CN103301691B - 卷轴过滤器及其自动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了卷轴过滤器及其自动控制方法，包括安装卷轴电机的主动卷轴、安装过滤棉的从动卷轴，还包括支架，过滤棉从从动卷轴抽出经过支架后缠绕到主动卷轴上，在所述支架上安装有一个滚动杆，在滚动杆上安装有霍尔感应器的磁钢，安装在滚动杆上，霍尔感应器的探头固定在支架上，还包括控制器，霍尔感应器的输出信号传输至控制器，作为控制器控制卷轴电机的控制信号。本发明以过滤棉两面的压力差作为卷轴电机启动的条件、以霍尔感应器的感应计数作为卷轴电机停止的条件，可以反推出过滤棉是否已经堵塞、是否还能够正常使用，霍尔感应器的感应计数作为更换长度的判断条件，避免过滤棉更换不彻底或者不完整。

Description

卷轴过滤器及其自动控制方法

技术领域

本发明涉及空气过滤领域的过滤器，具体是指卷轴过滤器及其自动控制方法。

背景技术

随着新风系统的推广应用，特别是在机房环境条件要求下，必须对新风系统的进风系统安装过滤装置，因为机房，基站，医院等特殊场合，要求空气洁净度达到一定要求。进风安装过滤装置，如果过滤装置使用过滤材料等级低，就会过滤效率太低而达不到环境使用要求；如果过滤器等级太高，过滤材料容易堵塞，造成进风系统失效，进风口不能进风，这样就要求必须经常更换过滤材料，现在新风系统使用的板式过滤器和布袋式过滤器大都采用铝合金框架，这种过滤器一般1到2个月就需要更换一次，对于空气粉尘严重的或风沙的地区，过滤器使用1个月就必须更换，否则过滤器堵塞后，进风系统就会失效，不能进风，使用新风系统反而增加了能耗，而且更换后的过滤器不能循环使用，运营维护成本很高；现有机房一年四季的降温方式基本上都是使用空调，因为空调启动时，压缩机功耗较高，所以机房的降温能耗较大。

目前，申请人已于2011年7月21日申请了名称为“自除尘换风系统的卷轴式过滤装置”、专利号为“ZL201120258776.5”的实用新型专利，在长期的使用过程中，申请人发现该专利存在一定的问题：过滤棉的更换是定期的，在不同的环境中，空气中的含尘量不同，导致设定的周期常常与所需的周期不同，在空气干净的环境中，过滤棉还能正常使用时就被更换了，而在粉尘较多的环境中，过滤棉又更换不及时，导致不能进风，影响了正常使用；过滤棉的更换是以设定卷轴电机的转动圈数来执行的，由于不同种类的过滤棉其厚度不一样，卷轴电机转动后，整个卷筒的直径在发生变化，因此，卷轴电机每圈转动带来的过滤棉长度不同，更换的时候很容易出现更换不彻底，还有一部分使用过的旧过滤棉没有被更换，或者是更换过多，没有使用过的过滤棉卷到主动卷轴上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卷轴过滤器及其自动控制方法，解决目前的过滤器过滤棉更换时间不准确，同时在更换已经使用的过滤棉的过程中更换的长度受到过滤棉厚度、卷筒的直径变化影响而带来的更换过多或者更换不彻底的问题，达到准确控制过滤棉更换长度的目的。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

