CN110300619A - 带自清洁过滤器的致冷器或冷却器系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于致冷器或冷却器的空气入口的自动和动态过滤器窗口，包括控制器和滚卷过滤器，用于在可能损害致冷器的操作的堵塞或污染之前更换过滤器。

Description

带自清洁过滤器的致冷器或冷却器系统

技术领域

本公开总体上涉及一种用于致冷器或冷却器系统的自调节和驱动过滤器。更具体地，本公开涉及一种用于自清洁过滤器的系统，该自清洁过滤器用于进入冷凝器或空气冷却热交换器的空气入口，包括滚卷机构，该滚卷机构接收来自控制器的输入以移动过滤器卷轴以便为空气入口创建动态过滤器窗口。

背景技术

几十年来，致冷器和冷却器在各种终端用户和OEM应用—从激光和分析设备到反应器和制造设备—中已经发展成为一种被认可的技术。具体地，这种装置为许多常见的除热应用提供稳定和可靠的冷却，包括激光蚀刻，AA炉，ICP，旋转蒸发器，真空系统，反应容器，等离子体蚀刻和冷凝器冷却等等。

然而，一个挑战是与使用致冷和冷却设备有关的费用，以及缺乏有效维护此类设备所需的针对具体任务的专门知识。某些昂贵的部件-例如压缩机-可能会损坏，这需要昂贵的维修或更换。然而，申请人已经发现，为维护而送去的致冷器和冷却器的很大一部分实际上并不需要维修。相反，由于过滤器脏污或堵塞，致冷器单元直接关闭或性能下降。实际上，申请人迄今为止的有趣的经验是，超过20％的返回进行维修的致冷器和冷却器在系统的机械性能上并没有表现出问题。结果，致冷器和冷却器不必要地停机，给制造商和最终用户带来不必要的成本和中断。

目前，更换压缩机过滤器存在传统的手动机制。此类设备通常需要一定程度的知识，这可能会使一些最终用户感到不舒服或不愿意进行必要的维修。更糟糕的是，由于人性对这种设备的护理更具事后反应性，因此这种自己维修并不会按照需要的频繁发生，而是仅在致冷器或冷却器的性能故障或性能退化之后发生。因此，由于不及时的过滤器更换而发生的任何维修可能需要致冷器或冷却器冗余，这使得在经济上不可行或停机，从而给最终用户带来经济负担。此外，不在故障或性能退化之前处理维修要求可能影响致冷器或冷却器的有效寿命，从而导致最终用户的资本支出增加。

另外，致冷器的某些方面可能能够补偿系统的潜在退化，现有监测系统不一定能够察觉该退化以确定是否可能需要更换过滤器。例如，本发明的致冷器系统的优选实施例包括一个利用直流电力工作的可变速的风扇。也就是说，系统可以通过增加来自风扇的抽吸来补偿堵塞或阻塞的过滤器，从而产生一种系统，该系统在例如检测到来自系统的不规则传感器输入的情况下不会立即检测到过滤器阻塞。

迄今为止，没有致冷器或冷却器产品为空气入口提供自动动态过滤器窗口以延迟或避免潜在的故障或退化。

所需要的是这样的致冷器或冷却器：其具有自动和动态过滤器窗口，以用于移除和更换否则可能被阻塞的过滤器，从而延迟或避免这些设备的潜在操作问题。另外，所需要的是具有更复杂的检测系统的致冷器或冷却器，以响应各种潜在信号来指示过滤器已被堵塞。

