CN104707417A - 多级过滤器元件 - Google Patents

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Abstract

提供多级过滤设备。迫使流体经过不同过滤器级元件，允许从流体去除各种污染物。

Description

多级过滤器元件
本申请是2013年10月22日进入中国国家阶段的发明创造名称为“多级过滤器元件”的发明专利申请201280019668.X(国际申请号为PCT/US2012/026082)的分案申请。
技术领域
本发明一般地涉及过滤器，更具体地讲，涉及多级器皿中的过滤器。
背景技术
已知用于各种流体的过滤的多级器皿。如例如都被转让给PerryEquipment Corporation的美国专利No.5,919,284和6,168,647中所示，过滤器元件可被安装到具有多个室的设备中，这些专利的全部公开通过引用包含于此。
发明内容
在一个方面，提供一种多级过滤器元件组件。多级过滤器元件组件包括第一过滤器元件。第一过滤器元件包括围绕纵向轴线的过滤介质的第一管。多级过滤器元件组件还包括第二过滤器元件。第二过滤器元件包括当与第一过滤器元件组装时围绕纵向轴线的过滤介质的第二管。第一过滤器元件可适于沿轴向紧靠第二过滤器元件，内部流动通路位于它们之间。多级过滤器元件组件包括用于第一过滤器元件的第一密封件。多级过滤器元件组件还包括用于第二过滤器元件的第二密封件。当第一过滤器元件和第二过滤器元件处于紧靠关系时，第一密封元件和第二密封元件可彼此相邻并且位于第一过滤器元件和第二过滤器元件之间的交界面附近。
根据以上方面，每个过滤器元件可包括其自己的密封件以密封壳体中的引导管。根据实施例，可能在两个元件之间不需要物理连接，但相反地，其可被接近地布置并且可进一步处于紧靠和/或相互安装关系。器皿的高压侧可被用于保持紧靠关系。另外，中间压力室可被形成在密封件之间，中间压力室在操作期间通常是静态的。
替代地，过滤器元件之一可采用两个密封件，第二密封件在过滤器元件之间进行密封。第二密封件也可被压力驱动，诸如过滤器元件之间的轴向密封件。
在一个实施例中，多级过滤器元件组件可还包括第一端盖。第一端盖围绕第一过滤器组件的一端。第一端盖可具有第一定位柱。多级过滤器元件组件可还包括第二端盖。第二端盖围绕第二过滤器元件的一端。与第一定位柱相比，第二端盖可在所述组件的相反侧具有第二定位柱。
第一密封元件和第二密封元件可分别处于围绕第一过滤器元件和第二过滤器元件的关系。第一密封件和第二密封件中的每一个可以是适于密封管板的圆柱形引导件的共同内表面的径向密封件。
过滤介质的第一管和第二管中的至少一个可在交界面具有未盖住的末端表面。在一个实施例中，过滤介质的每个管在交界面具有未盖住的末端表面。
多级过滤器元件组件可还包括：第一端盖，在交界面密封过滤介质的第一管和第二管之一的末端表面。第一端盖可包括第一环形引导部分，第一环形引导部分沿过滤介质的第一管和第二管中的另一个的内表面的一部分从第一端盖横向延伸。多级过滤器元件组件可还包括：第二端盖，在交界面密封过滤介质的第一管和第二管中的另一个的末端表面。第二端盖可包括第二环形引导部分，第二环形引导部分被构造为以协作方式以螺纹方式咬合第一环形引导部分。
在一个实施例中，第一过滤器元件和第二过滤器元件可按照沿轴向紧靠端对端关系布置并且可被安装于彼此。在一个实施例中，第一过滤器元件和第二过滤器元件未被永久连接，而是可容易地从彼此移除。
在一个实施例中，多级过滤器元件组件的第一管和第二管中的每一个具有1英尺和4英尺之间的长度。第一管和第二管可为大体上圆柱形，具有2英寸和6英寸之间的外径。第一管和第二管可还具有1英寸和5英寸之间的内径。
在一个实施例中，多级过滤器元件组件还包括：第三过滤器元件，包括与过滤介质的第一管同轴并且围绕过滤介质的第一管的至少一部分的过滤介质的第三管。过滤介质的第三管可以是与过滤介质的第一管和过滤介质的第二管中的至少一个不同的一种类型的过滤介质。
在本发明的另一方面，提供一种多级过滤器皿。多级过滤器皿包括：封闭器皿，具有沿纵向延伸的长度并具有最初开放的内部。封闭器皿还包括在一个范围的入口和在其相反范围的出口。多级过滤器皿还包括：分隔件，位于器皿内部内。分隔件将器皿内部划分成第一级和第二级。多级过滤器皿还包括大体上圆柱形的引导件。大体上圆柱形的引导件在分隔件中限定开口。多级过滤器皿还包括过滤器元件组件。过滤器元件组件延伸穿过开口。过滤器元件组件具有中空核心，其中提供穿过多级过滤器皿的流动通路。气体流经入口流入到第一级中，流入到过滤器元件组件的中空核心中并流经过滤器元件组件的中空核心，经过滤器元件组件流回到第二级中以流动到出口。过滤器元件组件包括：在第一级的内过滤介质管和外过滤介质套筒。外过滤介质套筒围绕内过滤介质管。外过滤介质套筒可比内过滤介质管更加开放并且多孔。
在一个实施例中，外过滤介质套筒和内过滤介质管中的至少一个可以是褶状过滤构件。在另一实施例中，内过滤介质管和外过滤介质套筒中的每一个可由具有至少0.20英寸的径向厚度的非褶状深度过滤介质形成。
在一个实施例中，内过滤介质管可延伸所述范围之间的开放内部内的过滤室的全长。然后，外过滤介质套筒仅延伸部分长度至分隔件。还可包括将过滤器元件组件密封到大体上圆柱形的引导件的密封件。
在另一实施例中，多级过滤器皿还包括第三过滤介质套筒。当与内过滤介质管组装时，第三过滤介质套筒可适于沿轴向紧靠内过滤介质管，内部流动通路位于它们之间。
在另一实施例中，提供一种多级过滤器皿。多级过滤器皿包括：封闭器皿，具有沿纵向延伸的长度。封闭器皿包括最初开放的内部。封闭器皿还包括在一个范围的入口和在其相反范围的出口。多级过滤器皿还包括：分隔件，位于器皿内部内。分隔件将器皿内部划分成第一级和第二级。多级过滤器皿还包括：大体上圆柱形的引导件，到达分隔件中的开口。多级过滤器皿还包括过滤器元件组件。过滤器元件组件延伸穿过开口。过滤器元件组件具有中空核心，其中提供穿过多级过滤器皿的流动通路。气体流经入口流入到第一级中，流入到过滤器元件组件的中空核心中并流经过滤器元件组件的中空核心，经过滤器元件组件流回到第二级中以流动到出口。过滤器元件组件包括第一过滤器元件。第一过滤器元件包括围绕纵向轴线的过滤介质的第一管。过滤器元件组件还包括第二滤波器。第二过滤器元件包括围绕纵向轴线的过滤介质的第二管。当第一过滤器元件和第二过滤器元件被组装时，第一过滤器元件和第二过滤器元件在它们之间形成穿过中空核心的内部流动通路。第一过滤器元件和第二过滤器元件彼此独立并且可容易地彼此连接以及从彼此拆下。每个过滤器元件由大体上圆柱形的引导件直接或间接地支撑。
另一方面涉及一种三级过滤器元件。该过滤器元件包括第一级，第一级包括预过滤器。第一级还包括布置在预过滤器的里面的连续管状过滤器元件的一部分。环形密封件可围绕连续管状过滤器元件布置以建立第二级。预过滤器可仅延伸连续过滤器元件的长度的一部分。这能够在过滤器元件的上游侧提供更大的支撑能力。与连续管状元件相比，预过滤器能够更开放并且具有较低效率。
通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的其它方面、目的和优点将会变得更加清楚。
附图说明
被包括在说明书中并形成说明书的一部分的附图表示本发明的几个方面，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1是多级器皿的实施例的局部剖视图；
图2是多级器皿的另一实施例的局部剖视图；
图3是表示过滤器端盖的实施例的简要视图；
图4是表示盖部分的实施例的等角视图；
图5是沿图4中的线5-5获得的盖部分的剖视图；
图6是安装在示例性器皿中的多级过滤器元件组件的实施例的剖视图；
图6A是图6的放大详图；
图6B是图6A的环形密封件和环形密封件支架的放大详细剖视图，该环形密封件和环形密封件支架也可被用在其它实施例中；
