用于液力空气和沉积物分离装置的聚结媒介的制作方法

用于液力空气和沉积物分离装置的聚结媒介
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年3月17日提交的序列号为62/990,543的临时专利申请的权益，该临时专利申请的全部内容通过引入并入本文。
技术领域
3.本发明涉及一种具有聚结媒介的分离装置；更具体地涉及一种用于泵送系统的液力空气和沉积物分离装置。


背景技术：

4.聚结去除分离器是通常安装在循环hvac系统上以从流过系统的流体中去除夹带气体(例如空气)和固体颗粒(例如氧化铁)的装置。截留在液力系统中的气体导致潜在的有害腐蚀。固体颗粒聚集在沉积物中，沉积物会污染泵或阀中的移动部件并损坏系统中的传感器。举例来说，本发明的申请人目前制造了增强型空气分离器(eas)，其可以在(bellgossett.com)的增强型空气分离器-eas-xylem applied water-systems中找到。
5.聚结去除分离器通过使系统流体进入到罐中、通过聚结媒介并返回系统而工作。使流体通过媒介的动作使得夹带气体和颗粒能够从系统中被去除。媒介破坏流体流动并减慢流体速度，这允许气泡从溶液中出来，并通过它们的自然浮力漂浮到分离罐的顶部以排出系统。同样，流体速度的降低允许流体中的固体(其比系统流体重)从溶液中出来并下降到罐的底部以通过排放动作被去除。该媒介还提供用于溶解的气体和固体在周围收集或聚结的表面。当更多的溶解气体或固体通过媒介组时，分子将继续聚结，直到它们有足够的浮力漂浮到顶部或有足够的重量下落到底部。
6.当前聚结去除分离器媒介的一个问题是它们显著地增加了单元的压降，这可能不利地影响整个系统的效率。另一个问题是由于它们的设计，它们不能有效地去除气体或固体。
7.在液力系统中，其它刷子类型的媒介已经被用于聚结分离，然而，刷子媒介被紧密地捆扎并且刷毛被随机地互相啮合。这也增加了分离器单元的压降。紧密捆扎的随机刷毛不能有效地去除固体。由于固体可以收集并积聚在随机的刷毛中，压降也将继续增加，还降低了液力系统的效率。
8.此外，还注意到在英国制造的产品也制造了具有刷子状媒介的分离器。这些单元使用随机排列并紧密堆积的刷子，这增加了压降并降低了系统效率。这两种类型的产品在消除系统污染物方面没有做足够好的工作。


