CN110891691A - 气旋过滤器阵列中的流量和压力控制 - Google Patents

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Abstract

公开了空气过滤系统，所述空气过滤系统包括配置为接收进入的气流的多个区段。在一些实施例中，多个区段的每个区段包括第一气流接收侧(ASRS)和第二气流排出侧(ASES)，以及多个单元，每个单元包括气旋腔，该气旋腔具有切向入口以及轴向出口，该切向入口设置为通过ASRS接收一部分气流，该轴向出口设置为将一部分气流排至ASES。每个区段还配置有可打开和关闭的盖，以使得相应区段的一个或多个相应盖的关闭迫使气流以比打开一个或多个相应的盖时更大的速度流过具有打开的盖的其余区段及其相应的单元。

Description

气旋过滤器阵列中的流量和压力控制
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年7月20日提交的标题为“Flow and Pressure Control inCyclonic Filter Arrays”的美国临时专利申请No.62/534,706的优先权，其全部公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开的实施例总体上涉及用于空气过滤的装置、系统和方法。
背景技术
气旋阵列过滤器展现出一种过滤气流并使空气中的悬浮颗粒分离出来的方法。这些过滤器包括一个或多个相连的、平行的单元的阵列，其中每个单元本质上是带有切向入口和轴向出口的微型的、空心的气旋腔。阵列可以形成单片片材(或多个这种片材)，单元密封地附接到它们的相邻单元，使得空气只能通过穿过气旋单元之一的入口再通过其出口流出而穿过片材。当以足够高的速度进入腔时，空气循环以在单元中形成气旋或涡旋。空气中的颗粒受到离心力，离心力将其推向腔的内壁，并将其收集到气旋的底部。数千个微型气旋可在单片片材阵列中高效产生，并且这种阵列可用于形成任何所需尺寸的过滤器，并过滤大量体积的气体流量。
这些气旋阵列过滤器是无源的，这意味着空气流量是从外部引入的(例如通过位于阵列之前或之后的一个或多个风扇)。但是，气旋阵列过滤器中的空气流速可能对其最终性能很重要。气旋单元的分离能力取决于气旋中空气流量的速度，因为该速度会引起离心力，从而分离出悬浮的空气中的颗粒。无源阵列具有许多实用的优势，因为它易于制造并且可以替代具有类似尺寸的常规介质过滤器。然而，流动通过整个阵列的空气的速率可以使得每个气旋中的速度足够高以实现期望的分离和过滤性能。如果将无源阵列部署在流速可变或过低的系统中，性能可能会受到损害。
发明内容
描述了一种无源气旋阵列过滤器，其中该阵列包括几个独立的区段，并且其中一些区段可以响应于较低的空气流量而动态密封或禁用。通过密封阵列的各个部分，其余部分将保持较高的速度，这使得尽管总空气流量减少，气旋依旧可以保持所需的过滤性能。
目前公开中的一些实施例公开了空气过滤系统，所述空气过滤系统包括配置为接收进入的气流的多个区段分，其中：每个区段包括第一气流接收侧(ASRS)和第二气流排出侧(ASES)，以及多个单元，每个单元包括气旋腔，该气旋腔具有切向入口以及轴向出口，该切向入口设置为通过ASRS接收一部分气流，该轴向出口设置为将一部分气流排至ASES；每个部分均配置为使得空气只能通过相应的切向入口和轴向出口通过多个单元从ASRS穿过到ASES；以及每个区段还配置有可打开和关闭的盖，以使得相应区段的一个或多个相应盖的关闭迫使气流以比打开一个或多个相应的盖时更大的速度流过具有打开的盖的其余区段及其相应的单元。
目前公开中的一些实施例公开了从气流中去除空气中颗粒的空气中颗粒去除方法，包括：提供上述公开的系统；引导气流进入系统；打开和/或关闭用于一个或多个相应区段的一个或多个盖，以允许多个区段的子集在覆盖一个或多个区段的同时运载气流的空气流量，其中：相应区段的一个或多个相应盖的关闭迫使气流以比打开一个或多个相应的盖时更大的速度流过具有打开的盖的其余区段及其相应单元。
这样的实施例(系统、方法等)可以包括以下特征、结构、功能、步骤和/或说明中的一个和/或另一个(以及多个)，从而产生了本公开的其他实施例：
-其中，穿过系统的单个公共气流由向系统的区段提供单个气流的多个风扇或鼓风机引入；
