CN1158092A - 用于过滤器滤芯清洗装置的流量控制件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于滤芯过滤器清洗装置的流量控制装置(4)。流量控制装置(4)包括一从一圆锥部(6)延伸的圆柱部(8)。流量控制装置(4)在与一装在吹管(13)上的喷嘴(9)一起使用时即对一弄脏的滤芯过滤器(5)进行均匀的清洗。本发明的优点在于该装置(4)可用于滤芯清洗业目前采用的气流速度和喷嘴尺寸范围。而现有技术装置(7)在用于该行业目前使用的气流速度范围时显得性能不足。

Description

用于过滤器滤芯清洗装置的流量控制件
技术领域
本发明涉及用于控制被用来对过滤器滤芯清洗装置中的过滤器滤芯进行清洗的气流的方向、压力和作用的流量控制装置。
背景技术
传统的滤芯式过滤器通常具有一端敞开而另一端闭合的长圆柱体形式，并且是通过一气流的反向脉冲加以清洗的。这种气流通常从一吹管被吹入各个滤芯的敞开端。气流控制和方向调节器如文杜里管虽然已被普遍采用，但在清洗效果方面并无实质性改善。
这种清洗装置所碰到的一个特殊困难是滤芯的一部分特别是最靠近反向流动气源的那部分完全没有清洗到，而被清洗部分却被清洗过头因而造成累积性损坏。
在对反向脉冲清洗装置的滤芯所进行的试验已表明清洗脉冲压力沿滤芯的内部长度变动很大。观察表明一过大的正的气压被施加到过滤器的被清洗过头的那部分，而在其他部分(通常为最靠近反向脉冲源处)则受到低压甚至负压的作用而造成这些部分清洗很差。
在Bissinger公司的德国专利说明书DE4308286A1中描述了一种可能解决这一困难的方案。在该说明书中披露了采用一个设置在一出口喷嘴与一过滤器滤芯进口之间的锥形件。DE4308286说明了圆锥的作用是产生一沿过滤器整个长度建立的足够的压力。该压力产生一通过过滤件的反向气流以除去滤芯件上的颗粒。
申请人所进行的试验表明，当最小喷嘴的喷孔直径增大且气流速度提高时，一种类似于DE4308286中所述相似的锥形件便不起作用。
至于为什么会产生这样一种结果的原因并不清楚，但它确实给过滤器清洗行业造成了困难，这种困难即是DE4308286中所述的这种圆锥体在目前过滤器清洗行业使用条件的范围内并不有用。
发明目的
本发明的一个目的在于提供一种适合于大批使用的喷嘴尺寸和用于滤芯清洗装置的清洗气流速度整个范围的流量控制件。
发明概述
本发明提供一种用于滤芯清洗装置的流量控制件，所述装置为采用将压缩空气引入滤芯过滤器的敞开端的形式；所述流量控制件适合于在被引向所述敞开端的清洗气流中定位，所述流量控制件适合于调节所述清洗气流以使所述滤芯的内部受到由所述清洗气流施加的基本均匀的压力，所述流量控制件包括一具有一面对所述气流方向的凸脊和一气流改向表面的扩张部，该气流改向表面适于在所述气流动从延伸有一气流改向表面的所述扩张部上通过以后和离开滤芯过滤器以前使所述气流改向。
所述流量控制件最好在过滤器滤芯整个外部定位在气流中。
所述扩张部最好大致为曲面状。
所述扩张部最好大致为一圆锥体。
所述扩张部最好大致为棱锥状。
所述气流改向表面最好大致为一圆柱体部。
所述气流改向表面最好其横截面大致为一曲面。
所述气流改向部最好为一截头圆锥部。
所述气流改向表面最好延伸一大于5毫米的距离。
所述距离最好在10与25毫米之间。
所述曲面最好存在于所述扩张部与气流改向部之间。
所述曲面最好具有一在1毫米与10毫米之间的半径。
所述半径最好为3毫米至6毫米。
所述流量控制件最好适合于被夹紧到一与一吹管相连接的喷嘴上。
所述流量控制件最好至少具有一个支承臂。
所述流量控制件最好具有四个支承臂。
所述支承臂最好可与一夹紧环相连接。
