DE112013001330T5

DE112013001330T5 - Filter zur Steuerung des Feuchtigkeitsgehalts, typischerweise zur Steuerung des Feuchtigkeitsgehalts in einem Großflüssigkeitstank

Info

Publication number: DE112013001330T5
Application number: DE112013001330.4T
Authority: DE
Inventors: Dustin Zastera; Gregory L. Lavallee; Martin Alan Barris
Original assignee: Donaldson Co Inc
Current assignee: Donaldson Co Inc
Priority date: 2012-03-06
Filing date: 2013-03-05
Publication date: 2014-12-24
Anticipated expiration: 2033-03-06
Also published as: WO2013134274A3; US9839870B2; US20170028342A1; CN104168977A; CN104168977B; WO2013134274A2; DE112013001330B4; US20150040765A1; WO2013134274A8; WO2013134274A9

Abstract

Ein Filter enthält ein Gehäuse und wenigstens erste und zweite Adsorptionsmaterialien innerhalb des Gehäuses. Das zweite Adsorptionsmaterial hat eine Eigenschaft, die bei dem ersten Adsorptionsmaterial anders ist, und ist in Reihe mit dem ersten Adsorptionsmaterial. Wenn zusammengebaut, ist eine Labyrinthanordnung zwischen einem ersten Anschluss in dem Gehäuse und dem ersten Adsorptionsmaterial derart angeordnet, dass Gas zwischen dem ersten Anschluss und dem ersten Adsorptionsmaterial wandert, indem es durch die Labyrinthanordnung tritt. Ein Filtrationssystem und Verfahren zur Steuerung des Feuchtigkeitsgehalts eines Flüssigkeitstank-Gasraums verwendet einen Filter, welcher ein erstes und zweites Adsorptionsmaterial sowie einen Diffusionskanal oder eine Labyrinthanordnung enthält.

Description

Diese Anmeldung wird am 5. März 2013 als internationale PCT-Patentanmeldung eingereicht und beansprucht Priorität der vorläufigen U.S.-Anmeldung mit der Seriennummer 61/607,234, die am 6. März 2012 eingereicht wurde und deren Gegenstand durch Referenz in seiner Gesamtheit einbezogen wird.
Technisches Gebiet
Diese Offenbarung betrifft einen Entlüfter, welcher hier als „Entlüfterfilter” bezeichnet wird, zum Steuern des Feuchtigkeitsgehalts der Luft, die zwischen der Umgebung und dem Gasraum innerhalb eines Fluidbehälters ausgetauscht werden muss, für eine feuchteempfindliche Anwendung, wie beispielsweise einen Fluidtank, einen hydraulischen Flüssigkeitstank, einen Flüssigkraftstofftank oder einen Behälter einer elektronischen Vorrichtung. Insbesondere betrifft diese Offenbarung einen Entlüfterfilter, welcher ein oder mehrere Adsorptionsmittel aufweist, um die Adsorptionsleistung zu verbessern, und/oder welcher einen Diffusionskanal enthält, um die Sättigung des Adsorptionsmittels während Nicht-Fluss-Bedingungen zu verlangsamen oder zu eliminieren.
Hintergrund
Entlüfterfilter ermöglichen das Eintreten und Austreten von Gas in Reservoire von Öl, Hydraulikfluiden und Kraftstoffen, wenn das Fluidniveau des Reservoirs sich ändert. Es ist wünschenswert, Feuchte aus der Luft, die in das Reservoir gezogen wird, derart zu entfernen, dass das Öl oder Hydraulikfluid vor Feuchte geschützt wird. Während des Heraustretens des Gases aus dem Reservoir ist es wünschenswert, diese Luft von Verunreinigungen so zu schützen, dass Umgebungsluft, die das Reservoir umgibt, nicht verschmutzt wird.
Bisherige Systeme haben Entlüfterfilter verwendet, die ein einzelnes adsorbierendes Bett aufweisen, welches schnell mit Wasser gesättigt ist, wenn es feuchten Umgebungen ausgesetzt wird, sogar bei keinem Fluss. Verbesserungen sind wünschenswert.
Zusammenfassung
Gemäß einem Aspekt wird ein Entlüfterfilter bereitgestellt, welcher ein Gehäuse und wenigstens erste und zweite adsorbierende Materialien innerhalb des Gehäuses enthält. In dieser Offenbarung werden die Begriffe „Entlüfterfilter” und „Filter” verwendet. In manchen Anwendungen ist der Entlüfterfilter oder Filter ausgebildet, feste Teilchen zusätzlich zur Feuchte zu entfernen. In anderen Anwendungen ist der Entlüfterfilter oder Filter nicht ausgebildet, feste Teilchen zu entfernen. Das zweite adsorbierende Material ist in wenigstens einer Hinsicht von dem ersten adsorbierenden Material verschieden und typischerweise in Reihe mit dem ersten adsorbierenden Material. Eine Labyrinthanordnung liegt in dem Gehäuse und ist zwischen einem ersten Anschluss in dem Gehäuse und dem ersten adsorbierenden Material derart verortet, dass Gas zwischen dem ersten Anschluss und dem ersten adsorbierenden Material wandert, indem es durch die Labyrinthanordnung dringt.
Gemäß einem anderen Aspekt wird ein Filtrationssystem zur Steuerung des Feuchtigkeitsgehalts eines Flüssigkeitstank-Gasraums bereitgestellt. Das System enthält einen Fluidtank, welcher ausgebildet ist, eine Flüssigkeit, wie beispielsweise Öl oder Hydraulikfluid, darin zu halten, und einen Gasraum zwischen der Flüssigkeit und einer Wandung des Tanks. Ein Filter, wie oben gekennzeichnet, ist in Fluidkommunikation mit dem Gasraum des Tanks. Wenn die Flüssigkeit in dem Fluidtank abfällt, wird Luft in den Entlüfterfilter durch die Labyrinthanordnung, das erste adsorbierende Material, das zweite adsorbierende Material und dann heraus aus dem Entlüfterfilter in den Gasraum des Fluidtanks gezogen. Wenn Flüssigkeit in dem Tank ansteigt, wird Luft aus dem Gasraum, in den Filter, durch das zweite adsorbierende Material, dann das erste adsorbierende Material und dann die Labyrinthanordnung getrieben und tritt dann aus dem Filter in die Atmosphäre.
Gemäß einem anderen Aspekt wird ein Verfahren zum Steuern des Feuchtigkeitsgehalts eines Tank-Gasraums, zum Beispiel eines Flüssigkeitstank-Gasraums, bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet Bereitstellen eines Fluidtanks, welcher eine Flüssigkeit darin und einen Gasraum zwischen der Flüssigkeit und einer Wandung des Tanks aufweist, und eines Filters in Fluidkommunikation mit dem Gasraum des Tanks. Wenn Flüssigkeit in dem Fluidtank abfällt, gibt es einen Schritt des Ziehens von Gas in den Filter aus der Atmosphäre und durch eine Labyrinthanordnung, dann durch ein oder mehrere adsorbierende Materialien in Reihe und dann aus dem Entlüfterfilter und in den Gasraum des Fluidtanks. Wenn Flüssigkeit in dem Tank ansteigt, gibt es einen Schritt des Führens von Gas aus dem Gasraum und in den Entlüfterfilter, durch ein oder mehrere adsorbierende Materialen in Reihe (in umgekehrter Richtung), dann durch die Labyrinthanordnung, und dann aus dem Entlüfterfilter heraus in die Atmosphäre.
Eine hier offenbarte Ausführungsform enthält einen Filter zur Verwendung mit einem Fluidbehälter. Der Filter enthält ein Gehäuse mit einem ersten Anschluss und einem zweiten Anschluss; und wenigstens ein erstes adsorbierendes Material innerhalb des Gehäuses; und wenigstens ein zweites adsorbierendes Material innerhalb des Gehäuses, welches in Reihe mit dem ersten adsorbierenden Material geschichtet ist. Das zweite adsorbierende Material hat typischerweise eine Eigenschaft, die bei dem ersten adsorbierenden Material anders ist. Das erste adsorbierende Material und das zweite adsorbierende Material ist so innerhalb des Gehäuses angeordnet, dass Gas zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss wandert, indem es jeweils durch das erste adsorbierende Material und das zweite adsorbierende Material tritt.
Die Eigenschaft des oben genannten zweiten adsorbierenden Materials ist typischerweise wenigstens die Teilchengröße, Adsorptionskapazität und/oder spezifische Oberfläche.
In einem Beispiel der oben genannten Ausführungsform adsorbiert das erste adsorbierende Material bei einem höheren relativen Feuchtigkeitsgehalt eine größere Feuchtemenge als das zweite adsorbierende Material.
In einem anderen Beispiel der oben genannten Ausführungsform ändert das zweite adsorbierende Material seine Farbe in Antwort auf ein vorgegebenes Adsorptionsniveau.
Bei einem anderen Beispiel der oben genannten Ausführungsform umfasst das erste adsorbierende Material eine Aktivkohleschicht oder eine Mischung davon. Das zweite adsorbierende Material umfasst eine Silica-Gel-Schicht oder eine Mischung davon, Calciumsulfat oder Zeolithe enthaltend.
Gemäß bevorzugten Ausführungsformen wirkt die Labyrinthanordnung als Puffer zwischen dem(den) adsorbierenden Material(ien) und der Umgebung um den Entlüfterfilter. Mit anderen Worten, das Adsorptionsmittel innerhalb des Entlüfterfilters wird der Umgebung nicht erheblich direkt ausgesetzt. Stattdessen wandert durch das Adsorptionsmittel wandernde Luft durch das Labyrinth und aus dem Adsorptionsmittel heraus wandernde Luft durch das Labyrinth. Wenn Luftfluss, der aus dem Adsorptionsmittel heraus wandert, stoppt, bleibt das Adsorptionsmittel somit in Kontakt mit einem relativ statischen Luftvolumen, welches typischerweise weniger Feuchte als Luft in der allgemeinen Umgebung um den Entlüfterfilter enthält. Indem das Adsorptionsmittel in Kontakt mit einem relativ trockenen Volumen gehalten wird, nimmt die Gesamtfeuchtelast auf dem Adsorptionsmittel ab, und die Lebensdauer des Adsorptionsmittels steigt.
Falls bei existierenden Entlüfterfiltern der Entlüfterfilter und Tank in einer feuchten Umgebung verortet sind, kann der Entlüfterfilter auch dann Feuchte aus der Atmosphäre ausgesetzt sein, wenn der Filter nicht atmet. Allein durch Diffusion kann das Adsorptionsmittel feuchten externen Luftbedingungen ausgesetzt sein. Bei solchen Bedingungen kann das adsorbierende Material sogar dann schnell seine Adsorptionskapazität erreichen, wenn die Anlage, welche Fluid in den Tank zieht, nicht verwendet wird.
