CN104994926B - 反冲洗流体过滤系统 - Google Patents

Abstract

本发明的系统使得具有一组过滤介质管的滤筒能够在工作过程中通过利用旋转阀元件连续冲洗所述管而被遥控选择性地反冲洗，从而允许去除工作中截留的过滤物而不中断其余过滤器组中的过滤流。

Description

反冲洗流体过滤系统

背景技术

本发明涉及串联连接类型的流体过滤系统，该系统用于过滤在处理系统中流动的加压流体。通常，用于串联过滤流体的过滤器采用具有可拆卸的盖子的压力容器，该压力容器具有适于连接至加压流体源的入口和适于连接至流体排放管道的出口，用于流体在流体处理系统中的持续流动。这种类型的过滤系统还已知采用过滤器介质元件的可拆卸组件，在盖子打开时可以容易地将其从压力容器拆下。然而，工作中期望使流体流动系统停机并降压以便打开压力容器的盖子和替换流体滤筒的需要最小化。

滤筒可以采用一组管状过滤构件，该管状过滤构件设置在端盖或管板之间以用于在压力容器中定位，使得入口与过滤管的内部连通，出口与入口隔开并与在管外流动的流体连通。工作中，已有经验是，过滤的异物、特别是颗粒物迅速积聚在过滤介质管的内表面上并导致堵塞部分过滤器，因此降低了通过过滤器的流速，而该流速影响流体系统运行。因此，需要找到在工作中从过滤介质表面去除截留的过滤物而不需要系统停机并替换滤筒的方法或装置。还需要具有以能维持通过过滤系统所需的流速的方式自动去除这些过滤物的能力。

发明内容

本发明描述了一种具有此类型的压力容器的流体过滤系统，该压力容器具有可拆卸的盖子并且其中设置有包括多个管状过滤元件的滤筒或过滤介质元件，其中管状过滤元件排列布置在管板之间，限定了压力容器中的入口和出口室。入口室连通来自压力容器入口的液流，使其只流过所述管的内部，从过滤介质管排放的流体流入与压力容器的出口连通的出口室。过滤介质元件具有与出口室隔开的中央定位的芯管，该芯管包围一个延伸穿过其中并且枢轴连接以在管板中旋转的轴，该轴具有连接其上的闸板阀构件，闸板阀紧邻管状过滤元件的入口端，出口盘阀构件设置成紧邻过滤介质管出口端，用于与所述轴共同旋转。过滤介质管的出口端与泄流室连通，泄流室借助滤筒的管板之一形成于压力容器内部，其中泄流室与出口室隔开并连接至设置在压力容器中的大气泄流部。

在一个实施方式中，具有排放盘的轴端部向外延伸，穿过压力容器泄流室，穿过可旋转的密封件，连接至用于在激励马达时产生选择性的旋转的电动旋转驱动机构或减速器。在另一实施方式中，马达和减速器安装在盖子上。与所述轴共同旋转的闸板阀可操作以逐步阻断通向单个管状过滤元件的入口流，而排放盘阀构件允许泄流部开放到泄流回路，该泄流回路可以是大气压力。这导致特定管的内部压力下降到低于出口室压力的水平，从而引起通过所选择的过滤管发生回流，从过滤介质管的内部去除截留的颗粒物并将颗粒物冲到泄流部。轴的连续旋转导致过滤介质管组中的其余过滤介质管逐步发生同样的阻断和泄流。本发明的过滤系统因此允许选择性地远程控制从过滤筒中的过滤介质管去除截留的过滤物，而不必使系统降压和拆卸滤筒。本发明的系统的反冲洗可以在足够的时间间隔下进行，从而维持过滤系统中的流速。

