PL220207B1

PL220207B1 - Sposób wytwarzania koagulatora

Info

Publication number: PL220207B1
Application number: PL385875A
Authority: PL
Inventors: Brian W. Schwandt; Christopher E. Holm; Tadeusz Jaroszczyk; Eric A. Janikowski; Kwok-Lam Ng; Barry M. Verdegan; Roger L. Zoch; Leon Gradoń; Jacek Bodasiński; Witalis Rumiński; William C. Haberkamp
Original assignee: Fleetguard; Fleetguard Inc
Priority date: 2005-11-14
Filing date: 2006-08-23
Publication date: 2015-09-30
Also published as: WO2007061475A3; CN101310064A; CN101310064B; US7674425B2; US20070107399A1; DE112006002921T5; PL385875A1; WO2007061475A2

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania koagulatora.

Znane w stanie techniki są koagulatory z włóknistych mediów, służące do koagulacji i rozdzielania substancji mającej dwie niemieszające się fazy, mianowicie fazę ciągłą i fazę zdyspergowaną. Np. w systemach wentylacji skrzyni korbowej silnika i w innych układach rozdzielania powietrze-olej, fazą ciągłą jest powietrze, a fazą zdyspergowaną jest olej; w układach rozdzielania paliwo-woda, takich jak filtry do paliwa, paliwo jest fazą ciągłą, a woda jest fazą zdyspergowaną; w układach rozdzielania woda-olej, woda jest fazą ciągłą, a olej jest fazą zdyspergowaną.

Sposób wytwarzania koagulatora, obejmujący umieszczanie metodą rozdmuchiwania stopu włókien polimerowych na kolektorze, i podczas rozdmuchiwania stopu, zmienianie średnicy poszczególnych włókien na ich długości tak, że indywidualne włókno ma różne średnice w różnych punktach na swojej długości, przy czym włókna wytwarza się metodą rozdmuchiwania stopu z głowicy dyszowej wyrzucającej stopiony polimer przez filiery z wytworzeniem włókien, charakteryzujący się według wynalazku tym, że zmienia się średnicę włókna na długości włókna podczas wytwarzania włókna, przy czym w układzie współrzędnych mającym wzajemnie prostopadłe osie X, Y, Z kolektor stanowi obrotowy trzpień obracający się wokół osi Z i oddalony od głowicy dyszowej wzdłuż osi X, zaś zmianę średnicy włókna na długości włókna podczas jego wytwarzania realizuje się zmieniając względne wzajemne położenie głowicy dyszowej i trzpienia wzdłuż osi Y.

Korzystnie stosuje się dwa polimery równocześnie w głowicy dyszowej z wytworzeniem dwumodalnego rozkładu średnic włókna, ze średnicą włókna każdego modu zmieniającą się podczas wytwarzania włókna.

Korzystnie te dwa polimery mają różne temperatury topnienia.

Korzystnie kolektor jest obrotowym trzpieniem zbierającym i nawijającym wspomniane włókna na pierścieniowy element mający wewnętrzną powierzchnię przy trzpieniu, i mający zewnętrzną powierzchnię oddaloną wzdłuż promienia na zewnątrz od tej wewnętrznej powierzchni o promieniową grubość tego elementu, przy czym element ma głębokość wzdłuż wymiaru głębokości wzdłuż promieniowej grubości oraz sposób obejmuje zmienianie średnicy włókna na długości włókna podczas wytwarzania włókna tak, że średnica włókna zmienia się w funkcji głębokości.

Korzystnie zmienia się średnicę włókna na długości włókna podczas wytwarzania włókna z wytworzeniem pierwszego pierścieniowego regionu o pierwszej średnicy włókna, i drugiego pierścieniowego regionu o drugiej średnicy włókna różnej od pierwszej średnicy włókna i o tym samym indywidualnym włóknie z rozdmuchiwanego stopu.

Korzystnie wytwarza się metodą rozdmuchiwania stopu dane indywidualne włókno z głowicy dyszowej, nawija się dane indywidualne włókno na trzpień z wytworzeniem pierwszego pierścieniowego regionu, nawija się to samo dane indywidualne włókno na pierwszy pierścieniowy region wytwarzając drugi pierścieniowy region.

Korzystnie nawija się dane indywidualne włókno o pierwszej średnicy w pierwszym pierścieniowym regionie, następnie zmienia się średnicę włókna tego samego danego indywidualnego włókna do drugiej średnicy, następnie nawija się to samo dane indywidualne włókno o drugiej średnicy włókna w drugim pierścieniowym regionie.

Korzystnie stopniowo zmienia się średnicę tego samego danego indywidualnego włókna z pierwszej średnicy w pierwszym pierścieniowym regionie do drugiej średnicy w drugim pierścieniowym regionie z wytworzeniem stopniowego przejścia pomiędzy nimi, z eliminacją gwałtownych skokowych zmian funkcji i odpowiadających im nieciągłości, w tym w charakterystyce prędkości przepływu płynu i spadku ciśnienia.

Korzystnie jedna z powierzchni wewnętrznej i zewnętrznej jest powierzchnią wejścia strumienia, i druga z powierzchni wewnętrznej i zewnętrznej jest powierzchnią wyjścia strumienia, i w którym kierunek przepływu jest od wejścia strumienia do wyjścia strumienia oraz sposób obejmujące zmienianie średnicy włókna na długości włókna podczas wytwarzania włókna ze zmianą średnicy włókna w funkcji głębokości tak, że średnica włókna maleje ze wzrostem odległości w głąb elementu wzdłuż kierunku przepływu.

Korzystnie jedna z powierzchni wewnętrznej i zewnętrznej jest powierzchnią wejścia strumienia, i druga z powierzchni wewnętrznej i zewnętrznej jest powierzchnią wyjścia strumienia, i w którym kierunek przepływu jest od wejścia strumienia do wyjścia strumienia oraz sposób obejmujące zmienianie średnicy włókna na długości włókna podczas wytwarzania włókna ze zmianą średnicy włókna w funkcji

PL 220 207 B1 głębokości tak, że średnica włókna wzrasta ze wzrostem odległości w głąb elementu wzdłuż kierunku przepływu.

Korzystnie jedna z powierzchni wewnętrznej i zewnętrznej jest powierzchnią wejścia strumienia, i druga z powierzchni wewnętrznej i zewnętrznej jest powierzchnią wyjścia strumienia, i w którym kierunek przepływu jest od wejścia strumienia do wyjścia strumienia oraz sposób obejmuje zmienianie średnicy włókna na długości włókna podczas wytwarzania włókna ze zmianą średnicy włókna w funkcji głębokości tak, że średnica włókna maleje ze wzrostem odległości w głąb elementu wzdłuż kierunku przepływu od wejścia strumienia do pośredniej głębokości, a następnie wzrasta ze wzrostem odległości w głąb elementu wzdłuż kierunku przepływu od pośredniej głębokości do wyjścia strumienia.

Korzystnie zmienia się średnicę włókna wzdłuż U-kształtnego profilu na wykresie odległości w głąb elementu wzdłuż osi odciętych i średnicy włókna wzdłuż osi rzędnych, z minimalną średnicą włókna na łuku U na pośredniej głębokości, przy czym przejścia wzdłuż U-kształtnego profilu, włączając końce U i łuk U są przejściami stopniowymi niepiłokształtnymi z eliminacją gwałtownych skokowych zmian funkcji i nieciągłości, w tym w charakterystyce prędkości przepływu płynu i spadku ciśnienia.

