用於收集氣流中的夾帶物的組件的製作方法
2023-06-15 00:12:51 2
專利名稱：用於收集氣流中的夾帶物的組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於收集氣流中的夾帶物的組件。可以使用很多不同的方法收集並從氣流中去除氣流中的夾帶物。舉例來說，可以通過使氣流旋轉而在夾帶物上施加離心力的方式，或者通過使氣流通過過濾介質並且該過濾介質在氣流通過時去除夾帶物的方式去除氣流中的夾帶物。
背景技術：
可能需要從氣流中去除夾帶物以確保氣體對於隨後的應用足夠清潔，或者使雜質對系統的部件所產生的不利影響降至最低。舉例來說，可能需要去除濃縮油，以便使閥上的化學汙染和積聚(可能導致閥故障)降至最低，並且可能需要去除固態顆粒物以便使磨損降至最低。另外，可能需要從氣流中去除液體諸如水滴，以便使下遊過濾器的汙染負荷降至最低。
關於從氣流中去除濃縮油，公知的是使用凝聚式過濾器去除油。凝聚式過濾器用於通過使油的氣溶膠滴凝聚並且聚集為可以作為液體流動的液滴來收集氣流中夾帶的油。這些凝聚式過濾器通常包括幾個過濾介質層。舉例來說，過濾元件通常包括柱形過濾層以及在過濾元件外部圍繞過濾層的柱形防再夾帶屏障或「排出層」。根據氣流的流速、氣流中雜質的多少以及特性、過濾之後氣流中所要求的雜質多少等來選擇介質層的密度和厚度。
常用的過濾器結構包括安裝在管狀外殼中的管狀過濾元件。待過濾的氣體徑向穿過過濾元件的壁。進入過濾器外殼的固態顆粒被過濾元件收集。氣體中夾帶的小液滴(可能為氣溶膠)被過濾元件收集。小液滴可以凝聚成為液滴，液滴然後可以收集在過濾元件的基體上用於排出。於是，可以從過濾器放出清潔的氣體。
這種凝聚式過濾元件可以布置為這樣，待過濾的氣體徑向向內流過過濾介質，該過濾介質提供過濾元件的壁。氣體被供應至過濾元件與外殼的壁之間的位於過濾元件周圍的空腔。然後，氣體向內通過過濾元件，從而從過濾元件內的空間放出到終端使用。
更常見的是，凝聚式過濾元件布置為這樣，待過濾的氣體徑向向外流過過濾元件的壁氣體被供應至過濾元件內的空腔並且向外經過過濾元件的壁，從而從過濾元件的外表面與外殼的壁之間的空間放出。有時候將後一種過濾元件稱為「內外式」過濾元件，反映了氣體流過過濾介質的方向。
優選的是，使過濾組件上的壓降保持為最小。WO-A-99/30798公開了一種過濾組件，其包括具有頭部和本體部分的外殼以及可以安裝在外殼內的過濾元件。該組件還包括流道，該流道為氣體提供從外殼頭部中的入口流到過濾元件的路徑。該路徑的方向變化90°，並且所公開的流道為曲形的，以便於提供平滑的氣體流動。可以將該流道設置為過濾元件的端蓋的部件。
發明內容
本發明提供一種用於收集氣流中的夾帶物的組件，其包括流道，所述流道具有至少一個經過流動路徑延伸的曲形葉片，其中所述曲形葉片有助於通過流道的氣流方向變化。
因此，在一方面，本發明提供一種用於收集氣流中的夾帶物的組件，其包括在內部限定出空間的外殼，外殼具有用於待過濾氣體的入口和出口，該組件還包括流道，流道具有與所述入口和出口之一連通的第一管口以及與外殼內的空間連通的第二管口，其中第一管口的軸線和第二管口的軸線不相對正(彼此錯開)，流道包括至少一個位於其內部的葉片，使得第一管口與第二管口之間沿著流道的氣流經過葉片並且因為葉片而變為平滑。
本發明的組件具有如下優勢與流道中不包括葉片的情況相比，流道中設置的葉片可以使氣流經過流道的阻力降低。這使得與公知的普通類型的組件相比能夠提高本發明的組件的效率。
該組件可以以「從內向外」的模式操作，其中氣體經由流道流入外殼。該組件還可以以「從外向內」的模式操作，其中氣體從外殼經由流道流出。組件是以「從內向外」的模式操作還是以「從外向內」的模式操作取決於多個因素，包括該組件的用途等。舉例來說，當組件用於利用過濾元件從氣體中過濾夾帶物時(後面將更詳細地說明)，組件通常以「從內向外」的模式操作。當組件用於利用離心力將夾帶物從氣體中分離時(後面將更詳細地說明)，組件通常以「從外向內」的模式操作。
優選的是，流道構造成為在第一管口與第二管口之間(通常在外殼的口與外殼內的空間之間)流動的氣體提供平滑的流動路徑。與例如具有不連續流動路徑的流道(舉例來說，流動路徑急劇變向或者包括臺階或其它阻礙物)相比，平滑流動路徑可以構造成降低氣流流動的阻力。
已經發現，與具有急劇變向的流動路徑的流道相比，引入具有平滑流動路徑的流道可以將組件的壓降降低40％以上。另外還發現，引入至少一個葉片還可以另外將壓降降低至少10％。
通常，管口的軸線之間的角度可以至少為大約30°，特別地至少大約60°，通常第一管口的軸線與第二管口的軸線基本上垂直。
優選的是，當沿著葉片的長度看時，葉片大致圍繞葉片軸線彎曲，所述葉片軸線與第一管口的軸線大致垂直並且與第二管口的軸線大致垂直。因此，葉片將向流過流道的氣體呈現基本凹面和基本凸面。葉片軸線將位於葉片的提供凹面的一側。
優選的是，葉片在流道的相對壁之間穿過流道延伸。
葉片具有前緣(在使用中指向氣流)和後緣。
葉片的曲形可以為這樣，凹面或凸面或兩者的曲率半徑沿著如下線變化不顯著，該線在從葉片的前緣和後緣插入的距離為前緣與後緣之間距離的5％的點之間延伸。因此，葉片的這些表面可以限定圓柱或圓錐表面的一部分，並且葉片具有基本圓形的輪廓(即，當在沿其長度的橫截面中看時為基本圓形構造)。已經發現，與具有非圓形輪廓的葉片相比，具有基本圓形輪廓的葉片可以大大降低氣流經過流道的阻力。然而，曲率半徑可以沿著所述線變化，例如，當在沿其長度的橫截面中看時，葉片可以具有傾斜構造。與沒有葉片的流道相比，這種葉片可以有助於降低氣流經過流道的阻力。
優選的是，葉片朝向其後緣具有大致直部。當組件包括過濾元件時，如下面更詳細地說明，優選的是該直部基本上平行於過濾元件的軸線延伸。當組件包括用於使進入外殼的氣體螺旋流動的引流器時，優選的是該直部基本上平行於出口的軸線延伸。葉片的直部可以由凸面、凹面或兩者提供。已經發現，在其後緣處具有直部的葉片可以降低葉片緊下遊處氣流的紊亂，並因此降低氣流經過流道的阻力。優選的是，直部朝向葉片後緣處的頂端變小。這可以進一步降低葉片緊下遊處氣流的紊亂。
優選的是，葉片的厚度沿著如下線變化不顯著，該線在從葉片的前緣和後緣插入的距離為前緣與後緣之間距離(沿著葉片的凸面測量)的5％的點之間延伸，也就是說，優選的是，葉片的輪廓在其前緣和後緣之間具有基本一致的厚度。已經發現，與具有非一致厚度的葉片相比，具有基本一致厚度的葉片降低氣流經過流道的阻力。然而，由於與具有當前葉片的流道相比，具有非一致厚度的葉片仍然可以降低氣流經過流道的阻力，因此葉片的厚度並非必須恆定。舉例來說，葉片的輪廓可以為新月形。此外，葉片可以具有曲翼形輪廓。
優選的是，葉片的前緣相對於朝向葉片流動的氣流的方向傾斜。迎角是平行於葉片緊上遊的氣流的方向延伸的直線與在葉片前緣處與葉片的凸面相切地延伸的直線之間的角度。這有助於使氣體平滑地流過葉片，並因此降低由於在流動路徑中引入葉片而導致的任何氣流阻力。優選的是，迎角大於1°，更優選的是，迎角至少為2°，特別優選的是，迎角至少為3°，例如為4°。優選的是，迎角不大於10°，更優選的是，迎角不大於8°，特別優選的是，迎角不大於6°。
在流道中設置葉片將流道在葉片前緣與後緣之間的葉片範圍內有效地劃分成兩個子流道。當設置有一個以上的葉片時，流道被劃分成多個子流道，子流道的數量比葉片數量多一個。
葉片可以將流道沿著流道的至少大部分劃分成子流道。舉例來說，葉片可以將流道沿著流道長度的至少70％劃分成子流道，更優選的是，沿著流道長度的至少80％，特別優選的是，沿著流道長度的至少90％，最優選的是，沿著流道長度的100％。
優選的是，每個子流道的半徑比至少為1，更優選的是，至少為1.5，特別優選的是，至少為2。已經發現，流道的半徑比越大，氣流經過流道的阻力就越小。半徑比為流道的轉彎中心線的曲率半徑與流道寬度之間的比率，流道寬度測量為(a)葉片的表面與(b)流道的壁或相鄰葉片的表面之間的距離。
優選的是，每個子流道的高寬比至少為1，更優選的是，至少為2，特別優選的是，至少為3，例如為4。高寬比為經過流道測量的平均流道深度與流道寬度之間的比率，流道寬度測量為(a)葉片的表面與(b)流道的壁或相鄰葉片的表面之間的距離。已經發現，流道的高寬比越大，氣流經過流道的阻力就越小。
最內側葉片(即，最靠近流道轉向所圍繞的軸線的葉片)的凹面與該葉片的凹面所面向的流道的壁之間的優選距離(D)可以利用如下等式計算D＝R-rcos(θ/2)其中(R)是流道的轉彎中心線的曲率半徑，(r)是葉片的曲率半徑，θ是管口的軸線之間的角度。已經發現，與具有置於其它位置的最內側葉片的流道相比，對於給定的r、R和θ，設置為與流道的壁相距D的葉片可以有助於最佳地降低氣流經過流道的阻力。
可以設置一個以上的葉片。優選的是，設置至少兩個葉片，更優選的是，至少三個葉片，例如四個葉片。優選的是，當存在一個以上的葉片時，相鄰葉片的中點之間的距離與葉片的弦長(為前緣與後緣之間的距離)的比率至少為大約0.2，更優選的是，至少為大約0.35，例如為0.45。已經發現，對於降低氣流經過流道的阻力的最佳節弦比為大約0.45。優選的是，相鄰葉片之間的距離與葉片的弦長的比率不超過大約1.0，更優選的是，不超過大約0.65。
優選的是，當存在一個以上的葉片時，每個葉片圍繞自己的軸線彎曲。每個葉片的曲率半徑並非必須相同。舉例來說，對於兩個相鄰的葉片，外側葉片的曲率半徑可以大於內側葉片的曲率半徑。優選的是，最外側葉片的曲率半徑與最內側葉片的曲率半徑之間的比率小於或等於1.5，更優選的是，小於或等於1.3，特別優選的是，小於或等於1.25，例如為1。葉片的長度並非必須相同(其中，葉片的長度為葉片的前緣與後緣之間的距離)。舉例來說，對於兩個相鄰的葉片，外側葉片的長度可以大於內側葉片的長度。優選的是，最外側葉片的長度與最內側葉片的長度之間的比率小於或等於1.5，更優選的是，小於或等於1.3，特別優選的是，小於或等於1.25，例如為1。已經發現，有利的是具有相等長度的葉片以確保由每個葉片在經過流道的氣流上引起的阻滯相等。已經發現，這有助於降低經過流道的氣流的不均勻性。
優選的是，當第一管口的軸線與第二管口的軸線基本上垂直時，葉片曲率半徑的原點處的包角至少為75°，更優選的是，至少為80°，例如為90°。優選的是，當第一管口的軸線與第二管口的軸線基本上垂直時，葉片曲率半徑的原點處的包角不超過100°，更優選的是，不超過90°。
優選的是，流道沿著其長度的至少很大一部分，特別地沿著其長度的至少大約90％具有基本圓狀的橫截面，並且優選的是，具有大致圓形的橫截面。在流道與外殼或過濾元件的口之間形成密封的流道端部，流道可以具有不同的橫截面。
優選的是，流道的橫截面沿著其長度的至少很大一部分，特別地沿著其長度的至少大約90％基本恆定。在流道與外殼或過濾元件的口之間形成密封的流道端部，流道可以具有不同的橫截面。
