DE102012109857A1

DE102012109857A1 - Filter, Systeme und Verfahren zur Reduzierung von Rohrgeschwindigkeit

Info

Publication number: DE102012109857A1
Application number: DE102012109857A
Authority: DE
Inventors: Andrew Alan Ray; Martin G. Hatfield
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: BHA Altair LLC
Priority date: 2011-10-17
Filing date: 2012-10-16
Publication date: 2013-04-18
Also published as: CN103041634A; GB2495825B; US8900339B2; US20130092642A1; GB201218028D0; GB2495825A

Abstract

Spezielle Ausführungsbeispiele der Erfindung können Filter, Systeme und Verfahren zur Reduzierung von Rohrgeschwindigkeit beinhalten. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein Filter zum Filtern von Partikeln aus der Luft oder aus einem Fluid geschaffen. Zu dem Filter gehören: ein erstes Ende und ein zweites Ende, wobei das erste Ende mit einer Öffnung ausgebildet ist; ein oder mehrere Abschnitte von Faltenfiltermedien, die mehrere Plisseefalten aufweisen, die im Wesentlichen konusförmig um eine Achse und um einen inneren Hohlraum ausgebildet sind, der mit der Öffnung strömungsmäßig verbunden ist, wobei ein Durchmesser, der der ersten Endöffnung zugeordnet ist, größer ist als ein Durchmesser, der dem zweiten Ende zugeordnet ist; und ein oder mehrere radiale Stützbereiche, die um den Umfang mit mindestens einer Außenfläche der Filtermedien in Berührung stehen, wobei die Beabstandung wenigstens eines Teils der mehreren Falten zumindest teilweise durch den einen oder die mehreren radialen Stützbereiche aufrechterhalten wird.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft allgemein Filter und speziell Filter, Systeme und Verfahren zur Reduzierung von Rohrgeschwindigkeit.
HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
Filter, die auf gefalteten Materialien basieren, werden in vielen industriellen Filteranwendungen häufig genutzt, um Partikel oder Verunreinigungen aus einem Gas- oder Flüssigkeitsstrom zu entfernen. Gefaltete Filtermaterialien lassen sich auch nutzen, um den Druckabfall an den Filtermedien während des Filtervorgangs auf ein Minimum zu reduzieren. Einige Filtergehäuse nutzen mehrere Reihen von Filtereinsätzen, um das Volumen von Gas oder Flüssigkeit zu erhöhen, das pro Zeiteinheit gefiltert werden kann. Allerdings ist die Beabstandung zwischen den Filtereinsätzen häufig minimal bemessen, und die rund um den Einsatz vorhandene Luftgeschwindigkeit (die häufig als Rohrgeschwindigkeit bezeichnet wird) kann unter gewissen Bedingungen aufgrund des verringerten Volumens zwischen den Einsätzen hoch sein. Solche hohe Rohrgeschwindigkeiten können in Zusammenhang mit den Filtern zu Problemen führen, z.B. Schichtablösung und/oder Knicken des gefalteten Filtermaterials, oder Verursachung einer über die Fläche des gefalteten Materials hinweg ungleichmäßigen Filterung.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Einige oder sämtliche der oben erwähnten Bedarfe können durch spezielle Ausführungsbeispiele der Erfindung behandelt werden. Spezielle Ausführungsbeispiele der Erfindung können Filter, Systeme und Verfahren zur Reduzierung von Rohrgeschwindigkeit beinhalten.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Verfahren zum Filtern von Partikeln geschaffen. Zu dem Verfahren gehört der Schritt des Bereitstellens einer oder mehrerer Filterstrukturen, die ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweisen, wobei das erste Ende mit einer Öffnung ausgebildet ist, und wobei die eine oder die mehreren Filterstrukturen eine oder mehrere Abschnitte von Faltenfiltermedien enthalten, die mehrere Falten aufweisen, und die um einen inneren Hohlraum ausgebildet sind, der mit der Öffnung strömungsmäßig verbunden ist, und wobei ein Durchmesser, der der ersten Endöffnung zugeordnet ist, größer ist als ein Durchmesser, der dem zweiten Ende zugeordnet ist; Bereitstellen eines oder mehrerer radialer Stützbereiche, die um den Umfang mit mindestens einer Außenfläche der Filtermedien in Berührung stehen, wobei die Beabstandung wenigstens eines Teils der mehreren Falten zumindest teilweise durch den einen oder die mehreren radialen Stützbereiche aufrechterhalten wird; und Ansaugen von Gas oder Fluid durch die eine oder die mehreren Filterkonstruktionen hindurch.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein Filter zum Filtern von Partikeln aus der Luft oder aus einem Fluid geschaffen. Zu dem Filter gehören: ein erstes Ende und ein zweites Ende, wobei das erste Ende mit einer Öffnung ausgebildet ist; ein oder mehrere Abschnitte von Faltenfiltermedien, die mehrere Plisseefalten aufweisen, die im Wesentlichen konusförmig um eine Achse und um einen inneren Hohlraum ausgebildet sind, der mit der Öffnung strömungsmäßig verbunden ist, wobei ein Durchmesser, der der ersten Endöffnung zugeordnet ist, größer ist als ein Durchmesser, der dem zweiten Ende zugeordnet ist; und ein oder mehrere radiale Stützbereiche, die um den Umfang mit mindestens einer Außenfläche der Filtermedien in Berührung stehen, wobei die Beabstandung wenigstens eines Teils der mehreren Falten zumindest teilweise durch den einen oder die mehreren radialen Stützbereiche aufrechterhalten wird.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein Filtersystem geschaffen. Das System enthält: ein Filtergehäuse, das dazu eingerichtet ist, einen zu filternden Fluid- oder Gasstrom aufzunehmen; und mehrere Filtereinsätze, die ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweisen, wobei das erste Ende mit einer Öffnung ausgebildet ist, und wobei das zweite Ende eine Endkappe aufweist. Die mehreren Filtereinsätze basieren zudem auf einem oder mehreren Abschnitten von Faltenfiltermedien, die mehrere Plisseefalten aufweisen, die im We- sentlichen konusförmig um eine Achse und um einen inneren Hohlraum ausgebildet sind, der mit der Öffnung strömungsmäßig verbunden ist, wobei ein Durchmesser, der der ersten Endöffnung zugeordnet ist, größer ist als ein Durchmesser, der dem zweiten Ende zugeordnet ist, und wobei die Filtermedien an der Endkappe gesichert sind. Die mehreren Filtereinsätze weisen zudem einen oder mehrere radiale Stützbereiche auf, die um den Umfang mit mindestens einer Außenfläche der Filtermedien in Berührung stehen, wobei die Beabstandung wenigstens eines Teils der mehreren Falten zumindest teilweise durch den einen oder die mehreren radialen Stützbereiche aufrechterhalten wird.
