CN208018283U - 用于气态流体的集尘器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种用于气态流体的集尘器。用于从包含微尘的气态流体中移除灰尘的集尘器装配有定期的清洁系统，并且包括一个或多个过滤组件(1)，所述过滤组件具有过滤元件(2)。过滤元件(2)具有管状延伸并且在一个端部处闭合。所述过滤元件由刚性或半刚性过滤材料制成并且沿着平行于所述过滤元件长度的方向保持彼此接触；过滤元件(2)在其之间包封出流动通道(3)，所述流动通道在一个端部处开口并且在与过滤元件(2)闭合的端部相对的端部处闭合。所述集尘器相对于其有效过滤表面积具有减小的尺寸，并且通过具有减小的尺寸的清洁系统进行有效清洁并且以低能量浪费进行操作。所述集尘器可以被简单而快速地制造。

Description

用于气态流体的集尘器
技术领域
本实用新型涉及一种用于气态流体的集尘器。
背景技术
特别参考的是处理气态流体(通常是被工业转换过程污染的空气) 的工业机器(集尘器)，其中空气中存在显著比例的灰尘，这个比例远远高于环境空气中灰尘的正常存在。这些机器的使用功能是对污染的工业空气进行处理，以便使所述工业空气适于排入大气中和/或排入到封闭的工作环境中。
特别而不排他地，本实用新型涉及一种可以用于从气态流体中移除灰尘的集尘器，所述气态流体由装载料仓时或者在转换，移动，切割的过程或其他工业过程期间产生的含有灰尘的空气组成，所述工业过程例如由混合器，输送机，包装机，加料器，热切割机或机械切割机等执行；这些气态流体在没有事先除去它们所包含的灰尘的情况下不能排放到大气中或者重新使用。
所述的具有甚至可以是几立方米的总体积的集尘器通常利用一个或多个过滤组件来实现，所述过滤组件的每个过滤组件中具有多个过滤元件。
过滤元件具有各种形状和尺寸；这些元件通常具有管状延伸，并且具有大约50厘米或更长的长度。
在集尘器的工业应用中，这些集尘器处理包含微尘的空气，即颗粒尺寸处于约0.5微米至1000微米范围的灰尘，其浓度处于约0.5g/m3至500g/m3的范围。
由于待过滤的空气中的大量灰尘，集尘器的过滤元件容易堵塞；因此，这些集尘器必须与自动或半自动类型的定期清洁系统(由操作者自行决定而非由软件来管理清洁系统的干预)相结合。
从原始的圆筒形织物套筒到由褶纸制成的现有的椭圆形状，技术领域的现状已经看到了实施方式的不断发展，通过集尘器本身的单位体积，将实施方式设计成增加暴露于污染空气流的过滤表面，其中具有尺寸和成本优势。
目前已知集尘器具有多个管状过滤元件，所述管状过滤元件具有圆形，椭圆形或多边形的横截面，并且具有开口端部和闭合端部以便具有仅有脏空气从其进入的一侧以及仅有干净的过滤空气从其离开的一侧。这些过滤元件的作为过滤表面的外部壳体可以由各种类型的织物或纤维素制成，并且可以是平滑的或有褶皱的；所述褶皱增加了标称过滤表面积，但是所述褶皱也经常在它们的尖端限定了可以藏匿灰尘的部分。这使得有效的过滤表面区域小于(有时显著小于)标称过滤表面区域。事实上，褶皱的元件的尖锐边缘是灰尘粘附以及阻碍空气通过的明显的聚集物形成的起点。
除了减少空气可用的过滤表面积之外，保持在褶皱中的灰尘在食品应用中是特别危险的，其中由于细菌负荷增殖的风险，褶皱中积累的灰尘是具有极高的负面影响；对于所有易于聚集的灰尘，褶皱也不是非常有效。无论如何，这些集尘器都不适用于过滤潮湿的灰尘，更不必说过滤液体。
