CN1988947B - 制造用于气/油分离器中介质的方法 - Google Patents

Abstract

本发明披露了一种用于制备介质结构的技术，所述介质结构具有由水基树脂***提供的树脂。所述介质一般包括构造为无纺基体的纤维。本发明提供了优选的树脂结构，和树脂应用、干燥和凝固的条件。本发明还描述了包含介质的装置，其中所述装置包括根据优选实施例制备的介质。

Description

制造用于气/油分离器中介质的方法

对相关申请的交叉引用

本申请及其一些修改和增加包括申请日为2004年6月4日的美国临时申请60/577,067的公开内容。60/577,067的公开内容在此被结合入本文。另外，本申请以适当的程度要求申请60/577,067的优先权。

技术领域

本发明涉及可用于气/油分离器的介质，例如，凝结级，排放级或两者。具体地讲，本发明涉及由纤维的含水泥浆形成的这种介质，使用水基树脂***在纤维之间提供粘合。本发明还涉及包括这种介质的气/油分离器和形成方法。

背景技术

已知各种气/油分离器结构。一些结构被披露在，例如，下述文献中，其中每个下述文献都以全文形式被结合入本文：US 5,605,555；6,093,231；6,136,076；6,485,535；和PCT申请US03/40691，申请日为2003年12月17日。

一般，所述分离器包括介质级，它包括无纺纤维材料。通常所述结构包括凝结级介质和排放级介质。至少凝结级介质有时通过将含水纤维泥浆的纤维应用在心轴上，通过真空抽吸，以形成介质包(成形的介质)的方式而形成。最终，介质包被凝固的树脂浸透。

在很多***里，所述树脂结构来自有机溶剂***，在大多数情况下，为丙酮，甲基异丁基酮(MIBK)，甲醇，异丙醇和/或二价酸酯的各种混合物。一    种通常的工艺包括通过在溶剂中溶解或稀释树脂产生泥浆，以便于树脂容易渗透入介质。浸透是通过将成形的介质浸没在大桶的树脂/溶剂溶液中，例如约5分钟，来完成的。然后将浸透的介质移出并引流，例如长达12小时，以便从介质孔中除去过量的树脂。由于低蒸汽压力，溶剂比树脂凝胶蒸发得快。这使得介质孔的成膜速率减到最小。虽然所述工艺产生了好的最终介质结构，但是所述工艺蒸汽也产生了火，健康和环境问题。

一般，希望改用水基***，以避免在工艺过程中使用有机溶剂。一些这样做的方法披露于，例如，申请日为2003年4月4日的美国临时申请60/460,375，并且该申请被申请日为2004年4月2日提交的PCT申请要求优先权，该PCT申请的标题为“包括树脂粘合剂的含水***中制备的过滤介质(Filter Media Preparedin Aqueous System Including Resin Binder)”，现在以公开号WO04/089509公开。所述临时申请和PCT申请的全部公开内容在此被结合入本文。

希望改进用于浸透工艺的水基***，其中成形的介质被浸在水基树脂***并且被水基树脂***浸透，随后在纤维基中形成粘合剂***。

发明内容

在本文中，描述了用于生成基于纤维的基体的技术，所述纤维基体具有由水基***提供的树脂。所产生的基体可用作气液分离器，例如气/油分离器中的介质级。

所述技术一般涉及：(a)用于所述工艺的优选水基树脂；和(b)用于将树脂结合入基体的优选条件。应用本文所述的优选材料和技术的一个效果是，形成的基体内没有不可接受程度的树脂蠕变或迁移。

对纤维基体内树脂迁移的管理，使之低于不可接受的水平，部分涉及树脂凝固之前，从含水***加载的树脂条件和从树脂***(和树脂凝结)脱水的条件。本文描述了优选的条件和各种树脂。

本文还描述了包括至少一个根据所述技术形成的介质级的气液分离器；和其使用方法。

本文描述了多种技术和条件。不需要满足本文所述的所有条件，以根据本发明改进材料和工艺。

附图说明

图1是根据本发明包括介质级的气/油分离器的俯视平面图。

图2是沿图1中线2-2的示意性截面图。

图3是图2中部分的放大示意性局部图。

具体实施方式

I.确认水基树脂***本文所披露的原理部分涉及在不使用大量有机溶剂的情况下，确认生成可用于气/油分离器装置中纤维介质的优选条件。所确认的优选条件是根据使用某些现有的水基树脂***而得到的，尽管可以使用其它树脂***。所评估的树脂包括下述类型：