Andere Ausführungsbeispiele, Merkmale und Aspekte der Erfindung sind hierin im Einzelnen erläutert und werden als ein Teil der vorliegenden Erfindungen erachtet. Weitere Ausführungsbeispiele, Merkmale und Aspekte werden mit Bezug auf die folgende detaillierte Beschreibung, beigefügten Zeichnungen und Ansprüche verständlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es wird nun auf die beigefügten Zeichnungen eingegangen, die nicht unbedingt maßstäblich gezeichnet sind:
1 veranschaulicht schematisch ein Filtergehäuse gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
2 zeigt eine Filterstirnansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
3 veranschaulicht Filtereinsätze gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
4 zeigt eine Draufsicht auf einen Filtereinsatz gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
5 zeigt ein Flussdiagramm gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen eingehender beschrieben, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Die Erfindung kann jedoch in vielfältigen Ausprägungen verwirklicht werden und sollte nicht als auf die hier dargelegten Ausführungsbeispiele beschränkt bewertet werden; vielmehr sind diese Ausführungsbeispiele dargelegt, um diese Beschreibung gründlich und vollständig zu gestalten, und um dem Fachmann den Schutzumfang der Erfindung vollkommen zu erläutern.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung können genutzt werden, um die Luftgeschwindigkeit in der Nähe von Filtern zu verringern. Gemäß gewissen Ausführungsbeispielen können Filter kegelig zulaufend gestaltet sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Kegelform dazu beitragen, die Nutzung des Volumens in einer Filtersackkammer zu maximieren. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Kegelform ein größeres Volumen zwischen Filtereinsätzen schaffen, um Luftgeschwindigkeiten (oder Rohrgeschwindigkeiten) rund um die Einsätze zu verringern. In einem Ausführungsbeispiel kann die Kegelform ermöglichen, dass die Luft mit dem Filtermaterial gleichmäßig in Wechselwirkung tritt. Vielfältige Komponenten und Entwürfe zum Herstellen des kegelförmigen Filters werden im Folgenden mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben.
1 veranschaulicht ein exemplarisches Filtergehäuse 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel, für das Ausführungsbeispiele der Erfindung genutzt werden können. Beispielsweise kann das Filtergehäuse 100 eine Reihe von Filtereinsätzen 102 enthalten. In einem Ausführungsbeispiel kann ungefilterte Luft 104 in das Filtergehäuse 100 über einen Sammelraum 106 für ungefilterte Luft eintreten, der mit zumindest einer Seite der Filtereinsätze 102 (in diesem Falle beispielsweise mit einer Außenseite) strömungsmäßig verbunden ist. In einem Ausführungsbeispiel können Verunreinigungen aus der durch die Filtereinsätze 102 strömenden Einlassluft 104 entfernt werden, und die saubere Luft an der Innenseite der Filtereinsätze 102 kann durch eine Reinluftkammer 108 strömen. In einem Ausführungsbeispiel sind der Sammelraum 106 für ungefilterte Luft und die Reinluftkammer 108 durch die Filtermedien getrennt, so dass ungefilterte Luft 104 die Filtereinsätze 102 durchströmt, um in die Reinluftkammer 108 einzutreten.
1 veranschaulicht ein Filtergehäuse, das eine Reihe von Einsätzen 102 aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Filtereinsätze 102 sind im Wesentlichen länglich und können (z.B. entlang Längsachsen) parallel und zueinander im Wesentlichen vertikal angeordnet sein. Selbstverständlich können die Filtereinsätze Längen, Breiten und Profile aufweisen, die in Abhängigkeit von gewünschten Konstruktionen unterschiedlich sind.
Gemäß Ausführungsbeispielen können die Filtereinsätze 102 in der Lage sein, Luft zu filtern, um vielfältige Verunreinigungen zu entfernen. Beispielsweise können die Filtereinsätze 102, jedoch ohne darauf beschränkt zu sein, zum Filtern von Heißgas(en) genutzt werden. Darüber hinaus können Ausführungsbeispiele der Filtereinsätze 102 in Anwendungen in Umgebungen verwendet werden, die Ströme von Gas oder Staub aufweisen können, die verhältnismäßig sauer oder alkalisch sind.
2 veranschaulicht eine Schnittansicht eines Filtereinsatzes 200 (wie in 102 von 1) gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wie in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt, können zu dem Filtereinsatz 200 gefaltetes Filtermaterial 202, äußeres Stützmaterial 204, optionales inneres Stützmaterial 206, Filtermaterialenden 208 und eine Filteröffnung 210 gehören. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das äußere Stützmaterial 204 auf extrudierten thermoplastischen Elastomermaterialien basieren. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das äußere Stützmaterial 204 auf einem Streckmetallgitter basieren. Es Auf das innere Stützmaterial 206 kann verzichtet werden, oder es kann auf perforiertem Kunststoff oder Metall basieren.
