專利名稱：過濾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于通風(fēng)的電氣設(shè)備的過濾器。
背景技術(shù)：
通風(fēng)的電氣設(shè)備，特別是照明設(shè)備會(huì)遇到潮氣，污物和腐蝕性化學(xué)品進(jìn)入設(shè)備似乎是密封的區(qū)域的問題。這種進(jìn)入造成設(shè)備質(zhì)量降低和最終破壞。
潛在有害的流體/污染物進(jìn)入的根本原因主要是由溫度改變引起的電氣設(shè)備內(nèi)的空氣的膨脹和收縮的結(jié)果。
一般，該過程可參考圖1說明。圖1為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的照明裝置。然而，應(yīng)當(dāng)理解，該過程同樣可適用于諸如電機(jī)，變壓器，接線盒和電纜一類的許多其他形式的電氣設(shè)備。
圖1為一個(gè)通常的密封的照明系統(tǒng)的示意圖。圖中，外殼E包含一個(gè)燈泡L，蓋C通過周邊的密封墊片或密封S蓋住該外殼。包圍該照明設(shè)備的空氣用SA表示，周圍空氣用A表示。
四個(gè)階段造成最終可使該照明裝置損壞的過程。
階段1-在安裝時(shí)，連接和封閉該照明裝置，在該外殼內(nèi)部封閉著空氣?，F(xiàn)在，該空氣處在室溫和周圍壓力下。
階段2-給燈通電，并且作為熱，開始輻射80％或更多的能量進(jìn)入該封閉的空氣中，相當(dāng)有效地加熱該空氣。升高的溫度增大內(nèi)部壓力。
階段3-加壓的內(nèi)部空氣現(xiàn)在逸出，進(jìn)入比在該照明裝置內(nèi)部的空氣壓力和溫度低的周圍空氣中。盡管有密封，加壓的內(nèi)部空氣還是逸出。該加壓的內(nèi)部空氣逸出直至內(nèi)部壓力與周圍壓力相等為止。
階段4-然后關(guān)燈，使內(nèi)部空氣冷卻和壓力降低，這使得階段3的過程顛倒，造成空氣進(jìn)入該外殼中。
這個(gè)過程被一些仍然不太清楚的活動(dòng)惡化，例如，在該照明裝置附近的空氣被從照明裝置發(fā)出的輻射熱加溫變暖。這種加熱開始使包圍該照明裝置的空氣的相對(duì)濕度降低，但很快被從周圍空氣的擴(kuò)散平衡，有效地形成相對(duì)濕度與周圍空氣相同的一個(gè)暖空氣袋。當(dāng)關(guān)燈時(shí)，這種暖空氣進(jìn)入該外殼中。當(dāng)光達(dá)到室溫時(shí)，封閉在內(nèi)部的多余的潮氣不能擴(kuò)散進(jìn)入外部空氣中，而是冷凝在如光透鏡的一些表面上。
當(dāng)再次給燈通電和階段1開始時(shí)，加熱的空氣膨脹，使光比冷凝物能蒸發(fā)更快得多地行進(jìn)。這樣，大部分收集的潮氣保留在照明裝置的內(nèi)部。內(nèi)部壓力穩(wěn)定，內(nèi)部空氣變暖，并且剩余的冷凝物蒸發(fā)進(jìn)入其中。當(dāng)后來關(guān)燈時(shí)，另一個(gè)稍微更潮濕的空氣負(fù)荷進(jìn)入該照明裝置中。這立即形成冷凝物的大量沉積，收集在該外殼的內(nèi)部。空氣的進(jìn)入還可將細(xì)的灰塵和可在空氣中存在的任何其他腐蝕性的材料吸入。當(dāng)冷凝物或碳沉積物形成交流電路時(shí)，電氣裝置出現(xiàn)阻障。在含有酸或鹽的空氣中，封閉的冷凝物的導(dǎo)電性可以比新鮮的水高幾個(gè)數(shù)量級(jí)，因此，進(jìn)一步使電氣系統(tǒng)破壞。
上述的循環(huán)系統(tǒng)集中在冷凝物中的污染物上，并且當(dāng)燈供給熱量時(shí)，與濃度和溫度低的相同材料比較，可加速腐蝕作用。在照明裝置被由露水或雨產(chǎn)生的潮氣層覆蓋時(shí)，通過冷卻燈的吸入，正常情況不大的毛細(xì)管作用大大增加。
雖然密封可以非常有效地停止顆粒和液體進(jìn)入該外殼中，但如果將密封壓縮到座里，則這種有效性可以增大。但在必需快速拆卸供維護(hù)用的設(shè)備中，這并不總是可能的。
這就是本發(fā)明要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，一種電氣設(shè)備，它包括其中放置電器的一個(gè)密封腔，和與該密封腔連接的一個(gè)多級(jí)通氣管過濾器，這樣，在使用中，由該電器產(chǎn)生的熱使空氣流過該過濾器，并干燥由該過濾器收集的潮氣。
