包括臭氧消耗设备，该臭氧消耗设备包括沉积催化剂，该催化剂包括二氧化锰，提供了从第二过滤器下游表面通过的贫臭氧的和贫不连续相的流体；(c)使该贫臭氧和贫不连续相的流体通过第三中空圆柱流体处理过滤器，该过滤器具有第三过滤器上游表面和第三过滤器下游表面，该第三中空圆柱过滤器包括有机蒸气消耗设备，该有机蒸气消耗设备包括活性炭、沸石、和/或活性氧化铝，提供了从第三过滤器下游表面通过的贫有机蒸气的贫臭氧和贫不连续相的流体；以及，(d)使该贫有机蒸气的贫臭氧和贫不连续相的流体通过第四中空圆柱流体处理过滤器，该过滤器具有第四过滤器上游表面和第四过滤器下游表面，该第四中空圆柱流体处理过滤器包括颗粒去除设备，该设备包括褶皱多孔介质，该过滤器具有超低穿透率空气(ULPA)过滤精度或高效颗粒空气(HEPA)过滤精度，提供了从第四过滤器下游表面通过的经过滤的ULPA-额定的或经过滤的HEPA-额定的贫有机蒸气的贫臭氧和贫不连续相的流体。
本发明的另一实施方案包括用于从过程空气中去除污染物的方法，该方法包括使过程空气通过油箱惰化组件或油箱惰化预滤器装置的实施方案，其中该第四中空圆柱处理过滤器具有上游表面和下游表面，该方法包括使不连续相流体沿着第一流体流路通过，并使贫不连续相的流体从第四中空圆柱处理过滤器的下游表面通过。
该方法的实施方案包括通过油箱惰化过滤器组件和/或油箱惰化预滤器装置的由内到外的流动。
该方法的其他实施方案包括通过油箱惰化过滤器组件和/或油箱惰化预滤器装置的由外到内的流动。
在一些实施方案中，该方法进一步包括使贫不连续相的流体通过空气分离模块从第四中空圆柱处理过滤器的下游表面通过。
在另一实施方案中，提供了制作油箱惰化组件的方法，其中流体处理过滤器可单独安装，或以多种组合安装。例如，在一个实施方案中，该第一中空圆柱处理过滤器与第二、第三和第四中空圆柱处理过滤器分开安装，其中该第二、第三、和第四中空圆柱处理过滤器在作为组件的部件安装之前组合为整体结构。
根据本发明，空气或气体可被清洁或洗除颗粒、湿气(例如油和/或水)、臭氧、以及挥发性有机化合物，提供了极清洁的空气或气体以用于高度敏感和高度精确的系统，例如ASM系统中。本发明的实施方案适于由内到外的流动应用(见，例如图1)以及由外到内的流动应用(见，例如图5)。
高效颗粒计重效率(HEPA)过滤器，有时称为高效颗粒捕获或高效颗粒空气过滤器，以及超低穿透率空气(ULPA)过滤器，有时称为超低穿透率气溶胶过滤器，满足了效率的特定标准。对于被美国政府标准认定为HEPA，过滤器(从所通过的空气中)去除99.97％的尺寸为0.3μm的颗粒。对于被美国政府标准认定为ULPA，过滤器从空气中去除至少99.999％的尺寸为0.12μm的颗粒。
有利地，通过包括有机蒸气消耗设备，并将其定位在臭氧消耗设备和具有ULPA或HEPA过滤精度的颗粒去除设备之间的流体流路中，在空气到达具有ULPA或HEPA过滤精度的颗粒去除设备之前且在空气到达ASM之前，从贫臭氧的过程空气中消耗了挥发性有机化合物(VOC)，由此防止或减少了对颗粒去除设备和/或ASM的损坏，因为它们可由于VOC而降解。有机蒸气消耗设备在降低VOC的峰值方面特别有用，其中VOC在峰值时刻后一段时间，可在下游以显著降低的浓度被释放。例如，过滤器组件可在一段时间内去除初始VOC峰值的100％，或接近100％，例如约3到约7分钟，并随后以较低的浓度释放VOC，例如在约10分钟之后约50％或更少的浓度。
此外，因为有机蒸气消耗设备定位在臭氧消耗设备的下游，会损坏(例如降解)有机蒸气消耗设备的元件(例如诸如活性炭、沸石和/或活性氧化铝的元件)的臭氧，在空气接触或经过有机蒸气消耗设备之前被耗尽或从空气中去除。
