CN106536020B - 用于过滤气体流的过滤器设备 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种用于过滤气体流的过滤器设备。该设备具有头端，该头端具有入口和出口，该头端也具有连接到该入口的第一流导管和连接到该出口的第二流导管。该设备还具有过滤器以及容纳该过滤器且连接到该头端的筒。该筒具有环状凹槽。还存在用于将该过滤器连接到该头端和该筒的连接器。该连接器的接合该筒的部分具有插入到该凹槽中的突起部。

Description

用于过滤气体流的过滤器设备

技术领域

本发明涉及一种用于过滤气体流的过滤器设备，且特定地(但非排它地)涉及一种用于过滤压缩空气流的设备。

背景技术

压缩空气作为安全且可靠能量源广泛用于整个行业中。然而，从压缩器直接递送的压缩空气在不进行处理以改进其纯度的情况下，其质量不适于大部分用途。处理压缩空气通常涉及对其进行过滤以去除油和颗粒，并对其进行干燥以去除湿气。

过滤器设备的典型实例包含：过滤器头端，其含有入口和出口；以及筒，其螺纹式接合该头端以形成密封容器，在该密封容器内容纳过滤器部件。过滤器部件通常是在一端密封的管，其附接到过滤器头端且位于过滤器筒内。一对形成于过滤器头端中的导管引导来往于过滤器部件的空气。第一导管将空气从入口引导到过滤器的中心中，空气流动穿过过滤器的管状壁，沿着过滤器筒的侧上行且接着穿过第二导管，该第二导管包围第一导管，将空气引导到出口。在此实例中，空气从过滤器的内部流动到外部，但可反转此流以使得空气从过滤器的外部流动到内部。

此类装置的维护包含更换过滤器。此通过以下操作完成：从与头端的接合旋开筒以便暴露过滤器，接着可使过滤器与过滤器头端脱离接合并置换过滤器。然而，在受限制的空间中，去除过滤器筒可为极其不方便的，且必须在过滤器设备周围留出足够空间以允许进行维护。此额外空间对这种类型的过滤器在某些情境下的使用存在显著的设计限制。此外，当置换过滤器时，通常在其外侧涂布有一层油，使废过滤器很脏且难以搬运。

本发明的优选实施例致力于克服现有技术的上述问题。

发明内容

根据本发明，提供一种用于过滤气体流的过滤器设备，该设备包括：-

头端，其具有入口和出口，该头端包含连接到该入口和该出口中的一者的第一流导管以及连接到该入口和该出口中的另一者的第二流导管；

过滤器，其用于过滤流动穿过该过滤器设备的该气体；

筒，其连接到该头端且相对于该头端密封以用于容纳该过滤器，该筒具有至少一个内表面，该至少一个内表面在其中具有至少一个凹槽；

连接器，其用于将该过滤器连接到该头端和该筒，该连接器包含：-

头端接合部分，其用于围绕该第二流导管接合和密封；

过滤器接合部分，其用于保持该过滤器，该连接器借此在该过滤器与该第二流导管之间引导该气体的流动；和

筒接合部分，其具有用于插入到该凹槽中的至少一个突起部。

通过提供接合并连结头端、过滤器和筒且具有接纳于筒的凹槽中的突起部的连接器，提供如下优点：当筒与过滤器头端分离时，过滤器将被保持在筒内。因此，当分离过滤器头端和筒时，不必使筒越过过滤器的长度(一般情况下，要使筒越过过滤器的长度以使能够更换过滤器)。在筒中存在凹槽且在连接器中存在突起部使得用以分离连接器(且因此附接到其的过滤器)与筒所需的力受到控制，以使得该力大于分离连接器与过滤器头端所需的力。因而，因为爲了提供足够空间用于拆除筒和过滤器而仅需要筒下方的小空间，所以可以在比现有技术中的可能场所多得多的场所中使用本发明的过滤器设备。此外，通过将过滤器保持在筒内，对脏过滤器的处置要容易得多，这是因为通过抓持与过滤器元件相比相对清洁的连接器便可搬运过滤器。