最好，該多級(jí)過濾器包括一個(gè)形成一個(gè)氣流通路的過濾器殼體，該通路包括由下列零件構(gòu)成的依次的過濾器級(jí)a)一個(gè)多孔膜片，b)活性碳，和c)硅膠。
最好，該通道的一端形成一個(gè)空氣入口，另一端形成一個(gè)空氣出口，該出口與該電氣設(shè)備連接。


現(xiàn)在，利用例子，參照附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施例。其中，圖2為包括根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的過濾器的照明裝置的示意圖；圖3為包括本發(fā)明過濾器的一個(gè)車頭燈裝置的截面圖。
具體實(shí)施例方式
圖2所示的優(yōu)選實(shí)施例為包括一個(gè)包含燈泡11的矩形外殼10的照明裝置的示意圖。該外殼10通過一個(gè)周邊密封或密封墊片13，被一個(gè)外蓋12密封。一個(gè)級(jí)聯(lián)過濾器形式的過濾器20與該外殼連接。該級(jí)聯(lián)過濾器包括一個(gè)兩端22和23開放，形成一個(gè)流體通路的圓筒形殼體21。一端23與外殼10流體上連通。該圓筒形殼體21包括鄰近與殼體11固定的末端23的一個(gè)由硅膠顆粒制成的塊體25。該凝膠塊體25與由活性碳顆粒制成的塊體26稍微隔開一定距離。一個(gè)膜片隔板27放置在該活性碳?jí)K體26的頂部上，與該殼體21的出口22很接近。如下所述，該過濾器20設(shè)計(jì)成使空氣可以流入和流出該過濾器。
該過濾器如下這樣工作。開始，燈經(jīng)過在本說明書序言中所述的三個(gè)階段。當(dāng)關(guān)掉燈11和內(nèi)部空氣開始冷卻，和壓力降低時(shí)，階段4開始，從而通過級(jí)聯(lián)過濾器20，將空氣吸入外殼10中。首先，空氣通過由PTFE或其他這種材料制成的微孔膜片27。這個(gè)膜片27將顆粒過濾至預(yù)先確定的尺寸，一般至亞微末級(jí)。該膜片還形成一個(gè)蒸氣屏障，停止水的進(jìn)入。這可以包括從高壓清潔器出來的壓力水和洗滌劑。
然后，該空氣通過該活性碳?jí)K體26，通過吸收除去最高腐蝕性的化學(xué)品和自由基的氧化劑。離開該活性碳?jí)K體26后，該空氣通過硅膠25，使空氣進(jìn)一步脫水。然后，不包含潮氣或腐蝕劑的空氣，在室溫和周圍壓力下進(jìn)入外殼10中。當(dāng)接通照明裝置，并開始將80％或更多的能量作為熱輻射進(jìn)入封閉的空氣中時(shí)，空氣有效地加熱，提高其溫度和壓力。有壓力的內(nèi)部空氣現(xiàn)在從該過濾器20排出，直至內(nèi)部壓力與周圍壓力相等為止。當(dāng)關(guān)燈時(shí)，工作重復(fù)。用這種方法，燈的循環(huán)開和關(guān)不會(huì)將潮氣或腐蝕劑吸入該外殼中。
該過濾器20利用機(jī)械和化學(xué)的方法，有效地將空氣清潔至可防止通過腐蝕和污染使光學(xué)表面質(zhì)量降低的程度。這可保證照明裝置有效地保持原來設(shè)計(jì)的光輸出和分布，同時(shí)大大地延長(zhǎng)其工作壽命。因?yàn)榕懦龅目諝馐菬岬?，并且壓力比周圍空氣高，因此在其排出途中，可以使硅膠25干燥，將潮氣排除至大氣中。這樣，該再循環(huán)系統(tǒng)具有暖空氣所具有的較高的潮氣容積容量的所有好處。因?yàn)槲畚锊徽掣皆谏厦?，因此PTFE膜片27是自行清潔的。
雖然圖2只是引入過濾器的示意圖，但應(yīng)理解，在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段可以設(shè)計(jì)包括該過濾器的電氣設(shè)備。
圖3為包括上述種類的一個(gè)通氣管過濾器20的汽車的車頭燈裝置的橫截面圖。圖3所示的車頭燈裝置30包括一個(gè)透鏡31，它與拋物線反射鏡32密封固定，該反射鏡內(nèi)又安放著包含在光學(xué)空腔35中的一個(gè)適當(dāng)?shù)臒襞?3。該反射鏡32，透鏡31和燈泡33全部都由包括該反射鏡的后部和包括一個(gè)安裝支架39的殼體34支承。該殼體34與電氣引線36連接，而該電氣引線又通過一個(gè)在該光學(xué)空腔35的后部的密封蓋37，通至燈泡的后面。該殼體34包括一個(gè)在該照明裝置后部的空氣空腔38，該空腔與光學(xué)空腔35流體上連通。
