过滤器组件和使用方法技术

一种过滤元件，所述过滤元件包括钻有直的圆锥形孔洞的过滤管，以及中心支撑管和连接器/头帽。所述过滤管被布置成使得钻孔的表面部分面向外侧并且其余未钻孔的表面部分邻近于所述中心支撑管定位。过滤介质可以由管状或扁平的金属或合金制成。多个过滤元件可以使用特别设计的连接器绑住来满足从液体或气体或甚至液体

【技术实现步骤摘要】
过滤器组件和使用方法
[0001]本申请是申请号为201680073600.8、申请日为2018年6月14日、题为“过滤器组件和使用方法”的专利技术专利申请的分案申请。
[0002]专利技术背景
[0003]相关申请的交叉引用
[0004]本专利申请要求于2015年12月18日提交的美国非临时申请号14/975,498的优先权，并且以引用的方式整体并入本文。


[0005]本公开涉及一种用于从液体或气体过滤超细颗粒的过滤组件。
[0006]相关技术说明
[0007]过滤法是在从油气加工到甚至食品加工行业的各种行业中通常用来从流体(气体或液体)分离固体的重要方法。在依赖于过滤法的大多数工业过程中，过滤介质的更换非常频繁，从而导致显著的成本增加以及用过的过滤介质的固体废物的处理或回收问题的出现。
[0008]当前可用于工业应用的过滤介质是多种多样的。受欢迎的介质类型是网状物或其他类型的纤维材料的编织物或组件、烧结金属和膜。这些过滤介质沿着过滤方向，即流体通过路径具有弯曲的孔眼。在过滤操作期间，这些弯曲的孔眼很容易被嵌入的固体颗粒堵塞，并且这些嵌入颗粒很难通过任何方法，例如反冲或回洗来去除，从而导致介质很快就丧失功能。
[0009]在处于高温和高压下的一些关键应用中，例如在蜡质流体中的固体去除中，烧结的刚性金属网或烧结的金属粉末介质往往在配备有反冲的情况下使用。由于(尤其是对于刚性网格类型介质而言)孔眼的堵塞和/或机械损坏，过滤介质的使用寿命相当短暂，从而导致在更换过滤介质过程中频繁的单元关闭。
[0010]存在化学反应器、分离塔中和/或整合的机械单元中(例如，油气工业中)需要原地过滤系统的情况。在类似于这些的情况下，常用的过滤方案具有管式过滤器，所述管式过滤器由通过回洗(反冲)容易再生的金属网介质制成。一个常见问题是因过滤介质的堵塞或损坏所致的过滤元件的频繁更换。过滤器往往会因为固体嵌入在过滤介质的孔眼中而失效。由于需要在类似于这些的情况下长期运行，为了更改过滤器或为了回洗而关闭系统(以及在一些情况下为整个工厂)是不方便的并且可能是高成本的。需要从含有液体、固体和气体的混悬液分离固体的过程，诸如费托合成过程(Fischer
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Tropsch process)需要必需定期地反冲的过滤单元，这会因为过程中断而导致显著的损失。在例如美国专利号5,599,849；5,844,006；7,378,452；7,488,760；8,022,109；和8,778,193中描述了公开用于这类过程的过滤系统，所述专利中的每一个的公开内容以引用的方式整体并入本文。
[0011]另外，一些过滤器系统在外周长周围使用过滤网或过滤织物作为主要过滤介质，或使得过滤过程发生在过滤网或过滤织物上。美国专利号4,473,472和美国专利号6,041,944提供了利用周围的网或织物的实例。然而，这类设计仍然存在容易堵塞和频繁更换的问
题。此外，周围的过滤网或过滤织物通常围绕过滤器元件(或束状物)放置，并且因此过滤器元件的表面区域未得到有效利用。
[0012]通过改变过滤介质和结构的设计，可以避免对过滤孔的堵塞，同时维持或改进过滤器元件的机械强度。
专利技术概要
[0013]本公开的一方面提供了一种过滤元件，所述过滤元件包括具有第一直径的中心支撑管，所述中心支撑管具有封闭的管表面；以及多个过滤管，所述多个过滤管包围中心支撑管。过滤管中的每一个具有第二直径，所述第二直径小于中心支撑管的第一直径。过滤管中的每一个具有壁，所述壁具有至少部分地围绕过滤管的表面延伸的孔眼以用于从流体过滤固体。孔眼中的每一个延伸穿过过滤管的壁的厚度并且具有贯穿过滤管壁的厚度的圆锥形形状。孔眼相对于中心支撑管的封闭的管表面面向外侧。
[0014]另一方面提供了一种过滤组件。所述组件包括至少第一过滤元件，所述第一过滤元件连接到第二过滤元件。第一过滤元件和第二过滤元件中的每一个包括具有第一直径的中心支撑管，所述中心支撑管具有封闭的管表面；以及多个过滤管，所述多个过滤管包围中心支撑管。过滤管中的每一个具有第二直径，所述第二直径小于中心支撑管的第一直径。第一过滤元件和第二过滤元件中的每一个的过滤管中的每一个具有壁，所述壁具有至少一半地围绕过滤管的表面延伸的孔眼以用于从流体过滤固体。孔洞中的每一个延伸穿过过滤管的壁的厚度并且具有贯穿过滤管壁的厚度的圆锥形形状。过滤管中的每一个的孔洞在每个过滤元件中相对于中心支撑管的封闭的管表面面向外侧。连接器将第一过滤元件连接到第二过滤元件。
