專利名稱：過濾器濾芯,集塵器和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于凈化空氣的過濾器，例如用于集塵器和其它設(shè)備中。尤其是，本發(fā) 明涉及Z-過濾器和利用Z-過濾器的集塵器以及使用它們的方法。
背景技術(shù)：
集塵器被用于清除空氣流中的顆粒物。集塵器的一個實施例包括袋式過濾器。袋 式過濾器包括外殼，臟空氣入口，潔凈空氣出口，和具有多個孔的管板。管板將外殼的臟空 氣側(cè)和潔凈空氣側(cè)之間分隔開并固定過濾袋。所述袋由過濾介質(zhì)制成，以便隨著臟空氣從 臟空氣側(cè)流向潔凈空氣側(cè)，空氣必須流過所述袋，并且所述袋的過濾介質(zhì)阻止顆粒物到達 潔凈空氣側(cè)。已知的集塵器的另一實施例包括使用具有以圓筒或橢圓形式的褶狀介質(zhì)的過濾 器濾芯。所述過濾器濾芯由管板支撐，并且空氣從臟空氣側(cè)到潔凈空氣側(cè)必須流過過濾器 濾芯的褶狀介質(zhì)。希望改進集塵器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明描述了 Z-過濾器濾芯，所述Z-過濾器濾芯能夠?qū)㈩w粒物從空氣流中清除。 這些ζ-過濾器濾芯可用于集塵器。描述了集塵器的實施例。在一個方面，提供了一種空氣過濾器濾芯，所述空氣過濾器濾芯包括介質(zhì)包，所述 介質(zhì)包具有上游和下游相對的流動面以及在所述上游和下游相對的流動面之間延伸的第 一和第二相對的側(cè)面。第一側(cè)板倚靠介質(zhì)包的第一側(cè)面。包括了墊圈結(jié)構(gòu)。所述墊圈結(jié)構(gòu) 具有周邊墊圈件倚靠下游流動面并圍繞下游流動面的周邊。所述墊圈結(jié)構(gòu)還包括側(cè)面墊圈 件，與周邊墊圈件成一體，并且鄰近第一側(cè)板的至少一部分延伸部分。另一方面，提供了一種集塵器，所述集塵器包括外殼，(所述外殼)具有臟空氣入 口，潔凈空氣出口，管板，和框架結(jié)構(gòu)。管板將外殼的未過濾空氣室和已過濾空氣室之間分 隔開。管板具有穿過其中的多個孔和密封表面?？蚣芙Y(jié)構(gòu)從管板伸出。第一空氣過濾器濾 芯包括介質(zhì)包，所述介質(zhì)包具有上游和下游相對的流動面以及在所述上游和下游相對的流 動面之間延伸的第一和第二相對的側(cè)面。第一側(cè)板倚靠介質(zhì)包的第一側(cè)面。墊圈結(jié)構(gòu)包括 周邊墊圈件倚靠下游流動面并圍繞下游流動面的周邊。周邊墊圈件被壓抵框架結(jié)構(gòu)。墊圈 結(jié)構(gòu)還包括側(cè)面墊圈件，與周邊墊圈件成一體，并鄰近第一側(cè)板的至少一部分延伸部分。側(cè) 面墊圈件被壓抵管板密封表面。在另一方面，一種過濾空氣的方法包括將臟空氣引導(dǎo)入外殼的未過濾空氣室，所 述外殼具有管板和框架結(jié)構(gòu)。然后，有一個步驟是引導(dǎo)臟空氣通過第一空氣過濾器濾芯的 介質(zhì)包的上游側(cè)以便從臟空氣中除去雜質(zhì)(污染物)，并且使得已過濾的空氣在已過濾空 氣室中。介質(zhì)包具有上游和下游相對的流動面以及在所述上游和下游相對的流動面之間延 伸的第一和第二相對的側(cè)面。第一側(cè)板倚靠介質(zhì)包的第一側(cè)面。隨后，有一個步驟是通過墊 圈結(jié)構(gòu)阻止臟空氣繞過第一空氣過濾器濾芯，所述墊圈結(jié)構(gòu)包括周邊墊圈件，所述周邊墊圈件倚靠下游流動面并圍繞下游流動面的周邊，所述周邊墊圈件被壓抵框架結(jié)構(gòu)。與周邊 墊圈件成一體并鄰近第一側(cè)板的至少一部分延伸部分的側(cè)面墊圈件被壓抵管板密封表面。在另一方面，一種維修(保養(yǎng))集塵器的方法包括提供第一空氣過濾器濾芯，所述 第一空氣過濾器濾芯包括介質(zhì)包，所述介質(zhì)包具有上游和下游相對的流動面以及在上游和 下游相對的流動面之間延伸的第一和第二相對的側(cè)面。第一側(cè)板倚靠介質(zhì)包的第一側(cè)面。 墊圈結(jié)構(gòu)包括周邊墊圈件，所述周邊墊圈件倚靠下游流動面并圍繞下游流動面的周邊，并 且墊圈結(jié)構(gòu)包括側(cè)面墊圈件，所述側(cè)面墊圈件鄰近第一側(cè)板的至少一部分延伸部分。隨后， 有一個步驟是在集塵器外殼中定位第一空氣過濾器濾芯。所述集塵器外殼具有管板和框架 結(jié)構(gòu)。分離外殼的未過濾空氣室和已過濾空氣室的管板具有穿過其中的多個孔和密封表 面。框架結(jié)構(gòu)從管板伸出。在定位第一空氣過濾器濾芯時，有一個步驟是移動第一過濾器 濾芯直到側(cè)面墊圈件接合抵靠管板密封表面。用于過濾器濾芯的墊圈包括第一墊圈部分，所述第一墊圈部分具有自由端和相對 的第一端；第二墊圈部分，所述第二墊圈部分具有自由端和相對的第二端；所述第二墊圈 部分相對于第一墊圈部分成20-70°的角度；第一墊圈部分對第二墊圈部分的長度之比在 1-2. 5之間；和，中間墊圈部分，所述中間墊圈部分連接第一墊圈部分的第一端和第二墊圈 部分的第二端。第一墊圈部分，第二墊圈部分，和中間墊圈部分一起形成開口的過濾器濾芯 容納腔，所述容納腔被構(gòu)造和設(shè)置成容納過濾器濾芯。應(yīng)當(dāng)指出，并非本文所述的所有這些特定特征均需要被結(jié)合入結(jié)構(gòu)中，以便所述 結(jié)構(gòu)具有本發(fā)明的某些選定的優(yōu)點。


