双联过滤器装置和方法

专利名称：双联过滤器装置和方法
技术领域：
这里公开的主题一般地涉及一种流体过滤器，例如用于流体管道系统中。更具体地，这里公开的主题涉及一种具有多重过滤流径的双联过滤器。
背景技术：
在很多流体流动的应用中，来自上游源头的流体在下游部件中使用之前进行清洁或过滤通常是必要的。在这点上，使用过滤器，可通过使用过滤元件从流体中机械地去除固体以保护这样的下游设备，该过滤元件是例如穿孔的、网格的或楔形筛的过滤元件。尽管存在很多过滤器的设计和配置，与其它过滤系统相比，双联过滤器提供了允许持续的流体过滤和清洁的附加优点。具体地，双联过滤器通常包括两个过滤器腔室以及一些用于将流体从一个腔室转向另一个腔室以将流体隔离在单个腔室内的机构。这种配置允许在当另一个腔室处于使用中时，对一个腔室进行清洁、检修或者修理，因此可使流体经过双联过滤器时保持大致的连续性。针对双联过滤器的大量不同的设计已经被使用，其具有用于在过滤器之间开关流体的各种不同阀的设计(例如，滑阀总成，球阀)，但是每种设计都相对其他选择而具有优点，并且会遇到一个或多个问题，例如部件的数量和复杂性、空间需求、流动隔离的有效性和/或者易于操作。因此，需要设计一种双联过滤器以有效地控制多个过滤器组件之间的流体，同时使在现有技术中发现的问题最小化。

发明内容
根据公开的内容，提供了一种在流体管道系统中使用的用于流体过滤的装置。一方面，提供了一种流体过滤器。所述流体过滤器能够包括壳体，其包括第一阀室和第二阀室，其中，所述第一阀室包括过滤器入口，所述第二阀室包括过滤器出口。第一和第二有角度的构件中每个构件均能够包括第二端和与第一阀室相连通的第一端，并且第三和第四有角度的构件中每个构件都能够包括第二端和与第二阀室相连通的第一端。第一可枢转的密封件能够在第一阀室中可移动到密封地接合第一或第二有角度的构件的第一端，并且第二可枢转的密封件能够在第二阀室中可移动到密封地接合第三或第四有角度的构件的第一端。第一过滤器腔室能够包括与第一有角度的构件的第二端相连通的第一过滤器入口和与第三有角度的构件的第二端相连通的第一过滤器出口。类似地，第二过滤器腔室能够包括与第二有角度的构件的第二端相连通的第二过滤器入口和与第四有角度的构件的第二端相连通的第二过滤器出口。尽管这里公开主题的一方面已经在上面作出陈述，并且其通过当前公开的主题整体地或者部分地获得，当结合附图在下面更好地描述时，其他方面随着描述的进行也会变得很明显。


当前主题的特征和优点可从以下与附图结合理解的详细描述中更容易地理解，其中附图仅通过采用典型且非限制性的举例的方式给出，以及其中图1是根据当前公开主题的实施例的流体过滤器的透视图；图2是根据当前公开主题的实施例的流体过滤器的剖面侧视图；图3是根据当前公开主题的实施例的流体过滤器的过滤器壳体侧视图；图4是根据当前公开主题的实施例的流体过滤器中使用的阀组件透视图；图5是根据当前公开主题的实施例的流体过滤器的有角度构件的剖面顶视图；图6是根据当前公开主题的实施例的流体过滤器中使用的密封件的剖面侧视图；图7是根据当前公开主题的实施例的流体过滤器中使用的有角度构件和可枢转密封件的剖面顶视图；图8是根据当前公开主题的实施例的流体过滤器中使用的密封件的剖面侧视图；图9是根据当前公开主题的实施例的流体过滤器中使用的有角度构件和可枢转密封件的剖面顶视图；以及图10是根据当前公开主题的实施例的流体过滤器的有角度构件的透视图。
