专利名称：脉冲清洁板式过滤器的过滤装置结构和方法
技术领域：
本发明涉及利用加压气体发生器进行脉冲清洁过滤元件的方法。本发明 还涉及包括空气滤清器、滤尘器、和脉冲清洁技术的装置。
背景技术：
空气滤清器或集尘器设备有时使用来自阀和压力槽(容器)的废气冲 洗过滤器。所述空气过滤器组件的示例披露于，例如，美国专利号6,090,173; 4,218,227; 4，395，269; 5,980,598; 6,322,618; DE 3905113;以及美国专利公开号 US2006/0112667A1 ，上述每篇专利文献均在此被结合入本文参考。对于这些过滤器的有效清洁要求排气射流填充要清洁过滤器的开口 。在 许多实施中，过滤器的开口对应管板中的开口，其中安装有过滤器。希望对脉冲 清洁过滤器进行改进。
发明内容
本发明提供了一种空气滤清器，它包括外壳，所示外壳具有脏空气入口， 净化空气出口，和内部。管板位于外壳内部，具有多个开口。板式过滤器装置如 此定向，使得管板中的每个开口被板式过滤器装置覆盖。提供了多个吹管。每个 吹管定向弓I导流体脉冲朝向由板式过滤器装置覆盖的管板中的对应一个开口 。积 聚装置定向靠近管板开口，位于管板的下游侧。对于管板中的每个开口，积聚装 置包括第一和第二板，靠近管板开口的相对端。管板中的相邻开口共用相同的第 一或第二板。优选的，每个吹管定向以一角度引导流体脉冲朝向由板式过滤器装置覆盖的管板中的对应一个开口，所述角度(i)不垂直于管板开口的平面；和(ii) 不与通过板式过滤器装置的过滤流的大体方向一致。提供了一种脉冲清洁定向覆盖管板开口的板式过滤器装置的方法。所述 方法包括引导流体脉冲朝向管板的开口，并且利用第一和第二板截留至少部分流 体脉冲，其中第一和第二板定向位于管板的净化空气侧，并靠近管板中每个开口 的相对端。管板中的相邻开口共用相同的第一或第二板。优选的，引导步骤包括以一角度引导流体脉冲朝向管板中的开口，所述 角度(i)不垂直于管板开口的平面；和(ii)不与通过板式过滤器装置的过滤流 的大体方向一致。
图1是利用本发明原理的空气过滤器系统的一个实施例的局部剖开的侧 视图；图2是示出本发明原理的示意性侧视图； [Oll]图3是示出本发明原理的示意图；
图4是示出本发明原理的示意图；
图5是示出本发明原理的示意图；图6是示出本发明原理的示意图； C015]图7是示出本发明原理的示意图；
图8是示出本发明原理的示意性透视图；
图9是示出本发明原理的示意图；
图IO是示出本发明原理的示意图；
图11是示出本发明原理的示意图；
图12是示出本发明原理的示意图；图13是示出本发明原理的示意图；和图14是示出本发明原理的示意图。
具体实施例方式滤尘器或空气滤清器系统大体在图1中以附图标ld IO示出。所示系统包 括外壳12，它具有侧壁板17，被剖开以示出组件不同部分的结构。上壁板16具 有内壁表面19。在本实施例中，空气入口 20位于上壁板16，以便载有颗粒的空气或其他流体被导入未过滤(脏)流体腔22。未过滤腔22由通道门13、上壁板 16、相对的侧壁板17、管板28、和部分限定收集区或漏斗25的底部表面23限定。 底部底板或框架26以适当方式固定到侧壁板17上。如上文所述，管板28被安装在外壳12的内部。管板28包括多个开口 30。 在每个开口 30内安装有单独的过滤元件，所述过滤元件在所示的实施例中是板式 过滤元件32。术语"板式过滤元件"是指一种具有过滤介质的元件，其中一般待过 滤流体以直通流动方式流过过滤元件。例如，板式过滤元件可以是褶皱介质、深 度介质，槽纹介质，Z-介质，或微型V-包。术语"Z-介质"是指一种介质，它具有 带有多个槽纹的第一和第二相对流动面，每个槽纹具有靠近第一流动面的上游部 分和靠近第二流动面的下游部分，选定的一些槽纹在上游部分丌口并在下游部分 闭合，而选定的另一些槽纹在上游部分闭合并在下游部分丌口。槽纹可以是直的、 锥形的或有端缝(darted)的。