圖1是由槽紋片材固定至表面片材組成的Z-過濾介質(zhì)的單面條的局部示意性透 視圖；圖2是由槽紋介質(zhì)固定至表面介質(zhì)組成的單面片材的放大示意性局部圖；圖3是各種選定的槽紋形狀的示意圖；圖3A是單面介質(zhì)包中另一槽紋介質(zhì)結(jié)構(gòu)的示意性局部剖視圖；圖;3B是另一槽紋定義的示意性局部剖視圖；圖3C是用于介質(zhì)包的另一槽紋定義的示意性局部剖視圖；圖4是制造用于本發(fā)明的介質(zhì)包的單面介質(zhì)的工藝的示意圖；圖5是針刺槽紋的一個示例的示意性剖視圖；圖6是包括單面介質(zhì)材料的卷繞片材的卷繞介質(zhì)結(jié)構(gòu)的示意性透視圖；圖7是層疊介質(zhì)結(jié)構(gòu)的示意性透視圖；圖8是利用具有單面過濾介質(zhì)條的層疊的介質(zhì)包，按照本發(fā)明的原理構(gòu)造的空氣 過濾器濾芯的第一實施例的透視圖；圖8A是圖8所示空氣過濾器濾芯的分解透視圖；圖9是圖8的空氣過濾器濾芯的俯視圖；圖10是圖8的空氣過濾器濾芯的剖視圖；所述剖面沿圖9的線10-10剖開；圖IlA是圖10所示剖視圖的一部分的放大圖；圖IlB是用于圖8-10的過濾器濾芯的墊圈輪廓的放大圖；7
圖IlC是圖IlB的墊圈的透視圖；圖12是具有由單面過濾介質(zhì)材料條的層疊組成的介質(zhì)包，按照本發(fā)明的原理構(gòu) 造的空氣過濾器濾芯的另一實施例的透視圖；圖13是圖12所示空氣過濾器濾芯的一部分的剖面的放大圖；圖14是采用圖8-13所示類型的空氣過濾器濾芯，按照本發(fā)明的原理構(gòu)造的集塵 器的第一實施例的透視圖；圖15是圖14所示的集塵器的部分分解的透視圖，其中部分被移去以便更清楚可 見；圖16是圖14所示集塵器的分解透視圖，其中部分被移去以便更清楚可見；圖17是圖14所示集塵器的側(cè)視圖；圖18是圖17所示集塵器的剖視圖，所述剖面沿圖17的線18_18剖開；圖19是圖14所示集塵器的正視圖；圖20是圖14-19所示集塵器的剖視圖，所述剖面沿圖19的線20_20剖開；圖21是采用圖8-13的空氣過濾器濾芯，按照本發(fā)明的原理構(gòu)造的集塵器的另一 實施例的剖視圖；圖22是圖21所示集塵器的分解透視圖，其中部分被移去以便更清楚可見；圖23是圖21和22的集塵器的另一分解透視圖，其中部分被移去以便更清楚可 見；圖M是圖21-23的集塵器的另一分解透視圖，其中部分被移去以便更清楚可見；圖25是圖22所示透視圖的一部分的放大圖；圖沈是用于圖14-25的集塵器的夾具結(jié)構(gòu)的透視圖；圖27是圖沈所示夾具結(jié)構(gòu)的另一透視圖；圖觀是固定至適配凸緣的空氣過濾器濾芯的可替換實施例的側(cè)視圖，所述固定 至適配凸緣的空氣過濾器濾芯可用于圖14-25的集塵器；圖四是圖觀所示過濾器濾芯和適配板的透視圖；圖30是按照本發(fā)明的原理構(gòu)造的集塵器的第二實施例的透視圖；圖31是圖30所示集塵器的另一透視圖；圖32是圖30的集塵器的透視圖，其中一壁被移去以露出內(nèi)部部件；圖33是圖32的集塵器的另一透視圖，其中一壁被移去以示出內(nèi)部部件；圖34是圖30-33的集塵器的俯視圖；圖35是圖34的集塵器的剖視圖，所述剖面沿圖34的線B-B剖開；圖36是圖30-35的集塵器的透視圖，其中部分被移去以露出內(nèi)部部件；圖37是圖36的集塵器的透視圖，并示出了從集塵器移去的過濾元件；圖38是圖30-37的集塵器的透視圖，其中外壁被移去并且過濾元件被移去，以示 出內(nèi)部部件；圖39是圖38的集塵器的透視圖；圖40是圖38和39的集塵器的透視圖，其中壁和過濾元件被移去以示出內(nèi)部部 件；圖41是圖40所示細(xì)節(jié)B的放大透視圖42是圖30-41的集塵器的透視圖，其中外壁被移去并且過濾元件被安裝；圖43是圖42的細(xì)節(jié)B的放大透視圖；圖44是用于圖30-43的集塵器的框架的透視圖；圖45是圖44的框架的另一透視圖；圖46是圖30-43的集塵器的從上面看的透視圖，并示出了過濾器濾芯從其取出；圖47是圖30-43的集塵器的另一從上面看的透視圖；圖48是集塵器的一部分的從上面觀察的透視圖，所述一部分是圖47的細(xì)節(jié)B ；圖49是按照本發(fā)明的原理構(gòu)造的集塵器的另一實施例的透視圖；圖50是圖49的集塵器的另一透視圖；圖51是圖49的集塵器的另一透視圖；圖52是圖49的集塵器的透視圖，并示出了通過取出過濾元件來維修集塵器的步 驟；圖53是圖52所示集塵器的一部分的放大圖；圖M是圖49的集塵器的一部分的正視圖，示出了過濾元件被安裝和密封就位；圖55是圖M的一部分的放大圖；圖56是用于圖49的集塵器的升降組件(lift assembly)的分解透視圖；圖57是圖30-48的集塵器的示意性透視圖，采用夾具組件的另一實施例，所述夾 具組件處于釋放位置；圖58是類似于圖57的視圖，其中夾具組件部分接合；和圖59類似于圖57和58，其中夾具組件處于夾緊或鎖定位置。
