流体径向流动的介质可流体化过滤器制造技术

一种径向流动过滤器使用非固定型的颗粒状微粒，以自进流流体中滤掉杂质而且此颗粒状介质可以由逆洗澡作而流体化以将陷在其中的杂质释出。在逆洗操作中，逆洗流体给在上部的颗粒状粒子加上向上的牵引力，把它提升到逆洗室中以将它流体化。以下几个区段的颗粒状滤床，以相同的方式逐一流体化，因而把所有的颗粒状介质清洁完毕。在逆洗操作完成后，这些颗粒状物质落回到过滤室而形成一个滤床，以实施下一个过滤操作过程。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地说与下列的设备有关用以进流流体和多孔介质相作用(co-acting)的设备，用以自进流流体除去杂质、固体与粒子物质的设备，特别是一种流体作径向流动，使用的介质是非固定型，而且流体在逆洗期间，其流向可以反转以除去滤出的物质，因此将此过滤器再生以供再度使用的设备。有关的应用这个申请要求先前申请入档的，暂时申请编号60/018,168(1996年5月23日入挡)以及申请编号60/023,679(1996年8月17日入档)中所要求的所有权益。上述二项申请仍在审查中。本专利技术的背景现有的、可以从进流流体除去颗粒状的微粒物质的过滤器，有许多种。这些过滤器一般可以分成二大类介质固定型，和介质非固定型。介质固定型的过滤器，使用一种用编织的或非编织的纤维材料作成的，可以拆除的卡式过滤元件。介质的选择决定于由欲自进流流体中剔除的颗粒状杂质的大小而决定的多孔性(porosity)。这种介质固定型的卡式过滤元件，当积附了相当量的杂质后，必须将过滤元件拆下清洗，甚至将元件整个更换掉。卡式过滤器不容易逆洗，但是许多卡式过滤器是径向流动式的。这种径向流动过滤器给欲过滤的流体提供了最大可能的接触表面。因此，流体流动的阻力很小。另外一类，使用非固定型的介质，如沙子，小玻璃珠，动物骨粉，或其他流体可以自其间通过的微小的颗粒状物质。这种非固定型的介质，一般都是呈球状，或其他形状不规则的颗粒状物质。其颗粒间之空隙，可以将流体中的杂质微粒有效地过滤出来。非固定型的介质有一个优点介质可以由逆洗程序再生。逆洗的作用，包括将介质浮动而流体化，使陷在介质中的杂质，自介质的颗粒间或颗粒表面驱出。然而这种过滤器有一个缺点过滤器的体积较大，成本较高，以及效率较低。由于对流体提供的表面积较小，因而常被迫使用颗粒较大的介质，或使用(对流体单位面积而言)较高的流速。换言之，要发展一种径向流动，使用非固定型介质而滤床可以由逆洗而再生的过滤器，是一件很不简单的工作。Martin在美国第3415382专利中揭示了一种径向流动过滤器。它使用玻璃珠作的非固定型介质。虽然这种过滤器在其所设计的过滤功能上有效，但因它使用的介质是颗粒较大的珠子，必须将过虑器拆开，取出介质才能将介质再生。径向流动过滤器在需要自流体除去杂质或固体物质的制造业与生产业，有很广泛的应用。附图说明图1展示一个基本的径向流动过滤器10的一般结构。这种过滤器包括二个同心多孔管子12与14以及充满在此二同心管子中间的环形空间20的多孔介质16。这些过滤器元件都装在一个过滤器的壳体18里面。多孔介质16由大小均匀的细小的玻璃球组成。玻璃球的大小对某一特定的过滤器大致是固定的，但对不同的过滤器而言其变动范围很广。介质珠子的大小，可以是次微米，微米，甚至于可以和粗的砂子一般大小。它们完全充满了多孔管子12与14中间的小隔间20。管子上的小孔呈圆形，大小均匀，而且以均匀的图样分配着，但小孔也可以用其他的排列方式分布。这个同心管与多孔介质(介质)的组件要完全包住，使流体在过滤操作中，将过滤器组件完全包围住。当流体通过外面那个同心圆管12上的小孔沿径向流入多孔介质16，再通过里面那个圆管的小孔离开多孔介质16时，过滤操作在过滤器10的整个轴向长度上发生。流体中的杂质在流体横向运动通过多孔介质16时，被捕捉住。经过一个或多个过滤周期后，多孔介质16必需用逆洗来清洁。逆洗程序包括干净的流体自内管14沿径向向外涌进多孔介质16，再从外多孔圆管12流出。其流向基本上与在过滤周期中所采取的方向相反。图2展示这种过滤器10在传统式的逆洗过程中的操作情形。