CN85108597A - 散落零件过滤器 - Google Patents

Abstract

用于阻止流道中预定尺寸范围的杂物的过滤器 有两个工作面，第一工作面横向安置在流道中，第二 工作面实际上平行于第一工作面，且可顺着液流方向 移动。第二工作面对第一工作面的移动量实际上决 定了过滤器的强度。此处强度是指抵抗由液流引起 的变形的能力。第一和第二工作面结合，形成许多贯 穿过滤器的孔洞。这些孔洞具有一定尺寸以阻止杂 物通过，同时对液流形成一个预定阻力值。此预定阻 力值实际上与过滤器强度无关。

Description

本发明是关于过滤器，更确切地说是介绍清除流道中杂物的过滤器。

众所周知，在大型复杂设备（如蒸汽发生器、热交换器之类，或者是需要大量管件、管道配件、阀等的系统……）制造期间，各种结构器材和工具经常因不注意而散落，成为正在制造中的部件或设备中的杂物。这类结构杂物可能包括螺母、螺栓、管道配件、阀零件、螺丝刀、扳手，或者是在制造此部件或设备中所使用的任何器材和装置。可以证明，在不清除这类结构杂物的情况下，部件或设备的运转是非常危险的。因为，这类杂物能损伤或弄破管道、堵塞管道、堵塞阀门，或造成类似的其他问题。

虽然人们熟知并可获得进行机械过滤或化学型过滤的、各种各样形状和尺寸的工业过滤器，但是它们很难满足清除结构杂物的需要。一个清除结构杂物的过滤器，其尺寸必须能清除将造成危害的所有杂物，又必须对正在进行的工序没有不利的影响。并且，必须进一步确定此过滤器的尺寸，使其能够承受住变形，这种变形是由于过滤器受到的温度、压力和流动速度造成的。上述互相抵触的设计要求迫使我们重新探讨清除结构杂物的过滤器的设计和制造方法。

本发明主要包括从流道液体中清除予定尺寸范围的杂物的过滤装置。此装置包括一个过滤元件，它由两个工作面组成。第一个工作面横向安置在所用的流道中，第二个工作面可顺着液流方向移动。上述第一、第二工作面结合起来，形成许多贯穿所述过滤器的一定尺寸的孔洞，以对流动液体的一个予定阻力值。阻止杂物通过。上述第二工作面沿第一工作面的移动量，决定该过滤器的厚度，以使该过滤器在不增加对液流的予定阻力值的情况下，足以抵抗由液流引起的变形。

作为本发明的一个最佳实例的过滤器，具有一个在流道中横向安置的第一工作面，以及实际上平行于第一工作面而且可顺着液流方向移动的第二工作面。第一和第二工作面结合起来，形成许多贯穿该过滤器的孔洞。这些孔洞具有一定尺寸，以阻止杂物通过，同时对流体呈现出予定的阻力值。第二工作面顺着第一工作面的移动量，决定了该过滤器的厚度。以使该过滤器在不需增加由孔洞尺寸决定的液流予定阻力值的情况下，其厚度足以抵抗由液流造成的变形。

作为本发明的第二个最佳实例，是一个环形过滤器，它从在环形通道中流动的液体中清除予定尺寸的杂物。该过滤器具有一个在流道中横向安置的第一工作面，以及实际上平行于第一工作面而且可顺着液流方向移动的第二工作面。第一和第二工作面结合起来，形成许多贯穿该过滤器的孔洞。这些孔洞具有一定尺寸，以阻止杂物通过，同时对流体呈现出予定的阻力值。第二工作面顺着第一工作面的移动量确定了该过滤器的厚度，以使该过滤器在不需增加由孔洞尺寸决定的液流予定阻力值的情况下，其厚度足以抵抗由液流造成的变形。

作为一种改进，一个环形过滤器由许多邻接的扇形段所组成，每一扇形段包括一个内圈部分和一个外圈部分。邻接的内圈部分的接合面与邻接的外圈部分的接合面是交错的，因此改善了抵抗由于热和机械载荷造成的变形的能力。

本发明的优点在于：即使孔洞的尺寸根据从流道中清除的杂物的尺寸以及通过过滤器的许可压力降已被选定，仍可制造出可满足任何强度要求的过滤器，即：能抵抗流体造成的变形，而不需要对流体进一步节流。因此，流体的节流实际上与过滤器的强度无关。