Korzystnie nawija się włókna tak, że porowatość maleje ze wzrostem odległości w głąb filtru wzdłuż kierunku przepływu od wejścia strumienia do pośredniej głębokości, i następnie wzrasta ze wzrostem odległości w głąb tego filtru wzdłuż kierunku przepływu od pośredniej głębokości do wyjścia strumienia.

Korzystnie zmienia się porowatość wzdłuż U-kształtnego profilu na wykresie odległości w głąb elementu wzdłuż osi odciętych i porowatości wzdłuż osi rzędnych, z minimalną porowatością na łuku U na pośredniej głębokości, przy czym przejścia wzdłuż U-kształtnego profilu, włączając końce U i łuk U są przejściami stopniowymi niepiłokształtnymi z eliminacją gwałtownych skokowych zmian funkcji i nieciągłości, w tym w charakterystyce prędkości przepływu płynu i spadku ciśnienia.

Korzystnie jedna z powierzchni wewnętrznej i zewnętrznej jest powierzchnią wejścia strumienia, i druga z powierzchni wewnętrznej i zewnętrznej jest powierzchnią wyjścia strumienia, i w którym kierunek przepływu jest od wejścia strumienia do wyjścia strumienia oraz sposób obejmuje nawijanie włókien tak, że porowatość maleje ze wzrostem odległości w głąb elementu wzdłuż kierunku przepływu od wejścia strumienia do pośredniej głębokości, i następnie wzrasta ze wzrostem odległości w głąb filtru wzdłuż kierunku przepływu od pośredniej głębokości do wyjścia strumienia oraz sposób obejmuje zmieniania porowatości wzdłuż U-kształtnego profilu na wykresie odległości w głąb elementu wzdłuż osi odciętych i porowatości wzdłuż osi rzędnych, z minimalną porowatością na łuku U na pośredniej głębokości, przy czym przejścia wzdłuż U-kształtnego profilu, włączając końce U i łuk U są przejściami stopniowymi niepiłokształtnymi z eliminacją gwałtownych skokowych zmian funkcji i nieciągłości, w tym w charakterystyce prędkości przepływu płynu i spadku ciśnienia.

Wynalazek szczególnie nadaje się do zastosowań wentylacji skrzyni korbowej silnika, lecz można go stosować w innych układach rozdzielania zawierających niemieszające się płyny, np. powietrze-olej, paliwo-woda, woda-olej, itp.

Wynalazek powstał podczas prac skierowanych na koagulatory i sposoby ich wytwarzania.

Przedmiotem wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładach realizacji na rysunku, na którym fig. 1 jest schematycznym widokiem perspektywicznych, ilustrującym sposób wytwarzania koagulatora według wynalazku, fig. 2 jest podobna do fig. 1 i pokazuje kolejną postać realizacji sposobu, zaś fig. 3 jest wykresem ilustrującym charakterystykę koagulatora według wynalazku.

Zgodnie z wynalazkiem wykorzystuje się techniki rozdmuchiwania stopu dla wytworzenia koagulatora sposobem według wynalazku. Techniki rozdmuchiwania stopu do wytwarzania filtrów dla rozdrobnionych substancji są znane w stanie techniki, np. z opisów patentowych USA nr 6860917, 3755527, włączanych tutaj przez odniesienie. Zgodnie z fig. 1, jak również uwzględniając opis we włączonym opisie patentowym USA nr 6860917, szpalta 3, wiersze 25 i dalsze, granulki termoplastyczny polimer, np. poliester, polipropylen, polieteroester, poliamid, poliuretan, poli(sulfid fenylenu), nylon, kopolimer etylenowo-akrylowy, polistyren, poli(metakrylan metylu), poliwęglan, silikony, poli(tereftalan etylenu), lub ich mieszanki lub mieszaniny, wprowadza się do podajnika zasypowego 1 granulek wytłaczarki 2. Termoplastyczny polimer jest przeciskany przez wytłaczarkę 2 do głowicy dyszowej 3 przez napęd lub pompę 4 stopu. Głowica dyszowa 3 może zawierać elementy grzejne 5, które mogą kontrolować temperaturę w głowicy dyszowej 3. Termoplastyczny polimer jest następnie przetłaczany przez rząd otworów 6 dysz, również znanych jako filiery, w głowicy dyszowej 3 do strumienia gazu, który snuje termoplastyczny polimer we włókna 7, które zbiera się na ruchomym zbierającym urządzeniu 8 takim jak obrotowy trzpień lub bęben 9 otrzymując ciągły zwój 10. Strumień gazu,

PL 220 207 B1 który snuje termoplastyczny polimer, jest dostarczany przez dysze gazowe 11 i 12, do których odnosi się fig. 2 wspomnianego włączonego opisu patentowego USA 3755527. Szczeliny 11 i 12 dla gazu są zasilane gorącymi gazami, korzystnie powietrzem, liniami gazowymi 13 i 14. Należy również odnieść się do opisu patentowego USA 3978185, włączanego tutaj przez odniesienie, dla pokazania procesu rozdmuchiwania stopu. Rozdmuchiwanie stopu obejmuje procesy nazywane niekiedy przędzeniem ze stopu i metodą „spun bonding”. Typowo, wkłady filtracyjne rozdmuchiwane ze stopu są wytwarzane przez wytłaczanie polimeru przez otwory powiązane z dyszą do rozdmuchiwania stopu, z wytworzeniem włókna skierowanego do kolektora. Podczas rozdmuchiwania stopu, strumień obojętnego gazu (np. powietrze) działa na stopione włókna tak, że snuje włókna o względnie małej średnicy i rozkłada przypadkowo wysnute włókna na kolektorze. Masa nietkanych, losowo przemieszanych zestalonych włókien układa się na kolektorze. Kolektor 8 tworzony przez obrotowy trzpień 9 zbiera i zwija włókna w pierścieniową rolkę filtracyjną 15.

W jednym z aspektów, niniejsze zgłoszenie dostarcza sposobu wytwarzania zasadniczo ciągłych, długich włókien polimeru o zmiennej średnicy w procesie rozdmuchiwania stopu. Włókna są zwijane do postaci konkretnego kształtu tworząc element koagulatora z stopniowaną średnicą włókna i charakterystyką porowatości. Koagulator koaguluje substancję mającą dwie niemieszające się fazy, mianowicie fazę ciągłą i fazę zdyspergowaną. Faza ciągła przepływa w kierunku przepływu strumienia. Element koagulatora jest wytworzony z substancji włóknistej wychwytującej kropelki fazy zdyspergowanej, koagulacyjnie zwiększając kropelki w większe krople, które następnie zlewają się i rosną z wytworzeniem spływających kałuż płynu. W jednej z korzystnych odmian, pożądane jest, aby właściwości materiału koagulatora zmieniały się w funkcji głębokości. W zastosowaniach koagulatora takich jak koagulatory do wentylacji skrzyni korbowej, filtry usuwające aerozol, koagulatory wody z paliwa i oddzielacze oleju od wody, pożądane jest w jednej z korzystnych odmian, aby porowatość i/lub średnica włókna spadała ze wzrostem odległości w materiale, osiągając minimum na pośredniej głębokości, tj. gdzieś pomiędzy końcami wejściowymi i wyjściowymi strumienia, a ponadto porowatość i/lub średnica włókna wzrastała i włókno stawało się bardziej otwarte przy dalszym zwiększaniu odległości w głąb materiału od głębokości pośredniej do wyjścia strumienia, zbliżając się do powierzchni wyjścia strumienia. Taki U-kształtny profil jest opisany dalej, np. na fig. 3, i zapewnia zmniejszanie się średnicy i/lub porowatości włókna od miejsca wejścia strumienia do pośredniej głębokości, a zwiększanie średnicy i/lub porowatości włókna od pośredniej głębokości do miejsca wyjścia strumienia. Malejąca porowatość i średnica włókna powoduje mniejsze opory w części wejściowej strumienia w koagulatorze. Minimalna średnica i/lub porowatość włókna jest tam, gdzie otrzymuje się maksymalną skuteczność usuwania. Dalszy wzrost porowatości i średnicy włókna, od pośredniej głębokości do miejsca wyjścia strumienia, ułatwia odprowadzanie cieczy i uwalnianie chwyconych kropelek z koagulatora.

