CN107149814A - 分流脉冲射流清洁装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及分流脉冲射流清洁装置及系统。具体而言，公开了一种脉冲射流清洁系统，其具有至少一个分流器装置且具有至少一个控制阀，控制阀构造成用于接收来自脉冲空气歧管的脉冲空气且可控地向下游传递脉冲空气的脉冲来清洁过滤器组件。该至少一个分流器构造成用于从控制阀接收脉冲且将脉冲分流到多个出口端口中以用于将脉冲空气提供到至少两个吹管以用于清洁过滤器组件。

Description

分流脉冲射流清洁装置及系统
技术领域
本公开内容涉及脉冲射流清洁系统，并且更具体地涉及对于给定过滤器构造减少脉冲射流控制阀和相关联的服务的数目的分流器装置及系统。
背景技术
在脉冲射流过滤器清洁系统中，灰尘聚集在过滤介质上，且在灰尘的块具有引起过大压降的适当厚度和结构时，压缩空气的一个或多个脉冲撞击或冲击过滤介质且将块敲掉。该脉冲有时可伴随物理振动且甚至反向空气流(取决于设计)。当块从过滤器正确地除去时，系统从其指定环境除去灰尘且具有正常过滤器寿命。当块并未有效除去时，过滤器寿命可显著地缩短。
脉冲射流清洁系统将压缩空气入口压力指定给需要有效除去灰尘的歧管和脉冲阀。脉冲阀将给定量的空气在预定速度下传送至过滤器来撞击和清除块。实际空气量取决于在预定和固定压力下给送压缩空气的脉冲喷嘴。清洁系统必须接收对于各个脉冲的正确压力和稳定的可重复压力水平，特别是如果定时器用于控制脉冲。
典型脉冲射流过滤器清洁系统使用一个控制阀来一次脉冲冲击两个过滤器。一排过滤器通常由每个模块四个过滤器组成。因此，各排均需要每排两个控制阀。
发明内容
本公开内容的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或可从描述中清楚，或可通过实施本公开内容学习到。
公开了一种脉冲射流清洁系统，其具有至少一个分流器装置且具有至少一个控制阀，控制阀构造成用于接收来自脉冲空气歧管的脉冲空气且将脉冲空气的脉冲可控地从过滤器的下游侧传递、向上游吹送来清洁过滤器组件。至少一个分流器构造成用于从控制阀接收脉冲且将脉冲分流到多个出口端口中以用于将脉冲空气提供到至少两个吹管以用于清洁过滤器组件。
技术方案1. 一种用于脉冲射流清洁的分流器装置，包括：
控制阀，其构造成用于接收来自脉冲空气歧管的脉冲空气且可控地向下游传递脉冲空气的脉冲，以及
至少一个分流器，其构造成用于从所述控制阀接收所述脉冲且将所述脉冲分流到多个出口端口中以用于将脉冲空气提供到至少两个吹管以用于清洁过滤器组件。
技术方案2. 根据技术方案1所述的分流器装置，其中，所述分流器还包括：
限定分流器室的壳体，所述分流器室具有脉冲空气入口和多个脉冲空气出口；
定位在第一脉冲空气出口内的第一位置中的可动塞，所述塞限定孔口以用于选择性地控制穿过所述室且进入所述脉冲空气出口中的一个的脉冲空气流，所述塞可在第二脉冲空气出口内的第二位置与所述第一位置之间移动，以及
从所述分流器延伸至第一吹管和第二吹管中的至少一者的至少一个导引管线，所述导引管线构造成将所述脉冲的一部分输送至所述分流器来使所述塞在所述第一位置与所述第二位置之间被动地移动。
技术方案3. 根据技术方案2所述的分流器装置，其中，所述分流器装置还包括构造成在没有脉冲的情况下将所述塞推入所述第一位置的偏压元件。
技术方案4. 根据技术方案3所述的分流器装置，其中，所述偏压元件包括弹簧。
技术方案5. 根据技术方案1所述的分流器装置，其中，所述控制阀选自由电磁阀和隔膜阀组成的组中的至少一者。
技术方案6. 根据技术方案1所述的分流器装置，其中，所述控制阀通过电气信号、液压信号和气动信号组成的组中的至少一者促动。
技术方案7. 根据技术方案2所述的分流器装置，其中，所述可动塞选自由舌门和球组成的组中的至少一者。
技术方案8. 根据技术方案1所述的分流器装置，其中，所述分流器包括多路分流阀。
