CN1146462C - 过滤含有微粒物质的空气的空气过滤器装置 - Google Patents

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Abstract

清洁过滤器构件的一方法包括从一吹风管排出大量压缩空气进入与一过滤器构件相互空气流动连通的一文氏管构件，以沿着95%以上的过滤器构件的长度提供可靠清洁压降。在一实施例中，用于完成这方法的一空气过滤器装置包括一壳体、一第一过滤器结构、一第一文氏管构件和包括一吹风管的一脉冲射流清洁系统。该吹风管和文氏管构件被构造和布置成在该构件内沿至少75%过滤器介质的长度提供可靠清洁压降。在一实施例中，文氏管构件被叙述为包括在该构件的喉部内的一特殊成形轮廓段。

Description

过滤含有微粒物质的空气的空气过滤器装置
发明领域
本发明涉及一种具有文氏管构件的空气过滤系统和使用具有文氏管构件的系统的方法。
发明背景
在许多工业中会遇到悬浮在气体中的微粒物质。在一些工业中，这些微粒物质是有价值的产品，例如被回收的淀粉。对于其它工业，例如金属加工工业，微粒物质可以是从空气除去的简单的灰尘。清洁带有微粒物质的空气或气体的系统包括具有设置在一壳体内的过滤构件的空气过滤器装置。过滤器构件可以是一适当织物或折褶纸制的一袋子或软管。周期地脉动一股短暂的压缩空气射流进入过滤构件的内部，使空气流反向通过过滤器构件，完成清洁工作。例如美国专利4,218,227(Frey)和美国专利4,395,269(Schuler)提示了这些空气过滤器装置，这些专利已被结合在本说明书里以供参考。
有时利用文氏管构件引导压缩空气射流进入过滤器构件以及当空气流出过滤器构件时回收压力能量。通常，文氏管构件的入口端是在过滤腔之外或延伸进入过滤器构件。例如，美国专利4,218,227(Frey)提示了一文氏管，该文氏管构件的入口处在与文氏管构件相对的过滤腔的分隔侧上。美国专利3,942,962(Duyckinck)提示了一文氏管构件，该文氏管入口延伸进入过滤构件的内部。
在使用脉冲射流清洁的文氏管系统的标准设计中，越过文氏管构件产生大的压降(或压差)。当反脉冲阀打开和关闭以传送为克服过滤器构件内的压力以便在其中反向流动空气所必需的高压空气时，脉冲射流清洁系统产生很强的噪声。美国专利5,562,746(Raether)其中叙述了一空气过滤系统，该系统在过滤带有微粒物质的空气和脉冲射流清洁过滤构件的时期降低了噪声声压级和减少了能量损失。美国专利5,562,746已被结合在本说明书中以供参考。
发明概述
按照本发明的一个方面，本发明提供了一种清洁过滤器构件的方法。该方法包括将一些压缩空气从吹风管喷入与过滤构件空气流动连通的一文氏管构件内的一步骤。这在过滤构件的95％以上的长度上提供一可靠的清洁压差。
按照本发明的另一方面，本发明提供了用于上述方法的一空气过滤器装置。所述的一结构包括一壳体、一第一过滤器结构、一第一文氏管构件和包含一吹风管的一脉冲射流清洁系统。吹风管和文氏管构件被构造和安排成在该构件内的过滤介质的至少75％以上的长度上提供一可靠的清洁压差。
本发明叙述了文氏管构件的一实施例，在该构件的喉部包含一特定成形的轮廓截面。该喉部的轮廓截面包含至少12个减小直径的区域。
附图简要说明
图1是一空气过滤系统的一种工作装置的立体图，它具有装备有按照本发明的文氏管构件的过滤器构件。
图2是图1空气过滤系统的一实施例的部分断开的一侧视图，该系统使用了按照本发明的文氏管构件。
图3是图1所示空气过滤系统的正视图。
图4是使用图1-3的空气过滤系统的一安装结构的立体图。
图5是使用图1-3的空气过滤系统的文氏管构件的一实施例的一侧视图。
图6是从其远端观察的图5所示的文氏管构件的端视图。
图7是本发明的具有图6所示的一文氏管构件的文氏管系统的一实施例的部分横截面图，示出了沿线“6-6”的文氏管构件的横截面图形。
图8是脉冲射流清洁装置和文氏管构件的平面图。
图9是一文氏管构件的一现有技术实例的一侧视图。
图10是使用图1-3的空气过滤系统并具有一标准吹风管长度进行试验的结果的曲线图。
图11是在类似图1-3所示的空气过滤系统的一空气过滤系统中使用图9的现有技术的文氏管构件并具有一标准吹风管长度进行试验的结果的曲图。
图12是使用现有技术的不带文氏管构件的一空气过滤系统并具有现有技术吹风管长度进行试验的结果的曲线图。
图13是不使用文氏管构件并具有按照本发明的一修改的吹风管长度的一空气过滤的一试验结果的曲线图。
图14是按照本发明使用图1-3空气过滤系统和图5文氏管构件以及修改的吹风管长度的一试验结果的曲线图。
图15是使用图9的现有技术文氏管构件并具有按照本发明的修改的吹风管长度的一空气过滤系统进行试验的一结果的曲线图。
图16与图5相类似，是文氏管构件的另一实施例的一侧视图。
图17与图6相类似，是图16所示的文氏管构件的端视图。
最佳实施例的详细叙述
参见图1，一空气过滤系统或装置总的以标号10表示。所示的系统10具有并排布置的三个单元或组件。这结构具有例如能装入6英寸×10英寸×10英寸空间内的尺寸。
