專利名稱：供在線式化學監測使用的有湍流和倒沖作用的交叉流過濾的制作方法
技術領域：
本發明涉及供化學監測系統使用的過濾系統，并且更具體地說，涉及一種過濾系統，其構造成使用湍流和反向流以便從其過濾元件移除污染物。
背景技術：
化學監測傳感器時常需要監測冷卻劑、滑潤劑、燃料、水或其它流體的經過濾的供給，以維持眾多工業系統進行恰當的操作和維護。不幸的是，用于過濾這種流體的過濾元件必須進行周期性地更換或清洗，以便從中移除污染物和異物的阻塞累積物。阻塞的過濾元件的周期性的移除和更換通常需要在更換程序期間停止工業系統。工業系統的昂貴的非生產停機時間、過濾元件的更換成本以及根據政府和環境條例的不斷提高的嚴格程度而需妥善處置被污染的過濾元件和其內容物所引起的費用使得用于過濾元件的清洗系統是必須的。因此需要具有一種改進的過濾元件清洗系統，其通過延長過濾元件的可用壽命，通過減少更換過濾元件所需要的系統的停機時間和通過減少處置成本從而減少過濾系統和相關系統的運營成本。
發明內容
在一方面，本發明涉及一種過濾及監測系統，其用于在線地監測流體系統中的參數。這種過濾及監測系統包括在線式監測裝置和過濾塊，過濾塊在其中形成腔室，并具有過濾元件。入口管將流體提供給過濾塊腔室。入口管道限定入口軸線，并且還具有定位在其中的入口閥，入口閥構造成切斷通過入口管道的流體流。出口管道從過濾塊腔室中移除流體，其中出口管道限定出口軸線。過濾流體導管將過濾塊與監測裝置流體地連接起來。出口管道的出口軸線偏離入口管道的入口軸線，使得流體在穿過過濾塊腔室時發生方向變化，從而在過濾塊腔室中造成湍流 。湍流在過濾塊內產生清洗旋流，其掃除累積在過濾元件的過濾塊腔室-側面上的顆粒，從而減少過濾元件上的濾餅的積累。入口閥的關閉促使通過過濾塊的流體流相對較急地停止流動，導致流體從定位于過濾流體導管中的蓄壓器通過過濾元件而倒沖地流到過濾塊腔室。流體的倒沖流動使累積在過濾元件的過濾塊腔室-側面上的濾餅脫落。本發明的另一方面涉及一種清洗在線式流體監測系統中的過濾元件的方法。該方法包括通過入口管道將流體輸送到過濾塊中的腔室，入口管道在其中具有入口閥，入口閥構造成切斷通過入口管道的流體流。進入腔室中的流體一部分利用過濾元件進行過濾，然后通過過濾流體導管而被引導向監測裝置。過濾流體導管具有定位在其中的蓄壓器。該方法還包括在腔室內產生湍動的清洗流，以便掃除累積在過濾元件的腔室-側面上的顆粒，從而通過經由出口管道移除腔室中的流體來減少過濾元件上的濾餅的積累，出口管道具有與入口管道的入口軸線偏離的出口軸線。入口軸線和出口軸線的偏離造成流體在穿過過濾塊腔室時發生方向變化。過濾元件周期性地通過關閉入口管道中的入口閥以使通過過濾塊的流體停止流動來進行倒沖。入口閥的關閉導致流體通過過濾元件而從蓄壓器倒沖地流到過濾塊腔室，這使累積在過濾元件的腔室-側面上的濾餅脫落。超越現有技術的本發明和其優點在參照附圖閱讀以下詳細說明和附屬權利要求的條件下將變得清晰明了。
本發明的上面提到的特征以及其它特征將變得更加清晰明了，并且通過參考結合附圖所做的以下本發明的實施例的以下描述將更好地理解本發明本身，其中:
圖1顯示根據本發明的一個實施例的在線式流體監測系統的示意圖；以及 圖2顯示圖1在線式流體監測系統的局部透明的分解透視圖。相對應的標號表示遍及附圖相對應的部件。
具體實施例方式現在將參照附圖在以下詳細說明中描述本發明，其中詳細地描述了優選實施例，以使得能夠實踐本發明。雖然本發明是參照這些特定的優選實施例進行描述的，但是應該懂得本發明并不局限于這些優選實施例。相反地，本發明包括許多備選方案、改型和等效物，這將從以下詳細說明的思考中變得清晰明了。參照圖1和圖2，其顯示了一種與化學監測裝置協同使用的在線式過濾系統10，這種化學監測裝置用于流體系統，例如工業冷卻水系統、鍋爐水系統、廢水系統、紙漿水系統或其它流體系統。通常，過濾系統10與在線式監測裝置12和過濾塊14 一起使用，在線式監測裝置12能夠監測流體系統中的流體的所需參數，過濾塊14具有封閉在其中的過濾元件16，過濾元件16用于為監測裝置12提供過濾流體。監測裝置12可以是能夠監測參數(例如鹽濃度、磷酸鹽、 聚合物、pH值或其它所需的參數)的任何已知的傳感器。