CN1741838A - 过滤器 - Google Patents

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Abstract

一种电气设备，它包括其中放置电器的一个密封腔，和与该密封腔连接的一个多级通气管过滤器，这样，在使用中，由该电器产生的热使空气流过该过滤器，并干燥由该过滤器收集的潮气。

Description

过滤器
技术领域
本发明涉及用于通风的电气设备的过滤器。
背景技术
通风的电气设备，特别是照明设备会遇到潮气，污物和腐蚀性化学品进入设备似乎是密封的区域的问题。这种进入造成设备质量降低和最终破坏。
潜在有害的流体/污染物进入的根本原因主要是由温度改变引起的电气设备内的空气的膨胀和收缩的结果。
一般，该过程可参考图1说明。图1为一个标准的照明装置。然而，应当理解，该过程同样可适用于诸如电机，变压器，接线盒和电缆一类的许多其他形式的电气设备。
图1为一个通常的密封的照明系统的示意图。图中，外壳E包含一个灯泡L，盖C通过周边的密封垫片或密封S盖住该外壳。包围该照明设备的空气用SA表示，周围空气用A表示。
四个阶段造成最终可使该照明装置损坏的过程。
阶段1-在安装时，连接和封闭该照明装置，在该外壳内部封闭着空气。现在，该空气处在室温和周围压力下。
阶段2-给灯通电，并且作为热，开始辐射80％或更多的能量进入该封闭的空气中，相当有效地加热该空气。升高的温度增大内部压力。
阶段3-加压的内部空气现在逸出，进入比在该照明装置内部的空气压力和温度低的周围空气中。尽管有密封，加压的内部空气还是逸出。该加压的内部空气逸出直至内部压力与周围压力相等为止。
阶段4-然后关灯，使内部空气冷却和压力降低，这使得阶段3的过程颠倒，造成空气进入该外壳中。
这个过程被一些仍然不太清楚的活动恶化，例如，在该照明装置附近的空气被从照明装置发出的辐射热加温变暖。这种加热开始使包围该照明装置的空气的相对湿度降低，但很快被从周围空气的扩散平衡，有效地形成相对湿度与周围空气相同的一个暖空气袋。当关灯时，这种暖空气进入该外壳中。当光达到室温时，封闭在内部的多余的潮气不能扩散进入外部空气中，而是冷凝在如光透镜的一些表面上。
当再次给灯通电和阶段1开始时，加热的空气膨胀，使光比冷凝物能蒸发更快得多地行进。这样，大部分收集的潮气保留在照明装置的内部。内部压力稳定，内部空气变暖，并且剩余的冷凝物蒸发进入其中。当后来关灯时，另一个稍微更潮湿的空气负荷进入该照明装置中。这立即形成冷凝物的大量沉积，收集在该外壳的内部。空气的进入还可将细的灰尘和可在空气中存在的任何其他腐蚀性的材料吸入。当冷凝物或碳沉积物形成交流电路时，电气装置出现阻障。在含有酸或盐的空气中，封闭的冷凝物的导电性可以比新鲜的水高几个数量级，因此，进一步使电气系统破坏。
上述的循环系统集中在冷凝物中的污染物上，并且当灯供给热量时，与浓度和温度低的相同材料比较，可加速腐蚀作用。在照明装置被由露水或雨产生的潮气层覆盖时，通过冷却灯的吸入，正常情况不大的毛细管作用大大增加。
虽然密封可以非常有效地停止颗粒和液体进入该外壳中，但如果将密封压缩到座里，则这种有效性可以增大。但在必需快速拆卸供维护用的设备中，这并不总是可能的。
这就是本发明要解决的问题。
发明内容
根据本发明，一种电气设备，它包括其中放置电器的一个密封腔，和与该密封腔连接的一个多级通气管过滤器，这样，在使用中，由该电器产生的热使空气流过该过滤器，并干燥由该过滤器收集的潮气。
最好，该多级过滤器包括一个形成一个气流通路的过滤器壳体，该通路包括由下列零件构成的依次的过滤器级：a)一个多孔膜片，b)活性碳，和c)硅胶。
最好，该通道的一端形成一个空气入口，另一端形成一个空气出口，该出口与该电气设备连接。
附图说明
现在，利用例子，参照附图来说明本发明的实施例。其中，
图2为包括根据本发明的一个实施例的过滤器的照明装置的示意图；
图3为包括本发明过滤器的一个车头灯装置的截面图。
具体实施方式
图2所示的优选实施例为包括一个包含灯泡11的矩形外壳10的照明装置的示意图。该外壳10通过一个周边密封或密封垫片13，被一个外盖12密封。一个级联过滤器形式的过滤器20与该外壳连接。该级联过滤器包括一个两端22和23开放，形成一个流体通路的圆筒形壳体21。一端23与外壳10流体上连通。该圆筒形壳体21包括邻近与壳体11固定的末端23的一个由硅胶颗粒制成的块体25。该凝胶块体25与由活性碳颗粒制成的块体26稍微隔开一定距离。一个膜片隔板27放置在该活性碳块体26的顶部上，与该壳体21的出口22很接近。如下所述，该过滤器20设计成使空气可以流入和流出该过滤器。
该过滤器如下这样工作。开始，灯经过在本说明书序言中所述的三个阶段。当关掉灯11和内部空气开始冷却，和压力降低时，阶段4开始，从而通过级联过滤器20，将空气吸入外壳10中。首先，空气通过由PTFE或其他这种材料制成的微孔膜片27。这个膜片27将颗粒过滤至预先确定的尺寸，一般至亚微末级。该膜片还形成一个蒸气屏障，停止水的进入。这可以包括从高压清洁器出来的压力水和洗涤剂。
