專利名稱：用于除霧器的纖維收集介質(zhì)條帶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及纖維床除霧器，以及用于該纖維床除霧器的纖維床和收集介質(zhì)。
背景技術(shù)：
纖維床除霧器在從氣流中去除懸浮微粒方面已有廣泛的工業(yè)應(yīng)用。在制造工藝的過程中產(chǎn)生氣流中的懸浮微粒(“霧”)是常見的。例如，使液體霧化的機(jī)械力(例如當(dāng)包含液體的氣流進(jìn)入結(jié)構(gòu)中時)可形成懸浮微粒。氣流的冷卻會導(dǎo)致蒸汽冷凝以形成霧，并且在反應(yīng)產(chǎn)物為霧的溫度和壓力下可發(fā)生兩種或多種氣體的化學(xué)反應(yīng)。但是，懸浮微粒處在氣流中，人們不希望其進(jìn)入其它處理設(shè)備中，因為懸浮微?？赡苁歉g性的或者會導(dǎo)致處理設(shè)備損壞或結(jié)垢。此外，也不希望特定的懸浮微粒排放到環(huán)境中。纖維床除霧器的某些更經(jīng)常的應(yīng)用包括在酸制造過程中去除酸霧如硫酸霧，在聚氯乙烯的地板或墻面涂料的制造過程中去除增塑劑霧，以及從硝酸銨造粒塔的排放物中去除水溶性固體懸浮微粒。在這些不同的應(yīng)用中，纖維床除霧器可根據(jù)特別是纖維床的厚度而實現(xiàn)99%或更高的分離效率。通常已知，由不同材料制成的纖維可用于制造纖維床除霧器用的纖維床。纖維床被設(shè)計為收集移動氣流中夾帶的細(xì)微的液霧和可溶性固體顆粒并將它們通過床的結(jié)構(gòu)排出。收集纖維床通常與金屬絲篩網(wǎng)或類似的外部支承結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)。收集纖維床和外部支承結(jié)構(gòu)的組合已知為纖維床組件。如在下文中所用，纖維床指的是纖維床組件的除了任何這樣的支承結(jié)構(gòu)之外的部分。纖維床可通過在兩個相對的支承篩網(wǎng)之間塞滿散纖維(散裝床)、使纖維床材料管預(yù)成形或在圓筒形支承篩網(wǎng)上纏繞粗紗(纏繞床)而形成。盡管不限于這種構(gòu)型，但纖維床組件常常構(gòu)造為豎直圓筒體的形式。圓筒形纖維床組件可在最小的空間內(nèi)獲得高效的纖維床表面積。另一方面，平的纖維床組件尤其應(yīng)用于較小的氣流。在工作時，使含有液態(tài)和/或潤濕的可溶性固體懸浮微粒的水平氣流穿越和流過纖維床組件的纖維床。纖維床內(nèi)的纖維通過碰撞、攔截和布朗運(yùn)動機(jī)理捕集氣流中的懸浮微粒。被捕集的懸浮微粒聚結(jié)在纖維上以在纖維床內(nèi)形成液滴。移動氣流迫使液滴朝纖維床的下游面運(yùn)動，在那里被捕集的液體離開纖維床并在重力作用下向下排出。組成纖維床的纖維可由多種材料制成。用于制造床纖維的材料包括例如不銹鋼、鈦等金屬，聚酯、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、尼龍、聚乙烯、聚丙烯等纖維聚合材料，以及玻璃。在遇到腐蝕性條件和/或高溫的應(yīng)用中，特別廣泛地將化學(xué)級別的長玻璃纖維用于纖維床除霧器的纖維床中。已在纖維床中使用了直徑為從5微米或更小至200微米以上的纖維以及直徑變化的纖維的組合?，F(xiàn)有技術(shù)的纖維床的容積密度在51b/ft3(80kg/m3)至201b/ft3 (320kg/m3)以上之間變化,而纖維床厚度在約0.5英寸至約6英寸(I至15cm)之間變化或更厚，這取決于所期望的分離效率。
為使纖維床有效工作，床必須是機(jī)械穩(wěn)定的。機(jī)械穩(wěn)定的纖維床是指可保持其結(jié)構(gòu)完整性而在收集懸浮微粒期間受到由被處理的氣體和被捕集并排出的液體所施加的力時纖維相對于相鄰的纖維不會產(chǎn)生大的移位的纖維床。如果無法保持機(jī)械穩(wěn)定性，則床的性能特性就會產(chǎn)生不利的變化。在缺乏機(jī)械穩(wěn)定性的纖維床中，移動的氣流迫使纖維產(chǎn)生大的移位，導(dǎo)致在纖維床的某些部分中載有液體的纖維纏結(jié)或粘結(jié)，同時增加纖維床的其它部分中相鄰纖維之間的空隙空間。纖維床的纏結(jié)部分更能抵抗氣體的流動和被捕集液體的排出。不能排出的被捕集液體常常被移動的氣流再次夾帶，導(dǎo)致分離效率降低。此外，不穩(wěn)定纖維床的纏結(jié)部分上的壓降增大。另一方面，在機(jī)械不穩(wěn)定纖維床的那些纖維移位使相鄰纖維之間的平均空隙空間增大的部分中會形成肉眼可見的孔隙或通道，這些孔隙或通道使得含有懸浮微粒的氣體通過纖維床而不與收集纖維充分接觸，從而降低了分離效率。在散裝的和纏繞的纖維床組件中，機(jī)械穩(wěn)定性大部分取決于纖維床的容積密度。在這些傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的纖維床組件中，在現(xiàn)有技術(shù)所公開范圍內(nèi)的纖維床容積密度通常提供了相鄰纖維之間的充分接觸以防止纖維在受到由移動氣流所施加的力時產(chǎn)生大的運(yùn)動。在散裝纖維床中，纖維床的密度和對于纖維運(yùn)動的抵抗力由兩個相對的支承篩網(wǎng)施加在散裝纖維上的反作用壓縮力維持。在預(yù)成形的纖維床管中，材料可被針刺(needle punched)或熱成形以產(chǎn)生顯著的纖維纏結(jié)或纖維粘結(jié)從而強(qiáng)化整個床。由于纖維在床內(nèi)移位，預(yù)成形的纖維床管在超過一段時間后必須重新設(shè)定或調(diào)整。在纏繞纖維床中，提供機(jī)械穩(wěn)定性所需的纖維床密度是多個因素起作用的結(jié)果，其中包括當(dāng)粗紗被纏繞在圓筒形支承篩網(wǎng)上時粗紗內(nèi)的張力以及由可鄰近纖維粗紗的外表面纏繞在圓筒體上的金屬絲篩網(wǎng)或類似結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的對纖維床的壓縮。但是，容積密度不能無限制地增加以獲得機(jī)械穩(wěn)定性。如果纖維床的容積密度過于增加，則床將易于滿溢。有效的纖維床是較開放的結(jié)構(gòu)，即使在收集纖維已覆有被收集液體時也允許氣體自由流動和液體自由排出。在床內(nèi)相鄰的纖維之間必須具有充分的空隙空間，使得被收集液體不能如此程度地跨越相鄰纖維之間的空間以致于被收集液體在纖維表面上的附著會阻礙液體排出。纖維床內(nèi)開放空間的度量是空隙度，其由纖維床的容積密度和纖維材料的平均密度根據(jù)如下公式來定義:纖維床空隙度=1-[纖維床容積密度/纖維材料平均密度]纖維床通常具有大約0.89以上的空隙度。眾所周知，通過減小組成纖維床的纖維材料的平均纖維直徑可減小纖維床的厚度而不損失分離效率。但是，對于包括平均直徑小于大約5微米的纖維的散裝和纏繞纖維床而言，當(dāng)容積密度大到足以確保機(jī)械穩(wěn)定性時，所得到的空隙度如此之低以至于床在一般的工作條件下易于滿溢。此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的薄纏繞床固有地不太均一。滿溢的床是指被捕集液體大量地充滿纖維床內(nèi)相鄰纖維之間的空隙空間的纖維床。滿溢的纖維床非常像是不穩(wěn)定纖維床的纏結(jié)部分。滿溢的纖維床內(nèi)的被捕集液體無法適當(dāng)?shù)嘏懦龆菚诶w維床的下游面再次被夾帶到移動氣流中。此外，當(dāng)纖維床滿溢時，纖維床組件上的壓降增大。如果纖維床上的壓差足以克服附著力并從纖維上移除被收集液滴，則被收集液體會從纖維床的下游面被吹走，在那里被收集液體被氣流再次夾帶，從而導(dǎo)致低分離效率和運(yùn)行成本增加。
