專利名稱：形成導電中空纖維分離模塊的方法
技術領域：
本發明涉及一種流體分離過濾器，特別并非排他地涉及一種用于去除空氣中水蒸氣的流體分離過濾器。可用多條多孔材料的管狀構件去除氣流中的水蒸氣或其它污染物。 當空氣流過構成多個管狀構件的多孔材料時水被吸收。
背景技術：
在公開號為W02009/053760的PCT申請中，舉例描述了干燥空氣的方法。同時也應注意到專利文獻W02008/110820，其旨在制備和使用可再生吸附單元特別是可再生中空纖維和電的可再生纖維。一旦充滿了水，多孔管狀構件就可被再生并用于去除更多空氣中的水蒸氣。通過加熱多孔管狀構件使所吸收的水從該多孔管狀構件中蒸發從而實現再生。可用電流加熱這些多孔管狀構件。在給多孔管狀構件施加電壓之前，所述多孔管狀構件首先被擠壓成兩層材料，即內部吸收層和由比如銅和石墨的混合物制成外部導電層，以使電流流動從而產生熱。要求均勻地分配穿過一捆這類構件中的多孔管狀構件的電流以便使該捆中每個單獨的管狀構件均勻地再生。當更多電流流過一個多孔管狀構件而非其它多孔管狀構件時，這些構件被加熱到不同的溫度，較冷的多孔管狀構件將不會像加熱到足夠溫度的那個多空管狀構件一樣有效地再生。這使得一捆多孔管狀構件作為整體的空氣干燥效率降低了。例如，現有捆具有施加其上的電流，使用用于所述捆任何一端的導電樹脂密封端部。向樹脂的外部施加電流并且電流穿過樹脂流到纖維上的導電涂層，而且沿著這路線繼續流到纖維另一端上的更多導電區域，從而在纖維中產生熱。電阻的差異導致不同的電流流過位于所述捆中的纖維涂層。在所述捆中央的纖維接受的電流較少因此受熱也少。現有技術的問題是不存在提供大致均勻的電流穿過這類管狀構件的捆中每個單獨的管狀構件的方法。還存在如何將填充混合物均勻地施涂在裝配成捆的纖維之間的問題。
發明內容
本發明的優選實施例試圖克服現有技術中的上述缺陷。根據本發明，提供了一種形成用于流體分離設備中的流體分離過濾器的方法，該方法包括如下步驟將多個細長的流體分離構件對準；用適于導電的可彎曲固定裝置將多個流體分離構件固定在一起；將多個固定的流體分離構件卷成一捆。用導電的固定裝置將一捆中的流體分離構件固定在一起確保流體分離構件的每一個與電源直接電連接。這具有很大某種程度上增加大致相似電流可有效流過一捆中的每個流體分流構件的優點。在一個優選方法中，固定裝置是至少一條第一導線。在另一個優選方法中，將至少一條第一導線織在至少鄰近的流體分離構件之間。這使得與導線接觸的流體分離構件的表面積最大化，這具有提高電源和一捆中每個流體分離構件之間電連接的優點。織好的導線幾乎接觸纖維涂層外表面的整個周邊。而且，這確保了一捆中每個流體分離構件都適于與電源直接電連接，具有使大致相似多的電流流過一捆中每個流體分離構件的優點。在又一個優選方法中，固定裝置是至少一條帶，該帶是至少部分可粘著的。這具有使一捆中每個流體分離構件形成為適于與電源直接電連接的速度提高的優點。在一個優選方法中，還包括使至少一條第二導線與至少一條帶電連接的步驟。在另一個優選方法中，還包括使至少一條第一和第二導線至少部分地電絕緣。在又一個優選方法中，還包括在流體分離構件卷成捆之前將成排的填充混合物施涂到流體分離構件上的步驟，所述排垂直于所述分離構件。這具有能夠將填充混合物均勻地施涂在一捆中流體分離構件之間的優點。還具有以這種成捆設置的方式將多個流體分離構件保持成一捆的優點。而且，如果填充混合物是導電的，這起到提高一捆中鄰近流體分離構件之間電連接的作用，并且具有增加使大致相似的電流形成為流過一捆中每個流體分離構件程度的優點。