CN209646014U - 内增压喷射过滤器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了内增压喷射过滤器，由下至上依次包括过滤器入口、入口压紧螺帽、管状滤芯、纺锤形的外罩、过滤器出口以及出口压紧螺帽；本实用新型具有在有限的空间内增加过滤器的安装可能；提高相同尺寸滤芯在单位时间内的过滤效果，或针对相同工况，提升滤芯的有效使用时间的优点。

Description

内增压喷射过滤器

技术领域

本实用新型涉及气体或液体分析系统的前置过滤装置，尤其涉及内增压喷射过滤器。

背景技术

传统气体或液体分析系统的前置过滤装置采用玻璃，PTFE（聚四氟乙烯），不锈钢的材料制成，根据工艺情况的不同结合压力，流量的需求采用不同的耐腐蚀或普通材料制造。

参见图1所示，前置过滤器包括顶部过滤器头1’，该顶部过滤器头1’侧壁的对向向轴心方向分别设有进口2’和出口3’，顶部过滤器头1轴心处设有盲孔通道11’，盲孔通道11’下端设有螺纹，进口2’与盲孔通道11’上端连通，前置过滤器还包括内部圆柱滤芯支撑架4’、中空的管状滤芯5’以及外部护筒6’；中空的管状滤芯5’套接于圆柱滤芯支撑架4’上，圆柱滤芯支撑架4’下端面设有限位圆盘41’，圆柱滤芯支撑架4’上端与顶部过滤器头1’的盲孔通道11’下端螺合，圆柱滤芯支撑架4’轴心设有气体或液体流通通道42’，通过圆柱滤芯支撑架4’下端面的限位圆盘41’与顶部过滤器头1’下端面之间的平面夹持对管状滤芯5’两端起到密闭效果；在顶部过滤器头1’下部外侧壁处设有护筒6’，护筒6’将顶部过滤器头1’下部、圆柱滤芯支撑架4’以及管状滤芯5’密封于其内；过滤流路由顶部过滤器头1’的入口2’进入后，通过圆柱滤芯支撑架4’到达外安装的护筒6’内壁下部，沿护筒6’内侧壁上行后经由管状滤芯5’过滤后，由顶部过滤头1’内部孔12’与顶部过滤器头1’的出口3’排出。

现有过滤技术采用的滤芯多为管状滤芯，过滤时根据设计及制造成本限制的不同或因为安装时，入口和出口已经相对固定，采用内表面或外表面均可；过滤器一般采用竖直安装为主，入口及出口多为顶部；流路由顶部进入，通过过滤器内/外表面后，经过过滤，由外/内表面向上离开。

但现有的前置过滤器由于护筒为试管状结构，气体或液体由入口经顶部过滤器头的通道、圆柱滤芯支撑架的气体或液体流通通道进入护筒底部时，由于加工原因及滤芯安装后限位圆盘41’与护筒6’之间空隙不确定及误差较大，会在护筒底部构成紊流，气体或液体的流向不确定，气体或液体在护筒底部会分散为无序的多股气体流或液体流，存在相互干扰，这样的气体流或液体流沿着护筒内管壁上行时为气体束或液体束的形式，当到达出口附近的管状滤芯处，会造成靠近出口的；滤芯堆积的杂质密集，而远离出口的滤芯上没有杂质被吸附；如将过滤器倒置安装，气体或液体中的颗粒或被过滤物可能堆积在靠近进口或出口的滤芯处，持续过滤，容易造成二次污染；且过滤芯需要单独加工制造安装固定机构，如遇不锈钢材质（非透明）情况下，过滤芯可能由于安装固定机构的不到位导致过滤失效。

由于过滤芯在顶部及底部均需要单独的界面进行安装及固定，故实际有效过滤面积会有较大的减少。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提出了内增压喷射过滤器，具有在有限的空间内增加过滤器的安装可能；提高相同尺寸滤芯在单位时间内的过滤效果，或针对相同工况，提升滤芯的有效使用时间的优点。

