[发明专利]过滤器密封组件和过滤容器

说明书

一种过滤元件设有筒定位系统。过滤元件包括闭合式端盖和开放式端盖，并且由过滤介质构成的管状环设置在端盖之间。过滤元件包括环形密封件，该环形密封件可以密封至圆形和非圆形密封表面并且用来阻挡开放式端盖与压力容器组件中的管道组件之间的流体流动。支撑杆由过滤介质围住并且具有键部。过滤元件具有键部容纳部以接收支撑杆的键部。当来自支撑杆的键部完全进入过滤元件的键部容纳部时，用户知道过滤元件与管道组件之间的密封是完全对准且接合的。

技术领域

本发明总体上涉及过滤器，并且更具体地说涉及具有密封件的过滤器，和用于可靠地和/或更容易地安装过滤器的方法。

背景技术

天然气被用作生成以电力供应的美国总电力的超过27％的燃料。天然气还在工厂、家庭、化学加工车间和精炼厂中被用作燃料或原料。一旦生产，天然气即被脱水、加工、压缩并且通过广泛的管网从天然气井输送到使用地点。

天然气天然地含有来自产气储层的固体和液体污染物。因为天然气还受到来自脱水、加工和压缩操作的污染，所以天然气需要通过过滤和分离过程的多个污染物去除阶段。过滤分离阶段位于沿管网定位的脱水、加工和压缩车间之前和之后。

过滤分离器是压力容器，该压力容器引导气体流穿过以平行布置方式配置的多个过滤元件行进，使得气体流被划分以同等地流过过滤元件。过滤元件由多孔过滤介质构成，并且可由塑料或金属流动支撑芯支撑并在每个端部上由附接有垫圈的盖密封以将筒(cartridge)密封至压力容器内的密封表面。需要可靠的、鲁棒的筒密封以迫使整个气体流穿过过滤介质，从而不允许污染绕过过滤介质并且向下游行进。

当气体流穿过过滤介质行进时，固体颗粒将被阻挡并且捕获在过滤介质上和内。小液滴和气溶胶(aerosol)将相对同等地与气体流一起行进至过滤元件中的每一个。当气体流进入多孔过滤介质时，液体气溶胶和气雾(mist)将被捕集在过滤介质内。捕集在过滤介质内的液体气溶胶和气雾将汇聚在一起并且接合形成较大的液滴。过滤介质内的液滴形成较大滴的汇聚是被称为凝聚的过程。

过滤后的气体流将与较大的凝聚液滴一起从过滤介质排出。一旦气体流从过滤介质排出，其将正常地行进至被配置在同一压力容器内的气雾提取装置。气雾提取装置可以是冲击型高表面积的结构，诸如丝网垫，或叶片型分离器，或被设计成从过滤后的气体流提取液滴的一堆气旋装置。过滤元件捕集并去除固体颗粒并且接收较小的液滴和气溶胶，使它们凝聚，并且将它们释放为较大的液滴。凝聚机构产生大到足以被单元的第二阶段的气雾提取器有效地去除的液滴。

过滤分离器过滤固体并且将液体与气体流分离。过滤分离器自20世纪50年代已被视为天然气工业中的标准设备，并且可发现于大多数(如果不是全部的话)天然气管线上。

典型的过滤元件密封组件包括被焊接至流动管道的筒式密封座、支撑杆、螺栓、密封板、螺帽、垫圈和衬垫。流动管道将被焊接至支撑板，该支撑板将被焊接至压力容器的内表面。支撑板将使压力容器的第一阶段与其第二阶段分离并且将充当停止点，该停止点被设计成迫使未过滤的气体穿过密封在过滤元件密封组件上的过滤元件。过滤元件在“z”形支撑杆上滑动。

一旦完全接合，过滤元件的密封衬垫将接触密封组件。接下来，密封板将被安装并且压靠在过滤元件的相反端部上，接着是衬垫、垫圈和密封螺帽。密封螺帽将被拧紧以压缩密封板抵靠在过滤元件上并压缩过滤元件抵靠在密封座上。用来替换现有技术中的典型过滤元件的过程通常是缓慢的，但是提供了过滤元件的可靠密封，从而防止污染物绕过。

此外，该过程依赖于操作者遵循的指令，包括适当地安装过滤元件和相关联的硬件。例如，操作者需要将适量的扭矩施加至密封螺帽以在过滤元件与密封座之间形成可靠密封。如果操作者过度扭转密封螺帽且过滤元件将支撑芯压缩到使其弯曲并与其密封表面失去接触的程度，则将会发生污染物的绕过。一旦失去支撑芯与密封表面之间的接触，则将允许污染物绕过过滤介质。因为扭矩扳手不是操作者正常地可用的，所以试图由操作者的感觉和判断来确定狭窄的密封扭矩间隙。这使得可能发生过滤元件组件的不适当安装，这可导致污染物能够绕过过滤介质。