為了防止由平均直徑小的纖維組成的纖維床滿溢，可通過減小床的容積密度(SP增加空隙度)來減小比纖維表面積，其表述為每單位體積的纖維床具有的纖維面積。但是，如果由平均直徑小于大約5微米的纖維組成的散裝或纏繞纖維床的容積密度減小到足以避免滿溢的值，則這樣的纖維床缺少承受由移動氣流所施加的力所必需的機(jī)械穩(wěn)定性。結(jié)果，移動氣流使得纖維發(fā)生大的移位，從而如前所述導(dǎo)致纖維床纏結(jié)和/或形成通道。因此，在實際中，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高效纖維床組件包括2至6英寸(6至15cm)厚的纖維床，由平均纖維直徑在5至15微米之間的纖維構(gòu)成，并且容積密度在5至151b/ft3之間(80至240kg/m3)。與用在除霧器中的纖維床相比，某些其它類型的濾氣器如袋濾室、凈化室和呼吸過濾器成功地利用了平均直徑小于5微米的玻璃纖維，甚至包括直徑小于I微米的纖維。但是，這些類型的濾氣器與纖維床除霧器的不同之處在于，它們通過被設(shè)計成利用孔隙和表面過濾來收集固體顆?；騼H僅較少量的液體懸浮微粒。如果用來收集液體懸浮微粒，則它們在纖維床除霧器中通常會遇到的液體裝載率下易于滿溢。相比之下，纖維床除霧器被設(shè)計成允許較大量的液體夾帶在移動氣流中以穿過液體被捕集并持續(xù)排出的纖維床。因此，與這些其它濾氣器有關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)既未示出也未啟示與在纖維床除霧器的纖維床中采用小直徑纖維相關(guān)的問題的解決方案。在纖維床的下游面被收集液體被移動氣流再次夾帶常常是纖維床除霧器應(yīng)用中所產(chǎn)生的問題，特別是在以高液體裝載率或高氣流速率為特征的工作中。該問題的令人滿意的解決方案包括將主過濾纖維層與排出纖維層組合以形成纖維床。排出層位于主過濾層的下游并通常包括與構(gòu)成主過濾層的纖維相比平均直徑更大的纖維。盡管它們有成功之處，但現(xiàn)有技術(shù)的纖維床組件由于纖維床的缺陷而具有多種缺點(diǎn)。纏繞纖維床組件通常使用大致為圓柱形的纖維粗紗形成。粗紗圍繞圓筒形篩網(wǎng)并沿篩網(wǎng)的長度來回地纏繞。這需要技術(shù)和適當(dāng)?shù)臋C(jī)器。即使纏繞正確，所得到的纏繞纖維床在床的表面區(qū)域上也可能具有氣流的顯著差異。這些差異是由使用圓柱形粗紗在圓筒體上形成均一表面所固有的困難所導(dǎo)致的。粗紗材料的正常差異導(dǎo)致粗紗變平的程度不同，這影響了由粗紗形成的纖維床的均一性。這種非均一性尤其在具有較小厚度的纏繞纖維床內(nèi)能被觀察到。關(guān)于散裝和纏繞纖維床組件的另一個缺點(diǎn)是，當(dāng)纖維床需要更換時，需要將組件從除霧器移除并將其返回給制造商。除了運(yùn)輸笨重支承結(jié)構(gòu)的不便之外，纖維床除霧器還必須具有可互換的備用纖維床組件，以便重新工作并避免過長的停工時間。現(xiàn)場更換纖維床受到組裝纖維床的困難的阻礙。需要相當(dāng)?shù)募夹g(shù)和時間在相對的支承篩網(wǎng)之間適當(dāng)?shù)厝胄碌纳⒗w維，以盡量減少纖維床內(nèi)的不均一性，同時在圓筒形支承結(jié)構(gòu)上纏繞纖維需要大型的機(jī)器。一些制造商已經(jīng)使用了預(yù)制的或預(yù)成形的纖維床部件，但是它們在接合處泄漏或沉降，需要額外的現(xiàn)場維護(hù)和調(diào)整。第三個缺點(diǎn)在于，由于平均直徑小于大約5微米的纖維不能無需額外加工(如針刺)就有效地用于構(gòu)造傳統(tǒng)的纖維床，所以在需要高分離效率的應(yīng)用中不能減小纖維床厚度。如果在嚴(yán)峻的工業(yè)處理環(huán)境中要使用更薄的高效率纖維床，則纖維床可構(gòu)造為在纖維床除霧器可用的給定體積下使纖維床表面積最大化的形狀。這類似于干燥過濾器技術(shù)，其中薄濾紙和毛氈允許通過打褶形成大表面積的過濾器。具有增大的纖維床表面積的更薄的高效率纖維床允許通過降低纖維床上的壓降來降低纖維床除霧器的運(yùn)行成本。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個方面中，用于從移動氣流中移除懸浮微粒和/或潤濕的可溶性固體的纖維床除霧器所用的纖維床組件通常包括具有限定上游空間和下游空間的壁的纖維床支承件。所述壁在其內(nèi)包括開口以允許氣流從上游空間基本自由地穿過所述壁移動到下游空間。纖維床由纖維床支承件支承并基本覆蓋所述壁開口，使得氣流穿過纖維床從上游空間移動至下游空間。纖維床包括復(fù)合纖維床收集介質(zhì)條帶，該條帶通常包括構(gòu)造成向纖維床提供結(jié)構(gòu)完整性的由針刺的纖維構(gòu)成的外層和內(nèi)層。夾在外層和內(nèi)層之間的中間層為非針刺的。在本發(fā)明的另一個方面中，纖維床收集介質(zhì)條帶可用于形成從移動氣流中移除懸浮微粒和/或潤濕的可溶性固體的除霧器的纖維床。該纖維床適于基本覆蓋除霧器的支承結(jié)構(gòu)，用于主要阻擋氣流除穿過纖維床之外地穿過支承結(jié)構(gòu)的流動。纖維床收集介質(zhì)條帶具有與前述段落所述的相同的大體結(jié)構(gòu)。 在本發(fā)明的又一個方面中，復(fù)合纖維床收集介質(zhì)條帶可用于制造從移動氣流中移除懸浮微粒和/或潤濕的可溶性固體的纖維床除霧器的纖維床。該纖維床適于基本覆蓋纖維床組件的支承結(jié)構(gòu)，用于主要阻擋氣流除穿過纖維床之外地穿過支承結(jié)構(gòu)的流動。復(fù)合纖維床收集介質(zhì)條帶通常包括構(gòu)造成向復(fù)合纖維床收集介質(zhì)條帶提供結(jié)構(gòu)完整性的纖維外層。一纖維內(nèi)層構(gòu)造成向復(fù)合纖維床收集介質(zhì)條帶提供結(jié)構(gòu)完整性。夾在外層和內(nèi)層之間的中間層比外層和內(nèi)層更為有效地從移動氣流中移除懸浮微粒。至少外層和內(nèi)層形成為分離成包括外層部分、內(nèi)層部分和中間層部分的條帶。在本發(fā)明的再一個方面中，用于從移動氣流中移除懸浮微粒和/或潤濕的可溶性固體的纖維床除霧器的纖維床組件通常包括具有限定上游空間和下游空間的壁的纖維床支承件。所述壁在其內(nèi)包括開口以允許氣流從上游空間基本自由地穿過所述壁移動至下游空間。纖維床由纖維床支承件支承并基本覆蓋所述壁開口，使得氣流穿過纖維床從上游空間移動至下游空間。纖維床包括在纖維床支承件上纏繞成多個繞圈(turn)的狹長的纖維床收集介質(zhì)條帶，至少一些繞圈沿螺旋形路徑延伸。纖維床收集介質(zhì)條帶基本為平的并且至少一些繞圈與相鄰繞圈交迭。在本發(fā)明的又一個方面中，用于從移動氣流中移除懸浮微粒和/或潤濕的可溶性固體的纖維床除霧器的纖維床組件通常包括具有限定上游空間和下游空間的壁的纖維床支承件。所述壁在其內(nèi)包括開口以允許氣流從上游空間基本自由地穿過所述壁移動至下游空間。纖維床由纖維床支承件支承并基本覆蓋所述壁開口，使得氣流穿過纖維床從上游空間移動至下游空間。纖維床包括纏繞在纖維床支承件上的狹長的纖維床收集介質(zhì)條帶。至少一些繞圈沿螺旋形路徑延伸，并且至少一些繞圈與相鄰繞圈交迭。