附图说明

图1是本发明的过滤系统的侧视图，压力容器壁的一部分被剖开以露出所述系统的一个实施方式的内部部件；

图2是类似于图1的视图，示出了本发明的过滤系统的另一实施方式；

图3A 是闸板阀和排放盘阀相对于其中一个过滤管元件所在位置的视图，该位置允许正常液流穿过该过滤元件；

图3B 是类似于图3A 的视图，闸板阀旋转以阻断过滤介质管的入口；

图3C 是类似于图3A 的视图，示出了闸板阀保持管状过滤介质的入口被阻断，同时盘阀打开通向泄流室的排放端；

图3D 是类似于图3A 的视图，示出了闸板阀允许入口压力传入过滤介质管，同时排放端由盘阀开通至泄流室；

图4是本发明的过滤系统的一个实施方式中采用的闸板阀的俯视图；以及，

图5是与图4的闸板阀一起采用的排放盘阀的俯视图。

具体实施方式

参照图1，本发明的过滤系统的一个实施方式一般用10表示，并且包括具有壁12的压力容器，其具有通过适当方法紧固在其上的可拆卸的盖子 14，所述适当方法例如为围绕盖子上的环形法兰16和压力容器上的环形法兰18周向布置的夹子或螺栓(未示出)。压力容器在邻近法兰18处具有入口接头20，该入口接头20具有与压力容器内部连通的入口通道22，并且该入口接头20上设置有环形法兰24，其适配成连接至供给已被加压到入口压力Pi的流体流的管路(未示出)。压力容器具有设置其上的出口接头26，该出口接头26定位于邻近容器的端部，远离入口20，接头26中形成有与容器壁的内部连通的出口通道28并且其上设置有环形法兰30，该环形法兰30适配成连接至排放管路(未示出)。压力容器壁的下端或底部上设置有泄流接头32，泄流通路34与压力容器的内部连通；以及，泄流通路34被设置成在致动远程设置的泄流阀(未示出)时选择性地打开，以通向以Patm表示的大气压力。

总体上用36表示的滤筒组件通过拆卸盖子而设置于压力容器内，并且具有一对被环形空间分隔开的端盖，端盖包括上管板38和下管板40，管板中分别设置有多个中空且可渗透的管状过滤介质元件42的对向端部，所述管状过滤介质元件布置成周向及径向隔开的阵列或排列。管状过滤元件 42围绕管状芯44设置，管状芯的一端连接至上管板38并且对向端连接至下管板40，该方式封闭了管板之间的围绕所述管的环形空间。

上管板38的外周边与压力容器的壁12的内周边之间密封，从而限定了与入口通道22以及各个管状过滤元件42的内部连通的入口室46，其中每一个管的一端通过管板38通向入口室46。下管板40的外周边接触容器壁12的内周边，从而在管板38、40之间形成一个封闭的出口室48；并且，出口室48使过滤管42的外部与入口室46隔开。管板40还限定了泄流室50，该泄流室50与出口室48隔开但与泄流通路34连通。出口通路48使过滤介质管42的外部与出口通路28连通。在正常工作运行中，处于压力 Pi的流体进入入口室46并流入过滤介质管42的内部且进一步流至泄流室 50，其中应理解的是，在正常工作中泄流室50由未示出的远程泄流阀关闭。入口压力Pi导致流体透过过滤介质管42，流过其中并进入排放室48且从该处向外以排放压力Po通过出口通路28。在正常工作情况下，入口流的 100％将流动穿过介质出口通路28。

轴52穿过芯管44被接纳并且其上端被枢轴连接以用于在设置于芯管 44上端的衬套或轴承54中旋转；以及，轴的对向的下端被枢轴连接至设置于管板40中的类似的衬套56中。轴52向压力容器的外部延伸，穿过排放室50且穿过形成于压力容器下端的端口套环58。延伸穿过端口58的轴端部被合适的密封件60密封以在其中转动，并且通过可转动的联轴器62 连接至由马达66驱动的减速器64，该马达由合适的控制部(未示出)选择性地远程激励。

闸板阀构件68 设置成紧邻管42的上端并且被连接以与延伸穿过管板 38的轴52的上端一起旋转。闸板阀构件68通过轮毂69连接至轴52的上端。其中形成有多个弧形槽72的盘阀构件70设置成紧邻管板40和管42 的下端，且可操作以通过连接至轴52的轮毂74与轴52一起旋转。

参照图2，本发明的过滤系统的另一实施方式总体上用100表示，该过滤系统包括具有可拆卸的盖子104的压力容器102，盖子104紧固至设置于压力容器上的法兰106。压力容器具有接纳处于入口压力Pi的加压流体的入口接头108和排放处于压力Po的高压流体的出口接头110，以及用于以类似于图1实施例的方式将过滤的污染流排放到大气压的泄流接头。

系统100具有滤筒组件114，类似图1实施方式的滤筒36，设置于压力容器102中。滤筒具有上管板116和下管板118，以类似图1实施例的方式分别形成入口室120、出口室121。入口室120使来自接头108的流体压力Pi连通至在管板116、118之间布置的多个过滤管122内部，其中滤筒114包括芯管124，其形成出口室121的内壁。

滤筒114的下管板118在压力容器的下端形成泄流室126，其中泄流室与出口室隔开，并且当被远程控制装置(未示出)选择性地打开时使过滤管的内部与泄流部112连通以使泄流室126排至大气。在泄流部112关闭的正常工作中，泄流室126通向过滤管122的内部，并因此在工作中维持在入口压力Pi。

