一种燃气过滤分离器的制作方法

本发明涉及一种气体过滤分离器，属于气-液、气-固分离技术领域，特别是涉及一种燃气过滤分离器。

背景技术：

燃气是天然气、人工燃气、液化石油气和沼气等气体燃料的总称。

燃气过滤分离器是一种有效的燃气净化设备,具有从燃气中去除液体杂质（水、烃）和固体颗粒污染物的双重功能,在燃气的生产、储存、运输、使用等过程中得到了广泛的应用。

请参考图5，图5为气体过滤分离器的工作原理示意图。燃气过滤分离器的过滤过程包括过滤、聚结、沉降和分离四个工艺过程，图5中气体先经过聚结滤芯3'进行过滤和聚结，然后进入沉降段8'进行沉降，沉降后的液体进入到沉淀槽5'中进行收集，沉降后的气体再经过分离元件分离后排出。对于过滤分离器来说，其结构设计决定了过滤分离器的过滤脱水性能。

请参考图1至图4，图1和图2为一种典型的气体过滤分离器结构示意图及其a向剖视图；图3和图4为图1所示的气体过滤分离器中的聚结滤芯3'的剖视图及b向剖视图。典型的气体过滤分离器如图1所示，筒体内部设有隔板6'，隔板6'上安装有多个回流管2'，回流管2'与聚结滤芯3'内部相连，筒体的一端设有端盖法兰4'，筒体下侧设有沉淀槽5'。

工作时，待过滤的燃气由入口1'进入筒体内部安装有滤芯的一侧，气体从聚结滤芯3'的外部进入内部，同时，气体从聚结滤芯3'的远端（自由端）向入口端流动，并流入回流管2'的，如图1至4所示。聚结后的气体经回流管2'流入沉降段8'，进行沉降，沉降后的气体流经分离元件，洁净的气体从气体出口7'流出。

上述传统的过滤分离器存在以下四个方面的问题：1、聚结滤芯外表面的轴向流速和径向流速均对聚结效果有显著影响；由于气体由外向内流动时，内部的轴向流速和径向流速较高，不利于液滴的聚结长大。2、在回流管内部流速更高，在紊流状态下，有可能会使聚结后的液滴破碎。3、气体在聚结滤芯内部和回流管内部的流动是封闭的，聚结后的的液滴无法沉降到筒体底部，所以必须设置专用的沉降段。4、必须设置两个沉降口和两个沉淀槽，两个沉淀槽内部不能连通，所以导致设备造价高。

概括来讲，传统的过滤分离器聚结和沉降效果都很差，整机的脱液效果差、能量效率低，而且整个设备体积大，制造成本高。

技术实现要素：

为了解决传统燃气过滤分离器的上述种种技术问题，本发明提出了一种燃气过滤分离器。

本发明提出的一种燃气过滤分离器是通过以下技术方案实现的：

一种燃气过滤分离器，包括筒体、设于所述筒体内部的多个聚结滤芯及分离元件，所述筒体一端为气体出口，另一端为端盖，所述分离元件安装于所述筒体内部靠近所述气体出口的一端；

在所述筒体内部设置配流托盘，所述配流托盘的外径小于所述筒体的内径，所述配流托盘上设有多个滤芯安装口，所述滤芯安装口朝向所述端盖一侧；多个所述聚结滤芯安装于所述滤芯安装口上，并且所述聚结滤芯的远端（自由端）朝向所述端盖一侧；

含有液体的待过滤气体通入所述配流托盘，然后经所述滤芯安装口进入所述聚结滤芯内部；在所述聚结滤芯内部，气体从各所述聚结滤芯的入口端向所述聚结滤芯的远端（自由端）流动，同时，从内向外流过所述聚结滤芯，固体颗粒被拦截在所述聚结滤芯内部，液体颗粒在所述聚结滤芯的外表面聚结长大、形成大尺寸液滴；在所述聚结滤芯外部，过滤后的气体在所述筒体和所述聚结滤芯所形成的间隙空间内流动，并且从所述筒体的端盖一端向气体出口一端流动，在此过程中，聚结长大的液滴向筒体底部沉降，部分未完成沉降的液体被气体携带，流经所述分离元件，实现进一步分离，洁净、干燥的气体从所述筒体的气体出口排出。

可选地，所述过滤分离器还包括进气管，所述进气管一端与所述配流托盘连接，另一端穿过所述筒体的筒壁与所述筒体外部进料管相连通。

可选地，所述配流托盘包括进料口和滤芯安装口，所述配流托盘通过加强筋板与所述筒体内壁固定连接，所述进气管连接所述配流托盘的进料口，所述聚结滤芯安装在所述配流托盘的滤芯安装口。