具體實施方式
I. Z-過濾介質(zhì)結(jié)構(gòu)，概述槽紋過濾介質(zhì)可用于以多種方式提供流體過濾器結(jié)構(gòu)。一種公知的方式被稱為 ζ-過濾器結(jié)構(gòu)。本文所用的術(shù)語“ζ-過濾器結(jié)構(gòu)”是指一種過濾器結(jié)構(gòu)，其中各波紋狀的、 折疊的或以其它方式形成的過濾槽紋被用于限定成組的縱向過濾槽紋，以便流體流過介 質(zhì)；流體沿著介質(zhì)的相對入口和出口流動端(或流動面)之間的槽紋長度流動。Z-過濾介 質(zhì)的一些示例披露于美國專利 5，820，646 ；5，772，883 ；5，902，364 ；5，792，247 ；5，895，574 ； 6，210，469 ；6，190，432 ；6，350，296 ；6，179，890 ；6，235，195 ；Des. 399，944 ；Des. 428，128 ； Des. 396, 098 ；Des. 398, 046 ；和Des. 437,401 ；上述15篇引用文獻中的每一篇均在此被結(jié) 合入本文作為引用。一種類型的ζ-過濾介質(zhì)利用兩種特定的介質(zhì)部件結(jié)合在一起，以形成介質(zhì)結(jié) 構(gòu)。所述兩種部件是(1)槽紋(通常是波紋狀)介質(zhì)片材，( 表面介質(zhì)片材。表面介 質(zhì)片材通常是非波紋狀的，不過它可以是波紋狀的，例如垂直于槽紋方向，如美國臨時申請 60/543，804中所述，該申請的申請日為2004年2月11日，該申請在此被結(jié)合入本文作為引用。槽紋(通常是波紋)介質(zhì)片材和表面介質(zhì)片材一起被用于限定具有平行的入口和 出口槽紋的介質(zhì)；即，槽紋片材的相對側(cè)可用作入口和出口流區(qū)域。在某些情況，槽紋片材和非槽紋片材被固定在一起，并隨后被卷繞以形成ζ-過濾介質(zhì)結(jié)構(gòu)。所述結(jié)構(gòu)披露于，例 如，美國專利US 6，235，195和6，179，890，所述兩篇文獻的每一篇均在此被結(jié)合入本文作 為引用。在某些其它結(jié)構(gòu)中，槽紋介質(zhì)固定至扁平介質(zhì)的一些非卷繞部分互相層疊，以形成 過濾器結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的一個示例在本申請的圖7中示出并披露于5，820，646的圖11，該文 獻在此被結(jié)合入本文作為引用。通常，槽紋片材/表面片材組合圍繞自身進行卷繞以形成卷繞的介質(zhì)包是通過使 表面片材定向向外進行的。用于卷繞的一些技術(shù)披露于申請日為2003年5月2日的美國 臨時專利申請60/467，521，和申請日為2004年3月17日的PCT申請US 04/07927，該申請 于2004年9月30日公開，公開號為WO 2004/082795，上述文獻在此被結(jié)合入本文作為引 用。結(jié)果，所得到的卷繞結(jié)構(gòu)一般具有表面片材的一部分作為介質(zhì)包的外表面。在一些情 況，圍繞介質(zhì)包可以提供防護層。本文所用的術(shù)語“波紋”是指介質(zhì)中的結(jié)構(gòu)，表示使介質(zhì)通過兩個波紋輥之間，即 進入兩個輥之間的輥隙或咬合部分所得到的槽紋結(jié)構(gòu)，其中每個輥具有適于在所得到的介 質(zhì)中形成波紋效果的表面特征。術(shù)語“波紋”不是指通過不涉及使介質(zhì)進入波紋輥之間的 輥縫的技術(shù)所形成的槽紋。不過，術(shù)語“波紋”旨在應(yīng)用于即使在波紋成形后被進一步改動 或變形的介質(zhì)，例如通過披露于
公開日為2004年1月22日的PCT W004/007054的折疊技 術(shù)，該文獻在此被結(jié)合入本文作為引用。波紋介質(zhì)是槽紋介質(zhì)的一種特定形式。槽紋介質(zhì)是各槽紋(例如通過波紋成形或 折疊成形而形成)延伸通過其間的介質(zhì)。利用ζ-過濾介質(zhì)的可維修的過濾元件或過濾器濾芯結(jié)構(gòu)有時被稱為“直通流動 結(jié)構(gòu)”或其變形。一般，本文中指的是可維修的過濾元件一般具有入口流動端(或面)和相 對的出口流動端(或面)，其中流體沿大致相同的直通方向進入和離開過濾器濾芯。(對于 該定義，術(shù)語“直通流動結(jié)構(gòu)”忽略了通過表面介質(zhì)的最外層卷離開介質(zhì)包的任何空氣流。) 本文中的術(shù)語“可維修的”是指含有介質(zhì)的過濾器濾芯定期地被從相應(yīng)的空氣濾清器中取 出和更換。在一些情況，入口流動端和出口流動端中的每一個一般會是平的或平面的，兩端 彼此平行。