CN101541395B - 脉冲清洁板式过滤元件的系统结构和方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种空气滤清器10，它包括外壳，具有脏空气入口20、净化空气出口、和内部。管板28位于外壳内部并具有多个开口30。管板定向为大体水平或大体垂直方位中的一个。提供了多个板式过滤器32，每个过滤器被安装在管板的对应一个开口中。空气滤清器还具有多个吹管40，每个吹管以一角度被定向引导流体脉冲朝向板式过滤器32的对应一个，所述角度：(i)不垂直于管板开口的平面；和(ii)不与通过对应板式过滤器的过滤流的大体方向一致。提供了一种脉冲清洁定向于管板开口的板式过滤器的方法。所述方法包括以一角度引导流体脉冲朝向每个板式过滤器，所述角度：(i)不垂直于管板开口的平面；和(ii)不与通过板式过滤器的过滤流的大体方向一致。板式过滤器被定向在管板中，而管板被定向于大体水平或大体垂直方位中的一个。
Description
相关申请的交叉引用
本申请是申请日为2007年11月29日的PCT申请，对于除美国之外的所有指定国以美国公司Donaldson Company，Inc.为申请人，仅对于以美国为指定国时，以美国公民Thomas D.Raether为申请人，并且要求申请日为2006年11月30日的美国临时申请序列号60/867,896的优先权，并且该文献在此被结合入本文参考。
技术领域
本发明涉及利用加压气体发生器进行脉冲清洁过滤元件的方法。本发明还涉及包括空气滤清器、滤尘器、和脉冲清洁技术的装置。
背景技术
空气滤清器或集尘器设备有时使用来自阀和压力槽(容器)的废气反冲洗过滤器。所述空气过滤器组件的示例披露于，例如，美国专利号6,090,173；4,218,227；4,395,269；5,980,598；6,322,618；DE 3905113；和美国专利公开号US2006/0112667A1，这些专利文献中的每一篇在此被结合入本文作为参考。 [001]对于这些过滤器的有效清洁要求排气射流填充要清洁过滤器的开口。在许多应用中，过滤器的开口对应于管板的开口，其中安装有过滤器。希望对脉冲清洁过滤器进行改进。
发明内容
提供了一种空气滤清器，它包括外壳，具有脏空气入口、净化空气出口、和内部。管板位于外壳内部并具有多个开口。管板定向为大致水平或大致垂直方位中的一个。提供了多个板式过滤器，每个过滤器被安装在管板的对应一个开口中。空气滤清器还具有多个吹管，每个吹管定向引导流体脉冲以一角度朝向板式过滤器的对应一个，所述角度：(i)不垂直于管板开口的平面；和(ii)不与通过对应板式过滤器的过滤流的大体方向一致。
提供了一种脉冲清洁定向于管板开口的板式过滤器的方法。所述方法包括引导流体脉冲以一角度朝向每个板式过滤器，所述角度：(i)不垂直于管板开口 的平面；和(ii)不与通过板式过滤器的过滤流的大体方向一致。板式过滤器被定向在管板上，并且管板被定向在大致水平或大致垂直方位中的一个。
附图说明
图1是利用本发明原理的空气过滤器系统的一个实施例的局部剖开的侧视图；
图2是示出本发明原理的示意性侧视图；
图3是示出本发明原理的示意图；
图4是示出本发明原理的示意图；
图5是利用本发明原理的空气过滤器系统的一个实施例的示意性侧视图；
图6是利用本发明原理的空气过滤器系统的另一实施例的示意性侧视图；
图7是利用本发明原理的空气过滤器系统的另一实施例的示意性侧视图；
图8是利用本发明原理的空气过滤器系统的另一实施例的示意性侧视图；
图9是利用本发明原理的空气过滤器系统的另一实施例的示意性侧视图；
图10是利用本发明原理的空气过滤器系统的另一实施例的示意性侧视图；和
图11是利用本发明原理的空气过滤器系统的另一实施例的示意性侧视图。
具体实施方式
滤尘器或空气滤清器系统在图1大体以附图标记10示出。所示系统包括外壳12，它具有侧壁板17，被剖开以示出组件的不同部分的结构。上壁板16具有内壁表面19。在本实施例中，空气入口20位于上壁板16，以便载有颗粒的空气或其他流体被导入未过滤(脏)流体腔22。未过滤腔22由通道门13、上壁板16、相对的侧壁板17、管板28、和部分限定收集区域或漏斗25的底部表面23限定。底部底板或框架26以适当方式固定到侧壁板17。