技术方案9. 根据技术方案5所述的分流器装置，其中，所述多路分流阀通过电气信号、液压信号和气动信号组成的组中的至少一者主动地操作。
技术方案10. 根据技术方案1所述的分流器装置，其中，所述分流器装置还包括控制器以响应于跨过各个过滤器组件的空气侧压降来按顺序操作所述至少一个分流器。
技术方案11. 一种脉冲射流过滤器清洁系统，包括，
包括脉冲空气歧管的过滤器室，
多个控制阀，其构造成用于接收来自所述脉冲空气歧管的脉冲空气且可控地向下游传递脉冲空气的脉冲，以及
至少一个分流器，其构造成用于从所述控制阀接收所述脉冲且将所述脉冲分流到多个出口端口中以用于将脉冲空气提供到至少两个吹管以用于清洁过滤器组件。
技术方案12. 根据技术方案11所述的清洁系统，其中，所述分流器还包括，
限定分流器室的壳体，所述分流器室具有脉冲空气入口和多个脉冲空气出口；
定位在第一脉冲空气出口内的第一位置中的可动塞，所述塞限定孔口以用于选择性地控制穿过所述室且进入所述脉冲空气出口中的一个的脉冲空气流，所述塞可在第二脉冲空气出口内的第二位置与所述第一位置之间移动，以及
从所述分流器延伸至第一吹管和第二吹管中的至少一者的至少一个导引管线，所述导引管线构造成将所述脉冲的一部分输送至所述分流器以用于使所述塞在所述第一位置与所述第二位置之间被动地移动。
技术方案13. 根据技术方案12所述的清洁系统，其中，所述清洁系统还包括构造成在没有脉冲的情况下将所述塞推入所述第一位置的偏压元件。
技术方案14. 根据技术方案13所述的清洁系统，其中，所述偏压元件包括弹簧。
技术方案15. 根据技术方案11所述的清洁系统，其中，所述控制阀选自由电磁阀和隔膜阀组成的组中的至少一者。
技术方案16. 根据技术方案11所述的清洁系统，其中，所述控制阀通过电气信号、液压信号和气动信号组成的组中的至少一者促动。
技术方案17. 根据技术方案12所述的清洁系统，其中，所述可动塞选自由舌门和球组成的组中的至少一者。
技术方案18. 根据技术方案11所述的清洁系统，其中，所述分流器包括多路分流阀。
技术方案19. 根据技术方案18所述的清洁系统，其中，所述多路分流阀通过电气信号、液压信号和气动信号组成的组中的至少一者主动地操作。
技术方案20. 根据技术方案11所述的清洁系统，其中，所述清洁系统还包括控制器以响应于跨过各个过滤器组件的空气侧压降来按顺序操作所述至少一个分流器。
本公开内容的这些及其它特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求变得更好理解。并入且构成本说明书的一部分的附图示出了本公开内容的实施例，且连同描述用于阐释本公开内容的原理。
附图说明
针对本领域的普通技术人员的包括其最佳模式的完整且开放的公开内容在参照附图的说明书中提出，在附图中：
图1为典型燃气涡轮空气进气过滤器系统和相关联的燃气涡轮设备的侧视图。
图2为燃气涡轮进气过滤器和分流清洁系统的实施例的一部分从出口或下游侧截取的透视图。
图3为燃气涡轮进气过滤器和分流清洁系统的实施例的下游端视图。
图4为燃气涡轮进气过滤器和分流清洁系统的实施例的侧视图。
图5为燃气涡轮进气过滤器和分流清洁系统的实施例的顶视图。
图6为用于燃气涡轮进气过滤器和分流清洁系统的分流器阀的实施例。
图7为用于燃气涡轮进气过滤器和分流清洁系统的分流器阀的另一个实施例。
本说明书和附图中的参考标号的重复使用意在表示本公开内容的相同或相似的特征或元件。
构件清单
10 空气进气系统
11 过滤器室
12 空气入口侧
13 空气出口侧
14 上游容积
15 下游容积
16 入口罩
17 脉冲射流空气清洁器
18 下料斗
20 燃气涡轮过滤器进气系统
22 框架
24 管板
26 开口
40 过滤器组件
42 过滤器元件
44 过滤器元件
46 上游侧
48 下游侧
98 导引管线
100 脉冲射流清洁系统
110 分流器阀
112 出口端口
114 分流器室
