CN209333405U - 一种聚结过滤器及排泻介质 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种聚结过滤器和排泄介质，所述聚结过滤器包括用于将气体供应到存在于聚结过滤器中的过滤器元件的入口，过滤器元件包括聚结介质，用于在气体沿流动方向移动通过聚结介质的过程中聚结分散相，过滤器元件在聚结介质的下游包括排泻介质，用于将离开聚结介质的聚结分散相排出。过滤器元件由聚结介质、排泻介质和阻挡层的单个包装构成，阻挡层位于聚结介质的下游，聚结介质和阻挡层通过间隔件彼此保持一定距离，以在阻挡层和聚结介质之间在排泻介质中提供排泻层，聚结介质、排泻介质和阻挡层是彼此相邻地定位的层状材料，排泻介质中的孔的平均孔径大于阻挡层和聚结介质的孔的平均孔径，排泻介质的厚度大于聚结介质和阻挡层的厚度。

Description

一种聚结过滤器及排泻介质
技术领域
本实用新型涉及一种聚结过滤器，所述聚结过滤器用于聚结气体中存在的至少一种分散的大致液相，本实用新型还涉及一种排泄介质，所述排泄介质用于接收和排出来自聚结介质的聚结的分散相。
背景技术
离开压缩机的空气或其它气体的质量通常不符合工艺或其预定用途所设定的要求，除非经过充分预处理。实例是存在于压缩空气或气体中的杂质，包括油滴、水滴、油和/或水的气溶胶、油蒸气、水蒸气和类似物。通常使用水冷却器和干燥器去除水蒸气并降低露点。例如，聚结过滤器用于在作为连续气相的空气中作为分散相聚结水和/或油气溶胶滴，随后去除聚结的液滴。存在于离开压缩机的空气中的油气溶胶通常具有0.01至50μm的液滴尺寸。这些油滴通常在聚结过滤器中转化成直径为5至500μm的液滴。通常用于构建聚结过滤器的精细玻璃纤维通常具有足够高的比表面积，以充分延迟其中存在的气体和分散相，例如气溶胶杂质，以实现有效的聚结。
使用聚结过滤器的实际例子包括例如：从来自空气压缩机和曲轴、发动机曲柄箱或齿轮箱的空气中分离油气溶胶；从来自真空泵出口的空气中去除油；从在燃料-水系统中作为连续相的燃料分离作为分散相的水；或者从水作为连续相的水-油系统分离作为分散相的油。
进入过滤器的空气通常沿径向穿过圆柱形聚结介质到达排泻层，以从排泻层排出。聚结介质通常由几层材料组成，并且通常包含微孔纤维基底的一个或多个片材，其内表面能够引起分散相的聚集或聚结。气溶胶分散相聚结成液滴尺寸增大的液滴通常已经发生在聚结介质的第一层中。通过聚结介质将分散相输送到与聚结介质相邻的大孔排泻介质中，以从过滤器中排出聚结的分散相。聚结的分散相的向下流动通常在重力的影响下发生。使用一段时间后，过滤器通常达到稳定状态，其中聚结介质中分散相的积聚速率对应于聚结过滤器通过排泻介质的排出速率。
在使用一段时间后，通常在聚结过滤器的底部处形成保留在聚结过滤器中的分散相或油的所谓“湿带”，聚结过滤器的底部在使用期间高度可能增大，以使得其可能与聚结介质重叠。这种湿带的存在会导致在过滤器中产生压力，并导致排泻表面上的油泡破裂，这又会导致所谓的油转移或“油再夹带”或“油携带”，这是油滴通过来自聚结介质并离开聚结过滤器的净化空气的夹带。这种油转移是不希望的，并且会对过滤效率产生不利影响。
各种类型的材料用于制造聚结介质，包括有机和无机纤维或多孔材料。这些材料可以以各种形式获得，例如均匀、非均质、分层或折叠或卷绕或层压材料、复合材料及其组合。适合用作聚结介质的形式通常是具有不同横截面的板状、管状或挤出形状，例如椭圆形或其它简单或复杂的几何形状。分离能力取决于许多参数，包括聚结介质中纤维的组成和取向、实际条件、载体中的分散相或待净化流体的连续相的浓度、过滤材料受到的压力、以及随时间推移过滤器所暴露的流体的体积。
尝试改善聚结过滤器的分离能力目前主要集中于改善聚结介质的性能，例如通过使用具有复杂纤维结构或复杂多孔结构的聚结介质。
US4,231,768公开了一种用于从压缩空气中分离粒径为0.01-50μm 的水和烃颗粒的空气过滤器，其中聚结介质和排泻介质形成为单个单元，以优化聚结。该过滤器包含两级聚结过滤器。第一级的初级聚结介质由低密度和90％相对高孔隙率的无纺纤维垫组成，孔的直径小于 0.1微米。聚结介质由环氧树脂粘结的纤维素纤维的排泻层形成为波纹状材料并且由开孔聚氨酯泡沫或聚丙烯纤维垫的非波纹平坦层包围。第二过滤器级形成以一定角度布置以促进排泻的阻挡层，并且由比初级聚结材料更粗糙的多孔开孔聚氨酯制成。该聚氨酯泡沫包含平均孔径为0.125至0.5mm的孔和至少80％的开放体积。
US4,050,237描述了一种用于高压系统的除雾器，其具有聚结介质，在该聚结介质中发生聚结以及聚结的液滴在重力的影响下排出。除雾器还包含聚氨酯泡沫剥离器，用于收集尚未通过聚结介质排出的剩余部分的通常较大的油滴，这些油滴进一步聚结，并且在重力影响下排出到聚结过滤器的底部。聚氨酯泡沫中的孔具有120-500微米的平均直径，泡沫具有至少80％或甚至90％的孔隙率。剥离器的厚度约为 3-6毫米。因为聚结介质被实施为波纹状材料，而剥离器是平坦片状材料，所以聚结介质和剥离器之间的接触以及排泻被限制在褶皱的峰部或顶部。根据US4,050,237，可以通过材料优化实现90-99.99％的纯度以实现最佳聚结。
US4,878,929也描述了用于分离存在于压缩气体中的油的两级过滤器，其目的在于优化聚结介质中的聚结。第一级是打褶的多层材料，其包括聚结过滤器和多层材料的相邻下游卸载器部分，其具有高油润湿度以促进排油。每层的弗雷泽渗透率为30-800。聚结主要发生在卸载器部分。非褶状材料的第二过滤器级有助于聚结的液滴向下流动。第二级由平坦材料制成，并与第一级相距一定距离，因此增加了过滤器上的压降。第二级比聚结介质具有更高的渗透性，并且厚度为 1.25-2.5cm。
从US2016/076418中已知用于从气体中分离直径为0.1-10微米的液体颗粒的过滤器，其中过滤器包含粗分离过滤器，其目的是优化聚结并且促进排泻和要清洁的气体的流动。在粗分离过滤器的下游可以存在排泻层，例如针织物。在粗分离过滤器的下游存在若干精细分离过滤器，其间具有用于吸收和排出液体的排泻层。大量层的存在导致在每层上形成压力，由于各层彼此间隔一定距离布置，所以压力进一步增加。排泻层由相对于液体具有毛细管特性的材料构成，由此引起形成高度为2-10cm的所谓的湿带。连续的精细分离层由具有疏液表面的纤维组成，并且含有直径通常为30-100μm和5-10μm的孔。可以在精细分离层的上游和下游设置额外的排泻和/或间隔层。
US-B1-6,419,721描述了一种用于聚结气流中存在的油雾液滴的过滤器。该过滤器包含由微纤维材料组成的聚结层。过滤器还包含比聚结层具有更高孔隙率的排泻层。芯部吸或无纺毡被用作排泻材料。大部分纤维由惰性材料制成，例如玻璃纤维或另一种无机材料的纤维，它们通过按重量计10-15％的可熔的双组分聚酯纤维彼此热粘合。排泻层的表面重量在100至300g/m2之间，厚度在2至10mm之间。排泻层材料的纤维具有至少6d.tex的厚度。排泻层可以由一个或多个材料层组成。聚结介质和排泻层的材料可以彼此接触或者彼此间隔一定距离地布置。
US-B1-5.129.923公开了一种用于聚结被油雾污染的空气流的过滤器，该过滤器包括由微纤维无机材料(例如硼硅酸盐玻璃)构成的聚结介质层。在该层的下游提供第二层大孔聚酯排泻材料，沿着该第二层，聚结的油可以在重力的影响下离开聚结过滤器。排泻材料用低表面能的氢氟碳化合物浸渍，目的是减少排泻层表面的油润湿，并降低用油重新污染空气流的风险。
