CN106163621B - 过滤器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种过滤器，该过滤器包括管道，该管道从第一端部延伸至第二端部且具有带有内部横截面面积的孔。该管道包括穿过管道的第一端部定位的具有入口横截面面积的入口。该管道还包括具有出口横截面面积的出口，其中，该入口横截面面积小于该出口横截面面积，且因此进入入口的足够小的碎片将倾向于不堵塞更大的出口。该过滤器还包括在管道中在管道的外部和孔之间的多个另外的入口，该另外的入口通常是槽。在优选的实施方案中，第一端部可以是锥形的且特别地是拱顶形的。这有助于引导碎片朝向管道的外部，在管道的外部碎片不太可能被吸入到过滤器中并潜在地堵塞过滤器或诸如喷嘴的下游部件。该过滤器可以被附接至管线和喷嘴。
Description
技术领域
本发明特别地但不排它地涉及过滤器，该过滤器作为连接至管线的喷嘴的一部分，或用于连接至管线的喷嘴。
背景技术
例如洒水系统的流体流动系统被广泛地应用于例如石油和天然气平台的陆上和海上设施中以遏制或抑制火灾。在洒水系统的操作过程中，很可能的是，水垢、碎片和其它的污染物将被积累并成为一个问题。水垢通常由来自水的无机化合物例如碳酸钙或硫酸钙由于管线中的压力和/或温度的变化沉淀形成。管线中的腐蚀可以沿管的内壁积累且还产生进入该系统的碎片。海洋生物还可以导致堵塞问题。盐还可以结晶并导致堵塞问题。
由于这种积累，洒水系统的喷嘴经常发生堵塞，且这可以导致整个系统变为多余的。如果这样的喷嘴变得堵塞，洒水系统遏制或抑制火灾的能力可能严重受阻。这可能阻碍平台人员的安全逃生。
例如燃烧头的其它流体流动系统还可以遭受阻碍流动的各种碎片。
如果碎片通过洒水系统分散出去，碎片可能带来一个问题。流体通常从出口位置以高的速度喷射且任何存在的碎片可以导致对人员的伤害。已经知道切割面部且具有导致严重的眼伤的可能性。
解决可能潜在堵塞喷嘴或导致伤害的水垢或其它碎片的存在的传统的装置包括阻挡较大的颗粒的上游筛子。然而，由于筛子自身变得堵塞并阻碍或阻止流体穿过例如洒水器的流体系统的出口位置，这仍然是部分不尽如人意的。
WO2014/009713描述具有入口分离器22的喷嘴设备，入口分离器22具有轴向通道12。入口分离器22中的槽25向本文描述的其它部件提供另外的过滤能力。
WO2014/009714描述包括与管线流体连通的喷嘴设备的喷嘴系统。该喷嘴设备包括第一和第二入口和出口。该喷嘴设备延伸至管线中，使得第一入口的一部分位于管线的中心中。这可以降低该喷嘴设备由于碎片在管线的内边缘上积累而变得堵塞的可能性。
发明内容
尽管通常令人满意，但是本发明的发明人已经研制出改进的过滤器。因此，本发明的目的是进一步减轻堵塞的问题。
根据本发明的第一方面，提供了一种过滤器，该过滤器包括：
管道(tube)，该管道从第一端部延伸至第二端部，该管道具有带有内部横截面面积的孔；
到达该管道的入口，该入口穿过管道的第一端部被定位且该入口具有入口横截面面积；
来自该管道的出口，该出口具有出口横截面面积；
多个另外的入口，该多个另外的入口在管道中在管道的外部和孔之间；
其中，该入口横截面面积小于该出口横截面面积。
第一端部可以是锥形的且特别地是拱顶形的。即，第一端部的中心(通常是端部入口的周界)可以比第一端部的外部部分纵向地延伸更远。以这种方式，碎片在使用中被引导朝向管道的外部，在管道的外部碎片不太可能被吸入到过滤器中并潜在地堵塞过滤器或诸如喷嘴的下游部件。
该另外的入口可以是槽。该另外的入口可以大体平行(+/-10度)于该(通常纵向的)方向从第一端部延伸至第二端部。
另外的入口的数量取决于过滤器的直径。通常存在至少8个另外的入口，且对于0.5”直径的过滤器，通常存在至多20个另外的入口。
对于特别是根据本发明的第一方面的实施方案，该另外的入口通常具有1mm-3mm或1.5mm-2.5mm的宽度。该另外的入口之间的间距通常在比该另外的入口的宽度大50％和150％之间。例如，该另外的入口可以为1mm宽，且间隔开2mm。