一定位装置最好使顶点(或其等同位置)与所述喷嘴保持分开一预定距离。
所述流量控制件最好具有一与所述扩张部和气流改向部相邻的腔。
所述流量控制件最好具有多个使所述扩张部表面与一与其相邻设置的腔相互连接的孔。
所述孔最好基本平行于一所述流量控制件的轴线。
本发明还提供一种清洗过滤器滤芯的方法，所述清洗是通过从一清洗气流侧流入过滤器开口的清洁气流而完成的以便去除沉积在过滤件外侧的颗粒，所述方法的特点在于，在沿过滤器内壁的大致区域所提供的均匀气压是通过一具有扩张部和一与之配合的气流改向表面的流量控制件而产生的，所述流量控制件设置在到达所述过滤器滤芯内部过滤表面之前的清洗气流通道中。
所述扩张部最好大致为一圆锥体或棱锥体。
所述气流改向表面最好大致为圆柱体、曲面或截头圆锥体形。
本发明还提供包括一如上所述的流量控制件的一套零件。
本发明还提供一用于一滤芯过滤器清洗装置的流量控制件，所述清洗装置包括一压缩空气源和一将所述气流送向所述过滤件以供清洗用的装置，所述流量控制件包括一扩张的气流控制表面和一设置在所述气流路径中的气流改向表面、以引导气流作用在过滤件内表面上。
所述气流控制表面和流量改向表面在横截面上看最好分别为圆锥形和圆柱形，或圆锥形和曲线形，或一圆锥和一具有小于该圆锥的锥角的截头圆锥部。
所述气流控制表面和气流改向表面在横截面上看最好分别为棱锥形和圆柱形，或棱锥形和曲线形，或棱锥和一截头圆锥部，或棱锥和一多角棱柱体。
所述气流控制表面和流量改向表面在横截面上看最好分别为部分球形和圆柱形，或部分球形和曲线形，或部分球形和一圆锥或锥形部。
所述流量控制件最好在气流排出喷嘴后但在进入过滤器前影响流过它的空气流。
所述流量控制件最好在气流进入过滤器时影响流过它的空气。
所述流量控制件最好一旦气流已进入过滤器时即影响流过它的空气。
由本发明的特点所提供的优点包括这一事实可提供一改善滤芯清洗装置的效率和效能的单一流量控制件。具有一单一流量控制件减少了库存并提供了一种“一个零件适应所有情况”型式的的改型配套件。采用这种流量控制件由于减少了用来清洗过滤器的压缩空气量和提高滤芯过滤件的使用寿命，因此还将为用户节省钱和劳力。
在本说明书和权利要求书中，圆锥体或截头圆锥体的“锥角”定义为两条在该圆锥或截头圆锥的表面上直径方向相对的直线之间所形成并根据可能情况而在圆锥顶点处或截头圆锥的假想或理论顶点处相交的角度。
附图简要说明
下面将仅仅以举例方式参照附图具体说明本发明的一个实施例，其中：
图1为两种现有技术布置的示意侧视图；
图2表示本发明的流量控制件的立体图；
图3表示图2的流量控制件的平面视图；
图4为图3中所示流量控制件的沿4-4线的横剖视图；
图5为用于图2所示流量控制件的夹紧件的侧视图；
图6为沿图5中6-6线的横剖视图；
图7和8示出本发明另一实施例的侧剖视图；
图9、10、11和12示出本发明的其他的流量控制件。
实施例的具体描述
图1中，现有技术装置1是利用文杜里管3引导从吹管13的一个孔喷出的压缩空气。该装置经正常工作条件下测试并发现沿过滤器滤芯5的长度产生相当大的压力梯度，从而使滤芯顶部150至200毫米段未被有效地清洗。滤芯通常按欧洲或美国标准制造。美国标准的长度约为600毫米，而欧洲标准的长度则约为1000毫米。
滤芯过滤器5中产生的压力梯度其结果是一些部分未被足够清洗或未被清洗到，而对其他部分则过度清洗。
现有技术装置7是利用喷嘴9和圆锥11来控制从一吹管13的孔喷出的气流。该装置7与德国专利4308286中所描述的相类似。这种现有技术装置7提供了一沿过滤器滤芯5的长度更均匀的压力分布范围，从而在滤芯5的整个长度上产生更均匀的清洗。
然而，已发现现有技术装置7在过滤器滤芯清洗装置中的所采用的整个工作条件范围进行测试时存在一些困难。