然而，US-B1-6,419,721和US-B1-5,129,923中公开的聚结过滤器显示出这样的缺点，即它们或者提供了聚结油的良好排出，但是在进入排出层时具有次优的油捕集并且由此限制了聚结过滤器的性能，或者它们在进入排泻层时表现出对油的良好吸收，但是排泻是次优的，由此在排泻层的底部形成湿带。
实用新型内容
因此，本实用新型的目的在于提供一种聚结过滤器，其提供了解决上述问题的方案，并且特别旨在提供一种具有改善的排泻特性的聚结过滤器。
具体地，本实用新型的目的是提供一种聚结过滤器，其包括排泻介质，该排泻介质显示了源自聚结介质的聚结油滴的改进的排出。
具体地，本实用新型寻求提供一种聚结过滤器，其显示出降低的形成所谓的“湿带”的风险。
这是根据本实用新型利用具有如下技术特征的聚结过滤器实现的。
具体地，本实用新型的聚结过滤器的特征在于，过滤器元件由聚结介质、排泻介质和阻挡层的单个包装构成，其中阻挡层位于聚结介质的下游，其中聚结介质和阻挡层通过在流动方向F上延伸的一个或多个间隔件彼此保持一定距离，以在阻挡层和聚结介质的面向阻挡层的表面之间在排泻介质中提供排泻层，聚结介质、排泻介质和阻挡层是彼此相邻地定位的层状材料，其中排泻介质中的孔的平均孔径大于阻挡层的孔的平均孔径并且大于聚结介质的孔的平均孔径，并且其中排泻介质的厚度大于聚结介质的厚度和阻挡层的厚度。
液滴形式的分散相，特别是在流体中存在的、而且是通过在聚结介质中聚结较小液滴而形成的聚结液滴的较大液滴，从聚结介质输送到排泻介质，并且通常在重力的影响下通过排泻介质通常沿聚结过滤器的轴向方向排出。轴向方向通常横向于流体的流动方向或供应方向。实际上，聚结的液滴通常具有几微米至几毫米的液滴尺寸或直径。假定分散相的至少一部分液滴(例如液滴形式的污染物)通过排泻层排出，并且一部分液滴沿着面向排泻介质的聚结介质的表面排出。
在现有技术中，为了确保有效的排泻，经常使用对于聚结的分散相具有高亲和力和/或有效吸收能力的排泻介质，使得不能沿着排泻表面排出的液滴可以被排泻介质有效地吸收。然而，这种高亲和力带来了聚结的分散相在排泻介质中聚集的风险，这又增加了形成所谓湿带的风险，这是不希望的。
实用新型人已经分析了聚结过滤器的排泻中发生的问题，并且已经认识到，有效的排泻不仅设置排泻介质的要求的组合，而且对排泻介质施加的要求还与实现聚结介质的最佳性能的要求相反。具体地，实用新型人已经认识到，有效的排泻介质必须首先能够在排泻方向上有效地排出或去除聚结的分散相。本实用新型人进一步认识到，排泻介质必须能够有效地吸收聚结介质附近或相邻处的排泻层的第一部分中尚未排出的聚结的液滴，以将它们输送通过排泻层的至少一部分，并在排泻方向上将它们排出。
此外，在油聚结过滤器的例子中，重要的是使不排泻的分散相例如油在排出层中的累积最小化，并且最小化甚至防止聚结的油重新转移到流过排泻介质的气体中，例如空气。换言之，重要的是尽可能少地倾向于从排泻介质或位于其后面的阻挡层将聚结油聚集并重新释放或所谓再夹带到来自聚结介质的净化空气。
本实用新型人已经认识到，通过使用由聚结介质、排泻介质和阻挡层构成的单个包装，可以获得解决这些问题的过滤介质，所述单个包装构造为平坦材料。
特别是使用平坦材料可以使相邻层之间的接触面积最大化并确保聚结的分散相最大程度地转移到排泻介质。根据本实用新型，平坦材料意味着聚结介质、排泻介质和阻挡层构成的各个层不被折叠、褶皱或成波纹。
在气体流动方向上具有较大厚度的排泻层并具有开放式结构的排泻介质的存在具有高排泻能力。较大的厚度为排泻提供了较长的路径，使得在排泻层的第一部分中没有发生的任何排泻仍然可以在排泻层的远离聚结介质的部分继续，从而产生湿带的风险可以降到最低。这降低了聚结的分散相积聚在排泻层中以及布置在排泻介质下游的阻挡层中的风险，并且因此可以降低积聚在其中的聚结的分散相从阻挡层释放以流过离开过滤器的气体的风险。
令人惊奇的是，已经发现，由于存在由连续的聚结介质、排泻介质和阻挡层构成的单个包装与具有开放结构的排泻介质的组合，排泻介质的大层厚度确实不会不利地影响排泻层中压力积聚的风险，特别是不会增加排泻层中的压力积聚。本领域技术人员预期较大的层厚会引起通道压力和毛细管压力的升高。然而，使用在过滤器元件中相邻地定位的单个包装的聚结介质、排泻介质和阻挡层允许在穿过过滤器元件时由聚结的分散相克服的材料过渡的数量被最小化，并以这种方式将毛细管压力限制在最小值。毛细管压力是在经历从一种材料转移到另一种材料时由聚结相必须克服的压力。排泻介质的开放结构进一步抵消了压力积聚的风险。
如上所述，在气体的流动方向上具有较大厚度并且具有开放结构的排泻介质的存在使得一方面可以增加排泻能力并且由此使得形成湿带以及离开过滤器元件的气体重新夹带聚结的分散相的风险最小化。另一方面，尽管排泻介质的厚度更大，但也可能使过滤介质中压力积聚的风险最小化，并使过滤器上的压降最小化。
因此，本实用新型可以进一步提高过滤器的性能，尽管排泻介质的厚度更大，并且还改善了离开过滤器的流体中存在的载体的纯度。
通过使用分层材料，考虑到该层要实现的功能，可以优化每个单独层的材料选择。
一个或多个间隔件优选地在流体的流动方向F上延伸。这并不影响这样的事实，即间隔件也可以存在，其在一个或多个其它方向上延伸以便为排泻介质提供结构。这种间隔件提供了具在排泻方向上有高毛细管作用的排泻层。间隔件在排泻介质中提供排泻区或排泻层，其具有开放结构和在排泻方向上的相对较高的排泻能力，换言之聚结的分散相在排泻方向上具有高渗透性，而分散相在排泻方向上的渗透性相对较低。这使得有可能使聚结的分散相在阻挡层中聚集的风险和在排泻层底部形成湿带的风险最小化。另一方面，阻挡层的存在使得能够停止经由排泻层还没有排出的分散相的部分，并且最小化重新夹带的风险。
本实用新型的聚结过滤器可用于广泛的应用领域，但特别适用于含有液体分散相的气体，例如要聚结的污染物的分散相，例如受油或水滴污染的空气，特别是被油或水气溶胶污染的空气。
本实用新型还涉及设置有作为油分离器的如上所述的根据本实用新型的聚结过滤器的压缩机。这样的油分离器通常直接放置在压缩机的出口后面，直接与其联接并且用于去除存在于离开压缩机的压缩空气中的大量油。离开压缩机的压缩空气通常含有浓度在10mg/m3空气至8000mg/m3空气之间的油。
间隔件优选地被布置为提供排泻层，该排泻层的材料的孔的直径在5.0至20000.0μm之间，优选地在25.0至10000.0μm之间，更优选地在100.0至2500.0μm之间变化。可以使用泡点法测量孔直径，例如如ASTMF316或ASTM6767或ISO2942中所公开的。这样的材料在排泻方向上开口并且能够用作排泻层并且在排泻方向D上确保排泻速度比通过聚结过滤器的气体的流动方向F上的排泻速度相对更大。
为了确保有效的排泻，排泻层的孔在排泻方向上的平均孔径优选大于聚结的分散相的平均液滴尺寸。
此外，排泻层的孔在横向于排泻方向的方向上的平均孔径优选小于聚结的分散相的平均液滴尺寸。
为了使分散相的液滴重新转移到离开聚结介质并流过排泻介质的流体的风险最小化，阻挡层优选包括具有孔的多孔材料，孔的直径在 5.0至1000.0μm之间，优选在25.0至750.0μm，更优选在100.0至 500.0μm之间变化。
