多级过滤器元件的制作方法_3

文档序号:8388743阅读:来源:国知局
8、44在组装结构中基本上紧靠,使过滤器元件34、40的内部处于连续的流体连通。第一级过滤器元件34和第二级过滤器元件40被构造为围绕纵向轴线96并沿纵向轴线96延伸。过滤器元件34、40的第二端38、44可被层叠或以其它方式固定在一起并且相对于彼此不可被移除。另外,过滤器元件34、40的第二端38、44可被构造,以使过滤器元件34、40不被永久地连接并且可容易地相对于彼此被移除。换句话说,过滤器元件34,40可不被连接,如此,每个过滤器元件能够在没有另外操纵的情况下被自由地从另一过滤器元件移除。另外,在入口侧的高压将轴向压力施加在第一过滤器元件上以迫使其与第一元件处于紧靠关系,从而保持位置而不需要它们之间的连接。
[0083]再次参照图6A,第一环形密封件支架98在第一级过滤器元件34的第二端38附近围绕第一级过滤器元件34。第一环形密封件支架98位于第一级过滤器元件34和管状过滤器引导件70之一之间。
[0084]在图6B中可看出,第一环形密封件支架98支撑环形密封件100 (在一个实施例中,V型密封件)。这是一种压力驱动的密封件并且能够是径向密封件,其中作用在弧刷/密封环形凸缘部分上的压力可将其压入至更好的密封关系。第一环形密封件支架98通常是U形的,具有密封通道102和大体上平行的腿104、106。密封通道102被构造为容纳并支撑环形密封件100。
[0085]环形密封件100可以是由弹性体材料制成的V型密封件或任何其它合适类型的密封件(诸如,传统的O形环),并且可由任何合适类型的材料制成。通过张紧配合在密封通道102中以可松开的方式密封并支撑环形密封件100,但环形密封件100可通过现有技术中已知的任何合适方式被结合或以其它方式附着于密封通道102中或者腿104、106。
[0086]V型环形密封件100包括:密封底部108、密封顶部110和密封锥形部分112。密封底部108和密封锥形部分112在密封顶部110 —体地接合。密封锥形部分112可以是截头圆锥形。在一个实施例中,密封底部108和密封锥形部分112形成大约60度的角度α,但也可想到其它角度,通常在30度和85度之间。
[0087]在图6Α中能够看出,锥形部分112沿上游方向延伸,V型环形密封件100和第一环形密封件支架98形成管状过滤器引导件70和第一级过滤器元件34之间的不漏流体的密封。由于V型环形密封件100的结构,V型环形密封件100可由于其在增加的压力下保持不漏流体的密封的能力而在高压应用中有效。
[0088]环形密封件支架98可由塑料(诸如,聚酯)形成,并以包围关系和密封关系被密封并永久地固定到过滤器34。环形密封件支架98可通过热处理、胶水、粘合剂或任何其他合适方式按照密封方式结合到过滤器34。在一个实施例中,环形密封件支架98不会不必要地压缩过滤器34。在其它实施例中,环形密封件支架98可由任何合适材料形成并且可从过滤器34被移除。
[0089]进一步参照图6Α,第二环形密封件支架114在第二级过滤器元件40的第二端44附近围绕第二级过滤器元件40,并容纳第二环形密封件116。第二环形密封件支架114和第二环形密封件116位于第二级过滤器元件40和管状过滤器引导件70之间,提供第二级过滤器元件40和管状过滤器引导件70之间的不漏流体的密封。第二环形密封件支架114和第二环形密封件116可具有以上关于第一环形密封件支架98和第一环形密封件100描述的类型,或者可具有任何其它合适类型。
[0090]通常,流体压力沿流体路径在下游减小。参照图6进一步描述所述一对环形密封件支架98、114和环形密封件100、116的功能。