Um dieser Situation zu begegnen, wurde erkannt, dass durch einen Entlüftungsfilter, welcher einen Diffusionskanal zwischen der Atmosphäre und dem adsorbierenden Material enthält, jegliche feuchte Luft, welche bei Nicht-Fluss-Bedingungen hineingezogen wird, zunächst durch den Diffusionskanal wandern muss, bevor sie das adsorbierende Material erreicht. Der Diffusionskanal führt ein Labyrinth oder einen gewundenen Weg ein, welches/welcher dazu dient, zu beschränken und zu zerstreuen, um den Eintritt von Feuchte oder anderen Verschmutzungen in das adsorbierende Material zu verhindern. Dies wird vorzugsweise erreicht ohne unangemessene Druckbeaufschlagung des Reservoirs noch durch Platzieren unter einem wesentlichen Vakuum.
Durch Verwendung einer Vielzahl von spezialisierten Adsorptionsmittel (Adsorptionsmittel mit unterschiedlichen Adsorptionsfähigkeiten) in Kombination mit dem Labyrinth oder durch diese selbst, ist es zusätzlich möglich, die Lebensdauer und Leistung eines Entlüfterfilters zu verlängern. Zum Beispiel ist es möglich, einen synergistischen Effekt bereitzustellen, indem die Adsorptionsmittel in Reihe hintereinander bereitgestellt werden, wobei ein äußerstes Adsorptionsmittel eine erste Adsorptionsfähigkeit aufweist und ein nächstes äußerstes Adsorptionsmittel eine zweite Adsorptionsfähigkeit aufweist, und so weiter. Typischerweise wird das äußerste adsorbierende Material gewählt zur optimierten Leistung bei hohem Feuchtigkeitsgehalt, während das nächst-äußerste Adsorptionsmittel gewählt wird zur optimierten Leistung bei relativ geringem Feuchtigkeitsgehalt. So arbeiten die Adsorptionsmittel zusammen, um die in den Entlüfter eintretende Luft schrittweise zu trocknen.
Es wird angemerkt, dass nicht alle der hier beschriebenen spezifischen Merkmale in eine Anordnung aufgenommen werden müssen, damit die Anordnung einige ausgewählte Vorteile der vorliegenden Erfindung aufweist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Entlüftungsfilters, der gemäß den Prinzipien dieser Offenbarung konstruiert, auf einem Fluidtank befestigt ist und einen Luftstrom illustriert, wenn das Fluidniveau in dem Tank abfällt;
2 ist eine schematische Querschnittsansicht des Entlüftungsfilters und Tanks der 1, die Luftstrom illustriert, wenn das Fluidniveau in dem Tank ansteigt;
3 ist eine perspektivische Draufsicht einer Endkappe eines Gehäuses des Entlüfterfilters der 1 und 2;
4 ist eine perspektivische Unteransicht der Endkappe der 3;
5 ist eine Draufsicht der Endkappe der 4;
6 ist eine Querschnittsansicht der Endkappe der 3–5, wobei der Querschnitt entlang der Linie 6-6 der 5 gewählt ist;
7 ist eine Endansicht der Endkappe der 3–5;
8 ist eine perspektivische Ansicht einer unteren Endkappe des Gehäuses des Entlüfterfilters der 1 und 2;
9 ist eine andere perspektivische Ansicht der Endkappe der 8;
10 ist eine Draufsicht der Endkappe der 9;
11 ist eine Querschnittsansicht der Endkappe der 8–10, wobei der Querschnitt entlang der Linie 11-11 der 10 gewählt ist;
12 ist eine perspektivische Draufsicht einer alternativen Ausführungsform einer Endkappe eines Gehäuses des Entlüfterfilters der 1 und 2;
13 ist eine perspektivische Draufsicht einer alternativen Ausführungsform einer Endkappe eines Gehäuses des Entlüfterfilters der 1 und 2;
14 ist eine perspektivische Draufsicht einer alternativen Ausführungsform einer Endkappe eines Gehäuses des Entlüfterfilters der 1 und 2;
15 ist eine schematische Seitenansicht einer Beispielfilterpatrone, die gemäß den Prinzipien dieser Offenbarung konstruiert ist;
16 ist eine schematische Querschnittsansicht, die einen Teilbereich der Filterpatrone der 15 und eine erste Endkappe des Entlüfterfilters der 1 zeigt;
17 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche die Endkappe und Filterpatrone der 16 bedienbar in Eingriff und miteinander verbunden zeigt;
18 ist eine Endansicht der Innenoberfläche der Endkappe der 16.
19 ist eine Endansicht der Filterpatrone der 15; und
20 ist eine Querschnittsansicht ähnlich zu der Ansicht der 16, welche jedoch eine alternative Ausführungsform einer Endkappe und eines Filterpatronenteilbereichs zeigt.
Detaillierte Beschreibung
Überblick des Betriebs, Fig. 1 und Fig. 2
Ein Überblick des Betriebs eines Beispielfilters wird in Bezug auf 1 und 2 beschrieben. In 1 und 2 ist eine Beispielausführungsform eines Filters bei 20 gezeigt, welcher gemäß den Prinzipien dieser Offenbarung konstruiert ist. Der Filter 20, welcher hier als Entlüfterfilter 20 gezeigt ist, ist typischerweise lösbar anschließbar an einen feuchteempfindlichen Behälter 22, beispielsweise einen Fluidtank 22, welcher ein Reservoir von Flüssigkeit oder Fluid 24 enthält. Das Fluid 24 kann Flüssigkeit wie beispielsweise ein Hydraulikfluid, Öl, Kraftstoff, etc. sein, welches dazu bestimmt ist, von Feuchteexposition geschützt zu werden. Der Entlüfterfilter 20 und der Tank 22 bilden gemeinsam ein Filtrationssystem 26, welches zur Steuerung des Flüssigkeitsgehalts des Gasraums 28 zwischen dem Fluid 24 und einer Wandung 30 des Tanks 22 verwendet wird.
Der Tank 22 funktioniert im Allgemeinen als Speichertank für das Fluid 24, wie beispielsweise Hydraulikfluid oder Öl, welches mit einer Hydraulikanlage (nicht gezeigt) verwendet wird, welche mit dem Tank 22 durch einen Fluidanschluss 32 verbunden ist. Während die Hydraulikanlage in Betrieb ist, steigt und fällt das Fluidniveau in dem Tank 22, während das Fluid 24 durch den Anschluss 32 in den Tank 22 eintritt und aus diesem austritt. Das Volumen des Gasraums 28, welcher zwischen dem Fluid 24 und der Wandung 30 enthalten ist, variiert, während das Niveau des Fluids 24 fluktuiert.
Während das Fluid beim Betrieb von einem Niveau A zu einem Niveau B, wie in 1 gezeigt, abfällt, expandiert der Gasraum 28, wodurch ein Gas hineingezogen wird, beispielsweise Umgebungsluft aus der Atmosphäre durch einen Anschluss 48, durch den Entlüfterfilter 20 und dann in den Tank 22. Der Entlüfterfilter 20 entfernt Feuchte und Partikel aus der eintretenden Luft.
Wenn das Fluidniveau von einem Niveau B zu einem Niveau A ansteigt, wie in 2 gezeigt, kontrahiert der Gasraum 28. Diese Kontraktion treibt ausfließendes Gas oder Luft aus dem Tank 22 und durch den Entlüfterfilter 20, durch den Anschluss 48 und schließlich heraus in die Atmosphäre. Häufig kann das ausfließende Gas Nebel enthalten, welcher von dem Fluid 24 gebildet ist, wodurch ein Teil des Fluids 24 aus dem Tank 22 entweicht. In manchen Ausführungsformen kann der Entlüfterfilter 20 Fluidnebel aus dem ausfließenden Gas entfernen, und in bevorzugten Anordnungen läuft das Fluid zurück in den Tank 22 von dem Entlüfterfilter 20.
Wenn das System 26 in einem statischen Zustand ist und die Hydraulikanlage, die eine Änderung des Niveaus des Fluids 24 in dem Tank 22 hervorruft, nicht in Betrieb ist, kann Umgebungsluft, falls die Atmosphäre einen höheren Druck als der Druck in dem Gasraum 28 des Tanks aufweist, beispielsweise bei Bedingungen mit einem hohen Feuchtigkeitsgehalt in der Atmosphäre, dennoch in den Entlüfterfilter 20 gezogen werden, obwohl die Hydraulikanlage nicht in Betrieb ist. Diffusion kann auch ein Problem sein. Die eingezogene oder durch Diffusion eintretende Luft wird typischerweise zunächst durch einen Diffusionskanal 34 in den Entlüfterfilter 20 wandern. Dieser Diffusionskanal trägt dazu bei, die feuchte Umgebungsluft an dem Erreichen der adsorbierenden Materialien innerhalb des Entlüfterfilters 20 zu hindern, wodurch die Lebensdauer des Entlüfterfilters 20 verlängert wird.
Beispielausführungsform des Entlüfterfilters, Fig. 1–Fig. 14
In Bezug auf 1 und 2 enthält der Entlüfterfilter 20 ein Gehäuse 40. Das Gehäuse 40 enthält eine äußere umgebende Wandung 42, die ein Innenvolumen 44 definiert. Das Innenvolumen 44 dient dazu, wenigstens ein oder vorzugsweise eine Vielzahl von adsorbierenden Materialien 46 darin zu halten. Solche adsorbierenden Materialien enthalten beispielsweise Aktivkohle oder Zeolithe. Diese Materialien können in Reihe oder in einer anderen Ordnung angeordnet sein. In wenigstens einer Ausführungsform dient die gewählte Ordnung jedoch für ein Material, das eine höhere Adsorptionskapazität bei einem relativ hohen Feuchtigkeitsgehalt aufweist und welches näher bei dem ersten Anschluss angeordnet ist als ein anderes Material mit einer Adsorptionskapazität, welche größer bei relativ geringem Feuchtigkeitsgehalt ist.
Das Gehäuse 40 enthält einen ersten Anschluss 48, welcher konstruiert und angeordnet ist, um in Kommunikation mit der Atmosphäre 50 zu sein. Der erste Anschluss 48 kann jede Anordnung sein, die Gasfluss- oder Luftflusskommunikation zwischen der Atmosphäre 50 und dem Innenvolumen 44 des Gehäuses 40 erlaubt. (Die Begriffe „Luftfluss” und „Luft”, wie sie hier verwendet werden, sollen „Gasfluss” und „Gas” einschließen, und diese Begriffe werden austauschbar verwendet und sollen das Gleiche bedeuten.) Bei der in den 3 und 7 gezeigten Ausführungsform beinhaltet der erste Anschluss 48 wenigstens eine oder wie gezeigt drei Blenden 52, welche die Wandung 42 des Gehäuses 40 durchdringen.
