[发明专利]过滤元件

说明书

技术领域

本发明涉及用于去除气流中的夹带物的过滤元件。

背景技术

通常需要过滤压缩气流中的气体以使气体对于随后的应用足够清洁，或者使杂质对系统的部件所产生的不利影响降至最低。举例来说，可能需要去除浓缩油，以便使阀上的化学污染和积聚(可能导致阀故障)降至最低，并且可能需要去除固态颗粒物以便使磨损降至最低。

凝聚式过滤器用于通过使液体的气溶胶滴凝聚并且聚集为可以作为液体流动的液滴来收集气流中夹带的液体。这些凝聚式过滤器通常包括几个过滤介质层。举例来说，过滤元件通常包括柱形过滤层以及在过滤元件外部围绕过滤层的柱形防再夹带屏障或“排出层”。介质层的密度和厚度根据气流的流速、气流中杂质的多少以及特性、过滤之后气流中所要求的杂质多少等进行选择。

常用的过滤器结构包括安装在管状外壳中的管状过滤元件。待过滤的气体径向穿过过滤元件的壁。进入过滤器外壳的固态颗粒被过滤元件收集。气体中夹带的小液滴(可能为气溶胶)被过滤元件收集。小液滴可以凝聚成为液滴，液滴然后可以收集在过滤元件的基体上用于排出。于是，可以从过滤器放出清洁的气体。

这种凝聚式过滤元件可以布置为这样，待过滤的气体径向向内流过过滤介质，该过滤介质提供过滤元件的壁。气体被供应至过滤元件与外壳的壁之间的位于过滤元件周围的空腔。然后，气体向内通过过滤元件，用于从过滤元件内的空间放出到终端使用场合。

更常见的是，凝聚式过滤元件布置为这样，待过滤的气体径向向外流过过滤元件的壁：气体被供应至过滤元件内的空腔并且向外经过过滤元件的壁，用于从过滤元件的外表面与外壳的壁之间的空间放出。有时候将后一种过滤元件称为“内外式”过滤元件，反映了气体流过过滤介质的方向。

优选的是，气流中夹带的污染物应该均匀分布于过滤元件的长度上。WO-A-2004/09210公开了具有流入管的过滤元件，该流入管从端盖伸入由过滤元件的壁限定的中空空间。该流入管可以有助于确保含有污染物的气流被引导到与过滤元件的流入端间隔开的过滤元件壁的区域。所公开的过滤元件在其端盖内可以具有周向开口，该周向开口用于将气流供应到靠近流入端的过滤元件壁的区域。这些开口可以由叶片限定，该叶片可以构造成使气体螺旋流过开口。叶片也可以设置在流入管内。

发明内容

本发明提供一种在其端盖内具有流入管的过滤元件，该流入管在其内壁中具有至少一个螺旋形延伸的膛线结构，该膛线结构使气流在离开流入管时进行螺旋流动。

因此，在一方面，本发明提供一种用于去除气流中的夹带物的过滤元件，该过滤元件包括：

过滤介质壁，其限定出中空空间，从而让气流从所述空间流过所述壁，和

端盖，其具有将气流供应到所述空间的流入管，该流入管在其内壁中具有至少一个螺旋形延伸的膛线结构，该膛线结构使气流在离开流入管时进行螺旋流动。

本发明的过滤元件具有如下优势：通过流入管内壁中的让气流在离开流入管时趋于向外流动的膛线结构使气流螺旋流动，从而使气流朝向由过滤介质提供的过滤元件的内壁流动。这样看来，进入过滤元件的气体的螺旋流动可以促使气流中的污染物在过滤元件的长度上更均匀地分布：污染物的颗粒和小液滴通常相对较重，与公知元件的已有情形相比，螺旋流动可以促使它们被更进一步地引入过滤元件。此外，由于进入元件的气体的螺旋流动，可以促进小液滴与气流的初步分离。这可以促进气溶胶小液滴在凝聚式过滤介质的表面上聚集而形成液滴，然后液滴收集在介质内并流到过滤元件的基体。在提高过滤效率方面的优势是显著的。此外，已经发现入口附近的过滤元件的壁上局部收集的夹带液滴不会对过滤元件的工作寿命产生不利影响。

已经惊讶地发现，由膛线结构引起的螺旋流动使气流在离开流入管时充分地向外流动，同时使气体流动的阻力更小并减小过滤元件上的压降所引起的能量损失。与公知的诸如WO-A-2004/09210中公开的过滤元件结构相比，这种特性组合因此可以节约操作成本。

使进入管状过滤元件内的中空空间的气体螺旋流动的本质可以被称为盘旋流动，也可以被称为气旋流动。使气体进行的这种流动的特征在于，气体的运动不是沿平行于过滤元件的轴线的方向流动，而是含有气体围绕所述轴线流动的分量。

使进入管状过滤元件内的中空空间的气体螺旋流动的另一个优势在于，可以依靠过滤元件对叶片施加的螺旋流动而产生的反作用力来将过滤元件从其外壳分离的危险减至最小。例如当过滤元件通过扭转作用(例如依靠螺栓或者卡销结构)装入其相应外壳部分时，该优势将特别适用。