术语定义

以下术语用于提交的专利权利要求书中，且旨在具有符合法律要求的最广泛的普通含义：

致冷器是通过蒸汽压缩或吸收制冷循环从液体中去除热量的机器。冷却器是通过液体-空气热交换器从液体中去除热量的机器。两者都用于工业和实验室应用，以及其它应用中。

过滤片是卷轴或类似的较大过滤材料的组件或一部分，其可移动到靠近致冷器或冷却器的进气表面的位置，以从进入热交换器的空气流中减少或消除颗粒。

在可能存在多个含义的情况下，意图是最广泛的含义。在下面阐述的权利要求书中使用的所有词语都旨在用于语法和英语的正常、习惯用法。

发明内容

本发明涉及以下目的，特征，元件或其组合中一个或多个。

因此，可以看出，所公开的发明的一个目的是提供一种致冷器或冷却器，其具有集成的和自动启动的滚卷过滤器，用于避免致冷器或冷却器系统的不必要的关闭。

本发明的另一个目的是提供一种致冷器或冷却器组件，其能够周期性地和自动地更换过滤器，以实现组件的更长的使用寿命和持续的操作效率。

本发明的另外又一个目的是提供一种具有过滤器更换机构的致冷器或冷却器，该过滤器更换机构是自动化的并且不需要维修技师检查。

本发明的另外再一个目的是提供一种具有过滤器更换机构的致冷器或冷却器，该过滤器更换机构能够响应各种操作参数，包括但不限于风扇速度和温度输出，以确定是否需要过滤器更换。

本发明的另一个目的是提供一种致冷器或冷却器，其具有集成的过滤器更换机构和自检机构，能够消除致冷器或冷却器的维修需求的“误报”。

应当注意，并非要求保护的发明的每个实施例都将实现上述的本发明的每个目的。例如，本发明的某些要求保护的实施例可以仅关注时间致动的自动过滤器更换功能。基于本发明的概述，优选实施例的详细描述，以及如附图所示，本发明的其它目的将变得显而易见。根据以下对其各种优选实施例的详细描述，以及如附图所示，本发明的这些目的，特征和优点将变得更加明显。

附图说明

图1是根据本发明第一优选实施例的自清洁过滤器组件的透视图。

图2a-e分别是本发明的第二优选实施例的透视前视图、后视透视图、前视图、侧视图和俯视图。

图3是示出了致冷器相对于本发明的过滤器组件的机械组装的示意图。

图4是示出了致冷器系统的控制单元和传感器相对于本发明的过滤器组件的电气组装的示意图。

具体实施方式

如从图1中可以看出，本发明包括用于将过滤后的空气流供给致冷器或类似装置(未示出)的过滤器组件10。过滤器组件10包括如下基本部件：框架12，顶部轴14，底部轴16，滚卷过滤器18和张力控制部20。在该实施例中，滚卷过滤器18优选地是纺粘聚酯纤维过滤介质，例如由Midwest Filtration LLC出售的Reemay 2150。过滤器18最初缠绕在底部轴16上，且顶部轴14连接到控制单元60(未示出)和于沿底部到顶部方向拉动过滤器18的马达与马达组件(未示出)，而张力控制部20保持过滤器18绷紧，以避免由于流入系统的空气的吸力而使过滤器卡在致冷器或冷却器系统的任何部件上。最后，该实施例的框架12设计成模块化的，以便使得滚卷过滤器18的供应已经耗尽时能够移除整个组件10。

图2a-e示出了本发明的备选实施例。该实施例在功能上类似于图1中所示的实施例，除了该组件不具有作为致冷器或冷却器的一部分的框架12(即，不是可移除的模块化框架)，且轴14、16定向以使滚卷过滤器18从左向右或沿其它方向移动，而不是沿图1中所示的“从下向上”滚卷方向。

示出过滤器子组件10与致冷器或冷却器组件的其余部分的相互作用的示意图在图3和4中示出。转到图3，过滤器组件10靠近冷凝器子组件30，其包括进气扇和马达32，以用于吸入新鲜空气供应到冷凝器。该优选实施例中的致冷器系统包括用于系统的闭环制冷部分的压缩机50，其中制冷剂通过蒸发器70中的逆流热交换来冷却致却器组件的处理水一侧。然后被冷却的处理水通过泵40循环到被致冷的设备。整个致冷器系统由控制器单元60控制，控制器单元60包括控制器/微处理器62和用户接口64。在其最简单的形式中，微处理器可以电连接到传感器42并响应于传感器42，传感器42连接到马达和风扇32，且微处理器编程为发送信号，该信号致动顶部轴16，且从而滚卷过滤器18，以便在马达和风扇32的预选的操作时间段之后产生新的“干净的”窗口，用于接收新鲜空气流(例如，在马达和风扇32开机每隔X小时自动地致动)。

另外的其它现有的操作传感器，例如压缩机排出温度44和压缩机吸力传感器48，可以向控制器62提供输入以致动过滤器18的滚卷。也就是说，压缩机排出温度44可以指示超过了存储在控制器62中的预选极限的温度，这表示过滤器子组件10的功能受损。为了消除作为可能的问题的简单过滤器更换，控制器然后可以致动顶部轴16的滚卷以便更换过滤器18的窗口。