Das Gehäuse 40 enthält weiter einen zweiten Anschluss 54. Der zweite Anschluss 54 ist konstruiert und angeordnet, um in Kommunikation mit dem Tank 22 zu sein. Insbesondere der zweite Anschluss 54 liegt im Luftfluss der Fluidkommunikation mit dem Gasraum 28 des Tanks 22. Bei der beschriebenen Ausführungsform befinden sich der erste Anschluss 48 und der zweite Anschluss 54 an entgegengesetzten Enden des Gehäuses 40. Bei anderen Anordnungen kann der Ort der Anschlüsse an dem Gehäuse relativ zueinander unterschiedlich sein. Jeweils der erste Anschluss 48 und der zweite Anschluss 54 ermöglichen Fluidfluss sowohl in das Gehäuse 40 als auch aus dem Gehäuse 40 heraus in Abhängigkeit davon, in welcher Richtung der Entlüfterfilter 20 atmet; das heißt, ob der Entlüfterfilter 20 Einlass oder Auslass von Gas relativ zum Tank 22 erlaubt.
Während eine Vielfalt von Konstruktionen für das Gehäuse 40 des Entlüfterfilters 20 möglich ist, enthält das Gehäuse in dieser besonderen Ausführungsform eine erste Endkappe 56. Die erste Endkappe 56 ist lösbar an dem Gehäusekörper 58 befestigbar. Der Gehäusekörper 58 wird durch eine äußere Wandung 42 definiert. Die erste Endkappe 56 enthält eine äußere umgebende Wandung 60 und eine Endwandung 62. Entlang einer inneren Oberfläche 64 der Wandung 60 werden Gewinde 66 zur lösbaren Befestigung mit einem passenden, mit Gewinde versehenen Abschnitt 68 entlang der äußeren Wandung 42 des Gehäusekörpers 58 verwendet. Während die Verbindung zwischen der ersten Endkappe 56 und dem Gehäusekörper 58 als mit Gewinde versehen gezeigt ist, können auch andere Wege zur Befestigung dieser zwei Stücke angewendet werden, wie beispielsweise mit einem Befestigungselement, einer Klemme, einer Presspassung, einem Klebstoff oder einer Klammer. Außerdem kann eher als die Anwendung von internen Gewinden an der ersten Endkappe 56 und externen Gewinden an dem Gehäusekörper 58 auch das Umgekehrte angewendet werden.
In dieser Ausführungsform definiert die erste Endkappe 56 den ersten Anschluss 48.
In der gezeigten Ausführungsform liegt zwischen der ersten Endkappe 56 und dem Gehäusekörper 58 ein Dichtglied 70. Das Dichtglied 70 bildet eine Dichtung zwischen der ersten Endkappe 56 und dem Gehäusekörper 58, sodass jede Luft oder jedes Fluid, welche(s) in das Innenvolumen 44 des Gehäuses 40 eintritt oder aus diesem austritt, durch den ersten Anschluss 48 der ersten Endkappe 56 treten muss. In der gezeigten Ausführungsform ist das Dichtglied 70 ein O-Ring 72.
Wie vorstehend bemerkt, enthält der Entlüfterfilter 20 einen Diffusionskanal 34. In dieser Ausführungsform enthält der Diffusionskanal 34 eine Labyrinthanordnung 74 in dem Gehäuse 40, welche in Luftflusskommunikation mit dem ersten Anschluss 48 ist. Mit dem Begriff „Labyrinthanordnung” ist eine Struktur in dem Gehäuse 40 gemeint, die einen gezielt mäandernden Luftflussweg bildet, welcher nicht-linear (als Ganzes) und irrgartenartig ist. In bevorzugten Anordnungen enthält die Labyrinthanordnung eine lange Weglänge in einem relativ kleinen Raum. Die Labyrinthanordnung 74 kann ein sich windender Luftflussweg zwischen dem ersten Anschluss 48 und einer Labyrinthblende 76 sein, wodurch Kommunikation zwischen der Labyrinthanordnung 74 und dem Innenvolumen 44 des Gehäuses 40 bereitgestellt wird. In der in 1 und 2 gezeigten Ausführungsform gibt es eine Platte 78 zwischen und an der ersten Endkappe 56 und der oberen Öffnung 79, welche durch die äußere Wandung 42 des Gehäusekörpers 58 gebildet wird. Die Platte 78 definiert die Labyrinthblende 76, wobei in dieser Ausführungsform die Labyrinthblende 76 eine einzelne kreisförmige Blende ist, die innerhalb der Platte 78 zentriert ist. In anderen Anordnungen kann die Labyrinthblende 76 eine Vielzahl von Blenden an unterschiedlichen Orten und mit unterschiedlichen Geometrien sein. Einige dieser unterschiedlichen Geometrien umfassen: rechteck-, rhombus- oder quadrat-förmig, kuchenstückförmig, dreieck-, regelmäßig oder unregelmäßig polygon-förmig sowie dreidimensional.
In der in 1 gezeigten Ausführungsform ist die Platte 78 an dem Gehäuse 40 angeordnet, und der Großteil der Labyrinthanordnung 74 ist an der ersten Endkappe 56 angeordnet (wobei die Platte 78 eine Wandung der Labyrinthanordnung 74 bildet). Jedoch ist in einigen Ausführungsformen die gesamte Labyrinthanordnung 74 komplett innerhalb der ersten Endkappe 56 angeordnet. In manchen Ausführungsformen ist die gesamte Labyrinthanordnung 74 innerhalb des Gehäuses 40 angeordnet. In anderen Anordnungen ist der Großteil der Labyrinthanordnung 74 auf dem Gehäuse 40 angeordnet, und die erste Endkappe 56 schafft eine Verschlusswandung der Labyrinthanordnung 74. In einer solchen Anordnung werden die Rollen der ersten Endkappe 56 und des Gehäuses 40 in Bezug auf die Labyrinthanordnung 74 umgekehrt im Vergleich zu der in 1 beschriebenen Anordnung.
Die Labyrinthanordnung 74 kann einer Vielfalt geometrischer Konfigurationen entsprechen. In Bezug nunmehr auf die 4–6 umfasst die Labyrinthanordnung 74 eine Labyrinthwandung 80, welche Teil der ersten Endkappe 56 ist und einen Weg bildet, vorzugsweise einen gewundenen Weg 82 zwischen dem ersten Anschluss 48 und einem Endbereich 84, welcher in Luftflusskommunikation mit der Labyrinthblende 76 (1 und 2) ist. In der gezeigten Ausführungsform liegt der Endbereich 84 zentriert innerhalb der ersten Endkappe 56, jedoch sollte dies derart verstanden werden, dass der Endbereich 84 an anderen Orten oder an einer Vielzahl von Orten liegen kann. Bei der besonderen in 4 und 5 illustrierten Ausführungsform bildet die Labyrinthwandung 80 einen spiralförmigen Kanal 86 zwischen dem ersten Anschluss 48 und dem Endbereich 84. Zwischen dem ersten Anschluss 48 und dem Endbereich 84 wandernde Luft wird gezwungen, innerhalb des Luftflussweges 82 zwischen der Labyrinthwandung 80 und durch den spiralförmigen Kanal 86 zu wandern. Diese Labyrinthanordnung 74 erzeugt einen längeren Flussweg im Vergleich zu einem System ohne eine Labyrinthanordnung 74, wodurch die Rate, mit welcher Feuchte in dem Luftfluss das adsorbierende Material 46 in dem Innenvolumen 44 des Filters 20 erreicht, verringert wird. Unter statischen Bedingungen, wenn das Fluid 24 in dem Tank 22 nicht durch die Anlage verwendet wird, jedoch feuchte Bedingungen vorherrschen, welche bewirken, dass Luftfluss in den Entlüfterfilter 20 gezogen wird, wird die Labyrinthanordnung 74 die Rate verringern, in welcher Feuchte das adsorbierende Material 46 erreicht, und die Labyrinthanordnung 74 wird Diffusion von feuchter Luft widerstehen, während die feuchte Luft versucht, das adsorbierende Material 46 zu erreichen. Dies wird typischerweise die Lebensdauer des adsorbierenden Materials 46 im Vergleich zu einem Filter, welcher keine Labyrinthanordnung aufweist, verlängern.
In bevorzugten Anordnungen wird die Labyrinthanordnung 74 aufweisen:
ein Verhältnis L/D von wenigstens 50, bei welchem L die Länge des spiralförmigen Kanals 86 ist;
wobei D ein äquivalenter Kanaldurchmesser ist und berechnet wird aus der Quadratwurzel von (4/pi X A); und
A = Kanalweite X Kanalhöhe.
Es hat sich gezeigt, dass das Verhältnis L/D vorzugsweise nicht größer als 380 und vorzugsweise etwa 150 beträgt unter der Annahme eines Maximalflusses von 100 lpm (3.5 cfm) und eines maximalen Druckabfalls von 0.5 psid (psid: pounds per square inch, differential; 0.03 bar). Das Verhältnis L/D in diesen Bereichen erlaubt es, die Lebensdauer des adsorbierenden Materials 46 wesentlich zu erhöhen, ohne die Beschränkung des Luftflusses zwischen dem Gasraum der Atmosphäre exzessiv zu erhöhen.
12–14 zeigen Ausführungsformen einer ersten Endkappe 56' mit unterschiedlichen Ausführungsformen der Labyrinthanordnung 74. In 12 enthält die Labyrinthanordnung 74' mehrere parallele Kanäle, die miteinander durch gekrümmte Enden zu einer Serpentinanordnung 200 verbunden sind. Die Serpentinanordnung 200 kann einen oder mehrere Bereiche enthalten, die relativ zu den anderen Bereichen gewinkelt sind, wie beispielsweise in 13 (ein Quartil 202 ist in diesem Fall orthogonal gewinkelt) der verbleibende Abschnitt der Endkappe 56. Die Labyrinthanordnung 74'' in 14 enthält vier Quartile 205, 206, 207, 208, welche jeweils relativ zu dem nächsten benachbarten Quartil gewinkelt sind. In 12 gibt es einen ersten Anschluss 48' an entgegengesetzten Seiten der Endkappe 56', während es in 13 nur einen einzigen Ort des ersten Anschlusses 48' gibt. In 14 gibt es vier erste Anschlüsse 48' entlang des äußeren Umfangs der ersten Endkappe 56, welche gleichmäßig beabstandet, etwa 90°, jeweils in Kommunikation mit einem der Quartile 205–208 sind. In jeder der 12–14 ist die Labyrinthanordnung 74', 74'' in Kommunikation mit einem Endbereich 84', welcher in Luftflusskommunikation mit der Labyrinthblende 76 ist.