-其中，每个盖配置为响应于超出进入的气流的体积、速度和压力的预定阈值中的至少一个而打开或关闭；
-其中，每个盖配置为响应于低于进入的气流的体积、速度和压力的预定阈值中的至少一个而打开或关闭；
-其中，用于打开或关闭第一区段的至少一个第一盖的阈值不同于用于打开或关闭第二区段的阈值；
-其中，盖包括密封片或膜、盖子和封盖中的至少之一；
-其中，每个盖均配置为覆盖多个单元的一个或多个轴向出口；
-其中，一个或多个区段包括单个单元；
-其中，盖选自由塑料、聚合物、橡胶、金属、纸、玻璃或前述中的任意两种或更多种的组合所组成的组；
-其中，在缺少所述进入的气流的足够体积、速度和压力中的至少一项的情况下，用于一个或多个相应区段的一个或多个盖关闭；
-其中，一个或多个盖构造成由于重量和/或弹力而关闭；
-配置为打开和/或关闭所述一个或多个盖的一个或多个电动机和/或致动器；
-其中，电动机和/或致动器配置为通过来自控制系统的电信号来致动，所述控制系统直接或间接地控制、检测、测量或接收关于入射到配置成打开和/或关闭的一个或多个盖上的气流的信息，所述盖配置为通过一个或多个电动机和/或致动器而打开和/或关闭；
-其中，至少一个区段不包括盖；
-配置为产生气流的一个或多个风扇；以及
-其中，所述气流的体积、速度和压力中的至少一个可确定相应区段的至少一个盖的打开或关闭状态；
目前公开中的一些实施例公开了空气过滤系统，包括：多个区段，所述多个区段配置为接收进入的气流，多个区段中的一个或多个区段配置有一个或多个相应的盖，所述一个或多个相应的盖包括密封片或膜、盖子和封盖中的至少一个，并且选自塑料、聚合物、橡胶、金属、纸、玻璃，或前述任何两种或多种的组合组成的组；多个风扇或鼓风机，所述多个风扇或鼓风机向系统的多个区段提供单个气流；一个或多个电动机和/或致动器，所述电动机和/或致动器配置为打开和/或关闭一个或多个相应的盖，所述一个或多个电动机和/或致动器配置为通过来自直接或间接控制、检测、测量或接收有关一个或多个相应盖上气流的信息的系统的电信号来致动。
在这种实施例中，每个区段包括第一气流接收侧(ASRS)和第二气流排出侧(ASES)，以及多个单元，每个单元包括气旋腔，该气旋腔具有切向入口以及轴向出口，该切向入口设置为通过ASRS接收一部分气流，该轴向出口设置为将一部分气流排至ASES；每个区段均配置为使得空气只能通过相应的切向入口和轴向出口通过多个单元从ASRS穿过到ASES；相应区段的一个或多个相应盖的关闭迫使气流以比打开一个或多个相应的盖时更大的速度流过具有打开的盖的其余区段并通过相应的单元；以及所述一个或多个相应的盖配置为响应于超过或低于进入的气流的体积、速度和压力的预定阈值中的至少一个而打开或关闭，用于打开或关闭至少一个第一区段的第一盖的阈值不同于用于打开或关闭第二区段的阈值。
目前公开中的一些实施例公开了空气过滤系统，所述空气过滤系统包括多个区段，配置为接收进入的气流，其中：多个区段中的每个区段包括第一气流接收侧(ASRS)和第二气流排出侧(ASES)；多个区段中的第一区段包括第一单个单元；多个区段中的第二区段包括多个单元，第一单个单元以及多个单元中的每个包括气旋腔，该气旋腔具有切向入口以及轴向出口，该切向入口设置为通过ASRS接收一部分气流，该轴向出口设置为将一部分气流排至ASES；所述第一区段配置为使得空气只能通过相应的切向入口和轴向出口通过所述第一单个单元从ASRS穿过到ASES；所述第二区段配置为使得空气只能通过相应的切向入口和轴向出口通过多个单元从ASRS穿过到ASES；多个区段的一个或多个区段配置有可打开和关闭的盖，以使得相应的一个或多个区段的一个或多个相应盖的关闭迫使气流以比打开一个或多个相应的盖时更大的速度流过具有打开的盖的其余区段；以及多个区段中的至少一个区段不包括盖。
附图说明
参考附图和以下描述可以更好地理解根据本公开的一些实施例的系统、装置和方法的原理和操作。给出这些附图仅用于说明目的，并不意味着限制。
图1是根据本公开的一些实施例配置和操作的气旋单元的示意图；
图2A-C是根据本公开的一些实施例配置和操作的气旋阵列区段的示意图，包括以特写视图(2A)示出的、整个区段(2B)视图示出的、以及部分地用图形纹理代替结构细节的视图(2C)示出的；
