[发明专利]空气过滤器滤芯

说明书

要求的优先权

本申请是申请日为2009年11月6日提交的PCT国际专利申请，指定除美国之外的所有国家的申请人为唐纳森公司(Donaldson Company，Inc.)，仅指定美国时的申请人为美国公民Brian D.Babcock，美国公民Heather M.Tate，美国公民Mark D.Belcher，美国公民Brian Zauner，美国公民Kyle W.Undesser，和美国公民Doug A.Wersal，并且要求申请日为2008年11月7日的美国临时专利申请序列号No.61/112,525的优先权。

技术领域

本发明涉及用于净化空气的过滤器，例如，用于集尘器和其它设备中的过滤器。具体地讲，本发明涉及能够消除静电的过滤器。

背景技术

细颗粒物由于电荷的积聚可能存在爆炸危险。在不受控制的静电放电(ESD)或静电火花可能导致损坏的工业环境中需要控制静电。例如，在集成电路制造的一些阶段过程中静电放电可能引起集成电路的损毁。在易爆环境中，例如在谷物升降机中，或在易燃环境中，例如石油钻机上，在炼油厂中，以及在溶剂型(基)工艺中，静电放电可能非常危险并且必须被阻止以便保护生命和财产。

通常，控制静电的方式包括过滤器外壳上的设备和装置以将纺织材料上发现的电荷接地(例如，接地片或接地线)。另一种方式是将金属或导电炭的涂层施加至用于生产有机聚合纺织材料的纤维的外表面。不过，如果所用的涂层不像它所设置在的纤维那样的柔性，纤维的弯曲可能导致在涂层中产生裂纹，所述裂纹可能中断或破坏涂层所形成的导电通路。另一种排去静电荷的策略是制造将导电纤维结合入无纺过滤介质的基质的纺织材料。

在若干个专利和公开物中披露了导电介质和过滤元件。美国专利US6,099,726披露了使用导电材料的静电消散过滤器滤芯。所披露的过滤器是具有钢丝网支撑过滤介质的褶状过滤器，其中过滤介质提供微粒效率而钢丝网提供导电性。美国专利US 5,527,569披露了使用其中嵌入有导电颗粒的微孔膜的导电过滤器层压材料。Adilaetta等人的PCT公开号WO 01/37970披露了用于消散电荷的多孔介质，主要用于过滤烃液。

用于制造导电和/或静电消散介质的方法可随介质的成分变化。Choi和Soper的美国专利申请公开号US2007/0028767披露了过滤介质的特定生产方法和成分，该文献在此被结合入本文作为引用。

需要对设计用于控制静电荷的介质和过滤元件进行改进。

发明内容

本发明披露了能够消散静电荷的过滤器。在一个实施例中，提供了一种过滤介质包，所述过滤介质包有槽纹介质固定至表面介质构成，其中所述槽纹介质包括纤维素纤维和消散材料，以在介质上施加静电荷消散特性。在一个实施例中，消散材料是炭黑。在另一个实施例中，消散材料是金属涂层，例如铝。所述消散材料可以设置在槽纹介质内或涂在介质上并且可存在于介质的一面或两面上。此外，所述介质可包含导电纤维，按重量计小于5％的导电纤维，或不含导电纤维。还可以在槽纹介质上或消散材料上设置纳米纤维层。在一个实施例中，槽纹介质被设置成使得一面或两面具有小于1x10⁹欧姆/平方的表面电阻率。在一个实施例中，过滤介质包被构造成对于表面速度为20英尺/分钟的0.76微米颗粒，具有的效率为至少60％。在一个实施例中，过滤器包括按重量计至少70％的纤维素纤维。在一个实施例中，槽纹介质具有的厚度不大于0.020英寸。应当指出，并非本文所述的所有特定特征需要被结合入结构中，以使结构具有本发明的一些选定的优点。

附图说明

图1是由槽纹片材固定至表面片材构成的z-过滤介质的单面条的局部示意性透视图。

图2是由槽纹介质固定至表面介质构成的单面片材的放大示意性局部图。

图3是不同选定的槽纹形状的示意图。

图4是根据本发明用于制成单面介质的工艺的示意图。

图5是示例针刺槽纹的示意性剖面图。

图6是由单面材料的卷绕片材构成的卷绕介质结构的示意性透视图。

图7是形成过滤元件的卷绕介质结构的示意性透视图，所述过滤元件由单面材料的卷绕片材构成并具有固定至其上的密封件。

图8是形成层叠的z-过滤介质包的一个步骤的示意示图。

图9是由单面材料的卷绕片材构成并具有固定至其上的密封件的过滤元件的透视图，所述元件具有第一成分的介质。