In dieser Ausführungsform, nunmehr in Bezug auf 8–11 enthält das Gehäuse 40 weiter eine zweite Endkappe 90. Die zweite Endkappe 90 ist typischerweise lösbar befestigbar an dem Gehäusekörper 58 und an einem Ende des Gehäusekörpers 58 entgegengesetzt von dort, wo die erste Endkappe 56 befestigt ist. Die zweite Endkappe 90 ist lösbar befestigbar an dem Gehäusekörper 58 durch Gewinde 92 entlang einer inneren Oberfläche 94 der umgebenden Wandung 96. In dieser Ausführungsform definiert die zweite Endkappe 90 den zweiten Anschluss 54. In manchen Ausführungsformen wird keine zweite Endkappe 90 verwendet, und das Gehäuse 40 ist direkt an den Tank 22 gekoppelt.
In bevorzugten Anordnungen ist die zweite Endkappe 90 konstruiert und angeordnet, um dazu beizutragen, dass Flüssigkeitsfluss in den Tank 22 gerichtet wird. In der in 11 gezeigten Ausführungsform wird eine Trichteroberfläche 98 gebildet, indem eine geneigten Wandung 100 vorhanden ist, welche ausgerichtet ist zwischen der umgebenden Wandung 96 und einem Hals 102, welcher den zweiten Anschluss 54 umgibt und definiert.
Optional kann aus den 9 und 10 entnommen werden, dass die zweite Endkappe 90 eine Vielzahl von Rippen 104 enthält, welche von der Trichteroberfläche 98 vorspringen oder sich erstrecken. Die Rippen 104 erstrecken sich radial zwischen dem zweiten Anschluss 54 und der umgebenden Wandung 96. Die Rippen 104 tragen dazu bei, dass Kanäle dazwischen gebildet werden, um koaleszierte Flüssigkeit in den Tank 22 zu leiten. Natürlich sind vielfältige Implementierungen möglich.
Wie den 1 und 2 entnommen werden kann, gibt es ein Dichtglied 106 zwischen der zweiten Endkappe 90 und dem Gehäusekörper 58. Das Dichtglied 106 bildet eine Dichtung 108 zwischen der Innenfläche 94 der zweiten Endkappe 90 und der äußeren Wandung 42 des Gehäusekörpers 58, wenn die zweite Endkappe 90 in Verbindung zu dem Gehäusekörper 58 eingezogen ist. In der gezeigten Ausführungsform ist das Dichtglied 106 ein O-Ring 110. Andere Anordnungen und Dichtglieder können verwendet werden.
Nochmals in Bezug auf die 1 und 2 enthält der Entlüfterfilter 20 eine Vielzahl von adsorbierenden Materialien 46, welche wenigstens ein erstes adsorbierendes Material 120 und wenigstens ein zweites adsorbierendes Material 122 innerhalb des Gehäuses 40 enthalten. Das zweite adsorbierende Material 122 ist „anders” als das erste adsorbierende Material 120 und benachbart zu dem ersten adsorbierenden Material 120 geschichtet. Mit „anders” ist gemeint, dass die adsorptiven Materialien unterschiedliche spezifische Oberflächen, chemische Formeln, Größen, Dichten, Packbarkeiten (wie gut die Teilchen aneinander passen) und/oder Fähigkeiten zum Adsorbieren von Feuchte aufweisen. In manchen Ausführungsformen weist das erste adsorptive Material somit eine andere chemische Zusammensetzung als das zweite adsorptive Material auf. In anderen Ausführungsformen weisen die Teilchen des ersten adsorptiven Materials eine durchschnittliche spezifische Oberfläche auf, die anders als die durchschnittliche spezifische Oberfläche der Teilchen des zweiten adsorptiven Materials ist. Das erste adsorbierende Material 120 und das zweite adsorbierende Material 122 sind häufig innerhalb des Gehäuses 40 angeordnet, sodass Fluid oder Luft zwischen dem ersten Anschluss 48 und dem zweiten Anschluss 54 wandert, indem es jeweils durch das erste adsorbierende Material 120 und das zweite adsorbierende Material 122 tritt. In bevorzugten Anordnungen ist das erste adsorbierende Material 120 außerdem relativ zu der Labyrinthanordnung 74 derart angeordnet, dass Fluid oder Luft nicht zwischen dem ersten Anschluss 48 und dem ersten adsorbierenden Material 120 wandern kann, ohne durch die Labyrinthanordnung 74 zu treten.
In den in 1 und 2 illustrierten Anordnungen liegt das erste adsorbierende Material 120 zwischen der Labyrinthanordnung 74 und dem zweiten adsorbierenden Material 122. Wie den Figuren entnommen werden kann, liegt das zweite adsorbierende Material 122 in der besonderen gezeigten Ausführungsform zwischen dem ersten adsorbierenden Material 120 und dem zweiten Anschluss 54.
In bevorzugten Ausführungsformen hat das adsorbierende Material, welches näher an dem ersten Anschluss 48 angeordnet ist, eine höhere Adsorptionskapazität bei einem hohen relativen Feuchtigkeitsgehalt als das andere adsorbierende Material. In dieser Anordnung ist es das erste adsorbierende Material 120, welches eine höhere Adsorptionskapazität aufweist als das zweite adsorbierende Material 122. In dieser Art von Anordnung weist das erste adsorbierende Material 120 eine „bessere Leistung” bei höheren Niveaus des Feuchtigkeitsgehalts auf als das zweite adsorbierende Material 122, welches besser bei geringeren Feuchtigkeitsgehalten funktioniert. Mit „besserer Leistung” ist gemeint, dass das erste Material 120 eine größere Feuchtemenge bei einem höheren relativen Feuchtigkeitsgehalt als das zweite Material 122 adsorbiert; und das zweite Material 122 eine größere Feuchtemenge bei einem geringeren relativen Feuchtigkeitsgehalt als das erste Material 120 adsorbiert. Das erste adsorbierende Material 120 weist eine Adsorptionskapazität auf, welche auf höhere relative Feuchtigkeitsgehalte abgestimmt ist als das zweite adsorbierende Material 122. Anders ausgedrückt, das erste adsorbierende Material 120 und das zweite adsorbierende Material weisen unterschiedliche „Feuchte-Sorptionsisotherme” auf. In diesem Zusammenhang bezieht sich „Feuchte-Sorptionsisotherme” auf die Wasserdampfkapazität des Sorptionsmittels (Aktivkohle, Zeolithe, etc.) bei unterschiedlichen Wasserdampfkonzentrationen (Prozent relativer Feuchtigkeitsgehalt). Die Messungen wurden bei einer Temperatur (isotherm) durchgeführt und als Kapazität (Prozent Gewicht) gegen Wasserdampfkonzentration (Prozent relativer Feuchtigkeitsgehalt, Englisch: relative humidity „rh”) aufgezeichnet.
Während es in der gezeigten Ausführungsform zwei unterschiedliche Schichten von adsorbierendem Material 120, 122 gibt, soll verstanden werden, dass in Ausführungsformen, bei denen der Diffusionskanal 34 verwendet wird, eine alleinige oder einzelne Schicht verwendet werden kann. Alternativ können mehr als zwei Schichten anderer adsorbierender Materialien oder der gleichen Materialien, jedoch geschichtet angeordnet mit unterschiedlichen Materialien dazwischen, verwendet werden. In Ausführungsformen, die keinen Diffusionskanal 34 verwenden, werden wenigstens zwei oder mehrere unterschiedliche Schichten von adsorbierendem Material 120, 122 verwendet. Wenn wenigstens zwei Schichten von adsorbierendem Material 120, 122 verwendet werden, gibt es Synergien zwischen den Schichten. Zum Beispiel ist die erste Schicht 120 ausgebildet, eine größere Feuchtemenge bei einem höheren relativen Feuchtigkeitsgehalt als die zweite Schicht 122 zu adsorbieren; und die zweite Schicht 122 ist ausgebildet, um eine größere Feuchtemenge bei einem geringeren relativen Feuchtigkeitsgehalt als die erste Schicht 120 zu adsorbieren. Demgemäß wird eine Tiefe von 2 Zoll (5,1 cm), welche die erste und zweite Schicht 120, 122 umfasst, wie hier beschrieben, mehr Feuchte als eine Tiefe von 2 Zoll (5,1 cm) von jeweils der ersten Schicht 120 oder der zweiten Schicht 122 allein entfernen.
In einer Ausführungsform umfasst das erste adsorbierende Material 120 Aktivkohle oder eine Mischung davon. Das zweite adsorbierende Material 122 kann Silica-Gel-Material umfassen und ein Material sein, welches seine Farbe in Antwort auf ein vorgegebenes Adsorptionsniveau ändert. Wenn das zweite adsorbierende Material 122 seine Farbe ändert, kann dies eine visuelle Anzeige für einen Benutzer bereitstellen, dass der Entlüfterfilter 20 gewartet oder ausgetauscht werden muss. Das Gehäuse 40 in diesem Beispiel kann teilweise oder vollständig transparent sein. Zum Beispiel kann das Gehäuse 40 transparentes PVC oder Polycarbonat umfassen.
In einer Beispielausführungsform umfasst das zweite adsorbierende Material 122 Silica-Gel oder eine Mischung davon. Anstatt von Silica-Gel oder gemischt mit Silica-Gel kann es Calciumsulfat und/oder Zeolithe enthalten.
In der gezeigten Ausführungsform enthält der Entlüfterfilter 20 nicht mehr als das erste adsorbierende Material 120 und das zweite adsorbierende Material 122. In einem Beispiel besteht das erste adsorbierende Material 122 im Wesentlichen aus Aktivkohle oder besteht im Wesentlichen aus einer Aktivkohleschicht und einem farbändernden Mittel. In einem Beispiel besteht das zweite adsorbierende Material 122 im Wesentlichen aus Silica-Gel oder besteht im Wesentlichen aus Silica-Gel und einem farbändernden Mittel. Ein Beispiel eines farbändernden Mittels beinhaltet Kobaltchlorid, welches in DelSORB AB25B^® von DELTA ADSORBENTS verwendet wird.
Bei Betrachtung der 1 und 2 ist zu erkennen, dass die Labyrinthblende 76 in der Platte 78 in Fluidkommunikation mit dem ersten adsorbierenden Material 120 ist.