A.水基乳胶；

B.水基聚氨酯分散体；

C.水基环氧树脂；

D.水基酚醛树脂。

A.水基乳胶

可用的水基乳胶包括(但不限于)来自下述供应商的下述类型的水基乳胶：

1.Acronal S 888S，S 886和NX 5818，它们是可购于北卡罗来纳州夏洛特(Charlotte，NC)的BASF公司的苯乙烯丙烯酸盐聚合物。

2.Acronal 2348，采用多元醇作为交联剂配制的替代多羧酸溶液，可购于北卡罗来纳州夏洛特(Charlotte，NC)的BASF公司。

3.Acrodur 950L，包含多羟基醇交联剂的改性多羧酸共聚物，来自北卡罗来纳州夏洛特(Charlotte，NC)的BASF公司。

4.Carboset GA 1087，一种苯乙烯丙烯酸共聚物乳剂，来自俄亥俄州克利夫兰(Cleveland，OH)的Noveon公司。

5.Carboset GA 1166，一种丙烯酸分散体，来自俄亥俄州克利夫兰(Cleveland，OH)的Noveon公司。

6.Carbocure TSR-72，一种丙烯酸分散体，来自俄亥俄州克利夫兰(Cleveland，OH)的Noveon公司。

7.PD 2085-A2，一种丙烯酸和氨基甲酸乙酯乳剂的混合物，可购于明尼苏达州圣保罗(St.Paul，MN)的H.B.Fuller公司。

8.PD-8176，一种自交联丙烯酸乳胶，可购于明尼苏达州圣保罗(St.Paul，MN)的H.B.Fuller公司。

9.PD 3808，PD 2045-H和3160K，全部为丙烯酸乳胶，可购于明尼苏达州圣保罗(St.Paul，MN)的H.B.Fuller公司。

10.NF-3，一种合成聚合物，可购于明尼苏达州圣保罗(St.Paul，MN)的H.B.Fuller公司。

11.Airflex 4530和810，丙烯酸乳胶，来自Air Products of Allentown，PA(宾夕法尼亚州)。

另外两种可用的丙烯酸溶液是NF-4和PD-0466，两者都可购于H.BFuller公司。NF-4是羧基和羟基在水中的自交联丙烯酸溶液聚合物，它具有100℃Tg，并且其在200℃热固成形。PD-0466是丙烯酸基和环氧官能基的自交联无甲醛丙烯酸乳胶，在42％固态具有41℃Tg和pH值为3.0。它在130℃可完全交联。

B.聚氨酯分散体

一般具有两族可用的聚氨酯；即，脂肪族和芳香族。脂肪族聚氨酯通常是基于脂肪族异氰酸盐(例如HPI和IPDI)并主要是聚酯和/或丙烯酸苯酚。芳香族聚氨酯通常是基于芳香族异氰酸盐(例如MDI和TDI)的聚氨酯并主要是聚醚多醇。

可用的水基聚氨酯包括(但不限于)下述各项：

1.Sancure 2715，基于聚醚的羧化氨基甲酸乙酯聚合物分散体，来自Noveon，Cleveland，OH(俄亥俄州克利夫兰的Noveon公司)。

2.Sancure 13077，基于聚酯的羧化氨基甲酸乙酯分散体，来自Noveon，Cleveland，OH(俄亥俄州克利夫兰的Noveon公司)。

3.Solucote 1087和1012，聚氨酯分散体，来自SOLUOL Chemical，Co.，West Warwick，RI。

4.Witcobond W-290HSC，W-296和W-320，每种均是脂肪族聚氨酯分散体，来自Crompton Corp.-Uniroyal Chemicals，Middlebury，CT(康涅狄格州)。

5.PD 4009，4044和2104，它们是含水聚氨酯分散体，来自H.B.Fuller，St.Paul，MN(明尼苏达州圣保罗)。

C.水基环氧树脂

可用的水基环氧树脂包括(但不限于)下述各项：

1.Waterborne EPI-REZ Resins 3510-W-60，3515-W-60和3519-W-50，每种来自Shell Chemical，Houston，TX(得克萨斯州休斯顿)，并由ResolutionPerformance Chemical经销。