3 veranschaulicht zwei Filter 300, 301, die an einem Sackkammerrohrboden 302 befestigt sind, gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung. Das links dargestellte Filter 300 veranschaulicht eine kegelig zulaufende zweiteilige Filtereinbauanordnung, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das rechts dargestellte Filter 301 veranschaulicht eine kegelig zulaufende einteilige Filtereinbauanordnung, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Gemäß Ausführungsbeispielen können die Filter 300, 301 Stützbereiche 304 für die Faltenfiltermedien aufweisen. In einem Ausführungsbeispiel kann die kegelig zulaufende einteilige Filtereinbauanordnung 301 ein optionales Abschnitte verbindendes Zwischenstück 306 zum Verbinden eines ersten Filterabschnitts 320 mit einem zweiten Filterabschnitt 322 beinhalten.
In Ausführungsbeispielen können die Filter 300, 301 Filterenden 308 mit Kappen aufweisen, die den Eintritt Luft in die Enden 308 verhindern. Gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung kann Staub, der sich an den Filtermedien anhäuft, durch umgekehrte Pulsation von den kegelförmigen Filtern 300, 301 abfallen oder abgestoßen werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann Staub so entlang eines Pfads 310 fallen, dass er nicht erneut an Filtermedien anhaftet, wie es bei nicht kegelig zulaufende Filtereinsätzen möglicherweise der Fall ist.
Gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung kann die kegelig zulaufende Gestalt des Filters den Filtermedien Einlassluftpfade 312 bereitstellen, die eine Reduzierung der Geschwindigkeit der Einlassluft ermöglichen. Die reduzierte Rohrgeschwindigkeit lässt sich auf das zusätzliche Volumen zurückzuführen, das zwischen den Filtereinsätzen aufgrund der kegelig zulaufenden Filtergestalt bereitgestellt ist. Beispielsweise wird das um die Filtermedien verfügbare freie Luftvolumen reduziert, da nicht kegelförmige Filter in einer Gruppe enger zusammengepackt sind. Für ein pro Zeiteinheit vorgegebenes gefiltertes Luftvolumen steigt daher die Geschwindigkeit der die verfügbaren Freiraumluftstrompfade durchströmenden Luft, da die Filter enger aneinander gepackt sind. Durch eine kegelig zulaufende Gestaltung der Filter wird zwischen Filtern jedoch zusätzliches Volumen von freiem Luftraum verfügbar, und die Geschwindigkeit der Luft, die die verfügbaren Freiraumluftstrompfade durchströmt, kann sich verringern. In einem Ausführungsbeispiel können die Filter 300, 301 in der Nähe des ersten Endes 324 eine Öffnung aufweisen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann verunreinigte Luft bzw. Fluid durch die Filtermedien gefiltert werden, und die sich ergebende saubere Luft bzw. das Fluid 313 kann durch die Öffnung in dem Filtereinsatz strömen, der benachbart einer entsprechenden Öffnung in dem Rohrboden 302 angeordnet ist. In einem Ausführungsbeispiel kann der Filteröffnungsdurchmesser 314 (an dem ersten Ende 324 oder weiten Ende des kegelig zulaufenden Filters) etwa 6,25 Zoll betragen. In einem Ausführungsbeispiel kann der Filterdurchmesser an der Endkappe 316 etwa 4 Zoll betragen. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann die kegelig zulaufende Fläche ausgehend von dem weiten Ende des Filters zu dem schmalen Ende des Filters eine Verringerung der Querschnittsfläche um etwa 50 % bereitstellen. In weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung kann der Filteröffnungsdurchmesser 314 ein anderer sein, beispielsweise etwa: 6,25 Zoll, 6,1375 Zoll, 6 Zoll, 5,25 Zoll, 5 Zoll, oder 4,625 Zoll, wobei der entsprechende Filterdurchmesser an der Endkappe 316 ausgehend von dem weiten Ende des Filters zu dem schmalen Ende des Filters eine Verringerung von etwa 50 % der Querschnittsfläche bereitstellt. In weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung kann der Filteröffnungsdurchmesser 314 in einem Bereich von etwa 4 Zoll bis etwa 12 Zoll bemessen sein.
Gemäß Ausführungsbeispielen können die Filter an dem Rohrboden 302 mit einer Rand-zu-Rand-Beabstandung 318 im Bereich von etwa 1/2 Zoll bis ungefähr 2 Zoll befestigt sein. In einem Ausführungsbeispiel kann die Rand-zu-Rand-Beabstandung 318 so klein wie möglich, jedoch ausreichend groß bemessen sein, um den Ein- und Ausbau der Filter zu erlauben.
Gemäß Ausführungsbeispielen kann jeder Filter mit einer Querschnittsform, die eine Verjüngung vorsieht, z.B. oval, quadratisch, und dergleichen, als in den Schutzbereich von Ausführungsbeispielen der Erfindung fallend erachtet werden.