一中間排出層位于纖維床收集介質(zhì)條帶的相鄰繞圈之間。在本發(fā)明的又一個方面中，纖維床收集介質(zhì)條帶可用于制造從移動氣流中移除懸浮微粒和/或潤濕的可溶性固體的纖維床除霧器的纖維床。該纖維床適于基本覆蓋纖維床除霧器的支承結(jié)構(gòu)，用于主要阻擋氣流除穿過纖維床之外地穿過支承結(jié)構(gòu)的流動。纖維床收集介質(zhì)條帶通常包括由能夠從移動氣流中去除懸浮微粒的纖維形成的狹長條帶。條帶的尺寸設(shè)定為通過在支承結(jié)構(gòu)上纏繞成多個交迭繞圈而覆蓋支承結(jié)構(gòu)。條帶具有相對的、基本平的面，至少一個面在其上具有對準(zhǔn)標(biāo)記，該對準(zhǔn)標(biāo)記定位成使條帶的相鄰繞圈的交迭部分對準(zhǔn)。在本發(fā)明的另一個方面中，用于從移動氣流中移除懸浮微粒和/或潤濕的可溶性固體的纖維床除霧器的纖維床適于基本覆蓋除霧器的支承結(jié)構(gòu)，用于主要阻擋氣流除穿過纖維床之外地穿過支承結(jié)構(gòu)的流動。纖維床的壓縮厚度為大約0.6英寸(1.5cm)。纖維床還具有收集介質(zhì)條帶，該條帶構(gòu)造成從氣流中移除至少約99.09%的尺寸為0.3微米的懸浮微粒，所述氣流具有2.7mg/ft3 (95mg/m3)的聚α烯烴合成油負(fù)載并且以大約為59英尺每分鐘(18.0米每分鐘)的速率移動。纖維床上的壓降小于或等于大約11.1英寸的水柱(2.76kPa)。用于從移動氣流中移除懸浮微粒和/或潤濕的可溶性固體的纖維床除霧器的纖維床適于基本覆蓋除霧器的支承結(jié)構(gòu)，用于主要阻擋氣流除穿過纖維床之外地穿過支承結(jié)構(gòu)的流動。纖維床的壓縮厚度為大約0.6英寸(1.5cm)并具有收集介質(zhì)條帶，該條帶構(gòu)造成從氣流中移除至少約99.65%的尺寸為0.3微米的懸浮微粒，所述氣流具有1.8mg/ft3(64mg/m3)的聚α烯烴合成油負(fù)載并且以大約為23.4英尺每分鐘(7.1米每分鐘)的速率移動。纖維床上的壓降小于或等于大約2.4英寸的水柱(0.60kPa)。用于從移動氣流中移除懸浮微粒和/或潤濕的可溶性固體的纖維床除霧器的纖維床組件通常包括具有限定上游空間和下游空間的壁的纖維床支承件。所述壁在其內(nèi)包括開口以允許氣流從上游空間基本自由地穿過所述壁移動至下游空間。纖維床由纖維床支承件支承并基本覆蓋所述壁開口，使得氣流穿過纖維床從上游空間移動至下游空間。纖維床包括復(fù)合纖維床收集介質(zhì)條帶，該條帶包括構(gòu)造成向纖維床提供結(jié)構(gòu)完整性的由針刺的纖維構(gòu)成的第一層。由第一層支承的收集層為非針刺的。下面將部分地看到和部分地指出本發(fā)明的其它目的和特征。


圖1為除霧器的透視圖，其中其箱體的一部分被剝離以示出根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的除霧器的纖維床組件；圖2為纖維床組件的放大透視圖；圖3示出圖2的纖維床組件的放大的局部縱剖視圖；圖4為纖維床組件的放大透視圖，其中外層篩網(wǎng)被移除以示出纖維床組件的纖維床；圖5A為用于形成纖維床的纖維床收集介質(zhì)條帶的截面圖；圖5B為變型的纖維床收集介質(zhì)條帶的截面圖；圖5C為打裙的纖維床收集介質(zhì)條帶的透視圖；圖6A為纖維床收集介質(zhì)條帶的平側(cè)面的局部正視圖；圖6B為纖維床收集介質(zhì)條帶的錐形端的局部正視圖；圖7為與圖3類似的纖維床組件的放大的局部縱剖視圖，但示出用于逆流除霧器的第一變型纖維床；圖8為與圖3類似的纖維床組件的放大的局部縱剖視圖，但示出第二變型纖維床；圖9為與圖3類似的纖維床組件的放大的局部縱剖視圖，但示出第三變型纖維床；圖10為與圖3類似的纖維床組件的放大的局部縱剖視圖，但示出第四變型纖維床；圖11為與圖3類似的纖維床組件的放大的局部縱剖視圖，但示出第五變型纖維床；圖12為纖維床收集介質(zhì)條帶的卷狀物的透視圖；圖13為多個連接在一起的纖維床介質(zhì)的片材的卷狀物的局部透視圖；圖14A為示出傳統(tǒng)纖維床的性能結(jié)果的表格；圖14B為示出本發(fā)明的纖維床的性能的表格；以及圖15為示出本發(fā)明的纖維床的性能的表格。在附圖的各個視圖中，對應(yīng)的附圖標(biāo)記表示對應(yīng)的部件。
具體實施例方式現(xiàn)在參照附圖，特別是附圖1，除霧器(整體表示為I)是那種可置于氣流的流徑內(nèi)以從氣流中去除懸浮微粒和/或潤濕的可溶性固體的類型。所述除霧器是具有特定應(yīng)用的類型，其用于這樣的氣流，在該氣流中具有要從中去除的液體懸浮微粒內(nèi)含物(特別是其中液體懸浮微粒具有亞微尺寸)。除霧器I包括箱體(整體表示為3)，該箱體具有密封地附裝于該箱體上的可拆卸的蓋5以封閉該箱體的開放頂部。箱體3內(nèi)的環(huán)形安裝板7將箱體劃分為上腔室9和下腔室11。氣流僅可通過環(huán)形安裝板7的中心孔13從下腔室11流到上腔室9。箱體3包括用于將載有懸浮微粒和/或潤濕的可溶性固體接納到箱體的下腔室11內(nèi)的氣流入口 15，以及被過濾的干凈氣流的出口 17，該出口與箱體內(nèi)的上腔室9流體連通，并允許被過濾的干凈氣流從除霧器I流出到排氣處理設(shè)備或其它處理設(shè)備(未示出)。整體表示為19的纖維床組件位于箱體3的下腔室11內(nèi)并且大致呈帶有封閉底部和開口頂部的管狀。過濾床組件19密封地安裝在安裝板7上，使得該過濾床組件的開放頂部與安裝板的中心孔13對準(zhǔn)。除非穿過纖維床組件19，否則氣體不能從下腔室11流入上腔室9。安裝板7將過濾床組件19在箱體3內(nèi)支承為使得過濾床組件從安裝板向下懸掛。纖維床組件從氣流中去除非常高比例的懸浮微粒和/或潤濕的可溶性固體并將它們排向箱體3的底部。箱體3底部附近的排出管21排出收集在箱體底部的液體和/或潤濕的可溶性或被溶解的固體。圖1所示的除霧器I是順流的或“懸掛式”的除霧器。還已知具有逆流除霧器(未示出)。逆流除霧器的纖維床構(gòu)造將結(jié)合圖7作進(jìn)一步說明，但是一般來說其氣流的流動(方向)與圖1所示的順流除霧器中的流動相反。這樣，氣流將通過圖1的除霧器I的已經(jīng)示出的氣流出口 17進(jìn)入。氣體將通過安裝板7的中心孔13和纖維床組件的開放頂部進(jìn)入纖維床組件19。然后氣體沿徑向向外穿過纖維床組件19并通過氣流入口 15排出。由纖維床組件19捕集的液體和潤濕的或被溶解的可溶性固體將從組件的外部排入逆流除霧器內(nèi)的箱體3的底部并通過類似于箱體排出管21的部件移除。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明既適用于順流除霧器，也適用于逆流除霧器。
