CN107340217B - 用于测量过滤器堵塞水平的单元的支撑件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测量过滤器(3)的堵塞水平的单元(2)的支撑件，所述支撑件包括：第一部件(10)，用于面对过滤器的第一面(30)；第二部件(11)，用于面对过滤器的第二面(31)；连接器件，适于通过过滤器的厚度将第一部件(10)连接到第二部件(11)，并在第一部件和第二部件之间限定空间以接收过滤器；接收器件，适于接收在所述第一部件(10)上用于测量堵塞水平的所述单元。

Description

用于测量过滤器堵塞水平的单元的支撑件

技术领域

本发明涉及一种用于测量过滤系统中使用的过滤器堵塞水平的单元的支撑件，尤其是用于加热、通风或空调(HVAC)设施。本发明还涉及包括所述支撑件和堵塞水平测量单元的完整测量装置。

背景技术

以已知的方式，用于过滤流体的系统，尤其是用以过滤注入到体积的空气，例如电气柜，例如，包括：

-格栅，其允许空气循环；

-支撑板，其具有前面，格栅固定在前面；

-过滤器，通常采取多孔材料形式，其位于设置在支撑板中的外壳中的

格栅后面；

-通风模块，其旨在固定在支撑板后表面且包括风扇。

文献WO2011/131424描述了这种类型的结构。在这种结构中，整体尺寸在深度方向上受到限制，似乎难以提供用于测量过滤器堵塞水平的解决方案。

专利US7012685B1和US8744780B2都描述了用于加热、通风和空调(HVAC)设施的过滤系统，包括用于测量过滤器堵塞水平的解决方案。这些解决方案使用放置在过滤器的分别的相对侧的发送器和接收器，发送器通过过滤器朝向接收器发射波束。在接收到波束之后由接收器产生的信号随后由处理器单元处理，以便从其中推断出过滤器的堵塞水平。例如，如果堵塞水平超过某个阈值，则发射警报信号。这些解决方案证明是特别庞大的，因为它们要求发送器和接收器在过滤器的分别的相对侧上足够远。

专利US5141309A描述了一种用于检测过滤器堵塞的解决方案。

本发明的目的是提出一种用于测量过滤器堵塞水平的单元的支撑件，其制造和组装简单，并且具有相对较小的整体尺寸用于不同的过滤系统，而不需要修改，并且可以适合不同尺寸的过滤器

本发明的目的还在于提出一种用于测量过滤器的堵塞水平的装置，其包括根据本发明的支撑件，以及用于测量堵塞水平的单元。

发明内容

上述目的通过用于测量过滤器堵塞水平的单元的支撑件实现，所述过滤器旨在应用于过滤流体的系统上使用，且该过滤器具有至少一个第一面和一个第二面，该第一面和第二面由过滤器的厚度彼此分隔开，并旨在使所述流体流动穿过它们，所述支撑件包括：

第一部件，用于面对过滤器的第一面；

第二部件，用于面对过滤器的第二面；

连接器件，其适于通过过滤器的厚度将第一部件连接到第二部件，并在第一部件和第二部件之间限定空间以接收过滤器，以及

接收器件，其适于接收所述第一部件上的用于测量堵塞水平的所述单元；

该接收器件包括具有适于堵塞水平测量单元的形状的外壳和用于固定所述堵塞水平测量单元在所述外壳中的器件；

该外壳限定第一分支和第二分支，用于支撑所述堵塞水平测量单元的发送器和所述堵塞水平测量单元的接收器，

该第一分支和第二分支朝向形成在第一部件和第二部件之间的空间的内部倾斜，以便在旨在被过滤器占据的空间中使得用于测量过滤器堵塞水平的单元的第一分支和第二分支定向。

根据一个特征，该连接器件用于适应第一部件和第二部件之间的距离以使其适应过滤器的厚度。

根据另一个特征，连接器件包括至少两个尖钉和两个接收孔，每一个接收孔用来与单独的尖钉配合，以便将第一部件组装到第二部件。

根据另一个特征，第一部件的所述电枢是U形的，且具有中心部分和延伸所述中心部分，且各自终止于自由端的两个侧向部分。

根据另一个特征，该第二部件包括为U形的第二电枢，用于面对第一部分的第一电枢定位，并且具有中心部分，以及延伸所述中心部分且各自终止于自由端的两个侧向部分。

本发明还涉及一种用于测量过滤器堵塞水平的装置，所述过滤器旨在应用于过滤流体的系统中，且具有至少第一面和第二面，该第一面和第二面由过滤器的厚度彼此分隔开，并旨在使所述流体流动穿过它们，所述装置包括用于测量过滤器堵塞水平的单元，以及如上限定的支撑件，用于测量堵塞水平的单元固定于该支撑件。

