擴(kuò)展面積過濾器的制造方法
【專利摘要】提供了一種擴(kuò)展面積過濾器。擴(kuò)展面積過濾器具有構(gòu)造用于增大過濾介質(zhì)表面積的過濾介質(zhì)片材。多個(gè)過濾介質(zhì)管定位為繞過濾器的縱向軸線的同心布置，限定環(huán)狀入口容積和環(huán)狀出口容積，環(huán)狀入口容積接收未過濾流體，并且出口容積接收穿過過濾介質(zhì)管的濾液。還提供了用于過濾受污染流體并采用本發(fā)明擴(kuò)展面積過濾器的過濾器裝置。
【專利說明】擴(kuò)展面積過濾器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明總體上涉及過濾器。更具體地，本發(fā)明涉及過濾籃。
【背景技術(shù)】
[0002]過濾籃在殼體中用于很多場合以及大量行業(yè)。過濾籃能以數(shù)種配置應(yīng)用，包括無反洗、反洗以及預(yù)涂覆樹脂布置。
[0003]具有過濾籃的殼體很久以來就已用于工業(yè)市場中。使用這些類型過濾器的場合已經(jīng)發(fā)展為包括其中標(biāo)準(zhǔn)一次性非編織聚合過濾包是不可接受的或節(jié)省成本的環(huán)境。出于各種原因，比如溫度、所過濾流體的特性、經(jīng)濟(jì)、以及通過反洗原位清潔過濾籃的能力，可再用金屬過濾籃被使用來代替一次性過濾籃。
[0004]標(biāo)準(zhǔn)金屬過濾籃與非編織籃具有類似尺寸。由于金屬過濾介質(zhì)通常不會(huì)保持與非編織聚合過濾包一樣多的雜質(zhì)，已經(jīng)有嘗試要通過增大給定過濾籃包層中的金屬介質(zhì)的面積來補(bǔ)償非編織深度介質(zhì)與表面過濾金屬介質(zhì)之間灰塵保持能力的差異。用于增大金屬介質(zhì)過濾籃表面積的典型方法是使用管束。盡管在與標(biāo)準(zhǔn)單管金屬過濾籃設(shè)計(jì)相比較時(shí)，利用管束能增大介質(zhì)表面積，但仍然存在著金屬過濾籃需要改進(jìn)以減少壓降、降低過濾介質(zhì)兩側(cè)流速和/或通過增大過濾籃更換或反洗之間的時(shí)間間隔來減少系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間和減少反洗廢物的場合。
[0005]另外，需要減少當(dāng)必須有較大和/或多個(gè)過濾器殼體來滿足最小過濾面積需求時(shí)過濾系統(tǒng)所占用的足跡或體積，還需要能比當(dāng)前可用過濾籃保持更多雜質(zhì)的過濾籃。
[0006]本發(fā)明通過在與當(dāng)前現(xiàn)有產(chǎn)品相同的過濾元件包絡(luò)中提供更多過濾介質(zhì)面積來提供這樣的過濾器和方法。本發(fā)明的這些和其他優(yōu)點(diǎn)，以及另外的創(chuàng)新性特點(diǎn)，將從這里提供的對本發(fā)明的描述中變得明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種過濾器，其具有包圍縱向軸線的金屬過濾介質(zhì)片材。過濾器在其相反的軸向端部處具有入口面和出口面，并且每個(gè)過濾介質(zhì)片材在過濾器入口面和出口面之間延伸。入口通道形成于金屬過濾介質(zhì)片材之間，其中每個(gè)入口通道對于入口面開口并且對于出口面閉合，并且具有大致在縱向軸線的方向上延伸的長度。出口通道也形成于金屬過濾介質(zhì)片材之間，其中每個(gè)出口通道對于出口面開口并且對于入口面閉合，并且具有大致在縱向軸線的方向上延伸的長度。從入口面至出口面的流路穿過至少其中一個(gè)過濾介質(zhì)片材。
[0008]在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種擴(kuò)展面積過濾器。擴(kuò)展面積過濾器包括在過濾器相反的第一和第二端面之間包圍縱向延伸軸線的第一金屬過濾介質(zhì)管狀片材，其中第一和第二端面在過濾器的相反軸向端部處并且一個(gè)是入口面且另一個(gè)是出口面。第二金屬過濾介質(zhì)管狀片材伸縮地內(nèi)部裝配于第一過濾介質(zhì)管狀片材內(nèi)，第三金屬過濾介質(zhì)管狀片材伸縮地內(nèi)部裝配于第二過濾介質(zhì)管狀片材內(nèi)，并且第四金屬過濾介質(zhì)管狀片材伸縮地內(nèi)部裝配于第三過濾介質(zhì)管狀片材內(nèi)。第一環(huán)狀閉合件設(shè)置于第一和第二管狀片材最接近第一端面的端部之間；第二環(huán)狀閉合件設(shè)置于第二和第三管狀片材最接近第二端面的端部之間；并且第三環(huán)狀閉合件設(shè)置于第三和第四管狀片材最接近第一端面的端部之間。第一環(huán)狀流動(dòng)通道大致在縱向軸線方向上延伸，并且形成于第一和第二管狀片材之間以及第三和第四管狀片材之間，以使得第一環(huán)狀流動(dòng)通道對于第二流動(dòng)面開口并且對于第一流動(dòng)面閉合。第二環(huán)狀流動(dòng)通道大致在縱向軸線方向上延伸，并且形成于第二和第三管狀片材之間，以使得第二環(huán)狀流動(dòng)通道對于第一流動(dòng)面開口并且對于第二流動(dòng)面閉合。從入口面至出口面的流路穿過至少其中一個(gè)金屬過濾介質(zhì)管狀片材。
[0009]在又一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種過濾器裝置，其包括殼體，殼體具有分為入口高壓間和出口高壓間的內(nèi)部容積。殼體還包括過濾器保持器，其隔開入口高壓間和出口高壓間。過濾器安裝于過濾器保持器中。過濾器包括縱向軸線、在過濾器的相反軸向端部處的入口和出口面。過濾器入口面與入口高壓間流體相通，并且過濾器出口面與出口高壓間流體相通。過濾器還包括繞著縱向軸線同心地布置的多個(gè)過濾介質(zhì)管，以使得每個(gè)過濾介質(zhì)管在過濾器的入口面與出口面之間延伸。過濾管構(gòu)造為在所述多個(gè)過濾管之間形成多個(gè)入口通道，以使得每個(gè)入口通道在入口面處對于流體流開口并且在出口面對于流體流閉合，并且具有大致在縱向軸線的方向上延伸的長度。從殼體入口高壓間至殼體出口高壓間的流體流路穿過至少其中一個(gè)過濾介質(zhì)片材。
[0010]本發(fā)明的其他方面、目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)將從以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述變得更加明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]結(jié)合入說明書并且形成其一部分的附圖示出了本發(fā)明的幾個(gè)方面并且連同描述一起，用來解釋本發(fā)明的原理。在圖中:
[0012]圖1是擴(kuò)展面積過濾器的第一示例性實(shí)施例的透視圖；
[0013]圖2是圖1的過濾器的另一個(gè)透視圖；
[0014]圖3是圖1的過濾器的透視橫截圖；
[0015]圖4是擴(kuò)展面積過濾器的第二示例性實(shí)施例的透視圖；
[0016]圖5是圖3的過濾器的另一個(gè)透視圖；
[0017]圖6是圖3的過濾器的透視橫截圖；
[0018]圖6A是圖3的過濾器的細(xì)節(jié)橫截圖；
[0019]圖6B是圖3的過濾器的細(xì)節(jié)橫截圖；
[0020]圖6C是圖3的過濾器的過濾介質(zhì)的示例性實(shí)施例的細(xì)節(jié)橫截圖；