具有Z-介质的过滤元件的示例可见，例如，美国专 利号5,820,646;专利公丌号2003/0121845;和美国专利号6,350,291 ，这些专利文 献中的每一篇在此被结合入本文参考。在作业中，待过滤的流体(如空气)通过入口 20流入系统10。从那里， 它流过过滤元件32。过滤元件32从流体中除去颗粒物质。己过滤的流体随后流入 净化空气或已过滤流腔15。从那単，净化的空气流过出口34。定期地，过滤元件 32会通过从过滤元件32的下游侧36向过滤元件32的上游侧38脉冲输送流体射 流(如空气射流)，来进行净化。具体地讲，加压气体的射流会被引导通过中.独的 吹管40，相应的吹管定向用于各对应的过滤元件32。这会引导射流从下游侧36 向上游侧38通过每个过滤元件32。这有助于从过滤元件32的上游侧38撞击下碎 片和颗粒，引导其离丌过滤元件32并进入漏斗。图2示出了系统10的部分的示意性示图。在图2中，可以看到吹管40 相对于管板28的丌口 30中的一个过滤元件32定向。在图2中，可以看到吹管40 是如何相对于平面60 (图3)上的过滤元件32定向的，所述平面包含管板28的 相应开口 30，用于相应的过滤元件32，使得来自吹管40的脉冲呈一角度，它不 垂直于开口 30的平面，并且不与通过过滤元件32的过滤流的大体方向一致。术 语"不垂直于"是指非正交，如相对于包含用于相应过滤元件32的丌口 30的平面 60呈锐角或钝角。术语"不与过滤流的大体方向一致"是指对于直通流动过滤器， 脉冲流的方向不与通过过滤元件32的流动方向平行。通过以所述角度64引导流体脉冲朝向过滤元件32，以可预知角度扩展的排气射流形成直径D2 (图3)，它 在一个方向上大于通常在现有技术中所用的直径D1。尽管在所示实施例中仅示出了对应单个过滤元件32的单个吹管40，应当 理解，在许多实施中，每个元件32有多于一个的吹管40。在优选的实施例中，至少部分脉冲通过利用积聚装置42被截留。积聚装 置42从吹管40捕获脉冲流。在一个实施例中，积聚装置42包括至少一个板，如 第一板44所示，定向位于管板28的净化空气侧并靠近管板28的开口 30。第一板 44可以是任何类型的壁，金属片材、面板、隔板、硬制塑料、或大致无孔固体结 构，定向于用于相应过滤元件32的管板28的相邻相应开口 。在某些实施中，积聚装置包括第二板46，定向在与第一板44相对的管板 28的丌口30的相对端。在所示的实施例中，第一和第二板44、 46与脉冲的大体 方向一致，但是角度没有必要与脉冲方向的角度相同。图2在48处示出了脉冲方 向的中心线。第一板以第一角度50相对于管板28安装。第一角度在脉冲方向的 中心线48所成角度的大约5°内。类似地，第二板46以第二角度52相对于管板28 安装。第二角度在脉冲方向的中心线48所成角度的大约5。内。在一些实施例中， 第一角度50和第二角度52是相等的。在其他实施例中，第一角度50和第二角度
52不相等。在一些实施例中，第一角度50和第二角度52在30。内彼此平行。板
44、 46的角度50、 52根据脉冲的角度53选择。如图2所示，第一板44具有长度U，优选不长于管板28的相应丌口 30 的长度的三倍。这是因为随着长度的增加，主要流动压力损失增加。优选的，长 度U的长度在管板28的相应开口 30的长度的25-75%之间。在优选实施例中， 吹管40距离管板不大于吹管内径的30_40倍，以喷射脉冲。在图2中，附图标记72示出了脉冲中心线48与过滤元件32的中心之间 的偏移。这示出了脉冲的中心线48如何并非总是与过滤元件32的中心--致。在一个实施例中，更接近相应吹管40的板(在所示的实施例中为第二板 46)的长度短于另一板(在本示例中为第一板44)。在一个实施例中，该较短板 46的长度不小于管板28的相应丌口 30的长度的5%。由于既可以节省材料又可 以减小与抽吸空气流相关的压力损失，因此这种结构是有利的。现在转向图3。在图3中，箭头62代表现有技术的脉冲方向。在现有技术中，标准脉冲方向垂直于或正交于包含管板28的平面60。