可选地，所述筒体其轴线沿水平方向布置。

可选地，还设有用于收集液体的沉淀槽，所述沉淀槽位于所述筒体的下侧，并与所述筒体的内部连通。

可选地，所述沉淀槽数量为一个。

现有技术中气体由外向内流经滤芯，固体颗粒被拦截在滤芯的外表面，液体在滤芯的内表面聚结长大，聚结后的液滴在聚结滤芯内部和回流管内高速流动，无法沉降；从回流管进入沉降段。沉降后的气体进入分离元件，经由分离元件分离液滴后，洁净的气体从气体出口流出。气体流过回流管时聚结的水滴会被打碎，变成小水滴，不利于后续的沉降和分离。气体在聚结滤芯内部和回流管内部的流动是封闭的，所以无法沉降到筒体底部，所以必须设置专用的沉降段，沉降段通常长度不小于1.0倍筒体直径，使筒体的长度加长，增加设备尺寸和造价。

本申请提供的一种燃气过滤分离器，重新设计了筒体内部的总体布局和流场。含有液体的待过滤气体通入配流托盘，然后经滤芯安装口进入聚结滤芯内部；在聚结滤芯内部，气体从各聚结滤芯的入口端向聚结滤芯的远端（自由端）流动，同时，从内向外流过聚结滤芯，固体颗粒被拦截在聚结滤芯内部，液体颗粒在聚结滤芯的外表面聚结长大、形成大尺寸液滴，由于聚结滤芯外部的轴向流速远远低于其内部的轴向流速，所以有利于形成较大尺寸的水滴，有利于后续的沉降分离，从而提高聚结和沉降效果。

由于本发明所提供的燃气过滤分离器的气体是由内向外流经聚结滤芯，在聚结滤芯外部，过滤后的气体在筒体和聚结滤芯所形成的间隙空间内流动，并且从筒体的端盖一端向气体出口一端流动，这种设计，使得聚结长大的液滴能够向筒体底部沉降，这就充分的利用了筒体的内部空间（聚结滤芯安装段）进行沉降，而不需要像传统的过滤分离器那样还需要专门设置一段沉降段，不仅沉降效果显著改善，而且可以大大缩短筒体的长度，减小设备体积，同时降低制造成本。另外，由于结构布局设计合理，沉淀槽只需设置一个，可以降低设备成本。

该过滤分离器能够有效的改善液体的聚结效果；充分利用筒体的内部空间（聚结滤芯安装段）进行沉降，沉降效果明显改善；因此整机的脱液性能得到显著改善，提高了能量效率，同时降低了筒体的长度，降低设备制造成本。

附图说明

图1和图2为一种典型的气体过滤分离器结构示意图及其a向剖视图；

图3和图4为图1所示的气体过滤分离器中的聚结滤芯3'的剖视图及b向剖视图；

图5为气体过滤分离器的过滤原理示意图；

图6为本发明所提供的一种燃气过滤分离器第一种具体实施方式的示意图；

图7为图6所示的燃气过滤分离器的c向剖视图。

图8和图9为图6所示的燃气过滤分离器中气体在聚结滤芯中的流动方向的示意图及聚结滤芯3的d向剖视图；

其中，图1至图5中的附图标记和部件名称之间的对应关系如下：

入口1'；回流管2'；聚结滤芯3'；筒体端盖4'；沉淀槽5'；隔板6'；气体出口7'，沉降段8'；

图6至图9中的附图标记和部件名称之间的对应关系如下：

进气管1；配流托盘2；聚结滤芯3；端盖4；沉淀槽5；分离元件6；气体出口7。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

请参考图6至图9，图6为本发明所提供的一种燃气过滤分离器第一种具体实施方式的示意图；图7为图6所示的燃气过滤分离器的c向剖视图；图8和图9为图6所示的燃气过滤分离器中气体在聚结滤芯中的流动方向的示意图及聚结滤芯3的d向剖视图。

在一种具体的实施方式中，本发明提供了一种燃气过滤分离器，包括筒体、设于筒体内部的多个聚结滤芯3及分离元件6，筒体一端为气体出口7，另一端为端盖4，分离元件6安装于筒体内部靠近所述气体出口7的一端；在筒体内部设置配流托盘2，配流托盘2的外径小于筒体的内径，配流托盘2上设有多个滤芯安装口，滤芯安装口朝向端盖4一侧；多个聚结滤芯3安装于滤芯安装口上，并且聚结滤芯3的自由端朝向端盖4一侧；

