CN1189391A - 气流过滤站及其滤芯的清理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种至少含有一个用来过滤含有杂质(主要是颗粒状杂质)的天然气的滤芯的过滤站。要过滤的天然气流通过一条天然气管道供入过滤站,该过滤站至少设有两个分别至少带有一个滤芯的过滤室,每个过滤室通过一条天然气分管道与上述天然气管道形成工业流动连接,通过上述的天然气分管道将一部分天然气流送入相关的过滤室中,在每条天然气分管道中设有一个阻塞件,借助于该阻塞件可中断各分股天然气流的供应,以便清理有关过滤室的滤芯。

Description

气流过滤站及其滤芯的清理方法

本发明涉及清理一种过滤站的至少一个滤芯的方法，涉及到过滤站的过滤室，涉及到在过滤站中过滤一种天然气或被污染的气体(特别是含有颗粒状杂质的气体)的方法，还涉及到分别按照独立的权利要求1、7、21和27中序言规定的至少具有一个滤芯的过滤站。

现有过滤站的过滤能力主要取决于其结构特性，因此，当分别要求过滤能力增大时，过滤站的尺寸也得随之增大。这是由于必需采用大量的滤芯或者大尺寸的滤芯，才能使过滤站具有相应高的性能。在某些情况下，过滤站的尺寸可能变得如此之大，以致使它无论在设计和制造以及运输方面，还是在工地上的组装方面都变得十分复杂，而且费用高。

另外，清理滤芯的设备也必须与相应的过滤能力(即滤芯的数目和/或尺寸)相匹配，这就进一步复杂化且成本更高。

本发明的目的是提供一种具有可以用简单的方式改变其过滤能力的过滤站，并且提供改善其操作的各种方法。

按照主要由独立的权利要求1、7、21和27的特征部分所述的本发明的特点可以达到上述目的。

在本发明的清理过滤站的滤芯的方法中，以一种有利的方式将能从滤芯中除出污物的压缩空气流与能将除出的杂质带出外面并且最好还参予清除滤芯上的杂质的吸入气流结合起来。这样，就可达到快速而极有效地清理过滤站的目的。

按照本发明，上述的清理方法可用来清理至少具有一个滤芯的过滤室，为此，上述的过滤室例如设有几个压缩空气喷嘴和一个可与吸力装置相连接的吸入孔。但是，也可以不用压缩空气喷嘴，而是在压力下将一部分经过滤的清洁气流导引返回过滤室，以便在不供给外部的压缩空气、只使用温度基本恒定的过程空气流的情况下，以有利的方式从滤芯中清除出杂质。

按照本发明建成的过滤站至少含有两个过滤室，而且，可以一个过滤室接一个过滤室地中断要过滤的天然气的供给，这样，过滤站就可按照本发明的过滤方法进行操作，并按规范方法逐个地清理各过滤室。

因此，本发明的过滤站可通过适当选择过滤室的数目并且也可在之后增多或减少过滤室数目以简单的方式与分别要求的过滤能力相匹配。而且，当采用设计上大体相同的过滤室时，在逐个清理过滤室时所需的动力是恒定的，因此，与总的过滤能力无关。

如果由可按本发明的方法进行清理并按本发明的过滤方法进行操作的过滤室构成一个过滤站，则该过滤站就是一个具有本发明的全部优点的特别好的过滤站。

这种类型的过滤站由于采用本发明的方法进行十分有效的清理，其效率是很高的，而且，由于其过滤室的布局合理而使之可适用于任何用途，它的设计、制造、运输和安装的费用也是比较合算的。

在下面相关的权利要求中阐述了本发明的各种有利的改进。

下面参看附图结合实施例来说明本发明；附图中：

图1是本发明的过滤室的一个实施例的侧视剖面图；

图2是本发明的过滤室的另一个实施例的上部的侧视剖面图；

图3概略地示出三个本发明的图2所示的过滤室的组合情况，其中带有可将部分清洁气流返回导引作为压缩空气的结构；和

图4概略地示出按照本发明的含有4个过滤室的过滤站的布局。

参看图1，本发明的过滤室1带有一个横截面大致为圆形的圆筒形壳体2，在该壳体2内，设置了两个彼此沿壳体纵轴线2a方向隔开的滤板4，5，在该两滤板4、5之间设有几个大致平行于壳体的纵向轴线2a排列的滤芯3。滤芯3彼此之间的距离根据相应的条件选择。

