RU2561993C2

RU2561993C2 - Modular filtering elements in cartridge with filter in filter

Info

Publication number: RU2561993C2
Application number: RU2013102594/05A
Authority: RU
Inventors: Марк Т. ВЕЧОРЕК; Терри ШУЛЬЦ; Уилльям К. ХАБЕРКАМП; Джонатан ШЬЮМЕЙКЕР; Барри М. ВЕРДЕГАН; Кристофер Э. ХОЛМ; Брайан У. ШВАНДТ
Original assignee: КАММИНС ФИЛЬТРЕЙШН АйПи ИНК.
Priority date: 2010-06-22
Filing date: 2011-04-05
Publication date: 2015-09-10
Also published as: CN103025404B; CN105561650A; CN103025404A; WO2011162855A1; CN105561650B; WO2011162854A1; DE112011102095T5; BR112012019483A2; BR112012019483B1; RU2013102593A; BR112012019395A8; RU2654979C1; RU2013102594A; CN102946966A; DE112011102094T5; CN102946966B; BR112012019395B1; BR112012019395A2; RU2557613C2; DE112011102095B4

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to filtration. Filtering cartridge comprises outer filtering element including corrugated filtering material. The Katter features, in fact, cylindrical shape and includes thermoplastic composite. End covers are secured to opposite ends of outer corrugated filtering material. Inner filtering element comprises outer non-corrugated filtering element. Note here that this outer non-corrugated filtering element features, in fact, the cylindrical shape. Inner corrugated filtering element stays in direct or indirect contact with said outer non-corrugated filtering element. Not here that inner filtering corrugated material has, in fact, cylindrical shape and thermoplastic composite and end walls secured to opposite ends of outer non-corrugated filtering materials and inner corrugated filtering material.

EFFECT: higher efficiency.

25 cl, 12 dwg, 2 tbl

Description

Предшествующий уровень техникиState of the art

Область техники, к которой относится данное изобретение, относится к фильтрам, таким как картриджи с фильтром в фильтре, применимым для разделения смесей топливо-вода. В частности, область техники относится к водоотделителю для топлива с фильтром в фильтре и фильтрам для отделения твердых частиц, предпочтительно содержащим термопластичный материал.The technical field to which this invention relates relates to filters, such as filter cartridges in a filter, suitable for separating fuel-water mixtures. In particular, the technical field relates to a fuel separator with a filter in the filter and filters for separating solid particles, preferably containing a thermoplastic material.

Объект этой заявки связан с заявкой на патент США № 12/820791, зарегистрированной 22 июня 2010 г. и озаглавленной «MODULAR FILTER ELEMENTS FOR USE IN A FILTER-IN-FILTER CARTRIDGE», и заявкой на патент США № 12/820784, зарегистрированной 22 июня 2010 г. и озаглавленной «TWO STAGE WATER SEPARATOR AND PARTICULATE FILTER», в отношении которых данная заявка испрашивает преимущество приоритета, и содержание которых включено в данный документ посредством ссылки во всей его полноте.The subject matter of this application is related to US Patent Application No. 12/820791, filed June 22, 2010, entitled "MODULAR FILTER ELEMENTS FOR USE IN A FILTER-IN-FILTER CARTRIDGE", and US Patent Application No. 12/820784, registered 22 June 2010 and entitled “TWO STAGE WATER SEPARATOR AND PARTICULATE FILTER”, for which this application claims priority advantage, and the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety.

Коагуляторы широко используются для удаления несмешивающихся капель из газообразной или жидкостной непрерывной фазы, например, при фильтрации в системе вентиляции картера (CV), разделении смесей топливо-вода (FWS) и разделении смесей масло-вода. Конструкции коагуляторов известного уровня техники включают принципы улучшенного захвата капель и коалесценции посредством использования ступенчатого улавливания (т.е. с уменьшением диаметра волокон, размера пор и/или пористости в коалесцирующей среде) или посредством применения увеличенной глубины коагуляторов. Смачиваемость также считается оказывающей влияние характеристикой коагулятора. (См., например, патент США № 6767459 и выложенные заявки на патент США №№ 2007-0131235 и 2007-0062887.) Патент США № 5443724 раскрывает, что среда должна иметь поверхностную энергию больше, чем вода, для того, чтобы улучшить характеристики коагулятора (т.е. среда должна предпочтительно увлажняться как коалесцирующими каплями, так и непрерывными фазами). Патент США № 4081373 раскрывает, что коалесцирующая среда должна быть гидрофобной для того, чтобы удалять воду из топлива. Выложенная заявка на патент США № 2006-0242933 раскрывает коагулятор масляного тумана, в котором фильтрующая среда является олеофобной, посредством чего обеспечивается возможность коалесцирования тумана текучей среды в капли и стекания в виде капель с фильтрующей среды.Coagulators are widely used to remove immiscible droplets from a gaseous or liquid continuous phase, for example, during filtration in a crankcase ventilation system (CV), separation of fuel-water mixtures (FWS) and separation of oil-water mixtures. The prior art coagulator designs include the principles of improved droplet capture and coalescence through the use of stepwise capture (i.e., by decreasing fiber diameter, pore size and / or porosity in a coalescing medium) or by using an increased coagulant depth. Wettability is also considered an influencing characteristic of the coagulator. (See, for example, US Pat. No. 6,767,459 and U.S. Patent Application Laid-open No. 2007-0131235 and 2007-0062887.) US Pat. No. 5,443,724 discloses that a medium must have surface energy greater than water in order to improve performance coagulator (i.e., the medium should preferably be moistened with both coalescing drops and continuous phases). US patent No. 4081373 discloses that the coalescing medium must be hydrophobic in order to remove water from the fuel. U.S. Patent Application Laid-Open No. 2006-0242933 discloses an oil mist coagulator in which the filter medium is oleophobic, whereby it is possible to coalesce the fluid mist into droplets and drip in the form of droplets from the filter medium.

В отношении удаления воды из топлива, имеет место потребность в увеличении эффективности удаления и в удалении капель меньшего размера, чем ранее. Эта проблема дополнительно возрастает вследствие внедрения новых видов топлива с более низким поверхностным натяжением на границе раздела и другими композициями присадок, чем в прежних топливах. В частности, дизельное топливо с ультранизким содержанием серы (ULSD) и биодизельное топливо проявляет тенденцию к более низким величинам поверхностного натяжения на границе раздела (IFT) и поэтому имеет меньший размер капель и более стабильные эмульсии, чем предшествующее дизельное топливо. В топливах с более низким поверхностным натяжением размер диспергированных капель уменьшается, что затрудняет удаление капель. Поэтому требуется улучшенная коалесценция, чтобы отвечать этим потребностям. Также желательны улучшенные коагуляторы, которые включают улучшенную коалесцирующую среду, поскольку они предоставляют возможность применения пакета среды меньшего размера вследствие повышенной эффективности коалесценции. В топливах с более низким поверхностным натяжением размер капель уменьшается, что затрудняет удаление капель.With regard to the removal of water from the fuel, there is a need to increase the removal efficiency and to remove smaller droplets than before. This problem is further increased due to the introduction of new fuels with lower surface tension at the interface and other additive compositions than in previous fuels. In particular, ultra low sulfur diesel fuel (ULSD) and biodiesel tend to have lower surface tension at the interface (IFT) and therefore have a smaller droplet size and more stable emulsions than previous diesel fuel. In fuels with lower surface tension, the size of the dispersed droplets is reduced, which makes droplet removal difficult. Therefore, improved coalescence is required to meet these needs. Improved coagulators, which include an improved coalescing medium, are also desirable because they provide the possibility of using a smaller medium package due to the increased coalescence efficiency. In fuels with lower surface tension, the droplet size is reduced, which makes droplet removal difficult.

Традиционные водоотделители для топлива (FWS) проявляют тенденцию являться одноступенчатыми устройствами, сконструированные для применения выше по потоку топливного насоса. В традиционных водоотделителях для топлива (FWS), фильтрующая среда является гидрофобной в отношении диспергированной водной фазы и действует в качестве барьера. Однако традиционные водоотделители для топлива (FWS) не склонны предоставлять адекватное удаление воды для дизельного топлива с ультранизким содержанием серы (ULSD) и биодизельного топлива с низкими величинами поверхностного натяжения на границе раздела (IFT) (<15 дин/см) и низкой способностью к разделению (<50%) вследствие того, что их размер пор имеет тенденцию быть слишком большим для эффективного улавливания небольших капель. В связи с этим, для эффективного улавливания требуется большой размер капель. Этот большой размер капель также является требованием, обусловленным необходимостью в поддержании перепада давления на водоотделителе для топлива (FWS) значительно ниже 1 атмосферы давления, предусматриваемого, когда водоотделитель для топлива (FWS) используется выше по потоку топливного насоса. Также, даже когда средний размер пор достаточно мал, среда водоотделителей для топлива (FWS) и волокнистая фильтрующая среда в общем имеют такой большой максимальный размер пор, что избыточное количество воды проходит через эти большие поры. В современных топливных системах с общей магистралью высокого давления важно удалять почти всю нерастворенную воду из топлива, поступающего к форсункам, и количество воды, которое проходит через эти большие поры, является неприемлемым. Также, в современных топливных системах с общей магистралью высокого давления (HPCR) часто желательно, чтобы водоотделитель для топлива был расположен на стороне нагнетания насоса, где фильтр находится под более высокими давлениями, и размер капель воды много меньше. Традиционные двухступенчатые коагуляторы воды в топливе (FWC) сконструированы для применения ниже по потоку топливного насоса и типично являются двухступенчатыми устройствами для топлива, в которых первая ступень улавливает капли, удерживает их таким образом, что может происходить коалесценция, затем высвобождает увеличенные капли, которые удаляются седиментацией/оседанием, обычно после их блокирования второй ступенью сепаратора (при этом вторая ступень сепаратора действует как водоотделитель для топлива (FWS)). Традиционные двухступенчатые коагуляторы воды в топливе (FWC) склонны предоставлять более высокую эффективность удаления, чем водоотделители для топлива (FWS), однако склонны иметь недостаточный срок службы, вследствие засорения твердыми или полутвердыми частицами. В той или иной степени, как для водоотделителей для топлива (FWS), так и для коагуляторов воды в топливе (FWC) отрицательным образом сказывается присутствие поверхностно-активных веществ в топливах, которые снижают поверхностное натяжение на границе раздела, уменьшают размер капель, снижают скорость коалесценции, стабилизируют эмульсии и могут адсорбироваться на среде и делать ее менее эффективной. В связи с этим, имеет место потребность в улучшенных водоотделителях для топлива, которые проявляют высокую эффективность, низкий перепад давления, и на которые в минимальной степени оказывает отрицательное влияние низкое поверхностное натяжение на границе раздела и присутствие поверхностно-активных веществ.Conventional fuel water separators (FWS) tend to be single-stage devices designed for use upstream of a fuel pump. In traditional fuel water separators (FWS), the filter medium is hydrophobic to the dispersed aqueous phase and acts as a barrier. However, traditional fuel water separators (FWS) are not inclined to provide adequate water removal for ultra-low sulfur content (ULSD) diesel fuel and biodiesel with low surface tension at the interface (IFT) (<15 dyne / cm) and low separability (<50%) due to the fact that their pore size tends to be too large to effectively capture small droplets. In this regard, large drops are required for effective capture. This large droplet size is also a requirement due to the need to maintain the pressure drop across the fuel water separator (FWS) well below 1 pressure atmosphere provided when the fuel water separator (FWS) is used upstream of the fuel pump. Also, even when the average pore size is small enough, the fuel water separator (FWS) medium and the fibrous filter medium generally have such a large maximum pore size that excess water passes through these large pores. In modern fuel systems with a common high-pressure line, it is important to remove almost all undissolved water from the fuel entering the nozzles, and the amount of water that passes through these large pores is unacceptable. Also, in modern high pressure common rail (HPCR) fuel systems, it is often desirable that the fuel separator is located on the discharge side of the pump, where the filter is under higher pressures and the size of the water droplets is much smaller. Conventional two-stage water-in-fuel coagulators (FWCs) are designed to be used downstream of the fuel pump and are typically two-stage fuel devices in which the first stage captures droplets, holds them in such a way that coalescence can occur, then releases larger droplets that are removed by sedimentation / settling, usually after they are blocked by the second stage of the separator (in this case, the second stage of the separator acts as a fuel water separator (FWS)). Conventional two-stage water-in-fuel coagulators (FWCs) tend to provide higher removal efficiency than fuel water separators (FWSs), but tend to have an insufficient life due to clogging with solid or semi-solid particles. To one degree or another, both for fuel water separators (FWS) and for water coagulators in fuel (FWC), the presence of surfactants in fuels is negatively affected, which reduce surface tension at the interface, reduce droplet size, and reduce the speed coalescence, stabilize emulsions and can be adsorbed on the medium and make it less effective. In this regard, there is a need for improved fuel separators that exhibit high efficiency, low pressure drop, and which are minimally negatively affected by the low surface tension at the interface and the presence of surfactants.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Раскрыты модульные элементы фильтра в фильтре, а именно внешний фильтрующий элемент и внутренний фильтрующий элемент, которые могут быть собраны, чтобы образовать фильтрующий картридж для применения в методах и системах разделения. Внешний фильтрующий элемент обычно функционирует как коалесцирующий элемент, а внутренний элемент обычно функционирует как фильтрующий элемент для отделения твердых частиц и для отделения коалесцированных капель воды от топлива. Раскрытые фильтрующие картриджи могут быть сконфигурированы для отделения воды от углеводородного жидкого топлива, когда топливо перемещается через картридж снаружи внутрь.Modular filter elements in the filter are disclosed, namely, an external filter element and an internal filter element that can be assembled to form a filter cartridge for use in separation methods and systems. The external filter element usually functions as a coalescing element, and the internal element usually functions as a filter element to separate solid particles and to separate coalesced water droplets from the fuel. The disclosed filter cartridges may be configured to separate water from a hydrocarbon liquid fuel as the fuel moves through the cartridge from the outside to the inside.

В раскрытых картриджах внутренний фильтрующий элемент размещен внутри внешнего фильтрующего элемента. Внешний фильтрующий элемент включает: (i) внешний гофрированный фильтрующий материал, при этом внешний гофрированный фильтрующий материал предпочтительно является полимерным материалом (например, термопластичным материалом) и имеет по существу цилиндрическую или овальную форму; (ii) опционально внутренний негофрированный фильтрующий материал, контактирующий непосредственно или опосредованно с внешним гофрированным фильтрующим материалом на внутренних вершинах складок внешнего гофрированного фильтрующего материала, при этом внутренний негофрированный фильтрующий материал предпочтительно является полимерным материалом (например, термопластичным материалом) и имеет по существу цилиндрическую форму; и (iii) торцевые крышки, прикрепленные к противоположным концам внешнего гофрированного фильтрующего материала и внутреннего негофрированного фильтрующего материала. Внутренний фильтрующий элемент включает: (i) внешний негофрированный фильтрующий материал, при этом внешний негофрированный фильтрующий материал предпочтительно является полимерным материалом (например, термопластичным материалом), предпочтительно гидрофобным материалом, и имеет по существу цилиндрическую форму; (ii) внутренний гофрированный фильтрующий материал, контактирующий непосредственно или опосредованно с внешним негофрированным фильтрующим материалом, при этом внутренний гофрированный фильтрующий материал предпочтительно является полимерным материалом (например, термопластичным материалом) и имеет по существу цилиндрическую форму; и (iii) торцевые крышки, прикрепленные к противоположным концам внешнего негофрированного фильтрующего материала и внутреннего гофрированного фильтрующего материала. Внешний фильтрующий элемент и внутренний фильтрующий элемент могут использовать совместно одну или обе торцевые крышки. Например, один или оба конца фильтрующего материала внешнего элемента и один или оба конца фильтрующего материала внутреннего элемента могут быть присоединены к той же самой торцевой крышке.In the open cartridges, an internal filter element is placed inside the external filter element. The external filter element includes: (i) an external corrugated filter material, wherein the external corrugated filter material is preferably a polymeric material (eg, thermoplastic material) and has a substantially cylindrical or oval shape; (ii) an optional internal non-pleated filter material contacting directly or indirectly with an external pleated filter material at the inner vertices of the folds of the external pleated filter material, wherein the internal non-pleated filter material is preferably a polymeric material (e.g., thermoplastic material) and has a substantially cylindrical shape; and (iii) end caps attached to opposite ends of the outer pleated filter material and the inner non-pleated filter material. The internal filter element includes: (i) an external non-pleated filter material, wherein the external non-pleated filter material is preferably a polymeric material (eg, thermoplastic material), preferably a hydrophobic material, and has a substantially cylindrical shape; (ii) an internal pleated filter material in direct or indirect contact with an external non-pleated filter material, wherein the inner pleated filter material is preferably a polymeric material (eg, thermoplastic material) and has a substantially cylindrical shape; and (iii) end caps attached to opposite ends of the outer non-pleated filter material and the inner pleated filter material. The outer filter element and the inner filter element may share one or both of the end caps. For example, one or both ends of the filter material of the outer element and one or both ends of the filter material of the inner element can be attached to the same end cap.