備選地，在不脫離本發明范圍的條件下，監測裝置12可能是流體采樣機構，通過流體采樣機構可從流體系統中抽取流體樣本用于離線測試。具有入口軸線I的入口管道20用于將流體供給引入到過濾塊14的過濾塊腔室22中。具有出口軸線O的出口管道24從過濾塊14中移除流體。入口閥26用于切斷或調整通過入口管道20的流體流。入口閥26可以是本領域中的技術人員已知的任何手動或自動操作的閥類型。過濾流體導管30將過濾塊14與監測裝置12連接起來。因此，過濾塊14中的過濾塊腔室22與監測裝置12保持流體連通，并被設計成用于交叉流過濾，使得進入過濾塊腔室22中的一小部分流體流穿過過濾元件16，并通過過濾流體導管30被引導至監測裝置
12。過濾元件16優選由具有在大約I和50Mm之間的孔徑尺寸的尼龍或鋼絲網制成，但也可由本領域中的技術人員已知的任何其它材料制成。如本領域中已知得那樣，可周期性地從過濾塊14上移除過濾元件16，以進行清洗和或更換。蓄壓器32在過濾流體導管30中定位在過濾塊14和監測裝置12之間。蓄壓器32適宜具有的容積在過濾塊腔室22的容積的大約25%和100%之間，并且更適宜在過濾塊腔室22的容積的大約40%和大約60%之間。根據本發明，出口管道24的出口軸線O偏離入口管道20的入口軸線I。出口軸線O可沿豎向、水平地和/或成角度地或以它們的任何組合的方式偏離入口軸線I，使得流體在過濾塊腔室22穿過時發生方向變化，從而在過濾塊腔室22內造成湍流。在出口軸線O和入口軸線I之間的偏離適宜具有至少在大約2和5cm之間的距離分量D。湍流在過濾塊14內產生清洗旋流，清洗旋流掃除累積在過濾元件16的過濾塊腔室-側面上的顆粒P，從而減少濾餅的積累。圖1顯示在過濾塊腔室22內的湍流線，其由標號F指示的線來表示。雖然過濾塊腔室22中的湍流減少了濾餅積累，但是還需要周期性地進一步清洗過濾元件16，但無需將其從過濾塊14移除。公開的過濾系統10使得通過過濾元件16的倒沖流體流能夠進一步清洗過濾元件16。入口閥26的關閉促使通過過濾塊14的流體流相對較急地停止流動。由于從入口管道20至過濾塊腔室22的流體流的終止而引起的過濾塊腔室22中伴隨的壓力降造成蓄壓器32中的壓力大于過濾塊腔室22內部的壓力。在蓄壓器32和過濾塊腔室22之間的這種壓力差造成流體從蓄壓器32通過過濾元件16倒沖地流到過濾塊腔室22。倒沖流使累積在過濾元件16的過濾塊腔室-側面上的任何濾餅脫落，并將脫落的濾餅向下推送到過濾塊腔室22中。當通過打開入口閥26恢復流體流時，穿過過濾塊14的流體流將濾餅的殘余物推出過濾塊腔室22并穿過出口管道26。流體再次朝著監測裝置12的方向穿過過濾元件16，并補充蓄壓器32，使得過濾系統10返回其正常過濾和監測操作。雖然已經在典型的實施例中顯示和描述了本公開，但是其并不意圖受限于所示的細節，因為在不以任何方式脫離本公開的精神的條件下可做出各種改型和替代。因此，本領域中的技術人員只是利用實驗就可想到這里所揭示的本公開的其它改型和等效物，并且所有這種改型和等效物都被認 為處于所附權利要求所限定的本公開的精神和范圍內。
權利要求
1.一種用于在流體系統中在線監測參數的過濾及監測系統，所述過濾及監測系統包括: 在線式監測裝置，其構造成監測所述流體系統中的流體的參數； 過濾塊，其在其中形成過濾塊腔室，并且包括過濾元件； 入口管道，其為所述過濾塊腔室提供流體，所述入口管道限定入口軸線，并且還具有定位在其中的入口閥，所述入口閥構造成切斷通過所述入口管道的流體流； 出口管道，其從所述過濾塊腔室移除流體，所述出口管道限定出口軸線；以及 過濾流體導管，其使所述過濾塊與所述監測裝置流體地連接，所述過濾流體導管具有定位在其中的蓄壓器； 其中，所述出口管道的出口軸線偏離所述入口管道的入口軸線，使得流體在穿過所述過濾塊腔室時發生方向變化，從而在所述過濾塊腔室內造成湍流，并關閉所述入口管道中的入口閥，以使通過 所述過濾塊的流體流停止流動，導致流體從所述蓄壓器通過所述過濾元件倒沖地流到所述過濾塊腔室，從而使累積在所述過濾元件的腔室-側面上的濾餅脫落。
2.根據權利要求1所述的過濾及監測系統，其特征在于，所述監測裝置是能夠監測所述流體的參數的傳感器。
3.根據權利要求1所述的過濾及監測系統，其特征在于，所述監測裝置是流體采樣機構,通過所述流體采樣機構而從所述流體系統中抽取流體樣本。
