專利名稱：脈沖清潔板式過濾器的過濾裝置結(jié)構(gòu)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用加壓氣體發(fā)生器進(jìn)行脈沖清潔過濾元件的方法。本發(fā)明 還涉及包括空氣濾清器、濾塵器、和脈沖清潔技術(shù)的裝置。
背景技術(shù)：
空氣濾清器或集塵器設(shè)備有時使用來自閥和壓力槽(容器)的廢氣沖 洗過濾器。所述空氣過濾器組件的示例披露于，例如，美國專利號6,090,173; 4,218,227; 4，395，269; 5,980,598; 6,322,618; DE 3905113;以及美國專利公開號 US2006/0112667A1 ，上述每篇專利文獻(xiàn)均在此被結(jié)合入本文參考。對于這些過濾器的有效清潔要求排氣射流填充要清潔過濾器的開口 。在 許多實(shí)施中，過濾器的開口對應(yīng)管板中的開口，其中安裝有過濾器。希望對脈沖 清潔過濾器進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種空氣濾清器，它包括外殼，所示外殼具有臟空氣入口， 凈化空氣出口，和內(nèi)部。管板位于外殼內(nèi)部，具有多個開口。板式過濾器裝置如 此定向，使得管板中的每個開口被板式過濾器裝置覆蓋。提供了多個吹管。每個 吹管定向弓I導(dǎo)流體脈沖朝向由板式過濾器裝置覆蓋的管板中的對應(yīng)一個開口 。積 聚裝置定向靠近管板開口，位于管板的下游側(cè)。對于管板中的每個開口，積聚裝 置包括第一和第二板，靠近管板開口的相對端。管板中的相鄰開口共用相同的第 一或第二板。優(yōu)選的，每個吹管定向以一角度引導(dǎo)流體脈沖朝向由板式過濾器裝置覆蓋的管板中的對應(yīng)一個開口，所述角度(i)不垂直于管板開口的平面；和(ii) 不與通過板式過濾器裝置的過濾流的大體方向一致。提供了一種脈沖清潔定向覆蓋管板開口的板式過濾器裝置的方法。所述 方法包括引導(dǎo)流體脈沖朝向管板的開口，并且利用第一和第二板截留至少部分流 體脈沖，其中第一和第二板定向位于管板的凈化空氣側(cè)，并靠近管板中每個開口 的相對端。管板中的相鄰開口共用相同的第一或第二板。優(yōu)選的，引導(dǎo)步驟包括以一角度引導(dǎo)流體脈沖朝向管板中的開口，所述 角度(i)不垂直于管板開口的平面；和(ii)不與通過板式過濾器裝置的過濾流 的大體方向一致。


圖1是利用本發(fā)明原理的空氣過濾器系統(tǒng)的一個實(shí)施例的局部剖開的側(cè) 視圖；圖2是示出本發(fā)明原理的示意性側(cè)視圖； [Oll]圖3是示出本發(fā)明原理的示意圖；
圖4是示出本發(fā)明原理的示意圖；
圖5是示出本發(fā)明原理的示意圖；圖6是示出本發(fā)明原理的示意圖； C015]圖7是示出本發(fā)明原理的示意圖；
圖8是示出本發(fā)明原理的示意性透視圖；
圖9是示出本發(fā)明原理的示意圖；
圖IO是示出本發(fā)明原理的示意圖；
圖11是示出本發(fā)明原理的示意圖；
圖12是示出本發(fā)明原理的示意圖；圖13是示出本發(fā)明原理的示意圖；和圖14是示出本發(fā)明原理的示意圖。
具體實(shí)施例方式濾塵器或空氣濾清器系統(tǒng)大體在圖1中以附圖標(biāo)ld IO示出。所示系統(tǒng)包 括外殼12，它具有側(cè)壁板17，被剖開以示出組件不同部分的結(jié)構(gòu)。上壁板16具 有內(nèi)壁表面19。在本實(shí)施例中，空氣入口 20位于上壁板16，以便載有顆粒的空氣或其他流體被導(dǎo)入未過濾(臟)流體腔22。未過濾腔22由通道門13、上壁板 16、相對的側(cè)壁板17、管板28、和部分限定收集區(qū)或漏斗25的底部表面23限定。 底部底板或框架26以適當(dāng)方式固定到側(cè)壁板17上。如上文所述，管板28被安裝在外殼12的內(nèi)部。管板28包括多個開口 30。 