[0021]圖6D是圖3的過濾器的過濾管的端部構(gòu)造的細(xì)節(jié)橫截圖；
[0022]圖6E是圖3的過濾器的過濾管的端部的替代構(gòu)造的細(xì)節(jié)橫截圖；
[0023]圖6F是圖3的過濾器的過濾管的端部的替代構(gòu)造的細(xì)節(jié)橫截圖；
[0024]圖6G是圖3的過濾器的過濾管的端部的替代構(gòu)造的細(xì)節(jié)橫截圖；
[0025]圖7是構(gòu)造用來與本發(fā)明的擴(kuò)展面積過濾器一起使用的過濾介質(zhì)管狀片材的透視圖；
[0026]圖8是適合于用來與本發(fā)明的擴(kuò)展面積過濾器一起使用的過濾裝置的局部切除視圖；[0027]圖9是適合用來與本發(fā)明的擴(kuò)展面積過濾器一起使用的直線過濾裝置的橫截圖；并且
[0028]圖10是適合用來與本發(fā)明的擴(kuò)展面積過濾器一起使用的錯(cuò)流過濾裝置的橫截圖。
[0029]雖然本發(fā)明將結(jié)合某些優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述，但是不是要將其限制于這些實(shí)施例。相反，意圖是要涵蓋包括在本發(fā)明如所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)的所有替代、變型和等同。
【具體實(shí)施方式】
[0030]參照圖1-2，示出的擴(kuò)展面積過濾器的第一示例性實(shí)施例構(gòu)造為擴(kuò)展面積過濾籃100，其具有端環(huán)102、入口面124、出口面126、以及多個(gè)金屬過濾介質(zhì)片材116，片材116可構(gòu)造為過濾管116或以其它方式纏繞為在入口面124與出口面126之間延伸。過濾器100的入口面124和過濾器100的出口面126是大致平狀的并且與過濾器100的縱向軸線118垂直，并且布置于過濾器100的相反軸向端部處。在其他實(shí)施例中，過濾管116的軸向長度可以是不同的，以使得入口面124和/或出口面是非平狀的(大致圓錐形、拋物線形等)。
[0031]如能在圖中看到的，多個(gè)過濾管116布置為在緊湊體積區(qū)域內(nèi)提供大量金屬過濾介質(zhì)。在示出的實(shí)施例中，過濾管116是大致筒形的(包括圓柱體形或漸細(xì)形/圓錐體形)，并且繞著過濾器100的縱向軸線118同心地布置。在其他實(shí)施例中，過濾管116可以是其他形狀，例如橢圓形或具有直邊的多邊形(這里使用的“環(huán)形”和“管狀”意思是上位概念以包括大致筒形以及其他形狀可能性)。在優(yōu)選實(shí)施例中，過濾介質(zhì)片材116具有用于流體過濾的優(yōu)先流動(dòng)方向，并且過濾介質(zhì)片材定向?yàn)槭沟眠^濾流體從過濾器100的流入表面120流動(dòng)至過濾器100的流出表面122。同心的過濾介質(zhì)片材116與提供用于環(huán)狀閉合件的入口隔圈142和出口隔圈144相結(jié)合來限定提供入口和出口的交替環(huán)狀筒形容積，示出為未過濾流體接收容積130或入口流動(dòng)容積130，以及濾液接收容積132或出口流動(dòng)容積132。入口流動(dòng)容積130在入口流動(dòng)面124處開口并且在出口面126處密封地閉合，并且與過濾管116的流入表面120流體相通。出口流動(dòng)容積132在出口流動(dòng)面126處開口并且在入口面124處密封地閉合，并且與過濾管116的流出表面122流體相通。理解到，入口和出口流動(dòng)容積是可逆的并且取決于過濾器如何在應(yīng)用中使用(例如，如果流動(dòng)反向，入口流動(dòng)容積變成出口流動(dòng)容積并且反之亦然)。
[0032]為了提供過濾器的安裝和/或密封，可提供采用焊接兼容金屬端環(huán)102形式的安裝環(huán)。過濾器100的端環(huán)102包括圓周凸緣104、凸緣104的密封表面106、環(huán)狀壁108、網(wǎng)篩安裝表面112、以及過濾介質(zhì)附接凸緣114。過濾介質(zhì)附接凸緣114限定用于接收過濾器100的出口面126的端環(huán)環(huán)面115。倒角110可設(shè)置于端環(huán)102的圓柱形壁108與端環(huán)102的網(wǎng)篩安裝表面112之間。替代地，端環(huán)102的倒角110可以是圓化外角部或尖銳角部。在其他實(shí)施例中，環(huán)狀壁108可以是漸細(xì)的或截頭圓錐形的壁，壁可介于端環(huán)102的凸緣104與端環(huán)102的網(wǎng)篩安裝表面112之間。在另外其他實(shí)施例中，過濾介質(zhì)片材可在沒有單獨(dú)的過濾介質(zhì)附接凸緣114之下直接結(jié)合至端環(huán)102的環(huán)狀壁108。端環(huán)102可任選地設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)支撐結(jié)構(gòu)(棒、扁平桿、穿孔板等)，構(gòu)造為在過濾器100的出口面126或過濾器100的入口面124處支撐多個(gè)過濾介質(zhì)管，從而抑制過濾器100的過濾管116在徑向和軸向上的移動(dòng)。
[0033]在典型實(shí)施例中，金屬過濾介質(zhì)管116可包括縱向接縫128。在優(yōu)選實(shí)施例中，縱向接縫128是給過濾介質(zhì)管116提供額外結(jié)構(gòu)支撐的焊接接縫。在示出的實(shí)施例中，過濾管116在沒有使用結(jié)合于縱向接縫128和縱向焊縫129中的安全邊緣材料之下形成并且焊接。然而，縱向接縫128和縱向焊縫129可任選地包括一個(gè)或一對安全邊緣140(在下面參照圖6A-6C更詳細(xì)地討論)。而且，在一些實(shí)施例中縱向接縫可通過將相反縱向端部壓接在一起來形成。
[0034]參照圖3，所示的是示出擴(kuò)展面積過濾器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的橫截圖。過濾介質(zhì)管116以圓柱形構(gòu)造定位在過濾器100的外周邊上作為第一過濾介質(zhì)管156,并且與過濾器100的縱向軸線118大致平行。第一過濾介質(zhì)管156通過環(huán)狀焊接接縫113結(jié)合至端環(huán)102的過濾介質(zhì)附接凸緣114。在優(yōu)選實(shí)施例中，第一過濾介質(zhì)管156在入口面124和/或出口面126處設(shè)置有安全邊緣140以便于將過濾管156焊接至過濾器100的其他元件上。安全邊緣140可以是金屬材料條帶。
[0035]在圖1-3所示的示例性實(shí)施例中，入口隔圈142和出口隔圈144具有基本上類似的徑向厚度，從而以彼此間恒定的徑向距離支撐相鄰的過濾介質(zhì)管116 (例如，過濾管156、158)。然而，在一些實(shí)施例中，出口隔圈144可具有與入口隔圈142相比更大的徑向厚度或更小的徑向厚度。
[0036]第二過濾介質(zhì)管116作為第二過濾器介質(zhì)管158定位在第一過濾介質(zhì)管156內(nèi)伸縮并且與縱向軸線118大致平行。示出為第一入口隔圈160的適合尺寸的入口面隔圈142介于第一過濾介質(zhì)管156與第二過濾介質(zhì)管158之間，與過濾器100的入口面124相鄰。第一過濾介質(zhì)管156和第二過濾介質(zhì)管158的端部在管156、158的與入口面124相鄰的端部處密封接合至第一入口隔圈160。