在一個優選方法中，還包括將一捆中的流體分離構件壓縮在一起的步驟。這具有以這種成捆設置的方式將流體分離構件保持在一捆中的優點。而且，通過迫使鄰近的流體分離構件彼此嚙合，還增加大致相似的電流形成為流過一捆中每個流體分離構件程度的優點。在另一個優選方法中，還包括使流體分離構件彼此至少部分地電絕緣的步驟。這具有確保施加大致不變的電壓以及使大致不變的電流流過每個流體分離構件的優點。在又一個優選方法中，還包括使至少一個流體分離構件的外表面至少部分地電鍍的步驟。這具有提高在流體分離構件和使其保持在一起的固定裝置之間的電連接。該方法還可包括將所述捆插入熱縮材料的套管中同時加熱所述熱縮材料以向所述捆提供夾持壓力。在所述捆周圍放置熱縮材料的套管然后加熱以封閉所述捆，這具有使所述套管為一捆中的纖維提供保護從而使所述捆完全可處理并且不可能被損壞的優點。而且，通過套管給一捆中的纖維施加夾持力以確保帶和纖維之間良好的電連接。根據本發明的另一個方案，提供了一種用于流體分離設備中的流體分離過濾器， 所述流體分離過濾器包括多個彼此平行對準的細長的流體分離構件，以及用于將多個流體分離構件固定在一起的可彎曲的固定裝置，其中所述固定裝置適于導電，并且多個固定的流體分離構件適于被卷成捆。在一個優選實施例中，固定裝置是至少一條第一導線。
在另一個優選實施例中，將至少一條第一導線織在至少鄰近的流體分離構件之間。在又一個優選的實施例中，固定裝置是至少一條帶，所述帶是至少部分地可粘著的。在一個優選實施例中，還包括至少一條第二導線和至少一條帶電接觸。在另一個優選實施例中，至少一條第一和第二導線是至少部分地電絕緣的。在又一個優選實施例中，還包括在流體分離構件卷成捆之前，一排填充混合物與至少一個流體分離構件相嚙合，所述排垂直于所述流體分離構件。在一個優選實施例中，還包括夾緊裝置用于將一捆中的流體分離構件壓縮在一起。在另一個優選實施例中，所述夾緊裝置是至少一個由硅酮，金屬或塑料制成的環。在另一個優選實施例中，流體分離構件是至少彼此部分絕緣的。在又一個優選實施例中，至少一個流體分離構件的外表面是至少部分電鍍的。過濾器還可包括熱縮材料的套管，其被加熱致壓縮并給所述捆提供夾持壓力。根據本發明的又一個方案，提供了一個形成用于流體分離設備中的流體分離過濾器的方法，該方法包括以下步驟將多個細長的流體分離構件對準；用可彎曲的固定裝置將多個流體分離構件固定；向多個流體分離構件施涂一排填充混合物，所述排垂直于所述分離構件；以及將多個固定的流體分離構件卷成捆。 這具有能夠將填充混合物均勻地施涂在一捆中的流體分離構件之間的優點。還具有以這種成捆設置的方式將多個流體分離構件保持成捆的優點。而且，如果填充混合物是導電的，這起到提高一捆中鄰近的流體分離構件之間電連接的作用，并且具有增加使大致相似的電流形成為流過一捆中每個流體分離構件程度的優點。在一個優選的方法中，固定裝置是至少一條第一導線。所述方法還可包括將至少一條第一導線織在至少鄰近的流體分離構件之間的步
馬聚ο在又一個優選方法中，固定裝置是至少一條帶，所述帶是至少部分可粘著的。在一個優選方法中，還包括將一捆中的流體分離構件壓縮在一起的步驟。在另一個優選方法中，還包括至少使流體分離構件彼此部分地電絕緣的步驟。在又一個優選方法中，還包括將至少一個流體分離構件的外表面至少部分電鍍的步驟。該方法還可包括將所述捆插入熱縮材料的套管中并加熱所述熱縮材料并以所述捆提供夾持壓力。在本發明的另一個方案中，提供了一種用于流體分離設備中的流體分離過濾器， 所述流體分離過濾器包括彼此平行對準的多個細長的流體分離構件；用于將多個流體分離構件固定在一起的可彎曲固定裝置，所述多個固定的流體分離構件適于卷成捆；以及
