CN106457085A - 上流式在线过滤器 - Google Patents
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Abstract
一种用于加压流体系统的过滤组件，其包括压力容器，该压力容器具有在相同高度处以相反取向布置在其上的入口和出口以及在底部的排出端口。管式分流器布置在该压力容器中，其中，环形构件以相对于分流器轴线的一角度围绕分流器的下端密封并且使得其外周边围绕压力容器密封，所述构件的一侧在入口上方且相反侧在出口下方并且将入口和出口隔离。封盖以流体密封接合的方式可拆卸地布置在分流器的上端部上并且包括通过支承环保持在封盖中的圆筒形过滤器，所述支承环具有与封盖连接的向外延伸的部分；并且，所述支承环被密封安装在分流器的上端部上。
Description
本发明要求Vincent Anthony Amarosa于2014年4月4日申请的名称为“UPWARDFLOWING COURSE IN-LINE STRAINER”的美国临时专利申请No.61/975,048的优先权，并且该申请通过引用被整体结合入本文。
背景
本发明涉及一种在加压流体流系统中去除杂质或杂物的过滤器。迄今为止，这种系统在流体压力容器中使用过滤篮，所述流体压力容器具有在出口上方布置的入口并且由过滤器截留的碎屑保持在所述过滤篮上。为了去除收集的碎屑，因此需要停止流体处理、切断向入口和出口的流动并且对容器进行减压以去除压力容器封盖或盖并且移除过滤篮以清洁或更换。这因而导致了对于流体流处理的不希望的停工。因此，希望提供一种用于去除碎屑特别是由过滤器截留的相对较大的颗粒的方法或手段并且做到这点而不需要对压力容器进行减压并且无需打开该压力容器。
发明内容
本发明特别地涉及在其中希望基于持续的处理过程从液体浆料去除杂物例如石块的采矿工业中遇到的问题，其中希望截留并去除杂物而不必显著地中断处理过程。用于这种处理过程的过滤器遇到大量的杂物，这需要经常清空该截留杂物的过滤器。
本发明提供了对来自加压流体流系统的杂物进行相对粗过滤并且使用具有布置在过滤器下方同一高度处的入口和出口的压力容器。所公开的组件通过将来自入口的流向上引导通过管式分流器进而进入大体圆筒形的过滤器的内部而进行操作。离开过滤器的流围绕过滤器的外部流动并且围绕管式分流器向下流动并流入压力容器中的与入口隔离的腔室中并经由压力容器的出口流出。在压力容器中的管式分流器的下端部以一定角度形成并且由密封压力容器的内周边的环包围；以及，所述压力容器的入口与成角度倾斜的分流器的较高侧相邻，并且所述压力容器的出口与分流器的成角度倾斜的端部的较低侧相邻。该布置使得入口和出口被设置在相同的高度处，以使得组件便于在线安装在流体处理系统中。被截留在过滤器中的杂物在重力的作用下向下沉淀，经过管式分流器的内部，经过管式分流器的成角度倾斜的敞开的下端部并且进入压力容器的底部。重的杂物的去除通过打开设置在压力容器壁的最低高度处的排出端口实现。排出端口可连接至管道和远程操作的排出阀。在一种版本中，圆筒形过滤器可形成为具有褶皱的带孔金属壁；以及，在另一个版本中，过滤器由这样的多个环形带形成，即所述多个环形带具有三角形横截面并且跨整个过滤器以希望的距离间隔开，以控制允许通过的杂物的尺寸。
在所公开的版本中，例如针对在采矿工业中的应用，该过滤器的尺寸被设计成并且过滤器被构造成用于截留并去除粗杂物。然而，过滤器的位于入口和出口的上方并用于向上引导流以便过滤并允许截留在过滤器中的杂物在重力作用下向下沉淀并进入到压力容器中以用于后续的在无需减压的情况下的去除的布置以及过滤器的去除也可用于比粗滤要求更精细过滤的操作。
杂物或被过滤的颗粒的去除，例如可以通过关闭入口并且允许通过来自出口的返流的杂物去除而实现；或者，杂物的去除可以通过关闭出口并且打开排出端口以允许来自入口压力的杂物的压力冲洗而实现。