本实用新型的内增压喷射过滤器，由下至上依次包括过滤器入口、入口压紧螺帽、管状滤芯、纺锤形的外罩、过滤器出口以及出口压紧螺帽；

过滤器入口上部容置于纺锤形的外罩腔体下部内，过滤器入口上部侧壁与对应的纺锤形的外罩腔体下部内壁之间设有环形间隙，过滤器入口上部侧壁上设有入口过水通道，过滤器入口下部限位于纺锤形的外罩下端面外，且过滤器入口下部通过套接于过滤器入口下部外的入口压紧螺帽与纺锤形的外罩螺合固定；

过滤器出口下部容置于纺锤形的外罩腔体上部内，过滤器出口下端面上设有出口过水通道，过滤器出口上部限位于纺锤形的外罩上端面外，且过滤器出口上部通过套接于过滤器出口上部外的出口压紧螺帽与纺锤形的外罩螺合固定；

管状滤芯下端限位触接于过滤器入口上端面处，管状滤芯上端限位触接于过滤器出口下端面处，管状滤芯被过滤器入口和过滤器出口夹持限位，并悬空容置于纺锤形的外罩中部内，由于没有圆柱滤芯支撑架，节省了安装空间，相同需求下，装置体积可以设计的更小，没有圆柱滤芯支撑架，提高滤芯的有效过滤表面积，滤芯使用更为均匀，不容易出现局部（靠近入口，或出口）的杂质堆积问题，经实验证明，相同工况下，本实用新型滤芯变色或失效分布率在95-99%之间，相对现有设备过滤方式提高约5-10%；由于特殊的结构设计，本实用新型在介质经过时，只有极少的压阻来自于入口处及滤芯表面，相对传统的结构，过滤器压阻及流速损失可降低40%以上，传统结构压力损失在50-500Nl/h气体工况下，压力损失在0.5-90mbar不等，而本实用新型可有效降低压力损失范围在0.15-40mbar。

所述过滤器入口为柱状体，该柱状体轴心处由下至上设有入口盲孔通道，该入口盲孔通道上端侧壁周向与对应的柱状体外侧壁之间均匀开设有4-8条入口过水通道，过水通道的设置可将一股粗水流分散为多股细水流，降速增压，当多股细水流由滤器入口喷出，碰撞到纺锤形的外罩，多股细水流就会汇聚成液位面，整体沿管状滤芯和纺锤形的外罩之间构成的环形空间上移，液体在环状空间的不同高度被管状滤芯吸附过滤，避免了现有设备杂质集中堆积在出口附近的滤芯上，持续使用，造成二次污染，现有设备杂质集中堆积，还会造成滤芯使用寿命减短，而本实用新型液体均匀在管状滤芯的不同高度被过滤，滤芯过滤面积相比现有设备增加，滤芯的使用效率提高，由于杂质不会集中堆积在靠近出口的滤芯处，本实用新型滤芯相应的使用寿命就增长了，经实验证明，相同工况下，过滤寿命可有效延长约20-25%，柱状体外侧壁中部设有环状入口限位部，该环状入口限位部外侧壁直径大于纺锤形的外罩下端腔体内侧壁直径，以限制过滤器入口进入纺锤形的外罩腔体内的长度距离，以及方便入口压紧螺帽和纺锤形的外罩螺合，将过滤器入口限位于纺锤形的外罩下端面处。

所述过滤器入口的柱状体上端面突设有圆形限位凸台，该圆形限位凸台匹配嵌设于管状滤芯下端内管壁处，以限制管状滤芯下端的水平向位移，避免了管状滤芯下端与过滤器入口上端面之间密封不严，从而造成未过滤气体或液体直接进入管状滤芯内部的事故。

所述过滤器出口为圆柱体，该圆柱体轴心处由设有出口过水通道，圆柱体外侧壁中部设有环状出口限位部，该环状出口限位部外侧壁直径大于纺锤形的外罩上端腔体内侧壁直径，以限制过滤器出口进入纺锤形的外罩腔体内的长度距离，以及方便出口压紧螺帽和纺锤形的外罩螺合，将过滤器出口限位于纺锤形的外罩上端面处。

所述过滤器出口的圆柱体下端面突设有环形限位凸台，该环形限位凸台匹配嵌设于管状滤芯上端内管壁处，以限制管状滤芯上端的水平向位移，避免了管状滤芯上端与过滤器出口下端面之间密封不严，从而造成未过滤气体或液体直接进入管状滤芯内部的事故。