現(xiàn)在再參照附圖2-4，順流除霧器I的纖維床組件19包括在箱體3的底部上方間隔開的排出支腳25。排出支腳25包括排出管25A、環(huán)形底板25B以及穿過排出管延伸并在底板上開口的通道25C。通道25C通向箱體3以排出通過纖維床組件19從氣流中去除的被收集液體和顆粒。收集在箱體3底部的液體和潤濕的或溶解的可溶性固體通過排出管21排出。內(nèi)篩網(wǎng)和外篩網(wǎng)(整體分別用27和29表示)從底板25B向上延伸至安裝板7并且同軸地設(shè)置成沿徑向隔開?？偟膩碚f，內(nèi)篩網(wǎng)27和外篩網(wǎng)29構(gòu)成所示實施例中的壁，該壁將內(nèi)篩網(wǎng)27內(nèi)的內(nèi)(下游)空間31與位于箱體3內(nèi)但在內(nèi)篩網(wǎng)27之外的外(上游)空間33分隔開。應(yīng)當(dāng)理解，可通過其它方式構(gòu)造所述壁(例如，只有單個篩網(wǎng)或無篩網(wǎng))而不會脫離本發(fā)明的范圍。內(nèi)篩網(wǎng)27和外篩網(wǎng)29—般為網(wǎng)孔構(gòu)造，從而它們各自限定較大的開口，使得氣流可基本自由地穿過內(nèi)、外篩網(wǎng)在內(nèi)空間31和外空間33之間移動。篩網(wǎng)27、29連接到位于環(huán)形安裝板7的上側(cè)的環(huán)形凸緣34。環(huán)形凸緣34附裝在安裝板7上并支承篩網(wǎng)27、29和排出支腳25。在所示實施例中，內(nèi)篩網(wǎng)27、外篩網(wǎng)29和環(huán)形凸緣34構(gòu)成纖維床支承件。應(yīng)當(dāng)理解，也可使用其它的用于支承纖維床的構(gòu)造而不會脫離本發(fā)明的范圍。纖維床組件19的纖維床(整體表示為35)位于內(nèi)篩網(wǎng)27和外篩網(wǎng)29之間的徑向空間內(nèi)并基本充滿該空間且覆蓋篩網(wǎng)內(nèi)的開口，使得氣流必須穿過纖維床才能從圍繞纖維床組件的外空間33移動到纖維床組件內(nèi)的內(nèi)空間31 (見圖1)。纖維床35大致為管狀并且以本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方式在其相對端部有效地密封至安裝板7和排出支腳25的底板25B，從而氣體在從箱體3內(nèi)的外空間33流向內(nèi)空間31時不會繞過纖維床。狹長的、大致為平的纖維床收集介質(zhì)條帶——整體表示為37——用于形成纖維床35的一部分。從圖4中可更清楚地看出，纖維床收集介質(zhì)條帶37 (或“袋式(pocket)條帶過濾器”)被螺旋式地纏繞在內(nèi)篩網(wǎng)27上。纖維床收集介質(zhì)條帶37的端部在寬度上基本縮小為一個點(diǎn)。該錐形的邊緣38 (參見圖6B)定位成在內(nèi)篩網(wǎng)27的一個端部沿周向延伸并由此設(shè)定螺旋的角度。進(jìn)行纏繞使得纖維床收集介質(zhì)條帶37的相鄰繞圈39彼此交迭。纖維床收集介質(zhì)條帶37的附加部分36可施加在纖維床35的端部或其它需要的地方以形成完全覆蓋內(nèi)篩網(wǎng)27的連續(xù)的纖維床表面。例如，纖維床收集介質(zhì)條帶的附加部分36可在內(nèi)篩網(wǎng)27和外篩網(wǎng)29的端部附近纏繞成圓圈(而非螺旋)以完全覆蓋所述端部。玻璃纖維無捻紗(未示出)也可用在纖維床35的端部以確保充分的氣體密封。應(yīng)當(dāng)理解，可用不同于螺旋纏繞的其它方式形成纖維床而不會脫離本發(fā)明的范圍。例如，可用寬度與內(nèi)篩網(wǎng)27和外篩網(wǎng)29的高度相同的纖維床收集介質(zhì)條帶的圓筒形管形成纖維床。位于纏繞的纖維床收集介質(zhì)條帶37和內(nèi)篩網(wǎng)27之間的排出層41 (圖3)接納來自纖維床收集介質(zhì)條帶的液體和潤濕的或溶解的可溶性固體并將它們輸送至纖維床35的底部以通過排出管25A內(nèi)的通道25C排出到箱體3內(nèi)(圖1)。排出層41覆蓋內(nèi)篩網(wǎng)27的整個外表面。任何排放自由同時也允許氣體穿過的適當(dāng)材料都可用于排出層41。在所示實施例中，排出層41可類似于在共同申請的U.S.專利N0.4，086，070和N0.4，249，918所公開的排出層，這些專利文件的公開內(nèi)容結(jié)合于此作為參考。外篩網(wǎng)29施加在位于內(nèi)篩網(wǎng)27上的纏繞纖維床收集介質(zhì)條帶37上，并且壓緊該纏繞物以密封纖維床收集介質(zhì)條帶的相鄰的交迭繞圈39之間的接合部，如圖3所示。內(nèi)篩網(wǎng)27和外篩網(wǎng)29的每一個都通過在彼此交迭處連接在一起的豎直絲(分別為45和49)和水平絲(分別為47和51)的陣列形成。內(nèi)篩網(wǎng)27的水平絲47位于內(nèi)篩網(wǎng)的豎直絲45的外側(cè)。外篩網(wǎng)29的水平絲51位于外篩網(wǎng)的豎直絲49的內(nèi)側(cè)。內(nèi)篩網(wǎng)27和外篩網(wǎng)29的水平絲的位置構(gòu)造成這樣，使得當(dāng)內(nèi)和外篩網(wǎng)設(shè)置在纖維床組件19內(nèi)時，內(nèi)篩網(wǎng)的水平絲47在豎直方向上與外篩網(wǎng)的水平絲51偏離。因此水平絲47、51不會形成可能降低纖維床35的功能的扭點(diǎn)(pinch point)。水平絲47、51的交錯布置使得纖維床35成為略微波狀的構(gòu)型，該構(gòu)型作用為夾緊纖維床并將其穩(wěn)固地保持就位，特別是防止纖維床的軸向運(yùn)動。圖3示出纖維床35處在其位于內(nèi)篩網(wǎng)27和外篩網(wǎng)29之間的實際狀態(tài)。外篩網(wǎng)29將纖維床35壓靠在內(nèi)篩網(wǎng)27上以穩(wěn)定纖維床并在纖維床收集介質(zhì)條帶37的相鄰繞圈39之間產(chǎn)生密封。其它類似的示圖(圖7-11)示意性地示出纖維床(示出為在被外篩網(wǎng)29壓緊之前的狀態(tài))。纖維床收集介質(zhì)條帶37優(yōu)選地具有包括內(nèi)層57、外層59和夾在內(nèi)、外層之間的中間層61的復(fù)合結(jié)構(gòu)(圖5A)。內(nèi)層57和外層59由具有良好強(qiáng)度性能的纖維材料形成，但在從氣流中去除懸浮微粒和/或潤濕的可溶性固體方面不太有效。中間層61也由纖維材料形成，該纖維材料可高效地從氣流中去除懸浮微粒和/或潤濕的可溶性固體，但強(qiáng)度比內(nèi)層57和外層59差。例如，內(nèi)、外層可為針刺的，而中間層61為非針刺的。因而，中間層61不具有任何非連續(xù)性(例如可由針刺造成)，非連續(xù)性可為氣流提供流動路徑以繞開層中的纖維。內(nèi)層57和外層59可由任何適當(dāng)?shù)睦w維材料制成，例如在本國可得到的來自科羅拉多州的丹佛的Johns Manville公司的ECOMAT 300針刺非織造玻璃纖維墊/纖維層。也可采用其它材料，例如可從Johns Manville得到的ECOMAT 180稀松的增強(qiáng)玻璃纖維墊。ECOMAT 180墊比ECOMAT 300墊更薄以得到更緊湊的纖維床35。中間材料可以例如是JMB015玻璃纖維墊，也可從Johns Manville得到。JMB015墊是非織造的、熔噴的玻璃纖維棉絮(batting)。根據(jù)特定的應(yīng)用，中間層可由多個玻璃纖維墊形成。纖維床收集介質(zhì)條帶37的內(nèi)層57和外層59中的纖維可具有例如大約6至8微米或更大的平均直徑。中間層內(nèi)的纖維優(yōu)選更小，例如平均直徑為大約5微米或更小。更優(yōu)選地，中間層61內(nèi)的纖維的平均直徑為大約4微米或更小。但是，應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，也可使中間層61內(nèi)的纖維的平均直徑與形成內(nèi)層57和外層59的纖維的平均直徑相等或更大。優(yōu)選地，所用纖維是化學(xué)上不粘合的長纖維(例如，0.25-6英寸或0.6-15cm)。而是，纖維在安裝于除霧器上時充分地纏結(jié)或固定以形成穩(wěn)定的床。