CN107529444A - 流体污染预防系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及流体污染预防系统。所公开的主题涉及流体处理系统，其包括配置有至少一个流体入口和至少一个流体出口的壳体，至少一个流体处理室布置在所述至少一个流体入口和至少一个流体出口之间并且与所述至少一个流体入口和至少一个流体出口流体连通，且至少一个中间室布置在流体处理室及出口中的至少一个与至少一个入口之间。该至少一个中间室通至大气或者可联接到真空源。

Description

流体污染预防系统

本申请是申请日为2012年11月14日，申请号为201280051646.1，发明名称为“流体污染预防系统”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及流体处理系统并且更具体地涉及配置有隔板隔间的系统，以用于在有关系统的上游和下游处防止流体的混合和污染。

背景

在液体处理中的重要考虑是防止未处理的液体和处理过的液体的污染。例证此需求的一个合适的实例是过滤设计，其中原液体进入过滤单元，过滤后的液体从中流出。这需要防止原液体朝着已过滤的(处理过的)液体的密封突破(有时这可以被称为‘垫片/密封捷径’，或‘密封元件超越’)以防止其污染。

另一实例是液体混合系统，其中第一液体，比如淡水，与一些化学试剂混合，且混合物然后通过液体处理系统的出口出来。这要求化学试剂在第一液体的方向不流到下游，流到下游可能污染淡水或者甚至更糟糕地造成危险的情况。

通常提出各种解决方案以减小在液体处理系统的上游和下游流动部分之间泄漏的可能性。最常见的是密封装置，其包括各种垫片、O型环、面对面接触密封件等。

然而，经常出现这种密封装置不充分或失效的情况，例如由于高压流体设法克服这种密封装置，或者例如由于在密封附近处灰尘的存在(灰尘可能在设备装配期间进入或被流体带到那里)，或者由于在装配期间密封构件错放或挤压，或者甚至由于在常规使用过程中的磨损，这在静态设备和动态设备的情况下都可能发生，其中一个或多个元件线性地和/或围绕密封元件旋转地移位，其中在后一种情况下(动态设备)，磨损通常增加。概述

下文说明书和权利要求中提及的流体处理系统表示配置有至少一个流体入口和至少一个操作室的任何流体系统，流体在通过至少一个流体出口流出之前在操作室中经受任意类型的处理。

下文说明书和权利要求中提及的处理流体表示任何类型的流体处理，例如过滤、两种或更多种流体成分的混合、化学处理等。

本公开的主题提供一种装置，其配置成防止或明显减少流体在流体处理系统内的混合/污染。

根据所公开的主题，提供了一种流体处理系统，其包括配置有至少一个流体入口和至少一个流体出口的壳体，至少一个流体处理室布置在所述至少一个流体入口和至少一个流体出口之间并且与所述至少一个流体入口和至少一个流体出口流体连通，至少一个中间室布置在流体处理室及出口中的至少一个与至少一个入口之间；其中该至少一个中间室通至大气或者可联接到真空源。

该装置使得在每个相应入口处的压力P_入、以及在流体处理室处的压力P_tc或在出口处的压力P_出比在中间室处的压力P_s高，即：

P_入>P_s<P_出

并且同样地：

P_入>P_tc<P_出

然而，在流体处理室处的压力P_tc可以与在出口处的压力大体相等，即P_tc＝P_出。

该装置使得发生在流体处理系统内的任何位置处的泄漏将从高压区流向低压区，即，流体系统内的任何泄漏将流入到中间室中，导致泄漏发生在系统中的情况，任何泄漏流体从其被排出的地方流至中间室，且无论如何不在具有不同流体的区域之间流动，从而以避免其混合和/或污染。

根据所公开的主题的另一个方面，提供了一种流体过滤系统，其包括配置有至少一个流体入口和至少一个流体出口的壳体，至少一个流体处理室布置在所述至少一个流体入口和至少一个流体出口之间并且与所述至少一个流体入口和至少一个流体出口流体连通，且至少一个中间室布置在流体处理室及至少一个流体出口中的至少一个与至少一个入口之间；其中该至少一个中间室通至大气或者可联接到真空源。