2.PN 2072T4，环氧树脂衍生物，来自H.B.Fuller，St.Paul，MN(明尼苏达州圣保罗)。

D.酚醛树脂

酚醛树脂一般是苯酚甲醛树脂，脲醛和蜜胺甲醛树脂。苯酚甲醛树脂有两种主要商用的树脂***，即Resoles(甲阶酚醛树酯)和Novolacs(酚醛清漆)。Resoles(甲阶酚醛树酯)通过将苯酚和甲醛在碱性条件下反应而获得，其中甲醛对苯酚的摩尔比大于1。Novolacs(酚醛清漆)通过将苯酚和甲醛在酸性条件下反应而获得，其中苯酚对甲醛的摩尔比大于1。

可用的酚醛树脂包括(但不限于)下述各项：

1.Resi-Mat GP 2928，2948和2981，来自Georgia Pacific Resin，Inc.，Decatur，GA(佐治亚州)。

2.GP 235 G10，来自Georgia Pacific Resin Inc.，Decatur，GA(佐治亚州)。

3.AROFENE DR 520，571，T2155-W-55和AROTAP R-1-W-150，来自Ashland Chemical Co.，Columbus，OH(俄亥俄州)。

选定树脂最终是选择的问题，根据可用成本和处理考虑。一般酚醛树脂是最便宜的，并且这个因素是理想的。然而，从酚醛树脂中会释放出不希望程度的游离酚，造成环境问题。

可购于H.B.Fuller公司的合成聚合物NF-3，NF-4和PD-0466在某些工业应用中可用来取代酚醛树脂，因为它们没有甲醛释放。

一般，不释放苯酚和甲醛的环氧树脂可以是可选的树脂。然而，通常环氧树脂对比许多其它指定的树脂来说相对昂贵。

I.使用乳胶或聚氨酯的浸透工艺

A.对成形的介质基体进行浸透工艺的水基树脂***。

通常，树脂从制造商/供应商处接收并在水中稀释至以重量计2-10％(通常5-10％)固体含量。稀释前树脂的固体含量可通过使用，例如由Mettler-Toledo ofToledo，Ohio(俄亥俄州)制造的湿度分析器来确定。另外，它可根据下述过程确定：

1.称重商用溶液样本以获得“湿试样重量”。

2.在加热炉中以150℃使样本变干，直到弄干所有液体。称重干样本以获得“干试样重量”。

3.根据下述公式计算未稀释树脂中的固体含量：

固体含量(％)＝(干试样重量/湿试样重量)x100

一旦已知供应商提供材料的树脂含量，它可用来确定应当使用多少水以生成2-10％(通常为5-10％)固体含量合成物，用于浸透工艺。作为商用供应，树脂通常以溶液的方式获得，具有21-65％非挥发性的树脂含量。

使用下述技术，树脂被提供在成形的介质基体中。通常，在浸透工艺之后，成形的介质基体中以重量计的树脂含量大约为4-20％。(即，大约4-20％最终树脂加载的介质基体，包括树脂或凝固树脂。)

尽管其他方案是可行的，可通过泵提供可用的真空抽吸，以28英寸水银柱每分钟抽吸大约550立方英尺(CFM)的体积，即在0.95Bar压力下为15.6立方米。为了控制穿过介质的树脂量，可在真空管线上安装阀门，以调节流量。阀门开口，在某些实施例中，比例为1-100％，并且通过设置开口在1-20％之间，可以获得在介质中的树脂含量为1-60％，以重量计。

B.使用乳胶和聚氨酯树脂的浸透工艺的方法

1.仅仅浸没。

由下述特征制成的介质基体(成形的介质)，被完全浸没在溶液中约5分钟。然后将其移出并搁置以排水。最后，将其热处理以凝固树脂。

一般，这种方法不是优选的，因为达到水的浸透压力所需的温度要高于达到乳胶树脂的胶凝点所需的温度，因此水份被完全蒸发之前就已超过了树脂的临界成膜温度。因此，在水份被完全蒸发之前，树脂薄膜覆盖并试图密封介质孔。这是不希望的，因为孔的堵塞会降低纤维基体作为气/油分离器中介质部件的理想性。