该另外的入口的长度可以变化，取决于过滤器的应用，例如，该另外的入口可以被附接至的管的尺寸，但是该另外的入口的长度通常为至少1.5cm，任选地，至少2cm，或通常对于更大的管，该另外的入口的长度大于3cm。尽管这主要取决于该另外的入口被附接至的管的尺寸，但是该另外的入口可以延伸至多10cm或至多8cm。
可选地，该另外的入口可以延伸超过4cm，且任选地至多6cm。
该另外的入口可以延伸管道的长度的至多75％或至多50％。该另外的入口可以在管道的第一端部和中部之间延伸管道的一部分。
该管道的横截面可以是圆形的。优选地，该管道纵向延伸。该出口可以在第二端部处。
管道的内部横截面面积通常在管道中的最窄的内部位置被截取。然而，优选地，管道的内部横截面如果不是沿着管道的长度的全部，则沿着管道的长度的大部分例如管道的长度的至少75％，或至少90％或95％是相同的。
管道的所述内部横截面面积通常具有至多2：1，通常为1.5：1、1.1：1或相等的，即，1：1的高宽比。所述内部横截面面积通常是圆形的。
入口横截面面积可以是内部横截面面积的至少75％，优选地至少90％且理想地100％。这有助于在使用中保持过滤器中的压力和流速。
该管道可以为2英寸-4英寸长。
该过滤器通常用于管线。该过滤器通常具有在使用中用于安装至管线的安装装置。该安装装置可以是夹子、螺纹主体(特别是外部主体)、卡扣配合连接部或其它合适的设备。螺纹的外部主体是优选的。这可以围绕管道被设置有相比于管道的更宽的外部直径。通常邻近端部设置。
管道，特别是在该出口端部处，通常包括通常在内部上的用于将喷嘴安装至管道上的第二安装装置。例如，螺纹孔。
根据另外的方面，提供了一种管线设备，其包括附接到管线的过滤器、用于将喷嘴连接至所述管线的缩口轴衬，所述过滤器包括：
管道，所述管道从第一端部延伸至第二端部，所述管道具有带有内部横截面面积的孔；
到达所述管道的第一入口，所述第一入口穿过所述管道的所述第一端部被定位且所述第一入口具有第一入口横截面面积；
来自所述管道的出口，所述出口具有出口横截面面积；
多个另外的入口，所述多个另外的入口在所述管道中在所述管道的外部和所述孔之间；
其中，所述第一入口横截面面积小于所述出口横截面面积；
其中，所述管道的长度延伸超过所述缩口轴衬。
所述第一入口横截面面积小于所述孔的所述内部横截面面积。
所述第一入口和所述多个另外的入口的组合提供等于或大于具有与所述过滤器的所述管道相同的尺寸的开放管道的K因子的K因子。
所述第一端部是锥形的，使得所述第一端部的中心比所述第一端部的外部部分纵向延伸更远。
所述过滤器经由所述缩口轴衬附接到所述管线。
所述缩口轴衬是螺纹轴衬，其提供外螺纹，以用于将所述过滤器旋拧到所述管线中。
所述第一端部是拱顶形的。
所述管线设备包括用于将所述管线设备安装至所述管线的管线安装装置，所述管线安装装置包括所述管道上的螺纹外部主体。
所述管线设备包括用于将喷嘴安装至其的喷嘴安装装置，所述喷嘴安装装置包括所述管道的螺纹内孔。
所述另外的入口包括槽。所述槽大致平行于纵向方向从所述第一端部延伸至所述第二端部。所述槽延伸所述管道的长度的至多75％或至多50％。
所述另外的入口在所述管道的所述第一端部和中部之间延伸所述管道的一部分。存在至少4个另外的入口，任选地，至多20个或至多24个。所述另外的入口具有至少1mm的宽度，或任选地，1mm-3mm的宽度或1.5mm-2.5mm的宽度。所述另外的入口之间的间距比所述另外的入口的宽度大50％-150％。
所述管道的邻近所述缩口轴衬的部分大体上是实心的，使得这个区域的至少75％或至少95％没有另外的入口，所述另外的入口在所述管道的在这个区域外的部分中延伸。
所述第一入口横截面面积具有至多2：1、任选地至多1.5：1或至多1.1：1的高宽比。
所述管道的所述内部横截面面积具有至多2：1、任选地至多1.5：1或至多1.1：1的高宽比。
