一种用于油品过滤的两级一体化复合滤芯的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种过滤材料及其制备装置和制备方法，尤其是一种用于油品的聚酰胺熔喷无纺布和折叠滤纸的复合滤芯。
【背景技术】
[0002]发动机燃油在生产、运输和存放过程中会产生并混入大量杂质。洁净的燃油在贮存一段时间后也会产生金属氧化物、析出胶质、沥青质等污染物。严重污染的燃油会导致发动机喷油系统和燃烧室等部位的磨损及积碳生成，使得燃油发动机在使用一段时间后耗油量增加，尾气排放量急骤上升。目前普遍的解决办法是在发动机上安装油品过滤器，去除燃油中的杂质、胶质、沥青质及水分等，使燃油洁净。洁净的燃油能够提高燃烧效率从而节约燃油、降低排放;还可减少发动机非正常磨损，延长发动机使用寿命，使发动机随着使用时间的延长油耗增加的趋势变缓。
[0003]目前国内98%以上的油品过滤器使用木浆滤纸、高精度复合滤纸或金属网为滤材，以达到去除油品中杂质及水分的目的。高精度滤纸的流通阻力大、纳污能力差、使用寿命短;木浆纸和金属网虽具有流通阻力小的优点，但过滤精度低、过滤效率差。这几种滤材都不能满足工业生产过程中设备对油品过滤的要求，造成设备故障率高、运行效率低、寿命缩短等问题。
[0004]目前熔喷工艺广泛用于聚丙烯滤材制造中。熔喷就是将聚合物材料经过高温挤出后形成极细的纤维丝，并制备成相应的形状结构，聚丙烯熔喷滤材具有纳污能力强、过滤精度高等优点，而且易于批量生产，但是目前只用于空气和水的过滤，这是因为工业油品通常都含有烷烃、烯烃、环烷烃、芳香烃、多环芳烃及少量硫、氮化合物等，长时间的接触油品会导致聚丙烯制品被溶解腐蚀，溶胀成黏糊状，失去过滤能力，因此，聚丙烯熔喷滤材无法应用于工业油品过滤领域。
[0005]因此从工业油品的过滤角度来讲，急需要一种特殊材料经过熔喷工艺制成的熔喷滤芯，并具有常规熔喷滤芯的优点，同时能够耐受柴油、汽油、乙醇等油品的腐蚀，并能将油品中含有的沥青、水、灰尘、机械杂质等过滤，尤其具有一定的油水分离效果。
[0006]申请号为200510040447.2的中国专利公开了 “一种超疏水/超亲油的油水分离网”，提出在织物网上覆盖一层疏水且亲油的薄膜，利用薄膜的疏水功能，实现油品中的油水分离。这是目前油品过滤领域普遍采用的技术思路，即采用疏水性滤材，将水从燃油中分离，而且滤材的“疏”水性能越好，其分离水的效果越好。但是存在的问题这种薄膜制作工艺复杂，而且其他的过滤功能和指标不佳，难以得到实用化的推广。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的问题是提出一种基于熔喷聚酰胺滤材和折叠滤纸制成的复合滤芯，该滤芯具有纳污能力强、过滤精度高、流通阻力小等优点，而且具有耐油耐醇腐蚀，并具有较高的油水分离效率。
[0008]本发明的技术方案如下:
[0009]—种用于油品过滤的两级一体化复合滤芯，包括上端盖、下端盖、折叠滤纸和聚酰胺滤材，所述的折叠滤纸和聚酰胺滤材均呈筒状结构，聚酰胺滤材设置在折叠滤纸的外圈，所述的上端盖和下端盖固定在折叠滤纸和聚酰胺滤材的两个轴端，且上端盖和下端盖上至少开有一个出油孔，所述的聚酰胺滤材是采用聚酰胺材料通过熔喷工艺处理、熔喷出的超细纤维丝经过相互粘合和缠绕制成聚酰胺熔喷无纺布，所述的聚酰胺熔喷无纺布为疏松结构，其上排布有滤孔。
[0010]上述用于油品过滤的两级一体化复合滤芯中，复合滤芯还包括与折叠滤纸和聚酰胺滤材同轴设置的骨架，所述的骨架包括内护管和/或外护管。
[0011]上述用于油品过滤的两级一体化复合滤芯中，所述的折叠滤纸套接在内护管外圈，所述的聚酰胺滤材套接在外护管或折叠滤纸的外圈。