滤芯3做成管状空心体，具体说就是所谓的过滤软管、过滤套或过滤棒，其周壁至少基本上是一种适于滤除特殊杂质的过滤介质。

滤芯3最好做成几个围绕下滤板4上形成的开口排列并与壳体纵轴线2a同心的大致的同心圆。可用任何合适的方式将滤芯3固定在滤板4、5上。

圆筒形部分9a构成下滤板4下方的壳体2，并带有一个可让含有要滤除的杂质的天然气通入的入口7。在该入口7上连接一个带有最好是气动的或电动的阻塞件或关闭阀8的送气短管7a，在图1中，用实线示出阻塞件8位于打开送气短管7a的位置，用点划线示出阻塞件8处于关闭送气短管7a的位置。

圆筒形部分9a的下端并入一个底部与一个端短管10相连接的锥形漏斗部分9b中，在端短管10的下自由端上设有一个排气锁13，排气锁13最好是一种格栅制轮锁，通过该排气锁13将从天然气中滤出的杂质送到外部。

另外，在端短管10的侧面做出一个吸入孔12，该吸入孔12与一个短吸管11相连接。可通过调节件12a来改变吸入孔12的大小，同样，所述的调节件最好也是气动或电动操作的。调节件12a最好安装在吸管11上或者安装在端短管10上，并且可从图1中用实线表示的完全关闭吸入孔12的位置转至端短管10内而使吸管11与壳体2形成工业流动连接，并将排气锁13与壳体2隔开。在图1中，用点划线示出调节件12a的这一位置。

在壳休2的圆筒形部分9a中于下滤板4的下方处设置一个旋风式预分离器6作为一个预清理装置，天然气通过入口7首先进入上述预分离器6。送气短管7a要安装成可使天然气大致沿切向进入旋风式预分离器6内。

在上滤板5处，设置了几个可与压缩空气源(图1未示出)相连接的压缩空气喷嘴14。这些喷嘴14基本上可采用任何合适的方式安装。决定性的问题是，压缩空气喷嘴14的取向应使它们产生的压缩空气流确实能够将由过滤介质滤出的杂质从滤芯3除去。

为此，至少有一部分压缩空气喷嘴14最好安装成使压缩空气流可流入滤芯3，以便由这些压缩空气流彻底将杂质从过滤介质上吹走，所述的压缩空气流与含有杂质的天然气通过滤芯3的正常移动方向相反。

过滤室1在上滤板5的上方做成可将经过滤的清洁气体导入大气中或导入清洁气体管道中。另外，在过滤室1的上端至少设有一个活盖16，该活盖16可用于进入过滤室1进行维修和/或作为一个确保防止***的减压闸门。

在过滤操作中，要过滤的含有杂质的天然气在阻塞件8打开的情况下先通过送气短管7a进入预分离器6，在这里将大部分杂质特别是颗粒状杂质和/或尘埃状杂质预先分离，分离出的杂质向下落到预分离器6之外，并通过端短管10进入排气锁13，因为在过滤操作中，调节件12a处于关闭吸入孔12的位置。

去除了可预先分离的杂质的天然气离开预分离器6，通过下滤板4上的中心孔进入壳体2的滤芯区，并且从外向内地流过滤芯3的过滤介质，这样，过滤介质至少可基本上将仍然存在天然气中的杂质滤掉，在滤芯3内部的经过过滤的清洁气体向上滤板5的方向流动，并从上滤板5的上方流向外部。

要清理滤芯3时，则由阻塞件8将送气短管7a关闭，从而中断向过滤室1供给天然气。另外，启动调节件12a打开吸入孔12。

借助于压缩空气喷嘴14产生一股沿管式滤芯3的内部和/或外部流动并流向主要由过滤介质构成的周壁的压缩空气流，从而将由过滤介质滤出的杂质从滤芯中除出。清除出的这些杂质在壳体内下落，并借助一种与吸管11相连接的吸力装置从吸入孔12处吸出。