4.根據權利要求1所述的過濾及監測系統，其特征在于，所述過濾元件由具有在大約I和50Mm之間的孔徑尺寸的尼龍或鋼絲網制成。
5.根據權利要求1所述的過濾及監測系統，其特征在于，所述蓄壓器具有在所述過濾塊腔室的容積的大約40%和大約60%之間的容積。
6.根據權利要求1所述的過濾及監測系統，其特征在于，所述出口軸線沿豎向偏離所述入口軸線。
7.根據權利要求1所述的過濾及監測系統，其特征在于，所述出口軸線水平地偏離所述入口軸線。
8.根據權利要求1所述的過濾及監測系統，其特征在于，所述出口軸線成角度地偏離所述入口軸線。
9.根據權利要求1所述的過濾及監測系統，其特征在于，在所述出口軸線和所述入口軸線之間的偏離具有至少在大約2和5cm之間的距離分量。
10.根據權利要求1所述的過濾及監測系統，其特征在于，湍流在所述過濾塊內產生清洗旋流，所述清洗旋流掃除累積在所述過濾元件的過濾塊腔室-側面上的顆粒，從而減少所述過濾元件上的濾餅的積累。
11.根據權利要求1所述的過濾及監測系統，其特征在于，關閉所述入口閥造成通過所述過濾塊的流體流相對較急地停止流動，導致流體從所述蓄壓器通過所述過濾元件而倒沖地流到所述過濾塊腔室，從而使累積在所述過濾元件的過濾塊腔室-側面上的濾餅脫落。
12.一種清洗在線式流體監測系統中的過濾元件的方法，所述方法包括: 通過入口管道將流體輸送到過濾塊中的腔室，所述入口管道在其中具有入口閥，所述入口閥構造成切斷通過所述入口管道的流體流； 利用過濾元件過濾進入所述腔室的流體的一部分； 通過過濾流體導管將過濾流體引導向監測裝置，所述過濾流體導管具有定位在其中的蓄壓器； 在所述腔室內產生湍動的清洗流，以便掃除累積在所述過濾元件的腔室-側面上的顆粒，從而通過出口管道移除所述腔室中的流體以減少所述過濾元件上的濾餅的積累，所述出口管道具有與所述入口管道的入口軸線偏離的出口軸線，使得所述流體在穿過所述過濾塊腔室時發生方向變化；以及 通過關閉所述入口管道中的入口閥而使通過所述過濾塊的流體流停止流動，從而導致流體從所述蓄壓器通過所述過濾元件而倒沖地流到所述過濾塊腔室，來周期性地倒沖所述過濾元件，以使累積在所述過濾元件的腔室-側面上的濾餅脫落。
13.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，所述監測裝置包括傳感器，所述方法還包括利用所述傳感器監測所述流體的參數。
14.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，所述監測裝置包括流體采樣機構，所述方法還包括從所述流體監測 系統中抽取流體樣本。
15.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，所述湍流是通過使所述出口軸線沿豎向偏離所述入口軸線而產生的。
16.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，所述湍流是通過使所述出口軸線水平地偏離所述入口軸線而產生的。
17.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，所述湍流是通過使所述出口軸線成角度地偏離所述入口軸線而產生的。
全文摘要
一種過濾及監測系統包括在線式監測裝置和過濾塊，過濾塊在其中有腔室。入口管道為過濾塊腔室提供流體，并具有定位在其中的入口閥，其構造成切斷通過入口管道的流體流。出口管道從過濾塊腔室移除流體。過濾流體導管使過濾塊與監測裝置流體地連接。出口管道的出口軸線偏離入口管道的入口軸線，使得流體在穿過過濾塊腔室時改變方向，在過濾塊腔室內造成湍流。過濾塊內的湍流掃除累積在過濾元件的過濾塊腔室-側面的顆粒，減少過濾元件上的濾餅的積累。入口閥的關閉促使通過過濾塊的流體流較急地停止流動，導致流體通過過濾元件而從定位于過濾流體導管中的蓄壓器倒沖地流到過濾塊腔室。流體的倒沖流動使累積在過濾元件的過濾塊腔室-側面的濾餅脫落。
文檔編號B01D29/90GK103228329SQ201180057664
公開日2013年7月31日 申請日期2011年10月20日 優先權日2010年11月30日
發明者M.拜亞爾斯基, B.林克 申請人:通用電氣公司