除了特别适用于油箱惰化系统以外，本发明的实施方案还具有多种额外的应用，例如，用于要求极度清洁空气或气体的任意应用，例如SCUBA富集空气系统、医院氧气产生系统、以及客舱空气过滤器。
现在将在下面更详细地描述本发明的每一部件，其中相似的部件具有相似的附图标记。
过滤器、过滤器单元、以及过滤器组件，可为任意适合的形状；根据示出的实施方案，它们优选通常为圆柱形。
在图1、2、4A和5示出的实施方案中，示出了油箱惰化预滤器组件1000，第一中空圆柱流体处理过滤器100、第二中空圆柱流体处理过滤器200、第三中空圆柱流体处理过滤器300、以及第四中空圆柱流体处理过滤器400，同轴布置，形成具有底端501和顶端502的过滤器单元500，该底端连接到第一端盖1001而顶端连接到第二端盖1002。如图4A、6A、和6B中所示，油箱惰化预滤器组件1000提供了第一流体流路601和第二流体流路602，其中流体流动是“由内到外”的。相反，图5示出过滤器单元500，其中流体流动是“由外到内”的。
优选，如图3B、4A、5B、6A、和6B中所示，油箱惰化预滤器组件1000和过滤器500包括同轴布置的第一中空圆柱流体处理过滤器100和第二中空圆柱流体处理过滤器200之间的同轴间隙1040，其中第一流体流路601包括该同轴间隙。图3D也示出该同轴间隙1040。
在图6A和6B示出的实施方案中，油箱惰化过滤器装置1500包括布置在壳体1550内的油箱惰化预滤器组件1000，该壳体具有第一区段1551和第二区段1552。
使用图2作为参考，第一中空圆柱流体处理过滤器100具有上游表面100A和下游表面100B，且包括颗粒去除和凝聚器设备101，该颗粒去除和凝聚器设备包括纤维褶皱多孔介质110，该介质具有约0.5微米到约50微米范围内的孔尺寸；以及疏油和/或疏水纤维介质120。该第一中空圆柱流体处理过滤器去除过程空气中的大部分颗粒物质；并将水和油从气流中凝聚出来，使得凝聚的流体(凝聚的不连续相)可沿着第一流体流路从第一中空圆柱流体处理过滤器的下游表面通过，并排出(例如油箱惰化预滤器装置)。在实施方案中，第一中空圆柱流体处理过滤器具有至少约99.9％的油气溶胶去除效率。
多种纤维材料适合用作纤维褶皱多孔介质110并适合用于疏油和/或疏水纤维多孔介质120，且适合的材料是本领域已知的。
在一个实施方案中，纤维褶皱多孔介质包括多层玻璃纤维的一个，优选布置在无纺布衬底上，例如网状衬底上并打褶皱成形。介质，或具有衬底的介质，可如本领域已知地打褶皱，例如，该介质可包括在流体处理过滤器轴端之间轴向延伸的多个褶皱。这些褶皱可包括位于流体处理过滤器外环部分的峰以及位于内环部分附近的谷，该峰和谷通过一对褶皱腿连接。褶皱介质可包括风扇类型的褶皱，其中峰自内环部分向外辐射状延伸，或褶皱处于叠置(laid-over)状态，如美国专利5,543,047和5,252,207中描述的。优选，该介质、或具有衬底的介质，包括内部圆柱形载体10，例如穿孔芯。
在一个实施方案中，疏油和/或疏水纤维多孔介质120包括聚酯基毡熔喷材料。该纤维多孔介质可通过本领域已知的多种技术处理以使其疏油且疏水，或更疏油和/或更疏水，例如喷涂，或浸涂。
优选，该疏油和/疏水纤维多孔介质缠绕在该纤维褶皱多孔介质周围。
第二中空圆柱流体处理过滤器200具有上游表面200A和下游表面200B，并包括臭氧消耗设备210，该臭氧消耗设备210包括臭氧消耗材料诸如沉积催化剂，例如，该沉积催化剂包括二氧化锰。多种材料适宜用作臭氧消耗设备(包括多种催化消耗性材料，诸如，例如，诸如铂的贵金属，或沉积催化剂，例如，二氧化锰)，且适宜的材料是本领域已知的。
