KR20140097172A - 유체 라인들을 위한 필터부 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 바람직하게는 충전 니플들, 역류 방지 밸브들, 압력 조절기들, 실린더 밸브들, 충전 커플링들, 스위칭 밸브들, 분리 안전 장치들, 퀵 커플링들 내에 및 분리된 필터부로서 사용을 위하여, 유체 라인들, 특히 150bar 내지 900bar, 바람직하게는 200bar 내지 350bar, 보다 바람직하게는 700bar 내지 875bar의 범위의 압력들을 갖는 바람직하게는 고압 라인들을 위한 베이스 몸체 및 적어도 하나의 유체 개구를 포함하는 필터부에 관한 것이며, 상기 베이스 몸체 및 상기 유체 개구는 필터 요소에 의해 적어도 부분적으로 덮이는 필터부에 있어서, 상기 필터 요소가 적어도 부분적으로 특히 0.1㎛ 내지 400㎛, 바람직하게는 2㎛ 내지 100㎛, 보다 바람직하게는 2㎛ 내지 40㎛의 범위의 메쉬 폭을 갖는 적어도 하나의 필터층을 가지는 필터 시브 또는 필터 메쉬인 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 충전 니플들, 역류 방지 밸브들, 압력 조절기들, 실린더 밸브들, 충전 커플링들, 스위칭 밸브들, 분리 안전 장치들, 퀵 커플링들 내에 및 분리된 필터부로서 사용을 위하여, 유체 라인들, 바람직하게는 150bar 내지 900bar 범위, 바람직하게는 200bar 내지 350bar의 범위, 보다 바람직하게는 700bar 내지 875bar 범위의 압력들을 갖는 고압 라인들을 위한 필터부에 관한 것이다. 상기 필터부는 베이스 몸체 및 적어도 하나의 유체 통로 개구를 포함하며, 상기 베이스 몸체 및 상기 유체 통로 개구는 적어도 하나의 필터 요소에 의해 커버된다. 본 발명은 또한 베이스 몸체와 특히 필터 메쉬로도 알려진 스크린 필터의 형태의 필터 요소를 갖는 필터부를 생산하는 방법에 관한 것이다.
특히 충전 니플들(nipples) 내의 사용을 위해 필터 요소에 의해 덮인 베이스 몸체 및 적어도 하나의 유체 통로 개구를 포함하는 필터부가 WO 02/00322(A1)로부터 알려져 있다. 상기 필터 요소는 WO 02/00322(A1)에 따르면 필터부들 내의 좁게 권취된 스프링 와이어에 의해 제공된다. WO 02/00322(A1)로부터 알려진 필터부는 특히 가스 형태의 매체 및 천연 가스, 특히 200bar의 충전 압력을 갖는 유체들을 위한 충전 니플들 내의 사용에 적합할 수 있는 유체 라인들을 위해 실질적으로 간단하고 튼튼한 필터부를 제공한다. 특히, WO 02/00322(A1)는 상기 필터 요소들이 다공판들 또는 정해진 기공율의 소결체들이고, 상기 필터 요소들이 편조 직물(braided fabric) 또는 금속 편조(metal braiding)로서 배열되는 필터부들의 단점들을 회피하려는 의도이다. WO 02/00322(A1)에는 이들이 물질 피로를 야기할 수 있는 압축 하중이나 교대 하중들에 민감하기 때문에 875bar 및 그 이상까지의 충전 압력들로 충전 니플들 내에 사용을 위해서는 단점들이 있는 필터 요소들, 특히 금속 직물들(metal fabrics) 및 금속 편조의 사용이 기재되어 있다. WO 02/00322(A1)로부터 알려진 필터부는 실질적으로 천연 가스를 위한 200bar의 충전 압력으로 사용을 위해 설계되지만, 매우 높은 필터 치밀성과 결합하여 수소의 이용을 위해 필요한 700bar 내지 875bar의 범위 내의 높은 압력들을 위해서는 한계들에 봉착한다.
유체의 압력에 의해서 조절 가능한 밸브는 DE 1016138(A1)로부터 알려져 있으며, 보다 구체적으로 지정되지 않은 필터 직물(filter fabric)이 원추 형상의 개폐 몸체의 전방에 제공된다.
미국 특허 제5,922,291호에는 입자 필터를 갖는 리포머(reformer)가 개시되어 있으며, 상기 입자 필터는 석유 생산 가스 공급 라인 내로 삽입되고 제거 가능하게 배치된다. 이러한 필터는 상기 석유 생산 가스 흐름에 의해 운반되는 매우 미세한 먼지 입자들을 포집할 수 있는 방식으로 구성된다. 필터 직물은 부직포 물질로서 배치되는 가스 유출구 상에 제공된다.
오일로부터 물질들을 제거하기 위한 장치가 미국 특허 제5,074,381호로부터 알려져 있다. 상기 장치는 필터 스크린으로서 대략 105㎛의 개구들을 갖는 폴리에스테르 메쉬를 포함하여, 0.0127cm 보다 큰 크기를 갖는 입자들이 포집되는 반면, 오일은 상기 폴리에스테르 메쉬를 통과한다.