在对现有技术装置7进行的测试时，是将处在70至80磅/平方英寸(psig)的头部压力(用于过滤器清洗装置的一般压力水平)状态下的压缩空气用作清洗气源。该气流从喷嘴喷出到一圆锥体上(底径为103毫米，锥角为70度，产生从底面到顶点的约为74毫米的高度)而对测试滤器的清洗效能的影响(一种清洗或所引起的反向气流速度的测量)加以监控。
每次测试均用最小喷孔为11毫米、13毫米、14毫米和16毫米的具有不同尺寸的喷嘴来进行。一个例外是增大喷嘴尺寸会使通过过滤器的气流速度有效地提高。但通过在14毫米喷嘴与16毫米喷嘴之间的测试过滤器的反向气流速度却未获得任何提高(故表示清洗效能未有任何提高)。
要通过可用具有70至80psig压力的一个16毫米喷嘴获得的较高的流速进行清洗的这类过滤器之所以需要这样高的流速是因为当它们在过滤空气或气体时，它们在该过滤过程中要采用比较高的流速。因此，如果从清洗喷嘴喷出的气流不能产生一通过过滤器介质的反向空气流，则将不产生清洗效果。反向的强度将决定清洗效能。
正是现有技术的这些困难导致了下述发现和本发明的实施例。
图2所示为一滤芯清洗喷嘴2，它包括一具有一圆锥部6的流量控制件4和一从所述圆锥部6的底部延伸出去的圆柱部8。圆柱部8与圆锥部6的相交处形成具有半径10的圆。半径10为5毫米，但可在1至10毫米范围内。
在通过圆锥顶点和底部中心的轴线即圆锥轴线的方向上进行测量，圆柱部8在圆锥部6的底部外延伸约13毫米。根据清洗装置中所使用的压力，可采用其他距离，而距离大于5毫米的喷嘴尺寸是合适的。对于大多数实际用途来说，除如图7和8所示那样结构特点要求较大的长度这种情形外，不需要超过25毫米。
圆锥部6和圆柱部8被形成为一带有一中空内部12的杯状结构。将中空内部12与圆锥部6的外表面相互连接的是四个其轴线与圆锥轴线基本上平行的孔14。
每个孔14设在四个从圆锥部6延伸出的腿16之间的大致等距离位置上。
每个腿16如图2所示，其厚度约为3毫米。腿较薄则对围绕它们的气流妨碍较少，但难以进行注塑成型。每个腿16均具有一与夹紧圈22中的配合凹槽20(在图4和5中更清楚地示出)适配的延伸部18。夹紧圈22包括一可以围绕一适当大小喷嘴的外径收紧的开口21。
延伸部18与腿16连接处为一凸肩24。圆锥部6具有一圆整过的锥顶26，其理论圆锥顶点28则在锥顶26上游的一个点处。锥顶26与凸肩24之间的距离被设置为实现从过滤器清洗装置中的流量控制件4得到的所需结果。该距离系通过与喷嘴32的边缘30接合的凸肩24正向设置，以保证锥顶26使用在离开与吹管喷嘴32的排出平面的一预定距离(此例中为20毫米)处。然后通过一管道夹箍34将夹紧圈22和延伸部18夹紧到位。夹紧力趋向于迫使夹紧圈22的开口部21两侧部分并在一起。虽然最佳距离为20毫米，但可采用其他距离，较佳距离在10至40毫米范围内。
工作时圆柱部8用于防止流经圆锥部6的气流分离，而气流通常是在通过圆锥部6的末端后才会分离。
通过一然后夹紧到位的捆扎装置(未示)将喷嘴32与吹管13紧固(PCT/AU94/00520示出了该装置)。然而可容易地理解到，夹紧圈22可加以选择得使其内径尺寸可调节以装设到现有的并被安装设在一吹管上的具有任何尺寸或形状的喷嘴上。
如图2所示，流量控制件4系通过腿16加以安装的。或者它可安装在外面，在滤芯过滤器开口的中心上通过从通常用来使这种滤芯过滤器夹持定位的中心夹紧杆(未图示)伸出的一支承杆(未图示)予以夹持。
如图2所示，包括喷嘴32的滤芯清洗喷嘴2被设计成可改型并在当吹管13与过滤器滤芯5之间的距离15(见图1)在300至500毫米范围内时与一滤芯喷嘴2一起使用时被准确定位。如果过滤器滤芯与吹管之间的高度小于300毫米，则可要求喷嘴32的布置或尺寸有所不同，或者流量控制件4可通过一从过滤器滤芯或其相连的夹紧装置伸出的支承安装在过滤器滤芯上方。