[0012]上述用于油品过滤的两级一体化复合滤芯中，聚酰胺熔喷无纺布的厚度为0.3-1.5mm，聚酰胺熔喷无纺布的平均孔径为1-100μπι，熔喷纤维丝的平均直径为0.1-80μπι，滤材的孔隙率大于80 %。
[0013]上述用于油品过滤的两级一体化复合滤芯中，聚酰胺熔喷无纺布厚度为0.3-1.0mm，聚酰胺熔喷无纺布的平均孔径为10-40μπι，熔喷纤维丝的平均直径为5-50μπι，滤材的孔隙率大于90 %。
[0014]上述用于油品过滤的两级一体化复合滤芯中，折叠滤纸的厚度0.3-1.5mm，滤纸上滤孔的平均孔径为1-100μηι。
[0015]上述用于油品过滤的两级一体化复合滤芯中，滤纸为高精度复合滤纸。
[0016]上述用于油品过滤的两级一体化复合滤芯中，聚酰胺为ΡΑ6和ΡΑ66。
[0017]上述用于油品过滤的两级一体化复合滤芯中，上端盖、下端盖、骨架均为聚酰胺制成。
[0018]上述用于油品过滤的两级一体化复合滤芯中，油品为燃油、机油或液压油。
[0019]本发明具有的有益技术效果如下:
[0020]1、众所周知，聚酰胺是一种亲水性材料，按照前述【背景技术】中的思路，亲水材料是不适合用于滤材的，主要原因是非疏水性材料，难以实现油品中的油水分离。本发明提出了一种利用熔喷聚酰胺材料来制作滤材、滤芯和过滤器的方案，通过控制滤材的结构参数，实现了燃油或润滑油等油品的过滤，在确保材料具有耐油耐醇腐蚀的前提下，具有较高的过滤精度、纳污能力和油水分离能力，该方案突破了传统滤材为了满足油水分离指标只能选用疏水材料的限制，充分利用聚酰胺材料在油品中具有的耐腐蚀、高可靠等特点，满足了常见油品的过滤要求。
[0021 ] 2、本发明在熔喷工艺中通过控制纤维丝的输出孔径、熔喷压力、挤出机的温度、纺丝箱的温度和熔喷模头的温度等参数，使得熔喷的纤维直径参数达到设计要求，同时通过调整熔喷过程中接收单元接收速度和接收角度，控制滤材上的平均孔隙率和滤孔的孔径，最终达到设计要求。
[0022]3、本发明通过在聚酰胺切片中混入的母粒添加剂，大大提高了纤维丝的韧性和强度，克服了熔喷纤维丝断丝、粗细不均匀、生产效率低的问题。
[0023]4、本发明采用聚酰胺熔喷无纺布和折叠滤纸双层过滤功能，其中聚酰胺滤材实现过滤和乳化水破乳，以及初级的油水分离，滤纸则用于进一步的精滤和油水分离，二者结合能进一步提尚过滤精度、滤芯的纳污能力和使用寿命。
【附图说明】
[0024]图1为本发明复合滤芯的结构示意图；
[0025]图2为采用缠绕式聚酰胺熔喷无纺布的复合滤芯横截面图；
[0026]图3为采用折叠式聚酰胺熔喷无纺布的复合滤芯横截面图；
[0027]图4为本发明聚酰胺熔喷无纺布熔喷装置的结构示意图；
[0028]图5为本发明熔喷模头工作原理示意图。
[0029]附图标记如下:1一上端盖;2一下端盖;3一内护管;4一滤纸；5—外护管;6—聚酰胺恪喷无纺布;7一密封圈；9一出油孔;71一空气压缩机;72—挤出机;73—过滤单兀;74—纺丝箱;75—恪喷模头;76—接收单兀;77 一卷绕单兀;81 —气体腔;82 一模头主板;83 一加热板;84—气路;85—料路。
【具体实施方式】
[0030]如图1、图2和图3所示，本发明的两级一体化复合滤芯包括上端盖1、下端盖2、骨架、折叠滤纸4和聚酰胺滤材6，聚酰胺滤材即聚酰胺无纺布。骨架包括同轴设置的内护管3和/或外护管5，骨架设置在滤材内部用于承压和支撑作用。上端盖I和下端盖2固定在聚酰胺滤材和折叠滤纸的两个轴端，且上端盖I和下端盖2上至少开有一个出油孔9，出油孔与端盖之间设置有密封圈7。被过滤的油品从滤材的外层穿过滤材本体对杂质进行过滤，再经出油孔9流出。折叠滤纸4套接在内护管3外圈，聚酰胺滤材6套接在外护管5或折叠滤纸4外圈，可以直接缠绕在外