分區(qū)流體分離的制作方法
【專利摘要】一種滲透蒸發(fā)元件，包括具有由沿整料的軸向長度延伸的多孔通道壁隔開的平行通道陣列的陶瓷整料和沿整料的軸向長度涂覆第一多個多孔通道壁的功能性膜。功能性膜用于將流體分離成保留部分和滲透部分。由功能性膜涂覆的多孔通道壁限定多個離散貫穿段，其中每個離散貫穿段由多個未涂覆的多孔通道壁彼此間隔開。進(jìn)入離散貫穿段的流體分離成大部分穿過離散貫穿段流出的保留部分和徑向向外穿過未涂覆的多孔通道壁并穿過整料皮流出陶瓷整料的滲透部分。
【專利說明】分區(qū)流體分離
[0001]本申請根據(jù)35U.S.C.§ 119要求2011年11月28日提交的美國臨時申請第61/563860號的優(yōu)先權(quán)益，本申請所依賴的內(nèi)容以參見的方式納入本文。
[0002]領(lǐng)域
[0003]本說明書通常涉及分區(qū)的陶瓷整料，且更具體地說，涉及用于將流體分離成組成成分的分區(qū)的陶瓷整料。
技術(shù)背景
[0004]通常，以汽油為燃料的內(nèi)燃機在壓縮沖程期間發(fā)出火花以點燃燃燒室中的汽化汽油。在某些運行條件下，由于在壓縮沖程期間需要推遲火花定時以避免導(dǎo)致發(fā)動機爆震的燃料預(yù)燃，某些內(nèi)燃機可能已減小功率輸出。為了將火花定時提前，可使用具有較高抗爆震性能(用較高的研究法辛烷值(RON)表示)的燃料。然而，購買具有較高RON的燃料通常比具有較低RON的燃料更昂貴。高RON燃料的可用性還可能受到市場情況限制。
[0005]諸如美國專利第7，107，942號所述的燃料分離裝置通過使合成燃料流經(jīng)過燃料分離膜將燃料流分離成具有高RON成分和低RON成分的流股。然而，這種燃料分離裝置可易于降低燃料的高RON部分和低RON部分的分離性能并可能成本高昂。
[0006]因此，存在對用于流體成分分離的具有改善性能的成本有效的分區(qū)的陶瓷整料的需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)各種實施例，滲透蒸發(fā)元件包括陶瓷整料，該陶瓷整料具有由沿整料的軸向長度延伸的多孔通道壁隔開的平行通道陣列，以及功能性膜，該功能性膜沿整料的軸向長度涂覆第一多個多孔通道壁。功能性膜用于將流體分離成保留部分和滲透部分。由功能性膜涂覆的多孔通道壁限定多個離散貫穿段，其中每個離散貫穿段由多個未涂覆的多孔通道壁彼此隔開。進(jìn)入離散貫穿段的流體分離成保留部分，該保留部分大部分穿過離散貫穿段流出，以及滲透部分，該滲透部分徑向向外穿過未涂覆的多孔通道壁、多孔整料本體并穿過整料的皮流出陶瓷整料。
[0008]根據(jù)另外實施例，車載燃料分離裝置包括滲透蒸發(fā)元件、燃料加熱器和燃料冷卻器。滲透蒸發(fā)元件包括陶瓷整料，該陶瓷整料具有由沿整料的長度延伸的多孔通道壁隔開的平行通道陣列，以及聚合膜，該聚合膜沿整料長度涂覆多個多孔通道壁。滲透蒸發(fā)元件的聚合膜限定由多個涂覆的多孔通道壁組成的多個離散貫穿段。滲透蒸發(fā)元件的每個離散貫穿段由未涂覆的多孔通道壁彼此間隔開。
[0009]根據(jù)又一些實施例，滲透蒸發(fā)元件的陶瓷整料包括由沿整料的軸向長度延伸的多孔通道壁隔開的平行通道陣列。陶瓷整料還包括功能性膜，該功能性膜沿整料的軸向長度涂覆第一多個多孔通道壁，功能性膜用于將流體分離成保留部分和滲透部分。由功能性膜涂覆的多孔通道壁限定多個離散貫穿段，其中每個離散貫穿段由多個未涂覆的多孔通道壁彼此隔開。進(jìn)入離散貫穿段的流體分離成保留部分，該保留部分大部分穿過離散貫穿段流出，以及滲透部分，該滲透部分徑向向外穿過未涂覆的多孔通道壁并穿過整料的皮流出陶瓷整料。
[0010]以下將詳細(xì)闡述各實施例的其它特征和優(yōu)點，本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其部分可從說明書中容易地理解到或通過本文所述的本發(fā)明的實踐而認(rèn)識到，說明書包括詳細(xì)說明、權(quán)利要求書以及附圖。
[0011]應(yīng)予理解的是，上面的總體說明和下面的詳細(xì)說明都描述了本發(fā)明的各實施例，并意在提供概況或框架以便理解如所要求保護的主體的性質(zhì)和特征。包括附圖以提供對各實施例的進(jìn)一步理解，附圖包括在說明書中并構(gòu)成說明書的一部分。附圖示出本發(fā)明的各實施例并與說明書一起用于解釋本主題的原理和操作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1根據(jù)本文所述和所示的一個或多個實施例形象地示出具有分區(qū)的陶瓷整料的滲透蒸發(fā)元件的剖視圖；
[0013]圖2形象地示出圖1所示的具有分區(qū)的陶瓷整料的滲透蒸發(fā)元件沿線A-A的局部側(cè)首lJ視圖;
[0014]圖3形象地示出圖1所示的具有分區(qū)的陶瓷整料的滲透蒸發(fā)元件的一個實施例沿線B-B的局部正剖視圖；
[0015]圖4形象地示出圖1所示的具有分區(qū)的陶瓷整料的滲透蒸發(fā)元件的一個實施例沿線B-B的局部正剖視圖；
[0016]圖5形象地示出圖1所示的具有分區(qū)的陶瓷整料的滲透蒸發(fā)元件的一個實施例沿線A-A的局部側(cè)剖視圖；
[0017]圖6根據(jù)本文所述和所示的一個或多個實施例形象地示出面密封件的立體圖；
[0018]圖7A根據(jù)本文所述和所示的一個或多個實施例形象地示出面密封件的立體圖；
[0019]圖7B根據(jù)本文所述和所示的一個或多個實施例形象地示出面密封件的立體圖；
[0020]圖8根據(jù)本文所述和所示的一個或多個實施例形象地示出具有分區(qū)的陶瓷整料的滲透蒸發(fā)元件的局部側(cè)剖視圖；
[0021]圖9根據(jù)本文所述和所示的一個或多個實施例形象地示出包括滲透蒸發(fā)元件的局部側(cè)剖視圖；以及
[0022]圖10根據(jù)本文所述和所示的一個或多個實施例示意性地示出包括滲透蒸發(fā)元件的車載燃料分離裝置。
[0023]圖11根據(jù)本文所述和所示的一個或多個實施例示出使用分區(qū)的元件的分離段分離汽油的滲透蒸發(fā)性能。