Stosowano różne sposoby dla uzyskiwania zmian właściwości materiału koagulatora w funkcji głębokości. Np., warstwy różnego materiału można układać na sobie dla uzyskania takiego efektu. Filtry koalescencyjne, np., są zbudowane z wewnętrznej warstwy o wysokiej skuteczności koagulacji, i zewnętrznej grubszej warstwy drenującej. W pewnych zastosowaniach stosuje się wiele warstw, np. Nawet do siedmiu odmiennych warstw, aby uzyskać wskazane korzyści. Typowo, można tego dokonać przez zwijanie lub układanie w harmonijkę arkuszy różnych materiałów w warstwy lub metodą rozdmuchiwania stopu, w tym przędzenia ze stopu, różnych warstw jednej na drugiej. Każda warstwa może składać się z różnych otrzymywanych i wytwarzanych materiałów. Każda warstwa może wymagać różnych etapów i/lub elementów wyposażenia do manipulacji i wytwarzania. Przejścia pomiędzy warstwami bywają często nagłe lub wykazują charakter schodkowy, co może powodować odpowiednio nieciągłości w przepływie płynu i może spowodować wzrost oporów oraz skrócony czas stosowania oraz zmniejszone możliwości.

Jednym z aspektów niniejszego zgłoszenia jest sposób wytwarzania elementów koagulatora, w tym do koagulatorów do wentylacji skrzyni korbowej i usuwania aerozolu, i do innych typów koagulatorów z użyciem włóknistych materiałów koagulatora, w których pożądana może być zmienność średnicy i/lub porowatości włókna w funkcji odległości w głąb koagulatora. Tworzone są włókna zasadniczo dużej długości metodą rozdmuchiwania stopu z odpowiedniego termoplastycznego polimeru, np. Takiego jak wymienione powyżej. Włókna zbiera się na trzpień przekręcany/wirujący/obrotowy trzpień lub inny odpowiedni kolektor o odpowiednim kształcie przekroju, np. kołowym, owalnym, eliptycznym, toru wyścigowego, trójkątnym, prostokątnym, rombowym, trapezoidalnym, gwiazdy itd. W jednym z aspektów, średnica pojedynczych włókien jest zmienna w trakcie wytwarzania, aby uzyPL 220 207 B1 skać długie włókna, które mają różne średnice w różnych miejscach na ich długości. W kolejnym aspekcie, średnica włókien jest kontrolowana w trakcie wytwarzania zależnie od grubości materiału koagulatora tworzonego na trzpieniu, dla utworzenia elementu koagulatora z właściwościami materiału koagulatora, np. średnicą i/lub porowatością włókna, które zmieniają się w funkcji głębokości. W innym aspekcie, kolektor lub trzpień i głowica dyszowa do rozdmuchiwania stopu przemieszczają się względem siebie w jednym, dwu lub trzech wymiarach.

Figura 1 schematycznie ilustruje wspomniany sposób. Pokazuje ona proces rozdmuchiwania stopu, w tym wspomniany podajnik zasypowy 1 zawierający granulki polimeru, pompę stopu 4, linie 13, 14 powietrza, głowicę dyszową 3, trzpień 9, włókno 7, i uformowany element 15 koagulatora. Zobrazowano również trójwymiarowy układ współrzędnych mający osie X, Y i Z prostopadłe do siebie, gdzie kolektor 8 będący obrotowym trzpieniem 9 obraca się wokół osi Z i jest odsunięty od głowicy dyszowej 3 wzdłuż osi X. Długość głowicy dyszowej 3 wzdłuż osi Z jest typowo mniejsza niż elementu 15, aby pozwolić na względny ruch głowicy dyszowej 3 i trzpienia 9 kolektora podczas wytwarzania elementu 15 bez znaczącego nadmiaru natryskiwanego włókna 7. Średnica włókna na długości włókna jest zmieniana podczas wytwarzania włókna przez: zmienianie odległości pomiędzy głowicą dyszową i kolektorem/trzpieniem przez przemieszczanie głowicy dyszowej i kolektora/trzpienia względem siebie w kierunkach X i/lub Y; i/lub kontrolowanie względnego położenia głowicy dyszowej i kolektora/trzpienia względem siebie w kierunkach X, Y i Z; i/lub kontrolowanie przerobu polimeru; i/lub kontrolowanie ciśnienia powietrza i/lub natężenia przepływu; i/lub kontrolowanie szybkości trzpienia, np. przez przemieszczanie głowicy dyszowej i kolektora trzpienia względem siebie w kierunkach X, Y i/lub Z i/lub kontrolowanie prędkości obrotowej trzpienia wokół osi Z; i/lub temperaturę polimeru. Te czynniki wpływają również na porowatość i orientację włókien materiału koagulatora. Np., przez zmianę względnych położeń głowicy dyszowej i kolektora w tył i przód w kierunku Z, odwraca się orientację włókna przy takiej zmianie w kierunku kolektora lub głowicy dyszowej. Daje to skrzyżowany wzór sczepionych ze sobą włókien zwiększający strukturalną integralność powstałego elementu, i ułatwia drenaż połączonej cieczy, tak jak np. przedstawiono w zgłoszeniu patentowym USA nr 11/230694 tych samych zgłaszających, złożonym 20 września 2005, włączanym tutaj przez odniesienie.

Porowatość można również kontrolować przez stosowanie nacisku na materiał. Fig. 2 przypomina fig. 1 i stosuje się na niej podobne liczbowe oznaczenia jak powyżej, gdzie to właściwe, dla lepszego zrozumienia. Sposób kontrolowania porowatości uzyskuje się przez stosowanie rolki prasującej 16. Przez kontrolowane użycie rolki prasującej 16 do wywierania nacisku na element 15 koagulator i przez kontrolowanie ciśnienia/siły, z jaką rolka prasująca 16 naciska element 15, można kontrolować porowatość podczas wytwarzania elementu. Kontrolowana jest średnica i/lub porowatość włókna w funkcji odległości w głąb bez użycia różnych warstw różnych materiałów tworzących kompozytowe lub laminatowe struktury.