116 脉冲空气入口
118 脉冲空气出口
119 可动塞
120 脉冲控制阀
122 压缩空气歧管
124 第一吹管
126 第二吹管
128 偏压元件
140 喷嘴
142 控制器
144 空气侧压降
200 燃气涡轮发动机
210 过渡件
220 入口管道
230 消声器区段
240 放热系统
250 筛
260 入口压室
270 压缩机
280 压缩空气
282 燃烧器
284 压缩燃料
286 燃烧气体
288 涡轮
I 入口流
O 出口流
P 反向脉冲
A 过滤器轴线。
具体实施方式
现在将详细参照本公开内容的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。各个示例通过阐释本公开内容的方式提供，而不限制本公开内容。实际上，本领域的技术人员将清楚的是，在不脱离本公开内容的范围或精神的情况下，可在本公开内容中作出各种改型和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可结合另一个实施例使用以产生又一个实施例。因此，意在使本公开内容覆盖归入所附权利要求和其等同物的范围内的此类改型和变型。
参看图1，空气进气系统10包括具有空气入口侧12和空气出口侧13的过滤器室11。空气通过沿空气入口侧12定位的多个垂直地间隔开的入口罩16进入过滤器室11。入口罩16作用为保护空气进气系统10的内部过滤器免受雨、雪和太阳的影响。室11由管板24分成上游容积14和下游容积15。上游容积14大体上代表空气进气系统10的"脏空气区段"，而下游容积15大体上代表系统10的"清洁空气区段"。管板24限定多个开口26以用于允许空气从上游容积14流至下游容积15。各个开口26均由位于室的上游容积14中的空气过滤器组件40或过滤器筒覆盖。过滤器40布置和构造成使得从上游容积14流至下游容积15的空气在穿过开口26之前穿过过滤器40。
对于所示的特定过滤器布置，各个空气过滤器组件40均包括一对过滤器元件，圆柱形元件和圆锥形元件。各个过滤器组件40大体上关于其对应的开口26同轴地排列，且具有大体上水平的纵轴线。其它可能的过滤器构造包括：具有2个圆锥形过滤器、或2个圆柱形过滤器、或1个圆锥形过滤器和/或1个圆柱形过滤器的水平轴线构造；以及具有2个圆锥形过滤器、或2个圆柱形过滤器、或1个圆锥形过滤器和/或1个圆柱形过滤器的垂直轴线构造。在过滤期间，空气从上游容积14沿径向引导通过空气过滤器40到过滤器40的内部容积中。在过滤之后，空气经由开口26流过管板24，进入下游清洁空气容积15中。清洁空气然后从下游容积15引出到燃气涡轮进气口(未示出)中。
隔板24的各个开口26均包括安装在下游容积15中的脉冲射流空气清洁器17。定期地，脉冲射流空气清洁器17操作成将空气的脉冲射流向后引导穿过相关联的空气过滤器40，即，从过滤器元件的内部容积向外以振动或另外去除捕集在空气过滤器40的过滤介质中或其上的特定材料。脉冲射流空气清洁器17可随后从顶部到底部或按由控制器142限定的预定顺序操作。室11的所有过滤器40都最终发脉冲且将从过滤器吹下的灰尘颗粒材料引导到下料斗18中以用于除去。
出口空气O然后可流过过渡件210和入口管道220。消声器区段230和入口放热系统240也可在这里使用。一个或多个筛250可用于偏转较大类型的污染物或碎屑。出口空气流O然后可穿过入口压室260且进入压缩机270中用于压缩和燃烧。本文可使用其它构造和其它构件。入口空气进气系统10可结合燃气涡轮发动机200使用。如已知的那样，燃气涡轮发动机200可包括压缩机270。压缩机270压缩引入的空气流O，且将压缩空气流280输送至燃烧器282。燃烧器280使压缩空气流280与压缩燃料流284混合，且点燃混合物来产生燃烧气体286的流。燃烧气体286的流继而又输送至涡轮288。燃烧气体286的流驱动涡轮288以便产生机械功。燃气涡轮发动机200可使用天然气、各种类型的合成气和/或其它类型的燃料。
