專利名稱：用于從流體流中除去顆粒的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域主要涉及從氣體或其它流體流中除去顆粒物質(zhì)，且更具體地涉及從流體流中除去疏水微粒的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
織物過(guò)濾是一種用于從氣體流中當(dāng)其進(jìn)入燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)之前分離出顆粒物質(zhì)的常規(guī)技術(shù)。在工業(yè)環(huán)境中，織物過(guò)濾經(jīng)常是在稱為濾過(guò)部(filter house)的裝置中完成。 通常，濾過(guò)部包括殼體，該殼體具有用于接收臟污的、攜有顆粒的氣體的入口和清潔氣體在進(jìn)入使用設(shè)備(例如，但不限于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī))之前經(jīng)由其離開濾過(guò)部的出口。殼體內(nèi)部通過(guò)將臟污的未過(guò)濾的氣體和清潔的過(guò)濾氣體分開的管板而隔開。管板典型地包括多個(gè)開孔并支承多個(gè)過(guò)濾器元件，其中，每個(gè)過(guò)濾器元件覆蓋一個(gè)開孔。操作時(shí)，攜有顆?；蚺K污的氣體通過(guò)入口傳送到濾過(guò)部，且更具體地是傳送到臟污氣室中。隨后，氣體流經(jīng)織物過(guò)濾介質(zhì)而通向過(guò)濾器芯子的內(nèi)部空間。當(dāng)氣體流經(jīng)過(guò)濾介質(zhì)時(shí)，氣體所攜帶的顆粒物質(zhì)保留在過(guò)濾介質(zhì)的外部，并且或者累積在過(guò)濾器上或者掉落到臟污側(cè)氣室的下部部分。此后，清潔的氣體流經(jīng)管板中的開孔并進(jìn)入清潔氣室中。然后，清潔氣體流出濾過(guò)部。然而，當(dāng)進(jìn)入入口管道的氣體也濕潤(rùn)時(shí)，例如當(dāng)位于海洋或海岸環(huán)境中時(shí)，或在雨天、霧天、或濕度很高的天氣條件下，脈沖清潔系統(tǒng)的效力會(huì)顯著降低?；覊m和水分混合成為難以通過(guò)脈沖清潔系統(tǒng)除去的粘稠物質(zhì)。這繼而導(dǎo)致跨越過(guò)濾介質(zhì)的壓差(ΔΡ)迅速升高，無(wú)法通過(guò)脈沖而顯著降低。而且，如果空氣溫度降至結(jié)冰附近，則濕潤(rùn)粘稠的灰塵再次變?yōu)楣腆w，導(dǎo)致過(guò)濾器迅速堵塞。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，一種用于收集流經(jīng)管道的流體中所懸浮顆粒的系統(tǒng)包括具有入口開口的管道以及與該管道聯(lián)接成流動(dòng)連通的疏水劑源(source)，其中，入口開口構(gòu)造成用以允許氣體流進(jìn)入管道中，在操作期間，該氣體包括顆粒污染物和水分。該系統(tǒng)還包括噴嘴以及將疏水顆粒與氣體流分離的過(guò)濾介質(zhì)，其中，噴嘴構(gòu)造成用以導(dǎo)送疏水劑流進(jìn)入氣體流中，使得在操作期間形成包含疏水顆粒污染物和水分的氣體流。在另一個(gè)實(shí)施例中，一種用于收集流經(jīng)管道的含有水分的流體中所懸浮顆粒的方法包括在管道中將流經(jīng)管道的流體中所懸浮的顆粒與疏水劑流相混合，使得至少部分的疏水劑流與至少一部分微粒相結(jié)合。該方法還包括將疏水微粒傳送到過(guò)濾介質(zhì)，以及利用過(guò)濾介質(zhì)將疏水微粒與流體分離。在另一個(gè)實(shí)施例中，一種用于除去流體流中所懸浮微粒的顆粒過(guò)濾系統(tǒng)包括含有疏水劑噴霧器(spray)和再循環(huán)系統(tǒng)的管道，在管道中位于疏水劑噴霧器下游的過(guò)濾介質(zhì)，以及可操作性地連接到過(guò)濾介質(zhì)上的逆流脈沖清潔系統(tǒng)。


圖1至圖2示出了本文描述的方法和系統(tǒng)的示范性實(shí)施例。 當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，參看本發(fā)明的一些示范性實(shí)施例的如下描述，將更好地理解本發(fā)明的前述及其它的特征和方面，附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施
圖2是根據(jù)本發(fā)明示范性實(shí)施例流程圖。
零件清單
100入口過(guò)濾器系統(tǒng)
102管道
104流
104流體流
106出口
106入口
108出口
110引導(dǎo)導(dǎo)葉
112入口篩網(wǎng)
114導(dǎo)葉
116穿孔板
120區(qū)段
122源
124流動(dòng)分布集管(header)
126軸向長(zhǎng)度