[0024]圖12根據(jù)本文所述和所示的一個或多個實施例提供了分區(qū)的元件的圖片:A)全新的、B)具有一個用于通過滲透蒸發(fā)分離汽油的部分以及C)具有兩個用于通過滲透蒸發(fā)分離汽油的部分。

【具體實施方式】
[0025]現(xiàn)參照圖1，根據(jù)本文所述和所示的一個或多個實施例示意性地示出了包含分區(qū)的陶瓷整料的滲透蒸發(fā)元件。陶瓷整料是包括由多孔通道壁隔開的多個平行通道的蜂窩狀結(jié)構(gòu)。多個多孔通道壁沿整料的軸向長度涂有功能性膜。為了限定整料的離散貫穿段，功能性膜將流過整料的流體分離成保留部分和滲透部分。每個離散貫穿段由多個未涂覆的多孔通道壁彼此隔開。引入其中一個離散貫穿段的流體分離成沿離散貫穿段流動的保留部分和流動穿過涂覆和未涂覆的多孔通道壁的滲透部分。本文將更詳細(xì)描述具體的滲透蒸發(fā)元件和制造滲透蒸發(fā)元件的方法。
[0026]術(shù)語“滲透蒸發(fā)”是指目標(biāo)流體流動穿過在整料壁上的薄膜的能力。這種現(xiàn)象是溶液擴散過程，該溶液擴散過程的特征在于:進(jìn)料成分吸附到薄膜(對于給定成分的溶解度，用Si表征)、擴散穿過薄膜(對于給定成分的擴散率，用Di表征)以及成分從薄膜的背面脫附到整料本體。S和D對于到組件的進(jìn)料中的每個種類是不同的。這提供了給定材料的滲透性或滲透率Pi SDi X Sitj此外，種類的選擇性α 在比例上由PiZiPj.給出。
[0027]詳細(xì)參照圖1,示出了滲透蒸發(fā)元件100的一部分。滲透蒸發(fā)元件100包括整料組件110，整料組件110包括陶瓷整料120、上游分段的端蓋130和下游分段的端蓋132。陶瓷整料120具有軸向長度123和特征周界或皮125。上游分段的端蓋130和下游分段的端蓋132沿陶瓷整料120的相反軸向端121布置。整料組件110定位在殼體組件140內(nèi)，殼體組件140以剖切方式示出。殼體組件140包圍整料組件110并提供流體入口端口 142、保留出口端口 144和滲透出口端口 146之間的流密連接。如以下將討論的，引入陶瓷整料120的流體分離成兩個流體流股。一個流體流股軸向流動穿過陶瓷整料120的多個平行通道122并通過保留出口端口 144流出滲透蒸發(fā)元件100。另一流體流股流動穿過陶瓷整料120的多個多孔通道壁124并通過滲透出口端口 146流出滲透蒸發(fā)元件100。
[0028]參照圖1和3-4，多個平行通道122的橫截面是大致圓形。然而，在可替代實施例中，本文中的多個通道可具有包括矩形、方形、橢圓形、三角形、八邊形、六邊形或其組合的其它橫截面構(gòu)型。
[0029]在本文所述實施例中，陶瓷整料120可由多達(dá)大約500個通道每平米英寸(cpsi)的通道密度組成。例如，在有些實施例中，陶瓷整料120可具有從大約70cpsi至大約400cpsi范圍內(nèi)的通道密度。在另一些實施例中，陶瓷整料120可具有從大約200cpsi至大約250cpsi或甚至從大約70cpsi至大約150cpsi范圍內(nèi)的通道密度。
[0030]在本文所述實施例中，陶瓷整料120的多孔通道壁124可具有大于大約10密耳(254微米)的厚度。例如，在某些實施例中，多孔通道壁124的厚度可在從大約10密耳至大約30密耳(762微米)的范圍內(nèi)。在另一些實施例中，多孔通道壁124的厚度可在從大約15密耳(381微米)至大約26密耳(660微米)的范圍內(nèi)。
[0031]在本文所述的滲透蒸發(fā)元件100的實施例中，陶瓷整料120的多孔通道壁124在任何涂料涂覆到陶瓷整料120之前可具有％ P ^ 35%的裸開孔孔隙率(即，在任何涂料涂覆到陶瓷整料120之前的孔隙率)。在某些實施例中，多孔通道壁124的裸開孔孔隙率可能是這樣的P ( 60%。在另一些實施例中，多孔通道壁124的裸開孔孔隙率可能是這樣的:25%彡％ P ( 40%。
[0032]通常，具有大于大約I微米的平均孔徑的所生產(chǎn)的陶瓷整料使得很難在襯底上產(chǎn)生可行的薄膜涂層。因此，通常希望將多孔通道壁的平均孔徑保持在大約0.01微米和大約0.80微米之間。
[0033]在本文所述實施例中，陶瓷整料120的蜂窩狀本體可由諸如例如堇青石、莫來石、金剛砂、氧化鋁、鈦酸鋁或適合用于高溫顆粒過濾應(yīng)用的任何其它多孔材料的陶瓷材料制成。
[0034]現(xiàn)參照圖1和2，分段的端蓋130、132包括多個開口 134，多個開口 134定位成暴露陶瓷整料120的多個平行通道122，同時覆蓋和密封陶瓷整料120的多個其余平行通道。分段的端蓋130、132用粘合劑136固定到陶瓷整料120的軸端，粘合劑136形成分段的端蓋130、132和陶瓷整料120之間的流密密封。
[0035]參照圖2，示出了整料組件110的一部分。陶瓷整料120包括由多孔通道壁124隔開的平行通道122陣列。多孔通道壁124沿陶瓷整料120的軸向長度延伸。多孔通道壁124允許流體滲透穿過相鄰平行通道122之間的多孔通道壁124。多個多孔通道壁124涂有功能性膜126。功能性膜126對流體流股的某些部分可滲透而對其余部分不可滲透。通過使流體90通過整料組件110，功能性膜126將流體分離成流過多個平行通道122的保留部分90B和穿過涂覆的多孔通道壁124A的滲透部分90A。
[0036]在某些實施例中，多孔通道壁124涂有無機涂層127，無機涂層127是改善功能性膜126到多孔通道壁124的粘結(jié)性能的涂覆的中間層。實例包括美國專利公開第2008/0035557號所公開的無機膜和類似膜。
[0037]功能性膜126的實例包括二環(huán)氧-正辛烷-聚(丙二醇)雙(2-氨基丙基醚)(MW200)
[0038](DEN0-D400)、交聯(lián)有機聚合材料。在一個實例中，在固化到多孔介質(zhì)上時，DEN0-D400允許諸如具有高RON的液態(tài)燃料和汽化燃料(例如，具有大于大約100的RON的燃料部分)的流體流股優(yōu)先地通過固化的聚合物和多孔介質(zhì)，同時限制具有低RON的液態(tài)燃料和汽化燃料通過固化的聚合物和多孔介質(zhì)。因此，功能性膜126將燃料流分離成具有低RON的保留部分和具有高RON的滲透部分。功能性膜126的一個實例是DEN0-D400，但應(yīng)該理解，可使用諸如例如美國專利第5，550，199號所述的聚酯聚酰亞胺和例如美國專利第8，119，006號和美國專利申請61/476，98所述的其它聚醚-環(huán)氧胺的其它功能性膜。