仅将介质浸没于水溶液5分钟，然后移出以排水的另一个问题是，在排水过程中水可使介质变形。这有时在本文被称作介质“松垂”。

2.通过真空抽吸使树脂***抽吸通过介质；加热炉干燥。

为了降低可能松垂的周期，并阻止膜的形成，代替将介质浸没于溶液5分钟，将介质浸没于树脂溶液中并且：(a)在上述真空源的帮助下，抽吸树脂溶液通过成形的介质(在真空抽吸作用下)至少约10秒(例如在10-200秒的时间范围内)。所述介质然后从溶液移出，而真空源继续作用至少另外10秒(例如10-200秒)。这将快速地从介质包排出过量的树脂溶液，并阻止松垂。浸透的树脂然后优选置于低于120℃的加热炉中，通常为80℃-110℃，以蒸发水份并凝结未凝固的树脂，可用的时间为至少45分钟，但其它条件是可行的。然后变干的介质包受到更高的炉温，以使树脂凝固，通常为至少115℃，经常至少150℃，例如150℃-180℃，放置足以使树脂凝固的一段时间，通常为至少几分钟，经常为0.5-3小时。

当这个工艺被使用，通常：(a)乳胶溶液包括各种丙烯酸树脂，乙酸乙烯酯，乙烯基丙烯酸酯的分散体；和(b)聚氨酯在干燥/凝固步骤中倾向于迁移。其结果通常是所得到介质包的外表面上具有硬壳，并且由于该位置树脂的流失而导致相对柔软的中心。

3.对树脂浸透使用真空抽吸步骤；室温干燥。

在这种方法中，树脂溶液也在真空源的帮助下，被抽吸通过成形的介质包大约5-300秒的时间，并且所述介质包随后从水基***的浸没中被移出，而真空源继续作用至少另外10秒(通常为10-200秒)，以从介质包抽吸过量的树脂。浸透的介质包随后被放置在处于室温的架上，以干燥和凝结树脂，通常24小时，尽管时间可以变化。然后介质包被置于炉中凝固，通常在110℃-180℃的温度范围内，并通常经过几分钟至3小时的时间，尽管凝固时间可以变化。

一般，当进行该工艺时，如果样本在干燥步骤之后并在凝固步骤之前以横截面切片，可观察到相当少的树脂迁移，如果有的话。如果在凝固步骤之后检查，可观察到的树脂迁移大大减少(与上文的工艺#2相比)，尤其是苯乙烯丁基二烯乳胶，以及一些醋酸盐，丙烯酸和聚氨酯。

不过，来自某些丙烯酸树脂，乙酸乙烯酯和乙烯基丙烯酸酯的分散体的乳胶仍然倾向于迁移，以在表面上形成硬膜外壳。可以假设，避免迁移的成功量取决于由树脂配方设计师在他们商用成分中所使用的特定表面活性剂。

来自下述供应商的下述树脂倾向于在室温干燥时仍然具有某些不希望程度的迁移：Noveon的GA 1166HS；Air Products的Airflex 4530和810；H.B.Fuller的PD 8176；和BASF的S88S和NX 5818。上述水基乳胶列表中的其它乳胶在室温下干燥时没有显示出不希望程度的迁移。

4.真空抽吸以浸透介质；在降低的温度条件下干燥。

在该方法中，树脂溶液以类似于上述第2和第3部分过程的方式加载入纤维基体，通过至少5秒的抽吸(通常为5-300秒)，然后介质从溶液中移出并且继续真空抽吸一段时间，经常至少约10秒(通常为10-200秒)，以减少过量的树脂成分。浸透后的介质然后在降低的温度下干燥，在不大于10℃的环境中，优选不大于0℃，例如在-7℃至-18℃的温度范围内，经过足以使树脂凝结的一段干燥时间，通常至少为12小时。样本然后被置于室温，通常至少1小时，然后在固化炉中以110℃-180℃放置足以凝固的一段时间，通常在至少150℃放置至少几分钟直到5小时。

通过这种方法，所指定的树脂没有观察到成膜，并且没有显然可见的迁移。

为了简化树脂迁移的目测，可在浸透所述介质之前在溶液中使用颜色染料。介质的横截面表示迁移染色集中发生在***内的特定位置，通常是介质表面。

C.用于水基环氧树脂和酚醛树脂浸透工艺的方法

1.一般背景

一般，环氧树脂和酚醛树脂被稀释至与乳胶和聚氨酯具有相同的固体含量，即2-10％(通常5-10％)固体含量。固化剂被添加到环氧树脂溶液中，其中固化剂的固体部分对树脂部分的重量比为1∶100-20∶100。被测试的固化剂降低了环氧树脂中的胶凝时间。被评估的固化剂是由Shell Chemical和HuntsmanChemicals供应的脂族胺和脂环族胺，和由Sachem of Austin，Texas(得克萨斯州)提供的四丁基溴化胺(TBAB)。