如上文所述，管板28被安装在外壳12的内部。管板28包括多个开口30。在每个开口30内安装有单独的过滤元件，在所示的实施例中，过滤元件是板式过滤元件32。术语“板式过滤元件”是指一种具有过滤介质的元件，其中一般待过滤的流体以直流通过方式流过过滤元件。例如，板式过滤元件可以是褶皱介质、深度介质，槽纹介质，Z-介质，或微型V介质包。术语“Z-介质”是指一种介质，它 具有带有多个槽纹的第一和第二相对的流动面，每个槽纹具有靠近第一流动面的上游部分和靠近第二流动面的下游部分，选定的一些槽纹在上游部分开口并在下游部分闭合，而选定的另一些槽纹在上游部分闭合并在下游部分开口。槽纹可以是直的、锥形的或有端缝(darted)的。具有Z-介质的过滤元件的示例可参见，例如，美国专利号5,820,646；专利公开号2003/0121845；和美国专利号6,350,291，这些专利文献中的每一篇都在此被结合入本文参考。
在作业中，待过滤的流体(如空气)通过入口20流入系统10。从那里，它流过过滤元件32。过滤元件32从流体中除去颗粒物质。已过滤的流体随后流入净化空气或已过滤流腔15。从那里，净化的空气流过出口34。定期地，过滤元件32通过从过滤元件32的下游侧36向过滤元件32的上游侧38脉冲输送流体射流(如空气射流)进行清洁。具体地讲，加压气体的射流被引导通过单独的吹管40，相应的吹管定向于每个对应的过滤元件32。这会引导射流从下游侧36向上游侧38通过每个过滤元件32。这有助于从过滤元件32的上游侧38撞击下碎片和颗粒，引导其离开过滤元件32并进入漏斗。
图2示出了系统10的部分的示意性示图。在图2中，可以看到吹管40相对于管板28的开口30中的一个过滤元件32定向。在图2中，可以看到吹管40是如何相对于在平面60(图3)上的过滤元件32定向的，所述平面包含管板28的相应开口30，用于对应的过滤元件32，使得来自吹管40的脉冲呈一角度，它不垂直于开口30的平面，并且不与通过过滤元件32的过滤流的大体方向一致。术语“不垂直于”是指非正交，如相对于包含用于对应过滤元件32的开口30的平面60成锐角或钝角。术语“不与过滤流的大体方向一致”是指对于直通流动过滤器，脉冲流的方向不与通过过滤元件32的流动方向平行。通过以所述角度64引导流体脉冲朝向过滤元件32，以可预知角度扩展的排气射流形成直径D2(图3)，它在一个方向上大于通常在现有技术所用的直径D1。
尽管所示实施例仅示出了单个吹管40对应单个过滤元件32，但应当理解，在许多实施中，每个元件32可有多于一个的吹管40。
在优选的实施例中，通过利用积聚装置42截留至少部分脉冲。积聚装置42从吹管40捕获脉冲流。在一个实施例中，积聚装置42包括至少一个板，如第一板44所示，定向在管板28的净化空气侧并靠近管板28的开口30。第一板44可以是任何类型的壁，金属片材、面板、隔板、硬制塑料、或大体无孔固体结构，定向于用于对应过滤元件32的管板28的相邻对应开口。
在某些实施中，积聚装置包括第二板46，定向在与第一板44相对的管板28的开口30的相对端。在所示的实施例中，第一和第二板44、46与脉冲的大体方向一致，但是角度不必要与脉冲方向的角度相同。图2在48处示出了脉冲方向的中心线。第一板以第一角度50相对于管板28安装。第一角度在脉冲方向的中心线48角度的5°以内。类似的，第二板46以第二角度52相对于管板28安装。第二角度在脉冲方向的中心线48角度的5°以内。在一些实施例中，第一角度50和第二角度52是相等的。在其他实施例中，第一角度50和第二角度52是不相等的。在一些实施例中，第一角度50和第二角度52在30°内彼此平行。板44、46的角度50、52根据脉冲的角度53选择。
如图2中所示，第一板44具有长度L1，优选不长于管板28上相应开口30的长度的三倍。这是因为随着长度的增加，主要流动压力损失增加。优选的，长度L1的长度在管板28的相应开口30的长度的25-75％之间。在优选实施例中，吹管40距离管板不大于吹管内径的30-40倍，以便喷射脉冲。
在图2中，附图标记72示出了脉冲中心线48与过滤元件32的中心之间的偏移。这示出了脉冲的中心线48如何并非总是与过滤元件32的中心一致。