根据实施例，该装置使得在每个相应入口处的压力P_入、以及在流体处理室处的压力Ptc或在出口处的压力P出比在至少一个中间室处的压力Ps高。

该装置使得流体入口延伸到原流体室中并且至少一个过滤模块在原流体室和至少一个流体处理室之间延伸。根据实施例，提供了两个过滤模块。至少一个流体处理室通过至少两个隔板壁与原流体室分离。

根据实施例，该至少两个隔板壁大体互相平行并且界定在其间的空间，从而界定至少一个中间室。还根据实施例，提供至少三个隔板壁，界定在其间的至少两个中间室。

下述的设计和配置中的任何一种或多种能分开地或结合地应用到流体处理系统：

●根据一个具体实施例，液体处理室和至少一个出口直接流体连通并且处于大体相同的压力；

●中间室与流体处理系统的上游侧和流体处理系统的下游侧共通；

●独立的中间室与流体处理系统的上游侧和流体处理系统的下游侧关联，即，与流体处理系统的入口和出口关联。独立的中间室是不同的，即，不延伸成直接流体连通；

●中间室通至大气或者暴露于真空；

●在流体处理系统内的口和室之间的密封能够通过各种垫片、O型环、面对面接触密封件等来进行；

●中间室配置成联接到排水管；

●中间室的出口装有单向阀或护罩(trap)，以防止流体、灰尘、昆虫及类似物进入到所述中间室中。实质上在屏障上没有压降；

●根据所公开的主题的流体处理系统配置成处理任何流体，即，液体或气体或其结合物；

●根据所公开的主题的流体处理系统配置成与不同工业和目的中的不同流体处理应用结合使用，包括但不限于，制药工业、医药用途(例如药物管理等)、食品工业、化学工业等等；

●流体处理系统，其中该流体处理系统是液体过滤单元。

附图简述

为了理解本公开的主题以及观察其在实践中可以如何实施，现在将参考附图仅通过非限制性实例的方式来描述实施方式，在附图中：

图1是根据本公开的主题的第一实施例的流体过滤器的顶部透视图；

图2是沿图1中的线II-II的纵向剖面图；

图3是图2的平面视图；

图4是根据本公开的主题的另一实施例的流体过滤器的顶部透视图；

图5A是沿图4中的线V-V的纵向剖面图；

图5B是图5A中标记为VI的部分的放大图；

图6是根据本公开的主题的另一实施例的又一种流体过滤器的顶部透视图；

图7是沿图6中的线VII-VII的纵向剖面图；

图8A-图8C是示出了流体处理系统的不同构造的示意表示，其中：

图8A示出了包括与入口和出口共通的中间室的流体处理系统；

图8B示出了包括与入口及出口独立地关联的中间室的流体处理系统；

图8C示出了包括与出口及两个入口独立地关联的中间室的流体处理系统；以及

图9是根据所公开的主题的不同的流体处理系统的一部分的表示。

实施方式的详细描述

首先针对附图的图1到图3和图8A加以注意，示出了流体处理系统即通常标记为10的液体过滤单元。

流体处理系统10包括配置有流体入口14(原流体入口)的圆柱形壳体12，流体入口14配置在壳体12的底部部分处并延伸到原流体室16中。配置有流体出口20的流体处理室18在壳体12的上部部分处延伸。然而，应理解，流体流动也可能在相反的方向进行。

配置的一对过滤模块24在原流体室16和流体处理室18之间延伸，该对过滤模块24具有在原流体室16内延伸的入口26，所述入口26延伸到过滤模块24中的每个的过滤空间28中。

应理解，过滤模块24可以为任何类型的过滤模块，例如盘型过滤模块、桩型过滤模块、螺纹式过滤模块、屏式过滤模块等等。

还应理解，过滤模块的数量和构造可以变化并且除了过滤模块之外，还可以设置一个或多个其他流体处理单元，例如混合器及类似物。

还应注意，流体处理室18通过两个隔板水平面(即，壁)，即隔板32和隔板34，与原流体室16分离，从而在隔板32和34之间界定了中间室38。

中间室38通过多个密封构件与原流体室16并且同样地与流体处理室18密封地分离，本实例中的密封构件是在较低隔板34和原流体室16的相应部分之间延伸的以及同样地在较高隔板32和流体处理室18的相应部分之间延伸的O型环40和42。然而，应理解，可以提供不同的密封方法，例如垫片、面对面密封接触等。