Średnica włókna jest również funkcją typu termoplastycznego polimeru wprowadzonego do podajnika zasypowego. Można to zastosować korzystnie dla uzyskania lepszego funkcjonowania elementów koagulatora. Np., mieszając granulki dwu lub większej liczby różnych typów kompatybilnych polimerów, np. dwu poliestrów z różnymi temperaturami topnienia w podajniku zasypowym i rozdmuchując stop powstałej mieszaniny, włókna o dwu lub większej liczbie różnych średnic, chemicznych i fizycznych charakterystykach można równocześnie rozdmuchiwać ze stopu i układać w tym samym miejscu pod względem odległości w głąb elementu. Jeśli np., dwa polimery mają różne temperatury topnienia, jeden będzie się ochładzał szybciej niż drugi, i ten z najniższą temperaturą topnienia będzie się wiązał silnie z drugim typem i zwiększy ogólną wytrzymałość i strukturalną integralność materiału, tworząc dwumodalny rozkład średnicy włókna, ze średnicą włókna każdego modu zmienną podczas wytwarzania włókna. Podobnie, opory i usuwanie, np., można zoptymalizować mieszając małą procentowo ilość polimeru dającego włókna o dużej średnicy z wyższą procentowo ilością polimeru dającego cieńsze włókna. Alternatywnie, strukturalną integralność elementu można zwiększyć np. mieszając małą procentowo ilość polimeru dającego duże średnice mocnego włókna z wyższą procentowo ilością polimeru dającego cieńsze włókna lepiej dostosowane do przechwytywania drobnych zanieczyszczeń, lecz pozbawione strukturalnej integralności. Drenaż połączonej cieczy z koagulatora i zmniejszone opory można uzyskać mieszając względnie silnie zwilżający polimer ze względnie niezwilżającym polimerem. Dla dalszego zoptymalizowania struktury materiału koagulatora, można zmieniać względne ilości różnych typów włókien w funkcji odległości w głąb przez kontrolowanie względnych ilości różnych polimerów znajdujących się w podajniku zasypowym lub pompowanych do głowicy dyszowej. Kombinacje takie dają elementy szczególnie dobrze dopasowane do zastosowań koagula6

PL 220 207 B1 tora, w tym filtrów wentylacji skrzyni korbowej, filtrów usuwania aerozolu, koagulatorów wody z paliwa i oddzielaczy oleju od wody. Takie elementy powodują zlewanie i usuwają zanieczyszczające kropelki ze strumienia płynu. Pozwalają na uzyskanie wysokiej skuteczności usuwania, ułatwiając drenaż połączonego ciekłego zanieczyszczenia, mają wysoką zdolność zatrzymywania zanieczyszczeń i długi okres użytkowania.

Przykładowo, w pierwszej odmianie koagulatora, włókna mające co najmniej dwumodalny rozkład średnicy włókien, są nawijane na rolkę jako pojedynczy arkusz, lecz skutecznie zapewniają wiele warstw w rolce elementu, uzyskując porowatość zmieniającą się w funkcji odległości w głąb. Przeciętna średnica dla mniejszych włókien w rozkładzie średnic włókien mieści się w zakresie od

0,05 do 10 μm, zależnie od wymagań na skuteczność. Funkcją tych włókien jest usuwanie drobnych zanieczyszczeń z wysoką skutecznością. Grubsze włókna mają średnice od 20 do 100 μm dla ułatwienia drenażu. Takie elementy są wytwarzane jako elementy głębokie z minimalną grubością 10 mm. Aby elementy były fizycznie mocne, a równocześnie wytwarzać włókna o dwu różnych średnicach, stosuje się dwa różne typy polimerów, np. 95% polimeru PBT (poli(tereftalanu butylenu) i 5% polimeru ₃

PET (poli(tereftalanu etylenu). Przeciętna gęstość włókna wynosi 1,38 g/m³, a przeciętna porowatość elementu jest większa niż 80%. Zastosowanie kombinacji cienkich i grubych włókien, tj. indywidualnych włókien z różnymi średnicami w różnych miejscach swojej długości daje wysoką skuteczność, dobre właściwości drenażowe i niewielkie porywanie kropelek. Skuteczność usuwania nowego elementu jest większa niż 90% dla bardzo drobnego aerozolu oleju i sadzy w teście na silniku wysokoprężnym w zastosowaniu do wentylacji skrzyni korbowej. Rozmiary kropelek aerozolu oleju wahają się od wartości mniejszej niż 0,03 μm do 10 μm, podczas gdy przeciętna średnica mieści się w zakresie od 0,4 do 1,0 μm. Uzyskuje się skuteczność większą, niż 80%, nawet dla etapu nasycenia olejem w procesie koagulacji.

W drugiej przykładowej odmianie koagulatora, stosuje się tę samą mieszaninę polimerów dla uzyskania dwumodalnego rozkładu, jednakże odległość pomiędzy głowicą dyszową i trzpieniem kolektora jest zmniejszana na początku wytwarzania elementu koagulatora (np. w pobliżu środka 15a pierścieniowego elementu 15 sąsiadującego z trzpieniem), następnie stopniowo zwiększana w połowie procesu wytwarzania elementu, np. na pośredniej głębokości 15b materiału, a następnie zmniejszana ponownie pod koniec wytwarzania elementu, np. w zewnętrznej części 15c pierścieniowego elementu. Osiąga się to przemieszczając głowicę dyszową 3 i trzpień 9 względem siebie w kierunku X. Równocześnie głowicę dyszową 3 i trzpień 9 można poruszać względem siebie w kierunku Z uzyskując żądaną orientację włókna. Daje to strukturę elementu z grubszymi włóknami obu typów w pobliżu powierzchni filtru 15a dla ułatwienia usuwanie grubszych zanieczyszczeń, lecz nie drobnych zanieczyszczeń, po stronie wejścia strumienia do elementu, gdy stosuje się geometrię przepływu od środka na zewnątrz. Średnica włókna jest maksymalna w regionach 15a i 15c, i minimalna w regionie 15b. Średnica włókna zmniejsza się od regionu 15a do 15b, a następnie wzrasta od regionu 15b do regionu 15c. Porowatość jest maksymalna w regionach 15a i 15c, i minimalna w regionie 15b. Porowatość spada od regionu 15a do regionu 15b, i następnie wzrasta od regionu 15b do regionu 15c. Średnica włókna i porowatość zmieniają się w funkcji odległości na zewnątrz od trzpienia 9, tj. zmieniają się w funkcji głębokości filtru od regionu 15a do regionu 15b i od regionu 15b do regionu 15c. Zilustrowano to na fig. 3 pokazując odległości od środka trzpienia wzdłuż osi odciętych lub poziomej, które są promieniową głębokością elementu 15 i pokazując wzdłuż osi rzędnych lub pionowej względną średnicę włókna i względną porowatość. Wspomniana zmienność średnicy włókna i porowatości malejąca od regionu 15a do 15b jest pokazana idącymi w dół nachyleniami 17, 18, a średnica włókna i porowatość w regionie 15b pośredniej głębokości jest pokazana jako 19, 20, i rosnąca średnica włókna i porowatość od regionu 15b pośredniej głębokości do regionu wyjścia strumienia 15c jest pokazana jako 21, 22, co daje U-kształtny profil 23.

