CN113226513A - 颗粒过滤器和包含其的系统 - Google Patents

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Abstract

提供了可以与真空泵一起使用的颗粒过滤器的某些配置。在一些实例中，所述颗粒过滤器被配置成在向所述真空泵的入口提供流体流之前去除所述流体流中的颗粒。在一些情况下，所述颗粒过滤器可以在不使用任何过滤介质的情况下去除所述颗粒。所述颗粒过滤器可以被设计成允许在不破坏真空的情况下清空或去除过滤的颗粒。

Description

颗粒过滤器和包含其的系统
优先权申请
本申请要求于2018年10月24日提交的美国临时申请第62/750,092号的优先权和权益，所述美国临时申请的整个公开内容出于所有目的在此通过引用并入本文。
技术领域
本文所述的某些配置涉及可以与真空装置，例如，真空泵一起使用的颗粒过滤器。在一些实例中，存在颗粒过滤器或颗粒过滤器是真空系统的一部分，所述真空系统被设计成降低另一装置或系统中的压力。
背景技术
存在的细颗粒可以最终存在于真空泵中的一个或多个真空泵中。为了保护真空泵，添加了包含某种类型的固体过滤介质的过滤器。此过滤介质会随着过滤介质变得充满了细颗粒而更改通过系统的传导。
发明内容
描述了被设计成去除细颗粒以保护真空泵的微粒或颗粒过滤器的某些方面、特征、实例、配置和实施例。在一些情况下，颗粒过滤器可以是无过滤介质的颗粒过滤器。在其它实例中，所述过滤器可期望地不会随着其过滤颗粒而随着时间的推移更改或改变通过系统的真空岐管的流体传导。颗粒过滤器的确切配置、形状、大小和几何形状、颗粒过滤器入口和出口以及其部分或区域可以变化，并且在下面更详细地描述了说明性配置。
在一方面，描述了一种颗粒过滤器。在某些情况下，所述颗粒过滤器可以被配置成从向真空泵提供的流体进料中去除颗粒，所述真空泵可以将系统中的压力降低到小于大气压力。在一些实例中，所述颗粒过滤器可以定位在所述系统与所述真空泵的入口之间，以在所述系统中在所述流体进入到所述真空泵入口中之前在不使用任何过滤介质的情况下从所述流体中去除颗粒。
在某些实施例中，所述颗粒过滤器包括气旋式颗粒分离器。在其它实施例中，所述气旋式颗粒分离器包括入口、出口和将所述入口流体地联接到所述出口的室，其中所述颗粒过滤器的所述入口包括与所述气旋式颗粒分离器的所述出口不同的横截面形状。在一些实施例中，所述气旋式颗粒分离器包括入口、出口和将所述入口流体地联接到所述出口的室，其中所述颗粒过滤器的所述入口包括与所述气旋式颗粒分离器的所述出口类似的横截面形状。在其它实例中，所述颗粒过滤器包括静电筛。在另外的实例中，所述颗粒过滤器包括文丘里洗涤器(venturi scrubber)。在一些实例中，所述颗粒过滤器被配置成在质量分析仪与质谱仪的粗抽泵之间成直线。在其它实施例中，可以存在第二颗粒过滤器，所述第二颗粒过滤器流体地联接到所述颗粒过滤器并且与所述颗粒过滤器串联定位。在一些实例中，可以存在收容器，所述收容器流体地联接到所述颗粒过滤器并且被配置成收纳从所述流体滤出的颗粒。在其它情况下，在所述收容器与所述颗粒过滤器之间可以存在阀，其中所述阀允许在不破坏所述系统中的真空的情况下清空所述收容器。
在另一方面，一种方法包括通过将流体从流体地联接到真空泵的装置泵送穿过定位在所述装置与所述真空泵之间的颗粒过滤器来降低所述装置中的压力，其中所述颗粒过滤器被配置成在所述流体进入到所述真空泵中之前通过气旋地分离泵送的流体中的颗粒来去除所述流体中的所述颗粒。
在某些实施例中，所述装置是质量分析仪。在其它实施例中，所述装置是真空沉积室。在一些情况下，所述装置是冻干器。在其它实例中，气旋地分离所述流体中的所述颗粒的步骤包括使用气旋式颗粒分离器。
在另外的方面，一种方法包括通过将流体从使用流体地联接到系统的真空泵的装置泵送穿过定位在所述装置与所述真空泵之间的颗粒过滤器来降低所述装置中的压力，其中所述颗粒过滤器被配置成在所述流体进入到所述真空泵中之前，在不使用任何过滤介质的情况下，通过过滤出泵送的流体中的颗粒来去除所述流体中的颗粒，因此基本上无颗粒离开所述颗粒过滤器。
在一些实例中，所述方法包括将过滤出的颗粒收集在流体地联接到所述颗粒过滤器的收容器中。在一些实例中，所述方法包括在不破坏所述装置中的真空的情况下从所述收容器中清空收集的颗粒。在其它实例中，所述方法包括使用气旋式颗粒分离器气旋地分离所述流体中的所述颗粒。在一些实例中，所述方法包括使用静电筛或文丘里洗涤器来分离所述流体中的所述颗粒。
在另一方面，公开了一种真空系统，所述真空系统包括真空泵和所述真空泵的入口上游的颗粒过滤器。在一些配置中，所述真空系统的所述颗粒过滤器被配置成在流体进入到所述真空泵中之前去除所述流体中的颗粒。在一些实例中，所述颗粒过滤器被配置成在不使用任何过滤介质的情况下去除颗粒。在某些实施例中，所述颗粒过滤器包括气旋式颗粒分离器。在其它实施例中，所述气旋式颗粒分离器的入口包括与所述气旋式颗粒分离器的出口的内径基本上类似的内径。在另外的实例中，所述颗粒过滤器包括静电筛。在一些实例中，所述颗粒过滤器包括文丘里洗涤器。
在另一方面，一种真空系统包括真空泵和所述真空泵的入口上游的颗粒过滤器，所述颗粒过滤器被配置成在流体进入到所述真空泵中之前去除所述流体中的颗粒，并且其中所述颗粒过滤器包括气旋式颗粒分离器。在某些实施例中，所述真空系统包括流体地联接到所述气旋式颗粒分离器的收容器，其中所述收容器被配置成收纳去除的颗粒。在其它实施例中，所述真空系统包括流体地联接到所述气旋式分离器和所述收容器的阀，其中所述阀被配置成在打开位置与关闭位置之间致动，并且其中在所述关闭位置中，所述收容器可以在不破坏所述真空系统中的真空的情况下得到去除。在另外的实施例中，所述真空泵被配置为隔膜泵或旋转式叶片泵。在一些实例中，所述颗粒过滤器的出口在没有任何中间的流体管线的情况下直接联接到所述真空泵的入口。
在另外的方面，描述了一种质谱仪，所述质谱仪包括真空泵，所述真空泵流体地联接到真空歧管并且被配置成从所述真空歧管泵送流体以降低所述真空歧管内的压力。在一些配置中，所述质谱仪包括颗粒过滤器，所述颗粒过滤器被配置成在所述流体进入到所述真空泵中之前去除所述流体中的颗粒，其中所述颗粒过滤器被配置成在不使用任何过滤介质的情况下去除颗粒，并且其中所述颗粒过滤器通过所述颗粒过滤器的入口流体地联接到所述真空歧管并且通过所述颗粒过滤器的出口流体地联接到所述真空泵。在某些实例中，所述颗粒过滤器进一步包括被配置成收纳去除的颗粒的收容器。在其它实例中，所述真空泵被配置为粗抽真空泵。在一些情况下，所述颗粒过滤器的所述入口的内径被大小设定成与所述颗粒过滤器的所述出口的内径基本上类似(或相同)，以在第一时间段内提供穿过所述真空歧管的基本上恒定的流体传导。在某些实例中，所述颗粒过滤器的所述入口和所述颗粒过滤器的所述出口中的每一个包括阀，所述阀被配置成更改所述入口的内径和所述出口的内径以允许穿过所述真空歧管的可选择的流体传导。在其它实例中，所述颗粒过滤器包括气旋式颗粒分离器和流体地联接到所述气旋式颗粒分离器的收容器，其中所述收容器被配置成收纳去除的颗粒。在一些情况下，所述质谱仪包括流体地联接到所述气旋式颗粒分离器和所述收容器的阀，其中所述阀被配置成致动到关闭位置以允许在所述真空歧管中的真空压力没有任何实质性改变的情况下去除所述收容器。在一些实例中，所述颗粒过滤器被定位在所述质谱仪的壳体外部。在其它实施例中，所述质谱仪包括流体地联接到所述颗粒过滤器的第二颗粒过滤器。在一些实例中，所述颗粒过滤器被配置为静电筛或文丘里洗涤器。
在另一方面，一种套件包括颗粒过滤器，所述颗粒过滤器被配置成从向真空泵提供的流体进料中去除颗粒，所述真空泵可以将系统中的压力降低到小于大气压力，所述颗粒过滤器定位在所述系统与所述真空泵的入口之间，以在不使用任何过滤介质的情况下，在所述流体进入到所述真空泵入口中之前从所述系统中的所述流体中去除颗粒；以及书面或电子说明书，所述书面或电子说明书用于在质谱仪中使用所述颗粒过滤器以在向所述质谱仪的泵提供流体之前从流体中过滤所述颗粒。在一些实例中，所述颗粒过滤器被配置成在真空歧管与粗抽泵之间成直线联接。
在另一方面，描述了一种用于与质谱仪一起使用的颗粒过滤器。例如，所述质谱仪可以包括一个或多个真空泵，所述一个或多个真空泵流体地联接到真空歧管并且被配置成从所述真空歧管泵送流体以降低所述真空歧管内的压力。所述质谱仪可以包括被配置成在所述流体进入到所述真空泵中之前去除所述流体中的颗粒的颗粒过滤器。在一些实例中，所述颗粒过滤器被配置成在不使用任何过滤介质的情况下去除颗粒。在其它情况下，所述颗粒过滤器通过所述颗粒过滤器的入口流体地联接到所述真空歧管并且通过所述颗粒过滤器的出口流体地联接到所述真空泵。
在某些实施例中，所述颗粒过滤器进一步包括被配置成收纳去除的颗粒的收容器，例如，可以去除和清洁/清空的收容器。在其它实施例中，所述真空泵被配置为粗抽真空泵。
在一些实例下，所述颗粒过滤器的所述入口的内径被大小设定成与所述颗粒过滤器的所述出口的内径基本上类似(或相同)，以在第一时间段内提供穿过所述真空歧管的基本上恒定的流体传导。
在其它实例中，所述颗粒过滤器的所述入口和所述颗粒过滤器的所述出口中的每一个包括阀，所述阀被配置成更改所述入口的内径和所述出口的内径以允许穿过所述真空歧管的可选择的流体传导。
在一些实施例中，所述颗粒过滤器包括气旋式颗粒分离器和流体地联接到所述气旋式颗粒分离器的收容器，其中所述收容器被配置成收纳去除的颗粒。在其它实例中，可以存在阀，所述阀流体地联接到所述气旋式颗粒分离器和所述收容器，其中所述阀被配置成致动到关闭位置以允许在所述真空歧管中的真空压力没有任何实质性改变的情况下去除所述收容器。
在一些实例中，所述颗粒过滤器被定位在所述质谱仪的壳体外部，例如以促进容易地去除和清洁任何相关联的颗粒收容器。
在某些实施例中，可以存在第二颗粒过滤器，并且所述第二颗粒过滤器流体地联接到所述颗粒过滤器。
在一些实例中，所述颗粒过滤器可以被配置为静电筛或文丘里洗涤器。