出口46从中间室38延伸，通至大气并且配置有外螺纹48，外螺纹48配置成联接到排水管(未示出)或屏障以防止液体、灰尘、昆虫及类似物出来。

本公开的装置使得原流体通过流体入口14进入，流经原流体室16，流经过滤模块24的入口26，其中流体经受通过对其加压使透过过滤模块24流到流体处理室18的过滤，并且然后经过流体出口20离开过滤处理系统10。流体流动路径在附图中通过实线箭头表示。

在原流体室16和中间室38之间延伸的、和/或在流体处理室18和中间室38之间延伸的、和/或在过滤模块24的支撑部和中间空间38之间延伸的密封装置之间泄漏的情况下，任何泄漏流体必将从高压区流至低压区，即，流入到通至大气的中间室38中。

然而，应理解，除了通至大气之外，中间室38还可以置于低压，即真空。

在图2和图3中，一组实线箭头表示在正常的过滤过程中的流体流动，流体经由入口14进入流体处理系统10的原流体室16，并且接着进入到过滤模块24，其中流体在压力下穿过过滤介质并且从过滤空间28出来进入到流体处理室18中，并且接着经过出口20离开系统。然而，在泄漏的情况下，例如由于O型环40或42的失效或挤压，或由于在组件的密封部件之间的灰尘的存在，流体可能如虚线箭头所示的，从原流体室16和/或流体处理室18或过滤模块24的附近泄漏到中间室38中并且经过口48从那里出来。

图1-3中所公开的装置在图8A的框图中被示意性表示，其中实线箭头线表示受压流体在其处理的过程中在流体处理系统10内的流动，且虚线箭头线表示在任一/或原流体室、流体处理室或过滤模块之间的泄漏，如上文所讨论的。

如图8A中所表示的，入口14和原流体室16处的压力P_入、以及在流体处理室18处的压力P_tc或者出口压力P_出比在中间室38处的压力P_s高，即：

P_入>P_s<P_出

并且同样地，

P_入>P_tc≥P_出

现在针对附图的图4、图5A、图5B和图8B，针对通常被标记为70的流体处理系统的另一实例加以注意。该流体处理系统70类似于结合图1和图2公开的流体处理系统，然而有一些不同，如将在下文中讨论的。

流体处理系统70包括配置有流体入口74(原流体入口)的圆柱形壳体72，流体入口74配置在壳体72的底部部分处并且延伸到原流体室76中。配置有流体出口80的流体处理室78在壳体72的上部部分处延伸。然而应理解，流体流动也可能在相反的方向进行。

配置的一对过滤模块84在原流体室76和流体处理室78之间延伸，该对过滤模块84具有在原流体室76内延伸的入口86，所述入口86延伸到过滤模块84中的每一个的过滤空间88中。

如结合图1和图2的实例所讨论的，应理解，过滤模块84可以为任何类型的过滤模块，例如盘型过滤模块、桩型过滤模块、螺纹式过滤模块、屏式过滤模块等等。此外，过滤模块的数量和构造可以变化并且除了过滤模块之外，还可以设置一种或多种其他流体处理单元，例如混合器及类似物。

还应注意，流体处理室78通过三个隔板水平面(即，壁)，即隔板92、隔板94和隔板96，与原流体室76分离，从而在隔板92、94和96之间界定了两个中间室，即与原流体室76关联的第一中间室98、以及与过滤模块84的联接部分和流体处理室78关联的第二中间室100。

第一中间室98与原流体室76密封地分离并且第二中间室100与流体处理室78密封地分离，且同样地所述第一中间室98与第二中间室100密封地分离，这通过多个密封构件来完成，本实施例中的密封构件是O型环112、114、116和118。然而，应理解，可以提供不同的密封方法，例如垫片、面对面密封接触等。

两个出口126从第一中间室98延伸，通至大气并且配置有外螺纹128，外螺纹128配置成联接到排水管(未示出)或屏障以防止液体、灰尘、昆虫及类似物出来。两个出口130从第二中间室100延伸，通至大气，也配置有外螺纹128。

所公开的实施例的装置使得原流体通过流体入口74进入，流过原流体室76，流过过滤模块84的入口86，其中流体经受通过对其加压使透过过滤模块84流到流体处理室78的过滤，并且接着经过流体出口80离开过滤处理系统70。流体流动路径在附图中通过实线箭头表示。

