CN1703602A - “推装式”自安装适应性过滤器 - Google Patents

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Abstract

在标准的天花板系统中提供了，包括悬轨或者悬挂元件，搁置在所述悬挂元件上的可移空气传送扩散器，以及嵌入和保持在所述悬挂元件和所述空气传送扩散器之间的过滤器板。所述过滤器板包括一个过滤框架和一个设计为嵌入和保持在吊顶天花板的悬挂元件上的附着的过滤器。所述过滤框架具有一个内表面和一个外表面，过滤介质保持在所述过滤框架中。所述过滤介质的外部边缘邻接于过滤框架的内表面布置和保持。所述过滤框架的外表面具有从所述过滤框架的外表面的最上部分向外凸出的柔性圆周法兰。该柔性圆周法兰能向内弯曲，使其与所述框架的外表面基本齐平，并接着能往回向内弯曲以与所述悬挂元件配合。

Description

“推装式”自安装适应性过滤器
技术领域
本发明涉及一种板过滤器，该过滤器用于吊顶天花板中的空气扩散器或者扩散器。
背景技术
吊顶天花板广泛用于现代办公室以及其它公共建筑和环境中。这种高效天花板设计使得快速并容易地拆卸和更换天花板镶板易于达到。这些吊顶天花板具有或多或少的标准设计，其中天花板镶板搁置于T型悬轨上。T型悬轨上还搁置了空气扩散器，它通过中心工厂的管道系统供给空气。空气常在工厂气源处过滤，但是也曾经建议在扩散器处过滤空气。它特别是已经在净化房间的应用。编号为4,088,463的美国专利提供一种扩散器，将它特别设计成可接受能够从下面快速改变的过滤器，将过滤器保留在特别设计的外壳中，并由螺钉紧固件等固定到适当位置。然而，这种设计要求必须拆卸或更换标准的空气传送扩散器。将其它净化房间应用中也多(highly)设计为提供密封，并且需要非标准的扩散器或天花板设计，比如编号为4,518,405的美国专利所披露的。在该专利中，硅树脂等密封被附在过滤器上、从密封的一端连到相对端的预附线所破坏，当拉线时，它切开密封松开过滤器。离散的保持夹将过滤器过滤框架固定到过滤框架或吊顶天花板框架的适当位置。过滤器板编号为4,545,793、4,946,484、3,782,082、4,175,936以及编号为6,267,793的美国专利中揭露了特别设计的吊顶系统，该系统能够容纳相匹配的过滤器板。这些专利系统都过滤器板需要非标准的吊顶系统，设计该系统以容纳特定的相匹配的过滤器板。
需要对现有标准吊顶天花板单元提供合适的过滤器，该过滤器能够易于安装、更换和拆卸，而不需要修改现有天花板悬挂系统或空气扩散器。特别地，基于特殊房间的需要或紧急情况需要一种空气过滤器单元，该过滤器能够易于从下安装。
发明内容
本发明中，提供了一种标准的天花板系统，其包括悬轨或悬挂元件，可移空气传送扩散器搁置在悬挂元件上，并且过滤器板嵌入并保持在悬挂元件和空气传送扩散器之间。过滤器板包括过滤框架和附加过滤器，将其设计成插入并保持在悬挂元件和吊顶天花板之间。过滤框架具有内表面和一个外表面，过滤器介质保持在过滤框架中。将过滤器介质的外部边缘位于并保持在邻近过滤框架的内表面。过滤框架的外表面具有一个柔性圆周法兰，该法兰从过滤框架的外表面的最上部分向外凸出。该柔性圆周法兰能够向内弯曲，以使其与所述框架的外表面基本齐平，接着能够往回向外弯曲，以使其与悬挂元件配合。优选地，该柔性法兰也能向外延伸，以便其处于基本垂直于过滤框架的外表面的方向上，并且能够保持在悬挂元件和搁置于悬挂元件上的空气传送扩散器或另外通风设备的最上边缘之间，并与之有摩擦地配合。
附图简述
附图说明了本发明的当前预期的优选实施例。
图1是发明过滤器板的第一实施例的侧视图。
图2是保留在吊顶天花板中的本发明过滤器板的断面(cutaway)侧视图。