Gemäß Ausführungsbeispielen können die Filter auf einzelnen Filterabschnitten 332 (wie in 301) oder auf mehreren Filterabschnitten 320, 322 (wie in 300) basieren. Beispielsweise kann ein Filter 300 einen ersten Filterabschnitt 320 und einen zweiten Filterabschnitt 322 aufweisen. In einem Ausführungsbeispiel kann der erste Filterabschnitt 320 ein erstes Ende 324 und ein zweites Ende 326 des ersten Filterabschnitts aufweisen. Gemäß Ausführungsbeispielen kann der zweite Filterabschnitt 322 ein erstes Ende 328 des zweiten Filterabschnitts und ein zweites Ende 330 des zweiten Filterabschnitts aufweisen. In einem Ausführungsbeispiel kann das zweite Ende 326 des ersten Filterabschnitts mit dem ersten Ende 328 des zweiten Filterabschnitts durch ein Anschlussstück 306, beispielsweise durch eine Spiralschraube, eine Klammer, eine Profildichtung, Klebstoff und dergleichen, verbunden sein. Gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung kann der erste Filterabschnitt 320 Filtermedien mit einer linearen Faltenperiode 334 aufweisen, die mit der linearen Faltenperiode 336 des zweiten Filterabschnitts 322 übereinstimmen oder sich davon unterscheiden kann. Gemäß Ausführungsbeispielen kann das Filtermaterial trapezförmig zugeschnitten sein, um einen kegelig zulaufenden konusförmigen Filter zu bilden.
4 veranschaulicht eine Draufsicht eines kegelig zulaufenden Filters 400 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Filter 400 weist ein erstes Ende 402 auf, das offen ist (oder das eine Öffnung aufweist). Das Filter 400 weist ein zweites Ende 404 auf, das geschlossen sein kann und eine Endkappe aufweisen kann.
Ein exemplarisches Verfahren 500 zum Filtern von Partikeln wird nun anhand des Flussdiagramms von 5 beschrieben. Das Verfahren 500 beginnt in Block 502 und beinhaltet gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung den Schritt des Bereitstellens einer oder mehrerer Filterstrukturen, die ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweisen, wobei das erste Ende mit einer Öffnung ausgebildet ist, und wobei die eine oder die mehreren Filterstrukturen auf einem oder mehreren Abschnitten von Faltenfiltermedien basieren, die mehrere Falten aufweisen und um einen inneren Hohlraum ausgebildet sind, der mit der Öffnung strömungsmäßig verbunden ist, und wobei ein Durchmesser, der der ersten Endöffnung zugeordnet ist, größer ist als ein Durchmesser, der dem zweiten Ende zugeordnet ist. In Block 504 und gemäß einem Ausführungsbeispiel beinhaltet das Verfahren 500 den Schritt des Bereitstellens eines oder mehrerer radialer Stützbereiche, die um den Umfang mit mindestens einer Außenfläche der Filtermedien in Berührung stehen, wobei die Beabstandung wenigstens eines Teils der mehreren Falten zumindest teilweise durch den einen oder die mehreren radialen Stützbereiche aufrechterhalten wird. In Block 506 und gemäß einem Ausführungsbeispiel beinhaltet das Verfahren 500 den Schritt des Ansaugens von Gas oder Fluid durch die eine oder die mehreren Filterkonstruktionen hindurch. Das Verfahren 500 endet nach Block 506.
Ausführungsbeispiele beinhalten zudem das Aufrechterhalten eines strukturellen Halts des einen oder der mehreren Abschnitte 320, 322 von Faltenfiltermedien 202 mittels eines oder mehrerer radialer Stützbereiche 304. Ausführungsbeispiele beinhalten ein Anordnen der einen oder der mehreren Filterstrukturen 300, 301, wobei das erste Ende 324 benachbart zu einem Rohrboden 302 angeordnet wird, wobei die eine oder die mehreren Filterstrukturen 300, 301 mit einer Rand-zu-Rand-Beabstandung 318 von mehr als etwa 1 Zentimeter angeordnet sind, wobei das Bereitstellen der einen oder der mehreren Filterstrukturen 300, 301 ein Vereinigen eines ersten Filterabschnitts 320 mit einem zweiten Filterabschnitt 322 beinhaltet. In Ausführungsbeispielen kann das Vereinigen des ersten Filterabschnitts 320 mit dem zweiten Filterabschnitt 322 ein Verbinden eines ersten Filterabschnitts 320, der Faltenfiltermedien 202 enthält, die eine erste nicht zusammengedrückte lineare Faltenperiode 334 aufweisen, mit einem zweiten Filterabschnitt 322 beinhalten, der Faltenfiltermedien 202 enthält, die eine zweite nicht zusammengedrückte lineare Faltenperiode 336 aufweisen, wobei die erste nicht zusammengedrückte lineare Faltenperiode 334 kleiner ist als die zweite nicht zusammengedrückte lineare Faltenperiode 336. Ausführungsbeispiele können den Schritt des Entfernens eines oder mehrerer gefilterter Partikel 310 von einer Fläche, die der einen oder den mehreren Filterstrukturen 300, 301 zugeordnet ist, durch Impulsreinigung beinhalten, wobei wenigstens ein Teil der gefilterten Partikel vertikal herabfällt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel beinhaltet das Bereitstellen des einen oder der mehreren Filterstrukturen 300, 301 das Bereitstellen eines oder mehrerer Abschnitte 320, 322 von trapezförmig gestalteten Faltenfiltermedien 202, und das Formen der trapezförmigen Faltenfiltermedien 202 rund um einen inneren Hohlraum 210. Ausführungsbeispiele beinhalten ein Bereitstellen der einen oder der mehreren Filterstrukturen 300, 301 und ein Anordnen der einen oder der mehreren Filterstrukturen 300, 301, was den Schritt des Bereitstellens einer Beabstandung 319 zwischen der einen oder den mehreren Filterstrukturen 300, 301 an den zweiten Enden beinhaltet, die größer ist als eine Beabstandung 318 zwischen der einen oder den mehreren Filterstrukturen 300, 301 an den ersten Enden, so dass die Rohrgeschwindigkeit