CN104755150B - 背衬网状物结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于介质包(30)的背衬网状物(10)。背衬网状物(10)包括多个纵向梁(11)和至少一个叶片(12)，并且纵向梁(11)具有第一端部和第二端部并且布置成在纵向方向上安装到介质包(30)。叶片(12)被附接到纵向梁并且布置成在介质包(30)的横向方向上延伸并且适合于在优选的方向上引导经过背衬网状物(10)的空气流。本发明还涉及具有背衬网状物的介质包和具有多个介质包的V型过滤器。

Description

背衬网状物结构
发明领域
本发明涉及用于从空气流中除去颗粒的过滤器组件，并且更特别地涉及用于介质包、特别地用于以V型布置的包括打褶的过滤器介质的介质包的背衬网状物结构。
发明背景
包括布置在框架结构中的打褶的介质包的过滤器组件是已知的。打褶的过滤器包通常由过滤器介质的片材(例如玻璃纤维片材或非织造的聚酯片材)形成，所述过滤器介质的片材被打褶以增加过滤器主体的有效过滤面积。为了提供机械支撑和/或为了组合多个介质包，介质包通常被布置在框架结构(比如具有V型布置的框架)中。为了增强打褶的过滤器介质的物理性质，已知的是，提供不同类型的支撑元件到其中，使得可以减少在使用过滤器介质期间的偏转。在最坏的情形下，偏转可导致过滤器介质的破坏。但是即使其不涉及过滤器介质的破坏，其偏转也引起邻近的介质包彼此靠得更近或甚至进行接触。两个事件皆导致过滤器上的压降的增加，因为空气不能如预期的流过那里。支撑体的一个示例在WO 2010/151542中示出，其中柔性但不可延伸的平纹棉麻织物(scrim)被附接到过滤器介质的下游表面。虽然使用此类平纹棉麻织物具有超过使用根本没有背衬的过滤器介质的优点并且防止过滤器介质在某种程度上的变形，但是其仍然具有某些缺点。例如，因为平纹棉麻织物被附接到过滤器介质本身的打褶部，因此作用于平纹棉麻织物的力将被转移到这些打褶部，其在最坏的情况下可能爆裂，从而毁坏过滤器介质。
发明概述
本发明的目的是提供减少或消除上文提到的和其他的缺点的改进的背衬网状物。此目的和其他目的通过如所附权利要求的权利要求1中界定的根据本发明的背衬网状物来实现。此目的和其他目的还通过如所附权利要求的权利要求10中界定的介质包和权利要求11中界定的V型过滤器实现。本发明的优选的实施方案在从属权利要求中界定。
因此，根据本发明的方面，提供了用于介质包的背衬网状物，其中背衬网状物具有布置成沿着介质包的纵深长度延伸的纵向方向(即在空气流的方向上)和布置成沿着介质包的宽度延伸的横向方向(即大体上垂直于纵向方向的方向)。背衬网状物包括多个纵向梁，所述纵向梁具有第一端部和第二端部并且布置成在纵向方向上安装到介质包。背衬网状物还包括至少一个叶片，所述叶片被附接到纵向梁并且布置成在介质包的横向方向上延伸并且适合于在优选的方向上引导经过背衬网状物的空气流。与现有技术的解决方案相比，叶片的提供的确不仅增加了系统的刚度，其还提供对经过过滤器和背衬网状物的空气流的较好的引导。这增加了过滤器的空气流动性质。此外，与现有技术的解决方案相比，通过使用根据本发明的背衬网状物，由于背衬网状物的添加的刚度而减少了介质包的偏转。这允许使用具有较大的纵深长度(即介质包在空气流的方向上的长度)的过滤器介质包，这减少了在给定流速下在过滤器上的压降。此外，该刚度允许使用具有减少的厚度的介质包。这减少了死区(即空气流不可经过的区域)的量。总而言之，通过使用根据本发明的背衬网状物，可以获得具有改进的过滤特性、减少的压降和增加的寿命预期的过滤器装置。