纖維在處理狀態(tài)下應(yīng)當(dāng)耐用并優(yōu)選在化學(xué)上不粘合在一起。在某些高腐蝕性如氣流包含硫酸的環(huán)境中，玻璃纖維比較理想。但是，纖維可為適于特定用途的聚合材料或其它材料。當(dāng)用在化學(xué)相容的處理中時，中間層61的纖維可被處理成使得它們不會被氣流中的懸浮微粒所潤濕。內(nèi)層57和外層59也可被處理成不會被懸浮微粒所潤濕。內(nèi)層57、外層59和中間層61的抗?jié)櫇裉幚硗ㄟ^在懸浮微粒(和潤濕或溶解的可溶性固體)一旦從氣流中去除就防止這些層持有懸浮微粒而進(jìn)一步促進(jìn)懸浮微粒從氣流中的移除。排出層41優(yōu)選地形成為或處理成可潤濕的。在另一個實施例中(未示出)，中間層61由具有較大直徑的較長纖維形成，而較短、直徑較小的纖維散布在較大的纖維中。例如，較小纖維可能具有大約3微米或更小的平均直徑。在一個例子中，較小纖維的平均直徑在約0.01至3微米之間。較小纖維被認(rèn)為有助于使較大纖維保持分開以便即使在受壓時也可維持中間層61內(nèi)的空隙空間。如圖5A所示，內(nèi)層57和外層59沿內(nèi)和外層的相對的縱向邊緣通過縫線65連接在一起?？p線65也在縱向邊緣延伸穿過中間層61。在所示實施例中,縫線65用涂有聚四氟乙烯的線形成以抵抗氣流中的腐蝕性懸浮微粒，但是也可使用其它材料。此外，在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可使用其它使內(nèi)層57、外層59和中間層61連接在一起的方法。例如，所述層可通過用釘釘(stapling)、熱熔合和膠合或其它適當(dāng)方式(未示出)來連接。此外,在本發(fā)明的范圍內(nèi)可存在僅沿一個縱向邊緣的縫線或其它互連方式。還可想到，內(nèi)層、外層和中間層可如圖5A所示被設(shè)置，但在層之間沒有任何固定連接。此外，可通過在針刺的或其它增強(qiáng)材料的層(例如，類似于外或內(nèi)層)上根據(jù)中間層從氣流中去除懸浮微粒和/或潤濕的可溶性固體的能力直接鋪設(shè)形成中間層等價物的纖維而形成纖維床收集介質(zhì)(未示出)。例如，直接鋪設(shè)在增強(qiáng)層的玻璃纖維上的玻璃熔噴纖維可與增強(qiáng)層熔合以便永久性地由增強(qiáng)層粘附和支承。這樣，內(nèi)層或外層在纖維床收集介質(zhì)條帶中都不是必需存在的。在收集介質(zhì)條帶的另一種形式中(未示出)，內(nèi)和外層中的至少一個可用玻璃纖維稀松織物(glassscrim)來代替。圖5B和5C示出纖維床收集介質(zhì)條帶構(gòu)造的兩個可能的變型，整體分別用37’和37"表示。纖維床收集介質(zhì)條帶37’包括位于介質(zhì)的內(nèi)層57’和外層59’之間的排出層41’。更具體地，排出層41’位于中間層61'與內(nèi)層57’之間以用于順流除霧器。纖維床收集介質(zhì)條帶37’在使用時可帶有或不帶有覆蓋內(nèi)篩網(wǎng)27的另一個排出層(未示出)。圖5C所示的纖維床收集介質(zhì)條帶的第二個變型37"可具有與圖5A或5B所示的纖維床收集介質(zhì)37、37’相同的構(gòu)造。在圖5C中，收集介質(zhì)條帶37"被壓褶以增加收集介質(zhì)的表面積。成形的絲篩網(wǎng)40"用于將介質(zhì)37"保持為打褶構(gòu)型。 在所示實施例中，對于不同的應(yīng)用和不同的可接受效率，纖維床收集介質(zhì)條帶37的厚度可以不同。但是，在采用ECOMAT 300墊和三個JMB005墊的一個實施例中，纖維床收集介質(zhì)條帶37具有大約為I英寸(3cm)的未壓縮厚度。當(dāng)在內(nèi)篩網(wǎng)27和外篩網(wǎng)29之間被壓緊時厚度約為0.5英寸(lcm)。在采用ECOMAT 180墊和單個JM B005墊的另一個實施例中，纖維床收集介質(zhì)條帶具有大約為0.5英寸(Icm)的未壓縮厚度。當(dāng)在內(nèi)篩網(wǎng)27和外篩網(wǎng)29之間被壓緊時厚度約為0.25英寸(0.6cm)。對于6英尺(1.8m)的纖維床35的高度以及0.5英寸(Icm)的壓縮纖維床厚度而言，內(nèi)篩網(wǎng)27的直徑可設(shè)定為使纖維床35與玻璃纖維無捻紗床相比具有更大的總流動面積，盡管纖維床組件19被接納在其中的封套沒有改變。更大的流動面積增加了纖維床組件19的容量卻沒有增加其總體尺寸。如前所述，通過從篩網(wǎng)的一端至另一端螺旋式地纏繞條帶將纖維床收集介質(zhì)條帶37施加在內(nèi)篩網(wǎng)27上。非螺旋端部處理(例如，附加部分36和/或圓柱形粗紗)也優(yōu)選地與螺旋纏繞結(jié)合使用。纖維床收集介質(zhì)條帶37纏繞成使螺旋的每個繞圈39都與前一個繞圈交迭。從圖3可看出，在纏繞中每個下繞圈39的一部分與緊挨著其上的繞圈交迭。在所示實施例中，纖維床收集介質(zhì)條帶37的寬度約為18英寸(46cm)，但也可采用其它寬度(例如24英寸或61cm)——包括與內(nèi)篩網(wǎng)27的高度相同的寬度——而不會脫離本發(fā)明的范圍。這樣，纖維床收集介質(zhì)條帶將不纏繞成螺旋狀，而是形成為管以配合在篩網(wǎng)上。在如所示實施例中那樣使用較窄的纖維床收集介質(zhì)條帶和螺旋式纏繞時，每個繞圈39與之前的繞圈交迭約2至6英寸(6至15cm),更優(yōu)選為大約2至3英寸(6至8cm)。交迭被選擇為使得具有充分的表面接觸以阻止氣體從繞圈39之間流過而不通過纖維床材料(S卩，“氣體繞行”)。交迭的精確距離可不同于本文所述而不會脫離本發(fā)明的范圍。還可以想到不采用交迭。在圖3中為簡化圖示，纖維床收集介質(zhì)條帶37示意性地示出為單一部件。但是，纖維床收集介質(zhì)條帶優(yōu)選具有如圖5所示的復(fù)合構(gòu)型。此外，可使用多個條帶(未示出)以形成螺旋式纏繞。在圖6A所示的纖維床收集介質(zhì)條帶37的一種形式中，在該元件的外層59上用虛線69標(biāo)記以示出當(dāng)將該元件螺旋纏繞在內(nèi)篩網(wǎng)27上時在何處安置相鄰繞圈39的邊緣。線69的存在使得可用較不熟練的勞動力來使用纖維床收集介質(zhì)條帶37形成纖維床35。例如當(dāng)需要更換纖維床35時，不必將纖維床組件19送到遠(yuǎn)處的設(shè)備進(jìn)行整修并且在第一個纖維床組件整修期間可能無需準(zhǔn)備安裝第二個纖維床組件。纖維床收集介質(zhì)條帶37的纏繞能在對纖維床收集介質(zhì)條帶施加很小的張力或無張力的情況下進(jìn)行。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在纖維床收集介質(zhì)條帶內(nèi)沒有任何顯著張力的情況下，交迭與內(nèi)、篩網(wǎng)27和外篩網(wǎng)29施加在纖維床35上的壓力的結(jié)合足以在纖維床收集介質(zhì)條帶37的相鄰繞圈之間形成密封。盡管在圖6A中示出虛線69，但在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可使用實線或其它足以示出纖維床收集介質(zhì)條帶37的相鄰繞圈39之間的交迭量的標(biāo)記。再參照圖3，纖維床收集介質(zhì)條帶37被纏繞成該元件的每個繞圈39都與緊挨其上的繞圈交迭，上繞圈的底緣與下繞圈的材料隔開并暴露于直接抵靠在內(nèi)篩網(wǎng)27上的排出層41。