Внешний фильтрующий элемент раскрытых фильтрующих картриджей опционально может включать: (iv) опциональный опорный элемент, который обычно является перфорированным или сетчатым материалом. В некоторых вариантах осуществления раскрытых фильтрующих картриджей опорный элемент расположен на внешней стороне внутреннего негофрированного фильтрующего материала внешнего фильтрующего элемента. Например, внутренний негофрированный фильтрующий материал может находиться в косвенном соприкосновении с внешним гофрированным фильтрующим материалом внешнего фильтрующего элемента на внутренних вершинах складок посредством опорного элемента. В других вариантах осуществления опорный элемент расположен на внутренней стороне внутреннего негофрированного фильтрующего материала внешнего фильтрующего элемента, и внутренний негофрированный фильтрующий материал находится в непосредственном соприкосновении с внешним гофрированным фильтрующим материалом. Подходящие опорные элементы могут включать, однако, не ограничиваясь ими, трубу, сетку, элемент в виде клетки и пружину.An external filter element of the disclosed filter cartridges may optionally include: (iv) an optional support element, which is typically a perforated or mesh material. In some embodiments of the disclosed filter cartridges, the support member is located on the outside of the inner non-pleated filter material of the outer filter element. For example, the internal non-pleated filter material may be in indirect contact with the external pleated filter material of the external filter element at the inner creases of the pleats by means of a support member. In other embodiments, the support member is located on the inner side of the inner non-pleated filter material of the outer filter member, and the inner non-pleated filter material is in direct contact with the outer pleated filter material. Suitable support elements may include, but are not limited to, a pipe, mesh, cage element and spring.

Внешний фильтрующий элемент содержит внешний гофрированный фильтрующий материал, который может включать один или более слоев материала среды, на который делается ссылка как на «нановолокнистый слой», который обладает предпочтительными характеристиками для коалесценции капель воды, присутствующих в углеводородном топливе, когда топливо проходит через внешний гофрированный фильтрующий материал. Типично, нановолокнистый слой имеет средний размер пор, M, составляющий 0,2 мкм ≤M≤ 12,0 мкм (предпочтительно 0,2 мкм ≤M≤ 10,0 мкм и более предпочтительно 0,2 мкм ≤M≤ 8,0 мкм, например, 0,2, 0,8, 1,2, 1,6, 2,0, 2,4, 2,8, 3,2, 3,6, 4,0, 4,4, 4,8, 5,2, 5,6, 6,0, 6,4, 6,8, 7,2, 7,6 или 8,0 мкм). Материал среды нановолокнистого слоя типично имеет максимальный размер пор M_M, и обычно 1≤M_M/M≤3, предпочтительно 1≤M_M/M≤2 (например, максимальные размеры пор M_M могут включать 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27, 30, 33 и 36 мкм). Материал среды нановолокнистого слоя типично включает волокна, при этом волокна средний диаметр менее чем примерно 1 мкм и в некоторых вариантах осуществления между 0,07 мкм и 1 мкм (предпочтительно между 0,15 мкм и 1 мкм, например, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1,0 мкм). Материал среды нановолокнистого слоя типично включает нетканый полимерный материал (например, полиамидный материал), который может быть сформирован электровыдуванием. Материал среды обладает подходящей проницаемостью. Подходящая проницаемость может включать проницаемость менее чем примерно 40 куб.футов/мин (1,133 м³/мин) (предпочтительно менее чем примерно 30 куб.футов/мин (0,849 м³/мин), более предпочтительно менее чем примерно 20 куб.футов/мин (0,566 м³/мин), например, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11 или 10 куб.футов/мин (0,538, 0,510, 0,481, 0,453, 0,425, 0,396, 0,368, 0,340, 0,311 или 0,283 м³/мин)). Нановолокнистый слой материала среды имеет желательную толщину, определяемую от выше по потоку к ниже по потоку по отношению к потоку через картридж (т.е. определяемую от внешней стороны к внутренней стороне). Подходящие толщины включают толщины между 0,05 и 0,4 мм (предпочтительно между 0,1 и 0,3 мм, например, 0,10, 0,12, 0,14, 0,16, 0,18, 0,20, 0,22, 0,24, 0,26, 0,28 и 0,30 мм). Нановолокнистый слой материала среды предпочтительно имеет базовую массу по меньшей мере примерно 10 г/м² (или по меньшей мере 20 г/м² или 30 г/м²).The external filter element contains an external corrugated filter material, which may include one or more layers of medium material, referred to as a “nanofiber layer”, which has the preferred characteristics for coalescing water droplets present in hydrocarbon fuel when the fuel passes through the external corrugated filter material. Typically, the nanofiber layer has an average pore size, M, of 0.2 μm ≤M≤ 12.0 μm (preferably 0.2 μm ≤M≤ 10.0 μm and more preferably 0.2 μm ≤M≤ 8.0 μm e.g. 0.2, 0.8, 1.2, 1.6, 2.0, 2.4, 2.8, 3.2, 3.6, 4.0, 4.4, 4.8 5.2, 5.6, 6.0, 6.4, 6.8, 7.2, 7.6 or 8.0 μm). The medium material of the nanofiber layer typically has a maximum pore size of M _M , and typically 1≤M _M / M≤3, preferably 1≤M _M / M≤2 (for example, the maximum pore sizes of M _M may include 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27, 30, 33 and 36 μm). The medium material of the nanofiber layer typically includes fibers, the fibers having an average diameter of less than about 1 μm and, in some embodiments, between 0.07 μm and 1 μm (preferably between 0.15 μm and 1 μm, for example, 0.2, 0, 3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 or 1.0 μm). The material of the medium of the nanofiber layer typically includes a non-woven polymeric material (e.g., polyamide material) that can be formed by electrically blowing. The material of the medium has suitable permeability. Suitable permeability may include permeability of less than about 40 cubic feet / min (1.133 m ³ / min) (preferably less than about 30 cubic feet / min (0.849 m ³ / min), more preferably less than about 20 cubic feet / min (0.566 m ³ / min), for example, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11 or 10 cubic feet / min (0.538, 0.510, 0.481, 0.453, 0.425, 0.396, 0.368, 0.340, 0.311 or 0.283 m ³ / min)). The nanofiber layer of the medium material has a desired thickness determined from upstream to downstream with respect to the flow through the cartridge (i.e., determined from the outside to the inside). Suitable thicknesses include thicknesses between 0.05 and 0.4 mm (preferably between 0.1 and 0.3 mm, for example 0.10, 0.12, 0.14, 0.16, 0.18, 0.20 0.22, 0.24, 0.26, 0.28 and 0.30 mm). The nanofiber layer of the medium material preferably has a base mass of at least about 10 g / m ² (or at least 20 g / m ² or 30 g / m ² ).

В дополнение к нановолокнистому слою материала среды внешнего гофрированного фильтрующего материала внешнего фильтрующего элемента, который описан выше, внешний гофрированный фильтрующий материал может включать дополнительные слои материала среды, имеющие такие же или другие характеристики по сравнению с нановолокнистым слоем материала среды, описанным выше. Например, внешний гофрированный фильтрующий материал внешнего фильтрующего элемента может включать один или более дополнительных слоев материала среды, расположенных выше по потоку или ниже по потоку слоя материала среды, описанного выше. В некоторых вариантах осуществления внешний гофрированный фильтрующий материал внешнего фильтрующего элемента включает дополнительный слой материала среды, который находится выше по потоку слоя материала среды, описанного выше, а именно первый слой материала среды, расположенный выше по потоку и второй слой материала среды, расположенный ниже по потоку, который описан выше. Первый слой и второй слой материала среды имеют средние размеры пор M₁ и M₂, соответственно, и предпочтительно M₁>M₂. Например, M₁ может быть по меньшей мере примерно в 2,5, 5 или 10 раз больше, чем M₂ (например, M₁≥10 мкм, M₁≥20 мкм или M₁≥30 мкм). Дополнительный слой материала среды, расположенный выше по потоку может включать волокна, при этом волокна имеют средний диаметр 1-100 мкм, 3-100 мкм, 10-100 мкм, 20-100 мкм или 40-100 мкм. Дополнительный слой материала среды, расположенный выше по потоку имеет подходящую проницаемость. Подходящая проницаемость для материала среды, расположенная выше по потоку может включать проницаемость в интервале примерно 20-500 куб.футов/мин (0,566-14,16 м³/мин) (предпочтительно в интервале примерно 30-400 куб.футов/мин (0,850-11,33 м³/мин), более предпочтительно в интервале примерно 40-300 куб.футов/мин (1,13-8,50 м³/мин), например, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 275 или 300 куб.футов/мин (1,42, 2,12, 2,83, 3,54, 4,25, 4,96, 5,66, 6,37, 7,08, 7,79 и 8,50 м³/мин)).In addition to the nanofiber layer of the medium material of the external corrugated filter material of the external filter element as described above, the external corrugated filter material may include additional layers of medium material having the same or different characteristics compared to the nanofiber layer of the medium material described above. For example, an external corrugated filter material of an external filter element may include one or more additional layers of medium material located upstream or downstream of the layer of medium material described above. In some embodiments, the external corrugated filter material of the external filter element includes an additional layer of medium material, which is located upstream of the layer of medium material described above, namely the first layer of medium material located upstream and the second layer of medium material located downstream which is described above. The first layer and the second layer of medium material have average pore sizes M ₁ and M ₂ , respectively, and preferably M ₁ > M ₂ . For example, M ₁ may be at least about 2.5, 5, or 10 times larger than M ₂ (for example, M ₁ ≥10 μm, M ₁ ≥20 μm, or M ₁ ≥30 μm). An additional layer of material upstream may include fibers, the fibers having an average diameter of 1-100 μm, 3-100 μm, 10-100 μm, 20-100 μm or 40-100 μm. An additional layer of material upstream has a suitable permeability. Suitable permeability for upstream material may include permeability in the range of about 20-500 cubic feet / min (0.566-14.16 m ³ / min) (preferably in the range of about 30-400 cubic feet / min -11.33 m ³ / min), more preferably in the range of about 40-300 cubic feet / min (1.13-8.50 m ³ / min), for example, 50, 75, 100, 125, 150, 175 , 200, 225, 250, 275 or 300 cubic feet per minute (1.42, 2.12, 2.83, 3.54, 4.25, 4.96, 5.66, 6.37, 7, 08, 7.79 and 8.50 m ³ / min)).

В других вариантах осуществления внешний гофрированный фильтрующий материал внешнего фильтрующего элемента включает дополнительный слой материала среды, который находится ниже по потоку нановолокнистого слоя материала среды, описанного выше, а именно первый слой материала среды, расположенный выше по потоку, который описан выше, и второй слой материала среды, расположенный ниже по потоку. Первый слой и второй слой имеют средние размеры пор M₁ и M₂, соответственно, и предпочтительно M₁<M₂. Например, M₂ может быть по меньшей мере примерно в 2,5, 5 или 10 раз больше, чем M₁ (например, M₂≥10 мкм, M₂≥20 мкм или M₂≥30 мкм). Дополнительный слой материала среды, расположенный ниже по потоку может включать волокна, при этом волокна имеют средний диаметр 1-100 мкм, 3-100 мкм, 10-100 мкм, 20-100 мкм или 40-100 мкм. Дополнительный слой материала среды, расположенный ниже по потоку имеет подходящую проницаемость. Подходящая проницаемость для материала среды, расположенная ниже по потоку может включать проницаемость в интервале примерно 20-500 куб.футов/мин (0,566-14,16 м³/мин) (предпочтительно в интервале примерно 30-400 куб.футов/мин (0,850-11,33 м³/мин), более предпочтительно в интервале примерно 40-300 куб.футов/мин (1,13-8,50 м³/мин)).In other embodiments, the implementation of the external corrugated filter material of the external filter element includes an additional layer of medium material, which is located downstream of the nanofiber layer of the medium material described above, namely the first layer of medium material located upstream, which is described above, and the second layer of material environment located downstream. The first layer and the second layer have average pore sizes M ₁ and M ₂ , respectively, and preferably M ₁ <M ₂ . For example, M ₂ may be at least about 2.5, 5, or 10 times larger than M ₁ (for example, M ₂ ≥10 μm, M ₂ ≥20 μm, or M ₂ ≥30 μm). An additional layer of material medium located downstream may include fibers, the fibers having an average diameter of 1-100 μm, 3-100 μm, 10-100 μm, 20-100 μm or 40-100 μm. An additional layer of material medium located downstream has a suitable permeability. Suitable permeability for downstream media may include permeability in the range of about 20-500 cubic feet / min (0.566-14.16 m ³ / min) (preferably in the range of about 30-400 cubic feet / min -11.33 m ³ / min), more preferably in the range of about 40-300 cubic feet / min (1.13-8.50 m ³ / min)).

В еще одних вариантах осуществления внешний гофрированный фильтрующий материал внешнего фильтрующего элемента может включать дополнительный слой, расположенный выше по потоку по меньшей мере одного слоя материала среды, описанного выше, и дополнительный слой материала среды, расположенный ниже по потоку нановолокнистого слоя материала среды, описанного выше, а именно первый слой материала среды, расположенный выше по потоку, внутренний второй слой материала среды, который описан выше, и третий слой материала среды, расположенный ниже по потоку. Первый слой, второй слой (т.е. средний слой или «нановолокнистый слой», который описан выше), и третий слой имеют средние размеры пор M₁, M₂, и M₃, соответственно, и предпочтительно M₁>M₂ и M₃>M₂. Например, M₁ может быть по меньшей мере примерно в 2,5, 5 или 10 раз больше, чем M₂, и/или M₃ может быть по меньшей мере примерно в 2,5, 5 или 10 раз больше, чем M₂ (например, M₁ и/или M₃≥10 мкм; M₁ и/или M₃≥20 мкм; или M₁ и/или M₃≥30 мкм). Дополнительные слои материала среды, расположенные выше по потоку и ниже по потоку могут включать волокна, которые могут быть одинаковыми или разными, при этом волокна имеют средний диаметр 1-100 мкм (предпочтительно 10-100 мкм, более предпочтительно 20-100 мкм). Дополнительные слои материала среды, расположенные выше по потоку и материала среды, расположенные ниже по потоку имеют подходящие проницаемости, которые могут быть одинаковыми или разными. Подходящая проницаемость для материала среды, расположенная выше по потоку и материала среды, расположенная ниже по потоку может включать проницаемость в интервале примерно 20-500 куб.футов/мин (0,566-14,16 м³/мин) (предпочтительно в интервале примерно 30-400 куб.футов/мин (0,850-11,33 м³/мин), более предпочтительно в интервале примерно 40-300 куб.футов/мин (1,13-8,50 м³/мин)).In yet other embodiments, the implementation of the external corrugated filter material of the external filter element may include an additional layer located upstream of at least one layer of the medium material described above, and an additional layer of medium material located downstream of the nanofiber layer of the medium material described above, namely, a first layer of medium material located upstream, an inner second layer of medium material, which is described above, and a third layer of medium material located below downstream. The first layer, the second layer (ie, the middle layer or “nanofiber layer” as described above) and the third layer have average pore sizes M ₁ , M ₂ , and M ₃ , respectively, and preferably M ₁ > M ₂ and M ₃ > M ₂ . For example, M ₁ may be at least about 2.5, 5, or 10 times more than M ₂ , and / or M ₃ may be at least about 2.5, 5, or 10 times more than M ₂ (e.g., M ₁ and / or M ₃ ≥10 μm; M ₁ and / or M ₃ ≥20 μm; or M ₁ and / or M ₃ ≥30 μm). Additional layers of material medium located upstream and downstream may include fibers that may be the same or different, the fibers having an average diameter of 1-100 μm (preferably 10-100 μm, more preferably 20-100 μm). Additional layers of upstream material and downstream media have suitable permeabilities that may be the same or different. Suitable permeability for upstream material and downstream media may include permeability in the range of about 20-500 cubic feet / min (0.566-14.16 m ³ / min) (preferably in the range of about 30- 400 cubic feet / min (0.850-11.33 m ³ / min), more preferably in the range of about 40-300 cubic feet / min (1.13-8.50 m ³ / min)).