在流體分離構件卷成捆之前，一排填充混合物與多個流體分離構件相嚙合，所述排垂直于所述流體分離構件。在一個優選的實施例中，固定裝置是至少一條第一導線。在另一個優選的實施例中，將至少一條第一導線織在至少鄰近的流體分離構件之間。在又一個優選的實施例中，固定裝置是至少一條帶，所述帶是至少部分可粘著的。在一個優選的實施例中，還包括夾緊裝置用于將成捆的流體分離構件壓縮在一起。在另一個優選的實施例中，夾緊裝置是至少一個由硅酮、金屬或塑料制成的環。在另一個優選實施例中，流體分離構件彼此是至少部分絕緣的。在又一個優選實施例中，至少一個流體分離構件的外表面是至少部分電鍍的。過濾器還包括熱縮材料的套管，其被加熱至壓縮并給所述捆提供加持壓力。
下面，將參照附圖以僅通過實例并非局限于此的方式對本發明的優選實施例進行描述，在其中，圖1到圖12示出根據本發明所述形成管墊的各種步驟；圖13示出根據本發明所述將填充混合物施涂到管墊上；圖14和圖15示出將圖13中的管墊卷成捆；圖16示出可將圖14和圖15中的捆插入空氣干燥設備；圖17示出使用銅膠帶形成本發明另一實施例中所述的管墊；圖18示出由圖17中管墊所形成的捆；圖19示出用于與插有圖8中所示捆的空氣干燥設備接合的模塊；圖20示出縛有電絕緣連接線的圖18中所示的捆；圖21示出縛有夾緊環的圖18中所示的捆；圖22和圖23示出設置有防護套的圖18中的捆。
具體實施例方式圖1到圖15示出涉及一種形成用于流體分離設備中的流體分離過濾器方法的各種步驟。在這一方法中，如圖1所示，首先多個多孔細長管狀構件102與夾具104的下半部對準。參考在先申請W02008/110820中所描述的類型，例如，多孔細長管狀構件102是可再生中空纖維和電熱可再生纖維。如圖2所示，當所有多孔細長管狀構件102彼此都鄰近地平坦放置時，夾具106的上半部分放置在管102上。然后，將夾具104，106收緊到一定程度以使多孔管狀構件102能沿其各自長度延伸的軸線移動而非相對于所述夾具側移。如圖3 所示，由于多孔管狀構件102最初位于夾具104，106中，因此每個管狀構件102突伸出夾具的一側大約15mm。接下來，如圖4和圖4A所示，將第一縷銅線108織在鄰近的突伸出的多孔管狀構件102之間。可以通過人工或機器進行這種編織。優選地，在鄰近突伸出的多孔管狀構件 102之間，將一縷銅線108前后織5次，這樣就能接觸到每個突伸出的多孔管狀構件102的相對側從而使與這些構件102接觸的表面最大化，如圖4B所示。重復這些步驟直到所需數量的銅線108沿夾具104，106的一側向下織從而形成第一線組109，如圖5所示。然后，根據圖4和圖5所示的步驟，多條銅線108可以但并非必須沿夾具104，106 的相對側向下織從以形成第二線組111，如圖6所示。如圖7所示，一旦織了所需數量的銅線108，在每個線組109，111中的銅線108的松散端就纏繞在一起從而有利于所述“管墊”保持其形狀，由多個多孔管狀構件102形成的管墊通過銅線108彼此相對固定。然后，松開夾具104，106同時使管墊沿圖8中箭頭110所示的方向移動。夾具104， 106可固定在沿形成管墊的多孔管狀構件102的長度上的任何位置，并且如上所述，可將銅線108織到管墊上相應地形成更多線組，如圖9其示出第三線組113。然而，參照圖10和圖11，至少一條銅線108必須從最初織有第一線組109的多孔管狀構件102的相對端沿構成管墊的多孔管狀構件102的長度織相應距離，大約15mm。