专利名称：用于从流体流中除去颗粒的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明的领域主要涉及从气体或其它流体流中除去颗粒物质，且更具体地涉及从流体流中除去疏水微粒的设备和方法。
背景技术：
织物过滤是一种用于从气体流中当其进入燃气涡轮发动机之前分离出颗粒物质的常规技术。在工业环境中，织物过滤经常是在称为滤过部(filter house)的装置中完成。 通常，滤过部包括壳体，该壳体具有用于接收脏污的、携有颗粒的气体的入口和清洁气体在进入使用设备(例如，但不限于燃气涡轮发动机)之前经由其离开滤过部的出口。壳体内部通过将脏污的未过滤的气体和清洁的过滤气体分开的管板而隔开。管板典型地包括多个开孔并支承多个过滤器元件，其中，每个过滤器元件覆盖一个开孔。操作时，携有颗粒或脏污的气体通过入口传送到滤过部，且更具体地是传送到脏污气室中。随后，气体流经织物过滤介质而通向过滤器芯子的内部空间。当气体流经过滤介质时，气体所携带的颗粒物质保留在过滤介质的外部，并且或者累积在过滤器上或者掉落到脏污侧气室的下部部分。此后，清洁的气体流经管板中的开孔并进入清洁气室中。然后，清洁气体流出滤过部。然而，当进入入口管道的气体也湿润时，例如当位于海洋或海岸环境中时，或在雨天、雾天、或湿度很高的天气条件下，脉冲清洁系统的效力会显著降低。灰尘和水分混合成为难以通过脉冲清洁系统除去的粘稠物质。这继而导致跨越过滤介质的压差(ΔΡ)迅速升高，无法通过脉冲而显著降低。而且，如果空气温度降至结冰附近，则湿润粘稠的灰尘再次变为固体，导致过滤器迅速堵塞。
发明内容
在一个实施例中，一种用于收集流经管道的流体中所悬浮颗粒的系统包括具有入口开口的管道以及与该管道联接成流动连通的疏水剂源(source)，其中，入口开口构造成用以允许气体流进入管道中，在操作期间，该气体包括颗粒污染物和水分。该系统还包括喷嘴以及将疏水颗粒与气体流分离的过滤介质，其中，喷嘴构造成用以导送疏水剂流进入气体流中，使得在操作期间形成包含疏水颗粒污染物和水分的气体流。在另一个实施例中，一种用于收集流经管道的含有水分的流体中所悬浮颗粒的方法包括在管道中将流经管道的流体中所悬浮的颗粒与疏水剂流相混合，使得至少部分的疏水剂流与至少一部分微粒相结合。该方法还包括将疏水微粒传送到过滤介质，以及利用过滤介质将疏水微粒与流体分离。在另一个实施例中，一种用于除去流体流中所悬浮微粒的颗粒过滤系统包括含有疏水剂喷雾器(spray)和再循环系统的管道，在管道中位于疏水剂喷雾器下游的过滤介质，以及可操作性地连接到过滤介质上的逆流脉冲清洁系统。
图1至图2示出了本文描述的方法和系统的示范性实施例。 当结合附图阅读时，参看本发明的一些示范性实施例的如下描述，将更好地理解本发明的前述及其它的特征和方面，附图中图1是根据本发明的示范性实施
图2是根据本发明示范性实施例流程图。
零件清单
100入口过滤器系统
102管道
104流
104流体流
106出口
106入口
108出口
110引导导叶
112入口筛网
114导叶
116穿孔板
120区段
122源
124流动分布集管(header)
126轴向长度
128方向
130喷嘴
132料斗(hopper)
134开口
136再循环泵
138清洗系统
140流动控制阀
142过滤区段
144过滤介质
146管板
148料斗
150微粒清除系统
152脉冲清洁系统
154集管
156清洁喷嘴
200方法
202 混合204 传送
具体实施例方式以下详细描述通过举例而非以限制的方式描述了本发明的实施例。构想到的是， 本发明通常应用于分析学和方法学的实施例中，该实施例可靠地提供了在工业、商业和居住应用中的清洁流体流。如文中所用，采用单数描述并冠以用词“一个”或“一种”的元件或步骤应理解为并不排除复数个元件或步骤，除非明确地表明此种排除。此外，参看本发明的“一个实施例” 并非意图解释为排除了也结合所述特征的附加实施例的存在。图1是根据本发明示范性实施例的入口过滤器系统100的示意性框图。在示范性实施例中，系统100包括管道102，其构造为将流体流104从入口 106输送至出口 108。在示范性实施例中，流104包含携有灰尘和水分的空气流。在示范性实施例中，管道102包括硅基湿式洗涤器系统，例如疏水剂注入区段 120。