在一个实施例中，更接近相应吹管40的板(在所示的实施例中为第二板46)的长度短于另一板(在本示例中为第一板44)。在一个实施例中，这个较短的板46的长度不小于管板28的相应开口30的长度的5％。由于既可以节省材料又可以减小伴随抽吸空气流的压力损失，因此这种结构是有利的。
现在转向图3。在图3中，箭头62代表现有技术的脉冲方向。在现有技术中，标准脉冲方向垂直于或正交于包含管板28的平面60。角度63示出了偏离垂直方向或如箭头62所示标准现有技术方向的角度。从吹管40的通常脉冲扩展在角度66示出。如上文所解释的，来自吹管40的排气射流形成直径D2，相对于来自现有技术结构中由箭头62所示排气射流的直径D1，在管板28的开口30覆盖了更大的表面区域。在图4中，示出了相对于管板28的过滤元件32的另一结构。在图4的实施例中，过滤元件32相对于管板开口30偏移了角度70。该结构导致脉冲方向48的角度68在过滤器36的表面大于脉冲方向48的角度68在管板开口30的平面60。
一种可用的结构具有以下角度和尺寸：角度64为25°-35°，优选29°；角度50和52相等并且为18°-25°，优选22°-23°；第一和第二板44，46平行；偏移72大约为1英寸；长度L1大约为16-20英寸，优选大约18.75英寸；和长度L2大约为6-10英寸，优选大约8.0英寸。
图5是空气滤清器10的另一个实施例的示意性侧视图。在该实施例中，示出了管板28沿大致水平方向。术语“大致水平”方向是指，管板28位于平面60，而平面60相对于大致水平面定向为0°-45°。过滤元件32安装在管板28的开口30中。吹管40以与上文结合图1-4所述相似的方式被定向引导流体脉冲朝向对应的一个过滤器32。示出了积聚装置42，并被表示为多个板150，靠近管板28的开口30，位于管板28的净化空气侧15。每个相应开口30之间的板150可以是公共的或共用的板150。过滤元件32大致平行于平面60。在本实施例中，在过滤器32之间要求的空间非常小，并且在过滤器32之间没有空气流动。
图6是空气滤清器10的另一个实施例。在图6中，管板28被认为大致水平，平面60相对于水平面成0°-45°角。在图6中，在152处示出了角度，并且大约为30°。过滤元件32大致平行于管板28的平面60。
图7示出了空气滤清器10的另一个实施例。图7类似于图6的实施例，除了过滤器32相对于管板平面成一角度154外。角度154可以在0°-45°的范围内，优选小于30°。
在图6和7的实施例中，所述结构允许在20处的高入口，它可以利用垂直或近似垂直方向的主要空气流通过元件32和来自吹管40的脉冲流。在图5的实施例中，来自入口20的侧面流动具有相似的优点，因为它可以利用垂直或近似垂直方向的主要流动通过元件32和来自吹管40的脉冲流。图5-7的实施例中外壳12的结构能够帮助减少灰尘从漏斗25再次被夹带进入元件32。另外，在图5-7的实施例中，经过入口20的脏空气需要转向，这降低了空气流的速度，并且有助于使得灰尘在漏斗25中沉淀，而不是被携带到过滤元件32。因此，与传统结构相比，降低了过滤元件32上的含尘量。另外，图5-7的实施例示出了外壳12的形状如何可以大体短和矮胖，与现有技术的结构相比，可以得到高度减小的外壳12。
图8-11示出了大体垂直定向的管板28。术语“大体垂直”是指，管板位于相对于垂直平面成0°-45°的平面60。图8-11的实施例允许向下引导灰尘进入漏斗25。这会有助于减少灰尘再次被夹带进入过滤器32。通过脏空气入口20进入的载 有灰尘的空气被要求转向，以便进入过滤元件32的表面。这会有助于降低脏空气的速度，有助于使得灰尘颗粒由于重力落入漏斗25，并且与现有技术结构相比，会减少灰尘流至过滤元件32上。从图8-11可以看到，空气滤清器10的结构高而细长，这与某些现有技术的结构相比，使得外壳12的宽度最小化。
在图8中，示出了过滤元件32大体平行于垂直平面60。由脏空气入口20进入的空气通过外壳12的上部进入，并且必须转向以便流过过滤元件32。净化的空气通过净化空气出口34离开结构10。在34′还示出了另一净化空气出口。结构可以包括净化空气出口34、34′中的一个或两者。
图9是空气滤清器10的大体垂直结构的另一个实施例。在图10中，过滤器32大体平行于管板28的大致平面60。但是，示出的管板28的平面60相对于垂直平面成角度156。角度156可以为0°-45°，优选大约为30°。
