CN114901375A - 过滤和除气系统 - Google Patents

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Abstract

披露了一种除气系统。初步过滤级被配置成从流体流中过滤颗粒并使流体流中的气体成核以产生经过滤流体流。初级过滤级在初步过滤级的下游，该初级过滤级被配置成将经过滤流体流分成第一液体流和空气空腔聚集流。次级过滤级被配置成接收空气空腔聚集流并且将空气空腔聚集流分成第二液体流和气体流。

Description

过滤和除气系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年10月23日提交的美国临时申请号62/924,901的权益，该美国临时申请的披露内容通过援引以其全文并入本文。
技术领域
本披露内容总体上涉及过滤器和除气器。更具体地，本披露内容涉及一种过滤和除气系统。
背景技术
利用流体的各种系统可以获益于从流体中去除空气/气体(例如，除气)。特别地，相同流体会在系统内保留一段时间的系统可能在流体中积聚空气/气体。例如，流体在系统中多次循环的系统(诸如液压系统)可能在流体中积聚空气，从而导致系统的性能下降。
液压系统并且尤其是液压机器依靠液压流体来进行工作。液压系统的常见示例包括液压机器、液压驱动系统、液压传动系统、液压制动器等。由于液压流体典型地在系统中保留一段时间并且经历高压和低压时期，因此空气可以在流体中积聚。流体中的空气可以以各种形式存在，包括溶解空气和游离空气。游离空气可以包括夹带的空气和泡沫。空气的存在可能导致泵气蚀，伴随部件磨损和噪音增加等现象，或造成流体体积模量降低，从而导致液压系统效率降低和可控性降低。此外，较小的储罐可能由于流体在储罐中的停留时间较短而加剧液压流体(例如，油)中的空气问题。短的停留时间可能不允许流体中的空气在流体再次被抽出储罐之前离开流体。
发明内容
当前技术的一些实施例涉及一种除气系统。初级过滤元件具有在第一端部与第二端部之间延伸的初级过滤介质，并且初级过滤介质具有上游侧和下游侧。壳体与初级过滤介质的上游侧间隔开，以限定从第一端部朝向第二端部的初级流体流动路径。系统限定了在初级过滤介质的第一端部与壳体之间的初级流体入口、在初级过滤介质的第二端部上从初级过滤介质的上游侧向外延伸的初级流体出口、以及从初级过滤介质的下游侧向外延伸的初级液体出口。次级过滤元件具有次级过滤介质，次级过滤介质具有上游表面和下游表面。次级过滤介质从第三端部延伸到第四端部。系统限定了就是初级流体出口的次级流体出口、就是次级过滤介质的下游表面的次级流体出口、以及在第四端部上的气体出口。次级流体入口朝向第三端部。
在一些此类实施例中，壳体朝向初级过滤介质的第二端部渐缩。另外地或替代性地，第一端部被配置成定位在第二端部上方。另外地或替代性地，第一端部被配置成定位在第二端部下方。另外地或替代性地，初级过滤介质缺少膜。另外地或替代性地，初级过滤介质具有多孔挡板介质，多孔挡板介质限定了10μm至200μm的孔径范围。另外地或替代性地，初级过滤介质被布置成管状构型，其中，下游侧限定了从第一端部延伸到第二端部的中心通路。另外地或替代性地，次级过滤介质被布置成限定了空腔的管状构型，并且初级过滤元件和壳体设置在空腔中。
另外地或替代性地，系统具有初步过滤级，初步过滤级在初级流体入口的上游，其中，初步过滤级具有初步过滤介质并且限定了进入并穿过初步过滤介质到达初级流体入口的初步流体流动路径。另外地或替代性地，初步过滤介质被定位在初级流体入口的竖直上方。另外地或替代性地，从次级流体入口到次级液体出口的流体流动由重力驱动。另外地或替代性地，从次级流体入口到气体出口的流体流动路径由重力驱动。
本文所披露的一些实施例涉及一种除气系统。除气系统具有初步过滤级，初步过滤级被配置成从流体流中过滤颗粒并使流体流中的气体成核以产生经过滤流体流。初级过滤级在初步过滤级的下游并且被配置成将经过滤流体流分成第一液体流和空气空腔聚集流。次级过滤级被配置成接收空气空腔聚集流并且将空气空腔聚集流分成第二液体流和气体流。
在一些此类实施例中，气体流与周围环境处于开放式连通。另外地或替代性地，次级过滤级是与周围环境处于开放式连通的沉降罐。另外地或替代性地，沉降罐具有不可渗透的基座和由次级过滤介质构造成的侧壁。另外地或替代性地，第一液体流和第二液体流被配置成流入流体罐中。另外地或替代性地，初级过滤级具有初级过滤介质，并且第一液体流被配置成穿过初级过滤介质。
另外地或替代性地，空气空腔聚集流被配置成绕过初级过滤介质。另外地或替代性地，初级过滤介质具有上游侧和下游侧，并且空气空腔聚集流被配置成沿着上游侧流动。另外地或替代性地，初级过滤介质具有褶皱式筛网。另外地或替代性地，空气空腔聚集流被配置成构成按体积计高达35％的经过滤流体流。另外地或替代性地，空气空腔聚集流被配置成构成按体积计至少5％的经过滤流体流。
本文所披露的一些实施例涉及一种方法。在流体流中过滤颗粒并使气体空腔成核以产生经过滤且成核的流体流。将经过滤且成核的流体流分成第一液体流和空气空腔聚集流。将第一液体流引导到流体罐中并且将空气空腔聚集流分成气体流和第二液体流。将第二液体流引导到流体罐中。
在一些此类实施例中，分离空气空腔聚集流包括将空气空腔聚集流引导到沉降罐中，其中，沉降罐在大气压下。另外地或替代性地，由重力驱动通过沉降罐的侧壁来将第二液体流引导到流体罐中，该侧壁由次级过滤介质构造成。另外地或替代性地，将气体流从空气空腔聚集流中分离包括气体流在大气条件下自然释放。另外地或替代性地，分离空气空腔聚集流包括将空气空腔聚集流引导到沉降罐中，其中，沉降罐在小于10psi的压力下。
另外地或替代性地，分离经过滤且成核的流体流包括使经过滤且成核的流体流沿着初级过滤介质的上游表面经过。另外地或替代性地，第一液体流穿过初级过滤介质。另外地或替代性地，空气空腔聚集流绕过初级过滤介质。另外地或替代性地，初级过滤介质具有褶皱式筛网。另外地或替代性地，过滤颗粒并使气体空腔成核包括使流体流穿过初步过滤介质。
以上概述并不旨在描述每个实施例或每个实施方式。相反，通过鉴于附图参考对示例性实施例的以下详细描述和权利要求书，对说明性实施例的更完整理解将变得显而易见并被了解。
附图说明
结合附图考虑对各种实施例的以下详细描述，本技术可以更完整地被理解和了解。
图1A是与一些实施例相符合的示例性系统。
图1B是图1A的示例性系统的示例性初步级。
图1C是图1A的示例性系统的示例性初级级。
图1D是图1A的示例性系统的示例性次级级。
图2是示例性系统的比较性能测试结果的曲线图。
图3是与一些实施例相符合的另一个示例性系统。
图4是与一些实施例相符合的另一个示例性系统。
图5是与一些实施例相符合的示例性方法的流程图。
附图主要是为了清楚起见而呈现的，并且因此不一定按比例绘制。此外，各种结构/部件(包括但不限于紧固件、电气部件(布线、线缆等)等)可以图解地示出或从一些或所有视图中移除以更好地展示所描绘的实施例的方面，或者包括这样的结构/部件对于理解本文所描述的各种示例性实施例不是必要的。然而，在特定附图中缺少对这样的结构/部件的说明/描述将不被解释为以任何方式限制各种实施例的范围。
具体实施方式
本文所披露的技术涉及一种被配置成对含有乳化空气的流体进行除气的多级除气系统。在一些实施方式中，除气系统可以结合在液压流体罐中。除气系统可以允许减小液压流体罐的大小，从而实现更紧凑的液压系统。除气系统可以结合过滤介质、结构，并且采用与国际申请号PCT/US2020/015449(WO 2020/0160014 A1)中描述的内容相符合的配置，该国际申请通过援引以其全文并入本文。
图1A是与各种实施例相符合的示例性除气系统100。除气系统100通常被配置成从流体流中去除夹带的空气。除气系统100通常具有初步过滤级110(在图1C中单独描绘)、初级过滤级120(在图1B中单独描绘)和次级过滤级140(在图1D中单独描绘)。
参考图1A和图1C，初步过滤级110通常被配置成从流体流中过滤颗粒。初步过滤级110被配置成使流体流中的气体/空气空腔成核，其中，“气体”和“空气”在本披露内容中互换使用。在一些实施例中，初步过滤级110还被配置成诱导气体空腔的聚结和生长。初步过滤级110具有接收流体流的入口112和释放由初步过滤级110产生的经过滤流体流的出口114。
初步过滤级110具有初步过滤介质116，并且限定了从入口112到出口114并且进入并穿过初步过滤介质116的初步流体流动路径118。特别地，在当前示例中，初步过滤级110具有围绕中心开口119的初步过滤介质116，该中心开口与入口112流体连通。第一端部结构102限定了入口112。第一端部结构102联接到初步过滤介质116的第一端部111。第二端部结构135联接到初步过滤介质116的第二端部113，并且跨中心开口119延伸，使得流体流被引导通过初步过滤介质116。在当前实施例中，初步过滤介质116的出口114可以是初步过滤介质116的外边界115。
初步过滤介质116可以由各种类型的过滤介质和过滤介质的组合构造而成。在各种实施例中，初步过滤介质116具有气体成核介质，现在描述该气体成核介质。
气体成核介质构造和材料
气体成核介质可以由能够诱导气体成核并且过滤颗粒的任何合适的材料制成。不希望受理论束缚，据信气体成核介质的多个方面基于这些方面对介质与流体和流体内的气体的化学和物理相互作用的影响而影响该介质诱导成核的有效性和效率。可能影响成核的方面包括例如介质中的纤维的表面积；可触及表面积；纤维大小(例如，直径或横向尺寸)；介质孔径；尖锐边缘或拐角的存在；表面粗糙度；介质的化学组成(例如，纤维和粘接剂)；介质亲油性/疏油性；纤维交叉点的存在和数量；相邻纤维的取向角度；相对于流动方向的取向；流动路径的曲折度；介质板密实度；介质板渗透率；介质板的厚度；流体在介质中的停留时间；介质的佩克莱数(例如，平流传输速率与扩散传输速率之比)；以及板和各个纤维的压差。
例如，据信具有适合的(可触及)表面积、纤维大小和介质孔径的介质有益于成核效率。介质中的纤维的可触及表面积应理解为是指每单位整体表面积的介质板(以m2(平方米)为单位)上流体可以触及(例如，接触)的总表面积(包括孔隙内和纤维之间的表面积)(以m2为单位)。纤维表面积可以使用扫描电子显微镜(SEM)来确定。介质板的整体表面积应理解为是指作为板的长度乘以宽度计算的面积(对于褶皱式介质，可以使用褶皱高度和褶皱数量来计算宽度)。气体成核介质的表面积可以是0.1m2纤维/m2介质、至少至少1m2纤维/m2介质、至少1.5m2纤维/m2介质、或至少2m2纤维/m2介质。气体成核介质的表面积可以高达50m2纤维/m2介质、高达30m2纤维/m2介质、高达10m2纤维/m2介质、高达6m2纤维/m2介质、或高达4m2纤维/m2介质。