在某些实例中，所述质谱仪可以包括样品引入装置、电离源/装置、反应/碰撞池、一个或多个质量分析仪和检测器，其中所述样品引入装置流体地联接到所述电离源，其中所述电离源通过差动泵浦接口和离子聚焦光学器件流体地联接到所述质量分析仪，其中所述质量分析仪流体地联接到所述检测器，并且其中一个或多个所述质量分析仪、所述反应/碰撞池、所述检测器和其它聚焦光学器件容纳在真空歧管或室中。
在某些实施例中，所述电离装置包括电感耦合的等离子体。在其它实施例中，所述质量分析仪包括至少一个四极。在一些实例中，所述检测器包括电子倍增器。
在一些实施例中，所述真空歧管流体地联接到粗抽真空泵和涡轮分子泵，并且所述颗粒过滤器存在于所述真空歧管与所述粗抽真空泵之间的前级管线中。
在一些实例中，所述颗粒过滤器包括气旋式颗粒分离器，所述气旋式颗粒分离器通过所述气旋式颗粒分离器的入口流体地联接到所述真空歧管并且通过所述气旋式颗粒分离器的出口流体地联接到所述粗抽真空泵的入口，并且其中所述气旋式颗粒分离器的所述入口包括与所述气旋式颗粒分离器的所述出口的内径基本上类似的内径。
在其它实例中，所述颗粒过滤器包括静电筛。
在某些实例中，所述颗粒过滤器包括文丘里洗涤器。
在另外的实例中，所述质谱仪的所述检测器包括飞行时间装置。
在另一方面，描述了一种真空系统，所述真空系统包括真空泵和所述真空泵的入口上游的颗粒过滤器。在一些情况下，所述颗粒过滤器可以被配置成在流体进入到所述真空泵中之前去除所述流体中的颗粒。在一些实施例中，所述颗粒过滤器被配置成在不使用任何过滤介质的情况下去除颗粒。
在某些实例中，所述颗粒过滤器包括气旋式颗粒分离器。例如，所述气旋式颗粒分离器的入口的内径可以包括与所述气旋式颗粒分离器的出口的内径基本上类似的内径。在其它实例中，所述颗粒过滤器包括静电筛。在另外的实例中，所述颗粒过滤器包括文丘里洗涤器(venturi scrubber)。
在另外的方面，一种真空系统可以包括真空泵和所述真空泵的入口上游的颗粒过滤器，其中所述颗粒过滤器被配置成在流体进入到所述真空泵中之前去除所述流体中的颗粒，包括气旋式颗粒分离器。
在一些实施例中，所述真空系统可以包括流体地联接到所述气旋式颗粒分离器的收容器，其中所述收容器被配置成收纳去除的颗粒。
在其它实例中，所述真空系统可以包括流体地联接到所述气旋式分离器和所述收容器的阀，其中所述阀被配置成在打开位置与关闭位置之间致动，并且其中在所述关闭位置中，所述收容器可以在不破坏所述真空系统中的真空的情况下得到去除。
在一些实施例中，所述真空泵被配置为隔膜泵或旋转叶片泵。
在其它实施例中，所述颗粒过滤器的出口在没有任何中间流体管线的情况下，直接联接到所述真空泵的入口。
在另一方面，一种方法包括使用流体地联接到装置的一个或多个真空泵通过将流体从所述装置泵送穿过定位在所述装置与所述真空泵之间的颗粒过滤器来降低所述装置中的压力，其中所述颗粒过滤器被配置成在所述流体进入到所述真空泵中之前通过气旋地分离泵送的流体中的颗粒，例如通过将所述颗粒与所述流体中的其它组分分离来去除所述流体中的所述颗粒。
在另外的方面，一种方法包括使用流体地联接到质谱仪的一个或多个真空泵通过将流体从所述质谱仪泵送穿过定位在所述质谱仪与所述真空泵之间的颗粒过滤器来降低所述质谱仪中的压力，其中所述颗粒过滤器被配置成在所述流体进入到所述真空泵中之前通过气旋地分离泵送的流体中的颗粒，例如通过将所述颗粒与所述流体中的其它组分分离来去除所述流体中的所述颗粒。在一些实例中，所述颗粒过滤器存在于粗抽真空泵与所述质谱仪之间。
在另一方面，一种方法包括使用流体地联接到装置的一个或多个真空泵通过将流体从所述装置泵送穿过定位在所述装置与所述真空泵之间的颗粒过滤器来降低所述装置中的压力，其中所述颗粒过滤器被配置成在所述流体进入到所述真空泵中之前使用静电筛来过滤所述流体中的颗粒而去除泵送的流体中的所述颗粒。
在另外的方面，一种方法包括使用流体地联接到质谱仪的一个或多个真空泵通过将流体从所述质谱仪泵送穿过定位在所述质谱仪与所述真空泵之间的颗粒过滤器来降低所述质谱仪中的压力，其中所述颗粒过滤器被配置成在所述流体进入到所述真空泵中之前使用静电筛来过滤所述流体中的颗粒而去除泵送的流体中的所述颗粒。在一些配置中，所述颗粒过滤器存在于粗抽真空泵与所述质谱仪之间。
在另一方面，一种方法包括使用流体地联接到装置的一个或多个真空泵通过将流体从所述装置泵送穿过定位在所述装置与所述真空泵之间的颗粒过滤器来降低所述装置中的压力，其中所述颗粒过滤器被配置成在所述流体进入到所述真空泵中之前使用文丘里洗涤器来过滤所述流体中的颗粒而去除泵送的流体中的所述颗粒。
在另外的方面，一种方法包括使用流体地联接到质谱仪的一个或多个真空泵通过将流体从所述质谱仪泵送穿过定位在所述质谱仪与所述真空泵之间的颗粒过滤器来降低所述质谱仪中的压力，其中所述颗粒过滤器被配置成在所述流体进入到所述真空泵中之前使用文丘里洗涤器来过滤所述流体中的颗粒而去除泵送的流体中的所述颗粒。在一些实例中，所述颗粒过滤器存在于粗抽真空泵与所述质谱仪之间。
在另一方面，提供了一种促进保护质谱仪中的一个或多个真空泵的方法。例如，所述方法包括：提供颗粒过滤器，所述颗粒过滤器被配置成去除通过所述真空泵从所述质谱仪泵送的流体中的颗粒，其中所述颗粒过滤器不包含任何过滤介质；以及提供用于使用所述颗粒过滤器来保护所述真空泵的说明书。在一些实施例中，提供说明书的步骤包括提供用于将所述颗粒过滤器与粗抽真空泵一起使用的说明书。
在另外的方面，一种促进保护质谱仪中的一个或多个真空泵的方法包括：提供颗粒过滤器，所述颗粒过滤器被配置成去除通过所述真空泵从所述质谱仪泵送的流体中的颗粒，其中所述颗粒过滤器包括气旋式颗粒分离器；以及提供用于在所述质谱仪操作期间使用所述颗粒过滤器来保护所述真空泵的说明书。在某些实施例中，提供说明书的步骤包括提供用于将所述颗粒过滤器与粗抽真空泵一起使用的说明书。
在另一方面，一种促进保护质谱仪中的一个或多个真空泵的方法包括：提供颗粒过滤器，所述颗粒过滤器被配置成去除通过所述真空泵从所述质谱仪泵送的流体中的颗粒，其中所述颗粒过滤器包括静电筛；以及提供用于在所述质谱仪操作期间使用所述颗粒过滤器来保护所述真空泵的说明书。在一些实施例中，提供说明书的步骤包括提供用于将所述颗粒过滤器与粗抽真空泵一起使用的说明书。
在另外的方面，一种促进保护质谱仪中的真空泵的方法包括：提供颗粒过滤器，所述颗粒过滤器被配置成去除通过所述真空泵从所述质谱仪泵送的流体中的颗粒，其中所述颗粒过滤器包括文丘里洗涤器；以及提供用于在所述质谱仪操作期间使用所述颗粒过滤器来保护所述真空泵的说明书。在一些实例中，提供说明书的步骤包括提供用于将所述颗粒过滤器与粗抽真空泵一起使用的说明书。
在另一方面，公开了一种颗粒过滤器，所述颗粒过滤器被配置成在流体进入一个或多个真空泵，例如质谱仪的真空泵之前去除所述流体中的颗粒。在一些实施例中，所述颗粒过滤器包括定位成与真空泵入口串联并且位于其上游的气旋式颗粒分离器、静电筛或文丘里洗涤器中的一个或多个。在一些实例中，所述颗粒过滤器被配置成在所述流体进入到所述真空泵入口中之前从所述流体中去除颗粒。
另外的特征、配置、实例和配置在下面进行了更详细的描述。
附图说明
参考附图描述了某些特定配置，在附图中：
图1A是根据一些配置的流体地联接到真空泵的颗粒过滤器的框图；
图1B是根据一些配置的流体地联接到真空泵的两个颗粒过滤器的框图；
图2是根据一些配置的流体地联接到真空泵的颗粒过滤器的框图，其中所述颗粒过滤器包括收容器；
图3是根据一些实施例的包括气旋式分离器的颗粒过滤器的图示；
图4是根据一些配置的包括静电过滤器的颗粒过滤器的图示；
图5是根据某些实例的包括文丘里洗涤器的颗粒过滤器的图示；
图6是示出了根据一些实施例的粗抽泵或前级管线泵、涡轮分子泵和质量分析仪的框图；
图7是示出了根据某些实施例的质谱仪的某些组件的框图；
图8是示出了根据某些实施例的定位在仪器壳体外部的颗粒过滤器的图；
图9是根据某些配置的真空沉积系统的框图；
图10是根据一些实例的冷冻干燥设备的框图；
图11是示出了根据一些实例的如何可以使用本文所述的颗粒过滤器的流程图；
图12是根据一些实例的包括气旋式室、阀和收容器的颗粒过滤器的图示；
图13A是根据一些实施例的颗粒过滤器的图示，并且图13B是图13A的颗粒过滤器的横截面；
图14A、14B、14C和14D是根据一些实例的使用颗粒过滤器和具有不同平均粒径的颗粒执行的模拟的图示。
鉴于本公开的益处，技术人员将认识到，附图中的组件不必按比例示出并且不旨在解释为示出任何系统或装置中可以存在的所有组件。示出了某些说明性附图和示意图以描述本文描述的技术的一些新颖且发明性的属性和特征，并且可以省略许多组件以增加清晰度并且提供对各种配置的更加用户友好的描述。
具体实施方式
在某些配置中，本文所述的颗粒过滤器可以有利地保护流体地联接的真空泵免于收纳流体流中的颗粒中的至少一些或甚至全部颗粒，以保护真空泵组件。术语“流体地联接”是指以某种方式连接，使得流体可以从一个组件流动到另一组件的两个或更多个组件。尽管不需要，但是典型流体联接包含物理地连接两个组件的流体管线。在一些情况下，颗粒过滤器不包含任何过滤介质，而是相反被配置成使用物理力从流体流中去除颗粒。颗粒过滤器的各个实例在下面进行了更详细的描述。颗粒过滤器可以被设计成去除可能存在(例如，悬浮或夹带)于流体，如被抽吸离开一个装置并且进入真空装置(例如，真空泵)中的液体或气体中的颗粒、微粒物质和其它固体或半固体材料。可以从流体中去除许多不同大小的颗粒，包含直径小于10微米并且直径大于10微米的颗粒。颗粒过滤器、颗粒过滤器入口、颗粒过滤器出口以及颗粒过滤器的其它组件或区域的总体大小、形状和几何形状可以如期望的或基于从流体中去除某种大小或大小范围的颗粒而变化。在质谱的上下文中，通过真空泵泵送的流体典型地是可以包括分析物离子/原子以及其它物种的气体。
在某些实施例中，从各个装置泵送出的流体可以包含可以在下游与其它分子组合以产生可以沉淀出的盐的酸性或碱性材料。例如，在一些分析应用中，高酸性样品的分析可以将某些阴离子以高浓度引入到系统中。这些阴离子可以例如在接口或真空歧管处，与存在于系统的其它部分中的阳离子组合，以产生可以沉淀出的盐。盐的产生可能更改穿过系统的流体流动，例如，流体传导，并且还可能导致盐本身最终存在于真空泵中。
