CN114856496A - 一种旋流过滤一体除砂器 - Google Patents

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杨宇平
黄帅
李勇
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Abstract

本发明公开了一种旋流过滤一体除砂器，包括套筒，套筒顶端安装有快开盲板，套筒下端安装有下封头，套筒上开设有进气口、出气口以及反冲口，套筒内设置有首尾相接的旋流套和滤芯，旋流套上设置有使进入的气体旋流向下的旋流结构；旋流套外壁与套筒之间具有环形进气腔，滤芯与套筒内壁之间具有环形出气腔，环形进气腔和环形出气腔之间密封，进气口与环形进气腔相通，出气口和反冲口与环形出气腔相通，滤芯和旋流套中部共同组成旋流通道。旋流套使进气口与出气口之间形成旋流，既能分离砂粒，也能使旋流气体带砂扫过滤芯内壁，清除掉过滤吸附的砂粒，气体流动不断地清洗滤芯，延长了滤芯的使用和清洗周期。该产品安装方便，大幅减少了安装调试时间。

Description

一种旋流过滤一体除砂器
技术领域
本发明涉及页岩天然气除砂设备技术领域，尤其涉及一种旋流过滤一体除砂器。
背景技术
现有的除砂器滤芯容易被砂砾堵塞，导致通气量减少，更换滤芯耗时耗力，成本也随之增加。另一方面，现有除砂器在进行组装时，对安装精度要求较高，特别是在滤芯的安装过程中需要耗费大量时间进行微小的调试，较高的安装精度也导致加工精度要求高，进而导致除砂器制造成本高。因此，有必要设计一种滤芯不易堵塞，且安装方便快捷的除砂器。
发明内容
本发明提供了一种旋流过滤一体除砂器，以解决上述技术问题。
本发明采用的技术方案是：提供一种旋流过滤一体除砂器，包括套筒，所述套筒顶端安装有快开盲板，所述套筒下端安装有下封头，所述套筒上开设有进气口、出气口以及反冲口，所述套筒内设置有首尾相接的旋流套和滤芯，所述旋流套上设置有使进入的气体旋流向下的旋流结构；所述旋流套外壁与所述套筒之间具有环形进气腔，所述滤芯与所述套筒内壁之间具有环形出气腔，环形进气腔和环形出气腔之间密封，所述进气口与所述环形进气腔相通，所述出气口和反冲口与所述环形出气腔相通，所述滤芯和旋流套中部共同组成旋流通道。
进一步的，所述旋流结构为开设在所述旋流套上的多个旋流孔，所述旋流孔的轴线不与所述旋流套的直径共线，所述旋流孔与所述进气口共面。
进一步的，所述旋流孔倾斜向下。
进一步的，所述旋流结构为开设在所述旋流套内壁上的螺旋状的旋流槽，或为设置在所述旋流套内壁上的螺旋状的导向板。
进一步的，所述套筒内壁为直筒状。
进一步的，还包括密封机构，所述密封机构连接在所述滤芯和旋流套之间，并将环形进气腔与环形出气腔之间隔开。
进一步的，所述密封机构为密封环。
进一步的，面向所述环形进气腔的所述密封环端面上开设有应力消减槽。
进一步的，所述密封机构为密封环和转换套，所述转换套连接在所述滤芯和旋流套之间，所述密封环连接在所述转换套和套筒内壁之间。
本发明的有益效果是：
(1)使进气口与出气口之间形成旋流，过滤掉直径0.1mm以上的砂粒，既能分离砂粒，也能使旋流气体带砂扫过滤芯内壁，清除掉过滤吸附的砂粒，气体流动不断地清洗滤芯，延长了滤芯的使用和清洗周期。当滤芯过滤能力下降到一定程度，通过反冲口通入高压气，反冲清洗滤芯。
(2)该旋流过滤一体除砂器的套筒内壁为直筒，通过所述密封机构为径向或轴向密封旋流套和滤芯，从而极大的方便了安装，大幅减少了旋流套和滤芯安装调试时间。
(3)应力消减槽511的设置减少了高压情况下形变产生的应力集中，防止焊缝开裂，影响设备功能。
附图说明
图1为本发明实施例1公开的旋流过滤一体除砂器的剖视图。
图2为本发明实施例1公开的旋流套的结构示意图。
图3为本发明实施例1公开的旋流套的剖视图。
图4为本发明实施例1公开的旋流套的A-A剖视图。
图5为图1中A部放大图。
图6为本发明实施例2公开的旋流过滤一体除砂器的剖视图。
图7为图6中B部放大图。
附图标记：1、套筒；101、进气口；102、出气口；103、反冲口；2、快开盲板；3、旋流套；301、旋流孔；4、滤芯；51、密封环；511、应力消减槽；52、转换套；6、旋流通道；7、环形进气腔；8、环形出气腔；9、下封头；904、排砂口。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步详细描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
参见图1，本实施例公开一种旋流过滤一体除砂器，包括套筒1，所述套筒1顶端安装有快开盲板2，所述套筒1下端安装有下封头9，所述套筒1上开设有进气口101、出气口102以及反冲口103。所述套筒1内设置有首尾相接的旋流套3和滤芯4，所述旋流套3上设置有使进入的气体旋流向下的旋流结构；所述旋流套3外壁与所述套筒1之间具有环形进气腔7，所述滤芯4与所述套筒1内壁之间具有环形出气腔8，环形进气腔7和环形出气腔8之间密封，进气口101与环形进气腔7相通，出气口102和反冲口103与环形出气腔8相通，所述滤芯4和旋流套3中部共同组成旋流通道6。