图3是本发明过滤器板的另一实施例的断面透视图。
图4是图3的侧视图，实施例保留在吊顶天花板中。
图5是本发明过滤器板的另一实施例的分解透视图。
图6是本发明过滤器板的分解透视图，过滤器板将嵌入吊顶天花板中。
图7-9是本发明过滤器板的一系列分解侧视图，过滤器板嵌入到具有T型悬挂元件的吊顶天花板内过滤器板。
具体实施方式
图1和图2显示本发明过滤器板的侧视图，过滤器板嵌入吊顶天花板中。吊顶天花板包括T型悬挂元件2。该悬挂元件通常具有竖直构件1和水平构件3，其上搁置了天花板镶板以及至少一个空气扩散器4。空气传送扩散器4通常仅由其重量，亦即重力，搁置在T型悬挂元件2的水平构件3上的适当位置。如图2所示，过滤器板10具有保持在过滤框架13上的过滤器11。柔性法兰6位于框架的最上部分，将其保持在T型悬挂元件2的水平构件3和空气扩散器外唇缘或边缘8之间。过滤框架13具有内表面和外表面，其中内表面装到过滤元件11上。如图2所示，通过使用传统的热熔、压敏等粘合剂12来完成该装配。此外，可以使用无粘着力的热塑性材料作为过滤器保持材料，如包含或者不包含粘性纤维或粘性涂层等的泡沫或者非纺织型材料。非纺织材料或泡沫通过粘合剂和/或摩擦力能够保持过滤器，然而，如果单独利用摩擦，过滤器必须足够刚硬以压入泡沫、非纺织材料等可压缩的材料中。所示的过滤框架13具有多个肋15、16、17和18，它们提供结构刚性并能用于包含过滤器11保持材料12。例如，能够利用肋包含将过滤器固定到过滤框架13上的粘性材料12。图1和图2所示的过滤框架13也具有将过滤器和天花板隔开的延伸元件19，它使过滤器远离天花板。利用该伸出元件适应空气扩散器4可以具有扩散元件9的这种可能性，该扩散元件9延伸到天花板平面以下。此外，可以利用肋7给空气扩散器提供进一步的支撑并给框架提供更大的刚性。
图3和图4显示本发明过滤器板的一个可选实施例，其中设有向上延伸超出过滤框架的最上部分的离散保持夹或伸出元件28。这些保持夹用在空气扩散器凹入天花板处。保持夹28将扩散器推离悬轨1，同时过滤器正被嵌入，悬轨或者悬挂元件并且不仅空气扩散器的一部分压缩柔性法兰6被，，以便当将柔性法兰推过悬挂元件时，空气扩散器悬离悬轨，柔性法兰突然向外移动并与T型悬挂元件3(应该是2)的水平构件配合。通常，保持夹在具有柔性法兰的过滤框架之上的最上部分的高度过滤框架与过滤框架至上、从搁置在悬轨上的扩散器边缘开始的扩散器的主体部分凹陷的高度相比，应该大致相等或者稍低。通过在其端部包括中断元件能够将这些保持夹制成可调的样式，使得单个保持夹能够适应不同类型的凹入的扩散器。
图5显示另外一种过滤框架装置的分解视图。在注模过滤框架20的最上边缘设置柔性法兰26过滤框架。过滤框架过滤框架的底部边缘部分具有缘22，第二扩散器或格栅板29通过合适的L形保持元件30在缘22上滑动。将十字横条21整体浇铸在过滤框架上，以支撑打褶的颗粒过滤器27，其可选择地包含柔性泡沫等边缘密封25。此外，也能够将炭或香型过滤器29设于打褶颗粒过滤器27之上或之下。
图6进而显示该实施例过滤器，该过滤器从下面嵌入吊顶天花板。通常，使用者将会向上挤压过滤器板，从而挤压紧靠空气传送扩散器，通过过滤框架的最上边缘和/或任何延伸保持夹等将扩散器移离悬轨。一旦柔性法兰26离开了悬轨，柔性法兰26会接着落入T形悬挂元件2的水平构件3上，以便将其夹在悬挂元件或悬轨和上置的空气通风设备或扩散器之间。