在一些实例中并且参照图1A，示出了流体地联接到真空泵120的颗粒过滤器110的简化框图。如所示出的，流体流典型地通过入口112进入颗粒过滤器110并且通过出口114离开颗粒过滤器110。泵120的入口122流体地联接到颗粒过滤器110的出口114。真空泵120位于颗粒过滤器110的下游，因为流体在被提供到真空泵120之前首先进入到颗粒过滤器110中。类似地，颗粒过滤器110位于真空泵120的上游，因为流体在被提供到泵120之前首先进入到过滤器110中。在使用颗粒过滤器110时，流体由于真空泵120提供负压而被抽吸，以通过入口112进入颗粒过滤器110(如通过箭头105示出的)。进入到颗粒过滤器110中的流体可以包括可能随时间的推移进入到真空泵120中并且损坏真空泵的颗粒、微粒物质或悬浮的固体材料。颗粒过滤器110被配置成在将流体拉入到真空泵120的入口122中并且然后通过真空泵120的出口(未示出)排放之前去除流体中的颗粒中的至少一些颗粒，例如颗粒中的基本上所有颗粒。通过使用定位在真空泵120的上游的颗粒过滤器110，进入到真空泵120中的流体可以基本上不含颗粒，以保护真空泵120。在某些实例中，颗粒过滤器110可以被配置成在不使用任何过滤介质的情况下去除颗粒。在其它情况下，可以通过颗粒过滤器110去除期望大小或大小范围的颗粒，例如高于某个平均粒径或低于某个平均粒径或在平均粒径范围内的颗粒。
在某些实例中，入口112的内径的大小和/或形状或几何形状可以与出口114的内径大约相同。不希望受到任何特定理论或任何一个具体配置的束缚，通过将颗粒过滤器入口和颗粒过滤器出口的内径大小设定成大约相同，通过流体地联接到颗粒过滤器的系统的传导不会随着时间的推移而基本上改变。相反，利用使用如铝硅酸盐或沸石或其它材料等过滤介质的常规过滤器，随着过滤介质变得充满了颗粒，流体传导会随时间的推移而改变。当质谱仪中存在颗粒过滤器来测量/检测离子时，此传导改变可能是特别不期望的。在其它情况下，入口112和出口114的形状、大小和/或几何形状可以不同。例如，可能期望的是入口112具有与出口114不同的形状，以协助过滤出某种大小的颗粒或更好地控制将颗粒引入到颗粒过滤器110中。说明性入口和出口横截面形状独立地包含但不限于圆形、正方形、矩形、椭圆形、三角形、四面体、梯形、五边形、六边形或其它形状。
在某些实例中，如果期望，可以串联或并联布置两个或更多个颗粒过滤器以增加过滤效率。一个图示在图1B中示出，在所述图中，示出了包括入口132和出口134的第二颗粒过滤器130与颗粒过滤器110和真空泵120成直线。颗粒过滤器110、130可以相同或可以不同。在一些情况下，颗粒过滤器中的每个颗粒过滤器可以使用相同的分离方法操作，例如，使用气旋式颗粒分离器，但是可以被不同地大小设定。在一些实例中，颗粒过滤器110、130中的每一个可以在不使用任何过滤介质的情况下分离或过滤颗粒。然而，如果期望，颗粒过滤器110、130之一可以包含过滤介质。
在某些实施例中，颗粒过滤器可以包括可以收纳经过滤的颗粒的收容器或其它容器或装置。参照图2，示出了通过过滤器的出口214和真空泵220的入口222流体地联接到真空泵220的颗粒过滤器210的框图。颗粒过滤器210还包括通过端口216联接到颗粒过滤器210的收容器230。在使用颗粒过滤器210时，流体可以通过入口212进入过滤器210，如箭头205所示。颗粒过滤器210被配置成例如在不使用任何过滤介质的情况下去除颗粒，并且允许残余流体通过入口222进入到真空泵220中。去除的颗粒可以沉淀出来或者另外通过端口216提供给收容器230。如以下更详细地指出的，收容器230可以被周期性地去除，以除去经过滤的颗粒。如果期望，则阀或其它装置可以存在于端口216中或者流体地联接到端口216，以从过滤器210关闭掉收容器230。此关闭可以允许去除收容器230，以在不破坏系统中的真空的情况下进行清空/清洁。在不破坏系统真空的情况下清洁颗粒过滤器是基本属性。常规过滤介质过滤器需要破坏真空以除去并且补充过滤介质。破坏真空需要显著的停机时间和机械上的努力，尤其是在低压系统中，如质谱仪、真空沉积装置、离子注入装置以及其中一些组件或级可以在小于大气压力的压力下操作的其它装置和系统。在一些实施例中，收容器230可以自动清空或清洁，例如，使用清洁液和用于控制阀的处理器，以允许以自动化方式去除任何颗粒。
在一些实施例中，本文所述的颗粒过滤器可以被配置成使用气旋式分离或涡旋分离来分离颗粒。例如，颗粒过滤器可以包括可以使用涡旋分离来去除流体中的颗粒的气旋式颗粒分离器。当从液体中去除微粒物质时，可以使用水力旋流器，并且当从气体中去除颗粒时，可以使用气体旋流器。不希望受到任何特定理论或任何一个特定配置的束缚，气旋式颗粒分离可以使用旋转作用，并且在一些情况下可以使用重力来从流体中过滤出颗粒。在一种配置中，在被称为旋流器的圆柱形或圆锥形容器中提供高速旋转空气流动。空气以螺旋模式流动，在入口处开始并且在出口处结束。减去了至少一些去除的颗粒的流体可以通过旋流器的中心以直流形式离开旋流器并且离开到顶部(或分离器的其它位置)之外。旋转流中的较大(更密集的)颗粒通常具有太大的惯性，以至于无法跟随空气流的紧密曲线，并且因此撞击分离器的外壁。这些颗粒然后掉落或落到旋流器的底部，这些颗粒可以在所述旋流器处除去，例如可以收集在室或储器中，如图2中示出的收容器230。
在一些实例中，气旋式颗粒分离器的一个图示在图3中示出。气旋式分离器300包括气旋式室305，所述气旋式室包括入口310和出口320。如本文所指出的，入口310的内径可以与出口320的内径大约相同，使得基本上恒定的流体传导存在。尽管未示出，但是入口310和出口320中的一个或两个可以包括可以更改入口310或出口320或两者的总内径的阀或致动器。当更改入口310的内径时，可能期望的是以对应方式更改出口320的内径。可以使用气旋式室305以在不使用过滤介质的情况下从进入到入口310中的流体中去除至少一些或基本上所有颗粒。如图3中的虚线示出的，出口320可以延伸到气旋式室305的圆锥形部分中，以确保更少的颗粒，例如基本上没有颗粒通过出口320离开气旋式室305。尽管在图3中示出了单个气旋式室305，但是两个或更多个气旋式室可以彼此流体地联接以增强流体中的颗粒过滤。例如，可以使用以不同角度定位或不同地大小设定或成形的气旋式室来去除具有宽大小分布的颗粒。在一些情况下，室可以包括两个、三个、四个或更多个不同的分离级，所述分离级的下游级被大小设定且被布置成去除比上游级更小的颗粒。通过利用不同级去除不同大小的颗粒，可以在流体进入到真空泵中之前去除流体流中的显著更多的颗粒。
在一些实例中，颗粒过滤器可以包括可以从流体流中去除颗粒的静电筛或静电除尘器。不希望受任何特定配置的束缚，静电除尘器典型地包括多个细竖直导丝，然后包括竖直地朝向的大扁平金属板的堆叠。精确的板间隔可以变化，其典型值为隔开约1cm到约18cm。流体流纵向流动穿过导丝之间的空间并且然后穿过板的堆叠。可以在导丝与板之间提供几千伏的负电压。如果施加的电压足够高，则电晕放电会使电极周围的空气电离，所述空气然后使流体流中的颗粒带电。带电颗粒由于静电力而朝接地板转向。颗粒堆积在收集板上并且从流体流中被除去。在一些情况下，可以存在两级设计(收集区段之前的单独带电区段)，所述两级设计可以最小化不希望的反应产物(例如臭氧)的产生，所述不希望的反应产物可能会不利地影响真空泵。在一些实施例中，静电除尘器可以与气旋式分离器组合使用以增强流体流中的颗粒的去除。参照图4，示出了静电过滤器的简化图示。静电过滤器包括分别邻近于一系列板422、424和426布置的导丝412、414和416。板422、424和426与导丝412、414和416之间的电压差导致颗粒积聚在板422、424和426上，这从进入的流体流中去除了颗粒。导丝和板的确切大小和形状可以变化，并且不限于图4的图示中示出的那些大小和形状。例如，可以使用圆形、正方形、椭圆形或其它形状的板。类似地，导丝412、414、416可以是盘绕的、实心的或者根据需要可以包括孔口或孔。
在其它情况下，本文所述的颗粒过滤器可以包括被配置成从流体中去除颗粒的一个或多个文丘里洗涤器。文丘里洗涤器典型地被设计成使用来自入口气体流的能量来雾化用于洗涤气体流的液体。文丘里洗涤器的一个图示在图5中示出。文丘里洗涤器500包括三个区段，包含会聚区段510、喉部区段520和发散区段530。入口流体流505进入会聚区段510，并且随着面积减小，气体速度增大。在喉部区段520处或在会聚区段510的入口处引入液体。迫使入口流体在小喉部区段520中以极高的速度移动并且从其壁剪切液体，从而产生大量的非常微小的液滴。颗粒去除可以在发散区段530中随着入口气体流与微小液体液滴的雾混合发生。然后，入口流通过发散区段530离开并且在其如箭头555所示离开装置500之前减速。在一些实例中，经雾化的液体提供了用于使颗粒撞击并被去除的表面。可以使用例如气旋式分离器将掺入了颗粒的这些液体液滴从出口流中除去，并且然后可以允许具有很少颗粒或无颗粒的所产生的流体流进入到真空泵中。
在一些实施例中，本文描述的颗粒过滤器可以与许多不同类型的真空泵一起使用，所述真空泵包含但不限于正排量泵、动量传递泵、再生泵、截留泵或其它类型的真空泵。
在一些实例中，真空泵被配置为隔膜泵。隔膜泵是使用挠性隔膜的往复作用来将流体移入和移出泵室的正排量泵。挠性隔膜在室的入口处提供将流体抽吸到室中的真空。
在其它实例中，真空泵被配置为旋转叶片泵。在一种情况下，旋转箱式泵包括在较大的圆形腔内旋转的圆形转子。这两个圆的中心偏移，导致偏心。允许叶片滑入和滑出转子并且在所有边缘上密封，从而提供提供泵送的叶片室。在泵的吸入侧，叶片室的体积增加。这些体积增加的叶片室填充有由入口压力迫使的流体。在泵的排放侧，叶片室的体积减小，将流体迫使到泵之外。叶片的作用随着每次旋转而驱动出相同体积的流体。如果期望，旋转叶片泵可以配置为多级旋转叶片真空泵。