所述管线设备包括具有喷嘴出口的喷嘴，所述喷嘴出口具有喷嘴出口横截面面积。所述第一入口横截面面积小于所述喷嘴出口横截面面积。所述另外的入口具有合适的长度，其中，组合中的两个等于或超过产生所述喷嘴的对应的K因子所需的流量。
所述过滤器被添加至所述管线的端部，并大体上平行于所述管线的主要的纵向轴线在所述管线中延伸。
所述过滤器被添加至所述管线，并大体上与所述管线的主要的纵向轴线成直角在所述管线中延伸。所述第一端部延伸至所述管线的中心的10％中。所述第一端部延伸至所述管线的中心的3％-4％中。
所述管线设备与用于灭火/遏制火灾的洒水系统一起使用。
所述管线设备与用于烃的燃烧头一起使用。
尽管本文描述的过滤器可以适用于需要畅通的流体流动的各种应用，但是该过滤器优选地用在管线中，特别是作为用于管线的喷嘴。例如，用于燃烧石油或天然气的燃烧头、供水线，特别是用于灭火或遏制火灾的洒水系统。
根据本发明的第二方面，提供包括管和本文描述的过滤器的管线。
因此，该过滤器延伸至管线中。在使用中，该过滤器能够过滤进入的碎片，这可以减轻堵塞或降低例如在喷嘴中的下游经历的堵塞的次数。
缩口轴衬可以被用于将过滤器依尺寸定位入管线中合适的插口中。较宽的直径联接部(相比于管)还可以被设置在管的端部和外部主体或缩口轴衬之间。
优选地，管道的长度更长，且该管道延伸超出任何缩口轴衬。
这对于安装在弯管和/或T形接头处的过滤器特别有用。
可选地，可以使用焊接管台配件(weld-o-let fitting)。
管道的邻近缩口轴衬或焊接管台的部分优选地是大体上实心的-槽在管道的在这个区域外的部分中延伸。这可以改善机械安装。例如，该区域的至少75％或至少95％可以不受槽的影响。
过滤器可以被添加至管线的端部，且大体上平行于(+/-10度)管线的主要的纵向轴线在管线中延伸。可选地，过滤器可以被设置为以一定的角度，例如，大体上以与管线的主要的纵向轴线成直角(+/-10度)。在后面的情况下，第一端部(包括当设置时的端部入口)延伸至管线的中心10％，即，围绕中心轴线的管线的内径的+/-10％。任选地，+/-5％。该端部可能不在正中心。已经发现偏离中心3％-4％或3％-5％特别有用，即，基于管线的内径，背离主要的纵向轴线被隔开这样的比例。对于弯管接头，优选地稍微在中心轴线上方，对于其它的接头，稍微在中心轴线下方。
本文描述的过滤器可以被设置为单件，且在使用中还充当适配器以将喷嘴附接至管线，或实际上用于其它的目的，例如，在两个管之间连接部处，例如，在更大的(例如，2”)管到更小的(例如，0.5”)管之间以保护该管孔。
本文描述的出口通常为在任何喷嘴部分或附接的喷嘴之前的管的出口。
然而，在喷嘴被包括或附接时，端部入口的横截面面积优选地为喷嘴的出口的总的横截面面积的+/-20％，通常为+/-10％或+/-5％。但是，该端部入口优选地不比该喷嘴出口大。以这种方式，足够小以前进穿过端部入口的任何碎片将不会足够大以堵塞该喷嘴出口。
因此，这样的实施方案的优点是它们可以与各种或新的或常规的喷嘴一起使用。可选地，可以与喷嘴设置在一起，形成为一个件或通过其它方式连接并作为单个物品出售给最终的使用者。
该管可以具有0.5”，任选地大于0.75”或大于1”的内径。某些实施方案可以是至多3.5”、至多3”或至多2”。
因此，根据本发明的第三方面，提供包括喷嘴和本文描述的过滤器的喷嘴设备。
优选地，喷嘴的孔，特别是喷嘴的出口不被过滤器和喷嘴的组合减小。因此，过滤器可以被按尺寸制造为使得当与过滤器组合时，喷嘴的孔，特别是喷嘴的出口的尺寸不被减小。
根据本发明的第四方面，提供一种喷嘴设备，包括：
过滤器，其包括管道，该管道从第一端部延伸至第二端部，该管道具有带有内部横截面面积的孔；
到达该管道的入口，该入口穿过管道的第一端部被定位且该入口具有第一入口横截面面积；
来自该管道的出口，该出口具有出口横截面面积；
多个另外的入口，该多个另外的入口在管道中在管道的外部和孔之间；
具有喷嘴出口的喷嘴，该喷嘴出口具有喷嘴出口横截面面积，