verringert ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel beinhaltet das Bereitstellen der einen oder der mehreren Filterstrukturen und das Anordnen der einen oder der mehreren Filterstrukturen das Bereitstellen einer Beabstandung zwischen der einen oder den mehreren Filterstrukturen an den zweiten Enden, die größer ist als eine Beabstandung zwischen der einen oder den mehreren Filterstrukturen an den ersten Enden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung weisen ein Filter mit einem ersten Ende 324 und einem zweiten Ende 308 auf, wobei das erste Ende 324 mit einer Öffnung 212 ausgebildet ist, und weisen außerdem einen oder mehrere Abschnitte 320, 322 von Faltenfiltermedien 202 auf, die um einen inneren Hohlraum 210 ausgebildet sind, der mit der Öffnung 212 strömungsmäßig verbunden ist, wobei ein Durchmesser 314, der der ersten Endöffnung 212 zugeordnet ist, größer ist als ein Durchmesser 316, der dem zweiten Ende 308 zugeordnet ist. Ausführungsbeispiele des Filters enthalten außerdem einen oder mehrere radiale Stützbereiche 304, um den strukturellen Halt des einen oder der mehreren Abschnitte 320, 322 von Faltenfiltermedien 202 aufrecht zu erhalten. Ausführungsbeispiele enthalten einen ersten Filterabschnitt 320, der mit einem zweiten Filterabschnitt 322 verbunden ist. In Ausführungsbeispielen beinhaltet der erste Filterabschnitt 320 Faltenfiltermedien 202 mit einer ersten nicht zusammengedrückten linearen Faltenperiode 334, und der zweite Filterabschnitt 322 beinhaltet Faltenfiltermedien 202 mit einer zweiten nicht zusammengedrückten linearen Faltenperiode 336. In einem Ausführungsbeispiel ist die erste nicht zusammengedrückte lineare Faltenperiode 334 kleiner als die zweite nicht zusammengedrückte lineare Faltenperiode 336. Gemäß einem Ausführungsbeispiel beinhalten ein oder mehrere Abschnitte 320, 322 trapezförmige Faltenfiltermedien, z.B. 202, die um einen inneren Hohlraum 210 ausgebildet sind. In einem Ausführungsbeispiel ist ein Durchmesser 314, der der ersten Endöffnung 212 zugeordnet, größer als ein Durchmesser 316, der dem zweiten Ende 308 zugeordnet ist, so dass die Rohrgeschwindigkeit verringert ist.
Ausführungsbeispiele können ein Filtersystem enthalten. Das System kann ein Filtergehäuse 100, das dazu eingerichtet ist, einen zu filternden Fluid- oder Gasstrom aufzunehmen, und einen Filtereinsatz enthalten. Der Filtereinsatz kann ein erstes Ende 324 und ein zweites Ende 308, wobei das erste Ende 324 mit einer Öffnung 212 ausgebildet ist, und außerdem eine oder mehrere Abschnitte 320, 322 von Faltenfiltermedien 202 aufweisen, die um einen inneren Hohlraum 210 ausgebildet sind, der mit der Öffnung 212 strömungsmäßig verbunden ist, wobei ein Durchmesser 314, der der ersten Endöffnung 212 zugeordnet ist, größer ist als ein Durchmesser 316, der dem zweiten Ende 308 zugeordnet ist, und wobei das zweite Ende 308 zudem wenigstens eine Endkappe aufweist, wobei wenigstens ein Abschnitt der Filtermedien an der Endkappe gesichert ist. Das Filtersystem kann einen oder mehrere radiale Stützbereiche 304 zum Aufrechterhalten des strukturellen Halts des einen oder der mehreren Abschnitte 320, 322 von Faltenfiltermedien 202 enthalten. In einem Ausführungsbeispiel kann das Filtersystem einen ersten Filterabschnitt 320 aufweisen, der mit einem zweiten Filterabschnitt 322 verbunden ist. In einem Ausführungsbeispiel kann der erste Filterabschnitt 320 Faltenfiltermedien 202 mit einer ersten nicht zusammengedrückten linearen Faltenperiode 334 beinhalten, und der zweite Filterabschnitt 322 kann Faltenfiltermedien 202 mit einer zweiten nicht zusammengedrückten linearen Faltenperiode 336 beinhalten. In einem Ausführungsbeispiel ist die erste nicht zusammengedrückte lineare Faltenperiode 334 kleiner als die zweite nicht zusammengedrückte lineare Faltenperiode 336. In einem Ausführungsbeispiel kann das Filtersystem einen oder mehrere Abschnitte 320, 322 aufweisen, die trapezförmige Faltenfiltermedien 202 enthalten, die um einen inneren Hohlraum 210 ausgebildet sind. In einem Ausführungsbeispiel ist ein Durchmesser 314, der der ersten Endöffnung 212 zugeordnet ist, größer als ein Durchmesser 316, der dem zweiten Ende 308 zugeordnet ist, so dass die Rohrgeschwindigkeit verringert ist. In einem Ausführungsbeispiel beträgt ein Durchmesser 314, der der ersten Endöffnung 212 zugeordnet ist, etwa 6 Zoll oder darüber, wobei der Durchmesser, der dem zweiten Ende 308 zugeordnet ist, etwa 4 Zoll beträgt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung können ein Filter zum Filtern von Partikeln aus der Luft oder aus einem Fluid beinhalten. Zu dem Filter gehören: ein erstes Ende 324 und ein zweites Ende 308, wobei das erste Ende 324 mit einer Öffnung 212 ausgebildet ist; ein oder mehrere Abschnitte 320, 322 von Faltenfiltermedien 202, die mehrere Plisseefalten aufweisen, die im Wesentlichen konusförmig um eine Achse und um einen inneren Hohlraum 210 ausgebildet sind, der mit der Öffnung 212 strömungsmäßig verbunden ist, wobei ein Durchmesser 314, der der Öffnung 212 des ersten Endes 324 zugeordnet ist, größer ist als ein Durchmesser 316, der dem zweiten Ende 308 zugeordnet ist; und ein oder mehrere radiale Stützbereiche 304, die um den Umfang mit mindestens einer Außenfläche der Filtermedien in Berührung stehen, wobei die Beabstandung wenigstens eines Teils der mehreren Falten zumindest teilweise durch den einen oder die mehreren radialen Stützbereiche 304 aufrechterhalten wird.
