CN101514935A - 在过滤器设备中确定分离度或进行泄漏测试的方法和设备 - Google Patents

Abstract

在用于从气体体积流中分离悬浮物的过滤器设备中用于确定分离度或进行泄漏测试的方法中，测试悬浮物借助添加元件(17)在气体体积流的流动方向上观察在过滤器设备(2)前方添加到原气体流中。在流动方向上观察在过滤器设备后方(2)在纯净气体流中进行微粒数量的测量和/或微粒浓度的确定，其中测试悬浮物的微粒数量的测量和/或微粒浓度的确定通过可在过滤器设备(2)的横截面(31)上运动的接收元件(26)对于纯净气体流的部分体积流进行。为了即使在紧凑空间情况中也能为测试目的将过滤器元件(9)的整个横截面在加载悬浮物时覆盖，使用于测试悬浮物的添加元件(17)横向于流动方向运动。此外，描述了用于进行前述方法的设备(1)。

Description

在过滤器设备中确定分离度或进行泄漏测试的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种在用于从气体体积流中分离悬浮物的过滤器设备中用于确定分离度或进行泄漏测试的方法，其中测试悬浮物借助一添加元件在气体体积流的流动方向上观察在过滤器设备前方添加到原气体流中，且在流动方向上观察在过滤器设备后方在纯净气体流中进行微粒数量的测量和/或微粒浓度的确定，其中测试悬浮物的微粒数量的测量和/或微粒浓度的确定借助可在过滤器设备的横截面上运动的接收元件对于纯净气体流的部分体积流进行。此外，本发明涉及根据权利要求7的前序部分的一种用于执行前述方法的设备。

背景技术

用于纯净气体部分体积流的可运动接收元件例如从DE 199 23 502 C1中已知。以在此文献中公开的方法，可进行对于过滤效率的局部差异的评价，以及对于过滤器设备的过滤器元件的密封座区域内的潜在不密封性的评价。过滤器设备的整个背侧，即纯净气体侧被借助接收元件近似地“扫描”，因此能够检验整个过滤器横截面的有效性。

从此类的文献WO 2007/021333 A2中已知了一种安装在过滤器壳体内的过滤器设备，其中用于测试悬浮物的环形添加装置布置在放置于过滤器壳体的流入侧的截流闸板(Absperrklappe)附近。由于过滤器壳体因节约空间的原因而必须保持小的结构长度，因而在测试悬浮物的添加和过滤器元件的原气体侧流入横截面之间的流动路程很小。因此产生了关于测试悬浮物分布的均匀性的问题。不过，当测试悬浮物在过滤器横截面上不均匀分布时，在纯净气体侧就不能得到对于局部过滤器效果的足够可靠的评价。同样，在此情况中，分离度的确定也几乎是不可能的，因为不能得到对于测试悬浮物在原气体侧上的浓度的可靠说明。测试悬浮物的添加和过滤器设备之间距离的增大由于必须如前述地节约空间地构造而不能实现，使得测试悬浮物的添加和进入过滤器设备之间的流程的增大不是用于改进测试悬浮物分布均匀性的可行方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于建议一种在用于从气体体积流中去除悬浮物的过滤器设备中用于确定分离度或用于进行泄漏测试的设备，其中可给出对于被测试过滤器的局部效率的准确评价。

从以上所述的方法出发，通过使用于测试悬浮物的添加元件横向于流动方向运动来解决了此技术问题。

因此，根据本发明，并不试图于将富集有测试悬浮物的原气体流在其从固定的添加位置直至进入过滤器设备的行程中均匀化，而是使添加元件自身运动，以使测试悬浮物能够按照已知的量或浓度加载整个过滤器横截面。根据本发明的方法的优点在于，在流动的方向上观察，即使在很窄的位置关系中也使得测试悬浮物可靠地到达过滤器设备的整个横截面。测试悬浮物因此将在多个位置添加，以便优选地为这些位置分别地测量在纯净气体流中的相应位置处的微粒数量和/或微粒浓度。此外，基本上使得添加元件能够以相应的高速度持续运动，以以此方式实现过滤器设备的准均匀的进气。纯净气体侧的测量在此情况中可以对于过滤器横截面的不同的区域在时间上相继地进行，如同在现有技术中已知的扫描方法中常见的那样，结果对于整个过滤器横截面进行了扫描。