葉片可以為如下管的形式，即，在流道的第一管口與第二管口之間沿著流道的長度在流道內延伸的管。管提供管狀子流道，經過流道流動的氣流可以經過管狀子流道流動。已經發現，將流道劃分為多個管狀子流道可以減小氣流流過流道時在流道內產生的紊亂。
優選的是，管在流道的第一管口與第二管口之間沿著流道長度的至少70％延伸，更優選的是，沿著流道長度的至少80％延伸，特別優選的是，沿著流道長度的至少90％延伸，最優選的是，沿著流道長度的100％延伸。
在與管所限定的流動路徑垂直的平面內截取的管的橫截面形狀可以為規則或不規則形狀。優選的橫截面形狀包括方形、六邊形和圓狀。優選的是，管沿著其長度的至少很大一部分為圓形橫截面。優選的是，管的橫截面形狀與流道的橫截面形狀相同。
優選的是，管的橫截面形狀沿其長度為恆定的。優選的是，管的橫截面尺寸沿其長度為恆定的。這可以有助於使氣流經過管道的限制最小。
優選的是，設置一個以上的管。可以設置多個管，使得流道沿著其長度的至少很大一部分劃分成多個流道。在與管所限定的流動路徑垂直的平面內截取的管的最佳橫截面形狀和面積以及管的最佳數量取決於很多因素，包括在與流道所限定的流動路徑垂直的平面內截取的流道的橫截面面積。優選的是，可以設置多個管，使得流道劃分成多個相等尺寸的管狀流道。在該情況下，當在與流道所限定的流動路徑垂直的平面內截取的橫截面中看時，流道具有蜂窩狀結構。當管的橫截面形狀使得管不呈棋盤狀布置時，相鄰管之間的間隙可以為流過流道的氣體進一步限定流動路徑。可選的是，可以堵塞相鄰管之間的一些間隙以避免流體流過該間隙。
可選的是，可以設置多個嵌套管。優選的是，當設置嵌套管時，管的橫截面形狀沿其長度為相同的。優選的是，所述多個嵌套管同心地布置。優選的是，對於每對相鄰管，相鄰嵌套管之間的徑向距離大致相同。優選的是，最內側管的直徑與相鄰嵌套管之間的徑向距離大致相等。
當將要通過離心力從氣流中去除夾帶物時，優選的是，外殼頭部提供外殼的上端，而外殼本體部分提供外殼的下端。優選的是，組件包括引流器，其設置為使得流入外殼的氣體流過引流器，以至於使進入的氣流在外殼內沿著基本螺旋形路徑流動。
優選的是，引流器由聚合材料構成。優選的聚合材料包括聚烯烴(特別是聚乙烯和聚丙烯)、聚酯、聚醯胺、聚碳酸酯等。用於引流器的聚合材料可以通過例如纖維材料(特別是玻璃纖維或碳纖維)增強。也可以使用聚合材料之外的其它材料例如金屬。
優選的是，引流器通過模製方法例如通過注射成型而形成。
基本螺旋形路徑為任何如下路徑，即圍繞軸線延伸使得由於離心力而迫使氣體中的夾帶物背離軸線朝外，即朝向外殼的壁。螺旋形路徑並非必須為標準螺旋形。舉例來說，氣流的螺旋形路徑與外殼的壁之間的距離可以隨著氣流圍繞外殼軸線的流動而增大或減小。舉例來說，螺旋線可以形成為螺旋形路徑朝向其前端或後端變緊。此外，氣流和與其流動所圍繞的軸線垂直的平面之間的角度可以沿著軸線增大或減小。
優選的是，該組件包括從外殼內部延伸至流道第二端的流出管，氣體經由該流出管在外殼內部與流道之間流動。設置流出管可以使朝向流道並且背離外殼下端流動的氣流與背離入口並且朝向外殼下端流動的氣流隔離。這是有利的，因為這可以避免背離外殼下端流動的氣體與朝向外殼下端流動的氣體相干擾。這對於使螺旋形氣流受到的幹擾最小是重要的，從而保持螺旋形氣流所引起的分離特性，並使組件上的壓降最小。
優選的是，流出管由聚合材料構成。優選的聚合材料包括聚烯烴(特別是聚乙烯和聚丙烯)、聚酯、聚醯胺、聚碳酸酯等。用於流出管的聚合材料可以例如通過纖維材料(特別是玻璃纖維或碳纖維)增強。也可以使用聚合材料之外的其它材料例如金屬。
優選的是，流出管通過模製方法例如通過注射成型而形成。
垂直於流出管的縱軸線截取的流出管的橫截面形狀可以為任何規則或不規則形狀。優選的是，流出管的橫截面形狀可以為基本圓狀。優選的是，流出管的橫截面形狀沿其長度為恆定的。流出管的橫截面形狀的尺寸並非必須沿其長度為恆定的。舉例來說，當流出管的橫截面形狀為基本圓狀時，流出管的直徑可以沿其長度變化。
優選的是，該組件包括遮擋件，其朝向外殼的下端延伸經過外殼，從而在遮擋件與其中可以收集與氣流分離的夾帶物的下端之間形成收集空間，在遮擋件中或周圍有至少一個開口，夾帶物通過該開口可以流過遮擋件而流入收集空間。遮擋件用於抑止紊亂的氣流從而在遮擋件與所述下端之間產生「靜區」。該靜區有助於避免液體再次夾帶於氣流中。另外，當存在排出口時，靜區使排出口可以適當地工作。
遮擋件的表面可以為平面。優選的是，遮擋件的朝向外殼上端的表面為碗形。當組件包括位於入口與遮擋件之間的引流器並且引流器構造成使進入的氣流螺旋流動時，這一點尤其有利。這是因為遮擋件的碗形表面可以有助於促進氣體的螺旋形流動，並且將氣流朝向出口引回去。這與平面遮擋件形成對比，其中平面遮擋件導致氣體的螺旋形流動以隨意(因此低效率)的方式朝向出口返回。通過保持以均勻的方式使氣流朝向出口引回去，已經發現，分離組件上的壓降可以小於目前的分離組件上的壓降。在如下共同未決的英國專利申請中公開了遮擋件的朝向外殼上端的表面為碗形的分離組件的細節，上述專利申請的名稱為「分離組件(Separator Assembly)」，其以代理案號P211193與本申請在同一天提交。上述申請中公開的主題結合在本申請的說明書中作為參考。
優選的是，通過(a)遮擋件的邊緣與外殼內側壁之間的接合以及(b)遮擋件與外殼基部之間的接合中至少一種接合，遮擋件逆著由氣流對其的作用而產生的沿著朝向外殼下端方向的力位於外殼本體部分內部。由於遮擋件安裝在本體上而非安裝在頭部，因此不需要使用從頭部延伸的系杆以將遮擋件固定於外殼內。已經發現，通過消除外殼內對設置系杆的需要，可以使經過外殼流動的氣體受到的阻力更小。因此，這可以使本發明組件的效率與公知的組件相比得到提高。在如下共同未決的英國專利申請中公開了遮擋件的朝向外殼上端的表面為碗形的分離組件的細節，上述專利申請的名稱為「分離組件(Separator Assembly)」，其以代理案號P211194與本申請在同一天提交。上述申請中公開的主題結合在本申請的說明書中作為參考。
優選的是，流出管的流入端面向外殼的下端。這可以有助於確保背離外殼下端流動的氣體進入流出管。當該組件包括遮擋件時，優選的是，流出管的流入端面向遮擋件。當遮擋件的朝向外殼上端的表面為碗形時，優選的是，流出管的流入端面向遮擋件的碗形面。優選的是，經過流出管的中心並在其流入端處平行於流出管延伸的軸線與經過碗形面的中點並垂直於碗形面的中點延伸的軸線是同軸的。
優選的是，引流器固定於流出管。引流器和流出管可以作為單一件提供。舉例來說，引流器和流出管可以由單個模具形成。這可以使得能夠容易地製造並裝配組件。引流器和流出管可以作為可以固定於一起的分離件提供。這可以允許不同的引流器與不同的流出管一起使用。
如果流出管與引流器分離地形成，那麼優選的是，引流器和流出管由相同材料構成。優選的是，引流器可以固定於流出管使得隨後可以將引流器取出。舉例來說，優選的是，通過使用機械緊固方式諸如鎖栓、配合螺紋或接合卡銷結構等將引流器固定於流出管。更優選的是，引流器和流出管的形狀和尺寸使得流出管通過流出管與引流器之間的摩擦力保持在引流器內。
在一些應用場合中有利的是，將引流器固定於流出管使得引流器隨後不可以從流出管取出。在該情況下，優選的是，不使用與引流器和流出管不同的材料將引流器固定於流出管。舉例來說，優選的是，通過使用焊接技術例如超聲波焊接或熱焊接等將引流器固定於流出管。然而，可以認識到，可以通過使用第三方材料例如粘合劑(如，粘接劑)將引流器固定於流出管。
優選的是，引流器包括多個葉片，所述多個葉片圍繞外殼的軸線布置並且相對於該軸線傾斜，從而使進入的氣體在外殼內沿著基本螺旋形路徑流動，其中葉片圍繞流出管以陣列形式布置。已經發現，遮擋件相對於流出管和葉片的位置可以影響組件的效率。如果遮擋件的位置太遠離出口，那麼背離遮擋件流動的氣體中很大一部分不能到達流出管。如果遮擋件的位置太靠近出口，那麼就可能失去促進氣旋(當遮擋件的朝向外殼上端的表面為碗形時)的優勢。優選的是，當遮擋件的朝向外殼上端的表面為碗形時，葉片與遮擋件底部之間距離和流出管的面向遮擋件的端部與遮擋件底部之間距離的比率至少為大約1，更優選的是，至少為大約1.2，特別優選的是，至少為大約1.5，例如至少為大約1.7。優選的是，葉片與遮擋件底部之間距離和流出管的面向遮擋件的端部與遮擋件底部之間距離的比率不超過大約2.5，更優選的是，不超過大約2.2，特別優選的是，不超過大約2，例如不超過大約1.8。
優選的是，該組件包括偏流器使得流入外殼的氣體流過偏流器，從而迫使進入的氣體朝向外殼的側壁。優選的是，偏流器位於引流器的下遊，使得流入外殼的氣體首先流過引流器，然後流過偏流器。因此，優選的是，偏流器位於引流器的遠離入口的一側。
優選的是，偏流器圍繞流出管環形地延伸。優選的是，偏流器包括位於引流器附近的凸出部分，該凸出部分基本上垂直於外殼的軸線背離流出管延伸。優選的是，偏流器還包括側裙部，其朝著基本上平行於外殼軸線的方向背離凸出部分的自由端延伸。
優選的是，偏流器固定於流出管。偏流器和流出管可以作為單一件提供。舉例來說，偏流器和流出管可以由單個模具形成。這可以使得能夠容易地製造並裝配組件。偏流器和流出管可以作為可以固定於一起的分離件提供。這可以允許不同的偏流器與不同的流出管一起使用。
如果流出管與偏流器分離地形成，那麼優選的是，偏流器和流出管由相同材料構成。優選的是，偏流器可以固定於流出管使得隨後可以將偏流器取出。舉例來說，優選的是，通過使用機械緊固方式諸如鎖栓、配合螺紋或接合卡銷結構等將偏流器固定於流出管。更優選的是，偏流器和流出管的形狀和尺寸使得流出管通過流出管與偏流器之間的摩擦力保持在偏流器內。
在一些應用場合中有利的是，將偏流器固定於流出管使得偏流器隨後不可以從流出管取出。在該情況下，優選的是，不使用與偏流器和流出管不同的材料將偏流器固定於流出管。舉例來說，優選的是，偏流器通過使用焊接技術例如超聲波焊接或熱焊接等固定於流出管。然而，可以認識到，偏流器可以通過使用第三方材料例如粘合劑(如，粘接劑)而固定於流出管。
優選的是，偏流器由聚合材料構成。優選的聚合材料包括聚烯烴(特別是聚乙烯和聚丙烯)、聚酯、聚醯胺、聚碳酸酯等。用於偏流器的聚合材料可以例如通過纖維材料(特別是玻璃纖維或碳纖維)增強。也可以使用聚合材料之外的其它材料例如金屬。
優選的是，偏流器通過模製方法例如通過注射成型而形成。
流出管和流道可以作為單一件提供。舉例來說，流出管和流道可以由單個模具形成。流出管和流道可以作為分離件提供，所述分離件可以在其端部固定在一起。由於不同的流出管可以與不同的流道一起使用，這可以增大組件的靈活性。
如果流出管與流道分離地形成，那麼流出管與流道之間的接合面應該形成不透流體的密封。優選的是，流出管和流道由相同材料構成。優選的是，流出管可以固定於流道使得隨後可以將流出管取出。舉例來說，優選的是，通過使用機械緊固方式諸如鎖栓、配合螺紋或接合卡銷結構等將流出管固定於流道。更優選的是，流出管和流道的形狀和尺寸使得流出管通過流出管與流道之間的摩擦力保持在流道內。