In einem Ausführungsbeispiel basieren der eine oder die mehreren radialen Stützbereiche 304 auf einem extrudierten Randleistenmaterial, das auf einem thermoplastischen Polyesterelastomer basiert, wobei das Randleistenmaterial eine im Wesentlichen kompakte Struktur bildet, die mit einem oder mehreren Abschnitten der gefalteten Filtermedien 202 verschmilzt. In einem Ausführungsbeispiel fällt zumindest ein Teil der gefilterten Partikel, die sich in Berührung mit einem äußeren Abschnitt des Filters befinden, vertikal herab.
Ausführungsbeispiele der Erfindung können ein Filtersystem beinhalten. Das Filtersystem enthält ein Filtergehäuse 100, das dazu eingerichtet ist, einen zu filternden Fluid- oder Gasstrom aufzunehmen; und mehrere Filtereinsätze 106, zu denen gehören: ein erstes Ende 324 und ein zweites Ende 308, wobei das erste Ende 324 eine Öffnung 212 aufweist, und das zweite Ende 308 eine Endkappe 308 aufweist; ein oder mehrere Abschnitte 320, 322 von Faltenfiltermedien 202, die mehrere Plisseefalten aufweisen, die im Wesentlichen konusförmig um eine Achse und um einen inneren Hohlraum 210 ausgebildet sind, der mit der Öffnung 212 strömungsmäßig verbunden ist, wobei ein Durchmesser 314, der der Öffnung 212 des ersten Endes 324 zugeordnet ist, größer ist als ein Durchmesser 316, der dem zweiten Ende 308 zugeordnet ist, und wobei die Filtermedien an der Endkappe 308 gesichert sind; und ein oder mehrere radiale Stützbereiche 304, die um den Umfang mit mindestens einer Außenfläche der Filtermedien 202 in Berührung stehen, wobei die Beabstandung 334, 336 wenigstens eines Teils der mehreren Falten zumindest teilweise durch den einen oder die mehreren radialen Stützbereiche 304 aufrechterhalten wird.
In einem Ausführungsbeispiel basieren der eine oder die mehreren radialen Stützbereiche 304 auf einem extrudierten Randleistenmaterial, das auf einem thermoplastischen Polyesterelastomer basiert, wobei das Randleistenmaterial eine im Wesentlichen kompakte Struktur bildet, die mit einem oder mehreren Abschnitten der gefalteten Filtermedien 202 verschmilzt. In einem Ausführungsbeispiel weisen die Filtereinsätze einen ersten Filterabschnitt 320 auf, der mit einem zweiten Filterabschnitt 322 verbunden ist. In einem Ausführungsbeispiel weist der erste Filterabschnitt 320 Faltenfiltermedien 202 mit einer ersten nicht zusammengedrückten linearen Faltenperiode 334 auf, wobei der zweite Filterabschnitt 322 Faltenfiltermedien 202 mit einer zweiten nicht zusammengedrückten linearen Faltenperiode 336 aufweist, wobei die erste nicht zusammengedrückte lineare Faltenperiode 334 kleiner ist als die zweite nicht zusammengedrückte lineare Faltenperiode 336. In einem Ausführungsbeispiel ist der Abstand zwischen den ersten Endöffnungen der mehreren Filtereinsätze kleiner als der Abstand zwischen den zweiten Enden.
Gemäß Ausführungsbeispielen können gewisse technische Effekte vorgesehen sein, beispielsweise das Bereitstellen gewisser Systeme, Verfahren und Einrichtungen, die Filter vorsehen, die kegelig zulaufend gestaltet sein können, um ein größeres Volumen zwischen Filtereinsätzen bereitzustellen, so dass Luftgeschwindigkeiten (oder Rohrgeschwindigkeiten) um die Einsätze verringert sind. Ausführungsbeispiele der Erfindung können die weiteren technischen Effekte des Bereitstellens von Systemen, Verfahren und Einrichtungen vorsehen, die ermöglichen, dass die Luft mit dem Filtermaterial gleichmäßig in Wechselwirkung tritt. Ausführungsbeispiele der Erfindung können die weiteren technischen Effekte des Bereitstellens von Systemen, Verfahren und Einrichtungen vorsehen, um Filter effizient zu reinigen.
In Ausführungsbeispielen der Erfindung können die kegelig zulaufende zweiteilige Filterkonstruktion 300 und die kegelig zulaufende einteilige Filterkonstruktion 301 eine beliebige Zahl von Teilen beinhalten, die erforderlich sind, um beliebige der beschriebenen Funktionen durchzuführen. Optional können Ausführungsbeispiele der Erfindung kegelförmige Filter mit mehr oder weniger Komponenten enthalten, als in 2–4 gezeigt sind.
Während spezielle Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit vielfältigen Ausführungsbeispielen beschrieben wurden, von denen gegenwärtig angenommen wird, dass sie sich am besten verwirklichen lassen, ist es jedoch selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt sein soll, sondern vielmehr vielfältige Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken soll, die in den Schutzbereich der beigefügten Patentansprüche fallen. Obwohl hierin spezielle Begriffe verwendet werden, werden diese lediglich in einem oberbegrifflichen und beschreibenden Sinne und nicht für Zwecke einer Beschränkung verwendet.