图7-9系列更加特别详细地显示这一点。图7显示最初搁置在悬轨2上的空气扩散器唇缘7。图8显示过滤器板10被向上压入开口，过滤器板的上边缘将扩散器唇缘7推离悬轨，而水平元件3的一边33挤压柔性法兰6，使得过滤器外壳通过开孔。一旦过滤框架10已经向上延伸进入开孔，经过了法兰元件6的高度，法兰6由于其弹性恢复力向外张开。如图9所示，空气扩散器已被推离悬轨，使得法兰接着与悬轨的水平构件3配合。然后释放过滤器板，使得扩散器静止，，获取扩散器外部边缘和悬轨的水平构件之间的法兰，如图2所示。由于法兰和上置的扩散器边缘7以及下置的悬轨或悬挂元件3之间的摩擦力，将过滤器保持到适当位置。法兰6优选地绕过滤框架的整个外部边缘基本连续，以便最佳地保持和密封。
在一个实施例中，过滤框架能由连续的带形框形成。连续的带形框能够形成3个或更多个(如果侧壁部分形成为环形过滤框架则可达到无数个)侧壁部分，侧壁部分具有一个基本平直的侧壁和凸出的过滤器保持接头，保持接头在侧壁部分的第一面上形成槽道(channel)，用来装粘性灌注混合物。侧壁部分由穿过保持接头至少延伸到基本平直的侧壁的角凹口隔开。两个末端侧壁部分汇合，形成一个接缝，使得侧壁部分外接过滤介质外围的侧壁。这种连续带形框能够由编号为00/102080的WO专利所述的步骤形成这些步骤不必按顺序：
a)挤压连续的带形框毛坯，毛坯包括至少一个基本平直的侧壁和可选的至少两个凸出的过滤器保持接头，其在连续的带形框毛坯的第一面上形成连续的槽道，还包括在第二对立面的侧壁的最上部分处的柔性圆周法兰；
b)在过滤器保持接头上切口来形成角凹口，角凹口至少延伸到基本平直的侧壁，在角凹口之间形成侧壁部分，并可选地刻划(score)侧壁部分的第一和/或第二面来形成活铰；和
c)将连续的带形框毛坯切成离散的框架毛坯。然后，通过将粘性灌注混合物应用到带形框毛坯的第一面上的槽道中，能够装配过滤器。接着，将过滤介质附着到至少一个具有粘性灌注混合物的侧壁部分的第一面；围绕过滤介质缠绕保留的侧壁部分，其中侧壁部分长度通常与过滤介质侧壁长度相符；将过滤介质侧壁嵌入侧壁部分槽道中的粘性灌注混合物内；并且，使粘性灌注混合物形成框状过滤器，其中侧壁汇合，形成一个接缝，使得侧壁部分完全外接过滤介质外围的侧壁。
圆周法兰通常是个弹性可变形的薄脊状元件，其中弹性通常由法兰热塑性材料的变形阻力所提供。这种弹性变形性质通常由塑性或弹性变形材料所提供，例如聚烯烃，诸如：聚丙烯、聚乙烯、乙烯/丙稀、乙烯丙稀二烯烃共聚物、混合物等；聚酯；尼龙；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物；苯乙烯/二烯烃嵌段共聚物，聚氯乙烯等。过滤框架过滤框架毛坯侧壁部分通常是由相对刚硬的热塑性聚合物形成，也可以是具有弹性变形阻力的聚合物。形成侧壁部分的合适聚合物包括聚烯烃，诸如：聚丙烯、聚乙烯、乙烯丙稀二烯烃共聚物、混合物等；聚酯；尼龙；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物；聚氯乙烯等。这些聚合物也能包括用来增加刚性的颗粒添加剂，比如滑石、玻璃纤维等，添加剂通常在低于总重量30％的水平上。
通常，柔性法兰沿过滤框架的整个周长基本连续地设置，以有效地密封过滤框架，防止悬挂元件和空气扩散器框架之间大量空气的旁通。柔性法兰优选地为热塑性材料，过滤框架与过滤框架一体地浇铸或挤压成型。也能由粘合剂或其它传统的粘接方法分别装配法兰，包括在形成过滤框架过滤框架侧壁时浇铸到合适的位置。如果采用浇铸或挤压成型，过滤框架和柔性法兰能由相同或者不同的热塑性聚合物形成。这种情况下，法兰可以是不能挤压的材料，诸如薄金属、硬纸板等。柔性法兰能由热塑性弹性材料形成，这种材料能够增加空气扩散器和悬挂元件之间的摩擦，增强过滤器板的保持力。此外，柔性法兰能够设有高摩擦表面，位于法兰的至少一个部分之上，比如弹性滚珠(elastic bead)、粘接的非纺织品、粘合剂等。