疏水剂注入区段120包括疏水剂(例如，但不限于，硅酮基溶液)源122。源122成流动连通地联接到可包括多个子分支(未示出)的流动分布集管IM上，以便通过多个喷嘴130在管道102的预定轴向长度1 上沿流104的方向1 均勻地传输疏水剂。疏水剂注入区段120包括疏水剂收集料斗132，其位于集管IM下方用以接收通过流104的过多疏水剂。至少一部分疏水剂可与流104中的颗粒相互作用，并将颗粒带出流104并进入料斗132中。料斗132包括流动连通地联接到再循环泵136的吸口(suction)上的开口 134。 泵136在将收集的疏水剂泵回到喷嘴130之前可经由疏水剂清洗系统138排放。流动控制阀140可用于保持料斗132中的预定水平。过滤区段142位于疏水剂注入区段120的下游。在示范性实施例中，过滤区段142 包括沿与方向1 相反的方向延伸经过管板146的多个过滤介质144。流104中的疏水微粒从疏水剂注入区段120传输到通向过滤区段142的入口 147，在该过滤区段，疏水微粒通过过滤介质144与流104分离。由于微粒是疏水性的，流104中的任何水或水分不会使该微粒“润湿”，而是由过滤介质144收集大致干燥的微粒。干燥微粒不易于结块和附着在过滤介质144的表面上，而是该干燥微粒倾向于容易彼此分离以及与过滤介质144分离。过滤区段142包括颗粒收集料斗148，该料斗148接收收集的微粒并将其储存以便使用微粒清除系统150进行处理。脉冲清洁系统152位于过滤区段142的下游。在示范性实施例中，脉冲清洁系统 152包括集管IM和多个清洁喷嘴156，通常每一过滤介质144对应一个清洁喷嘴。相对无颗粒的流104通过出口 108离开管道102。在操作中，疏水剂注入区段120安装在例如燃气涡轮发动机的过滤区段142上游。 如本文所示，硅酮用作疏水剂，但也可代替硅酮而使用其它疏水剂。疏水剂注入区段120包括喷洒硅微粒细雾到流104中的一系列喷雾喷嘴130。这些相对较小的硅微粒与空气中的任何灰尘微粒污染物接触并将其覆盖。相对较大的灰尘微粒以及至少部分地覆有疏水剂的灰尘由于其质量的增加而易于掉落到料斗132中，且将其收集以便处理。清洁的硅随后回收并返回进给到疏水剂注入区段120中。
受覆盖的灰尘微粒，其质量/表面积比足够小而不会在疏水剂注入区段120中从流104掉落出，而是在流104中流动直到进入过滤区段142并捕获在过滤介质144中。灰尘微粒在由疏水剂覆盖之后尺寸较大，导致更高效率的过滤性能，并且现在还耐受存在于流104中的任何水。当脉冲清洁系统152启动时，来自清洁喷嘴156的空气送风于是能够从过滤介质 144移除小的未粘结的灰尘微粒，在此它们落入料斗148中以便收集和处理。类似的是，即使在水和灰尘结冰的寒冷天气条件下，它们也将保持相互分离，确保脉冲清洁系统152能够保持更为有效。还可预料的是，来自疏水剂注入区段120的质量非常小的任何自由硅微滴将吸入到过滤介质144中，并起作用以增强介质本身的疏水特性，从而增强脉冲系统在过滤器寿命期间的效力。在一个实施例中，疏水剂注入区段120基于在流104中所确定的水分量而启动。例如，只有在确定有水存在于流104中，或者当流104的温度超过预定范围(例如但不限于， 低于约4.0摄氏度或者认定为有助于形成冰的温度)时，才启动疏水剂注入区段120。在该实施例中，气象传感器146，例如但不限于雨量计，水分或湿度传感器和/或温度传感器可以单独或结合使用，以便于确定对于疏水剂注入区段120的启动点。图2是根据本发明示范性实施例的收集流经管道的流体中所悬浮颗粒的方法200 的流程图。在示范性实施例中，该方法包括将流经管道的流体中所悬浮的颗粒在管道中与疏水剂流进行混合202使得至少部分的疏水剂流与至少一部分的微粒相结合，将疏水微粒传输204到过滤介质，以及利用过滤介质将疏水微粒与流体分离206。以上描述的收集悬浮在流体流中的颗粒的方法和系统的实施例，提供了一种传送任何污染物经过硅基湿式洗涤器系统然后由过滤介质捕获的经济高效而可靠的措施。通过在湿式洗涤器内使污染物成为疏水性的，防止了污染物和水混合在一起形成湿而粘稠的混合物。使微粒疏水化防止了在过滤介质表面上形成湿而粘稠的尘块，该尘块不能有效地从过滤介质上脉冲掉落。更具体而言，文中描述的方法和系统有助于显著地改善脉冲清洁系统在多雨或潮湿和/或寒冷的天气条件下的效力。