根据集尘器的运行模式，具有待消除的灰尘的气态流体可以进入过滤元件的开口端部，或者无灰尘的气态流体可以从过滤元件的开口端部离开，在前一种情况下，灰尘沉积在过滤元件的内表面上，而在后一种情况下，灰尘沉积在所述过滤元件的外表面上。
在现有技术的集尘器中，过滤表面通常与过滤元件内部或外部的增强结构相结合，其目的在于在集尘器运行期间防止过滤元件的任何变形，所述变形降低了暴露于必须从其中移除灰尘的流体流的过滤表面区域。
这些集尘器的结构必须面对集尘器的典型和特定的问题，如上所述，所述集尘器具有相当大的尺寸，并且必须过滤大量的气态流体。例如，期望增加有效过滤表面和过滤器的体积之间的比率，即，与具有相同尺寸的相同类型的其它过滤器相比，期望提高过滤效率；此外，同样需要尽可能的降低这些集尘器的操作和清洁的能量消耗。
另一个将要面对的问题是，相对于现有技术的集尘器中的结构方法，简化集尘器的结构。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种集尘器，所述集尘器比相同类型的已知集尘器更好地解决了现有技术中的上述问题。
所述集尘器是一种用于气态流体的集尘器，并且是用于从源于工业过程的并且包含微尘的气态流体中移除灰尘的类型，所述集尘器包括：清洁系统，用于定期的自动或半自动清洁；一个或多个过滤组件，每个所述过滤组件具有多个过滤元件，所述过滤元件以管状延伸并且在一个端部处闭合，其特征在于：所述过滤元件由刚性或半刚性材料制成；在同一过滤组件中的所有过滤元件沿着与所述过滤元件的长度平行的方向保持彼此接触，以便在所述过滤元件之间包封出用于气态流体的闭合的流动通道，所述流动通道在一个端部处打开；所述过滤元件和所述流动通道的横截面整体上将对应的所述过滤组件的横截面限定成闭合的几何图形的二维重复；流动通道在与所述过滤元件的闭合端部相对的端部处闭合。
通过插置间隔件部分，将所述过滤元件中的至少一些过滤元件连接，所述间隔件部分沿着由所述间隔件部分连接的过滤元件的整个长度延伸。
所述间隔件部分被布置在所述过滤元件的母线上，以便形成成排的过滤元件。
所述过滤元件具有曲线横截面；所述成排的过滤元件保持彼此接触，使得每个所述过滤元件沿着母线与相邻排的过滤元件的母线相接触。
每个所述过滤组件包括：头部，所述头部布置在所述过滤组件的一个端部处，并且包括用于所述过滤元件的闭合端部的封闭帽，所述头部具有用于所述流动通道的开口端部的开口；封闭底部，所述封闭底部布置在所述过滤组件的另一个端部处，并且包括用于所述流动通道的闭合端部的封闭帽，所述封闭底部具有用于所述过滤元件的开口端部的开口。
所述封闭底部由一轮廓所界定，所述轮廓在轴线X上与所述过滤元件相切并且在另外的轴线Y上足够容纳所述间隔件部分以便防止灰尘沉积，所述轴线X垂直于所述另外的轴线Y。
每个所述过滤组件包括外部壳体，所述外部壳体在所述头部和所述封闭底部之间延伸并且包封所述过滤组件的所有过滤元件；用于气态流体的另外的流动通道被限定在所述过滤元件和所述外部壳体的内部表面之间。
所述过滤元件的横截面为圆形，每个所述过滤元件具有直径在5 至30毫米之间的横截面；所述过滤元件的长度与其直径之间的比率处于15至100的范围。
所述间隔件部分的长度处于零到所述过滤元件的直径的一倍的范围。所述过滤元件的长度小于1500毫米。
通过将非织造织物或纤维素的片材联接来制造所述过滤元件，将所述片材永久地变形使得所述片材的横截面由相互连接的重复的Ω形状所限定。
所述头部和所述封闭底部由弹性体材料或塑料聚合物材料制成。
本实用新型的一个优点是提供了一种集尘器，所述集尘器相对于其有效过滤表面积具有减小的尺寸。