[0091]已离开第二级过滤器元件40的第二级30内的流体可处于比进入第一级26的流体低的压力。因此,通过提供第一环形密封件支架98和第一环形密封件100,可迫使进入第一级26的流体经第一过滤器元件34前进到第一级过滤器元件34的中空核心并且防止进入第一级26的流体在未被过滤的情况下进入第二级30。
[0092]另外,在第一级过滤器元件34的中空核心内的流体和在第二级过滤器元件40的第二端44的流体可处于中间的但比在第一级过滤器元件34外部的压力低的压力。如此,紧挨着在第一环形密封件支架98的下游,针对第一环形密封件支架98和第二环形密封件支架114之间的这种中间压力提供环形室和空间118。提供第二环形密封件支架114和第二环形密封件116以防止未穿过第一级过滤器元件34和第二级过滤器元件40的壁的流体(诸如在第一级和第二级之间的邻接缝)进入第二级30。在邻接和接近区域在两个元件34,40之间形成的任何间隙因此无关紧要。
[0093]因此,第二环形密封件支架114和第二环形密封件116可提供不漏流体的密封,以防止部分过滤的流体仅流经一部分而非流经第二级过滤器元件40的整个径向厚度。在密封件支架98、114和环形密封件100、116之间的空间118内的压力将会大约与过滤器34、40的中空核心和流动通路内的流体的压力均衡-因此,在环形室和空间118中通常是静态气体区域。需要注意的是,每个径向密封件的弧刷凸缘指向相同方向以用于压力驱动。因此,第二密封件116可由空间118中的中间压力区域驱动以在操作期间被压入至更好的径向密封关系。
[0094]第一环形密封件支架98和第二环形密封件支架114以及第一环形密封件100和第二环形密封件116因此提供器皿64的第一级26和第二级30之间的流体和压力隔离,防止流体在不从第二级过滤器元件40之一的内部前进到外部的情况下进入第二级30以及防止流体在不穿过第一级过滤器元件34的情况下进入第二级过滤器元件40的内部或第二级30。因此,避免未过滤或部分过滤的流体对过滤后的流体的污染。第一环形密封件支架98和第二环形密封件支架114可被构造为相对于彼此分隔任何合适的轴向距离。另外,在第一级过滤器元件34过早地用尽并且在第二级元件40上留下剩余容量的程度上,第一级元件34可被移除,临时允许一级操作,直至第二级元件40用尽。另外,在一个实施例中,用尽的第一级元件34可被替换,将第二级元件40留在合适位置以用于另一周期。
[0095]以下进一步描述如关于第一实施例所述并且还可被用在其它实施例中的第一级过滤器元件34和第二级过滤器元件40的材料。
[0096]第一级过滤器元件34和第二级过滤器元件40中的每一个可由相同或不同类型的过滤材料或介质形成,并且可以是相同或不同类型的过滤器元件。例如,第一级过滤器元件34和第二级过滤器元件40都可包括一层或多层的表面负荷类型介质。更优选地,每一个是具有几层的深度负荷介质的深度负荷类型的过滤介质。替代地,一个可包括表面负荷类型而另一个可包括深度负荷类型的过滤器元件。过滤器元件34、40中的每一个可被构造用于聚结和颗粒过滤,或者每一个可包括薄膜类型过滤介质(例如,具有特定开孔率的聚合物膜)、纳米类型过滤介质或现有技术中已知的其它过滤介质类型。因此,第一级过滤器元件34可包括这些过滤介质中的任何一种过滤介质或任何其它合适类型的过滤介质,而第二级过滤器元件40也可包括这些过滤介质中的任何一种过滤介质或任何其它合适类型的过滤介质。第一级过滤器34和第二级过滤器40的过滤介质可包括相同类型的过滤介质,或者可分别包括不同类型的过滤介质。因此,可使用第一级过滤器元件34和第二级过滤器元件40的各种不同组合,提供过滤的灵活性,所述不同的组合包括第一级过滤器元件34和第二级过滤器元件40中的每一个中包括过滤介质的各种不同的组合。