圖 11示出將第四線組115織在管墊上的這一位置上。當將所需數量的線組織到形成管墊的多孔管狀構件102上之后，所述管墊從夾具 104,106中移除。每個各自線組中的銅線的端部在被盡可能地靠近管墊焊接在一起以及額外切邊之前是纏繞在一起的，如圖12所示。此處，通過涂上一層諸如像PTFE的含氟聚合物的電絕緣材料，管墊中的多孔管狀構件102可以彼此電絕緣。沿纖維的長度行進的絕緣體防止纖維彼此短路并且沿纖維的長度使電阻路徑保持一致。通過將管墊浸入電絕緣材料的溶液中或將其噴到管墊上可實現這種涂層。這種涂層具有為銅連接線提供防腐蝕保護的附加利益。但是，多孔管狀構件102已經事先，即被卷繞進管墊之前可能已經設置有電絕緣護套從而使鄰近的多孔管狀構件102彼此電絕緣。如此，將欲接觸銅線的多孔管狀構件102 的區域從護套中剝落從而在銅線和多孔管狀構件之間性成電連接。可選地，下面將簡要描述，可使一片電絕緣材料與管墊接觸從而當管墊卷成一捆時，該電絕緣材料成為所述捆的一部分。下面，一條填充混合物112可施涂到管墊的多孔管狀構件上，并垂直于沿所述多孔管狀構件各自長度延伸的軸線，如圖13所示。然后，將管墊卷起成如圖14和圖15所示的捆。參見圖16和公開號為W02009/053760A1的PCT申請，這種捆114可用于將水蒸氣從空氣流中分離的空氣干燥設備中。可選地，多孔管狀構件102不是通過將銅線108織在多孔管狀構件之間而彼此相對地固定，而是可用已涂抹了粘合劑的銅帶116彼此相對地固定，如圖17所示。如上所述， 填充混合物112同樣可在多孔管狀構件卷成一捆之前，以與圖14和圖15所示相似的方式， 通過這種銅膠帶116施涂到多孔管狀構件102上，如圖18所示。為了通過多孔管狀構件102的捆114施加電流，需要將最接近捆114的每個端部的銅線組或銅帶連接到電源。圖19示出在被包括在空氣干燥設備之前插有捆114的模塊 117。參照圖19，顯而易見的是捆114和適于將捆114連接到電源的導線延伸進入模塊117 的相同的孔118中。所以，為了避免短路，連接鄰近最遠延伸到模塊117的捆114的線組或帶的導線通過使用絕緣護套120絕緣，如圖20所示。在圖17中，這種裝有護套的連接導線被標示成120。同時，夾緊環122可纏繞在捆114的周圍以便將捆114中的流體分離構件102壓縮在一起，如圖21所示。這種夾緊環122可由硅酮、金屬或塑料制成。作為夾緊環的替代， 捆114被放進熱縮材料的管狀套管124中(如圖22所示)。然后，加熱套管IM使該套收縮以牢固地夾持在捆114的周圍(如圖23所示)。所以，套管實現了即保持捆處于確保帶或導線之間良好電接觸的壓縮狀態又使纖維一旦形成捆就為其提供保護的雙重目的。套管可由珍貴的、可彎曲的、阻燃的聚烯烴2 1熱縮管形成。但是，這僅僅是適合的熱縮材料的一個實例。在圖12所示的實例中，具有四組導線109，111，113和115。當其形成捆時，非鄰近的多對導線可具有施加于其上的電壓。這使電流必經的纖維的長度變短以加熱所述纖維。 當使用具有低壓供應的捆時，即使使用低壓也能使纖維快速加熱，這是非常有用的。而且，在某些應用中，可不必加熱捆使充滿水之后的所述捆吸附特性再生。因此， 用于空氣干燥設備中的過濾器可以管墊設置的方式類似于所述利用導線或膠帶將多個多孔管狀構件102固定在一起，所述導線或膠帶在所述多孔管狀構件卷成捆之前是不導電的。在這個實例中，增加一排垂直于管狀構件行進的填充混合物。施涂足夠的填充混合物以確保當管狀構件卷成捆時，混合物形成在每個構件周圍從而形成完全的密封。