不過，該結(jié)構(gòu)的變形，例如非平面的面是可行的。一般，介質(zhì)包內(nèi)包括適當(dāng)?shù)拿芊獠牧?，以保證沒有未經(jīng)過濾的空氣流過介質(zhì)包，從 前端流動面(入口流動面)開始完全通過并從相對的橢圓面(出口流動面)向外延伸。直通流動結(jié)構(gòu)(尤其對于卷繞介質(zhì)包)例如不同于例如美國專利No. 6，039，778 中所示類型的圓柱形褶皺過濾器濾芯的可維修過濾器濾芯(該文獻在此被結(jié)合入本文作 為引用)，在該文獻中流體在穿過可維修的濾芯時一般轉(zhuǎn)向。也就是說，在6，039，778的過 濾器中，流體通過圓柱形側(cè)面進入圓柱形過濾器濾芯，并隨后轉(zhuǎn)向通過端面流出(在順流 系統(tǒng)中)。在通常的逆流系統(tǒng)中，流體通過端面進入可維修的圓柱形濾芯并隨后轉(zhuǎn)向通過圓 柱形過濾器濾芯的側(cè)面流出。所述逆流系統(tǒng)的一個示例在美國專利No. 5，613，992中示出， 該文獻在此被結(jié)合入本文作為引用。本文中所用的術(shù)語“ζ-過濾介質(zhì)結(jié)構(gòu)”及其變形，本意是指下述中的任意一種或全 部波紋狀或以其它方式的槽紋介質(zhì)固定至(表面)介質(zhì)的網(wǎng)，具有適當(dāng)?shù)拿芊庖宰柚箍諝?流在不穿過過濾介質(zhì)進行過濾的情況下從一個流動面流向另一個流動面；和/或，所述介 質(zhì)被卷繞或以其它形式構(gòu)造或形成為三維網(wǎng)絡(luò)的槽紋；和/或，包括所述介質(zhì)的過濾器結(jié)10構(gòu)。在許多結(jié)構(gòu)中，ζ-過濾介質(zhì)結(jié)構(gòu)被設(shè)置用于形成入口和出口槽紋的網(wǎng)絡(luò)，入口槽紋在 鄰近入口面的區(qū)域是開口的并且在鄰近出口面的區(qū)域是閉合的；并且，出口槽紋在鄰近入 口面處是閉合的并在鄰近出口面處是開口的。不過，可替換的ζ-過濾介質(zhì)結(jié)構(gòu)是可行的， 參見例如公布于2006年5月4日的US 2006/0091084A1，該文獻在此被結(jié)合入本文作為引 用；還包括在相對的流動面之間延伸的槽紋，具有密封結(jié)構(gòu)以阻止未經(jīng)過濾的空氣流過介 質(zhì)包。在本文的圖1中，示出了可用于ζ-過濾介質(zhì)的介質(zhì)1的示例。介質(zhì)1由槽紋(波 紋狀的)片材3和表面片材4構(gòu)成。此處，由槽紋片材固定至表面片材構(gòu)成的介質(zhì)條有時 會被稱為單面條或相似的術(shù)語?！悖瑘D1中的波紋片材3是在本文一般被表征為具有規(guī)則的、彎曲波型的槽紋或 波紋7的類型。在本文中術(shù)語“波型”是指交替的波谷7b和波峰7a的槽紋或波紋型式。在 本文中術(shù)語“規(guī)則的”是指成對的波谷和波峰(7b，7a)以大體相同的重復(fù)波紋(或槽紋)形 狀和大小交替。(另外，通常在規(guī)則的結(jié)構(gòu)中，每個波谷7b基本上是每個波峰7&的倒置。) 術(shù)語“規(guī)則的”因此表示，波紋(或槽紋)型式包括波谷和波峰，其中每一對(包括相鄰的 波谷和波峰)重復(fù)，在沿槽紋長度的至少70%上在波紋的尺寸和形狀上沒有明顯改變。本 文中的術(shù)語“基本上(明顯)”是指，由于用于形成波紋或槽紋片材的工藝或形式的變化所 導(dǎo)致的改變，而不是由于介質(zhì)片材3是柔性的這一事實所引起的微小變化。關(guān)于重復(fù)型式 的表征，并不表示在任何給定的過濾器結(jié)構(gòu)中，必須存在相等數(shù)量的波峰和波谷。介質(zhì)1可 以止于，例如一對波峰和波谷之間，或部分沿著一對波峰和波谷。(例如，在圖1中，局部示 出的介質(zhì)1具有8個完整的波峰7a和7個完整的波谷7b。)另外，相對的槽紋端(波谷和 波峰的端部)可能彼此不同。所述端部的變化在這些定義中被忽略，除非特別指出。也就 是說，槽紋端部的變化旨在被上述定義覆蓋。在表征波紋的“彎曲”波型的上下文中，術(shù)語“彎曲”是指一種波紋型式，它不是由 于介質(zhì)的折疊或折紋形狀而形成的，而是每個波峰的頂點7a和每個波谷的底部7b沿半徑 曲率形成。盡管其它方式是可行的，所述ζ-過濾介質(zhì)的通常半徑會是至少0. 25mm，并且通 常不會大于3mm。(根據(jù)上述定義的不是彎曲的介質(zhì)也可被使用。)對于波紋片材3，圖1所示的特定規(guī)則的彎曲波型的另一特征是，在每個波谷和每 個相鄰波峰之間的大致中點30，沿著槽紋7的長度的大部分，設(shè)置有過渡區(qū)域，在這里彎曲 部分倒置。例如，觀察圖1中的背面或面3a，波谷7b是凹入?yún)^(qū)域，而波峰7a是凸出區(qū)域。 當(dāng)然，當(dāng)朝向正面或面: 觀察時，面3a的波谷7b成為波峰；而面3a的波峰7a成為波谷。 (在某些情況，區(qū)域30可以是直段，而不是點，其中在段30的端部彎曲部分(曲率)倒置。)圖1所示的具體規(guī)則的、彎曲的波型的波紋片材3的一個特征是，各個波紋大體 是直的。術(shù)語“直的”在本文中表示，貫穿邊緣8和9之間長度的至少70% (通常至少是 80% )，波峰7a和波谷7b在截面上沒有明顯變化。術(shù)語“直的”結(jié)合圖1所示的波紋型式， 部分使該型式區(qū)別于錐形槽紋的波紋介質(zhì)，所述錐形槽紋的波紋介質(zhì)披露于W097/40918 的圖1和