将图2中的滤芯清洗喷嘴2包装在一组成一成套改型的配套件中。该配套件组必须包括一流量控制件并可包括一喷嘴32，用于喷嘴32的各种尺寸的的可插入小孔，以及用于所有零件的夹紧和紧固装置。
流量控制件的另一种位置如图7所示是在过滤器滤芯的开口处，在图7中，可将包括有一圆锥部6和一圆柱部8的流量控制件4构成过滤器滤芯5的一部分或在过滤器滤芯的内侧附加其上。可注意到圆锥6的锥顶26是在滤芯5的入口上方。图7的流量控制件被设置得使流过它的气流可在过滤器滤芯内表面上作用一大致均匀的压力。
图8表示另一种流量控制件，它具有一圆柱部8和一代替图7中圆锥部6的曲线扩张部36。
这些部分或全部装设在过滤器滤芯内侧的方案可在各种气流速度、各种喷嘴几何尺寸或各种其他流动特性的情况下下为过滤器滤芯提供更有效的清洗。
图9至12所示为与图2中的流量控制件4以同样方式工作的其他形状的流量控制件。其中每个流量控制件50均具有一圆锥部52，而在图9中，气流改向表面54为一收敛曲线表面。较佳为图10中的表面54这样终止以使在最下端处对于流量控制件50的切线与圆锥52的轴线大致平行。
在图10中，气流改向表面56为一部分收敛及部分扩散的曲线表面，它也这样终止以使在最下端处的切线与圆锥52的轴线大致平行。
在图11中，气流改向表面58表示为一收敛截头圆锥表面(锥形向内)。截头圆锥表面58的角度选择需保证气流改向表面58具有所需效果。一对于圆锥52具有不同圆锥角的扩散截头圆锥表面59也能具有所需效果，但预计为截头圆锥部58选择的圆锥角必须相对地小，例如1至20度的数量级。为扩散截头圆锥部选择的最大圆锥角应按所产生的效果来确定。
图12为一流量控制件60，它包括一六角棱锥扩张部62和一六角棱柱部64，该六角棱柱部作为一气流改向部，其方式与圆柱8、曲线表面54、56以及圆锥部58、59基本相同。
预计在选择一具体扩张部的场合也需选择相应的棱柱部。例如圆锥/圆柱(圆形棱柱)，六角棱锥/六角棱柱，方形棱锥/方形棱柱。为便于制造，最好采用这些形状的一个组合，当然也可采用混合组合作为流量控制件，例如六角棱锥和圆柱。
上面描述了本发明的实施例，熟悉本领域的人员可以对此进行修改，这些修改不脱离本发明的范围。

Claims (32)

1.一种用于一滤芯清洗装置的流量控制件，所述装置为采用将压缩空气导入滤芯过滤器的敞开端的形式；所述流量控制件适于在一朝向所述敞开端的清洗气流中定位，所述流量控制件适于调节所述清洗气流以使所述滤芯的内部受到由所述清洗气流作用的大致均匀的压力，所述流量控制件包括一具有一面对所述气流方向的凸脊和一气流改向表面的扩张部，该气流改向表面适于在所述气流越过所述扩张部以后和排出滤芯过滤器以前使所述气流改向。
2.如权利要求1所述的流量控制件，其特征在于，所述流量控制件在过滤器滤芯整个外部定位在气流中。
3.如权利要求1或2所述的流量控制件，其特征在于，所述扩张部大致为曲面状。
4.如权利要求1、2或3所述的流量控制件，其特征在于，所述扩张部大致为一圆锥体。
5.如权利要求1或2所述的流量控制件，其特征在于，所述扩张部大致为一棱锥状。
6.如权利要求1至5中任一项所述的流量控制件，其特征在于，所述气流改向表面大致为一圆柱体部。
7.如权利要求1至5中任一项所述的流量控制件，其特征在于，所述气流改向表面大致为一曲面。
8.如权利要求1至5中任一项所述的流量控制件，其特征在于，所述气流改向表面大致为一截头圆锥部。
9.如前述权利要求中任一项所述的流量控制件，其特征在于，所述气流改向表面延伸一大于5毫米距离。
10.如权利要求9所述的流量控制件，其特征在于，所述距离最好在10与25毫米之间。