本文所使用的纤维大小指代介质的纤维的直径或横向尺寸。针对较大的纤维可以光学地确定纤维的直径或横向尺寸，并且针对较小的纤维可以通过使用SEM来确定。气体成核介质内的纤维的纤维大小可以在不同纤维之间并且沿着给定纤维变化。纤维大小还可以从介质的上游侧到介质的下游侧沿着梯度变化。气体成核介质内的纤维可以具有至少10nm(纳米)、至少50nm、或至少100nm的纤维大小。气体成核介质内的纤维可以具有高达500μm(微米)、高达100μm、或高达10μm的纤维大小。
气体成核介质的介质孔径应理解为是指介质板中的各个孔隙的大小，如通过ASTMF316-03或ASTM D6767确定的。气体成核介质内的孔隙可以具有至少0.5μm、至少1μm、或至少5μm的平均孔径。气体成核介质内的孔隙可以具有高达5μm、高达10μm、高达20μm、高达100μm、或高达200μm的平均孔径。气体成核介质内的孔隙可以具有至少1μm、至少5μm、或至少10μm的最大孔径。气体成核介质内的孔隙可以具有高达10μm、高达20μm、高达100μm、或高达200μm的最大孔径。
据信介质的化学组成和介质的亲油性/疏油性会影响成核。介质的化学组成可以包括介质中的纤维的、和/或介质中使用的任何粘接剂或其他组分的化学组成。纤维可以包括任何合适的纤维材料，包括由有机或无机材料或它们的组合制成的织造或非织造介质。介质可以包括组合不同材料的各种结构，诸如芯鞘结构、并排结构、海岛结构等。纤维可以包括单一材料组分、或单一纤维内的两个或更多个材料组分，包括材料的混合物。例如，纤维材料可以包括以下各项中的一种或多种：纤维素；再生纤维素(例如，人造丝)；合成材料，诸如聚酰胺、聚酯、聚醚砜(PES)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)；玻璃；陶瓷；或碳纤维。在一个实施例中，用作气体成核介质的过滤介质由微玻璃和合成纤维制成。合适的过滤介质的示例描述于美国专利号7,314,497；7,309,372；8,057,567；8,268,033；8,277,529；8,512,435；8,641,796；和9,795,906，以及美国公开号2012/0234748和2017/0225105。介质可以包括各种粘接剂，诸如丙烯酸树脂、酚醛树脂、或环氧树脂。
气体成核介质通常具有适合的亲油性/疏油性以诱导成核并且将形成的气体空腔释放到流体流中(与“被捕获”到纤维的表面相反)。在一个实施例中，气体成核介质是疏油的。材料的疏油性可以表达为油滴在空气中的单一纤维上的接触角，并且可以通过将气泡或油滴分配到纤维上并且例如使用微接触角仪器(例如，可从日本新座市的协和界面科学有限公司(Kyowa Interface Science Co.,Ltd.)获得的MCA-3仪器)来测量。气体成核介质可以具有至少30°、至少50°、至少70°、至少90°、或至少120°的接触角。气体成核介质可以具有高达120°、高达150°、高达170°、或高达180°的接触角。
气体成核介质可以是固有地疏油的(例如，由疏油纤维制成)和/或使用例如疏油处理化合物进行了处理而变成疏油的。通常，疏油材料是含氟化合物，诸如具有高密度的暴露在表面的末端CF3侧基的氟聚合物。在某些实施例中，气体成核介质或作为表面涂层施加到气体成核介质的疏油处理化合物(例如，含氟处理化合物)可以由全氟聚合物制造，该全氟聚合物是诸如全氟丙烯酸酯、全氟氨基甲酸酯、全氟环氧树脂、全氟硅酮、全氟烷烃、全氟二氧戊环、或这些材料的共聚物。
尽管可以使用由固有疏油材料制成的气体成核介质，但是典型地将含氟处理化合物涂覆在常规的过滤介质上以使其疏油。涂层材料可以是例如疏油聚合物或可以通过多步过程变得疏油的另一种聚合物。典型地，通过浸渍或喷雾将溶解或悬浮在液体载体(例如，有机溶剂或水)中的含氟处理化合物施加到常规的过滤介质。
示例性氟聚合物包括溶解在溶剂中的全氟丙烯酸酯，诸如从Cytonix(贝茨维尔(Beltsville)，马里兰州)在商品名FLUOROPEL系列下可获得的那些、来自3M公司(梅普尔伍德，明尼苏达州)的SRA 450或SRA451、来自先进聚合物公司(Advanced PolymerIncorporated)(卡尔施塔特(Carlstadt)，新泽西州)的ADVAPEL 806；溶解在溶剂中的全氟二氧戊环，诸如从科慕公司(Chemours)(威明顿，特拉华州)在商品名TEFLON AF下可获得的那些；悬浮在水中的全氟丙烯酸酯乳液，诸如从大金公司(Daikin)(奥兰治堡，纽约州)在商品名UNIDYNE下可获得的那些、来自科慕公司(威明顿，特拉华州)的CAPSTONE、来自亨斯曼公司(Huntsman)(伍德兰(The Woodlands)，得克萨斯州)的PHOBOL、或来自先进聚合物公司(卡尔施塔特，新泽西州)的ADVAPEL 734；以及悬浮在水中的全氟氨基甲酸酯，诸如从3M公司(梅普尔伍德，明尼苏达州)在商品名SRC220下可获得的全氟氨基甲酸酯。也可以通过等离子体聚合过程施用氟聚合物涂料，诸如来自P2i(萨凡纳，佐治亚州)的全氟丙烯酸脂涂料，将气体成核介质变成疏油的。
在某些实施例中，通过对常规的过滤介质施加非疏油涂层、并且接着将其改性成疏油的来制备气体成核介质。例如，可以将多元醇聚合物施加到常规的过滤介质并且将全氟硅烷或全氟酰氯接枝到这种聚合物上。替代性地，可以将聚胺施加到常规的过滤介质并且将全氟丙烯酸脂接枝到这种聚合物上。
可以通过以适当的流体例如根据ASTM D7490-13准备齐斯曼图来确定聚合物材料的表面能。还可以使用欧文斯-温特(Owens-Wendt)方法来确定材料的表面能。气体成核介质中的纤维可以具有至少6mJ/m2(毫焦耳每平方米)、至少10mJ/m2、至少15mJ/m2、至少20mJ/m2、或至少40mJ/m2的表面能。气体成核介质中的纤维可以具有高达400mJ/m2、高达300mJ/m2、高达200mJ/m2、高达150mJ/m2、高达100mJ/m2、或高达50mJ/m2的表面能。
气体成核介质中的纤维的几何构型可能影响成核。例如，尖锐边缘或拐角的存在和表面粗糙度可以改善成核。纤维交叉点的构型、相邻纤维的取向角度、纤维表面相对于流动方向的取向、以及流动路径的曲折度也可能影响成核。根据一些实施例，气体成核介质包括具有尖锐边缘或拐角的纤维。例如，纤维可以具有没有平滑形状(即，不是圆形或卵形)的截面。纤维截面可以是多边形、或者具有带拐角的不规则形状(例如，小于180°、小于120°、或小于90°的拐角)。气体成核介质包括具有圆形、星形、方形、矩形、三叶形、三叶草形、或多边形截面的纤维。截面可以在整个纤维长度上是恒定的或变化的。
可以使用原子力显微镜(AFM)、截面SEM或透射电子显微镜(TEM)或表面光度仪来确定材料的表面粗糙度，作为均方根粗糙度。可以在尺寸为纤维直径的一半的固定表面积(例如，方形)上进行测量。气体成核介质的纤维可以具有至少1nm、至少10nm、至少25nm、至少50nm、或至少100nm的表面粗糙度。气体成核介质的纤维可以具有高达1000nm、高达500nm、或高达200nm的表面粗糙度。
表面粗糙度还可以使用诸如偏度、峰度、锐度等各种其他参数来表征。表面特征可以展现出一定程度的不对称性(例如，显示更陡的峰或深坑)。不对称性可以表达为使用AFM、纤维截面SEM或表面光度仪测量的偏度。纤维的偏度可以是至少-10、至少-8、或至少-6。纤维的偏度可以高达6、高达8、或高达10。
峰度是表面粗糙度的另一种量度，其指示尖锐特征的尖角程度。峰度可以使用AFM、纤维截面SEM、或表面光度仪来测量。气体成核介质的纤维可以具有至少-10、至少-8、或至少-6的峰度。气体成核介质的纤维可以具有高达6、高达8、或高达10的峰度。某些表面粗糙度、偏度和峰度的组合可以获得有利的成核特性。例如，高粗糙度和高峰度可以有益于成核。
表面特征的锐度或尖角可以表达为曲率半径，并且使用AFM、纤维截面SEM或表面光度仪来测量。曲率半径可以高达2nm、高达5nm、高达10nm、高达50nm、高达100nm、或高达500nm。
据信，在一定程度上，纤维交叉点数量的增加可以增加成核。纤维交叉点应理解为是指两个纤维之间的接触点。进一步据信，一些范围的相邻纤维的取向角度和纤维相对于流动方向的取向可以有益于成核。例如，气体成核介质内的纤维可以随机定向成使得实现一定范围的取向角度。在一些实施例中，气体成核介质内的相邻纤维彼此不轴向对准。
影响流体在介质中的停留时间或压差的方面也可能影响成核。例如，面速度、介质板密实度、介质板渗透率、介质板的厚度、介质的佩克莱数(例如，平流传输速率与扩散传输速率之比)、介质内的流动路径的曲折度以及介质板相对于主要流动方向的取向(例如，角度)均可能影响成核。
流体相对于气体成核介质板的面速度可以被确定为每单位表面积的体积流量。面速度可以是至少0.01fpm(英尺每分钟)、至少0.1fpm、至少0.5fpm、至少1fpm、至少5fpm、或至少10fpm。面速度可以高达100fpm、高达80fpm、高达50fpm、或高达25fpm。
材料的密实度是材料中的空隙空间(材料中存在多少空的空间)的倒数。气体成核介质板可以具有至少5％、至少10％、或至少20％的空隙空间。气体成核介质可以具有高达98％、高达90％、高达75％、高达50％、高达40％、或高达30％的空隙空间。
材料的渗透率可以表达为通过TAPPI T460、ASTM D737或DIN53887测量的弗雷泽渗透率(压差设定为0.5英寸水或125Pa)。气体成核介质板可以具有至少1ft3/ft2/min(立方英尺每平方英尺每分钟)(8L/m2/min(升每平方米每分钟))、至少10ft3/ft2/min(80L/m2/min)、或至少50ft3/ft2/min(400L/m2/min)的渗透率。气体成核介质板可以具有高达500ft3/ft2/min(4010L/m2/min)、高达400ft3/ft2/min(3210L/m2/min)、或高达300ft3/ft2/min(2410L/m2/min)的渗透率。