作为对添加元件的持续运动的替代，也可以使添加元件在过滤器横截面上逐步地运动，且在纯净气体侧上的测量因此在流动方向上的各自对应的位置处进行。在此运行方式中，测试悬浮物的添加和在纯净气体侧对部分体积流的接收因此总是在时间上和位置上相互对应。

根据本发明的方法的构造，添加元件横向于流动方向移动和/或围绕与流动方向平行的轴线旋转，其中，在一个测量周期期间，扫掠过整个位于原气体侧的过滤器设备横截面。

优选地，在该测量周期期间，接收元件与添加元件同步地运动，其中以步进方式或连续方式扫掠过整个位于纯净气体侧的过滤器设备横截面。

测量循环可包括添加元件的静止阶段和运动阶段以及接收元件的静止阶段和运动阶段，其中在静止阶段和/或运动阶段进行悬浮物添加。

特别地，为也能够进行分离度的确定，建议在流动方向上在用于测试悬浮物的添加元件后方且在流动方向上在过滤器设备的前方的至少一个位置处测量测试悬浮物在原气体中的浓度c₁，其中在纯净气体侧也测量浓度c₂，由此根据下式确定出分离度：A＝1-c₂/c₁。在选择用于测量原气体中的测试悬浮物浓度c₁的位置时，不特别要求考虑到在过滤器横截面上的均匀性。浓度c₁的测量通过如下方式实现，即：使添加元件位于在流动方向上与测量位置相关的位置处，而不使得此浓度c₁在此时间点上也在过滤器横截面的其他位置处存在。然而可由此得出，在添加元件随后在原气体侧的过滤器横截面上运动时，先前在测量位置上确定的浓度c₁也存在于所有其他过滤器横截面位置，因此由于均匀的进气而输出具有浓度c₁的整个原气体侧，这被考虑为分离度的确定的基础。

在设备技术方面，对于作为基础的任务通过如下方式解决：即借助移动装置使添加元件能够在位于原气体侧上的过滤器设备横截面上运动。根据本发明的方法以简单的方式实现了这样的设备。此外，可以由于使用相同部件的原因而在原气体侧也构造如同在已知的扫描装置中形成在纯净气体侧的移动装置。

如果要在多个位置添加测试悬浮物，则与接收元件连接的测量装置在纯净气体流中的对应于流动方向的位置处可进行对微粒数量的测量，以及由此导出的对于测试悬浮物微粒浓度的确定。

在此，添加元件可横向于流动方向移动地和/或围绕与流动方向平行的轴线可旋转地被支承，其中以添加元件可扫掠过整个位于原气体侧的过滤器设备的横截面。

为时间上相继地测试过滤器设备不同位置的效率，添加元件和接收元件应可同步地相互运动，使得它们总是获得从原气体侧向纯净气体侧延伸的气体体积流的相同的流线。

如果添加元件和为之配设的移动装置布置在过滤器设备的两个串联相继连接的过滤器级之间，则根据本发明的设备具有特别地优点。在此，典型地具有特别地紧凑的可供使用的空间，使得固定的添加元件不导致测试悬浮物在整个过滤器横截面内的足够的均匀化。

同样在本发明的范围内的是，过滤器设备的一个或多个过滤器级由优选呈矩形过滤器单元形式的一个或多个相互并联连接的过滤器元件组成。经常为实现足够的体积流量将多个过滤器元件在同一过滤器壳体内并联连接，以增大有效过滤器面且同时保持小的投资成本。可以在同一壳体内或者为每一个移动装置使用一个过滤器元件，或将唯一的移动装置用于多个并联连接的过滤器元件，后者基本上是更有效的。