或者，控制单元60可以响应于其它输入和/或传感器，例如用户界面64。例如，如果操作员可以启动自检序列，例如在申请人的共同未决申请“用于保持致冷器系统性能合格的自测系统("Self-Test System For Qualifying Refrigeration Chiller SystemPerformance")”(2017年1月27日提交。序列号15/417,983)”中所描述的，其内容通过引用并入本文。在这种情况下，操作者可以经由用户界面64通过软键或类似输入来启动自检，这又使顶部轴立即启动，从而消除堵塞的过滤器18产生不正确或错误的设备故障指示。类似地，过滤器18可以通过与任何自检机构分开并分隔的简单手动超控按钮由用户交互18来启动。

其他的备选示例可以用于一个或多个现有传感器，以向控制器62提供输入以启动过滤器18的滚卷。例如，传感器输入46可以是用于由泵40输出的被冷却的水的温度输出传感器。也就是说，如果当风扇和马达32运行时温度40超过预选极限，则控制器可以自动地启动轴16以滚卷过滤器18。另外又一种备选方案可以包括风扇和马达32上的传感器以感测正在运行的风扇的RPM。也就是说，由于本发明的工业致冷器的最优选实施例与具有可变速度的风扇和直流电源一起工作，本发明的传感器可以注意到将风扇的功率输入与编程在控制器62中的预选功率极限进行比较。如果对风扇的电流输入超过预选极限达给定时间段(即，因此表示风扇由于过滤器堵塞而必须“更加努力地工作”)，则控制器将发送启动信号到顶部轴16，以便滚卷过滤器18。

虽然本公开易于有各种修改和备选形式，但是其具体示例性实施例已经通过附图中的示例示出并且在本文中已经详细描述。应该理解的是，例如，就可以对哪些操作参数进行采样以便启动滚卷过滤器18(例如，操作时间，排出温度，风扇速度等)而言，存在许多变型，并且无意将本公开限制于所公开的特定实施例，而是相反，意图是覆盖落入由所附权利要求限定的本公开的精神和范围内的所有修改，等同物和备选物。

Claims (14)

1.一种自动维持有效过滤器的系统，其用于在制冷系统或空气冷却/液体热交换器中的冷凝器的进气，包括：

a)具有动态窗口的过滤片，用于可操作地接合进气表面；

b)用于移动所述动态窗口的滚卷机构；和

c)控制器，用于自动地接合所述滚卷机构以移动所述过滤片，以便移动所述过滤片的可操作地接合所述进气表面的部分。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器自动地接合所述滚卷机构，以便响应于预设的时间间隔移动所述过滤片。

3.根据权利要求1所述的系统，还包括连接到温度控制系统的至少一个传感器，其中，响应于传感器输入超过当前极限，所述控制器自动地接合所述滚卷机构。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述传感器是冷却水输出传感器。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述传感器是风扇电流传感器。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述传感器是排出温度传感器。

7.根据权利要求1所述的系统，还包括连接到所述控制器的用户可调超控输入，用于停用所述滚卷机构的控制器接合。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述传感器是RPM风扇传感器。

9.一种用于自动维持有效过滤器的系统，其用于制冷系统中的冷凝器的进气，包括：

a)具有动态窗口的过滤片，用于可操作地接合冷凝器进气表面；

b)用于移动所述动态窗口的滚卷机构；

c)至少一个传感器输入，用于接收来自所述制冷系统的现场操作参数信息；

d)存储器，用于存储与所述制冷系统的操作有关的至少一个额定操作参数；和

e)连接到所述存储器和所述至少一个传感器的控制器，用于自动接合所述滚卷机构以移动所述过滤片，以便响应于来自所述制冷系统的偏离所述额定运行参数的输入而移动所述过滤片的可操作地接合所述冷凝器进气表面的部分。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述至少一个传感器输入是对应于压缩机入口气流的值。

11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述至少一个传感器输入是对应于风扇电流的值。

12.根据权利要求9所述的系统，其中，所述至少一个传感器输入是对应于压缩机排出温度的值。

13.根据权利要求1所述的系统，还包括连接到所述控制器的用户可调超控输入，用于停用所述滚卷机构的控制器接合。

14.根据权利要求9所述的系统，其中，所述至少一个传感器输入是对应于风扇RPM的值。