所使用的Shell Chemical的固化剂是EPI-CURE 3295，一种低粘度脂族胺络合物。

被评估的环氧树脂是EPI-REZ Resin 3510-W-60；EPI-REZ Resin3515-W-60；和EPI-REZ Resin 3519-W-50，都来自Shell Chemical。

酚醛溶液不用固化剂。在工艺中使用时，它们通常被稀释至与乳胶相同的比率，即5-10％固体含量

(a)用真空抽吸浸透和加热炉干燥。

在上文的B.2.中描述的工艺条件被用于环氧树脂和酚醛树脂。没有明显的成膜或迁移。酚醛树脂倾向于产生苯酚甲醛树脂的残留气味。

(b)真空抽吸以浸透所述介质；室温或降低的温度下干燥。

环氧树脂溶液和酚醛树脂被应用在如上述B.3.和B.4.所述相同的方法中。没有明显的树脂成膜或迁移。酚醛树脂产生苯酚甲醛树脂的残留气味。

2.关于水基环氧树脂的进一步讨论

通常选用水基环氧树脂***。它们表现出良好的耐化学性和耐溶剂性。优选地，所用的水基环氧树脂是无甲醛的(即，根据固体的总重量，以重量计含有大于0.001％的甲醛)。优选地，环氧树脂具有较高的玻璃转化温度(Tg)，通常Tg＞100℃。

通常可用的水基环氧树脂的种类是从下面的组中选取的环氧树脂，所述组主要包括：液体Bisphenol A(双酚A)环氧树脂的分散体；氨基甲酸乙酯改性的Bisphenol A(双酚A)环氧树脂的分散体；环氧化的o-甲酚酚醛清漆树脂(epoxidized o-cresylic novolac resin)的分散体；CTBN(丁二烯-丙烯腈)改性的环氧树脂的分散体；及其混合物。每种可以制备成pH值为2-11。该树脂然后与少量的固化剂混合，通常是水溶性的或水溶性胺基化合物或者溴化物基化合物。这些化合物可以是，例如，脂族胺络合物，改性的环脂胺，酰胺胺或四丁基胺溴化物(TBAB)。

上述指定的Shell公司的环氧树脂是可用的并且令人满意。

对于水基环氧树脂，通常在用真空抽吸将环氧树脂加载到心轴或其它结构后，包括纤维材料及其上环氧树脂的元件被从溶液中取出，并且在真空抽吸作用下使室温空气抽吸穿过所述介质至少20秒。然后使所述介质干燥，通常在100℃下，至少1小时。进行凝固步骤，通常在150℃，至少15分钟(0.25小时)。

III.形成用于气/油分离器***的介质的一般工艺

根据上述第II部分所表征的一般方法，开发出了下述形成用于气/油分离器的成型介质包的一般工艺。

成型的介质基体一般由纤维的水悬浮液制备，通常是玻璃纤维，例如硼硅酸盐玻璃纤维。所述悬浮液一般通过搅动加入纤维的水***而制备。所述***的pH值通常调至约2.5-4.0，具有酸，例如硫酸，醋酸或硝酸。不过，更高的pH值，高达11.0，是可行的。

纤维一般选定为直径小于5微米，通常直径小于3微米。纤维的长度一般选定不大于10mm，通常5mm或更短。通常，每加仑水中的纤维重量范围为4-8克。

为了制备纤维基体，连接到真空源的心轴浸泡在泥浆中，通过真空抽吸足够长的时间，以在心轴上生成理想深度的成型介质基体。对于通常的商用工艺，(对于特定的纤维悬浮液)指定条件会经过一段时间，或直到特定的纤维悬浮液被完全抽吸通过心轴。

随后，心轴(仍然具有连接至其的真空抽吸和其上的成型纤维层)浸泡在水树脂溶液中，通过真空抽吸足够长的时间，以用树脂浸透介质，所述时间通常为5-300秒。

所述心轴(仍然具有连接至其的真空抽吸和其上的成型纤维层)，然后受到穿过其间的空气抽吸足够长的一段时间，以除去过量的水和树脂。通常所述时间为大约10-200秒。

在制作过程中，可以用一个真空源产生心轴和纤维组合，然后所述组合连接到另一个真空源，以用于下一个步骤；或者，可以使用相同的真空源。另外，纤维基体可从心轴移去，并安装在第二心轴上，但这通常不是优选的。