多級(jí)過濾器20與該光學(xué)空腔35和空氣空腔38串聯(lián)。該空氣空腔38直接與外部大氣連通。該多級(jí)過濾器20包括在空氣進(jìn)入側(cè)和過濾器的光學(xué)空腔35側(cè)的微孔的過濾器介質(zhì)40和41。在二個(gè)微孔的過濾器之間為一個(gè)在該光學(xué)空腔側(cè)，充滿非活性碳的空腔42，和在該過濾器的空氣進(jìn)入側(cè)上的充滿硅膠的空腔43。圖3中的波浪線表示通過該多級(jí)過濾器20進(jìn)出該光學(xué)空腔35的空氣通道。
在所有情況下，該過濾器設(shè)計(jì)在主要的空氣通過阻力小的過濾器流動(dòng)，只有小部分通過由密封和密封墊片表示的阻力大的通道的路徑。這個(gè)簡(jiǎn)單的措施可減小密封不完善的影響，和在產(chǎn)品的壽命中保持開始的有效性。因?yàn)樵诿芊馍嫌行У貨]有壓力差，因此應(yīng)力減小，可消除空氣的輸送和毛細(xì)管作用。這樣，正確實(shí)現(xiàn)時(shí)，該過濾器可延長(zhǎng)產(chǎn)品，密封和外殼的壽命，而不會(huì)增加生產(chǎn)成本。使用上述的過濾器可以使外殼通風(fēng)，這樣可解決所發(fā)生的大多數(shù)腐蝕和骯臟的問題。這類設(shè)備對(duì)于連續(xù)地在骯臟或腐蝕性環(huán)境中使用的設(shè)備-例如礦山或石油化工廠特別有用。還應(yīng)了解，該過濾器可以用在各種電氣設(shè)備中，而不只是照明系統(tǒng)。
雖然，該優(yōu)選實(shí)施例使用包括通常由PTFE制成的一個(gè)微孔膜片，通常為活性碳的吸收材料和脫水元件硅膠的一個(gè)三級(jí)過濾器，但應(yīng)理解，為了上述目的，可以使用各種制造材料。適當(dāng)?shù)倪^濾器介質(zhì)應(yīng)對(duì)各種顆粒尺寸，都具有收集效率。有許多具有適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)和阻力性質(zhì)的過濾器介質(zhì)，典型的介質(zhì)包括微型纖維玻璃介質(zhì)，高效率的駐極體材料，和例如，但不限于延伸的聚四氟乙烯膜片，聚丙烯膜片，尼龍膜片，聚碳酸脂和聚酯膜片，纖維素膜片的混合酯，聚氯乙烯膜片，纖維素三乙酸鹽膜片和薄膜復(fù)合材料膜片和/或其層疊體一類的膜片材料。
因?yàn)槠淞己玫闹圃煨阅?，覆蓋吸收層的一致性和清潔度，最優(yōu)選的過濾層為延伸的聚四氟乙烯(PTFE)。
適當(dāng)?shù)奈招圆牧系睦影ㄎ锢砦絼?例如，硅膠，活性碳，活性氧化鋁，分子篩等)，化學(xué)吸附劑(例如，高錳酸鉀，碳酸鉀，碘化鉀，碳酸鈣，硫酸鈣，碳酸鈉，氫氧化鈉，氫氧化鈣，粉末金屬，或其他清除氣體污染物的反應(yīng)劑)；離子交換材料，催化填充劑，以及這些材料的混合物。
權(quán)利要求
1.一種電氣設(shè)備，它包括其中放置電器的一個(gè)密封腔，和與該密封腔連接的一個(gè)多級(jí)通氣管過濾器，借此，在使用中，由該電器產(chǎn)生的熱使空氣流過該過濾器，并干燥由該過濾器收集的潮氣。
2.如權(quán)利要求1所述的電氣設(shè)備，其特征為，該多級(jí)過濾器包括一個(gè)形成一個(gè)氣流通路的過濾器殼體，該通路包括由下列零件構(gòu)成的依次的過濾器級(jí)a)一個(gè)多孔膜片，b)活性碳，和c)硅膠。
3.如權(quán)利要求2所述的電氣設(shè)備，其特征為，該通道的一端形成一個(gè)空氣入口，另一端形成一個(gè)空氣出口，該出口與該電氣設(shè)備連接。
4.如權(quán)利要求1～3中任何一條所述的電氣設(shè)備，其特征為，該電器為一個(gè)照明元件。
5.如權(quán)利要求2～4中任何一條所述的電氣設(shè)備，其特征為，該多孔膜片由PTFE制成。
6.如權(quán)利要求5所述的電氣設(shè)備，其特征為，該多孔膜片鄰近該空氣入口放置，而該硅膠鄰近該過濾器出口放置。
全文摘要
一種電氣設(shè)備，它包括其中放置電器的一個(gè)密封腔，和與該密封腔連接的一個(gè)多級(jí)通氣管過濾器，這樣，在使用中，由該電器產(chǎn)生的熱使空氣流過該過濾器，并干燥由該過濾器收集的潮氣。
文檔編號(hào)F21V31/03GK1741838SQ200380109226
公開日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2003年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月24日
發(fā)明者厄貝恩·杜普萊西斯 申請(qǐng)人:希拉亞太有限公司