CN109475803A - 用于过滤元件的变直径顶部 - Google Patents

Abstract

提供了一种过滤元件，其被构造成安装到具有不同直径的管板开口。该过滤元件包括密封构件，该密封构件能够适应具有不同直径的管板开口。将多个相同的过滤元件安装到管板的方法。

Description

用于过滤元件的变直径顶部

技术领域

本发明总体上涉及空气过滤，尤其涉及用于过滤空气的系统以及在用于过滤空气的系统中使用的过滤元件。

背景技术

期望捕集空气传播微粒以减少来自某些工业来源的空气传播污染物和排放物并且减少于下游系统中使用的空气中存在的空气传播微粒的数量，该工业来源例如为世界各地的发电厂和材料生产设施。用于控制和捕集微粒或排放物的已知技术是通过使用过滤介质来分离气流中携带的微粒物质。传统上，过滤介质是织物，并且织物过滤在过滤系统中以粉尘收集装置的形式实施，这种粉尘收集装置在工业上被称为“袋式除尘器”。

袋式除尘器通常包括通过管板分成两个气室的壳体。一个气室是“污浊空气”气室，其与入口连通并从工厂的来源接收“污浊的”或含有微粒的气体。另一个气室是“清洁空气”气室，其接收过滤后的经净化气体并且与出口连通以引导经净化气体离开该袋式除尘器。通常称为“袋”、“褶皱式过滤器”、“褶状袋”或“滤筒”的多个相对长的圆筒形织物过滤元件在污浊空气气室中悬挂于管板。每个过滤元件具有封闭的下端并且通常安装在笼框上。每个过滤元件在其上端安装到管板并且竖直向下悬垂到污浊空气气室中。过滤元件的上端部分是敞开的，并且每个过滤元件的内部与清洁空气气室流体连通。然而，空气流动也可以沿着相反的方向。

袋式除尘器的一个问题是穿过管板的连接洁净空气气室和污浊空气气室的开口通常会因袋式除尘器而异。由于这种原因，对于各种不同开口会需要大量不同的安装接口，因而可能难以维护大量的袋式除尘器。这可能需要库存维持大量不同的过滤元件，这造成了后勤困难。另外，由于大量的过滤元件，每种单独过滤器的制造效率和产量降低，这进一步增加了过滤器的制造成本。

本发明的实施例提供了对本领域的改进，这是由于本发明涉及用于袋式除尘器过滤系统的可更换过滤元件或滤筒。

发明内容

在一个方面，本发明提供了一种过滤元件，其具有密封构件，该密封构件被构造成能够安装到管板的具有第一直径的开口上或者能够安装到管板的具有第二直径的开口。这允许制造多个具有相同构型的过滤元件以用于不同的应用。

提供了以下方法：提供多个相同的过滤元件，并且将该过滤元件中的一个或多个过滤元件安装在具有第一直径的管板开口中并将该过滤元件中的另一个或多个过滤元件安装在具有与该第一直径不同的第二直径的管板开口中。

通过当结合附图作出时的下列详细描述，本发明的其它方面、目的和优点将变得更加明显。

附图说明

结合到本专利说明书中并形成该专利说明书的一部分的附图示出了本发明的若干个方面，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1是根据本发明的实施例的与过滤元件一起使用的袋式除尘器的示意图；

图2是用于图1的袋式除尘器的过滤元件的等距视图；

图3是图2的过滤元件的横截面图，该过滤元件被示出为安装到具有不同直径的开口的管板；

图4是图3的侧视图；

图5是过滤元件的实施例的分解图；

图6是图5的过滤元件的等距视图；

图7是图5的过滤元件的横截面图示，该过滤元件被安装到管板；

图8是被安装到管板的过滤元件的实施例的等轴视图；

图9是图8的横截面图；

图10是过滤元件的实施例的分解图；以及

图11是图10的过滤元件的横截面图。

虽然将结合某些优选实施例描述本发明，但并不旨在将它限制于这些实施例。相反，旨在覆盖包括在本发明的如由所附权利要求所限定的精神和范围内的所有替代方案、修改方案和等效方案。

具体实施方式

本文使用的某些术语仅是为了方便，不应视为对本发明的限制。本文使用的相关语言可以参考附图得到最好的理解，在附图中相同的数字用于标识相同或相似项。另外，在附图中，某些特征会以略微示意的形式示出。

