CN110585801A - 一种采用旋流分离的管道式过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用旋流分离的管道式过滤器，它涉及过滤器技术领域。外筒体的上部通过法兰与上游管道连接，相接处通过法兰螺母与法兰螺柱固定，法兰连接处设置有密封垫片，外筒体内部依次安装有导流锥、旋流发生器、过滤筒，旋流发生器上阵列排布有导流叶片，过滤筒的外围设置有过滤网，外筒体的下部安装有出口管，出口管的一端固定在过滤筒的底端，外筒体与过滤筒之间形成的环腔为分离腔，外筒体与出口管之间形成的环腔为沉积腔，分离腔靠近外筒体内壁处形成有固体物富集区，分离腔靠近过滤筒一侧形成有纯净流体区，所述的外筒体的底部设置有排污口。本发明降低了过滤网的负荷，提高过滤器的连续工作能力和过滤能力，应用前景广阔。

Description

一种采用旋流分离的管道式过滤器

技术领域

本发明涉及的是过滤器技术领域，具体涉及一种采用旋流分离的管道式过滤器。

背景技术

采用泵、管道、阀门、压力容器等设备构成的管道流动系统，有时会因各种原因产生管道内的固体物质，如氧化物、密封垫残片、焊渣、氧化生成物等多种形式的管道内固体物质，因此需要采用过滤器过滤这些物质，以保持管道内流体的清洁，防止其危害设备或者工艺的正常进行。目前，常用的过滤器有管道式过滤器及提篮式过滤器两种。

管道式过滤器(图1)，由上游管道1、法兰螺母2、法兰螺柱3、密封垫片4、法兰5、过滤筒8、过滤网9、外筒体11、下游管道15、支撑环20、滤筒螺柱21、滤筒螺母22组成，安装时，通过滤筒螺柱21、滤筒螺母22将过滤筒8固定在外筒体11内，过滤筒8外部包裹有不锈钢过滤网9，并用螺钉固定在过滤筒8上，上游流体通过过滤筒8与外筒体11之间的环隙流过滤网，将流体中的杂质留在过滤网9上，然后流体经过滤筒8中间的空洞流出到下游管道15。当需要更换过滤网9时，拆除上下游连接法兰5的法兰螺母2、法兰螺柱3，取下整个过滤器，然后方可取出过滤筒8，并更换过滤网9。

提篮式过滤器(图2)，由上游管道1、法兰螺母2、法兰螺柱3、密封垫片4、法兰5、过滤筒8、过滤网9、外筒体11、出口管14、下游管道15、法兰盖23、进口管24组成。安装时，将过滤筒8固定在外筒体11中，过滤筒8外部包裹有不锈钢过滤网9，并用螺钉固定在过滤筒8上，流体从外筒体11侧面进入外筒体11与过滤筒8之间的环腔，将流体中的杂质留在过滤网9上，然后流体经过滤筒8中间的空洞流出，然后经外筒体11侧面的出口管14流出到下游管道15。当需要更换过滤网9时，拆除固定法兰盖23的法兰螺母2、法兰螺柱3，就可取出过滤筒8，并更换过滤网9。

上述过滤器存在以下缺陷：

(1)过滤器过滤网上的杂质，随着时间的推移，会越积越多，从而堵塞过滤网，增大流动阻力，并有可能导致滤网破裂；

(2)当有时突然出现大量杂质时，过滤器可能因此丧失过滤能力，迫使装置停用；

(3)过滤器的过滤能力取决于滤网的目数，当目数越小时，过滤器的负荷越重。

为了解决上述问题，设计一种新型的采用旋流分离的管道式过滤器尤为必要。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种采用旋流分离的管道式过滤器，结构简单，设计合理，降低了过滤网的负荷，提高过滤器的连续工作能力和过滤能力，实用性强，易于推广使用。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种采用旋流分离的管道式过滤器，包括上游管道、法兰螺母、法兰螺柱、密封垫片、法兰、导流锥、旋流发生器、过滤筒、过滤网、分离腔、外筒体、沉积腔、排污口、出口管、下游管道，外筒体的上部通过法兰与上游管道连接，相接处通过法兰螺母与法兰螺柱固定，法兰连接处设置有密封垫片，外筒体内部依次安装有导流锥、旋流发生器、过滤筒，导流锥设置在外筒体与上游管道的入口处，过滤筒的外围设置有过滤网，外筒体的下部安装有出口管，出口管的一端固定在过滤筒的底端，所述的外筒体与过滤筒之间形成的环腔为分离腔，外筒体与出口管之间形成的环腔为沉积腔，所述的外筒体的底部设置有排污口。