轴128穿过芯管124被接纳并通过设置有旋转密封件132的合适的轴承130枢轴连接在管板116中。延伸穿过衬套130的轴的端部具有连接其上的闸板阀134，该闸板阀134紧邻管板116和管122的上端。所述轴的上端以可转动地密封的方式延伸穿过盖子104并且可操作地连接至驱动单元136，该驱动单元136可包括马达和减速器。驱动单元136可拆卸地连接至轴128以允许方便地移除盖子104。

轴128的下端被枢轴连接，以在设置于压力容器壁的内表面上的合适的衬套或轴承138中转动，该压力容器壁形成泄流室126。

旋转排放盘阀构件140设置成紧邻过滤管122的下端以及泄流室126 中的管板118，并且具有使盘阀140连接至轴128以随其旋转的轮毂141。

参照图3A ，其示出了闸板阀134，为清楚起见而省略管板116、118；该闸板阀相对于过滤管122的其中之一来定位，以便允许入口压力Pi下的流体通过管122的上端进入该管122；并且，盘阀140定位成阻断从管的内部向泄流室126排放。在本实践中，闸板阀134和盘阀140被紧固到轴 152。进入管122的液流可以自由穿透介质并进入出口室121。截留的固体物质会积聚在管122的内表面上。在此位置，元件管被隔开并且没有通过管或通过介质的流动。

参照图3B ，闸板阀134已经被逆时针旋转一定角度，导致闸板阀134 阻断管122的入口；而盘阀构件140保持就位以继续阻断从过滤管122的内部向外的流动。

参照图3C ，轴15从图3B 的位置进一步逆时针旋转到新位置，闸板阀件134维持阻断过滤管122的入口，而盘阀构件140被移动到一个位置，其中扇区槽142(形成于盘阀构件140中)使过滤管122的内部在其下端通向泄流室126且通过接头112通向大气压力；应理解的是，未示出的泄流阀现在是打开的。过滤管122内部降低的压力因此借助于管122的内部压力处于远低于围绕过滤管122的出口室114中的压力Po的低压而导致跨越过滤管122的负压差。这导致管122内部上的颗粒物在管122中被向下反冲洗到泄流室126中并且通过泄流接头112被向外冲洗。

参照图3D ，轴152已从图3C 的位置进一步逆时针方向旋转到一个位置，在该位置中，闸板阀134使过滤管122的上端或入口端通向入口压力，同时盘阀140中的槽142维持过滤管122的下端通向泄流室126，使得管 122的内部由入口压力Pi向下冲洗到泄流室126。轴152的进一步旋转使盘阀构件140返回到图3A 所示的位置，为周向邻近的另一组管而重复该动作顺序。

参照表1，闸板阀134和盘阀140的阀可相对于彼此旋转定位以实现本文描述的各种反冲洗组合或模式。

参照图4和5，可以用于闸板阀68或闸板阀134中任一个的替代形式闸板阀示出于图4并且用参考标号150表示。盘阀70、140的替代形式被示出于图5并且用参考标号152表示，其中形成有径向隔开的多个细长弧形槽并用参考标号154表示。在图1的实施方式中提供了对应的槽72。

在本实践中，已发现使用约150至约600个的管42、122是令人满意的；并且，在一个实施方式中采用了290个管。

本发明因此提供了流体压力过滤系统，其中滤筒设置在压力容器中，压力容器具有设置在隔开的端盖之间的过滤材料的多个管，将压力容器分成入口室、出口室和与入口及出口室隔开的排放室。邻近入口端盖和泄流室端盖设置的旋转阀由穿过滤筒中的芯管的中心轴操作，其中轴在马达激励时连接至电动减速器。入口室中的旋转阀选择性地逐步关闭过滤器管的入口端，而泄流室中的旋转阀使管的内部打开以便在大气压力下泄流。泄流室中流体压力的下降导致在过滤管的排放压力出口侧产生跨越过滤管的负压差，产生通过过滤器的反流，这使被截留的过滤物通过管的端部排放到泄流室。入口侧的旋转阀可以接着使管的入口通向入口压力，将松动的截留过滤物通过管冲到泄流室。

本发明的系统因此使具有一组过滤介质管的滤筒能够在工作过程中借助旋转阀元件顺序冲洗管子以允许在工作中去除截留的过滤物而被远程选择性地反冲洗，而不中断过滤组中其余的过滤流。

已经参照优选实施例描述了示例性实施方案。显然，通过阅读和理解前面的详细描述，人们将会想到修改和变型方案。应该理解，所描述的示例性实施方式应被认为包含所有这些修改和变型方案，只要它们落入随附权利要求或其等同方案的范围内。

Claims (9)