通过上述设置，使进气口101与出气口102之间形成旋流，过滤掉直径0.1mm以上的砂粒，既能分离砂粒，也能使旋流气体带砂扫过滤芯4内壁，清除掉过滤吸附的砂粒，使之落入底部的排砂口904，气体流动不断地清洗滤芯4，延长了滤芯4的使用和清洗周期。当滤芯4过滤能力下降到一定程度，通过反冲口103通入高压气，反冲清洗滤芯4。
具体的，所述旋流套3顶端安装在所述快开盲板2内，所述旋流套3底端通过所述密封机构与所述滤芯4顶端相连，所述滤芯4固定于所述下封头9上。
参见图2-4，在本实施例中，所述旋流结构为开设在所述旋流套3上的多个旋流孔301，所述旋流孔301的轴线不与所述旋流套3的直径共线，具体的，如图4所示，各旋流孔301的轴线可以平行于旋流套3的直径；此外，各旋流孔301的轴线可以与旋流套3的直径具有固定夹角(图中未示出)。进一步的，各旋流孔301还可以向下倾斜，即各旋流孔301的轴线与旋流套3的横截面之间具有夹角。所述旋流孔301与所述进气口101共面，从而在进气位置，使气体切向进入旋流套3。
在另一些实施例中，所述旋流结构为开设在所述旋流套内壁上的螺旋状的旋流槽，或为设置在所述旋流套内壁上的螺旋状的导向板。
参见图1，在本实施例中，所述套筒1内壁为直筒状。参见图5，所述密封机构为径向密封，其为密封环51。所述密封环51一侧连接在所述滤芯4和旋流套3之间，另一侧抵在套筒1内壁上，将环形进气腔7与环形出气腔8之间隔开。本实施例的套筒1内壁为直筒状，加工方便且加工成本低，通过密封环51连接及密封滤芯4和旋流套3，使得安装十分便捷。
参见图5，在面向所述环形进气腔7的所述密封环51端面上开设有应力消减槽511，减少高压情况下形变产生的应力集中，防止焊缝开裂，影响设备功能。
本实施例的旋流过滤一体除砂器的工作原理为：夹杂着沙粒的页岩天然气从进气口101进入，穿过旋流孔301后旋转向下，形成旋流，既能分离砂粒，也能使旋流气体带砂扫过滤芯4内壁，清除掉过滤吸附的砂粒，使之落入底部的排砂口904。气体流动不断地清洗滤芯4，延长了滤芯4的使用和清洗周期。当滤芯4过滤能力下降到一定程度，通过反冲口103通入高压气，反冲清洗滤芯4。
实施例2
本实施例公开一种旋流过滤一体除砂器，与实施例1的区别在于，参见图6-7，本实施例的密封机构为轴向密封，其包括密封环51和转换套52，所述转换套52连接在所述滤芯4和旋流套3之间，所述密封环51连接在所述转换套52和套筒1内壁之间。此外，为了减少减少高压情况下形变产生的应力集中，防止焊缝开裂，影响设备功能，本实施例还可以在密封环51上设置应力消减槽(图中未示出)。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种旋流过滤一体除砂器，包括套筒，所述套筒顶端安装有快开盲板，所述套筒下端安装有下封头，所述套筒上开设有进气口、出气口以及反冲口，其特征在于，所述套筒内设置有首尾相接的旋流套和滤芯，所述旋流套上设置有使进入的气体旋流向下的旋流结构；所述旋流套外壁与所述套筒之间具有环形进气腔，所述滤芯与所述套筒内壁之间具有环形出气腔，环形进气腔和环形出气腔之间密封，所述进气口与所述环形进气腔相通，所述出气口和反冲口与所述环形出气腔相通，所述滤芯和旋流套中部共同组成旋流通道。
2.根据权利要求1所述的旋流过滤一体除砂器，其特征在于，所述旋流结构为开设在所述旋流套上的多个旋流孔，所述旋流孔的轴线不与所述旋流套的直径共线，所述旋流孔与所述进气口共面。
3.根据权利要求2所述的旋流过滤一体除砂器，其特征在于，所述旋流孔倾斜向下。
4.根据权利要求1所述的旋流过滤一体除砂器，其特征在于，所述旋流结构为开设在所述旋流套内壁上的螺旋状的旋流槽，或为设置在所述旋流套内壁上的螺旋状的导向板。
5.根据权利要求1所述的旋流过滤一体除砂器，其特征在于，所述套筒内壁为直筒状。
6.根据权利要求5所述的旋流过滤一体除砂器，其特征在于，还包括密封机构，所述密封机构连接在所述滤芯和旋流套之间，并将环形进气腔与环形出气腔之间隔开。
7.根据权利要求6所述的旋流过滤一体除砂器，其特征在于，所述密封机构为密封环。
8.根据权利要求7所述的旋流过滤一体除砂器，其特征在于，面向所述环形进气腔的所述密封环端面上开设有应力消减槽。
9.根据权利要求6所述的旋流过滤一体除砂器，其特征在于，所述密封机构为密封环和转换套，所述转换套连接在所述滤芯和旋流套之间，所述密封环连接在所述转换套和套筒内壁之间。
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