CN101378823A - 用于处理流体的改进的流通装置及其使用的流通元件 - Google Patents

用于处理流体的改进的流通装置及其使用的流通元件 Download PDF

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Abstract

一种用于处理流体的改进的流通装置，所述流通装置(1)主要包括外壳和可交换管状流通元件(6)，所述外壳采取罐(2)的形状，所述罐(2)具有一盖(3)，该盖(3)设有用于流体的入口(4)和出口(5)，而所述可交换管状流通元件(6)设置在外壳中，装有用于处理流体的介质(7)，因此，这个元件(6)与盖(3)配合，并在元件(6)内部的空间(12)与元件(6)外部的空间(16)之间形成间隔，所述空间(12)连接到入口(4)上，而所述空间(16)连接到出口(5)上，其特征在于，在空间(12)中，元件(6)的内部与入口(4)相对，设置一管(20)，所述管(20)形成入口的延伸部分，所述管(20)主要在元件(6)的轴向(X－X′)方向上延伸，并设有多个侧向通道(21)，用于将待处理的流体均匀地分布在流通元件(6)的长度上，因此，该管在流体流过管(20)的轴向方向上，纵长地具有变窄的横断面。

Description

用于处理流体的改进的流通装置及其使用的流通元件
本发明涉及一种改进的流通装置，所述流通装置用于处理流体，例如，用于从气体或液体中滤出杂质、用于干燥气体、用于从气体中分离冷凝液，或其它类似作用。
这种类型的流通装置主要由外壳和可交换管状流通元件组成，所述外壳采取罐的形状，该罐具有一盖，所述盖设有用于流体的入口和出口，所述可交换管状流通元件设置在外壳中，装有用于处理流体的介质，由此，这个元件贴在盖上，并在元件内部的空间与元件外部的空间之间形成间隔，所述元件内部的空间连接到入口上，而所述元件外部的空间由外壳限定，并连接到出口上。
未处理的流体通过入口和元件内部的空间流过元件，其结果是将例如杂质或冷凝液阻挡在元件的介质中，其后将介质作为处理过的介质通过元件外部的空间排出供进一步使用。
已知流通装置的缺点是，当流过元件时，流体不是均匀地分布在元件的整个长度上，而是流体流率的主要部分只流过元件的一部分，即流过最靠近入口的部分。
这是不利的，因为流动只是被迫穿过元件的有限部分，而元件的其余部分较少有效地使用并且元件上的压力损失较大。压力损失主要取决于局部速度，而这种速度由于流动被迫穿过较小表面的结果而升高。
从WO 2004/009210中已知一种可能的改进，这种改进采取较短管的形式，该较短管在中心设置在入口的延伸部分中，并具有小于入口直径的直径，以便使通过短管流出的一部分流率在元件内部空间中稍微远离入口。
然而，这种解决方案不足以满足且仍然不利的是流体不均匀地分布在元件的长度上，并且介质的某些区域比另一些区域较少有效地使用。
本发明旨在纠正上述和其它的缺点。
为此，本发明涉及一种上述类型的流通装置，由此在与入口相对的元件内部的空间中设置一管，所述管主要在元件的轴向方向上延伸，并设有多个侧向通道，用于将流体均匀地分布在流通元件的长度上进行处理，由此，该管在纵向方向上，即流体流过管道的轴向方向上具有变窄的横断面。
待处理的流体通过通道穿过变窄的管分布在元件的长度上，其结果是更有效地利用元件的介质，且其结果是可以将经过过滤器的压力损失减少高达30％。
此外，这种管可以用简单而价廉的方式实现，其结果是限制了这种改进的流通装置的成本价格。
本发明还涉及一种流通元件，所述流通元件包括一管，该管具有在纵向方向上变窄的断面，所述管设有侧向通道，并可以应用于本发明的流通装置中。
为了更好地说明本发明的优点，下面参照附图给出本发明的改进的流通装置和流通元件的优选实施例，所述实施例仅作为示例，而无任何限制性，其中:
图1表示本发明的改进的流通装置的断面图；
图2表示图1中F2所示部分的放大比例；
图3是图1中F3所示部分的透视图；
图4表示图1的变型。
在图1-3中所示的流通装置1主要包括外壳和可交换管状流通元件6，所述外壳采取罐2的形状，所述罐2具有一盖3，该盖3设有用于流体的入口4和出口5，而所述可交换管状流通元件6设置在外壳中。
流通元件6装有用于处理流体的介质7，因此，这种介质7包括例如过滤材料、或干燥剂、或催化剂或其它活性或钝化组分，所述过滤材料适合于阻挡杂质或冷凝液滴，而所述干燥剂用于除去待处理的流体中的水分。
在给出的示例中，介质7例如是一种滤布，所述滤布围绕元件6的支承多孔或穿孔管8设置，因此它也可用于将介质7支承在两个同心的多孔或穿孔管之间，使得沿着每个边支承介质7。