미국 특허 제4,442,003호에는 특히 액체 염료 공급 시스템들의 시용을 위해 이용되는 필터 장치가 개시되어 있다. 상기 필터 장치는 외부 입자들을 스프레이 노즐로부터 떨어지게 유지하는데 이용된다. 미국 특허 제4,442,003호에 따른 필터는 필터 스크린으로서 배치되는 교환 가능한 필터를 포함한다. 미국 특허 제4,442,003호에는 필터 메쉬 폭 및 필터 구성에 대한 어떠한 정보도 제공되어 있지 않다.
미국 특허 제2,068,858호에는 가스 소비자에게 고압 가스를 제공하는 가스 라인 내로 도입되는 필터 니플이 기재되어 있다. 미국 특허 제2,068,858호로부터 알려진 필터는 다른 형태 및 다른 메쉬 폭을 갖는 스크린을 포함한다. 미국 특허 제2,068,858호에는 가스 압력 및 메쉬 폭에 대한 어떠한 정보도 제공되어 있지 않다.
미국 특허 제1,644,121호에는 펌프, 특히 원심 펌프 내에 바람직하게 사용되는 스크린이 개시되어 있다.
전술한 문헌들의 어느 것에도 어떻게 수소와 함께 사용을 위해 적합할 수 있고 동시에 매우 높은 필터 치밀성을 제공하는 900bar 및 그 이상까지의 높은 압력들을 위한 필터 장치를 설계할 수 있을 것인 가에 대해서는 개시되어 있지 않다.
본 발명의 목적은 이에 따라 종래 기술 상태에 따른 단점들을 극복하고, 특히 가장 작은 가능한 전체 크기 상에서 가장 큰 가능한 필터 면적을 제공하는 반면, 동시에 정해진 입자 여과 속도로 최적의 유량 및 최소의 압력 손실을 확보하는 유체 라인들을 위한 필터부를 제공하는 것이다. 상기 필터 면적은 이에 따라 요구되는 가스 유량을 위해 최적화된다.
이러한 목적은 본 발명에 따라, 바람직하게는 충전 니플들(nipples), 역류 방지 밸브들, 압력 조절기들, 실린더 밸브들, 충전 커플링들, 스위칭 밸브들, 분리(break-off) 안전 장치들, 퀵(quick) 커플링들 내에 및 분리된 필터부로서 사용을 위하여, 유체 라인들, 특히 150bar 내지 900bar의 범위, 바람직하게는 200bar 내지 350bar의 범위, 보다 바람직하게는 700bar 내지 875bar의 범위의 압력들을 갖는 바람직하게는 고압 라인들을 필터부에 의해 달성되고, 상기 필터부는 베이스 몸체 및 적어도 하나의 유체 통로 개구를 포함하며, 상기 베이스 몸체 및 상기 유체 개구는 필터 요소에 의해 적어도 부분적으로 커버되고, 상기 필터 요소는 필터층을 갖는 필터 메쉬(filter mesh)로도 알려진 적어도 하나의 필터 스크린을 포함하며, 상기 필터층의 메쉬 폭은 바람직하게는 0.1㎛ 내지 400㎛, 특히 2㎛ 내지 100㎛, 바람직하게는 2㎛ 내지 40㎛의 범위에 놓인다. 본 발명에 따른 필터부의 베이스 몸체는 하위 구조로서 사용되고 바람직하게는 금속 직물(metal fabric)인 상기 필터 스크린에 대한 지지 기능을 갖고 제공된다. 이는 상기 필터부가 압력 서지들(surges) 및 하중들을 흡수할 수 있는 점을 확보하게 한다. 본 발명에 따른 필터부는 이에 따라 천연 가스의 경우에 발생되는 바와 같은 200bar 내지 350bar의 범위뿐만 아니라 수소의 경우에 발생되는 700bar 내지 875bar의 범위의 압력들 모두를 위해 특히 적합할 수 있다. 베이스 몸체와 상기 베이스 몸체 상부의 필터 메쉬 또는 필터 네트(filter net)를 갖는 본 발명에 따른 구성의 결과로서, 700bar 내지 875bar의 범위의 높은 압력들의 경우에서도, 즉, 수소의 경우에 발생되는 바와 같은 압력 범위에서 압력 서지들 및 교대 하중들에 대한 저항이 제공된다. 900bar 및 그 이상까지의 압력들이 가능하다.
본 발명에 따른 장치의 다른 이점은 -40℃ 내지 120℃, 바람직하게는 -40℃ 내지 85℃의 넓은 온도 범위에서의 시스템을 사용하는 능력이다.
본 발명에 따른 필터 구성 요소는 간결한 설계와 결합되는 높은 필터 치밀성, 매우 우수한 압력 저항성 및 높은 유량들에 의해 더 특징지어진다. 구체적으로는, 900bar까지의 차동 압력들 및 천공들에 대한 저항이 존재한다.
특히 바람직한 실시예에 있어서, 상기 베이스 몸체를 갖는 필터 스크린은 특히 용접된 연결에 의해 분리 불가능하게 연결된다.
이러한 물질 연결의 결과로서, 900bar까지의 교대 하중들 및 압력 서지들을 견디기 위하여 상기 베이스 몸체와 상기 필터 요소 사이에 특히 우수한 포집이 발생된다.