图6C是表示内部元件支撑核心的安装在示例性器皿中的多级过滤器元件组件的实施例的剖视图；
图6D是图6的放大详图；
图7是安装在示例性器皿中的多级过滤器元件组件的第二实施例的剖视图；
图7A是图7的放大详图；
图7B是图7和7A的环形分隔器密封端盖的实施例的等角视图；
图7C是安装在示例性器皿中的多级过滤器元件组件的替代实施例的剖视图；
图7D是图7的放大详图；
图8是安装在示例性器皿中的多级过滤器元件组件的第三实施例的剖视图；
图8A是图8的放大详图；
图8B是以半横截面显示以表示螺纹的可协作地与其咬合的图8和8A的第二过滤器元件端盖和环形分隔器密封端盖的实施例的等角分解图；
图9是安装在示例性器皿中的多级过滤器元件组件的第四实施例的剖视图；
图9A是图9的放大详图；
图9B是图9和9A的环形分隔器密封端盖的实施例的等角视图；
图10是安装在替代端盖上的图9A和9B的过滤器元件的局部剖视图并且过滤器元件的一部分被去除；
图11是图10的放大详图；
图12是安装在示例性器皿中的多级过滤器元件组件的第五实施例的剖视图；
图12A是图12的放大详图；
图13是安装在示例性器皿中的多级过滤器元件组件的第六实施例的剖视图；
图13A是图13的放大详图；
图13B是图13和13A的环形分隔器密封端盖的实施例的等角视图；
图14是安装在示例性器皿中的多级过滤器元件组件的第七施例的剖视图；和
图14A是图14的放大详图。
尽管将结合某些优选实施例描述本发明，但并不意图将其限制于这些实施例。相反地，意图覆盖由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内所包括的所有替代物、变型和等同物。
具体实施方式
将会理解，多级过滤可被用在各种合适的应用中。以下参照附图描述使用多级过滤器组件10的各种实施例的示例性过滤应用。
本发明的多级过滤器元件的实施例可被用于改进美国专利No.5,919,284和6,168,647中所描述的设备，或者可被与各种其它合适的设备一起使用以提供改进的多级过滤。
参照图1，示出了示例性多级器皿20，多级过滤器组件10的实施例可被与所述多级器皿20一起使用。在这种多级器皿20中，可在各级过滤包含各种污染物的流体，如以下进一步所述。
在一个实施例中，器皿20包括入口22和出口24。将按照“上游”和“下游”描述本公开中的各种元件的关系。为了本公开的目的，“上游”将会表示在流体流动路径中更接近入口22(如以下进一步所述)，并且“下游”将会表示在流体流动路径中更接近出口24。
进一步参照图1，入口22与在器皿20内限定的第一级26流体连通。管板28通常将在器皿20内限定的第一级26和第二级30分隔开，并具有多个环形引导件32，所述环形引导件32提供从第一级26到第二级30的通路。每个环形引导件32被构造为容纳多级过滤器组件10的实施例，如以下进一步所述。另外，环形引导件32可与管板28的其余部分一体地形成为单个零件，或者可被单独形成并通过任何合适方式(诸如，金属焊接)连接到管板28的分隔件66和分隔壁。
管板28围绕第一级26和第二级30之间的器皿20的内部提供大体上不漏流体的密封。第二级30与出口24流体连通。分隔件和管板22由此将器皿分隔成在入口的高压侧和在出口的低压侧，两侧之间的压力差在多数应用中通常在0.1和20.0PSI之间；并且在操作期间在器皿20中经受的总压力(在入口侧)的范围为从真空到大约10,000PSI。压力器皿20及其部件将会通常额定为对于许多应用至少处理2,000PSI，并且当然会额定为处理更高的压力(例如，对于更高强度的应用，高达10,000PSI至20,000PSI或更高)。
如以下更全面所解释，多个圆柱形第一级过滤器元件34延伸穿过器皿20的第一级26，每个第一级过滤器元件34具有中空核心、第一端36和第二端38。第一级过滤器元件34的第一端36位于第一级26的上游部分。第一级过滤器元件34向下游延伸穿过第一级26并延伸到管板28中，在管板28，每个第一级过滤器元件34的第二端38被容纳到环形引导件32之一的上游部分中并由环形引导件32之一的上游部分支撑。
对应的多个圆柱形第二级过滤器元件40被布置在第二级30内，每个第二级过滤器元件40具有中空核心、第一端42和第二端44。每个第二级过滤器元件40的第二端44被容纳到环形引导件32之一的下游部分中。第二级过滤器元件40相对于第一级过滤器元件34同轴地从管板28延伸穿过第二级30，并且每个第二级过滤器元件40在其第一端42附近被安装到接近第二级30的下游部分。第一级过滤器元件34和第二级过滤器元件40可具有相同的长度或不同的长度。在某些实施例中，第一级过滤器元件和第二级过滤器元件通常具有大约相同的轴向长度(例如，完全相同的长度或大约正/负10％长度差异)。
进一步参照图1，多个管状流量扩散器46同心地从环形引导件32延伸穿过第二级30。每个第二级过滤器元件40与流量扩散器46之一同心地延伸穿过该第二级30，并且延伸穿过第二级30。可对流量扩散器46确定尺寸，以使得当第二级过滤器元件34被容纳在流量扩散器46中时，在第二级过滤器元件34和流量扩散器46之间存在选定的空隙距离。在一个实施例中，并且如以下更全面所解释，流量扩散器46可用作聚结器以进一步从正被过滤的流体聚结污染物，并且可帮助防止过滤后的流体在离开第二级过滤器元件40并进入到第二级30中时被再污染。
如图1中所示，器皿20包括头48，头48选择性地允许进入器皿20的内部以更换过滤器元件34、40。为了更换过滤器元件34、40，头48可被打开，并且过滤器元件34、40之一或二者可被可滑动地移除和/或替换。
在一个实施例中，器皿20还包括与第一级26处于流体连通并连接到贮槽54的下降管50、52中的一对排出通路，用于排出和收集在第一级26中从流体过滤的固体和预聚结的液体。器皿20还经与第二级30处于流体连通并连接到贮槽54的级下降管56限定第二排出通路。贮槽54被不可渗透的挡板62分隔成第一级室58和第二级室60，不可渗透的挡板62使第一级室58与第二级室60隔离。此外，可包括用于选择性地去除分离的并且聚结的流体的各种排出管。
参照图2，示出器皿64的第二实施例。器皿64类似地被横向分隔件66分隔成第一级26和第二级30。横向分隔件66限定多个开口68。管状过滤器引导件70与每个开口68对齐并沿纵向从分隔件66在第一级26中延伸选择的距离。
横向分隔件66和管状过滤器引导件70可由塑料、金属或现有技术中已知的任何其它合适材料形成，但通常是金属板材料。管状过滤器引导件70可与横向分隔件66一体地形成为单个零件，或者可被单独形成并通过任何合适方式(典型地，环形焊接)连接到横向分隔件66。虽然在图2中仅示出单个开口68和管状过滤器引导件70，但将会理解，可提供任何合适数量的管状过滤器引导件70和横向分隔件66中的开口68。
如前一实施例中一样，第一级过滤器元件34延伸穿过第一级26，其第二端38中的每一个被布置在管状过滤器引导件70内。
如前一实施例中一样，器皿64包括与第一级26处于流体连通的入口22。入口22位于分隔件66附近，从而当流体经入口22流入到第一级26中时，流体撞击在过滤器引导件70上。如此，过滤器引导件70帮助从流体去除污染物，同时保护布置在其里面的第一级过滤器元件34。
关于第二级30，筛网构件72被布置在第二级30的下部中。筛网构件72延伸基本上第二级30的长度，并用作屏障以防止已收集在器皿的底部的聚结的污染物被重新夹带在流体中。筛网构件72可由编制钢丝材料或任何其它合适材料形成。
多个筐形撞击挡板74被插入在管状过滤器引导件70中并延伸穿过第二级30。挡板74可防止从流体聚结的液体在流体流经第二级30时被重新夹带在流体中。挡板74包括筐部分76和盖部分78，如以下更全面所解释。第二级支撑筛网79被布置在第二级30中并大体上横向地横跨第二级30而延伸。筛网79可被一体地连接以形成单一网状网络。筛网79在空间上被布置在第二级30内，从而流体可不减弱地经筛网79朝着出口24流动。筛网79被构造为支撑挡板74和第二级过滤器元件40。筛网79可由塑料、金属或任何其它合适材料形成，但通常由金属网或有孔金属材料形成。