根据ISO 16889以合适的面速度运行，气体成核介质板可以具有至多0.01psi、至多1psi、或至多100psi的初始清洁压差。
佩克莱数指示介质的平流与扩散传输速率之比，其被计算为长度(例如，纤维直径)乘以速度(例如，面速度)除以扩散系数。气体成核介质板可以具有至少0.05、至少0.1、至少0.5、至少1、或至少10的佩克莱数。气体成核介质板可以具有高达1000、高达2500、高达10,000、或高达50,000的佩克莱数。
穿过气体成核介质的流体流动路径可以是曲折的(例如，扭曲的)。穿过气体成核介质的流动路径的计算的平均曲折度(例如，液压曲折度)可以是至少0、至少0.1、或至少0.2。穿过气体成核介质的流动路径的计算的平均曲折度可以高达4、高达3、高达2、高达1.5、高达1、高达0.8、高达0.9、或高达1.0。
可以使用例如介质的CT扫描来确定纤维相对于流动流的角度，作为纤维相对于流动方向的角度的加权平均值。角度可以是至少0°(度)、至少10°、或至少30°。角度可以高达90°、高达80°、或高达60°。
气体成核介质中的纤维的刚度也可能影响流动特性并且因此可能影响成核。例如根据ASTM D790，可以将刚度作为纤维或基础材料的弯曲模量来测量。对于非聚合物材料，弯曲模量等于杨氏模量。气体成核介质的纤维可以具有至少1GPa(吉帕斯卡)、至少10GPa、或至少50GPa的弯曲模量。气体成核介质的纤维可以具有高达500GPa、高达400GPa、或高达250GPa的弯曲模量。
气体成核介质可以具有任何适合的形状。可以基于除气器在系统中的定位来确定形状。在一个实施例中，气体成核介质限定了圆柱形形状。气体成核介质可以具有任何适合的厚度。可以在流体流动的方向上测量气体成核介质的厚度。例如，在圆柱形除气器中，可以在垂直于中心轴线A的径向方向上测量气体成核介质的厚度。气体成核介质可以具有至少0.01mm、至少10mm、或至少0.1mm的厚度。气体成核介质可以具有高达5mm、高达2mm、或高达1mm的厚度。气体成核介质可以是褶皱式或包裹式的。在任一情况(褶皱式或包裹式)下，介质可以具有一个层或多个层。介质可以反复包裹或堆叠。当包括多个层时，这些层可以具有相同的组成和/或结构、或可以放置成紧密接触的独特组成和/或结构。
返回对初步过滤介质116的讨论，在实施例中，初步过滤介质具有微粒过滤介质。微粒过滤介质可以是定位在气体成核介质上游的介质层。在一些其他实施例中，初步过滤介质116限于被配置成使流体流中的气体成核的气体成核介质。在一些这样的实施例中，气体成核介质还被配置成从流体流过滤微粒。在一些实施例中，初步过滤介质具有多个层。在一些实施例中，初步过滤介质包裹或堆叠。在实施例中，初步过滤介质由褶皱式介质构造。在实施例中，初步过滤介质由非褶皱式介质制成。
在一些实施例中，初步过滤介质结合在颗粒过滤介质和/或气体成核介质下游的生长介质层，但在一些其他实施例中，可以省略生长介质。在下面的章节中详细地描述生长介质。生长介质层可以设置成与气体成核介质相邻。生长介质可以在气体成核介质周围(例如，与其接触)。生长介质可以布置在流体的流动路径中，使得在流经气体成核介质之后，流体流经生长介质。在与图1A相符合的实施例中，生长介质可以形成与气体成核介质同轴且至少部分地外接气体成核介质的圆柱体。
在一些实施例中，初步过滤介质116结合多孔挡板介质，在本申请中稍后具体参考初级过滤级120和次级过滤级140详细地描述该多孔挡板介质。多孔挡板介质可以是介质层。多孔挡板介质可以是初步过滤介质116的最下游层。
生长介质构造和材料
生长介质可以设置成与气体成核介质相邻或邻接。生长介质可以由能够诱导气体空腔聚结和/或生长的任何合适的材料制成。不希望受理论束缚，据信生长介质的多个方面影响介质诱导聚结的有效性和效率。例如，影响聚结的方面可以包括介质(例如，纤维和粘接剂)的化学组成；介质的表面能；介质亲油性/疏油性；介质的表面积；介质板密实度；介质板孔隙率；介质板渗透率；介质板的厚度；表面粗糙度；以及介质两端的压差。这些特性中的一种或多种可以展现出从生长介质的上游侧到下游侧的梯度。
生长介质的化学组成可能影响聚结和生长。生长介质的化学组成可以包括介质中的纤维的、和/或介质中使用的任何粘接剂或其他组分的化学组成。纤维可以包括任何合适的纤维材料，包括由以下各项中的一种或多种制成的织造或非织造介质：纤维素；再生纤维素(例如，人造丝)；合成材料，诸如聚酰胺(例如，尼龙)、聚酯、聚醚砜(PES)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)；玻璃；陶瓷；或碳纤维。在一个实施例中，该生长介质由聚酯、人造丝或它们的组合制成，或包括聚酯、人造丝或它们的组合。介质可以包括各种粘接剂，诸如丙烯酸树脂、酚醛树脂、或环氧树脂。
优选地，生长介质具有适合的表面能和亲油性/疏油性以诱导气体空腔聚结和/或生长，并且将形成的气体空腔释放到流体流中(与被“捕获”到纤维的表面相反)。根据实施例，生长介质是亲油的。在一些实施例中，生长介质展现出亲油性/疏油性梯度，其中，介质的上游侧比下游侧更疏油。在另一个实施例中，上游侧比下游侧更亲油。材料的疏油性可以表达为油滴在空气中的单一纤维上的接触角。生长介质可以具有至少0°、至少10°、至少20°、或至少30°的接触角。生长介质可以具有高达180°、高达150°、高达120°、高达90°、或高达60°的接触角。生长介质可以是固有地亲油的(例如，由亲油纤维制成)和/或使用例如亲油处理化合物而变成亲油的。
生长介质中的纤维可以具有至少6mJ/m2、至少20mJ/m2、至少50mJ/m2、至少75mJ/m2、或至少100mJ/m2的表面能。生长介质中的纤维可以具有高达400mJ/m2、高达350mJ/m2、高达300mJ/m2、或高达250mJ/m2的表面能。
介质的表面积和因此介质与流体之间的接触面积可以影响聚结和生长。介质中的纤维的表面积应理解为是指每单位整体表面积介质板(以m2为单位)的总表面积(包括纤维之间的表面积)(以m2为单位)。生长介质的表面积可以是至少0.1m2纤维/m2介质、至少至少1m2纤维/m2介质、至少1.5m2纤维/m2介质、或至少2m2纤维/m2介质。生长介质的表面积可以高达50m2纤维/m2介质、高达30m2纤维/m2介质、高达10m2纤维/m2介质、高达6m2纤维/m2介质、或高达4m2纤维/m2介质。
生长介质中的纤维的几何构型可能影响聚结和生长。例如，可以选择尖锐边缘或拐角的存在和表面粗糙度、纤维表面相对于流动方向的取向、密实度、渗透性以及生长介质的孔径，以增大气体空腔的聚结和生长，并且在它们生长和/或聚结之后将气体空腔释放到流体流中。
生长介质中的纤维的纤维截面可以是多边形、或者具有带拐角的不规则形状(例如，小于180°、小于120°、或小于90°的拐角)。生长介质可以包括具有圆形、星形、方形、矩形、三叶形、三叶草形、或多边形截面的纤维。截面可以在整个纤维长度上是恒定的或变化的。
生长介质内的纤维的纤维大小可以在不同纤维之间并且沿着给定纤维变化。纤维大小还可以从介质的上游侧到介质的下游侧沿着梯度变化。生长介质内的纤维可以具有至少10nm、至少50nm、或至少100nm的纤维大小。生长介质内的纤维可以具有高达500μm、高达100μm、或高达10μm的纤维大小。
纤维相对于生长介质中的流动流的角度可以是至少0°、至少10°、或至少30°。生长介质中的纤维的角度可以高达90°、高达80°、或高达60°。
生长介质中的纤维的刚度也可能影响流动特性并且因此可能影响聚结和/或生长。生长介质的纤维可以具有至少1GPa、至少10GPa、或至少50GPa的弯曲模量。生长介质的纤维可以具有高达500GPa、高达400GPa、或高达250GPa的弯曲模量。
生长介质内的纤维可以具有至少1nm、至少10nm、至少25nm、至少50nm、或至少100nm的表面粗糙度。生长介质内的纤维可以具有高达1000nm、高达500nm、或高达200nm的表面粗糙度。生长介质内的纤维可以具有至少-10、至少-8、或至少-6的偏度。纤维的偏度可以高达6、高达8、或高达10。生长介质内的纤维可以具有至少-10、至少-8、或至少-6的峰度。生长介质内的纤维可以具有高达6、高达8、或高达10的峰度。表面特征的锐度或尖角可以表达为曲率半径，并且使用AFM、纤维截面SEM或表面光度仪来测量。纤维表面特征的锐度可以高达2μm、高达5μm、或高达10μm。
生长介质的孔隙应理解为是指生长介质板中的孔洞(例如，通孔)和空腔。可以通过ASTM F316-03或ASTM D6767来确定生长介质的孔径。生长介质的孔隙可以提供流体穿过介质板的流动路径。生长介质可以具有至少0.5μm、至少1μm、或至少5μm的平均孔径。生长介质可以具有高达5μm、高达10μm、高达20μm、高达100μm、或高达200μm的平均孔径。生长介质可以具有至少1μm、至少5μm、或至少10μm的最大孔径。生长介质可以具有高达10μm、高达20μm、高达100μm、或高达200μm的最大孔径。
生长介质可以具有至少5％、至少10％、或至少20％的空隙空间。生长介质可以具有高达90％、高达75％、高达50％、高达40％、或高达30％的空隙空间。例如，生长介质可以包括具有多孔结构的织造或非织造介质。
生长介质板可以具有任何适合的厚度。生长介质的厚度会影响介质板两端的压差。可以在流体流动方向上测量生长介质的厚度。例如，在圆柱形除气器中，生长介质形成至少部分地围绕气体成核介质的同轴圆柱体，并且可以在垂直于中心轴线A的径向方向上测量生长介质的厚度。可以根据TAPPI T411、ASTM D5729或ASTM D5736来测量厚度。生长介质可以具有至少0.01mm、至少0.02mm、至少0.05mm、至少0.1mm、至少0.5mm、至少1mm、至少2mm、至少3mm、或至少4mm的厚度。生长介质可以具有高达25mm、高达20mm、高达15mm、或高达10mm的厚度。
根据ISO 16889以合适的面速度运行，生长介质板可以具有至多0.01psi、至多1psi、或至多100psi的压差。