在一个实施方案中，臭氧消耗设备包括二氧化锰(MnO2)催化剂，沉积在允许流体从中流过的材料上，诸如，例如，开孔发泡垫220。如果需要，包括沉积MnO2催化剂的臭氧消耗设备可缠绕诸如穿孔芯、网状物或穿孔介质的中心圆柱载体20。在一个实施方案中，该臭氧消耗设备包括沉积在开孔发泡垫上的二氧化锰(MnO2)，并缠绕穿孔芯两周。可选择缠绕或层的数目以为催化剂提供充足的停留时间以从空气流中去除臭氧(O3)，优选，停留时间为至少约0.6mS，更优选至少约0.8mS。在一个实施方案中，臭氧消耗设备将臭氧从约500ppb的初始水平去除到约10ppb或更少的水平。
根据本发明的优选实施方案，臭氧消耗设备布置在有机蒸气消耗设备的上游，这样会损害(例如降解)有机蒸气消耗设备的元件(例如诸如活性炭、沸石和/或活性氧化铝的元件)的臭氧在空气接触并通过有机蒸气消耗设备之前耗尽或从空气中去除。
该第三中空圆柱流体处理过滤器300具有上游表面300A和下游表面300B，并包括有机蒸气消耗设备310，该有机蒸气消耗设备包括活性炭、沸石、和/或活性氧化铝。多种材料适于用作有机蒸气消耗设备，且适合的材料在本领域已知。此外，多种过滤器构造是适合的，且适合的构造是本领域已知的。
例如，活性炭颗粒或球体被固定在无纺织物的层之间，或粘结(例如使用粘结剂)成整块。替代地，或额外地，可使用活性炭纤维。如果需要，该活性炭可例如由沸石和/或活性氧化铝替代或与其组合。
在一个实施方案中，该有机蒸气消耗设备缠绕该臭氧消耗设备，例如，在一个实施方案中，该有机蒸气消耗设备缠绕臭氧消耗设备6圈。可选择缠绕或层的数目以为活性炭、沸石、和/或活性氧化铝提供充足的停留时间以从气流中去除VOC，优选停留时间为至少约30mS，更优选，至少约40mS。
在一些实施方案中，该有机蒸气消耗设备具有下列任意一项或多项：单层约15001/m2/s的空气穿透性，在200pa；约520+/-80g/m2的吸收剂重量区域，和/或约1000m2/g到约2000m2/g的活性表面积。
有机蒸气消耗设备可打褶皱(例如，如上面关于第一中空圆柱流体处理过滤器中的纤维褶皱多孔介质所描述的)。如果需要，该褶皱有机蒸气消耗设备可与该第四中空圆柱流体处理元件共同打褶皱(如下面描述的)，或者它可以用作单独的过滤器元件。在褶皱有机蒸气消耗设备用作单独过滤器元件的一个优选实施方案中，该褶皱设备进一步包括诸如纺织金属网状物的载体。
根据本发明的优选实施方案，该有机蒸气消耗设备布置在臭氧消耗设备和具有ULPA或HEPA过滤精度的第四中空圆柱过滤器之间的流体流路内，使得挥发性有机化合物(VOC)在空气到达具有ULPA或HEPA过滤精度的第四过滤器且在空气到达ASM之前从贫臭氧的过程空气中耗尽，由此防止或降低对第四过滤器和/或该ASM的损害，因为它们可能由于VOC而降解。该有机蒸气消耗设备在降低VOC的峰值方面特别有用，其中过量的VOC在峰值时刻后一段时间以显著较低的浓度在下游释放。
该第四中空圆柱流体处理过滤器400具有上游表面400A和下游表面400B，且包括具有褶皱多孔介质的颗粒去除设备410，该过滤器具有超低穿透率空气(ULPA)过滤精度或高效颗粒空气(HEPA)过滤精度。
与去除过程空气中的大部分颗粒物质的第一中空圆柱流体处理过滤器相反，该第四中空圆柱流体处理过滤器为“精制”过滤器，去除空气流中残余的所有或接近所有的颗粒，并因此，沿着第二流体流路从第四过滤器下游表面经过的空气包括经过滤的ULPA额定的或经过滤的HEPA额定的贫有机蒸气的贫臭氧和贫不连续相的流体。
多种材料适于用作褶皱多孔介质，该过滤器具有超低穿透性空气(ULPA)过滤精度或高效颗粒空气(HEPA)过滤精度，而合适的材料是本领域已知的。此外，多种过滤器构造是适合的，且是本领域已知的。
合适的材料包括纤维材料，例如玻璃纤维和/或聚合物介质诸如熔喷介质，或膜，例如聚合物膜。
