高温高压流体洁净系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高温高压流体洁净系统，属于流体力学、气体动力学、机械结构设计及医药卫生、化工、水处理、饮料、气体净化等多种领域。
【背景技术】
[0002]气体洁净技术本来是一个古老的课题，由工矿企业(如金属冶炼、纺织、水处理等领域)需要对生产环境进行工业通风和气体净化而发展起来。经过近百年的发展，从理论和工程实践应用来看，各种通风除尘和液体洁净技术已经比较成熟，国内外已发表的相关方面的文献不下10000篇。但随着军工产品开发和研究的快速开展，尤其是光电精确制导武器系统、激光武器系统的快速发展对风洞实验环境提出了更高的要求，这些模型的风洞试验不仅要求流场品质和流动参数满足气动力/热测量的需求，还要求来流气体的洁净度能够模拟飞行试验条件，消除污染气体对光测成像技术和气体比热比的影响。这样传统的工业通风和气体洁净技术就存在很大的局限性，已经不能适应风洞试验的需求。如工业通风常用的旋风除尘器，在常温常压条件(285K，latm)下可以获得92.5%以上的除尘效率。但随着来流静压和温度的提高，除尘效率明显下降，而为降低旋风除尘器表面温度而附加的保温材料又会导致设备体积更加庞大，使风洞有限的防爆空间更加狭窄，极大的增加了安全隐患；很多时候由于风洞空间限制甚至无法安装合适的除尘器。再如工业和民用常用的静电除尘器，除尘效率也非常高(97%以上的除尘效率)，净化效果也很好，可以过滤Ium以下的粉尘，但这一设备只能净化很小的气体流量，而且在高温高压环境中，由于高温辐射和高位势能的影响，除尘效率并不是很好。本发明采用新型的先进的过滤技术，并将其应用于高温高压大流量环境中，开发和拓展了目前这一新型技术一高温高压流体洁净系统。这一技术的最大优点是可以应用于1200K的高温和170atm的高压环境；气体来流流量可以调节，可以满足国内风洞试验所要求的各种流量条件。
【发明内容】
[0003]本发明的技术解决问题是:克服了现有的技术不足，提供了一种可应用于高温高压大流量条件下的气体洁净技术一一高温高压流体洁净系统。
[0004]本发明高温高压流体洁净系统包括封头、一级过滤结构段和二级过滤结构段这三部分，并且由上述三部分构成为同轴分级分段密封筒式结构，所述封头的结构为:在密封法兰上连接有半球体，排污装置焊接在所述半球体的下方；所述一级过滤结构段为在多元组件板体内配置一级过滤组件，所述多元组件板体与所述密封法兰螺栓固定连接；所述二级过滤结构段结构为，在花篮式锥面中心轴位定位组件内侧内置杯环，在杯环内嵌入非金属略有弹性的异型软隔层，大尺度陶瓷体镀膜精细缝隙滤管的外层罩有保温保护层，所述保温保护层与所述大尺度陶瓷体镀膜精细缝隙滤管之间具有间隙，所述大尺度陶瓷体镀膜精细缝隙滤管的一端管口被所述异型软隔层密封堵住，其另一端连接有另一个多元组件板体，在该另一个多元组件板体体内装配的螺旋锥度中心轴位定位组件内内置有杯环，在该杯环内嵌入非金属异型软隔层，通过该非金属异型软隔层将所述大尺度陶瓷体镀膜精细缝隙滤管与所述保温保护层之间的间隙密封堵住。
[0005]优选所述一级过滤组件配置为，由花篮式紧固压板和花篮式锥面中心轴位定位组件外侧平面密封固定压制密细孔板层。
[0006]优选所述大尺度陶瓷体镀膜精细缝隙滤管的另一端管口处设有椎体扩散口。
[0007]优选其抗压强度能够达到大于52Mp。
[0008]优选其工作温度能够达到1200K。
[0009]优选所述大尺度陶瓷梯度膜精细缝隙滤管采用1500-2000mm(i)60mm的细长的瓷管芯。