在图2中，载有颗粒的流体(诸如空气)沿箭头I指出的方向吸入燃气涡轮进气过滤器系统20中。燃气涡轮进气过滤器系统20包括过滤器室11(见图1)和用于支撑管板24的框架。管板24包括多个开口26。燃气涡轮进气过滤器系统20包括由管板24支撑的多个织物过滤器组件40。如图所示，织物过滤器组件40在管板24的上游侧靠近开口26安装。
空气在织物过滤器组件40中被清洁。清洁空气如箭头O指出的那样从管板24中的开口26向下游流入下游容积15(见图1)且流入燃气涡轮(未示出)以用于功率生成。所示的织物过滤器组件40中的每一个均包括至少一个过滤器元件42、44，其定位成使空气在由位于过滤器组件下游的构件使用之前被清洁。待清洁的空气流过过滤器元件42、44。过滤器元件42、44定位得与管板24中的开口26成空气流连通。清洁空气将流过开口26且然后流至下游构件。
在一定使用时段之后，跨过各个过滤器组件40的空气侧压降144将由于从空气流分离且累积在过滤器组件上的颗粒的累积而增大。这些颗粒如果未从空气流除去可对下游构件(诸如燃气涡轮)有害。过滤器组件40通过引导相对较高压力的流体(诸如图4-图5中所示的压缩气体的脉冲P)的流来定期清洁。反向脉冲P引导到各个过滤器组件40的核心中，基本上在沿过滤器组件的纵向中心轴线A的发散方向上。反向清洁脉冲P从过滤器组件40的下游侧48流至过滤器组件40的上游侧46。这将从过滤器组件40除去颗粒的至少一些且优选显著的量，且减小了由从累积在织物过滤介质上或其中的空气流分离的颗粒引起的跨过过滤器组件40的限制。
此外，反向清洁脉冲P可用于通过除去过滤器组件40和过滤器室11的其它部分上的冰累积来用于空气进气系统10的除冰。在冻结条件下，冰将累积在过滤器室11上，且过滤器组件40因此阻挡空气通路，且引起减小穿过进气系统10的空气流的额外空气侧压降144。控制器142(见图5)接收对应于空气侧压降144的信号，且启动反向脉冲射流清洁系统100来对过滤器组件40发脉冲，直到空气侧压降144降到低于预定值。控制器142还可响应于跨过各个过滤器组件的空气侧压降144来按顺序操作至少一个分流器110。
参看图2-图5，示出了根据本公开内容的一个方面的反向脉冲射流清洁系统100。反向清洁脉冲P由清洁系统100提供。使压缩气体的脉冲P通过下游表面48引导到各个过滤器组件40中定期地完成。"定期"意思是反向脉冲射流系统100可编程，或可人工地操作，使得在期望时段中，在一定时间长度之后或一定量的过滤器压降以已知方式探测到之后，将存在引导穿过过滤器组件40的下游表面48的压缩气体的脉冲P。
大体上，反向脉冲射流清洁系统100使用较高压力的流体流，诸如压缩气体(诸如空气)的脉冲P，以清洁过滤器组件40。"脉冲"意思是对于有限时间段相比穿过过滤器组件40的出口流O的压力为至少4倍且优选至少4到10倍的压力下的流体流。该时间段大体上低于0.5秒，优选低于0.3秒，且在一些情况下小于0.05秒。
如图5中最佳所见，反向脉冲射流清洁系统100包括多个脉冲控制阀120。各个阀120可操作地联接到供应压缩流体(诸如空气)的压缩空气歧管122。各个阀120均布置成将压缩流体引导穿过至少一个分流器阀110，分流器阀110将脉冲P1分流到选择的吹管124中且到至少一个喷嘴140。阀120定期操作以允许压缩空气的脉冲P通过分流器阀110至喷嘴140，穿过管板24中的开口26，且进入过滤器组件40中。喷嘴140定位得离管板24预定距离，且沿相应过滤器组件40的轴线A定位，或如图2中所示居中。
第一吹管124和第二吹管126可通过夹具或支架永久地装固至管板24或框架22。反向脉冲射流清洁系统100的喷嘴140持久地附接至吹管124，诸如通过焊接。在所示实施例中，喷嘴140由金属管部件制成，且具有在平行于纵向中心轴线A的方向上沿其长度延伸的大致恒定的圆形截面。
