CN1030024A - 并联过滤线路 - Google Patents

Abstract

本发明为一至少包括二个深层过滤型过滤器的 并联过滤线路，过滤器分别通过呈现不同液阻的导管 互相并联。因此即使当两过滤器被杂质微粒阻塞时， 其总的流速仍不至于急剧下降，因而可在灾难性事态 发生前立即采取防范措施。线路中配有一量孔，其进 液口与大液阻导管相连，而出液口则与小液阻导管相 连。

Description

本发明涉及用于流体过滤的并联过滤线路。

近来，随着各个工业领域的突飞猛进，对于用作为各种工业原材料的具有尽可能最高纯度的流体和用于各种工业制造过程中的这种高纯度流体的需求也日益增涨。此外，这种流体过滤线路要求对过滤杂质具有尽可能高的可靠性和能长期保持杂质滤除能力。为满足上述需求，业已研制出各种所谓深层型过滤器，并已付之实用。所谓的深层型过滤器用来按流体中含有的杂质的微粒大小，在其不同的过滤层中捕获各种大小的杂质微粒。因此，深层过滤型过滤器具有能捕获大量的流体内的杂质和相当长的使用寿命的这样一种优良的杂质去除能力。

深层型过滤器有例如如图7和图8所示的那种结构。图7为深层型过滤器的顶视图，图8为该过滤器的局部剖面正视图。如图7和图8所示，深层型过滤器包括一个筒管31，在其中空圆柱体的两端装有法兰，圆柱体上有许多小穿孔31a，用以在其内部提供一流体通道，环绕筒管31的金属丝32的缠绕密度是这样分布的：由金属丝的最外层最里层逐渐增密。当含杂质的流体如图8中的箭头方向由金属丝32的最外层流向最内层时，那些较大杂质微粒由外层的那些金属丝层截获，而那些较小杂质微粒则被内层的那些金属丝层截获。于是，流体被连续的各金属层逐步纯化，最后净化的流体经穿孔31a流入筒管31的圆柱体的流体通道。

然而，深层过滤型过滤器的缺点是，一旦通过过滤器的流体流由于杂质微粒将过滤层局部闭塞而受阻或阻塞，通过过滤器的流体流速会急剧降低，如果维修管理不善，可能会发生致命的事故。因此，必需小心地考虑其实际应用。图6示出了过滤器的工作期间和流经深层过滤型过滤器的流体流速的关系曲线的一个例子。由图6可以看到，从过滤器一经启用，流过它的流体的速率就应立即（虽然是轻微地）逐渐降低。引起流速递减的原因是由于在流体中所含的杂质微粒被过滤器截获后而逐渐堆结在过滤器内部，从而造成了过滤器内层的局部阻塞。这种局部阻塞随着时间而逐渐扩展，当最后到达图6所示的曲线的液流阻塞点G时，过滤器的内部各层整个差不多被杂质微粒所闭塞。在达到液流阻塞点之后，流体通过在过滤器内层中的残存的细小的间隔流动，或穿过杂质微粒在堆积的杂质微粒间流动。其结果是使得杂质进一步堆积起来，致使流过过滤器的流体的流速急骤下降。

于是，当上述过滤器用于过滤时，例如，用来过滤轴承的润滑油时，会引起严重的麻烦。麻烦在于，当操作者发现润滑油的流速已达到液流阻塞点G之后而急骤下降，从而判断过滤器须要更换时，而轴承由于缺少供给润滑油已受到冲击而与轴卡塞了。

本发明的主要目的是要提供这样一种并联过滤线路，使其深层滤波型过滤器的优良的杂质去除能力得到充分的发挥，而在到达液流阻塞点之后的过滤器的液流速率的下降被控制得要比先有技术的线路缓慢得多，从而有可能在致命的情况发生前采取适当的防范措施。

为达上述目的本发明的一个过滤线路包括多个过滤器，这些过滤器与通过连接在进液导管和出液导管之间的多个导管互相并联，这些导管有着不同液阻。

通过呈现较小的液阻的导管相连的第一过滤器的流体的流速要比通过呈现较大液阻的导管相连的第二过滤器的流速大。因此，与第二过滤器相比较，第一过滤器捕获和堆积杂质微粒的速度较快，从而到达液流阻塞点的时刻也比较早。另一方面，由于流经与较大液阻导管相连的第二过滤器的流体流速要比第一滤波器的小，因而第二过滤器到达其液流阻塞点的时间相应地也比第一过滤器迟。这就是说，第一和第二过滤器到达他们各自的阻塞状态的时刻是不相同的。