下面结合附图对最佳实例进行介绍，并由此对本发明获得较详细的了解。

图1.用于介绍本发明的一个过滤器的局部图;

图2.图1所示过滤器的三个构件;

图3.根据本发明介绍制作的另一过滤器实例的局部图;

图3a.图3过滤器取去端部构件后的侧视图;

图4、5.根据本发明介绍制作的其它过滤器实例的局部图;

图5a.图5所示过滤器的顶视图;

图6.过滤器在蒸汽发生器中的位置;

图6a.根据本发明介绍制作的一个环形过滤器实例，它装在图6所示的蒸汽发生器的环形排水管中;

图7.图6a所示的蒸汽发生器和环形过滤器的剖视图;

图8.图7所示过滤器的另一方向视图。

图1示出根据本发明介绍制作的过滤器10的局部结构。过滤器局部结构10由两组构件组成，第一组为一些实际上平行的构件12、13、14、15、16和17，第二组为实际上平行的、紧贴第一组构件12至17的构件19、20、21、22和23。第二组构件19至23相对于第一组构件12至17形成一个夹角。图1所示的夹角为90°，因此第一组构件12至17与第二组构件19至23一起构成一组矩形图样。图1所示的过滤器局部结构10是不完整的，在第二组平行构件19至23上应添加另一些构件，以便在第一组构件12至17的长度方向上均形成矩形图样。显然，利用在第一、第二组构件上增添附加构件的方法，可提供任意大小的过滤器。

图1所示的过滤器局部结构10可用市场提供的予制格栅制作。此格栅具有典型的厚度（如1/10吋）以及典型的高度X、Y（如2吋）。第一组构件12至17每件间的间隔A和第二组构件19至23每件间的间隔B，决定了该过滤器10孔的尺寸，因而也决定了过滤器10能清除的杂物的尺寸。

在某一实例中，第一组构件12至17每件间的间隔A大约为9/10吋，第二组构件19至23每件间的间隔大约为3/10吋。把这样一个过滤器横向安置在流道中，螺丝刀、扳手之类的工具，螺母、螺栓、管子、管道配件、阀片之类的结构器材，或者是在制造期间掉落的尺寸大于9/10吋乘以3/10吋的任何物品，均将被过滤器10阻止，不会继续通过此流道。这样一个过滤器10仍然有百分之六十五的开放区域，因此对液流的节流作用保持在最小值。

本发明的一个重要特点是：图1所示过滤器10的设计，既有一个高百分比的开放区域，还允许过滤器在没有进一步节流的情况下具有抵抗由液流引起的变形的能力。增加第一组构件12至17每件的高度X，并增加第二组构件19至23每件的高度Y，就可达到上述目的。由于增加X、Y的尺寸，过滤器局部结构10在箭头25所指的液流方向的强度增加了。这一强度增加增大了对由液流引起的变形的抵抗力，而强度或对由液流引起的变形的抵抗力的增大，是在不减少孔的尺寸或孔的数量的情况下实现的。因此，即便孔的尺寸根据被清除杂物的尺寸和通过过滤器许可的压力降已被确定，仍能制作出具有任何要求的强度、对液流没有进一步节流作用的过滤器。

第一组构件12至17相对于第二组构件19至23的方向通过这两组构件的合理的互相连接而被固定下来，在图2中（同一构件的编号同上）画出了第二组构件的第一块19。第二组构件的第一块19的两端与第一组构件的第一块12、最后一块17焊在一起。第二组构件的第一块19有四个矩形切口27、28、29和30，其尺寸正好能容纳第一组构件13至16的插入部分。为了满足构件13至16在相应切口中的焊接需要，切口27至30均有足够的深度。在上述实例中，切口27至30均应有大约1/10吋宽，1/4吋深。第二组构件的其余构件20至23也焊在第一组构件的第一块12和最后一块17上。并且，由于第二组构件中的20至23也都做出了切口，以容纳第一组构件中13至16的插入部分，因而得到了一个刚度和强度都非常好的过滤器10。