图3是根据本公开的一些实施例配置和操作的通过气旋阵列区段的气体流量模式的示意图，空气进入气旋单元下方和之间，并通过顶部的出口流出；
图4A-C是根据本公开的一些实施例配置和操作的三段式气旋阵列的示意图，其中三个区段平行堆叠(4A)，显示了通过这三个区段(4B)的气体流量模式，以及一个基于相同设计概念(4C)的、具有36个区段的、较大的气旋阵列；
图5A-D是根据本公开的一些实施例配置和操作的三段式阵列的区段之一的出口上的以处于打开密封件状态(5A)、处于关闭密封状态(5B)示出的可移动密封件的示意图，该示意图示出了在气体流量模式(5C)时关闭的密封件、以及机电控制密封件(5D)的效果；
图6A-C是根据本公开的一些实施例配置和操作的气旋阵列部分密封件的示意图，示出了所有三个区段都包括出口密封件(6A)，示出了两个横向气旋阵列区段包括出口密封件，而中间的气旋阵列区段不包括(6B)，以及气旋阵列部分的区段之一上具有入口密封件而不是出口密封件(6C)；以及
图7A-B是根据本公开的一些实施例配置和操作的出口密封件的示意图，该出口密封件放置在单个单元的轴向出口附近，示出了每个单元的出口上的单个密封件(7A)以及由五个相邻单元共用的出口密封件(7B)。
具体实施方式
气旋阵列过滤器通常包括一个或多个相互附接的、小型的、平行的气旋单元以形成片材。图1示意性地示出了这种单个单元100的实施例，图2A-C示出了以整体方式附接到公共片材104的多个单元100的气旋阵列区段102，图3示出了当气旋阵列部分102用作过滤器时通过该气旋阵列部分102的预期气体流量模式。
参考图1，单元100包括圆柱形对称腔110，腔形成有切向入口120和轴向出口126，切向入口120与片材104(2B)底侧的进入的空气流体连通，轴向出口126朝向片材104的相对或顶部侧开口。进入的气流到达片材104的一侧，其到片材104另一侧的唯一通道是通过入口120进入、在腔110中循环并通过出口126到达另一侧。当在腔110中循环时，离心力将悬浮颗粒从气流中分离出来，迫使它们朝向腔壁并最终到达通常位于腔110底部的颗粒收集容器130。
图2A-C是气旋阵列区段102的示意图。图2A显示了气旋阵列区段102的特写视图。如图3-6C所示，图2B显示了整个区段102，图2C显示了用图形纹理替换结构细节部分绘制的区段102。
图3是通过气旋阵列区段102的气体流量模式的示意图，空气进入气旋单元100下方和之间，并通过顶部的出口126流出。
在一些实施例中，每个单元100由于其尺寸小而只能运载有限的空气流量。可以组合多个阵列或阵列区段102以增加单元100的数量，从而增加总输出。
图4A-C描绘了组件140，该组件140包括三段式阵列，三个区段102在水平方向上具有相似尺寸，并平行地垂直堆叠。组件140在各区段之间还配置有不可渗透的屏障144，以确保空气从入口146(例如从两个上部的侧面或从底部下方)通过气旋单元100、通过区段分102流向出口148。图4B显示了通过三个区段102的气体流量模式。本实施例中的组件140设计用于水平气体流量从右侧进入组件140，空气进入所有三个区段102并受迫从每个区段102的底部流动到其顶部，同时经由预定的入口146和出口148通过阵列的单元100(图1)，并在每一个单元100中形成气旋。该结构具有若干优点，包括颗粒收集容器130位于其各自的腔110的下方，因此重力有助于其收集过程。
这样的配置中区段102的数量可以是根据需要而定的。图4C示出了基于相同设计概念的包括36个区段的较大组件140。在一些实施例中，组件可以包括数十个甚至数百个或更多区段。
颗粒分离或捕获的效率取决于腔110内的循环气体流量的速度，而循环气体流量的速度又取决于阵列102的输入侧和输出侧之间的总气体流量或压差。通常地，空气流量和速度越高，气旋单元100从气体流量中分离出空气中颗粒的效率越高。通常地，越小的颗粒越难以与空气分离，并且细颗粒捕获的效率受流速影响。
许多气体流量系统的固有设计旨在维持可变的空气流速，该空气流速可以在不同时间和不同条件下发生变化。在一些实施例中，通过空气过滤系统的单个公共气流由向系统的区段102提供单个气流的多个风扇或鼓风机引入。引入的气体流量可随时间或随地点而变化。有多种更改流速的方法，例如，使用变速风扇或使用限制流动的可调节风门。但是可变流速给直列式无源气旋阵列过滤器带来了挑战，因为流速的变化会影响过滤效率。然而，减少气体流量会降低过滤器的效率，这通常是一个不可取的副作用。这个问题通常不会出现在传统的介质过滤器中，在传统的介质过滤器中降低的流速不会降低过滤效率。