图1中的每个单元包括将灰尘或被污染的空气(即带有微粒物质)引入过滤器装置的一导管11。设置的一相同的导管12用于将清洁的或被过滤的空气从过滤器装置引出。还设置一前方进入门13和第二进入门14，以允许进入到单元的内部，以便于例如维修的目的。
图1还示出了标准结构的一电动机和链传动组件，以便操作在该组件的基部中的螺旋推动器。
现参阅图2，本发明在侧视图中示有一被断开的一侧壁面板17，以示出该组件的各种构件的布置。上壁面板16具有一内壁表面19。在该实施例中，空气入口位于上壁面板中，进入的含尘空气或其它受污染流体以向下方向引入脏空气腔22。这允许该装置利用重力使灰尘通过装置10运动至收集区域。由门13、上壁面板16、两对从上面板向下延伸的相对的侧壁面板17、台阶形壁结构28以及一对倾斜表面23、24形成脏空气腔22。倾斜表面23、24部分形成该装置基部内的一收集区域漏斗25。以任何适当的标准方式向侧壁面板17密封一下方基础面板或框架26。还有，为了防止任何受污染的空气或流体在被过滤之前逸出，脏空气腔22是一密封腔。
具有一台阶状设计的一隔离壁或管板结构28沿每个侧壁面板17密封安装于一结构框架件27上，该组件的诸单独过滤构件32安装于隔离壁28。在所有四个侧边上密封住管板结构28，以便气密地密封脏空气腔22，与清洁空气腔60隔开。每个台阶部分包括一向上延伸的后部30和从其垂直延伸的一腿部31。管板结构28较佳地由一块钢板构成，这各台阶部分是直接在其上和在其下的台阶部分的连续延伸部分。如图2和3所示，安装在台阶部分上的过滤构件32、管板结构28以台阶的或分开的、部分重叠关系、以相对于上面板16的水平面成锐角倾斜的一大致向下方向位于脏空气腔22内。如此，在过滤组件10的最上部由倾斜的隔板50、侧壁面板17、上壁面板内表面19和前方进入门13形成一分布空间33。当脏空气从入口20进入装置10时，它在被过滤之前接纳在该分布空间30内。
各个过滤器构件32是形成在各具有端部的圆筒形构形内部的折褶介质。各构件的过滤器介质部分的结构和它如何被支承于管板结构28是与美国专利4,395,269和美国专利5,562,746的过滤器构件相类似。如美国专利4,171,963(Schuler)所揭示的过滤器构件的结构细节和过滤器介质如何形成稳定的圆筒形以及如何被端盖封闭都被结合到本说明书中以供参考。在图4中示出了用于支撑过滤器构件的支撑组件。管板结构28的后部30的一部分有一开口(未在图4但在图7中示出)，通过这开口设置文氏管构件70。利用一轭架组件36来支撑过滤器构件32。轭架组件可有延伸通过文氏管构件70的内部的钢杆，并焊接至清洁空气腔中的侧边(未示出)上的管板结构28。或者，虽然没有在图中示出，轭架组件的钢杆可在近端车螺纹并延伸通过在安装文氏管钟形部中的槽口92和在以下叙述的文氏管构件70的凸缘88中的孔89。在这种情况下，一杆可构造成使藉助放置在管板结构的清洁空气腔侧上的一螺母，可将它与文氏管构件70的凸缘88一起固定于管板结构28。这能以多种方法来实现。例如该杆在它的近端附近可有一整体的环形边缘，当杆的近端延伸通过管板结构28的一孔并用一螺母固定时，该环形边缘起到一止动件的作用。对于将过滤器构件固定于管板结构28的另一可行结构是与美国专利4,218,227(Frey)的相类似。
在过滤器构件32中的圆管构件的介质在两端处被密封在端盖(或环状构件)中。通常，当被端盖复盖的介质部分被端盖屏蔽时，并不认为这部分对空气是多孔性的。近端盖82搁置在处于近端盖和管板结构28之间的一垫圈84上。通过将过滤器构件32压向管板结构28并对垫圈84加压，近端盖82被密封于管板结构以防止空气泄漏。
在图示的实施例中，每个轭架组件垂直固定于管板结构，以使相对水平面以一锐角悬伸过滤器构件。虽然该系统能以各种倾斜角度工作，包括没有倾斜角度，但是过滤器构件的倾斜角度的较佳范围是离水平面15°-30°。本发明中的每一轭架组件的构造较简单。在图示的实施例中，提供了两过滤器构件的平行垂直的两排。这样，管板结构的每一台阶部分具有安装于其后部30的两个分开的轭架组件。图2和3一起示出了在每个轭架组件36上放置有一对过滤器构件。有一盘部45和位于中心的一开口的一环形远端盖44与端板39对齐，以便密封地复盖每对的第二过滤器构件的外侧端。这允许用于轴向加压过滤器构件32的垫圈的一夹紧结构作可拆卸连接(图2-3中没有示出)，以将它们密封于管板结构28以及相互密封。通过端板39和端盖44的对齐孔插入带有其特殊手柄47的紧固螺栓46，以将两个零件固定在一起。
直接位于管板结构后面的清洁空气腔60由该组件的后面板62和上面板16的一部分、两个相对侧面板17的一部分和管板结构28的后侧形成。装在后面板62中的是一清洁空气出口64，用于将过滤过的空气引入导管12，以便回到车间环境。在清洁空气腔内还提供用于清洁每个轭架组件和过滤器装置的一系统。该系统较佳地包括多个脉冲型阀65和喷嘴或吹风管97。一阀和吹风管结构直接与管板结构28中的出口孔34位于一直线上，以便将压缩空气的一射流引入一对过滤器构件的中空的内部。提供压缩空气的脉冲型阀(或反脉冲阀)的类型、吹风管、管道系统结构以及它们的控制和操作在本技术领域是已知的。
