CN110548353B - 过滤器组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于气态介质的过滤器组件，其具有多个结构相同的圆柱形过滤器(6)以及管(1)，过滤器分别具有中轴线(7)和敞开的底部(8)，管与过滤器的敞开的底部相对而置且可被气体在流动方向(L)上穿流，管具有被分配给每个过滤器的、侧向的开口(3)的组(2、2')。已知的这种类型的过滤器组件制造昂贵并且净化效果不能令人满意。进一步改进过滤器组件以使得在低的结构成本下实现最优的净化作用的发明目的通过以下方式实现：每个组具有至少三个开口，并且在管的周部上测量，每个组(2、2')的在流动方向上彼此距离最远的开口(3)之间的距离为每个组(2、2')的横向于流动方向彼此距离最远的开口(3)之间的距离的至少三倍。

Description

过滤器组件

技术领域

本发明涉及一种用于气态介质的过滤器组件，所述过滤器组件具有多个结构相同的圆柱形过滤器，过滤器分别具有中轴线和敞开的底部，所述过滤器组件还具有与过滤器的敞开的底部相对而置的、能被气体沿流动方向穿流的管，所述管具有被分配给每个过滤器的、由侧向的开口组成的组。

背景技术

这种类型的孔管喷嘴组件用于净化空气过滤器或净化用于气态介质的过滤器。在多种工业应用中，例如在涡轮或发电机中，从外部进行空气供给，其中，在空气湿度较低的地域或工业区中以及在具有高的沙尘量的地域中，环境空气常常受到严重污染。出于这一原因，用于工业设备的空气供给设施的空气入口设有过滤器，过滤器视环境条件和被吸入的空气的污染程度而定不同快慢地被堵塞并且必须被净化。通过以下方式进行净化，即，在过滤器的纯净空间侧上(即沿空气的穿流方向在过滤器之后)将来自孔管喷嘴的被压缩的气体以高速冲击式地/脉冲式地吹到过滤器材料上，以便在过滤器中建立相对于环境的过压，由此，所述气体与通常的流动方向相反地穿流过过滤器并且由此使过滤器中或过滤器外侧上的污物被冲走并落下。这种冲击式的穿流必须以规律性的时间间隔进行，其中，两次冲击之间的时间与环境空气的污染程度相关。默认情况下，根据所谓的Aramco测试，每隔20分钟进行一次净化。

在常见的过滤器设施中，通常并排地或者以矩阵的方式布置有多个圆柱形过滤器，并且与每行过滤器相对置地布置有孔管喷嘴，该孔管喷嘴由具有侧向的喷嘴组件的管组成，这些喷嘴组件指向朝向管敞开的圆柱形过滤器的内部并且可施加气压脉冲，从而污物在相对的入口侧上从圆柱形过滤器的外侧上落下并且可被排出到底部的区域中。

如果在本申请的权利要求书和说明书中提到圆柱形过滤器，其也理解成锥形过滤器，或者具有锥形部分和圆柱形部分的过滤器。

在根据现有技术已知的设施中，孔管喷嘴在每个过滤器的区域中具有喷嘴嵌件，该喷嘴嵌件例如可被拧入管壁中并且设有多个单喷嘴，例如多达12个呈圆形地布置的单喷嘴。这种结构形式很昂贵，因为对于每个过滤器都需要附加的构件，即喷嘴嵌件，该喷嘴嵌件必须附加地被制造并且被拧入管中。此外，净化效果不能令人满意，这是因为不能充分考虑在管中从馈入点到管的封闭端部的压力下降的情况。

专利文献US 5,361,452描述了一种没有附加的喷嘴嵌件的孔管喷嘴，即，管仅设有与待净化的过滤器相对而置的侧向的开口。然而，为了在中央进行引入，沿着圆柱形过滤器的中轴线设置该喷嘴。未设置通过孔管喷嘴的相对置的定位来净化多个并排的过滤器。