在另一个实例中，真空泵可以被配置为活塞泵。活塞泵是使用由曲轴驱动的活塞来在高压下递送气体的正排量泵。吸入气体进入吸气歧管，然后流动到压缩气缸中，在所述压缩气缸中其由通过曲轴以往复运动驱动的活塞进行压缩，并且然后被排出。
在另外的实例中，真空泵可以被配置为液环泵。液环泵可以通过旋转偏心地位于圆柱形外壳内的叶片式叶轮来压缩气体。液体(通常是水)被馈送到泵中，并且通过离心加速度抵靠外壳的内侧形成移动的圆柱形环。此液环在叶轮叶片之间的空间中形成一系列密封，从而形成压缩室。叶轮的旋转轴线和外壳几何轴线之间的偏心导致叶片和环所围绕的体积的周期变化。可以通过外壳的端部中的入口端口将气体抽吸到泵中。将气体捕集在由叶轮叶片和液环形成的压缩室中。由叶轮旋转引起的体积的减小压缩向外壳的端部中的排放端口提供的气体。
在其它实例中，真空泵可以包括一个或多个涡旋件。在一种配置中，涡旋泵包括用于泵送、压缩或加压如液体和气体等流体的两个交错的涡旋件。叶片几何形状可以是渐开线、阿基米德螺线(Archimedean spiral)、混合曲线或可以采取其它形状。在典型配置中，旋涡件之一固定的，而其它偏心地绕轨道而行，而不是旋转。此作用用于在涡旋件之间捕集并且泵送流体的袋。用于产生压缩运动的另一种配置是处于同步运动中但其旋转中心偏移的共旋转旋涡件。相对运动与轨道运动相同。另一种变化包括其中阿基米德螺线充当蠕动泵的挠性管。
在另一种配置中，真空泵可以被配置为罗茨型泵(Roots type pump)。罗茨型泵是通过利用类似于一组拉伸齿轮的一对啮合叶泵送流体而操作的正排量叶泵。流体被捕集在围绕叶的袋中并且从吸入侧承载到排气。
在某些实施例中，本文所述的颗粒过滤器可以用作系统中的一个或多个真空泵的颗粒过滤器，在所述系统中，级或组件中的一个或多个在低于大气压力的压力下操作。例如，本文所述的颗粒过滤器可以与质谱仪系统一起使用，例如可以与粗抽泵或前级管线泵一起使用。许多MS系统的真空系统包括差动泵系统，所述差动泵系统包含建立“粗抽”真空的前级管线泵和位于质量分析仪主体上的用于建立用于质荷比(m/z)测量的高真空水平的一个或多个高真空泵，例如涡轮分子泵、扩散泵、低温泵等。不希望受任何一种配置的束缚，前级管线泵或粗抽泵典型地起到在一个或多个高真空泵建立期望的质量分析仪压力之前将质谱仪的特定区域内的压力降低到大约1帕(10-2托)的作用。粗抽泵可以被配置为许多不同类型的真空泵，如本文所述的那些，例如，油密封的旋转叶片泵，所述油密封的旋转叶片泵包括在偏心驱动轴上的在由弹簧加载的叶片密封的压缩室中旋转，从而将气体从入口侧移动到排气端口的活塞。典型地可以使用涡轮分子泵来实现在后撇渣器区域，例如撇渣器下游并且更靠近质谱仪的选择级的区域中产生的高真空，所述涡轮分子泵可以以许多不同的方式配置并且通常被配置为包括多个旋转箔或叶片的泵，所述旋转箔或叶片成被角度设定成压缩离开的分子并且逐渐将其向下抽吸穿过堆叠，并且通过排气端口抽吸出。涡轮分子泵通常以非常高的rpm自旋，例如60,000rpm或更高。涡轮分子泵还可以被配置为例如油扩散泵、无油扩散泵或低温泵(如果期望的话)。如果期望，系统中可以存在多于一个涡轮分子泵，以协助控制质量分析仪中的压力。
在某些实施例中并且参照图6，示出了质谱仪的某些组件的简化图示。质量分析仪610典型地包括用于分离和/或选择通过入口612进入到质量分析仪中的离子/原子的一个或多个级或组件(如下文进一步讨论的)。所选离子/原子可以通过出口614提供给下游组件，如检测器。质量分析仪中存在真空，其中真空压力通常从质量分析仪610的入口612朝出口614减小。可以使用前级管线泵640和一个或多个高真空泵，例如扩散泵、低温泵或涡轮分子泵，如泵620，来提供真空压力。前级管线泵640和涡轮分子泵620典型地在不同端口处各自流体地联接到真空歧管。例如，前级管线泵640可以通过前级管线605流体地联接到质量分析仪610。在使用图6中示出的组件时，前级管线泵640典型地将质谱仪系统中的压力降低到某种水平，例如10-2托。存在于涡轮分子泵620与真空岐管之间的一个或多个阀然后可以打开，以允许进一步地将压力泵低到例如10-6托或更少。如果期望，可以通过关闭真空歧管与前级管线泵640之间的阀来将前级管线泵640与真空歧管流体地解联接。然后，涡轮分子泵620可以提供用于质量分析仪610的下游级的高真空，以基于m/z比来选择离子。前级管线泵640典型地还用于使涡轮分子泵620“向后”通过将前级管线泵640流体地联接到涡轮分子泵620的流体管线615。例如，流体管线615中的向后阀(未示出)可以存在于前级管线泵640与涡轮分子泵640之间并且打开以允许前级管线泵640降低系统的流体管线中的压力。尽管在图6中未具体示出，但是后向阀典型地在颗粒过滤器630的上游。如本文所述的颗粒过滤器630可以存在于前级管线泵640与质量分析仪610之间，以在流体进入到前级管线泵640中之前从流体中去除颗粒。如本文所讨论的，颗粒过滤器630可以包括气旋式颗粒分离器、静电过滤器、文丘里洗涤器或不包括任何过滤介质的其它颗粒分离装置中的一个或多个。如果期望，则包括过滤介质的装置也可以与颗粒过滤器630一起使用。
在某些实施例中，本文所述的颗粒过滤器可存在于包括许多不同组件或级的质谱仪系统中。一个图示在图7中示出，在所述图中，质谱仪700包括样品引入装置710、电离装置720、质量分析仪730和检测器740。如本文所指出的，颗粒过滤器732可以流体地联接到系统700，例如通过质量分析仪730或系统700的其它组件或区，并且可以流体地联接到真空泵734以在流体进入到真空泵734中之前除去流体中的颗粒。
在某些实例中，样品引入装置710可以被配置为感应雾化器、非感应雾化器或两者的混合、同心、交叉流动、夹带式、V形槽、平行路径、增强的平行路径、流动模糊或压电雾化器、喷雾室、如气相色谱装置等色谱装置或可以向电离装置720提供样品的其它装置。
在一些配置中，电离装置/源720可以包括可以从样品引入装置710收纳流体并且使流体样品中的分析物电离/原子化的许多不同类型的装置。在一些实例中，电离装置720可以包括可以使用炬和感应装置产生的电感耦合的等离子体、电容耦合的等离子体，电子电离装置、化学电离装置、场电离源、解吸源(例如，被配置成用于快速原子轰击、场解吸、激光解吸、等离子体解吸、热解吸、电流体动力学电离/解吸等的那些源)、热喷雾或电喷雾电离源或其它类型的电离源。尽管可以使用许多不同类型的电离装置/源720，但电离装置/源720典型地使样品中的分析物离子电离，并将其提供在质量分析仪730下游的流体束中，在所述流体束中离子/原子可以分离/基于不同的质荷比进行选择。各种类型的电离装置/源和相关联的组件可以在以下中找到：例如共同转让的美国专利第10,096,457号、第9,942,974号、第9,848,486号、第9,810,636号、第9,686,849号和珀金埃尔默健康科学有限公司(PerkinElmer Health Sciences，Inc.)(马萨诸塞州沃尔瑟姆(Waltham,MA))或加拿大珀金埃尔默健康科学公司(PerkinElmer Health Sciences Canada,Inc.)(加拿大伍德布里奇(Woodbridge,Canada))目前拥有的其它专利。
在一些实例中，质量分析仪730通常可以根据样品性质、期望的分辨率等采取多种形式，并且示例性质量分析仪可以包括一个或多个杆组合件，例如四极杆或其它杆组合件。质量分析仪730可以包括可以用于对从电离装置/源720接收的进入束进行采样的一个或多个锥体，例如，撇渣器锥体、采样锥体、接口、离子导向器、碰撞池、透镜和其它组件。可以选择各种组件来去除干扰物种，去除光子并且另外协助从包括离子的进入流体中选择期望的离子。在一些实例中，质量分析仪730可以是或可以包含飞行时间装置。在一些情况下，质量分析仪730可以包括其自身的射频发生器。在某些实例中，质量分析仪730可以是扫描质量分析仪、磁扇形分析仪(例如，用于单聚焦和双聚焦MS装置)、四极质量分析仪、离子阱分析仪(例如，回旋加速器、四极离子阱)、飞行时间分析仪(例如，基质辅助激光解吸电离飞行时间分析仪)和可以分离具有不同质荷比的物种的其它合适的质量分析仪。如果期望，质量分析仪730可以包括串联布置的用于选择和/或标识从电离装置/源720接收的离子的两个或更多个不同的装置，例如串联MS/MS装置或三重四极装置。如本文所指出的，质量分析仪730可以通过颗粒过滤器732流体地联接到真空泵734，以提供用于在质量分析仪730的各个级中选择离子的真空。真空泵734典型地是如本文所指出的粗抽泵或前级管线泵。颗粒过滤器732可以包括气旋式颗粒分离器、静电过滤器、文丘里洗涤器或不包括任何过滤介质的其它颗粒分离装置中的一个或多个。如果期望，则包括过滤介质的装置也可以与颗粒过滤器732一起使用。可以存在于质量分析仪730中的各个组件在以下中进行了描述：例如共同拥有的美国专利第10,032,617号、第9,916,969号、第9,613,788号、第9,589,780号、第9,368,334号、第9,190,253号和珀金埃尔默健康科学有限公司(马萨诸塞州沃尔瑟姆)或加拿大珀金埃尔默健康科学公司(加拿大伍德布里奇)目前拥有的其它专利。
在一些实例中，检测器740可以是可以与现有质谱仪一起使用的任何合适的检测装置，例如，电子倍增器、法拉第杯(Faraday cup)、涂覆的照相板、闪烁检测器、多通道板等以及本领域的普通技术人员鉴于本公开的益处将选择的任何其它合适的装置。可以用于质谱仪的说明性检测器在以下中进行了描述：例如共同拥有的美国专利第9,899,202号、第9,384,954号、第9,355,832号、第9,269,552号和珀金埃尔默健康科学有限公司(马萨诸塞州沃尔瑟姆)或加拿大珀金埃尔默健康科学公司(加拿大伍德布里奇)目前拥有的其它专利。