根据本发明的实施方案，叶片以布置在邻近的纵向梁之间的间隙中的叶片元件的形式被提供。
根据本发明的实施方案，提供了多个横向延伸的叶片。
根据本发明的实施方案，分离的叶片的尺寸不同。通过在背衬网状物的不同位置处使用具有不同的尺寸的叶片，可以优化性质。例如，在背衬网状物的中心部分附近的叶片具有比位于下游边缘附近的叶片大的尺寸。然而，在背衬网状物的上游边缘附近，可以使用具有相对大的尺寸的叶片以便用作触摸防护装置，即提供对过滤器介质包防止例如使用者的手或手指侵入的保护。这是有利的，因为经常发生的是，当例如将过滤器框架组件组装或安装到过滤器组格栅或类似物时，使用者意外地将她的或他的手指推动经过滤器介质包，这可能地损坏手指。具有相对大的弦长的叶片避免这种情况，并且此外其还在适当的方向上引导空气流。
根据本发明的实施方案，叶片具有平坦的形状。例如，在背衬网状物的上游边缘附近的叶片可以具有平坦的形状，其充当空气流引导和触摸防护装置两者。
根据本发明的实施方案，叶片具有弯曲的形状。进入包括打褶的过滤器介质的V型过滤器框架组件的空气流将以大体上垂直于过滤器介质包的主表面的方向经过过滤器介质本身。然后，当空气离开过滤器介质包时，其将其流动方向改变为总的流动方向。弯曲的叶片可以被制成为上游起点(即，最靠近过滤器介质包)具有相对陡峭的角度(即垂直于过滤器介质包，或至少靠近其)。紧随其后，叶片的曲率可以转向优选的流动方向。该曲率确保空气流可以被重定向而没有不必要的压降。
根据本发明的实施方案，叶片中的点不具有比在相同的纵深的位置处的梁的高度大的高度。通过除了纵向梁之外避免叶片增加背衬网状物的总高度，可以减少过滤器介质包和背衬网状物的组合厚度，从而减少总尺寸。
根据本发明的实施方案，叶片具有弯曲的形状，使得背衬网状物的主平面的法线和叶片起点与叶片上的任何一点之间的直的假想线之间的角度小于或等于背衬网状物的主平面的法线与连接叶片的起点和终点的假想线之间的角度。起点是叶片的上游端点并且终点是叶片的下游端点。
根据本发明的实施方案，背衬网状物的主平面的法线与连接叶片的起点和终点的直的假想线之间的角度介于0°和90°之间。
根据本发明的实施方案，叶片的至少部分的表面具有延迟经过背衬网状物的空气流的流动分离的表面粗糙度。空气流的流动分离是非常不期望的，因为其明显增加压降。通过提供给叶片的至少部分适合于诱发边界层中的湍流的表面粗糙度，可以大大地减少流动分离的风险。这是因为与层流相比，湍流远远更少倾向于分离。这可以通过在叶片的上部部分的表面(即下游表面)上提供浅凹(比较高尔夫球)来实现。当然，背衬网状物的其他部分(比如纵向梁)也可以设置有此类表面粗糙度。代替比如浅凹的凹陷部，突出部也是可预期的。
根据本发明的另一个方面，提供用于V型过滤器的介质包，其中该介质包具有上游表面和下游表面并且其中根据权利要求1-10中任一项的背衬网状物设置在介质包的下游表面上。
根据本发明的另一个方面，提供了V型过滤器，该V型过滤器包括以V型方式布置的根据权利要求10的多个介质包，其中该V型过滤器包括框架结构并且其中介质包被附接到所述框架结构。
根据本发明的实施方案，背衬网状物的主平面的法线与连接叶片的起点和终点的直的假想线之间的角度是其中α是V形状的张角的一半。
根据本发明的实施方案，背衬网状物的主平面的法线与连接叶片的起点和终点的直的假想线之间的角度是其中α是V形状的张角的一半并且α<45°。