通常，排泻层将优选具有大于阻挡层的厚度的厚度，以确保尽可能有效的排泻。具体地，排泻层将具有的厚度在0.5至20.0mm之间，优选地在1.0至10.0mm之间，更优选地在2.0至6.0mm之间。为了不使过滤器元件的厚度增加太多，阻挡层的厚度优选在0.01至20.0mm 之间，更优选在0.1至4.0mm之间，最优选在0.1至2.0mm之间。
本实用新型的一个优选实施方案的特征在于，排泻介质在排泻层上游包含捕集层，该捕集层的材料选自用于捕集或收集和排出离开聚结介质的聚结的分散相的材料构成的组，以提供期望的物理化学特性，或者两种或更多种前述材料特性的组合。捕集层优选地由一种材料制成或者包括一种材料，一方面该材料对于聚结的分散相具有良好的吸收能力，该吸收能力高于排泻层的吸收能力，并且对于聚结的分散相而言在流动方向F上的渗透率大于排泻层的分散相。由此，捕集层被布置在排泻层的面向聚结介质的表面处。
优选地，孔的直径在5至20000μm的范围内，优选在25.0至 10000.0μm的范围内，更优选在100.0至2500μm的范围内的多孔材料用作捕集层。通常，虽然也可以使用更薄或更厚的材料层，但捕集层的厚度将在0.1至20.0mm之间，优选在0.1至4.0mm之间，更优选在0.1至2.0mm之间。
捕集层的存在一方面确保有效捕集离开聚结介质的聚结的液滴，另一方面确保这些液滴有效地传递或流动或传导至排泻层。捕集层的功能如同其作为聚结分散相的转移层以将源自于聚结介质的聚结的分散相转移到排泻介质的排泻层，但其也可用作滴落层，以用于去除分散相的液滴，例如滴落污染，以及用于聚结介质和排泻层之间接触的优化。
为了能够有效地捕集从聚结介质到排泻介质的分散相的聚结液滴和分散相的其它液滴，排泻介质的面向聚结介质的表面优选地包括优选以突起与聚结介质接触的方式指向聚结介质的多个突起。这种突起的例子包括环、纤维、线圈、簇绒、圈或类似物。为此，排泻层优选由选自针织织物、钩织材料、簇绒纤维织物或织物的材料制成，其中排泻层的环形表面指向并优选接触聚结介质的表面，聚结的分散相沿着该表面离开聚结介质。在一个可供选择的优选实施例中，提供了由选自针织织物、钩织材料、簇绒纤维或织物的材料制成的捕集层，其中环形表面取向成朝向并优选接触聚结介质的表面，并且相对的表面指向或连接到排泻介质的其余部分。这种材料的例子包括例如从由间隔件纺织品、间隔件织物、间隔件针织物、聚合物泡沫特别是聚氨酯泡沫、或者上述材料中的两种或更多种的组合的材料构成的组中选择的材料。然而，也可以使用技术人员已知的显示这些特性的其它材料。
本实用新型的优选实施例的特征在于，排泻介质包含在间隔件材料的相对表皮之间延伸的间隔件纤维，特别是间隔件纺织品和/或间隔件织物和/或间隔件针织物，其中间隔件纤维由单丝或复丝材料制成。
进一步优选的实施方案的特征在于这些间隔件的面向聚结介质的第一表皮具有开放结构并且用作导体或引导聚结的分散相，优选作为捕集层，并且确保与聚结介质的最佳接触。定位在间隔件的相对表皮上的层用作阻挡层并且对聚结的分散相具有低渗透性。在进一步优选的实施方式中，间隔件材料的第一表皮具有沿聚结介质的方向延伸的多个环和/或缝合线和/或纤维。
使用如上所述的三维间隔件材料或包括排泻层和捕集层的聚合物泡沫使得能够将阻挡层和排泻层容纳在一个单个材料中，其中这些层相互连接并在材料生产过程中已连接。这有利于排泻介质的稳定性并且限制了在使用聚结过滤器期间一个或多个单独层相对于彼此移位的风险，例如由过滤器中存在的压力引起的。沿着流体的流动方向延伸的间隔件纤维通常还向排泻介质和聚结过滤器提供机械强度或坚固性。在适当选择材料的情况下，可以获得聚结过滤器，其具有可以省略常用支撑金属结构的机械强度和刚度。
本实用新型还涉及如上所述的排泻介质。
附图说明
基于附图以及对本实用新型和附图的详细描述进一步阐明本实用新型。
图1示出了用于分离存在于压缩气体中的油滴的代表性聚结过滤器的内部视图。
图2a示出了本实用新型的排泻介质的优选实施例，其包括排泻层和阻挡层，图2b示出了本实用新型的排泻介质的另一个优选实施例，其包括捕集层、排泻层和阻挡层。图2c和2d示出了排泻介质的实施例，其中排泻层、阻挡层和捕集层的布置不同。图2e示出了排泻介质的细节。
图3a-f示出了三维针织物的视图。
图4示出了排泻层表面的视图。
图5a-c示出了排泻层的例子的横截面，其中指示了存在于排泻层中的可能形式的通道。
图6a和图6b示出了间隔件织物的优选实施例的视图。
图7示出了压缩机，其中油分离器直接联接到该压缩机。
具体实施方式
图1所示的聚结过滤器20包括封闭的壳体24，其在顶部处具有过滤器头部22。过滤器头部22包含入口26，含有载体和至少一种分散相(例如存在于载体中的杂质的气溶胶)的流体沿着该入口进入包含在聚结过滤器20中的过滤器元件29。壳体24包括用于排出已经穿过过滤器元件的流体和/或载体液体的出口15。如果需要，过滤器头部 22可释放地连接到壳体24以允许接近聚结过滤器的内部。可释放连接可以以本领域技术人员认为合适的任何方式进行，例如借助于螺纹连接、借助于压力、摩擦、夹持等方式。流体可以经由入口26被供给到聚结过滤器的内部，并且从内部通过或越过过滤器元件而朝向并通过排泻介质10流动。过滤器元件29优选地基本上是圆柱形的并且可拆卸地连接到过滤器头部22，使得过滤器元件29可以被周期性地更换，或者可以根据需要进行更换。
优选地，过滤器元件还包括用于向其提供结构完整性的芯部23。然而，如果需要的话，特别是如果使用根据本实用新型的排泻介质10 能够提供很好的结构完整性，则可以省去芯部23的存在。壳体24还可以包括排泻机构以实现聚结的分散相的排出。合适的排泻机构可以包括自动、半自动或手动操作的阀，保留在壳体24中的聚结的和排出的分散相沿着该阀被去除。
聚结过滤器可以进一步包含进一步改进使用和过滤器性能的可选组件。例如，过滤器头部22可以包括状态指示器14，其给出了聚结过滤器的状态的指示，包括对定期更换的潜在需求。指示器14可以气动地或电动地或根据本领域技术人员认为合适的任何原理操作。
图1中所示的聚结过滤器用于聚结存在于流体的气体载体中的一种或多种分散相，例如存在于气体或者两种或更多种气体的混合物中的一种或多种杂质。一种或多种杂质可以例如属于液体、气溶胶、大滴或者两种或更多种这些材料的混合物构成的组。适用于本实用新型的聚结过滤器的流体的一个例子是空气，例如被油气溶胶污染的压缩空气。适用于本实用新型的聚结过滤器的另一个例子是被水气溶胶污染的空气或压缩空气。在下面的描述中，将总是参考被油气溶胶污染的压缩空气的非限制性例子。
图1所示的聚结过滤器包含一个或多个支撑结构或支撑件21，以支撑聚结介质5和排泻介质10，以向过滤器材料提供足够的机械和结构坚固性，并且通过最小化流体并保护上述材料免受意外或突然冲击或压力变化的影响，而使聚结介质5和排泻介质10在负载的影响下的机械变形的风险最小化。
本实用新型的过滤器元件29由聚结介质5、排泻介质10和阻挡层2的单个包装组成。单个包装是指过滤器元件29在气体的流动方向上被认为包含由指示的顺序中的聚结介质5、排泻介质10和阻挡层2 组成的一个包装。过滤器元件29仅包含一个这样的包装。
聚结介质5、排泻介质10和阻挡层2彼此相邻布置，以便使穿过过滤器元件29时由聚结的分散相克服的材料转变的数量最小化并且使由此产生毛细管压力最小化。毛细管压力是当从一种材料运动到另一种材料时必须由聚结相克服的压力。