图1是一组本发明的并联过滤电路的第一实施例的关于工作期与流速的关系曲线。

图2图示了本发明的第一实施例的结构。

图3为图1的曲线簇的局部放大图;

图4为本发明的第二实施例的其工作期与流速特性的一组关系曲线;

图5示出了本发明的第二实施例的结构;

图6给出了先有技术的过滤线路的工作期与流速特性的一组曲线;

图7是深层型过滤器的顶视图;

图8则是上述深层型过滤器的一个局部剖视的正视图。

现在对上述本发明的实施例予以详细说明。

图2示出了本发明的第一实施例。参阅图2，第一过滤器1和第二过滤器2均为深层过滤型过滤器，它们分别与第一导管11，12和第二导管21，22相连接并相互并联。上述第一和第二滤波器1和2具有相同的尺寸，因此其性能也相同。导管11和21在其进液口与公共进液导管3相连，而导管12和22则在其出液口与公共出液导管4相连。由于如上所述那样连接配置，经由进液导管3供给的流体在连结点E分成了两部份，分别流进导管11和21，然后分别流经过滤器1、2和导管12、21在连接点F相汇合，最后汇合的液流流入出液导管4。第一导管11和12的内径选择得比第二导管21和22的内径大。因此，第一导管11和12的液阻就小于第二导管21和22的液阻。

具有如上所述结构的并联过滤线路用于含杂质流体由进液导管3向出液导管4供液的测试中。图1示出了测试结果。在图1中，通过对分别流经第一过滤1，第二过滤器2，和进液导管3或出液导管4的流体的流速a，b和c的测量，可以确定并联过滤线路的工作期与流速的特性曲线。显然，上述流速间的关系为c＝a+b。

从图1可以看到：当过滤器工作在从过滤器启动至液流阻塞点G₁和G₂的稳定状态时，流速a比流速b略大。这是因为第一导管11和12的液阻比第二导管21和22的小。在线路稳定工作状态时，流速a和b随着时间逐渐轻微下降，同时它们之间的流速比基本保持不变。在图1中观察到的流速a和b的这种变化似乎类似于图6所示的那种变化，然而，实际上，如对图1部份的放大的图3所示，它的流速a和b逐渐而轻微地下降，同时以锯齿形的方式重复变化。由于流经过滤器1的流体的流速a比流经过滤器2的流体的流速b大，所以它就以大于滤波器2的速度捕获和堆积杂质微粒，而过滤器1的液阻成比例地增加。结果，相比较而言，流经过滤器的流速a趋向减少，而流经滤波器2的液流b趋向增加。在经过一短时间之后，随着流经过滤器2的流体的流速b相对的增加，在过滤器2中捕获和堆积杂质微粒的速度变得比滤波1的速度大。因此，其间关系现在发生了倒转，即相对来说，流经过滤器2的流体的流速b趋向减少，而流经过滤器1的流体流速a趋向于增加。这种变化趋向几经反复，就形成了如图3所示的流速a和b那种锯齿形变化。在流过流体的数量大于第二过滤器的第一过滤器中，其堆积捕获的杂质微粒的速度比第二过滤器大。相应地，第一过滤器液流阻塞点G₁比第二过滤器要早，经过一段迟迟时间，第二过滤器的液流阻塞点G₂才到达。在液流阻塞点G和G₂均到达之后，流速a和b急剧下降，而此后流速a和b的锯齿形变化变得这样大，以致代表流速a和b的曲线互相之间反复相交叉。其结果，代表流速a和b之和的总流速c的速度递减量在第一过滤器的液流阻塞点G₁到达之后增加，然而，在本发明中的总流速的递减量仅仅约为如图6所示的先有技术的特性曲线在到达其液流阻塞点G之后所观察到的一半，从而避免了液流速的不希望的急剧下降。