生长介质可以被设置为多个介质层。多个介质层可以施加到(例如，包裹在或层压到)气体成核介质上。生长介质层的数量增加可以改善空气空腔的聚结。然而，生长介质的厚度(例如，由于介质层的数量)增加还可以增加生长介质和除气器整体两端的压降。因此，可以平衡生长介质层的数量以提供改善的聚结，而不过分增加除气器单元两端的压降。生长介质可以设置为2个或更多个层、3个或更多个层、4个或更多个层、或5个或更多个层。生长介质可以设置为高达20个层、高达15个层、高达12个层、或高达10个层。在生长介质包括多个层的实施例中，除非另外指出，否则生长介质的厚度可以指代层的总厚度。各个生长介质板的厚度可以影响使用的包裹次数，例如较薄的介质可以利用更多次的包裹。在一个实施例中，生长介质由5至10个(例如，7个)非织造介质层组成。
返回图1A，初级过滤级120在初步过滤级110的下游，并且被配置成接收由初步过滤级110产生的经过滤流体流。初级过滤级120在图1B中单独可见。初级过滤级120被配置成将经过滤流体流分成第一液体流104和空气空腔聚集流105。如本文所使用，“液体流”通常将具有比从中分离出液体流的上游流体流更低体积的夹带气体。“液体流”是按体积计至少75％液体和不超过25％气体并且更常见地按体积计至少90％液体和不超过10％气体的流体流。通常，液体流是按体积计至少95％流体和不超过5％气体。初级过滤级120具有在初步过滤级110下游的初级流体入口121、初级流体出口122和初级液体出口123。初级流体入口121被配置成从初步过滤级110接收经过滤流体流。
初级过滤级120被配置成使得空气空腔聚集流105穿过初级流体出口122，并且第一液体流104被配置成穿过初级液体出口123。初级液体出口123可以与诸如图1A中用虚线描绘的流体罐160连通，该流体罐被配置成接收第一液体流104。第一液体流104可以落入流体罐中，或在一些实施例中，可以使用管、流动斜坡或管口来将第一液体流104引导到流体罐中。
初级过滤级120通常具有初级过滤元件127，该初级过滤元件具有初级过滤介质124。初级过滤介质124包括上游侧125和下游侧126。初级过滤介质124被配置成容纳第一液体流104穿其而过从上游侧125流到下游侧126的流动。在各种实施例中，初级过滤介质124不容纳空气空腔聚集流105穿其而过的流动，并且因此，空气空腔聚集流105绕过初级过滤介质124。特别地，初级过滤级120被配置成使得空气空腔聚集流105沿着(或跨)初级过滤介质124的上游侧125流动，而不流经初级过滤介质124。空气空腔聚集流105沿着初级过滤介质124的通常与初级过滤介质124的上游侧125平行的长度轴向地流动。
在当前示例中，初级过滤介质124在第一端部128与第二端部129之间延伸。除气系统100具有壳体130，该壳体与初级过滤介质124的上游侧125间隔开，以限定从第一端部128朝向第二端部129的初级流体流动路径131。初级流体入口121被限定为朝向初级过滤介质124的第一端部128(在初级过滤介质124的第一端部128与壳体130之间)，并且初级流体出口122被限定在初级过滤介质124的第二端部129上。初级流体入口121和初级流体出口122中的每一者都在初级过滤介质124的上游侧125上。初级流体出口122从初级过滤介质124的上游侧125向外延伸。特别地，初级流体出口122由壳体130与初级过滤元件127的第二端盖133之间的开口限定。
在各种实施例中，经过滤流体流通过第一端部128上的初级流体入口121进入初级过滤级120，并且沿着初级流体流动路径131朝向初级过滤介质124的第二端部129行进。初级过滤介质124被配置成使得经过滤流体流内的液体的一部分穿过初级过滤介质124到达初级液体出口123，其中，初级液体出口123从初级过滤介质124的下游侧126向外延伸。经过滤流体流内的空气空腔不穿过初级过滤介质124。除气系统100通常被配置成使得经过滤流体流沿着/跨上游侧125扫掠，以防止空气空腔粘住初级过滤介质124而阻塞液体流通过初级过滤介质124。因此，第一液体流104穿过初级过滤介质124，从而在初级过滤介质124的上游侧125上与空气空腔聚集流105分离。第一液体流104然后通过初级液体出口123离开除气系统100，并且空气空腔聚集流105然后通过初级流体出口122离开除气系统100。
在正常操作条件下，空气空腔聚集流105可以构成按体积计高达35％的经过滤流体流。因此，第一液体流104可以构成按体积计至少65％的经过滤流体流。在正常操作条件下，空气空腔聚集流105可以构成按体积计至少5％的经过滤流体流。因此，第一液体流104可以构成按体积计高达95％的经过滤流体流。“正常操作条件”是指在液压油的温度在怠速发动机状态下达到稳定水平(诸如140°F)时。在初始起动后，液压系统的流体可以相对冷且相对粘稠，直到系统加热至正常操作条件为止。
初级过滤介质124可以具有多种配置。初级过滤介质124通常缺少膜。在当前示例中，初级过滤介质124被布置成管状构型，使得下游侧126限定了从第一端部128延伸到第二端部129的中心通路。第一端盖132联接到初级过滤介质124的第一端部128，并且第二端盖133联接到初级过滤介质124的第二端部129。第一端盖132跨中心通路延伸，而第二端盖133限定了与中心通路连通的开口134，即初级液体出口123。尽管第二端部结构135和第一端盖132被描绘为单独部件，但在一些实施例中，第二端部结构135和第一端盖132形成单个整体式部件。
在各种实施例中，初级过滤介质124具有多孔挡板介质，下面更详细地描述该多孔挡板介质。多孔挡板介质可以形成层。多孔挡板介质可以是褶皱式筛网。在此类实施例中，初级过滤介质124可以与被配置成维持初级过滤介质124的褶皱式布置的一个或多个支撑筛网邻接。在示例中，初级过滤介质124是被两个支撑筛网夹在中间的多孔挡板介质。此类支撑筛网(如果使用的话)通常不影响初级过滤介质124的除气性能。初级过滤介质124的多孔挡板介质可以具有在10μm至200μm范围内的孔径，其中，孔径可以是形成多孔挡板介质的筛网的开口的平均大小。多孔挡板介质可以具有在20μm至60μm、30μm至50μm、50μm至90μm、70μm至80μm、或甚至100μm至160μm范围内的孔径。在一个示例中，初级过滤介质124是多孔挡板介质，该多孔挡板介质是具有约44μm的筛网开口的筛网。
多孔挡板介质构造和材料
多孔挡板介质可以具有限定了延伸穿过介质的开口或孔隙的任何合适的多孔材料。不希望受理论束缚，据信多孔挡板介质的多个方面影响介质的有效性和效率。例如，影响多孔挡板介质的效率的方面可以包括孔径和孔隙形状、以及孔径的规则性或均匀性、以及整个介质的形状；介质的化学组成；介质的亲油性/疏油性；介质的表面粗糙度或光滑度；以及介质相对于流动方向的方向/取向。这些特性中的一种或多种可以在上游侧与下游侧不同、或者表现出上游侧到下游侧的梯度。
在一些实施例中，多孔挡板介质包括织造或非织造材料。这些开口的大小可以是均匀或不均匀的，即包括各种大小的开口。多孔挡板介质的孔隙还可以被称为筛网开口，并且应理解为是指介质中的孔洞(例如，通孔)。可以通过ASTM E11或通过光学成像来确定多孔挡板介质的孔径。多孔挡板介质可以包括大小为5μm或更大、10μm或更大、15μm或更大、或20μm或更大的开口。多孔挡板介质可以包括大小为1mm或更小、750μm或更小、500μm或更小、250μm或更小、200μm或更小、150μm或更小、或100μm或更小的开口。在一个示例中，多孔挡板介质包括大小为10μm至120μm、15μm至100μm、或20μm至80μm的开口。在一些实施例中，多孔挡板介质的开口大小是均匀的(例如，具有窄的孔径分布)。例如，在一些实施例中，多孔挡板介质的至少一些开口、大部分开口、至少90％的开口、至少95％的开口、或至少99％的开口在本文指明的大小范围内，如由多孔挡板介质的总开口面积确定的。在一个实施例中，多孔挡板介质的所有开口都在此处指明的大小范围内。
多孔挡板介质的开口可以具有任何适合的形状。例如，开口可以是矩形、方形、修圆形、卵形、或任何其他适合的形状。形状可以通过从垂直于多孔挡板介质的平面的方向观察多孔挡板介质来确定。在一些实施例中，多孔挡板介质的开口大小是均匀的。例如，在一些实施例中，多孔挡板介质的至少一些开口、大部分开口、至少90％的开口、至少95％的开口、或至少99％的开口具有相同的形状(例如，为矩形、方形、修圆形、卵形等)。
多孔挡板介质124可以由织造或非织造材料制成。例如，多孔挡板介质124可以由织造网制成。织造网可以具有至少0.01mm、至少0.05mm、或至少0.1mm的丝直径(或横向尺寸)。织造网可以具有高达10mm、高达2mm、高达1mm、或高达0.5mm的丝直径(或横向尺寸)。在一个实施例中，多孔挡板介质124包括褶皱式材料，诸如褶皱式织造网。多孔挡板介质124可以由任何适合的材料制成。例如，多孔挡板介质可以由具有适合的亲油性/疏油性的材料制成，以促使气体空腔进一步生长并且允许气体空腔穿过介质。在一些实施例中，多孔挡板介质或多孔挡板介质的一部分是疏油的。根据一些实施例，多孔挡板介质的至少一侧是亲油的。在一些实施例中，多孔挡板介质展现出疏油性梯度，其中，介质的上游侧比下游侧更疏油。材料的疏油性可以表达为根据AATCC TM118测量的油等级。多孔挡板介质可以具有至少1、至少1.5、或至少2的油等级。多孔挡板介质可以具有高达10、高达8、或高达6的油等级。
例如，多孔挡板介质可以由金属(诸如不锈钢)、或由以下各项中的一种或多种制成的织造或非织造介质制成：纤维素；再生纤维素(例如，人造丝)；合成材料，诸如聚酰胺、聚酯、聚醚砜(PES)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)；玻璃；陶瓷；或碳纤维。在一个实施例中，多孔挡板介质124由织造金属网(诸如不锈钢网)制成。在一些实施例中，纤维(例如，金属纤维)被涂覆。可以使用聚合物或非聚合物涂层，诸如树脂。多孔挡板介质124可以布置成圆柱形形状。
多孔挡板介质可以展现出微观纹理和宏观纹理。此处所使用的微观纹理是指介质的在构成介质的各个纤维或丝的水平上的表面纹理(例如，是指大小小于1mm的变化)。微观纹理还可以称为表面粗糙度。此处所使用的宏观纹理是指整体介质的表面纹理(例如，是指大小大于1mm的变化)。多孔挡板介质可以展现出表面粗糙度。例如，多孔挡板介质可以具有至少1nm、至少10nm、至少25nm、至少50nm、或至少100nm的表面粗糙度。多孔挡板介质可以具有高达1000nm、高达500nm、或高达200nm的表面粗糙度。在一些实施例中，多孔挡板介质具有很少或没有宏观纹理，即，多孔挡板介质是“平滑的”，除了多孔挡板介质可能起褶皱之外。