本实用新型的另一个优点是通过具有减小的尺寸的清洁系统进行有效清洁并且以低能量浪费进行操作。
本实用新型的另一个优点在于具有显著坚固性和强度的结构、在于本实用新型可以安装在相对于待净化的环境的任何位置，从而引出各种优点：更轻、更大的包含尺寸以及与加工机器或工业系统更好的整合性。
本实用新型的另一个优点是所述的集尘器可以被简单而快速地制造。
本实用新型的这些目的和优点以及其他的目的通过以下权利要求来表达特征。
附图说明
本实用新型的另外的特征和优点将从以下对所述集尘器的实施例的详细描述中变得清楚，所述集尘器的实施例纯粹通过非限制性示例的方式在附图中说明，其中：
图1示出了没有外部壳体的所述集尘器的过滤组件的俯视透视图；
图2示出了所述集尘器的过滤组件的仰视透视图；
图3示出了沿着图1的轨迹III-III的平面截取的所述集尘器的过滤组件的横截面；
图4示出沿着图3的轨迹IV-IV的平面截取的所述集尘器的过滤组件的横截面；
图5示出沿着图3的轨迹V-V的平面截取的所述集尘器的过滤组件的横截面；
图6示出了两个波纹板的透视图，其中所述两个波纹板在它们连接以便形成所述集尘器的一排过滤元件之前，具有由重复的“Ω”形状所限定的截面。
具体实施方式
所述集尘器用于从包含微尘的气态流体中移除灰尘；特别地，集尘器用于从包含颗粒尺寸处于约0.5微米至1000微米范围的微尘的空气中移除灰尘。这些集尘器能够从被工业转化过程污染的流体(特别是空气)中移除灰尘，其中灰尘的浓度处于约10mg/m3至2000mg/m3的范围；由于存在大量灰尘，这些集尘器总是与定期的自动或半自动清洁系统相结合。
在所述集尘器中，存在一个或多个过滤组件1，所述过滤组件中的每个过滤组件具有多个过滤元件2，所述多个过滤元件具有管状延伸并且在一个端部处闭合。过滤元件由已知类型的半刚性过滤材料制成，比如非织造织物或纤维素。
在下面的描述中，将参考笛卡尔坐标系轴线X、Y、Z的系统，其中轴线Z代表过滤元件的纵向方向(即它们的长度)，而轴线X和轴线Y限定与所述方向垂直的平面(即包含过滤组件的横截面的平面)。
在所述集尘器中，同一过滤组件的所有过滤元件2沿着平行于它们长度的方向保持彼此紧密接触，以便在所述过滤元件之间包封出用于气态流体的流动通道3，流动通道3被过滤元件的外壁横向闭合；过滤元件2和流动通道3的横截面整体上将过滤组件1的横截面限定成闭合的几何图形的二维重复，所述过滤元件和流动通道作为所述过滤组件的一部分。为了操作集尘器，如下面将更好地描述的，流动通道3在与过滤元件闭合的端部相对的端部处闭合。
每个过滤组件1包括至少一个基本过滤单元，所述基本过滤单元又包括四个过滤元件2，所述四个过滤元件保持彼此接触，流动通道3 被限定在所述过滤元件的侧壁之间；彼此垂直连接的基本过滤单元的组件限定了过滤组件的总体积，所述过滤组件可以具有各种形状和尺寸。
通过插置间隔件部分4来提供至少一些过滤元件2的连接是非常有效的；这些间隔件部分4沿着它们所连接的过滤元件的整个长度延伸，并且具有例如导致流动通道3的横截面积增加的宽度，以便优化从脏区域到净化区域的气态流体的流动，同时允许较低的通道阻力。在脏区域中的较低的通道阻力和较低的残余压力意味着更容易从过滤表面移除灰尘，以及随之的清洁改善。