根据一些实施例，该问题的解决方案可以实施如下。将气旋阵列划分为多个区段102，其中每个区段具有公共入口密封件或出口密封件150(5A)，其可以通过将要说明的方式打开或关闭。关闭一些区段102导致气流集中到其余打开的区段102中。通过将较小的气体流量速度集中到较少数量的单元100中，即使在总流量减小的情况下，也可以保持这些气旋单元100中的较高的速度，从而维持其所需速度和过滤性能。
在全空气流速下，所有区段102都是打开的，流量按比例分布在不同区段102之间，所有气旋单元100都运载气流并受到近似的进气速度、以及因此而近似的颗粒分离/捕获效率。
当空气流速低于全流速时(例如由于改变了主要风扇速度或当在设计用于更小总流量的空气过滤系统中安装了高通过滤器时)，则使气旋阵列的一个或多个区段102密封。结果是，少量的空气现在流过较少数量的气旋单元100，并且保持这些气旋单元100中的每一个中的速度足够高以维持所需的过滤效率。
作为一个非限制性的例子，在变速通风系统中，使用24”×24”平方英寸的气旋单元阵列作为无源过滤器。该阵列划分为16个更小的方形，每个6”×6”英寸，并包含大约2000个平行的无源气旋单元。气旋单元总数为16×2,000＝32,000个。当单个气旋单元中入口流速对应于0.5升/分钟(LPM)的体积流速时，单个气旋单元中设计用于提供95％的效率来捕获大于1微米的颗粒。在这些条件下，当所有单个气旋单元同时打开时，总流量为16,000LPM(或565立方英尺/分钟(CFM))。如果风扇提供所需的推力以迫使16,000LPM通过阵列，过滤效率将达到95％。但是，如果通风需求降低25％，并且风扇仅输送12,000LPM，则每个气旋单元中的入口速度将相应下降至0.375LPM，这导致过滤效率降低。但是，通过封闭16个区段中的4个，结果将是只有24,000个气旋单元运载气流，每个单元运载0.5LPM并提供与之前相同的过滤效率。
通过各种方法可以略去一些分担气体流量的区段。在一些实施例中，借助电子控制器有源地控制这些部分。机电调节的入口或出口配置有由电信号控制的节风门或百叶窗，该节风门和百叶窗可以打开或关闭。该信号可由控制系统产生，该控制系统还控制影响通过过滤器的可变空气流量的风扇或节风门。或者，该信号可以由检测(并且可不控制或可控制)通过过滤器的空气流速的系统生成。空气流速可以通过任何合适的方法进行测量。可提供空气流量传感器和仪表，以利用各种物理原理来确定速度或体积空气流量。
在某些实施例中，期望具有无源机制来消除过滤器的区段，即不需要传感器、信号、电源和电动部件来实现维持过滤效率的目标。这可以通过给一些或每个区段配置压敏或流敏密封件或盖(例如，节风门)来实现。这种密封件设计为关闭气体流量，除非或直到在密封件上产生某个临界压差，此时它打开。
该压差可由气体流量产生，例如从风扇或鼓风机149(5C)流出的空气。这种类型的盖或密封件称为阈值密封件，这种密封件的几个实施例如下所述。一旦密封件打开，它允许空气自由流过该区段102。只要流经打开的密封件的空气速度保持在预期的水平，盖或密封件就保持设计状态。气流确定密封件150的打开或关闭状态。
在这种系统中，当全气体流量输送到阵列过滤器时，所有盖或密封件都打开并保持打开，然后将空气分配到阵列的所有区段。但是，如果流速因任何原因降低，一些密封件将会开始关闭。当其中一个密封件关闭时，气流将重新分配到其余的打开区段，这意味着通过每个打开区段的气体流量将高于通过其他区段的气体流量。额外的盖或密封件将逐渐关闭，直到通过每个剩余打开区段的空气流速足以保持其打开。
其结果是，随着空气流量的变化，过滤器通过其阈值打开的密封件动态并且自动地响应，以关闭某些区段，同时维持通过其余区段的阈值流速，从而维持所需的过滤效率。