现在进一步描述过滤器元件34、40的第一端36、42及其在器皿64内的支撑。
如图3中所示，第一级过滤器元件34和第二级过滤器元件40中的每一个的第一端36、42分别包括端盖80、82。端盖80、82可永久地连接到其各自的过滤器元件34、40并分别与其各自的过滤器元件34、40形成不漏流体的密封，从而流体必须穿过每个过滤器34、40的壁以到达每个过滤器34、40的中空核心。过滤器端盖80、82中的每一个包括向内逐渐变细的柱84、86。在一个实施例中，柱86具有与柱84不同的尺寸。如以下进一步所解释，这种不同的尺寸将会容易地允许用户区分第一级过滤器元件34和第二级过滤器元件40并且防止意外将第一级过滤器元件34插入到第二级30中。
端盖80、82可由塑料、金属、其组合或任何其它合适材料形成。
参照图4和图5，示出挡板74的盖部分78。盖部分78通常为杯形，多个纵向槽88围绕圆柱形杯壁90布置并结束于平杯盖92。与杯壁90同心的中空筐盖部分柱94沿轴向从杯盖92朝着远离的方向伸出。筐盖部分柱94限定容纳空间95，容纳空间95被构造为在第二级过滤器元件40被插入到撞击挡板74中时配合地容纳第二级过滤器端盖82的柱86。在一个实施例中，由于柱84和柱86的尺寸不同，所以容纳空间95将不会容纳柱84，因为柱84太大而无法安装到容纳空间95中并且比柱86大。因此，将会防止用户意外地将第一级过滤器元件34插入到第二级30中。
参照图2，当第二级过滤器元件40被容纳到撞击挡板74中时，如前一实施例中一样，空隙优选地存在于撞击挡板74和第二级过滤器元件40之间，通常在0.10和0.40英寸之间。如以下进一步所解释，撞击挡板74防止从流过第二级过滤器元件40的流体中聚结或过滤的污染物被重新夹带在流体中。撞击挡板74提供使这种污染物聚集并最终排出到第二存储贮槽60中的机构。
在一个实施例中，撞击挡板74可与第二级过滤器元件40一体地形成并作为单个零件，与第二级过滤器元件40一起被插入到第二级30中或从第二级30移除。在另一实施例中，撞击挡板74和第二级过滤器元件40可被分开地形成。如图中所示，撞击挡板78和盖部分74是与第二级过滤器元件40分开的单独部件。第二级过滤器元件40的端盖82被可滑动地并且可移除地容纳在盖部分74内，柱和容座结构提供大体上同心的位置，从而在第二级过滤器元件74的外周界和撞击挡板78的内周界表面之间提供环形空间和间隙。
进一步参照图2，处于操作结构中的第二级过滤器元件40从其第一端42和被容纳在挡板74的盖部分78内的盖82(参见图6)延伸。从那里，第二级过滤器元件在挡板74内朝着第一级向回延伸穿过第二级30并延伸到管状过滤器引导件70中，第二级过滤器元件40被容纳在管状过滤器引导件70中。第二级过滤器元件40的另一端44布置为接近第一级过滤器元件34的第二端38，如以下更全面所述。
已描述多级过滤器组件10的实施例可被与之一起使用的一对示例性器皿20、64的基本结构，将描述将要被过滤的流体的通常流动路径。
参照图1，在第一实施例中，通常流体将会通过入口22进入到器皿20中并进入到第一级26中。流体将会随后被迫沿径向从外部到圆柱形第一级过滤器元件34的内部中空核心穿过该元件。流体将会随后在第一级过滤器元件34内行进到管板28。流体将会随后从每个第一级过滤器元件34的内部前进到各圆柱形第二级过滤器元件40的内部，并且在第二级过滤器元件40的核心内前进到第二级30中。流体将会随后在第二级30内被迫沿径向从圆柱形第二级过滤器元件40的内部前进到第二级过滤器元件40的外部，并且从那里经出口24而离开器皿20。将会立即清楚的是，每次流体穿过过滤器元件之一时，将会发生流体的过滤。因此，上述流动路径中的流体将会经受两级的过滤，如以下所讨论，基于选择的过滤器元件34、40的类型，可在每次穿过每个过滤器元件34、40时过滤各种类型、数量等的污染物。
参照图2，在第二实施例中，流体将会经入口22进入并遇到管状过滤器引导件70，管状过滤器引导件70将会在第一级26中使流体转向，有助于初始过滤步骤。流体随后将会穿过第一级过滤器元件34的壁而进入到这些元件34的中空核心中。流体将会从第一过滤器元件34的核心前进到管状过滤器引导件70内的各第二级过滤器元件40的中空核心中。流体将会随后在第二级过滤器元件40的核心内前进并经第二级过滤器元件40的壁而离开，穿过撞击挡板74，穿过第二级支撑筛网79并经出口24离开。
这种流动路径可被用于各种流体的各种合适的过滤、聚结和分离应用。也可想到其它合适的流动路径。
现在，进一步在以下描述多级过滤器元件组件10的各种实施例。组件10被描述为安装在上述第二实施例器皿64中，但本领域普通技术人员考虑到本公开而将会意识到，组件10能够被安装在第一器皿20或各种其它过滤设备中。
从图6和图6A能够看出，对第一级过滤器元件34和第二级过滤器元件40确定尺寸和结构，以使其第二端38、44在组装结构中基本上紧靠，使过滤器元件34、40的内部处于连续的流体连通。第一级过滤器元件34和第二级过滤器元件40被构造为围绕纵向轴线96并沿纵向轴线96延伸。过滤器元件34、40的第二端38、44可被层叠或以其它方式固定在一起并且相对于彼此不可被移除。另外，过滤器元件34、40的第二端38、44可被构造，以使过滤器元件34、40不被永久地连接并且可容易地相对于彼此被移除。换句话说，过滤器元件34、40可不被连接，如此，每个过滤器元件能够在没有另外操纵的情况下被自由地从另一过滤器元件移除。另外，在入口侧的高压将轴向压力施加在第一过滤器元件上以迫使其与第一元件处于紧靠关系，从而保持位置而不需要它们之间的连接。
再次参照图6A，第一环形密封件支架98在第一级过滤器元件34的第二端38附近围绕第一级过滤器元件34。第一环形密封件支架98位于第一级过滤器元件34和管状过滤器引导件70之一之间。
在图6B中可看出，第一环形密封件支架98支撑环形密封件100(在一个实施例中，V型密封件)。这是一种压力驱动的密封件并且能够是径向密封件，其中作用在弧刷/密封环形凸缘部分上的压力可将其压入至更好的密封关系。第一环形密封件支架98通常是U形的，具有密封通道102和大体上平行的腿104、106。密封通道102被构造为容纳并支撑环形密封件100。
环形密封件100可以是由弹性体材料制成的V型密封件或任何其它合适类型的密封件(诸如，传统的O形环)，并且可由任何合适类型的材料制成。通过张紧配合在密封通道102中以可松开的方式密封并支撑环形密封件100，但环形密封件100可通过现有技术中已知的任何合适方式被结合或以其它方式附着于密封通道102中或者腿104、106。
V型环形密封件100包括：密封底部108、密封顶部110和密封锥形部分112。密封底部108和密封锥形部分112在密封顶部110一体地接合。密封锥形部分112可以是截头圆锥形。在一个实施例中，密封底部108和密封锥形部分112形成大约60度的角度α，但也可想到其它角度，通常在30度和85度之间。
在图6A中能够看出，锥形部分112沿上游方向延伸，V型环形密封件100和第一环形密封件支架98形成管状过滤器引导件70和第一级过滤器元件34之间的不漏流体的密封。由于V型环形密封件100的结构，V型环形密封件100可由于其在增加的压力下保持不漏流体的密封的能力而在高压应用中有效。
环形密封件支架98可由塑料(诸如，聚酯)形成，并以包围关系和密封关系被密封并永久地固定到过滤器34。环形密封件支架98可通过热处理、胶水、粘合剂或任何其他合适方式按照密封方式结合到过滤器34。在一个实施例中，环形密封件支架98不会不必要地压缩过滤器34。在其它实施例中，环形密封件支架98可由任何合适材料形成并且可从过滤器34被移除。