Wspomniany U-kształtny profil 23, fig. 3, powoduje wypadkowe obniżenie całkowitych oporów na elemencie koagulatora. Wspomniana zmienna średnica włókna ma U-kształtny profil 23 na wykresie, fig. 3, z odległością w głąb elementu wzdłuż osi odciętych i średnicą włókna wzdłuż osi rzędnych, z minimalną średnicą włókna na łuku 19 U na wspomnianej pośredniej głębokości 15b. Podobnie, wspomniana zmienna porowatość ma U-kształtny profil na wykresie odległością w głąb elementu osi odciętych i porowatością wzdłuż osi rzędnych, z minimalną porowatością na łuku U na wspomnianej pośredniej głębokości 15b. Średnica włókna i porowatość zmniejszają się od regionu 15a do regionu 15b, gdzie oba parametry osiągają minimum, przy którym usuwanie i opory są najwyższe. Od tego minimum, średnica włókna i porowatość ponownie wzrastają od regionu 15b do regionu 15c ze

PL 220 207 B1 zmniejszeniem oporów i ułatwieniem drenażu przechwyconej połączonej cieczy z koagulatora. Stopniowa zmiana średnicy włókna i porowatości pozwala na uniknięcie nieciągłości przepływu i nieciągłości gromadzenia się zanieczyszczeń nieodłącznych w wielomateriałowych elementach mających różne warstwy lub arkusze różnych materiałów i/lub różne warstwy lub arkusze o różnych średnicach włókna i/lub różne warstwy lub arkusze o różnej porowatości. Zamiast tego stopniowa zmiana średnicy włókna i porowatości w niniejszym systemie, np. Na długości wspomnianych indywidualnych ciągłych włókien, eliminuje skokowe nieciągłości i ogranicza opory, ze wzrostem okresu użytkowania koagulatora. W koagulatorze ciśnienie kapilarne utrzymuje kropelki na miejscu. Jeśli napotka się skokową zmianę, np. duży por poniżej małego, ruch kropelki odbywa się przeciwko ciśnieniu kapilarnemu zmuszając kropelkę do ruchu do mniejszego poru, co znacząco zwiększa opory. Takiej niepożądanej charakterystyki unika się w niniejszym systemie zapewniającym stopniową zmianę, np. unikając tworzenia różnych warstw i zmuszania kropelek do przechodzenia przez nie. Dla fazy zdyspergowanej na zwilżanym materiale jest to szczególnie znaczące w częściach wzrastających 21, 22 wspomnianego U-kształtnego profilu 23. Dla fazy zdyspergowanej na niezwilżanym materiale jest to szczególnie znaczące w częściach spadających 17, 18 wspomnianego U-kształtnego profilu 23. W niniejszym systemie średnica takiego danego indywidualnego włókna jest stopniowo zmieniana od pierwszej średnicy w pierwszym pierścieniowym regionie do drugiej średnicy w drugim pierścieniowym regionie (np. od 15a do 15b i/lub od 15b do 15c) z uzyskaniem stopniowego przejścia pomiędzy nimi, co powoduje wyeliminowanie nagłych skokowych zmian i odpowiadających im nieciągłości, w tym w prędkości przepływu płynu i charakterystyce spadku ciśnienia, które w przeciwnym wypadku zwiększają opory i skracają okres użytkowania i wydajność.

Powyższe przykłady uwzględniały rolki pierścieniowego elementu mające kształt zamkniętej pętli, np. kształt kołowy, owalny, eliptyczny, toru wyścigowego, trójkątny, prostokątny, rombowy, trapezoidalny, gwiazdy, itd. W pewnych zastosowaniach, pakowanie lub inne przyczyny mogą dyktować inne kształty lub otwarte kształty, takie jak konfiguracja płaskiej płyty. Można je wytwarzać ze wspomnianego kształtu zamkniętej pętli przez wycinanie lub dzielenie powstałego elementu osiowo wzdłuż płaszczyzny równoległej do osi pierścienia uzyskując element płytowy lub tym podobne lub w inny sposób otrzymując żądany przekrój.

W niniejszym systemie średnica indywidualnego włókna koagulatora jest kontrolowana i zmienna na długości włókna. Średnica włókna, rozmiary porów i/lub porowatość zmieniają się w funkcji odległości w głąb w elemencie koagulatora i zmienność tę osiąga się stosując te same materiały i taki sam arkusz materiału, tj. ten sam materiał i taki sam arkusz materiału stosuje się dla uzyskania szerokiego zakresu właściwości. Średnica włókna, rozmiary porów i/lub porowatość mogą się zmieniać płynnie i stopniowo, eliminując wspomniane skokowe zmiany we właściwościach materiału w funkcji odległości w głąb i unikając odpowiadających im nieciągłości w prędkości przepływu płynu i charakterystyce spadku ciśnienia w elemencie, co zwiększa trwałość elementów. Wspomniane stopniowe płynne zmiany można uzyskać zmieniając i kontrolując parametry produkcyjne procesu rozdmuchiwania stopu, w tym np. odległość pomiędzy głowicą dyszową i trzpieniem/kolektorem, względne położenia głowicy dyszowej i trzpienia, przerób polimeru, ciśnienie powietrza, natężenie przepływu, prędkość trzpienia/kolektora oraz temperaturę. Właściwości materiału w funkcji odległości w głąb mogą być zmieniane i kontrolowane metodą poruszania głowicy dyszowej i kolektora względem siebie w kierunkach X, Y i/lub Z. System łączy w sobie te koncepcje dla wytworzenia koagulatorów, w których średnica włókna, rozmiary porów i/lub porowatość zmieniają się w funkcji odległości w głąb, co korzystnie wpływa na ich działanie. Nie ma potrzeby kolejnego wytwarzania wielu oddzielnych warstw, czy też wytwarzania każdej warstwy niezależnie w różnych urządzeniach do rozdmuchiwania stopu i przenoszenia niewykończonego elementu od maszyny do maszyny, lub uzyskiwania warstw przez ustawienie kolejno wielu głowic dyszowych wzdłuż kierunku Z i ciągłego wytwarzania rurowych elementów, które rosną lub przemieszczają się w tym samym kierunku Z, z ukończonym elementem przycinanym do długości za ostatnią głowicą dyszową, przy czym każda głowica dyszowa w szeregu wytwarza różną warstwę z jej własnymi właściwości.

Niniejszy system dostarcza sposobu wytwarzania elementu 15 koagulatora metodą rozdmuchiwania stopu w liczne włókna 7 polimeru na kolektor 8, i podczas rozdmuchiwania stopu, zmieniania średnicy indywidualnych włókien na ich długości tak, że indywidualne włókno ma różną średnicę w różnych punktach na swojej długości. Włókna 7 są rozdmuchiwania ze stopu z głowicy dyszowej 3 z wyrzucaniem stopionego polimeru przez filiery 6 z wytworzeniem włókien. Średnica włókna zmienia się na długości włókna podczas wytwarzania włókna. Kolektor 8 jest odsunięty od głowicy dyszowej 3,

PL 220 207 B1 i w jednej z odmian średnica włókna na długości włókna zmienia się podczas wytwarzania włókna dzięki zmienianiu odległości pomiędzy kolektorem 8 i głowicą dyszową 3. Gdy kolektor 8 jest obrotowym trzpieniem 9 w takiej odmianie, średnica włókna zmienia się na długości włókna podczas wytwarzania włókna dzięki zmienianiu względnego położenia głowicy dyszowej 3 i trzpienia 9 względem siebie wzdłuż co najmniej jednej z osi X i Y. W innej odmianie, średnica włókna zmienia się na długości włókna podczas wytwarzania włókna dzięki zmienianiu szybkości przesyłania polimeru przez filiery 6. Polimer jest wyrzucany przez filiery 6 do strumienia gazu pod ciśnieniem, jak wspomniano powyżej, z wytworzeniem włókna 7. W innej odmianie, średnica włókna zmienia się na długości włókna podczas wytwarzania włókno dzięki zmienianiu co najmniej jednego parametru spośród ciśnienia gazu i natężenia przepływu gazu. W innej odmianie, gdy kolektor 8 jest obrotowym trzpieniem 9, średnica włókna zmienia się na długości włókna podczas wytwarzania włókna dzięki zmienianiu prędkości obrotowej trzpienia 9. W innej odmianie, średnica włókna zmienia się na długości włókna podczas wytwarzania włókna dzięki zmienianiu temperatury stopionego polimeru. W innej odmianie, dwa polimery stosuje się równocześnie w głowicy dyszowej uzyskując dwumodalny rozkład włókien, ze średnicą włókna każdego modu zmieniającą się w opisany wyżej sposób. W jednej z odmian, dwa polimery mają różne temperatury topnienia. W korzystnej odmianie wspomnianych sposobów, średnica włókna zmienia się na długości włókna podczas wytwarzania włókno, gdy włókna są rozdmuchiwane ze stopu z głowicy dyszowej 3.