在优选实施例中，筒接合部分包括具有位于其上的该突起部的至少一个柔性部件。

通过形成筒接合部分以便包含具有位于其上的突起部的一个或多个柔性部件提供以下优点：柔性部件可将突起部推进到与筒中的凹槽的接合中，但也可以弯曲以使得突起部不在凹槽内，借此允许在需要时容易地从筒拆除连接器和附接到其的过滤器。同时，柔性部件使得突起部将不大可能意外地与凹槽脱离接合，且因此连接器不大可能在与过滤器头端分离之前与筒分离。

该柔性部件可包括允许操作者弯曲柔性部件的手动接合部分。

通过提供手动接合部分，提供以下优点：柔性部件可容易地径向朝内弯曲以使得突起部不在凹槽中，从而允许容易地从筒拆除过滤器。

在优选实施例中，手动接合部分在使用中时位于邻近该筒的边缘处。

提供邻近筒的边缘的手动接合部分意指当筒和头端固定在一起时，头端进一步阻止连接器的任何移动，借此确保过滤器无法从头端拆离，该拆离将允许气体绕过过滤器。此外，将手动接合部分定位成邻近筒的上边缘意味着它们保持尽可能远离与废过滤器相关联的污垢和油。因此，一旦已经从过滤器头端拆除筒，手动接合部分便简单地径向朝内移动。这不仅将过滤器从筒释放出来而且还是操作者处理连接器和过滤器的点，从而允许操作者在不接触油或污垢的情况下拆除过滤器。

在另一个较佳实施例中，凹槽是环状的。

具有环状凹槽可提供以下优点：连接器可以任何旋转角度插入到筒中，且将发生与突起部的正确接合。此外，当初始地旋开过滤器筒时，环状凹槽允许突起部在凹槽内运转。此允许连接器和过滤器保持可旋转地固定到过滤器头端。当从过滤器头端拆除过滤器筒时，存在必须释放的两个密封区域以便进行分离。这些区域中的第一个是过滤器筒与过滤器头端之间的密封，且第二个是在连接器与过滤器头端之间。因为当筒初始地相对于头端旋转时，突起部能够绕环状凹槽运转，这仅必须克服过滤器筒与过滤器头端之间的密封的静摩擦。因此，操作者需要施加较小力到过滤器筒以便起始该分离。一旦已克服头端与筒之间的密封的静摩擦，螺纹的机械优点则慢慢地将连接器从过滤器头端分离，其将过滤器头端轴向拉出。因此，螺纹的机械优点克服连接器与过滤器头端之间的密封的静摩擦。如果连接器必须与过滤器筒一起旋转，那么将必须同时克服两个密封区域的静摩擦力，这使得筒相对于头端的初始旋转是极其困难的。

在另一优选实施例中，过滤器固定地连接到该连接器。

第一流导管优选地大致上绕该第二流导管布置。

附图说明

现将仅以实例方式而非任何限制性意义参考附图描述本发明的优选实施例，在附图中：

图1是本发明的过滤器设备的截面前视图；

图2是本发明的另一实施例的过滤器设备的一部分的截面透视图；

图3是本发明的另一实施例的过滤器设备的一部分的截面透视图；

图4是图3的设备的一部分的透视图；和

图5是图4的设备的部分的截面透视图。

具体实施方式

参考图1，示出过滤器设备10，且此设备用于过滤气体流。具体来说，设备10用于过滤压缩空气流，这在压缩空气纯化过程中通常在干燥步骤之前进行。过滤器设备的四个主要组件是头端12、过滤器14、筒16以及将头端、过滤器和筒连接在一起的连接器18。

过滤器头端12具有用于接收压缩空气流的入口20。头端12还具有出口22，压缩空气穿过该出口22到达下游设备(未示出)。压缩空气流经由第一导管24和第二导管26来往于过滤器。第一导管24基本上包围第二导管26，其进入筒16并将已经过滤的空气流载送到出口。第二导管26从第一导管24径向向内并在过滤之前将压缩空气流引导到管状过滤器14的中心孔中。

过滤器14是所属领域的技术人员熟悉的类型的标准管状过滤器且用以去除固体颗粒以及超过预定值的大小的经冷凝液滴。过滤器介质可为例如具有3微米到100微米的微米级的纺粘聚合物。此类材料具有敞形结构，具有大于80％的空隙，且提供通常达到5微米到10微米的粒度的第二阶段过滤。另一实例是微纤维聚结过滤器，具有0.01mg/m3-1mg/m3的油残留物。过滤器14具有基部27，其固定到距离过滤器的头端12最远的端部。基部27通常具有支脚，该支脚延伸到超出过滤器14的直径并接合筒16的内壁以便将过滤器14大致居中地定位在筒16内。