移动装置的优选的结构转变在于，该移动装置具有在过滤器设备的高度上延伸的直线导向件，添加元件可沿所述直线导向件移动。在此，添加元件可以是棒形的、特别是管形的，带有分布地布置在其上的喷嘴，且在过滤器设备的宽度上延伸，其中测试悬浮物基本上可由添加元件在添加元件的整个长度上排出，且因此可在过滤器设备的整个宽度上进气。

本发明进一步在构造上规定使移动装置包括可旋转驱动地支承在过滤器设备的过滤器壳体内的心轴和与之协作的螺母元件，添加元件固定在所述螺母元件上。以此，可将马达的旋转运动容易地转换为添加元件的直线运动，这在带有矩形过滤器横截面的过滤器设备中是特别地具有优点的。

为也能进行分离度测量，在原气体侧上也应设有接收元件，该接收元件在流动方向上在过滤器设备前方且在用于测试悬浮物的添加元件后方，且以所述接收元件可接收原气体流的部分体积流。应在接收元件上连接测量装置，以此测量装置可确定测试悬浮物在原气体流中的浓度c₁。于是，根据公式A＝1-c₂/c₁，就可以借助在纯净气体侧上的第二浓度测量确定过滤器设备的分离度。

为能持续地在原气体侧上进行浓度c₁的测量，在本发明的范围内最后还规定使第二接收元件与添加元件可以在位于原气体侧的过滤器设备横截面上同步地移动。以此方式，可在分离度的确定时实现最高的可靠性，且排除测试悬浮物的添加中的可能的波动。

附图说明

如下将结合在附图中示意性地示出的根据本发明的设备的两个实施例更详细地解释本发明。各图为：

图1示出了穿过了按照第一实施形式的根据本发明的设备的垂直截面；

图2示出了穿过图1所示设备的水平截面；和

图3示出了穿过了按照一种可选实施形式的设备的垂直截面。

具体实施方式

在图1和图2中示出的设备1包括过滤器设备2，过滤器设备2安装在基本上矩形的过滤器壳体3内。过滤器壳体3具有原气体侧连接管4和纯净气体侧连接管5。流动方向通过箭头6表示。在原气体侧连接管4和纯净气体侧连接管5内分别设有截流闸板7和8。在过滤器壳体3的内部内设有过滤器元件，该过滤器元件呈矩形的HEPA过滤器单元的形式。过滤器元件9在中间连接有已知密封的条件下压在密封框架10的边条上，所述密封框架10具有对应于过滤器元件9的自由横截面的通过开口11。

过滤器元件9和环绕密封地连接在过滤器壳体3上的密封框架10将过滤器壳体3分为原气体空间12和纯净气体空间13。需要从其中分离所携带的悬浮物的沿箭头6的方向流入的气体体积流因此仅能够通过过滤器元件9的过滤器介质从原气体空间12到达纯净气体空间13内，且因此从流出侧连接管5离开纯净气体空间13。

在原气体空间12内设有移动装置14，移动装置14具有在过滤器壳体3的整个高度上延伸的心轴15的形式，螺母元件16固定在所述心轴15上，基本上在过滤器壳体3的整个宽度上延伸的管形添加元件17与该螺母元件16连接。通过未示出的垂直导向装置阻止添加元件17围绕心轴轴线的旋转，使得在通过未示出的旋转驱动装置导致的心轴围绕其轴线的旋转时螺母元件16与添加元件17一起沿双箭头18的方向进行垂直运动。管形添加元件具有多个喷嘴状的孔19，通过所述孔19将测试悬浮物从添加元件17内部排入原气体空间12内(见图1中的箭头20)。可由存储器通过弹性软管21向添加元件17的内部供给测试悬浮物，其中添加元件17的供给可通过截流装置22中断。