所述纺锤形的外罩为管状腔体，该管状腔体上部和下部的内径均小于该管状腔体中部的内径，管状腔体上部或下部的内径均大于管状滤芯外管壁的直径，纺锤形的外罩内径与管状滤芯外径形成空隙的直径差等于入口盲孔通道的直径，该结构使得管状滤芯可由纺锤形的外罩任意一端口置入，当管状滤芯被过滤器入口和过滤器出口夹持限位于纺锤形的外罩内中部时，管状滤芯外侧壁和纺锤形的外罩中部内壁之间构成环形空腔，可供待过滤气体或液体流过，由于纺锤形的外罩与管状滤芯形成间隙的直径差等于入口盲孔通道的直径，会形成等压力效果。

所述入口压紧螺帽下端面设有开孔，该开孔直径与套接的过滤器入口下端的柱状体直径匹配，且该开孔直径小于环状入口限位部外侧壁直径，入口压紧螺帽对过滤器入口和纺锤形的外罩下端起密封作用，防止气体或液体泄漏；所述出口压紧螺帽上端面设有穿孔，该穿孔直径与套接的过滤器出口上端的柱状体直径匹配，且该穿孔直径小于环状出口限位部外侧壁直径，出口压紧螺帽对过滤器出口和纺锤形的外罩上端起密封作用，防止气体或液体泄漏。

所述过滤器入口上部外侧壁和过滤器出口下部外侧壁均设有环形凹槽，每个环形凹槽内均匹配设有密封橡胶环。

所述过滤器入口和过滤器出口的材质均是PTFE（聚四氟乙烯）、PVDF（聚偏氟乙烯）或不锈钢。

所述纺锤形的外罩的材质是耐压及耐高温的高硼硅玻璃、PTEF、PVDF或不锈钢。

工作原理

1、气体介质过滤

被过滤气体介质由入口盲孔通道到达6条入口过水通道，分配为6条缩小孔径的流路，由于孔径的缩小及1变6的流路增加，气体介质会在此处降速增压，由均匀分布在6个方向的喷孔释放后小孔喷射出，在与纺锤形的外罩形成固定夹角的情况下，会沿着纺锤形的外罩成螺旋形向上部前进（类似龙卷风的曲线运动）；喷射气流的流速会相对入口的实际流速有40%以上的提升；过滤器的整体压阻及流速损耗会明显下降；

气体介质由于沿着圆周运动会呈现内部流速低，外部流速高的情况，此时，固体颗粒的杂质或比重不同的杂质会在离心力作用下紧贴在管状滤芯外表面上，气体介质经由管状滤芯外表面过滤后进入管状滤芯内部腔体；

管状滤芯内部腔体为较大容积的腔体，可提供较为平整的流体空间，经过过滤后的气体介质，通过过滤器出口流出；

被过滤介质在纺锤形的外罩、过滤器入口、过滤器出口和管状滤芯间形成的环形空间内，经由过滤器入口喷头喷射出，沿纺锤形的外罩做圆周前进运动，可充分利用压力的改变，离心力，流体的动力来达到混合，均匀过滤的效果；

由于结构设计的原因，如安装颗粒过滤芯，采用水平安装时，杂质多集中于纺锤形的外罩底部，不会进入过滤器出口二次污染，如采用竖直安装时，杂质多存于过滤器出口的夹角处，不会进入过滤器出口二次污染。

2、液体介质过滤

被过滤液体介质由入口盲孔通道到达6条入口过水通道，分配为6条缩小孔径的流路，由于孔径的缩小及1变6的流路增加，液体介质会在此处降速增压，由均匀分布在6个方向的喷孔释放后小孔喷射出，在与纺锤形的外罩碰撞后，形成液位面，沿着纺锤形的外罩和管状滤芯之间构成环形空间向上部前进；

液体介质由于沿着环形空间向上部前进，液体在上升的过程中，在不同高度就会被管状滤芯吸附过滤，杂质被吸附在管状滤芯外表面的不同高度上，液体介质经由管状滤芯外表面过滤后进入管状滤芯内部腔体；