阈值密封件可以以任何合适的方式设计。弹性盖或封盖可以配置有适当的弹性和几何形状，以达到所需的阈值。例如，矩形弹性封盖(例如橡胶或硅树脂或任何其它合适的弹性材料)附接在阵列的一个边缘上(用作轴线)，以便覆盖出口或多个出口，但在受到足够的压力时打开。一旦打开，则只要维持住压力和流量，封盖就会一直打开。封盖越硬，推动它打开所需的压力就越高。金属封盖可以类似地配置有弹簧机构或由弹簧机构支撑，除非输入气体流量对其施加足够的压力，否则弹簧机构会使封盖保持关闭。在一些实施例中，可以为每个区段102配置重力控制的盖。在重力密封的情况下，盖的重量使其在出口顶部保持平放，直到存在足够的压力以将其提升到其轴线上。当出口处的气体流量方向是垂直的(相对于重力)时，这就起作用了。
图5A-C示出了三段式阵列的区段102中一个(例如最上部)的出口上的可移动密封件150。在图5A中，盖或密封件150显示为打开状态，而在图5B中，密封件150显示为关闭状态。密封件设计为在足够的空气流量或气压下打开。图5C描绘了关闭的密封件150对气体流量模式的影响，该影响使得气体流量局限于其余两个较低的、打开的区段102。图5D示出了类似的节风门密封件150(除了该密封件150是机电控制的)，该密封件沿其中心轴线旋转，并且由电动机或致动器154控制。
图6A-C是气旋阵列区段密封件的示意图。在图6A中，所有的三个区段均包括出口盖或密封件150。图6B示出了区段的子集，例如两个横向气旋阵列区段，其包括出口密封件150，而中间的气旋阵列区段没有出口密封件。图6C示出了气旋阵列区段，在这些区段的其中之一上具有入口密封件150而不是出口密封件。
在一些实施例中，盖或密封件的材料可以包括塑料、聚合物、橡胶、金属、纸和/或玻璃或任何其他合适的材料、形状或形式。
在一些实施例中，压力阈值密封件150单独实施于每个气旋，并且成为每个气旋单元100的整体特征。可以将其视为每个气旋单元100是如上所述的“区段”。盖或密封件150可以是柔性的封盖或材料片，其覆盖每个气旋单元100或至少一些气旋单元100的出口126，其中弹性力倾向于使形成密封件150的封盖关闭。在其他实施例中，为做同样的事，可以提供基于重力的元件，即一种元件，其中盖的重量使其保持平放，直到足够的气压将其打开为止。
在一些实施例中，盖或密封件可以配置为直接覆盖单元100的一个或多个轴向出口126。在一些实施例中，单个单元100可以设置有其自己的密封件150。
图7A和7B示出了这种出口密封件150的实施例，该出口密封件150配置在单个气旋单元100上，该气旋单元放置在各个单元的轴向出口附近。
图7A示出了在每个单元100的出口126上的单独的盖或密封件150，图7B示出了由多个(例如，五个)相邻单元共用的出口密封件150。
在一些实施例中，阵列的每个区段102均配置有盖，该盖在足够的空气流量、体积、速度或压力下打开，并在空气体流量量不足时，在弹力或重量或任何其他返回力机构(例如弹簧或松紧带)的作用下重新关闭。
在一些实施例中，打开(或关闭)区段的盖或密封件150所需的阈值流量可以是重要的设计准则，以确保通过阵列的空气是充分清洁过的。阈值受到趋于关闭密封件的弹性力或重力的强度的影响。在一个实施例中，使用简单的封盖或盖时，可以通过增加盖的重量或弹性来增加阈值。
在一些实施例中，不是所有的区段都具有盖或密封件，并且并非所有的密封件都具有相同的用于保持打开的阈值。打开关闭的密封件或保持密封件打开所需的压力或空气流量的阈值或最小值对于不同的密封件可以具有相同或不同的阈值。
区段的子集可配置为不具有任何密封机构，从而指定为始终打开以进行流动，因而代表了所需用于预期用途和流速范围内的区段的最小数量。
在整个本公开中，在一些实施例中，术语“密封件”和“盖”可互换地用于指代相同的特征(例如，密封件150)。
修改不同部分的阈值会引入自然的层次结构，该层次结构确定在变化的空气流量下哪些部分首先打开或关闭。可以通过根据单元所在的区段来更改单元的其他特征来进一步利用层次结构。例如，由于随着时间的推移，“始终打开”或“首先打开”区段可能比“最后打开”的区段捕获更多的颗粒，因此它们可以配置有更大的颗粒收集容器130。
在申请人的PCT公开WO2017/019628和PCT申请PCT/US18/14914中描述了另外的示例性气旋单元和阵列，两者都全文并入本文。