该浸透的基体然后可从心轴分离，或如果需要的话可留在其上，并且在表征的各种条件下进行处理。优选的处理方法如下所述：

1.对于树脂是环氧树脂或酚醛树脂的***：在不高于120℃的温度下(优选不高于100℃)干燥足够长的一段时间，以蒸发所有的过量水份并凝结所述树脂而没有不希望程度的迁移；和，继续用加热炉处理以凝固所述树脂，通常在110℃-180℃的温度范围内，通常150℃-180℃。通常，可在加热炉中处理5小时或更短的时间完成所述凝固。

2.对于来自下述组中的任何树脂：水基环氧树脂；水基酚醛树脂；聚氨酯和乳胶：

(a)在环境温度不超过室温(24℃)，优选不高于10℃，更优选不高于0℃并通常且优选不高于-5℃下，干燥足够长的一段时间，以除去过量的水分，并凝结树脂而没有不希望程度的迁移；和

(b)接下来在加热炉中凝固树脂适当长的一段时间，通常在至少110℃，经常150℃-180℃。凝固时间通常为5小时或更少。

在本文中，当说到干燥是在某一温度或在该温度之下进行时，例如低于室温的温度，并不意味着所述元件不会暴露于更高温度条件。(例如，在通常操作中，所述元件从水槽取出时会处于室温。)相反，这表示在实质干燥发生和树脂迁移之前，所述元件在实质树脂迁移前处于指定的优选温度环境下，以确保大部分干燥时间和树脂凝结在限定的温度条件下发生，而没有不可接受程度的树脂迁移。另外，所述树脂可以是双酚A酚醛清漆树脂的分散体。

IV.通常具有介质的气/油分离器

这种分离器的一种类型是一般用于分离压缩机***中气/油的类型。通常，所述分离器是可维修的部件，即，在使用时它们可***并从外壳移去。所述分离器一般包括下述部件：(a)安装组件；(b)凝结级；和(c)排放级。

凝结级和排放级可一体一起放置在分离器中，或者它们可以分别组装但在整个分离器件内。在通常的结构中，至少凝结级层会包括如本文所表征形成的介质。在一些情况，凝结级和排放级都包括所述介质。

可使用多种类型的结构，包括下述示例：圆柱形介质结构；椭圆形介质结构；和圆锥形介质结构。介质可以形成为外向内流动工作或内向外流动工作。在外向内流动工作***中，一般凝结级围绕排放级。对于内向外流动结构，一般排放级围绕凝结级。这是因为在正常工作中，由分离器驱动的空气首先被引向凝结级，其次通过排放级。

可使用多种安装装置和介质包结构，包括披露于U.S.5,605,555；6,093,231；6,136,076；WO99/47211；U.S.6,485,535，PCT申请US03/38822，申请日为2003年12月5日，公布号为WO04/052503，这些文献的全部公开内容在此被结合入本文。

在油冷旋动式螺杆空气压缩机中，压缩空气中装满油雾。在将压缩空气释放入动力管线供应给终端用户之前，气/油分离器从气流中除去油。离开气/油分离器的空气通常会具有以重量计为百万分之2(ppm)的油含量。气/油分离器承受的通常工作条件是温度为170°F-225°F(76.7-107.2℃)并且气压范围为60-190psig(4.1-13.1Bar)。气/油分离器的性能规范通常是2ppm油含量离开分离器，并且启始压降为小于2psid(0.138Bar)。

附图1-3示出了通常的气/油分离器40。在使用中，分离器40悬挂在压缩空气容器内，具有凸缘41由容器盖夹紧。压缩空气穿过该分离器40到动力管线。分离器40从气流中除去油雾。对于附图中的分离器40，空气从外部通到内部，尽管其它方案是可行的。就是说，上述树脂应用工艺可用于制成内向外流动和外向内流动分离器的介质。

附图中构成分离器40的部件在下述段落中描述。

参见图2，示出了垫圈49。两个垫圈49通常在相对侧连接至分离器凸缘50。凸缘50可以是金属或塑料直接模制到介质上；图示为金属凸缘。在安装分离器40时，这些垫圈49密封接收槽。顶部垫圈49a密封在接收室盖和分离器凸缘41之间。底部垫圈49b密封在悬挂分离器40的接收室唇缘和分离器凸缘41之间。垫圈49可由多种材料制成，包括，例如，橡胶，软木，硅酮，和类似聚氨酯和环氧树脂的弹性化合物。另外，可以使用在此被结合入本文的PCT申请US03/40691，申请日为2003年12月17日中所述的模制在位的(mold-in-place)垫圈。

