[其他]纤维层构件

说明书

本发明涉及到纤维层构件。具体说，本发明的纤维层构件是用纤维细丝缠绕成环形圆筒做成的，其用途是用来消除气流中的悬浮微粒，本发明也涉及到纤维层构件的制造和使用，整个构件的填料密度均匀且使用纤维最少。

多年来，纤维层烟雾消除器都是靠把不规则排列的纤维填充在由两层同轴屏壁组成的环形圆筒中制成的。这样，想获得均匀的填充密度是很困难的。因此，为改善这种不均匀填充密度，必须把这种构件做得相当粗，以避免产生气体沟道作用和低效率。由于有较高的压力差跨在附加纤维上，故向纤维层附加纤维导致制造费和操作费上升。

为提高填充密度的均匀性，制造了人造纤维粗丝。玻璃纤维粗丝的重量一般是每米100克左右。粗丝填充在由两层同轴屏壁组成的环形套筒内，这种情况在美国4244100号专利中示出。换句话说，粗丝缠绕在一个屏壁的外表面，然后绕着这个缠绕了粗丝的外表面再固定一个同轴屏壁。

人们已经发现，即使这种构造也不能产生完全均匀的填充密度。由于通常粗丝是圆形的，所以纤维不规则的排列使得在两层粗丝之间形成沟道。虽然两根圆形粗丝可以贴近，但他们只能沿其外部表面的一小部分一个纤维挨着一个纤维地排列。在整个纤维层中这些沟道的分布是不均匀的，因此，纤维层不可能有完全均匀的填充密度。尽管粗丝可代替无规则填充的纤维，但它使用的纤维层要比为了补偿相邻粗丝的沟道所用的纤维层厚。

本发明的一个目的是提供有更均匀填充密度的纤维层构件。

进一步说，本发明的目的是提供一个由许多基本平行放置的人造纤维细丝组成的环形圆筒纤维层构件。

本发明的另一个目的是提供制造纤维层构件的方法，该方法把许多基本平行的人造纤维细丝绕成层状。

图1和图2所示为采用已有技术粗丝绕成的纤维层构件的剖面图。

图3所示为细丝的剖面图。

图4所示为采用本发明的许多平行细丝绕成的纤维层构件的一部分。

现在参看图1，图1所示为纤维层构件10的剖面图。该纤维层是用已有技术的粗丝12绕制成的，图中的粗丝12的断片可比作多层平行圆柱体，每一层与其前一层有个相对角度。因此，不难看出在相邻的粗丝12的断片之间和各层粗丝12中间会形成沟道14。虽然可以缠绕足够多层的粗丝来提供一个有效纤维层构件10，但是沟道14仍然在纤维层的无纤维处出现。沟道14在整个纤维层中不是随机分布的，因此，纤维层不具有完全均匀的填充密度。当该纤维层用玻璃纤维绕时，粗丝的重量通常是每米将近100克。

再看图2，图中示出了已有技术纤维层构件10。图中粗丝12的两个相邻层16和18是缠绕在一个圆柱状芯棒或屏壁20上的情况。

图3是细丝30的截面图。图中细丝30在一个平面内彼此邻接放置，构成带状物32，用于绕制纤维层构件。细丝30彼此邻接且基本平行。制造时是用细丝30缠绕，且可彼此交叉。然而，细丝基本平行和贴近，避免在制成的带状物32上形成隙缝或孔洞。

再看图4，这是本发明的纤维层构件40，其中突出地表示出细丝30构成的带状物。纤维层是由一批基本平行的细丝构成，这种细丝的直径比图1表示的已有技术中粗丝的直径小得多。采用普通的圆形细丝30并不能消除由粗丝12邻层部分所产生的那种沟道14，然而，沟道的大小决定于纤维层的密度和填料。细丝30的直径比粗丝12小得多，使得原来一根粗丝所占的容积要用许多细丝才能填满。这就把原来粗丝间的一个沟道分成相邻细丝间的许多小沟道。这种方式的沟道分割使得纤维层内任何部位的无纤维空隙减小，提高了这种无纤维空隙在整个纤维层中随机分布的程度，使纤维填充密度更均匀。此点很重要，因为该纤维层构件使用时是用来吸收悬浮微粒的。细丝用人造纤维做成，当使用玻璃纤维时，重量为每米0.1克到50.0克，而已有技术的粗丝重量为每米约100克，其直径比本发明采用的细丝也大得多。

这种细丝可用各种材料的纤维制作，例如，聚合物材料中的尼龙和聚酯，金属中的不锈钢和钛，陶瓷材料和玻璃等。唯一的要求是组成细丝的这种纤维不要太硬和太脆，要能够做成细丝。细丝必须是自支撑的，能保持其形状并足够柔软，以便绕成圆环形，构成纤维层。如果用玻璃制造这种纤维，其平均直径应为5至30微米左右，建议使用的平均直径为5至15微米左右。运用这种建议的平均直径的玻璃纤维，其细丝重量将为每米约0.1至50.0克。

细丝30由人造纤维组成。这些长发型纤维能够缠在一起。在制做时每个细丝都单个地扭曲，因此，在某根细丝中的各个纤维均是方向不同的。