事实上，上述清理方法的优点在于，压缩空气流和吸入气流基本上是同向的，因此，可显著加速杂质离开滤芯3。再一个优点就是由阻塞件8中断进入壳体2内的过滤室1的天然气流，所以不存在与除出的杂质的送出方向相反的沿上滤板5方向的逆流，因此，本发明可以在尽可能最满意的条件下清理过滤室1，并且可按一种特别有效的方式在最短的时间内完成清理工作。

进行上述清理操作之后，再次关闭吸入孔12，并再次打开供气短管7a。

通过一种控制装置(图1未示出)调节清理的时间顺序，并调节压缩空气流和吸入空气流的强度，阻塞件8和调节件12a以及压缩空气源和吸力装置最好都大致同时作动。在清理过程中发出的压缩空气流的强度可以是恒定的或变化的，并且也可以是例如根据需要而按一定时间间隔吹出的单股压缩空气流。

图2示出本发明的过滤室1的另一个实施例的上部。经过过滤的清洁气体流29通过出口28和清洁气体管道30导出壳体2之外，压缩空气管道31在出口28处与清洁气体管道30合并。由控制装置(未示出)控制并且最好做成一个可转动的闭锁闸门的调节件34处在清理位置(图2所示)上时可使压缩空气管道31与滤芯3上方的壳体区之间形成流动连接，并同时关闭进入清洁气体管道30的入口。

在图2所示的本发明的过滤室1的实施例中，压缩空气流32通过位于清理位置的调节件34导入壳体2，而除掉滤芯3中的杂质。本实施例省去了像图1所示的过滤室1中的压缩空气喷嘴结构，但其压缩空气流32也具有上面结合图1所示实施例对压缩空气喷嘴所述的工业流动的优点。

进行清理之后，由调节件34将压缩空气管道31关闭，并使壳体2与清洁气体管道30之间再次形成流动连接，以便导出经过滤的清洁气流29。

参看图3，按图2所示实施例构成的本发明的三个过滤室1与一个公用的清洁气体管道30相连接，以便导出分别由各过滤室过滤过的各股清洁气流，这些过滤室可按图2所示实施例由压缩空气流进行清理，设置了一个风扇33，用以产生用来清理过滤室1的压缩空气流32。该风扇33至少从清洁气体管道30的总的清洁气流中吸出一部分，并通过压缩空气管道31送入各个要清理的过滤室1中。

过滤室1的清理最好是逐个进行，这样，在任一时刻中只有一个过滤室1的调节件34处于清理位置，而使单个出口28与压缩空气管道31之间形成工业流动连接。在这一过程中，其他的过滤室1处于正常的过滤作业中，要过滤的天然气由各过滤室的天然气管道22送入各过滤室中，而由它们分别过滤过的清洁气流则流入清洁气体管道30中，这样，便形成一股清洁气流，并可通过风扇33至少从中吸出一部分足以清理一个过滤室1的清洁气流。

这种清理方法的优点在于不需要外部压缩空气源。只使用由过滤装置本身产生的具有大致恒定温度的过程空气。按这种方式可保证恒定而满意的清理滤芯的条件。

图4示出按照本发明的一个过滤站20的基本布置图，该过滤站20拥有4个过滤室1，这些过滤室1可以是图1所示的那种类型并且/或者可以按图2和图3所述方法进行清理。

从图4可以清楚地看出旋风式预分离器所要求的切向排列的、带阻塞件8的送气短管。

要过滤的天然气由各室的天然气管道22送至每个过滤室1，并由一条天然气总管21送入各条管道22中。在第一条过滤室天然气管道22之上游处的流道内沿流动方向设置一台风扇26，用以驱动要过滤的天然气进入各过滤室1。

每个过滤室1的吸入孔通过各自的吸管与一条连接吸力装置15的中心吸入管11’相连接。从过滤室1吸出的杂质从吸力装置15直接通过管道B进入管道C或者先通过管道A然后通过预分离室6’再进入管道C，该管道C在风扇26前面与天然气管道21接通，这样就可达到特别有效的多级过滤。