术语"垂直"或"正交" 是指90°±5° 。角度64示出了偏离垂直方向或如箭头62所示标准现有技术方向 的角度。从吹管40的通常脉冲扩展在角度66示出。如上文所解释的，从吹管40 的排气射流形成直径D2，相对于来自现有技术结构如箭头62所示排气射流的直 径D1，在管板28的开口30覆盖更大的表面区域。在图4中，示出了相对于管板 28的过滤元件32的另一结构。在图4的实施例中，过滤元件32相对于管板开口 30偏移了角度70。该结构导致脉冲方向48的角度68在过滤器36的表面大于脉 冲方向48的角度68在管板开口 30的平面60。—种可用的结构具有以下角度和尺寸角度64为25°-35°，优选29°，角 度50和52相等并且为18°-25°，优选22。-23。；第一和第二板44, 46平行；偏移 72大约为1英寸；长度Ll大约为16-20英寸，优选大约18.75英寸；和长度L2 大约为6-10英寸，优选大约8.0英寸。图5示出了另一个实施例。在图5的示意图中，示出了过滤元件32是如 何完全定向在净化空气腔15内的。这是有帮助的，因为这有助于降低或消除由于 灰尘在脏空气室中流动的直接影响而造成的介质磨损或损坏。该结构还消除了脏 空气室中能使得灰尘和物质堆积并造成最终难以清洁的表面。通过消除流动通道 阻碍降低在脏空气室中的空气流速，可以获得其他优点。图6示出了结构的另一视图。在图6中，过滤元件32仅部分伸入脏空气 腔22中，而过滤元件32的剩佘部分在净化空气腔15中。过滤器32相对于管板 28的角度100可以是0°-90°，取决于应用和/或脉冲设计要求。图6的结构具有优 点，因为它有助于实质减少或消除由于灰尘在脏空气室中流动的直接影响而造成 的介质损耗或损坏。通过消除流动通道阻碍降低在脏空气室中的空气流速，可以 获得其他优点。图7示出了另一种结构，其中板式过滤器装置如此定向，使得管板28中 多个开口 30的每一个被板式过滤器装置101覆盖。在所示的具体实施例巾，板式 过滤器装置101包括多个单独的板式过滤元件32， 一个过滤元件32占据管板28 的对应丌口 30。积聚装置42包括多个板102，与甜述的板44、 46类似。对于管 板28的每个开口30，积聚装置42包括第一和第二板102，靠近管板开口30的相 对端，管板28中的相邻丌口 30共用板102中的一个。图8是示意图，示出了一系列板式过滤元件32如何按行和列设置，其中元件32共用积聚装置42的板102。在图8的实施例中，板103是元件102的第一 行104和元件102的第二行105之间共有共用的板。图9是示出本发明原理的另一个示意图。在图9中，所示的板式过滤器 装置101被安装在空气滤清器外壳12内。板式过滤器装置101可以是一个长的过 滤元件，或可以是一系列单独的过滤元件32。在图9中，外壳宽度由尺寸线106 示出。外壳长度由尺寸线107示出。尺寸108示出了外壳12与过滤器装置之间的 间隔，以容纳夹具用于安装过滤器装置101。因此，该示意图示出了介质尺寸109 乘以尺寸IIO所占据的面积相对于管板的总面积(尺寸106乘以尺寸107)是大的。图10是结构的另一示意性示图。在图10中，过滤器装置101包括多个 较长的过滤元件32组合以填充过滤器外壳12。与现有技术的结构相比，图10的 结构具有更大百分比的开口面积/每管板面积。尺寸109是过滤元件32的宽度。尺 寸线110示出过滤元件32的长度。与图9相似，该结构示出了由介质所占据的面 积相对于管板的总面积是大的。图11和12与图10相似，除了它示出了多个较短的过滤元件32组合以 填充过滤器外壳12。与图10的实施例相比，这胜实施例中丌口面积/每管板面积 的百分比与图10所示具有更大更长的过滤元件32相比，该丌U面积/每管板面积 的百分比更小。图13和14是其他的实施例，在图13和14中，示出了板式过滤器装置 101为多个圆形(图13)或椭圆形(图14)过滤元件32。通过将图13和14的几 何结构与图10-12的几何结构相比较可以看到，该结构在利用可用管板空间用于主 要空气流动方面并非非常有效。但是，图13和14的结构仍然示出了本发明原理 的优点和有用性，因为可能需要较小的过滤器以便进行处理和处置。