1.一种用于流体过滤器的反冲洗系统，包括：

(a)流体压力容器，其具有内壁表面以及与壁表面连通的适于分别连接至流体源和排放管道的入口和出口；

(b)具有多个管状过滤元件的可拆卸的滤筒，所述管状过滤元件具有对向设置的开放端并且以阵列形式设置在间隔开的一对管板之间，每个所述管板都设置于管状过滤元件的对向端中的一个上，其中管板具有在其之间延伸的居中设置的管，其中所述滤筒可以插入所述压力容器；

(c)轴，所述轴穿过居中设置的管而被接纳，并且该轴被枢轴连接以相对于所述管旋转；

(d)出口室，该出口室在滤筒插入所述压力容器时通过所述一对管板与压力容器的壁表面密封接触而形成，其中所述出口只与所述出口室连通，并且各个管状过滤元件的对向的开放端与所述出口室隔开，并且处于管板中间的各个管状过滤元件的外周表面设置在所述出口室中；

(e)入口室，该入口室由一对管板之一和所述压力容器的壁表面的一部分限定并与所述出口室隔开，其中，各个管状过滤元件的一个共同入口端只与所述入口室连通；

(f)泄流室，该泄流室由所述一对管板中的另一个和压力容器内壁的其他部分限定并且与所述出口室隔开，该泄流室具有设于其中的泄流端口，其中各个管状过滤元件的对向的共同开放端只与该泄流室连通；

(g)盘状阀构件，该盘状阀构件具有至少一个开孔，其被定位成用于在轴旋转时周期性地分别阻断和开通与泄流室连通的各个过滤元件的共同开放端；

(h)闸板阀构件，该闸板阀构件被设置成与所述轴一起旋转，该闸板阀构件设置于入口室中并紧邻过滤元件的共同入口端，其中，闸板阀构件被构造和定向成使得在所述轴在一个方向上旋转时每个过滤元件的入口开放端依次被闸板阀构件阻断而泄流开放端保持阻断，然后过滤元件的泄流开放端在使过滤元件与泄流室连通的对向的共同开放端部由盘状阀构件中的开孔依次打开，然后闸板阀构件依次打开使过滤元件与入口室连通的共同入口端，入口流体压力引起流体流动通过相应的管状过滤元件并将被过滤物冲洗到泄流室；以及，

(i)马达装置，该马达装置在激励时可用于使所述轴旋转。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述盘状阀构件包括多个径向隔开的弧形槽。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述过滤元件的内径为9.1mm至25.4mm，并且直径为609mm至914mm。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述滤筒包括150至600个过滤元件。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述马达装置包括连接至所述轴的延伸到压力容器外部的端部的马达和减速器。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述压力容器包括可拆卸的盖子。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述马达装置被安装在可拆卸的盖子和穿过盖子延伸到外部的轴上。

8.一种用于流体过滤器的反冲洗系统，包括：

(a)具有内壁的流体压力容器，所述内壁具有入口、出口和可拆卸的盖子；

(b)具有多个管状过滤元件的滤筒，所述管状过滤元件具有对向设置的开放端并且以阵列形式设置在间隔开的一对管板之间，所述管板具有在其之间延伸的芯管；

(c)所述滤筒被容纳在所述压力容器中，所述一对管板中的一个与所述内壁表面协作以限定与所述入口和每个管状过滤元件的入口开放端连通的入口室，所述一对管板中的另一个与所述内壁表面协作以限定与每个管状过滤元件的泄流开放端连通的泄流室，所述泄流室具有泄流端口，其中，出口室限定在一对管板的中间，所述出口室与所述出口连通并与所述入口室和所述泄流室隔开；

(d)轴，所述轴延伸穿过所述滤筒的芯管并被枢轴连接以相对于所述芯管旋转；

(e)位于入口室中的第一旋转阀和位于泄流室中的第二旋转阀，所述第一旋转阀和第二旋转阀各自与所述轴可操作地连接以用于随所述轴旋转；

(f)其中当所述轴在一个方向上旋转时，所述第一旋转阀和第二旋转阀能在所述轴的一圈中关于每个管状过滤元件进行操作以依次阻断入口室中的管状过滤元件的入口开放端，同时第二旋转阀阻断相应的管状过滤元件的泄流开放端，在第一和第二旋转阀的运动的特定区间维持入口和泄流开放端两者都被阻断，然后第二旋转阀打开管状过滤元件的泄流开放端，允许管状过滤元件中截留的过滤物从其流出到泄流室和泄流端口，并且随着所述轴继续旋转，所述第一旋转阀打开管状过滤元件的入口开放端，所述第二旋转阀维持管状过滤元件的泄流开放端开放，以使入口压力冲洗管状过滤元件到泄流室。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，在所述第一旋转阀阻断管状过滤元件的入口开放端之前，所述第二旋转阀依次打开每个管状过滤元件的泄流开放端。