Gdy kolektor 8 jest obrotowym trzpieniem 9, obrotowy trzpień zbiera i zwija włókna 7 w zwój pierścieniowy elementu 15 mający wewnętrzny region 15a na trzpieniu oraz mający zewnętrzny region 15c oddalony promieniowo na zewnątrz od wewnętrznego regionu 15a o grubość zwoju elementu wzdłuż promienia. Zwój elementu 15 ma wymiar głębokości wzdłuż takiej promieniowej grubości. Średnica włókna zmienia się po długości włókna podczas wytwarzania włókna, tak że średnica włókna zmienia się w funkcji odległości w głąb elementu. W jednej z odmian, jak wspomniano, średnica włókna zmienia się po długości włókna podczas wytwarzania włókna z wytworzeniem pierwszego pierścieniowego regionu takiego jak 15a z pierwszą średnicą włókna, i drugiego pierścieniowego regionu takiego jak 15b i/lub 15c z drugą średnicą włókna różną od pierwszej średnicy włókna i średnicy indywidualnego włókna z rozdmuchiwania stopu. Indywidualne włókno jest rozdmuchiwane ze stopu z głowicy dyszowej 3. Takie indywidualne włókno jest nawijane na trzpień 9 z wytworzeniem wspomnianego pierwszego pierścieniowego regionu. To samo dane indywidualne włókno jest nawijane na pierwszy pierścieniowym z wytworzeniem drugiego pierścieniowego regionu takiego jak 15b, i to samo dane indywidualne włókno jest następnie nawijane na drugi pierścieniowy region 15b z wytworzeniem trzeciego pierścieniowego regionu, takiego jak 15c, i tak dalej w miarę potrzeby. Dane indywidualne włókno jest nawijane ze wspomnianą pierwszą średnicą w pierwszym pierścieniowym regionie 15a, następnie średnica tego samego danego indywidualnego włókna jest stopniowo zmieniana do drugiej średnicy, a następnie to samo dane indywidualne włókno jest nawijane z drugą średnicą włókna w drugim pierścieniowym regionie 15b, itd. Dane indywidualne włókno może być nawijane w innych pierścieniowych regionach w kolejnych krokach, lecz wciąż nawijane jest to samo dane indywidualne włókno, co zapewnia wspomnianą ciągłość i stopniowe zmiany, i unika się wyżej wspomnianych skokowych nieciągłości. Zmiana średnicy danego indywidualnego włókna zachodzi stopniowo podczas rozdmuchiwania stopu, i zmiana od region do regionu na promieniowej grubości i głębokości elementu jest stopniowa.

Jeden z wewnętrznych i zewnętrznych regionów 15a i 15c znajduje się na powierzchni wejścia strumienia, a drugi z wewnętrznych i zewnętrznych regionów 15a i 15c znajduje się na powierzchni wyjścia strumienia. Kierunek przepływu jest od wejścia do wyjścia strumienia. Np., przy geometrii przepływu z wnętrza na zewnątrz, region 15a znajduje się na powierzchni wejścia strumienia, a region 15c znajduje się na powierzchni wyjścia strumienia. Przy geometrii przepływu z zewnętrza do wewnątrz, zewnętrzny region 15c znajduje się na powierzchni wejścia strumienia, a wewnętrzny region 15a znajduje się na powierzchni wyjścia strumienia. W jednej z odmian, jak wspomniano powyżej, średnica włókna zmienia się na długości włókna podczas wytwarzania włókna ze zmianą średnicy włókna w funkcji odległości w głąb elementu tak, że średnica włókna zmniejsza się ze wzrostem odległości w głąb elementu w kierunku przepływu. Następnie w takiej odmianie włókna są nawijane tak, że porowatość również zmniejsza się z rosnącą odległością w głąb elementu w kierunku przepływu. W innej odmianie, średnica włókna na długości włókna zmienia się podczas wytwarzania włókno ze zmianą średnicy włókna w funkcji odległości w głąb elementu tak, że średnica włókna wzrasta ze wzrostem odległości w głąb elementu w kierunku przepływu. Następnie w takiej odmianie, włókna są

PL 220 207 B1 nawijane tak, że porowatość również wzrasta ze wzrostem odległości w głąb elementu w kierunku przepływu. W innej odmianie, średnica włókna na długości włókna zmienia się podczas wytwarzania włókna ze zmianą średnicy włókna w funkcji odległości w głąb elementu tak, że średnica włókna zmniejsza się ze wzrostem odległości w głąb elementu w kierunku przepływu od wejścia strumienia do pośredniej głębokości 15b, a następnie wzrasta ze wzrostem odległości w głąb elementu w kierunku przepływu od pośredniej głębokości 15b do wyjścia strumienia. Tę charakterystykę pokazano na fig. 3 na U-kształtnym profilu 23. Następnie w takiej odmianie, włókna są nawijane tak, że porowatość zmniejsza się ze wzrostem odległości w głąb elementu w kierunku przepływu od wejścia strumienia do pośredniej głębokości 15b, a następnie wzrasta ze wzrostem odległości w głąb elementu w kierunku przepływu od pośredniej głębokości 15b do wyjścia strumienia. Typowo, średnica włókna i porowatość naśladują ten sam trend wzrostu lub spadku w odniesieniu do odległości w głąb elementu, jednakże nie jest tak koniecznie. Np., element może mieć malejącą średnicę włókna, chociaż jego porowatość wzrasta, lub odwrotnie.

System dostarcza ponadto sposobu wytwarzania koagulatora metodą rozdmuchiwania stopu w liczne włókna na kolektor, i podczas rozdmuchiwania stopu, zmieniania w sposób kontrolowany porowatości koagulatora tworzonego przez włókna, np. dzięki zmienianiu średnicy włókna, jak opisano powyżej i/lub przez wspomniane nawijanie. W jednej z odmian, porowatość maleje ze wzrostem odległości w głąb koagulatora. W innej odmianie, porowatość wzrasta ze wzrostem odległości w głąb koagulatora. W innej odmianie, porowatość maleje ze wzrostem odległości w głąb koagulatora od wejścia strumienia do pośredniej głębokości 15b, a następnie wzrasta ze wzrostem odległości w głąb koagulatora od pośredniej głębokości 15b do wyjścia strumienia, fig. 3. W kolejnej odmianie, porowatość jest zmieniana w sposób kontrolowany przez dostarczenie rolki prasującej 16 sprzęgającej się i wywierającej nacisk na zwój 15 elementu koagulatora na zewnętrznej powierzchni w regionie 15c podczas jego tworzenia. W kolejnej odmianie, porowatość zmienia się dla utworzenia pierwszego pierścieniowego regionu, takiego jak 15a o pierwszej porowatości, drugiego pierścieniowego regionu takiego jak 15b o drugiej porowatość różnej od pierwszej porowatości i o tym samym indywidualnym włóknie z rozdmuchiwanego stopu, oraz trzeciego pierścieniowego regionu takiego jak 15c o trzeciej porowatości różnej od pierwszej i/lub drugiej porowatości i o tym samym indywidualnym włóknie z rozdmuchiwanego stopu, itd. Dane indywidualnego włókno jest rozdmuchiwane ze stopu z głowicy dyszowej 3. Takie dane indywidualne włókno jest nawijane na trzpień 9 z wytworzeniem pierwszego pierścieniowego regionu 15a, i to samo dane indywidualne włókno jest nawijane na pierwszym pierścieniowym regionie 15a z wytworzeniem drugiego pierścieniowego regionu 15b, itd.