公開日為2003年6月12日的PCT公開號WO 03/47722，上述文獻在此被結(jié)合入本 文作為引用。例如，WO 97/40918的圖1中的錐形槽紋是彎曲的波型，但不是“規(guī)則”的波 型，或直槽紋的型式，如同本文所用的術(shù)語。參見當(dāng)前的圖1并如上所述，介質(zhì)1具有第一和第二相對的邊緣8和9。當(dāng)介質(zhì)1被卷繞并形成為介質(zhì)包時，一般邊緣9會形成介質(zhì)包的入口端而邊緣8形成出口端，盡管相 反的定向是可行的。在所示的示例中，鄰近邊緣8具有密封劑，在這里是密封劑邊10的形式，將波紋 (槽紋)片材3和表面片材4密封在一起。密封劑邊10有時會被稱作“單面”邊，因為它是 形成單面或介質(zhì)條1的波紋片材3和表面片材4之間的密封邊。密封劑邊10在鄰近邊緣 8處密封閉合各槽紋11，以阻止空氣從其通過。在所示的示例中，鄰近邊緣9具有密封劑，在這里是密封邊14的形式。密封邊14 一般在鄰近邊緣9處閉合槽紋15，以阻止未經(jīng)過濾的流體在其中通過。密封邊14通常被應(yīng) 用為介質(zhì)1圍繞自身卷繞，其中波紋片材3向內(nèi)。因此，密封邊14會在表面片材4的背面 17和波紋片材3的一面18之間形成密封。密封邊14有時會被稱為“卷繞密封邊”，因為它 通常在條1被卷繞成卷繞介質(zhì)包時應(yīng)用。如果介質(zhì)1被切成條狀并層疊而非卷繞時，密封 邊14會是“層疊密封邊”。參見圖1，一旦介質(zhì)1被整合成介質(zhì)包，例如通過卷繞或?qū)盈B，它可以按如下方式 作業(yè)。首先，沿箭頭12方向的空氣會進入鄰近端部9的開口槽紋11。由于在端部8處由密 封邊10閉合，空氣會按箭頭13所示通過介質(zhì)。空氣隨后通過鄰近介質(zhì)包的端部8處的槽 紋15的開口端1 離開介質(zhì)包。當(dāng)然，相反方向的空氣流也可以進行作業(yè)。一般而言，ζ-過濾介質(zhì)由槽紋過濾介質(zhì)固定至表面過濾介質(zhì)構(gòu)成，并被設(shè)置成在 第一和第二相對的流動面之間延伸的槽紋的介質(zhì)包。在介質(zhì)包內(nèi)具有密封劑結(jié)構(gòu)，以保證 在第一上游邊緣處進入槽紋的空氣在沒有通過介質(zhì)進行過濾的情況下不能從下游邊緣離 開介質(zhì)包。對于本文圖1所示的具體結(jié)構(gòu)，平行的波紋7a，7b大體是直的從邊緣8到邊緣9 完全穿過介質(zhì)。直槽紋或波紋可以在選定的位置被變形或折疊，尤其在端部。在槽紋端處 的變形以便閉合一般在上述“規(guī)則的”，“彎曲的”和“波型”定義中被忽略。已知不采用直的、規(guī)則的彎曲波型波紋(槽紋)形狀的Z-過濾器結(jié)構(gòu)。例如，在 Yamada等人的U. S. 5，562，825中示出了采用有些半圓(截面)的入口槽紋鄰近窄的V-形 (具有彎曲側(cè))的出口槽紋的波紋型式(參見5，562，825的圖1和3)。在Matsumoto等 人的U. S. 5，049，326中，示出了由具有半管的一種片材連接至具有半管的另一片材而形 成的圓形(截面)或管狀槽紋，其中在所得到的平行的直槽紋之間具有扁平區(qū)域，參見 Matsumoto，3 的圖2。在Ishii等人的U. S. 4，925，561 (圖1)中，示出了折疊成具有矩 形截面的槽紋，其中槽紋沿其長度成錐形。在WO 97/40918(圖1)中，示出了具有彎曲波型 (來自相鄰的彎曲凸出和凹入波谷)但沿其長度成錐形(并因此不是直的)的槽紋或平行 波紋。另外，在WO 97/40918中，示出了具有彎曲波型但具有不同尺寸的波峰和波谷的槽 紋。一般，過濾介質(zhì)是相對柔性的材料，通常是(纖維素纖維，合成纖維或兩者的)無 紡纖維材料，其中經(jīng)常包括樹脂，有時用添加材料進行處理。因此，它可以被成形或設(shè)置成 不同的波紋型式，而沒有不可接受的介質(zhì)損壞。另外，它可易于卷繞或以其它方式設(shè)置以供 使用，同樣沒有不可接受的介質(zhì)損壞。當(dāng)然，它必須具有在使用過程中會保持所要求的波紋 結(jié)構(gòu)的性質(zhì)。在波紋成形工藝中，對介質(zhì)進行非彈性變形。這能阻止介質(zhì)回到原來形狀。不過，一旦釋放拉力，槽紋或波紋會趨于反彈，只是恢復(fù)一部分已發(fā)生的拉伸和彎曲。表面片材有 時粘接至槽紋片材，以抑制波紋片材中的這種反彈。另外，通常，介質(zhì)包含樹脂。在波紋成形工藝中，介質(zhì)可被加熱至樹脂的玻璃轉(zhuǎn)化 點之上。當(dāng)樹脂隨后冷卻時，它會有助于保持槽紋形狀。