用于油品過(guò)濾的聚酰胺濾材和濾芯的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種過(guò)濾材料及其制備裝置和制備方法，尤其是一種用于油品的聚酰胺濾材、濾芯及其制備裝置和制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動(dòng)機(jī)燃油在生產(chǎn)、運(yùn)輸和存放過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生并混入大量雜質(zhì)。潔凈的燃油在貯存一段時(shí)間后也會(huì)產(chǎn)生金屬氧化物、析出膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等污染物。嚴(yán)重污染的燃油會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)噴油系統(tǒng)和燃燒室等部位的磨損及積碳生成，使得燃油發(fā)動(dòng)機(jī)在使用一段時(shí)間后耗油量增加，尾氣排放量急驟上升。目前普遍的解決辦法是在發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝油品過(guò)濾器，去除燃油中的雜質(zhì)、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)及水分等，使燃油潔凈。潔凈的燃油能夠提高燃燒效率從而節(jié)約燃油、降低排放;還可減少發(fā)動(dòng)機(jī)非正常磨損，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命，使發(fā)動(dòng)機(jī)隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)油耗增加的趨勢(shì)變緩。
[0003]目前國(guó)內(nèi)98%以上的油品過(guò)濾器使用木漿濾紙、高精度復(fù)合濾紙或金屬網(wǎng)為濾材，以達(dá)到去除油品中雜質(zhì)及水分的目的。高精度濾紙的流通阻力大、納污能力差、使用壽命短;木漿紙和金屬網(wǎng)雖具有流通阻力小的優(yōu)點(diǎn)，但過(guò)濾精度低、過(guò)濾效率差。這幾種濾材都不能滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中設(shè)備對(duì)油品過(guò)濾的要求，造成設(shè)備故障率高、運(yùn)行效率低、壽命縮短等問(wèn)題。
[0004]目前材料熔噴工藝廣泛用于聚丙烯濾芯材料制造中。熔噴就是將聚合物材料經(jīng)過(guò)高溫?cái)D出后形成極細(xì)的纖維絲，并制備成相應(yīng)的形狀結(jié)構(gòu)，聚丙烯熔噴濾材具有納污能力強(qiáng)、過(guò)濾精度高等優(yōu)點(diǎn)，而且易于批量生產(chǎn)，但是目前只用于空氣和水的過(guò)濾，這是因?yàn)楣I(yè)油品通常都含有烷烴、烯烴、環(huán)烷烴、芳香烴、多環(huán)芳烴及少量硫、氮化合物等，長(zhǎng)時(shí)間的接觸油品會(huì)導(dǎo)致聚丙烯制品被溶解腐蝕，溶脹成黏糊狀，失去過(guò)濾能力，因此，聚丙烯熔噴濾材無(wú)法應(yīng)用于工業(yè)油品過(guò)濾領(lǐng)域。
[0005]因此從工業(yè)油品的過(guò)濾角度來(lái)講，急需要一種特殊材料經(jīng)過(guò)熔噴工藝制成的熔噴濾芯，并具有常規(guī)熔噴濾芯的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能夠耐受柴油、汽油、乙醇等油品的腐蝕，并能將油品中含有的瀝青、水、灰塵、機(jī)械雜質(zhì)等過(guò)濾，尤其具有一定的油水分離效果。