呈袋式除尘器20形式的过滤系统在图1中示出。袋式除尘器20由封闭的壳体22限定。该壳体22由合适的材料制成，例如金属板。载有微粒的气体D从入口24流入袋式除尘器20。载有微粒的气体D由位于袋式除尘器20内的根据本发明的一个方面构造而成的多个相对长的过滤元件或过滤组件26过滤。经净化气体C通过袋式除尘器20的出口28排出。

袋式除尘器20由管板44分成“污浊空气”气室40和“清洁空气”气室42，该管板44由合适的材料制成，例如金属板。管板44具有至少一个基本上平面的部分。入口24与污浊空气气室40流体连通。出口28与清洁空气气室42流体连通。

多个开口46延伸穿过管板44的平面部分。过滤元件26安装在相应的开口46中，并且能够可选地至少部分地延伸穿过相应的开口46。过滤元件26可以通过管板44本身悬挂，或者通过与该过滤元件26将要安装在其中的开口46相邻的任何其它合适的支撑件悬挂。清洁空气气室42在垂直于管板44的方向上具有最小尺寸或间隙高度，该最小尺寸或间隙高度限定进入空间。污浊空气气室40在垂直于管板44的方向上具有一高度，过滤元件26可以在该高度上安装而不与袋式除尘器20的壳体22接合。污浊空气气室40的高度通常大于清洁空气气室42的高度。

袋式除尘器20的壳体22包括侧面60和顶盖62。袋式除尘器20被示出为具有不可移动的顶盖62。因此，进入洁净空气气室42和袋式除尘器20以安装过滤组件26受到限制。对于本领域技术人员来说显而易见的是，顶盖62可以具有可拆卸的或者能够移动到不妨碍进入洁净空气气室42的位置的检修面板。

袋式除尘器20还具有由位于污浊空气气室40的下端的倾斜壁64限定的聚集室。过滤组件26被示出为没有延伸到聚集室中，但显而易见的是，过滤组件可以延伸到聚集室中。

不幸的是，如上所述，一种袋式除尘器的开口46的直径D1可能与另一种袋式除尘器的开口的直径不同。

图2至图4更详细地示出了过滤元件26的实施例。该过滤元件26包括被可操作地附接到过滤介质102的密封构件100。该过滤介质102可以是织物袋、褶状材料或者本领域中已知的其它类型的过滤介质。该密封构件100被可操作地附接到过滤介质102，以防止流体旁路。

主要参考图3，密封构件100被设计成使得过滤元件26可以安装到具有不同直径的开口的管板。在图3中，管板44A的开口46A的直径D3大于管板44B的开口46B的直径D4。然而，密封构件100被构造成使得该密封构件100可以与具有直径D3的开口46A或者具有直径D4的开口46B密封地配合。虽然在图3和4中被示出为安装到两个分开的管板44A和44B，但这仅仅是为了说明的目的，以便说明能够安装到具有不同开口直径的不同管板的能力。过滤元件26通常被安装到单个管板。

密封构件100包括被构造成与不同直径的开口46A、46B配合的密封装置。该实施例的密封装置由多个凹槽106、108、110、112形成，该多个凹槽106、108、110、112各自具有由径向向外朝向的表面限定的不同直径，该表面形成凹槽106、108、110、112的底部。每个凹槽106、108、110、112被构造成使过滤元件26与直径不同的开口46配合。

参考凹槽110，每个凹槽具有由轴向面对的壁部分122、124轴向地界定的底部区域120，该轴向面对的壁部分122、124由径向延伸的突出部形成。轴向面对的壁部分122、124用于将过滤元件26轴向地定位在管板的开口46内。壁部分122、124优选地在清洁侧和污浊侧上接合管板，以将过滤元件26保持就位。底部部分120和/或壁部分122、124中的一个或多个壁部分可以在密封构件100和管板44之间提供密封，以防止流体旁路。优选地，开口46的内径径向向内地挤压并压缩密封构件100，以在密封构件100和管板44之间形成径向密封。

通常通过从清洁侧42如图1和图3中的箭头130所示地由将过滤元件26穿过开口46插设来安装该过滤元件26。如此，突出部的一个轴向侧包括渐缩区域，该渐缩区域利于将过滤元件26插设到开口46中。

