CN101628194A - 用于过滤空气的装置和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于过滤空气的装置和系统。具体而言，本发明提供一种用于入口空气过滤系统的过滤介质(142)。该过滤介质(142)包括织物玻璃材料和一定量的填充在织物玻璃材料中的碳。

Description

用于过滤空气的装置和系统
技术领域
本发明的领域大致涉及用于从气体流中移除微粒物质的过滤系统，更具体地，涉及包括导电过滤介质的过滤方法和系统。
背景技术
纤维过滤是用于从空气流中分离微粒物质的普通的工艺。纤维过滤经常是在已知的诸如袋滤室的装置中完成的。一种典型的“反向空气”袋滤室具有带有入口腔和出口腔的壳。这两个腔是被片状金属分开的，一般称为管板。管板典型地位于这种袋滤室的下部区域。管板具有多个开口，在其周围焊接安装套管。
过滤袋被支撑在袋滤室中。过滤袋在其下端部分处安装在各自的安装套管上。过滤袋向上延伸至出口腔中，其上端部分安装在支撑结构上。通常过滤袋在其上端部分连接到配件或张力装置上。
含有微粒的气体被引导至入口腔内。气体流过管板的开口、套管和过滤器至出口腔中。在过滤袋的内部表面上微粒与气体流分离。被过滤的气体从出口腔排出或被引导用于其它用途。过滤袋经常由基本非导电织物(woven)玻璃纤维过滤介质材料制成，或任何其它合适的过滤介质诸如编织或毡合成材料。
过滤袋周期性地通过在袋滤室中将气流反向而被清洁。为防止过滤袋向其内部收缩并限制或夹断清洁气流，由金属制成的防收缩环安装在过滤袋上。环形盖将防收缩环安装在过滤袋上，过滤袋一般由玻璃纤维布形成，玻璃纤维布被折叠后缝合形成包括防收缩环的腔穴。
经常的，入口气体可包括易燃的或可燃的材料。这种材料可以被火花或建立起的静电放电点燃。在一些应用中，静电荷趋向于建立在过滤袋的绝缘金属部件上。静电荷可以导致处理尘埃(process dust)不均衡地积聚在过滤介质上，趋向于在防收缩环位置附近凝聚。被容许建立的静电荷产生向其它附近金属部件火花放电的趋势。在一些处理尘埃的应用中，这样的放电可以点燃处理尘埃或可燃材料以导致袋滤室中的起火或爆炸。为了安全，所希望的是移除和/或防止静电荷的建立以防止火花放电。
发明内容
在一方面，提供一种过滤介质用于入口空气过滤系统。过滤介质包括织物玻璃材料和许多填充在织物玻璃材料中的碳。
在另一方面，提供了一种导电过滤介质用于从气体流中分离微粒物质。导电过滤介质包括导电基底材料和层压在导电基底材料上的多孔膜。
又一方面，提出了一种入口空气过滤系统。入口空气过滤系统包括过滤袋，此过滤袋包括碳填充的织物玻璃材料。
附图说明
图1是示例性的袋滤室示意图；
图2是可以用于图1显示的袋滤室的示例性的过滤器元件示意图；
图3是可以用于图1显示的袋滤室的示例性的过滤介质示意性截面图；和，
图4是图1显示的袋滤室在清洁模式操作的示意图。
部件列表
  100   袋滤室
102 壳
  104   过滤器组件
  106   过滤袋
  108   入口
  110   流
  112   出口
  114   净化的气体
  116   第一充气室
  118   第二充气室
  120   窝眼盘
  122   积聚腔
  123   倾斜壁
  124   支撑结构
  125   关闭端
  132   张力组件
  134   压缩带
  136   盖
  138   夹具
  140   防收缩环
  142   过滤介质
  144   基底材料
  146   多孔膜
具体实施方式
图1是示例性的袋滤室100的示意图。在示例性实施例中，袋滤室100包括壳102和定位在壳102中的多个过滤器组件104。各过滤器组件104包括过滤袋106。尽管所显示的过滤袋106具有圆形横截面，对于本领域普通技术人员而言显而易见的是，过滤器元件可具有其它合适的横截面形状，诸如椭圆的或矩形的横截面形状。进一步地，应当理解，过滤器组件104可以设置成在袋滤室工业中已知的典型的壳102中的竖直延伸的矩阵。袋滤室100还包括入口108，其定向接收含有微粒的气体流110，以及出口112，其允许净化的气体114的流从袋滤室100排出。