其中，过滤器的入口横截面面积小于该喷嘴的出口横截面面积。
根据本发明的第五方面，提供了一种过滤器，包括：
-管道，该管道从第一端部延伸至第二端部，该管道具有带有内部横截面面积的孔；
-到达管道的侧入口，该侧入口具有侧入口横截面面积；
-来自管道的出口；
-多个另外的入口，该多个另外的入口在管道中在管道的外部和孔之间；
其中，该侧入口横截面面积为内部横截面面积的至少75％；
且其中，该侧入口设置为在第一端部和第二端部之间穿过管道的侧部。
因此，尽管本发明的早先的方面不需要侧入口，但是根据本发明的第五方面的过滤器需要侧入口。因此，存在本发明的不同的实施方案-具有如本文描述的侧入口的那些，和不具有侧入口的那些。
本发明的第二方面的管线和根据本发明的第三和/或第四方面的喷嘴设备可以包括根据本发明的第五方面的过滤器，任选替代根据本发明的第一方面的过滤器。
因此，优点可以来源于根据本发明的第五方面的过滤器。首先，该入口横截面面积是该内部横截面面积的至少75％，优选地至少90％且理想地100％。这有助于在使用中保持过滤器中的压力和流速。
其次，假定该侧入口在管道的侧部上，在使用中，管线中的碎屑不太可能进入过滤器并堵塞过滤器。
该管道具有主要的纵向轴线(在使用中平行于流体流的主要方向)；且该侧入口设置在入口平面中；该入口平面通常以与管道的主要纵向轴线成-20度到+20度的角。优选地，该角度为-10度到+10度，或理想地实质上平行。
管道的出口可以具有出口平面，且入口平面可以相对于出口平面为70度-110度的角。任选地，相对于出口平面80度-100度的角，且理想地约90度的角。
当侧入口因此沿其圆外表面被设置时，入口平面是在至少一个入口的周界上延伸穿过三个位置的平面。如果需要，端部入口和出口可以以相同的方式被界定。
至少一个侧入口可以被设置为相比于第二(通常出口)端部更靠近第一端部。
侧入口的横截面面积通常具有至多2：1，通常为1.5：1、1.1：1或相等的，即，1：1的高宽比。该横截面面积通常是圆形的。
优选地，侧入口的直径是内部横截面的直径的至少75％，优选地至少90％且理想地100％。
至于本发明的第一方面，管道可以包括具有比侧入口小的横截面直径的第二入口，通常为端部入口。该端部入口可以穿过管道的第一端部(而不是穿过侧表面)。通常，该端部入口具有小于出口横截面面积的横截面面积。
管道的横截面面积通常具有与侧入口相同的形状。
特别对于根据本发明的第五方面的实施方案，通常存在至少8个另外的入口，任选地，至少20个或超过30个的另外的入口。另外的入口通常具有1mm-4mm或1mm-2mm的宽度。另外的入口之间的间距通常和另外的入口的宽度相同(+/-至多20％)。例如，另外的入口可以为1mm宽，且间隔开1mm。
根据本发明的早先的特别是第一方面的过滤器要求的和任选的特征，不是本发明的第五方面的一部分，被认为是根据本发明的第五方面的过滤器的任选的特征。
特别地，第一端部可以是锥形的且特别地是拱顶形的。即，第一端部的中心(通常是端部入口的周界)可以比第一端部的外部部分纵向地延伸更远。
指示器可以被设置在例如第二端部处，该指示器允许使用者知道至少一个侧入口的位置，该位置可能被周围的管线隐藏。
由于最大的入口(侧入口)能够背离流体的主要流动方向，因此足够大进入至少一个侧入口的碎片并不倾向于进入过滤器。
根据本发明的第六方面，提供将如本文描述的过滤器安装至管线中，使得至少一个侧入口不会面向穿过管线的流体流的方法。
优选地，侧入口被定向成与管线中的流体流成80度-100度。可选地，侧入口可以与管线中的流体流相对。所述流体流是管线中的流体流的主要方向。
根据本发明的第七方面，提供了一种过滤器，包括：
-管道，该管道从第一端部延伸至第二端部，该管道具有带有内部横截面面积的孔和主要的纵向轴线；
-到达管道的侧入口，该侧入口具有侧入口横截面面积并设置在入口平面中；
-来自该管道的出口，该出口具有出口横截面面积并设置在出口平面中；