[0037]第一和第二過濾管156、158以及第一入口隔圈160從而限定第一流出容積162,第一流出容積162是在與入口面124相鄰的端部處對流體流閉合并且在與出口面126相鄰的端部處對流體流開口的環(huán)狀圓筒。第一入口隔圈160從而阻擋被過濾的流體流從入口面124和入口容積130直接地穿過至出口面126和出口容積132而不穿過過濾介質(zhì)。
[0038]第三過濾介質(zhì)管116作為第三過濾介質(zhì)管168定位在第二過濾介質(zhì)管158內(nèi)伸縮并且與縱向軸線118大致平行。示出為第一出口隔圈164的適合尺寸的出口面隔圈144介于第二過濾介質(zhì)管158與第三過濾介質(zhì)管168之間，與過濾器100的出口面126相鄰。第二和第三過濾介質(zhì)管158、168的與出口面126相鄰的端部密封地接合至第一出口隔圈164。
[0039]第二和第三過濾管158、168以及第一出口隔圈164從而限定第一流入容積166,第一流入容積166是在與入口面124相鄰的端部處對流體流開口并且在與出口面126相鄰的端部處對流體流閉合的環(huán)狀圓筒。第一出口隔圈164從而阻擋被過濾的流體流從入口面124和入口容積130直接穿過至出口面126和出口容積132而不穿過過濾介質(zhì)。
[0040]第四過濾介質(zhì)管116作為第四過濾介質(zhì)管170定位在第三過濾介質(zhì)管168內(nèi)伸縮并且與縱向軸線118大致平行。示出為第二入口隔圈172的適合尺寸的入口面隔圈142介于第三過濾介質(zhì)管168與第四過濾介質(zhì)管170之間，與過濾器100的入口面124相鄰。第三過濾介質(zhì)管168和第四過濾介質(zhì)管170的端部在過濾管168、170的與入口面124相鄰的端部處密封地接合至第二入口隔圈124。[0041]第三和第四過濾管168、170以及第二入口隔圈172從而限定第二流出容積174，第二濾液容積174是在與入口面124相鄰的端部處對流體流閉合并且在與出口面126相鄰的端部處對流體流開口的環(huán)狀圓筒。第二入口隔圈172從而阻止被過濾的流體流從入口面124和入口容積130直接穿過至出口面126和出口容積132而不穿過過濾介質(zhì)。應(yīng)當(dāng)注意至IJ，第一、第二、第三和第四僅用于區(qū)別目的，而不是具體位置或布置。
[0042]仍然參照圖3，另外的過濾管116可同心地定位于過濾管156、158、168和170內(nèi)并且以如上所述相同的方式與交替的入口面隔圈142和出口面隔圈144接合，從而限定交替的入口流動(dòng)容積130和出口流動(dòng)容積132。示出為中心管136的最內(nèi)同心過濾管116 (BP,具有最小直徑的管)在與出口面126相鄰的端部處由端帽146密封，從而允許流體暴露至中心管136的流入表面120同時(shí)阻止流體流從入口面124和入口容積130直接穿過至出口面126和出口容積132而不穿過過濾介質(zhì)。
[0043]在擴(kuò)展面積過濾器的優(yōu)選實(shí)施例中，入口隔圈142和出口隔圈144由不銹鋼材料形成并且對于流體流是不可滲透的。在其他實(shí)施例中，隔圈142、144能由可滲透材料形成，從而將額外的過濾能力添加至擴(kuò)展面積過濾器。這種閉合件從而能是可滲透的或提供密封端部。在示出的實(shí)施例中，過濾介質(zhì)管116通過焊接例如氣體鎢極電弧焊密封地接合至隔圈142、144。在其他實(shí)施例中，隔圈142、144可以是另一種材料，比如塑料、環(huán)氧樹脂或彈性體，并且可通過熱焊接、粘合化合物(環(huán)氧樹脂、水泥、自凝固劑等)或機(jī)械緊固(滾壓接縫、緊固件等)接合至過濾管116。在另外的其他實(shí)施例中，過濾介質(zhì)管116可相對于距縱向軸線118的徑向距離是漸細(xì)的或截頭圓錐形的，以使得過濾管的交替端部可在沒有中間隔圈142、144之下直接接合(焊接、粘附、封裝、機(jī)械緊固等)。全部前述內(nèi)容能在片材的邊緣之間有效地提供閉合。
[0044]如圖3中所示，待過濾的流體在入口流方向150上流入入口流動(dòng)容積130并且在第一過濾管156的外徑周圍，并且從而進(jìn)入與過濾介質(zhì)片材116的流入表面120相接觸。流體流過過濾介質(zhì)片材116，如由流路154所示，并且通過流出表面122流出，從而穿過進(jìn)入出口流動(dòng)容積132并且在出口流152的方向上流出過濾器100。如本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的，這里公開的擴(kuò)展面積過濾器也可以用于反洗(即，從軸向流動(dòng)面126流動(dòng)至軸向流動(dòng)面124)周期性地用來從過濾介質(zhì)中移除顆粒物質(zhì)的過濾應(yīng)用中。為了促進(jìn)該應(yīng)用，能使用表面荷載介質(zhì)(與深度荷載介質(zhì)相反)比如具有良好限定孔隙尺寸的絲網(wǎng)。纖維狀金屬介質(zhì)可用于某些實(shí)施例中，但是捕獲顆粒并且不容易釋放的那些將不能用于反洗應(yīng)用。
[0045]在其他應(yīng)用中，與所述流動(dòng)方向相反的主要方向(S卩，從軸向流動(dòng)面126至軸向流動(dòng)面124的流動(dòng)方向，以及在與流動(dòng)方向150、152相反的方向上)的構(gòu)造可以是期望的。在采用分層過濾介質(zhì)的過濾器中，可以有利地定向過濾介質(zhì)片材116以使得各層定向?yàn)楫?dāng)流體在主要流動(dòng)方向上過濾時(shí)提供最佳過濾。
[0046]參照圖4-6，擴(kuò)展面積過濾器的第二實(shí)施例示出為過濾籃200，其中相同的數(shù)字指相同的元件。過濾器200構(gòu)造用于預(yù)涂覆樹脂過濾器應(yīng)用，其中包含預(yù)涂覆樹脂的流體穿過包括過濾籃200的過濾器殼體。為了適應(yīng)預(yù)涂覆樹脂過濾器應(yīng)用，過濾器200在過濾管116的流入表面120之間(S卩，過濾管158和168之間，以及過濾管170和180之間)通常設(shè)置有至少大約0.75英寸的徑向距離。在這些應(yīng)用中，入口隔圈142的徑向厚度可小于出口隔圈144的徑向厚度。在過濾籃涂覆樹脂后，受污染的流體穿過包含樹脂涂覆過濾籃的過濾器殼體。通常，預(yù)涂覆樹脂是催化劑或過濾增強(qiáng)介質(zhì)比如硅藻土，其在受污染流體的過濾之前聚積于過濾器200的流入表面120上。受污染流體從而通過樹脂覆層和過濾介質(zhì)片材116過濾，增強(qiáng)由擴(kuò)展面積過濾籃200提供的顆粒過濾。在其他應(yīng)用中，過濾器200的流入表面可隔開小于0.5英寸、大約0.5英寸、大約I英寸、或大于I英寸。
[0047]參照圖6A、6B和6C，示出過濾介質(zhì)的細(xì)節(jié)圖。在過濾介質(zhì)116片材是金屬網(wǎng)篩或另一金屬過濾介質(zhì)的實(shí)施例中，過濾介質(zhì)片材116的邊緣可設(shè)置有安全邊緣140，如美國專利N0.6，514，408中公開的，該專利的全部內(nèi)容通過參考結(jié)合于此。安全邊緣140是金屬條或金屬帶，其焊接或以其它方式連接(例如，燒結(jié)、滾壓接縫、粘合等)至金屬過濾介質(zhì)116片材的邊緣。焊接材料139連接安全邊緣140和過濾介質(zhì)116，從而密封最接近安全邊緣140的孔隙并且在焊接過程產(chǎn)生任何過濾介質(zhì)116變形時(shí)防止泄漏。優(yōu)選地，安全邊緣140是可與在焊接接頭中使用的焊接金屬相兼容的金屬，以使得安全邊緣140的金屬條變得與安全邊緣140的材料與過濾介質(zhì)片材116之間的焊接接頭139成為整體。