在这种情况下，元件6在其顶端设有一头部9，所述头部9用塑料或其它类似物制成，进入上述盖3中并配合在盖3上，以便形成上述入口4和出口5。
上述元件6的头部9装有一弯曲的槽化管10，所述管10具有一环形凸缘11，该环形凸缘11通过径向支承肋或其它类似物保持在盖3中，因此该槽化管10用元件6内部上的一个远端连接到内部空间12上，再用另一个远端装配在盖3的钩状管接头13中，所述管接头13由于连接用于待处理的流体的供应管而制有螺纹14。
元件6以其下端支撑在外壳的罐2的底部15上，并因此在元件6内部的上述空间12与元件6外部的空间16之间形成间隔，所述元件6内部的空间12连接到入口4上，而所述元件6外部的空间16由元件6本身和外壳限定，并通过通道17连接到出口5上，所述通道17围绕上述环形支承件11，因此，该出口5通向管接头18，所述管接头18由于连接用于处理过的流体的排放管而制有螺纹19。
通道17优选制造得足够大，以便不引起任何额外的压力损失。
在罐2的下侧设置另一个开口，所述另一个开口在附图中未示出，而通过所述另一个开口可以将杂质和冷凝液滴经由过滤元件下方的排放管排出，所述排放管可以手动或自动打开，以便让冷凝液流走。
按照本发明，在元件6内部的空间12中设置一管20，所述管20与入口4相对，在给出的示例中是锥形管，锥形管20不是流通元件的一部分，它在纵向方向上横断面变窄，且主要在元件6的轴向方向X-X′上延伸，并设有侧向通道21。
管20通过用胶粘接几个固定凸缘22以其最宽端部而固定到上述头部9上，所述固定凸缘22首先夹紧在凹槽23中，所述凹槽23设置在元件6的头部9内。元件6的其余部分，即滤布7和一个或多个支承管8同时也用胶粘接在凹槽内。
可替换地，管20也能以其最宽端部通过将固定凸缘22焊接在穿孔管8的内部上而被固定到最里面的管8上。
由管8和管20形成的这个整体而后可以与滤布7和可能最外面的穿孔管一起用胶粘接在头部9的凹槽23中。
可以这么说，锥形管20形成入口4或者尤其是槽化管10的延伸部分。
多个侧向通道21优选地按照有规则的图案分布在管20的周边上，并且它们在距入口4不同的距离处在元件6内部的空间12内打开。
通道21可以具有一切种类的形状，比如狭缝，所述狭缝主要在元件6的纵向方向上延伸。
在图1-3的实施例中，管20只延伸遍布在元件6的长度L的一部分上，优选延伸遍布在位于元件6的长度L的1/3到4/5之间的长度M上，或者更好地延伸遍布在位于元件6的长度L的40％到70％之间的长度上。
在这种情况下，管20在其最窄端部敞开，以便形成轴向输出口24，由此，这个输出口24的直径优选位于管20的最宽端部的直径的20％到50％之间，而优选的是这个最宽端部的直径的约40％。
本发明的流通装置1操作简单并如下进行。
待处理的流体从流通装置1通过入口4朝箭头I的方向流入，并经过槽化管10通过圆锥形管20被轴向引导。
待处理的流体流通过侧向通道21和通过轴向输出口24被吹入空间12中，如图2中虚线箭头所示。
因此，待处理的流体均匀地分布在元件6的整个长度L上，并通过静压力压入元件6内部的空间12中，经过元件6的介质7到达元件6的外部。
然后，处理过的流体被收集在元件6的外部空间16中，并通过开口17和出口5朝箭头O方向排放，用于进一步使用或处理。
为何本发明的这种流通装置1具有较低的压降和在使用时更有效，这有两个原因。
一方面，在元件6的内部空间12中静压力更均匀地分布，这意味着流动在元件的整个长度L上更均匀地散布，因为这种静压力是推动流体通过元件6的介质7的驱动力。
另一方面，流体在轴向方向X-X′上被吹入元件6中更深，这也是有益的，因为流体在元件6的长度L上流动分布更好，并在流通装置1上产生更小的压降。
通过应用锥形管20，在流通装置1上的压降能减少到至少10％，或者根据应用情况，压力损失甚至能减少至少20％或者更好地减少30％。
根据流通装置1的形状和尺寸及根据介质7的性质，使锥形管20的作用能通过选择锥形管20和侧向通道21的正确形状和尺寸以及正确数量和位置，还有轴向输出口24的正确形状和尺寸最佳化。
图4表示最优选的实施例，因此锥形管20在这种情况下延伸遍布在整个或者实际上整个元件6的长度L上，并由此，锥形管20在这种情况下被弄尖并在它的最窄端部被闭合。
很显然，锥形管20能用各种类的材料制成，不过不锈钢或塑料是优选的。
本发明决不限于作为示例给出和附图中所示的实施例；相反，这种改进的流通装置可以制成所有种类的形状和尺寸，同时仍保持在本发明的范围内。