根据装置的一个特征，所述堵塞测量单元包括适于发射波束的发送器和适于接收所述波束的接收器。

根据另一个特征，所述发送器相对于所述接收器布置，以在横向于所述流体流动的方向上发射波束。

所述发送器有利地相对于所述接收器布置，以在平行于所述过滤器的至少一个面的方向上发射波束。

用于测量堵塞水平的单元优选地采取至少一个电子卡的形式，所述电子卡被分割以形成两个单独的分支，第一分支承载所述发送器，第二分支承载所述接收器。

该堵塞水平测量单元有利地包括用于信号通知过滤器堵塞水平的单元。信号通知单元包括焊接到所述电子卡上的多个指示灯。

附图说明

其他特征和优点将在以下详细描述中结合参考附图变得明显，其中：

图1是过滤系统的分解透视图，本发明的测量装置安装在其上；

图2A和2B是本发明的测量装置的两个不同角度的分解透视图，测量装置包括本发明的支撑件和堵塞水平测量单元；

图3是本发明的测量装置的支撑件的分解透视图，其中堵塞水平测量单元位于所述支撑件上；

图4A和4B是本发明完全组装的测量装置的两个不同角度的透视图；

图5是表示将本发明的测量装置组装到过滤器上的原理的透视图；

图6是将组装到两个不同尺寸的过滤器上的本发明的测量装置的透视图；

图7A和7B是组装到过滤器上的本发明的测量装置两个不同截面透视图。

具体实施方式

在以下描述中，术语“外部”和“内部”以过滤器为参考。因此，内部面定向为朝向过滤器，且外部面定向为远离过滤器。

本发明首先涉及接收用于测量过滤器3的堵塞水平的单元2的支撑件，以形成用于测量过滤器3的堵塞水平的整体装置D。以已知的方式，这种过滤器3旨在应用在过滤系统中。过滤系统用于过滤流体，诸如气体，例如，空气。在说明书其余描述中，将参考过滤空气，而不限制本发明。在不限制本发明的情况下，可以认为，这种过滤系统完全适用于过滤注入体积的空气，例如电气柜(未示出)。当然，其可以在任何类型的过滤应用中使用。

在本说明书的其余部分中，在不限制本发明的情况下，过滤器3将被认为具有两个平行的面30、31，其由过滤器的厚度分隔开，且用于使得空气的流动穿过它们。

如图1所示，过滤系统S主要包括前面的格栅G、支撑板P，格栅G固定在支撑板前方，以及固定在支撑板P后部且包括风扇的通风模块B。

以已知的方式，通常由多孔材料组成的过滤器3旨在位于设置在通风模块B和格栅G之间的支撑板P中的外壳中，以过滤由风扇产生的穿过系统的空气流动。如果该过滤器3具有过高的堵塞水平，则必须更换以便保持最佳的过滤质量从而不妨碍空气流动通过。

本发明的支撑件特别适于接收用于测量堵塞水平的单元2，其被掩藏在过滤器3的厚度内，以形成如附图所示的完整的测量装置D。

以已知的方式，堵塞测量单元2包括发射堵塞测量波束的发送器20和所述波束的接收器21。波束是允许频谱分析以检测堵塞的一种。例如，发送器20发射电磁辐射波束，例如红外或近红外光束，例如可见光，或超声波类型。发送器20将是，例如是发光二极管、激光器或其他一些辐射源。接收器21将适于捕获由发送器20发射的辐射。