参阅图5-7，文氏管构件70安装在管板结构28上。每个文氏管构件较佳地包括一入口钟嘴形部分(或文氏管入口部分)74和一喉形轮廓部分76。在某些较佳实施例中有一扩散器部分(或文氏管出口部分)72。喉形轮廓部分76处于扩散器部分72和文氏管入口部分74之间并互连这两个部分。当空气被过滤并以正常的过滤空气流模式(即非脉冲的)从过滤腔32通过过滤器构件32时，空气经过扩散器流出文氏管构件70进入清洁空气腔。扩散器部分72较佳地具有发散的(或扩张的)、基本直的壁，以便于在正常过滤条件下压力复原。喉形轮廓部分76在朝其内部的方向通常是凹入的。
文氏管构件70相对于过滤器构件32定位于管板结构28上，使文氏管入口部分74设置在清洁空气腔60内。如图7所示，文氏管入口部分74有一远端，该远端接近于对空气是多孔的(即不被近端盖(或环状构件)82所复盖)过滤器构件32的最近点，并与这最近点对齐，使它通常与这最近点处于相同的横向高度(crosswise level)。这样，通过过滤器构件32的空气多孔部分83的近部的空气沿一通常是直的路线运动到文氏管构件70，并在过滤器构件32和文氏管构件之间不受阻挡。空气沿一通常是直的路线的这种无阻挡运动降低了对空气流的阻力和能量损失。同样在图7中示出一垫圈84，用于将过滤器构件32密封于管板结构28。
在某些现有技术的系统中，脉冲射流清洁系统并没有沿空气多孔部分83即过滤器介质的整个长度足够地提供一可靠的清洁压差。已经发现，在某些现有技术的系统中，约75％以下的过滤介质的延伸长度上有脉冲射流清洁系统产生的一可靠的清洁压差。通常，最接近于管板结构28的大约第一个25％的介质83的长度上设有足够地受到来自脉冲射流清洁系统的空气脉冲。其结果是一堆尘土集聚在最靠近管板28的过滤器构件32的端部附近，而过滤器构件的其余区域没有单独的集聚灰尘，而过滤器构件的其余区域没有单独的集聚灰尘。过滤器构件集聚灰尘的部分几乎没有空气流过。这空气流量损失引起了系统压降的增加以及系统空气总流量的减少。这空气流量损失导致了过滤构件32的使用寿命的缩短。为了恢复这空气流量，在现有技术中，必须从灰尘收集器10手工拆下构件32，去除在过滤器构件上集聚的灰尘，或者更普遍的是安装一个新的清洁的替换过滤器构件32。本发明的结构和布置有助于克服现有技术的诸问题。尤其是本发明的空气过滤器装置的结构和布置沿过滤器介质83长度的75％以上提供一可靠的清洁压差。在较佳系统中，本发明沿过滤器介质83延伸长度的85％以上造成一可靠的清洁压差。的确在最佳系统中，本发明沿90％以上的、尤其是95％以上直至100％的过滤器介质83的延伸长度上造成一可靠的清洁压差。
按照本发明，周密地选择喉部76的轮廓和脉冲射流吹风管97离喉部76的距离，以便基本沿所有的过滤器介质83的整个长度上造成一可靠的清洁压差。再注意图5。在图5中画出了文氏管构件70的横截面。文氏管构件70的喉部76包括一特殊成形的轮廓段100。轮廓段100包括一第一端102和一相对配置的第二端104。在所示的较佳轮廓段100中，轮廓段100从第一端102到第二端104减小直径。第二端104对应于文氏管70的最小直径的位置。这样，第二端104也对应于喉口。第二端104或喉口形成了轮廓段100和扩散器部分72之间的一连续的和无差别位置。第二端104由两个以不同斜度发散的发散段所形成。当轮廓段100和扩散器部分之间是连续的情况下，因为在第二端104的发散斜度不同，所以第二端104形成了一无差别位置。
较佳地，轮廓段100的长度为7.1-8.1厘米(2.8-3.2英寸)，较佳地是7.62厘米(3.0英寸)。第一端102的直径较佳地为大约17.5厘米(6.9英寸)，尤其是大约17.529厘米(6.901英寸)。第二端的直径较佳地为大约16.5厘米(6.5英寸)，尤其是大约16.535厘米(6.510英寸)。
文氏管构件70在入口部74的外边缘形成一基线106。轮廓段100的第一端102较佳地离开基线106大约3.8厘米(1.5英寸)的距离。轮廓段100的第二端104较佳地离开基线106大约12.07厘米(4.75英寸)的距离。
在较佳实施例中，轮廓段100在第一和第二端102，104之间包括多个区域。通常这些区域包括一个部分，在这部分随着每个区域进一步远离基线，它的直径减小一个数量，这数量比它前面的区域的直径减小量要小。即在轮廓段的第一部分，随着每个区域进一步远离基线，区域的直径相比下一个靠近基线的区域的直径更接近于下一个远离基线区域的直径。在轮廓段的这第一部分至少有9个区域。在轮廓段的第二部分至少有三个附加区域。因此，在轮廓段中，在第一和第二端102、104之间至少有12个标记的区域。已经发现轮廓段100的下列直径(+/-0.15厘米)  (+/-0.06英寸)是较佳的：
                           表1
标号  离基线106距离，厘米(英寸)    直径，厘米(英寸)  差值，厘米(英寸)
102          2.81(1.500)             17.529(6.901)