进一步参照图6A，第二环形密封件支架114在第二级过滤器元件40的第二端44附近围绕第二级过滤器元件40，并容纳第二环形密封件116。第二环形密封件支架114和第二环形密封件116位于第二级过滤器元件40和管状过滤器引导件70之间，提供第二级过滤器元件40和管状过滤器引导件70之间的不漏流体的密封。第二环形密封件支架114和第二环形密封件116可具有以上关于第一环形密封件支架98和第一环形密封件100描述的类型，或者可具有任何其它合适类型。
通常，流体压力沿流体路径在下游减小。参照图6进一步描述所述一对环形密封件支架98、114和环形密封件100、116的功能。
已离开第二级过滤器元件40的第二级30内的流体可处于比进入第一级26的流体低的压力。因此，通过提供第一环形密封件支架98和第一环形密封件100，可迫使进入第一级26的流体经第一过滤器元件34前进到第一级过滤器元件34的中空核心并且防止进入第一级26的流体在未被过滤的情况下进入第二级30。
另外，在第一级过滤器元件34的中空核心内的流体和在第二级过滤器元件40的第二端44的流体可处于中间的但比在第一级过滤器元件34外部的压力低的压力。如此，紧挨着在第一环形密封件支架98的下游，针对第一环形密封件支架98和第二环形密封件支架114之间的这种中间压力提供环形室和空间118。提供第二环形密封件支架114和第二环形密封件116以防止未穿过第一级过滤器元件34和第二级过滤器元件40的壁的流体(诸如在第一级和第二级之间的邻接缝)进入第二级30。在邻接和接近区域在两个元件34、40之间形成的任何间隙因此无关紧要。
因此，第二环形密封件支架114和第二环形密封件116可提供不漏流体的密封，以防止部分过滤的流体仅流经一部分而非流经第二级过滤器元件40的整个径向厚度。在密封件支架98、114和环形密封件100、116之间的空间118内的压力将会大约与过滤器34、40的中空核心和流动通路内的流体的压力均衡–因此，在环形室和空间118中通常是静态气体区域。需要注意的是，每个径向密封件的弧刷凸缘指向相同方向以用于压力驱动。因此，第二密封件116可由空间118中的中间压力区域驱动以在操作期间被压入至更好的径向密封关系。
第一环形密封件支架98和第二环形密封件支架114以及第一环形密封件100和第二环形密封件116因此提供器皿64的第一级26和第二级30之间的流体和压力隔离，防止流体在不从第二级过滤器元件40之一的内部前进到外部的情况下进入第二级30以及防止流体在不穿过第一级过滤器元件34的情况下进入第二级过滤器元件40的内部或第二级30。因此，避免未过滤或部分过滤的流体对过滤后的流体的污染。第一环形密封件支架98和第二环形密封件支架114可被构造为相对于彼此分隔任何合适的轴向距离。另外，在第一级过滤器元件34过早地用尽并且在第二级元件40上留下剩余容量的程度上，第一级元件34可被移除，临时允许一级操作，直至第二级元件40用尽。另外，在一个实施例中，用尽的第一级元件34可被替换，将第二级元件40留在合适位置以用于另一周期。
以下进一步描述如关于第一实施例所述并且还可被用在其它实施例中的第一级过滤器元件34和第二级过滤器元件40的材料。
第一级过滤器元件34和第二级过滤器元件40中的每一个可由相同或不同类型的过滤材料或介质形成，并且可以是相同或不同类型的过滤器元件。例如，第一级过滤器元件34和第二级过滤器元件40都可包括一层或多层的表面负荷类型介质。更优选地，每一个是具有几层的深度负荷介质的深度负荷类型的过滤介质。替代地，一个可包括表面负荷类型而另一个可包括深度负荷类型的过滤器元件。过滤器元件34、40中的每一个可被构造用于聚结和颗粒过滤，或者每一个可包括薄膜类型过滤介质(例如，具有特定开孔率的聚合物膜)、纳米类型过滤介质或现有技术中已知的其它过滤介质类型。因此，第一级过滤器元件34可包括这些过滤介质中的任何一种过滤介质或任何其它合适类型的过滤介质，而第二级过滤器元件40也可包括这些过滤介质中的任何一种过滤介质或任何其它合适类型的过滤介质。第一级过滤器34和第二级过滤器40的过滤介质可包括相同类型的过滤介质，或者可分别包括不同类型的过滤介质。因此，可使用第一级过滤器元件34和第二级过滤器元件40的各种不同组合，提供过滤的灵活性，所述不同的组合包括第一级过滤器元件34和第二级过滤器元件40中的每一个中包括过滤介质的各种不同的组合。
第一级过滤器元件34和第二级过滤器元件40协同工作以执行各种过滤和分离操作。例如，在一个实施例中，第一级过滤器元件34包括被设计为去除半固体类型污染物的、处于20微米和更大的去除水平的、具有从0.3到1.0英寸的厚度范围的深度技术介质，而第二级过滤器元件40是被设计为具有从1.0到10.0微米的固体去除率的、具有0.05到0.2英寸的厚度范围的褶状屏障类型介质。在利用深度介质处理半固体较大污染物之后利用绝对额定屏障过滤介质处理较小污染物的组合提供位于一个壳体中的两级系统，该两级系统可相对于单级过滤介质提供益处，包括更长的寿命，同时允许绝对去除水平低至从10.0到1.0微米。
在一个实施例中，多级器皿20可被构造为过滤气态流体。在另一实施例中，多级器皿20可被构造为过滤液体流体。在一个实施例中，第二级过滤器元件40是薄膜屏障。在另一实施例中，第二级过滤器元件是被构造为使系统去除水平下降至低于0.1微米的纳米过滤屏障，由此方便从各种系统(例如，水系统)去除细菌。
在一个实施例中，多级器皿被构造用于液体分离。第一级过滤器元件34包括被构造为方便从碳氢化合物流体去除水分的深度玻璃纤维介质。元件34使用玻璃纤维的相对较高的分子间极性引力俘获并预聚结直径在1.0微米以下的水滴。第二级过滤器元件40包括聚合梯度深度介质，例如由Perry Equipment Corporation of Mineral Wells,Tx以PEACH商标销售的过滤介质的类型。第二级过滤器元件40用作水滴增长介质，由此产生可消除对辅助分离器元件的需要的尺寸的水滴。
在另一实施例中，多级器皿被构造用于从天然气流体去除液体。第一级过滤器元件34包括被构造为去除水并在第一级贮槽58(图2中示出)中收集水的涂覆有疏水碳氟化合物的屏障。涂覆有疏水碳氟化合物的屏障允许碳氢化合物液体渗入第一级过滤器元件34，并经第一级过滤器元件34的内部行进至第二级过滤器元件40的内部。在这个实施例中，第二级过滤器元件40包括被构造为执行碳氢化合物液滴聚结操作的聚合深度介质，诸如例如由Perry Equipment Corporation of Mineral Wells,Tx以PEACH商标销售的过滤介质的类型。因此，在流体经过第二级过滤器元件40时，在第二级贮槽60中收集纯的无水碳氢化合物，同时净化的气体从出口24离开。
这里，如此考虑液体和气体应用，并且词语“流体”被用于包括这两种应用或其它合适的流体可能性。
过滤器元件34、40可具有相似或不同的构造，具有相似或不同的密度、孔隙度和其它特性。过滤器元件34、40可被构造用于分离、聚结、过滤、这些的组合或任何其它合适目的。
作为一个例子，第一级过滤器元件34可被构造为从正被过滤的流体过滤固体颗粒，而第二级过滤器元件40可被构造为从正被过滤的流体聚结特定流体。因此，可想到适合各种不同应用的许多不同对的过滤器元件34、40。
如上所述，一种想到的用于本发明的过滤介质的类型可包括由PerryEquipment Corporation of Mineral Wells,Tx以PEACH商标销售的过滤介质的类型。
另外，在一个实施例中，想到过滤介质(诸如，在转让给Perry EquipmentCorporation of Mineral Wells,Tx的美国专利No.5,827,430中公开的过滤介质)可被包括在第一级过滤器元件34或第二级过滤器元件40中或者可被包括在第一级过滤器元件34和第二级过滤器元件40中。第一级过滤器元件34或第二级过滤器元件40之一可包括这种过滤介质，而另一个可包括任何其它合适类型的过滤介质。另外，想到第一级过滤器元件34和/或第二级过滤器元件40可包括通过在转让给Perry Equipment Corporation of MineralWells,Tx的美国专利No.5,893,956中公开的方法形成的过滤介质。