多孔挡板介质表面的附加特性包括偏度、峰度和锐度或尖角。纤维的偏度可以是至少-10、至少-8、或至少-6。纤维的偏度可以高达6、高达8、或高达10。多孔挡板介质的纤维可以具有至少-10、至少-8、或至少-6的峰度。多孔挡板介质的纤维可以具有高达6、高达8、或高达10的峰度。某些表面粗糙度、偏度和峰度的组合可以获得有利的捕获特性。例如，高粗糙度和高峰度可以有益于捕获。多孔挡板介质的纤维可以具有可能高达2nm、高达5nm、高达10nm、高达50nm、高达100nm、或高达500nm的曲率半径。根据ISO 16889以合适的面速度运行，多孔挡板介质可以具有至多0.01psi、至多1psi、或至多100psi的初始清洁压差。
再次返回图1A，在一些实施例中，初级过滤级120具有仅限于多孔挡板介质的初级过滤介质124。在此类实施例中，可以存在一个或多个多孔挡板介质层。在一些实施例中，初级过滤介质124具有多孔挡板介质层和生长介质层，其中，在上面详细讨论了生长介质。在一些此类实施例中，多孔挡板介质层定位在生长介质层的下游。在一些此类实施例中，多孔挡板介质层定位在生长介质层的上游。在一些实施例中，初级过滤介质124具有气体成核介质层，这在上面详细地描述。气体成核介质层可以定位在多孔挡板介质的上游。在还结合生长介质的实施例中，气体成核介质层可以定位在生长介质的上游，并且生长介质可以定位在多孔挡板介质的上游。结合在初级过滤介质124中的介质层中的每一者可以直接接触，或者在一些实施例中，可以在相邻的层之间形成间隙。
次级过滤级140通常被配置成从初级过滤级120接收空气空腔聚集流105，并且将空气空腔聚集流105分成第二液体流106和气体流107。次级过滤级140在图1D中单独描绘。次级过滤级140可以具有次级过滤元件143，该次级过滤元件具有次级过滤介质142。次级过滤介质142从第三端部146延伸到第四端部147，并且具有上游表面144和下游表面145。次级过滤介质142的第三端部146联接到基座141，并且次级过滤介质142的第四端部147联接到开放式端盖156。
次级过滤级140被配置成通过次级流体入口149来接收空气空腔聚集流105，在当前实施例中，该次级流体入口是初级过滤级120的初级流体出口122。次级流体入口149朝向次级过滤介质142的第三端部146。第二液体流106通过次级液体出口145离开次级过滤级140，该次级液体出口是次级过滤介质142的下游表面145。在各种实施例中，第二液体流106被配置成流入流体罐中，类似于第一液体流104。第二液体流106可以落入流体罐中，或在一些实施例中，可以使用管、流动斜坡或管口来将第二液体流106引导到流体罐中。
气体流107通过气体出口148朝向次级过滤介质142的第四端部147离开次级过滤级140。在各种实施例中，气体流107可以与周围环境(诸如在容纳除气系统100的液压系统内的周围环境)处于开放式连通。在液压系统内的周围环境可以处于大气条件或被加压，这在下面讨论。在一些实施例中，气体流107可以被释放到大气中。
在当前示例中，次级过滤级140可以被认为是沉降罐，在该沉降罐中，空气空腔聚集流105在环境条件下停留以自然地分离第二液体流106和气体流107。在除气系统100被容纳在流体罐、液压系统或其他容纳系统中的情况下，环境压力可以处于大气压力或更高。在环境压力是大气压力的情况下，第二液体流106和气体流107在大气压力下分离。第二液体流106和气体流107在不使用真空泵的情况下分离。第二液体流106通过次级过滤介质142至少部分地在重力作用下被引导到流体罐中。在环境压力高于大气压力的情况下，第二液体流106和气体流107在重力和罐内压力的作用下分离。罐内压力可以通常高于大气压力少于10psi(69.0KPa)或少于5psi(34.5KPa)。在一些实施例中，罐内压力可以高于大气压力约7.25psi(50.0KPa)。在多个实施例中，从次级流体入口149通过次级过滤介质142到次级液体出口145的流体流动至少部分地由重力驱动。在多个实施例中，从次级流体入口149到气体出口148的流体流动由重力驱动。
在当前示例中，次级过滤级140具有基本上不可渗透的基座141和由次级过滤介质142构造成的侧壁。尽管在当前实施例中，基座141和初级过滤元件127的第二端盖133被描绘为形成单个整体式结构，但在一些其他实施例中，基座141和第二端盖133可以是单独的部件。
在与当前实施例相符合的示例中，次级过滤介质142被布置成限定空腔150的管状构型。初级过滤级120被容纳在次级过滤介质142的空腔150内。特别地，初级过滤元件127和壳体130被容纳在次级过滤介质142的空腔150中。在一些替代实施例中，次级过滤级140不围绕初级过滤级120。例如，在一些实施例中，管或流体连接器可以从初级过滤级120延伸到次级过滤级140。次级过滤介质142由总体上与上文关于初级过滤介质124的描述相符合的材料构造成。尽管在任何特定系统100中，次级过滤介质142可以由与初级过滤介质124不同的材料和/或材料的组合构造成。
尽管系统100当前被示出为具有初步过滤级110，但在一些实施例中，初步过滤级110可以被省略或可以是上游系统的部件。在此类实施例中，导管可以将初级流体出口流体联接到初级流体入口，使得初步过滤级110间接地联接到初级过滤级120。在诸如当前描绘的一些实施例中，初步过滤级110直接联接到初级过滤级120。在当前实施例中，初步过滤级110定位在初级过滤介质124的第一端部128上方，并且因此在初级流体入口121上方。下面描述的图3描绘了初步过滤级定位在初级过滤介质的第二端部下方的另一个示例。
在当前示例中，壳体130限定了初步过滤级110和初级过滤级120的一部分。特别地，壳体130围绕初步过滤介质116联接到第一端部结构102，并且围绕初步过滤介质116和初级过滤介质124在轴向方向上延伸。壳体130的围绕初步过滤介质116的部分通常与初步过滤介质116的外边界115平行。壳体130的围绕初级过滤介质124的部分通常朝向初级过滤介质124的第二端部129渐缩。在当前示例中，壳体130径向向内朝向初级过滤介质124的第二端部129渐缩。这种配置可以促使液体穿过初级过滤介质124。在一些其他实施例中，壳体不相对于初级过滤介质124渐缩。
壳体130通常由不透液体的材料构造成。在一些实施例中，壳体130是塑料，并且在一些其他实施例中，壳体130是金属。壳体130可以是模制或加工材料。在一些实施例中，壳体130形成具有第一端部结构102的单个整体式结构，并且在其他实施例中，壳体130是可密封地联接到第一端部结构102的单独部件。
壳体130还形成次级过滤级140的一部分。特别地，壳体130设置在次级过滤元件143的空腔150内，并且形成内部基本上圆柱形的容纳壁，该容纳壁与次级过滤介质142和基座141一起累积地限定了空腔150中的沉降区域157。在操作期间，由离开初级流体出口122的空气空腔聚集流105的流体流引起的压力保持沉降区域157中的空气空腔聚集流105分离。
图2描绘了与图1A相符合的示例性系统与可商购获得的除气器系统比较的两个测试结果(示例#1和示例#2)，该可商购获得的除气器系统是被用作基线测量(“基线”)的标准合成褶皱式过滤元件。基线褶皱式过滤元件由围绕中心轴线布置以形成管状结构的褶皱式合成过滤介质构造成，并且被配置用于从管状结构的中心开口穿过合成过滤介质的径向向外流体流。在与图1A相符合的示例性系统中，初步过滤介质被限于气体成核介质层，初级过滤介质被限于多孔挡板介质层，并且次级过滤介质被限于另一个多孔挡板介质层。多孔挡板介质层中的每一者被夹在支撑筛网之间。
除气器系统被组装在储罐中，该储罐被构造成模拟液压系统中的液压油罐，其中，返回的液压油从顶部进入储罐和除气器中。在测试期间，储罐的环境压力等于大气压力。将液压油注入储罐中并且连续充气1800秒。在整个测试过程中测量并记录油中的空气含量(％)。油中的空气含量的百分比越低，指示被去除的空气越多且因此除气性能更好。如在图2中可见，与本文所披露的技术相符合的系统具有比基线元件明显更好的性能，这意味着当前披露的系统在使液压流体除气方面更有效。应注意，此处省略了与示例#1相关联的从约350秒到约690秒的数据，因为在该时间段内由于在进行实验时的执行误差引起不准确性。
图3是与各种实施例相符合的示例性除气系统200。除气系统200通常被配置成从流体流中去除夹带的空气。除气系统200通常具有初步过滤级210、初级过滤级220和次级过滤级240。
初步过滤级210通常被配置成从流体流中过滤微粒。初步过滤级210还被配置成使流体流中的气体成核。初步过滤级210具有接收流体流的入口212和释放由初步过滤级210产生的经过滤流体流的出口214。
初步过滤级210具有初步过滤介质216，并且限定了从入口212到出口214并且进入并穿过初步过滤介质216的初步流体流动路径218。特别地，在当前示例中，初步过滤级210具有围绕中心开口219的初步过滤介质216，该中心开口与入口212流体连通。第一端部结构202限定了入口212。第一端部结构202联接到初步过滤介质216的第一端部211。第二端部结构235联接到初步过滤介质216的第二端部213，并且跨中心开口219延伸，使得初步流体流动路径218延伸穿过初步过滤介质216。在当前实施例中，初步过滤介质216的出口214可以是初步过滤介质216的外边界215。初步过滤介质216的材料和构造可以总体上与上文关于图1A的讨论相符合。
初级过滤级220在初步过滤级210的下游，并且被配置成接收由初步过滤级210产生的经过滤流体流。初级过滤级220被配置成将经过滤流体流分成第一液体流204和空气空腔聚集流205。初级过滤级220具有在初步过滤级210下游的初级流体入口221、初级流体出口222和初级液体出口223。初级流体入口221被配置成从初步过滤级210接收经过滤流体流。初级过滤级220被配置成使得空气空腔聚集流205穿过初级流体出口222，并且第一液体流204被配置成穿过初级液体出口223。初级液体出口223可以与被配置成接收第一液体流204的流体罐270连通。流体罐270在图3中用虚线示意性地表示。
在当前实施例中，流体流动斜坡260围绕初级流体出口223联接到第二端盖233。流体流动斜坡260被配置成将第一液体流204引导到流体罐270。在一些实施例中，流体流动斜坡260与第二端盖233形成单个整体式结构，但在其他实施例中，流体流动斜坡260是联接到第二端盖233的单独部件。流体流动斜坡260从第二端盖233径向向外延伸，并且还向下延伸以允许第一液体流204在重力辅助下流到流体罐。在一些实施例中，流管可以与初级液体出口流体连通以将液体流引导到流体罐。