  111     4.45(1.750)      17.343(6.828)      0.186(0.073)
  112     5.08(2.000)      17.181(6.764)      0.162(0.064)
  113     5.72(2.250)      17.056(6.715)      0.125(0.049)
  114     6.35(2.500)      16.947(6.672)      0.109(0.043)
  115     6.99(2.750)      16.861(6.638)      0.086(0.034)
  116     7.62(3.000)      16.779(6.606)      0.082(0.032)
  117     8.26(3.250)      16.703(6.576)      0.076(0.030)
  118     8.89(3.500)      16.634(6.549)      0.069(0.027)
  119     9.53(3.750)      16.594(6.533)      0.040(0.016)
  120     10.16(4.000)     16.561(6.520)      0.033(0.013)
  121     10.80(4.250)     16.558(6.519)      0.003(0.001)
  122     11.43(4.500)     16.540(6.512)      0.018(0.007)
  104     12.07(4.750)     16.535(6.510)      0.005(0.002)
然后从这些较佳数据可看出，轮廓段100的第一部分对应于10个区域111-120。轮廓段100的第二部分对应于区域121和122。区域111-120的每个区域都有一直径，该直径小于它的靠近基线106的前面一个的直径。而且，区域111-120的每个区域都有一直径，该直径相比它前面一个靠近基线106的直径更接近于它的下一个更远离基线106的直径。区域121和122形成的第二部分不同于由第一部分形成的规律。例如，区域121的直径仅与区域120的直径相差0.003厘米(0.001英寸)。区域122的直径与区域121的直径相差0.018厘米(0.007英寸)。如果将区域122的直径与第二端的直径相比较，差值是0.005厘米(0.002英寸)。在相反端，第一端102的直径与第一区域111的直径之间的差值是0.183厘米(0.072英寸)。
如在下面试验段落所说明的，具有以上较佳尺寸的文氏管构件造成在系统中基本沿过滤器介质83的整个长度上提供一可靠的清洁压差。另外，与周密地选择脉冲射喷吹风管离文氏管70的轮廓段100的喉口或第二端104的距离相结合，甚至进一步提高了性能。
参阅图8。在图8中示意地示出了脉冲喷射系统的喷嘴或吹风管97，它离开文氏管构件70一段距离。喷嘴或吹风管97有一出口孔97，该孔示出在该图中。当空气通过该孔97流出时，空气的不对称射流完全是湍流，其性能为无壁切前流动。对于这类空气流，当射流喷出吹风管并运动遇到如图8中在A处所示的进入的空气流时，其速度分布图呈散开状。至少有两个原因使文氏管构件70更有效地允许空气射流进入过滤器构件32。第一个原因涉及损耗，第二个原因涉及气流分布。尤其是文氏管构件70在空气射流进入过滤器构件32时允许空气射流经过一连续的路径。这连续路径降低了空气流的分散，这样使存在于这类气流中的不可逆性减至最小程度。在进入文氏管70之前，空气流的湍流在称为“带走(entrainment)”的一过程中被摩擦效应拉入周围空气流的内部。对于文氏管构件，这附加的夹带的空气有一光滑的路径以施加于它的最小的摩擦和分散损耗进入文氏管构件32。其次，当射流进入过滤器构件32时文氏管构件70的轮廓段100的形状影响射流的扩张和分布。在过滤器构件32内的脉冲压力分布被认为是轮廓段100的形状的函数。
在现有技术系统中，吹风管97和基线106之间的轴向距离小于约52.3厘米(20.6英寸)，尤其是小于约52.3厘米(20.59英寸)。已经发现如果吹风管97离开基线106的距离大于约52.3厘米(20.6英寸)，就会改进脉冲喷射清洁效果。尤其是会沿着过滤器介质83延伸长度的75％以上产生一可靠的清洁压差。如在下面“试验”部分中所说明的那样，吹风管97和基线106之间的一特别较佳的距离是约57.4厘米(22.6英寸)。这造成基本沿过滤器介质的整个延伸长度上有一可靠的清洁压降。
当扩散器部分72被示为与文氏管构件70结合在一起时，它不影响沿过滤器介质83的长度的可靠的清洁压降。但是，去消或缩短文氏管构件的扩散器部分72的长度，将会增加在通常的空气流过滤模式期间当空气从管板孔34流入清洁空气腔时对于空气流的压力损失。