상기 필터 스크린이나 필터 메쉬가 다른 하나의 상부 상에 하나가 배치되는 적어도 2개의 필터층들, 특히 서로의 상부 상에 배치되는 3개 또는 그 이상의 필터층들을 포함하는 경우가 특히 바람직하다. 상기 필터층들의 적층은 다른 필터 메쉬 폭들을 갖는 층들이 서로의 상부 상에 배열될 수 있는, 예를 들면, 상기 필터층들의 메쉬 폭이 상기 베이스 몸체로부터 외측으로 감소되거나 그 반대가 되는 이점들 가져온다. 상기 필터층들은 또한 다른 물질들을 포함할 수 있다. 몇 개의 필터층들을 갖는 장치는, 예를 들면, 큰 입자들이 처음에 제1 필터층 내에, 약간 작은 것들이 다음 층 내에 그리고, 예를 들면, 아주 작은 것들이 최후의 필터층 내에 포집되는 점을 확보하게 한다. 이에 따라 상기 다층 구성에 의해 매우 우수한 필터링이 구현될 수 있다. 다른 이점은 3층 구성의 경우에서 상기 제1 및 제3 층이 실질적으로 지지 직물로서 기능하고 상기 중간층이 실제의 필터 메쉬 또는 필터 스크린으로서 기능하는 것이다. 지지 직물로서 이용되는 상기 층들은 상기 필터 메쉬보다 큰 메쉬 폭들, 예를 들면, 400㎛ 이상 또는 적어도 100㎛ 보다 큰 메쉬 폭들을 가질 수 있다. 상기 지지 직물은 이후에 예비 필터링을 위해 사용되고, 백 플러싱(back flushing) 능력을 향상시키며, 이에 따라 상기 필터부의 동작 수명을 더 증가시킨다.
상기 필터부의 베이스 몸체가 적어도 하나의 중심 유체 라인과 유체-전달(fluid-conducting) 연결되는 복수의 그루브들을 포함하는 경우가 특히 바람직하다. 상기 그루브들의 도입은 유체 라인 채널들(channels) 또는 가스 포켓들(pockets)을 제공한다. 유체는 이후에 상기 그루브들을 거쳐 상기 필터 스크린 또는 필터 메쉬를 통해 상기 필터 메쉬로부터 상기 중심 유체 라인까지 안내된다. 상기 그루브들의 도입이 유리하지만 어떤 방식으로도 의무적인 것은 아니다. 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 상기 베이스 몸체가 어떠한 그루브들로 포함하지 않는 경우도 가능하다.
상기 그루브들이 바람직하게는 0.2㎜ 내지 1.5㎜의 범위 내에 놓이는 상승 기울기(ascending gradient)를 가지는 경우가 특히 바람직하다. 또한, 상기 그루브들은 바람직하게는 0.1㎜ 내지 1㎜의 범위에 놓이는, 특히 0.3㎜의 깊이를 가진다. 상기 그루브들은 바람직하게는 상기 베이스 몸체 상에 원주형으로 배열되며, 2개의 인접하는 그루브들의 서로로부터의 거리는 바람직하게는 0.2㎜ 내지 1.5㎜의 범위 내에 놓인다.
상기 그루브들이 수집 장치(collecting device), 바람직하게는 이른바 유체 포켓을 통해 상기 중심 유체 라인 내로 개방되는 경우가 특히 바람직하다. 이러한 수집 장치는 바람직하게는 높은 유량들을 달성하기 위하여 상기 베이스 몸체의 몇 개의 위치들, 바람직하게는 대향하는 측면들에 배치된다. 비록 유체 포켓들 없이 유량이 구현될 수 있지만, 상기 유체 포켓들에 의해 상기 유량이 상당히 증가된다.
상기 베이스 몸체는 특히 원추 형상 또는 사다리꼴 형상 혹은 실린더 형상을 가진다. 그 상부에 상기 그루브들이 나선형으로 진행되는 원추 형상이 특히 바람직하다.
H2-저항성인 물질들, 예를 들면, 특수 스테인리스 스틸들, 특히 대략 12.5중량% 내지 17중량%의 높은 니켈 분율을 갖는 이러한 스테인리스 스틸들, 바람직하게는 스테인리스 스틸 1.4404, 1.4435, 1.4306, 1.4401이 상기 베이스 몸체를 위해서 및 개개의 필터층들을 위한 물질들로서 바람직하게 사용된다. 선택적인 물질들은 황동(brass) 및 알루미늄이다. 언급한 물질들이 어떤 한정을 나타내는 것은 아니다.