相似结构形式的其它孔管喷嘴是专利文献US 3,912,173和JP 5067514 B1的主题。

专利文献DE 10 2015 005 414 A1的主题是一种用于净化过滤器筒和喷嘴单元的组件，其中，喷嘴单元具有一个或多个凹口，凹口的整个可被压缩空气穿流的横截面积在10mm²至380mm²的范围中，其中，所述一个或所述多个凹口产生压缩空气的自由射流，该自由射流与从单个的圆形凹口中射出的自由射流不同。

专利文献JP 7016413 A2的主题是一种孔管喷嘴组件，其中，孔管喷嘴定位成与相邻的圆柱形过滤器组件的入口相对，并且具有多组开口，其中，每组开口都与待净化的圆柱形过滤器相对而置。在此，一组中开口的数量以及其横截面从压缩空气对孔管喷嘴的加载点开始逐渐减小。

发明内容

基于专利文献JP 7016413 A2，提出的目的是，如此改进开头所述类型的过滤器组件，使得以低的结构成本实现在线性(布置)的过滤器组件内的每个过滤器的最优的净化效果。

该目的通过以下特征实现。

本发明的主题尤其是用于气态介质的过滤器组件，其具有多个结构相同的圆柱形过滤器以及一管，过滤器分别具有中轴线和敞开的底部，管与过滤器的敞开的底部相对而置且可被气体在流动方向上穿流，管具有被配设给每个过滤器的、由侧向的开口组成的组。根据本发明，每个组具有至少三个开口，在管的周部上测量，每个组的在流动方向上彼此距离最远的开口之间的距离为每个组的横向于流动方向彼此距离最远的开口之间的距离的至少3倍。

优选地，每个组的沿着管的延伸长度是所配设的过滤器的直径的至少40％。

每个组内所有开口的横截面积的总和具有带有±20％的公差的、相同的值。

优选地，每个组除了可能的1个开口的差别外具有相同数量的开口，其中，每个组的开口的数量在3个与9个之间、优选为5或6个。

在一种优选的设计方案中，开口具有在4mm与20mm之间的、优选地在8mm至18mm之间的直径。

优选地，开口的每个组的中心点与配设给该组的过滤器的中轴线具有一定距离，其中，各个组的开口相对于与其相配设的过滤器的中轴线布置在上游。在此，从压缩空气进入到管中的入口起，在开口的每个组中，所述距离沿流动方向减小。

优选地，开口构造成圆形或椭圆形。在尤其优选的设计方案中，每个组的至少一个开口具有附加地被引入的管状的形成物/造物。

开口的不同的组可在组内开口的布置方案和/或其流动轴线的角度方面设计得不同。

优选地，每个开口分别具有相对于开口居中地伸延的流动轴线，并且一个开口的至少一个流动轴线相对于所配设的过滤器的中轴线成锐角。

优选地，同一个组中的至少另一开口的另一流动轴线相对于所配设的过滤器的中轴线成另一与第一开口的锐角不同的角度。

在一种优选的实施方式中，同一个组中的其它开口的其它流动轴线相对于所配设的过滤器的中轴线成其它的不同的锐角。

附图说明

下文根据附图详细解释本发明的一些实施例。其中：

图1示出了根据本发明的孔管喷嘴的侧视图；

图2示出了在图1中示出的孔管喷嘴在绕管1的纵向4旋转了90°之后的正视图；

图3示出了图2中的细节A的细节图；

图4示出了在三个开口的情况下从管的开口中离开的压缩空气在过滤器的底部上的分布的示意图；

图5示出了在具有四个开口的实施方式中根据图4的图示；

图6示出了在具有五个开口的实施方式中根据图4和5的图示，

图7示出了在具有六个开口的实施方式中根据图4至6的图示；

图8示出了在本发明的特殊实施方式中沿管1侧壁剖开的放大很多的剖面；

图9示出了在本发明的另一特殊实施方式中沿管1侧壁剖开的放大很多的剖面；

图10示出了过滤器以及与之相对置的管的侧视图；

图11示出了相对于中轴线7旋转了90°的根据图10的图示；

图12示出了在与过滤器组件相对置的安装状态中在图1和2中示出的孔管喷嘴的一部分的示意图。

具体实施方式

图1至3示出了用于实现本发明的孔管喷嘴，其(以已知的方式)由金属的管1组成，该管在一侧(在图1和2中左侧)上具有弯头，弯头具有加载部位5，通过加载部位可利用压缩空气或冲击式的压缩空气脉冲对管1加载。管1的另一端部(在图中右侧)是封闭的。附图标记4表示管1的纵向。