在原流体室76和第一中间室98之间延伸的、和/或在流体处理室78和第二中间室100之间延伸的、和/或在第一中间室及第二中间室中的任一个和过滤模块84的支撑部之间延伸的密封装置(即，O型环)之间泄漏的情况下，任何泄漏流体必将从高压区流至低压区，即，或者流入到第一中间室98中或者流入到第二中间室100中，第一中间室98和第二中间室100通至大气。

然而，应理解，除了通至大气之外，第一中间室98和第二中间室100中任一个或者两者都可以置于低压，即真空。

在图5中，一组实线箭头表示在正常的过滤过程中的流体流动，流体经由入口74进入流体处理系统70的原流体室76，并且接着进入到过滤模块84中，其中流体在压力下穿过过滤介质并且从过滤空间88出来进入到流体处理室78，并且接着通过出口80离开系统。然而，在泄漏的情况下，例如由于O型环112、114、116和118中的任一个或多个的失效或挤压，或由于在组件的密封部件之间的灰尘的存在，流体可能如由虚线箭头所示的，从原流体室76和/或流体处理室78或过滤模块84的附近分别泄漏到中间室98和100，且穿过各自的口126和130从那里出来。

图4和图5中所公开的装置在图8B的框图中被示意性表示，其中实线箭头线表示受压流体在其处理过程中在流体处理系统70内的流动，且虚线箭头线表示在任一/或原流体室、流体处理室或过滤模块之间的泄漏，如上文所讨论的。

与入口室和流体处理室中的每一个(或流体处理系统中的任何其他室)关联的中间室的提供便于泄漏的容易识别和区分以及其与各自的源的关联。

如图8B中所表示的，在入口74处和原流体室76处的压力P_入、以及在流体处理室78处的压力P_tc或者出口压力P_出分别比在中间室98和100处的压力P_s1和P_s2高，即：

P_入>P_s1；P_s2<P_出

这也可以表示为：

P_入>P_s1≈P_s2<P_出

并且同样地：

P_入>P_tc≥P_出

在图6和图7中示出的、以及图8C中示意性表示的实施方式涉及包括圆柱形壳体122的流体处理系统120，圆柱形壳体122配置有在壳体122的底部部分处并且延伸到第一原流体室126中的第一流体入口124(第一原流体入口)。在壳体122的顶部部分处并且延伸到第二原流体室130中的第二流体入口128(第二原流体入口)在壳体122的上部部分处延伸。

流体处理室148在第一原流体室126和第二流体入口128之间延伸，所述流体处理室148配置有流体出口150。然而要理解的是，流体流动也可能在相反的方向进行(即，穿过口150进入并且穿过口124及128中的一个或两个出去)。

配置的一对过滤模块156在第一原流体室126和第二原流体室130之间的流体处理室148内延伸，各自具有在第一原流体室126内延伸的底部入口158和在第一原流体室126内延伸的顶部入口162，所述入口158和126延伸到过滤模块156中的每一个的过滤空间164中。

如结合图1至图6的实施例所讨论的，应理解，过滤模块可以为任何类型的过滤模块，例如盘型过滤模块、桩型过滤模块、螺纹式过滤模块、屏式过滤模块等等。此外，过滤模块的数量和构造可以变化并且除了过滤模块之外，还可以设置一个或多个其他流体处理单元，例如混合器及类似物。

还应注意，流体处理室148通过三个隔板水平面(即，壁)即隔板170、172和174，与第一原流体室126分离，从而在隔板170、172和174之间界定了两个中间室，即与第一原流体室126关联的第一中间室176、以及与过滤模块156的联接部分和流体处理室148关联的第二中间室178。同样地，流体处理室148通过三个隔板水平面(即，壁)即隔板180、182和184，与第二原流体室126分离，因此在隔板180、182和184之间界定了两个中间室，即与第二原流体室126关联的第三中间室190、以及与过滤模块156的联接部分和流体处理室148关联的第四中间室192。