纖維床收集介質(zhì)條帶37的上繞圈39的暴露的底緣限定一排出懸垂部71，該懸垂部允許液體從上繞圈39流出并無阻塞地直接轉(zhuǎn)移到排出層41。應(yīng)當(dāng)理解，重力使得從氣流中去除的液體在纖維床收集介質(zhì)條帶37內(nèi)朝每個繞圈39的底部移動。如果纖維床的收集材料形成為單件式的，或者如果纏繞的纖維床收集介質(zhì)條帶的每個繞圈的底緣與緊挨其下的繞圈的頂緣對準(zhǔn)，則液體將完全在纖維床收集介質(zhì)條帶的材料內(nèi)朝纖維床的底部向下流動。結(jié)果，液體將易于在纖維床的底部積聚在纖維床收集介質(zhì)條帶的繞圈內(nèi)，這是因為纖維床收集介質(zhì)條帶不會輕易釋放液體。積聚的液體對通過纖維床的氣流形成阻礙，使得并非纖維床的所有部分都具有大致相同的壓降(即對于氣體流過纖維床的阻力)，從而減小了纖維床的有效使用面積并由此降低纖維床組件的容量。但是，本發(fā)明的排出懸垂部71允許液體從纖維床收集介質(zhì)條帶37的一個繞圈39直接流向排出層41而不是流入纖維床收集介質(zhì)條帶的下一個繞圈。在排出層41內(nèi)，液體更容易流動,從而纖維床收集介質(zhì)條帶37的每個繞圈39都不易于比其它繞圈積聚多得多的液體，并且纖維床35上的壓降從上到下基本—致。在圖7中以類似于圖3的局部剖視圖的形式示意性地示出用于逆流除霧器的第一變型纖維床135。變型的纖維床135的重新構(gòu)造的部件與纖維床35的相應(yīng)部件具有相同的附圖標(biāo)記，不過要加上“100”。如前所述，在逆流除霧器中，氣流從內(nèi)篩網(wǎng)27之內(nèi)沿徑向向外通過纖維床135而流過外篩網(wǎng)29。纖維床135的構(gòu)造除所指出的以外都類似于標(biāo)準(zhǔn)(氣)流除霧器I的纖維床35 (如圖3所示)。排出層141靠置在外篩網(wǎng)29的內(nèi)側(cè)而不是靠置在內(nèi)篩網(wǎng)27上。纖維床收集介質(zhì)條帶137如前所述地螺旋纏繞，但是纏繞如此進(jìn)行，使得每個繞圈139與緊挨其下的繞圈交迭，形成直接暴露于外篩網(wǎng)29上的排出層141的排出懸垂部171。排出懸垂部171的運(yùn)作和優(yōu)點(diǎn)與用于標(biāo)準(zhǔn)流除霧器I的排出懸垂部71相同。在圖8中示意性示出的標(biāo)準(zhǔn)流纖維床的第二變型在構(gòu)造上大致類似于圖3所示的纖維床組件19。變型的纖維床235的重新構(gòu)造的部件與纖維床35的相應(yīng)部件具有相同的附圖標(biāo)記，不過要加上“200”。除了類似于排出層41的主排出層241之外，排出條帶242(從廣義上說為“中間排出層”)與纖維床收集介質(zhì)條帶237 —起螺旋地纏繞，使得這些排出條帶設(shè)置在纖維床收集介質(zhì)條帶的相鄰繞圈239之間的交迭處。排出條帶242的材料可與主排出層241相同。排出條帶242從交迭處向外延伸并靠在幾乎延伸纖維床235的整個高度的排出層241上。這樣，排出條帶242在由纖維床收集介質(zhì)條帶237的上繞圈239的底緣形成的排出懸垂部271之下延伸并介于排出懸垂部與纖維床收集介質(zhì)條帶的下一個下繞圈之間的各處。在排出懸垂部271處從上繞圈239排出的直線下落的液體碰到排出條帶242上并在排出條帶內(nèi)輸送至排出層241。通過在纖維床收集介質(zhì)條帶的相鄰繞圈239之間提供屏障(即排出條帶242)而防止液體從一個繞圈轉(zhuǎn)移至下一個繞圈，排出條帶242增強(qiáng)了纖維床235的使被纖維床收集介質(zhì)條帶237捕集的液體移至排出層241的能力。排出條帶242可與纖維床收集介質(zhì)條帶237 —起纏繞在內(nèi)篩網(wǎng)27上以制造如圖8所示的纖維床。排出條帶242可形成為單個連續(xù)的條帶(如所示)或形成為多個較短的條帶(未示出)。圖9示出纖維床的第三變型335，其中三個纖維床介質(zhì)337彼此疊置且它們的縱向邊緣大致對準(zhǔn)，隨后螺旋地纏繞在內(nèi)篩網(wǎng)27上。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，設(shè)置成堆疊的纖維床介質(zhì)的數(shù)量可以不是三個。變型的纖維床335的重新構(gòu)造的部件與纖維床35的相應(yīng)部件具有相同的附圖標(biāo)記，不過要加上“300”?？墒褂门c單層纖維床收集介質(zhì)條帶37相同的方式將疊置的纖維床介質(zhì)337纏繞在內(nèi)篩網(wǎng)27上。纖維床收集介質(zhì)條帶337可具有與圖5所示的纖維床收集介質(zhì)條帶37相同的構(gòu)造，或適于從氣流中去除懸浮微粒和/或潤濕的可溶性固體的其它構(gòu)造。纖維床的第四變型435如圖10所示，包括在內(nèi)篩網(wǎng)27上的彼此層疊的兩個螺旋纏繞的纏繞部。變型的纖維床435的重新構(gòu)造的部件與纖維床35的相應(yīng)部件具有相同的附圖標(biāo)記，不過要加上“400”。每個纏繞部分別由其自身的纖維床收集介質(zhì)條帶437’、437’’形成。不像圖9的纖維床335那樣，纖維床收集介質(zhì)條帶437’、437’’不是在單一操作中彼此層疊或纏繞。第一纏繞部能以與圖3的纖維床相同的方式形成。纖維床收集介質(zhì)條帶437’疊置在內(nèi)篩網(wǎng)27上的排出層441上。第二纏繞部通過將纖維床收集介質(zhì)條帶437’’纏繞在纏繞的纖維床收集介質(zhì)條帶437’的徑向外表面上而形成。應(yīng)當(dāng)理解，纏繞部的數(shù)量可大于2而不會脫離本發(fā)明的范圍。此外，可在纏繞部之間設(shè)置另一個排出層(未示出)。圖9和圖10的層疊纖維床構(gòu)造的一個優(yōu)點(diǎn)在于，用于不同應(yīng)用的纖維床可用相同的基本材料(例如，纖維床收集介質(zhì)條帶37)形成。層數(shù)的選擇可適應(yīng)要執(zhí)行特定功能的纖維床的構(gòu)造。纖維床的第五變型535如圖11所示。纖維床535與纖維床35的對應(yīng)部件具有相同的附圖標(biāo)記，不過要加上“500”。纖維床535在螺旋纏繞的纖維床收集介質(zhì)條帶537的相鄰繞圈539交迭的接縫處構(gòu)造有附加材料。已認(rèn)為如果產(chǎn)生氣體繞行，則這些交迭的接縫處是最容易發(fā)生的部位。因此，由玻璃纖維或其它適當(dāng)材料制成的多股粗紗540在接縫處纏繞在螺旋纏繞的纖維床收集介質(zhì)條帶537的徑向外表面上以進(jìn)一步在接縫處密封纖維床535。還可將粗紗540纏繞在內(nèi)篩網(wǎng)27和纏繞在內(nèi)篩網(wǎng)上的纖維床收集介質(zhì)條帶537上，使得交迭的接縫與粗紗的纏繞帶對準(zhǔn)。另一個可能的選擇是在接縫上施用填縫物(未示出)或其它適當(dāng)?shù)拿芊鈩?。?yōu)選地，任何這種密封結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)盡可能少地阻礙氣體流過纖維床535。本發(fā)明的纖維床收集介質(zhì)條帶37可用于工作場地并且可包裝成適于運(yùn)輸?shù)焦ぷ鲌龅匾约坝迷诠ぷ鲌龅氐男问?。如圖12所示，例如如圖3所示地形成的纖維床收集介質(zhì)條帶37可纏繞在軸桿75上形成卷狀物(整體表示為77)以用于運(yùn)輸。當(dāng)需要時，纖維床收集介質(zhì)條帶37可從卷狀物77上釋放以纏繞在纖維床組件19的內(nèi)篩網(wǎng)27上。