于是，当操作者发现流体速急速下降时，他就可马上采取必要的措施，例如更换过滤器1和2，这样就可以避免因液流速不够而引起的致命的情景的发生。

结合图5将介绍本发明的第二实施例，第二实施例是第一实施例的一个改进，不同之处在于它附加了一个量孔5。也就是在导管22和出液导管4之间插接了一个量孔5，而将导管12直接连接到量孔5的出液口的下流。

在具有上述这样一种结构的并联过滤线路中，含杂流体由进液导管3送向出液导管4，从而得到了图4所示的特性曲线。在图4中，流过第一过滤器1，第二过滤器2和进液导管3或出液导管4的流速d，e和f分别被测量，以便确定并联过滤电路流速与工作期的特性曲线。显见，其间存在着关系f＝d+e。

从图4中可以看到，在紧接过滤启动之后的时间内，流速d要比流速e大得多，它占据了总流速f的大部份。这是由于导管11，过滤器1和导管12的液阻之和远小于导管21，过滤器2，导管22和量孔5的液阻之和。此后，流速d随着时间逐步慢慢下降，而流速e随着时间慢慢增加，流速d和e的和，即总之和流速f大体上保持不变。尔后，当流速d和e都大体保持不变之后，流速d开始逐渐减小，同时流速e开始慢慢减小。同时，相应于流经量孔5的流体流速，即相应于流速e的负压，出现在量孔5的开口。此负压被加到导管12的出液口，从而迫使流经导管12的流体吸出来，因此倾向于增加流速d。因此，流速d可在某一时间内基本维持常值。此后，在液流阻塞点G₃到达之前流速d一直逐渐下降，而在G₃点之后，仍然逐渐下降。流经导管21，过滤器2和导管22的流速e受到量孔5的限制，并且流速e如流速d的情况一样，在某一段时间内基本维持在一常值上。此后，随着从过滤器2滤除的并在其中堆积的杂质微粒数量的增加，流速e开始逐渐下降，在经相对于流速d的阻塞点G₃相当长的延迟之后，到达其液流阻塞点G₄。在G₄点之后，流速e相当急剧地下降。

其结果，流速d和e之和的总流速f在到达代表流速d的曲线的阻塞点G₃之前，一直基本上维持在一常值上，而后逐渐减小。在相应于代表流速e的曲线上的液流阻塞点G₄的时刻起，总流速f以增加了的递减速率下降。

于是，与图6所示的特性曲线性所代表的只包含一个过滤器的先有技术的过滤线路相比较，本发明的并联过滤电路的第二实施例的优点在于：不仅总的流速能在过滤线路工作的一段长时间内基本保持不变，而且即使在过滤器1和2被认为被包含在流体中的杂质微粒所阻塞时而到达液流阻塞点G₅之后，总的流速也变化的更为缓慢。因此，操作员发现到这样一种在阻塞点之后的流速变化时，可以立即采取必要的措施，来防止致命的情况的发生。

在本发明的前述实施中，第二导管21，22的内径选得与第一导管11，12的内径不同，因而导管21，22的液阻也与导管11和12的不同。然而，用于提供不同液阻的装置并不限于选择不同的内径，而且，其过滤器的数目也并不限于两个。

从上述本发明的几个实施例的详细介绍，可以懂得：甚至当线路在两个过滤器被认为已被流体所含杂质阻塞而到达其阻塞点之后其流速正逐渐变化的状态时，流体仍然能在线路中流通。

因此，操作者发现了液流的阻塞点之后所观测到的流速范围，马上可采取必要的措施，以避免极端严重的事态的发生。

Claims (4)

1、一个并联过滤线路，它包括：

多个过滤器，所述过滤器通过连接在进液导管和出液导管之间并各自呈现不同液阻的多个导管相互并联。

2、根据权利要求1的并联过滤线路，其中所述多个过滤器为深层过滤型。

3、根据权利要求1的并联过滤线路，其中量孔的进液口与具有较大液阻的所述导管的出液口相连，而量孔的出液口则跟液阻小于与上述量孔的进液口相连的导管的另一个导管的出液口相连接。

4、根据权利要求2的并联过滤线路，其中一个量孔的进液口与上述液阻较大的一个导管的出液口相连接，而其出液口则与液阻小于与上述量孔的进液口相连的上述导管的另一个导管的出液口相连。

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