波紋片材3或表面片材4或兩者的介質(zhì)，可以在其一面或兩面上提供細(xì)纖維材料， 例如根據(jù)U. S. 6，673，136，該文獻在此被結(jié)合入本文作為引用。與ζ-過濾器結(jié)構(gòu)相關(guān)的一個問題涉及各槽紋端部的閉合。通常，設(shè)置密封劑或粘 合劑，以實現(xiàn)閉合。從上文的討論顯而易見，在通常的ζ-過濾介質(zhì)中，尤其是采用直槽紋而 非錐形槽紋的情況，在上游端和下游端都需要大的密封劑表面面積(和體積)。在這些位置 的高質(zhì)量密封對于所獲得介質(zhì)結(jié)構(gòu)的正確操作是至關(guān)重要的。高密封劑體積和面積產(chǎn)生了 與此相關(guān)的問題。仍參見圖1，示出粘接邊20位于波紋片材3和表面片材4之間，將兩者固定在一 起。粘接邊可以是例如粘合劑的非連續(xù)線。所述粘接邊還可以是點，通過其將介質(zhì)片材焊接在一起。從上文所述顯而易見，波紋片材3通常不是沿著兩者連接的波谷或波峰連續(xù)固定 至表面片材。因此，在不穿過介質(zhì)的情況下，空氣可以在相鄰的入口槽紋之間，和交替地在 相鄰的出口槽紋之間流動。不過，進入入口槽紋的空氣在不穿過至少一個介質(zhì)片材進行過 濾的情況下不能從出口槽紋流出。現(xiàn)在參見圖2，其中示出了采用槽紋(在這里是規(guī)則的彎曲波型的波紋)片材43 和非波紋的扁平的表面片材44的ζ-過濾介質(zhì)結(jié)構(gòu)40。點50和51之間的距離Dl限定了在 給定波紋槽紋53下方的區(qū)域52中的扁平介質(zhì)44的延伸部分。在相同距離Dl上，波紋狀槽 紋53的弓形介質(zhì)的長度D2由于波紋狀槽紋53的形狀當(dāng)然大于D1。對于用于槽紋過濾器 應(yīng)用中的通常規(guī)則形狀的介質(zhì)，介質(zhì)53在點50和51之間的線性長度D2 —般會是Dl的至 少1.2倍。通常，D2在(Dl的)1. 2-2.0倍的范圍內(nèi)，包括端值。用于空氣過濾器的一種具 體常見的結(jié)構(gòu)具有D2為約1. 25-1. 35XD1的結(jié)構(gòu)。例如，所述介質(zhì)已被商用于Donaldson PowercoreTM Z-過濾器結(jié)構(gòu)中。在這里，D2/D1之比有時會被表征為槽紋/平面比或波紋 狀介質(zhì)的介質(zhì)拉伸性。在波紋紙板行業(yè)中，業(yè)已定義了各種標(biāo)準(zhǔn)的槽紋。例如標(biāo)準(zhǔn)E槽紋，標(biāo)準(zhǔn)X槽紋， 標(biāo)準(zhǔn)B槽紋，標(biāo)準(zhǔn)C槽紋和標(biāo)準(zhǔn)A槽紋。所附圖3結(jié)合下文的表A提供了這些槽紋的定義。Donaldson Company, Inc. (DCI)，本發(fā)明的受讓人，已經(jīng)在各種Z-過濾器結(jié)構(gòu)中使 用了標(biāo)準(zhǔn)A和標(biāo)準(zhǔn)B槽紋的變形。這些槽紋同樣在表A和圖3中進行了定義。表A1權(quán)利要求
1. 一種集塵器，包括(a)外殼，所述外殼具有臟空氣入口，潔凈空氣出口，管板，和框架結(jié)構(gòu)；(i)所述管板將外殼的未過濾空氣室和已過濾空氣室分隔開；所述管板具有穿過其中 的多個孔；所述管板具有密封表面；( )所述框架結(jié)構(gòu)從所述管板延伸；和(b)第一空氣過濾器濾芯，所述第一空氣過濾器濾芯包括介質(zhì)包，所述介質(zhì)包具有上 游和下游相對的流動面，以及在上游和下游相對的流動面之間延伸的第一和第二相對的側(cè)(i)第一側(cè)板，所述第一側(cè)板倚靠所述介質(zhì)包的第一側(cè)面；(ii)墊圈結(jié)構(gòu)，所述墊圈結(jié)構(gòu)包括(A)周邊墊圈件，所述周邊墊圈件抵靠下游流動面并圍繞下游流動面的周邊；所述周 邊墊圈件壓抵所述框架結(jié)構(gòu)；和(B)側(cè)面墊圈件，所述側(cè)面墊圈件與周邊墊圈件成一體，并且鄰近第一側(cè)板的至少一部 分延伸部分；所述側(cè)面墊圈件壓抵管板密封表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集塵器，其中(a)所述介質(zhì)包還包括在上游和下游相對的流動面之間延伸的第三和第四相對的側(cè) 面；和單面過濾介質(zhì)材料條的層疊，每個條包括槽紋介質(zhì)片材固定至表面介質(zhì)片材并且被 定向使得每個槽紋片材的槽紋沿一方向在上游和下游流動面之間延伸；(b)所述空氣過濾器濾芯還包括(i)第二側(cè)板，所述第二側(cè)板倚靠介質(zhì)包的第二側(cè)面；( )第三側(cè)板，所述第三側(cè)板倚靠介質(zhì)包的第三側(cè)面；和(iii)第四側(cè)板，所述第四側(cè)板倚靠介質(zhì)包的第四側(cè)面；(c)所述框架結(jié)構(gòu)包括(i)多個托盤；至少一些托盤具有平面密封表面，所述平面密封表面與周邊墊圈件形 