在又一个实施例中，过滤框架过滤框架的顶部能够在顶部边缘的至少一部分上具有可压缩的密封元件材料，来形成紧靠空气扩散器的密封。柔性法兰也能在至少一个表面上包含一个密封元件。典型的可压缩的密封元件可以是泡沫、可压缩的橡皮带、非纺织品等。
示例
使用专利WO00102080中普遍描述的框架法来构建本发明的过滤器，该专利在此作为参考。为形成过滤器的框架，将两台挤压机连接成到给油套管(feed block)/混合压模装置，能够生产出连续的带形框架材料，包括柔性圆周法兰，其具有与图2所示的相同的外形。侧壁和保持接头、带形框材料的部分厚1.3mm，带形框材料的侧壁部分宽80.5mm，过滤器的保持接头宽7.6mm，而柔性圆周法兰长11.5mm，并具有锥状外形，从与侧壁结合处的1.3mm渐缩到其尖端的0.6mm。带形框材料的侧壁和保持接头部分由被聚丙烯树脂(重量占8％的纤维玻璃)加强的玻璃纤维形成，这种树脂可以从Prime Source Polymers.Inc.Warren，MI.，得到，将其作为一种来自第一挤压成型机、温度为205℃的浇铸流体传送到给油套管/压模装置。带形框材料的一体的柔性圆周法兰部分由SantopreneTM形成，可以从Advanced Elastomer Systems，Akron，OH得到，将其作为一种来自第二挤压成型机、温度为205℃的浇铸流体传送到进料块压模装置。通过在带形框材料的两个侧壁表面中切入标记刻划线(indexed score lines)在带形框材料中形成活铰。
刻划线切入内侧壁，保持接头同时利用实用刀片调节到切割侧壁表面大约0.15mm深切一个90度的坡口角度。。将刻划线和凹口切入到带形框材料中，其间距为579mm，限定框架部分，其随后变为完整的框架过滤器(如下述)的端部和侧壁部分。接着，将标记的刻划线切入到侧壁的反面或者外部大约0.15mm深，而同时使用旋转刀具切入柔性圆周法兰(90°角)，来完成活铰。
如编号为6,123,753、属于Wu等的美国专利所述，通过将宽度为57.9cm的合成非纺织过滤器材料部分打褶形成过滤元件毛坯。所用高效过滤介质是驻极体带电聚乙烯纤维网。非纺织纤维网定量(BW)是40g/m2，有效纤维直径(EFD)小于5微米且渗透率(PEN)小于0.03％。所使用的过滤介质具有高效微粒空气(HEPA)作业等级。过滤器毛坯褶顶之间的褶间距是5.5mm，褶深45mm。打褶毛坯用3MCompany St.Paul，MN的型号为3748的粘合剂焊料(bead)固定。
将带刻划和开凹口的带形框架毛坯(如上所述)置于一个框架夹中。框架夹包括四个矩形部件，每个部件包括两个间距为81mm的保持轮钢元件，其按摩擦的方式将带形框毛坯与框架夹对齐。三个扣将四个框架夹部件连接在一起，使得框架夹可以围绕打褶束形成。将一个弹簧夹置于靠近这些部件未铰接端的一边，来提供围绕带形框毛坯关闭框架夹的一种装置。
通过往框架夹中嵌入离散的带形框毛坯准备框架过滤器装置，将框架坯的活铰置于框架夹的铰链上。将一个热融粘合剂带，比如型号为6111，可从3M Company St.Paul，MN得到的粘合剂带，在温度大约为180℃时从一个热融分配器分配到带形框架毛坯，填充由带形框毛坯的保持接头以及侧壁部分形成的大约1.5mm深的槽道。然后，将框夹旋转90°，形成过滤元件毛坯的周围，将打褶过滤器边缘和端部褶灌到热融粘合剂中。将框架夹围绕打褶束关紧，并使一个弹簧钢夹围绕两个靠近的簧片成环，以保持框夹牢固地与打褶束接触，直到热融粘合剂固化为止。粘合剂固化之后，将夹子移走，框架过滤器与框架固定装置分离。