用于测量堵塞水平的单元2可以根据透射或反射的原理起作用。在透射的情况下，发送器20和接收器21彼此分隔开，以使得发送器20朝向接收器21发射波束F。在反射的情况下，发送器20和接收器21相邻，并且发送器20朝向反射器发射波束，该反射器朝向接收器21返回反射的波束。在附图中，在不限制本发明的情况下，测量单元2利用透射原理，发送器和接收器因此彼此间隔开，并被构成过滤器3的多孔材料的一部分分隔开，通过过滤器波束F1由发送器20向接收器21发射。当然，反射模式下的操作决不会改变支撑件和本发明的测量装置的原理。

如图2A和2B所示，用于测量堵塞水平的单元有利地采用至少一个电子卡22的形式，发送器20和接收器21被焊接到该电子卡22上。电子卡22被分割以形成具有两个平行分支220、221的至少一个分叉和连接两个平行分支的中心部分222(图2B)。对于透射下操作，发送器20和接收器21因此被布置在分叉的两个单独的分支220、221上。需注意的是，对于反射下操作，发送器20和接收器21将位于分叉的相同分支上，并且反射元件将位于分叉的另一分支上。在图7A和7B中可以看到，构成过滤器3的过滤材料位于用于测量堵塞水平的单元的分叉的两个分支之间。

发送器20和接收器21之间的距离，值得注意的是可根据过滤器3的厚度来选择，该距离有利地被选择为大于过滤器3的厚度。

测量单元2被掩藏在过滤器3内，并且发送器20和接收器21被布置成使波束F1沿横向于穿过过滤器3的空气流动的方向产生。波束有利地在垂直于穿过过滤器3的空气流动的方向发射，即，在与过滤器3的两个表面30、31平行的一个或多个平面中。

-在接收器3的输出端产生的测量数据可以如下处理：直接在用于测量

堵塞水平的单元2中处理以便确定过滤器的堵塞水平。在这种情况下，

用于测量堵塞水平的单元2包括集成处理器单元，其连接到发送器20

和接收器21上，并且布置在同一电子卡22上或由支撑件承载的另一电

子卡上。

-或者在远离本发明的测量装置D的处理器单元中处理。在这种情况

下，处理器单元，例如集成到可编程逻辑控制器(PLC)、微型控制器

或变速驱动器中，其可以具有一个或多个输入端，每一个输入端连接到

用于测量堵塞水平的单独的单元。连接电缆用于将测量堵塞水平的单元

2连接到该外部处理器单元。

在两种配置中，处理器单元适于控制由发送器20发射的测量波束，并且处理由接收器21接收的波束，以便确定过滤器的堵塞水平。该处理器单元可以以模拟或数字形式执行。在后一种情况下，其包括例如微型控制器、存储器件，以及优选地模拟/数字转换器，其将由接收器产生的模拟信号转换成存储在其存储器件中的数字测量数据。

用于测量堵塞水平的单元2还可以包括在同一电子卡22上或者在也由支撑件承载的单独的电子卡上执行的信号通知单元23。该信号通知单元23由处理器单元控制以发出表示过滤器的堵塞水平的信号。信号通知单元23包括，例如多个指示器230，例如指示灯，旨在显示过滤器3的堵塞水平，并且，例如如果在超过阙值时警告操作者有必要更换。在附图中，电子卡22包括两个翼片223、224，其在测量分叉的中心分支222的每一侧侧向地延伸，并且所述指示灯230位于其上。电子卡22具有称为内部面和外部面的两个相对的主面。发送器20和接收器21有利地焊接到电子卡22的外部面上，而其他组件，尤其是处理器单元(如果存在)以及信号通知单元23，被焊接到电子卡22的内部面。

本发明的测量装置D的支撑件旨在接收用于测量上述堵塞水平的单元的电子卡22，并且包括彼此可拆卸并旨在彼此组装的两个主要部件。

因此，支撑件包括第一部件10和第二部件11，其通过适配的连接器件组装在一起。第一部件10和第二部件11各自包括采取分割成U形板的形式的电枢，分别被称为第一电枢和第二电枢。两个电枢位于平行于过滤器的两个面的两个平行平面中，一个电枢位于另一个电枢的前面。因此，每个电枢包括中心部分100、110和两个侧向部分101、102、111、112，侧向部分沿着两个平行的轴线延伸中心部分并且各自终止于自由端。