根据本发明的实施方案，背衬网状物的主平面的法线与连接叶片的起点和终点的直的假想线之间的角度是其中α是V形状的张角的一半并且α<30°。
根据本发明的实施方案，背衬网状物的主平面的法线与连接叶片的起点和终点的直的假想线之间的角度是其中α是V形状的张角的一半并且其中α<45°。
根据本发明的实施方案，背衬网状物的尺寸和形状被选择，使得背衬网状物不形成除了过滤器介质之外的对空气流经过过滤器的限制。
附图简述
现在，将更详细地并且参考附图来描述本发明，其中：
图1是本发明的V型过滤器的实施方案的示意性分解透视图。
图2是本发明的V型过滤器的实施方案的示意性透视图。
图3是根据本发明的背衬网状物的实施方案的透视图。
图4是根据本发明的背衬网状物的实施方案的示意性侧视图。
图5是本发明的示意性解释图。
图6是本发明的实施方案的示意性透视图。
图7是根据本发明的V型过滤器的细节的示意性横截面视图。
优选的实施方案的描述
本发明涉及用于从空气流中除去颗粒的过滤器组件中的背衬网状物，并且更特别地涉及用于如图1中示出的以V型布置的打褶的过滤器介质的背衬网状物结构。本发明的过滤器组件100的实施方案的分解视图被示出于其中。过滤器组件100包括具有布置于其中的六个介质包30的框架结构。介质包30包括矩形的打褶的介质，其具有相对的第一侧边缘和第二侧边缘以及相对的前边缘和后边缘。介质包由过滤器介质的片材制造，该过滤器介质的片材由例如玻璃纤维片材或非织造的聚酯片材制成，该过滤器介质的片材被打褶以增加过滤器主体的有效过滤面积。此处，过滤器组件100是框架结构，所述框架结构包括多个框架元件：侧板40、顶板50以及三个底板60。介质包30按照重复的V结构被堆叠在框架结构内，使介质包30的相对的侧边缘被布置成面向相应的侧板40，同时每个堆叠的介质包30的前端和后端中的至少一个无遮蔽地靠着邻近的介质包30的对应的前端或后端以形成V结构。介质包30的相对的前端和后端被布置成分别面向底板60中的一个和顶板50。此外，当过滤器组件100被安装时，介质包30的侧边缘和前端和后端靠着框架结构的框架元件40、50、60密封，使得经过该过滤器组件的空气中的大体上全部将经过介质包30。通常，空气经由顶板50按照垂直于该顶板50的方向进入过滤器组件100并且在底板60处按照相同的方向离开过滤器组件100，使得总的空气流动方向是垂直于顶板50的主平面的方向。
在根据本发明的背衬网状物的第一实施方案(如图3、图4和图6中最好地示出的)中，背衬网状物10包括大量的纵向梁11和叶片12。与现有技术的背衬网状物相比，根据本发明的纵向梁11具有沿着其长度变化的高度并且设置了叶片12，该叶片12在优选的方向上引导已经经过过滤器介质的空气同时向网状物提供另外的强度。此外，最外面的纵向梁各自具有向外突出的横向肋。此横向肋设置有燕尾槽以便增加背衬网状物10和过滤器框架结构之间的粘合性结合。因此，获得了具有高程度的刚度(特别是抗偏转)的背衬网状物10。此类型的背衬网状物可必须忍耐约6000-6500Pa的压力，对于550*600mm的网状物，这将与至多210kg的负载是等效的。因此，为了避免邻近的过滤器介质包30偏转并且彼此靠得太近使得空气流动被妨碍或甚至中断，背衬网状物10需要是尽可能刚性的。但同时，介质包30和背衬网状物10在前边缘和后边缘处(即，在邻近的介质包30和背衬网状物10彼此接触并且分别与顶板50和底板60接触的地方)的组合厚度应该被保持尽可能低。这是因为当考虑到空气流动特性时，底板60的区域和顶板50的对应部分可以被认为是死区或限制区。