附图说明
图1是本发明的过滤器组件的压力容器的外部俯视图；
图2是沿图1的剖面指示线2-2截取的分解剖视图并且示出了图1的组件的内部结构；
图3是图2中示出的过滤器的放大视图；
图4沿图3的剖面指示线4-4截取的剖视图；
图5是图1的组件的过滤器的第二版本的与图3类似的视图；
图6是沿图5的剖面指示线6-6截取的剖视图；
图7是图5的过滤器的下部的放大视图；
图8是示出了另一版本的管式过滤器的与图1相似的部分的视图；
图9是图2的过滤器支承环的平面图。
具体实施方式
参照图1和2，根据本发明的过滤器组件总体以10表示并且使用压力容器12，所述压力容器具有上端敞开的、以大致圆筒状杯形形状构型形成的壁并且具有例如通过焊接围绕其紧固的附接环15。大体圆筒状倒置杯子形状的封盖16接收在其上并且通过合适的紧固件例如活节螺栓14可拆卸地附接至其上。封盖具有例如通过焊接与其附接的卡箍17，所述卡箍具有开槽的凸耳(tabs/lug)19以用于与活节螺栓14接触。替代地，夹具或卡箍可代替活节螺栓使用。该组件由支腿18支承，所述支腿附接到压力容器12的底部。压力容器具有入口20，该入口具有呈环形凸缘22形式的安装件，所述安装件适于连接到流体压力系统的管道，在该流体压力系统中设置组件10以用于工作。流体出口24与入口20径向相对地设置在压力容器的壁上，并且位于同入口20相同的或共同的高度处。出口24类似地设置有环形凸缘26，以用于与组件10所服务的系统中的流动管道连接。
压力容器具有管式分流器30，在流体密封布置中，该管式分流器在其下端部例如通过焊接牢固地附接到环28的内周边。流体分流器30具有相对于压力容器的中心轴线以一角度形成的下端部；并且，在当前实践中，分流器30下端部的角度形成为相对于压力容器的中心轴线约50°角度倾斜是令人满意的。但是，如果有利，分流器30的下端部的角度倾斜可以以其它倾斜角度形成。管式分流器的倾斜下端部在图2中使用附图标记32表示并且是敞开的以允许来自入口20的流体的向上流动。分流器30的下端部32例如通过焊接围绕椭圆形环28设置并且密封，椭圆形环28使得其外周边通过合适的方式例如焊接密封压力容器壁的内表面。分流器30的壁和环28一起将入口20与出口24隔离。因此围绕分流器30的环形空间34通向压力容器的上端部但是与入口20隔离。
封盖16具有附接到其敞开的下端部的内侧的多个安装凸耳36，所述凸耳36已附接到安装部或过滤器支承环38，过滤器支承环38已通过合适的方法例如销钉44紧固到总体以42标记的过滤器的安装凸耳40上。支承环38具有多个径向向外延伸的凸耳39(见图9)，每一个凸耳39通过螺栓或螺钉46紧固到其中一个安装凸耳36。
在具有由活节螺栓14紧固的封盖16的组件中，过滤器凸耳40通过销钉接合至支承环38并且凸耳39通过螺钉连接到凸耳36。封盖卡箍17通过合适的密封件例如O形环41在压力容器附接环15上密封。支承环通过环形密封环43在管式分流器30的上边缘上密封，所述环形密封环43在当前实践中具有倒U形截面，可以使用密封环43的其它构型。
参照图3和4，过滤器42被详细地示出并且包括过滤器壁52，过滤器壁52以波纹或褶皱方式形成，如在图4中更详细地示出的。所述褶皱或波纹材料52可由合适的片材形成；在当前实践中，发现对于具有约25英寸(63.5cm)内径的过滤器，形成具有约1.25英寸(32mm)径向厚度的构型是令人满意的。在当前实践中，发现形成316型不锈钢过滤器是令人满意的；但是，也可以使用其它合适的抗腐蚀金属。在当前实践中，过滤器材料52穿设有直径在约0.1英寸(0.25mm)到约0.5英寸(12.7mm)的范围内的多个孔，以用于各种不同应用。过滤器42具有围绕过滤器设置的多个保持带54，以用于保持过滤器的圆筒形形状，并且所述带以在图3中示出的轴向间隔开的布置方式设置。过滤器材料52具有盖帽或罩盖56，所述盖帽或罩盖56如图3所示的设置在过滤器材料的上端部并且与紧固至该过滤器材料以阻止向上流动的未过滤流体的泄漏。