根据本发明，过滤器3旨在位于支撑件的两个部件10、11之间。第一电枢具有被称为外部面的第一面，其远离过滤器的第一面30定向，以及被称为内部面的第二面，其抵靠过滤器的第一面30。同样地，第二电枢具有被称为外部面的第一面，其远离过滤器的第二面31定向，以及被称为内部面的第二面，其抵靠过滤器的第二面31。在两个部件10、11组装好的情况下，第一电枢的内部面和第二电枢的内部面面对面放置，并由过滤器的厚度分隔开。

连接器件适于将第一部件10固定到第二部件11上，以便将两个部分紧固在一起。连接器件优选地形成在两个电枢的内部面上。这些连接器件包括，例如旨在彼此配合的孔和相应的尖钉(spikes)。连接器件优选地允许调整第一部件10和第二部件11之间的距离以适应所使用的过滤器3的厚度。在附图中，在不限制本发明的情况下，尖钉103在支撑件的第一部件10上产生，并且对应的孔113在第二部件11上产生。在组装期间连接器件分布在两个电枢上并相应地定位。在不限制本发明的情况下，连接器件，例如位于两个电枢的自由端的水平处，并且位于每个侧向部分和中心部分的连接点的水平处。

如图5、6和7A所示，支撑件的两个部件10、11位于过滤器3上的两个平行面30、31的任一侧上，并通过过滤器3的厚度彼此组装。位于支撑件的一个部件上连接器件的尖钉103因此对于它们中每一个适于穿过过滤器的厚度以被接收在其它部件的相应的孔113中。

根据本发明，支撑件还包括适于接收用于测量堵塞水平的单元2的接收器件。在附图中，在不限制本发明的情况下，接收器件在支撑件的第一部件10上。

接收器件值得注意的是包括接收外壳104和固定构件105(图2A)。外壳104通过第一部件10的内部面上的压痕(imprint)形成，并且具有与测量堵塞水平的单元2的电子卡22适合的形状。所述外壳104的轮廓有利地遵循第一电枢的中心分支100的外部形状。固定构件105，例如采用凸耳的形式用于将所述插件22保持在其外壳中并位于外壳104的轮廓上。为了适应电子卡22的形状，因此第一电枢被切割，使得外壳形成两个平行和对称的支撑分支，第一分支106旨在接收承载发送器20的电子卡22的相应分支220，第二分支107旨在接收承载接收器21的电子卡的分支221(图2B)。如图3所示，电子卡22位于外壳104中，使得其外部面朝向第一电枢的内部面定向。因此，指示灯230被放置在外壳104中。

两个分支106、107适于将波束完全定位在限定在支撑件的两个部件之间并且旨在接收过滤器3的空间内。为此，两个分支106、107朝向该空间的内部倾斜，相对于由第一电枢形成的平面形成锐角。如上所述，发送器20和接收器21相对于彼此布置，使得所产生的波束有利地位于横向于空气流动的平面中并且有利地平行于过滤器3的两个表面30、31。如图5所示，过滤器3将优选地被切割以形成两个单独的空腔32、33，该空腔面向分叉的两个分支106、107中的每一个，以在它们每一个中分别容纳测量单元2的发送器20和接收器21。以这种方式，发送器20和接收器21被掩藏在过滤器3中并且通过过滤器的多孔材料彼此分隔开(图7B)。

此外，如图5所示，第一电枢优选地具有多个窗口108，该多个窗口108通向其外部面，从而使放置在电子卡22的外部面上的指示灯230变得可见。

如图5所示，一旦用于测量堵塞水平的单元2已被固定到其支撑件上，所得到的测量装置D可以位于过滤器3上。为此，足以将支撑件的第一部件10与第二部件11分隔开，然后将它们放置在过滤器3的相对的两个面30、31的任一侧。两个部件朝向彼此移动，使得连接器件的尖钉穿过过滤器的厚度直到每一个容纳在另一侧的相应的孔中(图7A)。当就位时，发送器和接收器占据形成在过滤器中的两个单独的空腔(图7B)。支撑件的第一部件10和第二部件11之间的距离通过将尖钉103推入孔113中更大或更小的距离来仔细地与过滤器3的厚度匹配。