权利要求
1、一种空气滤清器，包括(a)外壳，它包括脏空气入口，净化空气出口，和内部；(b)管板，它位于外壳内部，具有多个开口；(c)板式过滤器装置，它定向使得管板中的每个开口被板式过滤器装置覆盖；(d)多个吹管；每个吹管被定向引导流体脉冲朝向由板式过滤器装置覆盖的管板中的对应一个开口；和(e)积聚装置，定向靠近管板的开口，位于管板的下游侧；所述积聚装置包括(i)对于管板中的每个开口，第一和第二板，靠近管板开口的相对端；(A)管板中的相邻开口共用相同的第一或第二板。
2、 根据权利要求1所述的空气滤清器，其中(a)每个吹管被定向引导流体脉冲以一角度朝向由板式过滤器装置覆盖的管板 中的对应一个开口 ，所述角度(i) 不垂直于管板开口的平面；和(ii) 不与通过板式过滤器装置的过滤流的大体方向一致。
3、 根据权利要求1所述的空气滤清器，其中(a) 第一板以第一角度相对于管板安装，所述第一角度在脉冲方向的中心线所 成角度的大约85。以内；和(b) 第二板以第二角度相对于管板安装，所述第二角度在脉冲方向的中心线所成角度的大约85。以内。
4、 根据权利要求3所述的空气滤清器，其中(a)所述第一角度和第二角度相等。
5、 根据权利要求3所述的空气滤清器，其中(a)所述第一角度和第二角度不相等。
6、 根据权利要求3所述的空气滤清器，其中(a)所述第一角度和第二角度在85。内彼此平行。
7、 根据权利要求1所述的空气滤清器，其中(a)所述板式过滤器装置包括多个单独的板式过滤器，每个板式过滤器安装在 管板中的一个开口。
8、 根据权利要求7所述的空气滤清器，其中(a)每个板式过滤器具有过滤介质，所述过滤介质包括至少下述一种褶皱介 质；Z-介质；深度介质；HEPA介质；或微型V介质包。
9、 一种脉冲清洁定向覆盖管板开口的板式过滤器装置的方法，所述方法包括(a) 引导流体脉冲朝向管板的开口；(b) 利用第一和第二板截留至少部分流体脉冲，所述第一和第二板定向位于管 板的净化空气侧并靠近管板各开口的相对端；(i)管板中的相邻开口共用相同的第一或第二板。
10、 根据权利要求9所述的方法，其中(a)引导步骤包括以一角度引导流体脉冲朝向管板中的开口，所述角度(i) 不垂直于管板开口的平面；和(ii) 不与通过板式过滤器装置的过滤流的大体方向一致。
11、 根据权利要求9所述的方法，其中(a)引导歩骤包括引导流体脉冲朝向板式过滤器装置，其中板式过滤器装置包 括多个单独的板式过滤器，每个定向于管板中的对应开口 。
12、 根据权利要求ll所述的方法，其中(a)引导步骤包括引导流体脉冲朝向板式过滤器，所述板式过滤器具有介质， 包括下述介质中的一种褶皱介质，Z-介质，深度介质；HEPA介质；或微型V 介质包。
全文摘要
一种空气滤清器，包括外壳(12)，具有脏空气入口(20)，净化空气出口和内部。管板(28)位于外壳内部，具有多个开口(30)。板式过滤器装置被定向，使得管板中的每个开口(30)被板式过滤器装置覆盖。提供了多个吹管(40)。每个吹管被定向引导流体脉冲朝向由板式过滤器装置覆盖的管板(28)的对应一个开口(30)。积聚装置被定向靠近管板的开口，位于管板的下游侧。对于管板中的每个开口，积聚装置包括第一和第二板(44)，靠近管板开口的相对端。管板的相邻开口共用相同的第一或第二板(44)。优选地，每个吹管被定向以一角度引导流体脉冲朝向由板式过滤器装置覆盖的管板中的对应一个开口，所述角度(i)不垂直于管板中开口的平面；和(ii)不与通过板式过滤器装置的过滤流的大体方向一致。
文档编号B01D46/00GK101553299SQ200780044340
公开日2009年10月7日 申请日期2007年11月29日 优先权日2006年11月30日
发明者T·D·瑞泽 申请人:唐纳森公司