在一些應用場合中有利的是，將流出管固定於流道使得流出管隨後不可以從流道取出。在該情況下，優選的是，不使用與流出管和流道不同的材料將流出管固定於流道。舉例來說，優選的是，流出管通過使用焊接技術例如超聲波焊接或熱焊接等固定於流道。然而，可以認識到，流出管可以通過使用第三方材料例如粘合劑(如，粘接劑)而固定於流道。
外殼可以適於容納管狀過濾元件，該過濾元件在其內部限定出中空空間並且布置為讓氣流穿過其內壁流動。在該情況下，當過濾元件由外殼容納時，第二管口與過濾元件內的中空空間連通。這是有利的，因為過濾組件可以用作收集和去除氣體中夾帶的液體的凝聚式過濾器。
當該組件將要用作凝聚式過濾器時，本發明的組件在使用時包括過濾元件。通常，管狀過濾元件包括限定出中空空間的過濾介質壁，從而讓氣流從該空間穿過壁流動以進行過濾。過濾元件可以在其一端具有端蓋，在該端蓋處流道與中空空間連通。
適合用於過濾元件中的材料根據待過濾氣體的性質、將要從氣體中過濾的汙染物(液滴、氣溶膠、固體顆粒等)的性質、過濾器上的壓差等進行選擇。這種材料是公知的，包括在DomnickHunter Limited銷售的商標為OIL-X的產品中使用的材料。用作過濾介質(過濾層)的合適的材料包括硼矽酸鹽和其它的玻璃纖維、活性炭礦物、活化矽土材料等。過濾層可以由編織纖維構成。然而，可以認識到，過濾層可以由非編織纖維的片材構成。舉例來說，由有機或無機細纖維構成的微纖維過濾層為優選的。優選的是，將粗纖維層安裝在微纖維過濾層的內部。該粗纖維層可以保護微纖維層免遭大顆粒汙染物的汙染。
優選的是，過濾層可以包括摺疊為帶凹槽或帶褶皺的材料層。這可以增大流過過濾元件的氣體將要通過的過濾層的表面積。這還有助於增大過濾層的剛度。
過濾層可以在其外部由「防再夾帶」層或排出層包圍。排出層特別用於如下過濾元件中，即其中將要從氣體中過濾的汙染物的本質為氣溶膠或液滴的形式。過濾元件的排出層材料可以為任何如下材料，即其能夠留住已經由過濾層凝聚並且通過流過排出層的氣流帶到排出層的液體。過濾元件的排出層通常為多孔性的，並且由促使凝聚的液體朝向過濾元件基部流動的材料構成。影響排出特性的因素包括孔徑和結構以及排出層的材料，包括例如與材料接觸的液體的表面能。適合用於排出層中的材料用於DomnickHunter Limited銷售的商標為OIL-X的類似產品中。合適的材料包括開孔泡沫塑料、粘結織物材料和膨脹泡沫材料。
過濾元件可以包括至少一個用於過濾層的支撐件。這可以有助於將過濾層保持在過濾元件內的適當位置中。這還可以增大過濾元件的剛度。支撐件可以設置在中空空間內，置於過濾層的內表面上。支撐件可以置於過濾層外部，例如置於過濾層與排出層之間。優選的是，由剛性材料構成的第一支撐件在過濾層的內表面上置於中空空間內，而由剛性材料構成的第二支撐件置於過濾層外部。優選的是，所述或每個支撐件帶有孔，從而允許氣流從中流過。用於支撐件的材料應該具有足夠的剛度，以承受在元件與包括該元件的組件進行組裝的過程中以及使用過程中元件將要受到的力。該材料可以為金屬，例如不鏽鋼。
過濾介質(或其一個或多個層)可以利用大量粘合物諸如粘接劑等密封於端蓋。粘合物應該根據在使用中元件將要接觸的流體進行選擇，使得在粘合物與流體之間不存在不利的反應。過濾介質可以利用其它技術諸如焊接(例如通過局部加熱或通過超聲波焊接)密封於端蓋。
排出介質(或其一個或多個層)可以利用大量粘合物諸如粘接劑等密封於端蓋。粘合物應該根據在使用中元件將要接觸的流體進行選擇，使得在粘合物與流體之間不存在不利的反應。排出介質可以利用其它技術諸如焊接(例如通過局部加熱或通過超聲波焊接)密封於端蓋。
優選的是，過濾元件沿其長度具有基本上恆定的橫截面形狀。優選的是，過濾元件的橫截面基本上為圓的。舉例來說，過濾元件可以為圓形或橢圓形。然而，可以認識到，過濾元件的橫截面並非必須為圓的。舉例來說，該橫截面可以為方形、三角形或任何其它規則或不規則的形狀。
當沿著過濾元件的軸線觀看時，過濾元件的形狀(過濾元件的橫截面形狀)通常在過濾元件長度的至少大部分上為大致恆定。然而，可以認識到，過濾元件的橫截面形狀並非必須為恆定的。舉例來說，過濾元件可以為圓錐形或角錐形。
端蓋可以包括從端蓋伸入過濾元件壁所限定的中空空間內的流入管。流入管可以幫助使經過過濾元件壁的氣體均勻地分布。優選的是，流入管與端蓋同軸，然而，可以認識到，並非必須如此。
優選的是，流入管大致為直的，至少在其位於中空空間內的長度部分中如此。優選的是，流入管的長度(從流入管所安裝的端蓋的內表面測量)與過濾元件的長度(在相對端蓋的內表面之間測量)的比率至少為大約0.15，更優選的是，至少為大約0.20，特別是至少為大約0.25。
端蓋可以具有圍繞流入管的外圍延伸的開口，用於將氣流供應至端蓋附近的元件壁。因為這可以幫助汙染物在元件壁上均勻地分布，因此這是有利的。
流入管可以與端蓋一體形成，或者可以分離地形成並且隨後固定於端蓋。
分離地形成流入管是有利的，因為這允許製造可以固定於標準端蓋的大量不同的流入管。然而，將端蓋與流入管形成為單一件也是有利的，因為這可以降低製造成本。如果不將多個不同的流入管用於不同的應用場合則尤其如此。
流入管在其內壁中可以具有至少一個螺旋形延伸的膛線結構，該膛線結構使氣流在離開流入管時進行螺旋流動。這可以促使氣流中的汙染物在過濾元件的長度上更均勻地分布。此外，由於進入元件的氣體的螺旋流動，可以促進液滴與氣流的初步分離。在與本申請一起提交的共同未決的PCT申請中公開了如下過濾元件的細節，其具有流入管並且流入管在其內壁中具有至少一個螺旋形延伸的膛線結構，上述申請要求英國專利申請No.0417457.9的優先權。上述申請中公開的主題結合在本申請的說明書中作為參考。
流入管在其側壁中可以具有至少一個開口。優選的是，流入管具有上遊帶、中遊帶以及下遊帶，所述帶彼此軸向相鄰並且不重疊，具有流入管長度的至少5％的相同軸向長度，並且布置為其平面與流入管的軸線垂直，其中上遊帶中側壁開口面積的比例小於中遊帶，中遊帶中側壁開口面積的比例小於下遊帶。這可以幫助確保將流入過濾元件中的氣體供應分級，從而可以導致流過元件壁的氣體更均勻地分布。在與本申請一起提交的共同未決的PCT申請中公開了如下過濾元件的細節，其具有流入管並且流入管在其側壁中具有至少一個開口，上述申請要求英國專利申請No.0417462.9的優先權。上述申請中公開的主題結合在本申請的說明書中作為參考。
通常，過濾元件包括第一端蓋，在第一端蓋處流道與中空空間連通；以及第二端蓋，其位於過濾介質壁的相反端部。通常，過濾元件在使用中布置為第一端蓋位於第二端蓋上方，此時可以將第一端蓋稱為頂端蓋，將第二端蓋稱為底端蓋。
端蓋和所述壁在其接合面處的橫截面應該大體上相同，使得端蓋可以與所述壁配合在一起，從而提供不透流體的密封。優選的是，過濾層和排出層保持並密封在設置於第一端蓋中的槽中，使得不存在氣體流過過濾介質的路徑。
當設置有第二端蓋時，優選的是，過濾層保持並密封在設置於第二端蓋中的槽中，使得不存在氣體流過過濾介質的路徑。優選的是，排出層從過濾元件的壁延伸經過第二端蓋的外表面的至少一部分，經過第二端蓋的背向第一端蓋的表面。這可以方便將凝聚的流體從過濾元件的排出層排出到組件的貯液器中，流體可以從貯液器中收集並且處置。在與本申請一起提交的共同未決的PCT申請中公開了如下過濾元件的細節，其中排出層從過濾元件的壁延伸經過第二端蓋的外表面的至少一部分，經過第二端蓋的背向第一端蓋的表面，上述申請要求英國專利申請No.0417455.3的優先權。上述申請中公開的主題結合在本申請的說明書中作為參考。
當設置有第二端蓋時，並且當排出層從過濾元件的壁延伸經過第二端蓋的外表面的至少一部分，經過第二端蓋的背向第一端蓋的表面時，排出層的位於第二端蓋與外殼之間的部分可以由至少一個縱向延伸的翅片壓縮。這可以方便將凝聚的流體從過濾元件的排出層排出到組件的貯液器中，流體可以從貯液器中收集並且處置。外殼壁與第二端蓋的經由翅片和排出層的有效接合還可以有助於使過濾元件在橫向上定位於外殼內。這可以促使在外殼與過濾元件之間形成可靠密封，否則，如果過濾元件能夠在外殼內橫向移動，那麼這種密封可能受到幹擾。過濾元件在外殼內的橫向位置與相互嚙合的肋和槽所提供的軸向位置協同作用。在與本申請一起提交的共同未決的PCT申請中公開了如下過濾組件的細節，其中排出層的位於第二端蓋與外殼之間的部分由至少一個縱向延伸的翅片壓縮，上述申請要求英國專利申請No.0417459.5的優先權。上述申請中公開的主題結合在本申請的說明書中作為參考。
優選的是，每個端蓋或端蓋之一由聚合材料構成。優選的聚合材料包括聚烯烴(特別是聚乙烯和聚丙烯)、聚酯、聚醯胺、聚碳酸酯等。用於端蓋的聚合材料可以例如通過纖維材料(特別是玻璃纖維或碳纖維)增強。也可以使用聚合材料之外的其它材料例如金屬。第一端蓋和第二端蓋通常由相同的一種或多種材料構成。
優選的是，每個端蓋或端蓋之一通過模製方法例如通過注射成型而形成。
優選的是，當設置有第二端蓋時，第二端蓋包括豎立部分，該豎立部分朝向第一端蓋伸入過濾元件內的空間。這可以有助於促使流體朝向過濾元件的壁橫向流動。優選的是，該豎立部分位於過濾元件內的中央。
優選的是，第二端蓋的豎立部分朝向其更靠近第一端蓋的端部向內縮小。豎立部分可以沿其長度具有基本上恆定的橫截面形狀。優選的是，豎立部分的橫截面基本是圓的，例如為橢圓形，或者特別地為圓形。
外殼可以包括頭部和本體。頭部和本體可以為可分離的，從而使得可以進入外殼的內部，特別是用於更換過濾元件。頭部和本體應該能夠例如通過配合螺紋或通過配合卡銷結構彼此相連以形成不透流體的密封。
外殼應該提供氣流流入外殼的入口以及已經經過組件的氣體可以離開外殼的出口。入口和出口通常設置在外殼頭部中。
優選的是，外殼包括其中收集從氣流中去除的液體的貯液器。舉例來說，當組件包括過濾元件時，優選的是，外殼包括其中可以收集從排出層排出的凝集液體的貯液器。貯液器可以由外殼內位於過濾元件下方的空間提供。
優選的是，外殼包括用於貯液器內液體的排出口。該排出口通常用於去除已經收集在貯液器中的液體。該排出口應該優選能夠在不對外殼減壓的情況下打開。在EP-A-0081826中公開了合適的排出機構。
外殼應該由能夠承受使用中所經受的內壓的材料構成。金屬通常是優選的，例如鋁及其合金以及某些鋼。
優選的是，流道作為與外殼分離的部件形成。這具有如下優勢流道和外殼可以由不同的材料構成，從而使得部件的材料可以根據部件在使用中的需要以及製造這些部件的合適的技術進行選擇。舉例來說，通常優選的是外殼由金屬材料諸如鋼或鋁合金構成，具體地說，使得外殼能夠承受其在使用中受到的內壓。因此外殼(或者至少外殼頭部)經常採用鑄造工序形成。特別是當該組件在使用中受到高的內壓或者當外殼的容積較小時，聚合材料可以用於外殼的部件(例如，外殼的頭部或本體部分或者兩者)。通常優選的是，流道由聚合材料諸如聚烯烴、聚醯胺或聚酯構成。聚合材料可以例如通過纖維增強。對流道使用聚合材料具有如下優勢其可以方便地通過模製工序形成。對流道採用聚合材料與對外殼採用金屬材料的組合可以方便形成兩者之間的密封，這是因為聚合物可能稍稍變形以順應外殼的密封表面。