在本实用新型的过滤器元件29中，聚结介质5和排泻介质10以及阻挡层2均形成为平坦的层状材料。层状材料是指在流体的流动方向上具有一定厚度的织物、布、垫或类似物的形式的材料。作为平坦层状材料的设计指的是所述介质基本上是平坦的，也就是说它们不是褶皱的、折叠的或者波纹的或者以某种方式三维布置的。该平坦层成形使得可以最大化相邻层之间的接触面积并且确保聚结的分散相从聚结介质5到排泻介质10的最大转移。
过滤器元件29包含用于聚结流体中存在的一种或多种分散相的初级聚结介质5。过滤器元件29还包括排泻介质10，该排泻介质用于排出已经离开聚结介质5的聚结的分散相。排泻介质10沿着流体的流动方向布置在聚结介质5的下游。例如，聚结介质5和排泻介质10 可以同心地布置在过滤器壳体24中。取决于预期的应用，特别是如果设想几种分散相的聚结，则初级聚结介质5可以由两层或更多层的相同或不同材料组成，每层具有针对待去除的分离相的期望的亲和性。这两个或更多个不同的层优选同心地布置。聚结介质5用来引起和促进来自流体的分散相的聚集或聚结。例如被作为分散相的油污染的空气的流体经由入口26被供给到聚结过滤器25的内部，并且进一步流向过滤材料，在该过滤材料处空气首先被初级聚结介质5吸收。当空气流过聚结介质5时，分散油相经常在聚结介质5的第一层中聚结，并且在油污染空气的连续供应下，较小液滴在聚结介质5中生长成较大的液滴。一旦聚结的液滴达到它们不再附着到聚结介质5的纤维的尺寸，它们就随着流经聚结介质5的空气而被夹带到聚结介质5的面向排泻介质10的表面，优选地可以在重力影响下沿着该排泻介质进行第一次排泻。一部分聚结的油可以在排泻介质10中结束并且经由排泻介质10通过排泻而从过滤材料中排出。聚结的液滴通常具有5至 1000μm的液滴直径。
在图1所示的示例中，聚结过滤器25在流体的流动方向上在聚结介质5下游并在聚结介质附近具有多孔排泻介质10。然而，根据本实用新型，排泻介质10可以是包含两个或更多个相邻布置的排泻层1 的层状材料。由此，相邻的排泻层1可以由相同或不同的材料形成。
排泻介质10可以布置在离聚结介质5一定距离处，其中两个介质之间具有空气层或其它物理分离物。然而，优选地，排泻介质10布置成邻近聚结介质5的流出表面，聚结的分散相沿着该流出表面离开聚结介质5，在两个介质没有空气层或其它物理分离物，因为这促进了液滴从聚结介质5到排泻介质10的有效转移。更优选地，聚结介质5 和排泻介质10同心地布置。这有利于流体的能量有效流动，特别是载体的有效流动和分散相从聚结介质5到排泻介质10的有效转移，并且使得可以实现聚结的分散相从聚结介质5到排泻介质10的尽可能完整的转移。设置在聚结介质5下游的排泻介质10旨在最大化重力在排泻方向D上对聚结的分散相的影响，该排泻方向垂直于流体的流动方向 F。
不希望受限于此，假设排泻介质10的面向聚结介质5的表面为聚结介质5的相邻表面提供边界或过渡区，这允许聚结的液滴在排泻方向D上容易地滴下。排泻方向D通常相对于流体的流动方向F成一定角度布置。优选地，排泻方向横向于流体的流动方向F延伸。优选地，排泻方向D沿重力方向延伸。通常这将对应于聚结过滤器25的轴向方向，但是也可以偏离该轴向方向。然而，实用新型人发现，在现有技术的聚结过滤器25中，一部分聚结的分散相不能沿着面向聚结介质 5的排泻介质10的排泻表面排出，从而在聚结过滤器25的底部处形成保留在排泻介质10中的聚结的分散相的所谓的湿带。通过使用根据本实用新型的排泻介质10，现在可以最小化所谓的湿带(即这是在排泻介质10的下部部分中的分散相的积聚，例如污染)的形成。
使用一段时间后，聚结过滤器25通常达到稳定状态，其中聚结介质5中的分散相的液滴积聚速率对应于经由排泻介质10的排泻速率。如果需要，可以在初级聚结介质5的上游设置保护层27。这种保护层 27也可以设置在聚结介质5的下游，并且在那种情况下实现捕集层3 的功能。该保护层27也可以用作排泻层1以控制流体沿期望方向的流动。用作保护层27的合适材料的例子是开放的无纺聚丙烯层，但也可以使用其它材料。
定义
对于“横向方向”D，在本实用新型的范围内是指横向于参考方向延伸的任何方向，这可以垂直于参考方向或为任何其它角度。“横向”方向也可以指聚结过滤器25或排泻介质10的径向方向。
“在...的方向上”在本实用新型的范围内是指基本上平行于参考方向或相对于参考方向以一定角度延伸的任何方向。
“排泻介质”在本实用新型的上下文中是指由至少一个层构成的层状材料，特别是包括如下所述的至少一个排泻层1的介质。然而，排泻介质10可以包含多个相邻的排泻层1，这些排泻层可以由相同或不同的材料构成以确保最佳的排泻。排泻介质10还包括阻挡层2并且优选还包括捕集部3。这些层优选彼此相邻地定位并且优选沿相同的方向延伸，更优选地，相邻的层1、2、3彼此平行地延伸。取决于排泻介质10的预期特性、在若干杂质从流体聚结的情况下待排出的液体的性质和组成，层1、2、3可以在流体的流动方向上具有相同或不同的厚度。
在图2e中，流体的流动方向由箭头“F”表示。在图2e中，流体的流动方向沿径向延伸，或者换言之，横向于排泻介质10的面向聚结介质的表面延伸。
在图2e中，流体的排泻方向由箭头“D”表示。在图2e中，待去除的物质的排泻方向沿轴向延伸，或者换言之，沿着排泻介质10的面向聚结介质5的表面的方向延伸。
图2e所示的根据本实用新型的排泻介质10在流体的流动方向F 上看包括至少第一排泻层1。排泻层1优选地位于排泻介质10的指向聚结介质5的表面31上。排泻介质10还包括设置在排泻层1下游的至少一个阻挡层2。排泻介质10优选地还可以包括布置在排泻层1的上游的至少一个第三层3，即捕集层。根据本实用新型，单个捕集层3 可以存在于排泻层1的上游，但是也可以在阻挡层2的下游提供另外的捕集层。
在另一个优选的实施例中，排泻介质10是片状材料，具有作为排泻层1的多孔芯部或层11，其在下游侧包含表皮13，该表皮起到阻挡层2的作用。在多孔芯部体或层11的上游，第二表皮12可以存在于面向聚结介质5的排泻表面处，其实现捕集层3的功能。
具有如上所述性质的材料可以用含有各向异性材料或者是各向异性材料的排泻介质10获得。各向异性意味着排泻方向D上的材料对于聚结的分散相而言具有比在流体的流动方向F上更高的渗透性。平行于排泻方向D的重力通常对聚结的分散相具有比流体的流动方向F 大得多的吸引力，由此聚结的液滴沿重力方向排出。
排泻层1可以由一个材料层片材构成，但排泻层1也可以包含两个或更多个相同或不同的材料层。阻挡层2可以由一个材料层构成，但阻挡层2也可以包括两个或更多个相同或不同的材料层。捕集层3 可以由一个材料层片材构成，但是捕集层3也可以包括两个或更多个相同或不同的材料层。
排泻层1、阻挡层2和捕集层3可以设计为三个独立的材料层，这些材料层以相邻的定位布置在过滤器元件29中。在一个变型形式中，排泻层1和阻挡层2沿着它们的接触表面彼此连接，并且捕集层3不连接到排泻层1。在另一变型形式中，排泻层1和捕集层3沿着它们的接触表面彼此连接，并且阻挡层2不连接到排泻层1。在又一变型形式中，排泻层1、阻挡层2和捕集层3沿着它们各自的接触表面彼此连接。各层可以沿着它们的整个接触表面或沿着接触表面的一部分相互连接。然而，排泻层1、阻挡层2和捕集层3也可以制造为一个部件并且是一个结构的一部分。