管状滤芯内部腔体为较大容积的腔体，可提供较为平整的流体空间，经过过滤后的液体介质，通过过滤器出口流出；

由于结构设计的原因，采用竖直安装时，杂质会分布于管状滤芯外表面的不同高度上，不会进入过滤器出口二次污染。

有益效果

本实用新型具有在有限的空间内增加过滤器的安装可能；提高相同尺寸滤芯在单位时间内的过滤效果，或针对相同工况，提升滤芯的有效使用时间的优点。

附图说明

图1是现有技术剖视结构示意图。

图2是本实用新型整体结构示意图。

图3是本实用新型分解剖视结构示意图。

图4是本实用新型整体剖视结构示意图。

图5是图4的A-A向剖视结构示意图。

具体实施方式

实施例1

参见图2-图5所示，内增压喷射过滤器，由下至上依次包括过滤器入口1、入口压紧螺帽2、管状滤芯3、纺锤形的外罩4、过滤器出口5以及出口压紧螺帽6；

过滤器入口1上部容置于纺锤形的外罩4腔体下部内，过滤器入口1上部侧壁与对应的纺锤形的外罩4腔体下部内壁之间设有环形间隙，过滤器入口1上部侧壁上设有入口过水通道11，过滤器入口1下部限位于纺锤形的外罩4下端面外，且过滤器入口1下部通过套接于过滤器入口1下部外的入口压紧螺帽2与纺锤形的外罩4螺合固定；

过滤器出口5下部容置于纺锤形的外罩4腔体上部内，过滤器出口5下端面上设有出口过水通道51，过滤器出口5上部限位于纺锤形的外罩4上端面外，且过滤器出口5上部通过套接于过滤器出口5上部外的出口压紧螺帽6与纺锤形的外罩4螺合固定；

管状滤芯3下端限位触接于过滤器入口1上端面处，管状滤芯3上端限位触接于过滤器出口5下端面处，管状滤芯3被过滤器入口1和过滤器出口5夹持限位，并悬空容置于纺锤形的外罩4中部内。

所述过滤器入口1为柱状体，该柱状体轴心处由下至上设有入口盲孔通道12，该入口盲孔通道12上端侧壁周向与对应的柱状体外侧壁之间均匀开设有8条入口过水通道11，柱状体外侧壁中部设有环状入口限位部13，该环状入口限位部13外侧壁直径大于纺锤形的外罩4下端腔体内侧壁直径。

所述过滤器入口1的柱状体上端面突设有圆形限位凸台14，该圆形限位凸台14匹配嵌设于管状滤芯3下端内管壁处。

所述过滤器出口5为圆柱体，该圆柱体轴心处由设有出口过水通道51，圆柱体外侧壁中部设有环状出口限位部52，该环状出口限位部52外侧壁直径大于纺锤形的外罩4上端腔体内侧壁直径。

所述过滤器出口5的圆柱体下端面突设有环形限位凸台53，该环形限位凸台53匹配嵌设于管状滤芯3上端内管壁处。

所述纺锤形的外罩4为管状腔体，该管状腔体上部和下部的内径均小于该管状腔体中部的内径，管状腔体上部和下部的内径均大于管状滤芯3外管壁的直径，纺锤形的外罩4内径与管状滤芯3外径形成空隙的直径差等于入口盲孔通道12的直径。

所述入口压紧螺帽2下端面设有开孔21，该开孔21直径与套接的过滤器入口1下端的柱状体直径匹配，且该开孔21直径小于环状入口限位部13外侧壁直径。

所述出口压紧螺帽6上端面设有穿孔61，该穿孔61直径与套接的过滤器出口5上端的柱状体直径匹配，且该穿孔61直径小于环状出口限位部52外侧壁直径。

所述过滤器入口1上部外侧壁和过滤器出口5下部外侧壁均设有环形凹槽，每个环形凹槽内均匹配设有密封橡胶环7。

所述过滤器入口1和过滤器出口5的材质均是PTFE。

所述纺锤形的外罩4的材质是耐压及耐高温的高硼硅玻璃。

实施例2

内增压喷射过滤器，其与实施例1不同之处在于，入口盲孔通道12上端侧壁周向与对应的柱状体外侧壁之间均匀开设有4条入口过水通道11。

所述过滤器入口1和过滤器出口5的材质均是不锈钢。

所述纺锤形的外罩4的材质是不锈钢。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.内增压喷射过滤器，其特征在于：由下至上依次包括过滤器入口（1）、入口压紧螺帽（2）、管状滤芯（3）、纺锤形的外罩（4）、过滤器出口（5）以及出口压紧螺帽（6）；

