專利名稱：脈沖清潔板式過濾元件的系統(tǒng)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)的廢氣反沖 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;和美國專利公開號 US2006/0112667A1，這些專利文獻中的每一篇在此被結(jié)合入本文作為參考。
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 許多應(yīng)用中，過濾器的開口對應(yīng)于管板的開口，其中安裝有過濾器。希望對脈沖 清潔過濾器進行改進。發(fā)明內(nèi)容
提供了一種空氣濾清器，它包括外殼，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)部并具有多個開口。管板定向為大致水平或大致垂直方 位中的一個。提供了多個板式過濾器，每個過濾器被安裝在管板的對應(yīng)一個開口 中?？諝鉃V清器還具有多個吹管，每個吹管定向引導(dǎo)流體脈沖以一角度朝向板式 過濾器的對應(yīng)一個，所述角度(i)不垂直于管板開口的平面；和(ii)不與通過 對應(yīng)板式過濾器的過濾流的大體方向一致。
提供了一種脈沖清潔定向于管板開口的板式過濾器的方法。所述方法包 括引導(dǎo)流體脈沖以一角度朝向每個板式過濾器，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的過濾流的大體方向一致。板式過濾器被定 向在管板上，并且管板被定向在大致水平或大致垂直方位中的一個。


圖1是利用本發(fā)明原理的空氣過濾器系統(tǒng)的一個實施例的局部剖開的側(cè) 視圖2是示出本發(fā)明原理的示意性側(cè)視圖；
圖3是示出本發(fā)明原理的示意圖； [OIO]圖4是示出本發(fā)明原理的示意圖5是利用本發(fā)明原理的空氣過濾器系統(tǒng)的一個實施例的示意性側(cè)視圖；
圖6是利用本發(fā)明原理的空氣過濾器系統(tǒng)的另一實施例的示意性側(cè)視圖；
圖7是利用本發(fā)明原理的空氣過濾器系統(tǒng)的另一實施例的示意性側(cè)視圖；
圖8是利用本發(fā)明原理的空氣過濾器系統(tǒng)的另一實施例的示意性側(cè)視圖；
圖9是利用本發(fā)明原理的空氣過濾器系統(tǒng)的另一實施例的示意性側(cè)視圖10是利用本發(fā)明原理的空氣過濾器系統(tǒng)的另一實施例的示意性側(cè)視 圖；和
圖11是利用本發(fā)明原理的空氣過濾器系統(tǒng)的另一實施例的示意性側(cè)視圖。
具體實施方式
濾塵器或空氣濾清器系統(tǒng)在圖1大體以附圖標記10示出。所示系統(tǒng)包括 外殼12，它具有側(cè)壁板17，被剖開以示出組件的不同部分的結(jié)構(gòu)。上壁板16具 有內(nèi)壁表面19。在本實施例中，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)域或漏斗25的底部表面23限 定。底部底板或框架26以適當方式固定到側(cè)壁板17。
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)安裝有單獨的過濾元件，在所示的實施例中，過濾元件是板式過 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 的流體以直流通過方式流過過濾元件。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介質(zhì)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的流動面，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開口并在下 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開口。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參見，例 如，美國專利號5,820,646;專利公開號2003/0121845;和美國專利號6,350,291, 這些專利文獻中的每一篇都在此被結(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。從那里，凈化的空氣流過出口34。定期地，過濾元件 32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)進行清潔。具體地講，加壓氣體的射流被引導(dǎo)通過單獨的吹管40， 相應(yīng)的吹管定向于每個對應(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)其離開過濾元件32并進入漏斗。
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的開口 30中的一個過濾元件32定向。在圖2中，可以看到吹管40 是如何相對于在平面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，用于對應(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，如相對于包含用于對應(yīng)過濾元件32的開口 30的平面 60成銳角或鈍角。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)所用的直徑D1。
盡管所示實施例僅示出了單個吹管40對應(yīng)單個過濾元件32，但應(yīng)當理 解，在許多實施中，每個元件32可有多于一個的吹管40。
在優(yōu)選的實施例中，通過利用積聚裝置42截留至少部分脈沖。積聚裝置 42從吹管40捕獲脈沖流。在一個實施例中，積聚裝置42包括至少一個板，如第 一板44所示，定向在管板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、或大體無孔固體結(jié)構(gòu)定向于用于對應(yīng)過濾元件32的管板28的相鄰對應(yīng)開口。