在某些情况下，质谱仪系统还可以包括处理器750，所述处理器典型地采取微处理器和/或计算机以及用于分析引入到质谱仪700中的样品的合适软件的形式。处理器750可以存在于质谱仪700中或在质谱仪700之外。尽管处理器750被示为电联接到质量分析仪730和检测器740，但是其也可以电联接到图7中示出的用于总体上控制或操作系统700的不同组件的其它组件。在一些实施例中，处理器750可以例如存在于控制器中或作为独立处理器存在，以针对使用系统700进行的各种操作模式来控制和协调系统700的操作。出于此目的，处理器可以电联接到系统700的组件中的每个组件，例如，一个或多个泵、一个或多个电压源、杆等以及系统700中包含的任何其它电压源。如果期望的话，处理器750还可以电联接到颗粒过滤器732，以操作存在的任何阀以在不破坏系统700中的真空的情况下允许排放/清洁过滤器732的任何颗粒收容器。
在某些配置中，处理器750可以存在于一个或多个计算机系统和/或共同硬件电路系统中，其包含例如微处理器和/或用于操作系统，例如以控制离子源、泵、质量分析仪、检测器等的电压的微处理器和/或合适的软件。在一些实例中，系统700的任何一个或多个组件可以包括其自身相应的处理器、操作系统和用于允许所述组件操作的其它特征。处理器可以集成到系统中或者可以存在于电联接到系统的组件的一个或多个附件板、印刷电路板或计算机上。处理器典型地电联接到一个或多个存储器单元，以从系统的其它组件接收数据并且允许根据需要或如期望的调整各种系统参数。处理器可以是通用计算机的一部分，如基于Unix的那些、英特尔奔腾型处理器(Intel PENTIUM-type processor)、摩托罗拉PowerPC、Sun UltraSPARC、Apple A系列处理器、惠普PA-RISC处理器(Hewlett-PackardPA-RISC processor)或任何其它类型的处理器。可以使用根据本技术的各个实施例的任何类型的计算机系统中的一个或多个。进一步地，系统可以连接到单个计算机或者可以分布在由通信网络连接的多个计算机之间。应当理解，可以执行包含网络通信的其它功能，并且所述技术不限于具有任何特定功能或功能集。各个方面可以被实施为在通用计算机系统中执行的专用软件。计算机系统可以包含连接到一个或多个存储器装置，如磁盘驱动器、存储器或用于存储数据的其它装置的处理器。存储器典型地用于在使用气体混合物以各种模式操作系统期间存储程序、校准和数据。计算机系统的组件可以通过互连装置联接，所述互连装置可以包含一个或多个总线(例如，在集成在同一机器内的组件之间)和/或网络(例如，在驻留在单独离散机器上的组件之间)。互连装置提供在系统的组件之间交换的通信(例如，信号、数据、指令)。计算机系统典型地可以在例如几毫秒、几微秒或更少的处理时间内接收和/或发出命令，以允许对系统700进行快速控制。例如，可以实施计算机控制来控制真空压力，关闭和打开存在于颗粒过滤器与相关联的收容器之间的任何阀等。处理器典型地电联接到电源，所述电源可以是例如直流电源、交流电源、电池、燃料电池或其它电源或电源的组合。电源可以由系统的其它组件共享。系统还可以包含一个或多个输入装置，例如键盘、鼠标、轨迹球、麦克风、触摸屏、手动开关(例如，超控开关)和一个或多个输出装置，例如打印装置、显示屏、扬声器。另外，系统可以含有将计算机系统连接到通信网络的一个或多个通信接口(除了互联装置之外或作为对互连装置的替代)。系统还可以包含用于转换从存在于系统中的各种电装置接收到的信号的合适的电路系统。此电路系统可以存在于印刷电路板上或者可以存在于通过合适的接口，例如，串行ATA接口、ISA接口、PCI接口等或通过一个或多个无线接口，例如蓝牙、Wi-Fi、近场通信或其它无线协议和/或接口电联接到印刷电路板的单独的板或装置上。
在某些实施例中，用于本文所述的系统的存储系统典型地包含计算机可读和可写的非易失性记录介质，在所述计算机可读和可写的非易失性记录介质中可以存储可以由处理器执行的程序使用的代码或可以将信息存储在要由程序处理的介质上或中。介质可以是例如硬盘、固态驱动器或闪速存储器。典型地，在操作中，处理器使得将数据从非易失性记录介质读取到另一个存储器中，所述另一个存储器与介质相比，允许处理器更快地访问信息。此存储器典型地是易失性随机存取存储器，如动态随机存取存储器(DRAM)或静态存储器(SRAM)。其可以位于存储系统中或存储器系统中。处理器总体上操纵集成电路存储器内的数据，并且然后在处理完成之后将数据复制到介质。用于管理介质与集成电路存储器元件之间的数据移动的各种机制是已知的，并且本技术不限于此。本技术也不限于特定存储器系统或存储系统。在某些实施例中，系统还可以包含专门编程的专用硬件，例如，专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)。本技术的各方面可以以软件、硬件或固件或其任何组合的形式实施。进一步地，此类方法、动作、系统、系统元件和组件可以被实施为上述系统的一部分或被实施为独立组件。尽管通过举例将特定系统描述为可以在其上实践技术的各个方面的一种类型的系统，但是应当理解，各方面不限于在所描述的系统上实施。可以在具有不同架构或组件的一个或多个系统上实践各个方面。系统可以包括可使用高级计算机编程语言编程的通用计算机系统。所述系统也可以使用专门编程的专用硬件来实施。在系统中，处理器典型地是可商购的处理器，如可从英特尔公司(Intel Corporation)获得的众所周知的奔腾类处理器。许多其它处理器也是可商购的。此处理器通常执行操作系统，所述操作系统可以是例如可从微软公司(Microsoft Corporation)获得的Windows 95、Windows 98、Windows NT、Windows 2000(Windows ME)、Windows XP、Windows Vista、Windows 7、Windows 8或Windows 10操作系统、MAC OS X(例如Snow Leopard、Lion、Mountain Lion)或可从苹果公司(Apple)获得的其它版本、可从太阳微系统公司(SunMicrosystems)获得的Solaris操作系统或可从各种来源获得的UNIX或Linux操作系统。可以使用许多其它操作系统，并且在某些实施例中，一组简单的命令或指令可以用作操作系统。
在某些实例中，处理器和操作系统可以一起定义用于可以以高级编程语言编写应用程序的平台。应当理解，本技术不限于特定系统平台、处理器、操作系统或网络。而且，鉴于本公开的益处，本领域的技术人员应当理解，本技术不限于特定编程语言或计算机系统。进一步地，应当理解，也可以使用其它适当的编程语言和其它适当系统。在某些实例中，硬件或软件可以被配置为实施认知架构、神经网络或其它合适的实施方案。如果期望的话，计算机系统的一个或多个部分可以跨联接到通信网络的一个或多个计算机系统分布。这些计算机系统也可以是通用计算机系统。例如，各个方面可以分布在一个或多个计算机系统之中，所述一个或多个计算机系统被配置成向一个或多个客户端计算机提供服务(例如，服务器)，或作为分布式系统的一部分来执行总任务。例如，可以在客户端-服务器或多层系统上执行各个方面，所述客户端-服务器或多层系统包含分布在一个或多个服务器系统中的执行根据各个实施例的各个功能的组件。这些组件可以是使用通信协议(例如，TCP/IP)在通信网络(例如，因特网)之上进行通信的可执行代码、中间(例如，IL)代码或解释(例如，Java)代码。还应当理解，本技术不限于在任何特定系统或系统组上执行。同样，应当理解，本技术不限于任何特定分布式架构、网络或通信协议。
在一些情况下，各个实施例可以使用例如SQL、SmallTalk、Basic、Java、Javascript、PHP、C++、Ada、Python、iOS/Swift、Ruby on Rails或C#(C-Sharp)等面向对象的编程语言来编程。也可以使用其它面向对象的编程语言。可替代地，可以使用功能、脚本和/或逻辑编程语言。各种配置可以在非编程环境中实施(例如，以HTML、XML或其它格式创建的文档，所述文档当在浏览器程序的窗口中查看时，呈现图形用户界面(GUI)的各方面或执行其它功能)。某些配置可以被实施为编程或非编程元素或其任何组合。在一些情况下，系统可以包括远程接口，如存在于移动装置、平板电脑、膝上型计算机或其它便携式装置上的可以通过有线或无线接口通信并且允许根据需要远程地操作系统的那些。
在一些实例中，本文所述的过滤器可以存在于质谱仪(或其它系统或装置)的壳体的外部，以允许容易地清洁/清空过滤器的颗粒收容器。简化图示在图8中示出，在所述图中质谱仪系统800通过颗粒过滤器810流体地联接到粗抽泵820。粗抽泵820和颗粒过滤器810定位在质谱仪800的壳体802外部。如果期望的话，颗粒过滤器810可以直接安装到粗抽泵820的入口。阀815可存在于颗粒收容器830与颗粒过滤器810之间，以在收容器830被清洁/清空时允许维持系统中的真空。通过将颗粒过滤器810定位在壳体802外侧，可以容易地清洁/清空收容器830。如果期望的话，仅收容器830可以定位在壳体802的外侧，并且其它组件可以存在于壳体802中。
在某些实施例中，颗粒过滤器可以在环境温度下操作或者可以被冷却或加热以提供期望的作用。例如，可以将颗粒过滤器的室冷却以充当冷却阱并且可以降低颗粒速度，以增强从流体中去除颗粒和/或冷凝和捕集另外可能损坏泵的不希望的烟雾或蒸气。类似地，可以加热室以增加颗粒速度并促进颗粒与室的内表面的碰撞。可以例如使用热电冷却器/加热器、经加热的气体、加热条、热联接到室的加热或冷却流体套或其它装置和方法来提供温度控制。
在某些实例中，本文所述的颗粒过滤器可以与一个或多个真空泵组合使用以降低流体地联接到真空泵的装置内的压力。例如，真空泵可以将流体泵送到装置之外，以降低装置中的压力。泵送的流体可以包括可能污染真空泵并且潜在地降低其寿命和/或需要增加油更换或对真空泵的其它维修的颗粒、微粒物质或其它物种。颗粒过滤器可以用于在流体进入到真空泵的入口中之前，去除流体中的至少一些，例如50％或更多、60％或更多、70％或更多、80％或更多、90％或更多、95％或更多、98％或更多、99％或更多或甚至基本上所有的颗粒。颗粒过滤器可以包括气旋式颗粒分离器、静电筛、文丘里洗涤器和组合中的一种或多种。如果期望的话，可以将包括过滤介质的颗粒过滤器与不包含任何过滤介质的颗粒过滤器组合使用。各种颗粒过滤器和其组合可以与质谱仪或其它高真空装置和系统一起使用。进一步地，颗粒过滤器可以与如溶剂阱等另外的阱或过滤器一起使用，所述另外的阱或过滤器可以收纳流体并且将其提供给溶剂系统以去除流体中的某些酸性或碱性气态物种。