Die vorliegende Beschreibung verwendet Beispiele, um spezielle Ausführungsbeispiele der Erfindung zu offenbaren, die den besten Modus beinhalten, und um außerdem jedem Fachmann zu ermöglichen, spezielle Ausführungsbeispiele der Erfindung in die Praxis umzusetzen, beispielsweise beliebige Einrichtungen und Systeme herzustellen und zu nutzen, und beliebige damit verbundene Verfahren durchzuführen. Der patentfähige Schutzumfang spezieller Ausführungsbeispiele der Erfindung ist in den Ansprüchen definiert und kann andere dem Fachmann in den Sinn kommende Beispiele umfassen. Solche anderen Beispiele sollen in den Schutzumfang der Ansprüche fallen, falls sie strukturelle Elemente aufweisen, die sich von dem wörtlichen Inhalt der Ansprüche nicht unterscheiden, oder falls sie äquivalente strukturelle Elemente enthalten, die nur unwesentlich von dem wörtlichen Inhalt der Ansprüche abweichen.
Spezielle Ausführungsbeispiele der Erfindung können Filter, Systeme und Verfahren zur Reduzierung von Rohrgeschwindigkeit beinhalten. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein Filter zum Filtern von Partikeln aus der Luft oder aus einem Fluid geschaffen. Zu dem Filter gehören: ein erstes Ende und ein zweites Ende, wobei das erste Ende mit einer Öffnung ausgebildet ist; ein oder mehrere Abschnitte von Faltenfiltermedien, die mehrere Plisseefalten aufweisen, die im Wesentlichen konusförmig um eine Achse und um einen inneren Hohlraum ausgebildet sind, der mit der Öffnung strömungsmäßig verbunden ist, wobei ein Durchmesser, der der ersten Endöffnung zugeordnet ist, größer ist als ein Durchmesser, der dem zweiten Ende zugeordnet ist; und ein oder mehrere radiale Stützbereiche, die um den Umfang mit mindestens einer Außenfläche der Filtermedien in Berührung stehen, wobei die Beabstandung wenigstens eines Teils der mehreren Falten zumindest teilweise durch den einen oder die mehreren radialen Stützbereiche aufrechterhalten wird.

Claims

Filter zum Filtern von Partikeln aus der Luft oder aus einem Fluid, wobei zu dem Filter gehören: ein erstes Ende und ein zweites Ende, wobei das erste Ende mit einer Öffnung ausgebildet ist; ein oder mehrere Abschnitte von Faltenfiltermedien, die mehrere Plisseefalten aufweisen, die im Wesentlichen konusförmig um eine Achse und um einen inneren Hohlraum ausgebildet sind, der mit der Öffnung strömungsmäßig verbunden ist, wobei ein Durchmesser, der der ersten Endöffnung zugeordnet ist, größer ist als ein Durchmesser, der dem zweiten Ende zugeordnet ist; und ein oder mehrere radiale Stützbereiche, die um den Umfang mit mindestens einer Außenfläche der Filtermedien in Berührung stehen, wobei die Beabstandung wenigstens eines Teils der mehreren Falten zumindest teilweise durch den einen oder die mehreren radialen Stützbereiche aufrechterhalten wird.
Filter nach Anspruch 1, wobei der eine oder die mehreren radialen Stützbereiche ein extrudiertes Randleistenmaterial aufweisen, das ein thermoplastisches Polyesterelastomer enthält, wobei das Randleistenmaterial eine im Wesentlichen kompakte Struktur bildet, die mit einem oder mehreren Abschnitten der gefalteten Filtermedien verschmilzt.
Filter nach Anspruch 1, das auf einem ersten Filterabschnitt basiert, der mit einem zweiten Filterabschnitt verbunden ist.
Filter nach Anspruch 3, wobei der erste Filterabschnitt auf Faltenfiltermedien mit einer ersten nicht zusammengedrückten linearen Faltenperiode basiert, und wobei der zweite Filterabschnitt auf Faltenfiltermedien mit einer zweiten nicht zusammengedrückten linearen Faltenperiode basiert, wobei die erste nicht zusammengedrückte lineare Faltenperiode kleiner ist als die zweite nicht zusammengedrückte lineare Faltenperiode.
Filter nach Anspruch 1, wobei der eine oder die mehreren Abschnitte auf trapezförmigen Faltenfiltermedien basieren, die um einen inneren Hohlraum ausgebildet sind.
Filter nach Anspruch 1, wobei wenigstens einige gefilterte Partikel, die sich mit einem äußeren Abschnitt des Filters in Berührung befinden, vertikal herabfallen.
Filtersystem, mit: einem Filtergehäuse, das dazu eingerichtet ist, einen zu filternden Fluid- oder Gasstrom aufzunehmen; und mehreren Filtereinsätzen, zu denen gehören: ein erstes Ende und ein zweites Ende, wobei das erste Ende mit einer Öffnung ausgebildet ist, und das zweite Ende eine Endkappe aufweist; ein oder mehrere Abschnitte von Faltenfiltermedien, die mehrere Plisseefalten aufweisen, die im Wesentlichen konusförmig um eine Achse und um einen inneren Hohlraum ausgebildet sind, der mit der Öffnung strömungsmäßig verbunden ist, wobei ein Durchmesser, der der ersten Endöffnung zugeordnet ist, größer ist als ein Durchmesser, der dem zweiten Ende zugeordnet ist, und wobei die Filtermedien an der Endkappe gesichert sind; und ein oder mehrere radiale Stützbereiche, die um den Umfang mit mindestens einer Außenfläche der Filtermedien in Berührung stehen, wobei die Beabstandung wenigstens eines Teils der mehreren Falten zumindest teilweise durch den einen oder die mehreren radialen Stützbereiche aufrechterhalten wird.