在每個開口 30內(nèi)安裝有單獨(dú)的過濾元件，所述過濾元件在所示的實(shí)施例中是板式 過濾元件32。術(shù)語"板式過濾元件"是指一種具有過濾介質(zhì)的元件，其中一般待過 濾流體以直通流動方式流過過濾元件。例如，板式過濾元件可以是褶皺介質(zhì)、深 度介質(zhì)，槽紋介質(zhì)，Z-介質(zhì)，或微型V-包。術(shù)語"Z-介質(zhì)"是指一種介質(zhì)，它具有 帶有多個槽紋的第一和第二相對流動面，每個槽紋具有靠近第一流動面的上游部 分和靠近第二流動面的下游部分，選定的一些槽紋在上游部分丌口并在下游部分 閉合，而選定的另一些槽紋在上游部分閉合并在下游部分丌口。槽紋可以是直的、 錐形的或有端縫(darted)的。具有Z-介質(zhì)的過濾元件的示例可見，例如，美國專 利號5,820,646;專利公丌號2003/0121845;和美國專利號6,350,291 ，這些專利文 獻(xiàn)中的每一篇在此被結(jié)合入本文參考。在作業(yè)中，待過濾的流體(如空氣)通過入口 20流入系統(tǒng)10。從那里， 它流過過濾元件32。過濾元件32從流體中除去顆粒物質(zhì)。己過濾的流體隨后流入 凈化空氣或已過濾流腔15。從那単，凈化的空氣流過出口34。定期地，過濾元件 32會通過從過濾元件32的下游側(cè)36向過濾元件32的上游側(cè)38脈沖輸送流體射 流(如空氣射流)，來進(jìn)行凈化。具體地講，加壓氣體的射流會被引導(dǎo)通過中.獨(dú)的 吹管40，相應(yīng)的吹管定向用于各對應(yīng)的過濾元件32。這會引導(dǎo)射流從下游側(cè)36 向上游側(cè)38通過每個過濾元件32。這有助于從過濾元件32的上游側(cè)38撞擊下碎 片和顆粒，引導(dǎo)其離丌過濾元件32并進(jìn)入漏斗。圖2示出了系統(tǒng)10的部分的示意性示圖。在圖2中，可以看到吹管40 相對于管板28的丌口 30中的一個過濾元件32定向。在圖2中，可以看到吹管40 是如何相對于平面60 (圖3)上的過濾元件32定向的，所述平面包含管板28的 相應(yīng)開口 30，用于相應(yīng)的過濾元件32，使得來自吹管40的脈沖呈一角度，它不 垂直于開口 30的平面，并且不與通過過濾元件32的過濾流的大體方向一致。術(shù) 語"不垂直于"是指非正交，如相對于包含用于相應(yīng)過濾元件32的丌口 30的平面 60呈銳角或鈍角。術(shù)語"不與過濾流的大體方向一致"是指對于直通流動過濾器， 脈沖流的方向不與通過過濾元件32的流動方向平行。通過以所述角度64引導(dǎo)流體脈沖朝向過濾元件32，以可預(yù)知角度擴(kuò)展的排氣射流形成直徑D2 (圖3)，它 在一個方向上大于通常在現(xiàn)有技術(shù)中所用的直徑D1。盡管在所示實(shí)施例中僅示出了對應(yīng)單個過濾元件32的單個吹管40，應(yīng)當(dāng) 理解，在許多實(shí)施中，每個元件32有多于一個的吹管40。在優(yōu)選的實(shí)施例中，至少部分脈沖通過利用積聚裝置42被截留。積聚裝 置42從吹管40捕獲脈沖流。在一個實(shí)施例中，積聚裝置42包括至少一個板，如 第一板44所示，定向位于管板28的凈化空氣側(cè)并靠近管板28的開口 30。第一板 44可以是任何類型的壁，金屬片材、面板、隔板、硬制塑料、或大致無孔固體結(jié) 構(gòu)，定向于用于相應(yīng)過濾元件32的管板28的相鄰相應(yīng)開口 。在某些實(shí)施中，積聚裝置包括第二板46，定向在與第一板44相對的管板 28的丌口30的相對端。在所示的實(shí)施例中，第一和第二板44、 46與脈沖的大體 方向一致，但是角度沒有必要與脈沖方向的角度相同。圖2在48處示出了脈沖方 向的中心線。第一板以第一角度50相對于管板28安裝。第一角度在脈沖方向的 中心線48所成角度的大約5°內(nèi)。類似地，第二板46以第二角度52相對于管板28 安裝。第二角度在脈沖方向的中心線48所成角度的大約5。內(nèi)。在一些實(shí)施例中， 第一角度50和第二角度52是相等的。在其他實(shí)施例中，第一角度50和第二角度