密封构件100可以模制到过滤介质102、粘附到该过滤介质或以其它方式紧固到该介质。密封构件可由柔性的弹性材料、无纺织物材料或者刚性材料和柔性材料的组合形成。在一个实施例中，密封构件100可以由诸如泡沫聚氨酯的聚氨酯形成。另外，可以设置加强构件以给密封构件100提供支撑，以便改善其与管板46的密封接合。例如，环形加强构件可以径向在内地压在密封构件100的内表面132上(例如，卡环或膨胀件)。另外，加强环可以嵌置在密封构件100内。

另外，密封构件可以具有附接到刚性结构的一个或多个密封件，该刚性结构例如为一个或多个柔性密封件安装到其的塑料支撑结构。

图5至图7示出了过滤元件226的另一实施例，该过滤元件226被构造成与管板的具有不同直径的开口配合。

在该实施例中，密封构件300是被可操作地密封紧固到过滤介质302的多组件式密封构件300。

在该实施例中，密封构件300包括由凸缘构件306支撑的垫圈304。密封构件300还包括轴向安装的夹持构件308。垫圈304被构造成至少在管板44的清洁侧表面45上提供轴向密封。夹持构件308轴向地压在管板44的污浊侧表面47上。

垫圈304包括主体310和径向延伸的凸缘部分312，该凸缘部分312限定轴向朝向的密封表面314，该密封表面314与管板44的表面45配合以在其间实现密封。密封表面314形成在从凸缘部分312延伸的轴向延伸突出部316上。在该实施例中，主体310通常是管状的并且当过滤元件226安装到管板44时延伸穿过开口46。

凸缘部分312的径向尺寸R1使得该凸缘部分312能与管板44中具有不同内径的开口46配合。理想地，R1至少为1/4英寸，更优选地为1/2英寸，在一些情况下可以大于3/4英寸。垫圈304可以由可压缩的弹性材料或无纺织物材料形成。凸缘部分312的外径使得其可以覆盖具有不同内径的多个开口46。

凸缘构件306给凸缘部分312提供轴向支撑。凸缘构件306还可以帮助将过滤介质302固定到垫圈304。凸缘构件包括主体320，该主体320通常是管状的并且在垫圈304的主体310内部。主体310、320在它们之间形成环形腔室，过滤介质302可以在该环形腔室中延伸，以在密封构件300和过滤介质302之间提供密封接合。

主体320可以包括凹槽322，过滤介质310的一部分和/或垫圈304(主体310)的一部分可以径向压缩在该凹槽322中，以形成垫圈304和凸缘构件306之间的机械连接，从而将这两个组件轴向地固定在一起。

径向延伸的支撑凸缘部分324从主体320径向向外延伸并且给凸缘部分312提供轴向支撑。在所示实施例中，轴向延伸的环形凸缘326从凸缘部分324延伸。环形凸缘326相对于凸缘部分312径向向外定位。优选地，凸缘构件306由刚性材料形成，以支撑垫圈304并提供耐久性。

夹持构件308包括主环340和多个轴向延伸的夹持部342。该夹持构件308用于将过滤元件226轴向紧固在管板44的污浊侧47上。

夹持部342包括径向向外渐缩的部段，其用于在过滤元件226插设到开口46中时引导过滤元件226。夹持部342的远端径向向内成阶梯。这种阶梯形区域346包括径向向内延伸的抵接部348和轴向延伸的前端350。虽然并未示出，但是抵接部348可以优选地抵接管板的污浊侧47，同时前端350轴向地延伸到管板44的开口46中。前端350将径向向外地压在开口46的内径上并且将过滤元件226径向地定位在开口46内，同时抵接部348轴向地定位该过滤元件。

夹持构件308可以机械地、粘接地或通过其它方式连附到过滤元件的其余部分，以防止夹持构件308的轴向移动。

在一些实施例中，夹持构件可以径向或轴向地移动，以将过滤元件226紧固到管板44。另外，可以通过将过滤元件226插设到开口中或通过转动该过滤元件来将夹持部342致动就位。