在所述集尘器中，过滤元件2具有曲线横截面，所述曲线横截面优选地是圆形但可以是狭槽形或椭圆形；一些过滤元件通过布置在过滤元件的母线上的上述隔离部分4而彼此牢固地连接；因此，形成成排的过滤元件，所述过滤元件彼此间隔开并且沿着轴线X延伸。沿轴线X延伸的彼此间隔开的这些成排的过滤元件在轴线Y的方向上并排布置，并保持彼此接触，使得每个过滤元件沿着其母线与相邻排中的过滤元件的母线相接触。这种构造允许过滤组件可以非常有效地操作；特别地，当包含灰尘的流体通过过滤元件的开口端部进入所述过滤元件并且通过过滤表面离开时操作是有效的，在灰尘已经被留在过滤元件的内表面上并被阻止流入各个流动通道中后，没有灰尘的流体被排到大气中。实际上，凭借这种构造，从操作的角度和从构造的角度来看，各个过滤元件之间的接触表面被优化；这些接触表面沿着轴线Z 延伸并且被限制成每个过滤元件的四个母线。各个元件之间的接触表面具有双重厚度，所述双重厚度不允许有效的过滤并且导致有用的过滤表面的减少。在所述集尘器中，这些“双重表面”如所述被减小到最小，因为它们的宽度被设计成仅在各个过滤元件之间具有紧密接触。
过滤元件的曲线部分还避免了这样的区域：所述区域代替地存在于褶皱的过滤元件中，在所述区域中可以聚集灰尘。
属于沿着轴线X延伸的各个排的过滤元件在结构上通过连接各个元件的隔离部分4来保持接触。通过沿着接触母线来胶合或焊接，或者如下面将更好地描述的那样，通过将各个排的过滤元件相互压缩的机械约束，各个排的过滤元件保持与相邻排的过滤元件相接触。
对于过滤组件，具有多边形底座(特别是具有如附图所示的矩形或方形底座)的平行六面体形状特别有效并且易于构建。过滤元件的横截面的直径优选地介于5毫米至30毫米之间，而在各个过滤元件之间存在的轴间距的范围从沿着轴线Y连接的过滤元件的直径一倍到沿着轴线X通过间隔件部分4相互连接的过滤元件的直径的两倍；这些最后的轴间距的长度明显取决于各个间隔件部分4的长度，所述间隔件部分的长度将从零至过滤元件的直径的一倍。过滤元件的长度与其直径之间的比率介于15至100之间；特别有利的是，过滤元件的长度与其直径之间的比率介于30至50之间。然而，已经证实，过滤元件的长度不超过1200-1500毫米是合适的。
相对于预先选择的过滤元件的直径和长度的尺寸，过滤组件的整个部分的最大尺寸取决于将要获得的过滤表面的延伸部分。显然，过滤组件的尺寸必须与可用于放置所述过滤组件的空间相兼容；在任何情况下，上述的过滤组件的构造提供了由组件所占据的体积与所获得的有用过滤表面的延伸部分之间的极好的比率。
不管将在下面描述并执行特定功能的过滤组件的其他部件如何，所述过滤组件的结构都保证了极好的刚性性能，而不必须插入任何类型的支撑件或框架。过滤元件不仅是自支撑的，而且还能够满足结构要求。所述过滤元件对动态清洁应力的响应极好。这种结构在横向和纵向平面上对弯曲具有固有的刚性，并且在垂直方向上对压缩具有固有的刚性。
每个过滤组件1包括头部和封闭底部，所述头部和所述封闭底部执行关闭过滤元件的端部和流动通道的功能。特别地，存在头部5，所述头部布置在过滤组件的一个端部，并且包括用于过滤元件2的封闭端部的封闭帽5a和用于流动通道3的开口端部的开口5b；还存在封闭底部6，所述封闭底部布置在过滤组件的另一端部处，并且包括用于流动通道3的封闭端部的封闭帽6a和用于过滤元件2的开放端部的开口6b。头部5和封闭底部6由弹性体材料或塑料聚合物材料制成。
头部5和封闭底部6的存在使得在各个排的元件之间的任何胶合或焊接是不必要的；封闭帽5a和6a防止成排的过滤元件的运动，特别是在Y方向上的运动，所述封闭帽5a和6a的相互位置相对于过滤元件的部分的尺寸以及流动通道的部分的尺寸被固定并且被预先确定；因此各个排的过滤元件总是沿着各个相互面对的过滤元件的母线保持彼此紧密接触。