该ULPA-或HEPA-额定过滤器可如上关于第一中空圆柱流体处理过滤器中的纤维褶皱多孔介质所述的那样打褶皱。如果需要，其能够与有机蒸气消耗设备共同打褶皱(如上面讨论的)，或者其可用作单独的过滤器元件。在褶皱过滤器用作单独的过滤器元件的优选实施方案中，该褶皱设备进一步包括一个或多个诸如纺织金属网状物的载体或缠绕30(在一个实施方案中，该多孔介质夹在网状物之间)。
第四中空圆柱流体处理过滤器优选布置成提供充足的目标介质速度，例如最高约10.5ft/min(约3.2m/min)，以提供高效过滤以处理空气。
第一中空圆柱流体处理过滤器、第二中空圆柱流体处理过滤器、第三中空圆柱流体处理过滤器、以及第四中空圆柱流体处理过滤器同轴布置，形成具有底端501和顶端502的过滤器单元500，其中第一端盖1001连接到过滤器单元的底端而第二端盖1002连接到过滤器单元的顶端，提供油箱惰化预滤器组件1000。用于将端盖粘结到过滤器单元的合适的粘结材料和/或粘合剂是本领域已知的。在一个实施方案中，该粘结材料为酚醛树脂。
用于端盖的合适的材料是本领域已知的。
在图3A、3B、3C、3D、4A、和6中示出的构造中，第一端盖1001具有第一侧1011和第二侧1012，通过第一和第二侧的中心开口1010，以及与凝聚流体出口1060连通的流体流动通道1050。如下面更详细解释的，在“由内到外”和“由外到内”流动应用两者中，中心开口1010与第一流体流路601和第二流体流路602两者连通，而流体流动通道1050(在图3D中未示出)和凝聚流体出口1060与第二流体流路602连通。如果第二端盖1002具有中心开口，那么在过滤器单元500使用之前将其塞上或盖上。
在图3A、3B、和4A中示出的构造中，流体流动通道1050具有分级式通道部分1051和环形通道部分1052。在实施方案中(例如如图1和3A中所示)，为了便于组装过滤器，第一端盖1000包括第一区段1001A和第二区段1001B，其中凝聚流体通过两区段之间的间隙离开，该间隙由在区段1001B中接触凹槽1075的分级式通道部分的下级提供。
关于组装便利，示意性地，第一中空圆柱流体处理过滤器100和内部载体10连接到第一区段1001A(例如，以形成“部件1”)，且第二、第三、以及第四中空圆柱流体处理过滤器200、300、400，以及载体20和30(20和30优选包括穿孔芯、网状物、或穿孔介质)连接到第二区段1001B(例如，以形成“部件2”)，部件2由第二端盖1002封端，而部件1被通过第二中空圆柱流体处理过滤器200的中空内部推进而与第二端盖1002的内表面接触。
在图6A中示出的构造中，流体流动通道1050不包括分级式通道部分，其提供了直通流体流路，在图6B中示出的构造中，流体流动通道1050不包括分级式通道部分。
如图4A、5(示出没有端盖的过滤器500)、6A、和6B中特别示出的，过滤器组件1000限定第一流体流路601和第二流体流路602，其中(i)第一中空圆柱流体处理过滤器横跨第一流体流路601和第二流体流路602设置，且(ii)第二中空圆柱流体处理过滤器、第三中空圆柱流体处理过滤器、以及第四中空圆柱流体处理过滤器横跨第二流体流路602设置。
在优选实施方案中，过滤器组件具有从0psig到约100psig范围的压力。
在图6A和6B中示出的实施方案中，油箱惰化过滤器设备1500包括布置在壳体1550内的油箱惰化预滤器组件1000，该壳体具有第一区段1551和第二区段1552。示出的第一壳体区段1551包括入口端口1561和出口端口1562，以及凝聚流体出口端口1563，第二区段1552包括用于接收油箱惰化预滤器组件的空腔1560，其中过滤器组件布置在壳体内，入口端口1561将未处理的流体(过程空气)引入第一流体流路601和第二流体流路602，出口端口1562从第二流体流路引导经处理的流体(经过滤的ULPA-额定的或经过滤的HEPA-额定的贫有机蒸气贫臭氧以及贫不连续相的流体)，而凝聚流体出口端口1563从第一流体流路601引导凝聚的流体(与贫不连续相流体分离的不连续相凝聚的流体)并离开装置。