[0039]涂覆到多孔通道壁124上的功能性膜126的滲透能力可根據(jù)引到平行通道122的流體的溫度變化。通常，隨著流體的溫度升高，功能性膜126的滲透速度增加。然而，隨著功能性膜126的滲透速度增加，流體流股的滲透部分的平均RON會變化?？色@得使平均RON與滲透速度平衡的最佳操作設(shè)定點。來自大多數(shù)市場汽油的從大約60至大約200°C在從大約200至大約100kPa的壓力下、且較佳地從大約120至大約160°C在從大約400至大約600kPa的壓力下引到滲透蒸發(fā)元件100的流體流股可提供具有大于95且較佳地大于大約100的RON的燃料滲透部分有用量。
[0040]如圖2和3所示，陶瓷整料120的某些多孔通道壁124A涂覆功能性膜126，而陶瓷整料120的其余多孔通道壁124B未涂覆功能性膜126。如圖2所示，定位在分段的端蓋130的實心部分后面的多孔通道壁124未涂覆功能性膜126，而定位在分段的端蓋130的開口 134后面的多孔通道壁124涂覆功能性膜126。
[0041]參照圖3，示意性地示出了涂覆的多孔通道壁124A和未涂覆的多孔通道壁124B的位置布局的一個實例。涂覆的多孔通道壁124A限定多個離散貫穿段128，離散貫穿段128示出為接觸名義邊界129的或在名義邊界129內(nèi)的多孔通道壁124和平行通道122。每個離散貫穿段128由未涂覆的多孔通道壁124B彼此隔開，未涂覆的多孔通道壁124B示出為完全在名義邊界129外的多孔通道壁124。在某些實施例中，多個未涂覆的多孔通道壁124B沿陶瓷整料120的皮125定位。沿特征周界125定位的未涂覆的多孔通道壁124B允許流體的滲透部分徑向向外流動穿過皮125且通過殼體組件140捕集并排到滲透出口端口146 (圖1)。
[0042]在本文所述實施例中，功能性膜126可使用各種涂覆方法涂到多孔通道壁124上。功能性膜126可如美國專利公開2008/0035557A1所述或者可替代地通過如美國專利申請61/476，988所述的滑涂技術(shù)涂到陶瓷整料120上。功能性膜126可如同液體乳膠涂覆一樣涂到陶瓷整料120。液體乳膠涂覆可通過將陶瓷整料120至少部分浸入液體乳膠“池”引到陶瓷整料120。液體乳膠接著固化以將功能性膜126繞多孔通道壁124固化。該液體乳膠涂覆可與諸如液體滑涂的其它涂覆過程結(jié)合。
[0043]在另一實施例中，功能性膜126可通過“霧化”過程涂覆，其中形成功能性膜的未固化的滲透蒸發(fā)聚合材料的液滴噴入空氣中以形成氣溶膠。陶瓷整料120被引到霧化的滲透蒸發(fā)聚合材料且液滴在多孔通道壁124上形成冷凝物。冷凝物接著固化以將功能性膜126繞多孔通道壁124固化。
[0044]在將滲透蒸發(fā)聚合材料涂到陶瓷整料120之前掩蔽由未涂覆的多孔通道壁124B包圍的平行通道122。在某些實施例中，分段的端蓋130防止未涂覆的多孔通道壁124B被滲透蒸發(fā)聚合材料涂覆。在另一些實施例中，擋板防止未涂覆的多孔通道壁124B被滲透蒸發(fā)聚合材料涂覆。該擋板可以是易耗品或固定到用于涂覆襯底的設(shè)備。
[0045]固化形成功能性膜的滲透蒸發(fā)聚合材料以從大約I至大約10微米的厚度涂到多孔通道壁124。例如，在某些實施例中，功能性膜126具有從大約2至大約9微米的厚度。另外，對于包括涂在多孔通道壁124和功能性膜126之間的中間無機涂層127，無機涂層以多達(dá)大約5微米的厚度涂覆。無機涂層127通常降低多孔通道壁124的滲透率。
[0046]在陶瓷整料120用于燃料分離的實施例中，陶瓷整料120、功能性膜126和無機涂層127(若有的話)抵抗來自引到滲透蒸發(fā)元件100的任何燃料的化學(xué)侵蝕。汽油是具有寬沸點范圍的芳烴和脂肪烴的復(fù)雜混合物，并包括各種成分和添加劑，添加劑包括但不限于抗氧化齊?、金屬減活齊?、洗滌齊?、染料、甲基叔丁基醚、乙基叔丁基醚、甲醇、乙醇、正丁醇、四乙基鉛和甲基環(huán)戊二烯三羰基錳。另外，可與燃料接觸的滲透蒸發(fā)元件100的部件由抵抗來自引到滲透蒸發(fā)元件100的任何燃料的化學(xué)侵蝕的材料制成。例如，殼體組件140可由不銹鋼制成。面密封件160可由Viton?氟橡膠制成。
[0047]參照圖4，為陶瓷整料120考慮了涂覆的多孔通道壁124A和未涂覆的多孔通道壁124B的其它模式，例如，如圖4所示，離散貫穿段128的數(shù)量通過改變涂覆的多孔通道壁124A和未涂覆的多孔通道壁124B的模式可改變。
[0048]再次參照圖1-3，通常，流體作為液體和/或蒸汽引到其中一個離散貫穿段128的涂覆的多孔通道壁124A。在一個實施例中，流體是例如汽油的燃料。隨著燃料流過陶瓷整料120，具有高RON成分的燃料部分優(yōu)先滲透蒸發(fā)穿過涂覆的多孔通道壁124A并進(jìn)入未涂覆的多孔通道壁124B。由于未涂覆的多孔通道壁124B具有與涂覆的多孔通道壁124A相比增強的滲透性，因此具有高RON的流過未涂覆的多孔通道壁124B的燃料部分可徑向流出整料組件110并進(jìn)入殼體組件140。具有富RON的燃料部分收集在滲透出口端口 146，燃料部分從滲透出口端口 146流出滲透蒸發(fā)元件100。
[0049]相反地，由于功能性膜126優(yōu)先減少具有低RON的燃料部分滲透穿過涂覆的多孔通道壁124A，因此，燃料的低RON成分僅沿離散貫穿段128中的平行通道122的軸向長度流過陶瓷整料120。具有低RON的燃料部分保留在陶瓷整料120整個軸向長度上的離散貫穿段128內(nèi)的平行通道122內(nèi)部并引到保留出口端口 144，燃料部分從保留出口端口 144流出滲透蒸發(fā)元件100。