在某些實施中，積聚裝置包括第二板46，定向在與第一板44相對的管板 28的開口30的相對端。在所示的實施例中，第一和第二板44、 46與脈沖的大體 方向一致，但是角度不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角度的5。以內(nèi)。類似的，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角度的5°以內(nèi)。在一些實施例中，第一角度50 和第二角度52是相等的。在其他實施例中，第一角度50和第二角度52是不相等的。在一些實施例中，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中所示，第一板44具有長度L1，優(yōu)選不長于管板28上相應(yīng)開口 30的長度的三倍。這是因為隨著長度的增加，主要流動壓力損失增加。優(yōu)選的， 長度L1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)選實施例中， 吹管40距離管板不大于吹管內(nèi)徑的30_40倍，以便噴射脈沖。
在圖2中，附圖標記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的中心一致。
在一個實施例中，更接近相應(yīng)吹管40的板(在所示的實施例中為第二板 46)的長度短于另一板(在本示例中為第一板44)。在一個實施例中，這個較短的 板46的長度不小于管板28的相應(yīng)開口 30的長度的5%。由于既可以節(jié)省材料又 可以減小伴隨抽吸空氣流的壓力損失，因此這種結(jié)構(gòu)是有利的。
現(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，標準脈沖方向垂直于或正交于包含管板28的平面60。角度64示出了偏離 垂直方向或如箭頭62所示標準現(xiàn)有技術(shù)方向的角度。從吹管40的通常脈沖擴展 在角度66示出。如上文所解釋的，來自吹管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)中由箭頭62所示排氣射流的直徑Dl，在管板28的開口 30覆 蓋了更大的表面區(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是空氣濾清器10的另一個實施例的示意性側(cè)視圖。在該實施例中， 示出了管板28沿大致水平方向。術(shù)語"大致水平"方向是指，管板28位于平面60， 而平面60相對于大致水平面定向為0°-45°。過濾元件32安裝在管板28的開口 30 中。吹管40以與上文結(jié)合圖l-4所述相似的方式被定向引導(dǎo)流體脈沖朝向?qū)?yīng)的 一個過濾器32。示出了積聚裝置42，并被表示為多個板150，靠近管板28的開口 30，位于管板28的凈化空氣側(cè)15。每個相應(yīng)開口 30之間的板150可以是公共的 或共用的板150。過濾元件32大致平行于平面60。在本實施例中，在過濾器32 之間要求的空間非常小，并且在過濾器32之間沒有空氣流動。
圖6是空氣濾清器10的另一個實施例。在圖6中，管板28被認為大致 水平，平面60相對于水平面成0。-45。角。在圖6中，在152處示出了角度，并且 大約為30°。過濾元件32大致平行于管板28的平面60。
圖7示出了空氣濾清器10的另一個實施例。圖7類似于圖6的實施例， 除了過濾器32相對于管板平面成一角度154夕卜。角度154可以在0°-45°的范圍內(nèi)， 優(yōu)選小于30°。
在圖6和7的實施例中，所述結(jié)構(gòu)允許在20處的高入口，它可以利用垂 直或近似垂直方向的主要空氣流通過元件32和來自吹管40的脈沖流。在圖5的 實施例中，來自入口20的側(cè)面流動具有相似的優(yōu)點，因為它可以利用垂直或近似 垂直方向的主要流動通過元件32和來自吹管40的脈沖流。圖5-7的實施例中外殼 12的結(jié)構(gòu)能夠幫助減少灰塵從漏斗25再次被夾帶進入元件32。另外，在圖5-7 的實施例中，經(jīng)過入口20的臟空氣需要轉(zhuǎn)向，這降低了空氣流的速度，并且有助 于使得灰塵在漏斗25中沉淀，而不是被攜帶到過濾元件32。因此，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相 比，降低了過濾元件32上的含塵量。另外，圖5-7的實施例示出了外殼12的形狀 如何可以大體短和矮胖，與現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)相比，可以得到高度減小的外殼12。
圖8-11示出了大體垂直定向的管板28。術(shù)語"大體垂直"是指，管板位于 相對于垂直平面成0°-45°的平面60。圖8-11的實施例允許向下引導(dǎo)灰塵進入漏斗 25。這會有助于減少灰塵再次被夾帶進入過濾器32。通過臟空氣入口 20進入的載有灰塵的空氣被要求轉(zhuǎn)向，以便進入過濾元件32的表面。這會有助于降低臟空氣 的速度，有助于使得灰塵顆粒由于重力落入漏斗25，并且與現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)相比， 會減少灰塵流至過濾元件32上。從圖8-11可以看到，空氣濾清器10的結(jié)構(gòu)高而 細長，這與某些現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)相比，使得外殼12的寬度最小化。
在圖8中，示出了過濾元件32大體平行于垂直平面60。由臟空氣入口 20進入的空氣通過外殼12的上部進入，并且必須轉(zhuǎn)向以便流過過濾元件32。凈 化的空氣通過凈化空氣出口 34離開結(jié)構(gòu)10。在34'還示出了另一凈化空氣出口。 結(jié)構(gòu)可以包括凈化空氣出口34、 34'中的一個或兩者。