Eine Vielfalt von Implementierungen ist möglich. In der besonderen in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform sind das erste adsorbierende Material 120 und das zweite adsorbierende Material 122 getrennt durch einen porösen Gitterstoff 124, welcher auch eine poröse Platte oder eine mit einem oder mehreren Gitterstoffen beschichtete poröse Platte sein kann. Der Gitterstoff 124 trennt typischerweise die Adsorptionsmittelschichten, und die Platten schaffen eine strukturelle Unterstützung für den Gitterstoff 124. Der Gitterstoff 124 oder die Platte kann O-Ring-Dichtglieder 126, 128 aufweisen, um dazu beizutragen, dass der Gitterstoff 124 oder die Platte in Position innerhalb des Gehäuses 40 gedichtet und gehalten wird.
In dieser besonderen Anordnung liegt zwischen dem zweiten adsorbierenden Material 122 und dem zweiten Anschluss 54 ein Expansionsschaum 130. Der Schaum 130 trägt dazu bei, Bewegung der adsorbierenden Materialien 120, 122 innerhalb des Gehäuses 40 zu verhindern, und trägt außerdem dazu bei, das adsorbierende Material 46 in dem Gehäuse 40 zu halten. Zwischen dem zweiten adsorbierenden Material 122 und dem Schaum 130 liegt eine Platte oder ein Gitterstoff 132, welcher in der Ausführungsform gezeigt ist, wie er in Position mit den ersten und zweiten O-Ringen 134, 136 entlang des oberen und unteren Bereichs der Platte oder des Gitterstoffs 132 gehalten wird. Der Gitterstoff 132 kann auch als Filter funktionieren.
Der 1 können Furchen 138, 139 entlang der inneren Oberfläche 43 des Gehäuses 40 entnommen werden. Diese Furchen 138, 139 erlauben das Halten des O-Rings und der Platten oder des Gitterstoffs an alternativen Orten, wodurch Flexibilität dahingehend erreicht wird, wie viel von und welches Verhältnis von erstem adsorbierenden Material 120 und zweitem adsorbierenden Material 122 verwendet wird.
Es sollte bemerkt werden, dass das erste adsorbierende Material 120, das zweite adsorbierende Material 122 und der Schaum 130 in 1 schematisch gezeigt sind, wobei nur ein Teilbereich gezeigt ist. Es sollte verstanden werden, dass diese Materialien das gesamte Volumen in dem angezeigten Raum innerhalb des Innenvolumens 44 des Gehäuses 40 einnehmen würden. Das heißt in der Ausführungsform der 1, dass das erste adsorbierende Material 120 das gesamte Volumen zwischen der Platte 78 und dem Gitterstoff oder der Platte 124 einnimmt. Das zweite adsorbierende Material 122 nimmt das gesamte Volumen zwischen dem Gitterstoff oder der Platte 124 und der Platte oder dem Gitterstoff 132 ein. In einer bevorzugten Anordnung findet Luft oder Fluid typischerweise keinen Weg zwischen dem ersten Anschluss 48 und dem zweiten Anschluss 54, ohne durch das erste adsorbierende Material 120 und auch das zweite adsorbierende Material 122 zu treten. In einer bevorzugten Anordnung fließt Luft oder Fluid typischerweise zwischen dem ersten Anschluss 48 und dem zweiten Anschluss 54, indem sie/es durch das erste adsorbierende Material 120 und auch durch das zweite adsorbierende Material 122 tritt.
In einigen bevorzugten Systemen ist die Obergrenze für den Druckunterschied, welcher durch Fluss durch die Labyrinthanordnung 74 hervorgerufen wird, nicht größer als 0.5 psid, sowohl für Eintritt als auch Austritt. Bei idealen Bedingungen wird der Entlüfterfilter 20 bevorzugt bei einer Druckdifferenz unterhalb von 0.5 psi operieren, was etwa 13.8 Zoll (35.1 cm) von Wasser entspricht und weiter bevorzugt weniger als 7 Zoll (17.8 cm) von Wasser entspricht. In einer Ausführungsform hat der Weg des spiralförmigen Kanals 86 eine Kanalweite von 8 mm, mit einer Tiefe von 5 mm und einer Länge von etwa 128 cm. In dieser Art von Geometrie ist der Druckunterschied 0.164 Zoll (0.4 cm) von Wasser bei 0.5 lpm. In einem Beispiel, unter der Annahme des maximalen Flusses von 100 lpm (3.5 cfm) und einer maximalen Druckdifferenz von 0.5 psid, enthält das minimale Verhältnis L/D von 50 einen relativen Feuchtigkeitsgehalt (RH), welcher bis zu 50% des Gesamten in 160 Stunden ansteigt. Ein Verhältnis L/D von etwa 150 weist einen RH auf, welcher bis zu 50% des Gesamten in 500 Stunden ansteigt. Das maximale Verhältnis L/D von 380 weist den Druckunterschied bei seiner Grenze auf, und der RH steigt bis zu 50% des Gesamten in mehr als 1000 Stunden.
Mit anderen Worten, in typischen Umgebungen für diese Anwendung hat die äußere Atmosphäre 50 einen höheren relativen Feuchtigkeitsgehalt als der geschützte Einschluss in dem Inneren 44 des Entlüfterfilters 20. Über die Zeit diffundiert Feuchte aus der äußeren Atmosphäre 50 in das Innenvolumen 44 des Filters 20, und der Feuchtigkeitsgehalt innerhalb des Filters 20 steigt, bis der relative Feuchtigkeitsgehalt von dem Innenvolumen 44 und der äußeren Atmosphäre 50 gleich ist. Je länger und enger der Kanal 86 ist (was ein höheres Verhältnis L/D bewirkt), desto länger dauert dieser Ausgleich, was die Lebensdauer des Filters 20 verlängert. Der Nachteil bei einem großen Verhältnis L/D ist ein hoher Druckabfall, wenn Luft durch den Kanal getrieben wird. In vielen Situationen ist ein geringer Druckabfall wünschenswert, sodass in vielen Anwendungen eine gangbare Lösung die Balance der gewünschten Vorteile ist, nämlich eine verlängerte Lebensdauer des Adsorptionsmittels 46 durch ein großes Verhältnis L/D, während gleichzeitig kein allzu großer Druckabfall erzeugt wird, wenn ein Fluss erforderlich ist, durch ein geringes Verhältnis L/D. Wie oben bereits zusammengefasst enthalten bevorzugte Lösungen ein Verhältnis LID von wenigstens 50, nicht größer als 380 und vorzugsweise bei etwa 150.
Beispielverfahren
Die obigen Konstruktionen und Variationen davon können in einem Verfahren zur Steuerung des Feuchtigkeitsgehalts eines Flüssigkeitstank-Gasraums verwendet werden. Zum Beispiel kann der Flüssigkeitsgehalt des Gasraums 28 des Tanks 22 oder des Behälters gesteuert werden durch Entlüfterfilter 20. Das Verfahren beinhaltet: Bereitstellen des Fluidtanks 22, welcher eine Flüssigkeit 24, wie beispielsweise Hydraulikfluid oder Öl, darin und einen Gasraum 28 zwischen der Flüssigkeit 22 und der Wandung 30 des Tanks 22 aufweist. Der Entlüfterfilter 20 ist in Fluidkommunikation mit dem Gasraum 28 des Tanks 22. Wenn die Flüssigkeit 24 in dem Tank 22 abfällt, beinhaltet das Verfahren: Ziehen von Luft in den Entlüfterfilter 20 und durch die Labyrinthanordnung 74, dann durch das erste adsorbierende Material 120, dann durch das zweite adsorbierende Material 122 und dann aus dem Entlüfterfilter 20 und in den Gasraum 28 des Tanks 22. Die Labyrinthanordnung 74 trägt dazu bei, dass jegliche Feuchte in der Atmosphäre 50 koalesziert wird, bevor sie das erste adsorbierende Material 120 erreicht. Die Labyrinthanordnung 74 erzeugt eine lange Diffusionsweglänge, wodurch sie als Barriere für jegliche Feuchtigkeit dient, welche das erste adsorbierende Material 120 unter unbewegten Bedingungen erreicht. Jede weitere Feuchtigkeit von Luft, die das erste adsorbierende Material 120 und das zweite adsorbierende Material 122 erreicht, wird durch die adsorbierenden Materialien 120, 122 adsorbiert.
Wenn die Flüssigkeit 24 in dem Tank 22 ansteigt, beinhaltet das Verfahren: Führen der Flüssigkeit aus dem Gasraum 28 heraus und in den Entlüfterfilter 20. Die Flüssigkeit 24 in dem Gasraum 28 kann Luft, Gas oder Nebel sein. Aus dem Gasraum 28 wird die Luft, das Gas oder der Nebel durch das zweite adsorbierende Material 122, dann durch das erste adsorbierende Material 120, dann durch die Labyrinthanordnung 74 und dann aus dem Entlüfterfilter 20 in die Atmosphäre 50 geleitet. In manchen Anordnungen kann das Fluid, bevor es durch das zweite adsorbierende Material 122 geleitet wird, durch Schaum 130 geleitet werden, was dazu beiträgt, dass jeglicher Ölnebel zu Tropfen koalesziert, die dann aus dem Entlüfterfilter 20 durch die zweite Öffnung 54 abgelassen werden.
Der Schritt des Ziehens von Luft in den Entlüfterfilter 20 beinhaltet Ziehen der Luft durch die Labyrinthanordnung 74, welche eine Wandung in der ersten Endkappe 56 des Gehäuses 40 für den Entlüfterfilter 20 enthält, wobei in Beispielausführungssformen die Wandung 80 der Labyrinthanordnung 74 einen spiralförmigen Kanal 86 bildet.
In einer Beispielausführungsform wird die Farbe des zweiten adsorbierenden Materials 122 überwacht und, wenn die Farbe sich ändert, der Entlüfterfilter 20 gewartet. Der Entlüfterfilter 20 kann gewartet werden, indem er aus dem Tank 22 entnommen wird und durch einen neuen Entlüfterfilter ersetzt wird. In manchen Ausführungsformen wird der Entlüfterfilter 120 gewartet, indem er aus dem Tank entfernt wird und dann die Endkappen 56, 90 von dem Gehäusekörper 58 gelöst werden und das interne adsorbierende Material 46 und der Schaum 130 ersetzt werden. Das erste adsorbierende Material 120 und das zweite adsorbierende Material 122 können ersetzt werden durch neues, frisches adsorbierendes Material oder, indem es durch Ziehen und Entfernen der Feuchte wieder aufgeladen wird.