卷轴过滤器，包括安装卷轴电机的主动卷轴、安装过滤棉的从动卷轴，还包括支架，过滤棉从从动卷轴抽出经过支架后缠绕到主动卷轴上，在所述支架上安装有一个滚动杆，在滚动杆上安装有霍尔感应器的磁钢，霍尔感应器的探头固定在支架上，还包括控制器，霍尔感应器的输出信号传输至控制器，作为控制器控制卷轴电机的控制信号。本发明是以卷轴电机作为动力，卷轴电机安装在主动卷轴上，从动卷轴用于安装新的过滤棉卷，新的过滤棉从过滤棉卷上抽出并经过支架的导向、变向后缠绕在主动卷轴上，支架的作用是形成过滤面，过滤棉经过支架后平铺在过滤面上，在支架上安装有一个滚动杆，滚动杆可以作为支架的一部分，也可以单独设置，过滤棉经过滚动杆时，在摩擦力的作用下带动滚动杆转动，在滚动杆上安装有霍尔感应器的磁钢，霍尔感应器的探头安装在支架上，其探测方向位于磁钢所在的圆周面，当滚动杆转动后，带动磁钢转动，霍尔感应器的探头一直在探测，当磁钢转动到探头的正面，霍尔感应器收到信号并传输给控制器，控制器对该信号进行计数，当达到设定的数值时，发出停止转动的信号，卷轴电机停止转动，如此，滚动杆的滚动圈数是确定的，滚动杆的周长和圈数的乘积就是需要更换的过滤棉长度，在滚动杆转动过程中，由于滚动杆的直径是不变的，相对于卷轴筒上直径的变化而言，采用直径不变的滚动杆作为计数的基准，实现过滤棉定长地更换，克服了现有的过滤棉更换存在的更换过多、或者更换不彻底的问题。

还包括压差传感器，压差传感器的两个探头分别位于过滤棉的两面，压差传感器的输出信号连接至控制器，控制器控制卷轴电机的转动。进一步讲，为了解决目前的过滤器其过滤周期固定带来的过滤棉更换不及时、不准时的问题，采用安装差压感应器的方式，差压传感器的两个探头分别位于过滤棉的两面，差压传感器检测过滤棉两面的空气压力信号，并将其压力的差值和设定值进行比较，比较后的判定信号输出至控制器，控制器通过算法来判断过滤棉是否需要更换，当过滤棉内外两面空气压差达到预先设定值时（压差设定值根据过滤堵塞判定标准调整），判定平铺在过滤面的过滤棉属于需要更换的情况，此时，控制器输出信号控制卷轴电机转动，卷轴电机带动缠绕已使用的过滤棉卷轴转动，带动过滤棉移动，使得使用过的过滤棉缠绕起来，同时新的过滤棉铺到进风口的过滤面上，完成过滤器堵塞的滤棉更换过程，实现过滤棉的自动更换，解决了更换不及时的问题。

在所述支架上安装有滚筒，滚筒位于过滤棉的变向处。进一步讲，支架作为过滤棉的布置支撑结构，可以根据具体的结构和使用环境形成不同的结构，例如成平板形，波浪形，“V”形，“U”形等形状，此时，过滤棉会在支架上形成多次的变向，为了减少过滤棉更换时受到的摩擦力，可以在过滤棉延伸方向变向处的支架上安装滚筒，用于改变方向的同时，减少摩擦力。

卷轴过滤器的自动控制方法，包括控制器根据压差传感器的输出信号控制卷轴电机启动的步骤、以及控制器根据霍尔感应器的输出信号控制卷轴电机停止的步骤。本发明的自动控制方法将目前的过滤棉定时更换作为卷轴电机启动的条件、以卷轴电机的转动圈数作为卷轴电机停止条件的控制方式，改变为现在的以过滤棉两面的压力差作为卷轴电机启动的条件、以霍尔感应器的感应计数作为卷轴电机停止的条件，如此，过滤棉两面的压力差可以反推出过滤棉是否已经堵塞、是否还能够正常使用，霍尔感应器的感应计数作为更换长度的判断条件，避免过滤棉更换不彻底或者更换过多。

具体地讲，控制器根据压差传感器的输出信号控制卷轴电机启动的步骤是这样的：压差传感器的探头采集过滤棉两面的压力值，压差传感器比较过滤棉两面的压力差值，当压力的差值达到压差传感器设定值，向控制器输出过滤棉堵塞信号，控制器向卷轴电机发出启动信号，卷轴电机开始转动；否则卷轴电机不动作。霍尔感应器的磁钢安装在滚动杆上，霍尔感应器的探头固定在支架上，更换过滤棉时，由于过滤棉和滚动杆的接触产生摩擦力带动滚动杆转动，滚动杆转动过程中，滚动杆上的磁钢和支架上的霍尔感应器探头近距离感应时，输出信号给控制器，每转动一周控制器收到一次信号，通过累计可以计算出滚动杆转动圈数，滚动杆的外圈周长乘以滚动杆转动的圈数，就可以计算出与滚动杆接触的过滤棉滚动的长度。