技术实现要素：

9.总之，本发明提供了一种聚结分离器媒介，其改善了通过分离器的压降特性，同时改善了装置更有效地从系统流体中除去气体和固体的能力。该媒介由一系列螺旋包绕的不锈钢刷子组成，所述不锈钢刷子布置成使得刷子填充分离罐的大部分容腔，并且它们的刷
毛相互包绕。流体流过刷子媒介，与刷毛和杆接触以减慢流体速度，使夹带气体和固体分别从溶液中出来并上升或下降。刷子媒介的刷毛和杆为溶解的气体和固体在周围聚结提供了多个表面。
10.刷子媒介的螺旋包绕用于两个目的。首先，由刷毛包绕形成的螺旋促使夹带的气泡或通过溶解气体的聚结形成的气泡上升到分离罐的顶部以被排出。第二，刷毛的螺旋形状允许刷毛相互缠绕而不会相互干扰。这种干扰可导致穿过分离器的压降增加。
11.刷子媒介与一对基板保持在一起，一个基板在顶部，一个基板在底部。媒介板具有足够的开口面积以允许气泡上升到分离器的顶部而固体下降到底部。
12.根据一些实施例，本发明可以采取以聚结去除分离器为特征的装置的形式，该装置包括：
13.分离罐，该分离罐具有分离器输入端，该分离器输入端被配置为用于接收流动通过系统的流体，该流体具有夹带气体和固体颗粒，该分离罐具有罐壁，该罐壁被配置为用于在该分离罐内形成容腔/腔室以处理该流体，并且该分离罐具有分离器输出端，该分离器输出端被配置为用于提供不含至少一些夹带气体和固体颗粒的经处理的流体；以及
14.聚结媒介，被设置在分离罐的容腔/腔室中的，该聚结媒介具有至少一个螺旋包绕的刷子，该刷子具有杆和包绕的，该刷毛实质上填充分离罐的容腔/腔室并且被配置为使夹带气体和固体颗粒中的至少一些能够从流体中出来。
15.该装置还可以包括以下特征中的一个或多个：
16.聚结媒介可以包括一系列螺旋包绕的刷子。
17.该至少一个螺旋包绕的刷子可以包括至少一个螺旋包绕不锈钢刷子。
18.相互缠绕的刷毛和杆被配置为接触流过聚结媒介的流体，以减慢流体的速度，使夹带气体和固体颗粒从流体中出来，并上升到分离罐的顶部或下降到分离罐的底部。
19.聚结媒介可以包括顶板和底板，所述顶板和底板被配置为将一系列螺旋包绕的刷子耦合在一起，以用于将聚结媒介布置，放置或安装在分离罐内。
20.顶板和底板可以包括配置或形成在其中的顶部和底部开口，以使得从流体中出来的夹带气体和固体颗粒上升到分离罐的顶部或下降到分离罐的底部。
21.该装置可以包括液力hvac系统，该液力hvac系统具有设置在其中的聚结去除分离器，以从在液力hvac系统中流动的流体中去除夹带气体和固体颗粒。
22.分离罐可以包括顶部通气口，该顶部通气口被配置为从分离罐排出夹带气体并将它们从液力hvac系统中除去。
23.分离罐可以包括底部排出口，该底部排出口被配置为从分离罐提供固体颗粒并将它们从液力hvac系统中除去。
24.根据一些实施例，本发明可以采取聚结去除分离器的形式，其特征在于入口、分离罐和出口。
25.入口可以被配置为提供以流体速度流过具有夹带气体和固体颗粒的系统的流体。
26.该分离罐可以包括顶部通气口、底部通气口、以及至少一个其上布置有一系列螺旋包绕的不锈钢刷子的杆，这些不锈钢刷子被配置为：
27.填充所述分离罐的容腔的大部分，
28.与流体中的夹带气体和固体颗粒接触以减慢流体并降低流体速度，
29.致使至少一些夹带气体作为聚结的气体从该流体中出来，以用于从该顶部通气口通气，并且
30.致使至少一些固体颗粒作为聚结的固体颗粒从该流体中出来以便朝向该底部排放下沉。
31.该出口可以被配置为将处理过的流体从该分离罐提供到该系统，该处理过的流体不含聚结的气体和聚结的固体颗粒。
附图说明
32.附图包括图1-图5，附图不一定按比例绘制，如下：
33.图1是根据本发明一些实施例的以聚结去除分离器为特征的装置的截面图。
34.图2是根据本发明的一些实施例的聚结媒介的透视图，该聚结媒介可以形成图1所示的聚结去除分离器的一部分。
35.图3a是根据本发明的一些实施例的图2所示的聚结媒介的俯视图。
36.图3b是根据本发明的一些实施例的图2所示的在顶板和底板之间的聚结媒介的截面图。
37.图4是根据本发明的一些实施例的螺旋包绕的刷子的侧视图，该螺旋包绕的刷子形成图1和图2中所示的聚结媒介的一部分。
38.图5是根据本发明的一些实施例的螺旋包绕的刷子的侧视图，该螺旋包绕的刷子具有杆和形成图1和图2中所示的聚结媒介的一部分的缠绕刷毛。
39.为了一致性，图中相似的部分或部件用相似的参考数字和标记来标记。用于每个元件的每个引线和相关联的参考标号不包括在附图的每个图中，以减少作为整体的附图中的混乱。
具体实施例
40.图1示出了聚结去除分离器形式的总体上表示为10的罐12和聚结媒介14，如图2-图5中更详细示出的。
41.分离罐12具有分离器输入端i，该分离器输入端i被配置为接收流过具有夹带气体g和固体颗粒p的系统(未示出)的流体f。分离罐12具有罐壁w，罐壁w被配置为在分离罐12内形成容腔/腔室c以处理流体f。分离罐12还具有分离器输出端o，该分离器输出端o被配置为提供经处理的流体f
p
，该经处理的流体f
p