優選的是，當流道作為與外殼分離的部件形成時，兩者之間形成不透流體的密封。優選的是，當組件包括過濾元件並且當流道作為與外殼分離的部件形成時，提供流道與外殼之間的不透流體的密封，以確保所有進入外殼的流體進入過濾元件。用於密封入口的技術為人公知，例如在WO-A-99/30798中公開了這種技術。
當該組件包括過濾元件時，流道可以作為過濾元件的一部分提供。當過濾元件具有端蓋時，流道可以作為端蓋的一部分提供，特別是當端蓋通過模製操作形成時。這具有如下優勢不需要提供過濾元件與流道之間的密封連接；當過濾介質的情況使得需要更換時，流道可以與過濾元件一起更換。此外，例如通過製造為單件，或者通過製造為例如通過機械方式或者通過粘結方式(採用或不採用粘接劑材料)固定於彼此的多個件，流道和過濾元件的端蓋可以作為單個部件結合在過濾元件中。
優選的是，流道作為與外殼和過濾元件分離的部件形成。
如果流道作為與過濾元件分離的部件形成，那麼過濾元件與流道之間的接合面應該形成不透流體的密封以確保流過流道的所有氣體進入過濾元件。優選的是，如果過濾元件具有端蓋，那麼流道和端蓋由相同的材料構成。優選的是，流道可以固定於端蓋使其隨後可以取出。舉例來說，優選的是，通過使用機械緊固方式諸如鎖栓、配合螺紋或接合卡銷結構等將流道固定於端蓋。更優選的是，流道和端蓋的形狀和尺寸使得流道通過流道與端蓋之間的摩擦力保持在端蓋內。
如果流道作為與外殼分離的部件形成，那麼優選的是，在組件組裝之後流道伸入外殼的頭部。密封件可以設置在外殼和流道的彼此接觸的表面之一或兩者中。舉例來說，密封件可以圍繞第一管口設置在流道的表面中。密封件可以設置在該表面的槽中。密封件可以作為流道的可分離部件。密封件可以形成為流道的一體部分，例如通過成型於合適的位置而形成。根據本發明的組件中用於密封件的材料根據組件的應用場合進行選擇，密封件通常由彈性材料提供。
頭部可以具有其中容納流道端部的孔。優選的是，至少一個口(「腔口」)設置在外殼的頭部中，所述外殼的頭部具有限定頭部內的主腔的內壁，該主腔具有與腔口連通的第一端和位於第二端的開口，其中主腔的第一端和第二端的軸線不相對正(彼此錯開)。優選的是，密封件設置在主腔的內壁與流道之間。優選的是，密封件設置在主腔的第二端處或者朝向該第二端設置，並且設置在流道的第二端處或者朝向該第二端設置。優選的是，流道具有第一端，其可以通過主腔第二端處的開口安裝在外殼頭部中的主腔內，使其基本上朝向外殼中的腔口；以及第二端，其朝向外殼的本體部分，以提供讓氣體在外殼的本體部分與出口之間流動的管道。已經發現，設置這種流道可以產生巨大的優勢，包括可以減少在腔口與本體部分之間的腔室內的氣體流動中因為軸線不相對正而引起的紊亂。此外，考慮到與其它組件例如WO-02/38247中公開的組件相比使流動阻力最小，這種組件對於頭部的設計可以具有更少的限制。在與本申請一起提交的共同未決的PCT申請中公開了具有流道伸入其中的主腔的組件的細節，上述申請要求英國專利申請No.0417458.7的優先權。上述申請中公開的主題結合在本申請的說明書中作為參考。
如果設置具有限定主腔的內壁的頭部，那麼流道可以具有朝向主腔內的凹部延伸的延伸部分。延伸部分的外表面與主腔的內壁之間的輔助密封件可以在主腔內凹部中限定出輔助腔，該輔助腔通過輔助密封件與主腔隔離。
腔室凹部的壁可以具有形成於其中的通氣口，使得輔助腔與過濾元件的與主腔內的氣體相對一側上的氣體連通。
流道延伸部分的壁可以具有形成於其中的通氣口，該通氣口與輔助腔連通。
輔助腔可以包括用於測量朝向過濾元件流動的氣體中的壓力與已經通過過濾元件的氣體中的壓力之間差值的裝置。合適的壓差測量裝置為人公知。優選的裝置可以包括可擴張的囊，其中擴張的程度取決於所測量的壓差，並且布置為在其擴張和收縮時使磁體平移。磁體的位置可以受到遠程監視，並且與所測量的壓差相對應。合適的壓差測量裝置在現有產品中，例如在DomnickHunter Limited銷售的商標為OIL-X的產品中是公知的。
流道可以在其製造過程中具有另外的特徵。舉例來說，埠可以形成於其中，用於與指示管道內壓力的裝置連接。這種埠是公知的，例如WO-A-99/30798中所公開。在與本申請一起提交的共同未決的PCT申請中公開了這種埠的可選布置的細節，上述申請要求英國專利申請No.0417458.7的優先權。上述申請中公開的主題結合在本申請的說明書中作為參考。
流道可以在其製造過程中具有另外的特徵。舉例來說，埠可以形成於其中，用於與指示管道內壓力的裝置連接。突出部分可以形成於流道中，當流道正確地位於外殼內時，所述突出部分可以容納在外殼中的凹部中。這可以提供關於流道位置是否正確的指示，例如通過視覺檢查，或者因為突出部分可以彈性變形並且通過可以視覺檢查或者由操作者感覺的咬扣配合容納在凹部中。舉例來說，當位於凹部中時，突出部分可以避免流道從外殼內撤出。
通常，氣流朝向和背離組件的流動是基本水平的。管狀過濾元件通常豎直地布置，使得外殼開口位於外殼頂部，而過濾元件位於其下面。當外殼包括頭部和本體部分時，在使用中頭部將位於外殼頂部，而本體部分位於頭部下面。
優選的是，流道由可配合的第一部件和第二部件形成。這是有利的，因為與製造作為單件的流道相比，作為兩件的本發明流道的製造複雜性和成本大大降低。特別地，當流道通過模製工序形成時，用於第一部件和第二部件中每一部件的模具比用於整個流道的單個模具簡單得多。因此，儘管在配合和密封兩件方面涉及兩位的成本，但是這些成本小於將流道製造為兩件而非一件所節省出的成本。
優選的是，第一部件包括流道壁的第一部分和葉片，第二部件包括流道壁的第二部分，該第二部分具有形成於其中的凹部，當第一部件和第二部件配合在一起時，葉片的遠離流道壁第一部分的端部可以容納於凹部中。然而，第一部件和第二部件都可以包括流道壁的一部分和葉片的一部分，其中當第一部件和第二部件配合在一起時，葉片的各部分彼此相接並配合。
優選的是，第一部件和第二部件固定於彼此上，而不需要使用與第一部件和第二部件不同的材料。舉例來說，第一部件和第二部件通過使用焊接技術例如超聲波焊接或熱焊接固定於彼此上。然而，可以認識到，第一部件和第二部件可以通過使用第三方材料例如粘合劑(如，粘接劑)固定於彼此。
優選的是，流道的可配合第一部件和第二部件大致在包含管口的第一軸線與第二軸線的平面內配合。更優選的是，流道具有包含第一管口和第二管口的對稱面，並且第一部件和第二部件沿著該對稱面配合。
優選的是，過濾元件大部分位於外殼的本體部分內。通常，大致在本體與外殼頭部端蓋之間的接合面處形成用於氣體流動的與過濾元件的連接。然而，過濾元件可以伸出超出本體部分的端部或者本體部分可以伸出超出過濾元件的端部。外殼頭部端蓋和本體部分應該能夠以足夠的安全性彼此相連，使得能夠承受組件在使用中受到的內壓。當需要分離端蓋與流道時，該連接可以為臨時的，或者連接可以基本上為永久的。合適的連接方法的例子包括螺紋和卡銷類連接。優選的是，該組件包括用於指示端蓋與本體部分何時安全地彼此連接為足以承受內壓的構件。這可以具有如下優勢例如當流道接合本體部分(直接或間接)並且是通過本體部分對流道的作用使流道進入外殼端蓋中時，還指示流道合適地位於外殼內(不管外殼是否包括端蓋和可分離的本體部分)。該指示可以為視覺上的，例如涉及外殼或流道中的標記的顯現。該指示可以以其它方式感知，例如通過感覺彈性材料在凹部中的接合。舉例來說，流道和外殼中一者可以具有可彈性變形的突出部分，而流道和外殼中另一者可以具有形成於其中的凹部，當流道正確地位於外殼中時突出部分容納於凹部中。在優選實施例中，突出部分設置在流到上，並且凹部設置在外殼上，優選地設置在外殼端蓋上。
優選的是，過濾元件，或者端蓋，或者每個端蓋(如果設置有第一端蓋和第二端蓋)具有用於將過濾元件置於過濾組件的外殼中的構件，具體地說，用於控制過濾元件在外殼內對正。舉例來說，端蓋可以具有至少一個肋，其容納在外殼中的合適的槽中。這還可以方便在相對於外殼頭部旋轉外殼本體時將過濾元件從外殼頭部鬆開。在與本申請一起提交的共同未決的PCT申請中公開了如下過濾組件的細節，其中端蓋可以具有至少一個肋並且該肋容納在外殼中的合適的槽中，上述申請要求英國專利申請No.0417463.7和No.0428567.2的優先權。上述申請中公開的主題結合在本申請的說明書中作為參考。
通常，流道提供讓氣流在外殼中的入口與過濾元件內的中空空間之間流動的路徑，用於讓氣體經過設置在過濾元件壁中的過濾介質向外流動，使得過濾元件工作於「從內向外」的模式。可以設計出可選的布置方式。舉例來說，流道可以提供在氣體已經向內流過過濾介質之後讓氣流在過濾元件內的中空空間與外殼中的出口之間流動的路徑，使得過濾元件工作於「從外向內」的模式。此外，當外殼要作用分離器而非凝聚式過濾器時，流道可以提供在已經使氣流進行旋轉運動之後讓氣流從外殼內的中空空間流到外殼中的出口的路徑。
在另一方面，本發明提供一種獨立的流道，其用於管狀過濾元件諸如上述過濾元件。該流道可以用於如下過濾元件，該過濾元件將要置於外殼內以通過使氣流通過過濾元件的壁來收集氣流中的夾帶物。流道具有第一端處或朝向第一端的密封面，密封件可以通過該密封面形成於外殼中的口，並且流道可以在第二端處與過濾介質相連，使得流道可以控制外殼的口與過濾介質之間的氣流。
在另一方面，本發明提供一種用於收集氣流中的夾帶物的管狀過濾元件，該過濾元件具有由過濾介質形成的壁，該壁在其內部限定出中空空間，使得氣流可以流過壁進行過濾，該過濾元件具有流道裝置，該流道裝置具有第一管口，其與用於過濾元件的外殼中的口連通；以及第二管口，其與過濾元件內的中空空間連通，其中第一管口的軸線和第二管口的軸線不相對正(彼此錯開)，並且流道包括至少一個位於其內部的葉片，使得在第一管口與第二管口之間沿著流道的氣流可以經過葉片，並且因為葉片而變得平滑。
在另一方面，本發明提供一種用於收集氣流中的夾帶物的過濾組件，該組件包括用於管狀過濾元件的外殼，該過濾元件在內部限定出中空空間並且布置為讓氣流流過其壁，外殼具有用於待過濾氣體的入口和出口，該組件還包括流道，該流道具有第一管口，其與用於待過濾氣體的入口和出口之一連通；以及第二管口，其與過濾元件內的中空空間連通，其中第一管口的軸線和第二管口的軸線不相對正(彼此錯開)，並且流道包括至少一個位於其內部的葉片，使得在第一管口與第二管口之間沿著流道的氣流可以經過葉片，並且因為葉片而變得平滑。