[0006]申請(qǐng)?zhí)枮?00510040447.2的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了 “一種超疏水/超親油的油水分離網(wǎng)”，提出在織物網(wǎng)上覆蓋一層疏水且親油的薄膜，利用薄膜的疏水功能，實(shí)現(xiàn)油品中的油水分離。這是目前油品過(guò)濾領(lǐng)域普遍采用的技術(shù)思路，即采用疏水性濾材，將水從燃油中分離，而且濾材的“疏”水性能越好，其分離水的效果越好。但是存在的問(wèn)題這種薄膜制作工藝復(fù)雜，而且其他的過(guò)濾功能和指標(biāo)不佳，難以得到實(shí)用化的推廣。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明要解決的問(wèn)題是提出一種基于熔噴工藝制成的聚酰胺濾材、濾芯，該濾材具有熔噴濾材的納污能力強(qiáng)、過(guò)濾精度高、流通阻力小等優(yōu)點(diǎn)，而且具有耐油耐醇腐蝕，并具有較高的油水分離效率。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0009]—種用于油品過(guò)濾的聚酰胺濾材，其中濾材是采用聚酰胺材料，通過(guò)熔噴工藝處理，噴出的超細(xì)纖維絲經(jīng)過(guò)相互粘合和纏繞制成的中空?qǐng)A筒狀結(jié)構(gòu)，
[0010]上述用于油品過(guò)濾的聚酰胺濾材中，濾材為疏松結(jié)構(gòu)，形成不同孔徑的濾孔;所述濾孔的孔徑大小分布方式為，沿筒狀結(jié)構(gòu)外層到內(nèi)層孔徑大小依次逐漸遞減。
[0011]上述用于油品過(guò)濾的聚酰胺濾材中，濾材厚度為0.5-30mm，其中筒部外層濾孔的平均孔徑為10-100μπι，筒部?jī)?nèi)層濾孔的平均孔徑為1-50μπι，熔噴纖維絲的平均直徑為0.1-80μπι，濾材的孔隙率大于80%。
[0012]上述用于油品過(guò)濾的聚酰胺濾材中，濾材厚度為5-20mm，筒部外層的平均孔徑為20-40μπι，筒部?jī)?nèi)層的平均孔徑為10-20μπι，熔噴纖維絲的平均直徑范圍為5_50μπι，濾材的孔隙率大于90 %。
[0013]上述用于油品過(guò)濾的聚酰胺濾材中，聚酰胺為ΡΑ6和ΡΑ66。
[0014]上述用于油品過(guò)濾的聚酰胺濾材中，油品為燃油、機(jī)油或液壓油。
[0015]—種用于油品過(guò)濾的聚酰胺濾芯，包括上端蓋、下端蓋濾材，所述的上端蓋和下端蓋固定熔接在濾材的兩端，所述的上端蓋和下端蓋至少一處設(shè)置有出油孔，濾材是采用聚酰胺材料，通過(guò)熔噴工藝處理，噴出的超細(xì)纖維絲經(jīng)過(guò)相互粘合和纏繞制成的中空?qǐng)A筒狀結(jié)構(gòu);所述的濾材為疏松結(jié)構(gòu)，形成不同孔徑的濾孔;所述濾孔的孔徑大小分布方式為，沿筒狀結(jié)構(gòu)外層到內(nèi)層孔徑大小依次逐漸遞減。
[0016]上述用于油品過(guò)濾的聚酰胺濾芯中，濾材厚度為0.5-30mm，其中筒部外層濾孔的平均孔徑為10-100μπι，筒部?jī)?nèi)層濾孔的平均孔徑為1-50μπι，熔噴纖維絲的平均直徑為0.1-80μπι，濾材的孔隙率大于80%。
[0017]上述用于油品過(guò)濾的聚酰胺濾芯中，濾材厚度為5_20mm，筒部外層的平均孔徑為20-40μπι，筒部?jī)?nèi)層的平均孔徑為10-20μπι，熔噴纖維絲的平均直徑為5-50μπι，濾材的孔隙率大于90%。
[0018]上述用于油品過(guò)濾的聚酰胺濾芯中，聚酰胺濾芯還包括設(shè)置于濾材內(nèi)部用于承壓的骨架。
[0019]本發(fā)明具有的有益技術(shù)效果如下:
[0020]1、眾所周知，聚酰胺是一種親水性材料，按照前述【背景技術(shù)】中的思路，親水材料是不適合用于濾材的，主要原因是非疏水性材料，難以實(shí)現(xiàn)油品中的油水分離。本發(fā)明提出了一種利用熔噴聚酰胺材料來(lái)制作濾材、濾芯和過(guò)濾器的方案，通過(guò)控制濾材的結(jié)構(gòu)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了燃油或潤(rùn)滑油等油品的過(guò)濾，在確保材料具有耐油耐醇腐蝕的前提下，具有較高的過(guò)濾精度、納污能力和油水分離能力，該方案突破了傳統(tǒng)濾材為了滿(mǎn)足油水分離指標(biāo)只能選用疏水材料的限制，充分利用聚酰胺材料在油品中具有的耐腐蝕、高可靠等特點(diǎn)，滿(mǎn)足了常見(jiàn)油品的過(guò)濾要求。