具体实施例方式当前主题提供了在流体管道系统中用于流体过滤的设备或者装置。在一方面，提供了用100概括地表示的流体过滤器。如图1和图2所示，流体过滤器100能够包括壳体 110，该壳体110自身能够包括限定过滤器入口 114的第一阀室112和限定过滤器出口 118 的第二阀室116。流体过滤器100可嵌入流体管道系统安装，从而流体可在过滤器入口 114 处接收，并流出过滤器出口 118通向下游管道。在这点上，过滤器入口 114和过滤器出口 118 能够包括适用于提供与其他管道元件的流体密封连接的结构。例如，尽管过滤器入口 114 和过滤器出口 118在图1中示出为具有大致平滑的圆柱形，这些元件包括带螺纹的连接器、 带法兰的连接器(例如，对开活套法兰)，或者设计成能够与其他管道元件相连接的各种其他配置中的任何一种。此外，过滤器100能够还包括第一过滤器腔室210和第二过滤器腔室220，其中每个过滤器腔室都与第一阀室112和第二阀室116相连通。在这种配置中，由第一阀室112穿过过滤器入口 114接收的流体能够流到第一过滤器腔室210或第二过滤器腔室220中的一个或者两个。夹带的固体或者其他不期望的物质能够在第一或第二过滤器腔室210或220 中从流体中去除。流体能够从过滤器腔室流到第二阀室116，并且流体能够从第二阀室116 中穿过过滤器出口 118流出。 此外，第一过滤器腔室210或第二过滤器腔室220中的一个或两个能够与壳体110 拆离，这样可允许为了维护、清洁或者类似操作的目的而容易地进入其任意一侧。这种可拆离的性能还能够使终端用户通过将第一过滤器腔室210或第二过滤器腔室220中的一个或两个与具有不同过滤篮设计或尺寸的腔室相交换，从而可以实现对过滤器100的设计的定制。更进一步，如果第一过滤器腔室210或第二过滤器腔室220中仅有一个腔室被拆离，过滤器100的操作可使用另一个腔室而继续进行。考虑到流体过滤器100的特殊设计，图2示出了过滤器100的剖面侧视图。如图2 所示，第一有角度的构件120和第二有角度的构件130能够位于第一阀室112内以限定流体流入第一阀室112的流动路径。具体地，第一有角度的构件120包括与第一阀室120相连通的第一端122和用于引导流体离开第一阀室的第二端124(例如，朝向第一过滤器腔室 210)。第二有角度的构件130同样包括与第一阀室112相连通的第一端132和用于引导流体离开第一阀室的第二端134(例如，朝向第二过滤器腔室220)。特别地，例如，第一过滤器腔室210能够包括与第一有角度的构件120的第二端IM相连通的第一过滤器入口 212，而第二过滤器腔室220能够包括与第二有角度的构件130的第二端134相连通的第二过滤器入口 222。在这个配置中，由第一阀室112经过过滤器入口 114接收的流体能够分别经过第一和第二有角度的构件120和130的第一端122或132中的一个或者两个引导，以引导流体流向第一或第二过滤器腔室210或220中的一个或者两个。类似地，第三有角度的构件140和第四有角度的构件150能够位于第二阀室116 中以限定第二阀室116中的流动路径。具体地，第三有角度的构件140能够包括与第二阀室116相连通的第一端142和用于引导流体流入第二阀室116的第二端144(例如，从第一过滤器腔室210)。第四有角度的构件150同样地能够包括与第二阀室116相连通的第一端 152和用于引导流体流入第二阀室116的第二端154(例如，从第二过滤器腔室220)。特别地，例如，第一过滤器腔室210能够包括与第三有角度的构件140的第二端144相连通的第一过滤器出口 214，并且第二过滤器腔室220包括与第四有角度的构件150的第二端巧4相连通的第二过滤器出口 224。在这个布置中，从第一或第二过滤器腔室210或220中的一个或两个中流出的流体能够分别经过第三和第四有角度的构件140和150的第二端144或 154被引导到第二阀室116，以将流体引导到第二阀室116并经过过滤器出口 118而流出流体过滤器100。参照图3，可以看到去除第一过滤器腔室210后的壳体110的侧视图。如图3所示，每个有角度的构件能够位于壳体110的各自腔室中，从而其第二端在壳体110中占据开口处，并且指向壳体Iio的外缘。