成密封；和( )與所述管板間隔并連接至所述托盤的桿；所述桿具有平面密封表面，所述平面密 封表面與周邊墊圈件形成密封；(d)所述集塵器還包括第二空氣過濾器濾芯，所述第二空氣過濾器濾芯包括介質(zhì)包，所 述介質(zhì)包具有上游和下游相對的流動面，在上游和下游相對的流動面之間延伸的第一和第 二相對的側(cè)面，和在上游和下游相對的流動面之間延伸的第三和第四相對的側(cè)面；(i)所述介質(zhì)包包括單面過濾介質(zhì)材料條的層疊，每個條包括槽紋介質(zhì)片材固定至 表面介質(zhì)片材并且被定向使得每個槽紋片材的槽紋沿一方向在上游和下游流動面之間延 伸；( )第一側(cè)板，所述第一側(cè)板固定至介質(zhì)包的第一側(cè)面；(iii)墊圈結(jié)構(gòu)，所述墊圈結(jié)構(gòu)包括(A)周邊墊圈件，所述周邊墊圈件抵靠下游流動面并圍繞下游流動面的周邊；(B)側(cè)面墊圈件，所述側(cè)面墊圈件與周邊墊圈件成一體，并且鄰近第一側(cè)板的至少一部 分延伸部分；(iv)第二空氣過濾器濾芯的下游流動面與第一空氣過濾器濾芯的下游流動面間隔并且與第一空氣過濾器濾芯的下游流動面相對；(ν)第二空氣過濾器濾芯的周邊墊圈件抵靠托盤的平面密封表面形成密封；和 (vi)第二空氣過濾器濾芯的側(cè)面墊圈件抵靠管板密封表面形成密封； 其中所述桿位于第一空氣過濾器濾芯和第二空氣過濾器濾芯之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集塵器，其中(a)第一過濾器濾芯和第二過濾器濾芯構(gòu)成第一過濾器對；和(b)所述集塵器還包括至少第二過濾器對；(i)所述第二過濾器對鄰近第一過濾器對并且通過托盤與第一過濾器對分隔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集塵器，還包括(a)反向脈沖凈化結(jié)構(gòu)，所述反向脈沖凈化結(jié)構(gòu)被構(gòu)造和設(shè)置成從已過濾的空氣室發(fā) 射空氣脈沖并穿過第一空氣過濾器濾芯的下游流動面；(i)所述反向脈沖凈化結(jié)構(gòu)針對管板中的每個孔包括至少一個噴嘴；和 ( )管板中的每個孔包括引導(dǎo)空氣脈沖穿過所述孔的文氏管。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的集塵器，其中(a)在第一列中排列多個過濾器對；和(b)在第二列中排列多個過濾器對。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一權(quán)利要求所述的集塵器，還包括 (a)導(dǎo)坡，所述導(dǎo)坡從管板伸出并且與其成非正交的一角度；(i)斜坡鄰近管板密封表面并且被構(gòu)造和設(shè)置成定位第一空氣過濾器濾芯以密封接合 抵靠管板密封表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一權(quán)利要求所述的集塵器，還包括(a)適配凸緣，所述適配凸緣固定至管板密封表面；所述適配凸緣具有正交于管板密 封表面的適配密封表面并與周邊墊圈件的一部分形成密封。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集塵器，其中(a)框架結(jié)構(gòu)相對于管板可在可操作位置和維修位置之間樞軸轉(zhuǎn)動，其中在可操作位 置，第一空氣過濾器濾芯密封抵靠管板；在維修位置，第一空氣過濾器濾芯解除抵靠管板的 密封。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的集塵器，還包括(a)從管板伸出的V-框架和與管板間隔的垂直桿；(i)當(dāng)所述框架結(jié)構(gòu)在可操作位置時，第一空氣過濾器濾芯密封抵靠管板、ν-框架和 垂直桿。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的集塵器，還包括(a)夾具組件，所述夾具組件可釋放地使第一空氣過濾器濾芯保持處于密封接合。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的集塵器，還包括(a)第二可移動的框架，所述第二可移動的框架相對于管板可樞軸轉(zhuǎn)動，并且位于與第 一空氣過濾器濾芯相對的V-框架的一側(cè)上；(b)由第二可移動的框架支撐的第二空氣過濾器濾芯；和(i)所述夾具組件具有鎖定位置，在該鎖定位置第一和第二空氣過濾器濾芯密封抵靠 所述管板、ν-框架和垂直桿；和釋放位置，在該釋放位置第一和第二空氣過濾器濾芯解除與所述管板、V-框架和垂直桿的密封。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的集塵器，其中 (a)所述夾具組件包括(i)板，所述板可樞軸轉(zhuǎn)動地固定至垂直桿；( )第一鉤鏈接件，所述第一鉤鏈接件固定至所述板；所述第一鉤鏈接件具有可選擇 和可釋放地固定至第一空氣過濾器濾芯的鉤子；(iii)第二鉤鏈接件，所述第二鉤鏈接件固定至所述板；所述第二鉤鏈接件具有可選 擇和可釋放地固定至第二空氣過濾器濾芯的鉤子；(iv)手柄，所述手柄固定至所述板；所述手柄被構(gòu)造和設(shè)置成使所述板轉(zhuǎn)動并且使第 一和第二鉤鏈接件在鎖定位置和釋放位置之間運動。