상기 필터부 이외에도, 본 발명은 또한 이러한 필터부를 생성하는 방법을 제공한다. 베이스 몸체 및 필터 요소는 제1 단계에서 처음에 제공된다. 상기 베이스 몸체 및 상기 필터 요소는 이후에 기계 가공되고 마지막 방법 단계에서 본 발명에 따른 필터부 내로 결합된다. 상기 베이스 몸체는 처음에 금속 절삭 생산 방법, 특히 터닝(turning), 밀링(milling) 및 드릴링(drilling)에 의한 기계 가공에 의하거나, 프레싱(pressing) 및 캐스팅(casting)과 같은 비-절삭 형성에 의하여 복수의 그루브들 및/또는 적어도 하나의 중심 유체 라인 및/또는 적어도 하나의 수집 장치를 가지도록 기계 가공된다. 상기 베이스 몸체의 최후의 가공 단계는 디버링(deburring), 특히 브러싱(brushing), 샌드 블래스팅(sand blasting), 그라인딩(grinding), 폭발 디버링(explosive deburring), 열적 디버링(thermal deburring), 화학 디버링(chemical deburring), 증기 호우닝(vapour honing)에 의한 것이다. 상기 베이스 몸체의 가공 후에, 상기 필터 요소는 상기 베이스 몸체 상부의 상기 그루브의 영역들 내에 배치되며, 특히 상기 베이스 몸체에 용접에 의해, 예를 들면, 특히 저항 용접에 의해 연결된다. 상기 필터 요소 그 자체는 몇 개의 필터층들로 이루어진다. 이러한 경우, 상기 개개의 필터층들은 상기 베이스 몸체에 대한 상기 필터 요소의 부착 이전에, 특히 용접 또는 소결(sintering)에 의해 서로 연결된다. 본 발명에 따른 필터부는 바람직하게는 유체 라인들 내에 사용된다. 구체적으로는, 이러한 필터부들은, 그 개시 범주가 본 명세서에 완전히 포함되는 WO 2009/015900(A1)에 기재된 바와 같은 밸브 구성 요소들 내에 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 필터부는 WO 2009/015900(A1)에서는 명시되지 않거나, WO 02/00322(A1)에 따른 필터 인서트(filter insert)인 WO 2009/015900(A1)에서의 원추형의 외부 형상을 갖는 필터 인서트(9)를 대체한다.
이하, 본 발명을 제한적이지 않은 실시예들을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 첨부 도면들에 있어서,
도 1a 및 도 1b는 상부에 배치되는 필터 메쉬 또는 필터 스크린을 갖는 베이스 몸체를 나타내고,
도 2a 내지 도 2c는 도입된 그루브들 및 도입된 유체 라인 가스 포켓을 갖도록 기계 가공된 후의 베이스 몸체를 나타내며,
도 3은 상부에 배치되는 필터 메쉬 또는 필터 스크린을 갖는 베이스 몸체의 단면도를 나타낸다.
도 1a 및 도 1b는 상부에 배치되는 필터 메쉬 또는 필터 스크린을 갖는 베이스 몸체를 나타내고,
도 2a 내지 도 2c는 도입된 그루브들 및 도입된 유체 라인 가스 포켓을 갖도록 기계 가공된 후의 베이스 몸체를 나타내며,
도 3은 상부에 배치되는 필터 메쉬 또는 필터 스크린을 갖는 베이스 몸체의 단면도를 나타낸다.
도 1a 및 도 1b는 상부에 배치되는 필터 메쉬(filter mesh) 또는 필터 스크린(filter screen)(30)을 구비함에 따라 필터부(1)를 형성하는 베이스 몸체(base body)(10)를 도시한다. 도 3은 유체 라인, 바람직하게는 특히 150bar 내지 900bar의 범위, 특히 200bar 내지 350bar의 범위, 바람직하게는 700bar 내지 875bar의 범위의 압력들을 위한 고압 라인을 위한 필터부(1)의 단면을 도시한다. 도 3에 그 전체가 단면도로 도시된 상기 필터부(1)는, 예를 들면, 충전 니플(nipple)(도시되지 않음) 내로 삽입될 수 있다. 연결 니플이나 충전 니플의 형태인 밸브 구성 요소 내의 이러한 필터 인서트의 이용은 WO 2009/015900(A1)에 개시되어 있으며, 그 개시 사항은 전체적으로 본 출원에 포함된다. 역류 방지 밸브, 압력 조절기, 실린더 밸브, 충전 커플링, 스위칭 밸브, 분리(break-off) 안전 장치, 퀵(quick) 커플링 내 및 별도의 필터부로서 다른 응용들이 가능하고, 이에 대한 다른 참조 없이도 본 발명에 속한다.
상기 필터부(1)의 베이스 몸체(10)는 2개의 부분들, 즉 실질적으로 실린더 형상을 갖는 제1 부분(12) 및 원추형 또는 원추형으로 테이퍼지는(tapering) 외측 형상을 갖는 제2 부분(14)을 포함한다. WO 2009/015900(A1)에 기재되어 있는 바와 같이, 예를 들면, 상기 실질적으로 실린더형의 부분은 그 개시 범주가 전체적으로 본 발명에 포함되는 WO 2009/015900에 따라 연결 니플의 내부에 지지되는 밀폐 슬리브(sealing sleeve)에 직접 연결로서 일체로 부착되지만, 상기 원추 형상의 부분은 WO 2009/015900(A1)에 따라 상기 밸브 구성 요소 내의 밀폐 링에 근접하게 연장된다. WO 2009/015900(A1)에 기재되어 있는 바와 같이, 이는 내압 연결을 제공한다. 상기 필터 메쉬 또는 필터 스크린(30)은 본 실시예에서 항상 상기 전방의(즉, 상기 제2) 원추 형상의 부분(14) 상부에 배치된다.
상기 베이스 몸체의 측면도가 도 1b에 도시되어 있다. 도 1a에서와 동일한 구성 요소들은 동일한 참조 부호로 제공되며, 특히 상기 필터 메쉬 또는 필터 스크린(30)의 부분이 나타나 있다.
도 2a 및 도 2b는 그루브들의 도입 후 및 필터 스크린 형태의 상기 필터 요소와 상기 그루브들을 갖고 제공되는 베이스 몸체의 연결 전의 상기 베이스 몸체를 나타낸다.
도 1a와 도 1b 및 도 3에서와 동일한 구성 요소들에 대해서는 동일한 참조 부호들이 부여된다.