壳102被窝眼盘120分成第一充气室116和第二充气室118。窝眼盘120可以由任何合适的材料，诸如金属盘或片形成。入口108定位于与第一充气室116流交换，出口112定位于与第二充气室118流交换。在示例性实施例中，第一充气室116的下端的积聚腔122被倾斜壁123限定。更具体地，在示例性实施例中，积聚腔122具有V形横截面形状。在一个实施例中，在第一充气室116中包括折流板(未示出)。袋滤室100还包括支撑结构124，其定位在过滤器组件104的关闭端125上，如下文更详细地描述。窝眼盘120可以包括套管(未示出)，此套管从用于联结窝眼盘120的窝眼盘120延伸至过滤袋106。另外，在示例性实施例中，袋滤室100还包括反向流子系统(未示出)以促进从过滤袋106中移除尘埃或其它微粒物质。反向流子系统可以包括风扇(未示出)，其中风扇的大小基于袋滤室100中需要处理的空气的固定容量来选择。
在示例性实施例中，多个过滤器组件104自张力组件132悬挂下来。更具体地，在示例性实施例中，各过滤器组件104在关闭端125通过支撑结构124被支撑并从此处竖直地向上延伸。在示例性实施例中，各过滤器组件104悬挂在张力组件132上，如图2显示的。而且，各过滤器组件104包括压缩带134用于联接过滤袋106到从张力组件132延伸的盖136上。夹具138联接过滤袋106到窝眼盘120上。进一步地，在示例性实施例中，过滤袋106包括至少一个防收缩环140以促进维持过滤袋106在反向空气清洁过程中处于打开的位置。防收缩环140可以由金属材料形成。
过滤袋106可以是任何合适的过滤器类型。例如，过滤袋106可以是织物袋过滤器，无纺袋过滤器和/或任何其结合。在示例性实施例中，过滤袋106包括织物过滤介质，其形成大致管状，带有沿袋的长度规则间隔地缝合在过滤袋106中的多个防收缩环140，其中，包括在过滤袋106中的防收缩环140的数量由过滤袋106的长度决定。过滤袋106可以是任何合适的长度。例如，在一个实施例中，过滤袋106的长度在大概10到40英尺之间。进一步地，过滤袋106可以是任何合适的直径。在一个实施例中，过滤袋106的直径大概是5-18英寸。
图3是可以在袋滤室100中使用的过滤介质142的示例性实施例的示意性截面图。在示例性实施例中，过滤介质142包括导电基底材料144和多孔膜146。而且，在示例性实施例中，基底材料144包括碳填充的织物玻璃。在示例性实施例中，填充在织物玻璃中的碳的量占过滤介质142总重量的少于5％。在备选的实施例中，填充在织物玻璃中的碳的量占过滤介质142的总重量的少于2％。在另一个实施例中，填充在织物玻璃中的碳的量占过滤介质142的总重量的少于1％。在示例性实施例中，过滤介质142还包括包含膨体聚四氟乙烯(ePTFE)的多孔膜146。在备选的实施例中，过滤介质142不包括这样的多孔膜。在示例性实施例中，导电基底材料144具有小于500兆欧(MΩ)的电阻。在备选的实施例中，导电基底材料144具有小于300MΩ的电阻。在另一个的实施例中，导电基底材料144具有小于1MΩ的电阻。
通过在织物玻璃介质中填充的一定量的碳，过滤介质142的离子电导率增加。在示例性实施例中，填充到织物玻璃中的碳的形式为固态碳微粒，并可以分散提供以促进填充碳微粒到过滤介质142中。如已知的，尘埃微粒或其它微粒物质，通常相对于带负电荷的多孔膜146具有正电荷。因此，过滤介质142增加的离子电导率促进分散尘埃或微粒物质和过滤介质142之间的电荷并还允许在清洁过程期间尘埃更容易地从过滤介质142的表面释放。而且，通过增加过滤介质142的离子电导率，一定量的吸附在过滤介质142上的尘埃或其它微粒物质被促进减少，使得通过袋滤室100的总的压差降低。进一步地，在示例性实施例中，基底材料144已用PTFE材料处理以容许多孔膜146层压在基底材料144上。在一个实施例中，多孔膜146热层压在基底材料144上。在另一个实施例中，多孔膜146粘着地结合在基底材料144上。
在操作期间，流110通过入口108进入第一充气室116。风扇可以用于促进流110通过袋滤室100的移动。当流110被引导通过过滤袋106内部部分，流110中带走的微粒物质被过滤袋106分离，并且或者积聚在过滤袋106上或过滤袋106中，或者从流110中被分离并落在充气室下部部分122中。净化的气体114的流然后被引导从过滤袋106的内部进入第二充气室118中。最后，净化的气体114的流通过出口112从袋滤室100排出。