然后，该空气通过该活性碳块体26，通过吸收除去最高腐蚀性的化学品和自由基的氧化剂。离开该活性碳块体26后，该空气通过硅胶25，使空气进一步脱水。然后，不包含潮气或腐蚀剂的空气，在室温和周围压力下进入外壳10中。当接通照明装置，并开始将80％或更多的能量作为热辐射进入封闭的空气中时，空气有效地加热，提高其温度和压力。有压力的内部空气现在从该过滤器20排出，直至内部压力与周围压力相等为止。当关灯时，工作重复。用这种方法，灯的循环开和关不会将潮气或腐蚀剂吸入该外壳中。
该过滤器20利用机械和化学的方法，有效地将空气清洁至可防止通过腐蚀和污染使光学表面质量降低的程度。这可保证照明装置有效地保持原来设计的光输出和分布，同时大大地延长其工作寿命。因为排出的空气是热的，并且压力比周围空气高，因此在其排出途中，可以使硅胶25干燥，将潮气排除至大气中。这样，该再循环系统具有暖空气所具有的较高的潮气容积容量的所有好处。因为污物不粘附在上面，因此PTFE膜片27是自行清洁的。
虽然图2只是引入过滤器的示意图，但应理解，在产品的设计阶段可以设计包括该过滤器的电气设备。
图3为包括上述种类的一个通气管过滤器20的汽车的车头灯装置的横截面图。图3所示的车头灯装置30包括一个透镜31，它与抛物线反射镜32密封固定，该反射镜内又安放着包含在光学空腔35中的一个适当的灯泡33。该反射镜32，透镜31和灯泡33全部都由包括该反射镜的后部和包括一个安装支架39的壳体34支承。该壳体34与电气引线36连接，而该电气引线又通过一个在该光学空腔35的后部的密封盖37，通至灯泡的后面。该壳体34包括一个在该照明装置后部的空气空腔38，该空腔与光学空腔35流体上连通。
多级过滤器20与该光学空腔35和空气空腔38串联。该空气空腔38直接与外部大气连通。该多级过滤器20包括在空气进入侧和过滤器的光学空腔35侧的微孔的过滤器介质40和41。在二个微孔的过滤器之间为一个在该光学空腔侧，充满非活性碳的空腔42，和在该过滤器的空气进入侧上的充满硅胶的空腔43。图3中的波浪线表示通过该多级过滤器20进出该光学空腔35的空气通道。
在所有情况下，该过滤器设计在主要的空气通过阻力小的过滤器流动，只有小部分通过由密封和密封垫片表示的阻力大的通道的路径。这个简单的措施可减小密封不完善的影响，和在产品的寿命中保持开始的有效性。因为在密封上有效地没有压力差，因此应力减小，可消除空气的输送和毛细管作用。这样，正确实现时，该过滤器可延长产品，密封和外壳的寿命，而不会增加生产成本。使用上述的过滤器可以使外壳通风，这样可解决所发生的大多数腐蚀和肮脏的问题。这类设备对于连续地在肮脏或腐蚀性环境中使用的设备-例如矿山或石油化工厂特别有用。还应了解，该过滤器可以用在各种电气设备中，而不只是照明系统。
虽然，该优选实施例使用包括通常由PTFE制成的一个微孔膜片，通常为活性碳的吸收材料和脱水元件硅胶的一个三级过滤器，但应理解，为了上述目的，可以使用各种制造材料。适当的过滤器介质应对各种颗粒尺寸，都具有收集效率。有许多具有适当的流动和阻力性质的过滤器介质，典型的介质包括微型纤维玻璃介质，高效率的驻极体材料，和例如，但不限于延伸的聚四氟乙烯膜片，聚丙烯膜片，尼龙膜片，聚碳酸脂和聚酯膜片，纤维素膜片的混合酯，聚氯乙烯膜片，纤维素三乙酸盐膜片和薄膜复合材料膜片和/或其层叠体一类的膜片材料。
因为其良好的制造性能，覆盖吸收层的一致性和清洁度，最优选的过滤层为延伸的聚四氟乙烯(PTFE)。
适当的吸收性材料的例子包括：物理吸附剂(例如，硅胶，活性碳，活性氧化铝，分子筛等)，化学吸附剂(例如，高锰酸钾，碳酸钾，碘化钾，碳酸钙，硫酸钙，碳酸钠，氢氧化钠，氢氧化钙，粉末金属，或其他清除气体污染物的反应剂)；离子交换材料，催化填充剂，以及这些材料的混合物。

Claims (6)

1.一种电气设备，它包括其中放置电器的一个密封腔，和与该密封腔连接的一个多级通气管过滤器，借此，在使用中，由该电器产生的热使空气流过该过滤器，并干燥由该过滤器收集的潮气。
2.如权利要求1所述的电气设备，其特征为，该多级过滤器包括一个形成一个气流通路的过滤器壳体，该通路包括由下列零件构成的依次的过滤器级：
a)一个多孔膜片，
b)活性碳，和
c)硅胶。
3.如权利要求2所述的电气设备，其特征为，该通道的一端形成一个空气入口，另一端形成一个空气出口，该出口与该电气设备连接。
4.如权利要求1～3中任何一条所述的电气设备，其特征为，该电器为一个照明元件。
5.如权利要求2～4中任何一条所述的电气设备，其特征为，该多孔膜片由PTFE制成。
6.如权利要求5所述的电气设备，其特征为，该多孔膜片邻近该空气入口放置，而该硅胶邻近该过滤器出口放置。
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