상기 베이스 몸체의 원추 형상의 부분(14)이 상기 그루브들, 가스 포켓들(gas pockets) 및 유체 라인(들)을 포함하는 점이 명확하게 도시되어 있다. 이들은 특히 터닝(turning), 밀링(milling) 및 드릴링(drilling)에 의한 기계 가공과 같은 금속 절삭 방법들, 또는 프레싱 및 캐스팅(casting)과 같은 비-절삭 형성에 의해 도입될 수 있다. 상기 그루브들, 가스 포켓들 및 유체 라인의 도입 후에, 상기 베이스 몸체를 위한 마지막 기계 가공 단계는 디버링(deburring), 특히 브러싱(brushing), 샌드 블래스팅(sand blasting), 그라인딩(grinding), 폭발 디버링(explosive deburring), 열적 디버링(thermal deburring), 화학 디버링(chemical deburring), 증기 호우닝(vapour honing) 등에 의하는 것이다.
상기 개개의 그루브들은 바람직하게는 0.1㎜ 내지 1㎜, 특히 0.3㎜ 내지 0.4㎜의 범위에 놓이는 특정 깊이(T)를 가진다.
2개의 인접하는 원주의 그루브들(20.1, 20.2)의 거리(A)는 0.2㎜ 내지 1.5㎜이며, 상기 그루브들의 상승 기울기(ascending gradient)는 0.2㎜ 내지 1.5㎜의 범위 내, 특히 0.5㎜ 내지 0.6㎜의 범위에 놓인다.
모든 그루브들(20)은 원추 형상의 영역의 길이 방향으로 연장되고 본 경우에서는 이른바 유체 포켓 또는 가스 포켓으로 배치되는 수집 장치(collecting device)(22) 내로 개방된다. 개구(24)는 상기 유체 포켓의 영역 내로 도입되며, 이러한 개구는 중심의 유체 라인 내로 개방된다. 유체 포켓들로서 상기 수집 장치의 구성의 결과로서, 상기 유체 및 특히 상기 가스의 유량이 상당히 증가될 수 있다. 상기 필터 요소 또는 필터부에 대한 유입은 통상적으로 외부로부터 발생된다. 즉, 상기 유체는 상기 필터 메쉬 혹은 필터 스크린, 상기 그루브들(20), 상기 수집 장치(22) 또는 상기 유체 포켓을 거쳐 상기 중심의 유체 라인(26) 또는 수집 라인에 도달한다.
도입된 그루브들(20)을 갖는 상기 베이스 몸체(10)의 측면도가 도 2b에 도시된다. 도 2a에서와 동일한 구성 요소들은 동일한 참조 부호들로 제공된다. 상기 유체 포켓(22)이 분명하게 도시되며, 이는 상기 그루브들(20)의 모든 각각의 하나에 유체 연결된다.
도 2b의 A-A 교차면의 라인을 따른 단면이 도 2c에 도시된다. 동일한 구성 요소들은 다시 동일한 참조 부호들로 제공된다. 상기 개개의 그루브들(20)이 분명하게 도시되고, 이는 상기 베이스 몸체의 실질적으로 원추 형상의 영역과 개구들(24)을 통해 유체 포켓(22)(도 2b에서) 내로 및 그로부터 개개의 원주의 그루브들(20) 내로 개방되는 상기 중심 유체 라인(26) 주위로 진행된다.
도 3은 최종적으로 본 발명에 따른 전체 필터부(1)의 단면도를 나타낸다. 도 3은 실질적으로 실린더 형상의 부분(12)과 실질적으로 원추 형상으로 연장되는 부분(14)을 갖는 베이스 몸체(10)를 나타낸다. 도 3은 도 3에는 도시되지 않은 상기 유체 포켓(들) 내로의 상기 유체 라인의 개구(25)와 상기 베이스 몸체(10)의 원추 형상 부분 내로 도입되었던 개개의 그루브들(20) 각각으로부터 상기 유체가 흘러 들어가는 상기 중심 유체 라인(26)을 명백하게 나타낸다. 상기 개개의 그루브들(20) 상부에 위치하고 전체로 3개의 필터층들(32.1, 32.2, 32.3)을 갖는 필터 스크린 또는 필터 메쉬의 형태로 제공되는 상기 필터 요소(30)가 본 실시예에서 제한적이지 않게 도시되어 있다. 도 3에 도시한 바와 같은, 3개의 필터층들(32.1, 32.2, 32.3)을 갖는 상기 필터 스크린 또는 필터 메쉬의 구성은 단지 예로서 제공되는 것이다. 단일 필터층을 갖는 필터 메쉬 또는 필터 스크린(30)도 가능한 점을 이해할 수 있을 것이다. 상기 필터 메쉬 또는 필터 스크린(30)은 상기 베이스 몸체의 원추 형상의 부분(14)에 대한 적용 이전에, 예를 들면, 3개의 다른 필터층들(32.1, 32.2, 32.3)이 용접, 특히 저항 용접에 의해 서로 연결되는 방식으로 몇몇의 필터층들을 가지고 생산된다. 연결을 위한 다른 가능성들, 예를 들면, 접착(gluing)이 상기 다른 필터층들의 용접에 대해 선택적으로서 이용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 다른 필터층들(32.1, 32.2, 32.3)은 다른 필터 메쉬 폭들을 가질 수 있다. 상기 필터 메쉬에서의 압력 강하는 다른 입자들이 각 층 내에 유지되기 때문에 이러한 방식으로 감소될 수 있다. 상기 제1 필터층(32.1)이 지지층이고, 상기 제2 층(32.2)이 상기 필터 메쉬 또는 필터 스크린이며, 상기 제3 층(32.3)이 다시 지지층인 것도 가능하다. 상기 지지층은 상기 필터 메쉬 또는 필터 스크린 보다 큰 메쉬 폭을 가질 수 있다. 프리-필터링(pre-filtering)이 이러한 방식으로 구현되고, 백 플러싱(back flushing) 능력이 증가되어, 보다 긴 동작 수명을 가져온다. 상기 개개의 층들이 다른 물질들을 가지는 것도 가능하다.