Когда внешний гофрированный фильтрующий материал внешнего фильтрующего элемента является композитным материалом (например, содержащим несколько слоев), может быть определен средний размер пор, M, для композитного материала. Предпочтительно композитный материал имеет средний размер пор, M, в интервале 0,2 мкм ≤M≤ 12,0 мкм (более предпочтительно 0,2 мкм ≤M≤ 10,0 мкм, и еще более предпочтительно 0,2 мкм ≤M≤ 8,0 мкм). Кроме того, композитный материал имеет максимальный размер пор M_M, и обычно 1≤M_M/M≤5, предпочтительно 1≤M_M/M≤3, более предпочтительно 1≤M_M/M≤2 (например, максимальные размеры пор M_M могут включать 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27, 30, 33 и 36 мкм). Предпочтительно, композитный материал имеет проницаемость менее чем примерно 40 куб.футов/мин (1,133 м³/мин) (более предпочтительно менее чем примерно 30 куб.футов/мин (0,850 м³/мин), еще более предпочтительно менее чем примерно 20 куб.футов/мин (0,566 м³/мин)).When the external pleated filter material of the external filter element is a composite material (for example, containing several layers), the average pore size, M, for the composite material can be determined. Preferably, the composite material has an average pore size, M, in the range of 0.2 μm ≤M ≤ 12.0 μm (more preferably 0.2 μm ≤M ≤ 10.0 μm, and even more preferably 0.2 μm ≤M≤ 8 , 0 μm). In addition, the composite material has a maximum pore size of M _M , and usually 1≤M _M / M≤5, preferably 1≤M _M / M≤3, more preferably 1≤M _M / M≤2 (e.g., maximum pore sizes M _M may include 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27, 30, 33 and 36 μm). Preferably, the composite material has a permeability of less than about 40 cubic feet / min (1.133 m ³ / min) (more preferably less than about 30 cubic feet / min (0.850 m ³ / min), even more preferably less than about 20 cubic feet . ft / min (0.566 m ³ / min)).

Внешний гофрированный фильтрующий материал внешнего фильтрующего элемента типично функционирует таким образом, чтобы коалесцировать капли воды, присутствующие в углеводородном топливе, когда топливо проходит через внешний гофрированный фильтрующий материал. Опционально, внешний гофрированный фильтрующий материал может содержать щели или отверстия (например, размером примерно 30-300 мкм), которые присутствуют во впадинах складок гофра и функционируют как места отвода для коалесцированных капель воды.The external corrugated filter material of the external filter element typically functions to coalesce water droplets present in hydrocarbon fuel when the fuel passes through the external corrugated filter material. Optionally, the external pleated filter media may include slots or openings (e.g., about 30-300 microns in size) that are present in the troughs of the pleated corrugations and function as drainage points for coalesced water droplets.

В еще одном варианте осуществления внешний фильтрующий элемент опционально включает внутренний негофрированный фильтрующий материал, расположенный ниже по потоку внешнего гофрированного фильтрующего материала, который предпочтительно функционирует в качестве слоя для стекания коалесцированных капель воды, когда коалесцированные капли выпускаются из внешнего гофрированного фильтрующего материала. В некоторых вариантах осуществления внутренний негофрированный фильтрующий материал имеет средний размер пор, M, в интервале 20 мкм ≤M≤ 100 мкм (предпочтительно 25 мкм ≤M≤ 50 мкм и более предпочтительно 30 мкм ≤M≤ 40 мкм). Внутренний негофрированный фильтрующий материал типично включает волокна, и предпочтительно волокна имеют средний диаметр между 10-100 мкм (более предпочтительно между 20-100 мкм). Внутренний негофрированный фильтрующий материал типично включает нетканый полимерный материал (например, полиэтилентерефталатный материал). Внутренний негофрированный фильтрующий материал имеет подходящую проницаемость. Подходящая проницаемость может включать проницаемость в интервале примерно 100-400 куб.футов/мин (2,83-11,33 м³/мин) (предпочтительно в интервале примерно 150-250 куб.футов/мин (4,25-7,08 м³/мин)). Внутренний негофрированный фильтрующий материал имеет желательную толщину, определяемую от выше по потоку к ниже по потоку по отношению к потоку через картридж (т.е. определяемую от внешней стороны к внутренней стороне). Подходящие толщины включают толщины между примерно 0,6 и 2 мм (предпочтительно между примерно 0,8 и 1,2 мм).In yet another embodiment, the external filter element optionally includes an internal non-corrugated filter material located downstream of the external corrugated filter material, which preferably functions as a layer for draining coalesced water droplets when the coalesced drops are discharged from the external corrugated filter material. In some embodiments, the inner non-coated filter medium has an average pore size, M, in the range of 20 μm ≤M≤ 100 μm (preferably 25 μm ≤M≤ 50 μm and more preferably 30 μm ≤M≤ 40 μm). The internal non-pleated filter media typically includes fibers, and preferably the fibers have an average diameter between 10-100 μm (more preferably between 20-100 μm). The internal non-pleated filter media typically includes a non-woven polymeric material (e.g., polyethylene terephthalate material). The inner non-pleated filter material has a suitable permeability. Suitable permeability may include permeability in the range of about 100-400 cubic feet / min (2.83-11.33 m ³ / min) (preferably in the range of about 150-250 cubic feet / min (4.25-7.08 m ³ / min)). The inner non-pleated filter material has a desired thickness determined from upstream to downstream with respect to the flow through the cartridge (i.e., determined from the outside to the inside). Suitable thicknesses include thicknesses between about 0.6 and 2 mm (preferably between about 0.8 and 1.2 mm).

При обращении теперь к внутреннему фильтрующему элементу, этот элемент включает внешний негофрированный фильтрующий материал и внутренний гофрированный фильтрующий материал (например, при этом внешний негофрированный фильтрующий материал контактирует с внутренним гофрированным фильтрующим материалом непосредственно или опосредованно). Предпочтительно, внешний негофрированный фильтрующий материал внутреннего фильтрующего элемента является гидрофобным (например, в нем капли воды в углеводородном топливе имеют краевой угол на внешнем негофрированном фильтрующем материале внутреннего фильтрующего элемента, который составляет не менее чем 90° (предпочтительно не менее чем 120°, более предпочтительно не менее чем 135°). Предпочтительно, внешний негофрированный фильтрующий материал внутреннего фильтрующего элемента включает тканую термопластичную сетку или сито (например, сетку или сито с отверстиями менее чем 100 мкм и предпочтительно менее чем 50 мкм). Внешний негофрированный фильтрующий материал имеет подходящую проницаемость (например, в интервале примерно 300-700 куб.футов/мин (8,50-19,82 м³/мин), и предпочтительно в интервале примерно 400-600 куб.футов/мин (11,32-16,99 м³/мин)).When referring now to the internal filter element, this element includes an external non-pleated filter material and an internal pleated filter material (for example, while the external non-pleated filter material contacts the internal pleated filter material directly or indirectly). Preferably, the external non-pleated filter material of the internal filter element is hydrophobic (for example, water droplets in a hydrocarbon fuel have a corner angle on the external non-coated filter material of the internal filter element that is at least 90 ° (preferably at least 120 °, more preferably not less than 135 °.) Preferably, the outer non-pleated filter material of the inner filter element includes a woven thermoplastic mesh or sieve (for example , a mesh or sieve with openings of less than 100 μm and preferably less than 50 μm.) The external non-coated filter media has a suitable permeability (for example, in the range of about 300-700 cubic feet / min (8.50-19.82 m ³ / min), and preferably in the range of about 400-600 cubic feet / min (11.32-16.99 m ³ / min)).

Внутренний фильтрующий элемент содержит внутренний гофрированный фильтрующий материал. Типично, внутренний гофрированный фильтрующий материал внутреннего фильтрующего элемента включает один или более слоев материала среды, и по меньшей мере один слой материала среды имеет средний размер пор, M, который меньше, чем любой средний размер пор любого слоя внешнего гофрированного фильтрующего материала внешнего фильтрующего элемента (например, в котором 0,2 мкм ≤M≤ 6,0 мкм, предпочтительно 0,2 мкм ≤M≤ 5,0 мкм, более предпочтительно 0,2 мкм ≤M≤ 4,0 мкм, например, 0,2, 0,6, 0,8, 1,0, 1,6, 2,2, 2,8, 3,4 или 4,0 мкм). Материал среды имеет максимальный размер пор M_M, и обычно 1≤M_M/M≤3, предпочтительно 1≤M_M/M≤2. Предпочтительно, материал среды по меньшей мере одного слоя включает волокна, имеющие средний диаметр менее чем примерно 1 мкм (например, 1, 0,8, 0,6, 0,4 или 0,2 мкм), и предпочтительно волокна являются нетканым полимерным материал материалом (например, полиамидным материалом). Материал среды обладает подходящей проницаемостью. Подходящая проницаемость может включать проницаемость менее чем примерно 40 куб.футов/мин (1,13 м³/мин) (предпочтительно менее чем примерно 20 куб.футов/мин (0,566 м³/мин), более предпочтительно менее чем примерно 15 куб.футов/мин (0,425 м³/мин), еще более предпочтительно менее чем примерно 10 куб.футов/мин (0,283 м³/мин), например, 9, 8, 7, 6, 5 или 4 куб.футов/мин (0,255, 0,227, 0,198, 0,170, 0,142 или 0,113 м³/мин)). По меньшей мере один слой материала среды имеет желательную толщину, определяемую от выше по потоку к ниже по потоку по отношению к потоку через картридж (т.е. определяемую от внешней стороны к внутренней стороне). Подходящие толщины включают толщины между примерно 0,05 и 0,4 мм (предпочтительно между примерно 0,1 и 0,3 мм, например, 0,10, 0,12, 0,14, 0,16, 0,18, 0,20, 0,22, 0,24, 0,26, 0,28 и 0,30 мм). По меньшей мере один слой материала среды предпочтительно является нановолокнистым материалом, имеющим предпочтительную базовую массу (например, по меньшей мере примерно 10 г/м², 20 г/м² или 30 г/м²).The inner filter element contains an inner pleated filter material. Typically, the inner corrugated filter material of the internal filter element includes one or more layers of medium material, and at least one layer of medium material has an average pore size, M, which is smaller than any average pore size of any layer of the external corrugated filter material of the external filter element ( for example, in which 0.2 μm ≤M ≤ 6.0 μm, preferably 0.2 μm ≤M ≤ 5.0 μm, more preferably 0.2 μm ≤M ≤ 4.0 μm, for example, 0.2, 0 , 6, 0.8, 1.0, 1.6, 2.2, 2.8, 3.4 or 4.0 μm). The medium material has a maximum pore size of M _M , and usually 1≤M _M / M≤3, preferably 1≤M _M / M≤2. Preferably, the medium material of at least one layer includes fibers having an average diameter of less than about 1 μm (for example, 1, 0.8, 0.6, 0.4, or 0.2 μm), and preferably the fibers are a nonwoven polymer material material (e.g. polyamide material). The material of the medium has suitable permeability. Suitable permeability may include permeability of less than about 40 cubic feet / min (1.13 m ³ / min) (preferably less than about 20 cubic feet / min (0.566 m ³ / min), more preferably less than about 15 cubic meters. ft / min (0.425 m ³ / min), even more preferably less than about 10 cubic feet / min (0.283 m ³ / min), for example, 9, 8, 7, 6, 5 or 4 cubic feet / min ( 0.255, 0.227, 0.198, 0.170, 0.142 or 0.113 m ³ / min)). At least one layer of the material of the medium has a desired thickness determined from upstream to downstream with respect to the flow through the cartridge (i.e., determined from the outside to the inside). Suitable thicknesses include thicknesses between about 0.05 and 0.4 mm (preferably between about 0.1 and 0.3 mm, for example, 0.10, 0.12, 0.14, 0.16, 0.18, 0 , 20, 0.22, 0.24, 0.26, 0.28 and 0.30 mm). At least one layer of the material of the medium is preferably a nanofiber material having a preferred base mass (for example, at least about 10 g / m ² , 20 g / m ² or 30 g / m ² ).

В дополнение к нановолокнистому слою материала среды внешнего гофрированного фильтрующего материала внешнего фильтрующего элемента, который описан выше, внешний гофрированный фильтрующий материал может включать дополнительные слои материала среды, имеющие такие же или другие характеристики по сравнению с нановолокнистым слоем материала среды, описанным выше. Например, внутренний гофрированный фильтрующий материал внутреннего фильтрующего элемента может включать один или более дополнительных слоев материала среды, расположенных выше по потоку или ниже по потоку слоя материала среды, описанного выше. В некоторых вариантах осуществления внутренний гофрированный фильтрующий материал внутреннего фильтрующего элемента включает дополнительный слой материала среды, который находится выше по потоку слоя материала среды, описанного выше, а именно первый слой материала среды, расположенный выше по потоку и второй слой материала среды, расположенный ниже по потоку, который описан выше. Первый слой и второй слой материала среды имеют средние размеры пор M₁ и M₂, соответственно, и предпочтительно M₁>M₂. Например, M₁ может быть по меньшей мере примерно в 2,5, 5 или 10 раз больше, чем M₂ (например, M₁≥10 мкм, M₁≥20 мкм или M₁≥30 мкм). Дополнительный слой материала среды, расположенный выше по потоку может включать волокна, при этом волокна имеют средний диаметр 1-100 мкм, 3-100 мкм, 10-100 мкм, 20-100 мкм или 40-100 мкм. Дополнительный слой материала среды, расположенный выше по потоку имеет подходящую проницаемость. Подходящая проницаемость для материала среды, расположенная выше по потоку может включать проницаемость в интервале примерно 20-300 куб.футов/мин (0,566-8,50 м³/мин) (предпочтительно в интервале примерно 40-300 куб.футов/мин (1,13-8,50 м³/мин), более предпочтительно в интервале примерно 60-300 куб.футов/мин (1,70-8,50 м³/мин)).In addition to the nanofiber layer of the medium material of the external corrugated filter material of the external filter element as described above, the external corrugated filter material may include additional layers of medium material having the same or different characteristics compared to the nanofiber layer of the medium material described above. For example, the inner pleated filter material of the internal filter element may include one or more additional layers of medium material located upstream or downstream of the layer of medium material described above. In some embodiments, the inner pleated filter material of the internal filter element includes an additional layer of medium material that is upstream of the layer of medium material described above, namely a first layer of medium material located upstream and a second layer of medium material located downstream which is described above. The first layer and the second layer of medium material have average pore sizes M ₁ and M ₂ , respectively, and preferably M ₁ > M ₂ . For example, M ₁ may be at least about 2.5, 5, or 10 times larger than M ₂ (for example, M ₁ ≥10 μm, M ₁ ≥20 μm, or M ₁ ≥30 μm). An additional layer of material upstream may include fibers, the fibers having an average diameter of 1-100 μm, 3-100 μm, 10-100 μm, 20-100 μm or 40-100 μm. An additional layer of material upstream has a suitable permeability. Suitable permeability for the upstream material may include permeability in the range of about 20-300 cubic feet / min (0.566-8.50 m ³ / min) (preferably in the range of about 40-300 cubic feet / min (1 , 13-8.50 m ³ / min), more preferably in the range of about 60-300 cubic feet / min (1.70-8.50 m ³ / min)).

В других вариантах осуществления внутренний гофрированный фильтрующий материал внутреннего фильтрующего элемента включает дополнительный слой материала среды, который расположен ниже по потоку по меньшей мере одного слоя материала среды, описанного выше, а именно первый слой материала среды, расположенный выше по потоку, который описан выше, и второй слой материала среды, расположенный ниже по потоку. Первый слой и второй слой имеют средние размеры пор M₁ и M₂, соответственно, и предпочтительно M₁<M₂. Например, M₂ может быть по меньшей мере примерно в 2,5, 5 или 10 раз больше, чем M₁ (например, M₂≥10 мкм, M₂≥20 мкм или M₂≥30 мкм). Дополнительный слой материала среды, расположенный ниже по потоку может включать волокна, при этом волокна имеют средний диаметр 10-100 мкм, 20-100 мкм или 40-100 мкм. Дополнительный слой материала среды, расположенный ниже по потоку имеет подходящую проницаемость. Подходящая проницаемость для материала среды, расположенная ниже по потоку может включать проницаемость в интервале примерно 20-300 куб.футов/мин (0,566-8,50 м³/мин) (предпочтительно в интервале примерно 40-300 куб.футов/мин (1,13-8,50 м³/мин), более предпочтительно в интервале примерно 60-300 куб.футов/мин (1,70-8,50 м³/мин)).In other embodiments, the inner pleated filter material of the internal filter element includes an additional layer of medium material that is located downstream of at least one layer of medium material described above, namely a first layer of medium material located upstream as described above, and a second layer of material medium located downstream. The first layer and the second layer have average pore sizes M ₁ and M ₂ , respectively, and preferably M ₁ <M ₂ . For example, M ₂ may be at least about 2.5, 5, or 10 times larger than M ₁ (for example, M ₂ ≥10 μm, M ₂ ≥20 μm, or M ₂ ≥30 μm). An additional layer of material medium located downstream may include fibers, the fibers have an average diameter of 10-100 μm, 20-100 μm or 40-100 μm. An additional layer of material medium located downstream has a suitable permeability. Suitable permeability for the downstream material may include permeability in the range of about 20-300 cubic feet / min (0.566-8.50 m ³ / min) (preferably in the range of about 40-300 cubic feet / min (1 , 13-8.50 m ³ / min), more preferably in the range of about 60-300 cubic feet / min (1.70-8.50 m ³ / min)).