在操作中，来自入口20的流体向上流动通过分流器32的内部并且向上流动通过支承环38，进入到过滤器42的内部。离开过滤器42的经过滤的流体围绕支承环38向下流动并且流入到围绕分流器30的环形空间34内并经出口24向外流出。截留在过滤器42上的杂物在重力作用下经分流器30流到压力容器12的底部。
排出端口58设置在压力容器壁30的底部中并且包括安装凸缘60，该安装凸缘适于与在图2中以虚线示出的管道62连接，所述管道可与在图2中也以虚线示出的远程致动的阀64连接。
当需要排出已聚集在压力容器30的底部中的杂物时，这可以通过两种方式中的任一种来实现。从压力容器30排出杂物的第一种方式是通过这样的方式实现的，即通过用阀(未示出)切断朝向入口20的流动并且打开允许在出口24中的回压以冲洗经过排出端口58的杂物的排出端口58实现。第二种方式通过使入口端口20保持打开并且使用阀(未示出)来关闭出口端口24并且允许入口流动压力将杂物冲刷到排出端口。应当理解，第一种方式利用处于排放管线压力的经过滤的流体；而第二种方式使用处于入口管线压力的未过滤的流体来冲刷杂物。
参照图5-7，以142示出了过滤器的另一版本或另一实施例，其中，过滤材料包括竖向间隔开的多个环形带或缆线152。在当前实践中，所述环形带或线具有三角形横截面，如在图7中示出的，其定向为三角形的底边面向带的筒状布置的内部。如在图6中示出的，所述带由竖向件65支承。盖帽156和基板138通过多个周向间隔开的轴向延伸杆67(如在图7中更详细地示出的)保持覆盖所述一组缆线。
在当前实践中，已发现形成碳钢的压力容器是令人满意的；然而，压力容器可以由其它材料，例如不锈钢或复合材料形成。
参照图8，本发明的过滤器组件的另一版本总体以100标记并且具有与图1的版本类似的布置和构型；但是，在版本100中，管式分流器130具有成角度倾斜的下端部132，该成角度倾斜的下端部132设置有横跨分流器设置的多个间隔开的杆166，以阻止可能引起过滤器破坏的大杂物的向上流动。实施例100或者类似于图1和2的版本10。在当前实践中，已发现，对于直径为25英寸的过滤器，使用直径为约0.5英寸(12.7mm)的杆166是令人满意的。
本发明因而提供一种用于从加压流体流去除杂物的过滤器并且采用具有处于相同高度处的入口和出口的压力容器，其中，过滤器竖直地布置在入口和出口上方。本发明的组件使用管式分流器，所述管式分流器具有延伸到压力容器中的下端部并且管式分流器的内部通过围绕分流器的椭圆形环与出口隔离。来自入口的流被向上引导到圆筒形过滤器的内部。从过滤器流出的经过滤的流体围绕支承环向下流入围绕分流器的与出口连通的环形区域。在过滤器中截留的杂物通过重力向下沉降到分流器的内部并且进入到压力容器的下部区域。当希望去除截留的杂物时，在压力容器的底部中打开排出端口以允许杂物流出压力容器。或者通过关闭入口并且允许来自出口的返流来冲洗杂物，或者通过关闭出口并且允许来自入口的加压流体来经排出端口冲洗碎屑。因此，本发明的过滤器组件能够在无需切断系统中的工艺流的情况下排出截留在过滤器中的杂物、能够对压力容器减压以及移除封盖和过滤器以便清洁或更换。因而，本发明的过滤器组件能够从过滤器中去除截留的杂物，而无需显著中断利用该过滤器的工艺中的流体流。
Claims (17)
1.一种用于在加压系统中过滤流体流的过滤器组件，其包括：
(a)压力容器，其具有入口和出口和竖向设置在该入口和出口上方的开口端；
(b)设置在所述开口端上的封盖，其中，所述封盖在其内包括过滤器元件，所述封盖被可拆卸地附接至所述压力容器；