使用第一级过滤器元件34和第二级过滤器元件40以及过滤介质的许多不同组合，可对许多不同流体类型进行过滤、聚结、分离等，包括液体、气体、混合物、悬浮液、溶液等。
因为第一过滤器元件34或第二过滤器元件40可在一个实施例中不被永久地连接，所以每一个可被单独换出和/或替换，而非改变过滤器元件34、40二者，因此允许各种过滤应用之间的切换以及过滤器元件和过滤介质类型的各种配对。
另外，例如，如果过滤器元件34、40之一磨损较快，则可替换这个元件34、40而不替换可能磨损较慢的其余元件34、40。因此，可在示例性多级器皿20中使用多级过滤器元件组件10过滤包含各种类型的污染物的各种类型的流体。
参照图6C和6D，提供另一实施例。在这个实施例中，环形内部元件支撑核心85从第二端盖82延伸穿过第二级过滤器元件40的内部并延伸到第一级过滤器元件34的内部。环形内部元件支撑核心85通常用作第二级过滤器元件40的内部和第一级过滤器元件34的接近于其第二端38的部分的衬里。环形内部元件支撑核心85具有孔以允许流体流经环形内部元件支撑核心85，同时为过滤器元件34、40提供支撑。另外，当第一级过滤器元件34被替换时，其可容易地从环形内部元件支撑核心85滑离，并且核心85可用作用于使新的第一级过滤器元件34滑动到合适位置的引导件。
环形内部元件支撑核心85可被形成为金属网结构、有孔金属板，或者可以是多孔塑料结构，但可以是现有技术中已知的任何其它合适的有孔或多孔材料结构。环形内部元件支撑核心85可被永久地连接到第二端盖82并与第二级过滤器元件40形成为单个构件，可被选择性地从第二端盖82移除，可不连接第二端盖82并且以与第二端盖82紧靠的关系构造，或者可被构造为与第二端盖82分隔开。另外，可结合当前公开的任何其它实施例使用环形内部元件支撑核心85。
参照图7-7B，示出多级过滤器元件组件10的第二实施例。在第二实施例中，第一级过滤器元件34的第二端38被布置在管状过滤器引导件70之一内。具体地参照图7A和7B，第一环形密封件支架98和第一环形密封件100在第一级过滤器元件34的第二端38附近围绕第一级过滤器元件34。第一环形密封件支架98和第一环形密封件100位于第一级过滤器元件34和管状过滤器引导件70之间。第一环形密封件100可在第一级过滤器元件34和管状过滤器引导件70之间沿径向弯曲和/或被压缩，提供不漏流体的径向密封。在一个实施例中，第二环形密封件支架114和第二环形密封件116可在第二级过滤器元件40的第二端44附近围绕第二级过滤器元件40。第二环形密封件支架114和第二环形密封件116可位于第二级过滤器元件40和管状过滤器引导件70之间，并且第二环形密封件116可在第二级过滤器元件40和管状过滤器引导件70之间沿径向弯曲和/或被压缩，提供不漏流体的径向密封。
在一个实施例中，还提供环形分隔器密封端盖119，环形分隔器密封端盖119可被牢固地固定到任何一个过滤器元件。环形分隔器密封端盖119围绕第一级过滤器元件34的第二端38。第二级过滤器元件40与第一级过滤器元件34同轴地延伸(如前一实施例中一样，过滤器元件34、40的内部沿中空核心处于流体连通)。第二级过滤器元件40的第二端44紧靠环形分隔器密封端盖119，环形分隔器密封端盖119使第一级过滤器元件34的介质与第二级过滤器元件40的介质分开。环形分隔器密封端盖119可提供第一级过滤器元件34的过滤介质和第二级过滤器元件40的过滤介质之间的密封，同时允许流体从第一级过滤器元件34的内部行进至第二级过滤器元件40的内部。
在一个实施例中，环形分隔器密封端盖119包括从环形分隔器密封端盖119的平坦的盘部分121横向延伸的环形(例如，圆柱形或圆锥形以提供逐渐变细的引导件)引导部分120。平坦的盘部分121可被无缝地结合到第一过滤器元件的过滤介质的管状环的末端。环形引导部分120被确定尺寸并且被构造为由第二级过滤器元件40围绕，并且紧靠第二级过滤器元件40的内部。环形引导部分120可在第一级过滤器元件34相对于第二级过滤器元件40被安装到操作结构时帮助可滑动地引导第一级过滤器元件34，并且可帮助保持过滤器元件34、40对齐并且处于操作结构。环形引导部分120通常用作第二级过滤器元件40的一部分的衬里。环形引导部分120可与环形分隔器密封端盖119的其余部分一体地形成为单个零件。环形引导部分120可由塑料、金属、弹性体或任何其它合适材料形成
环形分隔器密封端盖119可由任何合适类型的材料形成，包括塑料模制成型端盖、无尿烷上升模制成型端盖等。环形分隔器密封端盖119可通过任何合适方法被固定到第一级过滤器元件34的第二端38，包括灌封、将尿烷端盖直接形成于过滤介质或者在塑料的情况下将塑料嵌入到介质的末端中(例如，热焊接)等。
在替代实施例中，环形分隔器密封端盖119可替代地围绕并结合到第二级过滤器元件40的第二端44。在这个替代实施例中，环形引导部分120可替代地从环形分隔器密封端盖119向上游延伸到第一级过滤器元件34的内部中，用作第一级过滤器元件34的第二端38的一部分的衬里。
在替代实施例中，环形分隔器密封端盖119可消除对第二环形密封件支架114和第二环形密封件116的需要。在这个实施例中，端盖119提供第一级过滤器元件34的过滤介质和第二级过滤器元件40的过滤介质之间的不漏流体的密封。例如，密封端盖119的材料可以是可压缩地有弹性的或者携带环形垫圈(或突出到另一级的过滤介质环的末端中的环形密封伸出部分)。如此，在一个实施例中，可仅设置第一环形密封件支架98和第一环形密封件100。
参照图7C和7D，示出图7-7A的多级过滤器元件组件的替代实施例。在这个实施例中，第一环形密封件支架98和第一环形密封件100以及环形分隔器密封端盖119针对第一级过滤器元件34的第二端38提供不漏流体的密封。因此，在这个第二实施例中，仅单个环形密封件支架98和环形密封件100被应用以确保流体完全经过第一级过滤器元件34和第二级过滤器元件40。
参照图8-8B，示出多级过滤器元件组件10的第三实施例。如前一实施例中一样，设置环形分隔器密封端盖119a，环形分隔器密封端盖119a围绕第一级过滤器元件34的第二端38。环形引导部分120a从环形分隔器密封端盖119a的平坦的环形盘部分121a横向延伸。环形引导部分120a沿纵向轴线向下游延伸到第二级过滤器元件40的内部中。在一个实施例中，引导部分120a的外表面可具有第一螺纹结构122。
第二级过滤器元件40的第二端44具有端盖124，端盖124围绕第二级过滤器元件40的第二端44并且可被无缝地结合到第二级过滤器元件40的第二端44(例如，在平坦的盘部分125)。环形衬里部分126沿纵向轴线从端盖124的盘部分125横向地向下游延伸。环形衬里部分126被构造为紧靠第二级过滤器元件40的第二端44的一部分并且用作该部分的衬里。环形衬里部分126在其径向外部限定第二螺纹部分128，第二螺纹部分128被构造为以协作方式与第一螺纹结构122相互作用，以便以可松开的方式按照操作结构将第一级过滤器元件34连接并固定到第二级过滤器元件40。利用这种结构，第一过滤器元件和第二过滤器元件可被作为单个单元和组件安装和移除。
第一级过滤器元件34可围绕纵向轴线96旋转，由此使根据操作结构位于第二螺纹部分128的径向内侧的第一螺纹结构122与第二螺纹结构128咬合直至第一级过滤器元件34的端盖119a紧靠第二过滤器元件40的第二端盖126。