参阅图5-7，文氏管构件70具有用于安装在管板结构28上的结构。用于安装的结构例如可是在基本垂直于文氏管构件的轴线的一平面内的靠其入口部分外表面上向外延伸的一薄片(未示出)或一凸缘28。该凸缘88能够与入口部分74的远端相对应或齐平。该凸缘88可有几个孔89(例如在图6中示出了三个孔89A，89B，89C)，用于接纳紧固件例如螺栓90使其通过，以便与螺母91相结合固定于管板结构28。图5和6的实施例较佳地包含一钢制的文氏管构件。或者安装结构可以包括例如在Raether专利5,62,746中叙述的一中间凸缘。
注意图16和17。在这实施例中，这文氏管构件70′包括具有一轮廓部分100′的一轮廓喉部76′、一入口部分74′和一扩散器部分72′。此外，文氏管构件70′包括一凸缘86，这与美国专利5,562,746中所述的一样。图17示出了凸缘86用于形成孔89A′，89B′和89C′。轮廓部分100′具有表1所列的尺寸。图16和17的文氏管构件70′最好用塑料制造。
参阅图2，空气过滤器装置在脏空气腔22内有一最下方部分25，它基本类似于美国专利4,395,269中所述结构。这样一个最下方部分25有两个倾斜表面23和24，其中一个起到一隔膜的作用，它可运动地响应由脉冲射流清洁装置的作用在脏空气腔内产生的压差。在两个倾斜表面的交会处的一螺旋推运器58全部延伸通过脏空气腔22的最下方部分25，用来将脏空气腔22内收集的微粒物质运到在空气过滤组件的外部的一位置。
虽然揭示的实施例具有过滤构件的一倾斜结构和响应由脉冲射流清洁所引起的压差而运动的一像隔膜的倾斜表面，本发明的文氏管系统能应用于带有例如一垂直过滤器构件、没有一像隔膜的表面的一微粒收集系统或没有螺旋推运器的一系统的空气过滤器装置。
                            操作
在本发明的较佳实施例中，空气或带有其它微粒的气流能以类似于在美国专利4,395,269中所述的方式通过空气入口20引入过滤腔22，并通过过滤构件32，再从清洁室气腔到达过滤器装置的出口64，上述专利的操作说明已被结合在本说明书中以供参考。
在一预定时期的过滤之后，过滤器构件32将被灰尘和其微粒物质所复盖，故必须对其清除。每个过滤器构件32靠它各自的快速作用阀65(例如反脉冲阀)和吹风管97，将大量的压缩空气从吹风管97的出口喷向和进入文氏管构件70的扩散器部分72而被脉冲射流清洁。如图8所示，选择离开吹风管97的空气射流的发散角度A，使空气射流聚集进入扩散器部分72的内部，最好是接近喉口，以便二次空气(例如来自清洁空气腔的空气)吸入过滤器构件32。
首先清洁最上方的过滤器构件，再在该组件内从顶到底地清洁其余的构件。依靠重力沉降和从一组过滤器构件到达和通过下一组过滤器构件的流体动力传送，使从上方过滤器构件吹下的灰尘向下运动。
在脉冲射流清洁装置工作期间，大的倾斜表面或隔膜响应脏空气腔内的压力上升而向外或沿离开过滤器组43的方向运动。图2中以虚线示出了这向外的弯曲。当压力减小时，表面20向它的正常位置弯曲回来。当微粒物质集聚在最下部分25中的螺旋推运器68上时，靠螺旋推运器68的运作，微粒物质被排除到过滤器装置外部的一位置。由于脏空气入口不在、甚至不接近于过滤器装置的微粒物质收集区，所以在接近螺旋推运器的位置脏空气的速度几乎为零。
                             试验
与常用的灰尘收集器标准吹风管结构以及与没有上述特殊轮廓区域100的常用的文氏管构件进行比较，以显示出在上文所述结构的高性能。注意图9，以标号″570″示出一现有技术的文氏管构件。文氏管构件570可以是按照美国专利5,562,746(Raether)中所构造的一构件。现有技术文氏管构件570包括扩散器部分572、喉部576和入口部分574。喉部576没有上方所述的轮廓区域100。现有技术文氏管构件570的喉口尺寸约为16.51厘米(6.50英寸)。该喉部576由半径约为3.8厘米(1.5英寸)的一光滑曲线形成。扩散器部分572在最外端的直径是21.44厘米(8.44英寸)。在入口部分574和喉部576之间的部分的半径是2.54厘米(1.00英寸)。入口部分574的末端的直径是31.75厘米(12.50英寸)。在喉口与扩散器部分572的末端之间沿扩散器部分572的长度是21.72厘米(8.55英寸)，角度是6.5°。
发现在过滤器构件上不集灰尘处脉冲压力的试验测量值相对试验日大气压力为35.5厘米(14英寸)水柱压差的压力峰值。因此希望发现正确的组合，将造成沿整个介质83的长度有至少35.5厘米(14英寸)水柱压差的峰值。
为进行此研究，将一个型号为8510B-2的Endevco小型压差传感器的后侧通向试验日大气压力。因其尺寸小、快速时间响应和高灵敏度故选择了这传感器。以一Nicolet Integra型号10数字示波器和每秒4000次采样速度收集数据。利用制造商的工厂标定，将测量的电压输出转换成英寸水柱压力。将传感器放置在朝向管板28的过滤器介质32的长度的第一个5％的位置处。
1.吹风管距离的影响