상기 필터 메쉬 또는 필터 스크린(30)과 상기 실질적으로 원추 형상의 베이스 몸체의 원추 형상의 부분(14)의 연결은 원주의 영역들(34.1, 34.2) 내에서 일어난다. 상기 원추 형상의 몸체에 대한 필터 메쉬 또는 필터 스크린의 연결 기술은 다시 용접, 바람직하게는 저항 용접이 될 수 있다. 접착과 같은 다른 연결 기술들이 가능하다.
도 3은 상기 개개의 그루브들의 깊이(T)와 하나의 그루브(20.1)의 중심으로부터 다른 하나의 그루브(20.2)의 중심까지 측정되는 서로에 대한 인접하는 그루브들의 거리들(A)을 분명하게 나타낸다.
상기 가스의 흐름이 또한 도 3에 도시된다. 상기 가스는 외부로부터 상기 방향(100)을 따라 상기 필터 메쉬(30)를 통해 상기 개개의 그루브들(22) 내로 및 그로부터 상기 개구(24)를 통해 상기 중심 라인(26) 내로 흐른다.
다른 물질들 및/또는 다른 필터 메쉬 폭들을 가질 수 있는 상기 다른 필터층들(32.1, 32.2 및 32.3)의 용접 이외에도, 이는 또한 소결(sintering)에 의해 일어날 수 있다.
상기 필터 메쉬 폭들은 바람직하게는 0.1㎛ 내지 400㎛의 범위, 특히 2㎛ 내지 100㎛의 범위, 보다 바람직하게는 2㎛ 내지 40㎛의 범위 내에 놓인다. 상기 필터 메쉬 폭은 선택적으로는 0.1㎛ 내지 400㎛, 바람직하게는 2㎛ 내지 100㎛, 보다 바람직하게는 5㎛ 내지 100㎛, 그리고 보다 더 바람직하게는 5㎛ 내지 20㎛의 범위 내에 놓인다.
상기 필터 메쉬(30)와 상기 베이스 몸체의 원추 형상으로 테이퍼지는 부분(14)의 연결은 상기 필터 메쉬 또는 필터 스크린(32)을 기하학적 형상이나 원추 형상으로 절단한 후에 상기 베이스 몸체 상에의 저항 용접에 의해 일어난다.
상기 필터 스크린 또는 필터 메쉬가 상기 베이스 몸체에 대해 하나의 단계로 필터 캡(filter cap)으로서 적용되는 경우에 상기 필터 캡이 미리 절단된 부품으로서 형성되었으면 상기 미리 절단된 부품이 길이 방향의 심(seam) 상에 함께 용접되었던 것이 특히 바람직하다.
도 3에 명백하게 도시한 바와 같이, 상기 베이스 몸체의 리밴트 기능(levant function)은 상기 필터 스크린 또는 필터 메쉬와 관련되는 지지 기능이다. 또한, 상기 베이스 몸체는 상기 하우징의 밀폐를 위한 지지 몸체를 형성한다. 상기 필터 스크린의 전체 표면 상부의 상기 가스 또는 유체의 최적의 흐름은 상기 그루브들 상부의 상기 가스 또는 유체를 상기 유체 포켓 내로 및 유동 보어홀(borehole)로서 배치되는 상기 개구(24)를 거쳐 상기 중심 라인(26)으로 안내함에 의해 확보된다. WO 02/00322(A1)와는 대조적으로, 매우 큰 필터 면적이 필터 스크린이나 필터 메쉬가 권취 와이어(wound wire) 대신에 사용되는 본 발명에 따른 필터부의 구성으로 작은 전체상에 제공된다. 또한, 상기 필터 면적은 메쉬 크기들 및 필터 메쉬 크기들 모두에 대해서와 상기 물질들에 대한 다층 구성에 의해 요구되는 가스 흐름으로 최적화될 수 있다. 또한, 700bar 내지 875bar 범위의 압력들의 경우에도 압력 서지들(pressure surges) 및 교대 하중들에 대한 상기 필터부의 충분한 저항이 베이스 몸체와 전술한 바와 같이 배치된 상기 필터 스크린 또는 필터 메쉬를 갖는 상기 필터부의 배열에 의해 제공된다. 900bar 및 그 이상까지의 압력들이 가능하다.
본 발명에 따른 장치의 다른 이점은 -40℃ 내지 120℃, 바람직하게는 -40℃ 내지 85℃ 범위의 넓은 온도에서 사용을 위한 가능성이다.
본 발명은 발명의 상세한 설명의 일부이지만 특허청구범위는 아닌 다음 사항들(sentences)에 나타낸 측면들을 포함한다.