可选地，环形密封件(诸如，弹性体O形环垫圈)可由端盖119a、124之一携带并且在操作期间在元件之间被压缩，提供轴向密封。这能够消除对第二密封件116的需要或替代地消除对第一密封件100的需要。通过高压侧可将元件朝着器皿的下游侧将元件挤压在一起的事实，可增强轴向压缩。在没有诸如如图中所示通过相互配合的螺纹实现的元件之间的连接的情况下，也可使用这个轴向密封特征。
像第一端盖119a一样，第二端盖124可由任何合适类型的材料形成，并且优选地，可以是塑料模制成型端盖。第二端盖124可通过任何合适方法被固定到第二级过滤器元件40的第二端44，包括灌封或将塑料端盖直接嵌入到过滤介质的管状环的末端。环形衬里部分126可与第二端盖124一体地形成为单个零件。
也可想到第一级过滤器元件34和第二级过滤器元件40之间的各种其它合适的可松开的结合装置，包括将仅允许使用单个环形密封件支架98、114和单个环形密封件100、116并且消除对第二环形密封件支架98、114和第二环形密封件100、116的需要的各种结构。
如图7C和7D中示出的实施例中一样，在另一实施例中，第一环形密封件支架98和第一环形密封件100以及第一端盖119a可提供第一级过滤器元件34的第二端38的不漏流体的密封。因此，省略第二环形密封件支架114和第二环形密封件116。
参照图9-9B，示出多级过滤器元件组件10的第四实施例。在这个实施例中，第一端盖80的安装柱84限定与纵向轴线96同轴的容纳孔径，该容纳孔径被构造为容纳连接杆130。在一个实施例中，该容纳孔径可限定螺纹。连接杆130被容纳在该容纳孔径内，由安装柱84支撑，并从其延伸到环形分隔器密封端盖132，环形分隔器密封端盖132结合到第二级过滤器元件40并围绕第二级过滤器元件40。
第一级过滤器元件34的第二端38由环形端盖134围绕，环形端盖134通过任何合适方式(诸如，粘合剂、灌封或热焊接(所有这些方式能够提供密封结合))结合到第一级过滤器元件34。在操作结构中，第一级过滤器元件34被构造为与连接杆130同轴并围绕连接杆130，环形端盖134以与环形分隔器密封端盖132紧靠的关系被构造并在它们之间形成不漏流体的密封。
环形分隔器密封端盖132被布置在管状过滤器引导件70内并包括包含环形密封件138的环形密封件容纳通道136，环形密封件138可以是V型密封件或任何其它合适类型的密封件。环形密封件138可被压缩并形成管状过滤器引导件70和环形分隔器密封端盖132之间的不漏流体的密封。环形分隔器密封端盖132可因此在管状过滤器引导件70内以可移除的方式保持在操作结构。
参照图9A和9B，环形分隔器密封端盖132包括分别从其向上游和向下游横向延伸的一对环形引导部分140、142(环形引导部分140、142可以是圆柱形或稍微圆锥形以提供逐渐变细的引导表面)。第一环形引导部分140从环形分隔器密封端盖132向上游延伸，用作第一级过滤器元件34的第二端38和环形端盖132的内部的衬里。环形分隔器密封端盖132因此可用作引导件，以当第一级过滤器元件34可被以可滑动的方式放置在第一环形引导部分140上时容纳、支撑并且相对于环形分隔器密封端盖132和第二级过滤器元件40定位第一级过滤器元件34的第二端38。第一级过滤器元件34可被容易地以可滑动的方式从第一环形引导部分140移除以便利用另一第一级过滤器元件34替换，所述另一第一级过滤器元件34可随后被容易地以可滑动的方式放置在第一环形引导部分140上。
第二环形引导部分142从环形分隔器密封端盖132向上游延伸到第二级过滤器元件40的内部中。第二环形引导部分142用作第二级过滤器元件40的第二端44的内部的一部分的衬里，围绕纵向轴线96支撑第二级过滤器元件40，并使第二级过滤器元件40的内部与第一级过滤器元件34的内部保持流体连通。
在示出的实施例中，环形分隔器密封端盖132是这样的环形端盖：在第二级过滤器元件40的第二端44上产生不漏流体的密封，同时允许流体从第一级过滤器元件34的内部流动到第二级过滤器元件40的内部。环形分隔器密封端盖132可由塑料、弹性体或任何其它合适材料形成。环形密封件138可由弹性体或能够使环形分隔器密封端盖132相对于管状过滤器引导件70保持在合适位置并且保持不漏流体的密封的任何其它合适材料形成。
进一步参照图9B，环形分隔器密封端盖132包括多个沿径向向内延伸的轮辐144，所述多个轮辐144向内延伸并在环形轮毂135相遇。环形轮毂135在其内壁上限定螺纹，该螺纹被构造为以协作方式与连接杆130的螺纹相互作用。中心螺纹部分146被构造为可松开地以协作方式与连接杆130咬合，以固定连接杆130。连接杆130可例如包括螺纹，该螺纹被构造为以协作方式与环形分隔器密封端盖132咬合。连接杆130可根据操作结构按照螺纹方式与环形分隔器密封端盖132相互作用，以朝着环形分隔器密封端盖132推动第一级过滤器元件34并且利用环形分隔器密封端盖132使第一级过滤器元件34保持在操作结构。另外，环形分隔器密封端盖132可按照任何其它合适方式与连接杆130连接。
替代的端盖结构被示出在图10和11中。在替代实施例中，替代的第一端盖148具有比第一级过滤器元件34大的直径并且包括围绕其周界的外环形轴向突出部分150。端盖148通过其中心容纳连接杆130并且包括突出到第一级过滤器元件34的中空核心中的轴向突出中心部分152。轴向突出中心部分152在一个实施例中可沿轴向在端盖148附近具有不大于第一级过滤器元件34的内径的直径D，可为第一级过滤器元件34提供径向支撑，并且可用作第一级过滤器元件34的中心。端盖148还限定环形轴向突出部分154，环形轴向突出部分154相对于突出中心部分152沿径向位于外侧，但相对于外环形轴向突出部分150沿径向位于内侧。外环形轴向突出部分150和环形轴向突出部分154可被压缩到第一级过滤器元件34中以防止流体从第一级过滤器元件34内漏出并且确保流体全部穿过第一级过滤器元件34。
通过围绕纵向轴线96旋转端盖148，可从连接杆130移除端盖148。第一级过滤器元件34可随后被以可滑动的方式放置在连接杆130上。端盖148可随后以螺纹方式围绕纵向轴线96旋转到连接杆130上，直至环形中心部分152位于第一级过滤器元件34的中空核心内并且第一级过滤器元件34被外环形轴向突出部分150和环形轴向突出部分150压缩。
还可想到各种其它合适的端盖结构。
参照图12和12A，示出多级过滤器元件组件10的第五实施例。在这个实施例中，预过滤器被布置在第一级，在上游侧设置两级的过滤，由此总体上提供三级的过滤(例如，三级表示至少三级，因为能够提供用于另外的容量的另外的预过滤器或级)。在这个实施例中，内过滤器元件156(内过滤器元件156可以是提供两级的单个长过滤器元件)从第一端盖80延伸穿过第一级26，延伸穿过管状过滤器引导件70，延伸到撞击挡板74中，延伸穿过第二级30，并延伸到第二端盖82。支撑V型或其它合适类型的环形密封件100的环形密封件支架98围绕内过滤器元件156，并位于管状过滤器引导件70和内过滤器元件156之间，在它们之间产生不漏流体的密封。
还提供外预过滤器套筒元件158。外过滤器元件158在第一级26中围绕内过滤器元件156，并与内过滤器元件156同轴地从第一端盖80延伸到环形密封件支架98。通常，与内过滤器元件156的过滤介质相比，预过滤器套筒元件158将会是更开放、较少限制并且效率较低的过滤介质。因此，在预过滤器元件上预期很小的压降，通常仅为大约0.1到0.2PSI，同时被构造为具有用于捕捉尺寸在一微米和50微米之间的较大颗粒的效率。
因此，在这个实施例中，穿过第一级26的流体将会穿过外预过滤器套筒元件158，然后穿过内过滤器元件156而进入到内元件156的内部中。如因此已在第一级26中经历两个步骤的过滤的流体将会在内元件156的内部中穿过第一级26，穿过管状过滤器引导件70，并且在第三过滤步骤中向外穿过内元件156而进入到第二级30中。因此，流体将会经历三步骤过滤过程。第一级可以是仅用于较大颗粒的预过滤器，而其余两级能够针对较小颗粒提供深度过滤。第二级和第三级可具有相同的过滤参数，这是如图中所示的单个连续内元件的情况。有益地，预过滤器仅需要延伸内过滤器元件的长度的一部分，并且能够由于较低效率和更开放的介质而通过捕捉较大颗粒并且没有过早堵塞或引起限制来增加内过滤器元件的寿命。在一个实施例中，增加外预过滤器套筒元件158将会为系统增加第三水平的聚结以增加液体去除能力。