在图6和图7中，用于脉冲射流清洁系统100的分流器阀110构造成用于接收来自控制阀120的脉冲且将脉冲分流到多个出口端口112中以用于将脉冲空气提供到至少一个吹管124。如图6和图7中所见，分流器阀110具有壳体，其限定分流器室114，分流器室114具有脉冲空气入口116和多个脉冲空气出口118。可动塞119定位在第一脉冲空气出口118内的第一位置中，塞119限定孔口以用于选择性地控制穿过室114且进入脉冲空气出口118中的一个的脉冲空气流。塞119可在第二脉冲空气出口118内的第二位置与第一位置之间移动。至少一个导引管线98从分流器110延伸至第一吹管124和第二吹管126中的至少一者，导引管线98构造成将脉冲的一部分输送至分流器110以用于使塞在第一位置与第二位置之间被动地移动。分流器110的一个实施例具有偏压元件128，例如弹簧，其构造成在没有脉冲的情况下将塞119推入第一位置。可动塞119可为用于压缩空气服务的任何适合的类型，诸如舌门或球。在一个实施例中，分流器110为多路分流阀，诸如复合泄压阀，其可通过导引管线98被动地操作，或通过电气、液压或气动促动器主动地操作。控制阀120可为电磁阀、隔膜阀，或适合于压缩空气服务的其它阀。控制阀120可由任何适合的原动力促动，诸如电气信号、液压信号或气动信号。
该书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何包含的方法。本公开内容可申请专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这些其它示例具有不与权利要求的字面语言不同的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差异的等同结构要素，则意在使这些其它示例处于权利要求的范围内。

Claims (10)

1. 一种用于脉冲射流清洁的分流器装置，包括：
控制阀，其构造成用于接收来自脉冲空气歧管的脉冲空气且可控地向下游传递脉冲空气的脉冲，以及
至少一个分流器，其构造成用于从所述控制阀接收所述脉冲且将所述脉冲分流到多个出口端口中以用于将脉冲空气提供到至少两个吹管以用于清洁过滤器组件。
2.根据权利要求1所述的分流器装置，其特征在于，所述分流器还包括：
限定分流器室的壳体，所述分流器室具有脉冲空气入口和多个脉冲空气出口；
定位在第一脉冲空气出口内的第一位置中的可动塞，所述塞限定孔口以用于选择性地控制穿过所述室且进入所述脉冲空气出口中的一个的脉冲空气流，所述塞可在第二脉冲空气出口内的第二位置与所述第一位置之间移动，以及
从所述分流器延伸至第一吹管和第二吹管中的至少一者的至少一个导引管线，所述导引管线构造成将所述脉冲的一部分输送至所述分流器来使所述塞在所述第一位置与所述第二位置之间被动地移动。
3.根据权利要求2所述的分流器装置，其特征在于，所述分流器装置还包括构造成在没有脉冲的情况下将所述塞推入所述第一位置的偏压元件。
4.根据权利要求3所述的分流器装置，其特征在于，所述偏压元件包括弹簧。
5.根据权利要求1所述的分流器装置，其特征在于，所述控制阀选自由电磁阀和隔膜阀组成的组中的至少一者。
6.根据权利要求1所述的分流器装置，其特征在于，所述控制阀通过电气信号、液压信号和气动信号组成的组中的至少一者促动。
7.根据权利要求2所述的分流器装置，其特征在于，所述可动塞选自由舌门和球组成的组中的至少一者。
8.根据权利要求1所述的分流器装置，其特征在于，所述分流器包括多路分流阀。
9.根据权利要求5所述的分流器装置，其特征在于，所述多路分流阀通过电气信号、液压信号和气动信号组成的组中的至少一者主动地操作。
10.根据权利要求1所述的分流器装置，其特征在于，所述分流器装置还包括控制器以响应于跨过各个过滤器组件的空气侧压降来按顺序操作所述至少一个分流器。
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