對本領域的技術人員而言，應當理解的是僅通過舉例而非局限于此的方式描述了上述實施例，而且在不背離所附權利要求界定的保護范圍的前提下，可對本發明進行各種變型和更改。例如，彼此相對固定的多孔管狀構件102可不通過向管狀構件施涂填充混合物112而卷成捆114。與導線或帶相比，填充混合物可更加靠近纖維的端部或者纖維的帶可更加靠近端部。多孔管狀構件102可具有任意橫截面形狀。上述的管墊可通過任何可彎曲的金屬不一定是銅硅酮、金屬或塑料制成的線或帶由彼此相對固定的多孔管狀構件102形成。為了提高多孔管狀構件102和管墊中多縷銅線108之間的導電性能，用帶有比如銅的電解將欲接觸多縷銅線108的多孔管狀構件的區域電鍍。
權利要求
1.一種形成用于流體分離設備中的流體分離過濾器的方法，所述方法包括如下步驟 將多個細長的流體分離構件對準；用適于導電的固定裝置將多個所述流體分離構件固定在一起；以及將多個固定的流體分離構件卷成捆。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述固定裝置包括至少一條帶，所述帶是至少部分可粘著的。
3.如權利要求2所述的方法，還包括使至少一條第二導線與至少一條所述帶電連接的步驟。
4.如權利要求1所述的方法，其中所述固定裝置包括至少一條第一導線。
5.如權利要求4所述的方法，還包括將至少一條所述第一導線織在至少鄰近的所述流體分離構件之間的步驟。
6.如權利要求2或5所述的方法，還包括使至少一條所述第一和第二導線至少部分地電絕緣的步驟。
7.如前述權利要求中任一項所述的方法，還包括在所述流體分離構件卷成捆之前將一排填充混合物施涂其上的步驟，所述排垂直于所述分離構件。
8.如前述權利要求中任一項所述的方法，還包括將所述一捆中的所述流體分離構件壓縮在一起的步驟。
9.如前述權利要求中任一項所述的方法，還包括使所述流體分離構件彼此至少部分地電絕緣的步驟。
10.如前述權利要求中任一項所述的方法，還包括使至少一個所述流體分離構件的外表面至少部分地電鍍的步驟。
11.如前述權利要求中任一項所述的方法，還包括將所述捆插入熱縮材料的套管中同時加熱所述熱縮材料以給所述捆提供夾持壓力。
12.參照圖1到圖23中的附圖，如此前大致所述的一種形成用于流體分離設備中的流體分離過濾器的方法。
13.一種用于流體分離設備中的流體分離過濾器，所述流體分離過濾器包括 多個彼此平行對準的細長的流體分離構件；和用于將多個所述流體分離構件固定在一起的可彎曲的固定裝置； 其中所述固定裝置適于導電，而且多個所述固定的流體分離構件適于卷成捆。
14.如權利要求13所述的流體分離過濾器，其中所述固定裝置包括至少一條帶，所述帶是至少部分可粘著的。
15.如權利要求15所述的流體分離過濾器，還包括至少一條第二導線與至少一條所述帶電接觸。
16.如權利要求13所述的流體分離過濾器，其中所述固定裝置包括至少一條第一導線。
17.如權利要求16所述的流體分離過濾器，其中將至少一條所述第一導線織在至少鄰近的所述流體分離構件之間。
18.如權利要求14或17所述的流體分離過濾器，其中至少一條所述第一和第二導線是至少部分電絕緣的。
19.如權利要求13到18中任一項所述的流體分離過濾器，還包括在所述流體分離構件卷成捆之前，一排填充混合物與至少一個所述流體分離構件相嚙合，所述排垂直于所述流體分離構件。
20.如權利要求13到19中任一項所述的流體分離過濾器，還包括夾緊裝置，用于將所述捆中的所述流體分離構件壓縮在一起。
21.如權利要求20所述的流體分離過濾器，其中所述夾緊裝置包括至少一個由硅酮、 金屬或塑料制成的環。