사항들
1. 바람직하게는 충전 니플들, 역류 방지 밸브들, 압력 조절기들, 실린더 밸브들, 충전 커플링들, 스위칭 밸브들, 분리 안전 장치들, 퀵 커플링들 내에 및 분리된 필터부로서 사용을 위하여, 유체 라인들, 특히 150bar 내지 900bar, 바람직하게는 200bar 내지 350bar, 보다 바람직하게는 700bar 내지 875bar의 범위의 압력들을 갖는 바람직하게는 고압 라인들을 위한 필터부(1)로서, 베이스 몸체(10) 및 적어도 하나의 유체 개구를 포함하고, 상기 베이스 몸체(10) 및 상기 유체 개구가 필터 요소에 의해 적어도 부분적으로 덮이는 필터부(1)에 있어서, 상기 필터 요소가 적어도 부분적으로 특히 0.1㎛ 내지 400㎛, 바람직하게는 2㎛ 내지 100㎛, 보다 바람직하게는 2㎛ 내지 40㎛의 범위 내의 메쉬 폭을 갖는 적어도 하나의 필터층(32.1, 32.2, 32.3)을 가지는 필터 스크린 또는 필터 메쉬(30)인 것을 특징으로 한다.
2. 상기 필터 스크린 또는 상기 필터 메쉬(30)는 서로의 상부 상에 배치되는 적어도 2개의 필터층들(32.1, 32.2, 32.3), 특히 서로의 상부 상에 배치되는 3개 또는 그 이상의 필터층들을 포함하는 것을 특징으로 하는 사항 1에 따른 필터부(1).
3. 상기 베이스 몸체(10)는 적어도 하나의 중심 유체 라인(26)과 유체 전달(fluid-conducting) 연결되는 복수의 그루브들(20)을 포함하는 것을 특징으로 하는 사항 1 또는 사항 2에 따른 필터부.
4. 상기 그루브들(20)이 적어도 하나의 상승 기울기를 가지고, 상기 상승 기울기가 바람직하게는 0.2㎜ 내지 1.5㎜의 범위에 놓이거나 및/또는 상기 그루브들이 깊이(r)를 가지며, 상기 깊이는 바람직하게는 0.1㎜ 내지 1㎜의 범위에 놓이는 것을 특징으로 하는 사항 3에 따른 필터부.
5. 상기 그루브들(20)은 바람직하게는 나선 형상의 원주의 그루브들이고, 인접하는 그루브들은 서로로부터 바람직하게는 0.2㎜ 내지 1.5㎜의 범위의 거리를 가지는 것을 특징으로 하는 사항 3 또는 4에 따른 필터부.
6. 상기 베이스 몸체(10)는 상기 복수의 그루브들로부터 유체의 수집을 위하여 특히 상기 베이스 몸체 내로 도입되는 유체 포켓(22) 형태의 적어도 하나의 수집 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 사항 3 내지 사항 5 중에서 어느 하나에 따른 필터부.
7. 상기 베이스 몸체(10)는 특히 적어도 부분적으로 원추, 사다리꼴 또는 실린더 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 사항 1 내지 사항 6 중에서 어느 하나에 따른 필터부.
8. 상기 베이스 몸체(10)는,
H2-저항 물질;
특수 스테인리스 스틸, 특히 바람직하게는 12.5 중량% 내지 17 중량%의 높은 니켈 분율을 갖는 특수 스테인리스 스틸, 보다 바람직하게는 특수 스테인리스 스틸 1.4404, 1.4435, 1.4306, 1.4401;
황동; 및
알루미늄의 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 사항 1 내지 사항 7 중에서 어느 하나에 따른 필터부.
9. 베이스 몸체 및 필터 요소가 제공되는 필터부(1)를 생성하는 방법에 있어서,
- 상기 베이스 몸체(10)가 복수의 그루브들(20)을 가지고 제공되거나 및/또는 바람직하게는 적어도 하나의 중심 유체 라인(26) 및/또는 적어도 하나의 수집 장치(22)를 가지고 제공되며, 적어도;
- 금속 절삭 생산 방법, 바람직하게는 터닝, 밀링 및 드릴링에 의한 기계 가공 또는
- 비-절삭 형성, 특히 프레싱, 캐스팅에 의하거나;
- 디버링, 특히 브러싱, 샌드 블래스팅, 그라인딩, 폭발 디버링, 열적 디버링, 화학 디버링에 의해 제공되고;
- 상기 필터는 상기 베이스 몸체(10)의 상부에, 바람직하게는 필터 메쉬 또는 필터 스크린(30)으로서, 적어도 상기 기계 가공된 베이스 몸체(10)의 일부 상에, 특히 상기 그루브들의 영역 내에 배치되며, 특히 상기 베이스 몸체(10)에 바람직하게는 용접, 특히 저항 용접에 의해 연결되는 특히 청구항 제 1 항 내지 제 7 항에 따라 베이스 몸체 및 필터 요소가 제공되는 필터부(1)를 생성하는 방법.
10. 상기 필터 스크린 또는 상기 필터 메쉬(30)는 몇 개의 필터층들(32.1, 32.2, 32.3)을 포함하며, 상기 필터층들(32.1, 32.2, 32.3)은 특히 용접 또는 소결(sintering)에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 사항 9에 따른 방법.