[0050]在分區(qū)的整料120用于燃料分離設(shè)備時，燃料分離設(shè)備的產(chǎn)率隨時間降低。包含功能性膜126的燃料分離設(shè)備的產(chǎn)率受到由燃料的高沸點芳烴和添加劑種類成分污染膜的負(fù)面影響。為了提高在延長持續(xù)時間上提供的高RON燃料的產(chǎn)率，本公開的滲透蒸發(fā)元件100包括穿過陶瓷整料120的多個離散貫穿段128。燃料被引導(dǎo)穿過單一離散貫穿段128直到從該離散貫穿段128分離的高RON產(chǎn)率降至閾值下。一旦來自第一離散貫穿段128的產(chǎn)率降至閾值下，那該離散貫穿段128可歸類為在次優(yōu)的情況下進(jìn)行。燃料接著被引導(dǎo)遠(yuǎn)離次優(yōu)進(jìn)行的離散貫穿段128并進(jìn)入正常進(jìn)行的離散貫穿段128，從而從同一整料組件110提供高RON燃料的所需產(chǎn)率。因此，單一陶瓷整料120的使用持續(xù)時間可通過將陶瓷整料120分成多個離散部分增加。
[0051]現(xiàn)參照圖5和6，整料組件110定位在殼體組件140內(nèi)，使得滲透蒸發(fā)元件100保持流密密封，該流密密封防止流體的滲透部分與流體的供應(yīng)和保留部分混合。圓形O形環(huán)112可定位在整料組件110和殼體組件140之間，使得從陶瓷整料120徑向向外流出的任何流體的滲透部分捕集在由整料組件110和殼體組件140之間的界面形成的流密區(qū)內(nèi)。捕集在流密區(qū)中的流體的滲透部分在滲透出口端口 146引出滲透蒸發(fā)元件100。
[0052]在圖5所示的實施例中，滲透蒸發(fā)元件100包括面密封件160，面密封件160接觸整料組件110并在殼體組件140的耦合環(huán)147和整料組件110之間形成流密密封。面密封件160防止引入其中一個離散貫穿段128的流體進(jìn)入離散貫穿段128中的另一個。如圖5所示，面密封件160接觸上游分段的端蓋130并包括由壁部分164隔開的多個窗口 162。參照圖6，面密封件160的某些實施例包括多個窗口 162，多個窗口 162具有通常對應(yīng)于陶瓷整料120的離散貫穿段128的形狀和大小的形狀和大小(即，如圖3所示)。如圖5所示，耦合環(huán)147包括凹陷到耦合環(huán)147的接觸面149中的密封壓蓋148。密封壓蓋148具有通常對應(yīng)于密封面160的形狀和大小，使得在整料組件110接觸耦合環(huán)147的接觸面149時，密封面160定位在密封壓蓋148內(nèi)。密封壓蓋148給面密封件160提供支撐以防止面密封件160從與整料組件110接觸離開且因此打破整料組件110和殼體組件140的耦合環(huán)147之間的流密密封。雖然上文已對面密封件160和密封壓蓋148的定位作了具體說明，但應(yīng)該理解，密封壓蓋148可定位在滲透蒸發(fā)元件100的各種部件中。
[0053]現(xiàn)參照圖7A和7B，示意性地示出了面密封件的可替代實施例。在這些實施例中，面密封件160具有與相應(yīng)的整料組件110中的離散貫穿段128的數(shù)量相比數(shù)量減少的窗口162。例如，圖7A示意性示出具有單一窗口 162的面密封件160。面密封件160的壁部分164在耦合環(huán)147和整料組件110之間形成流密密封并掩蔽整料組件110的未使用的離散貫穿段128以防止不想要的流體進(jìn)入。因此，應(yīng)該理解，圖7A的面密封件160可用于隔離密封面160附連到其上的整料組件的單一貫穿段，從而將流體進(jìn)入整料組件的入口端口限制到僅暴露于窗口 162的貫穿段并掩蔽其余的貫穿段。圖7B示出了包括兩個窗口 162的面密封件160，兩個窗口 162隔離面密封件160附連到其上的整料組件的相應(yīng)貫穿段。在該實施例中，面密封件160僅允許流體流入暴露于窗口 162的整料組件的貫穿段且防止流體流入由面密封件160掩蔽的貫穿段。
[0054]雖然圖6、7A和7B分別示出了具有4個、I個和2個窗口的密封罩，但應(yīng)該理解，密封罩可構(gòu)造成具有任意數(shù)量的窗口以便于暴露和/或掩蔽所需數(shù)量的整料組件的貫穿段。使用密封罩來控制流體流入特定數(shù)量的貫穿段可用于控制滲透蒸發(fā)元件的產(chǎn)率、滲透蒸發(fā)元件的滲透/保留分離速度以及分離后的流體的滲透和保留部分中的揮發(fā)物濃度。例如，暴露的貫穿段的數(shù)量從2個(S卩，在使用圖7A的密封罩時)減到I個(即，在使用圖7B的密封罩時)使?jié)B透蒸發(fā)元件的滲透率減半且還降低了分離速度。然而，該滲透可比來源于使用兩個貫穿段的滲透蒸發(fā)元件的滲透具有更低的揮發(fā)物濃度。
[0055]滲透蒸發(fā)元件100的其它實施例包括不包含上游分段的端蓋130和/或下游分段的端蓋132的整料組件110。在這些實施例中，陶瓷整料120包括類似于圖3和4所示模式的涂覆的多孔通道壁124A和未涂覆的多孔通道壁124B的模式，使得涂覆的多孔通道壁124A限定由多個未涂覆的多孔通道壁124B隔開的離散貫穿段128。在這些實施例中，然而，面密封件160接觸陶瓷整料120的軸端121直接形成流密密封，該流密密封允許流體被引入其中一個離散貫穿段128中，而防止流體被引入多個未涂覆的多孔通道壁124B。
[0056]參照圖8，示出了滲透蒸發(fā)元件100的可選入口端口增壓室170?？蛇x入口端口增壓室170包括定位成將流體引到其中一個離散貫穿段128的多個流體通道172。每個流體通道172包括可選擇性地定位成打開或關(guān)閉的閥門組件174。在其中一個流體通道172的閥門組件174打開時，可選入口端口增壓室170與離散貫穿段128流體連通，使得引到流體入口端口 142的流體沿流體通道172引導(dǎo)并進(jìn)入整料組件110的相應(yīng)離散貫穿段128。在閥門組件174關(guān)閉時，可選入口端口增壓室170與離散貫穿段128流體隔離，使得引到流體入口端口 142的流體轉(zhuǎn)移離開對應(yīng)于該關(guān)閉的閥門組件174的整料組件110的離散貫穿段128。因此，可選入口端口增壓室可選擇成與任何整料組件110的相應(yīng)離散貫穿段128流體連通或流體隔離。