128方向
130噴嘴
132料斗(hopper)
134開口
136再循環(huán)泵
138清洗系統(tǒng)
140流動(dòng)控制閥
142過(guò)濾區(qū)段
144過(guò)濾介質(zhì)
146管板
148料斗
150微粒清除系統(tǒng)
152脈沖清潔系統(tǒng)
154集管
156清潔噴嘴
200方法
202 混合204 傳送
具體實(shí)施例方式以下詳細(xì)描述通過(guò)舉例而非以限制的方式描述了本發(fā)明的實(shí)施例。構(gòu)想到的是， 本發(fā)明通常應(yīng)用于分析學(xué)和方法學(xué)的實(shí)施例中，該實(shí)施例可靠地提供了在工業(yè)、商業(yè)和居住應(yīng)用中的清潔流體流。如文中所用，采用單數(shù)描述并冠以用詞“一個(gè)”或“一種”的元件或步驟應(yīng)理解為并不排除復(fù)數(shù)個(gè)元件或步驟，除非明確地表明此種排除。此外，參看本發(fā)明的“一個(gè)實(shí)施例” 并非意圖解釋為排除了也結(jié)合所述特征的附加實(shí)施例的存在。圖1是根據(jù)本發(fā)明示范性實(shí)施例的入口過(guò)濾器系統(tǒng)100的示意性框圖。在示范性實(shí)施例中，系統(tǒng)100包括管道102，其構(gòu)造為將流體流104從入口 106輸送至出口 108。在示范性實(shí)施例中，流104包含攜有灰塵和水分的空氣流。在示范性實(shí)施例中，管道102包括硅基濕式洗滌器系統(tǒng)，例如疏水劑注入?yún)^(qū)段 120。疏水劑注入?yún)^(qū)段120包括疏水劑(例如，但不限于，硅酮基溶液)源122。源122成流動(dòng)連通地聯(lián)接到可包括多個(gè)子分支(未示出)的流動(dòng)分布集管IM上，以便通過(guò)多個(gè)噴嘴130在管道102的預(yù)定軸向長(zhǎng)度1 上沿流104的方向1 均勻地傳輸疏水劑。疏水劑注入?yún)^(qū)段120包括疏水劑收集料斗132，其位于集管IM下方用以接收通過(guò)流104的過(guò)多疏水劑。至少一部分疏水劑可與流104中的顆粒相互作用，并將顆粒帶出流104并進(jìn)入料斗132中。料斗132包括流動(dòng)連通地聯(lián)接到再循環(huán)泵136的吸口(suction)上的開口 134。 泵136在將收集的疏水劑泵回到噴嘴130之前可經(jīng)由疏水劑清洗系統(tǒng)138排放。流動(dòng)控制閥140可用于保持料斗132中的預(yù)定水平。過(guò)濾區(qū)段142位于疏水劑注入?yún)^(qū)段120的下游。在示范性實(shí)施例中，過(guò)濾區(qū)段142 包括沿與方向1 相反的方向延伸經(jīng)過(guò)管板146的多個(gè)過(guò)濾介質(zhì)144。流104中的疏水微粒從疏水劑注入?yún)^(qū)段120傳輸?shù)酵ㄏ蜻^(guò)濾區(qū)段142的入口 147，在該過(guò)濾區(qū)段，疏水微粒通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)144與流104分離。由于微粒是疏水性的，流104中的任何水或水分不會(huì)使該微?！皾?rùn)濕”，而是由過(guò)濾介質(zhì)144收集大致干燥的微粒。干燥微粒不易于結(jié)塊和附著在過(guò)濾介質(zhì)144的表面上，而是該干燥微粒傾向于容易彼此分離以及與過(guò)濾介質(zhì)144分離。過(guò)濾區(qū)段142包括顆粒收集料斗148，該料斗148接收收集的微粒并將其儲(chǔ)存以便使用微粒清除系統(tǒng)150進(jìn)行處理。脈沖清潔系統(tǒng)152位于過(guò)濾區(qū)段142的下游。在示范性實(shí)施例中，脈沖清潔系統(tǒng) 152包括集管IM和多個(gè)清潔噴嘴156，通常每一過(guò)濾介質(zhì)144對(duì)應(yīng)一個(gè)清潔噴嘴。相對(duì)無(wú)顆粒的流104通過(guò)出口 108離開管道102。在操作中，疏水劑注入?yún)^(qū)段120安裝在例如燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)濾區(qū)段142上游。 如本文所示，硅酮用作疏水劑，但也可代替硅酮而使用其它疏水劑。疏水劑注入?yún)^(qū)段120包括噴灑硅微粒細(xì)霧到流104中的一系列噴霧噴嘴130。這些相對(duì)較小的硅微粒與空氣中的任何灰塵微粒污染物接觸并將其覆蓋。相對(duì)較大的灰塵微粒以及至少部分地覆有疏水劑的灰塵由于其質(zhì)量的增加而易于掉落到料斗132中，且將其收集以便處理。清潔的硅隨后回收并返回進(jìn)給到疏水劑注入?yún)^(qū)段120中。