圖13所示的另一種形式具有單片纖維床材料(整體表示為81)，其包含并排設(shè)置并連接在一起的多個(6個)纖維床收集介質(zhì)條帶37A-37F。纖維床材料可包裹在整體用83表示的卷狀物上。纖維床材料可由與內(nèi)層57類似但延伸纖維床材料81的整個寬度的內(nèi)層、與外層59類似但延伸材料片81的整個寬度的外層以及與中間層61類似但延伸材料片的整個寬度的中間層形成。在與內(nèi)和外層組裝前，中間層也可被分離為幾個部分。通過縫紉或其它適當(dāng)手段形成的縫線65A-65F可沿各個纖維床收集介質(zhì)條帶37A-37F的邊緣形成以使各個元件的組成部分(即，內(nèi)層部分、外層部分和中間層部分)成為整體。但是能想到也可省略縫線65A-65F。相鄰纖維床收集介質(zhì)37A-37F之間的穿孔線85形成了易斷裂部分,使得連接在一起的條帶37A-37F可被撕開以單獨(dú)使用。也可采用其它削弱相鄰條帶37A-37F之間的連接的方式。此外，在纖維床材料中也可不預(yù)先形成削弱線。而是可使用切割工具(未示出)在需要時分離纖維床收集介質(zhì)。但是，優(yōu)選在運(yùn)輸?shù)焦ぷ鲌龅厍熬痛_定每個纖維床收集介質(zhì)的寬度。對根據(jù)本發(fā)明的原理所構(gòu)造的纖維床組件19的樣品進(jìn)行測試，并將其性能與現(xiàn)有的纖維床組件進(jìn)行比較。對于現(xiàn)有的纖維床組件的測試結(jié)果如圖14A列表所示，而對于纖維床組件19的樣品的測試結(jié)果如圖14B列表所示。現(xiàn)有的纖維床組件為玻璃纖維無捻紗包裹的纖維床組件，可從密蘇里州的圣路易斯的Monsanto Enviro-Chem Systems公司獲得。玻璃纖維無捻紗纖維床組件通過在圓筒形篩網(wǎng)上纏繞纖維粗紗而形成。纖維床組件19的樣品通過在內(nèi)篩網(wǎng)27上纏繞纖維床收集介質(zhì)條帶而形成，以制造大致如圖7所示的纖維床135(即，用于逆流)。除了中間層由3個分層設(shè)置的JM B005墊形成并且內(nèi)和外層通過用釘釘而非縫合連接在一起之外，所測試的纖維床收集介質(zhì)條帶具有如圖5所示的構(gòu)造。內(nèi)和外層為ECOMAT 300纖維墊，如上面所示的實施例所述。纏繞中的纖維床收集介質(zhì)條帶的相鄰繞圈39之間的交迭約為2英寸(6cm)。類似于圖7中的排出層使用兩個纖維墊形成。纖維床收集介質(zhì)條帶寬18英寸(46cm),長35英尺(10.7m)。纖維床35的外徑為23.2英寸(58.9cm),內(nèi)徑為22英寸(56cm)，受壓纖維床厚度(包括排出層)為0.6英寸(1.5cm)并且纖維床的高度為6英尺(1.8m)。纖維床面積為34.5ft2 (3.21m2),纖維床的容積為1.8ft3(0.05m3)。用在收集介質(zhì)條帶37中的纖維總質(zhì)量為10.9磅(5.0kg)，其體積約為1.5ft3 (0.04m3)。收集介質(zhì)條帶的總密度為7.41b/ft3 (118.5kg/m3)。所有的數(shù)據(jù)都考慮了纖維床中的交迭面積。由ECOMAT 300墊形成的纖維床收集介質(zhì)條帶的內(nèi)和外層也是長35英尺(10.6m)，寬18英寸(46cm)。兩個層的受壓厚度加在一起為0.25英寸(0.6cm)。層的總體纖維床面積為42.5ft2 (3.95m2)并且層的組合體積約為0.8ft3。內(nèi)和外層的平均纖維直徑為10.4微米。所用纖維的總質(zhì)量為5.0lb (2.3kg)并且內(nèi)、外層的總密度為6.81b/ft3 (108.9kg/m3)。由JM B005墊形成的中間層也是長35英尺(10.7m)，寬18英寸(46cm)。中間層的受壓厚度為0.25英寸(0.8cm)。中間層的纖維床面積為42.5ft2 (3.95m2)并且體積約為0.8ft3(0.02m3)。所用纖維的總質(zhì)量為5.91b (2.67kg)并且纖維床中間層的密度為7.91b/ft3(126.5kg/m3)。參照圖14A和14B中的表格，對兩個纖維床組件中的每一個都在四種不同條件下進(jìn)行了測試:低速/低負(fù)載(LVLL);低速/高負(fù)載(LVHL);高速/低負(fù)載(HVLL);以及高速/高負(fù)載(HVHL)。對于組件19的樣品的額外測試在超高速和低負(fù)載(HHVLL)的條件下進(jìn)行。第I個數(shù)據(jù)欄是氣流中懸浮微粒(即聚α烯烴合成油霧)的量(或負(fù)載)的測量值。第2和第3欄示出氣流的速率和纖維床35的單位長度(高度)上氣體的體積流量。第4到第7欄包括與由纖維床35提供的對氣流的阻力有關(guān)的數(shù)據(jù)。第4欄示出纖維床35上的壓降。第5和第6欄示出流阻(Co)，即當(dāng)纖維床35不含有液體時(第5欄)和當(dāng)纖維床含有從氣流中捕集的液體時(第6欄)壓降與氣流速率的比率。第7欄(W/D)為濕流阻與干流阻的比率。第8欄到第12欄示出纖維床35移除所示尺寸(以微米計)的顆粒的效率。最后一欄示出纖維床35移除所有尺寸的顆粒的總體效率。使用用于重量分析地測定顆粒側(cè)分布和氣流中載有的懸浮微粒的Anderson Mark IV階式碰撞采樣器來獲得數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)顯示，對于相同的氣流流量和懸浮微粒裝載條件，根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的纖維床135對氣體流過纖維床的阻力較小，卻獲得了相同或更好的顆粒移除效率。在低速和低負(fù)載的條件下差異尤其顯著。在低速/低負(fù)載(LVLL)的條件下，對于樣品纖維床35而言，在濕和干的條件下流阻都低于玻璃纖維無捻紗纖維床。但是，顆粒移除效率對于所測定的各種顆粒尺寸以及總體上而言都更高。對于非常大和非常小的顆粒而言效率提高得尤為明顯。在高速/低負(fù)載(HVLL)的條件下對于樣品纖維床35和玻璃纖維無捻紗纖維床之間的比較也得到類似的結(jié)果?？梢钥闯鰧τ谒械臏y量條件，在整個顆粒尺寸的范圍內(nèi)都一致地保持很高的顆粒移除效率?，F(xiàn)在參照圖15，示出本發(fā)明的纖維床35在不同條件、不同床厚度下的性能。壓縮厚度在0.6英寸(1.5cm)的纖維床的效率的數(shù)據(jù)用于計算其它厚度的纖維床的結(jié)果。第一種條件是低速和低負(fù)載(LVLL)?？梢钥闯鰵饬魉俾屎蛻腋∥⒘Ｘ?fù)載相同，分別為23.4ft/min (7.lm/min)和1.8mg/ft3 (64mg/m3)。可以看出對于氣流中尺寸為0.3微米或更大的顆粒的收集效率接近100%直至纖維床厚度跌至0.3英寸(0.8cm)。在很多應(yīng)用中，較低的效率是可以接受的。盡管在厚度為0.3英寸(0.8cm)時效率下降，但對于實際應(yīng)用來說該效率已經(jīng)足夠高了。第二組條件是低速但高負(fù)載(LVHL)。速率與LVLL相同，但要去除的霧增至47.4mg/ft3 (I, 674mg/m3)。厚度在0.6英寸(1.5cm)至1.2英寸(3.0cm)之間的纖維床對于0.3微米顆粒的收集效率保持得很高。厚度為0.3英寸(0.8cm)的纖維床的效率比在LVLL條件下下降得稍多一點(diǎn)。第三組條件是高速但低負(fù)載。在低負(fù)載條件下對所有厚度而言仍然工作良好。對于所有床厚度都基本上100%地收集0.3微米的顆粒。圖15中的表格示出收集0.2微米顆粒的數(shù)據(jù)，從而可觀察到效率的某些變化。