在某些实施例中，本文所述的颗粒过滤器可以与除了质谱仪以外的系统一起使用。例如，颗粒过滤器可以与真空沉积系统组合使用。参照图9，示出了真空沉积装置900的框图，所述真空沉积装置包括通过流体管线905流体地联接到沉积室912的材料源902。沉积室912通过颗粒过滤器922以及流体管线915和925流体地联接到真空泵932。在使用中，来自材料源902的材料可以蒸发并提供给沉积室912内的基板(未示出)。材料总体上可以通过材料与基板之间的“视线”轨迹沉积到基板上。说明性材料源包含但不限于可以利用能量加热或冲击以迫使材料从材料源902发射的金属导丝线圈，例如钨金属或其它金属。所发射的材料由于真空泵932抽真空而被抽吸到沉积室912中。一些颗粒或其它材料可以被抽动穿过沉积室912，并且可以被颗粒过滤器922过滤出，以保护真空泵932。真空泵932还可以用于在沉积之前将系统泵低以去除残余气体分子，因此，所发射的材料更可能沉积在基板的表面上。
在另一种配置中，本文所述的颗粒过滤器可以用于冷冻干燥装置，例如冻干机中。不希望受任何一种配置的限制，冷冻干燥机可以使用真空泵，例如油基旋转叶片泵或混合/组合真空泵，以从放置在真空室中的材料中去除水(或其它溶剂或液体)。固体水将经历升华并且将从剩余的固体材料中除去。剩余的固体材料总体上可以不含并且可以储存在惰性环境中，例如在氮气下，以进行保存。出于储存、随后的分析或其它原因，分析样品也可以冷冻和冻干。如图10中示出的，可以将本文所述的颗粒过滤器1022放置在食品样品1012与真空泵1032之间，以确保固体材料不会到达真空泵1032。
在某些情况下，本文所述的颗粒过滤器可以用于降低另一装置或系统中的压力的过程。流程图在图11中示出，在所述图中颗粒过滤器1120联接到装置1110和真空泵1130以提供组合件1140。可以由真空泵1130通过颗粒过滤器提供真空，以将装置中的压力从第一压力p1降低到第二压力p2。从装置/系统1110抽吸掉的流体中的颗粒可以在流体进入到真空泵1130中之前由颗粒过滤器1120过滤出。如本文所指示的，收容器(未示出)可以流体地联接到颗粒过滤器并且可以用于收集经过滤的颗粒。装置/系统1110可以是质谱仪、真空沉积室、冻干机或在低于大气压力的压力下操作的其它装置和系统。颗粒过滤器1120可以是气旋式颗粒分离器、静电筛、文丘里洗涤器或其它颗粒分离器中的任何一种或多种。真空泵130可以是本文所述的那些泵中的任何泵或其它合适的真空泵。取决于装置/系统1110的性质和期望的最终结果，还可以执行另外的步骤。
在一些实例中，本文所述的颗粒过滤器可以封装在套件中，以允许最终用户用颗粒过滤器改造现有装置或仪器。例如，一种套件包括颗粒过滤器，所述颗粒过滤器被配置成从向真空泵提供的流体进料中去除颗粒，所述真空泵可以将系统中的压力降低到小于大气压力，所述颗粒过滤器定位在所述系统与所述真空泵的入口之间，以在不使用任何过滤介质的情况下，在所述流体进入到所述真空泵入口中之前从所述系统中的所述流体中去除颗粒；以及书面或电子说明书，所述书面或电子说明书用于与所述装置或系统一起使用所述颗粒过滤器。在一些实例中，所述书面或电子说明书可以被设计成在质谱仪中使用颗粒过滤器以在向质谱仪的泵提供颗粒的流体之前过滤所述流体。在一些实例中，所述颗粒过滤器被配置成在真空歧管与粗抽泵之间成直线联接。一种套件还可以根据需要包括不同颗粒过滤器或不同大小的颗粒过滤器。
以下描述了颗粒过滤器的某些具体配置用于说明\本文所述的技术的另外的特征和方面。
实例1
可以生成包括气旋式颗粒分离器、阀和收容器的颗粒过滤器，并且将其用于质谱仪真空系统中。参照图12，颗粒过滤器1200包括入口1202和出口1204。室1205存在并且包括联接到漏斗形状的部分的大体上圆柱形部分。阀1210存在并且定位在室1205的漏斗形状的部分的末端与颗粒收容器1220之间。阀1210可以是针形阀、电磁阀、球阀或可以采取其它形式。如本文所指出的，阀1220可以关闭以允许在不破坏颗粒过滤器所存在的系统上的真空的情况下去除收容器1220。入口1202可以被大小设定且被布置成包括与出口1204大约相同的尺寸，以在颗粒过滤器所存在的整个系统中维持基本上类似的流体传导。
实例2
示出了颗粒过滤器1300(参见图13A)和颗粒过滤器1300(参见图13B)的横截面。示出了具有梯形形状的横截面的入口1302(当从入口302的侧观察时)，但是如本文所指出的，入口的确切形状和大小可以变化。出口1304被示出为具有大体上圆形/圆柱形的形状，但是其它形状也是可能的。使用了具有此梯形形状的入口的颗粒过滤器来模拟使用过滤器1300来过滤颗粒，如以下实施例中指出的。
实例3
使用了ANSYS Fluent软件(可从宾夕法尼亚州佳能堡市的Ansys公司(Ansys inCanonburg,PA)商购)来模拟使用图13A和13B中示出的颗粒过滤器来进行颗粒过滤。在模拟中使用了7×10-5kg/s的入口质量流动速率和托3的出口压力。针对大小高达50微米的平均粒径的颗粒通过出口1304离开过滤器的能力对所述颗粒进行了模拟。
结果与能够将平均粒径低至30微米的所有颗粒去除的颗粒过滤器一致。例如，图14A示出了对平均直径为50微米的颗粒的模拟结果。出口1304中最终没有颗粒。图14B示出了对平均直径为40微米的颗粒的模拟结果。出口1304中最终没有颗粒。图14C示出了对平均直径为30微米的颗粒的模拟结果。出口1304中最终没有颗粒。图14D示出了度平均直径为25微米的颗粒的模拟结果。25微米颗粒中的一些开始被拉动到出口1304中。如果期望的话，可以使用对入口、出口和/或过滤器几何形状、大小的调节或使用多个串联的颗粒过滤器的调节来过滤出大小低于25微米的颗粒。
当介绍本文公开的实例的要素时，冠词“一个(a)”、“一种(an)”、“所述(the)”和“所述(said)”旨在表示存在一个或多个所述要素。术语“包括(comprising)”、“包含(including)”和“具有(having)”旨在是开放式的，并且意味着除了所列出的要素之外可能还有另外的要素。鉴于本公开的益处，本领域的普通技术人员将认识到，实例中的各个组件可以被其它实例中的各个组件互换或取代。
尽管上面已经描述了某些方面、实例和实施例，但是鉴于本公开的益处，本领域的普通技术人员将认识到，所公开的说明性方面、实例和实施例的添加、取代、修改和变更是可能的。

Claims (42)

1.一种颗粒过滤器，其被配置成从向真空泵提供的流体进料中去除颗粒，所述真空泵能将系统中的压力降低到小于大气压力，所述颗粒过滤器定位在所述系统与所述真空泵的入口之间，以在不使用任何过滤介质的情况下在所述流体进入到所述真空泵入口中之前从所述系统中的所述流体中去除颗粒。
2.根据权利要求1所述的颗粒过滤器，其中所述颗粒过滤器包括气旋式颗粒分离器。
3.根据权利要求2所述的颗粒过滤器，其中所述气旋式颗粒分离器包括入口、出口和将所述入口流体地联接到所述出口的室，其中所述颗粒过滤器的所述入口包括与所述气旋式颗粒分离器的所述出口不同的横截面形状。
4.根据权利要求2所述的颗粒过滤器，其中所述气旋式颗粒分离器包括入口、出口和将所述入口流体地联接到所述出口的室，其中所述颗粒过滤器的所述入口包括与所述气旋式颗粒分离器的所述出口类似的横截面形状。
5.根据权利要求1所述的颗粒过滤器，其中所述颗粒过滤器包括静电筛。
6.根据权利要求1所述的颗粒过滤器，其中所述颗粒过滤器包括文丘里洗涤器(venturi scrubber)。
7.根据权利要求1所述的颗粒过滤器，其中所述颗粒过滤器被配置成在质量分析仪与质谱仪的粗抽泵之间成直线。
8.根据权利要求1所述的颗粒过滤器，其进一步包括第二颗粒过滤器，所述第二颗粒过滤器流体地联接到所述颗粒过滤器并且与所述颗粒过滤器串联定位。
9.根据权利要求1所述的颗粒过滤器，其进一步包括收容器，所述收容器流体地联接到所述颗粒过滤器并且被配置成收纳从所述流体中过滤出的颗粒。
10.根据权利要求1所述的颗粒过滤器，其进一步包括位于所述收容器与所述颗粒过滤器之间的阀，其中所述阀允许在不破坏所述系统中的真空的情况下清空所述收容器。
11.一种方法，其包括通过将流体从流体地联接到真空泵的装置泵送穿过定位在所述装置与所述真空泵之间的颗粒过滤器来降低所述装置中的压力，其中所述颗粒过滤器被配置成在所述流体进入到所述真空泵中之前通过气旋地分离泵送的流体中的颗粒来去除所述流体中的所述颗粒。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述装置是质量分析仪。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述装置是真空沉积室。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述装置是冻干机。
15.根据权利要求11所述的方法，其中气旋地分离所述流体中的所述颗粒的步骤包括使用气旋式颗粒分离器。
16.一种方法，其包括使用流体地联接到系统的真空泵通过将流体从装置泵送穿过定位在所述装置与所述真空泵之间的颗粒过滤器来降低所述装置中的压力，其中所述颗粒过滤器被配置成在所述流体进入到所述真空泵中之前在不使用任何过滤介质的情况下通过过滤出泵送的流体中的颗粒来去除所述流体中的所述颗粒，因此基本上无颗粒离开所述颗粒过滤器。
17.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括将过滤出的颗粒收集在流体地联接到所述颗粒过滤器的收容器中。