[0057]現(xiàn)參照圖9，示出了包含多個噴射器本體182的滲透蒸發(fā)元件100的可選入口端口增壓室170。整料組件110定位在殼體組件140內(nèi)，使得每個噴射器本體182與整料組件110的其中一個離散貫穿段128流體連通。噴射器本體182可選擇成控制流體流動使得流體被引到整料組件110的其中一個離散貫穿段128。
[0058]如上文所述，本文所述的滲透蒸發(fā)元件100可用于車輛中的車載燃料分離裝置。參照圖10，示出了包括滲透蒸發(fā)元件100的車載燃料分離裝置200的示意圖。燃料通過多條燃料管線212輸送穿過車載燃料分離裝置200。燃料管線212將車載燃料分離裝置200的連接部件以彼此流密的構(gòu)型放置。燃料通過車輛的駕駛員放置在油箱210中。燃料在升高的壓力下從油箱210饋送到燃料加熱器220，燃料溫度在加熱器220中增加。加熱過的燃料接著引到滲透蒸發(fā)元件100，在滲透蒸發(fā)元件100中，燃料被引到可選入口端口增壓室170并引入整料組件110的其中一個離散貫穿段128。隨著燃料饋送穿過整料組件110，燃料分成具有高RON的滲透部分和具有低RON的保留部分。保留部分和滲透部分兩者都引到燃料冷卻器，燃料冷卻器冷卻燃料的保留部分和滲透部分，同時保持燃料流的兩部分之間的分離。保留部分通過保留燃料管線212A饋送而滲透部分通過滲透燃料管線212B饋送。在冷卻之后，燃料流的保留部分引回到油箱210或者引到發(fā)動機300。燃料流的滲透部分引到油箱210的滲透容納容積210B，滲透部分存儲在滲透容納容積210B中直到發(fā)動機300需要。
[0059]現(xiàn)應(yīng)該理解，涂有功能性膜的陶瓷整料可用于將流體分離成組成成分。一些多孔通道壁涂有功能性膜。功能性膜允許流體流股的某些成分徑向地滲透過多孔通道壁，同時迫使其余成分在陶瓷整料內(nèi)軸向流動。涂覆的多孔通道壁的多個區(qū)域可定位在陶瓷整料內(nèi)并由多個未涂覆得多孔通道壁間隔開，使得這些區(qū)域相對于彼此流體隔離。流體可連續(xù)地引到這些區(qū)域直到流體的分離效率降至閾值水平下。用于分離流體的陶瓷整料可用在包括但不限于通過RON的流體分離、溶劑或水凈化以及水/乙醇分離的各種應(yīng)用中。
[0060]在第一方面中，本公開提供了一種滲透蒸發(fā)元件，該滲透蒸發(fā)元件包括:陶瓷整料，該陶瓷整料具有由沿整料的軸向長度延伸的多孔通道壁隔開的平行通道陣列；以及功能性膜，該功能性膜沿整料的軸向長度涂覆第一多個多孔通道壁，功能性膜用于將流體分離成保留部分和滲透部分，其中:
[0061]由功能性膜涂覆的多孔通道壁限定多個離散貫穿段；每個離散貫穿段由多個未涂覆的多孔通道壁彼此隔開；以及進(jìn)入離散貫穿段的流體分離成大部分穿過離散貫穿段流出的保留部分和徑向向外穿過未涂覆的多孔通道壁并穿過整料皮流出陶瓷整料的滲透部分。
[0062]在第二方面中，本公開提供了包括滲透蒸發(fā)元件、燃料加熱器和燃料冷卻器的車載燃料分離裝置，其中:滲透蒸發(fā)元件包括陶瓷整料，該陶瓷整料具有由沿整料長度延伸的多孔通道壁隔開的平行通道陣列；以及聚合膜，該聚合膜沿整料長度涂覆多個多孔通道壁；滲透蒸發(fā)元件的聚合膜限定限定由多個涂覆的多孔通道壁組成的多個離散貫穿段；滲透蒸發(fā)元件的每個離散貫穿段由未涂覆的多孔通道壁彼此隔開。
[0063]在第三方面中，本公開提供了一種陶瓷整料，該陶瓷整料包括:由沿整料的軸向長度延伸的多孔通道壁隔開的平行通道陣列；以及功能性膜，該功能性膜沿整料的軸向長度涂覆第一多個多孔通道壁，功能性膜用于將流體分離成保留部分和滲透部分，其中:用功能性膜涂覆的多孔通道壁限定多個離散貫穿段；每個離散貫穿段由多個未涂覆的多孔通道壁彼此隔開；以及進(jìn)入離散貫穿段的流體分離成大部分穿過離散貫穿段流出的保留部分和徑向向外穿過未涂覆的多孔通道壁并穿過整料皮流出陶瓷整料的滲透部分。
[0064]在第四方面中，本公開提供了第一至第三方面中的任一方面的陶瓷整料，其中未涂覆的多孔通道壁定位在陶瓷整料的外周界的至少一部分上。
[0065]在第五方面中，本公開提供了第一、第二或第四方面中的任一方面的滲透蒸發(fā)元件，還包括定位在整料軸端的分段的端蓋，分段的端蓋具有定位成暴露多個離散貫穿段并覆蓋多個未涂覆的多孔通道壁的多個開口，其中分段的端蓋引導(dǎo)流體流入多個離散貫穿段。
[0066]在第六方面中，本公開提供了第五方面的滲透蒸發(fā)元件，還包括與分段的端蓋接觸的面密封件，面密封件具有由流密壁部分隔開的多個窗口，其中窗口定位成暴露相應(yīng)多個離散貫穿段而流密壁部分保持多個窗口之間的流體隔離。
[0067]在第七方面中，本公開提供了第六方面的滲透蒸發(fā)元件，還包括定位成緊鄰分段的端蓋的耦合環(huán)，耦合環(huán)包括凹陷到接觸面中的密封壓蓋，密封壓蓋具有基本上類似于面密封件的形狀。
[0068]在第八方面中，本公開提供了第五方面的滲透蒸發(fā)元件，還包括與分段的端蓋接觸的面密封件，面密封件具有對應(yīng)于整料的離散貫穿段的至少一個窗口，而流密壁部分將多個離散貫穿段的其余部分與至少一個窗口隔離。
[0069]在第九方面中，本公開提供了第八方面的滲透蒸發(fā)元件，還包括定位成緊鄰分段的端蓋的耦合環(huán)，耦合環(huán)包括凹陷到接觸面中的密封壓蓋，密封壓蓋具有基本上類似于面密封件的形狀。
[0070]在第十方面中，本公開提供了第一、第二或第四至第九方面中的任一方面的滲透蒸發(fā)元件，還包括殼體組件，多孔陶瓷整料定位在該殼體組件中，殼體組件包括:流體入口端口 ；保留流體出口端口 ；以及滲透流體出口端口。
[0071]在第十一方面中，本公開提供了第一、第二或第四至第九方面中的任一方面的滲透蒸發(fā)元件，還包括可選入口端口增壓室，可選入口端口增壓室將流體入口端口放置成與第一離散貫穿段流體連通。
[0072]在第十二方面中，本公開提供了第十一方面的滲透蒸發(fā)元件，其中可選入口端口增壓室選擇成將流體入口端口放置成與第二離散通道部分流體連通，并將流體入口端口放置成與第一離散通道部分流體隔離。
[0073]第十三方面中，本公開提供了第十一方面的滲透蒸發(fā)元件，還包括可選入口端口增壓室，可選入口端口增壓室將流體入口端口放置成與其中一個離散貫穿段流體隔離。