如尤其从图1中和图3的细节图中可看到的，管1具有侧向开口3的多个组2。在所示出的实施例中为7个组2、2'、2”。这些组2、2'、2”中的每一个都具有五个开口3，这些开口优选地构造成穿过管1壁部的孔并且以如尤其从图3中可看到的那样的特征性的方式布置，即，在此以近似于正弦曲线的走向来布置，其中，其它走向同样也是可行的。在考虑管1的壁部的弯曲的情况下，组2”内的五个开口的布置方式大致相应于在骰子侧面上的数字“5”的布置方式。所有组2、2'、2”内的所有开口3都大致具有相同的横截面，其中，不大于±20％的公差限值的偏差是可行的。此外，开口3的每个组2、2'、2”包含相同数量的开口3，在所示出的实施例中，每个组2、2'或2”五个开口3。

如从图2和3、然而尤其从图3中可看到的，每个组具有至少三个开口，在所示出的实施例中是五个开口，并且在管1的周部上测量，每个组2”的在流动方向L上彼此距离最远的开口之间的距离为每个组2”的横向于流动方向L的彼此距离最远的开口3之间的距离的至少3倍。在此，“距离”理解成组2”在流动方向L上或横向于流动方向L的整个延伸长度，也就是说，开口3的直径一起算到距离中。

图4-7示意性地示出了开口3在管1的壁部中的不同布置方案对过滤器6的敞开的底部8的作用以及流动走向/流动剖面。由此，图4-7示出了四种不同的实施方式。在此，示意性地通过一个圆示出了在过滤器6的敞开的底部8的面的区域中过滤器6的周部。具有开口3的管1位于该圆下方。此外，图中具有三个彼此邻接的、用虚线表示的圆，其圆心通过用点划线表示的十字来标记。在图4中，管1具有三个开口3，这些开口3布置成相对于管1的纵向4(并且由此相对于流动方向L)成角度并且相对于过滤器6的中轴线7成角度，从而从开口3中脉冲式地出来的被压缩的气体在点划线的十字的区域中射到过滤器6的敞开的底部8上。由于从开口3到过滤器6的底部8的流动走向锥形地扩大，由此利用从开口3中脉冲式地出来的压缩空气加载通过虚线圆圈包围的面积。如已经从具有仅仅三个开口的图4中看到的那样，这些面积覆盖了过滤器6的底部表面8的大部分并且由此负责使净化气体尽可能均匀地进入过滤器6的内部中，这又引起非常好地净化施加在过滤器6的周面/侧面上的纺织织物或无纺织物。

在图5中，以四个开口和四个相应地彼此邻接的、用虚线表示的圆示出了相同的情形，在图6中有五个开口，其中在此，中间的开口具有比管1的壁部中的两个在侧向(左侧和右侧)邻接的开口更小的直径，由此，中间的圆具有较小的直径并且嵌入到包围该中间的圆的四个具有较大直径的圆中。在根据图7的具有六个开口的布置方案中是相似的情况。

从图4-7的序列中可看出，在管1的壁部内数量更多的开口3导致在过滤器6的底部8的平面中有更大的横截面被压缩空气加载，并且由此也导致更彻底的净化。然而，在开口3的数量过多时，净化效果再次下降，从而最优的数量在三个至九个开口之间。