18.根据权利要求17所述的方法，其进一步包括在不破坏所述装置中的真空的情况下从所述收容器中清空收集的颗粒。
19.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括使用气旋式颗粒分离器气旋地分离所述流体中的所述颗粒。
20.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括使用静电筛或文丘里洗涤器分离所述流体中的所述颗粒。
21.一种真空系统，其包括真空泵和所述真空泵的入口上游的颗粒过滤器，所述颗粒过滤器被配置成在流体进入到所述真空泵中之前去除所述流体中的颗粒，其中所述颗粒过滤器被配置成在不使用任何过滤介质的情况下去除颗粒。
22.根据权利要求21所述的真空系统，其中所述颗粒过滤器包括气旋式颗粒分离器。
23.根据权利要求22所述的真空系统，其中所述气旋式颗粒分离器的入口包括与所述气旋式颗粒分离器的出口的内径基本上类似的内径。
24.根据权利要求21所述的真空系统，其中所述颗粒过滤器包括静电筛。
25.根据权利要求21所述的真空系统，其中所述颗粒过滤器包括文丘里洗涤器。
26.一种真空系统，其包括真空泵和所述真空泵的入口上游的颗粒过滤器，所述颗粒过滤器被配置成在流体进入到所述真空泵中之前去除所述流体中的颗粒，并且其中所述颗粒过滤器包括气旋式颗粒分离器。
27.根据权利要求26所述的真空系统，其进一步包括流体地联接到所述气旋式颗粒分离器的收容器，其中所述收容器被配置成收纳去除的颗粒。
28.根据权利要求27所述的真空系统，其进一步包括流体地联接到所述气旋式分离器和所述收容器的阀，其中所述阀被配置成在打开位置与关闭位置之间致动，并且其中在所述关闭位置中，所述收容器能在不破坏所述真空系统中的真空的情况下得到去除。
29.根据权利要求26所述的真空系统，其中所述真空泵被配置为隔膜泵或旋转叶片泵。
30.根据权利要求29所述的真空系统，其中所述颗粒过滤器的出口在没有任何中间流体管线的情况下直接联接到所述真空泵的入口。
31.一种质谱仪，其包括真空泵，所述真空泵流体地联接到真空歧管并且被配置成从所述真空歧管泵送流体以降低所述真空歧管内的压力，所述质谱仪包括颗粒过滤器，所述颗粒过滤器被配置成在所述流体进入到所述真空泵中之前去除所述流体中的颗粒，其中所述颗粒过滤器被配置成在不使用任何过滤介质的情况下去除颗粒，并且其中所述颗粒过滤器通过所述颗粒过滤器的入口流体地联接到所述真空歧管并且通过所述颗粒过滤器的出口流体地联接到所述真空泵。
32.根据权利要求31所述的质谱仪，其中所述颗粒过滤器进一步包括被配置成收纳去除的颗粒的收容器。
33.根据权利要求31所述的质谱仪，其中所述真空泵被配置为粗抽真空泵。
34.根据权利要求31所述的质谱仪，其中所述颗粒过滤器的所述入口的内径被大小设定成与所述颗粒过滤器的所述出口的内径基本上类似，以在第一时间段内提供穿过所述真空歧管的基本上恒定的流体传导。
35.根据权利要求31所述的质谱仪，其中所述颗粒过滤器的所述入口和所述颗粒过滤器的所述出口中的每一个包括阀，所述阀被配置成更改所述入口的内径和所述出口的内径以允许穿过所述真空歧管的可选择的流体传导。
36.根据权利要求31所述的质谱仪，其中所述颗粒过滤器包括气旋式颗粒分离器和流体地联接到所述气旋式颗粒分离器的收容器，其中所述收容器被配置成收纳去除的颗粒。
37.根据权利要求36所述的质谱仪，其进一步包括流体地联接到所述气旋式颗粒分离器和所述收容器的阀，其中所述阀被配置成致动到关闭位置以允许在所述真空歧管中的真空压力没有任何实质性改变的情况下去除所述收容器。
38.根据权利要求37所述的质谱仪，其中所述颗粒过滤器被定位在所述质谱仪的壳体外部。
39.根据权利要求31所述的质谱仪，其进一步包括流体地联接到所述颗粒过滤器的第二颗粒过滤器。
40.根据权利要求31所述的质谱仪，其中所述颗粒过滤器被配置为静电筛或文丘里洗涤器。
41.一种套件，其包括：
颗粒过滤器，所述颗粒过滤器被配置成从向真空泵提供的流体进料中去除颗粒，所述真空泵能将系统中的压力降低到小于大气压力，所述颗粒过滤器定位在所述系统与所述真空泵的入口之间，以在不使用任何过滤介质的情况下在所述流体进入到所述真空泵入口中之前从所述系统中的所述流体中去除颗粒；以及
书面或电子说明书，所述书面或电子说明书用于在质谱仪中使用所述颗粒过滤器以在向所述质谱仪的泵提供颗粒的流体之前过滤所述流体。
42.根据权利要求41所述的套件，其中所述颗粒过滤器被配置成在真空歧管与粗抽泵之间成直线联接。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114017170A (zh) * 2022-01-05 2022-02-08 潍柴动力股份有限公司 一种双dpf上游温度传感器可信性监控方法、装置和发动机
CN117433738A (zh) * 2023-12-18 2024-01-23 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 一种高超声速风洞

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9243186B2 (en) 2012-08-17 2016-01-26 Suncoke Technology And Development Llc. Coke plant including exhaust gas sharing
US9359554B2 (en) 2012-08-17 2016-06-07 Suncoke Technology And Development Llc Automatic draft control system for coke plants
US10047295B2 (en) 2012-12-28 2018-08-14 Suncoke Technology And Development Llc Non-perpendicular connections between coke oven uptakes and a hot common tunnel, and associated systems and methods
US10883051B2 (en) 2012-12-28 2021-01-05 Suncoke Technology And Development Llc Methods and systems for improved coke quenching
CN104884578B (zh) 2012-12-28 2016-06-22 太阳焦炭科技和发展有限责任公司 通风竖管盖以及相关联的系统和方法
US10760002B2 (en) 2012-12-28 2020-09-01 Suncoke Technology And Development Llc Systems and methods for maintaining a hot car in a coke plant
WO2014105062A1 (en) 2012-12-28 2014-07-03 Suncoke Technology And Development Llc. Systems and methods for removing mercury from emissions
US9273250B2 (en) 2013-03-15 2016-03-01 Suncoke Technology And Development Llc. Methods and systems for improved quench tower design
US10619101B2 (en) 2013-12-31 2020-04-14 Suncoke Technology And Development Llc Methods for decarbonizing coking ovens, and associated systems and devices
CN107075381B (zh) 2014-08-28 2021-09-17 太阳焦炭科技和发展有限责任公司 用于优化焦化厂操作和输出的方法和系统
JP2017526798A (ja) 2014-09-15 2017-09-14 サンコーク テクノロジー アンド ディベロップメント リミテッド ライアビリティ カンパニー モノリス構成要素構造を有するコークス炉
WO2016109704A1 (en) 2014-12-31 2016-07-07 Suncoke Technology And Development Llc Multi-modal beds of coking material
EP3240862A4 (en) 2015-01-02 2018-06-20 Suncoke Technology and Development LLC Integrated coke plant automation and optimization using advanced control and optimization techniques
PL3397719T3 (pl) 2015-12-28 2021-02-22 Suncoke Technology And Development Llc Sposób i system do dynamicznego załadunku pieca koksowniczego
KR102445523B1 (ko) 2016-06-03 2022-09-20 선코크 테크놀러지 앤드 디벨로프먼트 엘엘씨 산업 설비에서 교정 액션을 자동적으로 생성하기 위한 방법 및 시스템
JP7154231B2 (ja) 2017-05-23 2022-10-17 サンコーク テクノロジー アンド ディベロップメント リミテッド ライアビリティ カンパニー コークス炉を補修するシステムおよび方法