例如，第一有角度的构件120的第二端IM和第三有角度的构件140的第二端144中的每一个能够定向在背向壳体110而朝向第一过滤器腔室210 的开口中。同样地，尽管在附图中没有示出，可以理解的是，第二有角度的构件130的第二端134和第四有角度的构件150的第二端IM可定向成背向壳体110而朝向第二过滤器腔室 220。这些有角度的构件能够与壳体110整体地形成或者这些有角度的构件能够是在适当位置紧固到壳体110的可拆离的元件。当有角度的构件是分开的元件时，有角度的构件在壳体Iio中的具体定向能够被精确地调节。例如，第一有角度的构件120包括一个或多个第一可调节连接器125，以将第一有角度的构件120紧固在壳体110中。具体地，如图 3所示，第一可调节连接器125中的每个能够是弓形槽，而紧固件可以插入到其中以固定到壳体110。弓形槽能够设计成，使得第一有角度的构件120的第一端IM能够根据需要而在第一阀室112中被旋转或者否则被调节。例如，图3示出了一种这样配置，其中提供了三个第一可调节连接器125以用于将第一有角度的构件120紧固在壳体110中，这样能够帮助确保第一有角度的构件120以优选定向安装。然而，可以理解的是，各种具有不同数量的第一可调节连接器125的配置中的任何配置(例如，1、2、4)能够依赖终端用户的优选而被使用。同样地，第三有角度的构件140包括一个或多个第三可调节连接器145，以调节第三有角度的构件140在壳体110中的定向。类似地，尽管没有在图3中示出，第二有角度的构件 130和第四有角度的构件150的定向也能够通过分别使用第二和第四可调节连接器135和 1 而被调节。这样的调节能够使用户精确地定位有角度的构件以与密封元件(在下面进行讨论)协作，从而优化系统的密封能力。在壳体110中，流体过滤器100能够包括可移动的流动控制系统180以引导流体流向第一过滤器腔室210或第二过滤器腔室220中之一或者全部。具体地，例如，流动控制系统180能够包括在第一阀室112中可移动到与第一有角度构件120的第一端122或第二有角度构件130的第一端132密封接合的可枢转的密封件160。类似地，第二可枢转密封件 170能够在第二阀室116中可移动到与第三有角度构件140的第一端142或第四有角度构件150的第一端152密封接合。图4描述了容纳于壳体110内的典型流动控制系统180的部件。如图4所示，第一可枢转密封件160和第二可枢转密封件170能够通过联接杆182而与流动控制系统180 相连接。参照图2，能够看到联接杆182能够包括延伸经过第一阀室112和第二阀室116的可枢转的杆。在这个布置中，联接杆182的旋转能够引起第一可枢转密封件160和第二可枢转密封件170 —致地旋转。密封元件(例如，一个或多个0型环状或者V型环状的密封件)能够定位于联接杆182和壳体110之间的分界面处，能够帮助防止在第一阀室112和第二阀室116之间出现交叉污染，并且增加过滤器100的使用寿命。例如，能够操作流动控制系统180以向第一密封位置移动，在第一密封位置内，第一可枢转密封件160密封地接合第二有角度的构件130，同时第二可枢转密封件170可移动到密封地接合第四有角度的构件150。在这个布置中，经过过滤器入口 114进入第一阀室 112的流体能够被引导经过第一有角度的构件120、第一过滤器腔室210和第三有角度的构件140并进入第二阀室116，在这里能够从过滤器出口 118中流出。可替代地，能够操作流动控制系统180以向第二密封位置移动，在第二密封位置内，第一可枢转密封件160密封地接合第一有角度的构件120，同时第二可枢转密封件170密封地接合第三有角度的构件140 呈。在这个布置中，经过过滤器入口 114进入第一阀室112的流体可以被引导经过第二有角度的构件130、第二过滤器腔室220和第四有角度的构件150并进入第二阀室116，在这里能够从过滤器出口 118中流出。