本发明有大量实例，说明过滤器的设计对由流体引起的变形的抵抗力的任何要求均能满足，且对液流无进一步的节流作用。其它值得注意的实例在图3、4和5中给予说明。

在图3中，第二组的实际上平行的构件19至23被波浪形构件32、33、34和35取代。波浪形构件32至35的一端与第一组构件的第一块12焊在一起。第一组构件的最后一块17焊在波浪形构件32至35每一块的另一端（未画出）。波浪形构件32至35各有一个开口以容纳构件13至16的插入部分（15和16未画出）。构件13至16与波浪形构件32至35的相交处可进行焊接。图3所示的过滤器与图1所示的过滤器具有相同的特性，过滤器的强度能够增大，而对液体没有任何进一步的节流作用。增加第一组构件的尺寸X和第二组构件的尺寸Y就能达到这一目的。

图3所示的过滤器与图1中的过滤器相比还有一个优点。图3a是一个侧视图，画出了图3所示的过滤器取去第一组构件的第一块12后的情况。从图3a可以看出，波浪形构件32至35间有间隔，但不存在穿过过滤器的直线通道。波浪形构件32至35相互配合，阻止杆状杂物37通过。图3所示的过滤器除能阻止图1所示过滤器能阻止的杂物之外，还能阻止下面这些杂物通过：螺丝刀、直尺、铅笔或像图3a中所示的杆状杂物37那样垂直地接近过滤器的物品。此处，不需要任何进一步的液体节流，阻止杆状杂物的目的就能达到。

本发明的另一实例如图4所示。在图4中波浪形构件32至35被组合波形构件39、40、41、42、43和44取代。这些组合波形构件39至44与第一组构件中的12至16相连，连接方法与上面配合图3所述的方法相同。图4所示的过滤器与上述图3过滤器工作方式相同，但有一个例外：组合波形板39至44对杆状杂物提供了更多的过滤作用，只要组合波形板39至44间的间隔没有穿过过滤器的直线通道即可。

本发明还有另一个如图5所示的实例。在图5中第一块板46上有许多通孔48。由第一块穿孔板46构成的过滤器与以前所述的过滤器相比具有相同的特性，即：对由流体引起的变形的抵抗力的任何要求均能通过增加穿孔板46厚度T的方法达到，且对液体无进一步的节流作用。

如图5所示，可以按需要增添带有许多通孔52的第二块板50。第一块板46的孔48相对于第二块板50的孔52的位置决定了过滤的效果。第一块板46的孔48和第二块板50的孔52间的一种予定关系如图5a所示。

根据本发明的介绍制造的过滤器予计能被应用于图6所示类型的蒸汽发生器54中，蒸汽发生器54是一个热交换器，高压过热液体从底部进入，流过许多蒸汽发生器管道（未画出）进行循环。各蒸汽发生器管道间的缝隙用水充满。当过热液体流过蒸汽发生器管道时，管道间的水吸热汽化，上升到蒸汽发生器54的顶部。当蒸汽中的热能被提取之后，蒸汽还原成水沿环形排水管流下。环形排水管56环绕在蒸汽发生器的外周，如图6a和图7所示。

在图6a中，环形过滤器58为图1所示的矩形式样。不过，过滤器58也可为图3所示的波浪形式样、图4所示的组合波形式样或图5所示的穿孔板式样。过滤器58整个环绕在蒸汽发生器54的内圆周中，但在图6a中将其局部剖出，以表示三角形支承板60和61。为了支承环形过滤器58，使用了足够数量的三角形支承板。

在一个实例中，环形排水管在安装过滤器58的部位，宽度约为12吋。环形过滤器58包括二十四个6吋宽的扇形段，其中四个-64、65、66和67画在图6a中。扇形段在制造和安装时，邻接的外圈扇形段64和66的接合面与邻接的内圈扇形段65和67的接合面交错开。这样交错布置提高了抵抗由于热和机械载荷引起的变形的能力。

过滤器58的孔洞尺寸由设计者根据蒸汽发生器管道之间的缝隙大小选定。例如，环形排水管56形成一个主流道，而各蒸汽发生器管道间的缝隙形成许多辅助流道。蒸汽发生器管道间的缝隙大约可以在3/10吋至4/10吋范围内变动。能损伤蒸汽发生器管道或堵塞蒸汽发生器管道间的缝隙的典型杂物包括挡板断片、8 1/2 吋长1 1/4 吋粗的盘簧和2 1/4 吋长1吋粗的连接销。因此，根据阻止能损伤蒸汽发生器管道的杂物通过的原则，过滤器58的孔洞尺寸就可确定了。