使灰尘污染物疏水化有利于保持跨越过滤介质的ΔΡ相对较低。此外，上文描述的方法和系统有利于延长过滤介质的使用寿命。延长过滤器寿命不仅节省了过滤器的成本而且还节省了更换过滤器的成本，更换过滤器通常很困难、成本高并且需要取出滤过部一段时间而不能工作。因此，本文描述的方法和系统有助于在有水分存在时有效地清除流体流中的颗粒物质式样和以经济高效而可靠的方式较为容易地除去收集在过滤介质上的微粒。本书面说明使用了包括最佳模式的实例来公开本发明，并且还使得本领域普通技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何所结合的方法。本发明可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域普通技术人员所想到的其它实例。如果这些其它实例具有与权利要求的字面语言并无不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无实质差异的同等结构元件，则认为它们处在权利要求的范围之内。
权利要求
1.一种入口过滤器系统(100)，包括管道(102)，其包括构造成用以允许气体流(104)进入所述管道的入口(106)开口 (134)，在操作期间，所述气体包括颗粒污染物和水分；疏水剂源(122)，其与所述管道成流动连通地联接；喷嘴，其构造成用以导送疏水剂流进入所述气体流，使得在操作期间形成包含疏水颗粒污染物和水分的气体流，以及过滤介质，其用于将所述疏水微粒与所述气体流分离。
2.根据权利要求1所述的入口过滤器系统(100)，其特征在于，所述入口过滤器系统还包括喷雾集管(1 )，所述喷雾集管包括含所述喷嘴的多个喷嘴(130)。
3.根据权利要求2所述的入口过滤器系统(100)，其特征在于，所述多个喷嘴(130)导送所述疏水剂流(104)到所述气体流中。
4.根据权利要求1所述的入口过滤器系统(100)，其特征在于，所述入口过滤器系统还包括与所述管道(10 成流动(104)连通地联接的疏水剂再循环系统。
5.根据权利要求1所述的入口过滤器系统(100)，其特征在于，所述疏水剂再循环系统构造成用以从所述管道(10 接收过多的疏水剂流(104)；以及导送所接收的过多疏水剂到所述喷嘴。
6.根据权利要求1所述的入口过滤器系统(100)，其特征在于，所述疏水微粒采用与所述管道(10 成流动(104)连通地联接的处理系统进行收集。
7.根据权利要求1所述的入口过滤器系统(100)，其特征在于，所述入口过滤器系统还包括气象传感器，所述气象传感器构造成用以启动来自所述疏水剂源(12 的疏水剂流 (104)。
8.一种用于除去在流体流(104)中所悬浮的微粒的颗粒过滤系统，所述系统包括管道(102)，其包括疏水剂喷雾器和再循环系统；过滤介质(144)，其在所述管道中位于所述疏水剂喷雾器的下游；以及逆流脉冲清洁系统(152)，其可操作性地联接到所述过滤介质上。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述疏水剂喷雾器系统包括与疏水剂源 (122)成流动(104)连通地联接的喷嘴。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述再循环系统包括与所述管道(102) 成流动(104)连通地联接的过多疏水剂收集器，以及流动连通地联接在所述收集器和所述喷嘴之间的泵。
全文摘要
本发明涉及用于从流体流中除去颗粒的方法和系统。具体而言，提供了一种用于收集在流经管道(102)的流体中所悬浮颗粒的方法(200)和系统。该系统包括具有入口(106)开口(134)的管道以及与管道成流动连通地联接的疏水剂源(122)，其中，入口开口构造成用以允许气体流(104)进入管道，在操作期间，该气体包括颗粒污染物和水分。该系统还包括喷嘴以及用于将疏水微粒与气体流分离的过滤介质，其中，喷嘴构造成用以传送疏水剂流进入流体流中，使得在操作期间形成包含疏水颗粒污染物和水分的气体流。
文档编号B01D29/68GK102380266SQ20111025953
公开日2012年3月21日 申请日期2011年7月15日 优先权日2010年7月16日
发明者S·C·拉科姆布 申请人:通用电气公司