为了减少过滤器组件上的压降，这些区域将被最小化。因此，在本发明的纵向梁10的端部处的减少的高度在这方面是非常有利的。可以在PCT/EP2012/068707中发现关于梁的另外的细节，从所述PCT/EP2012/068707中寻求用于本申请的优先权。本发明的叶片12被布置在邻近的纵向梁之间的间隙中并且不增加除了纵向梁之外的背衬网状物的总高度。这在图4在最好地示出，图4中表示了如何将叶片12布置在两个邻近的纵向梁11之间的间隙中同时不向背衬网状物10的总高度增加任何东西。图4还示出叶片12的曲率，现在将讨论所述曲率的重要性。进入包括打褶的过滤器介质的过滤器框架组件(在此情况下为V型过滤器框架组件)的空气流按照大致垂直于顶板50的主平面的方向进入和离开过滤器组件。然而，空气流将以大体上垂直于过滤器介质包的主表面的方向经过过滤器介质本身，因此当如此进行时，必须改变方向。然后，当空气离开过滤器介质包时，其再次改变其流动方向，这次变回到总的流动方向。因此，弯曲的叶片可以被制成为上游起点(即，最靠近过滤器介质包)具有相对陡峭的角度(即垂直于过滤器介质包并且因此大体上与离开过滤器介质的空气相同，或至少靠近其)。紧随其后，叶片的曲率可以将空气流转向优选的流动方向。这种曲率确保空气流可以被重定向而没有不必要的压降。这种叶片12在图4中可见，其中叶片12在背衬网状物10的下边缘19(其意在倚靠过滤器介质包30的下游表面)的附近在上游位置处开始。其按照大体上垂直于背衬网状物30的主表面并且因此垂直于介质包30的主表面的方向开始，并且此后，当叶片12达到背衬网状物10的上边缘21时，平稳地转向大体上平行于总的空气流动方向的方向。在优选的实施方案中，叶片12的下游端部的切线位于总的空气流动方向的平面中。叶片方向的平稳过渡确保空气流动方向的改变而没有或具有至少非常小的另外的压降。图5以解释性和简化的方式示出弯曲的叶片12的形状。此处，示出了角度α，其是两个邻近的V结构之间的张角的一半；以及其是背衬网状物的主平面的法线并且因此介质包30的主平面的法线与连接叶片12的起点和终点的直的假想线之间的角。为了使空气能够离开过滤器组件而没有过多的压降，应该满足其中在下游方向上是正的。叶片12的优选的曲率可以通过陈述叶片12具有弯曲的形状使得背衬网状物10的主平面的法线和叶片起点与叶片上的任何一点之间的线之间的角度小于或等于背衬网状物10的主平面的法线与连接叶片的起点和终点的直的假想线之间的角度来描述。
纵向梁11的侧视图也在图4中示出。此处，可以看出的是，纵向梁11具有弧形的上部面，所述弧形的上部面赋予纵向梁11有利的特性，即高的挠曲刚度，同时仍然有助于在介质包30的前边缘和后边缘处的低的总厚度。纵向梁10的弧形的上部面在背衬网状物10的前边缘和后边缘的附近突然地结束，因此产生邻接表面14。当被分别插入到顶板50和底板60内时，此邻接表面14提供背衬网状物10的另外的结构刚度。顶板50和底板60通常包括凹部或类似物，介质包30与背衬网状物10一起被插入到该凹部或类似物内。此凹部随后用粘合剂填充以便产生分离的元件之间的强的且气密的结合。然后，邻接表面14将邻接顶板50或底板60的对应的表面，因此增强了系统的刚度。当然，粘合剂也可以在插入介质包30与背衬网状物10之前被提供到凹部内。当然，纵向梁11的其他形状也是可预期的，例如高度的逐步增加或高度的线性增加。