[0048]在優(yōu)選實(shí)施例中，安全邊緣140對接焊接至過濾介質(zhì)116的層121和123，以使得安全邊緣140在縱向上從過濾管116的過濾介質(zhì)片材延伸，并且使得焊接接頭139將安全邊緣140接合并且密封至較精細(xì)絲網(wǎng)層121和較粗糙絲網(wǎng)層123。在使用金屬濾網(wǎng)過濾介質(zhì)的示出實(shí)施例中，安全邊緣140用于管的端部處以便于將過濾介質(zhì)片材116接合至入口隔圈142、出口隔圈144、端帽146，以及端環(huán)102的過濾介質(zhì)附接凸緣114。
[0049]參照圖6A，示出過濾器200的出口面126和端環(huán)102的細(xì)節(jié)圖。每個(gè)過濾管116通過焊縫139接合至從過濾管116縱向地延伸的安全邊緣140。第一過濾管156的安全邊緣140通過繞著端環(huán)102的介質(zhì)附接凸緣114圓周地延伸的焊接接縫113接合至端環(huán)102的介質(zhì)附接凸緣114。如所示，第一過濾管156的安全邊緣140接合于介質(zhì)附接凸緣114的外徑處。在其他實(shí)施例中，第一過濾管156的安全邊緣140可接合于介質(zhì)附接凸緣114的內(nèi)徑處，或可縱向地接合至端環(huán)102的介質(zhì)附接凸緣114的軸向面117。
[0050]第二和第三過濾管158、168的安全邊緣140通過焊接接縫143接合至出口隔圈144，示出為隔圈164。如圖6D-6G中所示，用于入口和出口隔圈142、144的各種附接構(gòu)造均在本發(fā)明的范圍內(nèi)。另外的出口隔圈144，包括出口隔圈176，類似地通過焊接或另一種方法接合至同心地定位于過濾管156、158和168內(nèi)側(cè)的另外過濾管116。
[0051]參照圖6B，示出過濾器200的入口面124的細(xì)節(jié)。每個(gè)過濾管116通過焊縫139接合至從過濾管116縱向地延伸的安全邊緣140。第一和第二過濾管156、158的安全邊緣140通過焊接接縫143接合至入口隔圈142，示出為入口隔圈160。如圖6D-6G中所示，用于入口和出口隔圈142、144的各種附接構(gòu)造均在本發(fā)明的范圍內(nèi)。另外的出口隔圈144，包括出口隔圈176，類似地通過焊接或另一種方法接合至同心地定位于過濾管156、158和168內(nèi)側(cè)的另外過濾管116。
[0052]參照圖6C，示出具有兩層過濾介質(zhì)的過濾介質(zhì)片材116的優(yōu)選實(shí)施例的細(xì)節(jié)圖。在所示的實(shí)施例中，優(yōu)選的過濾介質(zhì)116是擴(kuò)散結(jié)合的燒結(jié)層壓過濾介質(zhì)，通常包括不銹鋼材料或另一種非鐵材料。過濾介質(zhì)片材116可由多層金屬濾網(wǎng)構(gòu)成，其每個(gè)自身是表面荷載的(并且因此能用于反洗應(yīng)用)。如所示，層包括較精細(xì)濾網(wǎng)121和較粗糙濾網(wǎng)123。在優(yōu)選實(shí)施例中，較精細(xì)濾網(wǎng)121可具有范圍從I微米至大約200微米的網(wǎng)目尺寸。在其他實(shí)施例中，較精細(xì)濾網(wǎng)121的網(wǎng)目尺寸可小于I微米或大于200微米。較粗糙濾網(wǎng)123的網(wǎng)目尺寸優(yōu)選地大于較精細(xì)濾網(wǎng)121的網(wǎng)目尺寸。較精細(xì)濾網(wǎng)121通常燒結(jié)至較粗糙濾網(wǎng)123，較粗糙濾網(wǎng)123從而為較精細(xì)濾網(wǎng)121提供結(jié)構(gòu)支撐來抵抗在徑向和/或軸向上施加于過濾管116上的力。
[0053]在優(yōu)選實(shí)施例中，過濾介質(zhì)是五層過濾介質(zhì)，包括流入表面120處的保護(hù)網(wǎng)、精細(xì)濾網(wǎng)121、以及流出表面122處的粗糙支撐網(wǎng)123。示例性的五層過濾介質(zhì)可從美國北卡羅來納州Greensboro市Triad Drive8439號(hào)的Purolator Facet公司買到，并且以商標(biāo)POROPLATE*出售。在這種多層的實(shí)施例中，過濾介質(zhì)116的精細(xì)層121定位為與過濾器100的流入表面120流體相通，并且過濾介質(zhì)116的粗糙層123定位為與過濾器100的流出表面流體相通。在采用兩層或更多層過濾介質(zhì)的其他實(shí)施例中，粗糙層122可定位為與過濾器100的流入表面120流體相通，并且精細(xì)層121可定位為與過濾器100的流出表面122流體相通。
[0054]其他示例性過濾材料以商標(biāo)POROMESH?和POROFELT?出售，它們都可從
Purolator Facet公司買到。POROMESH?是沒有被擴(kuò)散結(jié)合的與POROPLATE?介質(zhì)相類似的編織絲網(wǎng)。POROFELTW介質(zhì)是通常具有從大約3微米至大約80微米范圍的孔隙尺寸的纖維金屬毛氈介質(zhì)。然而，纖維金屬毛氈介質(zhì)可具有小于3微米或大于80微米的孔隙尺寸。
[0055]替代地，過濾介質(zhì)片材116可具有單層，或可包括三層或更多層。擴(kuò)展面積過濾器的其他實(shí)施例可有利地使用任何其他多孔介質(zhì)，包括但不限于金屬絲網(wǎng)(編織、焊接或其它方式)、纖維金屬毛氈(與金屬絲網(wǎng)一起使用或不與其一起使用)、燒結(jié)粉末、繞線、穿孔片材、楔線、燒結(jié)線深度介質(zhì)(如在美國專利N0.7，497，257中所公開的，該專利的全部內(nèi)容通過參考結(jié)合于此)、以及聚合體(編織和非編織)過濾介質(zhì)。
[0056]金屬絲網(wǎng)篩或編織金屬絲網(wǎng)提供表面過濾，S卩，網(wǎng)篩或絲網(wǎng)防止期望尺寸和更大的顆粒穿過網(wǎng)篩并且全部過濾顆粒捕獲于網(wǎng)篩的頂面上或附近。與擴(kuò)展面積過濾器一起使用的金屬絲網(wǎng)篩包括范圍從標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)目尺寸500 (25.0微米)至標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)目尺寸4 (5，156微米)的網(wǎng)篩。具有小于25微米或大于5，156微米的網(wǎng)目尺寸的金屬絲網(wǎng)篩也可與擴(kuò)展面積過濾籃一起使用。
[0057]繞線也是常見類型的表面過濾。繞線是纏繞在支撐結(jié)構(gòu)周圍的通常三角形的線，在線之間具有給定間隙以實(shí)現(xiàn)顆粒過濾尺寸。表面過濾的一個(gè)難點(diǎn)在于較大顆粒捕獲于過濾層上，開放空間變得越來越小，因而捕獲越來越小的顆粒。最終捕獲顆粒如此精細(xì)以致于過濾器變得堵塞，嚴(yán)重地減少或停止濾液流過網(wǎng)篩。因此，擴(kuò)展面積過濾器可構(gòu)造為用于反洗以在需要時(shí)從過濾器片材116清除聚集的顆粒物質(zhì)。