初级过滤级220通常具有初级过滤元件227，该初级过滤元件具有初级过滤介质224。初级过滤介质224具有上游侧225和下游侧226。初级过滤介质224被配置成容纳第一液体流204穿其而过从上游侧225流到下游侧226的流动。在各种实施例中，初级过滤介质224不容纳空气空腔聚集流205穿其而过的流动，并且因此，空气空腔聚集流205绕过初级过滤介质224。特别地，初级过滤级220被配置成使得空气空腔聚集流205沿着初级过滤介质224的上游侧225流动，而不流经初级过滤介质224。
在当前示例中，初级过滤介质224在第一端部228与第二端部229之间延伸。除气系统200具有壳体230，该壳体与初级过滤介质224的上游侧225间隔开，以限定从第一端部228朝向第二端部229的初级流体流动路径231。初级流体入口221被限定为朝向初级过滤介质224的第一端部228(在初级过滤介质224的第一端部228与壳体230之间)，并且初级流体出口222被限定在初级过滤介质224的第二端部229上。初级流体入口221和初级流体出口222中的每一者都在初级过滤介质224的上游侧225上。初级流体出口222从初级过滤介质224的上游侧225向外延伸。特别地，初级流体出口222由壳体230与初级过滤介质224的第二端部229之间的开口限定。
在各种实施例中，经过滤流体流通过第一端部228上的初级流体入口221进入初级过滤级220，并且沿着初级流体流动路径231朝向初级过滤介质224的第二端部229行进。初级过滤介质224被配置成使得经过滤流体流内的液体的一部分穿过初级过滤介质224到达初级液体出口223，其中，初级液体出口223从初级过滤介质224的下游侧226向外延伸。经过滤流体流内的空气空腔不穿过初级过滤介质224。除气系统200通常被配置成使得经过滤流体流跨上游侧225扫掠，以防止空气空腔阻塞液体流通过初级过滤介质224。因此，第一液体流204穿过初级过滤介质224，从而在初级过滤介质224的上游侧225上与空气空腔聚集流205分离。第一液体流204然后通过初级液体出口223离开除气系统200，并且空气空腔聚集流205然后通过初级流体出口222离开除气系统200。
在正常操作条件下，空气空腔聚集流205可以构成按体积计高达35％的经过滤流体流。因此，第一液体流204可以构成按体积计至少65％的经过滤流体流。在正常操作条件下，空气空腔聚集流205可以构成按体积计至少5％的经过滤流体流。因此，第一液体流204可以构成按体积计高达95％的经过滤流体流。
初级过滤介质224可以总体上与上文参考图1A和图1B对初级过滤介质124的讨论相符合。初级过滤介质224通常缺少膜。在当前示例中，初级过滤介质224被布置成管状构型，使得下游侧226限定了从第一端部228延伸到第二端部229的中心通路236。第一端盖232联接到初级过滤介质224的第一端部228，并且第二端盖233联接到初级过滤介质224的第二端部229。第一端盖232跨中心通路延伸，而第二端盖233限定了与中心通路连通的开口234，即初级液体出口223。在当前示例中，第一端盖232和第二端部结构235是单个整体式部件，但其他配置是可能的。
在各种实施例中，初级过滤介质224由褶皱式筛网形成。在此类实施例中，初级过滤介质224可以与被配置成维持初级过滤介质224的褶皱式布置的一个或多个支撑筛网邻接。在示例中，初级过滤介质224被两个支撑筛网夹在中间。此类支撑筛网(如果使用的话)通常不影响初级过滤介质224的除气性能。初级过滤介质224可以具有在20μm至200μm范围内的孔径，其中，孔径可以是筛网中的开口的大小。初级过滤介质224可以具有在20μm至60μm、30μm至50μm、50μm至90μm、70μm至80μm、或甚至100μm至160μm范围内的孔径。可以使用其他材料来构造初级过滤介质224，诸如上文参考图1A和图1B所述。
次级过滤级240通常被配置成从初级过滤级220接收空气空腔聚集流205，并且将空气空腔聚集流205分成第二液体流206和气体流207。次级过滤级240可以具有次级过滤元件243，该次级过滤元件具有次级过滤介质242。次级过滤介质242从第三端部246延伸到第四端部247，并且具有上游表面244和下游表面245。次级过滤介质242的第三端部246联接到基座，并且次级过滤介质242的第四端部247联接到开放式端盖256。
次级过滤级240被配置成通过次级流体入口249来接收空气空腔聚集流205，该次级流体入口与初级过滤级220的初级流体出口222流体连通。次级流体入口249围绕初级流体出口222。在该示例中，次级流体入口249朝向次级过滤介质242的第四端部247。第二液体流206通过次级液体出口245离开次级过滤级240，该次级液体出口是次级过滤介质242的下游表面245。气体流207通过气体出口248离开次级过滤级240。气体出口248可以被限定为朝向次级过滤介质242的第四端部247。在当前示例中，气体出口248可以是由流体流动斜坡260限定的一个或多个开口。在各种实施例中，次级过滤级240可以与周围环境(诸如在容纳除气系统200的液压系统内的周围环境)处于开放式连通。在液压系统内的周围环境可以处于大气条件或被加压，这在上文参考图1A讨论。
在一些实施例中，气体流207可以被释放到大气中。在各种实施例中，第二液体流206被配置成流入流体罐270中，类似于第一液体流204。空气空腔聚集流205可以在环境条件下停留以自然地分离第二液体流206和气体流207。第二液体流206通过次级过滤介质242至少部分地在重力作用下被引导到流体罐270中。在环境压力高于大气压力的情况下，第二液体流206和气体流207在重力以及罐270内的压力的作用下分离。在多个实施例中，从次级流体入口249通过次级过滤介质242到次级液体出口245的流体流动至少部分地由重力驱动。在多个实施例中，从次级流体入口249到气体出口248的流体流动由重力驱动。
在当前示例中，次级过滤级240具有基本上不可渗透的基座241和由次级过滤介质242构造成的侧壁。尽管在当前实施例中，基座241和初步过滤级210的第一端部结构202被描绘为形成单个整体式结构，但在一些其他实施例中，基座241和第一端部结构202可以是单独的部件。
在与当前实施例相符合的示例中，次级过滤介质242被布置成限定空腔250的管状构型。初级过滤级220被容纳在次级过滤介质242的空腔250内。特别地，初级过滤元件227和壳体230被容纳在次级过滤介质242的空腔250中。在一些替代实施例中，次级过滤级240不围绕初级过滤级220，这在上文参考图1A和图1D讨论。与上文参考图1A的讨论相符合，次级过滤介质242可以由材料构造成并且具有配置。
尽管系统当前被示出为具有初步过滤级210，但在一些实施例中，初步过滤级210可以被省略或可以是在除气系统200上游的系统的部件。在当前实施例中，初步过滤级210定位在初级过滤介质224的第一端部228下方，并且因此在初级流体入口221下方。
在当前示例中，壳体230限定了初步过滤级210和初级过滤级220的一部分。特别地，壳体230围绕初步过滤介质216联接到第一端部结构202和基座241。壳体230围绕初步过滤介质216和初级过滤介质224在轴向方向上延伸。壳体230的围绕初步过滤介质216的部分通常与初步过滤介质216的外边界215平行。壳体230的围绕初级过滤介质224的部分通常朝向初级过滤介质224的第二端部229渐缩。在当前示例中，壳体230径向向内朝向初级过滤介质224的第二端部229渐缩，但在一些实施例中，壳体230不渐缩。壳体230可以与第一端部结构202成单个整体式结构，并且/或者基座241或壳体230可以是单独的部件。壳体230可以由与上文参考图1A的讨论相符合的材料构造成。
壳体230还形成次级过滤级240的一部分。特别地，壳体230设置在次级过滤元件243的空腔250内，并且形成内部基本上圆柱形的容纳壁，该容纳壁与次级过滤介质242和基座241一起累积地限定了空腔250中的沉降区域257，在该沉降区域中，空气空腔聚集流205可以沉降并且分成第二液体流206和气体流207。
图4描绘了与一些实施例相符合的又一个示例性系统300。系统300总体上与上文参考图3描述的系统相符合，除了此处流动通道360围绕初级液体出口323联接到初级过滤元件327的第二端盖333以外。流动通道360被配置成延伸到流体罐370中以将第一液体流304引导到流体罐。离开次级过滤级340的气体流307可以在大体向上方向上释放，并且离开次级过滤级340的第二液体流306被释放到流体罐中。尽管在当前示例中，流动通道360是封闭的管状管，但在一些其他实施例中，流动通道360可以由向下朝向流体罐的内部延伸的管口形成。在一些实施例中，另一个流动通道(诸如斜坡、管或管口)可以从次级过滤级340的基座341朝向流体罐的内部延伸。
图5是与一些实施例相符合的示例性方法400的流程图。产生经过滤且成核的流体流410。将经过滤且成核的流体流分成第一液体流和空气空腔聚集流420。将第一液体引导到流体罐中430。将空气空腔聚集流分成气体流和液体流440。将第二液体引导到流体罐中450。
通过过滤流体流中的颗粒并使气体空腔成核来产生经过滤且成核的流体流410。可以在单个步骤中实现过滤颗粒并使气体空腔成核，诸如上文关于初步过滤级所描述。特别地，使流体流穿过初步过滤介质可以过滤流体流中的颗粒并使气体空腔成核。可以在多个步骤中实现过滤颗粒并使气体空腔成核。例如，在一些实施例中，可以从流体流过滤颗粒以产生经过滤流体流，并且然后可以使经过滤流体流穿过使经过滤流体流中的气体空腔成核的成核介质。还设想其他方法。
将经过滤且成核的流体流分成第一液体流和空气空腔聚集流420。可以使用初级过滤级来分离经过滤且成核的流体流。在一些实施例中，经过滤且成核的流体流沿着初级过滤介质的上游表面扫掠，以将第一液体流与空气空腔聚集流分离。第一液体流可以穿过初级过滤介质。空气空腔聚集流可以绕过初级过滤介质。初级过滤介质可以与上文讨论的初级过滤介质相符合。