参见图3，可在58处使用可选的外部标识包。所述58处的可选外部标识包通常是高渗透性材料，印有客户标识。它可由聚酯或其它聚合材料或处理过的纸板制成。

在图2和3中，示出了端盖67。端盖67起着塞子的作用，从而空气只能从凸缘41的出口孔68排出。它还提供容器69，用于收集凝结油并通过压缩机的回油装置清除。端盖67具有密封剂槽70，其中弹性材料，如聚氨酯或环氧树脂，被倒入密封剂槽中，以密封凝结级和排放级的介质管。端盖67可以是金属或塑料直接模制在介质上。图中所示的是金属端盖。

在图1和图2中，示出了凸缘组件41。当凸缘41不直接模制到介质上时，凸缘组件41包含密封剂槽41a，其中弹性材料，如聚氨酯或环氧树脂，被倒入密封剂槽中，以密封凝结级和排放级的介质管。

在图2和图3中，示出了介质组件90。所述介质组件90包括用于气/油分离器40的凝结级91。所示的示例包括可选的外衬92，玻璃纤维介质91，和多孔的金属介质支承管93。所示的外衬92是网眼钢板，但其它替换物也是可用的。衬垫92用于提供均匀表面，其周围提供有外部标识包。玻璃介质91起分离介质的作用，其中它收集油滴，并提供表面以凝结和增长成量。它可以是根据上文所述制备的介质。多孔的支承管(中心衬垫)对玻璃介质提供结构支撑。

在图2和图3中，示出了介质层104。该介质104是分离器中的主排放介质。介质104除去离开凝结级91的较大油滴，并将它们排入端盖67中的清除容器69。它可以由无纺的聚酯材料，金属纤维，絮凝了玻璃或其它聚合材料的金属纤维，或结合的玻璃纤维制成。它可以是根据上文所述制备的介质。

在图2和图3中，可在105处使用介质层。该介质被用作纤维织品，以捕获任何从排放介质104逃离被再次带走的油滴。它通常并优选地由纺粘聚酯材料制成。

在图2和图3中，可选择在112处使用筛网。筛网112可由铝制成，并可根据客户要求放置在组件中。它没有从空气中分离油滴的功能。

在图2和图3中示出了内衬113。所述内衬113由网眼钢板管制成，但也可使用塑料。它是排放介质的支承管。

对于通常示例的***，分离器40的长度大约为247.6±3mm；凸缘41的外径约为200.2mm；端盖67的外径约为174.8mm；孔68的内径约为96.8mm；并且介质90具有约228.6mm的长度。金属凸缘41可具有约1.63mm的厚度，并且每个垫圈约为1.5mm厚。当然，也可使用不同的尺寸。

对于附图中所描述的结构，也可使用多种其他的结构。附图只是表示分离器组件的通常部件，尤其是外向内流动的分离器组件，被设置成可使用根据本发明所构造的介质。对于所示的圆柱形，也可使用其它形状替换。同样，如上所指出的，可以使用内向外流动的分离器。这种结构通常不使用凸缘50，而是使用套管或类似结构，例如申请日为2004年11月16日的PCTUS 04/38369中所示，该文献在此被结合入本文。

在分离器中有两个主分离介质；油在凝结级中被凝结，并通过重力排放从气流进入排放级。由目前公开的工艺和部件制成的介质可用于上述两级的任何一个或两者。压缩空气穿过凝结级，而油悬浮微粒凝结形成较大的油滴。较大的油滴进一步在排放级凝结，并变得太大而无法悬浮在空中；它们留在排放级介质上，而净化的空气排出分离器。附图示出在105的凝结级。它包含由多孔金属制成的支承管113，凝结介质，和由网眼钢板制成的外衬。这是在空气压缩机内部应用的通常气/油分离器。