根據另一方面，本發明提供一種用於收集氣流中的夾帶物的分離組件，該組件包括在其內部限定出空間的外殼，該外殼具有用於待過濾氣體的入口和出口，該組件還包括流道，該流道具有用於與出口連通的第一管口以及用於與外殼內的空間連通的第二管口，其中第一管口的軸線和第二管口的軸線不相對正(彼此錯開)，並且流道包括至少一個位於其內部的葉片，使得在第一管口與第二管口之間沿著流道的氣流可以經過葉片，並且因為葉片而變得平滑，該組件還包括流出管，其從流道的第二端與該第二端基本同軸地延伸；以及引流器，其位於入口的下遊，以使得流入外殼的氣體流過引流器，並且使得進入的氣體在外殼內沿基本螺旋形路徑流動。
優選的是，該分離組件完全依靠螺旋形流動路徑提供的離心力來從氣流中去除夾帶物，而非依靠過濾元件。
現在將參照附圖僅僅作為示例地描述本發明的實施例，其中圖1是根據本發明的過濾組件的側面剖視圖，該過濾組件包括過濾元件和外殼，在使用時過濾元件位於外殼中。
圖2是根據本發明的過濾元件的側面剖視圖。
圖3是圖2所示過濾元件的頂端蓋的側面剖視圖。
圖4是圖2所示過濾元件的頂端蓋的示意性透視圖。
圖5是圖2所示過濾元件的頂端蓋的示意性頂視圖。
圖6是圖2所示過濾元件的頂端蓋的示意性剖視圖，示出過濾元件的進入管的第二實施例。
圖7是圖2所示過濾元件的頂端蓋的示意性剖視圖，示出過濾元件的進入管的第三實施例。
圖8是圖2所示過濾元件的頂端蓋的示意性剖視圖，示出過濾元件的進入管的第四實施例。
圖9是圖2所示過濾元件的頂端蓋的示意性剖視圖，示出過濾元件的進入管的第五實施例。
圖10是圖2所示過濾元件的頂端蓋的示意性剖視圖，示出過濾元件的進入管的第六實施例。
圖11是圖2所示過濾元件的第一葉片的剖視圖。
圖12是根據第二實施例的圖2所示過濾元件的第一葉片的剖視圖。
圖13是根據第三實施例的圖2所示過濾元件的第一葉片的剖視圖。
圖14是根據第四實施例的圖2所示過濾元件的第一葉片的剖視圖。
圖15是根據本發明的流道的側面剖視圖，示出第一葉片的位置的計算方法。
圖16是圖15所示流道的側面剖視圖，示出葉片的節弦比的計算方法。
圖17是圖15所示流道的側面剖視圖，示出葉片所限定的子流道的半徑比和高寬比的計算方法。
圖18a是根據本發明的兩件流道中的第一部件的示意性透視圖。
圖18b是根圖18a所示兩件流道中的第二部件的示意性透視圖。
圖19是根據本發明用於去除氣流中的夾帶物的組件的可選實施例的側面剖視圖，該組件利用離心力將夾帶物從氣流中分離。
圖20是圖19所示組件去掉外殼的頭部的透視圖。
圖21是圖19所示組件的示意性側面剖視圖，示出通過組件的氣體流動。
圖22是圖19所示分離組件的遮擋件的側面剖視圖。
圖23是圖19所示分離組件的遮擋件和遮擋壁的側面剖視圖。
圖24是圖19所示分離組件的切除透視圖，其中沒有外殼。
具體實施例方式
參照附圖，圖1至圖18示出根據本發明的用於去除氣流中的夾帶物的組件的一個實施例。該組件顯示為使用過濾介質從氣流中去除夾帶物的過濾組件。可以認識到，根據本發明的其它類型的組件可以用於去除氣流中的夾帶物，諸如下面參照圖19至圖24所述的分離組件。
圖2示出過濾元件，該過濾元件包括由過濾介質形成的柱形壁部分2，以及頂端蓋4和底端蓋6。
壁部分2在其內部限定出中空空間8。壁2的過濾介質包括柱形過濾層10和柱形防再夾帶層或排出層12，該層12在過濾元件外部緊密配合在過濾層周圍。
頂端蓋4包括流道34，該流道限定用於待過濾氣體的流動路徑36。在流道34內具有埠80，該埠與用於測量過濾元件壓差的儀器相連接。當過濾元件位於外殼(下面將更詳細地說明)內時，埠80可以容納在外殼頭部中面向下的插座內，從而通過壓縮埠外表面與插座內表面之間的O型圈而形成密封。
流道34包括具有第一軸線A的第一開口162以及具有第二軸線B的第二開口164。第一開口162的軸線A與第二開口164的軸線B之間的角度為90°。流道34提供兩個開口之間的連續流動路徑，並因此在使用時為穿過其中的氣流提供平滑的方向改變。流道34圍繞軸線D轉動，該軸線D垂直於第一開口162的軸線A和第二開口164的軸線B而延伸。(如圖2所示，流道34轉動所圍繞的軸線D與獲得過濾元件的圖2所示橫截面時截取的平面垂直地延伸。)流道34包括在流道上垂直延伸的第一曲形葉片158、第二曲形葉片159和第三曲形葉片160。每個葉片圍繞其自己的軸線彎曲，並且每個葉片的曲率半徑相同。此外，在其前緣與後緣之間測量的每個葉片的葉片長度相等。葉片彎曲所圍繞的軸線與第一開口162的軸線A和第二開口164的軸線B垂直地延伸。舉例來說，如圖2所示，第二葉片159圍繞軸線C彎曲，軸線C與流道34轉動所圍繞的軸線D平行地延伸。每個葉片具有凹面168和凸面170，其中每個葉片的凹面面向流道34的第一開口162和第二開口164。因此，葉片有助於引導第一開口162與第二開口164之間的氣體流動。
第一葉片158、第二葉片159和第三葉片160的形狀和構造相同，並且在下面參照圖11中的第一葉片158得到更詳細地顯示。如圖所示，第一葉片158具有倒圓的前緣172以及後緣174，當過濾元件在使用時該前緣面向氣體流動的方向176。第一葉片158的厚度在其前緣與後緣之間基本上恆定。該葉片具有位於其後緣174附近的直部182以及在葉片前緣與該直部之間延伸的曲形部186。直部182的長度為葉片前緣172與後緣174之間的葉片158總長度的5％。在使用時葉片相對於氣流的迎角(即，平行於葉片158緊上遊的氣流的方向延伸的直線176與在葉片前緣172處與葉片的凸面170相切地延伸的直線186之間的角度180)為4°。
第一葉片158、第二葉片159和第三葉片160並非必須具有如圖11所示葉片的形狀和構造。舉例來說，葉片可以具有如圖12所示的肘形葉片188的形狀和構造。肘形葉片188在構造上與圖11所示的葉片基本上類似，相同的部件具有相同的參考標記。然而，肘形葉片188包括直前部190，其位於葉片前緣172附近；直後部192，其位於葉片後緣174附近；以及曲形部194，其位於直前部190與直後部192之間。
此外，第一葉片158、第二葉片159和第三葉片160可以具有如圖13所示的新月形葉片196的形狀和構造。新月形葉片196在構造上與圖11所示的葉片基本上類似，相同的部件具有相同的參考標記。然而，新月形葉片196的厚度在其前緣172與後緣174之間不是均勻的。實際上，當從前緣172朝向前緣172與後緣174之間的中點前進時，新月形葉片196的厚度連續增大，當從中點向後緣前進時，新月形葉片196的厚度連續減小。
此外，第一葉片158、第二葉片159和第三葉片160可以具有如圖14所示的曲翼形葉片198的形狀和構造。曲翼形葉片198在構造上與圖11所示的葉片類似，相同的部件具有相同的參考標記。然而，曲翼形葉片198的厚度在其前緣172與後緣174之間不是均勻的，並且靠近前緣處通常比靠近後緣處更厚。
現在再參照圖2，圖2所示第一葉片158、第二葉片159和第三葉片160的節弦比為0.45。
第一葉片158、第二葉片159和第三葉片160布置為使得全部子流道(下面將要參照圖17詳細說明)的半徑比至少為1。
第一葉片158、第二葉片159和第三葉片160布置為使得全部子流道的高寬比至少為1。
圖15至圖17示出如何計算最內側葉片的凹面與該葉片的凹面所面向的流道的壁之間的優選距離以及帶有葉片的流道的節弦比、半徑比和高寬比。為了使顯示簡化，圖15至圖17所示的流道34隻包括第一葉片232和第二葉片234。另外，圖15所示流道34的所有其它部件與圖2所示流道的部件相同，並且具有相同的參考標記。
如圖15所示，最內側葉片(即第一葉片232)的優選位置可以計算為，該葉片的凹面168與該葉片的凹面所面向的流道的壁之間的距離200等於R-rcos(θ/2)，其中(R)是流道34的轉彎中心線204的曲率半徑202，(r)是第一葉片232的曲率半徑206，θ是第一管口162的軸線與第二管口164的軸線之間的角度(即如圖2和圖15所示的90°)。
如圖16所示，節弦比計算為第一葉片232的中點與第二葉片234的中點之間的距離208與葉片的弦長210之間的比率。
如圖17所示，第一葉片232與第二葉片234將流道34劃分為分別具有第一轉彎中心線212、第二轉彎中心線214和第三轉彎中心線216的第一子流道、第二子流道和第三子流道。具有第二轉彎中心線214的第二子流道的半徑比計算為如下值，即第二子流道的第二轉彎中心線214的曲率半徑218與在第一葉片232與第二葉片234之間測量的該子流道的寬度208之間的比率。
仍然參照圖17，具有第二轉彎中心線214的第二子流道的高寬比計算為如下值，即第二子流道的深度與在第一葉片232與第二葉片234之間測量的該子流道的寬度208之間的比率。如圖4所示，子流道的深度是流道34的相對壁之間的距離220，形成子流道的葉片在所述相對壁之間延伸。
現在參照圖2，過濾元件的流道34和頂端蓋4形成為分離件。此外，流道34由兩件形成。
兩件式流道34示於圖18a和圖18b中。為了簡化起見，圖18a和圖18b中所示的流道34隻包括第一葉片232和第二葉片234。另外，圖18a和圖18b所示流道34的所有其它部件與圖2所示流道的部件相同，並且具有相同的參考標記。參照圖18a和圖18b，流道34包括可配合的第一部件221和第二部件222。除了第一葉片232和第二葉片234從流道34的第一部件221延伸並且是第一部件221的一部分之外，第一部件221和第二部件222彼此互為鏡像(兩個件的對稱面延伸經過第一管口162的軸線與第二管口164的軸線)。第一葉片232和第二葉片234在其自由端(即，葉片由其延伸的第一部件221的壁的遠端)分別具有突出部分224、226，該突出部分可以容納在流道34的第二部件的壁中所形成的對應凹部228、230中。因此，當第一部件221和第二部件222置於一起形成流道34時，突出部分224、226容納在對應的凹部228、230中，使得第一葉片232和第二葉片234在其自由端固定於第二部件222。
再次參照圖2，頂端蓋4還包括與頂端蓋4同軸的流入管106，該流入管從流道34的第二管口164部分地伸入中空空間8中，成為下遊的開口端。在該實施例中，流入管106和頂端蓋4為一件。然而，可以認識到，流入管106和頂端蓋4並非必須為一件。流入管106限定待過濾氣體的流動路徑108，並且與頂端蓋4的流動路徑36流體連接。
頂端蓋4具有環繞流道34附近的流入管106延伸的環形口112。流入管106通過在頂端蓋4與流入管106之間延伸的翅片114保持在環形口112中。
如圖3最佳顯示，流入管106具有膛線結構，該膛線結構限定於流入管106的內壁上，從流入管106的位於頂端蓋4附近的端部朝向流入管106的遠離頂端蓋的末端延伸。膛線結構由在流入管106的內壁上螺旋形延伸的脊部110提供。
現在參照圖4，圖中顯示了圖2所示頂端蓋4的示意性透視圖。為了簡化並且能夠示出螺旋形延伸的槽110，圖中沒有示出第一葉片158。如圖所示，流入管106在其側壁中具有第一開口116、第二開口118、第三開口119以及第四開口(未示出)。這些開口為如下狹縫的形式，其從流入管106的下遊開口端處的開口端均勻地變小，朝向流入管的上遊開口端到達某一點。因此，流入管106的側壁中開口的比例朝向流入管的下遊開口端增大。這些狹縫沿著與流入管的軸線平行的方向並且順著流入管長度的50％延伸。這些狹縫圍繞流入管106等距離地設置，也就是說，圍繞流入管以大約90°的角度彼此間隔開。