In einem Verwendungsverfahren kann, falls das Fluid 24 in dem Tank 22 nicht von der Anlage verwendet wird, dennoch ein Zug von Luft aus der Atmosphäre 50 in den Entlüfterfilter 20 aufgrund von Feuchtebedingungen vorhanden sein. In diesem Verfahren wird die Luft durch den ersten Anschluss 48 und dann entlang des Wegs 82 gezogen, welcher durch die Labyrinthwandung 80 erzeugt wird. Dieser Weg 82 verlangsamt die Rate, mit welcher Feuchtigkeit das erste adsorbierende Material 120 erreicht im Vergleich zu einem Entlüfterfilter, der keine Labyrinthanordnung 74 zwischen dem ersten Anschluss 48 und dem ersten adsorbierenden Material 120 aufweist.
Experimentell
Ein Test wurde in zwei Phasen durchgeführt. Erste Arbeiten wurden auf dem VTI-Vapor-Sorption-Analyzer (,VTI') durchgeführt, wobei spätere Arbeiten an einem speziell angefertigten Durchbruch-Prüfstand stattfanden.
Analyse & Diskussion
Isotherme
WV-B1500, welches Aktivkohle von MeadWestVaco ist, hatte die höchste Kapazität und adsorbierte nahezu 130% seines eigenen Gewichts an Wasser, wobei die Hälfte der Kapazität bei mehr als 70% existiert. Jedoch zeigt dieses Material nahezu keine Leistung im unteren Bereich der Feuchtigkeitsskala.
Silica-Gel bietet angemessene Leistung bei geringen und mittleren Feuchtigkeitsbereichen, bietet jedoch keine Kapazität im hohen Endbereich. Getestetes Silica-Gel bewerkstelligte eine Aufnahme von 35 Gewichtsprozent als Maximum. Es sollte bemerkt werden, dass Silica-Gel die Hälfte seiner Maximalkapazität bei dem Wert von 35%rh erreicht.

Zeolith 4A erreicht halbe Kapazität bei 5%rh. Das Erreichen der halben Kapazität bei einem derart geringen Feuchtigkeitsniveau bedeutet, dass es lediglich Minimalkapazität bei einem Feuchtigkeitsniveau von mehr als 20%rh bietet. Kurz zusammengefasst:

	Enge Flüssigkeitsanforderungen	Normale Flüssigkeitsanforderungen	Lockere Flüssigkeitsanforderungen
Geringer Luftfeuchtigkeitsgehalt (< 20%rh)	Alle Zeolithbasierten Sorptionsmittel	Alle Silica-Gelbasierten Sorptionsmittel	Jegliche Sorptionsmittelpackung
Mittlerer Luftfeuchtigkeitsgehalt (20–60%rh)	Zeolith- und Silica-Gel Sorptionsmittel	Aktivkohle- und Silica-Gel Sorptionsmittel	Nur Silica-Gel-basiertes Sorptionsmittel
Hoher Luftfeuchtigkeitsgehalt (< 60%rh)	Aktivsystem erforderlich	Aktivkohle- und Silica-Gel Sorptionsmittel	Aktivkohle- und Silica-Gel Sorptionsmittel

Alternative Ausführungsformen, Fig. 15–Fig. 20
In 15 ist eine Filterpatrone 220 schematisch im Querschnitt dargestellt. Die Filterpatrone 220 kann in einem Filteraufbau, wie beispielsweise dem durch den Entlüfterfilter 20 gezeigten Aufbau verwendet werden.
Die Filterpatrone 20 liegt entfernbar und austauschbar in dem Entlüfterfilteraufbau 20. Beispielsweise kann die Patrone 220 zwischen der ersten Endkappe 56 und der zweiten Endkappe 90 montiert werden.
Die Patrone 220 enthält eine Patronenschale 222 und eine obere Abdeckung 224. In einer Beispielausführungsform sind die Schale 22 und die Abdeckung 24 aus der gleichen Konstruktion geformt und bilden ein einzelnes Stück geformten Materials. In anderen Ausführungsformen können die Schale 22 und die Abdeckung 24 separate Materialstücke und miteinander befestigt sein.
Die Schale 222 definiert ein Patroneninneres 226. Das Patroneninnere 226 enthält wenigstens ein erstes adsorbierendes Material 120 und wenigstens ein zweites Adsorptionsmittel 122. Das zweite Adsorptionsmittel 122 ist in Reihe mit dem ersten Adsorptionsmittel 120 geschichtet. Das zweite Adsorptionsmittel 122 weist eine Eigenschaft auf, die bei dem ersten Adsorptionsmittel 120 anders ist, wie vorstehend diskutiert in Verbindung mit vorherigen Ausführungsformen.
Die obere Abdeckung 24 enthält eine Gasöffnung 228. Die Gasöffnung 228 wird durch eine Begrenzung 230 definiert. In dem in 15 gezeigten Beispiel ist die Gasöffnung 228 auf der oberen Abdeckung 224 zentriert. In anderen Ausführungsformen kann die Gasöffnung 228 an von dem Zentrum der oberen Abdeckung 224 unterschiedlichen Orten liegen. Die Begrenzung 230 kann eine durchlässige Begrenzung 230 sein.
Das erste adsorbierende Material 120 und das zweite adsorbierende Material 122 sind innerhalb des Patroneninneren 226 so angeordnet, dass Gas durch die Patrone 220 wandert, indem es durch die Gasöffnung 228 und dann jeweils durch das erste adsorbierende Material 120 und das zweite adsorbierende Material 122 tritt.
Bei der in 15 gezeigten Beispielausführungsform kann die Patrone 220 auch eine Schaumschicht 130 enthalten, wie es in Verbindung mit vorstehenden Ausführungsformen beschrieben ist.
Des Weiteren ist in der in Bezug auf 15 gezeigten Ausführungsform ein durchlässiger Film 232 gezeigt, welcher die Gasöffnung 228 abdeckt. Dieser Film 232 dient dazu, die Inhalte des Patroneninneren 226 zu halten, wenn die Patrone 220 nicht in Verwendung auf einem Filteraufbau installiert ist. Der Film 232 verhindert beispielsweise, dass das erste adsorbierende Material 120 durch die Gasöffnung 228 austritt.
Der Film 232 ist in der Hinsicht durchlässig, dass der Benutzer beim Installieren zur Verwendung bei einem Filteraufbau den Film 232 einfach entfernen kann, um die Gasöffnung 228 freizulegen. Außerdem kann das Entfernen des Films 232 durch Eingriff mit der ersten Endkappe 234 (16) durchgeführt werden, wie weiter unten diskutiert.
In Bezug nunmehr auf 19 im Querschnitt in einer Richtung betrachtet senkrecht zu einer Richtung, in welcher die ersten und zweiten adsorbierenden Materialien 120, 122 angeordnet sind, sind entlang der Gasöffnungsbegrenzung 230 der oberen Abdeckung 224 eine Vielzahl von sich abwechselnden Ausnehmungen 236 und Segmenten 238 vorhanden. Vielfältige Formen können verwendet werden. In der dargestellten Ausführungsform sind die sich abwechselnden Segmente 238 gebogene Segmente 240. Die Ausnehmungen 236 sind allgemein dreieckförmig 242 dargestellt.
Wie bei vorstehenden Ausführungsformen weist das zweite adsorbierende Material 122 eine Eigenschaft auf, die bei dem ersten adsorbierenden Material 120 anders ist. Diese Eigenschaft kann zumindest Teilchengröße, Adsorptionskapazität und/oder spezifische Oberfläche beinhalten. Wie bei den vorstehenden Ausführungsformen adsorbiert das erste adsorbierende Material 120 des Weiteren eine größere Feuchtemenge bei einem höheren relativen Feuchtigkeitsgehalt als das zweite adsorbierende Material 122.
Wie bei den vorstehenden Ausführungsformen kann das zweite adsorbierende Material 122 seine Farbe in Antwort auf ein vorgegebenes Adsorptionsniveau ändern. Dabei kann es hilfreich sein, wenn die Schale 222 aus klarem oder transparentem Material hergestellt ist, sodass eine Farbänderung visuell detektiert werden kann.
In Bezug auf die 16–18 wird die erste Endkappe 234 illustriert. Die erste Endkappe 234 ist analog zu der vorstehend beschriebenen ersten Endkappe 56 ausgebildet, deren Beschreibung hier durch Bezugnahme aufgenommen wird. Ein Unterschied zwischen der ersten Endkappe 56 und der Endkappe 234 ist, dass es keine Gewindeverbindung für die Endkappe 234 gibt. Vielmehr befestigt sich die Endkappe 234 entfernbar an der Filterpatrone 220. Es gibt mehrere Wege, die Filterpatrone 220 entfernbar an der Endkappe 234 zu befestigen. In dem gezeigten Beispiel gibt es eine Rastverbindung 246 (17) zwischen einem Blendenrand 260 in der Endkappe 234 und der Gasöffnung 228 der Patrone 220.
In dem in 16 gezeigten Beispiel enthält die erste Endkappe 234 eine äußere Wandung 250, die einen ersten Anschluss 252 definiert. Die erste Endkappe 234 enthält außerdem eine Endwandung 254.
Wie bei den vorstehenden Ausführungsformen enthält die erste Endkappe 234 in dieser Ausführungsform eine Labyrinthanordnung 74. Die Labyrinthanordnung 74 liegt innerhalb der Außenwandung 250 und ist an einer Seite durch die Endwandung 254 geschlossen. Wie bei den vorstehenden Ausführungsformen ist die Labyrinthanordnung 74 eine Struktur, welche einen Luftflussweg bildet, der nichtlinear und irrgartenartig ist. Die Labyrinthanordnung 74 enthält eine Labyrinthwandung 80, welche einen gewundenen Weg 82 zwischen dem Anschluss 252 und der Blende 258 bildet.
Die Blende 258 weist einen Rand 260 auf, welcher durch eine Labyrinthwandung 262 definiert wird. Der Blendenrand 260 weist eine Höhe auf, die größer als eine Höhe der Labyrinthanordnung 74 ist.
In der gezeigten Beispielausführung enthält der Blendenrand 260 eine Vielzahl von beabstandeten Vorsprüngen 264. Beabstandet zwischen den Vorsprüngen 264 sind Segmente 266 und die Segmente 266 sind in dem gezeigten Beispiel bogenförmig.
Der gewundene Weg 82, der durch die Labyrinthanordnung 74 gebildet ist, schafft einen zwischen der Labyrinthwandung 262 fließenden Gasflusskanal 268. Bei einer Betrachtung von 16 kann entnommen werden, wie der Kanal 268 durch die geschlossene obere Endwandung 254 der ersten Endkappe 234 geschlossen wird, während sie eine offene Seite 263 entgegengesetzt zu dem geschlossenen oberen Ende 254 aufweist. Die offene Seite 263 des Kanals 268 wird geschlossen, wenn die Endkappe 234 bedienbar mit der Patrone 220 verbunden wird.