过滤器设备和壳体可为任意合适的形状并如本领域已知地构造(例如关于下列任意的一项或多项：区段的数目、入口、出口、和凝聚流体出口端口)，而壳体可具有一个或多个额外的部件诸如端口。
如图7中所示，来自装置的经过滤的气体通过空气分离模块(ASM)进入油箱。
本文引用的所有参考文献，包括出版物、专利申请和专利，通过参考并入本文，引用程度如同各参考文献被单独和特别地说明以通过参考并入本文并且以其整体列举。
术语(冠词)“一个(a)”和“一种(an)”和“该(the)”以及类似的用语在描述本发明的上下文中(特别是在下面的权利要求的上下文中)被解释为涵盖单数和复数，除非本文另外说明或上下文明显矛盾。后接一系列的一个或多个项目的术语“至少一种”(例如，“A和B中的至少一种”)的使用应理解为意味着选自所列项目中的一项(A或B)或两种或多种所列项目的任何组合(A和B)，除非在此另外说明或通过上下文看出明显矛盾。术语“包含”，“具有”“包括”和“含有”解释为开放式的术语(意指“包括，但不限于”，)，除非另外说明。本文中数值范围仅仅意指用作单独涉及的各个落入范围内的单个数值的简记方法，除非本文另外说明，各个单个的数值被合并到说明书中，如同其被本文单独引用。本文描述的所有方法可以按照任意合适的顺序实施，除非本文另外说明或上下文明显矛盾。任何一个和全部实例的使用，或本文提供的示例性语言(例如“如”、“例如”)，仅仅意指更好地阐明发明，而不对发明的范围施加限制，除非另外声明。说明书中没有语言被解释为表明任何未声明的成分是实施本发明必不可少的。
本文描述了本发明的优选实施方式，包括发明人所知的实施发明的最佳模式。这些优选实施方式中的变体对于阅读了前述说明书的普通技术人员来说是显而易见的。发明人预计本领域技术人员适当时会采用这种变体，并且发明人还倾向于与本文详细描述不同地实施的发明。因此，本发明包括适用的法律所允许的本文所附的权利要求中记载的主题的所有改进和等同物。此外，本发明包括上述元素在所有可能的变体中的任意组合，除非本文另外说明或上下文明显矛盾。

Claims (12)

1.油箱惰化预滤器组件，包括
(a)第一端盖，其中该第一端盖包括第一侧和第二侧以及从第一侧通到第二侧的中心开口；
(b)第二端盖；
(c)第一中空圆柱流体处理过滤器，包括颗粒去除和凝聚器设备，该颗粒去除和凝聚器设备包括具有从0.5微米到50微米范围内的孔尺寸的纤维褶皱多孔介质；以及疏油和/或疏水的纤维介质；
(d)第二中空圆柱流体处理过滤器，包括臭氧消耗设备，该臭氧消耗设备包括臭氧消耗材料；
(e)第三中空圆柱流体处理过滤器，包括有机蒸气消耗设备，该有机蒸气消耗设备包括活性炭、沸石和/或活性氧化铝；以及
(f)第四中空圆柱流体处理过滤器，包括颗粒去除设备，该颗粒去除设备包括褶皱多孔介质，该过滤器具有超低穿透率空气(ULPA)过滤精度或高效颗粒空气(HEPA)过滤精度；
其中该第一中空圆柱流体处理过滤器，该第二中空圆柱流体处理过滤器、该第三中空圆柱流体处理过滤器以及该第四中空圆柱流体处理过滤器同轴布置，形成具有顶端和底端的过滤器单元；以及，
其中该第一端盖连接到过滤器单元的顶端而第二端盖连接到过滤器单元的底端；
该预滤器组件限定第一流体流路和第二流体流路，其中(i)第一中空圆柱流体处理过滤器横跨第一流体流路和第二流体流路设置，以及(ii)第二中空圆柱流体处理过滤器、第三中空圆柱流体处理过滤器以及第四中空圆柱流体处理过滤器横跨第二流体流路设置。
2.根据权利要求1的油箱惰化预滤器组件，其中包含褶皱多孔介质的第四中空圆柱流体处理过滤器包括纤维玻璃介质和/或聚合物膜。