Niniejszy system i sposób dostarczają koagulatora mającego wiele włókien z rozdmuchiwanego stopu, gdzie średnica indywidualnego włókna zmienia się na długości włókna tak, że indywidualne włókno ma różne średnice w różnych punktach na swojej długości. Średnica włókna zmienia się na długości włókna z wytworzeniem indywidualnego włókna mającego różne średnice w różnych miejscach na swojej długości tak, że średnica takiego indywidualnego włókna zmienia się w funkcji odległości w głąb koagulatora. Koagulator ma pierwszy region taki jak 15a o pierwszej średnicy włókna, drugi region taki jak 15b o drugiej średnicy włókna różnej od pierwszej średnicy włókna i o tym samym indywidualnym włóknie z rozdmuchiwanego stopu, itd. Jak wspomniano wyżej, zmiana średnicy włókna jest stopniowa, dla uniknięcia wspomnianych, nieciągłości i skokowych zmian i wspomnianych związanych z tym wad. W jednej z odmian, średnica włókna zmienia się na długości indywidualnego włókna ze zmianą średnicy włókna w funkcji odległości w głąb elementu taką, że średnica włókna wzdłuż indywidualnego włókna zmniejsza się ze wzrostem odległości w głąb elementu. Następnie w takiej odmianie, porowatość również korzystnie zmniejsza się ze wzrostem odległości w głąb elementu. W innej odmianie, średnica włókna zmienia się na długości indywidualnego włókna ze zmianą średnicy włókna w funkcji odległości w głąb elementu tak, że średnica włókna wzdłuż indywidualnego włókna wzrasta ze wzrostem odległości w głąb elementu. W takiej odmianie, porowatość również korzystnie wzrasta ze wzrostem odległości w głąb elementu. W innej odmianie, średnica włókna zmienia się na długości indywidualnego włókna ze zmianą średnicy włókna w funkcji odległości w głąb elementu tak, że średnica włókna wzdłuż indywidualnego włókna zmniejsza się ze wzrostem odległości w głąb elementu od wejścia strumienia do pośredniej głębokości 15b, a następnie wzrasta ze wzrostem odległości w głąb elementu od pośredniej głębokości 15b do wyjścia strumienia, fig. 3. W takiej odmianie, porowatość korzystnie zmniejsza się ze wzrostem odległości w głąb elementu od wejścia strumienia do pośredniej głębokości 15b, i następnie wzrasta ze wzrostem odległości w głąb elementu od pośredniej głębokości 15b do wyjścia strumienia. System dostarcza koagulatora wytwarzanego

PL 220 207 B1 wspomnianym sposobem wytwarzania koagulatora obejmującym wytwarzanie metodą rozdmuchiwania stopu wielu włókien polimerowych na kolektor, i podczas tego rozdmuchiwania stopu, zmienianie średnicy indywidualnego włókna na ich długości tak, że indywidualne włókno ma różne średnice w różnych punktach jego długości.

System i sposób dostarczają koagulatora mającego wiele włókien z rozdmuchiwanego stopu, przy czym koagulator ma powierzchnię wejścia strumienia oddaloną od powierzchni wyjścia strumienia o wymiar głębokości pomiędzy nimi, i przy czym koagulator ma region o pierwszej głębokości mający pierwszą porowatość, i region o drugiej głębokości w kierunku strumienia za regionem o pierwszej głębokości i mający drugą porowatość różną od pierwszej porowatości i o tym samym indywidualnym włóknie z rozdmuchiwanego stopu jak w pierwszym regionie. Jak wspomniano wyżej, zmiana jest stopniowy dla uniknięcia wspomnianych wad nieciągłości lub skokowych zmian. W jednej z odmian, porowatość maleje ze wzrostem odległości w głąb elementu koagulatora. W innej odmianie, porowatość wzrasta ze wzrostem odległości w głąb elementu. W innej odmianie, porowatość zmniejsza się ze wzrostem odległości w głąb elementu od wejścia strumienia do pośredniej głębokości 15b, a następnie wzrasta ze wzrostem odległości w głąb elementu od pośredniej głębokości 15b do wyjścia strumienia, fig. 3. System dostarcza koagulatora wytwarzanego wspomnianym sposobem wytwarzania koagulatora obejmującym wytwarzanie metodą rozdmuchiwania stopu wielu włókien polimerowych na kolektor, i podczas tego rozdmuchiwania stopu, zmienianie w sposób kontrolowany porowatości koagulatora tworzonego przez włókna.

Można się spodziewać, że wiele z powyższych technik może również znaleźć zastosowanie w filtrach dla substancji rozdrobnionych. Np., w odmianie filtru dla substancji stałych, można stosować taką samą mieszaniną polimerów dla uzyskania dwumodalnego rozkładu, i odległość pomiędzy głowicą dyszową 3 i trzpieniem 9 jest zwiększana na początku wytwarzania elementu w regionie 15a, następnie stopniowo zmniejszana ze wzrostem średnicy elementu i grubości materiału od regionu 15a do regionu 15b i 15c. Jak w powyższym przykładzie, dokonuje się tego przez poruszanie ruchomej głowicy dyszowej 3 i trzpienia 9 względem siebie w kierunkach X i Z. Daje to strukturę elementu z drobniejszymi włóknami obu typów w regionie 15a dla ułatwienia usuwania drobnych cząstek po stronie wyjścia strumienia elementu dla geometrii przepływu z zewnętrza do wewnątrz, i usuwanie grubych cząstek i mułu przez grube włókna po stronie wejścia strumienia 15c dla takiej geometrii przepływu z zewnętrza do wewnątrz. Średnica włókna jest minimalna w regionie 15a i stopniowo wzrasta do zwiększonej średnicy włókna w regionie 15b, po czym dalej wzrasta do maksymalnej średnicy włókna w regionie 15c. Porowatość jest minimalna w regionie 15a i wzrasta do wyższej porowatości w regionie 15b, po czym dalej wzrasta do maksymalnej porowatości w regionie 15c. Średnica włókna i porowatość zmieniają się więc w funkcji odległości od trzpienia 9, tj. w funkcji promieniowej grubości i wymiaru głębokości filtru. Powoduje to wynikowe obniżenie łącznego oporu na elemencie filtracyjnym, ponieważ opory i skuteczność stopniowo wzrastają w miarę jak płyn wchodzi głębiej w element. Stopniowa zmiana zarówno średnicy włókna, jak i porowatości, pozwala na uniknięcie nieciągłości przepływu i narastania zanieczyszczeń nieodłącznych w wielomateriałowych filtrach o wielu warstwa lub arkuszach z różnych materiałów filtracyjnych o różnych średnicach włókna i/lub porowatości. Wspomniana stopniowa zmiana eliminuje skokowe nieciągłości, ogranicza opory i wydłuża okres użytkowania.