排泻层1、阻挡层2可以由相同或不同的材料制成，或者包括相同的材料。捕集层3可以由与排泻层1和/或阻挡层2相同或不同的材料制成。为了实现它们彼此之间的连接，不同的层可以由相同的基本材料制成，其中还添加了各种材料。
多层排泻介质10可以以各种方式获得，例如通过堆叠、卷起或同心包裹多个材料层，从而获得具有期望厚度和排泻能力的排泻介质10。然而，可以适当地使用用于制造排泻介质10的任何其它方法。然而，优选地，用于排泻介质10的片状材料同心地缠绕若干次以最小化损坏的风险。相邻的材料层优选彼此相邻地定位，使得面向材料表面彼此接触，相邻层之间的可能的空气层具有尽可能小的厚度或者甚至基本上或完全不存在空气层。
在另一个实施例中，如图3e所示的排泻介质10是具有多孔层或芯部11的分层片材材料，其在流体的流动方向F的上游包含第一表皮12。第一表皮12优选地提供排泻表面，来自聚结介质5的聚结的分散相沿着排泻表面排出，并且第一表皮可以进一步用作捕集层3。多孔层11起到排泻层1的作用。位于下游的第二表皮13实现了阻挡层2的功能。
当分析排泻介质10的功能时，实用新型人已经发现排泻介质10 在聚结过滤器25中执行若干功能。除了提供用于从聚结介质5去除聚结分散相的液滴的排泻功能之外，排泻介质10还用作防止所谓的“油携带”的屏障，特别是如果诸如污染物的聚结分散相的所谓的“湿带”在排泻方向上积聚并且保持在排泻介质10的底部处。例如，这种“湿带”带来的风险在于，离开聚结过滤器25的净化流体在经由“湿带”离开排泻介质10时例如部分地占据该分散相，例如一种或多种杂质。这也被称为油转移或油携带。“湿带”的存在可能也会导致过滤器25中不期望的压力积聚。
根据本实用新型，“排泻层”意指用于经由聚结过滤器25中存在的排泻机构在排泻方向D上从聚结介质5排出或去除一种或多种分散相的液滴以及一种或多种分散相的聚结液滴的材料层10。在图1中，排泻方向由箭头“D”表示。对于排泻层1，在本实用新型的范围内还意味着通过一个或多个间隔件在聚结介质5和阻挡层2之间的连接。
排泻介质10可以包含一个或多个排泻层1，并且如果需要可以是层状多孔材料。连续的材料层可以彼此连接或不连接，并且可以以相邻的定位布置或可以不以相邻的定位布置，但优选相邻地布置。此外，连续层优选紧密堆叠，使得连续层之间的距离最小，并且连续层之间的可能的空气层具有最小厚度或优选甚至不存在。紧密堆叠意味着连续层彼此接触，或者换言之，连续层相邻地布置。这也使得有可能使连续层之间的液化或流体流动的风险最小化并且确保流体输送主要在流动方向F上发生。排泻介质10优选包括至少一层多孔排泻材料，优选地包括至少两层。层数通常不会超过5，因为通过添加多层不会显著改善排泻效率，并且材料成本可能会变得不成比例地过高。在本身也是层状材料的排泻介质10中，单独的层或片材优选彼此平行，更优选平行于聚结介质5。
排泻介质10可具有可在宽范围内变化的厚度。然而，优选地，排泻介质10的厚度在0.5至20.0mm之间，更优选在1.0至10.0mm之间，最优选在2.0至6.0mm之间。如果排泻介质10本身是层状材料，则各个排泻层1的层厚可以变化，例如从0.1至1.0mm，优选从0.1 至0.4mm，更优选从0.1至0.5mm，最优选从0.1到0.6mm。考虑到预期的总层厚度，本领域技术人员能够选择期望的层厚度。
排泻介质10和排泻层1优选在排泻方向上具有多孔的开放结构，这使得能够有效地从聚结过滤器25排出或去除聚结的分散相。排泻方向通常将大致沿轴向方向延伸。为此，排泻介质10优选地形成为相对于流体的流动方向在排泻方向上具有较高亲和力的材料。在径向方向或横向于排泻方向的方向上，或者换言之在流体的流动方向上，排泻层1对于聚结的分散相的亲和力和渗透性将优选显著地较低。
可以使用各种材料作为排泻介质10，只要它们实现排泻方向D上的聚结液滴的有效排出。
用于排泻层1的材料可以润湿或不润湿一种或多种聚结的分散相。用于排泻层1的材料可以例如是疏油的或疏水的，或者亲油的或亲水的。在意图从液体或气体流中去除油的应用中，排泻介质10可以是亲油的或疏油的。排泻层1的材料优选地选择成使得其对要去除的杂质表现出低亲和力，以促进重力方向上的排泻。
在第一优选实施例中，排泻层1包括多个连接器，所述多个连接器将排泻介质10的与聚结介质相邻的表皮连接到排泻介质10的指向阻挡层2的表皮。这些连接器可以具有本领域技术人员认为的任何形状，并且可以是排泻介质10的一部分。例如，如图5a所示，连接器可以采取沿流体的流动方向延伸的纤维、单丝或复丝纤维的形式，以确保聚结的分散相的最佳流动。但是，连接器也可以沿任何其它方向延伸，如图5b所示。
在第二优选实施例中，排泻介质10包括聚合物泡沫，或者排泻介质10由在聚结过滤器25的轴向方向上具有开放结构或开孔的聚合物泡沫构成。可以使用各种类型的聚合物泡沫，例如聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰亚胺的泡沫。然而，优选使用聚氨酯泡沫，具有各种孔结构的各种各样的聚氨酯泡沫可商购获得或可以生产得到。在另一个优选的实施例中，使用由其一侧经受热处理的泡沫制成，例如用于将阻挡层2与排泻层1一体地形成为一个部件。
在另一个优选实施例中，排泻介质10包括三维间隔件纺织品、三维针织物、或者这些材料中的两种或更多种的组合，其中间隔件纺织品或三维针织物的相对表皮层借助于间隔件纤维50连接，该间隔件纤维的至少一部分沿着流体的流动方向F延伸穿过聚结过滤器25。间隔件织物或纺织品本身是已知的。
在第三优选实施例中，排泻介质10由织造或非织造纤维材料的间隔件纺织品制成，如下所述。
在第四优选实施例中，排泻介质10由如下所述的由纤维材料(优选为连续纤维)制成的间隔件针织物构成。
本领域技术人员已知用于制造间隔件针织物的各种方法。常用的方法包括以下步骤：
-通过以下方式制造针织物：针织设置有第一丝线系统的开口的第一针织层、设置有第二丝线系统的开口的第二针织层、以及连接第一针织层和第二针织层的中间丝线，从而出现三维针织物；
-在针织过程期间省略形成沿生产方向延伸的通道的单独的距离丝线，或者省略在两个针织层之一中彼此以一定距离相互打结以形成交叉线的间隔件丝线；
-提供热以融化第二系统的至少一部分延伸表面；
-熔化第二丝线系统的某些丝线，
-通过冷却并将排泻层1与针织织物网分开来加强第二针织层。
间隔件纺织品的内部结构本身可以由一个或多个层组成。相邻层可以通过片材或薄纸彼此分开，并且相邻层可以具有相同或不同的厚度。如图4所示，间隔件纺织品、织物或针织物的内部结构可以包含各种类型的通道。优选地，内部结构包括至少一个但优选多个沿排泻方向延伸的通道。这些通道可能基本上是直的，但它们也可能是弯曲的或具有促进排泻的特定形状。此外，可以存在沿流体的流动方向延伸的一个或多个通道。这些通道优选具有足够小的直径，以便在流体的流动方向上提供有效的阻挡功能。此外，可以存在平行于表皮延伸的一个或多个通道。这些通道可以有助于液滴通过排泻介质10的内部结构的有效输送并且实现有效的排泻。
在本实用新型的范围内，“阻挡层”是指与排泻介质10相比对聚结的分散相具有较低渗透性的材料片材或层。阻挡层2尤其是指能够在排泻方向D上吸收或者吸收并排出聚结的分散相的材料，该分散相将不会经由排泻介质10排出。阻挡层2的材料通常对聚结的分散相具有一定的亲和力。阻挡层2可以由一个材料片材构成，但其本身也可以是由两层或更多层构成的层状材料。为了获得期望的层厚度，可以将用于阻挡层2的片材材料同心地缠绕数次。连续的材料层优选彼此相邻地布置，在相邻层之间的可能的空气层具有尽可能小的厚度，或者甚至基本上或完全不存在。