В еще одних вариантах осуществления внутренний гофрированный фильтрующий материал внутреннего фильтрующего элемента может включать дополнительный слой, расположенный выше по потоку по меньшей мере одного слоя материала среды, описанного выше, и дополнительный слой материала среды, расположенный ниже по потоку по меньшей мере одного слоя материала среды, описанного выше, а именно первый слой материала среды, расположенный выше по потоку, внутренний второй слой материала среды, который описан выше, и третий слой материала среды, расположенный ниже по потоку. Первый слой, второй слой (т.е. средний слой или «по меньшей мере один слой», как описано выше) и третий слой имеют средние размеры пор M₁, M₂, и M₃, соответственно, и предпочтительно M₁>M₂ и M₃>M₂. Например, M₁ может быть по меньшей мере примерно в 2,5, 5 или 10 раз больше, чем M₂, и/или M₃ может быть по меньшей мере примерно в 2,5, 5 или 10 раз больше, чем M₂ (например, M₁ и/или M₃≥10 мкм; M₁ и/или M₃≥20 мкм; или M₁ и/или M₃≥30 мкм). Дополнительные слои материала среды, расположенные выше по потоку и ниже по потоку могут включать волокна, которые могут быть одинаковыми или разными, при этом волокна имеют средний диаметр 1-100 мкм, 10-100 мкм, 20-100 мкм или 40-100 мкм. Дополнительные слои материала среды, расположенные выше по потоку и материала среды, расположенного ниже по потоку имеют подходящие проницаемости, которые могут быть одинаковыми или разными. Подходящая проницаемость для материала среды, расположенная выше по потоку и материала среды, расположенная ниже по потоку может включать проницаемость в интервале примерно 20-500 куб.футов/мин (0,566-14,16 м³/мин) (предпочтительно в интервале примерно 30-400 куб.футов/мин (0,850-11,33 м³/мин), более предпочтительно в интервале примерно 40-300 куб.футов/мин (1,13-8,50 м³/мин)).In yet other embodiments, the implementation of the inner corrugated filter material of the internal filter element may include an additional layer located upstream of at least one layer of medium material described above, and an additional layer of medium material located downstream of at least one layer of medium material, described above, namely, the first layer of medium material located upstream, the inner second layer of medium material, which is described above, and the third layer of medium material, located enny downstream. The first layer, the second layer (ie, the middle layer or “at least one layer” as described above) and the third layer have average pore sizes M ₁ , M ₂ , and M ₃ , respectively, and preferably M ₁ > M ₂ and M ₃ > M ₂ . For example, M ₁ may be at least about 2.5, 5, or 10 times more than M ₂ , and / or M ₃ may be at least about 2.5, 5, or 10 times more than M ₂ (e.g., M ₁ and / or M ₃ ≥10 μm; M ₁ and / or M ₃ ≥20 μm; or M ₁ and / or M ₃ ≥30 μm). Additional layers of material medium located upstream and downstream may include fibers that may be the same or different, the fibers having an average diameter of 1-100 μm, 10-100 μm, 20-100 μm or 40-100 μm. Additional layers of the material of the medium located upstream and the material of the medium located downstream have suitable permeabilities, which may be the same or different. Suitable permeability for upstream material and downstream media may include permeability in the range of about 20-500 cubic feet / min (0.566-14.16 m ³ / min) (preferably in the range of about 30- 400 cubic feet / min (0.850-11.33 m ³ / min), more preferably in the range of about 40-300 cubic feet / min (1.13-8.50 m ³ / min)).

Когда внутренний гофрированный фильтрующий материал внутреннего фильтрующего элемента является композитным материалом (например, содержащим несколько слоев), может быть определен средний размер пор, M, для композитного материала. Предпочтительно композитный материал имеет средний размер пор, M, в интервале 0,2 мкм ≤M≤ 6,0 мкм (более предпочтительно 0,2 мкм ≤M≤ 5,0 мкм, еще более предпочтительно 0,2 мкм ≤M≤ 4,0 мкм). M для композитного материала внутреннего гофрированного материала внутреннего фильтрующего элемента типично меньше, чем M для композитного материала внешнего гофрированного материала внешнего фильтрующего элемента. Композитный материал внутреннего гофрированного фильтрующего материала может иметь максимальный размер пор M_M, и обычно 1≤M_M/M≤5, предпочтительно 1≤M_M/M≤3, более предпочтительно 1≤M_M/M≤2. Предпочтительно, композитный материал внутреннего гофрированного фильтрующего материала имеет проницаемость менее чем примерно 40 куб.футов/мин (1,13 м³/мин) (предпочтительно менее чем примерно 20 куб.футов/мин (0,566 м³/мин), более предпочтительно менее чем примерно 15 куб.футов/мин (0,425 м³/мин), еще более предпочтительно менее чем примерно 10 куб.футов/мин (0,283 м³/мин), например, 9, 8, 7, 6, 5 или 4 куб.футов/мин (0,255, 0,227, 0,198, 0,170, 0,142 или 0,113 м³/мин)).When the inner pleated filter material of the inner filter element is a composite material (for example, containing several layers), the average pore size, M, for the composite material can be determined. Preferably, the composite material has an average pore size, M, in the range of 0.2 μm ≤M ≤ 6.0 μm (more preferably 0.2 μm ≤M ≤ 5.0 μm, even more preferably 0.2 μm ≤M≤ 4, 0 μm). M for the composite material of the inner corrugated material of the inner filter element is typically less than M for the composite material of the outer corrugated material of the outer filter element. The composite material of the inner pleated filter material may have a maximum pore size of M _M , and typically 1 _{M M M} / _M 5 5, preferably 1 _{M M M} / _M 3 3, more preferably 1 _{M M M} / _M 2 2. Preferably, the composite material of the inner pleated filter material has a permeability of less than about 40 cubic feet / min (1.13 m ³ / min) (preferably less than about 20 cubic feet / min (0.566 m ³ / min), more preferably less than about 15 cubic feet / min (0.425 m ³ / min), even more preferably less than about 10 cubic feet / min (0.283 m ³ / min), for example, 9, 8, 7, 6, 5 or 4 cubic meters .ft / min (0.255, 0.227, 0.198, 0.170, 0.142 or 0.113 m ³ / min)).

Внешний фильтрующий элемент и внутренний фильтрующий элемент раскрытых картриджей типично включают пары торцевых крышек, которые опционально используются элементами совместно. Типично, внешний гофрированный материал и опциональный внутренний негофрированный материал внешнего фильтрующего элемента присоединены к торцевым крышкам внешнего фильтрующего элемента на соответствующих концах внешнего гофрированного материала и опционального внутреннего негофрированного материала внешнего фильтрующего элемента. Типично, внешний негофрированный материал и внутренний гофрированный материал внутреннего фильтрующего элемента присоединены к торцевым крышкам внутреннего фильтрующего элемента на соответствующих концах внешнего негофрированного материала и внутреннего гофрированного материала внутреннего фильтрующего элемента. В некоторых вариантах осуществления внешний фильтрующий элемент и внутренний фильтрующий элемент могут использовать совместно верхнюю или нижнюю торцевую крышку (т.е. когда фильтрующий материал внешнего фильтрующего элемента и фильтрующий материал внутреннего фильтрующего элемента оба вставлены в одну и ту же торцевую крышку, которая может быть с верхней или с нижней стороны фильтрующего материала). Торцевые крышки внешнего фильтрующего элемента и/или внутреннего фильтрующего элемента могут быть присоединены к соответствующим концам фильтрующего материала любым подходящим способом, включая способы, которые предотвращают обход среды нефильтрованной текучей средой. Подходящие виды присоединения включают герметизацию посадкой в адгезив (например, полиуретан) или заделывание концов фильтрующей среды в термопластичные торцевые крышки. Предпочтительно, торцевые крышки внешнего фильтрующего элемента и/или внутреннего фильтрующего элемента содержат полимерный материал (например, полиуретановый материал). В некоторых вариантах осуществления торцевые крышки включают металлические торцевые крышки, которые содержат полиуретан или другой герметизирующий адгезив для фильтрующего материала.The external filter element and the internal filter element of the opened cartridges typically include pairs of end caps that are optionally shared between the elements. Typically, the outer corrugated material and the optional inner non-corrugated material of the outer filter element are attached to the end caps of the outer filter element at the respective ends of the outer corrugated material and the optional inner corrugated material of the outer filter element. Typically, the outer non-corrugated material and the inner corrugated material of the inner filter element are attached to the end caps of the inner filter element at the respective ends of the outer non-corrugated material and the inner corrugated material of the inner filter element. In some embodiments, the outer filter element and the inner filter element can share the upper or lower end cap (i.e., when the filter material of the outer filter element and the filter material of the inner filter element are both inserted into the same end cap, which can be with top or bottom side of filter media). The end caps of the external filter element and / or internal filter element may be attached to the respective ends of the filter material in any suitable manner, including methods that prevent the unfiltered fluid from circulating around the medium. Suitable attachments include sealing by adhesion (e.g. polyurethane) or sealing the ends of the filter medium in thermoplastic end caps. Preferably, the end caps of the external filter element and / or internal filter element contain a polymeric material (e.g., polyurethane material). In some embodiments, the end caps include metal end caps that contain polyurethane or another sealant adhesive for the filter material.

В некоторых вариантах осуществления весь фильтрующий картридж изготовлен из полимерного материала, такого как термопластичный материал. Соответственно, весь картридж может быть использован повторно или сожжен, слои материала среды могут быть взаимно соединены более простым образом, когда оба последовательных слоя являются термопластичными, химическая стойкость и совместимость для термопластичного материала обычно лучше, чем для других вариантов, таких как целлюлозный материал, и кроме того, свойства среды, такие как средний размер пор и распределение по размерам, могут регулироваться более простым образом.In some embodiments, the entire filter cartridge is made of a polymeric material, such as a thermoplastic material. Accordingly, the entire cartridge can be reused or burned, the layers of the medium material can be interconnected in a simpler way, when both successive layers are thermoplastic, the chemical resistance and compatibility for the thermoplastic material is usually better than for other options, such as cellulosic material, and in addition, environmental properties such as average pore size and size distribution can be controlled in a simpler manner.

Внешний фильтрующий элемент и внутренний фильтрующий элемент могут быть собраны, чтобы образовать фильтрующий картридж, рассмотренный в данном документе. Раскрытые картриджи могут быть помещены в защитную структуру, такую как корпуса, известные в данной области техники. Подходящие корпуса типично включают одно или несколько впускных отверстий для приема текучей среды для фильтрации и одно или несколько выпускных отверстий или сливов для выпуска профильтрованной текучей среды (например, углеводородной жидкости) и/или коалесцированных капель дисперсной фазы (например, воды).An external filter element and an internal filter element may be assembled to form the filter cartridge described herein. The disclosed cartridges can be placed in a protective structure, such as housings, known in the art. Suitable housings typically include one or more inlets for receiving fluid for filtration and one or more outlets or drains for discharging filtered fluid (e.g., hydrocarbon liquid) and / or coalesced droplets of a dispersed phase (e.g., water).

Раскрытые фильтрующие картриджи могут быть использованы в устройствах и методах для отделения дисперсной фазы от непрерывной фазы. В некоторых вариантах осуществления раскрытые фильтрующие картриджи могут быть использованы в устройствах и методах для разделения смесей топливо-вода, включая устройства и способы для удаления воды, диспергированной в углеводородном топливе. Устройства и методы, кроме того, могут включать или использовать гидрофобную среду или дополнительный узел, расположенный ниже по потоку раскрытых картриджей для удаления дополнительной воды из профильтрованного топлива. Дополнительные узлы могут включать, однако, не ограничиваясь ими, гравитационный сепаратор, центрифугу, инерционный сепаратор, пластинчатый сепаратор, сепаратор с наклонными пластинами, сито, водопоглотитель (например, с ультраабсорбирующим полимером или гидрогелем) и безвихревую камеру. Предпочтительно, раскрытые картриджи могут быть использованы в устройствах и методах, которые эффективны для удаления по меньшей мере примерно 93%, 95%, 97% или 99% воды, диспергированной в углеводородном топливе.The disclosed filter cartridges can be used in devices and methods for separating a dispersed phase from a continuous phase. In some embodiments, the disclosed filter cartridges can be used in devices and methods for separating fuel-water mixtures, including devices and methods for removing water dispersed in hydrocarbon fuel. Devices and methods, in addition, may include or use a hydrophobic medium or an additional unit located downstream of the opened cartridges to remove additional water from the filtered fuel. Additional components may include, but are not limited to, a gravity separator, a centrifuge, an inertial separator, a plate separator, a separator with inclined plates, a sieve, a water absorber (e.g., with an ultra-absorbent polymer or hydrogel) and a vortex-free chamber. Preferably, the disclosed cartridges can be used in devices and methods that are effective in removing at least about 93%, 95%, 97%, or 99% of water dispersed in a hydrocarbon fuel.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.1 иллюстрирует один из вариантов осуществления фильтрующего картриджа, рассмотренного в данном документе.Figure 1 illustrates one embodiment of a filter cartridge discussed herein.

Фиг.2 представляет собой перспективное изображение с пространственным разделением деталей варианта осуществления по фиг.1.Figure 2 is a perspective view with a spatial separation of the details of the embodiment of figure 1.

Фиг.3 иллюстрирует вид поперечного сечения варианта осуществления по фиг.1 вдоль 3-3.Figure 3 illustrates a cross-sectional view of the embodiment of Figure 1 along 3-3.

Фиг.4 представляет собой перспективное изображение с пространственным разделением деталей одного из вариантов осуществления внешнего элемента, рассмотренного в данном документе.Figure 4 is a perspective image with a spatial separation of the details of one of the embodiments of the external element discussed in this document.

Фиг.5 представляет собой перспективное изображение с пространственным разделением деталей одного из вариантов осуществления внутреннего элемента, рассмотренного в данном документе.Figure 5 is a perspective image with a spatial separation of the details of one of the embodiments of the internal element described in this document.

Фиг.6 представляет собой перспективное изображение с пространственным разделением деталей одного из вариантов осуществления водоотделителя для топлива, рассмотренного в данном документе, имеющего внешний элемент и внутренний элемент.6 is a perspective view with a spatial separation of the details of one of the embodiments of the water separator for fuel, discussed in this document, having an external element and an internal element.

Фиг.7 представляет собой перспективное изображение с пространственным разделением деталей одного из вариантов осуществления внешнего элемента водоотделителя для топлива, рассмотренного в данном документе.Fig.7 is a perspective image with a spatial separation of the details of one of the embodiments of the external element of the water separator for fuel, discussed in this document.

Фиг.8 представляет собой перспективное изображение с пространственным разделением деталей одного из вариантов осуществления внутреннего элемента водоотделителя для топлива, рассмотренного в данном документе.Fig is a perspective image with a spatial separation of the details of one of the embodiments of the internal element of the water separator for fuel, discussed in this document.

Фиг.9 иллюстрирует вид поперечного сечения вариантов осуществления внешнего элемента водоотделителя для топлива, рассмотренного в данном документе, показывающий слои среды и конфигурацию. A. Вариант осуществления без поддерживающей центральной трубы или сита. B. Вариант осуществления с поддерживающей центральной трубой или ситом (7) внутри цилиндра из негофрированной среды (6). C. Вариант осуществления с поддерживающей центральной трубой или ситом (7) между цилиндрами из гофрированной среды (1-5) и негофрированной среды (6).FIG. 9 illustrates a cross-sectional view of embodiments of an external fuel water separator element described herein, showing medium layers and configuration. A. An embodiment without a supporting center pipe or sieve. B. An embodiment with a supporting central tube or sieve (7) inside a cylinder of non-corrugated medium (6). C. An embodiment with a supporting central tube or sieve (7) between the cylinders from corrugated medium (1-5) and non-corrugated medium (6).

Фиг.10 иллюстрирует вид поперечного сечения вариантов осуществления внутреннего элемента водоотделителя для топлива, рассмотренного в данном документе, показывающий слои среды и конфигурацию.10 illustrates a cross-sectional view of embodiments of an internal fuel separator element described herein, showing media layers and configuration.

Подробное описаниеDetailed description

Раскрыты модульные элементы фильтра в фильтре, а именно внешний фильтрующий элемент и внутренний фильтрующий элемент, которые могут быть собраны, чтобы образовать фильтрующий картридж для применения в методах и системах разделения. Модульные элементы фильтра в фильтре и фильтрующие картриджи, собранные из них, могут быть также описаны следующим образом.Modular filter elements in the filter are disclosed, namely, an external filter element and an internal filter element that can be assembled to form a filter cartridge for use in separation methods and systems. The modular filter elements in the filter and filter cartridges assembled from them can also be described as follows.