含有液体的待过滤气体通入所述配流托盘2，然后经所述滤芯安装口进入所述聚结滤芯3内部；在所述聚结滤芯3内部，气体从各所述聚结滤芯3的入口端向所述聚结滤芯3的自由端流动，同时，从内向外流过所述聚结滤芯3，固体颗粒被拦截在所述聚结滤芯3内部，液体颗粒在所述聚结滤芯3的外表面聚结长大、形成大尺寸液滴；在所述聚结滤芯3外部，过滤后的气体在所述筒体和所述聚结滤芯3所形成的间隙空间内流动，并且从所述筒体的端盖4一端向气体出口7一端流动，在此过程中，聚结长大的液滴向筒体底部沉降，部分未完成沉降的液体被气体携带，流经所述分离元件6，实现进一步分离，洁净、干燥的气体从所述筒体的气体出口7排出。

本发明重新设计了筒体内部的总体布局和流场，气体直接进入聚结滤芯3的内部，经过聚结滤芯3过滤、聚结后，固体颗粒被拦截在滤芯内部，液滴随着气体流动积聚到滤芯外表面，大液滴最后在滤芯外表面沉降。气体从聚结滤芯3流出后，与进气方向相反流动，经分离元件6进一步分离后，最后洁净气体由气体出口7流出。气体在聚结滤芯3外部的整个流动过程都可以进行沉降，将聚结滤芯3至分离元件6间的整个筒体内的区域作为沉降段。

端盖4可以开启，可以通过此端对聚结滤芯3进行更换，方便拆卸聚结滤芯3。配流托盘2与筒体的内壁之间具有一定的间隙，气体可以在配流托盘2与筒体之间流动，筒体内部均可以作为沉降段。

分离元件6设置于沉降段的下游侧。气体经聚结滤芯3过滤后，液体聚结成较大的液滴，经过沉降段后，大部分液体已与气体分离，再经过分离元件6，能够对气体中没有分离彻底的残留液体进行再次分离，以保证过滤分离后的气体的洁净程度。

分离元件6可采用丝网捕雾器、叶片分离器或旋流分离器，而在实际的制造过程中，不仅仅限于丝网捕雾器、叶片分离器或旋流分离器这三种分离元件，其他能够分离气体和液体的元件也可以在本申请的技术方案中，在此便不再赘述。

进一步的具体实施方式中，过滤分离器还包括进气管1，所述进气管1一端与所述配流托盘2连接，另一端穿过所述筒体的筒壁与所述筒体外部连通。

含有液体的待过滤气体通过进气管1直接通入配流托盘2，有助于后续的过滤和沉降。

一种优选的实施方式中，所述配流托盘2包括进料口和滤芯安装口，所述配流托盘2通过加强筋板与所述筒体内壁固定连接，所述进气管1连接所述配流托盘的进料口，所述聚结滤芯3安装在所述配流托盘2的滤芯安装口。

配流托盘2可以为圆筒或圆盘式的结构，配流托盘2的外径小于筒体的内径，在配流托盘2与筒体之间预留了一定的空间，气体在筒体内流动时，需要通过该空间流向气体出口7所在的一侧。在该配流托盘2的一个端面设置进料口，另一个端面设置多个滤芯安装口，多个滤芯安装口安装聚结滤芯3，气体经过配流托盘2的多个滤芯安装口被分配到各聚结滤芯3中进行过滤，该配流托盘2能够起到对待过滤的气体进行分配的作用。

配流托盘2的高度，即两个端面之间的距离可调。该配流托盘2的高度可以根据使用过程中的实际需要设置，为了更好的分配气流，配流托盘2的直径与高度之间可以按照一定的比例关系设置。

另一种具体的实施方式中，所述筒体其轴线沿水平方向布置。

上述各具体的实施方式中，还设有用于收集液体的沉淀槽5，沉淀槽5位于所述筒体的下侧，并与所述筒体的内部连通。

气体过滤后，经过筒体内的沉降后，经过分离元件6后经气体出口7流出。沉降后，液体均聚集在筒体内的底部，在筒体的下侧设置沉淀槽5，可以收集筒体内聚集的液体，液体聚集后可以自动流入沉淀槽5。

进一步具体的实施方式中，沉淀槽5的入口靠近分离元件6。

气体经过分离元件6时，会被过滤掉气体中未被分离的小液滴，使用一段时间后，分离元件6内部也会含有一定的液体，也会流到筒体的底部，沉淀槽5的入口靠近分离元件6，可以顺便收集分离元件6流出的液体。

以上对本发明所提供的一种燃气过滤分离器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。