[0021 ] 2、本發(fā)明在熔噴工藝中通過(guò)控制纖維絲的輸出孔徑、熔噴壓力、擠出機(jī)的溫度、紡絲箱的溫度和熔噴模頭的溫度等參數(shù)，使得熔噴的纖維直徑參數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，同時(shí)通過(guò)改變?nèi)蹏娺^(guò)程中接收單元的接收速度和接收角度，控制濾材上的平均孔隙率和濾孔的孔徑，使得濾孔從外層到內(nèi)層逐漸遞減，最終達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
[0022]3、本發(fā)明通過(guò)在聚酰胺切片中混入的母粒添加劑，大大提高了纖維絲的韌性和強(qiáng)度，克服了熔噴纖維絲斷絲、粗細(xì)不均勻、生產(chǎn)效率低的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明熔噴濾材的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明熔噴濾芯的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3為本發(fā)明包含濾紙和聚酰胺濾材的復(fù)合濾芯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4為圖3中F-F方向的剖面圖；
[0027]圖5為本發(fā)明熔噴裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖6為本發(fā)明熔噴模頭工作原理示意圖；
[0029]圖7為本發(fā)明聚酰胺濾芯的熱熔焊接裝置原理示意圖。
[0030]附圖標(biāo)記如下:60—壓緊單兀；61—送料單兀;62—右端夾緊單兀；63—右端蓋；64—左端蓋;65—左端夾緊單元;66—濾芯支座;67—加熱移動(dòng)單元;68—加熱單元;69—濾芯部件;71—空氣壓縮機(jī);72—擠出機(jī);73—過(guò)濾單元;74—紡絲箱;75—熔噴模頭;76—接收單兀;77—切割單兀;81—?dú)怏w腔;82—模頭主板;83—加熱板;84—?dú)饴?85—料路;91一上端蓋;92一下端蓋;93一恪噴濾材;94一出油口 ； 95一恪噴濾材內(nèi)層;96一恪噴濾材外層；97—骨架;99 一折疊濾紙。
【具體實(shí)施方式】
[0031]如圖1所示，本發(fā)明的濾材采用聚酰胺熔噴工藝制成的筒狀結(jié)構(gòu)，其中濾材的厚度也就是筒壁厚度為0.5-30mm，高度根據(jù)不同濾芯尺度而定。濾材上分布著孔徑由外層到內(nèi)層逐漸遞減的濾孔，其中筒部外層的平均孔徑為10-100μπι，筒部?jī)?nèi)層的平均孔徑為1-50μπι，熔噴纖維絲的平均直徑為0.1-80μπι，濾材的孔隙率大于80%。
[0032]如圖2所示，濾芯包括濾材93、上端蓋91和下端蓋92，上端蓋91和下端蓋92聯(lián)接在聚酰胺濾材93的兩端，骨架則設(shè)置在濾材內(nèi)部用于承壓。上端蓋91開(kāi)有出油孔94，下端蓋92則密封在濾材93的底部。被過(guò)濾的油品從濾材的外層穿過(guò)濾材本體對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾，再經(jīng)出油孔94流出。作為一種優(yōu)選方式，上端蓋91、下端蓋92均采用聚酰胺材料，與聚酰胺濾材通過(guò)熱板焊工藝熔接為一體，由于濾材的平均空隙率較大，因此在焊接中要控制焊接溫度和時(shí)間。
[0033]如圖3和圖4所示，作為一種優(yōu)選方式，在濾芯的骨架外部、筒狀濾材內(nèi)部設(shè)置有與濾材同軸的筒狀折疊濾紙99;其中