圖6至圖10顯示根據本發明的流入管的可選實施例，該實施例可以用於圖2所示的頂端蓋4。圖6至圖10所示的頂端蓋4與圖2所示的頂端蓋相同。然而，為了簡化，沒有示出第一葉片158、第二葉片159、第三葉片160以及螺旋形延伸的脊部110。
圖6示出根據本發明的流入管120，除了第一狹縫、第二狹縫、第三狹縫以及第四狹縫變小至平坦端部122(而非一點)之外，該流入管與圖2所示流入管在構造上相似。
圖7示出流入管124，除了流入管124隻有一個螺旋形延伸的狹縫形式的開口126之外，該流入管124與圖2所示流入管在構造上相似。螺旋形延伸的狹縫從流入管124的下遊開口端處的開口端朝向流入管的上遊開口端延伸至某一點。如圖所示，與流入管124的軸線垂直的平面和基本上沿著狹縫126的一部分投影的直線之間的角度是恆定的。然而，與基本上沿著狹縫的一部分投影的直線垂直地截取而獲得的螺旋形延伸的狹縫126的寬度朝向上遊的開口端減小。因此，流入管124的側壁中開口的比例朝向流入管的下遊開口端增大。
圖8示出流入管128，該流入管128與圖7所示流入管在構造上的相似之處在於，流入管128隻有一個螺旋形延伸的狹縫形式的開口130。然而，與圖7所示的流入管124相反，圖8所示狹縫130的寬度沿其整個長度為恆定的。此外，與流入管128的軸線垂直的平面和基本上沿著狹縫130的一部分投影的直線之間的角度朝向流入管的下遊開口端減小。因此，流入管128的側壁中開口的比例朝向流入管的下遊開口端增大。
圖9示出根據本發明的流入管132，除了側壁具有多個孔形式的開口134之外，該流入管與圖2所示流入管在構造上相似。這些孔可以劃分為完全落入三個圍繞流入管延伸的帶(由136一般地表示的上遊帶、中遊帶138以及下遊帶140)內，每個帶限定與流入管的軸線垂直的平面。上遊帶136位於流入管132的下半部中。在上遊帶136中存在四個孔(圖9中只能看到一個)，在中遊帶138中存在八個孔(圖9中只能看到兩個)，在下遊帶140中存在十二個孔(圖9中只能看到三個)。這些孔具有兩個等長的平行直邊，並且在孔的於平行邊之間延伸的每個端部具有凸出端。平行邊的長度長於其間的橫向距離。全部孔134在形狀和尺寸上相同。
上遊帶136中的四個孔圍繞流入管132等距離地設置，也就是說，圍繞流入管以大約90°的角度彼此間隔開。中遊帶138中的八個孔劃分成四個兩孔的組。這四個兩孔的組圍繞流入管132等距離地設置，也就是說，圍繞流入管以大約90°的角度彼此間隔開。下遊帶140中的十二個孔劃分成四個三孔的組。這四個三孔的組圍繞流入管132等距離地設置，也就是說，圍繞流入管以大約90°的角度彼此間隔開。因此，流入管132的側壁中開口的比例朝向流入管的下遊開口端增大。
圖10示出流入管142，除了如下差別之外，該流入管與圖9所示流入管在構造上相似，所述差別即，孔152的形狀為圓形，可以劃分四個帶(由144一般地表示的上遊帶、中上遊帶146、中下遊帶148以及下遊帶150)，而非劃分為三個帶。在上遊帶144中存在四個孔(圖10中只能看到一個)，在中上遊帶146中存在八個孔(圖10中只能看到兩個)，在中下遊帶148中存在十二個孔(圖10中只能看到三個)，在下遊帶150中存在十六個孔(圖10中只能看到四個)。
再次參照圖2，每個端蓋具有形成於其中的槽14。過濾層10和排出層12的頂部保持並密封在頂端蓋4的槽14中。過濾層的底部保持並密封在底端蓋6的槽14中。
底端蓋6還包括凸緣部分16，該凸緣部分與第二端蓋的背向頂端蓋4的表面20隔開。凸緣部分16基本上橫向於過濾元件的軸線延伸。凸緣部分16相對於底端蓋6的中央設置，並且經由在底端蓋6與凸緣部分16之間延伸的同軸支柱28與底端蓋6隔開。凸緣部分16和第二端蓋6在其間限定出環形槽22，其中可以容納排出層。該槽向內變小，使得凸緣與端蓋表面之間的距離逐漸減小。因此，當從一側觀看端蓋時，該槽大致為V形。
排出層12的底部包圍在底端蓋6的槽14的壁18上，並且在底端蓋的底面20下摺疊到第二端蓋6與凸緣部分16之間的環形槽22中。排出層12通過諸如彈性帶或O型圈等彈性材料環98固定在空間22中，該彈性材料環98可以拉伸以配合在凸緣上。環98的尺寸使其夾在槽和排出層的相對表面之間當環中的張力(因為將環拉伸以配合在凸緣上而產生)減小時，環的材料的橫向尺寸稍大於排出層與槽相對表面之間的距離。這導致環和排出層稍稍壓縮，使得排出層被夾持在環形槽中。凸緣的直徑小於端蓋的直徑，以至於摺疊在底面20上的排出層12的至少一部分30露出。
底端蓋6還具有中央豎立部分100。該中央豎立部分100從底端蓋6所限定的中空空間的底部朝向第一端蓋延伸。中央豎立部分100具有大致柱形的基部102以及從該基部向第一端蓋4延伸的大致錐形的部分104。柱形基部102的直徑與支柱28的直徑相等。
現在參照圖1，圖中顯示根據本發明的組件，該組件包括外殼50，當使用時圖2所示的過濾元件可以位於該外殼中。然而，如圖所示，與圖2所示過濾元件基本上相同的過濾元件的可選實施例位於外殼中。
除了延伸部分236設置在流道34的外壁上並且背離第二管口164延伸，而非用於與儀器連接的埠80之外，圖1所示的過濾元件與圖2所示過濾元件基本上相同。延伸部分236包括座靠部分238，其具有大致圓形的橫截面；以及翅片240，其具有大致平面的構造，其在座靠部分238與流道34之間延伸。座靠部分238提供大致平面的表面244以及壁256，其中壁256圍繞表面244的外圍並且背離第二管口164延伸。壓差測量裝置(下面將更詳細地討論)可以容納並包含在座靠部分的表面244和壁256限定的區域內。延伸部分236構造成，使得圓形座靠部分238的軸線相對於第二管口164的軸線傾斜5°。因此，如圖1所示，當在橫截面中觀看時，座靠部分238顯得相對於過濾元件傾斜。能夠容納O型圈的槽242圍繞壁256的外圍形成。通氣口246形成於延伸部分236內，該通氣口在流道34的流動路徑36與座靠部分238的表面244之間延伸。
外殼包括頭部52和本體54，該頭部和本體可以通過其接合面86、88處的配合性螺紋相互連接(當外殼安裝好之後)。該頭部和本體由金屬材料(具體地說，鋁或其合金)構成。它們可以通過機械加工或者通過例如鑄造等技術形成。
外殼本體包括柱形壁55；端壁57，其位於內壁的一端；以及開口端，其位於柱形壁的相對一端。外殼本體限定一空間，當使用時過濾元件同軸地置於該空間內。從排出層排出的液滴收集在外殼本體中的貯液器60中。外殼包括排出口62，該排出口例如為EP-A-81826中所公開的類型。
過濾元件通過肋和槽形式的相互嚙合結構安裝在外殼本體上。頂端蓋4具有圍繞其周邊的第一肋90、第二肋91、第三肋154以及第四肋156(例如，如圖4和圖5所示)，這些肋在過濾元件的外部從頂端蓋朝向底端蓋延伸。四根肋圍繞頂端蓋以大約90°的角度間隔開。此外，第一肋90和第二肋91圍繞頂端蓋以大約180°的角度間隔開。第一肋90和第二肋91通過對應形狀和位置的第一槽92、第二槽93容納在外殼本體中，其中第一槽92、第二槽93在外殼本體的開口端處設置在外殼本體的內部。
第三肋154和第四肋156在形狀、尺寸和構造上相同。第三肋154和第四肋156的前緣(引入氣流)為倒圓的，並且這些肋的後緣朝向鋒利邊緣或點向內縮窄(可選擇地，縮窄成為鋒利邊緣或點)。當在橫截面中(垂直於組件的軸線)觀看時，肋154、156近似為翼形。該形狀對於經過肋的氣體流動產生最小的阻力。與第一肋90和第二肋91相反，第三肋154和第四肋156沒有對應的槽。實際上，第三肋154和第四肋156的軸向面與外殼本體的輪廓配合，以至於在將過濾元件安裝在外殼本體中之後，這些肋靠在本體上。
第一肋90和第二肋91的形狀不同於第三肋154和第四肋156。第一肋90和第二肋91的前緣為倒圓的，而後端從倒圓的前緣向外張開。當在橫截面中(垂直於組件的軸線)觀看時，第一肋90和第二肋91具有近似錐形「V」的形狀，其中平坦的頂面在「V」的端部之間延伸。
從圖1中可以看出，第二肋91位於外殼50(下面將更詳細地討論)的頭部52的柱形內壁72下面。因此，當使用過濾組件時，第二肋91的的尖端一側幫助柱形內壁72周圍的氣體流動。第一肋90位於出口58下面。因此，為了使氣體方向背離出口的量最小，第一肋90在其最寬位置處的寬度小於第二肋91在其最寬位置處的寬度。此外，由於第一肋90及其對應的第一槽92比第二肋91及其對應的第二槽93窄，因此過濾元件只能以一個方位插入本體中。這可以確保當組裝外殼時外殼頭部52(下面將更詳細地討論)的入口56與頂端蓋4的流道34對正，而不會錯誤地與外殼頭部的出口58對正。當外殼頭部和本體構造成它們只能以一個方位安裝在一起時尤其如此。這一點可以通過在外殼頭部和本體的接合面86、88處設置單頭螺紋來實現。
過濾元件通過如下方式組裝在外殼本體中，即採用外殼本體54的第一槽92和第二槽93定位第一肋90和第二肋91，然後將肋滑入槽中直到肋座靠在槽的底部。在肋已經由槽完全容納之後，過濾元件牢固地懸掛在外殼本體中。因此，可以認識到，過濾元件在外殼本體內的軸向位置可以通過肋和槽的形狀和尺寸進行控制。此外，肋與槽的相互鎖定抑制過濾元件相對於外殼本體的旋轉。
在過濾元件適當地組裝在外殼本體中之後，環形空間64限定於過濾元件與外殼之間。通過將過濾元件沿著其軸線背離外殼本體拉出，可以將過濾元件從外殼本體54中取出。
外殼本體54具有多個平行於外殼本體的軸線沿著柱形壁55延伸的翅片96。設置在外殼本體54的柱形壁55上的翅片96的數量可以取決於外殼本體的尺寸。舉例來說，通常外殼本體越大，所設置的翅片96就越多。通常，所設置的翅片96的最小數量為兩個。在圖中所示的實施例中，外殼本體具有六個翅片96，然而圖中只示出兩個。這些翅片從外殼本體的端壁57向開口端延伸，並且圍繞外殼本體54的柱形壁55均勻地間隔開。當過濾元件組裝在外殼本體中使得肋完全容納在槽中時，排出層12的伸出底端蓋6的部分被壓縮在底端蓋與翅片96的邊緣之間。因此，過濾元件在外殼本體內的橫向位置可以通過翅片的形狀和尺寸進行控制。接觸排出層的翅片的邊緣的橫截面(與脊部的長度垂直地截取)為倒圓的凸出形狀。由於排出層在翅片與第二端蓋之間的局部壓縮，促使收集在排出層中的液體沿著各個翅片從排出層排出。
外殼頭部包括入口56，該入口通過外殼頭部中橫向延伸的主腔68與頂端蓋4上的流道34連通。主腔68由在外殼頭部內橫向延伸的柱形內壁72以及與入口56相對的內端壁70限定。柱形內壁72和內端壁70與外殼頭部為一體的。與外殼頭部同軸的第一圓孔74限定在組裝之後流入管道側壁的接近過濾元件的部分內。凹部248形成於主腔68內，當組件組裝之後該凹部背離過濾元件延伸並且與外殼頭部同軸。此外，通氣口250形成於端壁70中，該通氣口在主腔68與其周圍區域之間延伸。