11.如前述权利要求中任一项所述的流量控制件，其特征在于，所述曲面出现在所述扩张部与气流改向部之间。
12.如权利要求11所述的流量控制件，其特征在于，所述曲面具有一在1与10毫米之间的半径。
13.如权利要求12所述的流量控制件，其特征在于，所述半径为3-6毫米。
14.如前述权利要求中任一项所述的流量控制件，其特征在于，所述流量控制件适于被夹紧到一与一吹管相连接的喷嘴上。
15.如前述权利要求中任一项所述的流量控制件，其特征在于，所述流量控制件至少具有一个支承臂。
16.如权利要求15所述的流量控制件，其特征在于，所述流量控制件具有四个支承臂。
17.如权利要求15或16所述的流量控制件，其特征在于，所述支承臂可与一夹紧环连接。
18.如前述权利要求中任一项所述的流量控制件，其特征在于，一定位装置使顶点(或其等同位置)与一清洗空气排出点保持一预定距离。
19.如前述权利要求中任一项所述的流量控制件，其特征在于，所述流量控制件具有一所述扩张部和气流改向部相邻的腔。
20.如前述权利要求中任一项所述的流量控制件，其特征在于，所述流量控制件具有多个使所述扩张部表面与一与其相邻设置的腔相互连接的孔。
21.如权利要求20所述的流量控制件，其特征在于，所述孔基本平行于一所述流量控制件的轴线。
22.一种清洗过滤器滤芯的方法，所述清洗通过从一清洗气流侧流入过滤器开口的清洁气流完成以便去除沉积在过滤器元件外侧的颗粒，其特征在于，在沿一过滤器内壁的大致区域提供均匀的气压是通过一具有扩张部和一与之配合的气流改向表面的流量控制产生的，所述流量控制件设置在到达所述过滤器滤芯内部过滤表面之前的清洗气流通道中。
23.如权利要求22所述的清洗过滤器滤芯的方法，其特征在于，所述扩张部最好大致为一圆锥体或棱锥体。
24.如权利要求22所述的清洗过滤器滤芯的方法，其特征在于，所述空气气流改向表面最好大致为圆柱体、曲面或截头圆锥体形。
25.包括如权利要求1至21中任一项中所述的流量控制件在内的一套零件。
26.一种用于一滤芯过滤器清洗装置的流量控制件，所述清洗装置包括一压缩空气源和一将所述气流送向所述过滤件以供清洗用的装置，所述流量控制件包括一扩张的气流控制表面和一设置在所述气流路径中的气流改向表面、以引导气流作用在过滤件内表面上。
27.如权利要求26所述的流量控制件，其特征在于，所述气流控制表面和气流改向表面在横截面上看分别为圆锥形和圆柱形，或圆锥形和曲线形，或一圆锥和一具有小于该圆锥的锥角的截头圆锥部。
28.如权利要求26所述的流量控制件，其特征在于，所述气流控制表面和气流改向表面在横截面上看分别为棱锥形和圆柱形，或棱锥形和曲线形，或棱锥和一截头圆锥部，或棱锥和一多角棱柱体。
29.如权利要求26所述的流量控制件，其特征在于，所述气流控制表面和气流改向表面在横截面上看分别为部分球体和圆柱形，或部分球形和曲线形，或部分球形和一圆锥或锥形部。
30.一种过滤器滤芯清洗装置，所述装置包括一如权利要求1至21中任一项或权利要求25至29中任一项所述的流量控制件，其特征在于，所述流量控制件在气流排出喷嘴后但进入所述过滤器之前影响流过它的空气。
31.一种过滤器滤芯清洗装置，所述装置包括一如权利要求1至21中任一项或权利要求25至29中任一项所述的流量控制件，其特征在于，所述流量控制件在气流进入过滤器时影响流过它的空气。
32.一种过滤器滤芯清洗装置，所述装置包括一如权利要求1至21中任一项或权利要求25至29中任一项所述的流量控制件，其特征在于，所述流量控制件一旦气流已进入过滤器时即影响流过它的空气。
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