3.根据权利要求1或2的油箱惰化预滤器组件，其中包括有机蒸气消耗设备的第三中空圆柱流体处理过滤器包括颗粒、纤维层和/或整料。
4.根据权利要求1或2的油箱惰化预滤器组件，包括同轴布置的第一中空圆柱流体处理过滤器和第二中空圆柱流体处理过滤器之间的同轴间隙。
5.根据权利要求4的油箱惰化预滤器组件，其中第一流体流路包括该同轴间隙。
6.根据权利要求1或2的油箱惰化预滤器组件，进一步包括至少一个载体芯，该芯包括网状物或穿孔介质，该载体芯与第一中空圆柱流体处理过滤器、第二中空圆柱流体处理过滤器、第三中空圆柱流体处理过滤器以及第四中空圆柱流体处理过滤器同轴布置。
7.根据权利要求1或2的油箱惰化预滤器组件，进一步包括载体芯，该载体芯包括网状物或穿孔介质，其同轴布置在第一中空圆柱流体处理过滤器和第二中空圆柱流体处理过滤器之间。
8.根据权利要求1或2的油箱惰化预滤器组件，其中第一端盖包括流体流动通道，该通道包括分级式通道部分和环形通道部分，以及凝聚流体出口，该流体流动通道与凝聚流体出口连通，其中第一流体流路包括流体流动通道和凝聚流体出口。
9.油箱惰化预滤器装置，包括权利要求1－8任一项的油箱惰化预滤器组件，以及包括第一区段和第二区段的壳体，该第一区段包括进口端口和出口端口和凝聚流体出口端口，第二区段包括用于接收油箱惰化预滤器组件的空腔，其中预滤器组件布置在壳体内，该进口端口将未处理的流体引入第一流体流路和第二流体流路，出口端口从第二流体流路引导经处理的流体，而凝聚流体出口端口从第一流体流路引导凝聚的流体。
10.从过程空气中去除污染物的方法，该方法包括
(a)使过程空气通过第一中空圆柱流体处理过滤器，该过滤器具有第一过滤器上游表面和第一过滤器下游表面，该第一中空圆柱流体处理过滤器包括颗粒去除和凝聚器设备，该颗粒去除和凝聚器设备包括纤维褶皱多孔介质，该介质具有在0.5微米到50微米范围内的孔尺寸；以及疏油和/或疏水纤维介质，提供与贫不连续相的流体分离的不连续相凝聚流体；
(b)使该贫不连续相的流体从第一过滤器下游表面通过第二中空圆柱流体处理过滤器，该过滤器具有第二过滤器上游表面和第二过滤器下游表面，该第二中空圆柱流体处理过滤器包括臭氧消耗设备，该臭氧消耗设备包括臭氧消耗材料，提供从第二过滤器下游表面通过的贫臭氧和贫不连续相的流体；
(c)使该贫臭氧和贫不连续相的流体通过第三中空圆柱流体处理过滤器，该过滤器具有第三过滤器上游表面和第三过滤器下游表面，该第三中空圆柱流体处理过滤器包括有机蒸气消耗设备，该有机蒸气消耗设备包括活性炭、沸石、和/或活性氧化铝，提供了从第三过滤器下游表面通过的贫有机蒸气的贫臭氧和贫不连续相的流体；以及，
(d)使该贫有机蒸气的贫臭氧和贫不连续相的流体通过第四中空圆柱流体处理过滤器，该过滤器具有第四过滤器上游表面和第四过滤器下游表面，该第四中空圆柱流体处理过滤器包括颗粒去除设备，该设备包括褶皱多孔介质，该过滤器具有超低穿透率空气(ULPA)过滤精度和高效颗粒空气(HEPA)过滤精度，提供了从第四过滤器下游表面通过的经过滤的ULPA-额定的或经过滤的HEPA-额定的贫有机蒸气的贫臭氧和贫不连续相的流体。
11.用于从过程空气中去除污染物的方法，该方法包括使过程空气通过权利要求1－8任一项的油箱惰化组件，或者权利要求9的油箱惰化预滤器装置，其中第四中空圆柱处理过滤器具有上游表面和下游表面，该方法包括使凝聚的不连续相流体沿着第一流体流路通过，并使贫不连续相的流体从第四中空圆柱流体处理过滤器的下游表面通过。
12.根据权利要求11的方法，进一步包括使来自第四中空圆柱流体处理过滤器的贫不连续相的流体通过空气分离模块。
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