[0074]在第十四方面中，本公開提供了第一、第二或第四至第十三方面中的任一方面的滲透蒸發(fā)元件，還包括多個噴射器本體，其中每個噴射器本體與至少一個離散貫穿段流體連通。
[0075]在第十五方面中，本公開提供了第一至第十四方面中的任一方面的陶瓷整料，其中多孔通道壁抵抗來自液相和/或汽相汽油的化學(xué)侵蝕。
[0076]在第十六方面中，本公開提供了第一至第十四方面中的任一方面的陶瓷整料，其中功能性膜包括用于將液態(tài)汽油和汽態(tài)汽油分離成組成成分的聚合材料。
[0077]在第十七方面中，本公開提供了第一至第十五方面中的任一方面的陶瓷整料，其中功能性膜包括用于將液態(tài)汽油和汽態(tài)汽油分離成組成成分的有機涂料。
[0078]在第十八方面中，本公開提供了第一至第十五方面或第十七方面中的任一方面的陶瓷整料，其中功能性膜包括DEN0-D400。
[0079]在第十九方面中，本公開提供了第一至第十八方面中的任一方面的陶瓷整料，其中陶瓷整料包括莫來石。
[0080]在第二十方面中，本公開提供了第一至第十八方面中的任一方面的陶瓷整料，其中陶瓷整料包括堇青石。
[0081]在第二十一方面中，本公開提供了第一至第十八方面中的任一方面的陶瓷整料，其中陶瓷整料包括鈦酸鋁。
[0082]在第二十二方面中，本公開提供了第一至第二十一方面中的任一方面的陶瓷整料，還包括無機涂層，無機涂層沿整料長度涂覆多個多孔通道壁，其中無機涂層消散在多孔通道壁和功能性膜之間。
[0083]在第二十三方面中，本公開提供了第一至第二十二方面中的任一方面的陶瓷整料，其中陶瓷整料具有35%的孔隙率。
[0084]在第二十四方面中，本公開提供了第二方面的車載燃料分離裝置，其中燃料加熱器和燃料冷卻器與滲透蒸發(fā)元件流體連通并分別定位在滲透蒸發(fā)元件上游和下游。
[0085]在第二十五方面中，本公開提供了第二方面或第二十四方面的車載燃料分離裝置，其中滲透蒸發(fā)元件還包括可選入口端口增壓室，且可選入口端口增壓室將燃料流引入其中一個離散貫穿段。
[0086]在第二十六方面中，本公開提供了制造滲透蒸發(fā)元件的方法，方法包括:擠壓包括由沿整料長度延伸的多孔通道壁隔開的平行通道陣列的陶瓷整料；掩蔽多個多孔通道壁；以及將滲透蒸發(fā)聚合材料涂到未掩蔽的多個多孔通道壁。
[0087]在第二十七方面中，本公開提供了第二十六方面的方法，其中滲透蒸發(fā)聚合材料用作液體涂料。
[0088]在第二十八方面中，本公開提供了第二十六方面或第二十七方面的方法，其中滲透蒸發(fā)聚合材料用作氣溶膠。
[0089]在第二十九方面中，本公開提供了第二十六至第二十八方面中任一方面的方法，還包括將無機涂層涂到多個多孔通道壁。
[0090]在第三十方面中，本公開提供了第二十六至第二十九方面中任一方面的方法，還包括:將陶瓷整料插入殼體組件；以及將密封件插入保持多個離散貫穿段的殼體組件，由被滲透蒸發(fā)聚合材料涂覆的多孔通道壁限定的多個離散貫穿段通過由彼此流體隔離的未涂覆的多孔通道壁彼此分離。
[0091]在第三i^一方面中，本公開提供了將高RON燃料與低RON燃料分離的方法，包括:將具有高RON部分和低RON部分的燃料引到滲透蒸發(fā)元件，滲透蒸發(fā)元件包括具有由多孔通道壁隔開的平行通道陣列地陶瓷整料和涂覆多個多孔通道壁的功能性膜，其中用功能性膜涂覆的多個多孔通道壁限定多個離散貫穿段，以及每個離散貫穿段由多個未涂覆的多孔通道壁彼此隔開；使燃料流過滲透蒸發(fā)元件的一個或多個的多個離散貫穿段，使得具有低RON的燃料保留部分沿離散貫穿段或多個流動而具有高RON的滲透燃料流動穿過涂覆的多孔通道壁和未涂覆的多孔通道壁；以及引導(dǎo)燃料遠(yuǎn)離滲透蒸發(fā)元件的多個離散貫穿段的其余段。
[0092]在第三十二方面中，本公開提供了第三i^一方面的方法，還包括:加熱具有高RON部分和低RON部分的燃料；以及冷卻燃料的保留部分和燃料的滲透部分。
[0093]對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，可對本文所述實施例做出各種修改和變化而不偏離所要求保護的主題的精神和范圍。因此，意味著，本說明書覆蓋本文所述的各種實施例的修改和變化，只要這些修改和變化落入所附權(quán)利要求書及其等同物的范圍內(nèi)。
[0094]實例
[0095]實例I合成DEN0-D400預(yù)聚物
[0096]脂肪族環(huán)氧聚醚胺交聯(lián)膜聚合物由近似當(dāng)量數(shù)的47.0g的1，2，7，8_ 二環(huán)氧-正辛烷或DENO(Aldrich)和63.0g的400mw聚丙二醇雙2-氨基丙基醚或D400 (Aldrich/Huntsman)制成。這些與12.0g的苯甲醇催化劑和331.2g甲苯在配有冷凝器和運行在250rpm下的攪拌器(Eurostar PffR CV81)的100ml的反應(yīng)燒瓶結(jié)合且在100°C下反應(yīng)2小時。該混合物允許在攪拌并監(jiān)測轉(zhuǎn)矩的同時冷卻至60°C。在轉(zhuǎn)矩增加通過nmr轉(zhuǎn)換相當(dāng)于54% (轉(zhuǎn)矩讀數(shù)=10)時，反應(yīng)通過用甲苯稀釋急冷成濃度25%的最終預(yù)聚物。最終環(huán)氧:NH的比值是1.05。產(chǎn)物在使用前在0°C下冷藏。
[0097]實例2分區(qū)的整料的涂覆
[0098]具有名義上1.8mm通道直徑的名義上2.4”直徑x8”長的多孔莫來石整料涂有一系列的金屬氧化物微粒漿并如美國專利公開第2008/0035557號所述煅燒以獲得具有標(biāo)稱0.01微米孔隙度的二氧化鈦表面的多孔襯底。整料通過用陶瓷填充環(huán)氧樹脂粘合劑固定和密封端環(huán)來分成四個扇形段。每個扇形段具有82個通道，通道具有0.087m2的表面積和
0.348m2的總面積。分區(qū)的陶瓷整料標(biāo)示為2L2R-33M。
[0099]0.01微米孔隙度的分區(qū)的整料涂有如實例I所述制備的DEN0-D400聚合物前體并以類似于基于2011EM006實例4的臨時美國專利申請所述的方式涂覆。需要幾次涂覆(7)以獲得不漏的聚合膜。前兩次涂覆先在15kPa的氮氣背壓下用水潤濕表面，隨后排放并吹出通道且接著用12.5%預(yù)聚物的甲苯溶液填充通道。另外的涂覆通過稀釋如表I所述的預(yù)聚物溶液進(jìn)行。在150°C下固化12小時之后獲得重2.31g的最終DEN0-D400聚合物。整料具有從-92kPa的10分鐘12kPa的可接受真空損失。