圖9是空氣濾清器10的大體垂直結(jié)構(gòu)的另一個實施例。在圖10中，過 濾器32大體平行于管板28的大致平面60。但是，示出的管板28的平面60相對 于垂直平面成角度156。角度156可以為0°-45°，優(yōu)選大約為30。。
圖IO示出了另一個實施例。在該實施例中，管板28平行于平面60，并 且大體是垂直的。但是，過濾元件32相對于管板28成一角度。元件32相對于管 板28的角度大致如158所示。
圖11結(jié)合了圖9和IO的構(gòu)思。在圖11中，平行于管板28的平面60相 對于大體垂直線157成一角度156。另外，元件32相對于管板28成一角度，如角 度158所示。角度156和角度158可以為0° -45° ，優(yōu)選大約30° 。
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；(i)所述管板被定向為大體水平或大體垂直方位中的一個；(c)多個板式過濾器，每個過濾器被安裝在管板的對應(yīng)一個開口中；和(d)多個吹管，每個吹管被定向以一角度引導(dǎo)流體脈沖朝向板式過濾器的對應(yīng)一個，所述角度(i)不垂直于管板開口的平面；和(ii)不與通過對應(yīng)板式過濾器的過濾流的大體方向一致。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣濾清器，還包括(a)積聚裝置，它被定向靠近管板的開口，位于管板的下游側(cè)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的空氣濾清器，其中(a)所述積聚裝置包括多個板，定向靠近管板的開口。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣濾清器，其中(a)所述管板大體水平，并且相對于水平面所成角度為0° -45° 。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的空氣濾清器，其中 (a)每個板式過濾器被定向大體平行于管板。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的空氣濾清器，其中(a)每個板式過濾器被定向相對于管板所成角度為O。 -45° 。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣濾清器，其中(a)所述管板大體垂直，并且相對于垂直平面所成角度為0° -45° 。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的空氣濾清器，其中 (a)每個板式過濾器被定向大體平行于管板。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的空氣濾清器，其中(a)每個板式過濾器被定向相對于管板所成角度為O。 -45° 。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1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。
11、 一種脈沖清潔定向于管板開口的板式過濾器的方法，所述方法包括 (a)以一角度引導(dǎo)流體脈沖朝向每個板式過濾器，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的過濾流的大體方向一致；其中，板式過濾器被定向于管板，而管板被定向于大體水平或大體垂直方位中的 一個。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中(a)引導(dǎo)流體脈沖的步驟包括通過利用積聚器截留至少部分流體脈沖。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中(a)引導(dǎo)流體脈沖的步驟包括引導(dǎo)流體脈沖朝向管板的開口，所述管板大體水 平并且相對于水平面所成角度為0° -45° 。
14、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中(a)引導(dǎo)流體脈沖的步驟包括引導(dǎo)流體脈沖朝向管板的開口，所述管板大體垂 直并且相對于垂直平面所成角度為0° -45° 。
15、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中(a)每個板式過濾器被定向大體平行于管板。
16、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中(a)每個板式過濾器被定向相對于管板所成角度為O。 -45° 。
17、 根據(jù)權(quán)利要求11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
提供一種空氣濾清器10，它包括外殼，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)部并具有多個開口30。管板定向為大體水平或大體垂直方位中的一個。提供了多個板式過濾器32，每個過濾器被安裝在管板的對應(yīng)一個開口中?？諝鉃V清器還具有多個吹管40，每個吹管以一角度被定向引導(dǎo)流體脈沖朝向板式過濾器32的對應(yīng)一個，所述角度(i)不垂直于管板開口的平面；和(ii)不與通過對應(yīng)板式過濾器的過濾流的大體方向一致。提供了一種脈沖清潔定向于管板開口的板式過濾器的方法。所述方法包括以一角度引導(dǎo)流體脈沖朝向每個板式過濾器，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的過濾流的大體方向一致。板式過濾器被定向在管板中，而管板被定向于大體水平或大體垂直方位中的一個。
文檔編號B01D46/04GK101541395SQ200780044380
公開日2009年9月23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