通过上文讨论的方法将第一液体流引导到流体罐430中。在一些实施例中，在重力的作用下将第一液体流引导到流体罐中。在一些实施例中，通过使用管口、管、流动斜坡或另一种结构来将第一液体流引导到流体罐中。在一些实施例中，第一液体流从初级液体出口落到流体罐中。
可以通过多种方法将空气空腔聚集流分成气体流和第二液体流450。可以将空气空腔聚集流引导到沉降罐中。沉降管可以与次级过滤级相符合，如本文所讨论。另外，如上文所讨论，沉降罐可以由次级过滤介质构造成。在各种实施例中，通过在大气条件下从空气空腔聚集流自然释放气体流来将气体流和第二液体流从空气空腔聚集流450中分离。在各种实施例中，通过在高于大气压力少于10psi的环境压力下从空气空腔聚集流自然释放气体流来将气体流和第二液体流从空气空腔聚集流450中分离。
通过上文讨论的方法将第二液体流引导到流体罐450中。在一些实施例中，在重力和环境压力的作用下将第二液体流引导到流体罐中。在一些实施例中，通过使用管口、管、流动斜坡或另一种结构来将第二液体流引导到流体罐中。在一些实施例中，第二液体流从次级液体出口落到流体罐中。
示例性实施例的陈述
实施例1.一种除气系统，包括：
初级过滤元件，该初级过滤元件具有在第一端部与第二端部之间延伸的初级过滤介质，该初级过滤介质具有上游侧和下游侧；
壳体，该壳体与初级过滤介质的上游侧间隔开，以限定从第一端部朝向第二端部的初级流体流动路径，其中，系统限定了在初级过滤介质的第一端部与壳体之间的初级流体入口、在初级过滤介质的第二端部上从初级过滤介质的上游侧向外延伸的初级流体出口、以及从初级过滤介质的下游侧向外延伸的初级液体出口；以及
次级过滤元件，该次级过滤元件具有次级过滤介质，该次级过滤介质具有上游表面和下游表面，该次级过滤介质从第三端部延伸到第四端部，其中，该系统限定了就是初级流体出口的次级流体出口、就是次级过滤介质的下游表面的次级流体出口、以及在第四端部上的气体出口，其中，次级流体入口朝向第三端部。
实施例2.如实施例1和3至12中任一项所述的系统，其中，壳体朝向初级过滤介质的第二端部渐缩。
实施例3.如实施例1至2和4至12中任一项所述的系统，其中，第一端部被配置成定位在第二端部上方。
实施例4.如实施例1至3和5至12中任一项所述的系统，其中，第一端部被配置成定位在第二端部下方。
实施例5.如实施例1至4和6至12中任一项所述的系统，其中，初级过滤介质缺少膜。
实施例6.如实施例1至5和7至12中任一项所述的系统，其中，初级过滤介质具有多孔挡板介质，该多孔挡板介质限定了10μm至200μm的孔径范围。
实施例7.如实施例1至6和8至12中任一项所述的系统，其中，初级过滤介质被布置成管状构型，其中，下游侧限定了从第一端部延伸到第二端部的中心通路。
实施例8.如实施例1至7和9至12中任一项所述的系统，其中，次级过滤介质被布置成限定了空腔的管状构型，并且初级过滤元件和壳体设置在空腔中。
实施例9.如实施例1至8和10至12中任一项所述的系统，进一步包括初步过滤级，该初步过滤级在初级流体入口的上游，其中，初步过滤级包括初步过滤介质并且限定了进入并穿过初步过滤介质到达初级流体入口的初步流体流动路径。
实施例10.如实施例1至9和11至12中任一项所述的系统，其中，初步过滤介质定位在初级流体入口的竖直上方。
实施例11.如实施例1至10和12中任一项所述的系统，其中，从次级流体入口到次级液体出口的流体流动由重力驱动。
实施例12.如实施例1至11中任一项所述的系统，其中，从次级流体入口到气体出口的流体流动路径由重力驱动。
实施例13.一种除气系统，包括：初步过滤级，该初步过滤级被配置成从流体流中过滤颗粒并使流体流中的气体成核以产生经过滤流体流；
初级过滤级，该初级过滤级在初步过滤级的下游，该初级过滤级被配置成将经过滤流体流分成第一液体流和空气空腔聚集流；以及
次级过滤级，该次级过滤级被配置成接收空气空腔聚集流并且将空气空腔聚集流分成第二液体流和气体流。
实施例14.如实施例13和15至23中任一项所述的除气系统，其中，气体流与周围环境处于开放式连通。
实施例15.如实施例13至14和16至23中任一项所述的除气系统，其中，次级过滤级是与周围环境处于开放式连通的沉降罐。
实施例16.如实施例13至15和17至23中任一项所述的除气系统，其中，沉降罐具有不可渗透的基座和由次级过滤介质构造成的侧壁。
实施例17.如实施例13至16和18至23中任一项所述的除气系统，其中，第一液体流和第二液体流被配置成流入流体罐中。
实施例18.如实施例13至17和19至23中任一项所述的除气系统，其中，初级过滤级包括初级过滤介质，并且第一液体流被配置成穿过初级过滤介质。
实施例19.如实施例13至18和20至23中任一项所述的除气系统，其中，空气空腔聚集流被配置成绕过初级过滤介质。
实施例20.如实施例13至19和21至23中任一项所述的除气系统，其中，初级过滤介质具有上游侧和下游侧，并且空气空腔聚集流被配置成沿着上游侧流动。
实施例21.如实施例13至20和22至23中任一项所述的除气系统，其中，初级过滤介质包括褶皱式筛网。
实施例22.如实施例13至21和23中任一项所述的除气系统，其中，空气空腔聚集流被配置成构成按体积计高达35％的经过滤流体流。
实施例23.如实施例13至22中任一项所述的除气系统，其中，空气空腔聚集流被配置成构成按体积计至少5％的经过滤流体流。
实施例24.一种方法，包括：
过滤流体流中的颗粒并使流体流中的气体空腔成核以产生经过滤且成核的流体流；
将经过滤且成核的流体流分成第一液体流和空气空腔聚集流；
将第一液体流引导到流体罐中；
将空气空腔聚集流分成气体流和第二液体流；并且
将第二液体流引导到流体罐中。
实施例25.如实施例24和26至33中任一项所述的方法，其中，分离空气空腔聚集流包括将空气空腔聚集流引导到沉降罐中，其中，沉降罐在大气压下。
实施例26.如实施例24至25和27至33中任一项所述的方法，其中，由重力驱动通过沉降罐的侧壁来将第二液体流引导到流体罐中，该侧壁由次级过滤介质构造成。
实施例27.如实施例24至26和28至33中任一项所述的方法，其中，将气体流从空气空腔聚集流中分离包括气体流在大气条件下的自然释放。
实施例28.如实施例24至27和29至33中任一项所述的方法，其中，分离空气空腔聚集流包括将空气空腔聚集流引导到沉降罐中，其中，沉降罐在小于10psi的压力下。
实施例29.如实施例24至28和30至33中任一项所述的方法，其中，分离经过滤且成核的流体流包括使经过滤且成核的流体流沿着初级过滤介质的上游表面经过。
实施例30.如实施例24至29和31至33中任一项所述的方法，其中，第一液体流穿过初级过滤介质。
实施例31.如实施例24至30和32至33中任一项所述的方法，其中，空气空腔聚集流绕过初级过滤介质。
实施例32.如实施例24至31和33中任一项所述的方法，其中，初级过滤介质包括褶皱式筛网。
实施例33.如实施例24至32中任一项所述的方法，其中，过滤颗粒并使气体空腔成核包括使流体流穿过初步过滤介质。
还应注意，如在本说明书和所附权利要求书中所使用，短语“被配置成”描述了被构造成执行特定任务或采用特定配置的系统、设备或其他结构。词语“被配置成”可以与诸如“被布置成”、“被构造成”、“被制造成”等等类似的词语可互换地使用。
本说明书中所有的出版物和专利申请都指示了本技术所属领域的普通技术人员的水平。所有的出版物和专利申请通过援引并入本文，该援引的程度就如同明确且单独地通过援引而指示每一个单独的出版物或专利申请。在本申请的披露内容与通过援引并入本文的任何文献的披露内容之间存在任何不一致的情况下，应以本申请的披露内容为准。
本申请旨在涵盖对本主题的适配或改动。将理解，以上描述旨在为说明性的而非限制性的，并且权利要求不限于如本文所阐述的说明性实施例。

Claims (33)

1.一种除气系统，包括：
初级过滤元件，所述初级过滤元件具有在第一端部与第二端部之间延伸的初级过滤介质，所述初级过滤介质具有上游侧和下游侧；
壳体，所述壳体与所述初级过滤介质的所述上游侧间隔开，以限定从所述第一端部朝向所述第二端部的初级流体流动路径，其中，所述系统限定了在所述初级过滤介质的所述第一端部与所述壳体之间的初级流体入口、在所述初级过滤介质的所述第二端部上从所述初级过滤介质的所述上游侧向外延伸的初级流体出口、以及从所述初级过滤介质的所述下游侧向外延伸的初级液体出口；以及
次级过滤元件，所述次级过滤元件具有次级过滤介质，所述次级过滤介质具有上游表面和下游表面，所述次级过滤介质从第三端部延伸到第四端部，其中，所述系统限定了就是所述初级流体出口的次级流体出口、就是所述次级过滤介质的所述下游表面的次级流体出口、以及在所述第四端部上的气体出口，其中，所述次级流体入口朝向所述第三端部。
2.如权利要求1和3至12中任一项所述的系统，其中，所述壳体朝向所述初级过滤介质的所述第二端部渐缩。
3.如权利要求1至2和4至12中任一项所述的系统，其中，所述第一端部被配置成定位在所述第二端部上方。
4.如权利要求1至3和5至12中任一项所述的系统，其中，所述第一端部被配置成定位在所述第二端部下方。
5.如权利要求1至4和6至12中任一项所述的系统，其中，所述初级过滤介质缺少膜。
6.如权利要求1至5和7至12中任一项所述的系统，其中，所述初级过滤介质具有多孔挡板介质，所述多孔挡板介质限定了10μm至200μm的孔径范围。
7.如权利要求1至6和8至12中任一项所述的系统，其中，所述初级过滤介质被布置成管状构型，其中，所述下游侧限定了从所述第一端部延伸到所述第二端部的中心通路。
8.如权利要求1至7和9至12中任一项所述的系统，其中，所述次级过滤介质被布置成限定空腔的管状构型，并且所述初级过滤元件和所述壳体设置在所述空腔中。
9.如权利要求1至8和10至12中任一项所述的系统，进一步包括初步过滤级，所述初步过滤级在所述初级流体入口的上游，其中，所述初步过滤级包括初步过滤介质并且限定了进入并穿过所述初步过滤介质到达所述初级流体入口的初步流体流动路径。
10.如权利要求1至9和11至12中任一项所述的系统，其中，所述初步过滤介质定位在所述初级流体入口的竖直上方。
11.如权利要求1至10和12中任一项所述的系统，其中，从所述次级流体入口到所述次级液体出口的流体流动由重力驱动。
12.如权利要求1至11中任一项所述的系统，其中，从所述次级流体入口到所述气体出口的流体流动路径由重力驱动。
13.一种除气系统，包括：
初步过滤级，所述初步过滤级被配置成从流体流中过滤颗粒并使所述流体流中的气体成核以产生经过滤流体流；