通過將頂端蓋4的流道34經由圓孔74置於外殼頭部的主腔68中而將外殼頭部52固定於本體54(在過濾元件已經位於外殼本體內之後)。流道34在其外表面上具有由孔74容納的O型圈66，O型圈在孔中壓縮以形成不透流體的密封。座靠部分238也具有O型圈252以形成不透流體的密封，該O型圈在座靠部分的槽242與主腔68內凹部248的側壁之間壓縮，從而限定主腔內的輔助腔254。
通過相對於彼此旋轉而固定外殼頭部52和本體54，使其在其接合面86、88處的配合螺紋緊固，從而彼此互鎖。在頭部正確地固定於本體54之後，外殼頭部52的端壁70中的通氣口250在輔助腔254與包圍主腔68的外殼頭部內的區域之間延伸。
壓差測量裝置258容納在座靠部分238的表面244與壁256限定的區域內。合適的壓差測量裝置在現有產品中，例如在Domnick Hunter Limited銷售的商標為OIL-X的產品中為人公知。裝置258可以通過其與座靠部分238的壁256之間的摩擦力固定於座靠部分238；也就是說，裝置258通過「壓力配合」的連接方式固定於座靠部分238。然而，也可以使用其它的方法來固定壓力測量裝置，例如採用螺紋嚙合或粘接劑。O型圈260設置在壓差測量裝置258上，該O型圈260壓縮在裝置258與壁256之間以提供延伸部分236中的通氣口246與輔助腔254之間的不透流體的密封。由於延伸部分236中的通氣口246與過濾元件上遊的氣體流體連通，並且輔助腔254經由端壁70中的通氣口250與過濾元件下遊的氣體流體連通，因此壓力測量裝置能夠測量經過過濾元件的壓降。
可以通過相對於頭部52旋轉外殼本體54使得配合螺紋鬆開來拆卸該過濾組件。通過端蓋4的O型圈66、252與外殼頭部之間的摩擦力而施加於過濾元件的頂端蓋4上的任何旋轉力由如下相反的旋轉驅動力抵消，該旋轉驅動力通過第一肋90、第二肋91作用於外殼本體中容納肋的第一槽92、第二槽93來提供。因此，當相對於外殼頭部52旋轉外殼本體54時，過濾元件將趨向於位於外殼內，而非與頭部一起從本體中抽出，因此當從外殼本體54中取出外殼頭部52時，過濾元件將保持位於本體內，而非與頭部一起從本體中取出。
外殼頭部包括出口58，已經經過過濾元件的壁2的氣體可以通過該出口供應到下遊的應用場合。該出口與過濾元件的壁與外殼的內壁之間的環形空間64連通。
在使用中，待過濾的氣體通過外殼頭部中的入口56進入該過濾組件，並且通過外殼頭部中的主腔68以及過濾元件的流道中的流動路徑36和流入管中的流動路徑108被引導到過濾元件中的中空空間8中。當氣流經過流入管時，由螺旋形延伸的脊部110在進入中空空間8的氣流中產生螺旋形流動。由於流入管中開口的比例朝向其下遊端逐漸增大，進入中空空間8的氣體的供應得到分級。
氣流從中空空間8基本上徑向向外流動經過壁2的過濾介質。氣流中的任何液體都將被過濾層10凝聚，並且任何凝聚的液體都將被氣流帶到排出層12，在這裡留下液體。液體將容易排出到排出層12的底部，其中液體趨向於積聚在排出層12的摺疊在底面20下面的部分中，從而形成溼帶。當排出層12的該部分變得足夠飽和之後，液體將通常以液滴的形式開始從排出層該部分的任何暴露部分排出。翅片96對排出層12的壓縮將趨向於促使液體沿著翅片從排出層排出。
過濾元件中存在的已過濾氣體進入過濾元件與外殼之間的環形空間64中。已過濾氣體然後通過外殼頭部52中與環形空間64流體連通的出口58從過濾組件中流出。從環形空間64流到出口58的氣體被就位於柱形側壁下面的錐形肋91圍繞外殼頭部52的柱形內壁72朝向出口引導。
圖19至圖24示出本發明的可選實施例，其利用離心力去除氣流中的夾帶物。具體地說，圖19示出分離組件1002，其包括限定內部容積1006的外殼1004。外殼1004包括頭部1012以及本體部分1014，該頭部和本體部分可以通過其接合面1016、1018處的配合螺紋相互連接。外殼1004還包括位於頭部1012中的入口1020和出口1022，其用於氣體進入和流出分離組件1002；貯液器1008，其位於外殼的與第一端相對的第二端處；以及液體排出口1010。分離組件還包括引流器1024、偏流器1026、遮擋件1028以及含有管道部分1032的流道裝置1030，這些部件都位於外殼1004的本體部分1014內部。
頭部1012和本體部分1014由金屬材料(具體地說，鋁或其合金)構成。它們可以通過機械加工或者通過例如鑄造等技術形成。
本體部分1014包括柱形壁1034；端壁1036，其位於柱形壁1034的一端；以及開口端，其位於柱形壁的相對一端。從流過分離組件的氣流中分離出來的液體收集在貯液器1008中。液體排出口1010允許收集在貯液器1008中的液體從外殼1004中排出。在EP-A-81826中公開了合適的液體排出口1010的實例。
多個翅片1038朝向本體部分1014的第二端設置在本體部分中。翅片1038從外殼的第二端平行於本體部分的軸線朝向外殼的第一端沿著柱形壁1034部分地延伸。每個翅片1038提供朝向外殼頭端附近的端部的凸出部1040，遮擋件1028可以座靠於其上，下面將要更詳細地說明。
頭部1012在其內部包括主腔1044，該主腔1044具有與出口1022連通的第一端1046以及第二端1048，該第二端具有在分離組件1002組裝之後與外殼1004的內部容積1006連通的開口。主腔1044由在頭部內橫向延伸穿過的柱形內壁1042以及與出口1022相對的內端壁1050限定。
遮擋件1028具有碗形面1053和圓頂形面1055。遮擋件1028的周邊為圓形形狀。遮擋件具有多個朝向其周圍切除的窗口1052。窗口1052允許液體從遮擋件上方內部容積1006中的空間通過遮擋件1028到達貯液器1008，下面將要更詳細地說明。
遮擋件1028的直徑背離其周邊朝向其中點1054減小。遮擋件1028的直徑朝向其中點直到中途單調地減小，然後剩餘部分朝向其中點逐漸減小。因此，當截取如圖19、21和22所示的橫截面時，遮擋件的面限定倒圓的V形，該V形具有朝向端部1098的直邊緣1096以及朝向其中點1054的倒圓底部。
如圖22最佳顯示，遮擋件的直邊緣1096與遮擋件的周邊所在的平面之間的角度A為大約45°。此外，遮擋件1028的直徑X與遮擋件1028的深度Y之間的比值為大約2.8。
遮擋件1028由聚合材料諸如尼龍構成。它可以通過注射成型等技術形成。
遮擋壁1082設置為圍繞遮擋件1028的周圍延伸。遮擋壁1082從遮擋件1028延伸至外殼本體部分1014的開口端附近的開口端。遮擋壁1082大致為柱形形狀，並且滑動配合於外殼本體部分1014內。遮擋壁1082的內側1084的表面具有粗糙紋理。遮擋壁1082的開口端包括環形延伸的唇緣1088。當組裝之後，唇緣1088靠在外殼本體部分1014的開口端上，下面將要更詳細地說明。
多個槽1092在遮擋壁1082的開口端圍繞遮擋壁的內側1084設置，用於容納流道裝置1030的肋1070，下面將要更詳細地說明。在圖示的實施例中，兩個槽1092圍繞遮擋壁1082的開口端以180°間隔開。如圖20和24最佳顯示，還設置有圍繞遮擋壁1082的開口端的外側1090間隔開的肋1086。在圖示實施例中，槽1092也用作肋1086，因此設置有圍繞遮擋壁1082的開口端以180°間隔開的兩個肋1086。當組裝之後，肋1086滑動容納在外殼本體部分1014的柱形壁1034中的對應槽1056中。
流道裝置1030具有第一開口1058，其指向出口1022並且具有第一軸線A；以及第二開口1060，其指向外殼的本體部分1014並且具有第二軸線B。第一開口1058的軸線A與第二開口1060的軸線B之間的角度為90°。流道裝置1030提供兩個開口之間的連續流動路徑，因此在使用中提供氣流流動的平滑方向變化。流道裝置1030圍繞與第一開口1058的軸線A和第二開口1060的軸線B垂直地延伸的軸線C轉向。(如圖19所示，軸線C與分離組件1002的橫截面所截取的平面垂直地延伸)。
O型圈1078圍繞流道裝置1030設置在環形凹部中，該環形凹部在流道裝置的第二開口1060端圍繞流道裝置的外表面延伸。
流道裝置1030包括垂直地經過流道裝置1030延伸的第一曲形葉片1062、第二曲形葉片1064和第三曲形葉片1066。葉片1062、1064、1066每個圍繞其自身的軸線彎曲並且每個葉片的曲率半徑相同。此外，葉片1062、1064、1066在其前緣與後緣之間測量所得的長度都相同。葉片1062、1064、1066彎曲所圍繞的軸線與流道裝置1030彎曲所圍繞的軸線C平行地延伸。舉例來說，第二葉片1064圍繞軸線D彎曲。葉片1062、1064、1066每個具有凹面和凸面，其中每個葉片的凹面面向流道裝置1030的第一開口1058與第二開口1060。因此，葉片1062、1064、1066幫助引導第一開口1058與第二開口1060之間的氣體流動。
流道裝置1030還包括管道部分1032，當分離組件1002組裝之後該管道部分1032伸入外殼本體部分1014。在該實施例中，流道裝置1030和管道部分1032為一件。然而，可以認識到，它們並非必須為一件。管道部分1032限定用於氣體離開內部容積1006的流動路徑1068，並且與流道裝置1030的第二開口1060流體連通。管道部分1032的壁為柱形的。管道部分1032的直徑朝向其位於第二開口1060附近的端部縮小。
引流器1024包括多個圍繞管道部分1032設置的擋板1072。當流道裝置1030位於外部本體部分1014中時，擋板1072在管道部分1032與本體部分的柱形壁1034的內側之間延伸。擋板具有矩形形狀，並且布置為當流道裝置1030位於本體部分1014中時擋板的平面表面與外殼本體部分1014的縱軸成角度地延伸。
流道裝置1030還包括多個在其靠近第二開口1060的端部背離管道部分1032延伸的肋1070。肋1070可以滑入遮擋壁1082的槽1092中，以便於將流道裝置1030保持在本體部分1014內。在圖示實施例中，兩個肋1070圍繞管道部分1032以180°間隔地設置。另外，在圖示實施例中，每個肋1070也作為擋板1072。然而，可以認識到，肋1070可以具有與擋板1072不同的構造，並因此不作為擋板。
偏流器1026圍繞管道部分1032環形地延伸，並且其形狀和尺寸使其在流道裝置1030位於本體部分中時背離管道部分部分地朝向遮擋壁1082的內側延伸。偏流器1026位於擋板1072的遠離流道裝置1030的第二開口1060的一側上。偏流器1026包括擋板1072附近的凸出部分1074，其基本上垂直於管道部分1032的軸線背離管道部分1032延伸；以及側裙部1076，基本上平行於管道部分的軸線背離凸出部分的端部延伸。