-多个另外的入口，该多个另外的入口在管道中在管道的外部和孔之间；
其中，该侧入口横截面面积为内部横截面面积的至少75％；
且其中，该入口平面与管道的主要纵向轴线成-20度到+20度的角。
根据本发明的第七方面的过滤器可以独立地包括本文关于根据本发明的第五方面的过滤器描述的特征。
根据另外的方面，提供了一种管线设备，其包括附接到管线的过滤器、用于将喷嘴连接至所述管线的缩口轴衬，所述过滤器包括：
管道，所述管道从第一端部延伸至第二端部，所述管道具有带有内部横截面面积的孔；
到达所述管道的第一入口，所述第一入口穿过所述管道的所述第一端部被定位且所述第一入口具有第一入口横截面面积；
来自所述管道的出口，所述出口具有出口横截面面积；
多个另外的入口，所述多个另外的入口在所述管道中在所述管道的外部和所述孔之间；
其中，所述第一入口横截面面积小于所述出口横截面面积。
附图说明
本发明的实施方案现在将参考附图仅仅借助于示例被描述，附图中：
图1示出了根据本发明的一个方面的过滤器布置的侧视图；
图2示出了过滤器布置的三维图；
图3示出了布置在与管状连接器连接的管线中的过滤器；
图4示出了布置在与弯管连接器连接的管线中的过滤器；
图5示出了布置在与T形接头连接器连接的管线中的过滤器；
图6a是根据本发明的另一个方面的具有位于侧壁中的入口的过滤器的横截面透视图；
图6b是间隔在以横截面示出的管和第一布置中的喷嘴之间的图6a的过滤器的透视图；
图7a是间隔在以横截面示出的管和第二布置中的喷嘴之间的图6a的过滤器的前透视图；
图7b是图7a的过滤器和第二布置中的管的前视图；
图8是间隔在以横截面示出的连接至管的弯管连接器和第三布置中的喷嘴之间的图6a的过滤器的透视图；以及
图9是间隔在以横截面示出的管中的焊接管台适配器(weld let adaptor)和第四布置中的喷嘴之间的图6a的过滤器的透视图。
具体实施方式
图1和图2示出了根据本发明的一个方面的过滤器10的不同的实施方案的侧视图和三维图。
过滤器10由从第一端部延伸至第二端部的管道12形成。入口18通过管道的第一端部定位，且入口具有小于管道12的出口16的横截面面积的横截面面积且在使用中通常小于相关的喷嘴的出口。
入口18还具有小于管道12的内孔的横截面面积的横截面面积。
槽20沿管道12的侧壁13的第一部分从管道的第一端部纵向地延伸至螺纹轴衬22。槽的宽度为1mm及以上，且在该示例中，该槽具有合适的长度，其中，槽中的两个等于产生相关的喷嘴的对应的K因子所需要的流量。对于这样的实施方案，将穿过两个槽的水的体积将比喷嘴所需的流量大或与喷嘴所需的流量相等。K因子界定为由
给定的喷嘴的流速，其中，q是以升每分钟计的流速，p是在喷嘴(或过滤器)处的以巴计的压力，且K是K因子。因此，如果入口18变得堵塞，那么槽将允许正确的操作体积的流体穿过至喷嘴。在这样的实施方案中，所需的体积一直是供给喷嘴所需的体积的三倍。因此，入口18加四个槽20可以等于喷嘴的分散流速的三倍。对于高粘度流体，为了降低堵塞，槽20将更大。例如，当流体是水时，槽的宽度为1mm，而对于泡沫，槽20的宽度为1.5mm或更大。槽20的数量可以是例如4到24个或更多，取决于过滤器10的尺寸。在其它的实施方案中，槽不需要提供上面对该实施方案讨论的流速。
过滤器10适于连接至通常用于火灾洒水系统的标准喷嘴(未示出)。一旦过滤器10被连接至喷嘴，则入口18具有小于喷嘴的出口的横截面面积的横截面面积。
轴衬螺纹被设置用于将过滤器连接至喷嘴。在过滤器的该部分中，过滤机构是静止的，但是该部分提供结构性支撑，并实现了更快的生产，因为该部分制造起来需要更少的加工。
过滤器10的内室被按尺寸制造为使得直径(或其它的尺寸)匹配喷嘴的入口。这允许全部流量进入喷嘴中，而不用限制过滤器10的内室中的流量。该区域将是自由流动的，而没有将通常堵塞喷嘴的出口孔的碎片。