52不相等。在一些實(shí)施例中，第一角度50和第二角度52在30。內(nèi)彼此平行。板
44、 46的角度50、 52根據(jù)脈沖的角度53選擇。如圖2所示，第一板44具有長度U，優(yōu)選不長于管板28的相應(yīng)丌口 30 的長度的三倍。這是因?yàn)殡S著長度的增加，主要流動壓力損失增加。優(yōu)選的，長 度U的長度在管板28的相應(yīng)開口 30的長度的25-75%之間。在優(yōu)選實(shí)施例中， 吹管40距離管板不大于吹管內(nèi)徑的30_40倍，以噴射脈沖。在圖2中，附圖標(biāo)記72示出了脈沖中心線48與過濾元件32的中心之間 的偏移。這示出了脈沖的中心線48如何并非總是與過濾元件32的中心--致。在一個實(shí)施例中，更接近相應(yīng)吹管40的板(在所示的實(shí)施例中為第二板 46)的長度短于另一板(在本示例中為第一板44)。在一個實(shí)施例中，該較短板 46的長度不小于管板28的相應(yīng)丌口 30的長度的5%。由于既可以節(jié)省材料又可 以減小與抽吸空氣流相關(guān)的壓力損失，因此這種結(jié)構(gòu)是有利的?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖3。在圖3中，箭頭62代表現(xiàn)有技術(shù)的脈沖方向。在現(xiàn)有技術(shù)中，標(biāo)準(zhǔn)脈沖方向垂直于或正交于包含管板28的平面60。術(shù)語"垂直"或"正交" 是指90°±5° 。角度64示出了偏離垂直方向或如箭頭62所示標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)有技術(shù)方向 的角度。從吹管40的通常脈沖擴(kuò)展在角度66示出。如上文所解釋的，從吹管40 的排氣射流形成直徑D2，相對于來自現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)如箭頭62所示排氣射流的直 徑D1，在管板28的開口30覆蓋更大的表面區(qū)域。在圖4中，示出了相對于管板 28的過濾元件32的另一結(jié)構(gòu)。在圖4的實(shí)施例中，過濾元件32相對于管板開口 30偏移了角度70。該結(jié)構(gòu)導(dǎo)致脈沖方向48的角度68在過濾器36的表面大于脈 沖方向48的角度68在管板開口 30的平面60。—種可用的結(jié)構(gòu)具有以下角度和尺寸角度64為25°-35°，優(yōu)選29°，角 度50和52相等并且為18°-25°，優(yōu)選22。-23。；第一和第二板44, 46平行；偏移 72大約為1英寸；長度Ll大約為16-20英寸，優(yōu)選大約18.75英寸；和長度L2 大約為6-10英寸，優(yōu)選大約8.0英寸。圖5示出了另一個實(shí)施例。在圖5的示意圖中，示出了過濾元件32是如 何完全定向在凈化空氣腔15內(nèi)的。這是有幫助的，因?yàn)檫@有助于降低或消除由于 灰塵在臟空氣室中流動的直接影響而造成的介質(zhì)磨損或損壞。該結(jié)構(gòu)還消除了臟 空氣室中能使得灰塵和物質(zhì)堆積并造成最終難以清潔的表面。通過消除流動通道 阻礙降低在臟空氣室中的空氣流速，可以獲得其他優(yōu)點(diǎn)。圖6示出了結(jié)構(gòu)的另一視圖。在圖6中，過濾元件32僅部分伸入臟空氣 腔22中，而過濾元件32的剩佘部分在凈化空氣腔15中。過濾器32相對于管板 28的角度100可以是0°-90°，取決于應(yīng)用和/或脈沖設(shè)計(jì)要求。圖6的結(jié)構(gòu)具有優(yōu) 點(diǎn)，因?yàn)樗兄趯?shí)質(zhì)減少或消除由于灰塵在臟空氣室中流動的直接影響而造成 的介質(zhì)損耗或損壞。