Die erste Endkappe 234 enthält ein unteres Ende 270, welches offen und in Kommunikation mit dem Kanal 268 ist, welcher durch die Labyrinthanordnung 74 gebildet wird. Das offene untere Ende 270 kann die Patrone 220 darin aufnehmen.
Wie bei vorstehenden Ausführungsformen kann die Labyrinthwandung 262 die Form eines spiralförmigen Kanals 86 zwischen dem Anschluss 252 und der Blende 258 aufweisen. Bestimmte bevorzugte Relationen zwischen der Länge des spiralförmigen Kanals 86 und dem äquivalenten Kanaldurchmesser können wie vorstehend gekennzeichnet sein, wonach das Verhältnis L/D wenigstens 50 ist und A der Kanalweite multipliziert mit der Kanalhöhe entspricht sowie der äquivalente Kanaldurchmesser D der Quadratwurzel von (4/pi X A) entspricht. In manchen Ausführungsformen ist das Verhältnis L/D nicht größer als 380. In einigen Ausführungsformen ist das Verhältnis L/D etwa 150.
16 illustriert die erste Endkappe 234 und die Filterpatrone 220, bevor sie lösbar aneinander befestigt sind. 17 illustriert die miteinander verbundene erste Endkappe 234 und Filterpatrone 220. Aus 17 kann entnommen werden, wie der Blendenrand 260, welcher die Vorsprünge 264 aufweist, innerhalb der Gasöffnung 228 der oberen Abdeckung 224 der Patrone 220 einrastet, um eine Rastverbindung 246 zu bilden.
In dem gezeigten Beispiel werden die Vorsprünge 264 in den Ausnehmungen 236 der Gasöffnung 228 aufgenommen, während gebogene Segmente 266 benachbart zu gebogenen Segmenten 240 der Gasöffnung 228 liegen.
Die Vorsprünge 264 können eine auslenkbare Lippe 272 enthalten, welche auslenkt und mit der Gasöffnungsbegrenzung 230 der Patrone 220 in Eingriff rastet. Dieses Einrasten verbindet die erste Endkappe 234 mit der Patrone 220 lösbar.
Nachdem die erste Endkappe 234 an der Patrone 220 befestigt ist, schließt die äußere Oberfläche 225 der oberen Abdeckung 224 die offene Seite 263 des Labyrinths 74. Auf diese Weise fließt die in den Anschluss 252 eintretende Luft durch den Kanal 268, welcher an dem oberen Ende durch eine Endwandung 254 und an der offenen Seite 263 durch die äußere Oberfläche 225 der oberen Abdeckung 224 geschlossen ist.
Ein beispielhafter Luftflussweg ist in 17 gezeigt. Es kann entnommen werden, dass Gas in den Anschluss 252 bei Pfeil 274 eintritt. Das Gas fließt dann durch die Labyrinthanordnung 74, indem es innerhalb des Kanals 268 und durch den gewundenen Weg 82 fließt. Das Gas tritt dann aus dem Kanal 268 der Labyrinthanordnung 74 durch die Blende 258. Dann fließt das Gas durch die Blende 258 und in die Patrone 220 durch die Gasöffnung 228, welche lösbar an der ersten Endkappe 234 befestigt ist. Von dort fließt das Gas durch das erste Adsorptionsmittel 120 und zweite Adsorptionsmittel 122.
20 illustriert eine alternative Ausführungsform der Patrone, dargestellt bei 220', und der ersten Endkappe, dargestellt bei 234'. In dieser Ausführungsform enthält die Filterpatrone 220' eine Labyrinthanordnung 74, die mit der oberen Abdeckung 224' verbunden ist. Zum Beispiel kann die Labyrinthanordnung 74 als das gleiche Stück wie die obere Abdeckung 224' geformt sein. Alternativ kann die Labyrinthanordnung 74 mechanisch an der oberen Abdeckung 224 der Patrone 220' befestigt sein. Abgesehen von dem Ort der Labyrinthanordnung 74 ist die Patrone 220' gleich wie die Patrone 220 von 15.
Die erste Endkappe 234' ist gleich wie die erste Endkappe 234 mit der Ausnahme, dass es bei dieser keine Labyrinthanordnung 74 in der ersten Endkappe 234' gibt.
Bei Verwendung ist die erste Endkappe 234' oberhalb der Patrone 220' montiert. Es gibt einen Eingriff zwischen der Begrenzung 230 der Gasöffnung 228 in der Patrone 220' und dem Blendenrand 260 der ersten Endkappe 234'. Wenn die erste Endkappe 234 bedienbar auf der Patrone 220' montiert ist, schließt die innere Wandungsoberfläche 278 der Endwandung 254 den oberen offenen Kanal 268 des Labyrinths 74. Dies führt dann zu dem Gasfluss, welcher durch den Anschluss 252 bei Pfeil 274 und dann durch den von dem Labyrinth 74 geschaffenen gewundenen Weg 82 fließt, welcher oben durch die innere Wandungsoberfläche 278 der Endwandung 254 und unten durch die obere Abdeckung 224' geschlossen ist. Das Gas tritt aus dem Labyrinth 74 bei der Blende 258 aus und fließt dann in die Patrone 220 durch die Gasöffnung 228 und dann durch die ersten und zweiten adsorbierenden Materialien 120, 122.
Das oben Genannte repräsentiert Prinzipien und Beispiele. Viele Anordnungen sind möglich.

Claims

Filter zur Verwendung mit einem feuchteempfindlichen Behälter; wobei der Filter umfasst: (a) einen Gehäuseaufbau mit einem ersten Anschluss und einem zweiten Anschluss; (b) wenigstens ein erstes adsorbierendes Material innerhalb des Gehäuses; (c) wenigstens ein zweites adsorbierendes Material innerhalb des Gehäuseaufbaus, welches in Reihe mit dem ersten adsorbierenden Material geschichtet ist; wobei das zweite adsorbierende Material eine Eigenschaft aufweist, die bei dem ersten adsorbierenden Material anders ist; (i) wobei das erste adsorbierende Material und das zweite adsorbierende Material derart innerhalb des Gehäuseaufbaus angeordnet sind, dass Gas zwischen dem ersten Anschluss und zweiten Anschluss wandert, indem es jeweils durch das erste adsorbierende Material und das zweite adsorbierende Material tritt; und (d) eine Labyrinthanordnung in Fluidkommunikation mit dem ersten Anschluss, welche zwischen dem ersten Anschluss und dem ersten adsorbierenden Material liegt; wobei die Labyrinthanordnung derart verortet ist, dass Gas zwischen dem ersten Anschluss und dem ersten adsorbierenden Material wandert, indem es durch die Labyrinthanordnung fließt.
Filter nach Anspruch 1, wobei: (a) das erste adsorbierende Material zwischen der Labyrinthanordnung und dem zweiten adsorbierenden Material liegt; (b) das zweite adsorbierende Material zwischen dem ersten adsorbierenden Material und dem zweiten Anschluss liegt; und (c) das erste adsorbierende Material bei einem ersten relativen Feuchtigkeitsgehalt eine größere Feuchtemenge adsorbiert als das zweite adsorbierende Material bei dem ersten relativen Feuchtigkeitsgehalt.
Filter nach Anspruch 2, wobei: (a) das zweite adsorbierende Material bei einem zweiten relativen Feuchtigkeitsgehalt eine größere Feuchtemenge adsorbiert als das erste adsorbierende Material bei dem zweiten relativen Feuchtigkeitsgehalt.
Filter nach Anspruch 3, wobei: (a) das zweite adsorbierende Material seine Farbe in Antwort auf ein vorgegebenes Adsorptionsniveau ändert.
Filter nach Anspruch 3, wobei: (a) das erste adsorbierende Material eine Aktivkohleschicht oder eine Mischung davon umfasst; und (b) das zweite adsorbierende Material eine Silica-Gel-Schicht oder eine Mischung davon, Calciumsulfat und Zeolithe enthaltend, umfasst.
Filter nach Anspruch 3, wobei: (a) die Eigenschaft des zweiten adsorbierenden Materials wenigstens Teilchengröße, Adsorptionskapazität und/oder spezifische Oberfläche beinhaltet.
Filter nach Anspruch 3, wobei: (a) das erste adsorbierende Material im Wesentlichen aus einer Aktivkohleschicht besteht oder im Wesentlichen aus einer Aktivkohleschicht und einem Farbänderungsmittel besteht; und (b) das zweite adsorbierende Material im Wesentlichen aus einer Silica-Gel-Schicht besteht oder im Wesentlichen aus einer Aktivkohleschicht und einem Farbänderungsmittel besteht.
Filter nach Anspruch 1, wobei: (a) der Gehäuseaufbau eine erste Endkappe enthält; wobei die erste Endkappe aufweist: (i) den ersten Anschluss; (ii) die Labyrinthanordnung; und (iii) eine Blende in Fluidkommunikation zwischen der Labyrinthanordnung und dem ersten adsorbierenden Material.
Filter nach Anspruch 1, wobei: (a) die Labyrinthanordnung eine Wandung in der ersten Endkappe umfasst, welche einen gewundenen Weg von dem ersten Anschluss zu einer Blende bildet; und (b) die Wandung in der ersten Endkappe einen spiralförmigen Kanal zwischen dem ersten Anschluss und der Blende bildet.
Filter nach Anspruch 1, wobei: (a) die Labyrinthanordnung einen Kanal zwischen dem ersten Anschluss und einer Blende bildet; und (b) ein Verhältnis L/D wenigstens 50 beträgt, wobei L eine Länge des Kanals und D ein äquivalenter Kanaldurchmesser ist, in welchem: A = Kanalweite X Kanalhöhe; und D = Quadratwurzel von (4/pi X A).
Filter nach Anspruch 10, wobei: (a) das Verhältnis L/D nicht größer als 380 ist.
Filter nach Anspruch 11, wobei: (a) das Verhältnis L/D etwa 150 beträgt.