本发明的过滤站20还设有中心收集装置27，每个过滤室1都通过其排气锁与该收集装置27相连接，滤积在各过滤室1中的杂质可从收集装置27排出去。

本发明的过滤站20的滤芯按规范的方法进行清理，也就是，在任一时刻，总是只清理一个过滤室。进行清理时，通过一个控制装置(图4未示出)启动与要分别清理的过滤室有关的阻塞件8，以便关闭相应的天然气管道22，然后，用上面参照图1～3所述的压缩空气和吸入空气对该过滤室1进行清理。

经过一段预定的时间后(该时间是根据例如要滤除的杂质的种类、以及滤芯上杂质的性质和多少来确定的)，切断压缩空气的供给，关闭吸入孔，并打开该室的天然气管道22，这样，过滤站20的这一个经过清理的过滤室1又可再次用于过滤。

最好在上述过滤作业重新开始后立刻进行下一个过滤室1的清理，在这一过程中，各个阻塞件和调节件由控制装置相应地启动，所以，吸力装置15可持久地作业。同样地，压力源(图4未示出)也可持续地工作，并且可与各过滤室1的压缩空气喷嘴以串联的方式形成工业流程。

因此，本发明的过滤站20的优点是，不管有多少个过滤室1，也不管过滤站20的总过滤能力有多大，同一性能的吸力装置15和压缩空气源都足以进行清理作业。即使过滤站20具有大的总过滤能力，也只需要较小的清理能力，因为它被分成若干个较小的单元。而且，通过过滤站20的标准化组件，无论是在制造以及运输方面，还是在工地上的安装方面都可大为简化，所以，按照本发明建设过滤站20可以显著降低成本。

任何上述的过滤室1基本上都可用于本发明的过滤站20，因此，过滤室1的清理可以例如仅借助于压缩空气或吸入空气来进行。也可以不设置专对每个过滤室的预分离器，而简单地用一个如图4所示的总的预分离器6’来对供入各过滤室的天然气管道22的天然气流进行预分离。

然而，本发明的过滤站20的最佳实施例至少含有两个图1和图2所示的过滤室1，这些过滤室1的清理分别借助于本发明的采用压缩空气流和吸入空气流相结合的综合清理装置来进行。

组成过滤站20所需的过滤室1的总数目取决于清理每个过滤室所需的时间，以及对同一过滤室两次清理操作之间的时间间隔，这些时间又取决于相应的使用条件例如杂质的类型、过滤介质的性质等。

例如，清理一个过滤室需10秒钟，每个过滤室要隔4分钟清理一次，那么，就可用一个具有恒定清理能力的含有一个吸气装置15和一个压缩空气源的单一清理装置来清理含有4分钟/10秒＝24个过滤室的过滤站20。

Claims (33)

1.清理一个过滤站(20)的至少一个用以过滤含有杂质(特别是颗粒状杂质)的天然气的滤芯(3)的方法，其特征在于，首先中断供入待清理的滤芯(3)的天然气流，然后由压缩空气流将已滤出的杂质从滤芯(3)中吹出，并由最好是有助于杂质的脱除的吸入空气流送到外部。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，上述的压缩空气流和吸入空气流至少是基本上同时通入的。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于，上述的压缩空气流和吸入空气流吹入时的流动方向基本相同。

4.根据权利要求1的方法，其特征在于，上述的吸入空气流调节成比压缩空气流弱得多。

5.根据权利要求1的方法，其特征在于，上述压缩空气流和/或吸入空气流的强度和/或吹气时间具体取决于杂质的种类以及滤芯(3)污染的性质和/或程度。

6.根据权利要求1的方法，其特征在于，清理的时间顺序以及压缩空气流和/或吸入空气流的强度由一台控制装置来控制。

7.一种过滤站(20)中的用来过滤含有杂质(特别是颗粒状杂质)的天然气的过滤室，该过滤室含有一个壳体(2)，在该壳体(2)内至少装有一个滤芯(3)，壳体(2)带有一个供入要过滤的天然气流的入口(7)和一个供排出经过滤的清洁气流(29)的出口(28)，其特征在于，至少设置一个压缩空气装置(14；31，34)，通过该装置向滤芯(3)供给压缩空气流，以便清除掉滤芯(3)中的杂质；其特征还在于，上述的壳体(2)带有一个可与吸去杂质的吸力装置相连接的吸入孔(12)，这里所述的杂质具体地是指由压缩空气流从滤芯(3)清除下来的杂质。