然而，可以使用彼此分离的帽来闭合过滤元件的端部和流动通道的端部；在这种情况下，同样在组件的构造方面具有更大复杂性的成排的过滤元件也必须被胶合或焊接。
在头部上和封闭底部上设置有输送机，用于输送气态流体，例如图中未示出的罩部，其具有分别将包含灰尘的气态流体输送到过滤组件中并且将没有灰尘的气态流体朝外输送的功能；输送包含灰尘的气态流体的输送机在集尘器清洁步骤中还具有收集从过滤表面脱离的灰尘的功能。在包括多个过滤组件的集尘器中，输送机还执行分离器的功能，用于将流体输送到各个组件中。
在每个过滤组件1中，还设置有外部壳体7，所述外部壳体在头部和封闭底部之间延伸并且包封组件的所有过滤元件。外部壳体7在其内表面和过滤元件的外表面之间限定用于气态流体的另外的流动通道3a，所述另外的流动通道位于过滤组件的周围。通过这种方式，暴露在过滤组件外的过滤元件的外表面也与存在污染空气的灰尘区域隔离，使得外部过滤表面也可以用于灰尘收集，从而形成对应的用于干净空气的流动通道。凭借该壳体，每单位体积的有用表面积密度进一步增加。所述外部壳体还有助于增加组件的压缩刚性，因为除了具有其自身的刚性外，所述外部壳体还使各个过滤元件彼此之间压缩。
由于过滤组件1浸入在灰尘环境中，因此封闭底部6形成为不会产生不能通过自动或半自动清洁系统清洁的灰尘积聚的区域。因此封闭底部6将遵循壳体7的外部轮廓。
如所述，所述集尘器可以具有一个或多个过滤组件；下面将描述的用于制造这些过滤组件的方法非常简单。
将半刚性过滤材料(例如非织造织物或纤维素)的片材永久变形，以便获得波纹片材8，所述波纹片材的横截面由相互连接的重复的Ω形状所限定；然后将以这样方式变形的两个片材联接(其中Ω形状的中空部分相互面对)，通过胶合和焊接这些片材以便连接这些Ω形状的直线部分，以便获得彼此间隔开并且通过间隔件部分4连接的成排的过滤元件，所述间隔件部分由彼此连接的部分所形成。理论上，头部 5、封闭底部6以及壳体7的存在可以使形成成排的元件的波纹片材之间的胶合或焊接不是必须的，因为头部5、封闭底部6以及壳体7的存在保持波纹片材的组件在其中被压紧；然而，该技术方案可能无法提供令人满意的操作，特别是对于食品而言。
为了获得过滤组件，通过在彼此面对的元件的母线上胶合或焊接将成排的过滤组件连接，或者通过保持所述成排的过滤组件被夹紧以便确保各个排元件之间的接触，各个排的过滤元件然后被连接在一起。然后过滤元件的端部和流动通道的端部被闭合，例如凭借如上所述的头部和封闭底部。
在该过滤组件中，使得必须从其中移除灰尘的气态流体从过滤元件2的开口端部进入；没有灰尘的流体从过滤织物中离开(所述过滤织物留住固体颗粒)，并且所述没有灰尘的流体通过流动通道3从过滤组件中排出。定期地，凭借编程的自动或半自动清洁系统，移除被过滤元件留住的颗粒，以便清除过滤表面并且允许从流体中正确地移除灰尘。
所述过滤组件具有高的每单位体积过滤表面积值；因此在尺寸和成本方面，所述过滤组件可以获得显著的优点。此外，组件结构的刚性允许简单并且快速的清洁操作。
过滤元件的结构允许被污染的流体流入元件中而不会遇到顶点或阻塞，因此没有形成聚集物的危险，所述聚集物的形成阻碍了流体的通过并且减小了有效的过滤表面积。此外，间隔件部分4的存在允许流动通道的截面的增加，以便在过滤元件出口处防止没有灰尘的流体的非期望背压。

Claims (12)