袋滤室100可以经历清洁模式操作以促进从过滤器组件104中移除其它的尘埃或微粒物质。图4是这种结构的袋滤室100的示意图。如图4所示，箭头显示流体流动的方向。反向流子系统提供与正常的过滤流操作相反方向流动的流体以促进移除在过滤袋106的表面形成的结块尘埃或其它的微粒物质。反向流子系统可以包括，但不仅限于仅包括，多个泵或风扇，导管和导引和/或引导流体流从子系统流到袋滤室100中的隔离节气阀。由反向流体流引起的力可以移除主要部分的结块尘埃或其它在过滤模式操作期间积聚在过滤袋106上或过滤袋106中的微粒物质。被移除的尘埃或其它微粒物质被反向流体流的流带走并被带至积聚腔122中。在备选的实施例中，引起机械振动到过滤器组件104中的装置(未示出)可以用于选择性地震动组件104以进一步地从过滤袋106中移除微粒物质。
反向流可以在过滤袋106上引起充分的力以向内收缩过滤袋106。这样的状态可由于至少部分地收缩过滤袋106而降低清洁操作的效力。然而，在示例性实施例中，防收缩环140促进维持过滤袋106大致在圆柱形状并促进防止过滤袋106在反向流清洁操作期间完全地收缩。
本文描述的方法和系统促进经由过滤介质从气流中移除尘埃或其它微粒物质，还促进在清洁操作中从过滤介质中移除这些尘埃或其它微粒物质。具体地，通过增加过滤介质的导电性，在尘埃或其它微粒物质和过滤介质之间的静电荷被减少。因此，通过过滤介质的压力降减小。而且，增加的过滤介质的离子电导率促进在反向流清洁操作期间尘埃或其它微粒物质从过滤介质的移除。上面的说明意在包括从气流中移除尘埃或其它微粒物质和从用于此的过滤介质中清洁这样的尘埃或微粒物质的大致过程的具体实例，不应被视为限于所描述的具体实施例。
反向空气袋滤室和用于这样的袋滤室中的过滤介质的示例性实施例已在上文中详细地进行了说明。该方法和系统既不限于本文描述的具体实施例，也不限于具体说明的袋滤室或过滤介质，而是，本文描述的方法的步骤和/或系统的部件可以与其它步骤和/或部件独立地和分开地使用。进一步地，所述方法步骤和/或系统部件还可以限定在，或用于与其它方法和/或系统的结合中，并且不限于仅用本文描述的方法和系统实施。上面的说明意在包括从气流中移除尘埃或其它微粒物质和从用于此的过滤介质中清洁这样的尘埃或微粒物质的大致过程的具体示例，不应被视为限于所描述的具体实施例。
此书面说明使用实例来公开发明，包括最佳模式，并且还使得任何本领域技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统和执行任何结合在其中的方法。本发明的可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。这样的其它实例将在权利要求的范围内，如果其具有不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果其包括与权利要求的字面语言无实质不同的等效的结构元件。

Claims (10)

1.一种用于入口空气过滤系统的过滤介质(142)，所述过滤介质包括：
织物玻璃材料；和
一定量的填充在所述织物玻璃材料中的碳。
2.根据权利要求1所述的过滤介质(142)，其特征在于，基于所述过滤介质的总重量，所述过滤介质包括少于5％重量的碳。
3.根据权利要求1所述的过滤介质(142)，其特征在于，基于所述过滤介质的总重量，所述过滤介质包括少于2％重量的碳。
4.根据权利要求1所述的过滤介质(142)，其特征在于，基于所述过滤介质的总重量，所述过滤介质包括少于1％重量的碳。
5.根据权利要求1所述的过滤介质(142)，其特征在于，所述过滤介质具有小于500MΩ的电阻。
6.根据权利要求1所述的过滤介质(142)，其特征在于，所述过滤介质具有小于300MΩ的电阻。
7.根据权利要求1所述的过滤介质(142)，其特征在于，所述过滤介质具有小于1MΩ的电阻。
8.一种用于从气流(110)中分离微粒物质的导电过滤介质，所述过滤介质包括：
导电基底材料(144)；和
层压在所述导电基底材料上的多孔膜(146)。
9.根据权利要求8所述的导电过滤介质，其特征在于，所述多孔膜(146)包括膨体聚四氟乙烯材料。
10.根据权利要求8所述的导电过滤介质，其特征在于，所述导电基底材料(144)包括填充有离子导电材料的织物玻璃材料。
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