筒16具有管状主体28和端盖30，用于排出液态水的排气阀32安置成穿过该端盖。提供朝向壁28的最上部边缘34的外螺纹36以接合形成于头端12中的内螺纹38。O型环密封件40提供于头端12中的环状凹槽中，以使得当螺纹36和螺纹38接合时，过滤器头端12和筒16一起形成能够保留处于高压力的压缩空气的容器。筒16通常由挤塑铝制成，和在图1中所示的实施例中，头端12是铸铝的。

连接器18是通过注塑成型由热塑性材料形成且具有用于接合头端12、过滤器14和筒16的部分。头端接合部分42是管状的且经设定大小以配合于第二导管26的管状端部内。一对O型环44位于头端接合部分42内的环状凹槽中以提供连接器18与第二导管26之间的密封，从而防止任何压缩空气绕过过滤器而直接泄漏到第一导管24中。因为第二导管26与第一导管24之间的压力差相当小，仅为由经过过滤器14的压缩空气产生的压降，所以由O型环密封件44提供的过盈配合足以相对于第二导管26密封连接器18。

连接器18的筒接合部分呈柔性部件46的形式。连接器优选地配备有两个或多于两个此类呈柔性U形支脚形式的柔性部件。每个支脚都具有突起部48(参见图5)，该突出部48被接纳在环状凹槽50中(该环状凹槽50形成于壁28的邻近上边缘34的内表面中)。突起部48是楔形的，从而在连接器18移动到筒16中时提供使柔性部件46径向向内弯曲的凸轮表面。每个柔性部件46都具有手动接合部分52，该手动接合部分在连接器18与筒16接合时位于壁28的上边缘34正上方并与该上边缘接合。头端接合部分42通过环状盘53附接到柔性部件46。

连接器18的过滤器接合部分是柔性部件46的内表面54。过滤器14通过将其粘着到此内表面54的粘附剂而附接到连接器18。

参考图2，其中示出的实施例与结合图1描述的实施例除以下方面以外是相同：头端12不铸造为单一组件而是替代地由多个组件形成。这些组件包含由挤出塑铝形成的主体56，以及也是通过挤出形成的端板58。端板58在60所指示的地方通过彼此接合螺纹固定到主体的，且在62所指示的地方由凹槽中的O型环密封。第一导管24和第二导管26是由插入件64形成，该插入件是通过注射成型热塑性材料形成且位于形成于挤塑主体56中的孔口中。

参考图3、图4和图5，其中示出的实施例与结合图2描述的实施例除以下方面以外是相同的：形成头端接合部分42的热塑性材料管延伸超出环状盘53且部分地延伸到过滤器14中。在66所指示的地方，此管状延伸部形成过滤器接合部分的一部分并且还用作进一步向过滤器14之下引导压缩空气的流动，从而阻止空气的流动采用穿过过滤器的可能的最短路线。

现将描述设备10的装配。过滤器14连接到连接器18。通常，在制造过滤器期间将连接器18配合到过滤器。然而，可现场装配连接器和过滤器。过滤器14和连接器18被插入到筒16中，使得柔性部件46朝内弯曲，且突起部48卡合到凹槽50中。现在，过滤器14和连接器18被牢固地保持在筒内，且过滤器和连接器可进入与头端12的接合。随着彼此接合螺纹36和38进入与彼此的接合，头端接合部分42延伸到第二导管26中，使得O型环44密封第二导管26内的头端接合部分42。一旦相互接合螺纹36和38与彼此完全接合，柔性部件46的手动接合部分52便邻接头端12，从而进一步防止过滤器14和连接器18移动。现在，过滤器设备10已经准备好用于使用了。