作为优选，所述的旋流发生器为叶片状结构，旋流发生器上阵列排布有与轴线呈倾斜夹角的导流叶片，旋流发生器使流体产生绕轴向旋转的流动，从而实现固体物的分离，同时通过控制叶片的角度，可以控制旋转流动速度。

作为优选，所述的分离腔靠近外筒体内壁处形成有固体物富集区，分离腔靠近过滤筒一侧形成有纯净流体区。

作为优选，所述的排污口连接的排污管道上安装有排污阀，依靠排污阀，可以在线排除杂物，从而实现过滤器的长时间工作。

作为优选，所述的导流叶片为倾斜直叶片、扭转直叶片、弯曲叶片中的一种。

本发明的有益效果：(1)采用旋流分离的方法实现固体物的预先分离，大部分过滤物可以进入沉积腔，从而极大降低了过滤网的负荷；

(2)旋流离心分离，即使一些固体物粒径较小，当其密度比流体明显大时，也可以依靠离心分离的作用，实现杂质的去除，从而提高过滤器的过滤能力；

(3)极大提高过滤器连续工作能力，降低因过滤器阻力升高而导致的回路检修时间。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为背景技术中管道式过滤器的结构示意图；

图2为背景技术中提篮式过滤器的结构示意图；

图3为本发明的结构示意图；

图4为本发明导流锥与旋流发生器的安装示意图；

图5为本发明旋流横截面的流动示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参照图3-5，本具体实施方式采用以下技术方案：一种采用旋流分离的管道式过滤器，包括上游管道1、法兰螺母2、法兰螺柱3、密封垫片4、法兰5、导流锥6、旋流发生器7、过滤筒8、过滤网9、分离腔10、外筒体11、沉积腔12、排污口13、出口管14、下游管道15，外筒体11的上部通过法兰5与上游管道1连接，相接处通过法兰螺母2与法兰螺柱3固定，法兰连接处设置有密封垫片4，外筒体11内部依次安装有导流锥6、旋流发生器7、过滤筒8，导流锥6设置在外筒体11与上游管道1的入口处，过滤筒8的外围设置有过滤网9，外筒体11的下部安装有出口管14，出口管14的一端固定在过滤筒8的底端，所述的外筒体11与过滤筒8之间形成的环腔为分离腔10，外筒体11与出口管14之间形成的环腔为沉积腔12，所述的分离腔10靠近外筒体11内壁处形成有固体物富集区17，分离腔10靠近过滤筒8一侧形成有纯净流体区18。

值得注意的是，所述的旋流发生器7为叶片状结构，旋流发生器7上阵列排布有与轴线呈倾斜夹角的导流叶片16，旋流发生器使流体产生绕轴向旋转的流动，从而实现固体物的分离，同时通过控制叶片的角度，可以控制旋转流动速度；所述的导流叶片16可以采用倾斜直叶片、扭转直叶片或弯曲叶片。

此外，所述外筒体11底部的沉积腔12连接有排污口13，所述排污口13相接的排污管道上安装有排污阀19，在合理选择阀门及排污结构的情况下，可以在线排除杂物，从而实现过滤器的长时间工作，极大的提高过滤器连续工作能力，降低了因过滤器阻力升高而导致的回路检修时间。