不含夹带气体g和固体颗粒p中的至少一些。
42.聚结媒介14被布置在分离罐12的容腔/腔室c中，并且具有至少一个螺旋包绕的刷子16，刷子16具有杆s和缠绕的刷毛(ib)，刷毛(ib)实质上填充分离罐12的容腔/腔室c，并且被配置为使得夹带气体g和固体颗粒p中的至少一些能够例如作为聚结的气体和聚结的固体颗粒从流体f中出来。
43.本发明的范围不限于从流体f释放的夹带气体g和固体颗粒p的量。例如，设想了实施例，并且本发明的范围旨在包括，在一些应用中从流体f中释放夹带气体g和固体颗粒p中的至少一些，在其他应用中从流体f中释放夹带气体g和固体颗粒p中的大部分，以及在另外其他应用中从流体f中释放基本上夹带气体g和固体颗粒p的全部。
44.例如，聚结媒介14可以包括一系列螺旋包绕的刷子16，这在图4-图5中最佳地示
出。图2-图5示出了具有七个螺旋包绕的刷子16的聚结媒介14，但是本发明的范围并不旨在限于任何特定数目的螺旋包绕的刷子16。例如，设想了实施例，并且本发明的范围旨在包括使用多于七个螺旋包绕的刷子16或少于七个螺旋包绕的刷子16。在图2-图5中，七个螺旋包绕的刷子16被对称地布置成具有2-3-2格式的三排，尽管本发明的范围不旨在限于螺旋包绕的刷子16的任何特定布置或格式。
45.螺旋包绕的刷子16可以包括或采取至少一个螺旋包绕不锈钢刷子的形式，但是本发明的范围不旨在限于制造螺旋包绕的刷子16的任何特定类型或种类的材料。例如，设想了实施例，并且本发明的范围旨在包括使用现在已知或将来以后开发的其他类型或种类的材料。
46.杆s和包绕的刷毛1b被配置为接触流过聚结媒介14的流体f，以减慢流体f的速度，使夹带气体g和固体颗粒p从流体f中出来，聚结，并且上升到分离罐12的顶部t或下降到分离罐12的底部b。具有杆和缠绕刷毛的螺旋包绕的刷子在本领域中是已知的，并且本发明的范围不旨在限于其中构造杆s和缠绕刷毛ib的任何特定方式。作为示例，并且如本领域技术人员将理解的，术语“缠绕”可以被理解为意指“通过彼此环绕而联合”，并且术语“环绕”可以被理解为意指“围绕支撑件”。
47.聚结媒介14可以包括顶板和底板p
t
、pb，所述顶板和底板p
t
、pb被配置为将一系列螺旋包绕的刷子16连接在一起，以便将聚结媒介14布置、放置或安装在分离罐12内。与图1中所示的一致，聚结媒介14可以被布置或放置在分离罐12中，或者可以被安装在分离罐12中，尽管本发明的范围不旨在限于聚结媒介14在分离罐12内的任何特定类型或种类的布置、放置或安装。例如，与图1和图2所示的一致，螺旋包绕的刷子16的杆s被连接到顶板p
t
和底板pb。这些连接可以采取将螺旋包绕的刷子16的杆s焊接到顶板p
t
和底板pb的形式，或者将刷子16的杆s环氧焊接到顶板p
t
和底板pb的形式，尽管本发明的范围不旨在限于螺旋包绕的刷子16的杆s到顶板p
t
和底板pb的任何特定类型或种类的连接。例如，设想了实施例，并且本发明的范围旨在包括使用现在已知或将来以后开发的其他类型或种类的连接。
48.顶板p
t
和底板pb可以包括顶部开口o
t
和底部开口ob，顶部开口o
t
和底部开口ob构造或形成在顶板pb中，以使得从流体f中出来的夹带气体g和固体颗粒p能够上升到分离罐12的顶部t或下降到分离罐12的底部b。图2、图3a和图3b示出了具有十二个顶部开口o
t
和底部开口ob的顶板p
t
和底板pb，但是本发明的范围不旨在限于任何特定数目的顶部开口o
t
和底部开口ob。例如，设想了实施例，并且本发明的范围旨在包括使用多于十二个顶部和底部开口o
t
、ob，或少于十二个顶部和底部开口o
t
、ob。在图2、图3a和图3b中，十二个顶部和底部开口o
t
、ob对称地布置成具有2-4-4-2格式的四行，尽管本发明的范围不旨在限于十二个顶部和底部开口o
t
、ob的任何特定布置或格式。
49.装置10可以包括液力hvac系统，该系统具有设置在其中的聚结去除分离器10，以从在液力hvac系统中流动的流体f中去除夹带气体g和固体颗粒p。
50.分离罐12可以包括顶部通气口v，该顶部通气口v被配置为从分离罐12排出夹带气体g并将它们从系统中除去。
51.分离罐12可以包括底部排出口bb，底部排出口bb被配置为从分离罐12提供固体颗粒p并将它们从系统中去除。
52.本发明的范围
53.本文详细示出和描述的实施例仅以示例的方式提供；并且本发明的范围不旨在限于本文所包括的这些部件或元件的具体构型、尺寸和/或设计细节。换句话说，本领域的技术人员将理解，可以对这些实施例进行设计改变，使得所得到的实施例不同于这里所公开的实施例，但是仍然在本发明的总体精神内。
54.应当理解，除非在此另外说明，关于在此的特定实施例描述的任何特征、特性、替代或修改也可以与在此描述的任何其他实施例一起应用、使用或结合。
55.尽管已经参照本发明的示例性实施例描述和示出了本发明，但是在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在其中和其上进行前述和各种其它添加和省略。