BR112021012718B1 (pt) * 2018-12-28 2022-05-10 Suncoke Technology And Development Llc Sistema para detecção de particulado para uso em uma instalação industrial e método para detecção de particulado em uma instalação de gás industrial
BR112021012500B1 (pt) 2018-12-28 2024-01-30 Suncoke Technology And Development Llc Duto coletor ascendente, sistema de gás de escape para um forno de coque, e forno de coque
BR112021012459B1 (pt) 2018-12-28 2024-01-23 Suncoke Technology And Development Llc Métodos de fabricar e de reparar túnel em um planta de coque e porção de parede para um túnel de uma planta de fabricação de coque
BR112021012766B1 (pt) 2018-12-28 2023-10-31 Suncoke Technology And Development Llc Descarbonização de fornos de coque e sistemas e métodos associados
BR112021012455B1 (pt) 2018-12-28 2023-10-24 Suncoke Technology And Development Llc Forno de coque
US11098252B2 (en) 2018-12-28 2021-08-24 Suncoke Technology And Development Llc Spring-loaded heat recovery oven system and method
US11486572B2 (en) 2018-12-31 2022-11-01 Suncoke Technology And Development Llc Systems and methods for Utilizing flue gas
WO2020142391A1 (en) 2018-12-31 2020-07-09 Suncoke Technology And Development Llc Methods and systems for providing corrosion resistant surfaces in contaminant treatment systems
US11767482B2 (en) 2020-05-03 2023-09-26 Suncoke Technology And Development Llc High-quality coke products
JP7397428B2 (ja) 2020-05-25 2023-12-13 慶應義塾 多連サンプラー装置
US11946108B2 (en) 2021-11-04 2024-04-02 Suncoke Technology And Development Llc Foundry coke products and associated processing methods via cupolas
WO2023081821A1 (en) 2021-11-04 2023-05-11 Suncoke Technology And Development Llc Foundry coke products, and associated systems, devices, and methods
TWI778929B (zh) * 2022-04-25 2022-09-21 賴金山 雙濾網免停機換網系統

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4388087A (en) * 1981-08-07 1983-06-14 Tipton Joe D Cyclonic separator-filter
US4490162A (en) * 1982-12-20 1984-12-25 Aaxon Industrial, Inc. Low pressure HEPA filtration system for particulate matter
US20050098038A1 (en) * 2002-05-21 2005-05-12 University Of Massachusetts Low pressure impact separator for separation, classification and collection of ultra-fine particles
CA2625386A1 (en) * 2007-03-23 2008-09-23 Demarco Vacuum Corporation Vacuum loader with louvered tangential cyclone separator
CN102661662A (zh) * 2012-05-28 2012-09-12 上海东富龙制药设备制造有限公司 一种用于真空冷冻干燥机的真空吸料系统及真空吸料方法
CN103698452A (zh) * 2013-12-10 2014-04-02 苏州大学 一种便携式气相色谱-质谱联用仪
CN105352297A (zh) * 2015-12-04 2016-02-24 江苏碧诺环保科技有限公司 一种真空干燥系统
CN205228054U (zh) * 2015-12-04 2016-05-11 江苏碧诺环保科技有限公司 一种真空干燥系统

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5439506A (en) * 1994-02-15 1995-08-08 Unisys Corporation Separation process for a check processor
KR200363647Y1 (ko) * 2003-12-23 2004-10-06 비엔피엔지니어링(주) 혼용(混用) 진공수집기
AT511613B1 (de) * 2012-01-24 2013-01-15 Inteco Special Melting Technologies Gmbh Verfahren und anlage zur abgasreinigung bei vakuum-stahlbehandlungsprozessen
CN108661696B (zh) * 2018-05-14 2019-07-02 中国矿业大学 一种基于减阻工作液的全封闭瓦斯抽采泵节能系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4388087A (en) * 1981-08-07 1983-06-14 Tipton Joe D Cyclonic separator-filter
US4490162A (en) * 1982-12-20 1984-12-25 Aaxon Industrial, Inc. Low pressure HEPA filtration system for particulate matter
US20050098038A1 (en) * 2002-05-21 2005-05-12 University Of Massachusetts Low pressure impact separator for separation, classification and collection of ultra-fine particles
CA2625386A1 (en) * 2007-03-23 2008-09-23 Demarco Vacuum Corporation Vacuum loader with louvered tangential cyclone separator
CN102661662A (zh) * 2012-05-28 2012-09-12 上海东富龙制药设备制造有限公司 一种用于真空冷冻干燥机的真空吸料系统及真空吸料方法
CN103698452A (zh) * 2013-12-10 2014-04-02 苏州大学 一种便携式气相色谱-质谱联用仪
CN105352297A (zh) * 2015-12-04 2016-02-24 江苏碧诺环保科技有限公司 一种真空干燥系统
CN205228054U (zh) * 2015-12-04 2016-05-11 江苏碧诺环保科技有限公司 一种真空干燥系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114017170A (zh) * 2022-01-05 2022-02-08 潍柴动力股份有限公司 一种双dpf上游温度传感器可信性监控方法、装置和发动机
CN117433738A (zh) * 2023-12-18 2024-01-23 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 一种高超声速风洞

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Publication number Publication date
US20200139273A1 (en) 2020-05-07
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