本具体实施方式的工作原理为：当流体从上游管道1进入过滤器入口时，首先经过导流锥6，导流锥6将流体分为环状流体，并流经其后的旋流发生器7，旋流发生器7中导流叶片16组成的阵列可以使轴向流动的流体产生绕流动轴线的旋转流动，当该旋转流动进入分离腔10以后，旋转流动导致的离心力可以迫使流体中密度大于水的固体物质在靠近外筒体11内壁的方向富集，从而在分离腔外侧形成固体物富集区17，而靠近过滤筒的一侧，则为较为干净的纯净流体区18，较为干净的流体经过滤网9进一步过滤后，经出口管14流向下游管道15；靠近外筒体11内壁面的固体物则在重力作用下，缓慢向下降落，最后沉入沉积腔12，并被沉积腔12收集。

本具体实施方式采用旋流离心分离的方法，在流体流动中制造一个绕轴线的旋转运动，从而使流体中的固体物质因旋转运动产生的离心力在壁面附近富集，从而实现固体杂质物的预先分离，大部分依靠离心分析出来的杂质，在重力作用下，可以沉降到沉积腔内，沉积腔将分离后的杂质收集，从而降低滤网表面杂质的沉积，延长了过滤器的低阻力工作时间，极大降低了过滤网的负荷，同时即使一些固体物粒径较小，当其密度比流体明显大时，也可以依靠离心分离的作用，实现杂质的去除，从而提高过滤器的过滤能力。

本具体实施方式具有单独的机械分离能力，将固体杂质分离到沉积腔，从而极大降低滤网的负荷，且可以提高对细小固体杂质的分离能力，相较于传统的过滤器结构，具有过滤固体杂质，降低滤网负荷、在线排污的优势，具备广阔的市场应用前景。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征，以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种采用旋流分离的管道式过滤器，其特征在于，包括上游管道(1)、法兰螺母(2)、法兰螺柱(3)、密封垫片(4)、法兰(5)、导流锥(6)、旋流发生器(7)、过滤筒(8)、过滤网(9)、分离腔(10)、外筒体(11)、沉积腔(12)、排污口(13)、出口管(14)、下游管道(15)，外筒体(11)的上部通过法兰(5)与上游管道(1)连接，相接处通过法兰螺母(2)与法兰螺柱(3)固定，法兰连接处设置有密封垫片(4)，外筒体(11)内部依次安装有导流锥(6)、旋流发生器(7)、过滤筒(8)，过滤筒(8)的外围设置有过滤网(9)，所述导流锥(6)设置在外筒体(11)与上游管道(1)的入口处，将流体分为环状流体，旋流发生器(7)使轴向流动的流体产生绕流动轴线的旋转流动，外筒体(11)的下部安装有出口管(14)，出口管(14)的一端固定在过滤筒(8)的底端，另一端与下游管道(15)相连，所述的外筒体(11)与过滤筒(8)之间形成的环腔为分离腔(10)，外筒体(11)与出口管(14)之间形成的环腔为沉积腔(12)，所述的外筒体(11)的底部设置有排污口(13)。

2.根据权利要求1所述的一种采用旋流分离的管道式过滤器，其特征在于，所述的旋流发生器(7)为叶片状结构，使流体产生绕轴向旋转的流动，实现固体物的分离，旋流发生器(7)上阵列排布有与轴线呈倾斜夹角的导流叶片(16)，通过控制叶片的角度，可以控制旋转流动速度。

3.根据权利要求1所述的一种采用旋流分离的管道式过滤器，其特征在于，所述的分离腔(10)靠近外筒体(11)内壁处形成有固体物富集区(17)，分离腔(10)靠近过滤筒(8)一侧形成有纯净流体区(18)。

4.根据权利要求1所述的一种采用旋流分离的管道式过滤器，其特征在于，所述的排污口(13)连接的排污管道上安装有排污阀(19)，可以在线排除杂物，提高过滤器连续工作能力，实现过滤器的长时间工作。

5.根据权利要求2所述的一种采用旋流分离的管道式过滤器，其特征在于，所述的导流叶片(16)为倾斜直叶片。

6.根据权利要求2所述的一种采用旋流分离的管道式过滤器，其特征在于，所述的导流叶片(16)为扭转直叶片。

7.根据权利要求2所述的一种采用旋流分离的管道式过滤器，其特征在于，所述的导流叶片(16)为弯曲叶片。