Внешний фильтрующий элемент и внутренний фильтрующий элемент включают или используют среду, которая содержит один или более слоев материала среды для фильтрации смеси непрерывной фазы и дисперсной фазы и коалесцирования дисперсной фазы. Такая среда может называться в данном документе как «материал коалесцирующей среды». Как рассмотрено в данном документе, один или более слоев могут иметь желательный размер пор, пористость и диаметр волокон. Один или более слоев могут быть гомогенными (т.е. содержащими один тип материала) или гетерогенными (т.е. содержащими смешанные материалы). Термины «размер пор», «пористость» и «диаметр волокон» могут относиться к «усредненным» или «средним» величинам для этих терминов (например, когда слой является гетерогенным или градиентным, и «размер пор», «пористость» и «диаметр волокон» сообщаются как средний размер пор, средняя пористость или средний диаметр волокон для гетерогенного слоя).The external filter element and the internal filter element include or use a medium that contains one or more layers of material medium to filter the mixture of the continuous phase and the dispersed phase and coalesce the dispersed phase. Such an environment may be referred to herein as “material of a coalescing medium”. As discussed herein, one or more layers may have a desired pore size, porosity, and fiber diameter. One or more layers may be homogeneous (i.e., containing the same type of material) or heterogeneous (i.e., containing mixed materials). The terms “pore size”, “porosity” and “fiber diameter” can refer to “average” or “average” values for these terms (for example, when the layer is heterogeneous or gradient, and “pore size”, “porosity” and “diameter fibers ”are reported as average pore size, average porosity or average fiber diameter for a heterogeneous layer).

Раскрытые картриджи могут быть использованы в методах или системах разделения для удаления дисперсной фазы из непрерывной фазы. В некоторых вариантах осуществления, раскрытые картриджи используются для отделения водной жидкости (например, воды) от смеси водной жидкости, диспергированной в углеводородной жидкости. Как рассмотрено в данном документе, углеводородная жидкость в основном включает углеводородный материал, однако также может включать неуглеводородный материал (например, вплоть до примерно 1%, 5%, 10% или 20% неуглеводородного материала). Углеводородная жидкость может включать углеводородное топливо.The disclosed cartridges can be used in separation methods or systems to remove the dispersed phase from the continuous phase. In some embodiments, the disclosed cartridges are used to separate an aqueous liquid (eg, water) from a mixture of an aqueous liquid dispersed in a hydrocarbon liquid. As discussed herein, a hydrocarbon liquid mainly includes a hydrocarbon material, but may also include non-hydrocarbon material (for example, up to about 1%, 5%, 10%, or 20% of a non-hydrocarbon material). The hydrocarbon fluid may include hydrocarbon fuel.

Внешний фильтрующий элемент и внутренний фильтрующий элемент могут включать среду, которая является тканой или нетканой. Кроме того, внешний фильтрующий элемент и внутренний фильтрующий элемент могут включать среду, которая является полимерной или неполимерной. Подходящие полимерные материалы могут включать, однако, не ограничиваясь ими, полиамидный материал, полиалкилентерефталатный материал (например, полиэтилентерефталатный материал или полибутилентерефталатный материал), полиэфирный материал, галоидоуглеводородный материал (например, этилен-хлортрифторэтилен (ECTFE) под торговой маркой Halar®), и полиуретановый материал. Полимерные материалы могут включать термопластичные материалы.The external filter element and the internal filter element may include a medium that is woven or non-woven. In addition, the external filter element and the internal filter element may include a medium that is polymer or non-polymer. Suitable polymeric materials may include, but are not limited to, polyamide material, polyalkylene terephthalate material (e.g. polyethylene terephthalate material or polybutylene terephthalate material), polyester material, halocarbon material (e.g. ethylene chlorotrifluoroethylene (ECTFE) under the Halar® brand name, and Polyurethane) material. Polymeric materials may include thermoplastic materials.

Внешний фильтрующий элемент и внутренний фильтрующий элемент могут включать или использовать многослойную среду. Такая среда может быть сформирована посредством выдувания из расплава двух разных слоев среды, один поверх другого, посредством процесса мокрой выкладки, электропрядением, электровыдуванием, формованием волокон из расплава, ультразвуковой сваркой, химическим связыванием, физическим связыванием, совместным гофрированием или другими средствами или их комбинациями.The external filter element and the internal filter element may include or use a multilayer medium. Such a medium can be formed by blowing two different layers of the medium out of the melt, one on top of the other, through a wet laying process, by electrospinning, electro-blowing, melt spinning, ultrasonic welding, chemical bonding, physical bonding, corrugating together or other means or combinations thereof.

Внешний фильтрующий элемент, внутренний фильтрующий элемент и собранные из них фильтрующие картриджи могут быть использованы в устройствах и методах для фильтрации и коалесцирования, известных в данной области техники. (См., например, патенты США №№ 7527739; 7416657; 7326266; 7297279; 7235177; 7198718; 6907997; 6884349; 6811693; 6740358; 6730236; 6605224; 6517615; 6422396; 6419721; 6332987; 6302932; 6149408; 6083380; 6056128; 5874008; 5861087; 5800597; 5762810; 5750024; 5656173; 5643431; 5616244; 5575896; 5565078; 5500132; 5480547; 5480547; 5468385; 5454945; 5454937; 5439588; 5417848; 5401404; 5242604; 5174907; 5156745; 5112498; 5080802; 5068035; 5037454; 5006260; 4888117; 4790947; 4759782; 4643834; 4640781; 4304671; 4251369; 4213863; 4199447; 4083778; 4078965; 4052316; 4039441; 3960719; 3951814; и опубликованные заявки на патент США №№ 2009-0020465; 2009-0134097; 2007-0289915; 2007-0107399; 2007-0062887; 2007-0062886; и 2007-0039865; содержание которых включено в данный документ посредством ссылки во всей его полноте.) Коалесцирующая среда, раскрытая в данном документе, может быть изготовлена с применением методов, известных в данной области техники, и может включать дополнительные особенности, раскрытые в данной области техники. (См., например, ссылки на патенты и опубликованные заявки выше и патенты США №№ 6767459; 5443724; и 4081373; и опубликованные заявки на патенты США №№ 2007-0131235; 2007-0062887; и 2006-0242933; содержание которых включено в данный документ посредством ссылки во всей его полноте.)An external filter element, an internal filter element, and filter cartridges assembled from them can be used in devices and methods for filtering and coalescing known in the art. (See, for example, U.S. Pat. 5874008; 5861087; 5800597; 5762810; 5750024; 5656173; 5643431; 5616244; 5575896; 5565078; 5500132; 5480547; 5480547; 5468385; 5454945; 5454937; 5439588; 5417848; 540160451; 5486080 5037454; 5006260; 4888117; 4790947; 4759782; 4643834; 4640781; 4304671; 4251369; 4213863; 4199447; 4083778; 4078965; 4052316; 4039441; 3960719; 3951814; and published patent applications US No. 2009.2009404; 2007-0289915; 2007-0107399; 2007-0062887; 2007-0062886; and 2007-0039865; the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety.) Coalescing medium, discl dug in this document, can be manufactured using methods known in the art, and may include additional features disclosed in the art. (See, for example, references to patents and published applications above and US patents No. 6767459; 5443724; and 4081373; and published US patent applications No. 2007-0131235; 2007-0062887; and 2006-0242933; the contents of which are included in this document by reference in its entirety.)

Раскрытые собранные фильтрующие картриджи могут быть использованы для удаления дисперсной фазы (например, воды) из непрерывной фазы (например, углеводородного топлива). Например, собранные фильтрующие картриджи могут быть использованы для удаления дисперсной фазы из непрерывной фазы, при этом по меньшей мере примерно 93, 95, 97 или 99% дисперсной фазы удаляется из непрерывной фазы после того как фазы прошли через картриджи.The disclosed assembled filter cartridges can be used to remove the dispersed phase (e.g., water) from the continuous phase (e.g., hydrocarbon fuel). For example, assembled filter cartridges can be used to remove the dispersed phase from the continuous phase, with at least about 93, 95, 97, or 99% of the dispersed phase being removed from the continuous phase after the phases have passed through the cartridges.

Коалесцирующая среда, описанная в данном документе, может содержать материал, обладающий ярко выраженной гидрофильностью или гидрофобностью или ярко выраженной олеофильностью или олеофобностью. В некоторых вариантах осуществления коалесцирующая среда содержит слой материала, содержащего относительно гидрофобный материал по сравнению с дисперсной фазой смеси. В некоторых вариантах осуществления внешний фильтрующий элемент и внутренний фильтрующий элемент содержат один или более слоев материалов среды, которые являются гидрофобными. Гидрофобность материала среды может быть определена с помощью измерения краевого угла (θ) дисперсной фазы (например, воды) в непрерывной фазе (например, углеводородном топливе) на материале среды.The coalescing medium described herein may contain a material having pronounced hydrophilicity or hydrophobicity or pronounced oleophilicity or oleophobicity. In some embodiments, the coalescing medium comprises a layer of material containing a relatively hydrophobic material compared to the dispersed phase of the mixture. In some embodiments, an external filter element and an internal filter element comprise one or more layers of media materials that are hydrophobic. The hydrophobicity of the medium material can be determined by measuring the contact angle (θ) of the dispersed phase (e.g., water) in the continuous phase (e.g., hydrocarbon fuel) on the medium.

При обращении теперь к фиг. 1-5, показан один из вариантов осуществления внешнего фильтрующего элемента 4, внутреннего фильтрующего элемента 6 и собранного из них фильтрующего картриджа 2. Внешний элемент 4 включает гофрированную фильтрующую среду 4a в форме цилиндра, находящуюся в непосредственном или косвенном соприкосновении с негофрированным цилиндром из среды 4b на внутренних вершинах складок гофрированного цилиндра. Гофрированный и негофрированный цилиндры связаны, герметизированы посадкой в адгезив, заделаны или иным образом закреплены своими концами на торцевых крышках (4c, верхней торцевой крышке, и 4e, нижней торцевой крышке), расположенных на противоположных концах цилиндров. Верхняя торцевая крышка 4c опционально включает уплотнительную прокладку 4d. Негофрированный цилиндр 4b может находиться непосредственно или опосредованно в соприкосновении с внутренними вершинами складок гофрированного цилиндра 4a. Обычно, расстояние между внутренними вершинами гофрированной секции и негофрированным цилиндром является таким, что отсутствует значительный зазор или разделение между вершинами и цилиндром. Внутренний элемент 6 включает внешнюю негофрированную фильтрующую среду 6a в форме цилиндра в непосредственном или косвенном соприкосновении с внутренним гофрированным цилиндром среды 6b. В связи с этим, структура внутреннего элемента (т.е. внешняя негофрированная фильтрующая среда и внутренняя гофрированная фильтрующая среда) находится в соприкосновении со структурой внешнего фильтрующего элемента (т.е. внешней гофрированной фильтрующей средой и внутренней негофрированной фильтрующей средой). Негофрированный и гофрированный цилиндры внутреннего элемента связаны, герметизированы посадкой в адгезив, заделаны или иным образом закреплены своими концами на торцевых крышках (6c, верхней торцевой крышке, и 6d, нижней торцевой крышке), расположенных на противоположных концах цилиндров.Referring now to FIG. 1-5, one embodiment of an external filter element 4, an internal filter element 6, and a filter cartridge 2 assembled therefrom is shown. The external element 4 includes a cylinder-shaped pleated filter medium 4a in direct or indirect contact with a non-pleated cylinder from medium 4b on the inner vertices of the folds of the corrugated cylinder. Corrugated and non-corrugated cylinders are bonded, sealed by adhesive bonding, sealed or otherwise secured with their ends on end caps (4c, upper end cap, and 4e, lower end cap) located on opposite ends of the cylinders. The upper end cap 4c optionally includes a gasket 4d. The non-corrugated cylinder 4b may be directly or indirectly in contact with the inner vertices of the folds of the corrugated cylinder 4a. Typically, the distance between the inner vertices of the corrugated section and the non-corrugated cylinder is such that there is no significant clearance or separation between the vertices and the cylinder. The inner element 6 includes an external non-corrugated filter medium 6a in the form of a cylinder in direct or indirect contact with the inner corrugated cylinder of the medium 6b. In this regard, the structure of the internal element (i.e., the external non-pleated filter medium and the internal pleated filter medium) is in contact with the structure of the external filter element (i.e., the external pleated filter medium and the internal non-pleated filter medium). The non-corrugated and corrugated cylinders of the inner element are connected, sealed by adhesive bonding, sealed or otherwise secured with their ends on the end caps (6c, upper end cap, and 6d, lower end cap) located on opposite ends of the cylinders.

При обращении теперь к фиг.6-8, показан один из вариантов осуществления водоотделителя для топлива (FWS) с термопластичным фильтром в фильтре и фильтра для отделения твердых частиц, как рассмотрено в данном документе. Фиг.9 показывает виды поперечного сечения вариантов осуществления внешнего элемента раскрытых здесь водоотделителя для топлива (FWS) с фильтром в фильтре и фильтра для отделения твердых частиц. Фиг.9A показывает вариант осуществления без центральной трубы, сита или другого опорного элемента для среды внешнего элемента. Фиг.9B показывает вариант осуществления с центральной трубой, ситом или другим опорным элементом для среды, расположенным ниже по потоку и смежным с цилиндром из негофрированной среды. Фиг.9C показывает вариант осуществления с центральной трубой, ситом или другим опорным элементом для среды, расположенным между цилиндром из гофрированной среды выше по потоку и цилиндром из негофрированной среды, расположенным ниже по потоку смежным с ними образом и контактирующим с ними. На фиг.9 цифры 1-5 обозначают, в порядке от выше по потоку к ниже по потоку, разные слои среды цилиндра из гофрированной среды. Цифра 6 обозначает негофрированную среду, и 7 обозначает элемент, например, центральную трубу, сито, пружину, и т.п., который поддерживает среду внешнего элемента. Как показано, гофрированный цилиндр содержит три слоя термопластичной, волокнистой фильтрующей среды (слои 1-3), один слой термопластичной нановолокнистой среды (слой 4) и конечный слой термопластичной, волокнистой среды (слой 5). Негофрированный цилиндр содержит слой термопластичной волокнистой среды (слой 6), сформированный в виде трубы и размещенный внутри цилиндра из гофрированной среды с его стороной, расположенной выше по потоку, находящейся в непосредственном соприкосновении с цилиндром из гофрированной среды или в косвенном соприкосновении с цилиндром из гофрированной среды через промежуточный опорный элемент (7), как показано. Опциональный опорный элемент (7) может функционировать, чтобы предотвращать негофрированный цилиндр от сплющивания под воздействием потока и перепада давления, когда картридж используется в системе для разделения смеси топливо-вода. Однако предпочтительно гофрированный и негофрированный цилиндры совместно обеспечивают достаточную прочность и жесткость, предоставляемые опциональным опорным элементом. На фиг.9C, опорный элемент обеспечивает поддержку гофрированного цилиндра, внутренние вершины складок которого находятся в непосредственном соприкосновении с опорным элементом, наряду с тем, что негофрированный цилиндр расположен внутри, ниже по потоку опорного элемента и в непосредственном соприкосновении с ним. В некоторых вариантах осуществления негофрированный цилиндр может быть термически приварен к термопластичной центральной трубе или сформован совместно с ней литьевым формованием, чтобы присоединить его к опорному элементу. Типично, длины в осевом направлении всех 7 слоев являются одинаковыми. Оба конца каждого из цилиндров вставлены в торцевые крышки или герметизированы посадкой в адгезив, например, полиуретан, чтобы присоединить концы цилиндров к торцевым крышкам и предотвратить обход среды нефильтрованной жидкостью при применении в системе для разделения смеси топливо-вода (фиг. 1-8).Referring now to FIGS. 6-8, one embodiment of a fuel water separator (FWS) with a thermoplastic filter in the filter and a filter for separating particulate matter, as discussed herein, is shown. FIG. 9 shows cross-sectional views of embodiments of an external member of a fuel separator (FWS) disclosed herein with a filter in the filter and a filter for separating particulate matter. Fig. 9A shows an embodiment without a central pipe, sieve or other support element for the environment of the external element. Fig. 9B shows an embodiment with a central pipe, sieve or other supporting element for a medium located downstream and adjacent to a cylinder of non-corrugated medium. Fig. 9C shows an embodiment with a central pipe, sieve or other support element for the medium located between the cylinder from the corrugated medium upstream and the cylinder from the non-corrugated medium located downstream in an adjacent manner and in contact with them. In Fig. 9, the numbers 1-5 indicate, in order from upstream to downstream, different layers of the medium of the cylinder from the corrugated medium. The number 6 denotes a non-corrugated medium, and 7 denotes an element, for example, a central pipe, sieve, spring, etc., which supports the environment of the external element. As shown, the corrugated cylinder contains three layers of a thermoplastic, fibrous filter medium (layers 1-3), one layer of a thermoplastic nanofiber medium (layer 4) and a final layer of a thermoplastic, fibrous medium (layer 5). The non-corrugated cylinder contains a layer of thermoplastic fibrous medium (layer 6), formed in the form of a pipe and placed inside the cylinder from the corrugated medium with its side located upstream, in direct contact with the cylinder from the corrugated medium or in indirect contact with the cylinder from the corrugated medium through the intermediate support element (7), as shown. The optional support member (7) may function to prevent the non-corrugated cylinder from collapsing under the influence of flow and pressure drop when the cartridge is used in a system for separating a fuel-water mixture. However, preferably, the corrugated and non-corrugated cylinders together provide the sufficient strength and stiffness provided by the optional support member. In Fig. 9C, the support element provides support for the corrugated cylinder, the inner vertices of the folds of which are in direct contact with the support element, while the non-corrugated cylinder is located inside, downstream of the support element and in direct contact with it. In some embodiments, the non-corrugated cylinder may be thermally welded to the thermoplastic central tube or molded together with it by injection molding to attach it to the support member. Typically, the axial lengths of all 7 layers are the same. Both ends of each of the cylinders are inserted into the end caps or sealed by adhesion, for example, polyurethane, to attach the ends of the cylinders to the end caps and to prevent medium bypassing by unfiltered liquid when used in a fuel-water mixture separation system (Fig. 1-8).