[0100]表I分區(qū)的整料2L2R-33M的涂覆
[0101]
2.4” X 8”、莫來石、Ο.ΟΙμιη無機層、1.8 mm通道直徑、82個通道/段全滑涂、DENO/D400、在甲苯中的Coming DENO-D400預(yù)聚物
背壓/ 12.5%的預(yù)聚 1.抽吸到-52 kPa
水/滑涂物__3]g__
背壓/ 12.5%的預(yù)聚 O, 抽吸到-74 kPa 水/滑涂物__70g__
[0102]
背壓/ 6.25%的預(yù)聚 0.抽吸到-88 kPa
滑涂__^__09g__
背壓/ 6.25%的預(yù)聚 0.抽吸到-92 kPa
滑涂__^__04g__
真空/ 3.125%的預(yù) O真空損失:18
滑涂__聚物__02g__kPa/?Ο min_
真空/ 3.125%的預(yù) 0.真空損失:16
滑涂__聚物__Q8g__kPa/10 min_
真空/ 3.125%的預(yù) 0.真空損失:12
滑涂____07g kPa/?Ο min_
總聚合物增 2.__[M1_I 31 g _
[0103]實例3分區(qū)的整料的滲透蒸發(fā)測試
[0104]使用由45wt%正庚燒、45wt%甲苯和1wt %乙醇組成的典型進(jìn)料來評價實例2的分區(qū)的膜整料的滲透蒸發(fā)性能。每個分區(qū)的膜通過封堵未使用的部分進(jìn)行單獨測試。使用
0.5g/s進(jìn)料速度、145°C入口端口溫度、400kPag和大約20kPa的滲透真空的測試條件。進(jìn)料通過定位成分配進(jìn)料的 WL1/2-90 Bete 噴嘴(Bete Fog Nozzles, Inc, Greenfield, MA)引到使用的部分。在相同產(chǎn)率下對比時，發(fā)現(xiàn)所有四個節(jié)段具有類似的通量行為和幾乎相同的芳香族和乙醇選擇性。
[0105]表22L2R-33M分區(qū)的膜整料的典型進(jìn)料測試
[0106]
膜:在 Corning 2L2R-33M 整料上的 2.13 g DENQ-D400 聚合物條件:El OMF 0.5 g/s, 145°C, 400 kPag, 20 kPa 滓透 _
節(jié)段#__I__2__3__4
通量 g/s-m2__2.32.02.52.0
滲透率，wt%_ 40丨 35丨 43丨 34
[0107]
芳香族選擇性__1.61.61.3__1.6
乙醇+芳香族的選擇性__2,1__11__1.82.1
[0108]實例3分區(qū)的整料的汽油測試
[0109]如美國專利7，803，275B2所述，對來自實例3的分區(qū)的膜整料將汽油分離成較高和較低辛烷值成分作評價。整料垂直安裝，具有在殼體頂部的入口端口和在下側(cè)的保留和滲透出口端口。正規(guī)品級87AKI(92.6R0N)US ElO的汽油用作進(jìn)料。通過0.35g/s的進(jìn)料速度在400kPag和大約155°C入口端口溫度下建立工藝條件。大約80%的汽油進(jìn)料在這些條件下汽化。混合相進(jìn)料通過分配進(jìn)料的Bete WL1/2-90噴嘴(Bete FogNozzles, Inc, Greenfield, MA)饋送到所選節(jié)段的整料通道。未使用的部分用Viton面密封件(160)在整料的兩端掩蔽，如前述及圖6和7所示。膜組件是隔熱的并被隔熱地操作。真空通過 Fox0.031” 孔微型噴射器泵(Fox Valve Development Corp., Dover, NJ)使用在500kPag下供應(yīng)的冷卻滲透產(chǎn)物以產(chǎn)生在大約30kPa下的滲透蒸發(fā)產(chǎn)物保持在膜殼體的外圓周上。滲透和保留的樣品通過氣相色譜分析收集、稱重和分析。
[0110]節(jié)段#2首先測試、隨后檢查并接著測試節(jié)段#1。每次測試持續(xù)大約100小時，產(chǎn)率在這期間減小，如圖11所示。在節(jié)段#2的測試過程中，滲透率從65%降至39%。對節(jié)段#1重新啟動測試給出與具有56%降至39%的最初滲透率的第一測試非常類似的性能，結(jié)果表明兩個節(jié)段類似地并彼此獨立地有效地作用。在每次測試結(jié)束獲得的產(chǎn)品的分析證實了每個節(jié)段性能的相似性，如表3所示。高辛烷值乙醇通過低辛烷值的C6+非芳香族相應(yīng)減少基本上集中在滲透液中。
[0111]表32L2R-33M分區(qū)的膜整料的汽油測試
[0112]
膜:在 Coming 2L2R-33M 整料上的 2.13 g DENO-D400 聚合物條件:ElO US RUL 0.35 g/s, 155°C, 400 kPag, 30 kPa 詩透節(jié)段林_進(jìn)料 I_2_3_4_
汽油上的時間，總時數(shù)__192 94_未使用未使用
[0113]
汽油上的時間，時數(shù)/節(jié)91 94
______
通量 g/s-m2__1,6 1.6___
滲透率，wt%_IlOQ 丨38.9 丨38.5 __
滲透成分，wt%
C3-C5 HC__12,4 14.0 13.6___
C6+非芳香族__48.5 38.4 38.8___
芳香族__29.7 28.8 29.2___
乙醇_ 9.5 18.8 I 18.4 __
[0114]在每次測試后的分區(qū)的整料檢查清楚地表明了:汽油進(jìn)料使用過的節(jié)段的聚合物涂層顏色變深，而剩余未使用的節(jié)段顏色保持較淺。檢查圖片在圖12a(未使用的分區(qū)的膜)、12b (節(jié)段#2使用之后)和12c (節(jié)段#2和#1都使用之后)中示出。在所有情況下，滲透產(chǎn)物保持無色，而保留產(chǎn)物具有比淺黃色的汽油進(jìn)料更深的黃色。
【權(quán)利要求】