Claims (14)
- 베이스 몸체(10) 및 적어도 하나의 유체 개구(fluid opening)를 포함하고, 상기 베이스 몸체(10) 및 상기 유체 개구가 필터 요소(filter element)에 의해 적어도 부분적으로 덮이는, 특히 150bar 내지 900bar 범위의 압력들을 위한 필터부(1)에 있어서, 상기 필터 요소가 적어도 부분적으로 특히 0.1㎛ 내지 400㎛, 바람직하게는 2㎛ 내지 100㎛, 보다 바람직하게는 2㎛ 내지 40㎛의 범위의 메쉬 폭을 갖는 적어도 하나의 필터층(32.1, 32.2, 32.3)을 가지는 필터 스크린(filter screen) 또는 필터 메쉬(filter mesh)(30)인 것을 특징으로 하는 필터부.
- 제 1 항에 있어서, 상기 필터부가 700bar 내지 875bar 범위의 압력들을 위해 배치되고, 상기 베이스 몸체가 상기 필터 스크린에 대한 지지 기능을 수행하여 900bar까지의 압력 서지들(pressure surges) 및/또는 교대 하중들에 대한 저항이 제공되는 것을 특징으로 하는 필터부.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 필터 스크린(30)이 상기 베이스 몸체(10)에 대해 분리 불능으로, 특히 용접 연결에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 필터부.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 스크린이 금속 직물(metal fabric)인 것을 특징으로 하는 필터부.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 스크린 또는 상기 필터 메쉬(30)가 서로의 상부 상에 배치되는 적어도 2개의 필터층들(32.1, 32.2, 32.3), 특히 서로의 상부 상에 배치되는 3개 또는 그 이상의 필터층들을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터부.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스 몸체(10)가 적어도 하나의 유체 라인(26)과 유체 전달 연결되는 복수의 그루브들(grooves)(20)을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터부.
- 제 6 항에 있어서, 상기 그루브들(20)은 적어도 하나의 상승 기울기(ascending gradient)를 가지고, 상기 상승 기울기가 바람직하게는 0.2㎜ 내지 1.5㎜의 범위에 놓이거나 및/또는 상기 그루브들이 깊이(r)를 가지며, 상기 깊이는 바람직하게는 0.1㎜ 내지 1㎜의 범위에 놓이는 것을 특징으로 하는 필터부.
- 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 그루브들(20)은 바람직하게는 나선 형상의 원주의 그루브들이며, 인접하는 그루브들은 서로로부터 바람직하게는 0.2㎜ 내지 1.5㎜의 범위의 거리를 가지는 것을 특징으로 하는 필터부.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스 몸체(10)는 상기 복수의 그루브들로부터 유체의 수집을 위해 특히 상기 베이스 몸체 내로 도입되는 유체 포켓(22)의 형태의 적어도 하나의 수집 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터부.
- 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스 몸체(10)가 특히 적어도 부분적으로 원추, 사다리꼴 또는 실린더 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 필터부.
- 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스 몸체(10) 및/또는 상기 필터 스크린(30) 및/또는 상기 필터층들(32.1, 32.2, 32.3)은,
H2-저항 물질;
특수 스테인리스 스틸, 특히 바람직하게는 12.5 중량% 내지 17 중량%의 높은 니켈 분율을 갖는 스테인리스 스틸, 보다 바람직하게는 특수 스테인리스 스틸 1.4404, 1.4435, 1.4306, 1.4401;
황동(brass); 및
알루미늄의 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 필터부. - 베이스 몸체 및 필터 요소가 제공되는 특히 제 1 항 내지 제 11 항에 따른 필터부(1)를 생산하는 방법에 있어서,
- 상기 베이스 몸체(10)가 복수의 그루브들(20)을 가지거나 및/또는 바람직하게는 적어도 하나의 중심 유체 라인(26) 및/또는 적어도 하나의 수집 장치(22)를 가지고 제공되고, 적어도;
- 금속 절삭 생산 방법, 특히 터닝(turning), 밀링(milling) 및 드릴링(drilling)에 의한 기계 가공, 또는
- 비-절삭 형성, 특히 프레싱, 캐스팅(casting)에 의하거나;
- 디버링(deburring), 특히 브러싱(brushing), 샌드 블래스팅(sandblasting), 그라인딩(grinding), 폭발 디버링(explosive deburring), 열적 디버링(thermal deburring), 화학 디버링(chemical deburring)에 의해 제공되며;
- 상기 필터는 상기 베이스 몸체(10) 상부에, 바람직하게는 필터 메쉬 또는 필터 스크린(30)으로서, 적어도 상기 기계 가공된 베이스 몸체의 일부 상에, 특히 상기 그루브들의 영역 내에 배치되며, 특히 상기 베이스 몸체(10)에 바람직하게는 용접, 특히 저항 용접에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 12 항에 있어서, 상기 필터 스크린 또는 상기 필터 메쉬(30)는 몇 개의 필터층들(32.1, 32.2, 32.3)을 포함하며, 상기 필터층들(32.1, 32.2, 32.3)은 특히 용접 또는 소결(sintering)에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
- - 유체 라인들, 특히 고압 라인들 내; 및
- 충전 니플들(nipples), 역류 방지 밸브들, 압력 조절기들, 실린더 밸브들, 충전 커플링들, 스위칭 밸브들, 분리(break-off) 안전 장치들, 퀵(quick) 커플링들 내에 및 분리된 필터부로서의 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 필터부의 용도.
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