[0058]擴(kuò)展面積過濾器的其他實(shí)施例可采用具有大約250微米和1000微米之間的優(yōu)選孔隙尺寸的穿孔片材介質(zhì)。然而，穿孔片材介質(zhì)可具有小于250微米或大于1000微米的孔隙尺寸。
[0059]仍然參照圖6C，過濾介質(zhì)片材116可設(shè)置有重疊過濾管116的流入表面120的密封條141。密封條141覆蓋網(wǎng)篩121中的最接近其所焊接至的另一個(gè)金屬結(jié)構(gòu)(比如安全邊緣140)的孔隙134。在焊接之前，如果期望，密封條141可繞網(wǎng)篩彎曲，或可沿著網(wǎng)篩的頂面或底面平放。在另一個(gè)實(shí)施例中，密封條141可定位為覆蓋過濾介質(zhì)片材116的流出表面122的孔隙134。將密封條141添加至過濾介質(zhì)片材116從而可減少比過濾介質(zhì)的孔隙尺寸更大的間隙的形成，和/或給過濾介質(zhì)片材116提供另外的結(jié)構(gòu)剛性。在另一個(gè)實(shí)施例中，密封條141的非重疊部分145可直接焊接或以其他方式接合至隔圈142、144和/或端帽146，從而允許隔圈抵靠密封條141的非重疊部分145和接合至密封條141的焊縫139就座。
[0060]參照圖6D-6G，用于過濾管116的端部構(gòu)造的替代環(huán)狀閉合件的細(xì)節(jié)圖相對于過濾籃例如過濾籃200的入口面124示出。入口面124和流入面120接收滲透流體流，用流動(dòng)方向150大致示出。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易明白的，用于過濾管116的類似端部構(gòu)造(包括與其附接的隔圈144和端帽146)能以任何組合用于本發(fā)明的過濾器的出口面126處。
[0061]圖6D示出呈入口隔圈142形式的環(huán)狀閉合件，作為具有內(nèi)部徑向面220和外部徑向面222的環(huán)狀環(huán)218。在優(yōu)選實(shí)施例中，用作隔圈142 (并且類似地用作出口隔圈144和端帽146，未示出)的環(huán)狀環(huán)從平狀鋼板切割，例如使用噴水切割機(jī)。過濾介質(zhì)管116示出為第一和第二過濾介質(zhì)管214、216，它們分別具有第一安全邊緣224和第二安全邊緣226。第一安全邊緣224具有外部徑向壁228，并且第二安全邊緣226具有內(nèi)部徑向壁230。入口隔圈142定位于第一過濾管214的第一安全邊緣224的外部徑向壁228與第二過濾管216的第二安全邊緣226的內(nèi)部徑向壁230之間，以使得隔圈142的內(nèi)部徑向面220接觸第一過濾管214的第一安全邊緣224的外部徑向壁228，并且隔圈142的外部徑向面222接觸第二過濾管216的第二安全邊緣226的內(nèi)部徑向壁230。第一安全邊緣224和第二安全邊緣226均在焊接接頭143處焊接或以其他方式接合至入口隔圈142，從而將入口流動(dòng)容積130與出口流動(dòng)容積132密封開。
[0062]圖6E示出呈入口隔圈142形式的環(huán)狀閉合件，作為具有內(nèi)部徑向表面220、外部徑向表面222、內(nèi)部軸向座圈234以及外部軸向座圈236的環(huán)狀環(huán)232。內(nèi)部軸向座圈234構(gòu)造為就坐在第一過濾管214的第一安全邊緣224的縱向面238上，并且外部軸向座圈236構(gòu)造為就坐在第二過濾管216的第二安全邊緣226的縱向面240上。第一安全邊緣224和第二安全邊緣226都在焊接點(diǎn)143處焊接或以其它方式接合至入口隔圈142，從而將入口流動(dòng)容積130與出口流動(dòng)容積132密封開。
[0063]圖6F示出用于過濾管116的替代環(huán)狀閉合件端部構(gòu)造，其中不需要提供閉合件的隔圈142，而是替代地使用其他形式的閉合件。環(huán)狀閉合件可以是延伸的安全邊緣140，示出為第一延伸安全邊緣242和第二延伸安全邊緣244，它們分別接合至過濾管214、216。第一和第二延伸安全邊緣242、244鍛有或以其它方式設(shè)置有徑向凸肩246，將延伸安全邊緣242的端部248、250帶入相鄰關(guān)系。延伸安全邊緣242、244的端部248、250然后滾壓以形成滾壓接縫252。可選地，延伸安全邊緣242、244的端部248、250可通過現(xiàn)有技術(shù)已知的任何其他手段接合，比如焊接、粘合劑、環(huán)氧樹脂封裝、壓接、機(jī)械緊固件等，從而將入口流動(dòng)容積130與出口流動(dòng)容積132密封開。
[0064]圖6G示出用于過濾管116的另一個(gè)替代環(huán)狀閉合件端部構(gòu)造，其中不需要隔圈142。第一和第二過濾管214、216的端部254、256分別鍛有或以其它方式設(shè)置有徑向凸肩246，將端部254、256帶入相鄰關(guān)系。過濾管214、216的端部254、256然后滾壓以形成滾壓接縫258。替代地，過濾管214、216的端部254、256可通過現(xiàn)有技術(shù)已知的任何其他手段結(jié)合，比如焊接、粘合劑、環(huán)氧樹脂封裝、壓接、機(jī)械緊固件等，從而將入口流動(dòng)容積130與出口流動(dòng)容積132密封開。任選地，過濾管214、216的最接近徑向凸肩246、端部254、256和滾壓接縫258的開口孔隙134可被涂覆或密封以減少或消除出口流動(dòng)容積132與入口流動(dòng)容積130之間的流體相通，這兩個(gè)容積可能會(huì)分別在過濾管214、216的端部254、256的鍛造、滾壓或其他操作期間已經(jīng)變形或擴(kuò)寬。
[0065]如圖1-3中所示，擴(kuò)展面積過濾器100包括12個(gè)同心過濾管116。在圖4_6所示的實(shí)施例中，擴(kuò)展面積過濾器200包括6個(gè)同心過濾管116。如可容易明白的，擴(kuò)展面積過濾器的其他實(shí)施例可包括任何數(shù)目的過濾管116，只要適合于過濾器的尺寸、過濾管之間的間隔以及待過濾流體的特性。具體地，具體化所公開發(fā)明的擴(kuò)展面積過濾器可包括2個(gè)過濾管、4個(gè)管、8個(gè)管、10個(gè)管、14-20個(gè)管或更多。在其中端帽146定位于出口面126處的實(shí)施例中，如圖3和6中所示，過濾管的數(shù)目將通常是偶數(shù)。在端帽替代地定位于入口面124處的實(shí)施例中，與其中端帽146定位于出口面126處的實(shí)施例相比，過濾管的數(shù)目可增加或減少一個(gè)。
[0066]雖然本發(fā)明能應(yīng)用至任何過濾籃尺寸并且不限于任何工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)過濾籃構(gòu)造，示例圖示出了本發(fā)明對于尺寸#2過濾籃的典型優(yōu)點(diǎn)以及面積改進(jìn)。在尺寸#2過濾器的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造中，即具有繞著縱向軸線布置的過濾介質(zhì)的單個(gè)圓筒并且具有大約6.56英寸直徑和大約29.5英寸長度的過濾籃，常規(guī)的過濾籃提供大約4.23平方英尺的過濾介質(zhì)表面面積。在圖1-3所示的示例性實(shí)施例中，擴(kuò)展面積過濾籃100以與標(biāo)準(zhǔn)尺寸#2過濾器相同的尺寸包絡(luò)構(gòu)造，其中過濾管116沿著過濾器100的縱向軸線118的介質(zhì)長度是大約29.5英寸,過濾管100的第一過濾管156具有大約6.56英寸的外徑，并且隔圈142、144在相鄰過濾管116之間提供大約0.188英寸的間隔，從而給過濾器100提供大約28.5平方英尺的總過濾介質(zhì)面積。在圖4-6所示的示例性實(shí)施例中，具有相同的外部尺寸,過濾籃200提供大約15.1平方英尺的總過濾介質(zhì)表面積。在其他構(gòu)造中，構(gòu)造為尺寸#2過濾器的擴(kuò)展面積過濾器可提供大于5平方英尺、10-20平方英尺、20-25平方英尺、25-30平方英尺或大于30平方英尺的總過濾介質(zhì)面積。