第一中间室176与第一原流体室126密封地分离并且第二中间室178与流体处理室148密封地分离，且同样地，所述第一中间室176与第二中间室178密封地分离，这通过多个密封构件来完成，本实施例中的密封构件是O型环202、204、206和208。同样地，第三中间室190与第二原流体室130密封地分离并且第四中间室192与流体处理室148密封地分离，且所述第三中间室190与第四中间室192密封地分离，这通过多个密封构件来完成，本实施例中的密封构件分别是O型环210、212、214和216。

然而，应理解，可以提供不同的密封方法，例如垫片、面对面密封接触等。

两个出口220从第一中间室176延伸，通至大气并且配置有外螺纹222，外螺纹222配置成联接到排水管(未示出)或屏障以防止液体、灰尘、昆虫及类似物出来。然而，屏障实质上不造成压头损失。两个出口226从第二中间室178延伸，通至大气，也配置有外螺纹228。类似地，第三中间室190配置有两个出口230，该两个出口230通至大气并且配置有外螺纹232，该外螺纹232配置成联接到排水管(未示出)或屏障以防止液体、灰尘、昆虫及类似物出来。两个出口230从第四中间室192延伸，通至大气，还配置有外螺纹232。

本公开的装置使得原流体分别穿过第一流体入口124和第二入口128进入，流过第一原流体室126和第二原流体室130，接着流过过滤模块156的入口158及162，其中流体经受通过对其加压使透过过滤模块156流至流体处理室148的过滤，并且接着穿过流体出口150离开过滤处理系统120。流体流动路径在附图中通过实线箭头表示。

在第一原流体室126和第一中间室176之间延伸的、和/或在流体处理室148和第二中间室178之间延伸的、和/或在第一中间室及第二中间室中的任一个和过滤模块156的支撑部之间延伸的、或者在第二原流体室130和第三中间室190之间延伸的、和/或在流体处理室148和第四中间室192之间延伸的、和/或在第三中间室及第四中间室中的任一个和过滤模块156的支撑部之间延伸的密封装置(即，O型环)之间泄漏的情况下，任何泄漏流体必将从高压区流至低压区，即，流入到通至大气的相应中间室中的任一个或多个中。

然而，应理解，除了通至大气之外，第一中间室98、100、190和192中的任一个或多个都能够置于比大气压力低，即，真空。

在图7中，一组实线箭头表示在正常的过滤过程中的流体流动，流体经由流体处理系统120的第一入口124进入第一原流体室126且经由流体处理系统120的第二入口128进入第二原流体室130，并且接着进入到过滤模块156中，其中流体在压力下穿过过滤介质并且从过滤空间164出来进入到流体处理室148中，并且接着穿过出口150离开系统。然而在泄漏的情况下，例如由于O型环200、202、204、206、210、212、214和216中的任一个或多个的失效或挤压，或由于在组件的密封部件之间的灰尘的存在，流体可能如由虚线箭头所示的，从原流体室126和130、和/或流体处理室148或过滤模块156的附近分别泄漏到中间室176、178、190和192中，且通过各自的口122、226、230和234从那里排出。

图6和图7中所公开的装置在图8C的框图中被示意性表示，其中实线箭头线表示受压流体在其处理过程中在流体处理系统120内的流动，并且虚线箭头线表示在任一/或原流体室、流体处理室或过滤模块之间的泄漏，如上文所讨论的。

与入口室和流体处理室中的每一个(或流体处理系统的任何其他室)关联的中间室的提供便于泄漏的容易识别和区分以及其与各自的源的关联。

如图8C中所表示的，第一原流体室126的压力P_入1、在第二原流体室130处的压力P_入2以及在流体处理室148处的压力P_tc或者出口压力P_出比在各自的中间室176、178、190和192处的压力P_s1、P_s2、P_s3和P_s4高，即：

P_入1>P_s1；P_s2<P_出

P_入2>P_s4；P_s3<P_出

该装置保证在流体处理系统内的任何位置处发生的泄漏将从高压区流至低压区，并且还便于泄漏的容易识别和区分以及其与各自的源的关联。

现在参考图9，其示出了根据所公开的主题的不同的流体处理系统的一部分，即通常标记为250的流体混合器。混合器包括壳体254，壳体254分成平行地延伸并且相互密封的三个室256、258和260，然而每个室分别配置有入口264、266和268。压力帽264A、266A和268A分别配置在每个室内，以用于在相对压力下保持每个室内含有的流体。