尽管已经在本文中描述和示出了各种发明实施例，但是本领域普通技术人员将容易想到用于执行功能和/或获得结果和/或所描述的一个或多个优点的多种其他手段和/或结构。在本文中，这些变化和/或修改中的每一个都被认为在本文所述的发明实施例的范围内。更一般地，本领域的技术人员将容易地意识到，本文描述的所有参数、尺寸、材料和/或配置仅是示例，并且实际参数、尺寸、材料和/或配置将取决于特定的应用或使用本发明的教导的应用。仅通过常规实验，本领域技术人员将认识到或能够确定本文所述的具体发明实施例的许多等同方案。因此，应当理解，前述实施例仅以示例的方式给出，并且在所附权利要求及其等同物的范围内，可以以不同于具体描述和要求保护的方式来实践本发明的实施例。本公开的发明实施例涉及本文所述的每个单独的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法。另外，如果这样的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法不是相互矛盾的，则两个或更多个这样的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法的任意组合包括在本公开的发明范围内。一些实施例可以由于具体缺乏一个或多个特征/要素/功能而与现有技术相区别(即，针对这样的实施例的权利要求可以包括负面限制)。
而且，各种发明构思可以体现为一种或多种已经提供了示例的方法。作为该方法的一部分执行的动作可以以任何合适的方式排序。因此，可以构造实施例，其中以与所示出的顺序不同的顺序来执行动作，即使在说明性实施例中被示为顺序动作，其也可以包括同时执行一些动作。
在本申请的任何地方提出的对出版物或其他文件的任何和所有参考，包括但不限于专利、专利申请、文章、网页、书籍等，在此全文引入作为参考。此外，如本文所定义和使用的所有定义应被理解以字典定义、通过引用并入的文档中的定义和/或所定义术语的普通含义为准。
如在说明书和权利要求书中使用的不定冠词“一(a/an)”，除非明确相反地指出，否则应理解为表示“至少一个”。如在说明书和权利要求书中所使用的，短语“和/或”应理解为是指这样结合的元素中的“一个或两个”，即在某些情况下同时存在而在其他情况下不同时存在的元件。用“和/或”列出的多个元素应以相同的方式解释，即，如此连接的元件中的“一个或多个”。除了由“和/或”子句明确标识的元件之外，还可以可选地存在其他元件，无论与那些具体标识的元件相关还是无关。因此，作为非限制性示例，在一个实施例中，当与诸如“包括”的开放式语言结合使用时，对“A和/或B”的引用可以仅指A(可选地包括除B)；在另一个实施例中，仅指B(可选地包括除A以外的元件)；在又一个实施例中，指A和B(可选地包括其他元件)；等等。
如本文在说明书和权利要求书中所使用的，“或”应被理解为具有与以上定义的“和/或”相同的含义。例如，当将列表中的项目分开时，“或”或“和/或”应解释为包含性的，即包含多个或多个元素列表中的至少一个，但也包括不止一个，以及(可选)其他未列出的项目。仅明确指出相反的术语，例如“仅一个”或“恰好一个”，或当在权利要求书中使用时，“由...组成”将指的是指包括多个元素或元素列表中的恰好一个元素。一般而言，本文中使用的术语“或”仅应解释为排他性术语(例如“任一个(either/one of)”、“一个”、“仅其中之一”或“恰好其中之一”。当在权利要求书中使用时，“基本上由...组成”应具有在专利法领域中所使用的普通含义。
如在本说明书和权利要求书中所使用的，在提及一个或多个元素的列表时，短语“至少一个”应被理解为是指选自以下任何一个或多个的至少一个元素：元素列表中的元素，但不一定包括元素列表中具体列出的每个元素中的至少一个，并且不排除元素列表中元素的任何组合。该定义还允许除了短语“至少一个”所指代的元件列表中特别识别的元件之外的元件可以可选地存在，无论与那些特别识别的元件有关还是无关。因此，作为非限制性示例，“A和B中的至少一个”(或等效地，“A或B中的至少一个”，或等效地“A和/或B中的至少一个”)可以指代在一个实施例中，为不存在B的至少一个，任选地包括一个以上的A(并且任选地包括除B以外的元件)；在另一个实施例中，至少一个，任选地包括一个以上的B，不存在A(并且任选地包括除A以外的元件)；在又一个实施例中，至少一个，可选地包括一个以上的A，以及至少一个、可选地包括一个以上的B(以及可选地包括其他元件)；等等。
在权利要求书以及以上说明书中，所有过渡短语，例如“包含”、“包括”、“运载”、“具有”、“含有”、“涉及”、“持有”、“包纳”等应理解为开放式的，即意味着包括但不限于。如美国专利局专利审查程序手册第2111.03节中所述，仅过渡短语“由……组成”和“基本上由……构成”应分别是封闭的或半封闭的过渡短语。