[0067]參照圖7，單個(gè)過濾介質(zhì)片材116示出為過濾管184，其具有縱向軸線118、第一端186、第二端188以及接縫邊緣197、198。第一端186限定開口 190，并且第二端188限定第二開口 192。過濾管184設(shè)置有安全邊緣140，在過濾管184的第一端186處示出為第一安全邊緣194。過濾管184還設(shè)置有安全邊緣140,在過濾管184的第二端188處示出為第二安全邊緣196。
[0068]在優(yōu)選實(shí)施例中，過濾管184由平狀過濾介質(zhì)片材116形成，比如燒結(jié)層壓過濾介質(zhì)片材。安全邊緣材料條140添加至過濾介質(zhì)片材的第一和第二端以在組裝期間輔助將過濾管184焊接至例如隔圈142、144和/或介質(zhì)附接凸緣114。平狀條(在圖6C中最好地示出為條141)還可在片材116是平狀片材時(shí)添加至安全邊緣140和過濾介質(zhì)片材。在添加安全邊緣之后，如果需要，將過濾介質(zhì)片材剪切至相應(yīng)于所形成過濾管184的展開軸向長度和徑向圓周的最終形成尺寸。平狀片材然后根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則形成為管狀，在內(nèi)徑或外徑上具有介質(zhì)“流入”表面120。過濾管184然后以縫焊129完成，或其他接合方法完成，沿著縱向接縫128形成，從而接合已形成過濾介質(zhì)片材的邊緣197、198。
[0069]適合直徑的另外過濾管彼此內(nèi)部套疊，適合尺寸的隔圈插入過濾管116之間。管的端部然后焊接或以其他方式接合至隔圈，在過濾管的“流入”側(cè)與過濾管的“流出”側(cè)之間形成密封。焊接、或其他接合方法，在所有管端部和隔圈上進(jìn)行，將過濾管組件的“流入”側(cè)與“流出”側(cè)密封開。端環(huán)102焊接或以其他方式接合至過濾管組件，完成過濾籃(例如過濾籃100)的組裝。根據(jù)過濾籃殼體的尺寸、構(gòu)造和形狀，可使用不同樣式的端環(huán)102。對于具體殼體，每個(gè)端環(huán)102構(gòu)造為與過濾籃的流入表面120和流出表面122相匹配并且在兩個(gè)表面之間形成密封。
[0070]參照圖8，一個(gè)或多個(gè)過濾器100可安裝于過濾裝置300中，示出為示例性的過濾容器302。所示的過濾容器302具有可移除頂部303、外壁304，外壁304限定內(nèi)部容積306。過濾容器302還包括籃保持器308，其布置于過濾容器302內(nèi)并且將過濾容器302的內(nèi)部容積306分為過濾容器302的入口高壓間310和過濾容器302的出口高壓間312。過濾容器302還包括至少一個(gè)與過濾容器302的入口高壓間310流體相通的流體入口 314，以及至少一個(gè)與過濾容器302的出口高壓間312流體相通的流體出口 316。可移除頂部303可以是給出口高壓間312提供通路的任何結(jié)構(gòu)或可選擇性地閉合的開口(有凸緣的蓋板、蓋子、艙門等)，從而在需要時(shí)允許過濾器100的移除、清潔和/或更換以用于過濾裝置300的有效操作。另外，過濾容器302的外壁304可任選地設(shè)置有與入口高壓間310流體相通的出口或排出閥，允許從過濾容器302的入口高壓間310移除聚集的顆粒物質(zhì)，而無需拆卸過濾容器302以便清潔。
[0071]一個(gè)或多個(gè)環(huán)狀開口 318設(shè)置于籃保持器308中，用于接收過濾籃，示出為擴(kuò)展面積過濾籃100。環(huán)狀開口 318構(gòu)造為接收過濾器100的端環(huán)102的環(huán)狀壁以使得過濾器100的入口面124與入口高壓間310流體相通，并且過濾器100的出口面126與過濾容器302的出口高壓間312流體相通。在過濾器100安裝于籃保持器308的環(huán)狀開口 318中時(shí)，過濾器100的凸緣104在過濾器100的端環(huán)102與籃保持器308之間形成流體不可滲透的密封，從而防止過濾容器302的入口高壓間310與過濾容器302的出口高壓間312之間的流體相通。端環(huán)102的密封表面106可任選地設(shè)置有環(huán)狀閉合材料(例如，0環(huán)、纖維墊圈、墊片等)，在過濾容器302的籃保持器308與過濾器100的端環(huán)102的密封表面106之間提供表面密封。替代地，環(huán)狀閉合材料可設(shè)置于籃保持器308上圓周地包圍環(huán)狀開口 318。
[0072]圖8中還示出適合用于本發(fā)明的過濾容器的示例性示意反洗系統(tǒng)。流體入口管320提供為與入口高壓間310、滲透閥342以及管326和反洗放泄閥330流體相通。濾液流出口 322設(shè)置為與出口高壓間312、管328和反洗流體供應(yīng)閥332以及濾液出口閥344流體相通。反洗放泄閥330與管334和反洗廢料容器338流體相通，并且反洗流體供應(yīng)閥332與管336和反洗流體容器340流體相通。在其他實(shí)施例中，過濾籃的反洗可通過逆向流動(dòng)流體來實(shí)現(xiàn)，例如通過將出口高壓間312加壓至高于入口高壓間310的壓力，從而迫使先前被過濾的流體在從出口流動(dòng)面至入口流動(dòng)面并且與流動(dòng)方向150相反的方向上穿過過濾器 100。
[0073]在過濾裝置300的過濾操作期間，閥342、344打開并且反洗閥330、332閉合。受污染的流體從入口閥342穿過流體入口管320和流體入口 314流動(dòng)至入口高壓間310，并且通過穿過過濾器100至出口高壓間312而過濾。清潔的濾液然后通過流體出口 316和濾液流出口 322流出出口高壓間312至濾液出口閥344。為了反洗過濾籃100，流體入口和流出閥342、344閉合并且閥330、332打開。反洗清潔流體然后從反洗流體容器340流動(dòng)至出口高壓間312，穿過過濾器100 (在與正常流動(dòng)相反的方向上)至入口高壓間310，從而從過濾器100的流入表面120移除捕獲的顆粒物質(zhì)。所得到的污染反洗流體然后從入口高壓間310穿過至反洗廢料容器338以便適當(dāng)處理。一旦反洗完成，閥330、332閉合并且閥342、344打開，允許通過過濾器100從入口高壓間310至出口高壓間312的過濾重新開始。
[0074]圖9示出構(gòu)造用于直線過濾的過濾裝置300的第二示例性實(shí)施例，其中相同的數(shù)字指相同的元件。過濾裝置300示出為具有過濾容器302，其構(gòu)造為容納單個(gè)過濾籃，比如過濾籃200。在直線過濾容器的一些實(shí)施例中，擴(kuò)展面積過濾器可用于井下過濾，即，在井或鉆孔中。外壁304設(shè)置有過濾器保持器308，其定尺寸為密封地接收過濾籃200的端環(huán)102。受污染流體150的流接收于入口高壓間310中并且通過過濾籃200過濾。濾液在出口高壓間312中從過濾籃200接收，并且通過流出口 322和過濾出口閥344離開過濾容器。可移除頂部303可以是給出口高壓間312提供選擇性通路的任何結(jié)構(gòu)或可選擇性閉合的開口(有凸緣的蓋板、蓋子、艙門等)，從而在需要時(shí)允許過濾籃(例如，過濾器100或200)的移除、清潔和/或更換以便于過濾裝置300的有效操作。