混合器轴270穿过壳体254并且穿过三个室256、258和260中的每一个室延伸。密封元件(实施例中的O型环)274可旋转地支撑混合器轴270并且对在室之间的通道进行密封。通风的中间室在相邻的室之间延伸(通风的中间室282在室256和258之间延伸；通风的中间室284在室258和260之间延伸；以及通风的中间室285在室260和壳体之间延伸)。通风室282和284中的每一个分别配置有出口286、288和290。

混合器轴270的旋转伴有混合器叶片(未示出，配置成安装在容器279处)的旋转，这导致室256、258和260内包含的流体的混合。

然而，在支撑往复式混合器轴270的O型环中的任一个的附近处发生泄漏的情况下，泄漏流体将流入到各自的通风中间室282、284或285中并且将接着穿过各自的出口286、288或290流出混合器250。

作为例证，超越密封构件(即O型环274)的泄漏流体将从室内的高压区流至存在于各自的中间室内的低压区并且从那离开系统。

虽然上文公开的实施例中提及的流体处理系统是过滤单元，但应理解，所公开的主题可配置成任何流体处理系统，例如医药管理设备、流体混合器、流体化学处理设备等。

Claims (12)

1.一种流体过滤系统，其包括配置有至少一个流体出口和延伸到原流体室中的至少一个流体入口的壳体，至少一个流体处理室布置在所述至少一个流体入口和所述至少一个流体出口之间并且与所述至少一个流体入口和所述至少一个流体出口流体连通；

其中所述至少一个流体处理室通过至少三个隔板壁与所述原流体室密封地分离，从而在其间界定至少两个中间室；

其中所述至少两个中间室布置在所述至少一个流体入口和所述至少一个流体处理室之间；

其中所述至少两个中间室通至大气或者可联接到真空源；

其中所述系统还包括在所述原流体室和所述至少一个流体处理室之间延伸的至少一个过滤模块，所述至少一个过滤模块具有在所述原流体室内延伸的入口，并且其中所述至少一个过滤模块的所述入口延伸到所述至少一个过滤模块的过滤空间中；

其中所述系统还包括与所述原流体室和所述流体处理室两者密封地分离的所述至少一个过滤模块的联接部分；

其中所述至少两个中间室包括与所述原流体室关联的第一中间室和与所述流体处理室关联的第二中间室，其中所述第一中间室连接到第一出口，其中所述第二中间室连接到第二出口，从而泄漏源能够通过测定从所述第一出口和所述第二出口的排放或蒸发被清楚地识别。

2.根据权利要求1所述的流体过滤系统，其中装置使得在每个相应流体入口处的压力P_入、以及在所述至少一个流体处理室处的压力Ptc或在所述至少一个流体出口处的压力P出比在所述至少两个中间室处的压力Ps高。

3.根据权利要求2所述的流体过滤系统，其中在所述至少一个流体处理室处的压力Ptc与在所述至少一个流体出口处的压力P_出大体相等。

4.根据权利要求1所述的流体过滤系统，其中所述至少一个流体处理室和所述至少一个流体出口直接流体连通并且处于大体相同的压力。

5.根据权利要求1所述的流体过滤系统，其中所述至少两个隔板壁大体上是互相平行的。

6.根据权利要求1所述的流体过滤系统，其中，所述至少两个中间室包括与所述流体处理系统的上游侧关联的第一中间室和与所述流体处理系统的下游侧关联的第二中间室。

7.根据权利要求1所述的流体过滤系统，其中所述第一中间室和所述第二中间室是不同的。

8.根据权利要求1所述的流体过滤系统，其中所述至少一个中间室的出口装有护罩。

9.根据权利要求1所述的流体过滤系统，其中所述至少一个中间室的出口装有单向阀。

10.根据权利要求1所述的流体过滤系统，其中所述流体处理系统配置成处理任何流体。

11.根据权利要求1所述的流体过滤系统，其中所述流体处理系统是液体过滤单元。

12.根据权利要求1所述的流体过滤系统，其中所述第一中间室与第一密封装置关联，从而所述第一密封装置的失效通过测定从所述第一出口的排放或蒸发被清楚地识别；并且其中所述第二中间室与第二密封装置关联，从而所述第二密封装置的失效通过测定从所述第二出口的排放或蒸发被清楚地识别。