夹持部342是径向弹性的，使得夹持部342可以定位在具有不同直径的开口46中。

虽然垫圈304包括主体310，但是一些实施例可以仅使用轴向挤压在凸缘构件308和管板44之间的垫圈(例如，结构312)。

凸缘构件308可以是可重复使用的部件。

图8至图9示出了过滤元件426的另一实施例，该过滤元件426被构造成与具有不同尺寸的开口密封配合。

密封构件500类似于先前讨论的密封构件100。密封构件500包括具有不同外部径向尺寸的凹槽506、508，以与不同的开口直径配合。凹槽506、508形成在径向延伸的突出部之间，该突出部在侧壁部分512、514之间轴向地捕集管板44。同样，突出部可以具有渐缩部，以帮助插设/安装过滤元件426。

在该实施例中，密封构件100是可膨胀的并且由柔性的弹性材料或者刚性材料和弹性材料的组合形成。膨胀件528用于使各种凹槽的外径膨胀以适应不同的开口直径。通过提供不同的凹槽506、508，可以适应更大的开口变化，其中每个凹槽可以在给定的形变量内操纵。一旦需要过大的形变，可以使用下一种更大型的凹槽尺寸。

在一个实施例中，膨胀件528可以被构造成提供对大型凹槽506和较小型凹槽508的充分偏压。在其它实施例中，可以提供多种膨胀件，例如每种膨胀件对应一种尺寸不同的凹槽。

膨胀件528径向向外地压在密封构件500的径向内表面上，以将密封构件500的外周径向地偏压到开口46的内径中。膨胀件可以呈卡环的形式。在一些实施例中，膨胀件可以嵌置在密封构件内。膨胀件可以是机械可调节的，例如用螺钉来机械调节。膨胀件可以包括径向偏移的阶梯部，每个阶梯部邻近一个凹槽定位。另外，可以提供锥形膨胀件，并且密封构件500的内表面可以类似地呈锥形形状。

同样，理想地，在密封构件500之间提供径向密封。然而，密封构件500的其它部分可以与管板密封。

图10和图11示出了过滤元件626的又一实施例，其包括密封构件700，该密封构件700被构造成与管板的具有不同直径的开口配合。

过滤元件626包括密封构件700，其与先前讨论的密封构件100和500类似地操作。密封构件700将过滤介质702密封地联接到管板44，并且包括与直径不同的开口配合的凹槽706、708。

在该实施例中，形成顶部构件710，该顶部构件710支撑密封构件700。该顶部构件710由聚合树脂和纺织或无纺织物形成。顶部构件710中的纺织或无纺织物可以与过滤介质702成一体。

顶部构件710使过滤介质702的一端被嵌置在聚合树脂中。顶部构件710包括主体712和一对径向延伸的凸缘714、716，该对凸缘714、716在其间形成凹槽。在该实施例中，密封构件700位于该凹槽内。凸缘716可以是渐缩的，以利于安装过滤元件626以及将密封构件700安装到顶部构件710。在一些实施例中，密封构件700可以直接模制到顶部构件710。此外，密封构件700可以单独形成，并且随后被附接到顶部构件710。可以在密封构件700和顶部构件710之间设置粘合剂。

聚合树脂可以是柔性的弹性材料，或者可以是刚性的。

虽然该实施例包括密封构件700，该密封构件700包括类似于密封构件100和500的凹槽，但是其它实施例可以包括类似于密封构件300的密封构件，其中该密封构件300包括径向延伸的凸缘312，该凸缘312给管板提供轴向密封。

通过提供具有能够安装并通过其它方式与具有不同尺寸的开口密封的单个构型的过滤元件，仅需要生产单种过滤元件就能针对许多尺寸不同的开口提供更换。该单种过滤元件构型可用于替代多种尺寸不同的构型。如此，提供了如下方法：提供多个相同的过滤元件并且将所述过滤元件中的一个过滤元件安装在具有第一直径的第一开口中以及将所述过滤元件中的另一个过滤元件安装在具有不同于所述第一直径的第二直径的第二开口中。