Внешний элемент на фиг. 9B и 9C включает 6 слоев материала среды и опорный элемент. Однако внешний элемент может включать меньшее число или дополнительные слои, в зависимости от требований системы, в которой используется фильтрующий картридж. Лишь для иллюстративных целей, три коагулятора, на которые делается ссылка как на X, Y и Z, характеризуются в таблице 1, включающей типичные свойства каждого слоя среды этих коагуляторов.The outer element of FIG. 9B and 9C include 6 layers of medium material and a support member. However, the external element may include fewer or additional layers, depending on the requirements of a system that uses a filter cartridge. For illustrative purposes only, the three coagulators referred to as X, Y, and Z are characterized in Table 1, including typical properties of each layer of the medium of these coagulators.

Таблица 1Table 1 Типичные слои среды и свойства для внешней ступениTypical environmental layers and properties for the external stage Коагулятор X - Коагулятор с изменением скоростиCoagulator X - Coagulator with a change in speed СлойLayer МатериалMaterial Номинальный средний диаметр волокон (мкм)Nominal average fiber diameter (μm) Средний размер пор (мкм)The average pore size (microns) Максимальный размер пор (мкм)Maximum Pore Size (μm) Проницаемость (куб.футов/мин)Permeability (cubic feet / min) Толщина (мм)Thickness (mm) Базовая масса (г/м²)Base weight (g / m ² ) 1one Полибутилентерефталатный нетканыйPolybutylene Terephthalate Non-Woven >10> 10 >50> 50 >100> 100 >250> 250 >0,3> 0.3 >40±5> 40 ± 5 22 Полибутилентерефталатный нетканыйPolybutylene Terephthalate Non-Woven 1,0-4,01.0-4.0 5,0-15,05.0-15.0 10,0-20,010.0-20.0 35-5535-55 0,7-0,150.7-0.15 27±527 ± 5 33 Полибутилентерефталатный нетканыйPolybutylene Terephthalate Non-Woven 1,0-5,01.0-5.0 15,0-30 015.0-30 0 25,0-40,025.0-40.0 75-10075-100 0,15-0,30.15-0.3 33±533 ± 5 4four Полиамидный нетканыйPolyamide non-woven 0,1-1,00.1-1.0 <8,0<8.0 5,0-15,05.0-15.0 5,0-20,05.0-20.0 0,1-0,250.1-0.25 >20> 20 55 Полиэтилентерефталатный нетканыйPolyethylene terephthalate non-woven >40> 40 20,0-40,020,0-40,0 40-6040-60 50-7550-75 0,4-0,70.4-0.7 198±20198 ± 20 66 Полиэтилентерефталатный нетканыйPolyethylene terephthalate non-woven >20> 20 25-4525-45 40-6040-60 150-200150-200 0,8-1,20.8-1.2 100±20100 ± 20 Коагулятор Y - Однослойный поверхностный коагуляторCoagulator Y - Single-layer surface coagulator СлойLayer МатериалMaterial Номинальный средний диаметр волокон (мкм)Nominal average fiber diameter (μm) Средний размер пор (мкм)The average pore size (microns) Максимальный размер пор (мкм)Maximum Pore Size (μm) Проницаемость (куб.футов/мин)Permeability (cubic feet / min) Толщина (мм)Thickness (mm) Базовая масса (г/м²)Base weight (g / m ² ) 4four Полиамидный нетканыйPolyamide non-woven 0,1-1,00.1-1.0 <8,0<8.0 5,0-15,05.0-15.0 5,0-20,05.0-20.0 0,1-0,250.1-0.25 >20> 20 55 Полиэтилентерефталатный нетканый (опциональный)Polyethylene terephthalate non-woven (optional) >40> 40 20,0-40,020,0-40,0 40-6040-60 50-7550-75 0,4-0,70.4-0.7 198±20198 ± 20 66 Полиэтилентерефталатный нетканыйPolyethylene terephthalate non-woven >20> 20 25-4525-45 40-6040-60 150-200150-200 0,8-1,20.8-1.2 100±20100 ± 20 Коагулятор Z - Поверхностный коагуляторCoagulator Z - Surface Coagulator СлойLayer МатериалMaterial Номинальный средний диаметр волокон (мкм)Nominal average fiber diameter (μm) Средний размер пор (мкм)The average pore size (microns) Максимальный размер пор (мкм)Maximum Pore Size (μm) Проницаемость (куб.футов/мин)Permeability (cubic feet / min) Толщина (мм)Thickness (mm) Базовая масса (г/м²)Base weight (g / m ² ) 33 Полибутилентерефталатный нетканыйPolybutylene Terephthalate Non-Woven 1,0-5,01.0-5.0 15,0-30,015.0-30.0 25-4025-40 75-10075-100 0,15-0,30.15-0.3 33±533 ± 5 4four Полиамидный нетканыйPolyamide non-woven 0,1-1,00.1-1.0 <8,0<8.0 5,0-15,05.0-15.0 5,0-20,05.0-20.0 0,1-0,250.1-0.25 >20> 20 55 Полиэтилентерефталатный нетканый (опциональный)Polyethylene terephthalate non-woven (optional) >40> 40 20-4020-40 40-6040-60 50-7550-75 0,4-0,70.4-0.7 198±20198 ± 20 66 Полиэтилентерефталатный нетканыйPolyethylene terephthalate non-woven >20> 20 25-4525-45 40-6040-60 150-200150-200 0,8-1,20.8-1.2 100±20100 ± 20

Комбинации сред этих трех коагуляторов отражают выбор конструкционных решений на основе того исследования, что в системах с низким поверхностным натяжением на границе раздела, таких как дизельное топливо с ультранизким содержанием серы (ULSD) и биодизельное топливо, имеет место относительно небольшая термодинамическая движущая сила для коалесценции, и кинетика коалесценции склонна быть медленной. Эти коагуляторы спроектированы для физического замедления прохождения капель дисперсной фазы в непрерывной фазе (например, диспергированных капель воды в углеводородном топливе) через среду и увеличения концентрации капель в определенных местах внутри коагулятора для того, чтобы способствовать коалесценции и росту размера капель.The combination of media of these three coagulators reflects the choice of structural solutions based on the study that in systems with low surface tension at the interface, such as diesel fuel with ultra-low sulfur content (ULSD) and biodiesel fuel, a relatively small thermodynamic driving force for coalescence takes place, and the kinetics of coalescence tends to be slow. These coagulators are designed to physically slow the passage of dispersed phase droplets in the continuous phase (e.g., dispersed water droplets in hydrocarbon fuel) through the medium and increase the droplet concentration at specific locations within the coagulator in order to promote coalescence and increase droplet size.

В коагуляторе X используются по меньшей мере 6 слоев среды с опциональным опорным элементом. Коагулятор X может быть назван «коагулятором с изменением скорости» (см. публикацию PCT WO №2010/042706, которая включена посредством ссылки в данный документ во всей ее полноте), имеющим конфигурацию «фильтр в фильтре» (см. публикации USPTO US №№2009/0065419; 2009/0250402; и 2010/0101993, которые включены посредством ссылки в данный документ во всей их полноте). Слой 1 функционирует в качестве предварительного фильтра и для снижения перепада давления на внешнем элементе. Слой 1 является более «открытым» (т.е. имеющим более высокую пористость, больший размер пор, больший средний диаметр волокон, более высокую проницаемость по Фрейзеру и/или более низкую эффективность удаления загрязняющего вещества), чем слой 2. Слой 2 функционирует, чтобы улавливать тонкие эмульгированные капли, например, капли воды в дизельном топливе с ультранизким содержанием серы. Слой 2 является более «плотным» (т.е. имеющим более низкую пористость, меньший размер пор, меньший средний диаметр волокон, более низкую проницаемость по Фрейзеру и/или более высокую эффективность удаления загрязняющего вещества), чем слой 3. Слой 3 функционирует, чтобы уменьшать скорость потока внутри среды и предоставлять пространство для того, чтобы капли, уловленные в слое 2, стекали, аккумулировались и коалесцировали. Физические свойства слоя 3 являются такими, что скорость потока в этом слое меньше скорости потока в слое 4. Слой 3 является более «открытым» (т.е. имеющим более высокую пористость, больший размер пор, больший средний диаметр волокон, более высокую проницаемость по Фрейзеру и/или более низкую эффективность удаления загрязняющего вещества), чем слой 4. Слой 4 функционирует, чтобы улавливать капли, которые не были уловлены предшествующими слоями, особенно более тонкие капли, и чтобы служить в качестве полупроницаемого барьера для прохождения уловленных капель. Функционирование слоя 4 в качестве полупроницаемого барьера принуждает капли к концентрированию и к аккумулированию в слое 3, предоставляя каплям больше времени и увеличенную возможность для протекания коалесценции. Функционирование слоя 4 в качестве полупроницаемого барьера также является причиной локально увеличенной скорости потока и временного увеличения площади поверхности капель, что дополнительно улучшает коалесценцию. Физические свойства слоя 4 являются такими, что скорость потока в этом слое выше скорости потока в слое 5. Слой 4 является более «плотным» (т.е. имеющим более низкую пористость, меньший размер пор, меньший средний диаметр волокон, более низкую проницаемость по Фрейзеру и/или более высокую эффективность удаления загрязняющего вещества), чем слой 5. Слой 4 типично является термопластичной нановолокнистой фильтрующей средой с диаметром волокон менее чем 1 мкм (например, для того, чтобы достигнуть требуемой очень высокой эффективности удаления воды и аккомодировать малый размер капель для современных топливных систем с общей магистралью высокого давления для дизельного топлива с ультранизким содержанием серы (ULSD) или биодизельного топлива). Слой 5 функционирует, чтобы создавать окружение с уменьшенной скоростью, в котором коалесцированные капли, сформированные в предшествующих слоях, могут собираться и отводиться перед высвобождением. Слой 5 является более «открытым» (т.е. имеющим более высокую пористость, больший размер пор, больший средний диаметр волокон, более высокую проницаемость по Фрейзеру и/или более низкую эффективность удаления загрязняющего вещества), чем слой 4. Слой 6 функционирует, чтобы предоставлять места отвода для коалесцированных капель в низкоэнергетическом окружении. Слой 6 является более «открытым» (с более высокой пористостью, с большей величиной размера пор, с большей величиной среднего диаметра волокон, более высокой проницаемостью по Фрейзеру и/или более низкой эффективностью удаления загрязняющего вещества), чем слой 5.Coagulator X uses at least 6 media layers with an optional support element. Coagulator X may be called a “variable speed coagulator” (see PCT publication WO No. 2010/042706, which is incorporated by reference in its entirety) having a “filter in filter” configuration (see USPTO publication US No. 2009/0065419; 2009/0250402; and 2010/0101993, which are incorporated by reference herein in their entirety). Layer 1 functions as a pre-filter and to reduce the pressure drop across the external element. Layer 1 is more “open” (ie, having a higher porosity, larger pore size, larger average fiber diameter, higher Fraser permeability and / or lower contaminant removal efficiency) than layer 2. Layer 2 functions, to capture fine emulsified droplets, such as water droplets in ultra low sulfur diesel fuel. Layer 2 is more “dense” (ie, having lower porosity, smaller pore size, smaller average fiber diameter, lower Fraser permeability and / or higher contaminant removal efficiency) than layer 3. Layer 3 functions, in order to reduce the flow rate inside the medium and provide space for the droplets trapped in layer 2 to drain, accumulate and coalesce. The physical properties of layer 3 are such that the flow rate in this layer is less than the flow rate in layer 4. Layer 3 is more “open” (ie, having a higher porosity, larger pore size, larger average fiber diameter, higher permeability Fraser and / or lower contaminant removal efficiency) than layer 4. Layer 4 functions to capture drops that were not captured by the previous layers, especially thinner drops, and to serve as a semi-permeable barrier to the passage of ovalized drops. The functioning of layer 4 as a semipermeable barrier forces the droplets to concentrate and accumulate in layer 3, giving the droplets more time and an increased chance for coalescence to occur. The functioning of layer 4 as a semi-permeable barrier also causes a locally increased flow rate and a temporary increase in the surface area of the droplets, which further improves coalescence. The physical properties of layer 4 are such that the flow rate in this layer is higher than the flow rate in layer 5. Layer 4 is more “dense” (ie, having lower porosity, smaller pore size, smaller average fiber diameter, lower permeability Fraser and / or higher contaminant removal efficiency) than layer 5. Layer 4 is typically a thermoplastic nanofiber filter medium with a fiber diameter of less than 1 μm (for example, in order to achieve the required very high removal efficiency in and accommodate the small droplet size for modern fuel systems with a common high-pressure line for ultra-low sulfur diesel (ULSD) or biodiesel). Layer 5 functions to create an environment with a reduced rate in which coalesced droplets formed in the preceding layers can be collected and discharged prior to release. Layer 5 is more “open” (ie, having a higher porosity, larger pore size, larger average fiber diameter, higher Fraser permeability and / or lower contaminant removal efficiency) than layer 4. Layer 6 functions, to provide outlet points for coalescing droplets in a low energy environment. Layer 6 is more "open" (with higher porosity, with a larger pore size, with a larger average fiber diameter, higher Fraser permeability and / or lower contaminant removal efficiency) than layer 5.

В коагуляторе Y два или три слоя среды используются с опциональным опорным элементом или без него. Коагулятор Y может быть назван «однослойным поверхностным коагулятором» (см. заявку USPTO с порядковым №№ 61/178738, зарегистрированную 15 мая 2009 г., и заявку USPTO с порядковым № 12/780392, зарегистрированную 14 мая 2010 г. и опубликованную как публикация USPTO № 2010/_____, которые включены посредством ссылки в данный документ во всей их полноте), имеющим конфигурацию «фильтр в фильтре» (см. публикации USPTO №№ US 2009/0065419; US 2009/0250402; и US 2010/0101993, которые включены посредством ссылки в данный документ во всей их полноте). В коагуляторе Y слой 4 функционирует, чтобы предоставлять полупроницаемый барьер для прохождения тонких эмульгированных капель, принуждая их концентрироваться на его поверхности, расположенной выше по потоку. Вследствие этого, капли имеют достаточное время и подходящее окружение для протекания коалесценции и роста капель. Слой 4 является сравнительно «плотным» слоем с характеристиками, сравнимыми со слоем 4 в коагуляторе X или даже плотнее. Этот слой использует «отсеивание», чтобы предотвратить прохождение тонких капель, и типично содержит термопластичную нановолокнистую фильтрующую среду со средним размером пор, M, меньше, чем средний размер поступающих капель, и соотношением максимального и среднего размера пор менее чем 3 (т.е. M_M/M≤3). В некоторых вариантах осуществления стекание воды имеет место на стороне внешнего элемента выше по потоку, посредством чего которого отводятся капли, коалесцированные на поверхности слоя 4 выше по потоку, наряду с тем, что в других вариантах осуществления стекание воды может иметь место на стороне внешнего элемента, расположенного ниже по потоку, чтобы собирать коалесцированную воду, которая была принуждена к прохождению через среду в местах отвода посредством перепада давления на коалесцирующем элементе. Коагулятор Y имеет опциональный слой 5, чтобы предоставлять опору для слоя 4, если это требуется, и чтобы служить в качестве пути для стекания любых коалесцированных капель, продавленных через слой 4. Слой 5 соединяет слой 4 со слоем 6 для отвода. Слой 5 также функционирует, чтобы создавать низкоэнергетическое окружение с уменьшенной скоростью, в котором коалесцированные капли, сформированные в предшествующих слоях, могут собираться и стекать через него перед высвобождением. Слой 5 является более «открытым», чем слой 4, и является структурно более прочным, для того, чтобы предоставить опору слою 4 и содействовать функционированию среды. Коагулятор Y имеет дополнительный негофрированный слой 6, расположенный ниже по потоку ранее описанных слоя 4 и слоя 5. Слой 6 функционирует, чтобы предоставлять места отвода для коалесцированных капель в низкоэнергетическом окружении. В связи с этим, слой 6 является более «открытым», чем слой 5.In coagulator Y, two or three layers of medium are used with or without an optional support element. Coagulator Y may be called a “single layer surface coagulator” (see USPTO application serial number 61/178738, registered May 15, 2009, and USPTO application serial number 12/780392, registered May 14, 2010 and published as publication USPTO No. 2010 / _____, which are incorporated by reference in this document in their entirety), having a “filter in filter” configuration (see USPTO Publication No. US 2009/0065419; US 2009/0250402; and US 2010/0101993, which incorporated by reference in this document in their entirety). In coagulator Y, layer 4 functions to provide a semi-permeable barrier to the passage of thin emulsified droplets, forcing them to concentrate on its upstream surface. As a result, the droplets have sufficient time and a suitable environment for coalescence and droplet growth. Layer 4 is a relatively “dense” layer with characteristics comparable to layer 4 in coagulator X or even denser. This layer uses “screening” to prevent the passage of thin droplets, and typically contains a thermoplastic nanofiber filter medium with an average pore size, M, smaller than the average size of the incoming droplets, and a ratio of the maximum and average pore size of less than 3 (i.e. M _M / M≤3). In some embodiments, the runoff takes place on the upstream side of the outer element, whereby droplets that coalesce on the surface of the layer 4 upstream are discharged, while in other embodiments, the runoff can take place on the side of the outer element, located downstream to collect coalesced water, which was forced to pass through the medium at the discharge points through a pressure differential across the coalescing element. Coagulator Y has an optional layer 5 to provide support for layer 4, if required, and to serve as a way to drain any coalesced droplets pressed through layer 4. Layer 5 connects layer 4 to drainage layer 6. Layer 5 also functions to create a low-energy environment at a reduced rate, in which coalesced droplets formed in the preceding layers can collect and drain through it before being released. Layer 5 is more “open” than layer 4 and is structurally stronger in order to support layer 4 and to facilitate the functioning of the environment. Coagulator Y has an additional non-corrugated layer 6 located downstream of the previously described layer 4 and layer 5. Layer 6 functions to provide outlet points for coalescing drops in a low energy environment. In this regard, layer 6 is more “open” than layer 5.