Należy rozumieć, że możliwe są różne równoważniki, alternatywy i modyfikacje w zakresie załączonych zastrzeżeń.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania koagulatora, obejmujący umieszczanie metodą rozdmuchiwania stopu włókien polimerowych na kolektorze, i podczas rozdmuchiwania stopu, zmienianie średnicy poszczególnych włókien na ich długości tak, że indywidualne włókno ma różne średnice w różnych punktach na swojej długości, przy czym włókna wytwarza się metodą rozdmuchiwania stopu z głowicy dyszowej wyrzucającej stopiony polimer przez filiery z wytworzeniem włókien, znamienny tym, że zmienia się średnicę włókna na długości włókna podczas wytwarzania włókna, przy czym w układzie współrzędnych mającym wzajemnie prostopadłe osie X, Y, Z kolektor stanowi obrotowy trzpień obracający się wokół osi Z i oddalony od głowicy dyszowej wzdłuż osi X, zaś zmianę średnicy włókna na długości

PL 220 207 B1 włókna podczas jego wytwarzania realizuje się zmieniając względne wzajemne położenie głowicy dyszowej i trzpienia wzdłuż osi Y.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się dwa polimery równocześnie w głowicy dyszowej z wytworzeniem dwumodalnego rozkładu średnic włókna, ze średnicą włókna każdego modu zmieniającą się podczas wytwarzania włókna.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że te dwa polimery mają różne temperatury topnienia.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kolektor jest obrotowym trzpieniem zbierającym i nawijającym wspomniane włókna na pierścieniowy element mający wewnętrzną powierzchnię przy trzpieniu, i mający zewnętrzną powierzchnię oddaloną wzdłuż promienia na zewnątrz od tej wewnętrznej powierzchni o promieniową grubość tego elementu, przy czym element ma głębokość wzdłuż wymiaru głębokości wzdłuż promieniowej grubości oraz sposób obejmuje zmienianie średnicy włókna na długości włókna podczas wytwarzania włókna tak, że średnica włókna zmienia się w funkcji głębokości.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że zmienia się średnicę włókna na długości włókna podczas wytwarzania włókna z wytworzeniem pierwszego pierścieniowego regionu o pierwszej średnicy włókna, i drugiego pierścieniowego regionu drugiej średnicy włókna różnej od pierwszej średnicy włókna o tym samym indywidualnym włóknie z rozdmuchiwanego stopu.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że wytwarza się metodą rozdmuchiwania stopu dane indywidualne włókno z głowicy dyszowej, nawija się dane indywidualne włókno na trzpień z wytworzeniem pierwszego pierścieniowego regionu, nawija się to samo dane indywidualne włókno na pierwszy pierścieniowy region wytwarzając drugi pierścieniowy region.
7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że nawija się dane indywidualne włókno o pierwszej średnicy w pierwszym pierścieniowym regionie, następnie zmienia się średnicę włókna tego samego danego indywidualnego włókna do drugiej średnicy, następnie nawija się to samo dane indywidualne włókno o drugiej średnicy włókna w drugim pierścieniowym regionie.
8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że stopniowo zmienia się średnicę tego samego danego indywidualnego włókna z pierwszej średnicy w pierwszym pierścieniowym regionie do drugiej średnicy w drugim pierścieniowym regionie z wytworzeniem stopniowego przejścia pomiędzy nimi, z eliminacją gwałtownych skokowych zmian funkcji i odpowiadających im nieciągłości, w tym w charakterystyce prędkości przepływu płynu i spadku ciśnienia.
9. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że jedna z powierzchni wewnętrznej i zewnętrznej jest powierzchnią wejścia strumienia, i druga z powierzchni wewnętrznej i zewnętrznej jest powierzchnią wyjścia strumienia, i w którym kierunek przepływu jest od wejścia strumienia do wyjścia strumienia oraz sposób obejmujące zmienianie średnicy włókna na długości włókna podczas wytwarzania włókna ze zmianą średnicy włókna w funkcji głębokości tak, że średnica włókna maleje ze wzrostem odległości w głąb elementu wzdłuż kierunku przepływu.
10. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że jedna z powierzchni wewnętrznej i zewnętrznej jest powierzchnią wejścia strumienia, i druga z powierzchni wewnętrznej i zewnętrznej jest powierzchnią wyjścia strumienia, i w którym kierunek przepływu jest od wejścia strumienia do wyjścia strumienia oraz sposób obejmujące zmienianie średnicy włókna na długości włókna podczas wytwarzania włókna ze zmianą średnicy włókna w funkcji głębokości tak, że średnica włókna wzrasta ze wzrostem odległości w głąb elementu wzdłuż kierunku przepływu.
11. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że jedna z powierzchni wewnętrznej i zewnętrznej jest powierzchnią wejścia strumienia, i druga z powierzchni wewnętrznej i zewnętrznej jest powierzchnią wyjścia strumienia, i w którym kierunek przepływu jest od wejścia strumienia do wyjścia strumienia oraz sposób obejmuje zmienianie średnicy włókna na długości włókna podczas wytwarzania włókna ze zmianą średnicy włókna w funkcji głębokości tak, że średnica włókna maleje ze wzrostem odległości w głąb elementu wzdłuż kierunku przepływu od wejścia strumienia do pośredniej głębokości, a następnie wzrasta ze wzrostem odległości w głąb elementu wzdłuż kierunku przepływu od pośredniej głębokości do wyjścia strumienia.
12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że zmienia się średnicę włókna wzdłuż U-kształtnego profilu na wykresie odległości w głąb elementu wzdłuż osi odciętych i średnicy włókna wzdłuż osi rzędnych, z minimalną średnicą włókna na łuku U na pośredniej głębokości, przy czym przejścia wzdłuż U-kształtnego profilu, włączając końce U i łuk U są przejściami stopniowymi niepiło12

PL 220 207 B1 kształtnymi z eliminacją gwałtownych skokowych zmian funkcji i nieciągłości, w tym w charakterystyce prędkości przepływu płynu i spadku ciśnienia.
13. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że nawija się włókna tak, że porowatość maleje ze wzrostem odległości w głąb filtru wzdłuż kierunku przepływu od wejścia strumienia do pośredniej głębokości, i następnie wzrasta ze wzrostem odległości w głąb tego filtru wzdłuż kierunku przepływu od pośredniej głębokości do wyjścia strumienia.
14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że zmienia się porowatość wzdłuż U-kształtnego profilu na wykresie odległości w głąb elementu wzdłuż osi odciętych i porowatości wzdłuż osi rzędnych, z minimalną porowatością na łuku U na pośredniej głębokości, przy czym przejścia wzdłuż U-kształtnego profilu, włączając końce U i łuk U są przejściami stopniowymi niepiłokształtnymi z eliminacją gwałtownych skokowych zmian funkcji i nieciągłości, w tym w charakterystyce prędkości przepływu płynu i spadku ciśnienia.
15. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że jedna z powierzchni wewnętrznej i zewnętrznej jest powierzchnią wejścia strumienia, i druga z powierzchni wewnętrznej i zewnętrznej jest powierzchnią wyjścia strumienia, i w którym kierunek przepływu jest od wejścia strumienia do wyjścia strumienia oraz sposób obejmuje nawijanie włókien tak, że porowatość maleje ze wzrostem odległości w głąb elementu wzdłuż kierunku przepływu od wejścia strumienia do pośredniej głębokości, i następnie wzrasta ze wzrostem odległości w głąb filtru wzdłuż kierunku przepływu od pośredniej głębokości do wyjścia strumienia oraz sposób obejmuje zmieniania porowatości wzdłuż U-kształtnego profilu na wykresie odległości w głąb elementu wzdłuż osi odciętych i porowatości wzdłuż osi rzędnych, z minimalną porowatością na łuku U na pośredniej głębokości, przy czym przejścia wzdłuż U-kształtnego profilu, włączając końce U i łuk U są przejściami stopniowymi niepiłokształtnymi z eliminacją gwałtownych skokowych zmian funkcji i nieciągłości, w tym w charakterystyce prędkości przepływu płynu i spadku ciśnienia.