8.根据权利要求7的过滤室，其特征在于，上述的压缩空气装置至少含有一个压缩空气喷嘴(14)，该喷嘴(14)安装在壳体(2)内，并且可与压缩空气源相连接。

9.根据权利要求7的过滤室，其特征在于，上述的压缩空气装置含有一条在滤芯(3)上方与壳体相连通、并可与压缩空气源相连接的压缩空气管道和一个调节件(34)，可通过转换该调节件的位置接通和中断压缩空气管道(31)与壳体(2)之间的流动连接，最好设置一个风扇(33)作为压缩空气源，该风扇(33)至少驱使一部分清洁的气流(29)在压力下由压缩空气管道(31)返回壳体(2)。

10.根据权利要求7的过滤室，其特征在于，在天然气入口(7)处设置一个阻塞件(8)，通过该阻塞件(8)可中断天然气流的供给，以便清理滤芯(3)，其中，上述的装有阻塞件(8)的天然气入口(7)最好与一送气短管(7a)相连接。

11.根据权利要求7的过滤室，其特征在于，上述壳体(2)的形状基本上是一个横截面为圆形的长形空心圆筒，在该壳体内沿大致垂直于壳体的纵轴线(2a)的方向设置一个上滤板(5)和一个下滤板(4)，该上、下滤板(4、5)沿壳体轴向方向分别与壳体的两个端部隔开，上述的滤芯(3)沿大致平行于壳体纵轴线(2a)的方向延伸位于上述的上、下滤板(4、5)之间，在下滤板(4)区设置上述天然气入口(7)和吸入口(12)，而在上滤板(5)区则设置清洁气体出口(28)和压缩空气喷嘴(14)。

12.根据权利要求11的过滤室，其特征在于，上述的滤芯(3)做成一种软管状的空心体，其周壁主要是过滤介质，上述的天然气入口(7)设置在上、下滤板(4、5)之间的壳体侧壁上，所以，要过滤的天然气流是从外向内通过滤芯(3)的，过滤介质将天然气流中含有的杂质过滤出来，而经过滤的清洁气流则在滤芯(3)的内部向上滤板(5)的方向流动，并通过出口(28)流出去。

13.根据权利要求7的过滤室，其特征在于，设置多个滤芯(3)，该滤芯(3)的结构最好至少是一个环状件，最好是多个大致同心排列的环状件，其中，每个滤芯(3)专门设置至少一个压缩空气喷嘴(14)，该喷嘴(14)安装在各滤芯(3)的上开口端处，并且至少通过一个压缩空气喷嘴(14)喷出方向与天然气流和清洁气流相反的压缩空气流，将过滤出的杂质从各个滤芯(3)吹出。

14.根据权利要求7的过滤室，其特征在于，在吸入孔(12)处安装一个调节件(12a)，通过该调节件(12a)改变吸入孔(12)的大小，以调节吸入气流的强度，其中，最好使吸入孔(12)与一个吸气短管(11)相连接，该吸气短管(11)带有调节件(12a)，并可与吸力装置相连接。

15.根据权利要坟7的过滤室，其特征在于，在壳体(2)的上端处(最好在上滤板(5)的上方)至少设置一个维修用的和/或减压用的活盖(16)。

16.根据权利要求7的过滤室，其特征在于，上述过滤室可与一种外部的预先分离器一起使用，该分离器带有一个可供要过滤的天然气主流进入的主入口和一个让预先分离的待过滤的天然气流流出的并可与壳体(2)的天然气入口(7)相连接的出口，它还带有一个与吸入口(12)相连接的让附加气流流入的附加入口，并由上述的附加气流将由滤芯(3)从进入的天然气流中滤出的杂质带走。

17.根据权利要求7的过滤器，其特征在于，壳体(2)在下滤板(4)的下方做成一个预分离器(6)，用以在进入的天然气通过滤芯(3)之前从该天然气流中分离出杂质，所述的分离器(6)由一个其横截面最好与壳体(2)位于上、下滤板(4、5)之间的部分的横截面相同的圆筒形部分(9a)和一个与该圆筒形部分(9a)相接的向下的锥形漏斗部分(9b)组成，在预分离器(6)的上部、壳体(2)的圆筒形部分(9a)上设置天然气入口(7)，该入口(7)做成可使要过滤的天然气流大致沿切向进入预分离器(6)。