具体地讲，所述控制器根据霍尔感应器的输出信号控制卷轴电机停止的步骤是这样的：卷轴电机带动过滤棉移动，过滤棉带动滚动杆转动，滚动杆上磁钢靠近霍尔感应器的探头时，霍尔感应器探测到信号，并将该信号传递给控制器，控制器对该信号进行计数，当计数的数量达到设定值时，发出停止卷轴电机转动的信号，卷轴电机停止，同时控制器的计数清零；否则，卷轴电机继续转动。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1本发明卷轴过滤器，以卷轴电机作为动力，卷轴电机安装在主动卷轴上，从动卷轴用于安装新的过滤棉卷，新的过滤棉从过滤棉卷上抽出并经过支架的导向、变向后缠绕在主动卷轴上，支架的作用是形成过滤面，过滤棉经过支架后平铺在过滤面上，在支架上安装有一个滚动杆，滚动杆可以作为支架的一部分，也可以单独设置，过滤棉经过滚动杆时，在摩擦力的作用下带动滚动杆转动，在滚动杆上安装有霍尔感应器的磁钢，霍尔感应器的探头安装在支架上，其探测方向位于磁钢所在的圆周面，当滚动杆转动后，带动磁钢转动，霍尔感应器的探头一直在探测，当磁钢转动到探头的正面，霍尔感应器收到信号并传输给控制器，控制器对该信号进行计数，当达到设定的数值时，发出停止转动的信号，卷轴电机停止转动，如此，滚动杆的滚动圈数是确定的，滚动杆的周长和圈数的乘积就是需要更换的过滤棉长度，在滚动杆转动过程中，由于滚动杆的直径是不变的，相对于卷轴筒上直径的变化而言，采用直径不变的滚动杆作为计数的基准，实现过滤棉定长地更换，完全克服了现有的过滤棉更换过程中存在的更换过多、或者更换不彻底的问题；

2本发明卷轴过滤器，采用安装差压感应器的方式，差压传感器的两个探头分别位于过滤棉的两面，压差压传感器检测过滤棉两面的压力信号，并将其压力的差值作为输出信号输出至压差传感器，当压力的差值达到压差传感器设定值，判定平铺在过滤面的过滤棉属于需要更换的情况，压差传感器输出信号给控制器，控制器输出信号控制卷轴电机转动，卷轴电机带动缠绕已使用的过滤棉卷轴转动，带动过滤棉移动，使得使用过的过滤棉缠绕起来，同时新的过滤棉铺到进风口的过滤面上，完成过滤器堵塞后的滤棉更换过程，实现过滤棉的自动更换，解决了更换不及时的问题；

3本发明卷轴过滤器的自动控制方法，将目前的过滤棉定时更换作为卷轴电机启动的条件、以卷轴电机转动圈数作为卷轴电机停止条件的控制方式，改变为现在的以过滤棉两面的压力差作为卷轴电机启动的条件、以霍尔感应器的感应计数作为卷轴电机停止的条件，如此，过滤棉两面的压力差可以反推出过滤棉是否已经堵塞、是否还能够正常使用，霍尔感应器的感应计数作为更换长度的判断条件，避免过滤棉更换不彻底或者不完整。