本文引用的所有参考文献，包括出版物、专利申请和专利，通过引用结合到本文中，其程度如同每个参考文献被单独且具体地指出通过引用并入并且在本文中完整地阐述。

在描述本发明的上下文中(特别是在所附权利要求书的上下文中)使用术语“一种”、“一个”和“该”及类似对象应该被解释为既涵盖单数又涵盖复数，除非本文中另有明确地表述或明显与上下文相矛盾。术语“包括”、“具有”、“包含”及“含有”将被解释为是开放式的术语(即，意味着“包括但不限于”)，除非另有说明。本文中对于数值范围的叙述仅旨在用作一种逐个参考落在该范围内的每个单独值的简略表达方法，除非本文中另有说明，并且每个单独值均被结合到本专利说明书中，就像本文中对其单独地进行引用一样。可以任何合适的顺序实施本文中所描述的所有方法，除非本文中另有说明或另外明显与上下文相矛盾。使用本文中提供的任一和所有的示例或示例性语言(例如，“诸如”)仅旨在更好地阐明本发明且并不构成对本发明的范围的限制，除非另有声明。本专利说明书中的任何语言均不应被解释为将任何未要求权利保护的元件表明为是实施本发明的所必不可少的。

本文描述了本发明的优选实施例，其包括为发明人所已知的用于实施本发明的最佳模式。那些优选实施例的变型对于阅读上述描述的本领域技术人员而言就可变得明显。发明人期望熟练的技术人员酌情采用这种变型，并且发明人视图以与本文中所具体描述的方式不同的方式来实施本发明。因此，本发明包括如适用法律所允许的在所附权利要求书中阐明的发明主题的所有修改及等效方案。此外，本发明涵盖了上述元件在其所有可能变型中的任意组合，除非在本文中另有说明或另外明显与上下文相矛盾。

Claims (10)

1.一种用于与具有不同直径的管板开口一起使用的过滤元件，包括：

过滤介质；

被可操作地附接到所述过滤介质的密封构件，所述密封构件被构造成密封管板的具有第一直径的第一开口以及密封管板的具有不同于所述第一直径的第二直径的第二开口。

2.根据权利要求1所述的过滤元件，其特征在于，所述密封构件每次仅密封单个开口。

3.根据权利要求1所述的过滤元件，其特征在于，所述密封构件是阶梯形的，并且提供具有第一外径的第一区域以密封所述第一开口以及具有第二外径的第二区域以密封所述第二开口。

4.根据权利要求1所述的过滤元件，其特征在于，所述密封构件包括径向延伸的凸缘，所述凸缘具有轴向朝向的密封表面，所述轴向朝向的密封表面具有大于所述第一直径和所述第二直径的外径。

5.根据权利要求1所述的过滤元件，其特征在于，所述密封构件是径向柔性的，所述过滤元件还包括膨胀件，所述膨胀件被构造成提供径向向外指向的压力以使所述密封构件膨胀，使得所述密封构件能够径向地密封所述第一开口或者径向地密封所述第二开口。

6.根据权利要求1所述的过滤元件，其特征在于，所述密封构件是径向柔性的，所述密封构件是阶梯形的，并且提供具有第一外径的第一区域以密封所述第一开口以及具有第二外径的第二区域以密封所述第二开口；

所述过滤元件还包括：

第一膨胀件，所述第一膨胀件对所述第一区域提供径向向外指向的压力；以及

第二膨胀件，所述第二膨胀件对所述第二区域提供径向向外指向的压力。

7.根据权利要求1所述的过滤元件，其特征在于，所述密封构件是径向柔性的，所述密封构件是阶梯形的，并且提供具有第一外径的第一区域以密封所述第一开口以及具有第二外径的第二区域以密封所述第二开口；

所述过滤元件还包括：

第一膨胀件，所述第一膨胀件被构造成能够对所述第一区域提供径向向外指向的压力并且能够对所述第二区域提供径向向外指向的压力。

8.根据权利要求7所述的过滤元件，其特征在于，所述第一膨胀件同时向所述第一区域和所述第二区域提供径向向外指向的压力。

9.根据权利要求8所述的过滤元件，其特征在于，所述第一膨胀件是阶梯形膨胀件，所述阶梯形膨胀件具有第一直径的第一区域以及第二直径的第二区域。

10.一种安装多个根据权利要求1至9中任一项所述的过滤元件的方法，包括：

将第一过滤元件安装在具有第一直径的第一管板开口内，并且与所述第一过滤元件的密封构件形成密封；

将第二过滤元件安装在具有第二直径的第二管板开口内，并且与所述第二过滤元件的密封构件形成密封；以及

所述第一过滤元件和所述第二过滤元件是相同的。