В коагуляторе Z используются три или более слоев среды с опциональным опорным элементом (см. заявку USPTO с порядковым № 61/179170, зарегистрированную 18 мая 2009 г.; заявку USPTO с порядковым № 61/179939, зарегистрированную 20 мая 2009 г.; и заявку USPTO с порядковым № 12/780392, зарегистрированную 14 мая 2010 г. и опубликованную как публикация USPTO № 2010/_____, которые включены в данный документ посредством ссылки во всей их полноте). Коагулятор Z является более комплексным поверхностным коагулятором, чем коагулятор Y, и имеет конфигурацию «фильтр в фильтре» (см. публикации USPTO №№ US 2009/0065419; US 2009/0250402; и US 2010/0101993, которые включены посредством ссылки в данный документ во всей их полноте). Слой 3 функционирует, чтобы уменьшать перепад давления на коагуляторе и, во вторую очередь, чтобы служить в качестве предварительного фильтра для отделения твердых частиц для коагулятора и чтобы увеличить срок его службы. Слой 3 является более «открытым», чем слой 4, и имеет более высокое капиллярное давление (т.е. большее избыточное капиллярное давление), чем слой 4. Назначение и свойства слоев 4, 5 (опционального) и слоя 6 являются такими же, как описано для коагулятора Y.Coagulator Z uses three or more layers of medium with an optional support element (see USPTO application serial number 61/179170, registered May 18, 2009; USPTO application serial number 61/179939, registered May 20, 2009; and application USPTO serial number 12/780392, registered May 14, 2010 and published as USPTO publication No. 2010 / _____, which are incorporated herein by reference in their entirety). Coagulator Z is a more complex surface coagulator than coagulator Y and has a “filter in filter” configuration (see USPTO Publication Nos. US 2009/0065419; US 2009/0250402; and US 2010/0101993, which are incorporated by reference in this document in their entirety). Layer 3 functions to reduce the pressure drop across the coagulator and, secondly, to serve as a pre-filter for separating solid particles for the coagulator and to increase its service life. Layer 3 is more “open” than layer 4 and has a higher capillary pressure (ie, greater excess capillary pressure) than layer 4. The purpose and properties of layers 4, 5 (optional) and layer 6 are the same. as described for coagulator Y.

Во всех трех коагуляторах X, Y и Z важной является природа перехода от слоя 5 к слою 6. Слои 1-5 типично гофрированы. В связи с этим, профиль протекания потока в складках и протягивание уловленных капель побуждает их накапливаться во впадинах (в направлении нижнего течения) складок гофра. Это приводит к концентрированию капель в этой локализованной области, увеличивая коалесценцию посредством предоставления увеличенного времени для коалесценции капель, прежде чем они высвобождаются. Авторами данного изобретения наблюдалось, что коалесцированные капли проявляют тенденцию к высвобождению из одних и тех же активных областей или зон на поверхности коагуляторов, расположенных ниже по потоку, в то время как высвобождение небольших капель происходит где-нибудь в другом месте. Это указывает на то, что как только путь для выпуска через среду создан, он используется повторно. В раскрытых здесь фильтрующих картриджах предпочтительные пути для выпуска, заканчивающиеся в более крупных порах, образованы посредством непосредственного соприкосновения внутренних вершин складок слоя 4 (для коагуляторов Y и Z) или слоя 5 (для коагулятора X, а также Y и Z, если этот слой включен) с поверхностью негофрированного слоя 6 выше по потоку. В месте соприкосновения между гофрированным и негофрированным слоями возникает локализованное разрушение пористой структуры среды, которое создает эти предпочтительные пути для выпуска. Это приводит к тому, что высвобождаются капли большего размера. Кроме того, эти пути для выпуска возникают на дне впадин складок гофра, где коалесцированные капли концентрируются, и данный эффект является наибольшим. Непосредственное соприкосновение слоев 4 или 5 и слоя 6 не требуется, чтобы достигнуть этого результата. Например, внутренние вершины складок крайнего, расположенного выше по потоку слоя гофрированной секции может непосредственно контактировать с пористым опорным элементом 7, который находится, в свою очередь, в непосредственном контакте со слоем 6 на своей стороне, расположенной ниже по потоку, как показано на фиг.9C.In all three coagulators X, Y, and Z, the nature of the transition from layer 5 to layer 6 is important. Layers 1-5 are typically corrugated. In this regard, the profile of the flow in the folds and the pulling of the captured droplets causes them to accumulate in the troughs (in the direction of the lower flow) of the corrugation folds. This leads to the concentration of droplets in this localized region, increasing coalescence by providing increased time for coalescence of the droplets before they are released. It has been observed by the inventors that coalesced drops tend to be released from the same active regions or zones on the surface of coagulators located downstream, while the release of small drops occurs elsewhere. This indicates that once the path for release through the medium is created, it is reused. In the filter cartridges disclosed herein, preferred outlet paths ending in larger pores are formed by directly touching the inner pleats of the folds of layer 4 (for coagulators Y and Z) or layer 5 (for coagulator X, as well as Y and Z if this layer is turned on ) with the surface of the non-corrugated layer 6 upstream. At the point of contact between the corrugated and non-corrugated layers, localized destruction of the porous structure of the medium occurs, which creates these preferred routes for release. This results in larger droplets being released. In addition, these release paths arise at the bottom of the troughs of the corrugation folds, where coalesced drops are concentrated, and this effect is greatest. The direct contact of layers 4 or 5 and layer 6 is not required to achieve this result. For example, the inner vertices of the folds of the extreme upstream layer of the corrugated section can directly contact the porous support member 7, which is, in turn, in direct contact with the layer 6 on its downstream side, as shown in FIG. 9C.

В дополнительном варианте осуществления (не проиллюстрирован) гофрированная среда коагулятора может быть такой, как описано в случае коагуляторов X, Y или Z, за исключением того, что слой 6, негофрированный слой для отделения, может быть не включен. Эта конфигурация использует такой же профиль протекания потока внутри складок гофра и такие же эффекты для отвода уловленных капель, что и в коагуляторах X, Y или Z, чтобы обусловить концентрирование мелких капель и коалесцированных капель во впадинах складок гофра для улучшения коалесценции. Вместо отвода коалесцированных капель к слою для отделения, слою 6, однако, капли высвобождаются из небольших щелей или отверстий на внутренних вершинах складок. Эти щели или отверстия могут быть сформированы прошивкой иглой или другими средствами и могут иметь размер порядка 30-300 мкм. Эти щели или отверстия на внутренних вершинах складок служат в качестве мест отвода для коалесцированных капель.In a further embodiment (not illustrated), the corrugated coagulator medium may be as described for X, Y, or Z coagulators, except that layer 6, a non-corrugated separation layer, may not be included. This configuration uses the same flow pattern inside the corrugations of the corrugation and the same effects for removing trapped drops as in the X, Y, or Z coagulators to cause the concentration of small drops and coalesced drops in the valleys of the corrugations of the corrugations to improve coalescence. Instead of diverting coalesced droplets to the separation layer, layer 6, however, the droplets are released from small slots or openings on the inner vertices of the folds. These slots or holes can be formed by piercing with a needle or other means and can have a size of the order of 30-300 microns. These slots or openings on the inside creases of the folds serve as outlet points for coalesced drops.

Внутренний элемент раскрытого здесь фильтрующего картриджа функционирует, чтобы отделять коалесцированные капли воды от топлива и чтобы удалять тонкие твердотельные частицы загрязняющих веществ из потока текучей среды. Внутренний элемент содержит внешний негофрированный цилиндр, находящийся в непосредственном соприкосновении с внутренним гофрированным цилиндром. Типично, длины в осевом направлении как негофрированного, так и гофрированного цилиндра являются одинаковыми. Оба конца каждого из цилиндров вставлены в торцевые крышки или герметизированы посадкой в адгезив, например, полиуретан, чтобы присоединить концы цилиндров к торцевым крышкам и предотвратить обход среды нефильтрованной жидкостью при применении в системе для разделения смеси топливо-вода (фиг.1-8).The inner element of the filter cartridge disclosed herein functions to separate coalesced water droplets from the fuel and to remove fine solid particles of contaminants from the fluid stream. The inner element comprises an outer non-corrugated cylinder in direct contact with the inner corrugated cylinder. Typically, the axial lengths of both the non-corrugated and the corrugated cylinders are the same. Both ends of each of the cylinders are inserted into the end caps or sealed by fitting in an adhesive, for example, polyurethane, to attach the ends of the cylinders to the end caps and to prevent the medium from escaping with unfiltered liquid when used in a fuel-water mixture separation system (Figs. 1-8).

Внутренний элемент типично включает по меньшей мере 4 слоя материалов среды (фиг.10). Назначением первого слоя, слоя A, является отделение коалесцированных капель (воды) от непрерывной фазы (топлива). Этот слой предпочтительно содержит тканую термопластичную сетку в форме трубы, которая отталкивает капли и предоставляет им возможность свободно стекать с поверхности. Слой A находится с внешней стороны внутреннего гофрированного цилиндра и в непосредственном соприкосновении с ним. Отверстия сетки этого слоя типично имеют размер менее чем 100 мкм и предпочтительно менее чем 50 мкм. Функцией гофрированных слоев является улавливание твердотельных частиц загрязняющих веществ, и капли не удаляются слоями выше по потоку внешнего фильтрующего элемента. Первые два из этих гофрированных слоев, слои B и C на фиг.10 и в таблице 2, являются промежуточными слоями, которые функционируют, чтобы уменьшать перепад давления, обеспечивать дополнительное удаление капель разного размера и уменьшать накапливание твердотельных частиц на последующем нановолокнистом фильтрующем слое, слое D. Слой B также способствует изготовлению и функционированию композитного материала.The inner element typically includes at least 4 layers of materials of the medium (figure 10). The purpose of the first layer, layer A, is to separate coalesced drops (water) from the continuous phase (fuel). This layer preferably contains a woven thermoplastic mesh in the form of a pipe that repels the droplets and allows them to freely flow from the surface. Layer A is located on the outside of the inner corrugated cylinder and in direct contact with it. The mesh holes of this layer typically have a size of less than 100 microns and preferably less than 50 microns. The function of the corrugated layers is to capture solid particles of contaminants, and the droplets are not removed by the layers upstream of the external filter element. The first two of these corrugated layers, layers B and C in FIG. 10 and table 2, are intermediate layers that function to reduce pressure drop, provide additional removal of droplets of different sizes and reduce the accumulation of solid particles on the subsequent nanofiber filter layer, D. Layer B also contributes to the manufacture and functioning of the composite material.

Таблица 2table 2 Типичные слои среды и свойства внутренней ступениTypical layers of the medium and properties of the inner stage СлойLayer МатериалMaterial Номинальный средний диаметр волокон (мкм)Nominal average fiber diameter (μm) Средний размер пор (мкм)The average pore size (microns) Максимальный размер пор (мкм)Maximum Pore Size (μm) Проницаемость (куб.футов/мин)Permeability (cubic feet / min) Толщина (мм)Thickness (mm) Базовая масса (г/м²)Base weight (g / m ² ) АBUT Полиэтилентерефталатная тканая сеткаPolyethylene terephthalate woven mesh ** 30-5030-50 30-5030-50 400-600400-600 0,03-0,10.03-0.1 37±1037 ± 10 BB Полибутилентерефталатный нетканыйPolybutylene Terephthalate Non-Woven >10> 10 >50> 50 >100> 100 225-325225-325 0,3-0,50.3-0.5 48±1048 ± 10 CC Полибутилентерефталатный нетканыйPolybutylene Terephthalate Non-Woven 1,0-5,01.0-5.0 5,0-15,05.0-15.0 10,0-25,010.0-25.0 35-5535-55 0,1-0,30.1-0.3 38±1038 ± 10 DD Полиамидный нетканыйPolyamide non-woven 0,1-0,80.1-0.8 1,0-8,01.0-8.0 1,0-10,01.0-10.0 3,0-20,03.0-20.0 0,1-0,30.1-0.3 >20> 20 EE Полиэтилентерефталатный нетканыйPolyethylene terephthalate non-woven >40> 40 20-3520-35 40-6540-65 50-7550-75 0,45-0,650.45-0.65 198±20198 ± 20

Эти слои обладают свойствами, сходными со свойствами слоев 1 и 2 во внешнем элементе. Следующий гофрированный слой, слой D на фиг.10 и в таблице 2, функционирует в качестве высокоэффективного фильтра для тонких частиц (например, частиц, имеющих диаметр 4 мкм или менее). Для видов применения с общей магистралью высокого давления обычно требуются высокие величины эффективности удаления таких малых частиц, как примерно 4 мкм, чтобы защитить топливные форсунки. Слои, расположенные выше по потоку слоя D функционируют главным образом, чтобы удалять и отделять капли. Слой D функционирует, чтобы защищать систему, расположенную ниже по потоку от загрязнения твердотельными частицами. Слой D также функционирует, чтобы удалять капли, которые могли пройти через предшествующие слои. Предпочтительно, слой D является «более плотным», чем любые другие слои внешнего элемента или внутреннего элемента, и включает термопластичную нановолокнистую фильтрующую среду с диаметром волокон менее чем 1 мкм. Как минимум, слой D внутреннего элемента является таким «плотным» как слой 4 внешнего элемента. Конечный слой, слой E, функционирует, чтобы обеспечивать поддержку для предшествующих слоев без существенного увеличения перепада давления. Слой E является относительно «открытой» средой, обладающей достаточной прочностью и жесткостью, чтобы поддерживать слои, расположенные выше по потоку при условиях применения и чтобы содействовать функционированию среды внутреннего элемента.These layers have properties similar to those of layers 1 and 2 in the outer element. The next corrugated layer, layer D in FIG. 10 and table 2, functions as a high-performance filter for fine particles (for example, particles having a diameter of 4 μm or less). For applications with a common high-pressure line, high removal efficiencies of small particles such as about 4 microns are usually required to protect the fuel injectors. The layers located upstream of the layer D function mainly to remove and separate the droplets. Layer D functions to protect the downstream system from contamination with solid particles. Layer D also functions to remove droplets that may have passed through previous layers. Preferably, layer D is “denser” than any other layers of the outer element or inner element, and includes a thermoplastic nanofiber filter medium with a fiber diameter of less than 1 μm. At a minimum, the layer D of the inner element is as “dense” as the layer 4 of the outer element. The final layer, layer E, functions to provide support for the preceding layers without significantly increasing the pressure drop. Layer E is a relatively "open" medium with sufficient strength and rigidity to support layers located upstream under the conditions of use and to facilitate the functioning of the environment of the inner element.

В представленном выше описании определенные термины были использованы для краткости, ясности и понимания. В их отношении не должны предполагаться излишние ограничения, находящиеся за пределами ограничений известного уровня техники, поскольку такие термины используются для описательных целей и предназначены быть истолкованными в широком смысле. Различные конфигурации, системы и стадии способов, описанных в данном документе, могут быть использованы в отдельности или в комбинации с другими конфигурациями, системами и стадиями способов. Следует ожидать, что возможны различные эквиваленты, варианты и модификации. Вышеуказанные патенты и опубликованные заявки включены в данный документ посредством ссылки во всей их полноте.In the above description, certain terms have been used for brevity, clarity and understanding. In their regard, excessive restrictions should not be assumed that are beyond the limitations of the prior art, since such terms are used for descriptive purposes and are intended to be construed in a broad sense. The various configurations, systems, and stages of the methods described herein may be used individually or in combination with other configurations, systems, and stages of the methods. It is to be expected that various equivalents, variations, and modifications are possible. The above patents and published applications are incorporated herein by reference in their entirety.