沿着背衬网状物10的前边缘和后边缘设置了向下突出的翼片13。这些大体上具有两个功能。首先，其允许背衬网状物10被临时地附接到对应的介质包30。在随后的步骤中，翼片13将围绕介质包30的边缘扣住，使得介质包30和背衬网状物10可以共同地被附接到过滤器框架组件。其次，翼片13允许背衬网状物10被一个在另一个之上地堆叠并且保持在适当位置，这在运输和库存期间是有利的。
图7示出如图1中示出的过滤器组件的横截面，其中两个介质包30布置在框架元件(此处为侧板40)中。在第一模制步骤中出现在容器45中之前，过滤器介质装备有背衬网状物10。背衬网状物10和介质包30借助于翼片13被临时地保持在一起，本文中未示出。背衬网状物10和介质包30一起出现在第一模制化合物层47内，并且随后被固定并且密封在容器45内。因此，在此第一模制步骤中，沿着背衬网状物10的横向边缘延伸的肋与介质包30一起被密封在容器45中。容器45的提供还增加了介质包30和背衬网状物10的结构刚度，这利于将其因此产生的介质包插入到过滤器框架组件(即侧板40、顶板50和底板60)内。在第二模制步骤中，介质包30、背衬网状物10和容器45被共同地插入并且附接到包括顶板50和侧板40的过滤器框架组件。当介质包30、背衬网状物10和容器45已经被插入时，底板60被附接到侧板40。优选地，在第一47和/或第二46模制步骤中使用的模制化合物选自可以作为液体被分配并且随后被硬化即固化的适当的单组分或多组分材料，比如选自由聚氯乙烯塑料溶胶、聚氨基甲酸酯、环氧树脂、硅酮以及陶瓷组成的组的材料。关于容器45的布置的另外的细节可以在PCT/EP2012/067746中找到，从所述PCT/EP2012/067746中寻求用于本申请的优先权。
最后，应意识到的是，利用具有沿着其长度变化的高度的纵向梁和用于引导空气流动的叶片的背衬网状物利用了具有在其边缘处薄的背衬网状物以减少由于死区因此产生的过滤器上的压力损失和朝向其中心部分更刚性的背衬网状物以减少在使用期间过滤器介质的偏转两者的优点。这允许使用具有比现有技术的解决方案更纵深的长度的过滤器介质包。代替使用例如300mm或450mm长度的过滤器，现在使用具有600mm的纵深长度的过滤器是可能的。这大大地减少在给定流速下在过滤器上的压降。通过使用根据本发明的背衬网状物，甚至用一个单组件替换串联联接的两个过滤器框架组件可以是可能的，这意味着较低的维修次数和因此减少的成本。网状物和其他的过滤器框架的细节部可以由大量的材料比如塑料或金属制造。优选地，除了可以由增强的(玻璃纤维)ABS制造的背衬网状物之外，过滤器框架组件的所有部分皆可以由ABS制造。其他的材料也是可预期的，比如聚苯乙烯、聚丙烯等等。此外，明显的是，叶片不一定必须是弯曲的。其也可以恰好是平坦的并且仍然获得本文提到的优点，即空气流动方向和改进的网状物刚性。所有纵向梁具有沿着其长度变化的高度不是必要的。例如，两个最外面的纵向梁可以包括沿着过滤器介质的横向边缘延伸的大体上平坦的肋。最外面的梁通常不经受与朝向背衬网状物的中心部分的梁相同的力并且因此不必须与那些梁是一样刚性的。因为背衬网状物沿着横向边缘被附接到过滤器框架结构，因此力在高的程度上由过滤器框架承载。平坦的肋还可以设置有类似上文陈述的燕尾槽。此外，本发明的V型过滤器可以在使用中以侧板的主平面位于任何平面中(比如水平面或竖直平面中)使得V形状的底部可以在任何优选的方向上对齐来定位。

Claims (17)