1.一種滲透蒸發(fā)元件,包括: 陶瓷整料，所述陶瓷整料具有由沿所述整料的軸向長度延伸的多孔通道壁隔開的平行通道陣列；以及 功能性膜，所述功能性膜沿所述整料的所述軸向長度涂覆第一多個所述多孔通道壁，所述功能性膜用于將流體分離成保留部分和滲透部分， 其中: 由所述功能性膜涂覆的所述多孔通道壁限定多個離散貫穿段； 每個所述離散貫穿段由多個未涂覆的多孔通道壁彼此隔開；以及 進(jìn)入所述離散貫穿段的流體分離成大部分穿過所述離散貫穿段流出的保留部分和徑向向外穿過所述未涂覆的多孔通道壁并穿過所述整料的皮流出所述陶瓷整料的滲透部分。
2.如權(quán)利要求1所述的滲透蒸發(fā)元件，其特征在于:所述未涂覆的多孔通道壁定位在所述陶瓷整料的外周界的至少一部分上。
3.如權(quán)利要求1所述的滲透蒸發(fā)元件，其特征在于:還包括定位在所述整料的軸端的分段的端蓋，所述分段的端蓋具有多個開口，所述多個開口定位成暴露所述多個離散貫穿段并覆蓋所述多個未涂覆的多孔通道壁，其中所述分段的端蓋引導(dǎo)所述流體流入所述多個離散貫穿段。
4.如權(quán)利要求3所述的滲透蒸發(fā)元件，其特征在于:還包括與所述分段的端蓋接觸的面密封件，所述面密封件具有由流密壁部分隔開的多個窗口，其中所述窗口定位成暴露相應(yīng)多個離散貫穿段而所述流密壁部分保持所述多個窗口之間的流體隔離。
5.如權(quán)利要求4所述的滲透蒸發(fā)元件，其特征在于:還包括定位成緊鄰所述分段的端蓋的耦合環(huán)，所述耦合環(huán)包括凹陷到接觸面中的密封壓蓋，所述密封壓蓋具有基本上類似于所述面密封件的形狀。
6.如權(quán)利要求3所述的滲透蒸發(fā)元件，其特征在于:還包括與所述分段的端蓋接觸的面密封件，所述面密封件具有對應(yīng)于所述整料的離散貫穿段的至少一個窗口，而流密壁部分將所述多個離散貫穿段的其余部分與所述至少一個窗口隔離。
7.如權(quán)利要求6所述的滲透蒸發(fā)元件，其特征在于:還包括定位成緊鄰所述分段的端蓋的耦合環(huán)，所述耦合環(huán)包括凹陷到接觸面中的密封壓蓋，所述密封壓蓋具有基本上類似于所述面密封件的形狀。
8.如權(quán)利要求1所述的滲透蒸發(fā)元件，其特征在于:還包括殼體組件，所述多孔陶瓷整料定位在所述殼體組件中，所述殼體組件包括: 流體入口端口； 保留流體出口 ；以及 滲透流體出口。
9.如權(quán)利要求8所述的滲透蒸發(fā)元件，其特征在于:還包括可選入口端口增壓室，所述可選入口端口增壓室將所述流體入口端口放置成與第一離散貫穿段流體連通。
10.如權(quán)利要求8所述的滲透蒸發(fā)元件，其特征在于:還包括可選入口端口增壓室，所述可選入口端口增壓室將所述流體入口端口放置成與其中一個所述離散貫穿段流體隔離。
11.如權(quán)利要求1所述的滲透蒸發(fā)元件，其特征在于:還包括多個噴射器本體，其中每個噴射器本體與至少一個所述離散貫穿段流體連通。
12.如權(quán)利要求1所述的滲透蒸發(fā)元件，其特征在于:所述多孔通道壁抵抗來自液相和/或汽相汽油的化學(xué)侵蝕。
13.如權(quán)利要求1所述的滲透蒸發(fā)元件，其特征在于:所述功能性膜包括用于將液態(tài)汽油和汽態(tài)汽油分離成組成成分的聚合材料。
14.如權(quán)利要求1所述的滲透蒸發(fā)元件，其特征在于:所述功能性膜包括用于將液態(tài)汽油和汽態(tài)汽油分尚成組成成分的有機涂料。
15.如權(quán)利要求1所述的滲透蒸發(fā)元件，其特征在于:所述功能性膜包括環(huán)氧化物和聚醚胺，所述環(huán)氧化物和聚醚胺選自但不限于由包括DEN0-D400的具有從大約230至大約4000范圍內(nèi)的Mn的聚(丙二醇)雙(2-氨基丙基醚)和具有大約600的Mn的聚(丙二醇)_嵌段_(乙二醇)_嵌段-聚(丙二醇)雙(2-氨基丙基醚)構(gòu)成的組。
16.如權(quán)利要求1所述的滲透蒸發(fā)元件，其特征在于:所述陶瓷整料包括莫來石、堇青石、金剛砂或鈦酸鋁。
17.如權(quán)利要求1所述的滲透蒸發(fā)元件，其特征在于:還包括無機涂層，所述無機涂層沿所述整料長度涂覆多個所述多孔通道壁，其中所述無機涂層定位在所述多孔通道壁和所述功能性膜之間。
18.如權(quán)利要求1所述的滲透蒸發(fā)元件，其特征在于:所述陶瓷整料具有至少35%的孔隙率。
19.一種車載燃料分離裝置，包括滲透蒸發(fā)元件、燃料加熱器和燃料冷卻器，其中: 所述滲透蒸發(fā)元件包括具有由沿整料的長度延伸的多孔通道壁隔開的平行通道陣列的陶瓷整料和沿所述整料長度涂覆多個所述多孔通道壁的聚合膜； 所述滲透蒸發(fā)元件的所述聚合膜限定由多個涂覆的多孔通道壁組成的多個離散貫穿段；以及 所述滲透蒸發(fā)元件的每個所述離散貫穿段由未涂覆的多孔通道壁彼此隔開。
20.如權(quán)利要求19所述的車載燃料分離裝置，其特征在于:所述燃料加熱器和所述燃料冷卻器與所述滲透蒸發(fā)元件流體連通并分別定位在所述滲透蒸發(fā)元件上游和下游。
21.如權(quán)利要求19所述的車載燃料分離裝置，其特征在于:所述滲透蒸發(fā)元件還包括可選入口端口增壓室，且所述可選入口端口增壓室將燃料流弓I入一個或多個所述離散貫穿段。
22.—種陶瓷整料，包括: 平行通道陣列，所述平行通道陣列由沿所述整料的軸向長度延伸的多孔通道壁隔開；以及 功能性膜，所述功能性膜沿所述整料的所述軸向長度涂覆第一多個所述多孔通道壁，所述功能性膜用于將流體分離成保留部分和滲透部分， 其中: 由所述功能性膜涂覆的所述多孔通道壁限定多個離散貫穿段； 每個所述離散貫穿段由多個未涂覆的多孔通道壁彼此隔開；以及進(jìn)入所述離散貫穿段的流體分離成大部分穿過所述離散貫穿段流出的保留部分和徑向向外穿過所述未涂覆的多孔通道壁并穿過所述整料的皮流出所述陶瓷整料的滲透部分。
【文檔編號】B01D63/06GK104220150SQ201280068077
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月28日
【發(fā)明者】K·J·德魯里, D·L·鄧寧, P·O·約翰遜, R·魯徹斯, R·D·帕特里奇, B·T·斯特恩奎斯特 申請人:康寧股份有限公司