(c)管式分流器，该管式分流器布置在所述压力容器中并且具有向外延伸的环形构件，所述环形构件围绕所述管式分流器的第一下端部设置，其中，所述构件接触所述压力容器的内周边并且围绕所述压力容器的内周边密封，所述构件以相对于所述管式分流器的轴线呈角度地布置，其中，该构件的一侧布置在所述入口的上方并且与该侧相对的一侧位于所述出口的下方，从而将所述入口与所述出口隔离；
(d)环形过滤器支承件，所述环形过滤器支承件围绕分流器的与所述第一下端部相对的端部布置和密封，所述环形过滤器支承件具有与所述封盖连接以将过滤器支承在封盖中的部分，其中来自所述入口的流体向上流动经过所述管式分流器而进入所述过滤器元件的上游侧，并且经过滤的流体从过滤元件的下游侧向外流动经过位于所述压力容器与所述环形过滤器支承件之间的空间并且向下经过位于所述管式分流器与所述压力容器之间的空间以到达出口，其中，颗粒杂物在重力作用下从所述过滤器元件向下沉淀而经由所述管式分流器进入所述压力容器中；以及
(e)在所述压力容器中的排出端口，所述端口能选择性打开以用于在无需减压和去除封盖和过滤器元件的情况下从所述端口去除所沉淀的杂物。
2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述封盖利用活节螺栓附接至所述压力容器。
3.根据权利要求1所述的组件，其中，所述压力容器具有其中所述入口和所述出口径向对置布置于其上的筒状构型。
4.根据权利要求1所述的组件，其中，所述入口和所述出口设置在相同高度处。
5.根据权利要求1所述的组件，其中，所述过滤器元件具有其中内表面形成过滤器元件的上游侧的大致圆筒形管状构型。
6.根据权利要求5所述的组件，其中所述过滤器元件包括褶皱材料。
7.根据权利要求1所述的组件，其中，所述压力容器和封盖由抗腐蚀金属、不锈钢和碳钢中的一种形成。
8.根据权利要求1所述的组件，其中，该环形环相对于所述管式直径的轴线成50°角度倾斜。
9.根据权利要求1所述的组件，其中，所述环形环具有椭圆形构型。
10.根据权利要求1所述的组件，其中，用环形密封件围绕所述压力容器的开口端密封所述封盖。
11.根据权利要求1所述的组件，其中，所述排出端口包括阀。
12.根据权利要求1所述的组件，其中，所述排出端口位于所述压力容器的竖向最低点处。
13.根据权利要求1所述的组件，其中，所述过滤器元件具有大致圆筒形构型，所述过滤器元件的上端附接至所述封盖的内表面。
14.根据权利要求1所述的组件，其中，流动孔口以等间距布置的方式周向地设置。
15.根据权利要求1所述的组件，其中，所述封盖具有大致倒杯形构型。
16.根据权利要求1所述的组件，其中，所述管式分流器包括围绕所述第一下端部布置的多个间隔开的杆。
17.根据权利要求1所述的组件，其中，所述过滤器元件能操作成允许约165-170微米以下的颗粒通过。
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| US5298160A (en) * | 1991-12-13 | 1994-03-29 | Central Illinois Manufacturing Co. | Filter housing with means to prohibit fluid flow |
| US7297265B1 (en) * | 2006-06-30 | 2007-11-20 | Eaton Corporation | Backwash strainer having a cyclonic flow mechanism |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2015153822A1 (en) | 2015-10-08 |
| US20170065913A1 (en) | 2017-03-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20170222 |