[0097]第一级过滤器元件34和第二级过滤器元件40协同工作以执行各种过滤和分离操作。例如,在一个实施例中,第一级过滤器元件34包括被设计为去除半固体类型污染物的、处于20微米和更大的去除水平的、具有从0.3到1.0英寸的厚度范围的深度技术介质,而第二级过滤器元件40是被设计为具有从1.0到10.0微米的固体去除率的、具有0.05到0.2英寸的厚度范围的褶状屏障类型介质。在利用深度介质处理半固体较大污染物之后利用绝对额定屏障过滤介质处理较小污染物的组合提供位于一个壳体中的两级系统,该两级系统可相对于单级过滤介质提供益处,包括更长的寿命,同时允许绝对去除水平低至从10.0到
1.0微米。
[0098]在一个实施例中,多级器皿20可被构造为过滤气态流体。在另一实施例中,多级器皿20可被构造为过滤液体流体。在一个实施例中,第二级过滤器元件40是薄膜屏障。在另一实施例中,第二级过滤器元件是被构造为使系统去除水平下降至低于0.1微米的纳米过滤屏障,由此方便从各种系统(例如,水系统)去除细菌。
[0099]在一个实施例中,多级器皿被构造用于液体分离。第一级过滤器元件34包括被构造为方便从碳氢化合物流体去除水分的深度玻璃纤维介质。元件34使用玻璃纤维的相对较高的分子间极性引力俘获并预聚结直径在1.0微米以下的水滴。第二级过滤器元件40包括聚合梯度深度介质,例如由 Perry Equipment Corporat1n of Mineral Wells, Tx 以PEACH商标销售的过滤介质的类型。第二级过滤器元件40用作水滴增长介质,由此产生可消除对辅助分离器元件的需要的尺寸的水滴。
[0100]在另一实施例中,多级器皿被构造用于从天然气流体去除液体。第一级过滤器元件34包括被构造为去除水并在第一级贮槽58(图2中示出)中收集水的涂覆有疏水碳氟化合物的屏障。涂覆有疏水碳氟化合物的屏障允许碳氢化合物液体渗入第一级过滤器元件34,并经第一级过滤器元件34的内部行进至第二级过滤器元件40的内部。在这个实施例中,第二级过滤器元件40包括被构造为执行碳氢化合物液滴聚结操作的聚合深度介质,诸如例如由 Perry Equipment Corporat1n of Mineral Wells, Tx 以 PEACH商标销售的过滤介质的类型。因此,在流体经过第二级过滤器元件40时,在第二级贮槽60中收集纯的无水碳氢化合物,同时净化的气体从出口 24离开。
[0101]这里,如此考虑液体和气体应用,并且词语“流体”被用于包括这两种应用或其它合适的流体可能性。
[0102]过滤器元件34、40可具有相似或不同的构造,具有相似或不同的密度、孔隙度和其它特性。过滤器元件34、40可被构造用于分离、聚结、过滤、这些的组合或任何其它合适目的。
[0103]作为一个例子,第一级过滤器元件34可被构造为从正被过滤的流体过滤固体颗粒,而第二级过滤器元件40可被构造为从正被过滤的流体聚结特定流体。因此,可想到适合各种不同应用的许多不同对的过滤器元件34、40。
[0104]如上所述,一种想到的用于本发明的过滤介质的类型可包括由Perry EquipmentCorporat1n of Mineral Wells, Tx以PEACH商标销售的过滤介质的类型。
[0105]另外,在一个实施例中,想到过滤介质(诸如,在转让给Perry EquipmentCorporat1n of Mineral Wells, Tx的美国专利N0.5, 827, 430中公开的过滤介质)可被包括在第一级过滤器元件34或第二级过滤器元件40中或者可被包括在第一级过滤器元件34和第二级过滤器元件40中。第一级过滤器元件34或第二级过滤器元
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