图10和11示出了使用52.30厘米(20.59英寸)的现有技术的吹风管距离、加入一文氏管构件的影响。图10示出了利用离开吹风管的标准现有技术的距离52.30厘米(20.59英寸)(吹风管97的末端和基线106之间的距离，类似于图8的距离)和本发明文氏管构件70的结构的测试曲线。图11示出了现有技术文氏管构件的测试曲线，利用了如图9中在标号″570″示出的离开吹风管的标准现有技术的距离52.30厘米(20.59英寸)。比较图10和11可看出，从这两个结构产生了相似脉冲压力曲线图。在过滤器构件32的介质83上的这位置处产生仅仅10厘米(4英寸)水柱压差。这显示了在没修改离开吹风管的距离的情况下，加入文氏管70不会增加压力脉冲。
2.吹风管距离的影响
在图12和13中示出了在不加入一文氏管的情况下修改吹风管距离的影响。图12示出了完全不使用文氏管构件、利用现有技术吹风管距离52.30厘米(20.59英寸)的一系统的测试曲线。图13示出了也完全不使用文氏管、采用57.3 8+/-1.27厘米(22.59英寸+/-0.5英寸)的新距离(图8的距离)的一系统的测试曲线。比较图12和13可看出，这两个结构造成脉冲压力曲线有显著差别，但仍没有增加到所要求的35.5厘米(14英寸)水柱压差。如图12所示，用52.30厘米(20.59英寸)的吹风管距离仅产生5厘米(2英寸)水柱压差。在图13中，修改的吹风管距离显示了接近25厘米(10英寸)水柱的随机的压力峰值。这表明只修改吹风管距离不加入一文氏管构件不会增加足以越过最靠近隔离壁28的介质83的区域的脉冲压力。
3.文氏管构件形状的影响
图14和1 5示出了加入具有一特殊轮廓段100的一文氏管构件和具有修改的吹风管距离的影响。图14示出了按照本发明的文氏管构件70并具有用57.38厘米(22.59英寸)的吹风管距离的结果，而图15示出了现有技术文氏管构件570并具有57.38厘米(22.59英寸)的吹风管距离。比较图14和15可以看出这两个结构造成脉冲压力曲线有很大的差别。带有57.38厘米(22.59英寸)的吹风管距离的现有技术文氏管构件570产生接近12.7厘米(5英寸)水柱压差。将这曲线与图14所示的本发明结构的曲线比较。具有特殊轮廓段100的文氏管构件70并带有57.38厘米(22.59英寸)吹风管距离产生接近38厘米(15英寸)水柱压差的大量随机压力峰值，并可看到接近63厘米(25英寸)水柱压差的三个压力峰值。这表明加入具有一轮廓段100的一文氏管构件并具有大于52.30厘米(20.59英寸)、尤其是57.38厘米(22.59英寸)的吹风管距离将使脉冲压力增加到所要求的35.5厘米(14英寸)水柱压差的数值。即，这表明本发明的系统提供了沿整个介质长度的一可靠的清洁压差。这是对现有技术的改进，现有技术仅提供用于约75％的过滤介质长度的一可靠的清洁压差，留下最靠近管板或隔离板的25％的介质长度被灰尘堵塞。

Claims (18)

1.一种空气过滤器装置(10)，包括：
(a)一壳体，它包括一空气入(20)、一空气出口(64)、将所述壳体分隔为一过滤腔(22)和一清洁空气腔(60)的一隔离壁(28)；所述隔离壁(28)包括在其上的一第一空气流动孔；
(b)一第一过滤器结构(32)处于与所述隔离壁(28)中的所述第一空气流动孔相互空气流动连通的位置；所述第一过滤器结构(32)包括确定一过滤器结构内部清洁空气腔的过滤器介质(83)的一延伸部分；
    (i)所述第一过滤器结构(32)与所述隔离壁第一空气流动孔相互空
气流动连通的所述过滤器内部清洁空气腔(60)一起定向；
    (ii)过滤介质(83)的所述延伸段限定了沿第一过滤器结构(32)的
一纵向长度；
(c)一第一文氏管构件(70)，该构件安装在所述隔离壁第一空气流动孔内并定位成突伸进入所述第一过滤器结构内部清洁空气腔内；
所述第一文氏管构件包括一入口部分和一喉部，该喉部具有带第一端和第二端的一轮廓段；
(d)一脉冲射流清洁系统，该系统包括将一脉冲空气从所述清洁空气腔(60)引入所述第一文氏管构件(70)中并引向所述第一过滤器结构(32)的第一吹风管；
    (i)所述第一吹风管(97)和所述第一文氏管构件(70)被构造和
布置成沿75％以上的过滤器介质(83)的所述延伸部分的长度提供一可靠
的清洁压差；和
    (ii)所述第一吹风管(97)离开所述第一文氏管构件(70)的一基
线(106)大于52.3厘米(20.6英寸)的距离。
2.按照权利要求1的空气过滤器装置(10)，其特征在于：
(a)所述第一过滤器结构(32)包括具有一中心孔的一第一端盖(82)；过滤介质(83)的所述延伸部分埋入所述第一端盖(82)内。
3.按照权利要求2的空气过滤器装置(10)，其特征在于：
(a)所述第一文氏管构件入口部分突出伸入所述第一过滤器结构端盖(82)内。
4.按照权利要求1-3中的任一项的空气过滤器装置(10)，其特征在于：
(a)所述第一吹风管(97)离开所述第一文氏管构件基线(106)57.4厘米(22.6英寸)的距离。
5.按照权利要求1-3中的任一项的空气过滤器装置(10)，其特征在于：
(a)所述第一文氏管构件喉部(76)包括具有第一和第二相对端(102，104)的一轮廓段(100)；所述轮廓段(100)从所述第一端(102)到所述第二端(104)减小直径；