流道裝置1030由聚合材料例如尼龍構成。流道裝置1030可以通過注射成型等技術形成。流道裝置1030的不同部件，例如管道部分1032、肋1070、引流器1024和偏流器1026可以共同形成為單一件，形成為不同件或者形成為單一件與不同件的組合(即，管道部分1032和偏流器1026可以形成為單一件，並且引流器1024形成為分離件，然後固定於管道部分)。
分離組件1002通過如下方式組裝，即，通過將遮擋件1028和遮擋壁1082滑動經過本體部分，直到遮擋件1028的圓頂形面1055的窗口1052之間的部分靠在翅片1038的凸出部1040上，並且直到肋1086容納在外殼本體部分1014的柱形側壁1034中的槽1056中，從而使遮擋件1028和遮擋壁1082位於外殼本體部分1014中。在肋1086已經完全由槽1056容納之後，遮擋件1028和遮擋壁1082牢固地懸掛在外殼本體部分1014內，並且唇緣1088應該靠在外殼本體部分1014的開口端上。遮擋件1028和遮擋壁1082於是牢固地懸掛在外殼本體部分1014內，並且遮擋件1028和遮擋壁1082在外殼本體部分1014內的旋轉因為肋1086與槽1056之間的互鎖而受到限制。
然後通過將肋1070滑入槽1092中直到肋1070靠在槽的底部上而將流道裝置1030置於外殼本體部分1014中。在肋1070已經完全由槽1092容納之後，流道裝置1030牢固地懸掛在外殼本體部分1014內。因此，流道裝置1030在外殼本體部分1014內的軸向位置可以通過肋1070和槽1092的形狀和尺寸來控制。此外，肋1070與槽1092之間的互鎖避免流道裝置1030的旋轉。通過沿著本體部分的軸線背離本體部分拉出流道裝置，可以從外殼本體部分1014中取出流道裝置1030。
通過使流道裝置1030經由主腔第二端1048處的開口置於頭部的主腔1044中，而將外殼頭部1012固定於外殼本體部分1014。O型圈1078由開口容納，並且受主腔1044的壁壓縮而形成不透流體的密封。
通過將外殼頭部1012和本體部分1014相對於彼此旋轉，使其接合面1016、1018處的配合螺紋彼此緊固而互鎖，外殼頭部1012和本體部分1014固定在一起。O型圈1080設置在接合面1016、1018處，並且受接合面壓縮而形成不透流體的密封。當組裝之後，入口1020與外殼1004的內部容積1006流體連通。
通過將外殼頭部1012和本體部分1014相對於彼此旋轉，使其配合螺紋鬆開，可以拆卸分離組件1002。由流道裝置上的O型圈1078與頭部1012的主腔1044之間的摩擦和相關力(例如，由兩者的物理或化學作用而產生的力)而施加於流道裝置1030上的任何旋轉力都由作用於遮擋壁1082的槽1092上的肋1070提供的相反旋轉力抵消。因此，當相對於彼此旋轉外殼頭部1012和本體部分1014時，流道裝置1030將趨於留在本體部分內，而非與頭部一起背離本體部分拉出。因此，當使外殼頭部1012和本體部分1014相對於彼此分離時，流道裝置1030仍將保持於本體部分1014內。
在使用中，分離組件在基本上豎直的位置中使用，外殼頭部1012位於本體部分1014上方。含有要去除的夾帶物的氣體經過入口1020進入分離組件。在所述實施例中，氣體為空氣而夾帶物為水。氣體背離入口1020流動，經過引流器1024的擋板1072。擋板1072的構造和布置使得氣流進行螺旋流動，如線1084所示。在氣體已經經過擋板1072通過引流器1024之後，氣體流過偏流器1026。偏流器1026的構造和布置迫使氣體朝向遮擋壁1082向外流動。
由於氣體中夾帶的水比氣體重，當氣流以螺旋方式旋轉時水被朝外推向遮擋壁1082。這是因為當氣體/水混合物旋轉時水上產生離心力。於是水掉落在遮擋壁1082的內側1084上，經由窗口1052穿過遮擋件1028，並且收集在外殼本體部分1014底部的貯液器1008中。通過操作液體排出口1010就可以從貯液器1008中排出水。
氣體繼續以螺旋運動方式背離入口1020流動，直到到達遮擋件1028。此時，氣體被背離遮擋件1028朝向外殼頭部1012反射回去，如線1086所示。由於遮擋件1028的碗形形狀，氣流的螺旋流動得到保持。此外，遮擋件用於使氣體朝向流道裝置1030的管道部分1032加速螺旋流動。
遮擋件1028用作擋板以阻止氣體流動通過。遮擋件1028下方區域中，即遮擋件與外殼本體部分1014的端壁1036之間氣體體積中的紊亂小於遮擋件上方氣體體積中的紊亂。因此，遮擋件1028與外殼本體部分1014的端壁1036之間的空間稱為「靜區」。
然後，氣流在通過出口1022從分離組件1002釋放之前經過管道部分1032、流道裝置1030，並最終經過主腔1044。在氣體通過流道裝置時，流道裝置1030以及葉片1062、1064、1066所提供的平滑方向變化有助於氣體轉向。這有助於減小流道裝置1030中的紊亂，從而有助於降低流道裝置中因為方向變化而導致的壓降。
權利要求
1.一種用於收集氣流中的夾帶物的組件，所述組件包括在內部限定出空間的外殼，所述外殼具有用於待過濾氣體的入口和出口，所述組件還包括流道，所述流道具有與所述入口和出口之一連通的第一管口以及與所述外殼內的空間連通的第二管口，其中，所述第一管口的軸線和所述第二管口的軸線不相對正，所述流道包括至少一個位於其內部的葉片，使得在所述第一管口與第二管口之間沿著所述流道流動的氣流流過所述葉片，並且因為所述葉片而變為平滑。
2.根據權利要求1所述的組件，其特徵在於，所述第一管口的軸線與所述第二管口的軸線之間的角度至少為大約30°。
3.根據權利要求1所述的組件，其特徵在於，當沿著所述葉片的長度看時，所述葉片大致圍繞葉片軸線彎曲，所述葉片軸線與所述第一管口的軸線大致垂直並且與所述第二管口的軸線大致垂直。
4.根據權利要求1所述的組件，其特徵在於，所述流道沿著其長度的至少大部分具有大致圓形的橫截面。
5.根據權利要求1所述的組件，其特徵在於，所述流道的橫截面沿著其長度的至少大部分基本恆定。
6.根據權利要求1所述的組件，其特徵在於，所述葉片在所述流道的相對壁之間延伸穿過所述流道。
7.根據權利要求1所述的組件，其特徵在於，所述流道包括至少兩個所述葉片。
8.根據權利要求7所述的組件，其特徵在於，從葉片凸面的中點處測量的相鄰葉片之間的距離與葉片的弦長的比率至少為大約0.2。
9.根據權利要求8所述的組件，其特徵在於，從葉片凸面的中點處測量的相鄰葉片之間的距離與葉片的弦長的比率不超過大約1.0。
10.根據權利要求1所述的組件，其特徵在於，所述葉片具有由端面提供的前緣，所述端面布置為與從所述第一管口朝向所述端面流動的氣流的方向成傾斜角度。
11.根據權利要求10所述的組件，其特徵在於，所述葉片的端面與氣流方向之間的角度至少為大約4°。
12.根據權利要求1所述的組件，其特徵在於，所述流道由可配合的第一部件和第二部件形成，所述第一部件包括流道壁的第一部分和所述葉片，所述第二部件包括流道壁的第二部分，所述第二部分具有形成於其中的凹部，當所述第一部件和第二部件配合在一起時，所述葉片的遠離所述流道壁第一部分的端部可以容納於所述凹部中。
13.根據權利要求12所述的組件，其特徵在於，所述流道的可配合的第一部件和第二部件大致在包含所述第一管口的軸線和第二管口的軸線的平面內配合。
14.根據權利要求1所述的組件，其特徵在於，所述流道被形成為與所述外殼分離的部件。
15.根據權利要求1所述的組件，其特徵在於，所述外殼包括頭部和本體部分，所述入口和出口中至少一個設置在所述頭部中，所述頭部在其內部限定主腔，所述主腔與所述口連通且與所述外殼內的空間連通，所述口的軸線與所述外殼的軸線不相對正，所述組件包括密封件，所述密封件設置在位於或者朝向主腔的自由端的主腔內壁與位於流道的第二管口處的流道之間，所述流道從所述空間伸入所述主腔。
16.根據權利要求15所述的組件，其特徵在於，所述流道具有朝向所述主腔內的凹部延伸的延伸部分，所述組件包括位於所述延伸部分的外表面與所述主腔的內壁之間的輔助密封件，所述輔助密封件在所述主腔內凹部中限定出輔助腔，該輔助腔通過所述輔助密封件與主腔隔離。
17.根據權利要求1所述的組件，其特徵在於，所述組件包括管狀過濾元件，所述過濾元件在其內部限定出中空空間，並且可以安裝在所述外殼內以使得氣流穿過其壁流動，所述第二管口布置為與所述過濾元件內的中空空間連通。
18.一種用於收集氣流中的夾帶物的管狀過濾元件，所述過濾元件具有由過濾介質形成的壁，所述壁在其內部限定出中空空間，使得氣流可以流過壁進行過濾，所述過濾元件具有流道裝置，所述流道裝置具有第一管口，其與用於過濾元件的外殼中的口連通；以及第二管口，其與過濾元件內的中空空間連通，其中，所述第一管口的軸線和所述第二管口的軸線不相對正，並且所述流道包括至少一個位於其內部的葉片，使得在所述第一管口與第二管口之間沿著所述流道流動的氣流可以流過所述葉片，並且因為所述葉片而變得平滑。
19.一種用於收集氣流中的夾帶物的過濾組件，所述過濾組件包括用於管狀過濾元件的外殼，所述過濾元件在其內部限定出中空空間並且布置為讓氣流流過其壁，所述外殼具有用於待過濾氣體的入口和出口，所述過濾組件還包括流道，所述流道具有第一管口，其與用於待過濾氣體的入口和出口之一連通；以及第二管口，其與所述過濾元件內的中空空間連通，其中，所述第一管口的軸線和所述第二管口的軸線不相對正，並且所述流道包括至少一個位於其內部的葉片，使得在所述第一管口與第二管口之間沿著所述流道流動的氣流可以流過所述葉片，並且因為所述葉片而變得平滑。
20.一種用於收集氣流中的夾帶物的分離組件，所述分離組件包括在其內部限定出空間的外殼，所述外殼具有用於待過濾氣體的入口和出口，所述分離組件還包括流道，所述流道具有用於與所述出口連通的第一管口以及用於與所述外殼內的空間連通的第二管口，其中，所述第一管口的軸線和所述第二管口的軸線不相對正，並且所述流道包括至少一個位於其內部的葉片，使得在所述第一管口與第二管口之間沿著所述流道流動的氣流可以流過所述葉片，並且因為所述葉片而變得平滑，所述分離組件還包括流出管，其從所述流道的第二端與該第二端基本同軸地延伸；以及引流器，其位於所述入口的下遊，以使得流入所述外殼的氣體流過所述引流器，並且使得進入的氣體在所述外殼內沿基本螺旋形路徑流動。
全文摘要
一種用於收集氣流中的夾帶物的組件包括在內部限定出空間的外殼，所述外殼具有用於待過濾氣體的入口和出口。所述組件包括流道，所述流道具有與所述入口和出口之一連通的第一管口以及與所述外殼內的空間連通的第二管口。所述第一管口的軸線和所述第二管口的軸線不相對正，所述流道包括至少一個位於其內部的葉片，使得在所述第一管口與第二管口之間沿著所述流道流動的氣流流過所述葉片，並且因為所述葉片而變為平滑。
文檔編號B01D46/00GK101056686SQ200580033687
公開日2007年10月17日 申請日期2005年7月26日 優先權日2004年8月5日
發明者約翰·皮爾遜, 託馬斯·史蒂芬·比特爾, 雷蒙德·弗朗西斯·特羅斯達勒, 布賴恩·萊恩 申請人:多姆尼克亨特公司