在蒸汽发生器54中，过滤器58的安装位置应使其能定期清理，去除积聚的杂物。如果合理地选择过滤器58的安装位置，使已有的蒸汽发生器54能用这样一个过滤器翻新改进，是很合乎需要的。过滤器58可用与蒸汽发生器54内部构件相似的任何材料（如碳钢）制作，它应能经受住蒸汽发生器内部的工作环境，如超过500°F（260℃）的温度和每平方吋1000磅的压强。

当提供一种过滤器58用于翻新改进项目时，应该调整该过滤器58的形状和方向，使其适合于不同型号的蒸汽发生器。图8所示的过滤器58，其方向与箭头25所指的液流方向成一夹角。过滤器58的这一方向需用附加的托架69和70予以保持。这样的方向提供了较大的表面积、流通面积和较小的压降。过滤器58的一部分可以像72区域所标明的那样取走或切除，使过滤器能插入环形排水管56中，并并避开其中的管道、支架等突出部位。

虽然本发明的过滤器是以蒸汽发生器为例如以叙述的，可以予料，这种过滤器将被应用于化工厂的出风管道、污水厂的废物榨取以及从河流或任何类似环境中抽出的水中过滤杂物。可以理解，根据原有的形式很容易作出许多改进和变化。此项申请和下面的权利要求将包括这些改进和变化。

Claims (21)

1、用于从流道的流体中清除予定尺寸范围的杂物的过滤器装置，它所包括的过滤元件有两个工作面，第一工作面横向安置在工作流道中，第二工作面可顺着液流方向移动。上述第一、第二工作面结合起来，形成许多贯穿过滤器的一定尺寸的孔洞，以对流体的予定阻力值阻止杂物通过，上述第二工作面顺着上述第一工作面的移动量决定该过滤器的厚度，使过滤器在不增加对液流的予定阻力值的情况下，足以抵抗由液流引起的变形。

2、按照权利要求1所述的装置，该处所述的过滤元件包括两组构件，第一组为实际上平行的一些构件，在流道中横向安置。第二组也是实际上平行的一些构件，在流道中贴近第一组构件横向安置，且与第一组构件形成一个夹角。

3、按照权利要求2所述的装置，该处所述的第一和第二组构件实际上是平的，而且此处所说的扁平表面的方向平行于液流方向。

4、按照权利要求2所述的装置，该处所述的第一组构件和第二组构件间的夹角包括实际上为90°的一种角度。

5、按照权利要求2所述的装置，该处所述的第一组中每一个构件与第二组中的一些构件相连接。

6、按照权利要求5所述的装置，该处所述的连结包括焊接。

7、按照权利要求2所述的装置，该处所述的第一和第二组构件中任一组构件包括波浪形构件。

8、按照权利要求7所述的装置，该处所述的波浪形构件间的间隔阻止杆状杂物通过。

9、按照权利要求7所述的装置，该处所述的波浪形构件包括组合波形构件。

10、按照权利要求1所述的装置，该处所述的过滤器包括有通孔的第一块构件。

11、按照权利要求10所述的装置，该处所述的过滤器的厚度增加是用增加构件厚度的方法实现的。

12、按照权利要求10所述的装置，进一步包括有通孔的第二块构件。第二块构件与第一块构件贴近安装，并使第一、第二块构件的通孔间存在一种予定的关系。

13、按照权利要求1所述的装置，该处所述的过滤器与液流方向成一夹角。

14、按照权利要求1所述的装置，该处所述的过滤器用与流道材料相似的材料制作。

15、按照权利要求14所述的装置，该处所述的过滤器用碳钢制作。

16、按照权利要求1所述的装置，该处的流道包括一个主流道和许多辅助流道，所述的孔洞尺寸与辅助流道尺寸呈函数关系。

17、按照权利要求1所述的装置，包括一个环形过滤器，它有一个在流道中横向安置的第一工作面，还有一个实际上与第一工作面平行、可顺着液流方向移动的第二工作面。

18、按照权利要求17所述的装置，该处所述的过滤器包括许多邻接的扇形段。

19、按照权利要求18所述的装置，每一个邻接的扇形段均包括一个内圈部分和一个外圈部分。

20、按照权利要求19所述的装置，该处邻接的内圈部分的接合面与邻接的外圈部分的接合面是交错的。

21、按照权利要求17所述的装置，该处的环形通道包括蒸汽发生器的环形排水管。

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