Claims

1. Фильтрующий картридж, выполненный для коалесцирования дисперсной фазы из смеси дисперсной фазы в непрерывной фазе, когда смесь перемещается через картридж снаружи внутрь, данный картридж содержит:
(a) внешний фильтрующий элемент, данный внешний фильтрующий элемент содержит:
(i) внешний гофрированный фильтрующий материал, при этом данный внешний гофрированный фильтрующий материал имеет по существу цилиндрическую форму и содержит термопластичный композитный материал, имеющий проницаемость менее чем примерно 40 куб. футов/мин (0,01888 куб. метров/сек.);
(ii) торцевые крышки, прикрепленные к противоположным концам внешнего гофрированного фильтрующего материала; и
(b) внутренний фильтрующий элемент, расположенный внутри внешнего фильтрующего элемента; данный внутренний фильтрующий элемент содержит:
(i) внешний негофрированный фильтрующий материал, при этом данный внешний негофрированный фильтрующий материал имеет по существу цилиндрическую форму;
(ii) внутренний гофрированный фильтрующий материал, контактирующий непосредственно или опосредованно с внешним негофрированным фильтрующим материалом, при этом внутренний гофрированный фильтрующий материал имеет по существу цилиндрическую форму и содержит термопластичный композитный материал, имеющий проницаемость менее чем примерно 20 куб. футов/мин (0,00944 куб. метров/сек.); и
(iii) торцевые крышки, прикрепленные к противоположным концам внешнего негофрированного фильтрующего материала и внутреннего гофрированного фильтрующего материала.1. The filter cartridge is designed to coalesce the dispersed phase from the mixture of the dispersed phase in the continuous phase, when the mixture moves through the cartridge from the outside to the inside, this cartridge contains:
(a) an external filter element, this external filter element contains:
(i) an external corrugated filter material, wherein this external corrugated filter material has a substantially cylindrical shape and contains a thermoplastic composite material having a permeability of less than about 40 cubic meters. ft / min (0.01888 cubic meters / sec.);
(ii) end caps attached to opposite ends of the outer pleated filter material; and
(b) an internal filter element located inside the external filter element; This internal filter element contains:
(i) an external non-pleated filter material, wherein said external non-pleated filter material has a substantially cylindrical shape;
(ii) an internal corrugated filter material in direct or indirect contact with an external non-corrugated filter material, the internal corrugated filter material having a substantially cylindrical shape and containing a thermoplastic composite material having a permeability of less than about 20 cubic meters. ft / min (0.00944 cubic meters / sec.); and
(iii) end caps attached to opposite ends of the outer non-pleated filter material and the inner pleated filter material.

2. Картридж по п. 1, в котором внешний фильтрующий элемент также содержит:
(iii) внутренний негофрированный фильтрующий материал, контактирующий непосредственно или опосредованно с внешним гофрированным фильтрующим материалом на внутренних вершинах складок внешнего гофрированного фильтрующего материала, при этом внутренний негофрированный фильтрующий материал имеет по существу цилиндрическую форму, и торцевые крышки присоединены к противоположным концам внутреннего негофрированного фильтрующего материала.2. The cartridge according to claim 1, in which the external filter element also contains:
(iii) an inner non-pleated filter material contacting directly or indirectly with an external pleated filter material at the inner vertices of the folds of the outer pleated filter material, the inner non-pleated filter material having a substantially cylindrical shape and end caps attached to opposite ends of the inner non-pleated filter material.

3. Картридж по п. 1, в котором внешний гофрированный фильтрующий материал внешнего фильтрующего элемента имеет щели или отверстия во впадинах гофрированного фильтрующего материала.3. The cartridge according to claim 1, in which the outer pleated filter material of the outer filter member has slots or openings in the troughs of the pleated filter material.

4. Картридж по п. 2, в котором внутренний негофрированный фильтрующий материал внешнего фильтрующего элемента содержит полимерный материал.4. The cartridge according to claim 2, in which the inner non-pleated filter material of the external filter element contains a polymeric material.

5. Картридж по п. 4, в котором полимерный материал является термопластичным материалом.5. The cartridge according to claim 4, in which the polymeric material is a thermoplastic material.

6. Картридж по п. 1, в котором внешний негофрированный фильтрующий материал внутреннего фильтрующего элемента содержит полимерный материал.6. The cartridge according to claim 1, in which the external non-pleated filter material of the internal filter element contains a polymeric material.

7. Картридж по п. 6, в котором полимерный материал является термопластичным материалом.7. The cartridge according to claim 6, in which the polymeric material is a thermoplastic material.

8. Картридж по п. 1, в котором весь картридж изготовлен из полимерного материала.8. The cartridge according to claim 1, in which the entire cartridge is made of a polymeric material.

9. Картридж по п. 8, в котором полимерный материал является термопластичным материалом.9. The cartridge according to claim 8, in which the polymeric material is a thermoplastic material.

10. Картридж по п. 2, в котором весь картридж изготовлен из полимерного материала.10. The cartridge according to claim 2, in which the entire cartridge is made of a polymeric material.

11. Картридж по п. 10, в котором полимерный материал является термопластичным материалом.11. The cartridge of claim 10, wherein the polymer material is a thermoplastic material.

12. Картридж по п. 2, в котором внешний фильтрующий элемент также содержит:
(iv) опорный элемент, выбранный из группы, состоящей из проницаемой трубы, сита, пружины, элемента в виде клетки, при этом опорный элемент контактирует с внутренним негофрированным материалом внешнего фильтрующего элемента.12. The cartridge according to claim 2, in which the external filter element also contains:
(iv) a support element selected from the group consisting of a permeable pipe, sieve, spring, cell element, wherein the support element is in contact with the inner non-corrugated material of the external filter element.

13. Картридж по п. 12, в котором опорный элемент расположен на внутренней стороне внутреннего негофрированного фильтрующего материала внешнего фильтрующего элемента, и внутренний негофрированный фильтрующий материал контактирует непосредственным образом с внешним гофрированным фильтрующим материалом внешнего фильтрующего элемента на внутренних вершинах складок.13. The cartridge according to claim 12, in which the support element is located on the inner side of the inner non-pleated filter material of the outer filter element, and the inner non-pleated filter material is in direct contact with the outer pleated filter material of the outer filter element on the inner vertices of the folds.

14. Картридж по п. 13, в котором опорный элемент расположен на внешней стороне внутреннего негофрированного фильтрующего материала внешнего фильтрующего элемента, и внутренний негофрированный фильтрующий материал контактирует опосредованно с внешним гофрированным фильтрующим материалом внешнего фильтрующего элемента на внутренних вершинах складок посредством опорного элемента.14. The cartridge according to claim 13, in which the support element is located on the outer side of the inner non-pleated filter material of the outer filter element, and the inner non-pleated filter material contacts indirectly with the outer pleated filter material of the external filter element on the inner vertices of the folds by the support element.

15. Картридж по п. 14, в котором внешний гофрированный материал имеет средний размер пор, М, при этом 0,2 мкм≤М≤12,0 мкм, и внешний гофрированный материал имеет максимальный размер пор M_M, при этом 1≤M_M/М≤5.15. The cartridge according to claim 14, in which the external corrugated material has an average pore size, M, with 0.2 μm≤M≤12.0 μm, and the external corrugated material has a maximum pore size M _M , with 1≤M _M / M≤5.

16. Картридж по п. 15, в котором внешний гофрированный материал имеет максимальный размер пор M_M, при этом 1≤М_М/М≤3.16. The cartridge according to claim 15, in which the outer corrugated material has a maximum pore size M _M , with 1≤M _M / M≤3.

17. Картридж по п. 15, в котором внешний гофрированный материал имеет максимальный размер пор М_м, при этом 1≤М_М/М≤2.17. The cartridge according to claim 15, in which the external corrugated material has a maximum pore size of M _m , with 1≤M _M / M≤2.

18. Картридж по п. 1, в котором внешний гофрированный фильтрующий материал внешнего фильтрующего элемента содержит один или более слоев материала среды, и по меньшей мере один слой материала среды имеет средний размер пор, М, и 0,2 мкм≤М≤12,0 мкм.18. The cartridge according to claim 1, in which the outer corrugated filter material of the external filter element contains one or more layers of medium material, and at least one layer of medium material has an average pore size, M, and 0.2 μm≤M≤12, 0 microns.

19. Картридж по п. 18, в котором материал среды по меньшей мере одного слоя имеет максимальный размер пор М_м и 1≤М_М/М≤3.19. The cartridge according to claim 18, in which the material of the medium of at least one layer has a maximum pore size of M _m and 1≤M _M / M≤3.

20. Картридж по п. 18, в котором материал среды по меньшей мере одного слоя имеет максимальный размер пор М_м и 1≤М_М/М≤2.20. The cartridge according to claim 18, in which the material of the medium of at least one layer has a maximum pore size of M _m and 1≤M _M / M≤2.

21. Картридж по п. 18, в котором материал среды по меньшей мере одного слоя содержит волокна, имеющие средний диаметр между 0,07 мкм и 1 мкм.21. The cartridge according to claim 18, in which the medium material of at least one layer contains fibers having an average diameter of between 0.07 μm and 1 μm.

22. Картридж по п. 1, в котором композитный материал содержит по меньшей мере один слой, содержащий полиамидный материал.22. The cartridge according to claim 1, in which the composite material contains at least one layer containing polyamide material.

23. Термопластичный картридж с фильтром в фильтре, содержащий внешний фильтрующий элемент и внутренний фильтрующий элемент, причем внешний фильтрующий элемент содержит:
(а) внешний гофрированный фильтрующий материал, при этом данный внешний гофрированный фильтрующий материал имеет по существу цилиндрическую форму и содержит термопластичный композитный материал, и
при этом:
упомянутый внешний гофрированный материал имеет средний размер пор, М, где 0,2 мкм≤М≤12,0 мкм;
упомянутый внешний гофрированный материал имеет максимальный размер пор М_м, где 1≤М_М/М≤3; и
упомянутый внешний гофрированный материал имеет проницаемость менее чем примерно 40 куб. футов/мин (0,01888 куб. метров/сек.);
(b) торцевые крышки, прикрепленные к противоположным концам упомянутого внешнего гофрированного фильтрующего материала; и
(c) одно из:
(i) внутренний негофрированный фильтрующий материал, контактирующий непосредственно или опосредованно с упомянутым внешним гофрированным фильтрующим материалом на внутренних вершинах складок упомянутого внешнего гофрированного фильтрующего материала, при этом упомянутый внутренний негофрированный фильтрующий материал имеет по существу цилиндрическую форму, и упомянутые торцевые крышки прикреплены к противоположным концам внутреннего негофрированного фильтрующего материала; и
(ii) щели или отверстия во впадинах упомянутого гофрированного фильтрующего материала; и
упомянутый внутренний фильтрующий элемент, содержит:
(а) внешний негофрированный фильтрующий материал, при этом данный внешний негофрированный фильтрующий материал имеет по существу цилиндрическую форму;
(b) внутренний гофрированный фильтрующий материал, контактирующий непосредственно или опосредованно с упомянутым внешним негофрированным фильтрующим материалом, при этом упомянутый внутренний гофрированный фильтрующий материал имеет по существу цилиндрическую форму и содержит термопластичный композитный материал; и
при этом:
упомянутый внутренний гофрированный материал имеет средний размер пор, М, где 0,2 мкм≤М≤6,0 мкм;
упомянутый внутренний гофрированный материал имеет максимальный размер пор М_м, где 1≤М_М/М≤3; и
упомянутый внутренний гофрированный материал имеет проницаемость менее чем примерно 20 куб. футов/мин (0,00944 куб. метров/сек.); и
(c) торцевые крышки, прикрепленные к противоположным концам упомянутого внешнего негофрированного фильтрующего материала и упомянутого внутреннего гофрированного фильтрующего материала.23. A thermoplastic cartridge with a filter in the filter, comprising an external filter element and an internal filter element, the external filter element comprising:
(a) an external corrugated filter material, wherein the external corrugated filter material is substantially cylindrical in shape and contains a thermoplastic composite material, and
wherein:
said outer corrugated material has an average pore size, M, where 0.2 μm М M 12 12.0 μm;
said outer corrugated material has a maximum pore size of M _m , where 1 _{М M M} / _M 3 3; and
said outer corrugated material has a permeability of less than about 40 cubic meters. ft / min (0.01888 cubic meters / sec.);
(b) end caps attached to opposite ends of said outer pleated filter material; and
(c) one of:
(i) an inner non-pleated filter material in direct or indirect contact with said outer pleated filter material at the inner creases of said outer pleated filter material, said inner non-pleated filter material being substantially cylindrical and said end caps attached to opposite ends of the inner non-pleated filter material; and
(ii) slots or openings in the depressions of said corrugated filter material; and
said internal filter element, comprising:
(a) an external non-pleated filter material, wherein said external non-pleated filter material has a substantially cylindrical shape;
(b) an internal pleated filter material in direct or indirect contact with said external non-pleated filter material, said internal pleated filter material having a substantially cylindrical shape and comprising a thermoplastic composite material; and
wherein:
said inner corrugated material has an average pore size, M, where 0.2 μm М M 6 6.0 μm;
said inner corrugated material has a maximum pore size of M _m , where 1 _{М M M} / _M 3 3; and
said inner corrugated material has a permeability of less than about 20 cubic meters. ft / min (0.00944 cubic meters / sec.); and
(c) end caps attached to opposite ends of said outer non-pleated filter material and said inner pleated filter material.

24. Фильтрующий элемент, содержащий:
(a) внешний гофрированный фильтрующий материал, при этом данный внешний гофрированный фильтрующий материал имеет по существу цилиндрическую форму и содержит термопластичный композитный материал;
(b) торцевые крышки, прикрепленные к противоположным концам внешнего гофрированного фильтрующего материала; и одно из:
(i) внутренний негофрированный фильтрующий материал, контактирующий непосредственно или опосредованно с внешним гофрированным фильтрующим материалом на внутренних вершинах складок внешнего гофрированного фильтрующего материала, при этом внутренний негофрированный фильтрующий материал имеет по существу цилиндрическую форму; и
(ii) щели или отверстия во впадинах гофрированного фильтрующего материала;
причем:
внешний гофрированный материал имеет средний размер пор, М, где 0,2 мкм≤М≤12,0 мкм;
внешний гофрированный материал имеет максимальный размер пор М_м, где 1≤М_М/М≤3; и
внешний гофрированный материал имеет проницаемость менее чем примерно 40 куб. футов/мин (0,01888 куб. метров/сек.).24. A filter element containing:
(a) an external corrugated filter material, wherein the external corrugated filter material is substantially cylindrical in shape and comprises a thermoplastic composite material;
(b) end caps attached to opposite ends of the outer pleated filter material; and one of:
(i) an internal non-pleated filter material contacting directly or indirectly with an external pleated filter material at the inner vertices of the folds of the external pleated filter material, wherein the inner non-pleated filter material is substantially cylindrical; and
(ii) slots or openings in the depressions of the pleated filter media;
moreover:
the outer corrugated material has an average pore size, M, where 0.2 μm М M 12 12.0 μm;
the outer corrugated material has a maximum pore size of M _m , where 1≤M _M / M≤3; and
the outer corrugated material has a permeability of less than about 40 cubic meters. ft / min (0.01888 cubic meters / sec.).

25. Фильтрующий элемент, содержащий:
(a) внешний негофрированный фильтрующий материал, при этом данный внешний негофрированный фильтрующий материал имеет по существу цилиндрическую форму и содержит термопластичный гидрофобный материал;
(b) внутренний гофрированный фильтрующий материал, контактирующий непосредственно или опосредованно с внешним негофрированным фильтрующим материалом, при этом внутренний гофрированный фильтрующий материал имеет по существу цилиндрическую форму и содержит термопластичный композитный материал; и
(c) торцевые крышки, прикрепленные к противоположным концам внешнего негофрированного фильтрующего материала и внутреннего гофрированного фильтрующего материала;
причем:
внутренний гофрированный материал имеет средний размер пор, М, где 0,2 мкм≤М≤6,0 мкм;
внутренний гофрированный материал имеет максимальный размер пор М_м, где 1≤М_М/М≤3; и
внутренний гофрированный материал имеет проницаемость менее чем примерно 20 куб. футов/мин (0,00944 куб. метров/сек.). 25. A filter element containing:
(a) an external non-pleated filter material, wherein said external non-pleated filter material is substantially cylindrical in shape and contains a thermoplastic hydrophobic material;
(b) an internal pleated filter material in direct or indirect contact with an external non-pleated filter material, wherein the inner pleated filter material is substantially cylindrical in shape and comprises a thermoplastic composite material; and
(c) end caps attached to opposite ends of the outer non-pleated filter material and the inner pleated filter material;
moreover:
the inner corrugated material has an average pore size, M, where 0.2 μm М M 6 6.0 μm;
the inner corrugated material has a maximum pore size of M _m , where 1≤M _M / M≤3; and
the inner corrugated material has a permeability of less than about 20 cubic meters. ft / min (0.00944 cubic meters / sec.).