进一步地，如图4所示，例如，流体过滤器100的内部部件能够具体设计成，通过限制需要操作的流动控制系统180的量，以使可枢转密封件在第一密封位置和第二密封位置之间移动，从而改进系统的功能性。具体地，如图4所示，例如，第一、第二、第三和第四有角度的构件120、130、140和150中的一个或多个能够包括45°的弯头。第一和第二有角度的构件120和130能够定位成，使得第一有角度的构件120的第一端12相对于第二有角度的构件130的第一端132形成接近于或大约90°的角。类似地，第三和第四有角度的构件140 和150能够定位成第三有角度的构件140的第一端142相对第四有角度的构件150的第一端152形成为或大约为90°的角。在这个配置中，流动控制系统仅需要旋转大约90° (即， 直角转弯)以从一个密封位置完全过渡到另一个密封位置，这样能够允许过滤器100容易地结合到自动系统中。通过强化第一可枢转密封件160和第二可枢转密封件170与各自有角度的构件被有效气密而形成的密封，能够进一步改进流体过滤器100的操作。例如，一种改进这些部件之间的密封的方式能够是在第一、第二、第三和/或第四有角度的构件120、130、140和150 中一个或多个构件的各自第一端处设置密封元件，这样的举例在图5到9中示出。例如，第一有角度的构件120能够具有定位在其第一端122处的第一密封元件126，并且成形成接收第一可枢转密封件160。第一密封元件1 能够设置成现有技术中已知的各种形式中的任何一种。参照附图5，第一密封元件126能够是由弹性材料(例如，橡胶)形成的0型环， 其位于第一密封元件126的第一端122处或附近的槽内。这样的0型环可以是在商业上广泛地可获得的标准尺寸的0型环。可替代地是，参照图6和图7，第一密封元件1 可配置为具有提供第一可枢转密封件160与第一有角度部件120的第一端122自对准的设计。具体地，例如，第一可枢转密封件160能够包括向第一有角度的构件120延伸的第一锥台突起 162，并且第一密封元件126能够包括大致杯形的密封表面，该密封表面适用于接收第一可枢转密封件160的第一锥台突起162。在这个配置中，第一锥台突起162能够快速地且容易地移动到与第一密封元件126密封接合。(参见，例如，图7)，此外，第一可枢转密封件160 和第一密封元件1 能够配置成当流动控制系统180向第二密封位置移动时(即，定位成流动经过第二过滤器腔室220)，保持第一可枢转密封件160抵靠第一密封元件126的作用力随着流体压力的增加而增加。然而，在图8和图9所示的进一步替代方式中，第一密封元件1 能够配置为具有设计成接合第一可枢转密封件160的表面的波状外形的表面。具体地，例如，图8示出了第一密封元件1 能够包括第一保持凸缘127，其相对于第一密封元件1 的环绕部分而朝向经过第一有角度部件120的流动路径的中心向内鼓起。在这个配置中，操作者能够推动第一可枢转密封件160的部分经过第一保持凸缘127到达图9中所示的位置，其中，第一保持凸缘127紧咬在第一可枢转密封件160上，以帮助维持第一可枢转密封件160处于抵靠第一密封元件126的落座位置。在这个配置中，第一密封元件126的设计能够帮助防止部件不慎脱离，因此能够比标准表面接触密封提供更强的密封。尽管在图5至9以及上述的讨论中给出了有关第一可枢转密封件160和第一密封元件1 相互作用的参考内容，可以理解的是，类似的密封元件能够设置于第二、第三和第四有角度的构件130、140和150上。类似地，第一可枢转密封件160能够进一步包括第二锥台突起164以在第二有角度的构件130的第一端132处密封接合，并且第二可枢转密封件170能够同样地包括第一锥台突起172和第二锥台突起174以分别在第三和第四有角度的构件140和150的第一端142和152处密封地接合。