该实施方案的益处是过滤器可以在来自弯管/三通管/下流管和上流管的管的任何位置中工作，其中过滤器被定位为在同心流动路径外，第一入口应该在主要的流动路径的ID内，其中槽定位在管线(弯管腔-三通管腔-焊接管台腔(Weld Let Cavity))中的碎片夹带区域中，在同心流动路径之外。
这将意味着将存在由于NPT螺纹不一直彼此匹配且这可以将过滤器的定位操纵至同心流动路径因此操作者安装错误的降低的风险。由于在该实施方案中，槽不是适配器的内部区段的全部主体长度但是特别基于两个槽以允许正确的流量穿过至该喷嘴，因此该过滤器的强度还被改进，这还使得制造时间能够减小而不损害流动。
过滤器的每一个尺寸被给定其自身的K因子以确保当选择用任何流体校正任何喷嘴的变化时，喷嘴的K因子一直被实现。
在一个示例中，相比于约4mm的喷嘴出口直径和14mm的过滤器出口，入口18具有约3.9mm的直径。在可选择的实施方案中，如果喷嘴具有10mm的出口直径，则到过滤器的入口18直径为9.9mm或更小。在该实施方案中，入口18和槽20被按尺寸制造为使得穿过过滤器10的流速等于穿过具有类似的尺寸的开放孔的管道的流速。因此，不希望受理论的束缚，穿过喷嘴的流体的流量等于相等尺寸的管道的端部开口管道的全孔的流速。
过滤器10的第一端部是形成在锥形或拱顶形端部19中的碎片偏转器，使得第一端部的中心比第一端部的外部部分纵向延伸更远。管道12的第一端部的形状促进流过管线的碎片在远离入口18的流动方向上前进。
碎片偏转器19的曲率限制影响使碎片流动的平坦区域的(即，与流动方向成大体上90度的表面)的可用性，并促进流动中的碎片流动超过入口18。过滤器的圆拱形端部区段限制靠近入口的碎片的固定位置，且在管线中流动的任何碎片被迫使围绕过滤器并向下经过过滤器进入到管内的碎片夹带区域28中(示出在图3、图4和图5中)。碎片偏转器的平滑的边缘/表面减小了过滤器的摩擦，该摩擦驱动碎片远离入口。圆柱形形状和/或弯曲的表面还提供用于示例性石油或灭火泡沫的水或传送流体的更加平滑的流动路径。圆柱形和/或弯曲的表面还减小盐结晶可能开始的区域，允许自由流动区域。
图3示出布置在管线40中的过滤器10。过滤器10被连接至管30、管状连接部32和缩口轴衬26。碎片60围绕过滤器10的拱顶形端部19流动并流入至管状联接部32中。
管道12的邻接缩口轴衬26的部分大体上是实心的。槽20大体上在缩口轴衬26之外在管道12的一部分中延伸。在该示例中，管道12的邻接缩口轴衬26的部分的95％没有槽20。
槽20大体上位于碎片夹带区域28内。在使用中，碎片在管线30中流动，围绕过滤器10并向下经过过滤器10进入到碎片夹带区域28中。
图4示出了布置在管线40中的过滤器10，过滤器10通过弯管连接器44连接至管线。
图5示出了布置在管线40中的过滤器10，过滤器10通过T形接头连接器42连接至管线。
使用上面描述的布置，进入入口18的小的碎片能够自由穿过过滤器10并进入至喷嘴中及离开喷嘴。由于入口18具有比喷嘴的出口更小的横截面面积，因此在喷嘴中由流动碎片所导致的堵塞的风险被显著地降低。
另外地，入口18和槽20的组合向过滤器10提供K因子，该K因子等于或大于具有与过滤器10的管道12相同的尺寸的开放管道的K因子。过滤器10过滤来自流的碎片，同时保持全部的孔流进入喷嘴。
可以作出改进和修改，而不脱离本发明的范围。
对上面描述的详细的设计的各种修改是可能的。
例如，图6a示出包括具有延伸穿过管道112的孔(未示出)的管道112、在侧壁113中的侧入口114、端部入口118以及出口116的过滤器110的不同的实施方案。槽120沿管道112的侧壁113的第一部分从端部入口纵向地延伸至螺纹轴衬122。
螺纹轴衬122是在出口端部116处设置在管道112之上的安装装置，且如下面被进一步讨论的，螺纹轴衬122被用于固定在管线或缩口轴衬中。内螺纹(未示出)还被设置在出口端部处，以用于连接至喷嘴。
端部入口118被设置在从管道114延伸的拱顶119上。端部入口118具有比出口116小的直径(和因此横截面面积)。相反地，侧入口114的直径与管道114的孔和出口116的直径相同。