18.根据权利要求17的过滤室，其特征在于，上述的预分离器(6)是一种旋风式预分离器。

19.根据权利要求17的过滤室，其特征在于，壳体(2)下端的漏斗形部分(9b)与一根横截面大致均等的端短管(10)相连接，该短管(10)的侧壁设有吸入孔(12)，在其自由下端上设置一个排气锁(13)，通过该排气锁(13)将从天然气流中滤出的杂质(特别是由预分离器清除出的杂质)排出到外部。

20.根据权利要求7的过滤室，其特征在于，上述滤芯(3)采用权利要求1～6中规定的一种方法进行清理。

21.在过滤站(20)中过滤含有杂质(尤其是颗粒状杂质)的天然气流的方法，其特征在于，上述的过滤站(20)至少含有两个过滤室(1)，每个过滤室(1)至少有一个滤芯(3)；导入过滤站(20)的天然气流分别供入每个过滤室(1)；过滤室(1)的清理按规范方法逐个进行，清理时，中断供入有关过滤室(1)的那一部分天然气流，然后清理其滤芯(3)，清理完后继续供入天然气。

22.根据权利要求21的方法，其特征在于，天然气流在进行过滤之前，先进行预分离，这种预分离，或者是通过与相应的过滤室(1)相联的各室的预分离器对各股天然气流进行预分离，或者是通过一个总的预分离对导入过滤站(20)的天然气流进行预分离。

23.根据权利要求22的方法，其特征在于，在每种情况下都采用旋风式的预分离器对天然气流进行预分离。

24.根据权利要求21的方法，其特征在于，滤积过滤室(1)中的杂质、特别是由过滤室的预分离器从天然气中分离出来的杂质通过设在每个过滤室(1)的排气锁(13)送入总的收集装置(27)中，然后从该收集装置(27)送出。

25.根据权利要求21的方法，其特征在于，上述滤芯(3)的清理按权利要求1～6中任一项规定的方法进行。

26.根据权利要求21的方法，其特征在于，采用分别按权利要求7～20中任一项构成的过滤室(1)。

27.至少带有一个滤芯(3)的用来过滤含有杂质(特别是颗粒状杂质)的天然气流的过滤站，要过滤的天然气流可通过天然气管道(21)供入上述过滤站，其特征在于，过滤站至少设有两个过滤室(1)，每个过滤室至少有一个滤芯(3)；而且，每个过滤室(1)通过一条天然气分管道(22)与天然气管道(21)形成工业流程，并通过上述的天然气分管道(22)将一部分天然气流供入相关的过滤室(1)，在每条天然气分管道(22)中设有一个阻塞件(8)，借助于该阻塞件(8)可中断有关的分天然气流的供入，以便清理有关过滤室(1)的滤芯(3)。

28.根据权利要求27的过滤站，其特征在于，设置了一个中心收集装置(27)，每个过滤室(1)有一个排气锁(13)，因此，滤积在过滤室(1)中的杂质、特别是由各过滤室的预分离器从分天然气流中分离出来的杂质可进入中心收集装置(27)中并从该装置(27)送出去。

29.根据权利要求27的过滤站，其特征在于，设有用来导出经过滤的清洁气流(29)的清洁气流管道(30)，每个过滤室(1)通过各室的清洁气流管道与清洁气流管道(30)形成工业流动连接，并通过上述的各室的清洁气流管道将来自各过滤室(1)的经过过滤的各股清洁气流送入清洁气流管道(30)。

30.根据权利要求27的过滤站，其特征在于，上述的天然气管道(21)在第一个过滤室之前面沿气流方向设置一个风扇(26)，该风扇(26)将要过滤的天然气吹入各过滤室(1)中。

31.根据权利要求27的过滤站，其特征在于，上述的过滤室(1)按照权利要求7～20中任一项的规定构成。

32.根据权利要求27的过滤站，其特征在于，天然气的过滤按权利要求21～26中任一项所规定的方法进行。

33.根据权利要求27的过滤站，其特征在于，上述滤芯(3)的清理按权利要求1～6中任一项所规定的方法进行。

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