在一种尤其优选的、在图10至12中示出的实施方式中，在彼此相继布置的过滤器6的中轴线7与开口3的每个组2或2'的中心点之间的距离B不是恒定的。相反，该距离B、B'、B”沿流动方向L减小，以考虑管1内气体的速度减小。如果速度变小，则气体在变得越来越垂直的角度下从管1的开口3中流出，从而在过滤器6的中轴线7与组2或2'的中心点之间的距离B变小，以实现对所有过滤器6底部8的均匀加载。在图中，待清洁的过滤器设有附图标记6、6'等。其为具有中轴线7或7'的圆柱形过滤器6。如可从图中看到的那样，从管1被压缩空气加载的部位5观察，距离B或B'、B”减小。在图12中示出的七个过滤器6中的最后一个中，开口3的组2的中心点几乎快要与该最后一个过滤器6的相应的中轴线7齐平。以这种方式，可补偿在管1内的速度下降，这是因为在开口3的相应的组2与待净化的圆柱形过滤器6或6'的中轴线7或7'之间的相对位置发生变化。

图11示出了绕中轴线7旋转了90°、即沿管1的穿流方向L的图10中的组件。管1的中心与过滤器6的底部8相距距离h，与图10中的相同。在此，角度12或12'示出了沿着管1的周部横向于流动方向L彼此距离最远的(两个)开口3之间的距离。由于需要获得过滤器6的底部8的在图4-7中示出的加载图案，产生该不同的角度12或12'。

在另一实施方式中，如在图8中借助管1壁部的放大截面所示出的那样，每个组2的各个开口3分别具有孔轴线9(即其中轴线)，孔轴线布置成不仅相对于过滤器6的中轴线7而且相对于管1的纵向4成小于90°的角度，即成锐角。这意味着，开口3相对于管1的壁部或其纵向4倾斜地伸延。该倾斜的走向例如通过斜孔实现。

每个开口3的孔轴线9的该倾斜的走向与流动方向L相反，从而通过开口3离开的气体当通过开口3时，在正确选择孔角度的情况下最终在直角下从其穿过管1的流动方向L中偏转出。然而也可行的是，开口3的中轴线9在垂直于管1纵向4伸延的平面中构造成倾斜的，从而穿流的空气相对于其原来的沿着管的纵向4的流动方向不仅被从管1中压出，而且还侧向地偏转。

在另一在本发明的图9中示出的实施方式中，每个组2的开口3可具有附加地被引入的管状的形成物10，其中，其例如可为具有止挡部的套管。优选地，该管状的形成物10固定地与管1的壁部相连接，以防止该单件在高的压力负载下松脱。通过管状的形成物，可使空气更有针对性地朝向其离开方向偏转。

优选地，开口3具有在4mm和20mm之间的直径，优选地在8mm和16mm之间。

开口3的不同的组2可在开口3在组2内的布置和/或至少一个开口3的中轴线9相对于管1纵向4的倾斜方面设计得不同，也就是说每个组2、2'和2”不必以相同的方式构造。

过滤器6具有由过滤器材料制成的圆柱体，该圆柱体相对于敞开的底部8(未示出)同样可用过滤材料封闭。圆柱体6或6'朝向清洁侧(在图11中下部)敞开。在该侧上设有具有开口3的组2的孔管喷嘴的管1。开口3的每个组2都被分配给一个过滤器6的敞开的输入区域或底部8，从而冲击式地通过开口3流出的空气可到达每个过滤器6的内腔中并在那里穿流过滤材料，由此，在外侧(在图11中上部)上，即在过滤器6的不清洁侧上，使附着在此的污物分离并落下。

开口3的数量的选择和在每个组2内恒定的数量导致，在每个圆柱形过滤器6的输入区域中冲击式建立的压力在整个面上是恒定的，从而不会形成从待清洁的过滤器中出来的逆流。在每个组2中存在的开口3越多，可越轻易地在过滤器6的输入区域中建立恒定的压力。然而，三个开口3已经足够用于使在过滤器6的输入区域中的这种压力保持恒定。尤其有利的是具有五个开口的设计方案，然而这五个开口在管1中不是精确地根据骰子的“5”的图案来布置，而是以如在图3中示出的那样的变形的方式。

试验表明，在待清洁的过滤器的输入部的区域中的实际的流动图与在管的壁部中的开口的图不相当，因为从每个开口中出来的单个空气射流由于所产生的负压而彼此吸引。由此，从每个组2、2'或2”中开口3的非对称的布置中最终得到对称的压力分布，其具有在待净化的圆柱形或锥形过滤器6的整个底部8上恒定的压力。