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上面公开的典型的密封元件仅描述了可用来加强各自的有角度构件和可枢转密封件之间密封的许多选择中的一些，例如垫片、涂层或者类似的方式。很多附加的结构能够进一步改善流体过滤器100的操作。首先，压力均衡管线190 能够连接在第一过滤器腔室210和第二过滤器腔室220之间，以改善流体过滤器100中密封件的使用寿命并且使操作扭矩最小化(例如，不需要千斤顶)。具体地，例如，当流动控制系统180向第二密封位置移动时(也就是，定位成流动经过第二过滤器腔室220)，系统中的流体压力能够倾向于将流动控制系统180维持在第二密封位置。换句话说，系统压力可迫使第一可枢转密封件160和第二可枢转密封件170分别抵靠第一有角度的构件120和第三有角度的构件140，从而难以使流动控制系统180向第一密封位置或者向位于第一和第二密封位置之间的中立位置(neutral position)移动。为了缓解这个问题，能够操作压力均衡管线190以减少或消除活动的流体路径(例如，第一阀室112、第二过滤器腔室220和第二阀室116)和第一过滤器腔室210之间的压力差，因此需要更小的作用力以操作流动控制系统180。能够有利地包括在流体过滤器100中的另一结构是用来减少流体过滤器100的流体路径中的湍流的平稳流动机构。具体地，流体过滤器100包括多个流动引导叶片(flow routing vane)，其至少部分地穿过第一过滤器入口 212、第二过滤器入口 222、第一过滤器出口 214或第二过滤器出口 2 中一个或多个。例如，如图10所示，第一有角度的构件120 包括多个横贯第二端1 的流动引导叶片128。在这个布置中，当流动引导叶片1 引导流体离开第一阀室112而流向第一过滤器腔室210，流动引导叶片1 能够减少流体流动中的湍流。可选择地是，流动引导叶片1 能够横贯第一过滤器入口 212而定位在第一过滤器腔室210上，而不是定位于第一有角度的构件120上。在任何一种布置中，流动引导叶片 128可配置为改变在第一阀室112和第一过滤器腔室210之间进入的湍流以使其变得更加平稳，因此可减少压力降、噪音、侵蚀、腐蚀、振动和/或空穴现象。此外，本领域技术人员可认识到类似的流动平稳机构，例如上面讨论的流动引导叶片128，其能够同样定位于第二过滤器入口 222、第一过滤器出口 214或第二过滤器出口 2 中一个或多个处或附近。当前的主题可通过其他方式实施而不会脱离当前主题的实质和必要特征。因此， 已描述的实施例无论从哪方面来看都应理解为作为举例而非限制性的。尽管当前的主题已经通过一些优选实施例加以描述，其他对于本领域技术人员来说是显然的实施例也包括在当前主题的范围内。
权利要求
1.一种流体过滤器，包括壳体，其包括第一阀室和第二阀室，其中，所述第一阀室包括过滤器入口，第二阀室包括过滤器出口 ；第一和第二有角度的构件，其中，所述第一和第二有角度的构件中的每一个构件均包括与所述第一阀室相连通的第一端和第二端；第三和第四有角度的构件，其中，所述第三和第四有角度的构件中的每一个构件均包括与所述第二阀室相连通的第一端和第二端；第一可枢转的密封件，其在所述第一阀室中可移动到密封地接合所述第一或第二有角度的构件的第一端；第二可枢转的密封件，其在所述第二阀室中可移动到密封地接合所述第三或第四有角度的构件的第一端；第一过滤器腔室，其包括与所述第一有角度的构件的第二端相连通的第一过滤器入口和与所述第三有角度的构件的第二端相连通的第一过滤器出口 ；以及第二过滤器腔室，其包括与所述第二有角度的构件的第二端相连通的第二过滤器入口和与所述第四有角度的构件的第二端相连通的第二过滤器出口。