附图说明

图1为本实用俯视图；

图2为图1B-B向视图。

附图中标记及相应的零部件名称：

1-卷轴电机，2-主动卷轴，3-过滤棉，4-从动卷轴，5-支架，6-滚动杆，7-探头，8-磁钢，9-压差传感器，10-滚筒，11-外壳。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1至2所示，本发明的卷轴过滤器，包括壳体11，壳体11可以为分体式，也可以为整体式，在壳体11内设置有两个卷轴，其中一个卷轴作为主动卷轴2并安装有卷轴电机1，另一个卷轴作为从动卷轴4，用于放置整卷的过滤棉3，在主动卷轴2和从动卷轴4之间安装有支架5，本实施例的支架5为V字形结构，在支架5的两个端部设置有滚筒10，在支架的中部安装有滚动杆6，滚动杆6的周长为4.5cm，整个过滤棉3经过过滤面的总长度为90cm，在滚动杆6上安装有霍尔感应器的磁钢8，在支架5上还安装有与磁钢相匹配的霍尔感应器的探头7，过滤棉3从从动卷轴4抽出经过支架5后缠绕到主动卷轴2上，在壳体11上还安装有差压传感器9，压差传感器9的两个探头分别位于过滤棉3的两面，霍尔感应器的输出端与差压传感器均连接到控制器，控制器控制卷轴电机1的启停。

本发明的卷轴过滤器的是这样实现自动控制的：压差传感器9的两个探头采集过滤棉3两面的压力信号并传递给压差传感器9，压差传感器9比较过滤棉3两面的压力差值，当压力的差值达到设定值，输出信号给控制器，控制器向卷轴电机1发出启动信号，卷轴电机1开始转动；否则卷轴电机1不动作；卷轴电机1启动后，卷轴电机1带动过滤棉3移动，过滤棉3带动滚动杆6转动，滚动杆6上磁钢8经过霍尔感应器的探头7时，霍尔感应器探测到信号，并将该信号传递给控制器，控制器对该信号进行计数，当计数的数量达到20次时，发出停止卷轴电机1转动的信号，卷轴电机1停止，同时控制器的计数清零；否则，卷轴电机1继续转动。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。 

Claims (5)

1.卷轴过滤器，包括安装卷轴电机（1）的主动卷轴（2）、安装过滤棉（3）的从动卷轴（4），还包括支架（5），过滤棉（3）从从动卷轴（4）抽出经过支架（5）后缠绕到主动卷轴（2）上，在所述支架（5）上安装有一个滚动杆（6），霍尔感应器的磁钢（8）安装在滚动杆（6）上，霍尔感应器的探头（7）固定在支架（5）上，还包括控制器，霍尔感应器的输出信号传输至控制器，作为控制器控制卷轴电机（1）的输入信号。

2.根据权利要求1所述的卷轴过滤器，其特征在于：还包括压差传感器（9），压差传感器（9）的两个探头分别位于过滤棉（3）的两面，压差传感器（9）的输出信号连接至控制器，控制器控制卷轴电机（1）的转动。

3.根据权利要求1所述的卷轴过滤器，其特征在于：在所述支架（5）上安装有滚筒（10），滚筒（10）位于过滤棉（3）的变向处。

4.卷轴过滤器的自动控制方法，其特征在于：包括控制器根据压差传感器（9）的输出信号控制卷轴电机启动的步骤、以及控制器根据霍尔感应器的输出信号控制卷轴电机停止的步骤；控制器根据压差传感器（9）的输出信号控制卷轴电机启动的步骤是这样的：压差传感器（9）的探头采集过滤棉（3）两面的压力值，压差传感器（9）计算过滤棉（3）两面的压力差值，当压力的差值达到设定值，向控制器输出过滤棉（3）堵塞信号，控制器向卷轴电机（1）发出启动信号，卷轴电机（1）开始转动；否则卷轴电机（1）不动作。

5.根据权利要求4所述卷轴过滤器的自动控制方法，其特征在于，所述控制器根据霍尔感应器的输出信号控制卷轴电机停止的步骤是这样的：卷轴电机（1）带动过滤棉（3）移动，过滤棉（3）带动滚动杆（6）转动，滚动杆（6）上磁钢（8）经过霍尔感应器的探头（7）时，霍尔感应器探测到信号，并将该信号传递给控制器，控制器对该信号进行计数，当计数的数量达到设定值时，发出停止卷轴电机（1）转动的信号，卷轴电机（1）停止，同时控制器的计数清零；否则，卷轴电机（1）继续转动。