Filtrationssystem zur Steuerung des Feuchtigkeitsgehalts eines Fluidtank-Gasraums, umfassend: (a) einen Fluidtank, welcher ausgebildet ist, eine Flüssigkeit darin und einen Gasraum zwischen der Flüssigkeit und einer Oberfläche des Tanks zu halten; und (b) einen Filter in Fluidkommunikation mit dem Gasraum des Tanks; wobei der Filter enthält (i) einen Gehäuseaufbau, welcher einen ersten Anschluss in Kommunikation mit der Atmosphäre und einen zweiten Anschluss in Kommunikation mit dem Gasraum des Fluidtanks aufweist; (ii) wenigstens ein erstes adsorbierendes Material innerhalb des Gehäuseaufbaus; (iii) wenigstens ein zweites adsorbierendes Material innerhalb des Gehäuseaufbaus, welches in Reihe mit dem ersten adsorbierenden Material geschichtet ist; wobei das zweite adsorbierende Material eine Eigenschaft aufweist, die bei dem ersten adsorbierenden Material anders ist; (A) wobei das erste adsorbierende Material und das zweite adsorbierende Material derart innerhalb des Gehäuseaufbaus angeordnet sind, dass Gas zwischen dem ersten Anschluss und zweiten Anschluss wandert, indem es jeweils durch das erste adsorbierende Material und das zweite adsorbierende Material tritt; und (iv) eine Labyrinthanordnung in Fluidkommunikation mit dem ersten Anschluss, welche zwischen dem ersten Anschluss und dem ersten adsorbierenden Material liegt; wobei die Labyrinthanordnung derart verortet ist, dass Gas zwischen dem ersten Anschluss und dem ersten adsorbierenden Material wandert, indem es durch die Labyrinthanordnung tritt; wobei, wenn Flüssigkeit in dem Fluidtank abfällt, Gas durch den ersten Anschluss, die Labyrinthanordnung, das erste adsorbierende Material, das zweite adsorbierende Material und dann durch den zweiten Anschluss gezogen wird, um in den Gasraum des Fluidtanks zu fließen; und, wenn Flüssigkeit in dem Tank ansteigt, Luft aus dem Gasraum, durch den zweiten Anschluss, das zweite adsorbierende Material, das erste adsorbierende Material und die Labyrinthanordnung getrieben wird und dann durch den ersten Anschluss in die Atmosphäre austritt.
Filtrationssystem nach Anspruch 13, wobei: (a) der Gehäuseaufbau eine erste Endkappe enthält; wobei die erste Endkappe aufweist: (i) den ersten Anschluss; (ii) die Labyrinthanordnung; und (iii) eine Blende in Fluidkommunikation zwischen der Labyrinthanordnung und dem ersten adsorbierenden Material.
Filtrationssystem nach Anspruch 14, wobei: (a) die Labyrinthanordnung eine Wandung in der ersten Endkappe umfasst, die einen gewundenen Weg von dem ersten Anschluss zu einer Blende bildet; und (b) die Wandung in der ersten Endkappe einen spiralförmigen Kanal zwischen dem ersten Anschluss und der Blende bildet.
Filtrationssystem nach Anspruch 13, wobei: (a) das erste adsorbierende Material zwischen der Labyrinthanordnung und dem zweiten adsorbierenden Material liegt; (b) das zweite adsorbierende Material zwischen dem ersten adsorbierenden Material und dem zweiten Anschluss liegt; (c) das erste adsorbierende Material bei einem höheren relativen Feuchtigkeitsgehalt eine größere Feuchtemenge adsorbiert als das zweite adsorbierende Material; (d) das erste adsorbierende Material eine Aktivkohleschicht oder eine Mischung davon umfasst; und (e) das zweite adsorbierende Material eine Silica-Gel-Schicht oder eine Mischung davon, Calciumsulfat oder Zeolithe enthaltend, umfasst.
Filtrationssystem nach Anspruch 13, wobei: (a) die Eigenschaft des zweiten adsorbierenden Materials wenigstens Teilchengröße, Adsorptionskapazität und/oder spezifische Oberfläche beinhaltet.
Verfahren zum Steuern des Feuchtigkeitsgehalts eines Fluidtank-Gasraums, wobei das Verfahren umfasst: (a) Bereitstellen eines Fluidtanks mit einer Flüssigkeit darin und einem Gasraum zwischen der Flüssigkeit und einer Wandung des Tanks und eines Filters in Fluidkommunikation mit dem Gasraum des Tanks; (b) während Flüssigkeit in dem Fluidtank abfällt, Ziehen von Gas in den Filter aus der Atmosphäre und durch eine Labyrinthanordnung, dann durch ein erstes adsorbierendes Material, dann durch ein zweites adsorbierendes Material und dann aus dem Filter heraus und in den Gasraum des Fluidtanks; und (c) während Flüssigkeit in dem Tank ansteigt, Leiten von Gas aus dem Gasraum heraus und in den Filter, durch das zweite adsorbierende Material, dann durch das erste adsorbierende Material, dann durch die Labyrinthanordnung und dann aus dem Filter in die Atmosphäre.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei: (a) der Schritt des Ziehens von Gas in den Filter Ziehen von Luft durch eine Labyrinthanordnung beinhaltet, welche eine Wandung in einer Endkappe eines Gehäuses für den Filter aufweist, wobei die Wandung einen spiralförmigen Kanal bildet.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei: (a) der Schritt des Bereitstellens eines Filters Bereitstellen eines Filters beinhaltet, welcher aufweist: (i) einen Gehäuseaufbau mit einem ersten Anschluss in Kommunikation mit der Atmosphäre; (ii) einen zweiten Anschluss in Kommunikation mit dem Fluidtank; (iii) das erste adsorbierende Material innerhalb des Gehäuseaufbaus; (iv) das zweite adsorbierende Material innerhalb des Gehäuseaufbaus, welches in Reihe mit dem ersten adsorbierenden Material geschichtet ist; wobei das zweite adsorbierende Material eine Eigenschaft aufweist, die bei dem ersten adsorbierenden Material anders ist; wobei das erste adsorbierende Material und das zweite adsorbierende Material derart innerhalb des Gehäuses so angeordnet sind, dass Gas zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss wandert, indem es jeweils durch das erste adsorbierende Material und das zweite adsorbierende Material tritt; und (v) die Labyrinthanordnung in dem Gehäuse in Luftflusskommunikation mit dem ersten Anschluss, welche zwischen dem ersten Anschluss und dem ersten adsorbierenden Material liegt.
Filterpatrone zur Verwendung in einem Filteraufbau; wobei die Filterpatrone umfasst: (a) eine Patronenschale, welche eine umgebende Wandung und eine obere Abdeckung beinhaltet; wobei die Schale ein Patroneninneres definiert; (i) wobei die obere Abdeckung eine mit einer durchlässigen Begrenzung bedeckte Gasöffnung aufweist; (b) wenigstens ein erstes adsorbierendes Materials innerhalb des Patroneninneren; (c) wenigstens ein zweites adsorbierendes Material innerhalb des Patroneninneren, welches in Reihe mit dem ersten adsorbierenden Material geschichtet ist; wobei das zweite adsorbierende Material eine Eigenschaft aufweist, die bei dem ersten adsorbierenden Material anders ist; und (i) wobei das erste adsorbierende Material und das zweite adsorbierende Material innerhalb des Patroneninneren derart angeordnet sind, dass Gas durch die Patrone wandert, indem es jeweils durch das erste adsorbierende Material und das zweite adsorbierende Material tritt.
Filterpatrone nach Anspruch 21, wobei die durchlässige Begrenzung einen die Gasöffnung abdeckenden durchlässigen Film enthält.
Filterpatrone nach einem der Ansprüche 21 oder 22, wobei: (a) die obere Abdeckung, im Querschnitt gesehen in einer Richtung senkrecht zu einer Richtung, in der die ersten und zweiten adsorbierenden Materialien angeordnet sind, eine Vielzahl von sich abwechselnden Ausnehmungen und Segmenten entlang der Gasöffnungsbegrenzung enthält.
Filterpatrone nach Anspruch 23, wobei: (a) die sich abwechselnden Segmente ausgebildet sind, mit einem abtrennbaren Endstück zusammenzupassen.
Filterpatrone nach einem der Ansprüche 23 bis 24, wobei: (a) die Eigenschaft des zweiten adsorbierenden Materials wenigstens Teilchengröße, Adsorptionskapazität und/oder spezifische Oberfläche beinhaltet.
Filterpatrone nach einem der Ansprüche 21 bis 24, wobei: (a) das erste adsorbierende Material bei einem höheren relativen Feuchtigkeitsgehalt eine größere Feuchtemenge adsorbiert als das zweite adsorbierende Material.
Filterpatrone nach einem der Ansprüche 21 bis 24, wobei: (a) das zweite adsorbierende Material seine Farbe in Antwort auf ein vorgegebenes Adsorptionsniveau ändert.
Filterpatrone nach einem der Ansprüche 21 bis 27, welche weiter umfasst: (a) eine Labyrinthanordnung, die an der oberen Abdeckung befestigt ist; wobei die Labyrinthanordnung einen Kanal in Kommunikation mit und endend bei einer Gasöffnung bildet.
Filterpatrone nach Anspruch 28, wobei: (a) die Labyrinthanordnung eine Wandung aufweist, die einen spiralförmigen Kanal bildet, welcher bei der Gasöffnung endet.
Endkappe zur Verwendung mit einem Filteraufbau; wobei die Endkappe umfasst: (a) eine äußere Wandung, die einen ersten Anschluss definiert; (b) eine Labyrinthanordnung innerhalb der äußeren Wandung; wobei die Labyrinthanordnung einen Kanal zwischen dem ersten Anschluss und einer Blende bildet; (i) wobei die Blende einen Rand aufweist, der durch eine Labyrinthwandung definiert ist; wobei der Blendenrand eine Höhe aufweist, die größer als eine Höhe der Labyrinthanordnung ist; wobei der Blendenrand eine Vielzahl von beabstandeten Vorsprüngen enthält; (c) ein geschlossenes oberes Ende; und (d) ein offenes unteres Ende in Kommunikation mit dem Kanal, welcher durch die Labyrinthanordnung gebildet ist.
Endkappe nach Anspruch 30, wobei: (a) die Labyrinthanordnung eine Wandung in der Endkappe aufweist, die einen gewundenen Weg von dem ersten Anschluss zu der Blende bildet; und (b) die Wandung in der ersten Endkappe einen spiralförmigen Kanal zwischen dem ersten Anschluss und der Blende bildet.
Endkappe nach einem der Ansprüche 30 oder 31, wobei: (a) ein Verhältnis LID wenigstens 50 beträgt, wobei L eine Länge des Kanals und D ein äquivalenter Kanaldurchmesser ist, in welchem: A = Kanalweite X Kanalhöhe; und D = Quadratwurzel aus (4/pi X A).
Endkappe nach Anspruch 32, wobei: (a) das Verhältnis L/D nicht größer als 380 ist.
Endkappe nach Anspruch 32, wobei: (a) das Verhältnis L/D etwa 150 beträgt.
Aufbauverfahren eines Filters, welcher die Filterpatrone nach Anspruch 21 umfasst; wobei das Verfahren umfasst: (a) Bereitstellen der Filterpatrone nach Anspruch 21; (b) Bereitstellen einer Endkappe nach Anspruch 30; (c) bedienbares Befestigen der Endkappe an der Filterpatrone, indem der Blendenrand der Endkappe in Eingriff mit der Gasöffnungsbegrenzung gelangt.