2.根据权利要求1所述的流体过滤器，其特征在于，所述第一、第二、第三和第四有角度的构件都包括大约至少45°的弯头。
3.根据权利要求2所述的流体过滤器，其特征在于，所述第一和第二有角度的构件定位成，所述第一有角度的构件的第一端相对于所述第二有角度的构件的第一端形成接近于或者大约90°的角；以及其中，所述第三和第四有角度的构件定位成，所述第三有角度的构件的第一端相对于所述第四成角的构件的第一端形成接近于或者大约90°的角。
4.根据权利要求1所述的流体过滤器，其特征在于，所述第一、第二、第三或第四有角度的构件中的一个或者多个可调整地安装在壳体上，从而所述一个或多个有角度的构件的第一侧面的位置可移动以在所述第一或第二阀室中对齐。
5.根据权利要求1所述的流体过滤器，其特征在于，所述第一或第二过滤器腔室中的一个或两个可以与所述壳体拆离。
6.根据权利要求1所述的流体过滤器，其特征在于，所述流体过滤器包括与所述第一可枢转的密封件和第二可枢转的密封件相连接并且适用于使所述第一可枢转的密封件和第二可枢转的密封件一致旋转的联接杆。
7.根据权利要求6所述的流体过滤器，其特征在于，所述联接杆包括延伸穿过所述第一阀室和第二阀室的可枢转的杆。
8.根据权利要求1所述的流体过滤器，其特征在于，所述流体过滤器包括连接在所述第一过滤器腔室和第二过滤器腔室之间的压力均衡管线，其用于改善流体过滤器中密封件的使用寿命并且使操作扭矩最小化。
9.根据权利要求1所述的流体过滤器，其特征在于，所述流体过滤器包括多个流动引导叶片，其可至少部分地横越所述第一过滤器入口、第二过滤器入口、第一过滤器出口或第二过滤器出口中的一个或多个。
10.根据权利要求9所述的流体过滤器，其特征在于，所述多个流动引导叶片配置成改变进入的湍流以使其变得更平稳，由此减少压力降、噪音、腐蚀、侵蚀、振动和/或者空穴现象。
11.根据权利要求1所述的流体过滤器，其特征在于，所述流体过滤器包括位于所述第一、第二、第三和第二有角度的构件中的每一个构件的第一端处的密封元件，每个所述密封元件成形为接收所述各自的可枢转的密封件。
12.根据权利要求11所述的流体过滤器，其特征在于，所述密封元件可配置成提供所述可枢转的密封件与有角度的构件的第一端的自对准。
13.根据权利要求11所述的流体过滤器，其特征在于，所述第一可枢转的密封件包括向所述第一和第二有角度的构件中的每一个构件延伸的锥台突起，并且所述第二可枢转的密封件包括向所述第三和第四有角度的构件中的每一个构件延伸的锥台突起；以及其中，每个所述密封元件都包括成形为大致杯状的密封表面以接收各自可枢转的密封件的锥台突起。
14.根据权利要求13所述的流体过滤器，其特征在于，所述可枢转的密封件和密封元件配置成，使得保持所述各自的可枢转密封件抵靠密封元件的作用力随着流体压力的增加而增加。
15.根据权利要求11所述的流体过滤器，其特征在于，每个所述密封元件都包括向所述各自的可枢转的密封件延伸的第一保持凸缘，其配置为当所述第一保持凸缘被所述密封元件接收时，所述第一保持凸缘紧咬在各自可枢转的密封件上。
全文摘要
本发明公开了一种在流体管道系统中使用的流体过滤器，所述流体过滤器具有第一阀室和第二阀室。所述第一阀室能够具有过滤器入口并且容纳第一和第二有角度的构件，并且所述第二阀室能够具有过滤器出口并且容纳第三和第四有角度的构件。第一可枢转密封件能够在第一阀室中移动到密封地接合第一或第二有角度部件中之一，第二可枢转密封件可在第二阀室中移动到密封地接合第三或第四有角度部件中之一。第一过滤器腔室能够与第一有角度的构件和第三有角度的构件相连通，第二过滤器腔室与第二有角度的构件和第四有角度的构件相连通。
文档编号B01D36/00GK102423569SQ20111020100
公开日2012年4月25日 申请日期2011年6月3日 优先权日2010年6月3日
发明者A·D·德赛 申请人:泰坦流量控制公司