设置在下游的阻挡层2旨在尽可能地抵消并且优选地防止流过排泻介质10的净化流体携带或承载尚未沿着排泻介质10的排泻表面排出的聚结的分散相。阻挡层2旨在提供具有尽可能小的分散相(例如一种或多种杂质)浓度的净化流体。用于聚结的分散相的阻挡层2的渗透性通常将远低于排泻介质10的渗透性。
因此，阻挡层2通常包含或通常由对于聚结的分散相具有低渗透性的材料组成。阻挡层2优选包括具有直径在5.0至1000.0μm之间，优选在25.0至750.0μm之间，更优选在100.0至500.0μm之间变化的孔的材料。
阻挡层2可以由各种材料制成，例如由织造或非织造纤维的片材制成，阻挡层2可以是针织物特别是二维针织物或等同材料、由簇绒纤维制成的片材材料、线圈纤维、纺成网、网状物的纤维或成形为膜的材料、在排泻方向上具有开孔的泡沫、模制纤维以及上述材料的组合或层压物或复合物。
用于阻挡层2的材料例如可以选自由以下材料构成的组：热塑性或热固性塑料(例如聚丙烯、聚乙烯、聚酯或无机物质)、金属材料或合金、上述材料的混合物和其化学改性形式。通常这些材料将以纤维或泡沫的形式使用。聚氨酯泡沫是特别优选的，因为它们很好地抵抗流体和/或载体以及流体中存在的污染液体的热应力。
图3a-3e示出了特别适合用作本实用新型中的阻挡层2的各种针织织物。这样的针织物可以作为二维针织物使用。然而，其它材料，例如网、片材、编织材料、针织物、钩织材料、织造或非织造材料或者两种或更多种这些材料的组合，这些材料的用于与排泻介质10接触的表面具有适用于本实用新型的簇绒、线圈、圈、环、直立纤维或等效手段。
阻挡层2的厚度可以在很宽的范围内变化。然而，优选地，阻挡层2具有比排泻介质10更小的厚度。更优选地，阻挡层2的厚度在 0.01至20.00mm之间，更优选在0.1至4.0mm之间，最优选在0.1至 2.0mm之间。
在优选实施例中，排泻介质10包括布置在排泻层1上游的第三层或捕集层3。捕集层3在本实用新型的范围内意味着能够确保离开聚结介质5的聚结的分散相的有效捕集或吸收的材料层或片材。用于捕集层3的材料将优选地选择为使得捕集层3在流体的流动方向F上对于聚结的分散相具有高渗透性，使得可以确保聚结的分散相从聚结介质5有效地转移到排泻层1。捕集层3的材料通常对聚结的分散相具有一定的亲和性，以允许有效捕集离开聚结介质5的聚结的分散相。
捕集层3可以由一层材料构成，但其本身也可以是层状材料，由两层或更多层构成以获得期望的层厚度。连续的材料层优选彼此相邻地布置，在相邻层之间的可能的空气层具有尽可能小的厚度，或者甚至基本上或完全不存在。
面向聚结介质5的捕集层3的表面优选地包括多个突起40，优选为圈或纤维或环或等同手段，其朝向聚结介质5延伸并且优选延伸到聚结介质，优选地使得突起与聚结介质5接触以允许已经离开聚结介质5的聚结的液滴的有效转移。这例如在图4中示出。捕集层3通常包括对于聚集的分散相在排泻方向上具有良好滴落特性的材料。捕集层3的厚度可以在宽范围内变化。然而，优选地，捕集层3具有比排泻层1更小的厚度。更优选地，捕集层3的厚度在0.1至20.0mm之间，更优选在0.1至4.0mm之间，最优选在0.1至2.0mm之间。在优选实施例中，捕集层3由纤维材料制成，例如由织造或非织造的纤维片材制成，其可以是针织或等同材料、簇绒的、成圈的、纺成网、网状物的纤维材料、或者形成膜的材料、在排泻方向上具有开孔的泡沫、模制纤维以及前述材料的组合或层压物或复合物。优选地，捕集层3 的纤维沿排泻方向D取向。
用于捕集层3的材料例如可以选自由以下材料构成的组：热塑性或热固性塑料(例如聚丙烯、聚乙烯、聚酯或无机材料)、金属材料或合金、上述材料的混合物和其化学改性形式。通常这些材料将以纤维或泡沫的形式使用。
在优选实施例中，排泻介质10与阻挡层2一体地形成。在另一优选实施例中，排泻介质10与阻挡层2和捕集层3一体形成。在这样的实施例中，特别适合用作排泻介质10的是选自聚合物泡沫的材料，在该泡沫中，过滤器元件29中的泡沫的相对的外部轴向延伸表面具有用于提供阻挡层2和捕集层3的表皮。其它特别合适的材料是三维间隔件纺织品、三维针织物。还合适的是两种或更多种上述材料的组合，其中间隔件纺织品或三维针织物的相对表皮层通过间隔件纤维50连接，间隔件纤维的至少一部分在流体的流动方向(F)上延伸通过聚结过滤器25。
在间隔件纺织品中，间隔件纤维50可以在能够提供捕集层3的第一表皮层12和能够提供阻挡层2的相对表皮层13之间形成连接(参见图5a-c)。通过适当选择间隔件纤维50，可以提供具有高机械强度和在间隔件网的厚度方向上具有期望的可压缩性的结构。取决于应用，可能需要一些可压缩性，或者可以将其最小化。
特别适用于排泻介质或作为排泻介质10的是如图3a-3e所示的三维针织物。这种针织织物可以以片状形式作为三维材料获得，但也可以作为圆柱形针织织物获得。后者适合立即用于圆柱形聚结过滤器25 中。这些针织织物的机械特性通常与编织织物相似，甚至更好。出了别的之外，合适的针织织物可见于《The Karl Mayer Guide to TechnicalTextiles》，第4-18页。针织织物的优点是它们可以以非常通用的方式制造，具有或多或少的开放或闭合表面，通过改变针织物的性质和/或环之间的距离，针织物内部的孔的形状和尺寸可以在宽范围内变化，平坦针织物以及管状或三维针织物都是可能的。宽度和长度也可以在宽范围内控制。
三维针织物通常具有复杂的结构，这是由于针织物的外表皮层和内部部分的构造导致的。针织物的外表皮层之间的距离由内部结构的厚度决定，该距离可以在宽范围内变化。针织物的外层通常包括多个独立的圈和线圈。针织物的相对外层的圈通过形成针织物内部的连接器彼此连接。这种内部结构的厚度通常大于使用传统经编针织机以已知方式生产的普通平面针织织物的厚度。对于更复杂的针织织物，内层也可能含有纬线线圈。相对的外层或表皮可以具有相同或不同的结构。
通过适当选择制造纤维的材料，或者通过用树脂浸渍纤维或使纤维涂覆有涂层，可以将织物或针织物固定在三维结构中，例如如图 3a-3e所示的结构。诸如图3e所示的针织物在宽度方向上具有特别高的稳定性，图3f所示的针织物在高度方向上也具有特别高的稳定性。
用于制造三维针织物的合适材料是纤维，其被设计为下述材料的复丝或单丝。
特别适用于制造本实用新型的排泻介质10的纤维材料的实例包括：热塑性材料、热固性材料、有机或无机材料、金属材料或合金、共混物和化学改性材料，例如通过拉伸、纺丝、缝纫、交联、熔融纺丝(例如纺粘、纳米纤维、熔喷)、湿法成网、静电纺丝、溶剂纺丝、点粘合、粘合剂粘合、连续织物-针织、浇注、共挤出等制成。其它特别合适的材料是选自包括以下材料的组的塑料：以聚烯烃制造的纤维，例如聚乙烯或聚丙烯；聚酯；聚酰胺，例如尼龙6、尼龙6,6、尼龙12；聚酰亚胺；聚碳酸酯纤维和类似物。也可以使用金属泡沫或烧结金属结构。
在针织物的外表皮层分别提供阻挡层2和/或捕集层3的情况下，它们可以由相同材料或不同材料制成，制成外表皮层的纱线的厚度可以相同或不同。表皮层可以由一根纱线或几根纱线的组合制成，这些纱线可以是相同或不同的纱线。