过滤器入口（1）上部容置于纺锤形的外罩（4）腔体下部内，过滤器入口（1）上部侧壁与对应的纺锤形的外罩（4）腔体下部内壁之间设有环形间隙，过滤器入口（1）上部侧壁上设有入口过水通道（11），过滤器入口（1）下部限位于纺锤形的外罩（4）下端面外，且过滤器入口（1）下部通过套接于过滤器入口（1）下部外的入口压紧螺帽（2）与纺锤形的外罩（4）螺合固定；

过滤器出口（5）下部容置于纺锤形的外罩（4）腔体上部内，过滤器出口（5）下端面上设有出口过水通道（51），过滤器出口（5）上部限位于纺锤形的外罩（4）上端面外，且过滤器出口（5）上部通过套接于过滤器出口（5）上部外的出口压紧螺帽（6）与纺锤形的外罩（4）螺合固定；

管状滤芯（3）下端限位触接于过滤器入口（1）上端面处，管状滤芯（3）上端限位触接于过滤器出口（5）下端面处，管状滤芯（3）被过滤器入口（1）和过滤器出口（5）夹持限位，并悬空容置于纺锤形的外罩（4）中部内。

2.根据权利要求1所述的内增压喷射过滤器，其特征在于：所述过滤器入口（1）为柱状体，该柱状体轴心处由下至上设有入口盲孔通道（12），该入口盲孔通道（12）上端侧壁周向与对应的柱状体外侧壁之间均匀开设有4-8条入口过水通道（11），柱状体外侧壁中部设有环状入口限位部（13），该环状入口限位部（13）外侧壁直径大于纺锤形的外罩（4）下端腔体内侧壁直径。

3.根据权利要求2所述的内增压喷射过滤器，其特征在于：所述过滤器入口（1）的柱状体上端面突设有圆形限位凸台（14），该圆形限位凸台（14）匹配嵌设于管状滤芯（3）下端内管壁处。

4.根据权利要求1所述的内增压喷射过滤器，其特征在于：所述过滤器出口（5）为圆柱体，该圆柱体轴心处由设有出口过水通道（51），圆柱体外侧壁中部设有环状出口限位部（52），该环状出口限位部（52）外侧壁直径大于纺锤形的外罩（4）上端腔体内侧壁直径。

5.根据权利要求4所述的内增压喷射过滤器，其特征在于：所述过滤器出口（5）的圆柱体下端面突设有环形限位凸台（53），该环形限位凸台（53）匹配嵌设于管状滤芯（3）上端内管壁处。

6.根据权利要求1所述的内增压喷射过滤器，其特征在于：所述纺锤形的外罩（4）为管状腔体，该管状腔体上部和下部的内径均小于该管状腔体中部的内径，管状腔体上部和下部的内径均大于管状滤芯（3）外管壁的直径；纺锤形的外罩（4）内径与管状滤芯（3）外径形成空隙的直径差等于入口盲孔通道（12）的直径。

7.根据权利要求2所述的内增压喷射过滤器，其特征在于：所述入口压紧螺帽（2）下端面设有开孔（21），该开孔（21）直径与套接的过滤器入口（1）下端的柱状体直径匹配，且该开孔（21）直径小于环状入口限位部（13）外侧壁直径。

8.根据权利要求4所述的内增压喷射过滤器，其特征在于：所述出口压紧螺帽（6）上端面设有穿孔（61），该穿孔（61）直径与套接的过滤器出口（5）上端的柱状体直径匹配，且该穿孔（61）直径小于环状出口限位部（52）外侧壁直径。

9.根据权利要求1所述的内增压喷射过滤器，其特征在于：所述过滤器入口（1）上部外侧壁和过滤器出口（5）下部外侧壁均设有环形凹槽，每个环形凹槽内均匹配设有密封橡胶环（7）。

10.根据权利要求1所述的内增压喷射过滤器，其特征在于：所述过滤器入口（1）和过滤器出口（5）的材质均是PTFE、PVDF或不锈钢；所述纺锤形的外罩（4）的材质是耐压及耐高温的高硼硅玻璃、PTFE、PVDF或不锈钢。