[0075]構(gòu)造用于直線過濾的過濾裝置300還可設(shè)置有用于清潔安裝于其中的擴(kuò)展面積過濾器的回流系統(tǒng)，示出為流體入口管320，其設(shè)置為與入口高壓間310、滲透供應(yīng)閥342以及管326和反洗放泄閥330流體相通，并且另外地還有設(shè)置為與出口高壓間312、管328和反洗流體供應(yīng)閥338以及濾液出口閥344流體相通的濾液流出口 322。反洗放泄閥330與接收反洗廢料的管334流體相通，并且反洗流體供應(yīng)閥332與提供反洗流體供應(yīng)的管336流體相通。
[0076]圖10示出構(gòu)造用于錯(cuò)流過濾的過濾裝置300的第三示例性實(shí)施例，示出為錯(cuò)流裝置305，其中相同的參考數(shù)字指相同的元件。在錯(cuò)流過濾中(還已知為切向流過濾)，受污染流體的供應(yīng)流150切向地穿過過濾器(示出為擴(kuò)展面積過濾籃200)的同心過濾介質(zhì)管116，同時(shí)濾液通過過濾籃過濾。錯(cuò)流過濾裝置305的入口高壓間310放置為與受污染流體入口314和滯留物出口 324流體相通。錯(cuò)流過濾裝置305的出口高壓間312放置為與濾液出口316流體相通。在具有初始污染負(fù)荷的受污染流體流入入口高壓間時(shí)，一部分流體流過過濾器200至出口高壓間312并且流動(dòng)至錯(cuò)流過濾裝置305的濾液出口 316。一部分受污染流體通過滯留物出口 324從入口高壓間310流出，攜帶與最初污染負(fù)荷相比更高的污染負(fù)荷。越過過濾器200的流入表面120的受污染流體流持續(xù)地從流入表面120清除顆粒物質(zhì)，從而延長過濾器清潔、更換和/或反洗之間的間隔。錯(cuò)流過濾裝置305可任選地是提供反洗過濾籃200能力的反洗系統(tǒng)。
[0077]這里引用的所有參考文獻(xiàn)，包括出版物、專利申請和專利，通過參考結(jié)合于此，如同每個(gè)參考文獻(xiàn)單獨(dú)且具體地說明為通過參考結(jié)合于此并且在這里全部闡述一樣。
[0078]在描述本發(fā)明的內(nèi)容中(尤其是在以下權(quán)利要求的內(nèi)容中)詞語“一”、“該”和類似對象的使用解釋為覆蓋單數(shù)和復(fù)數(shù)，除非文中另有說明或與內(nèi)容明顯抵觸。詞語“包括”、“具有”和“包含”解釋為開放式詞語(即，意味著“包括但不限于”)，除非另有說明。這里數(shù)值范圍的列舉僅是意在用作單獨(dú)指出落入該范圍的每個(gè)分離數(shù)值的簡寫方法，除非文中另有說明，并且每個(gè)分離的數(shù)值如同在本文中單獨(dú)記載一樣結(jié)合入本說明書。本文描述的所有方法能以任何適合順序執(zhí)行，除非文中另有說明或與內(nèi)容明顯抵觸。這里提供的任何和所有示例或示例性語言(例如，“比如”)的使用僅意在更好地示出本發(fā)明并且不是要對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限制，除非另有聲明。說明書中的任何語言都不應(yīng)當(dāng)解釋為指示任何未聲明的要素為實(shí)踐本發(fā)明所必要的。[0079]本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在本文中描述，包括發(fā)明人已知的實(shí)施本發(fā)明的最佳模式。這些優(yōu)選實(shí)施例的變化對于閱讀前述描述的本領(lǐng)域技術(shù)人員而言變得明顯。發(fā)明人預(yù)期熟練技術(shù)人員適當(dāng)?shù)夭捎眠@些變化，并且發(fā)明人意在本發(fā)明能以文中所具體描述之外的方式實(shí)踐。因此，本發(fā)明包括所附權(quán)利要求所描述主題在適用法律許可下的所有改變和等同。而且，上述要素在其所有可能變化中的任何組合都被本發(fā)明所涵蓋，除非文中另有說明或內(nèi)容明顯抵觸。
【權(quán)利要求】
1.一種過濾器，其包括: 多個(gè)以圍繞縱向軸線的關(guān)系布置的金屬過濾介質(zhì)片材，每個(gè)過濾介質(zhì)片材在過濾器的入口面與出口面之間延伸，入口面和出口面在過濾器的相反軸向端部處； 多個(gè)形成于所述多個(gè)金屬過濾介質(zhì)片材之間的入口通道，每個(gè)入口通道對入口面開口并且對出口面閉合并且具有大致在縱向軸線的方向上延伸的長度；以及 多個(gè)形成于所述多個(gè)金屬過濾介質(zhì)片材之間的出口通道，出口通道對出口面開口并且對入口面閉合并且具有大致在縱向軸線的方向上延伸的長度； 其中從入口面至出口面的流路穿過過濾介質(zhì)片材中的至少一個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的過濾器，其中金屬過濾介質(zhì)片材包括金屬絲網(wǎng)，其包括I微米和200微米之間的孔隙尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的過濾器，其中金屬過濾介質(zhì)片材是自支撐的，在相反端部之間的中間區(qū)域中，每個(gè)片材與另一個(gè)相鄰的金屬過濾介質(zhì)片材隔開并且不與之接觸，相鄰金屬過濾介質(zhì)片材之間的支撐僅在最接近過濾器的入口面和出口面的相反端部處提供。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的過濾器,其中金屬過濾介質(zhì)片材包括多層金屬過濾材料,其中從入口面至出口面的流路穿過至少兩層金屬過濾材料，金屬過濾材料層包括對于上游層和下游層的梯度孔隙度，下游層具有比上游層小的孔隙尺寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的過濾器，其中金屬過濾器介質(zhì)片材具有從金屬絲網(wǎng)縱向地延伸的呈環(huán)狀金屬條形式的安全邊緣，金屬絲網(wǎng)焊接至環(huán)狀金屬條，每個(gè)片材纏繞為具有縱向接縫的管狀形式，縱向接縫具有由縱向焊縫接合的相對邊緣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的過濾器，其中過濾介質(zhì)片材包括選自于由編織絲網(wǎng)、焊接絲網(wǎng)、纖維金屬毛氈、燒結(jié)粉末、繞`線、楔線、燒結(jié)線深度介質(zhì)、非編織聚合體以及編織聚合體構(gòu)成的組中的過濾介質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的過濾器，還包括成圍繞所述多個(gè)過濾介質(zhì)片材的關(guān)系的安裝環(huán)，安裝環(huán)提供用于密封殼體的密封，安裝環(huán)焊接至最外面的絲過濾介質(zhì)片材。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的過濾器，其中過濾介質(zhì)片材以環(huán)狀管形式布置，相鄰的環(huán)狀管伸縮地接收在彼此中，并且過濾器還包括多個(gè)環(huán)狀閉合件，環(huán)狀閉合件在相鄰的環(huán)狀管之間密封從而提供用于入口和出口流動(dòng)通道。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的過濾器，其中環(huán)狀管具有圓形橫截面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的過濾器，過濾器還包括多個(gè)環(huán)狀隔圈，至少一個(gè)隔圈在每個(gè)相鄰片材之間形成環(huán)狀閉合件以形成出口和入口通道中的至少一個(gè)，環(huán)狀隔圈在內(nèi)周邊和外周邊處焊接至相鄰的金屬過濾介質(zhì)片材。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的過濾器，其中第一過濾介質(zhì)片材接合至第二過濾介質(zhì)片材，在第一過濾介質(zhì)片材與第二過濾介質(zhì)片材之間形成環(huán)狀閉合件以形成出口和入口通道中的至少一個(gè)。