Filtersystem nach Anspruch 7, wobei der eine oder die mehreren radialen Stützbereiche auf einem extrudierten Randleistenmaterial basieren, das ein thermoplastisches Polyesterelastomer enthält, wobei das Randleistenmaterial eine im Wesentlichen kompakte Struktur bildet, die mit einem oder mehreren Abschnitten des gefalteten Filtermaterials verschmilzt.
Filtersystem nach Anspruch 7, wobei die Filtereinsätze einen ersten Filterabschnitt aufweisen, der mit einem zweiten Filterabschnitt verbunden ist.
Filtersystem nach Anspruch 9, wobei der erste Filterabschnitt Faltenfiltermedien mit einer ersten nicht zusammengedrückten linearen Faltenperiode aufweist, und wobei der zweite Filterabschnitt Faltenfiltermedien mit einer zweiten nicht zusammengedrückten linearen Faltenperiode aufweist, wobei die erste nicht zusammengedrückte lineare Faltenperiode kleiner ist als die zweite nicht zusammengedrückte lineare Faltenperiode.
Filtersystem nach Anspruch 7, wobei der eine oder die mehreren Abschnitte trapezförmige Faltenfiltermedien aufweisen, die um einen inneren Hohlraum ausgebildet sind.
Filtersystem nach Anspruch 7, wobei ein Abstand zwischen ersten Endöffnungen der mehreren Filtereinsätze kleiner ist als ein Abstand zwischen den zweiten Enden.
Filtersystem nach Anspruch 7, wobei der Durchmesser, der der ersten Endöffnung zugeordnet ist, etwa 6 Zoll oder darüber beträgt, und wobei der Durchmesser, der dem zweiten Ende zugeordnet ist, etwa 4 Zoll beträgt.
Verfahren zum Filtern von Partikeln, wobei das Verfahren die Schritte beinhaltet: Bereitstellen einer oder mehrerer Filterstrukturen, die ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweisen, wobei das erste Ende mit einer Öffnung ausgebildet ist, und wobei die eine oder die mehreren Filterstrukturen einen oder mehrere Abschnitte von Faltenfiltermedien aufweisen, die mehrere Falten aufweisen und um einen inneren Hohlraum ausgebildet sind, der mit der Öffnung strömungsmäßig verbunden ist, und wobei ein Durchmesser, der der ersten Endöffnung zugeordnet ist, größer ist als ein Durchmesser, der dem zweiten Ende zugeordnet ist; Bereitstellen eines oder mehrerer radialer Stützbereiche, die um den Umfang mit mindestens einer Außenfläche der Filtermedien in Berührung stehen, wobei die Beabstandung wenigstens eines Teils der mehreren Falten zumindest teilweise durch den einen oder die mehreren radialen Stützbereiche aufrechterhalten wird; und Ansaugen von Gas oder Fluid durch die eine oder die mehreren Filterkonstruktionen hindurch.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner mit dem Schritt des Aufrechterhaltens eines strukturellen Halts des einen oder der mehreren Abschnitte von Faltenfiltermedien mittels eines oder mehrerer radialer Stützbereiche, die ein extrudiertes Randleistenmaterial aufweisen, wobei das Randleistenmaterial eine im Wesentlichen kompakte Struktur bildet, die mit einem oder mehreren Abschnitten des gefalteten Filtermaterials verschmilzt.
Verfahren nach Anspruch 14, zu dem außerdem der Schritt gehört: Anordnen der einen oder der mehreren Filterstrukturen, wobei das erste Ende benachbart zu einem Rohrboden angeordnet wird, wobei die eine oder die mehreren Filterstrukturen mit einer Rand-zu-Rand-Beabstandung von mehr als etwa 1 Zentimeter angeordnet werden, wobei das Bereitstellen der einen oder der mehreren Filterstrukturen den Schritt des Verbindens eines ersten Filterabschnitts und eines zweiten Filterabschnitts beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Verbinden des ersten Filterabschnitts mit dem zweiten Filterabschnitt den Schritt des Verbindens eines ersten Filterabschnitts, der Faltenfiltermedien enthält, die eine erste nicht zusammengedrückte lineare Faltenperiode aufweisen, mit einem zweiten Filterabschnitt beinhaltet, der Faltenfiltermedien enthält, die eine zweite nicht zusammengedrückte lineare Faltenperiode aufweisen, wobei die erste nicht zusammengedrückte lineare Faltenperiode kleiner ist als die zweite nicht zusammengedrückte lineare Faltenperiode.
Verfahren nach Anspruch 14, weiter mit dem Schritt des Entfernens eines oder mehrerer gefilterter Partikel von einer Fläche, die der einen oder den mehreren Filterstrukturen zugeordnet ist, durch Impulsreinigung, wobei wenigstens ein Teil der gefilterten Partikel vertikal herabfallen.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Bereitstellen der einen oder der mehreren Filterstrukturen ein Bereitstellen eines oder mehrerer Abschnitte von trapezförmig gestalteten Faltenfiltermedien, und ein Formen der trapezförmigen Faltenfiltermedien um einen inneren Hohlraum beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Bereitstellen der einen oder der mehreren Filterstrukturen und das Anordnen der einen oder der mehreren Filterstrukturen beinhaltet, eine Beabstandung zwischen der einen oder den mehreren Filterstrukturen an den zweiten Enden bereitzustellen, die größer ist als eine Beabstandung zwischen der einen oder den mehreren Filterstrukturen an den ersten Enden.