通过将过滤器安装到一个位于具有通过中央加热通风和空气调节系统传送和循环空气的封闭房间内的标准(61cm×61cm)天花板扩散器的出口上来评价本例过滤器的过滤性。如图1所示，通过扩散器的外部边缘和天花板支撑之间的柔性圆周法兰的压缩将过滤器固定到它的位置上。送入空气的房间天花板高大约2.74m(30.8m3)。将通过过滤器的气流定为3.34m3/min，这将提供每小时6.5倍房间容量的换气量。在放置过滤器之前，扩散器出口的气流是4.53m3/min。为测量过滤器去除微粒的性能，在布置过滤器之前和之后，在空气供给处附近计算微粒数目。使用P-Trak超细微粒计数器，模型8525，可从TSI，St Paul，MN获得，来确定微粒数目。当在房间中仅仅布置扩散器时，微粒数目为每立方厘米608个微粒，微粒直径不小于0.01微米，并且上述结果在采样期为10秒取平均得到。当过滤器布置在适当位置时，微粒数目为每立方厘米1个微粒，几乎完全降低了可检测到的颗粒物质。

Claims (18)

1.一种过滤器板，用于嵌入和保持到吊顶天花板上，其包括保持在过滤框架中的过滤介质，所述过滤框架具有一个内表面和一个外表面；所述过滤介质位于邻近过滤框架的内表面，外表面具有一个从过滤框架外表面的上部向外伸出的柔性圆周法兰，柔性圆周法兰能向内弯曲，使其与所述框架的外表面基本齐平，并且能向外延伸。
2.如权利要求1所述的过滤器板，其中，所述柔性法兰沿着所述过滤框架的整个周边基本连续地设置，并沿基本垂直于所述滤框的外表面的方向向外延伸。
3.如权利要求2所述的过滤器板，其中，所述柔性法兰是热塑性材料。
4.如权利要求3所述的过滤器板，其中，所述柔性法兰与所述过滤框架一体地浇铸。
5.如权利要求2所述的过滤器板，其中，所述柔性法兰位于所述过滤框架的一个顶部边缘。
6.如权利要求4所述的过滤器板，其中，所述过滤框架和所述柔性法兰由相同的热塑性聚合物形成。
7.如权利要求4所述的过滤器板，其中，所述柔性法兰由热塑性弹性材料形成。
8.如权利要求4所述的过滤器板，其中，所述柔性法兰在所述法兰的至少一部分之上具有高摩擦表面。
9.如权利要求4所述的过滤器板，其中，所述过滤框架的顶部在至少一部分上具有一种可压缩的材料以形成密封。
10.如权利要求5所述的过滤器板，其中，所述过滤框架的顶部边缘还具有一个从所述过滤框架的内表面向内凸出的支撑构件。
11.如权利要求10所述的过滤器板，其中，所述支撑构件完全水平延伸时，与所述柔性法兰基本共面。
12.如权利要求2所述的过滤器板，其中，所述柔性法兰在至少一个表面上包含密封元件。
13.如权利要求2所述的过滤器板，其中，所述过滤介质是打褶纤维微粒过滤介质。
14.如权利要求1所述的过滤器板，其中，所述过滤介质按可移除的方式附着到所述过滤框架上。
15.如权利要求2所述的过滤器板，其中，所述过滤框架包括一个或者多个肋元件。
16.如权利要求2所述的过滤器板，其中，所述柔性法兰位于所述过滤框架的一个顶部边缘之下。
17.一种天花板过滤系统，包括：具有基本水平元件的悬轨；搁置在所述悬轨水平元件上的可移空气传送通风设备或者扩散器；以及嵌入和保持在所述悬轨和所述空气传送通风设备或者所述扩散器之间的所述过滤器板，将所述过滤器板设计为嵌入和保持在一个吊顶天花板上，并在所述过滤框架中包含过滤介质，所述过滤框架具有一个内表面和一个外表面；所述过滤介质位于邻近所述过滤框架内表面，所述外表面具有一个从所述过滤框架外表面的最上部分向外凸出的柔性圆周法兰，所述柔性圆周法兰能向内弯曲，使其与所述所述框架的外表面基本齐平，并且能向外延伸。
18.如权利要求17所述的过滤器板，其中，所述柔性法兰沿着所述过滤框架的整个周边基本连续地设置，并沿基本垂直于所述过滤框架的外表面的方向向外延伸。
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