第四組條件為高速高負(fù)載。同樣，在較高負(fù)載下可看到不同厚度的纖維床之間在收集效率上的較大差異。但是，效率仍然保持在具有商業(yè)應(yīng)用價值的水平內(nèi)。最后，第五組條件為超高速低負(fù)載。即使在非常高速的條件下本發(fā)明的纖維床也能從氣流中提取出大量的懸浮微粒。本發(fā)明的纖維床和纖維床收集介質(zhì)條帶具有多個優(yōu)點(diǎn)。其在低負(fù)載和低氣流速率下具有高效率，在纖維床上的壓降很小。在厚度可能為被測試厚度的兩倍(例如1.2英寸或3cm的壓縮厚度)時，可實現(xiàn)在HEPA范圍內(nèi)的收集效率(在5英寸H2O或1.25kPa的壓降下為99.997%)。此外，這些數(shù)據(jù)支持在高氣流速率下使用收集介質(zhì)條帶。綜上所述，可以看出本發(fā)明的多個目的得以實現(xiàn)并獲得了其它的有利結(jié)果。在介紹本發(fā)明或其不同變型、實施例或方面的元件時，冠詞“一(a)”、“一(an)”、“這個/那個(the)”以及“所述”都意味著存在一個或多個元件。術(shù)語“包含(comprising)”、“包括(including)”和“具有(having)”是指包括在內(nèi)的并意味著可能存在除所列出的元件之外的其它元件。指示特定取向的術(shù)語(如“頂”、“底”、“側(cè)”等)的使用只是為了便于說明而沒有要求所述物件具有特定的取向。由于可根據(jù)上述內(nèi)容作出多種改變而不會脫離本發(fā)明的范圍，所以包含在上述說明中和示出在附圖中的所有內(nèi)容都應(yīng)當(dāng)解釋為例示性而非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種用于從移動氣流中移除懸浮微粒和/或潤濕的可溶性固體的纖維床除霧器的纖維床組件，該纖維床組件包括: 纖維床支承件，該纖維床支承件具有限定上游空間和下游空間的壁，該壁在其自身內(nèi)包括開口以允許所述氣流從所述上游空間基本自由地穿過所述壁移動至所述下游空間； 纖維床，該纖維床由所述纖維床支承件支承并基本覆蓋所述壁開口，使得所述氣流穿過所述纖維床從所述上游空間移動至所述下游空間，所述纖維床包括復(fù)合纖維床收集介質(zhì)條帶，該條帶包括: 外層，該外層包括構(gòu)造成向所述復(fù)合纖維床收集介質(zhì)條帶提供結(jié)構(gòu)完整性的纖維墊， 內(nèi)層，該內(nèi)層包括構(gòu)造成向所述復(fù)合纖維床收集介質(zhì)條帶提供結(jié)構(gòu)完整性的纖維墊，以及 中間層，該中間層比所述內(nèi)層和外層更有效地從所述移動氣流中移除懸浮微粒，該中間層夾在所述外層和所述內(nèi)層之間，該中間層為非針刺的； 其中，所述外層和內(nèi)層至少在所述外層和內(nèi)層的縱向邊緣之一被連接在一起。
2.如權(quán)利要求1所述 的纖維床組件，其特征在于，所述復(fù)合纖維床收集介質(zhì)條帶的寬度小于所述纖維床支承件的壁的高度，所述復(fù)合纖維床收集介質(zhì)條帶以多個繞圈纏繞在所述纖維床支承件上，至少一些繞圈沿螺旋形路徑延伸。
3.如權(quán)利要求2所述的纖維床組件，其特征在于，所述復(fù)合纖維床收集介質(zhì)條帶的至少一些繞圈與所述繞圈的相鄰繞圈交迭。
4.如權(quán)利要求3所述的纖維床組件，其特征在于，所述復(fù)合纖維床收集介質(zhì)條帶的相鄰繞圈交迭成在相鄰繞圈交迭的部位形成排出懸垂部，從而允許所述復(fù)合纖維床收集介質(zhì)條帶的繞圈的底緣從該繞圈排出液體。
5.如權(quán)利要求4所述的纖維床組件，其特征在于，還包括設(shè)置在所述復(fù)合纖維床收集介質(zhì)條帶的相鄰繞圈之間并大致在所述懸垂部下方伸出的排出材料層。
6.如權(quán)利要求5所述的纖維床組件，其特征在于，還包括設(shè)置成與所述排出層的從所述復(fù)合纖維床收集介質(zhì)條帶的相鄰繞圈之間伸出的部分大致相對以接納要從所述相鄰繞圈之間的排出層排出的被捕集液體和可溶性固體的主排出材料層。
7.如權(quán)利要求3所述的纖維床組件，其特征在于，所述纖維床收集介質(zhì)條帶的相鄰繞圈的交迭足以防止氣體在所述交迭的位置繞過所述纖維床。
8.如權(quán)利要求7所述的纖維床組件，其特征在于，所述纖維床收集介質(zhì)條帶的交迭的相鄰繞圈具有在5cm至15cm之間的交迭。
9.如權(quán)利要求7所述的纖維床組件，其特征在于，所述纖維床收集介質(zhì)條帶的交迭的相鄰繞圈具有在5cm至8cm之間的交迭。
10.如權(quán)利要求3所述的纖維床組件，其特征在于，所述外層在其上具有用于使所述復(fù)合纖維床收集介質(zhì)條帶的一個繞圈的復(fù)合纖維床收集介質(zhì)條帶縱向邊緣與所述復(fù)合纖維床收集介質(zhì)條帶的前一個繞圈對準(zhǔn)的標(biāo)記。
11.如權(quán)利要求3所述的纖維床組件，其特征在于，所述纖維床收集介質(zhì)條帶構(gòu)成第一纖維床收集介質(zhì)條帶，所述纖維床還包括疊置在所述第一纖維床收集介質(zhì)條帶上的第二纖維床收集介質(zhì)條帶。
12.如權(quán)利要求11所述的纖維床組件，其特征在于，所述第一和第二纖維床介質(zhì)條帶具有基本上相互對準(zhǔn)的縱向邊緣。
13.如權(quán)利要求1所述的纖維床組件，其特征在于，所述復(fù)合纖維床收集介質(zhì)條帶的壓縮厚度小于或等于1.5cm。
14.如權(quán)利要求1所述的纖維床組件，其特征在于，所述外層和內(nèi)層都包括平均直徑為6微米或更大的纖維，所述中間層包括平均直徑為5微米或更小的纖維。
15.如權(quán)利要求14所述的纖維床組件，其特征在于，所述中間層的纖維的平均直徑為4微米或更小。
16.如權(quán)利要求14所述的纖維床組件，其特征在于，所述外層、內(nèi)層和中間層的纖維由玻璃制成，并且所述內(nèi)層和外層的纖維為針刺的。
17.如權(quán)利要求1所述的纖維床組件，其特征在于，所述纖維床還包括排出層。
18.如權(quán)利要求17所述的纖維床組件，其特征在于，所述排出層夾在所述內(nèi)層和所述外層之間。
19.如權(quán)利要求18所述的 纖維床組件，其特征在于，所述外層、內(nèi)層和中間層的纖維對于被所述氣流中的懸浮微粒潤濕的抵抗力比所述排出層的纖維更強(qiáng)。
20.如權(quán)利要求1所述的纖維床組件，其特征在于，所述外層和內(nèi)層的縱向邊緣通過縫紉、用釘釘、熱熔合和膠合中的至少一種連接在一起。
全文摘要
一種纖維床除霧器，具有由包括非針刺的收集層的復(fù)合纖維床收集介質(zhì)條帶形成的纖維床。該纖維床可制造得非常薄，同時保持從穿過纖維床的氣流中去除懸浮微粒的高效率。所述纖維床收集介質(zhì)條帶通過將元件螺旋地纏繞在除霧器上而施加在除霧器上。所述纖維床收集介質(zhì)條帶自身可交迭以在纖維元件自身交迭的位置處進(jìn)行密封。所述纖維床收集介質(zhì)條帶能以不同方式應(yīng)用于工作場地以用于制造纖維床除霧器。
文檔編號B01D46/24GK103100273SQ20121052831
公開日2013年5月15日 申請日期2006年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月7日
發(fā)明者S·A·齊博德, D·E·阿茲維爾, F·L·穆勒, J·S·梅茨, P·L·埃曼斯 申請人:Mecs公司