提供表皮层之间的距离的针织物的内部结构本身可以由一个或多个层组成，所述层可以具有相同或不同的厚度。内部结构可以由与表皮层相同的纤维或纱线制成，或者由其它纤维或其它纱线制成。内部结构可以由一根纱线或几根纱线的组合制成，这些纱线可以是相同或不同的纱线。制造内部结构的纤维或纱线的厚度可以相同或不同。
使用三维针织物作为排泻介质10具有多个优点。第一个优点是三维针织物为排泻介质10提供了三种追求的功能性：针织物的圈极其适合于阻挡、接收和引导聚结的分散相的液滴，因此非常适合作为用于捕集从聚结介质5中出来的聚结分散相的表皮。圈和通道提供弯曲路线，该弯曲路线用于沿着排泻表面引导液滴，并且用于引导不立即排向排泻介质10的聚结的液滴。另一个优点是针织物具有开放结构，因此能够确保没有沿着排泻表面排出但渗透排泻介质10的聚结的分散相的有效排泻。
在进一步优选的实施方式中，排泻介质10由聚合物泡沫构成或包含至少一层聚合物泡沫。可以使用各种聚合物泡沫，例如聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫、聚丙烯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚苯乙烯泡沫、聚碳酸酯泡沫、聚酰亚胺泡沫。然而，优选使用聚氨酯泡沫，各种各样的聚氨酯泡沫是可商购的或可以制造的，其具有用于控制内部孔结构特别是孔的尺寸的多种可能性。
可以制造聚合物泡沫的片材或层，使得两个相对的侧面或外表面形成具有比泡沫层的内部的孔结构更密闭的孔结构的表皮。因此表皮将能够充当阻挡层2。在本实用新型的范围内，阻挡层2可以由单个泡沫层构成，或者两个或更多个泡沫层可以以相邻的方式布置。在这种情况下，排泻介质10通常由在排泻方向上具有高渗透性的泡沫构成。为此，可以使用具有高孔隙率的聚合物泡沫，特别是聚氨酯泡沫。
阻挡层2通常由对于分散相具有低渗透性的聚合物泡沫组成。为此，可以以97％的开口率以及100.0至1500.0微米优选700.0至1000.0 微米的孔径使用聚合物泡沫，特别是聚氨酯泡沫。在本实用新型的优选实施例中，可以组合不同类型的材料以提供最佳的排泻介质10。例如，在本实用新型的优选实施例中，针织织物层与聚合物泡沫层结合以提供排泻层1和阻挡层2。
在实际例子中，本实用新型的聚结过滤器25包含满足排泻层1 和阻挡层2的功能的三维针织物。在另一个实际例子中，本实用新型的聚结过滤器25包含作为排泻层1的聚合物泡沫和作为阻挡层2的非织造纤维片材的连续层。在又一个实际例子中，本实用新型的聚结过滤器25包含用作捕集层3的第一泡沫、用作排泻层1的第二泡沫和用作阻挡层2的第三泡沫的连续层。孔排出的孔隙、孔径和方向因此适合于如上所述由层实现的功能。
被气溶胶(例如油，例如空气)污染的流体通过本实用新型的聚结过滤器25的置换可以描述如下。
流体沿着第一表皮12通常在与第一表皮12成横向地延伸的方向上进入排泻层1。聚结的液滴通过多孔芯部11排出，排出方向横向于流体的流动方向F在表皮12的方向上延伸。存在于流体中的净化流体通常经由第二表皮13沿着横向于第二表皮13的方向离开排泻层1。流体的流动方向F优选横向于第一和第二表皮12、13延伸。排泻方向D通常横向于流体的流动方向F延伸，或者换言之在层1、2、3的方向上延伸。
在本实用新型的一个优选实施例中，排泻介质10由聚合物泡沫制成，捕集层3和阻挡层2由用作排泻介质10和排泻层1的多孔泡沫芯部的相对侧上的表皮提供。在另一个优选实施例中，排泻层1由间隔件织物制成，并且捕集层3和阻挡层2形成为聚合物泡沫。在另一个优选实施例中，排泻层1由聚合物泡沫片材制成，并且捕集层3和阻挡层2分别被实施为聚合物泡沫片材。在又一个优选实施例中，排泻层1由间隔件织物制成，捕集层3由间隔件织物制成，并且阻挡层2 形成为聚合物泡沫片材。将清楚的是，本申请中所描述的间隔件织物和泡沫的其它组合是可能的并且落入本专利申请的保护范围内。
图7示出了压缩机200，其设置有用于将待压缩的空气供应到压缩机元件210的入口230和作为油分离器的如上所述的根据本实用新型的聚结过滤器220。这种油分离器通常直接放置在压缩机的出口后面，直接与该出口联接，并用于分离来自压缩机的压缩空气中存在的大量油。来自压缩机的压缩空气通常含有浓度在10mg/m3空气至 8000mg/m3空气之间的油。
参考以下实施例进一步阐明本实用新型。
如ISO12500-1和ISO8573-2所述，将下述纤维材料作为用于净化油污染空气的聚结过滤器进行测试。初始油浓度为10mg/m3。
实例
使油-气溶胶压力过滤器与含有9-10mg/m3油气溶胶的空气流接触，空气供应速度为0.35m/s，相对压力为7巴。过滤器元件含有由玻璃纤维制成的聚结介质和作为排泻介质的三维针织织物。过滤材料上的压降为51毫巴，油-气溶胶聚结过滤器上的总压降为242毫巴，携油量为0.004mg/m3，
比较实验
重复实例1，但是使用毡代替3D针织物。过滤材料上的压降如此为49毫巴，油气溶胶聚结过滤器上的总压降为290毫巴，携油量为 0.023mg/m3，
表1：排泻层1、阻挡层2和捕集层3的合适厚度以及这些层的典型孔径。

Claims (46)

1.一种聚结过滤器(25)，所述聚结过滤器用于聚结气体中存在的至少一种分散相，所述聚结过滤器(25)包括用于将气体供应到存在于所述聚结过滤器(25)中的过滤器元件(29)的入口(26)，所述过滤器元件(29)包括聚结介质(5)，所述聚结介质用于在气体沿流动方向(F)移动通过所述聚结介质(5)的过程中聚结至少一种分散相，其中所述过滤器元件(29)在所述聚结介质(5)的下游包括排泻介质(10)，所述排泻介质用于在横向于所述流动方向(F)的排泻方向(D)上将离开所述聚结介质(5)的聚结的所述至少一种分散相排出，其特征在于，所述过滤器元件(29)由所述聚结介质(5)、所述排泻介质(10)和阻挡层(2)的单个包装构成，其中所述阻挡层(2)位于所述聚结介质(5)的下游，其中所述聚结介质(5)和所述阻挡层(2)通过在所述流动方向(F)上延伸的一个或多个间隔件彼此保持一定距离，以在所述阻挡层(2)和所述聚结介质(5)的面向所述阻挡层(2)的表面之间在所述排泻介质(10)中提供排泻层(1)，所述聚结介质(5)、所述排泻介质(10)和所述阻挡层(2)是彼此相邻地定位的层状材料，其中所述排泻介质(10)中的孔的平均孔径大于所述阻挡层(2)的孔的平均孔径并且大于所述聚结介质(5)的孔的平均孔径，并且其中所述排泻介质(10)的厚度大于所述聚结介质(5)的厚度和所述阻挡层(2)的厚度。
2.根据权利要求1所述的聚结过滤器，其特征在于，所述排泻介质(10)还包括捕集层(3)，所述捕集层用于捕集来自所述聚结介质(5)的聚结的分散相并将聚结的分散相引导到所述排泻层(1)，其中所述捕集层(3)接触所述聚结介质(5)的面向所述排泻层(1)的表面。
3.根据权利要求2所述的聚结过滤器，其特征在于，所述捕集层(3)包含选自针织织物、钩织材料、簇绒材料、编织织物或者两种或更多种上述材料的组合的材料。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的聚结过滤器，其特征在于，所述排泻层(1)中的孔在所述排泻方向(D)上的平均孔径大于在所述流动方向(F)上的平均孔径。
5.根据权利要求1-3中的任一项所述的聚结过滤器，其特征在于，所述排泻层(1)的孔的最多10％具有小于5μm的直径，并且所述排泻层(1)的孔的至少50％的平均直径大于500μm。