1.一种用于气态流体的集尘器，所述集尘器是用于从源于工业过程的并且包含微尘的气态流体中移除灰尘的类型，所述集尘器包括：清洁系统，用于定期的自动或半自动清洁；一个或多个过滤组件(1)，每个所述过滤组件(1)具有多个过滤元件(2)，所述过滤元件以管状延伸并且在一个端部处闭合，其特征在于：所述过滤元件(2)由刚性或半刚性材料制成；在同一过滤组件(1)中的所有过滤元件(2)沿着与所述过滤元件的长度平行的方向保持彼此接触，以便在所述过滤元件之间包封出用于气态流体的闭合的流动通道(3)，所述流动通道在一个端部处打开；所述过滤元件(2)和所述流动通道(3)的横截面整体上将对应的所述过滤组件(1)的横截面限定成闭合的几何图形的二维重复；流动通道(3)在与所述过滤元件(2)的闭合端部相对的端部处闭合。
2.根据权利要求1所述的集尘器，其特征在于，通过插置间隔件部分(4)，将所述过滤元件(2)中的至少一些过滤元件连接，所述间隔件部分沿着由所述间隔件部分连接的过滤元件(2)的整个长度延伸。
3.根据权利要求2所述的集尘器，其特征在于，所述间隔件部分(4)被布置在所述过滤元件(2)的母线上，以便形成成排的过滤元件(2)。
4.根据权利要求3所述的集尘器，其特征在于：所述过滤元件(2)具有曲线横截面；所述成排的过滤元件(2)保持彼此接触，使得每个所述过滤元件(2)沿着母线与相邻排的过滤元件(2)的母线相接触。
5.根据权利要求1所述的集尘器，其特征在于，每个所述过滤组件(1)包括：头部(5)，所述头部布置在所述过滤组件(1)的一个端部处，并且包括用于所述过滤元件(2)的闭合端部的封闭帽(5a)，所述头部(5)具有用于所述流动通道(3)的开口端部的开口(5b)；封闭底部(6)，所述封闭底部布置在所述过滤组件(1)的另一个端部处，并且包括用于所述流动通道(3)的闭合端部的封闭帽(6a)，所述封闭底部(6)具有用于所述过滤元件(2)的开口端部的开口(6b)。
6.根据权利要求5所述的集尘器，其特征在于，通过插置间隔件部分(4)，将所述过滤元件(2)中的至少一些过滤元件连接，所述间隔件部分(4)沿着由所述间隔件部分连接的过滤元件(2)的整个长度延伸，所述封闭底部(6)由一轮廓所界定，所述轮廓在轴线X上与所述过滤元件(2)相切并且在另外的轴线Y上足够容纳所述间隔件部分(4)以便防止灰尘沉积，所述轴线X垂直于所述另外的轴线Y。
7.根据权利要求5所述的集尘器，其特征在于，每个所述过滤组件(1)包括外部壳体(7)，所述外部壳体在所述头部(5)和所述封闭底部(6)之间延伸并且包封所述过滤组件(1)的所有过滤元件(2)；用于气态流体的另外的流动通道被限定在所述过滤元件(2)和所述外部壳体(7)的内部表面之间。
8.根据权利要求1所述的集尘器，其特征在于：所述过滤元件(2)的横截面为圆形，每个所述过滤元件(2)具有直径在5至30毫米之间的横截面；每个所述过滤元件(2)的长度与其直径之间的比率处于15至100的范围。
9.根据权利要求2所述的集尘器，其特征在于，所述间隔件部分(4)的长度处于零到所述过滤元件(2)的直径的一倍的范围。
10.根据权利要求1所述的集尘器，其特征在于，所述过滤元件(2)的长度小于1500毫米。
11.根据权利要求3所述的集尘器，其特征在于，通过将非织造织物或纤维素的片材联接来制造所述过滤元件(2)，将所述片材永久地变形使得所述片材的横截面由相互连接的重复的Ω形状所限定。
12.根据权利要求5所述的集尘器，其特征在于，所述头部(5)和所述封闭底部(6)由弹性体材料或塑料聚合物材料制成。
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