在纯净气体空间13内也具有移动装置23，移动装置23包括心轴24和与之联接的螺母元件25，螺母元件25与接收元件26连接，所述接收元件26象添加元件17一样具有管形构造。然而，接收元件26不具有用于将离开过滤器元件9的纯净气体引入的喷嘴形的孔，而是设有在过滤器壳体3的整个宽度上开口的缝隙，以及多个通过肋片分开的单独缝隙，通过这些缝隙可将由箭头27表示的纯净气体流的部分体积流引导到接收元件26内，且可从接收元件26通过带有截流装置29的弹性软管28进一步引导到未示出的测量装置。

在优选的运行方式中，添加元件17首先被定位，使其定位在通过开口11的下缘30的高度处。接收元件26也定位在相同的高度处，以取出部分体积流来用于微粒测量。如果通过添加元件17将测试悬浮物送入原气体空间12内，则可通过测量从纯净空气侧13取出的部分体积流来通过此处的微粒计数来检验过滤器的有效性。检验涉及一定高度处的在过滤器元件9的整个宽度上延伸的条，该条与添加元件17的距离取决于距过滤器元件9的入口横截面31的距离以及来自添加元件17的测试悬浮物的体积流的分布角度有关。然后，添加元件17通过移动装置14向上行进一个高度量，该高度量对应于前述测试条的高度，以检验下一个条。接收元件26在纯净气体侧上也与添加元件17同步地行进。此过程继续，直至添加元件17最后覆盖了连接通过开口11的上缘32的测试条，其中接收元件26在此时刻处于相同的位置。

在前述的运行方式中，带有测试悬浮物的进气可以在添加元件17以及接收元件26的移动运动中中断，然而它们也可以在此时刻继续。作为添加元件17以及接收元件26在测试阶段中的逐步的移动运动和随后的静止的替代，也可以使添加元件17以及接收元件26进行足够缓慢的连续移动。

如果作为前述的其中在纯净气体侧对微粒数目进行计数的泄漏测试测量的替代而进行分离度的确定，则要求在原气体侧确定测试悬浮物的浓度。为此目的，例如可在添加元件17和过滤器元件9的入口横截面31之间静止地布置例如另外的接收元件33。此接收元件33通过未示出的通道与同样未示出的测量装置连接，借助于此测量装置可确定微粒数量以及测试悬浮物在原气体空间12内的浓度。只要保证测试悬浮物从添加元件17的离开速度足够恒定，则在固定位置上借助接收元件33测量的浓度c₁可对于过滤器元件9的整个横截面视作常数。如同在以上所述的泄漏测试测量中，在此情况中然后仅通过添加元件17以及接收元件26的同步移动在过滤器元件9的整个横截面上来确定在纯净气体流中所包含的测试悬浮物的浓度c₂。从在整个过滤器横截面上确定的在纯净空气空间上的浓度c₂以及作为常数使用的在原气体空间上的浓度c₁，可以然后根据公式A＝1-c₂/c₁确定过滤器设备2的分离度。

如果在原气体侧上不能得到浓度c₁的常数，则接收元件33也与添加元件17进行同步地运动，为此可使用呈心轴15形式的另外的但优选是同一移动装置。螺母元件16则须修改为，使得接收元件33在所示的位置上同样固定在其上。接收元件33的可能的移动路径在图1中通过虚线34表示。以此方式，可实际上在每个高度处确定原气体内的测试悬浮物的浓度c₂，且对于每个高度位置确定分离度的个别值，然后尚需在整个过滤器横截面上确定所述分离度的个别值。

如图2所示，接收元件33在宽度方向上观察可以被设计得很短，然而可选地为此也如同添加元件17一样作为开有缝隙的管在过滤器元件9的整个宽度上延伸。

在图3中示出的替代实施形式中，设备1′在过滤器壳体3′内一方面在流动方向上(箭头6)将两个过滤器级35、36串联地相继连接，且另一方面在每个过滤器级35、36内布置了相互垂直堆叠的两个过滤器元件9。为此目的，两个前后布置的密封框架10′每个具有两个垂直重叠布置的通过开口11。过滤器元件9自身在根据图3的过滤器设备2′内与根据图1和图2的过滤器设备2内的相同。