6.根据权利要求5所述的聚结过滤器，其特征在于，所述排泻层(1)的孔的至少50％的平均直径大于750μm。
7.根据权利要求5所述的聚结过滤器，其特征在于，所述排泻层(1)的孔的至少50％的平均直径大于1000μm。
8.根据权利要求1-3中的任一项所述的聚结过滤器，其特征在于，所述排泻层(1)中的孔的直径在5至20000μm之间的范围内。
9.根据权利要求8所述的聚结过滤器，其特征在于，所述排泻层(1)中的孔的直径在25至10000μm之间的范围内。
10.根据权利要求8所述的聚结过滤器，其特征在于，所述排泻层(1)中的孔的直径在50至2500μm之间的范围内。
11.根据权利要求8所述的聚结过滤器，其特征在于，所述排泻层(1)中的孔的直径在50至1000μm之间的范围内。
12.根据权利要求1-3中的任一项所述的聚结过滤器，其特征在于，所述排泻层(1)的孔在所述排泻方向(D)上的平均孔径大于聚结的分散相的平均液滴尺寸。
13.根据权利要求1-3中的任一项所述的聚结过滤器，其特征在于，所述排泻介质(10)的厚度在0.5至20.0mm之间。
14.根据权利要求13所述的聚结过滤器，其特征在于，所述排泻介质(10)的厚度在1.0至10.0mm之间。
15.根据权利要求13所述的聚结过滤器，其特征在于，所述排泻介质(10)的厚度在2.0至7.5mm之间。
16.根据权利要求13所述的聚结过滤器，其特征在于，所述排泻介质(10)的厚度在2至6mm之间。
17.根据权利要求2所述的聚结过滤器，其特征在于，所述阻挡层(2)在所述流动方向(F)上对聚结的分散相的渗透性比所述排泻层(1)和所述捕集层(3)低。
18.根据权利要求1-3中任一项所述的聚结过滤器，其特征在于，所述阻挡层(2)包括具有孔的材料，所述材料的孔的直径在5.0至1000.0μm之间。
19.根据权利要求18所述的聚结过滤器，其特征在于，所述材料的孔的直径在25.0至750.0μm之间。
20.根据权利要求18所述的聚结过滤器，其特征在于，所述材料的孔的直径在50.0至500.0μm之间。
21.根据权利要求18所述的聚结过滤器，其特征在于，所述材料的孔的直径在100.0至500.0μm之间。
22.根据权利要求1-3中任一项所述的聚结过滤器，其特征在于，所述阻挡层(2)的厚度在0.01至20.00mm之间。
23.根据权利要求22所述的聚结过滤器，其特征在于，所述阻挡层(2)的厚度在0.01至10mm之间。
24.根据权利要求22所述的聚结过滤器，其特征在于，所述阻挡层(2)的厚度在0.1至4.0mm之间。
25.根据权利要求22所述的聚结过滤器，其特征在于，所述阻挡层(2)的厚度在0.1至2.0mm之间。
26.根据权利要求2所述的聚结过滤器，其特征在于，所述捕集层(3)的孔的直径在5.0至20000.0μm的范围内。
27.根据权利要求26所述的聚结过滤器，其特征在于，所述捕集层(3)的孔的直径在25.0至10000.0μm的范围内。
28.根据权利要求26所述的聚结过滤器，其特征在于，所述捕集层(3)的孔的直径在100.0至2500.0μm的范围内。
29.根据权利要求2所述的聚结过滤器，其特征在于，所述捕集层(3)的厚度在0.1至20.0mm之间。
30.根据权利要求29所述的聚结过滤器，其特征在于，所述捕集层(3)的厚度在0.1至4.0mm之间。
31.根据权利要求29所述的聚结过滤器，其特征在于，所述捕集层(3)的厚度在0.1至2.0mm之间。
32.根据权利要求1-3中任一项所述的聚结过滤器，其特征在于，所述排泻层(1)和所述阻挡层(2)整体地形成为一体，并且其中所述排泻层(1)的远离所述聚结介质(5)的表面包括形成所述阻挡层(2)的第二表皮(13)。
33.根据权利要求2所述的聚结过滤器，其特征在于，所述排泻层(1)和所述捕集层(3)整体地形成为一体，并且其中所述排泻层(1)的面向所述聚结介质(5)的表面包括形成所述捕集层(3)的第一表皮(12)。
34.根据权利要求2所述的聚结过滤器，其特征在于，所述排泻层(1)、所述捕集层(3)和所述阻挡层(2)整体地形成为一体，并且其中所述排泻层(1)的面向所述聚结介质(5)的表面具有形成所述捕集层(3)的第一表皮(12)和与所述第一表皮(12)相对的形成所述阻挡层(2)的第二表皮(13)。
35.根据权利要求1所述的聚结过滤器，其特征在于，所述排泻介质(10)包括选自针织织物、钩织材料、簇绒材料、织物、聚合物泡沫、或者两种或更多种上述材料的组合的材料，其中所述排泄介质的表面的至少一部分面向所述聚结介质(5)的面向所述排泻介质(10)的表面。
36.根据权利要求35所述的聚结过滤器，其特征在于，所述排泄介质的表面的至少一部分接触所述聚结介质(5)的面向所述排泻介质(10)的表面。
37.根据权利要求1所述的聚结过滤器，其特征在于，所述排泻介质(10)包括从由间隔件纺织品、间隔件织物、聚合物泡沫、或者两种或更多种上述材料的组合构成的组中选择的材料。
38.根据权利要求34所述的聚结过滤器，其特征在于，所述排泻层(1)包括在相对的第一表皮(12)和第二表皮(13)之间延伸的间隔件纤维(50)，所述间隔件纤维(50)由单丝或复丝材料制成。
39.根据权利要求2所述的聚结过滤器，其特征在于，所述捕集层(3)包括选自针织织物、钩织材料、簇绒材料、编织织物、聚合物泡沫、或者两种或更多种上述材料的组合的材料。
40.根据权利要求39所述的聚结过滤器，其特征在于，所述捕集层(3)包括多个突起，所述多个突起朝向所述聚结介质(5)延伸。
41.根据权利要求39所述的聚结过滤器，其特征在于，所述多个突起朝向所述聚结介质(5)以所述突起接触所述聚结介质(5)的方式延伸。
42.根据权利要求39至41中的任一项所述的聚结过滤器，其特征在于，形成所述捕集层(3)的纤维的至少一部分沿所述排泻方向(D)延伸。
43.根据权利要求2所述的聚结过滤器，其特征在于，所述排泻介质(10)包括聚合物泡沫，具有用于提供所述排泻层(1)的第一泡沫层，所述排泻层(1)包含沿所述排泻方向(D)开放的孔，其中在所述排泻层(1)的下游侧设置有用于提供所述阻挡层(2)的第二聚合物泡沫层，所述阻挡层包含沿气体的流动方向(F)闭合的孔。
44.根据权利要求35、37、39、43中的任一项所述的聚结过滤器，其特征在于，所述聚合物泡沫为聚氨酯泡沫。
45.根据权利要求1-3中任一项所述的聚结过滤器，其特征在于，所述气体包含作为载体的空气，并且所述分散相包含作为分散相的油或水或这两者的混合物。
46.一种排泻介质(10)，所述排泻介质用于接收和排出来自聚结介质(5)的聚结的分散相，其特征在于，所述排泻介质(10)是由相邻的排泻层(1)和阻挡层(2)组成的单个包装，所述排泻介质(10)是具有排泻表面的排泻层(1)，所述排泻表面面向所述聚结介质(5)，用于沿所述排泻表面排出聚结的分散相，所述排泻层(1)包含空气渗透性比所述阻挡层(2)高的各向异性多孔材料，其中所述阻挡层(2)定位在所述排泻层(1)的下游，所述排泻层(1)对聚结的分散相的在所述排泻方向(D)上的渗透性高于在流体的流动方向(F)上的渗透性。
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