Claims (16)

1.一种用于气态介质的过滤器组件，所述过滤器组件具有多个结构相同的圆柱形过滤器(6)，过滤器分别具有中轴线(7)和敞开的底部(8)，所述过滤器组件还具有与过滤器(6)的敞开的底部(8)相对而置的、能被气体沿流动方向(L)穿流的管(1)，所述管具有被分配给每个过滤器(6)的、由侧向的开口(3)组成的开口组(2、2')，这些侧向的开口(3)的每个开口组(2、2')被分配给过滤器(6)的敞开的输入区域或底部(8)，从而通过开口(3)冲击式地流出的气体能到达每个过滤器(6)的内腔中并在那里穿流过过滤材料，由此在过滤器(6)的外侧上使附着在过滤器上的污物分离，其特征在于，每个开口组(2、2')具有至少三个开口；在所述管(1)的周部上测量，每个开口组(2、2')的在流动方向(L)上彼此距离最远的开口(3)之间的距离为每个开口组(2、2')的横向于流动方向(L)彼此距离最远的开口(3)之间的距离的至少3倍。

2.根据权利要求1所述的过滤器组件，其特征在于，每个开口组(2、2')沿着管(1)的延伸长度是所分配的过滤器(6)的直径的至少40％。

3.根据权利要求1或2所述的过滤器组件，其特征在于，每个开口组(2、2')内所有开口(3)的横截面积的总和在±20％的公差下具有相同的值。

4.根据权利要求1或2所述的过滤器组件，其特征在于，除了可能的1个开口的差别，每个开口组(2、2')具有相同数量的开口(3)。

5.根据权利要求1或2所述的过滤器组件，其特征在于，每个开口组(2、2')的开口的数量在三个和九个之间。

6.根据权利要求5所述的过滤器组件，其特征在于，每个开口组(2、2')的开口的数量为五个或六个。

7.根据权利要求1或2所述的过滤器组件，其特征在于，所述开口(3)具有在4mm和20mm之间的直径。

8.根据权利要求7所述的过滤器组件，其特征在于，所述开口(3)具有在8mm和16mm之间的直径。

9.根据权利要求1或2所述的过滤器组件，其特征在于，每个开口组(2、2')的中心点与分配给该开口组的过滤器(6)的中轴线(7)具有距离(B)，其中，各个开口组(2、2')的开口(3)相对于分配给所述开口组的过滤器(6)的中轴线(7)布置在上游。

10.根据权利要求9所述的过滤器组件，其特征在于，从压缩空气进入管(1)中的入口(5)观察，每个开口组(2、2')的中心点与分配给该开口组的过滤器(6)的中轴线(7)之间的所述距离(B)沿流动方向(L)减小。

11.根据权利要求1或2所述的过滤器组件，其特征在于，所述开口(3)构造成圆形或椭圆形。

12.根据权利要求1或2所述的过滤器组件，其特征在于，每个开口组(2、2')的至少一个开口(3)具有附加地被引入的管状的形成物(10)。

13.根据权利要求1或2所述的过滤器组件，其特征在于，不同的开口组(2、2')在开口(3)在开口组(2)内的布置方案和/或开口的流动轴线的角度方面设计得不同。

14.根据权利要求1或2所述的过滤器组件，其特征在于，每个开口(3)分别具有相对于开口居中地伸延的流动轴线(9)，第一开口(3)的至少一个流动轴线(9)相对于所分配的过滤器(6)的中轴线(7)成锐角。

15.根据权利要求14所述的过滤器组件，其特征在于，同一开口组(2、2')中的至少另一开口(3)的另一流动轴线(9)相对于所分配的过滤器(6)的中轴线(7)成与第一开口(3)的锐角不同的另一角度。

16.根据权利要求15所述的过滤器组件，其特征在于，同一开口组(2、2')中的其它开口(3)的其它流动轴线相对于所分配的过滤器(6)的中轴线(7)成其它的不同的锐角。

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