22.如權利要求13到21中任一項所述的流體分離過濾器，其中所述流體分離構件是彼此至少部分電絕緣的。
23.如權利要求13到22中任一項所述的流體分離過濾器，其中至少一個所述流體分離構件的外表面是至少部分電鍍的。
24.如權利要求13到23中任一項所述的流體分離過濾器，還包括熱縮材料的套管，其已被加熱壓縮并為所述捆提供夾持壓力。
25.參照圖1到圖23如此前大致描述的一種流體分離過濾器。
26.一種形成用于流體分離設備中的流體分離過濾器的方法，所述方法包括如下步驟將多個細長的流體分離構件對準；用適于導電的固定裝置將多個所述流體分離構件固定在一起；向多個所述流體分離構件施涂一排填充混合物，所述排垂直于所述分離構件；以及將多個固定的流體分離構件卷成捆。
27.如權利要求沈所述的方法，其中所述固定裝置包括至少一條第一導線。
28.如權利要求27所述的方法，還包括將至少一條所述第一導線織在至少鄰近的所述流體分離構件之間的步驟。
29.如權利要求沈所述的方法，其中所述固定裝置包括至少一條帶，所述帶是至少部分可粘著的。
30.如權利要求沈到四所述的方法，還包括將所述捆中的所述流體分離構件壓縮在一起的步驟。
31.如權利要求沈到30所述的方法，還包括使所述流體分離構件彼此至少部分地電絕緣的步驟。
32.如權利要求沈到31所述的方法，還包括使至少一個所述流體分離構件的外表面至少部分地電鍍的步驟。
33.如權利要求M到32所述的方法，還包括就將所述捆插入熱縮材料的套管中同時加熱所述熱縮材料以給所述捆提供夾持壓力。
34.一種用于流體分離設備中的流體分離過濾器，所述流體分離過濾器包括多個彼此平行對準的細長的流體分離構件；用于將多個所述流體分離構件固定在一起的可彎曲的固定裝置，所述固定裝置適于導電，而且多個所述固定的流體分離構件適于卷成捆；以及在所述流體分離構件卷成捆之前，一排填充混合物與多個所述流體分離構件相嚙合， 所述排垂直于所述流體分離構件。
35.如權利要求34所述的流體分離過濾器，其中所述固定裝置包括至少一條第一導線。
36.如權利要求35所述的流體分離過濾器，其中將至少一條所述第一導線織在至少鄰近的所述流體分離構件之間。
37.如權利要求34所述的流體分離過濾器，其中所述固定裝置包括至少一條帶，所述帶是至少部分可粘著的。
38.如權利要求34到37中任一項所述的流體分離過濾器，還包括夾緊裝置，用于將所述捆中的所述流體分離構件壓縮在一起。
39.如權利要求38所述的流體分離過濾器，其中所述夾緊裝置包括至少一個由硅酮、 金屬或塑料制成的環。
40.如權利要求34到39中任一項所述的流體分離過濾器，其中所述流體分離構件彼此是至少部分電絕緣的。
41.如權利要求34到40中任一項所述的流體分離過濾器，其中至少一個所述流體分離構件的外表面是至少部分電鍍的。
42.如權利要求34到41中任一項所述的流體分離過濾器，還包括熱縮材料的套管，其已被加熱壓縮并為所述捆提供夾持壓力。
全文摘要
公開了一種形成用于流體分離設備中的流體分離過濾器的方法。該方法包括將一系列流體分離或干燥纖維(102)對準并用自粘合劑和導電帶(116)或通過在其間織銅線將所述流體分離纖維和干燥纖維固定在一起。相連的纖維形成墊，如果需要，沿所述纖維的頂部和底部增加一條填充密封劑。于是，所述墊被卷成一捆纖維。
文檔編號B01D63/02GK102574062SQ201080040843
公開日2012年7月11日 申請日期2010年8月2日 優先權日2009年8月5日
發明者凱特琳·格林, 約翰·皮爾遜 申請人:納米多孔方案有限公司