13.權(quán)利要求1所述的集塵器，還包括(a)升降組件，所述升降組件連接至集塵器外殼；(b)濾芯支撐架托盤，所述濾芯支撐架托盤可滑動地固定在所述升降組件上； 所述第一空氣過濾器濾芯被定位在濾芯支撐架托盤上；和(c)所述升降組件具有操縱桿，所述操縱桿被構(gòu)造和設(shè)置成使所述升降組件、濾芯支撐 架托盤和第一空氣過濾器濾芯在密封位置和維修位置之間運動，其中在密封位置，第一空 氣過濾器濾芯密封抵靠管板；在維修位置，第一空氣過濾器濾芯與管板相間隔。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集塵器，其中(a)所述介質(zhì)包還包括在上游和下游相對的流動面之間延伸的第三和第四相對的側(cè) 面；和單面過濾介質(zhì)材料條的層疊，每個條包括槽紋介質(zhì)片材固定至表面介質(zhì)片材并且被 定位使得每個槽紋片材的槽紋沿一方向在上游和下游流動面之間延伸；(b)所述空氣過濾器濾芯還包括(i)第二側(cè)板，所述第二側(cè)板倚靠介質(zhì)包的第二側(cè)面； ( )第三側(cè)板，所述第三側(cè)板倚靠介質(zhì)包的第三側(cè)面；和 (iii)第四側(cè)板，所述第四側(cè)板倚靠介質(zhì)包的第四側(cè)面； 和所述集塵器還包括，(c)第二空氣過濾器濾芯，所述第二空氣過濾器濾芯包括介質(zhì)包，所述介質(zhì)包具有上游 和下游相對的流動面，在上游和下游相對的流動面之間延伸的第一和第二相對的側(cè)面，和 在上游和下游相對的流動面之間延伸的第三和第四相對的側(cè)面；(i)所述介質(zhì)包包括單面過濾介質(zhì)材料條的層疊，每個條包括槽紋介質(zhì)片材固定至 表面介質(zhì)片材并且被定向使得每個槽紋片材的槽紋沿一方向在上游和下游流動面之間延 伸；( )第一側(cè)板，所述第一側(cè)板固定至介質(zhì)包的第一側(cè)面；(iii)墊圈結(jié)構(gòu)，所述墊圈結(jié)構(gòu)包括(A)周邊墊圈件，所述周邊墊圈件抵靠下游流動面并圍繞下游流動面的周邊；(B)側(cè)面墊圈件，所述側(cè)面墊圈件與周邊墊圈件成一體，并且鄰近第一側(cè)板的至少一部 分延伸部分；(iv)第二空氣過濾器濾芯的下游流動面與第一空氣過濾器濾芯的下游流動面間隔并 與第一空氣過濾器濾芯的下游流動面相對；(ν)第二空氣過濾器濾芯的周邊墊圈件抵靠框架結(jié)構(gòu)形成密封；和(vi)第二空氣過濾器濾芯的側(cè)面墊圈件抵靠管板密封表面形成密封；和(d)第二空氣過濾器濾芯被定位在濾芯支撐架托盤上并且背離第一空氣過濾器濾芯成一角度。
15. 一種維修集塵器的方法；所述方法包括(a)提供第一空氣過濾器濾芯，所述第一空氣過濾器濾芯包括介質(zhì)包，所述介質(zhì)包具有 上游和下游相對的流動面以及在上游和下游相對的流動面之間延伸的第一和第二相對的 側(cè)面；(i)第一側(cè)板，所述第一側(cè)板倚靠所述介質(zhì)包的第一側(cè)面；(ii)墊圈結(jié)構(gòu)，所述墊圈結(jié)構(gòu)包括(A)周邊墊圈件，所述周邊墊圈件抵靠下游流動面并圍繞下游流動面的周邊；(B)側(cè)面墊圈件，所述側(cè)面墊圈件與周邊墊圈件成一體，并且鄰近第一側(cè)板的至少一部 分延伸部分；(b)將第一空氣過濾器濾芯定位在集塵器外殼中；所述集塵器外殼具有管板和框架結(jié)構(gòu)；(i)所述管板將外殼的未過濾空氣室和已過濾空氣室分隔開；所述管板具有穿過其中 的多個孔；所述管板具有密封表面；( )所述框架結(jié)構(gòu)從所述管板伸出；和(c)在定位時，移動第一過濾器濾芯直到所述側(cè)面墊圈件接合抵靠所述管板密封表面。
全文摘要
一種空氣過濾器濾芯具有Z-介質(zhì)和墊圈結(jié)構(gòu)，所述墊圈結(jié)構(gòu)具有周邊墊圈件抵靠下游流動面和側(cè)面墊圈件鄰近第一側(cè)板的至少一部分延伸部分。所述側(cè)面墊圈件沒有部分抵靠空氣過濾器濾芯的第二、第三和第四側(cè)板。所述空氣過濾器濾芯可用于具有管板和從管板伸出的框架結(jié)構(gòu)的集塵器。周邊墊圈件密封抵靠框架結(jié)構(gòu)，而側(cè)面墊圈件密封抵靠管板。一種維修的方法包括將空氣過濾器濾芯定位抵靠導(dǎo)坡和移動過濾器濾芯直到側(cè)面墊圈件接合抵靠管板密封表面。
文檔編號B01D46/42GK102039072SQ20101050695
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月14日
發(fā)明者E·羅斯, G·R·尼加德, R·S·斯韋茲, T·D·瑞澤 申請人:唐納森公司