当过滤器14需要进行置换时，从头端12旋开筒16，该头端与该筒通过O型环40相对于彼此密封。为使筒相对于头端旋转，必须克服O型环40的静摩擦力，而且这使得筒相对于头端的初始转动是相当困难的。O型环44与第二导管26的过盈配合试图使得连接器18和过滤器14保持与头端12的接合。然而，因为楔形突起部48延伸到凹槽50中，所以使得连接器18和过滤器14与筒16保持接合的力大于O型环的过盈配合，且因此，连接器和过滤器被保持在筒16内。因为凹槽50绕壁28的整个内表面环状地延伸，所以突起部48在筒旋转时保持静止且保持在凹槽50内。两个O型环44的静摩擦力防止连接器18旋转。环状凹槽50因而允许筒40相对于连接器18转动，并且从而仅必须克服O型环40的静摩擦力就能使筒相对于头端初始地旋转。一旦旋转开始，便在螺纹36和38将连接器从与第二导管26的接合中拖出时克服了第二导管26的壁上的O型环44的静摩擦力。这是由螺纹36和38提供的机械优点，其允许容易地克服两个O型环44的此静摩擦力。

一旦螺纹36和38将筒脱离接合，则过滤器和连接器仅需要向下移动一距离，便足以使连接器18的头端接合部分42在头端12下通过。此距离是从连接器18的最上部边缘到头端12的最下部边缘的距离，在图1中由D1所指示。该距离显著小于距离D2，距离D2是从筒16的最上部边缘到过滤器14的基部27的距离，是筒在过滤器保持于与头端12的接合中的情况下将必须行进的距离。

一旦从头端拆除筒，操作者可手动径向朝内按压手动接合部分52，这将突起部48从凹槽50释放出。通过维持抓持手动接合部分52，操作者从筒抬起连接器18和过滤器14。因为手动接合部分52远离过滤器14(其在需要置换时通常涂布有油污)，操作者能够保持清洁且可简单地将过滤器和连接器丢到包袋中进行处置。

所属领域的技术人员将了解，已仅以实例方式而非任何限制性意义描述上述实施例，且在不偏离由所附权利要求书界定的保护范围的情况下，各种更改和变换是可能的。举例来说，已结合压缩空气的过滤描述了上述实施例。然而，此类过滤器设备可用以将任何气体流进行干燥，而不管该气体流是否经压缩。此外，上述实施例中的空气流沿着中心孔向下进入过滤器，通过过滤器壁且从过滤器的外部离开。因此，可将此空气流描述为进出型。然而，可通过使入口成为出口且使出口成为入口反转此设备中的流。因此，压缩空气将流动穿过第一导管24且到过滤器14与筒16之间的间隙中，将通过过滤器14，沿着其中心孔上行，传送到第二导管26中。

Claims (10)

1.一种用于过滤气体流的过滤器设备，所述设备包括：

头端，其具有入口和出口，所述头端包含连接到所述入口和所述出口中的一者的第一流导管以及连接到所述入口和所述出口中的另一者的第二流导管；

过滤器，其用于过滤流动穿过所述过滤器设备的所述气体；

筒，其连接到所述头端且相对于所述头端密封以用于容纳所述过滤器，所述筒具有至少一个内表面，所述至少一个内表面在其中具有至少一个凹槽；

连接器，其用于将所述过滤器连接到所述头端和所述筒，所述连接器包含：

头端接合部分，其用于围绕所述第二流导管接合和密封；

过滤器接合部分，其用于保持所述过滤器，所述连接器借此在所述过滤器与所述第二流导管之间引导所述气体的流动；和

筒接合部分，其具有用于插入到所述凹槽中的至少一个突起部，其中，所述筒接合部分包括具有位于其上的所述突起部的至少一个柔性部件，以及

其中每一个柔性部件收尾于手动接合部分，当所述连接器与所述筒接合时，所述手动接合部位于所述筒之上，且其可以被径向向内挤压以使所述至少一个突起部从所述凹槽脱离。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述柔性部件包括允许操作者弯曲所述柔性部件的手动接合部分。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述手动接合部分在使用中时位于邻近所述筒的边缘处。

4.根据前述任一权利要求所述的设备，其中，所述凹槽是环状的。

5.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的设备，其中，所述过滤器固定地连接到所述连接器。

6.根据权利要求4所述的设备，其中，所述过滤器固定地连接到所述连接器。

7.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的设备，其中，所述第一流导管大致上绕所述第二流导管布置。

8.根据权利要求4所述的设备，其中，所述第一流导管大致上绕所述第二流导管布置。

9.根据权利要求5所述的设备，其中，所述第一流导管大致上绕所述第二流导管布置。

10.根据权利要求6所述的设备，其中，所述第一流导管大致上绕所述第二流导管布置。

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