因此，本发明的解决方案具有许多优点，尤其是：

-整体尺寸相对较小，易于安装。

-独立于过滤系统，因此可以在不修改系统结构的情况下在现有系统上

增加测量堵塞水平的功能。

-可以适用于不同厚度的过滤器。

-相对于空气流动是可逆的，空气流动的方向对本发明的测量装置的操

作没有影响。

-由多个部件、尤其是支撑件、电子卡组成，这使得其可以独立地更换

损坏的部件而不改变整个装置。

-形成支撑件的两个电枢相对较薄，这样可以避免干扰过滤。

电子卡可以通过增加形成处理器单元的微型控制器，以及用于在周围空气中的测量的其他类型的传感器，例如，温度传感器、相对湿度传感器和/或压力传感器，来承载简单的电子设备(发送器+接收器+指示灯)或者更多精密的电子设备。

Claims (11)

1.一种用于测量过滤器（3）的堵塞水平的堵塞水平测量单元（2）的支撑件，所述堵塞水平测量单元包括用于产生波束的发送器，以及用于捕获所述波束的接收器，所述过滤器旨在应用于过滤流体的系统中并且该过滤器具有至少第一面（30）和第二面（31），该第一面和第二面通过过滤器的厚度彼此分隔开并且旨在使所述流体流动穿过它们，所述支撑件的特征在于，其包括：

第一部件（10），用于面对过滤器的第一面（30）；

第二部件（11），用于面对过滤器的第二面（31）；

连接器件，适于将第一部件（10）连接到第二部件（11），并且限定第一部件和第二部件之间的空间以接收过滤器；

接收器件，适于接收在所述第一部件（10）上的用于测量堵塞水平的所述堵塞水平测量单元，并且特征在于：

接收器件包括具有适于堵塞水平测量单元的形状的外壳（104），和用于固定所述堵塞水平测量单元（2）在所述外壳中的器件（105）；

外壳限定用于支撑所述堵塞水平测量单元（2）的发送器和所述堵塞水平测量单元（2）的接收器的第一分支（106）和第二分支（107）；

第一分支（106）和第二分支（107）朝向形成在第一部件（10）和第二部件（11）之间的空间的内部倾斜，以便在旨在被过滤器占据的空间中使用于测量过滤器堵塞水平的堵塞水平测量单元的第一分支和第二分支定向。

2.根据权利要求1所述的支撑件，其特征在于，连接器件适于适应第一部件（10）和第二部件（11）之间的距离以便使其适应过滤器的厚度。

3.根据权利要求1或2所述的支撑件，其特征在于，连接器件包括至少两个尖钉（103）和两个接收孔（113），每一个接收孔用来与单独的尖钉配合以便将第一部件（10）组装到第二部件（11）。

4.根据权利要求1或2所述的支撑件，其特征在于，第一部件包括U形的第一电枢，并且具有中心部分（100）和延伸所述中心部分且各自终止于自由端的两个侧向部分（101、102）。

5.根据权利要求4所述的支撑件，其特征在于，第二部件包括U形的第二电枢，用于被定位成面对第一部件的第一电枢，并且具有中心部分（110）以及延伸所述中心部分且各自终止于自由端的两个侧向部分（111、112）。

6.一种用于测量过滤器（3）的堵塞水平的装置（D），所述过滤器旨在应用于过滤流体的系统中并且具有至少第一面（30）和第二面（31），第一面和第二面由过滤器的厚度彼此分隔开并且旨在使所述流体流动穿过它们，所述装置（D）包括用于测量过滤器堵塞水平的堵塞水平测量单元（2），并且其特征在于，其包括如权利要求1至5中任一项限定的支撑件，用于测量堵塞水平的所述堵塞水平测量单元（2）固定于该支撑件。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述发送器（20）相对于所述接收器（21）布置以在横向于所述流体流动的方向上发射波束。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述发送器（20）相对于所述接收器（21）布置以在平行于所述过滤器的至少一个面（30、31）的方向上发射波束。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的装置，其特征在于，用于测量堵塞水平的堵塞水平测量单元（2）采取至少一个电子卡（22）的形式，所述电子卡被分割以形成两个单独的分支，第一分支（220）承载所述发送器（20），第二分支（221）承载所述接收器（21）。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，堵塞水平测量单元（2）包括用于信号通知过滤器（3）堵塞水平的单元（23）。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，信号通知单元包括焊接到所述电子卡（22）的多个指示灯。

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