[0015]本专利技术的其他特征和优点将从以下具体实施方式、附图和随附权利要求书中变得显而易见。
[0016]附图简述
[0017]本公开的特征将从以下结合附图形成的具体实施方式中变得清楚明白，在附图中：
[0018]图1是根据本公开的实施方案的过滤组件的测试图；
[0019]图2是根据实施方案的用于图1的过滤组件的组件的过滤元件的管子的示意性顶视图；
[0020]图3是根据实施方案的图2的管子的详细视图；
[0021]图4是沿着线4
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4取得的图2的管子的截面图；
[0022]图5是根据实施方案的包围为图1的过滤组件的一部分的中心支撑管的过滤管束的顶视图，所述过滤管束在一端由连接器连接；
[0023]图6是在图5的束状物的第一侧(顶部)处的连接器的局部截面侧视图；
[0024]图7是根据实施方案的图1的过滤组件中提供在束状物的一端上的头帽的顶视图；
[0025]图8是在束状物的第一侧(顶部)处的头帽的局部截面侧视图；
[0026]图9是根据实施方案的具有在设计上用于过滤的用于过滤管中的孔眼或孔洞的薄片；
[0027]图10是根据实施方案的具有类似于图9的在设计上用于过滤的用于过滤管中的孔
眼或孔洞的管子；
[0028]图11是图10的管子中的孔眼或孔洞的详细视图；
[0029]图12是根据另一个实施方案的具有在设计上用于过滤的用于过滤管中的孔眼或孔洞的薄片；
[0030]图13是根据实施方案的具有类似于图12的在设计上用于过滤的用于过滤管中的孔眼或孔洞的管子；
[0031]图14是图13的管子中的孔眼或孔洞的详细视图；
[0032]图15是根据另一个实施方案的具有在设计上用于过滤的用于过滤管中的孔眼或孔洞的薄片；
[0033]图16是图15的管子中的孔眼或孔洞的详细视图；
[0034]图17是根据实施方案的用于图1的过滤组件中的跨越过滤管的壁厚的孔眼或孔洞的截面图；
[0035]图18示出了根据实施方案的连接了入口管道系统和出口管道系统的如图1所示的过滤组件的使用方法；
[0036]图19示出了根据另一个实施方案的连接了出口管道系统的如图1所示的过滤组件的使用方法；
[0037]图20示出了根据实施方案的对连接了入口管道系统和出口管道系统的如图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种过滤元件，所述过滤元件包括：中心支撑管，所述中心支撑管包括第一直径并且具有封闭的管表面；多个过滤管，所述多个过滤管在周向上包围所述中心支撑管，所述过滤管中的每一个与所述中心支撑管间隔开并且不与所述中心支撑管物理接触，所述过滤管中的每一个具有第二直径，所述第二直径小于所述中心支撑管的所述第一直径，其中，所述过滤管中的每一个包括壁，其中所述壁包括封闭的壁部分和开放的壁部分，其中所述开放的壁部分包括至少一半地围绕所述过滤管的表面延伸的孔眼以用于从流体过滤固体，所述孔眼中的每一个延伸穿过所述过滤管的所述壁的厚度并且包括圆锥形形状，圆锥形形状的孔眼沿着流体的流动方向变小以使得每个孔眼的直径从壁的外表面到壁的内表面减小，并且其中，所述过滤管中的每一个围绕所述中心支撑管定位，使得每个过滤管的所述封闭的壁部分与所述中心支撑管间隔开的同时朝着所述中心支撑管面向内侧，并且每个过滤管的所述开放的壁部分及其孔眼相对于所述中心支撑管面向外侧。2.根据权利要求1所述的元件，其中每个过滤管的所述孔眼包括在约0.25至约1,000μm之间的直径。3.根据权利要求1所述的元件，其中所述过滤管中的每一个包括在约1mm至约50mm之间的内径。4.根据权利要求3所述的元件，其中所述过滤管中的每一个包括在约50至约2,000μm之间的壁厚。5.根据权利要求4所述的元件，其中所述过滤管中的每一个包括在约100μm至约1,500μm之间的壁厚。6.根据权利要求5所述的元件，其中所述过滤管中的每一个包括在约200μm至约1,000μm之间的壁厚。7.根据权利要求3所述的元件，其中所述中心支撑管包括在约5mm至约400mm之间的内径。8.根据权利要求3所述的元件，其中所述过滤管和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永旺，
申请(专利权)人：合成燃料美国公司，
类型：发明
国别省市：