此外，与内过滤器元件156相比，外预过滤器套筒元件158可具有不同的孔隙度和密度，并且可具有各种其它不同的特性。在一个实施例中，外预过滤器套筒158可具有与内过滤器元件156相比显著更大的孔隙度并且可被构造为从流体去除大的污染物。
外预过滤器套筒元件158也可结合以上公开的任何其它实施例使用，因此提供三级或更多不同级的过滤。在这种例子中，优选地，最后一级将会是最高效的并且在介质中具有最密的孔隙尺寸。在其它实施例中，可提供围绕第一级过滤器元件34的外过滤器套筒元件158以再次提供三步骤过滤设备。如图12中示出的实施例中一样，预过滤器套筒元件158可在第一级过滤器元件上延伸第一级26的至少一部分。另外，第一级过滤器元件34、第二级过滤器元件40和过滤器套筒元件158中的每一个可具有由相似或不同的材料形成的相似或不同的类型的过滤器元件并且具有不同的孔隙度、密度等。这可在从各种流体过滤各种不同杂质时提供灵活性。
另外，在另一实施例中，可按照围绕第二级过滤器元件40的关系提供另外的外过滤器套筒元件158。类似地，在具有单个内过滤器元件156或第一级过滤器元件34和第二级过滤器元件40的实施例中，所述另外的外过滤器套筒元件158可被用在第二级30中。还可想到，第一外过滤器套筒元件158能够被布置为围绕布置在第一级中的过滤器元件，并且第二外过滤器套筒元件158能够被布置为围绕布置在第二级中的过滤器元件。此外，可想到，单个外过滤器套筒可延伸穿过第一级和第二级，围绕布置在其里面的一个过滤器元件或多个过滤器元件。所述另外的外过滤器套筒元件可具有任何合适的类型，诸如例如褶状的或屏障。
参照图13-13B，示出包括替代的环形分隔器密封端盖132a的实施例。环形分隔器密封端盖132a包括分别从其向上游和向下游横向延伸的一对环形引导部分140a、142a(环形引导部分140a、142a可以是圆柱形或稍微圆锥形以提供逐渐变细的引导表面)。
环形分隔器密封端盖132a被布置在管状过滤器引导件70内，并包括包含环形密封件138a的环形密封件容纳通道136a，环形密封件138a可以是V型密封件或任何其它合适类型的密封件。环形密封件138a可沿径向弯曲和/或被压缩，并形成管状过滤器引导件70和环形分隔器密封端盖132a之间的不漏流体的径向密封。环形分隔器密封端盖132a可因此在管状过滤器引导件70内以可移除的方式保持在操作结构。
在这个实施例中，环形分隔器密封端盖132a包括安装在环形容纳凹槽170中的环形轴向垫圈174。沿径向向外突出的阶梯状部分172形成凹槽的上游壁172。轴向垫圈174被布置在凹槽170中并被保留在凹槽170内，紧靠向外突出的阶梯状部分172。在组装结构中，轴向垫圈174紧靠管状过滤器引导件70的上游结束边缘，并且利用阶梯状部分172与管状过滤器引导件70形成不漏流体的轴向密封，防止流体在环形分隔器密封端盖132a附近流动并流入到管状过滤器引导件70中。
在多级过滤器元件组件的一个实施例中，管状过滤器引导件可在其上游端向外张开。因此，垫圈170和向外突出的阶梯状部分172结构将会与这种张开的管状过滤器引导件提供不漏流体的密封。
与如图9中示出的前一实施例中一样，第一环形引导部分140a从环形分隔器密封端盖132a向上游延伸，用作第一级过滤器元件34的第二端38和环形端盖132的内部的衬里。环形分隔器密封端盖132a因此可用作当第一级过滤器元件34可被以可滑动的方式放置在第一环形引导部分140a上时容纳、支撑并且相对于环形分隔器密封端盖132a和第二级过滤器元件40定位第一级过滤器元件34的第二端38的引导件。第一级过滤器元件34可被容易地以可滑动的方式从第一环形引导部分140a移除以便利用另一第一级过滤器元件34替换，所述另一第一级过滤器元件34可随后被容易地以可滑动的方式放置在第一环形引导部分140a上。第二环形引导部分142a从环形分隔器密封端盖132a向上游延伸到第二级过滤器元件40的内部中。第二环形引导部分142a用作第二级过滤器元件40的第二端44的内部的一部分的衬里，围绕纵向轴线96支撑第二级过滤器元件40并使第二级过滤器元件40的内部与第一级过滤器元件34的内部保持流体连通。
如前一实施例中一样，环形分隔器密封端盖132a是这样的环形端盖：在第二级过滤器元件40的第二端44上产生不漏流体的密封，同时允许流体从第一级过滤器元件34的内部流动到第二级过滤器元件40的内部。环形分隔器密封端盖132a可由塑料、弹性体或任何其它合适材料形成。环形密封件138a可由弹性体或能够使环形分隔器密封端盖132a相对于管状过滤器引导件70保持在合适位置并且保持不漏流体的密封的任何其它合适材料形成。
参照图13B，如前一实施例中一样，环形分隔器密封端盖132a包括多个沿径向向内延伸的轮辐144a，所述多个轮辐144a向内延伸并在环形轮毂135a相遇。环形轮毂135a在其内壁上限定螺纹，该螺纹被构造为以协作方式与连接杆130的螺纹相互作用。中心螺纹部分146a被构造为以可松开的方式以协作方式与连接杆130咬合以固定连接杆130。连接杆130可例如包括螺纹，该螺纹被构造为以协作方式与环形分隔器密封端盖132a咬合。连接杆130可根据操作结构按照螺纹方式与环形分隔器密封端盖132a相互作用，以朝着环形分隔器密封端盖132a推动第一级过滤器元件34并且利用环形分隔器密封端盖132a使第一级过滤器元件34保持在操作结构。另外，环形分隔器密封端盖132a可按照任何其它合适方式与连接杆130连接。
参照图14和14A，示出多级过滤器元件组件的第七实施例。在这个实施例中，第一级过滤器元件34的第二端38由第一环形分隔器环形密封件190沿轴向密封。第一级过滤器元件34的第二端38通过灌封或通过任何其它合适方法结合到第一环形分隔器环形密封件190，第一环形分隔器环形密封件190在第一级过滤器元件34的第二端38上产生不漏流体的轴向密封，同时允许流体经第一级过滤器元件34的内部前进至第二级过滤器元件40的内部。第一环形分隔器环形密封件190包括：沿径向延伸的部分192，沿轴向密封第一级过滤器元件34并且从第一级过滤器元件34沿径向向外突出；和沿轴向延伸的凸缘部分194，在第一级过滤器元件34的径向外侧从沿径向延伸的部分192沿轴向向上游延伸。第一环形分隔器环形密封件190还在第一级过滤器元件34的径向外侧并且在第二级过滤器元件40附近限定阶梯状部分196。
第二级过滤器元件40的第二端44由第二环形分隔器环形密封件198沿轴向密封。第二级过滤器元件40的第二端44通过灌封或通过任何其它合适方法结合到第二环形分隔器环形密封件198，第二环形分隔器环形密封件198在第二级过滤器元件40的第二端44上产生不漏流体的轴向密封，同时允许流体经第一级过滤器元件40的内部前进至第二级过滤器元件40的内部。第二环形分隔器环形密封件198包括：沿径向延伸的部分200，沿轴向密封第二级过滤器元件40并且从第二级过滤器元件40沿径向向外突出；和沿轴向延伸的凸缘部分202，在第二级过滤器元件40的径向外侧从沿径向延伸的部分200沿轴向向下游延伸。第二环形分隔器环形密封件198还在第二级过滤器元件40的径向外侧并且在第一级过滤器元件34附近限定阶梯状部分204。
因此，第一环形分隔器环形密封件190和第二环形分隔器环形密封件198中的每一个提供第一级过滤器元件34和第二级过滤器元件40的轴向密封。在一个实施例中，第一环形分隔器环形密封件190和第二环形分隔器环形密封件198由塑料形成。在其它实施例中，第一环形分隔器环形密封件和第二环形分隔器环形密封件可由现有技术中已知的任何其它合适材料形成。