为能够检验第二过滤器级36的两个过滤器元件9的有效性，在相对于纯净气体空间的第一过滤器级35和相对于原气体空间的第二过滤器级36的中间空间37内设有移动装置14’，该移动装置14’包括心轴15’和螺母元件16’，类似于图1和图2所示设备，管形添加元件17固定在所述螺母元件16’上。以类似的方式，在第二过滤器级36的纯净气体空间13’内设有带有心轴24’的第二移动装置23’，带有接收元件26’的螺母元件25’布置在所述心轴24’上。虽然在两个过滤器级35和36之间具有很小的间距，但借助可运动的添加元件17’可对第二过滤器级36的两个过滤器元件9的局部泄漏进行测量，为此，添加元件17’特别地与接收元件26’在两个过滤器元件9的横截面上同步地运动。

优选地，布置在中间空间37内的移动装置14’的螺母元件16’还与一接收元件38相连，在所述接收元件38内可接收从第一过滤器级35流出的纯净气体流的部分体积流，且可将其引导到测量装置。结合布置在第一过滤器级35的原气体空间12’内的移动装置和与之连接的用于测试悬浮物的添加元件，也可检验第一过滤器级35的有效性。在此情况下，特别的有效性在于，对于接收元件38和添加元件17’在中间空间37内的运动仅需唯一的移动装置14’。

如已结合图1和图2所示实施例解释，对于分离度的确定需要的是，在进入第二过滤器级36的过滤器横截面前以及在进入第一过滤器级35的过滤器横截面前分别确定原气体浓度，以能够利用在有关纯净气体侧确定的浓度来计算分离度。

附图标记列表

1，1′  设备

2，2′  过滤器设备

3，3′  过滤器壳体

4  连接管

5  连接管

6  箭头

7  截流闸板

8  截流闸板

9  过滤器元件

10，10′  密封框架

11  通过开口

12，12′  原气体空间

13，13′  纯净气体空间

14，14′  移动装置

15，15′  心轴

16，16′  螺母元件

17，17′  添加元件

18  双箭头

19  孔

20  箭头

21  软管

22  截流装置

23，23′  移动装置

24，24′  心轴

25，25′  螺母元件

26，26′  接收元件

27  箭头

28  软管

29  截流装置

30  下缘

31  入口横截面

32  上缘

33  接收元件

34  直线

35  过滤器级

36  过滤器级

37  中间空间

38  接收元件。

Claims (15)

1.一种在用于从气体体积流中分离悬浮物的过滤器设备(2，2′)中用于确定分离度或进行泄漏测试的方法，其中，测试悬浮物借助添加元件(17，17′)在气体体积流的流动方向上观察在所述过滤器设备(2，2′)前方添加到原气体流中，且在流动方向上观察在所述过滤器设备(2，2′)后方在纯净气体流中进行微粒数量的测量和/或微粒浓度的确定，其中，测试悬浮物的微粒数量的测量和/或微粒浓度的确定借助可在所述过滤器设备(2，2′)的横截面上运动的接收元件(26，26′)对于纯净气体流的部分体积流进行，其特征在于：用于测试悬浮物的所述添加元件(17，17′)横向于流动方向运动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：测试悬浮物在多个离散的位置上添加，所述离散的位置分开地在位于原气体侧上的所述过滤器设备(2，2′)的入口横截面(31)上分布，且对于所述这些位置在纯净气体流内的相应位置处进行微粒数量的测量和/或微粒浓度的确定。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述添加元件(17，17′)横向于流动方向移动和/或围绕平行于流动方向的轴线旋转，且优选地在一个测量周期期间扫掠过所述过滤器设备(2，2′)的整个位于原气体侧上的横截面。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于：在该测量周期期间所述接收元件(26，26′)与所述添加元件(17，17′)同步运动，且优选在此扫掠过所述过滤器设备(2，2′)的在整个位于纯净气体侧上的横截面上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于：测量周期由所述添加元件(17，17′)的静止阶段和运动阶段以及所述接收元件(26，26′)的静止阶段和运动阶段组成，其中，在所述添加元件(17，17′)的静止阶段和/或运动阶段进行悬浮物添加。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于：在流动方向上在用于测试悬浮物的所述添加元件(17，17′)后方且在流动方向上在所述过滤器设备(2，2′)的前方的至少一个位置处具有用于部分体积流的第二接收元件(33)，以所述第二接收元件(33)测量原气体内的测试悬浮物的浓度c₁，其中在纯净气体侧同样进行对测试悬浮物的浓度c₂的测量，由此根据公式A＝1-c₂/c₁确定分离度。