受覆蓋的灰塵微粒，其質(zhì)量/表面積比足夠小而不會(huì)在疏水劑注入?yún)^(qū)段120中從流104掉落出，而是在流104中流動(dòng)直到進(jìn)入過(guò)濾區(qū)段142并捕獲在過(guò)濾介質(zhì)144中?；覊m微粒在由疏水劑覆蓋之后尺寸較大，導(dǎo)致更高效率的過(guò)濾性能，并且現(xiàn)在還耐受存在于流104中的任何水。當(dāng)脈沖清潔系統(tǒng)152啟動(dòng)時(shí)，來(lái)自清潔噴嘴156的空氣送風(fēng)于是能夠從過(guò)濾介質(zhì) 144移除小的未粘結(jié)的灰塵微粒，在此它們落入料斗148中以便收集和處理。類似的是，即使在水和灰塵結(jié)冰的寒冷天氣條件下，它們也將保持相互分離，確保脈沖清潔系統(tǒng)152能夠保持更為有效。還可預(yù)料的是，來(lái)自疏水劑注入?yún)^(qū)段120的質(zhì)量非常小的任何自由硅微滴將吸入到過(guò)濾介質(zhì)144中，并起作用以增強(qiáng)介質(zhì)本身的疏水特性，從而增強(qiáng)脈沖系統(tǒng)在過(guò)濾器壽命期間的效力。在一個(gè)實(shí)施例中，疏水劑注入?yún)^(qū)段120基于在流104中所確定的水分量而啟動(dòng)。例如，只有在確定有水存在于流104中，或者當(dāng)流104的溫度超過(guò)預(yù)定范圍(例如但不限于， 低于約4.0攝氏度或者認(rèn)定為有助于形成冰的溫度)時(shí)，才啟動(dòng)疏水劑注入?yún)^(qū)段120。在該實(shí)施例中，氣象傳感器146，例如但不限于雨量計(jì)，水分或濕度傳感器和/或溫度傳感器可以單獨(dú)或結(jié)合使用，以便于確定對(duì)于疏水劑注入?yún)^(qū)段120的啟動(dòng)點(diǎn)。圖2是根據(jù)本發(fā)明示范性實(shí)施例的收集流經(jīng)管道的流體中所懸浮顆粒的方法200 的流程圖。在示范性實(shí)施例中，該方法包括將流經(jīng)管道的流體中所懸浮的顆粒在管道中與疏水劑流進(jìn)行混合202使得至少部分的疏水劑流與至少一部分的微粒相結(jié)合，將疏水微粒傳輸204到過(guò)濾介質(zhì)，以及利用過(guò)濾介質(zhì)將疏水微粒與流體分離206。以上描述的收集懸浮在流體流中的顆粒的方法和系統(tǒng)的實(shí)施例，提供了一種傳送任何污染物經(jīng)過(guò)硅基濕式洗滌器系統(tǒng)然后由過(guò)濾介質(zhì)捕獲的經(jīng)濟(jì)高效而可靠的措施。通過(guò)在濕式洗滌器內(nèi)使污染物成為疏水性的，防止了污染物和水混合在一起形成濕而粘稠的混合物。使微粒疏水化防止了在過(guò)濾介質(zhì)表面上形成濕而粘稠的塵塊，該塵塊不能有效地從過(guò)濾介質(zhì)上脈沖掉落。更具體而言，文中描述的方法和系統(tǒng)有助于顯著地改善脈沖清潔系統(tǒng)在多雨或潮濕和/或寒冷的天氣條件下的效力。使灰塵污染物疏水化有利于保持跨越過(guò)濾介質(zhì)的ΔΡ相對(duì)較低。此外，上文描述的方法和系統(tǒng)有利于延長(zhǎng)過(guò)濾介質(zhì)的使用壽命。延長(zhǎng)過(guò)濾器壽命不僅節(jié)省了過(guò)濾器的成本而且還節(jié)省了更換過(guò)濾器的成本，更換過(guò)濾器通常很困難、成本高并且需要取出濾過(guò)部一段時(shí)間而不能工作。因此，本文描述的方法和系統(tǒng)有助于在有水分存在時(shí)有效地清除流體流中的顆粒物質(zhì)式樣和以經(jīng)濟(jì)高效而可靠的方式較為容易地除去收集在過(guò)濾介質(zhì)上的微粒。本書面說(shuō)明使用了包括最佳模式的實(shí)例來(lái)公開本發(fā)明，并且還使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何所結(jié)合的方法。本發(fā)明可取得專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所想到的其它實(shí)例。如果這些其它實(shí)例具有與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言并無(wú)不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果這些其它實(shí)例包括與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)差異的同等結(jié)構(gòu)元件，則認(rèn)為它們處在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種入口過(guò)濾器系統(tǒng)(100)，包括管道(102)，其包括構(gòu)造成用以允許氣體流(104)進(jìn)入所述管道的入口(106)開口 (134)，在操作期間，所述氣體包括顆粒污染物和水分；疏水劑源(122)，其與所述管道成流動(dòng)連通地聯(lián)接；噴嘴，其構(gòu)造成用以導(dǎo)送疏水劑流進(jìn)入所述氣體流，使得在操作期間形成包含疏水顆粒污染物和水分的氣體流，以及過(guò)濾介質(zhì)，其用于將所述疏水微粒與所述氣體流分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的入口過(guò)濾器系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述入口過(guò)濾器系統(tǒng)還包括噴霧集管(1 )，所述噴霧集管包括含所述噴嘴的多個(gè)噴嘴(130)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的入口過(guò)濾器系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述多個(gè)噴嘴(130)導(dǎo)送所述疏水劑流(104)到所述氣體流中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的入口過(guò)濾器系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述入口過(guò)濾器系統(tǒng)還包括與所述管道(10 成流動(dòng)(104)連通地聯(lián)接的疏水劑再循環(huán)系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的入口過(guò)濾器系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述疏水劑再循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)造成用以從所述管道(10 接收過(guò)多的疏水劑流(104)；以及導(dǎo)送所接收的過(guò)多疏水劑到所述噴嘴。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的入口過(guò)濾器系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述疏水微粒采用與所述管道(10 成流動(dòng)(104)連通地聯(lián)接的處理系統(tǒng)進(jìn)行收集。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的入口過(guò)濾器系統(tǒng)(100)，其特征在于，所述入口過(guò)濾器系統(tǒng)還包括氣象傳感器，所述氣象傳感器構(gòu)造成用以啟動(dòng)來(lái)自所述疏水劑源(12 的疏水劑流 (104)。
8.一種用于除去在流體流(104)中所懸浮的微粒的顆粒過(guò)濾系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括管道(102)，其包括疏水劑噴霧器和再循環(huán)系統(tǒng)；過(guò)濾介質(zhì)(144)，其在所述管道中位于所述疏水劑噴霧器的下游；以及逆流脈沖清潔系統(tǒng)(152)，其可操作性地聯(lián)接到所述過(guò)濾介質(zhì)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述疏水劑噴霧器系統(tǒng)包括與疏水劑源 (122)成流動(dòng)(104)連通地聯(lián)接的噴嘴。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述再循環(huán)系統(tǒng)包括與所述管道(102) 成流動(dòng)(104)連通地聯(lián)接的過(guò)多疏水劑收集器，以及流動(dòng)連通地聯(lián)接在所述收集器和所述噴嘴之間的泵。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于從流體流中除去顆粒的方法和系統(tǒng)。具體而言，提供了一種用于收集在流經(jīng)管道(102)的流體中所懸浮顆粒的方法(200)和系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括具有入口(106)開口(134)的管道以及與管道成流動(dòng)連通地聯(lián)接的疏水劑源(122)，其中，入口開口構(gòu)造成用以允許氣體流(104)進(jìn)入管道，在操作期間，該氣體包括顆粒污染物和水分。該系統(tǒng)還包括噴嘴以及用于將疏水微粒與氣體流分離的過(guò)濾介質(zhì)，其中，噴嘴構(gòu)造成用以傳送疏水劑流進(jìn)入流體流中，使得在操作期間形成包含疏水顆粒污染物和水分的氣體流。
文檔編號(hào)B01D29/68GK102380266SQ20111025953
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者S·C·拉科姆布 申請(qǐng)人:通用電氣公司