[0010]优选所述排污装置的焊接轴线与所述封头的中心轴线夹角为5-10°。
[0011]本发明可应用在流体力学、气体动力学领域的各种科学实验，军工、民用市场需要洁净流体开展研究生产的领域；譬如火箭发动机、阀体、燃气舵、静风洞等试验所需的洁净空气；为消除光测技术的试验误差和提高图像质量也需要空气洁净；在开展高速流体流动转捩试验时为保护热线或热膜探针的寿命也需要空气洁净；此外在医药、医疗卫生方面要求的洁净室、杀菌消毒，火力发电厂的粉尘排污等需要洁净流体的场所都可以应用这一流体洁净系统。这一技术的发明，填补了国内外此项技术的空白。
[0012]本发明克服了目前市场的网、纸、芯滤筛式、静电、旋风除尘等过滤方式仅适合在常温常压条件下工作的局限性，以及高温、高压流体造成的形变、扭屈，致使粒子不均匀难以达到需求的流体，甚至损坏下游的工作区的精密的测量设备等方面的不足:解决了高温、高压、大流量条件下如何设计、加工和安装气体洁净系统的问题；此外，本发明设计的花篮式结构和带有阻尼的作用压制密细孔板层结构，可以使流体的净化效率得到提高，流动的阻力损失降低，流场品质得到初步改善。本发明采用的大尺度陶瓷体镀膜精细缝隙滤管，可节省网筛式的过滤器占较大的横截面积，继而节省了安装空间和方便安装；在横截面积占地较小的狭窄空间情况时也可达到叫大面积的过滤效果。
【附图说明】
[0013]图1为高温高压流体洁净系统结构图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步详细说明。
[0015]高温高压流体洁净系统为同轴分段分级密封长筒式结构，以工作原理可划分为扩散段、一级过滤结构段、二级过滤结构段、椎体扩散口(定位观察口)的四部分，合成为同轴分级分段密封筒式结构。
[0016]扩散段主要包括封头1，封头I的结构为:在密封法兰上连接有半球体5，便于单向流体在入口的扩散，排污装置2以与管线中心轴线夹角5-10°焊接在半球体5的下方，只要便于分离物清理排除，也可以采用其他结构。一级过滤结构段6主要结构为:在多元组件板体3侧面各有一密封环带31，在多元组件板体3内配置一级过滤组件，一级过滤组件配置为，由花篮式紧固压板32和花篮式锥面中心轴位定位组件34外侧平面密封固定压制密细孔板层33。一级过滤组件只要能实现一级过滤，也可以采用其他结构。多元组件板体3的一侧与封头I的密封法兰螺栓固定连接。二级过滤结构段7的结构为:在花篮式锥面中心轴位定位组件34内侧内置杯环，在杯环内嵌入非金属略有弹性的异型软隔层35，大尺度陶瓷体镀膜精细缝隙滤管4的外层罩有保温保护层8，大尺度陶瓷梯度膜精细缝隙滤管4选用1500-2000_Φ60_的细长的瓷管芯。保温保护层8与大尺度陶瓷体镀膜精细缝隙滤管4之间具有间隙，大尺度陶瓷体镀膜精细缝隙滤管4的一端管口被非金属异型软隔层35密封堵住，其另一端具有椎体扩散口 39，并在该端部连接有另一个多元组件板体3，在该另一个多元组件板体3体内装配的螺旋锥度中心轴位定位组件36内内置有杯环，在该杯环内嵌入非金属异型软隔层37，通过该非金属异型软隔层37将大尺度陶瓷体镀膜精细缝隙滤管4与保温保护层8之间的间隙密封堵住。这样经由封头I流进的气体，经过一级过滤段过滤后，经由多元组件板体3上的间隙，流入保温保护层8与大尺度陶瓷体镀膜精细缝隙滤管4之间的间隙，然后在压力的作用下，经过大尺度陶瓷体镀膜精细缝隙滤管4的管壁再次过滤后，进入大尺度陶瓷体镀膜精细缝隙滤管4之中，完成第二次过滤。被过滤后的洁净流体经由椎体扩散口 39流出，在该另一个多元组件板体3上具有专用