第一环形分隔器环形密封件190和第二环形分隔器环形密封件198的沿径向延伸的部分192、200使用粘合剂、热粘合、旋转焊接或通过任何其它合适方法结合在一起以用于永久或半永久连接，因此将第一过滤器元件和第二过滤器元件连接为单个长度过滤器元件。因此，结合的过滤器元件34、40可作为单个零件被插入或移除。
第一环形分隔器环形密封件190和第二环形分隔器环形密封件198的阶梯状部分196、204彼此相对并且面对，从而当第一环形分隔器环形密封件190和第二环形分隔器环形密封件198被连接时，阶梯状部分196、204形成在它们之间，并且每一个限定环形密封件容纳凹口206的一半，环形V型密封件208被布置在环形密封件容纳凹口206中。环形V型密封件208沿径向弯曲或压缩，以形成第一环形分隔器环形密封件190和第二环形分隔器环形密封件198以及管状过滤器引导件70之间的不漏流体的径向密封。环形V型密封件208可由弹性体或任何其它合适材料形成。
这里描述的多级器皿仅是示例性的。描述的多级过滤器元件组件实施例可被用在各种不同的合适的应用中。另外，虽然以大体上水平的结构示出多级器皿，但应该清楚的是，可在大体上垂直的实施例中构造多级器皿，入口部分位于下端并且出口位于上端。
例如，根据本发明的多级过滤器元件组件的实施例可被用于例如聚结器，诸如由Perry Equipment Corporation of Mineral Wells,Tx以商标GeminiPurasep销售的聚结器。另外，可想到，可在各种过滤、分离、聚结和其它合适应用中结合各种其它应用使用根据本发明的多级过滤器元件组件的实施例。
以上描述了用于形成各种多级过滤器元件组件实施例的各种合适材料。在一个实施例中，可在不使用任何金属零件的情况下形成多级过滤器元件组件。
这里引用的所有参考文献(包括出版物、专利申请和专利)通过引用包含于此，就好像每个参考文献被单独地并且具体地指出通过引用包含于此并且在这里阐述其全部内容。
在描述本发明的上下文中(尤其是在下面的权利要求的上下文中)的术语“a”和“an”和“the”以及类似所指对象的使用应该解释为既包括单数形式又包括复数形式，除非这里另外指出或者被上下文清楚地否认。术语“包括”、“具有”和“包含”应该解释为开放式术语(即，表示“包括但不限于”)，除非另外说明。这里的值的范围的列举仅意图用作分别提及落在该范围内的每个分立值的简略表达方法，除非这里另外指出，并且每个分立值被包括在说明书中就好像它在这里中被单独引用。这里描述的所有方法能够按照任何合适的次序执行，除非这里另外指出或者另外被上下文清楚地否认。这里提供的任何和所有例子或示例性语言(例如，“诸如”)的使用仅意图更好地说明本发明并且不对本发明的范围施加限制，除非另外申明。说明书中的语言不应解释为将任何未要求保护的元件指示为对于本发明的实施而言是必不可少的。
这里描述了本发明的优选实施例，包括发明人已知的用于执行本发明的最佳实施方式。在阅读前面的描述时，这些优选实施例的变型可对于本领域普通技术人员而言变得清楚。发明人期望技术人员合适地应用这种变型，并且发明人希望以除这里具体描述的方式之外的方式实施本发明。因此，本发明包括由适用法律允许的这里所附的权利要求中引用的主题的所有变型和等同物。此外，由本发明包括其所有可能的变型中的上述元件的任何组合，除非这里另外指出或者另外被上下文清楚地否认。

Claims (15)

1.一种用于压力器皿的具有至少三级的过滤器元件组件，压力器皿具有有着多个开口的管板，该过滤器元件组件包括：
至少一个内过滤器元件，适于经开口之一被安装，所述至少一个内过滤器元件具有密封构件，密封构件被布置在过滤器元件组件的末端之间并被布置用于密封管板，所述至少一个内过滤器元件利用在密封构件的上游沿径向穿过过滤介质而进入中心通路并随后在密封件的下游在另一级沿径向向外穿过介质的流动通路提供两级的过滤；
预过滤器元件，在密封件的上游围绕所述至少一个内过滤器元件以在所述至少一个内过滤器元件的上游提供预过滤器级。
2.如权利要求1所述的过滤器元件组件，其特征在于，所述至少一个内过滤器元件包括在密封构件的两侧沿纵向延伸的过滤介质的全长连续管，预过滤器元件仅延伸全长连续管的部分纵向长度。
3.如权利要求2所述的过滤器元件组件，其特征在于，所述至少一个内过滤器元件包括在密封构件附近处于紧靠关系的至少两个过滤器元件，包括大体上位于密封构件的上游侧的上游元件和大体上位于密封构件的下游侧的下游元件，其中，预过滤器元件围绕上游元件，下游元件大体上未被预过滤器元件围绕。
4.如权利要求1所述的过滤器元件组件，其特征在于，所述密封构件是适于沿径向密封管板的径向密封件。
5.如权利要求4所述的过滤器元件组件，其特征在于，所述径向密封件是压力驱动的密封件，并且包括适于在使用时由较高的上游压力压入至更紧密的径向密封关系的压力驱动的凸缘。
6.如权利要求1所述的过滤器元件组件，其特征在于，所述预过滤器元件具有与所述至少一个内过滤器元件不同的孔隙度和密度。
7.如权利要求1所述的过滤器元件组件，其特征在于，与所述至少一个内过滤器元件相比，预过滤器元件更开放并且较少限制并且效率较低，在使用时，预过滤器元件上的压降在0.1和0.2PSI之间并且被构造为捕捉尺寸在1微米和50微米之间的颗粒。
8.如权利要求1所述的过滤器元件组件，其特征在于，所述预过滤器元件仅延伸所述至少一个内过滤器元件的长度的一部分，并且通过由于较低效率和更开放的介质而捕捉大颗粒并且没有过早堵塞或引起限制来增加所述至少一个内过滤器元件的寿命。
9.如权利要求1所述的过滤器元件组件，其特征在于，所述预过滤器元件被布置在第一级，在所述至少一个内过滤器元件的上游侧提供两级的过滤，由此总体上提供三级的过滤。
10.如权利要求1所述的过滤器元件组件，其特征在于，所述预过滤器元件在第一级中与所述至少一个内过滤器元件同轴地从第一端盖延伸到环形密封件支架98，环形密封件支架98支撑环形密封件并围绕所述至少一个内过滤器元件以在器皿中的分隔件的管状过滤器引导件和所述至少一个内过滤器元件之间进行密封。
11.一种包括如权利要求1所述的过滤器元件组件的多级过滤器皿，包括：
封闭器皿，具有沿纵向延伸的长度、在一个范围的入口和在其相反范围的出口，所述沿纵向延伸的长度具有最初开放的内部；
分隔件，位于器皿内部，分隔件将器皿内部划分成第一级和第二级；
大体上圆柱形的引导件，在分隔件中定义开口；
所述过滤器元件组件延伸穿过开口，过滤器元件组件具有中空核心，其中设置穿过多级过滤器皿的流动通路，由此，流体流经入口流入到第一级中，流入到过滤器元件组件的中空核心中并流经过滤器元件组件的中空核心，经过滤器元件组件流回到第二级中以流动到出口；过滤器元件组件包括：
在第一级的内过滤介质管和外过滤介质套筒，外过滤介质套筒围绕内过滤介质管，外过滤介质套筒比内过滤介质管更加开放并且多孔；其中外过滤介质套筒是预过滤器元件并且内过滤介质管提供所述至少一个内过滤器元件。
12.如权利要求11所述的多级过滤器皿，其特征在于，所述外过滤介质套筒和内过滤介质管中的至少一个是褶状过滤构件。
13.如权利要求11所述的多级过滤器皿，其特征在于，所述内过滤介质管和外过滤介质套筒中的每一个包括具有至少0.20英寸的径向厚度的非褶状深度过滤介质。
14.如权利要求11所述的多级过滤器皿，其特征在于，所述内过滤介质管延伸所述范围之间的开放内部的过滤室的全长，其中，外过滤介质套筒仅延伸部分长度至分隔件，并且其中，多级过滤器皿还包括将过滤器元件组件密封到所述大体上圆柱形的引导件的密封件。
15.如权利要求11所述的多级过滤器皿，其特征在于，所述过滤器元件组件包括第二过滤介质管，当与内过滤介质管组装时，第二过滤介质管适于沿轴向紧靠内过滤介质管，内部流动通路位于它们之间。
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