7.一种在用于从气体体积流中分离悬浮物的过滤器设备(2，2′)中用于确定分离度或进行泄漏测试的设备(1，1′)，所述设备(1，1′)带有添加元件(17，17′)以及接收元件(26，26′)，以所述添加元件(17，17′)在气体体积流的流动方向上观察在过滤器设备(2，2′)前方可向原气体流中添加测试悬浮物，以所述接收元件(26，26′)在气体体积流的流动方向上观察在过滤器设备(2，2′)后方可从纯净气体流中取出部分体积流，其中，在所述部分体积流中可测量微粒的数量或可确定测试悬浮物的微粒浓度，且其中所述接收元件(26，26′)可借助移动装置(23，23′)在所述过滤器设备的整个位于纯净气体侧的横截面上运动，其特征在于：所述添加元件(17，17′)可借助自身的移动装置(14，14′)在所述过滤器设备(2，2′)的整个位于原气体侧的横截面(31)上运动。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于：所述添加元件(17，17′)可横向于流动方向移动和/或可围绕与流动方向平行的轴线旋转，且可以以所述添加元件(17，17′)扫掠过所述过滤器设备(2，2′)的整个位于原气体侧的横截面(31)上。

9.根据权利要求7或8所述的设备，其特征在于：所述添加元件(17，17′)和所述接收元件(26，26′)可相互同步地运动，使得它们总是获得从上侧向纯净气体侧延伸的气体体积流的相同的流线。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的设备，其特征在于：所述添加元件(17，17′)和为之配设的所述移动装置(14′)布置在所述过滤器设备(2′)的两个串联相继连接的过滤器级(35，36)之间。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的设备，其特征在于：所述过滤器设备(2′)的一个或多个过滤器级(35，36)包括一个或多个并联连接的过滤器元件(9)，所述过滤器元件(9)优选具有矩形过滤器单元的形式。

12.根据权利要求7至11中任一项所述的设备，其特征在于：所述移动装置(14，14′)具有在所述过滤器设备(2，2′)的高度上延伸的直线导向装置，所述添加元件(17，17′)可沿所述直线导向装置移动，其中所述添加元件(17，17′)是棒形的，且在所述过滤器设备(2，2′)的宽度上延伸，且其中测试悬浮物基本上可在所述添加元件(17，17′)的整个长度上从所述添加元件(17，17′)排出，且因此可在所述过滤器设备(2，2′)的整个宽度上进气。

13.根据权利要求7至12中任一项所述的设备，其特征在于：所述移动装置(14，14′，23，23′)具有可旋转驱动的、支承在所述过滤器设备(2，2′)的过滤器壳体(3，3′)内的心轴(15，15′，24，24′)和与该心轴协作的螺母元件(16，16′，25，25′)，所述添加元件(17，17′)固定在所述螺母元件(16，16′，25，25′)上。

14.根据权利要求7至13中任一项所述的设备，其特征在于，设有第二接收元件(33)以及测量装置，所述第二接收元件(33)在流动方向上位于用于测试悬浮物的所述添加元件(17)后方且在流动方向上在所述过滤器设备(2)前方，且可以以所述第二接收元件(33)接收原气体流的部分体积流，可以以所述测量装置确定测试悬浮物在原气体流中的浓度c₁。

15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于：所述第二接收元件(33)与所述添加元件(17)同步，借助所述添加元件(17)可以在所述过滤器设备(2)的整个位于原气体侧上的横截面(31)上移动。

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