凝结介质还可用于其它应用，以从空气中分离油雾。它可被用作过滤器进一步净化空气压缩机下游的空气质量；这种应用被称为“轴向凝聚器”或“使用点凝聚器”，用于压缩空气管线中的后处理。它们也是分离器，但有时被称为凝聚器。这些凝聚器连接到空气压缩机下游的动力管线。这些凝聚器的功能是进一步降低压缩空气管线中的油含量。在压缩空气离开压缩机中的气/油分离器之后，它进入热交换器，在这里冷却。离开热交换器的压缩空气然后穿过轴向凝聚器的脱水***，并然后进入终端用户动力管线。作为轴向凝聚器，介质会以与在气/油分离器中相同的方式作用。介质会在更低温度(通常为160°F或更低，即，71.1℃或更低)，和具有更小上游要求(upstream challenge)的情况下从空气中分离油雾。在这里，上游要求通常是2ppm或更低，其中在压缩机气/油分离器中，上游要求可能是数千ppm。这些轴向凝聚器具有它们自己的外壳；气/油分离器通常被容纳在空气压缩机的接收槽中。一些气/油分离器是旋压型的，因此它们被容纳在罐中，所述罐被旋拧到空气压缩机管道的头部。轴向凝聚器和其它分离器之间的其它不同之处是，从空气管线除去的油是如何传送的。在如图2所示的气/油分离器中，分离出的油被用管回送到油循环管线。对于轴向凝聚器，由于聚结的油量很少，以至于它经常被废弃，而没有回油管线至空气压缩机。

一般，根据本发明的公开内容，提供了一种用于气/油分离器(轴向凝聚器；压缩机***分离器或其它)的介质基体。所述介质基体一般包括玻璃纤维基体，它包括水基树脂***。

Claims (17)

1.一种制备气/油分离器的方法，所述分离器包括至少第一介质级；所述方法包括如下步骤：

(a)在真空抽吸作用下通过抽吸水基树脂***穿过介质包，用树脂浸透纤维介质包；

(b)在步骤(a)之后，在真空抽吸作用下抽吸空气通过所述介质包；

(c)在步骤(b)之后进一步干燥所述介质包；

(d)通过暴露于至少115℃的环境温度，凝固介质包中的树脂；

(e)将所述介质包包括在所述气/油分离器中。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

(a)所述水基树脂***是水基环氧树脂***，它的甲醛含量不大于固体总重量的0.001％。

3.根据权利要求2所述的方法，其中：

(a)所述在真空抽吸作用下抽吸空气通过介质包的步骤进行至少10秒。

4.根据权利要求3所述的方法，其中：

(a)所述在真空抽吸作用下抽吸空气通过介质包的步骤，其进行的时间在10-200秒范围内。

5.根据权利要求4所述的方法，其中：

(a)所述进一步干燥介质包的步骤，在80℃-110℃的温度范围内进行。

6.根据权利要求5所述的方法，其中：

(a)所述进一步干燥的步骤进行1小时。

7.根据权利要求5所述的方法，其中：

(a)所述凝固树脂的步骤在暴露于至少150℃的温度下进行。

8.根据权利要求7所述的方法，其中：

(a)所述凝固树脂的步骤在暴露于至少150℃的温度下进行至少0.25小时。

9.根据权利要求2-8中任一权利要求所述的方法，其中：

(a)所述水基环氧树脂***包括环氧树脂的分散体，选自主要包括下述的组中：液体双酚A环氧树脂的分散体；氨基甲酸乙酯改性的双酚A环氧树脂的分散体；环氧化的o-甲酚酚醛清漆树脂的分散体；丁二烯-丙烯腈改性的环氧树脂的分散体；和它们的混合物。

10.根据权利要求1所述的方法，其中：

(a)所述水基树脂***选自于水基环氧树脂和水基酚醛树脂；和

(b)所述进一步干燥的步骤(c)在暴露于不高于110℃的环境温度下进行。

11.根据权利要求10所述的方法，其中：

(a)所述进一步干燥的步骤(c)，在所述介质包处于不高于24℃的环境温度下进行。

12.根据权利要求11所述的方法，其中：

(a)所述进一步干燥的步骤(c)包括在10℃或更低的环境温度下进行干燥。

13.根据权利要求12所述的方法，其中：

(a)所述进一步干燥的步骤(c)包括在0℃或更低的环境温度下进行干燥。

14.根据权利要求12所述的方法，其中：

(a)所述进一步干燥的步骤(c)包括在-5℃或更低的环境温度下进行干燥。

15.根据权利要求1所述的方法，其中所述水基树脂***包括双酚A酚醛清漆树脂的分散体。

16.一种根据权利要求1所述方法制成的气/油分离器。

17.一种根据权利要求2所述方法制成的气/油分离器。

Images