1.一种背衬网状物(10)，其布置在用于V型过滤器的过滤器介质包(30)的下游表面上，其中所述背衬网状物(10)具有布置成沿着所述过滤器介质包(30)的纵深长度延伸的纵向方向和布置成沿着所述过滤器介质包(30)的宽度延伸的横向方向，所述背衬网状物(10)包括多个纵向梁(11)和至少一个叶片(12)，其中纵向梁(11)具有第一端部和第二端部并且布置成在所述纵向方向上安装到所述过滤器介质包(30)，并且其中所述叶片(12)被附接到纵向梁(11)并且布置成在所述横向方向上延伸，其中所述叶片(12)适合于在优选的方向上引导经过所述背衬网状物(10)的空气流。
2.根据权利要求1所述的背衬网状物(10)，其中所述叶片(12)以布置在邻近的纵向梁(11)之间的间隙中的叶片元件(23)的形式被提供。
3.根据权利要求1所述的背衬网状物(10)，其中设置了多个横向延伸的叶片(12)。
4.根据权利要求3所述的背衬网状物(10)，其中分离的叶片(12)的尺寸不同。
5.根据权利要求1所述的背衬网状物(10)，其中所述叶片(12)具有平坦的形状。
6.根据权利要求1所述的背衬网状物(10)，其中所述叶片(12)具有弯曲的形状。
7.根据权利要求1所述的背衬网状物(10)，其中所述叶片(12)的点不具有比在相同的纵深位置处的所述纵向梁(11)的高度更大的高度。
8.根据权利要求1所述的背衬网状物(10)，其中所述叶片(12)具有弯曲的形状，使得所述背衬网状物(10)的主平面的法线和所述叶片的起点与所述叶片(12)上的任何一点之间的线之间的角度小于或等于所述背衬网状物(10)的主平面的法线与连接所述叶片(12)的起点和终点的直的假想线之间的角度。
9.根据权利要求1所述的背衬网状物(10)，其中所述背衬网状物(10)的主平面的法线与连接所述叶片(12)的起点和终点的直的假想线之间的角度介于0°和90°之间。
10.根据权利要求1所述的背衬网状物(10)，其中所述叶片(12)的至少部分的表面具有延迟经过所述背衬网状物的空气流的流动分离的表面粗糙度。
11.一种过滤器介质包，其用于V型过滤器，其中所述过滤器介质包具有上游表面和下游表面，并且其中，根据权利要求1-10中任一项的背衬网状物(10)设置在所述过滤器介质包的所述下游表面上。
12.一种V型过滤器，包括以V型方式布置的根据权利要求11的多个过滤器介质包，其中所述V型过滤器包括框架结构(100)，并且其中所述过滤器介质包被附接到所述框架结构(100)。
13.根据权利要求12所述的V型过滤器，其中所述背衬网状物(10)的主平面的法线与连接所述叶片(12)的起点和终点的直的假想线之间的角度的范围是其中α是V形状的张角的一半并且α<90°。
14.根据权利要求12所述的V型过滤器，其中所述背衬网状物(10)的主平面的法线与连接所述叶片(12)的起点和终点的直的假想线之间的角度的范围是其中α是V形状的张角的一半并且α<45°。
15.根据权利要求12所述的V型过滤器，其中所述背衬网状物(10)的主平面的法线与连接所述叶片(12)的起点和终点的直的假想线之间的角度的范围是其中α是V形状的张角的一半并且α<30°。
16.根据权利要求12所述的V型过滤器，其中所述背衬网状物(10)的主平面的法线与连接所述叶片(12)的起点和终点的直的假想线之间的角度的范围是其中α是V形状的张角的一半并且其中α<45°。
17.根据权利要求12所述的V型过滤器，其中所述背衬网状物(10)的尺寸和形状被选择成使得所述背衬网状物(10)不形成除了所述过滤器介质之外的对空气流经过所述过滤器的限制。
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