12.—種擴(kuò)展面積過濾器，過濾器包括: 在過濾器相反的第一和第二端面之間圍繞縱向延伸軸線的第一金屬過濾介質(zhì)管狀片材，第一和第二端面在過濾器的相反軸向端部處并且其中一個(gè)端面是入口面而另一個(gè)是出口面； 第二金屬過濾介質(zhì)管狀片材，其伸縮地內(nèi)部裝配于第一過濾介質(zhì)管狀片材內(nèi)；第三金屬過濾介質(zhì)管狀片材，其伸縮地內(nèi)部裝配于第二過濾介質(zhì)管狀片材內(nèi)； 第四金屬過濾介質(zhì)管狀片材，其伸縮地內(nèi)部裝配于第三過濾介質(zhì)管狀片材內(nèi)； 第一環(huán)狀閉合件，其位于第一和第二管狀片材最接近第一端面的端部之間； 第二環(huán)狀閉合件，其位于第二和第三管狀片材最接近第二端面的端部之間；以及 第三環(huán)狀閉合件，其位于第三和第四管狀片材最接近第一端面的端部之間； 其中大致在縱向軸線方向上延伸的第一環(huán)狀流動(dòng)通道形成于第一和第二管狀片材之間以及第三和第四管狀片材之間，以使得第一環(huán)狀流動(dòng)通道對第二流動(dòng)面開口而對第一流動(dòng)面閉合；并且 其中大致在縱向軸線方向上延伸的第二環(huán)狀流動(dòng)通道形成于第二和第三管狀片材之間，以使得第二環(huán)狀流動(dòng)通道對第一流動(dòng)面開口而對第二流動(dòng)面閉合，并且其中從入口面至出口面的流路穿過金屬過濾介質(zhì)管狀片材中的至少一個(gè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的過濾器，其中金屬過濾介質(zhì)片材具有流入側(cè)和流出側(cè)，并且相鄰的金屬過濾介質(zhì)片材的流入側(cè)隔開至少0.5英寸，并且其中金屬過濾介質(zhì)片材具有I微米和200微米之間的孔隙尺寸。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的過濾器，其中金屬過濾介質(zhì)是表面過濾金屬介質(zhì)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的過濾器，其中金屬過濾介質(zhì)是擴(kuò)散結(jié)合的燒結(jié)層壓過濾介質(zhì)。
16.根據(jù)權(quán)利要求12的過濾器，其中金屬過濾介質(zhì)片材具有從金屬絲網(wǎng)縱向延伸的呈環(huán)狀金屬條形式的安全邊緣，金屬絲網(wǎng)焊接至環(huán)狀金屬條。
17.根據(jù)權(quán)利要求12的過濾器，還包括成圍繞所述多個(gè)過濾介質(zhì)管狀片材關(guān)系的安裝環(huán)，安裝環(huán)提供用于密封殼體的密封。
18.根據(jù)權(quán)利要求12的過濾器，其中環(huán)狀閉合件包括內(nèi)部裝配于相鄰過濾介質(zhì)管狀片材之間的至少一個(gè)隔圈，每個(gè)隔圈在內(nèi)周邊和外周邊處焊接至相鄰的金屬過濾介質(zhì)片材。
19.一種過濾器裝置，其包括: 殼體，殼體包括分為入口高壓間和出口高壓間的內(nèi)部容積，以及過濾器保持器，過濾器保持器隔開入口聞壓間和出口聞壓間； 過濾器，過濾器安裝于過濾器保持器中，過濾器包括縱向軸線以及在過濾器的相反軸向端部處的入口面和出口面，過濾器入口面與入口高壓間流體相通并且過濾器出口面與出口高壓間流體相通； 過濾器還包括繞著縱向軸線同心地布置的多個(gè)過濾介質(zhì)管，每個(gè)過濾介質(zhì)管在過濾器的入口面與出口面之間延伸，其中過濾管構(gòu)造為在所述多個(gè)過濾管之間形成多個(gè)入口通道，每個(gè)入口通道在入口面處對流體流開口而在出口面處對流體流閉合，并且具有大致在縱向軸線的方向上延伸的長度；并且 其中從殼體入口高壓間至殼體出口高壓間的流體流路穿過過濾介質(zhì)片材中的至少一個(gè)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的過濾器裝置，其中過濾管還構(gòu)造為在所述多個(gè)過濾管之間形成多個(gè)出口通道，每個(gè)出口通道在出口面處對流體流開口而在入口面處對流體流閉合，并且具有大致在縱向軸線的方向上延伸的長度。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的過濾器裝置，其中過濾器還包括成圍繞所述多個(gè)過濾介質(zhì)管關(guān)系的安裝環(huán)，安裝環(huán)提供用于密封過濾器保持器的密封。
22.根據(jù)權(quán)利要求19的過濾器裝置，其中過濾介質(zhì)包括金屬過濾介質(zhì)中的至少一種。
23.根據(jù)權(quán)利要求19的過濾器裝置，其中過濾器裝置包括多個(gè)過濾器，每個(gè)過濾器具有與入口高壓間流體相通的入口面以及與出口高壓間流體相通的出口面。
24.根據(jù)權(quán)利要求19的過濾器裝置，其中過濾器裝置被構(gòu)造用于井下過濾。
25.根據(jù)權(quán)利要求19的過濾器裝置，其中過濾器裝置還包括與入口高壓間流體相通的入口管、與出口高壓間流體相通的出口管、以及與入口高壓間流體相通的排出閥。
26.根據(jù)權(quán)利要求19的過濾器裝置，其中過濾器裝置還包括與出口高壓間流體相通的第二流體入口以及與入口高壓間流體相通的第二流體出口，并且其中第二流體入口和第二流體出口被構(gòu)造為限定從第二流體入口至第二流體出口的清潔流體流路，清潔流體流路穿過過濾介質(zhì)片材中的至少一個(gè)。
27.根據(jù)權(quán)利要求19的過濾器裝置，其中過濾器裝置還包括與入口高壓間流體相通的入口管以及與出口高壓間流體相通的濾液出口管，并且其中過濾器裝置被構(gòu)造用于直線過濾。
28.根據(jù)權(quán)利要求19的過濾器裝置，其中過濾器裝置還包括與入口高壓間流體相通的入口管和與入口高壓間流體相通的滯留物出口管，以及與出口高壓間流體相通的濾液出口管，并且其中過濾器裝置被構(gòu)造為`用于錯(cuò)流過濾。
【文檔編號(hào)】B01D29/11GK103561843SQ201280019105
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年2月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月21日
【發(fā)明者】S·A·霍普金斯 申請人:普羅雷特菲塞特有限公司