图10示出了另一个实施例。在该实施例中，管板28平行于平面60，并且大体是垂直的。但是，过滤元件32相对于管板28成一角度。元件32相对于管板28的角度大致如158所示。
图11结合了图9和10的构思。在图11中，平行于管板28的平面60相对于大体垂直线157成一角度156。另外，元件32相对于管板28成一角度，如角度158所示。角度156和角度158可以为0°-45°，优选大约30°。
Claims (14)
1.一种空气滤清器，包括：
(a)外壳，所述外壳包括脏空气入口、净化空气出口、和内部；
(b)管板，所述管板位于外壳内部，具有多个开口；
(i)所述管板被定向为大体水平或大体垂直方位中的一个；
(c)多个板式过滤器，每个过滤器具有上游侧和下游侧并且被安装在管板的对应一个开口中；每个过滤器具有中心；和
(d)多个吹管；
(i)每个吹管被定向成引导具有中心线(48)的流体脉冲朝向板式过滤器的对应一个，所述中心线不与过滤器的中心对准；每个流体脉冲以一角度(64)被引导，所述角度：
(A)不垂直于管板开口的平面；
(B)不与通过对应板式过滤器的过滤流的大体方向一致；
(ii)每个吹管具有内径并且距离管板不大于吹管内径的40倍；
(e)积聚装置，所述积聚装置截留至少部分脉冲；所述积聚装置被定向成靠近管板的开口，位于管板的下游侧；所述积聚装置包括靠近管板的开口并且以第一角度相对于管板安装的第一板和定向在与第一板相对的管板的开口的相对端并且以第二角度相对于管板安装的第二板；其中所述第二板更接近于相应的吹管并且其长度短于第一板；其中所述第一和第二板的第一和第二角度根据脉冲的角度进行选择。
2.根据权利要求1所述的空气滤清器，其中：
(a)所述管板大体水平并且相对于水平面所成角度为0°-45°。
3.根据权利要求2所述的空气滤清器，其中：
(a)每个板式过滤器被定向成大体平行于管板。
4.根据权利要求2所述的空气滤清器，其中：
(a)每个板式过滤器被定向成相对于管板所成角度为0°-45°。
5.根据权利要求1所述的空气滤清器，其中：
(a)所述管板大体垂直并且相对于垂直平面所成角度为0°-45°。
6.根据权利要求5所述的空气滤清器，其中：
(a)每个板式过滤器被定向成大体平行于管板。
7.根据权利要求5所述的空气滤清器，其中：
(a)每个板式过滤器被定向成相对于管板所成角度为0°-45°。
8.根据权利要求1所述的空气滤清器，其中：
(a)每个板式过滤器具有过滤介质，所述过滤介质包括至少下述一种：褶皱介质；Z-介质；深度介质；HEPA介质；或微型V介质包。
9.一种脉冲清洁具有上游侧和下游侧并且定向于管板开口的板式过滤器的方法，所述方法包括：
(a)以一角度引导流体脉冲通过吹管朝向每个板式过滤器，所述角度：
(i)不垂直于管板开口的平面；
(ii)不与通过板式过滤器的过滤流的大体方向一致；
其中，板式过滤器被定向于管板，而管板被定向于大体水平或大体垂直方位中的一个；并且，每个吹管距离管板不大于吹管内径的40倍；
其中
(b)引导流体脉冲的步骤包括通过利用积聚装置截留至少部分流体脉冲；所述积聚装置包括靠近管板的开口并且以第一角度相对于管板安装的第一板和定向在与第一板相对的管板的开口的相对端并且以第二角度相对于管板安装的第二板；其中所述第二板更接近于相应的吹管并且其长度短于第一板；其中所述第一和第二板的第一和第二角度根据脉冲的角度进行选择。
10.根据权利要求9所述的方法，其中：
(a)引导流体脉冲的步骤包括引导流体脉冲朝向管板的开口，所述管板大体水平并且相对于水平面所成角度为0°-45°。
11.根据权利要求9所述的方法，其中：
(a)引导流体脉冲的步骤包括引导流体脉冲朝向管板的开口，所述管板大体垂直并且相对于垂直平面所成角度为0°-45°。
12.根据权利要求10所述的方法，其中：
(a)每个板式过滤器被定向成大体平行于管板。
13.根据权利要求10所述的方法，其中：
(a)每个板式过滤器被定向成相对于管板所成角度为0°-45°。
14.根据权利要求9所述的方法，其中：
(a)引导步骤包括引导流体脉冲朝向板式过滤器，所述板式过滤器具有介质，包括下述介质中的一种：褶皱介质；Z-介质；深度介质；HEPA介质；或微型V介质包。
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