通過消除流動通道阻礙降低在臟空氣室中的空氣流速，可以 獲得其他優(yōu)點(diǎn)。圖7示出了另一種結(jié)構(gòu)，其中板式過濾器裝置如此定向，使得管板28中 多個開口 30的每一個被板式過濾器裝置101覆蓋。在所示的具體實(shí)施例巾，板式 過濾器裝置101包括多個單獨(dú)的板式過濾元件32， 一個過濾元件32占據(jù)管板28 的對應(yīng)丌口 30。積聚裝置42包括多個板102，與甜述的板44、 46類似。對于管 板28的每個開口30，積聚裝置42包括第一和第二板102，靠近管板開口30的相 對端，管板28中的相鄰丌口 30共用板102中的一個。圖8是示意圖，示出了一系列板式過濾元件32如何按行和列設(shè)置，其中元件32共用積聚裝置42的板102。在圖8的實(shí)施例中，板103是元件102的第一 行104和元件102的第二行105之間共有共用的板。圖9是示出本發(fā)明原理的另一個示意圖。在圖9中，所示的板式過濾器 裝置101被安裝在空氣濾清器外殼12內(nèi)。板式過濾器裝置101可以是一個長的過 濾元件，或可以是一系列單獨(dú)的過濾元件32。在圖9中，外殼寬度由尺寸線106 示出。外殼長度由尺寸線107示出。尺寸108示出了外殼12與過濾器裝置之間的 間隔，以容納夾具用于安裝過濾器裝置101。因此，該示意圖示出了介質(zhì)尺寸109 乘以尺寸IIO所占據(jù)的面積相對于管板的總面積(尺寸106乘以尺寸107)是大的。圖10是結(jié)構(gòu)的另一示意性示圖。在圖10中，過濾器裝置101包括多個 較長的過濾元件32組合以填充過濾器外殼12。與現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)相比，圖10的 結(jié)構(gòu)具有更大百分比的開口面積/每管板面積。尺寸109是過濾元件32的寬度。尺 寸線110示出過濾元件32的長度。與圖9相似，該結(jié)構(gòu)示出了由介質(zhì)所占據(jù)的面 積相對于管板的總面積是大的。圖11和12與圖10相似，除了它示出了多個較短的過濾元件32組合以 填充過濾器外殼12。與圖10的實(shí)施例相比，這勝實(shí)施例中丌口面積/每管板面積 的百分比與圖10所示具有更大更長的過濾元件32相比，該丌U面積/每管板面積 的百分比更小。圖13和14是其他的實(shí)施例，在圖13和14中，示出了板式過濾器裝置 101為多個圓形(圖13)或橢圓形(圖14)過濾元件32。通過將圖13和14的幾 何結(jié)構(gòu)與圖10-12的幾何結(jié)構(gòu)相比較可以看到，該結(jié)構(gòu)在利用可用管板空間用于主 要空氣流動方面并非非常有效。但是，圖13和14的結(jié)構(gòu)仍然示出了本發(fā)明原理 的優(yōu)點(diǎn)和有用性，因?yàn)榭赡苄枰^小的過濾器以便進(jìn)行處理和處置。
權(quán)利要求
1、一種空氣濾清器，包括(a)外殼，它包括臟空氣入口，凈化空氣出口，和內(nèi)部；(b)管板，它位于外殼內(nèi)部，具有多個開口；(c)板式過濾器裝置，它定向使得管板中的每個開口被板式過濾器裝置覆蓋；(d)多個吹管；每個吹管被定向引導(dǎo)流體脈沖朝向由板式過濾器裝置覆蓋的管板中的對應(yīng)一個開口；和(e)積聚裝置，定向靠近管板的開口，位于管板的下游側(cè)；所述積聚裝置包括(i)對于管板中的每個開口，第一和第二板，靠近管板開口的相對端；(A)管板中的相鄰開口共用相同的第一或第二板。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣濾清器，其中(a)每個吹管被定向引導(dǎo)流體脈沖以一角度朝向由板式過濾器裝置覆蓋的管板 中的對應(yīng)一個開口 ，所述角度(i) 不垂直于管板開口的平面；和(ii) 不與通過板式過濾器裝置的過濾流的大體方向一致。