相当大的流速加上在玻璃珠子四周产生的涌流，将聚积在珠子间与珠子上的杂质移出，并把它冲掉。这些杂质足够小，可以通过构成多孔介质16的玻璃珠子间的空隙。然而，不是所有的杂质都可以除掉，如树脂的残余部分。杂质颗粒逐渐在多孔介质16中堆积。因此，经过某个数目的过滤与逆洗周期后，过滤器10必须拆下以更换或维护多孔介质16使其恢复良好状况。从以上的讨论，可以看出需要使用非固定型介质，其构造可以提供逆洗能力的径向流动过滤器。还需要一个使用非固定型介质的过滤器在逆洗周期，多孔介质完全再生，因此免掉间歇性地把过滤器拆开以清洗或更换多孔介质。另外，需要使用非固定型介质，可以逆洗的过滤器，其逆洗工作压力不能过高。还需要一种过滤器，在逆选周期的最后阶段产生逆洗流体高阻力，以逆洗流体压力的增加作逆洗操作完毕的信号。本专利技术的简介根据此专利技术的原则和概念，本申请公开一种径向流动过滤器，它使用非固定型介质，可以有效地用逆洗程序将杂质或微小的颗粒除去，以将介质再生。根据此专利技术的一个优选实施例，这个径向流动过滤器使用较大的介质室以容纳颗粒状的介质珠子。在逆洗周期中，逆洗流体的反向流动给颗粒状的珠子加上上升的力量，把它传送到逆洗室的上部，因此将珠子分开，让积聚的颗粒状物质被移开与带走。在过滤周期，颗粒状的珠子，沉降到介质室的下部，进流流体从珠子间通过，从那里颗粒状物质被滤出。按照本专利技术的径向流动过滤器的一个优选实施例，进流流体通过覆盖在外多孔圆筒上的筛网，并沿径向通过介质的颗粒。已过滤的流体再通过一个覆盖有筛网的内多孔圆筒。然后此已过滤好的流体再通过一连串装在筛网覆盖的内多孔圆筒中的止回阀，然后流到过滤器的流体出口。在逆洗周期，逆洗流体受力以反方向通过过滤器，此时，止回阀关闭，逆洗流体以相反方向通过颗粒状介质。在逆冼过程，流体一般可以径向通过颗粒状介质，并沿轴心向上运动。这个逆洗流体的向上作用力，促使止回阀关闭，因此使大部分的流体进入颗粒状的介质，而不在内多孔圆筒内向上流动。这个逆流流体产生的向上牵引力，使上部的介质颗粒上升进入逆洗室，在那里将杂质微粒分开并自介质带走。这种颗粒状介质的运动和分离过程常常被称为“浮动”或“流体化”(Fluidization)，它发生在当作用在介质的上层(或上区段)的颗粒的牵引力超过浮性重量(buoyant weight)时。一旦在最上层的介质完全流体化后，接着其下层的介质也被流体化，这层的颗粒状介质被迫向上流动，因此颗粒分开，微细的粒子被释出。每个下面一层的介质也依次被流体化，整个过滤器介质就因此在逆洗期间再生完全。因为介质是分层依次流体化，逆洗需要的压力显著地降低了，因此所需的逆洗泵与其它设备的要求也减少了。在一个较佳的径向流动过滤器，逆洗室构造为其容积要能容纳几乎所有的流体化过的颗粒状介质。当完全流体化后，颗粒状的介质会将盖有网子的内多孔圆筒穿入逆洗室部分完全盖满。因为在逆洗室与覆盖有筛网的内多孔圆筒的上部间没有容易的，或无阻碍的通路，因此，逆洗流体的压力会增加。这个逆洗流体压力的增加，可以用作逆洗程序已经完毕的一种信号。一旦逆洗流体停止流动，那些颗粒状的介质就向下落回到介质室的下部，从此下一个过滤程序可以开始。本专利技术的其他实施例包括其他不同的安排，诸如用O型环，多孔袋与止回阀等，以促进介质的流体化过程。附图的简介一些本专利技术的特点与优点，将从以下对本专利技术的优选的以及其他的实施例的描述变得更明显。以下的叙述和附图，对同样的部分，元件等将使用一样的参考编号。图1是一个众所周知的径向流动过滤器的一般性剖面图。显示过滤器在过滤周期中的操作。图2是展示图1所显示的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将介质流体化的装置，它包括： 一种和进流流体相作用的介质； 一容纳上述的介质以使流体能沿径向方向通过此介质的支撑结构； 一种导引流体到介质并使其沿径向方向流过此介质的进口结构； 一个流体化室，所述介质在流体化过程中被带到此室，此流体化室有足够大的容积，使介质分离成颗粒。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：约翰D马丁，
申请(专利权)人：约翰D马丁，
类型：发明
国别省市：US[美国]