Claims (32)

1.空气过滤系统，所述空气过滤系统包括多个区段，所述多个区段配置为接收进入的气流，其中：
每个区段包括第一气流接收侧(ASRS)和第二气流排出侧(ASES)、以及多个单元，每个单元包括气旋腔，该气旋腔具有切向入口以及轴向出口，该切向入口设置为通过ASRS接收一部分气流，该轴向出口设置为将一部分气流排至ASES，
每个区段均配置为使得空气只能通过相应的切向入口和轴向出口通过多个单元从ASRS穿过到ASES；
每个区段还配置有可打开和关闭的盖，以使得相应区段的一个或多个相应盖的关闭迫使气流以比打开一个或多个相应的盖时更大的速度流过具有打开的盖的其余区段及其相应的单元。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，通过系统的单个公共气流由向系统的区段提供单个气流的多个风扇或鼓风机引入。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，每个盖配置为响应于超出进入的气流的体积、速度和压力的预定阈值中的至少一个而打开或关闭。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，每个盖配置为响应于低于进入的气流的体积、速度和压力的预定阈值中的至少一个而打开或关闭。
5.根据权利要求3或4所述的系统，其中，用于打开或关闭第一区段的至少一个第一盖的阈值不同于用于打开或关闭第二区段的阈值。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，盖包括密封片或膜、盖子和封盖中的至少之一。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，每个盖均配置为覆盖多个单元的一个或多个轴向出口。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，一个或多个区段包括单个单元。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，盖选自由塑料、聚合物、橡胶、金属、纸、玻璃或前述中的任意两种或更多种的组合所组成的组。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，在缺少所述进入的气流的足够体积、速度和压力中的至少一个的情况下，用于一个或多个相应区段的一个或多个盖关闭。
11.根据权利要求7所述的系统，其中，一个或多个盖配置成由于重量和/或弹力而关闭。
12.根据权利要求1所述的系统，还包括一个或多个电动机和/或致动器，配置为打开和/或关闭所述一个或多个盖。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，电动机和/或致动器配置为通过来自控制系统的电信号来致动，所述控制系统直接或间接地控制、检测、测量或接收关于入射到配置成打开的一个或多个盖上的气体流量的信息，所述盖配置为通过一个或多个电动机和/或致动器而打开和/或关闭。
14.根据权利要求1所述的系统，其中，至少一个区段不包括盖。
15.根据权利要求1所述的系统，还包括配置为产生气流的一个或多个风扇。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述气流的体积、速度和压力中的至少一个可确定相应区段的至少一个盖的打开或关闭状态。
17.空气过滤系统，包括：
多个区段，所述多个区段配置为接收进入的气流，多个区段中的一个或多个区段配置有一个或多个相应的盖，
所述一个或多个相应的盖包括密封片或膜、盖子和封盖中的至少一个，并且选自塑料、聚合物、橡胶、金属、纸、玻璃、或前述任何两种或多种的组合组成的组；
多个风扇或鼓风机，所述多个风扇或鼓风机向系统的多个区段提供单个气流；
一个或多个电动机和/或致动器，所述电动机和/或致动器配置为打开和/或关闭一个或多个相应的盖，所述一个或多个电动机和/或致动器配置为通过来自控制系统的电信号来致动，所述控制系统直接或间接控制、检测、测量或接收有关一个或多个相应盖上的气流的信息；
其中：