初级过滤级，所述初级过滤级在所述初步过滤级的下游，所述初级过滤级被配置成将所述经过滤流体流分成第一液体流和空气空腔聚集流；以及
次级过滤级，所述次级过滤级被配置成接收所述空气空腔聚集流并且将所述空气空腔聚集流分成第二液体流和气体流。
14.如权利要求13和15至23中任一项所述的除气系统，其中，所述气体流与周围环境处于开放式连通。
15.如权利要求13至14和16至23中任一项所述的除气系统，其中，所述次级过滤级是与周围环境处于开放式连通的沉降罐。
16.如权利要求13至15和17至23中任一项所述的除气系统，其中，所述沉降罐具有不可渗透的基座和由次级过滤介质构造成的侧壁。
17.如权利要求13至16和18至23中任一项所述的除气系统，其中，所述第一液体流和所述第二液体流被配置成流入流体罐中。
18.如权利要求13至17和19至23中任一项所述的除气系统，其中，所述初级过滤级包括初级过滤介质，并且所述第一液体流被配置成穿过所述初级过滤介质。
19.如权利要求13至18和20至23中任一项所述的除气系统，其中，所述空气空腔聚集流被配置成绕过所述初级过滤介质。
20.如权利要求13至19和21至23中任一项所述的除气系统，其中，所述初级过滤介质具有上游侧和下游侧，并且所述空气空腔聚集流被配置成沿着所述上游侧流动。
21.如权利要求13至20和22至23中任一项所述的除气系统，其中，所述初级过滤介质包括褶皱式筛网。
22.如权利要求13至21和23中任一项所述的除气系统，其中，所述空气空腔聚集流被配置成构成按体积计高达35％的所述经过滤流体流。
23.如权利要求13至22中任一项所述的除气系统，其中，所述空气空腔聚集流被配置成构成按体积计至少5％的所述经过滤流体流。
24.一种方法，包括：
过滤流体流中的颗粒并使所述流体流中的气体空腔成核以产生经过滤且成核的流体流；
将所述经过滤且成核的流体流分成第一液体流和空气空腔聚集流；
将所述第一液体流引导到流体罐中；
将所述空气空腔聚集流分成气体流和第二液体流；并且
将所述第二液体流引导到所述流体罐中。
25.如权利要求24和26至33中任一项所述的方法，其中，分离所述空气空腔聚集流包括将所述空气空腔聚集流引导到沉降罐中，其中，所述沉降罐在大气压下。
26.如权利要求24至25和27至33中任一项所述的方法，其中，由重力驱动通过所述沉降罐的侧壁来将所述第二液体流引导到所述流体罐中，所述侧壁由次级过滤介质构造成。
27.如权利要求24至26和28至33中任一项所述的方法，其中，将所述气体流从所述空气空腔聚集流中分离包括所述气体流在大气条件下的自然释放。
28.如权利要求24至27和29至33中任一项所述的方法，其中，所述分离所述空气空腔聚集流包括将所述空气空腔聚集流引导到沉降罐中，其中，所述沉降罐在小于10psi的压力下。
29.如权利要求24至28和30至33中任一项所述的方法，其中，分离所述经过滤且成核的流体流包括使所述经过滤且成核的流体流沿着初级过滤介质的上游表面经过。
30.如权利要求24至29和31至33中任一项所述的方法，其中，所述第一液体流穿过所述初级过滤介质。
31.如权利要求24至30和32至33中任一项所述的方法，其中，所述空气空腔聚集流绕过所述初级过滤介质。
32.如权利要求24至31和33中任一项所述的方法，其中，所述初级过滤介质包括褶皱式筛网。
33.如权利要求24至32中任一项所述的方法，其中，过滤颗粒并使气体空腔成核包括使所述流体流穿过初步过滤介质。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021204649A1 (de) * 2021-05-07 2022-11-10 Sms Group Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Entgasen von Ölflüssigkeiten

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0122748A1 (en) * 1983-04-08 1984-10-24 Shiley Incorporated Blood filter
US4909937A (en) * 1987-02-20 1990-03-20 Sartorius Gmbh Integral filters for separating fluid components and housing for them
US20020194988A1 (en) * 1998-12-31 2002-12-26 M. Betting Supersonic separator apparatus and method
US20050218074A1 (en) * 2004-04-06 2005-10-06 Pollock David C Method and apparatus providing improved throughput and operating life of submerged membranes
US20060242933A1 (en) * 2004-11-05 2006-11-02 Webb David M Filter medium and breather filter structure
US20070231233A1 (en) * 2006-03-31 2007-10-04 Ranendra Bose Methane gas recovery and usage system for coalmines, municipal land fills and oil refinery distillation tower vent stacks
US20100320142A1 (en) * 2006-04-03 2010-12-23 Jijun Ge Atmospheric pressure microwave plasma treated porous membranes
US20150283479A1 (en) * 2012-12-03 2015-10-08 Emd Millipore Corporation Methods And Devices Used For Redundant Sterile Filtration

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI100950B (fi) * 1995-10-24 1998-03-31 Andritz Ahlstrom Oy Kaasunerotussäiliö ja sen käyttö
RU2389529C2 (ru) 2004-11-05 2010-05-20 Дональдсон Компани, Инк. Фильтрующий материал (варианты) и способ фильтрации (варианты)
PL2686473T3 (pl) 2011-03-18 2019-03-29 Donaldson Company, Inc. Materiały filtracyjne poddane obróbce termicznej
US10399024B2 (en) * 2014-05-15 2019-09-03 Hollingsworth & Vose Company Surface modified filter media
BR112021014918A2 (pt) 2019-01-29 2021-09-28 Donaldson Company, Inc. Sistema e método para desaeração

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0122748A1 (en) * 1983-04-08 1984-10-24 Shiley Incorporated Blood filter
US4909937A (en) * 1987-02-20 1990-03-20 Sartorius Gmbh Integral filters for separating fluid components and housing for them
US20020194988A1 (en) * 1998-12-31 2002-12-26 M. Betting Supersonic separator apparatus and method
US20050218074A1 (en) * 2004-04-06 2005-10-06 Pollock David C Method and apparatus providing improved throughput and operating life of submerged membranes
CN1980728A (zh) * 2004-04-06 2007-06-13 弗斯特环境技术公司 提供浸水薄膜的改进的通过量和使用寿命的装置以及方法
US20060242933A1 (en) * 2004-11-05 2006-11-02 Webb David M Filter medium and breather filter structure
US20070231233A1 (en) * 2006-03-31 2007-10-04 Ranendra Bose Methane gas recovery and usage system for coalmines, municipal land fills and oil refinery distillation tower vent stacks
US20100320142A1 (en) * 2006-04-03 2010-12-23 Jijun Ge Atmospheric pressure microwave plasma treated porous membranes
US20150283479A1 (en) * 2012-12-03 2015-10-08 Emd Millipore Corporation Methods And Devices Used For Redundant Sterile Filtration

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