而且，出口116具有平面，该平面穿过管道112的横截面，与管道的主要的纵向轴线成直角。同时侧入口114在管道112的侧部中，且具有大致与出口116的平面成直角的平面。
端部入口118具有横截面区域，该横截面区域具有与喷嘴150(示出在图6b)相同的全孔，以比喷嘴的K因子大。
这样的特征的益处在下面的使用布置中的描述中将变得明显。
图6b示出在管130中经由管状联接部132和缩口轴衬134的过滤器110。喷嘴150通过内螺纹在出口116处被接纳至管道112的孔中。在使用中，流体在箭头136的方向上流动穿过管130。容易堵塞喷嘴150的大件碎片被阻碍流动穿过最直接的入口(端部入口118)(由于其减小的尺寸)。可以并确实流动穿过喷嘴的碎片倾向于足够小以不太可能在喷嘴110中导致堵塞。但是在任何情况下，管道112的端部的拱顶形或倾斜的边缘119还促进碎片穿过端部入口118并结合流动压力，聚集在过滤器110的外部，而不是进入侧入口114。
流体流动和压力仍然被保持穿过侧入口114和槽120。因此，该实施方案提供施加至喷嘴的全孔压力的益处，因为入口114的尺寸不受限制，而且还具有降低的堵塞的可能性，这是因为入口114以与出口116成直角的方式被定位，即，定位在管道112的侧部上，碎片可能由在使用时的流体压力部分地被驱动穿过管道112的侧部。
在图7a和图7b中，过滤器110被设置在管线140的T形片连接器142中。喷嘴150被设置在如先前讨论的过滤器110内。更大(侧部)的入口114远离穿过管线的流体流(由箭头146表示)定位。以这种方式，流体中的碎片不太可能前进穿过最大的入口(侧入口114)并导致下游堵塞的问题。在图7a中，入口114以与流体流146成90度被定向，在图7b中，入口114以180度(即，与流体流相反)被定向。然而，侧入口114的全孔入口(full bore access)保持到喷嘴150的流速和压力。
过滤器110被定位在T形片连接器142内，使得管道112的端部稍微在管线140的同心流动路径之下，或可选地，正好在管线140的纵向轴线之下。以这种方式，用于在管线中流动的碎片的夹带区域在管线140的T形片连接器142布置中在槽120和管线140之间的区域中被最大化。
指示箭头148被设置在对应于侧入口114的定向的轴衬122的外面上。因此，装配喷嘴150和过滤器110的使用者将从指示箭头148知道侧入口114的旋转定位，并可以相对于流动方向定位。
图8示出过滤器110被设置在管线240的弯管适配器242中。喷嘴150被设置如在先前讨论的过滤器110内。更大(侧部)的入口114以与穿过管线的流体流(由箭头246表示)成九十度定向。更小的端部入口118被设置在管道112的端部处。由于碎片在槽120和弯管适配器242的内面之间流动，因此流体中的碎片不太可能前进穿过最大的入口(侧入口114)，并导致下游的堵塞问题。即使当碎片出现在该区中时，侧入口114保持到喷嘴150的流速和压力。
而且，例如水垢和海洋生物的沉积物同心地积累在管线内，且可以沿管线阻碍流动。沉积物可能最终脱落并在管线内朝向过滤器110流动。通常，任何碎片朝向槽流动且碎片不太可能流动穿过侧入口114。
过滤器被定位在弯管连接器内，使得管道112的端部稍微在管线的中心之上，或可选地，刚好定位在管的纵向轴线之上。
在图9中，过滤器110被设置在管线的焊接管台适配器342中。喷嘴150设置在如先前描述的过滤器110内，且过滤器110的第二入口118稍微在管342的中心轴线之下。
取决于管线和喷嘴的尺寸，根据需要，各种联接部和缩口轴衬可以被使用或可以不被使用，以将喷嘴装配至管线。某些实施方案使用不具有例如在管线中的单独的管接头之间的喷嘴的过滤器。
Claims (25)
1.一种管线设备，其包括附接到管线的过滤器、用于将喷嘴连接至所述管线的缩口轴衬，所述过滤器包括：
管道，所述管道从第一端部延伸至第二端部，所述管道具有带有内部横截面面积的孔；