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣濾清器，其中(a) 第一板以第一角度相對于管板安裝，所述第一角度在脈沖方向的中心線所 成角度的大約85。以內(nèi)；和(b) 第二板以第二角度相對于管板安裝，所述第二角度在脈沖方向的中心線所成角度的大約85。以內(nèi)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的空氣濾清器，其中(a)所述第一角度和第二角度相等。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的空氣濾清器，其中(a)所述第一角度和第二角度不相等。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的空氣濾清器，其中(a)所述第一角度和第二角度在85。內(nèi)彼此平行。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣濾清器，其中(a)所述板式過濾器裝置包括多個單獨(dú)的板式過濾器，每個板式過濾器安裝在 管板中的一個開口。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的空氣濾清器，其中(a)每個板式過濾器具有過濾介質(zhì)，所述過濾介質(zhì)包括至少下述一種褶皺介 質(zhì)；Z-介質(zhì)；深度介質(zhì)；HEPA介質(zhì)；或微型V介質(zhì)包。
9、 一種脈沖清潔定向覆蓋管板開口的板式過濾器裝置的方法，所述方法包括(a) 引導(dǎo)流體脈沖朝向管板的開口；(b) 利用第一和第二板截留至少部分流體脈沖，所述第一和第二板定向位于管 板的凈化空氣側(cè)并靠近管板各開口的相對端；(i)管板中的相鄰開口共用相同的第一或第二板。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中(a)引導(dǎo)步驟包括以一角度引導(dǎo)流體脈沖朝向管板中的開口，所述角度(i) 不垂直于管板開口的平面；和(ii) 不與通過板式過濾器裝置的過濾流的大體方向一致。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中(a)引導(dǎo)歩驟包括引導(dǎo)流體脈沖朝向板式過濾器裝置，其中板式過濾器裝置包 括多個單獨(dú)的板式過濾器，每個定向于管板中的對應(yīng)開口 。
12、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，其中(a)引導(dǎo)步驟包括引導(dǎo)流體脈沖朝向板式過濾器，所述板式過濾器具有介質(zhì)， 包括下述介質(zhì)中的一種褶皺介質(zhì)，Z-介質(zhì)，深度介質(zhì)；HEPA介質(zhì)；或微型V 介質(zhì)包。
全文摘要
一種空氣濾清器，包括外殼(12)，具有臟空氣入口(20)，凈化空氣出口和內(nèi)部。管板(28)位于外殼內(nèi)部，具有多個開口(30)。板式過濾器裝置被定向，使得管板中的每個開口(30)被板式過濾器裝置覆蓋。提供了多個吹管(40)。每個吹管被定向引導(dǎo)流體脈沖朝向由板式過濾器裝置覆蓋的管板(28)的對應(yīng)一個開口(30)。積聚裝置被定向靠近管板的開口，位于管板的下游側(cè)。對于管板中的每個開口，積聚裝置包括第一和第二板(44)，靠近管板開口的相對端。管板的相鄰開口共用相同的第一或第二板(44)。優(yōu)選地，每個吹管被定向以一角度引導(dǎo)流體脈沖朝向由板式過濾器裝置覆蓋的管板中的對應(yīng)一個開口，所述角度(i)不垂直于管板中開口的平面；和(ii)不與通過板式過濾器裝置的過濾流的大體方向一致。
文檔編號B01D46/00GK101553299SQ200780044340
公開日2009年10月7日 申請日期2007年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月30日
發(fā)明者T·D·瑞澤 申請人:唐納森公司