Claims (14)

1.一种改进的用于处理流体的流通装置，所述流通装置(1)主要包括外壳和可交换管状流通元件(6)，所述外壳为罐(2)的形状，所述罐(2)具有一盖(3)，该盖(3)设有用于流体的入口(4)和出口(5)，而所述可交换管状流通元件(6)设置在外壳中并装有用于处理流体的介质(7)；由此，这个元件(6)与盖(3)配合，并在元件(6)内部的空间(12)与元件(6)外部的空间(16)之间形成间隔；所述空间(12)连接到入口(4)，而所述空间(16)连接到出口(5)，其特征在于，在空间(12)中，在与入口(4)相对的元件(6)的内部，设置有管(20)，所述管(20)形成入口的延伸部分，所述管(20)主要在元件(6)的轴向方向(X-X′)上延伸，并设有多个侧向通道(21)，用于将待处理的流体均匀地分布在流通元件(6)的长度上，由此，该管在通过管(20)的流体流的轴向方向上纵向地具有变窄的横断面。
2.按照权利要求1所述的改进的流通装置，其特征在于，管(20)是圆形。
3.按照上述权利要求中任一项所述的改进的流通装置，其特征在于，上述管(20)中的侧向通道(21)被设置在距入口(4)的不同的距离处。
4.按照上述权利要求中任一项所述的改进的流通装置，其特征在于，侧向通道(21)分布在管(20)的周边上。
5.按照上述权利要求中任一项所述的改进的流通装置，其特征在于，管(20)延伸遍布在元件(6)的整个或者实际上整个长度(L)上。
6.按照权利要求5所述的改进的流通装置，其特征在于，管(20)在其最窄端部被封闭。
7.按照上述权利要求1-4中任一项所述的改进的流通装置，其特征在于，管(20)延伸遍布在一长度(M)上，所述长度(M)位于元件(6)的长度(L)的三分之一到五分之四之间，或者优选地位于元件(6)的长度(L)的40％到70％之间。
8.按照权利要求1-5或7中任一项所述的改进的流通装置，其特征在于，管(20)在其最窄端敞开。
9.按照权利要求8所述的改进的流通装置，其特征在于，管(20)的敞开的最窄端的直径位于最宽端的直径的20％到50％之间，并优选地在该最宽端的直径的约40％。
10.按照上述权利要求中任一项所述的改进的流通装置，其特征在于，侧向通道(21)是狭缝，所述狭缝主要在元件(6)的纵向方向上延伸。
11.按照上述权利要求中任一项所述的改进的流通装置，其特征在于，管(20)以其最宽端固定到上述盖(3)上。
12.按照上述权利要求中任一项所述的改进的流通装置，其特征在于，元件(6)设有头部(9)，所述头部(9)与上述盖(3)配合操作，以便形成上述入口(4)和出口(5)，管(20)固定到该元件(6)的头部(9)上。
13.按照上述权利要求中任一项所述的改进的流通装置，其特征在于，管(20)使通过流通装置(1)的压力损失减少至少10％，甚至更好地减少至少20％，或甚至减少至少30％。
14.一种在上述权利要求中任一项所述的流通装置(1)中使用的流通元件，其特征在于，该元件包括一管(20)，该管(20)具有在纵向方向上变窄的横断面，所述管(20)设有多个侧向通道(21)。
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