到达所述管道的第一入口，所述第一入口穿过所述管道的所述第一端部被定位且所述第一入口具有第一入口横截面面积；
来自所述管道的出口，所述出口具有出口横截面面积；
多个另外的入口，所述多个另外的入口在所述管道中在所述管道的外部和所述孔之间；
所述管道包括具有螺纹外部主体的安装装置；
所述管道包括喷嘴安装装置；
其中，穿过所述管道的所述第一端部被定位的所述第一入口的所述第一入口横截面面积小于所述出口横截面面积；
其中，穿过所述管道的所述第一端部被定位的所述第一入口的所述第一入口横截面面积小于所述孔的所述内部横截面面积；
其中，所述过滤器被设置为单件；
其中，所述过滤器经由所述安装装置的所述螺纹外部主体安装到所述缩口轴衬的一个端部，使得所述管道延伸穿过所述缩口轴衬并超出所述缩口轴衬的相对端部；且
其中，所述管线中具有插口以接纳所述缩口轴衬，其中，所述插口包括与所述缩口轴衬上的外螺纹啮合的内螺纹。
2.根据权利要求1所述的管线设备，其中，所述第一入口和所述多个另外的入口的组合提供等于或大于具有与所述过滤器的所述管道相同的尺寸的开放管道的K因子的K因子。
3.根据权利要求1所述的管线设备，其中，所述第一端部是锥形的，使得所述第一端部的中心比所述第一端部的外部部分纵向延伸更远。
4.根据权利要求1所述的管线设备，其中，所述第一端部是拱顶形的。
5.根据权利要求1所述的管线设备，其中，所述喷嘴安装装置包括所述管道的螺纹内孔。
6.根据权利要求1所述的管线设备，其中，所述另外的入口包括槽。
7.根据权利要求6所述的管线设备，其中，所述槽大致平行于纵向方向从所述第一端部延伸至所述第二端部。
8.根据权利要求6所述的管线设备，其中，所述槽延伸所述管道的长度的至多75％。
9.根据权利要求5所述的管线设备，其中，所述另外的入口在所述管道的所述第一端部和中部之间延伸所述管道的一部分。
10.根据权利要求5所述的管线设备，其中，存在至少4个另外的入口。
11.根据权利要求5所述的管线设备，其中，存在至多20个另外的入口。
12.根据权利要求5所述的管线设备，其中，所述另外的入口具有1.5mm-2.5mm的宽度。
13.根据权利要求5所述的管线设备，其中，所述另外的入口之间的间距比所述另外的入口的宽度大50％-150％。
14.根据权利要求1所述的管线设备，其中，所述管道的邻近所述缩口轴衬的部分大体上是实心的，使得这个区域的至少75％没有另外的入口，所述另外的入口在所述管道的在这个区域外的部分中延伸。
15.根据权利要求1所述的管线设备，其中，所述第一入口横截面面积具有至多2：1的高宽比。
16.根据权利要求1所述的管线设备，其中，所述管道的所述内部横截面面积具有至多1.1：1的高宽比。
17.根据权利要求1所述的管线设备，包括具有喷嘴出口的喷嘴，所述喷嘴出口具有喷嘴出口横截面面积。
18.根据权利要求17所述的管线设备，其中，所述第一入口横截面面积小于所述喷嘴出口横截面面积。
19.根据权利要求1所述的管线设备，其中，所述另外的入口具有合适的长度，其中，组合中的两个等于或超过产生所述喷嘴的对应的K因子所需的流量。
20.根据权利要求1所述的管线设备，其中，所述过滤器被添加至所述管线的端部，并大体上平行于所述管线的主要的纵向轴线在所述管线中延伸。
21.根据权利要求1所述的管线设备，其中，所述过滤器被添加至所述管线，并大体上与所述管线的主要的纵向轴线成直角在所述管线中延伸。
22.根据权利要求21所述的管线设备，其中，所述第一端部延伸至所述管线的中心的10％中。
23.根据权利要求21所述的管线设备，其中，所述第一端部延伸至所述管线的中心的3％-4％中。
24.一种根据权利要求1所述的管线设备的用途，用于与用于灭火/遏制火灾的洒水系统一起使用。
25.一种根据权利要求1所述的管线设备的用途，用于与用于烃的燃烧头一起使用。
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