每个区段包括第一气流接收侧(ASRS)和第二气流排出侧(ASES)，以及多个单元，每个单元包括气旋腔，该气旋腔具有切向入口以及轴向出口，该切向入口设置为通过ASRS接收一部分气流，该轴向出口设置为将一部分气流排至ASES；
每个区段均配置为使得空气只能通过相应的切向入口和轴向出口通过多个单元从ASRS穿过到ASES；
相应区段的一个或多个相应盖的关闭迫使气流以比打开一个或多个相应的盖时更大的速度流过具有打开的盖的其余区段并通过相应的单元；以及
所述一个或多个相应的盖配置为响应于超过或低于进入的气流的体积、速度和压力的预定阈值中的至少一个而打开或关闭，用于打开或关闭至少一个第一区段的第一盖的阈值不同于用于打开或关闭第二区段的阈值。
18.空气过滤系统，所述空气过滤系统包括多个区段，所述多个区段配置为接收进入的气流，其中：
多个区段中的每个区段包括第一气流接收侧(ASRS)和第二气流排出侧(ASES)；
多个区段中的第一区段包括第一单个单元；
多个区段中的第二区段包括多个单元，
第一单个单元以及多个单元中的每个包括气旋腔，该气旋腔具有切向入口以及轴向出口，该切向入口设置为通过ASRS接收一部分气流，该轴向出口设置为将一部分气流排至ASES，
所述第一区段配置为使得空气只能通过相应的切向入口和轴向出口通过所述第一单个单元从ASRS穿过到ASES；
所述第二区段配置为使得空气只能通过相应的切向入口和轴向出口通过多个单元从ASRS穿过到ASES；
多个区段的一个或多个区段配置有可打开和关闭的盖，以使得相应的一个或多个区段的一个或多个相应盖的关闭迫使气流以比打开一个或多个相应的盖时更大的速度流过具有打开的盖的其余区段；以及
多个区段中的至少一个区段不包括盖。
19.从气流中去除空气中颗粒的空气中颗粒去除方法，包括：
提供根据权利要求1至18中任一项所述的系统；
引导气流进入系统；
打开和/或关闭用于一个或多个相应区段的一个或多个盖，以允许多个区段分的子集在覆盖一个或多个区段的同时运载气流，
其中：
相应区段的一个或多个相应盖的关闭迫使气流以比打开一个或多个相应的盖时更大的速度流过具有打开的盖的其余区段及其相应单元。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，每个盖配置为响应于超出进入的气流的体积、速度和压力的预定阈值中的至少一个而打开或关闭。
21.根据权利要求19所述的方法，其中，每个盖配置为响应于低于进入的气流的体积、速度和压力的预定阈值中的至少一个而打开或关闭。
22.根据权利要求20或21所述的方法，其中，用于打开或关闭第一区段的至少一个第一盖的阈值不同于用于打开或关闭第二区段的阈值。
23.根据权利要求19所述的方法，其中，盖包括密封片或膜、盖子和封盖中的至少之一。
24.根据权利要求19所述的方法，其中，每个盖均配置为覆盖多个单元的一个或多个轴向出口。
25.根据权利要求19所述的方法，其中，一个或多个区段包括单个单元。
26.根据权利要求19所述的方法，其中，盖选自由塑料、聚合物、橡胶、金属、纸、玻璃或前述中的任意两种或更多种的组合所组成的组。
27.根据权利要求19所述的方法，其中，在缺少所述进入的气流的足够体积、速度和压力中的至少一个的情况下，用于一个或多个相应区段的一个或多个盖关闭。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，一个或多个盖构造成由于重量和/或弹力而关闭。
29.根据权利要求27所述的方法，还包括一个或多个电动机和/或致动器，配置为打开和/或关闭所述一个或多个盖。
30.根据权利要求29所述的方法，其中，电动机和/或致动器配置为通过来自控制系统的电信号来致动，所述控制系统直接或间接地控制、检测、测量或接收关于入射到配置成打开的一个或多个盖上的气体流量的信息，所述盖配置为通过一个或多个电动机和/或致动器而打开和/或关闭。
31.根据权利要求19所述的方法，其中，至少一个区段不包括盖。
32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述气流的体积、速度和压力中的至少一个可确定相应区段的至少一个盖的打开或关闭状态。
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