    (i)所述轮廓段(100)有7.6厘米(3.0英寸)的长度；
    (ii)所述第一端有17.529厘米(6.901英寸)的直径；
    (iii)所述第二端有16.535厘米(6.510英寸)的直径。
6.按照权利要求5的空气过滤组件(10)，其特征在于：
(a)所述第一文氏管构件(70)的所述入口部分(74)确定了一基线(106)；所述轮廓段(100)的所述第一端(102)离开所述基线(106)3.8厘米(1.5英寸)的距离；所述轮廓段(100)的所述第二端(104)离开所述基线(106)12.07厘米(4.75英寸)的距离。
7.按照权利要求6所述的空气过滤器装置(10)，其特征在于：
(a)所述轮廓段(100)包括所述第一和第二端(102，104)之间的至少9个区域；
    (i)第一区域(111)离开所述基线(106)4.45厘米(1.75英寸)
的距离并有17.343厘米(6.828英寸)的直径；
    (ii)第二区域(112)离开所述基线(106)5.08厘米(2.00英寸)
的距离并有17.181厘米(6.764英寸)的直径；
    (iii)第三区域(113)离开所述基线(106)5.72厘米(2.25英寸)
的距离并有17.056厘米(6.715英寸)的直径；
    (iv)第四区域(114)离开所述基线(106)6.35厘米(2.50英寸)
的距离并有16.947厘米(6.672英寸)的直径；
    (v)第五区域(115)离开所述基线(106)7.00厘米(2.75英寸)
的距离并具有16.86厘米(6.638英寸)的直径；
    (vi)第六区域(116)离开所述基线(106)7.62厘米(3.00英寸)
的距离并有17.779厘米(6.606英寸)的直径；
    (vii)第七区域(117)离开所述基线(106)8.25厘米(3.25英寸)
的距离并有16.703厘米(6.576英寸)的直径；
    (viii)第八区域(118)离开所述基线(106)8.89厘米(3.50英寸)
的距离并有16.634厘米(6.549英寸)的直径；
    (ix)第九区域(119)离开所述基线(106)9.53厘米(3.75英寸)
的距离并有16.594厘米(6.533英寸)的直径。
8.按照权利要求7所述的空气过滤器装置(10)，其特征在于：
(a)所述轮廓段(100)包括所述第一和第二端(102，104)之间的至少12个区域；
    (i)第十区域(120)离开所述基线(106)10.16厘米(4.00英寸)
的距离并有16.561厘米(6.520英寸)的直径；
    (ii)第十一区域(121)离开所述基线(106)10.80厘米(4.25英寸)
的距离并有16.558厘米(6.519英寸)的直径；
    (iii)第十二区域(122)离开所述基线(106)11.43(4.50英寸)的
距离并有16.540厘米(6.512英寸)的直径。
9.按照权利要求1-3，6-8中的任一项的空气过滤器装置(10)，其特征在于：
(a)所述第一吹风管(97)和所述第一文氏管构件(70)被构造和布置成沿至少95％的过滤介质(83)的所述延伸段长度提供一可靠的清洁压降。
10.按照权利要求1-3，6-8中的任一项的空气过滤器装置(10)，其特征在于：
(a)所述第一文氏管构件(70)还包括延伸进入所述清洁空气腔(60)的一扩散器部分(72)；所述喉部(76)位于所述入口部分(74)和所述扩散器部分(72)之间。
11.按照权利要求10的空气过滤器装置(10)，其特征在于：
(a)所述扩散器部分(72)在其一端部的直径为19.3厘米(7.6英寸)；以及
(b)所述扩散器部分(72)从延伸通过其中的垂直轴线倾斜至少9度。
12.按照权利要求1-3，3-8，11中的任一项的空气过滤器装置(10)，其特征在于：
(a)所述第一过滤器结构(32)包括轴向对齐的第一和第二过滤器构件(32)；
(i)介质(83)的所述延伸段包括在所述第一过滤器构件(32)中的介质(83)的第一延伸段和在所述第二过滤器构件(32)中的介质(83)的第二延伸段。
13.按照权利要求12所述的空气过滤器装置(10)，其特征在于：
(a)所述隔离壁(28)所述其中的第二空气流动孔；以及
该组件还包括：
(b)一第二过滤器结构(32)，该结构定位成与所述隔离壁(28)中的所述第二空气流动孔相互空气流动连通；所述第二过滤器结构(32)包括形成第二过滤器结构(32)内部清洁空气腔的过滤器介质(83)的一延伸段；
    (i)所述第二过滤器结构(32)和与所述隔离壁第二空气流动孔相
互空气流动连通的所述第二过滤器内部清洁空气腔一起定向；
    (ii)过滤器介质(83)的所述第二过滤器结构延伸段沿第二过滤器
结构(32)形成一纵向长度；
(c)一第二文氏管构件(70)，该构件安装在所述隔离壁第二空气流动孔内并定位成突出进入所述第二过滤器结构内部清洁空气腔；所述第二文氏管构件包括一入口部分(74)和一喉部(76)；
(d)一第二吹风管(97)，该管定向成将脉冲空气从所述清洁空气腔引入所述第二文氏管构件(70)并引向所述第二过滤器结构(32)；
    (i)所述第二吹风管(97)和所述第二文氏管构件(70)被构造和
布置成沿至少95％的过滤介质(83)的所述第二过滤器结构延伸段的长度
提供可靠的清洁压降。
14.按照权利要求13所述的空气过滤器装置(10)，其特征在于：
(a)所述第二吹风管(97)离开所述第二文氏管构件(70)的一基线(106)约57.4厘米(22.6英寸)的距离。
15.按照权利要求14所述的空气过滤器装置(10)，其特征在于：
(a)所述第二文氏管构件喉部(76)包括具有第一和第二相对端(102，104)的一轮廓段(100)；所述第二文氏管构件轮廓段(100)从所述第二文氏管构件轮廓段第一端(102)到所述第二文氏管构件轮廓段第二端(104)减小直径；
    (i)所述第二文氏管构件轮廓段(100)有7.62厘米(3.0英寸)的
长度；
    (ii)所述第二文氏管构件轮廓段第一端(102)有17.323厘米(6.828
英寸)的直径；以及
    (iii)所述第二文氏管构件轮廓段第二端(104)有16.540厘米(6.512
英寸)的直径。
16.一文氏管构件(70)，包括：
(a)一入口部分(74)；所述文氏管构件(70)的所述入口部分确定一基线(106)；
(b)一扩散器部分(72)；以及
(c)一喉部(76)，它与所述入口部分(74)和所述扩散器部分(72)相连；所述喉部(76)具有带第一端(102)和第二端(104)的一轮廓段(100)；
    (i)所述轮廓段(100)包括从所述第一端(102)到所述第二端(104)
的多个直径缩小的连续区域；
    (ii)所述轮廓段(100)的所述第一端(102)离开所述基线(106)4.45
厘米(1.75英寸)的距离；
    (iii)所述轮廓段(100)的所述第二端(104)离开所述基线(106)
12.07厘米(4.75英寸)的距离；
    (iv)所述轮廓段(100)有7.62厘米(3.0英寸)的长度；
    (v)所述第一段(102)有1 7.343厘米(6.828英寸)的直径；
    (vi)所述第二端(104)有1 6.535厘米(6.510英寸)的直径；以及
    (vii)在所述轮廓段(100)和所述扩散器部分(72)之间形成一连
续的和无差别区域的所述第二端(104)。
17.按照权利要求16所述的文氏管构件(70)，其特征在于：
(a)所述轮廓段(100)在所述第一和第二端(102，104)之间包含至少12个区域；
    (i)第一区域(111)离开所述基线(106)4.45厘米(1.75英寸)
的距离并有17.343厘米(6.828英寸)的直径；
    (ii)第二区域(112)离开所述基线(106)5.08厘米(2.00英寸)
的距离并有17.18厘米(6.764英寸)的直径；
    (iii)第三区域(113)离开所述基线(106)5.72厘米(2.25英寸)
的距离并有17.056厘米(6.715英寸)的直径；
    (iv)第四区域(114)离开所述基线(106)6.35厘米(2.50英寸)
的距离并有16.947厘米(6.672英寸)的直径；
    (v)第五区域(115)离开所述基线(106)6.99厘米(2.75英寸)
的距离并有16.861厘米(6.638英寸)的直径；
    (vi)第六区域(116)离开所述基线(106)7.62厘米(3.00英寸)
的距离并有16.779厘米(6.606英寸)的直径；
    (vii)第七区域(117)离开所述基线(106)8.26厘米(3.25英寸)
的距离并有16.703厘米(6.576英寸)的直径；
    (viii)第八区域(118)离开所述基线(106)8.89厘米(3.50英寸)
的距离并有16.634厘米(6.549英寸)的直径；
    (ix)第九区域(119)离开所述基线(106)9.53厘米(3.75英寸)
的距离并有16.594厘米(6.533英寸)的直径；
    (x)第十区域(120)离开所述基线(106)10.16厘米(4.00英寸)
的距离并有16.561厘米(6.520英寸)的直径；
    (xi)第十一区域(121)离开所述基线(106)10.80厘米(4.25英
寸)的距离并有16.558厘米(6.519英寸)的直径；
    (xii)第十二区域(122)离开所述基线(106)11.43厘米(4.50英
寸)的距离并有16.540厘米(6.512英寸)的直径。
18.清洁一过滤器构件(32)的方法，包括：
(a)从离开一文氏管构件(70)的一基线(106)的距离大于52.3厘米(20.6英寸)的一吹风管(97)排出大量压缩空气进入与过滤器构件(32)相互空气流动连通的一文氏管构件(70)，以沿着95％以上的过滤器构件(32)的长度提供可靠的清洁压降。
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