过滤器外壳的制作方法

本发明涉及用于水平安装的板式空气过滤器的过滤器外壳，通常是天花板式空气过滤器外壳，例如用于在需要空气过滤的洁净室设施或其他空间中使用。

发明背景

在例如制药和微电子制造厂以及医院中使用洁净室来提供未被灰尘、花粉、细菌、分子污染物等污染的大气。

洁净室通常包括密封的空间，过滤的空气通过空气循环系统供给到该密封的空间。为了移除空气中传播的污染物，空气在进入洁净室之前穿过一个或多个空气过滤器。然后，空气通过安装在房间的靠近地板的壁中或安装在地板本身中的出口过滤器或排气过滤器离开房间。

入口空气过滤器通常是安装在洁净室的天花板中或安装在悬挂于洁净室的天花板上的假天花板中的过滤器外壳。

过滤器外壳可以例如布置在天花板中的开放的网格结构(gridwork)中，其中网格开口配置为容纳过滤器外壳。

过滤器外壳通过管道或送气室(plenum)连接到风机，该风机通过过滤器将空气输送到洁净室中。空气过滤器通常是板式的高效微粒空气过滤器(hepa)、超高效空气过滤器(ulpa)或分子过滤器，这些过滤器包括其中密封有过滤介质的大体上矩形的金属、木材或塑料的框架。

为了防止污染物侵入洁净室中，空气过滤器和过滤器外壳之间的连接必须是防漏的，使得所有的外部空气和/或再循环空气通过过滤器。防漏连接通常通过将过滤器外壳中的凸缘连接到过滤器框架上的表面来实现，或反之亦然。过滤器板通常使用许多螺栓或螺母以与过滤器外壳密封连接的方式被固定。

入口空气过滤器必须定期更换。更换过滤器通常从洁净室侧进行，并且在难操作的位置中涉及大量的手动操作。洁净室也可能是非常大的，这意味着待更换的过滤器的数量可能是相当大的。在安装新过滤器时，在过滤器外壳中安装过滤器的棘手工作也增加了损坏新过滤器的风险。

发明概述

本发明的目的是提供一种空气过滤器外壳，特别是用于水平安装的板式空气过滤器的天花板安装的空气过滤器外壳，该过滤器外壳有助于过滤器的更换。这进而可以减少更换过滤器所需的停机时间，以及改善负责过滤器更换的工作人员的工作环境。本发明的另一个目的是减少在安装新过滤器时损坏新过滤器的风险。

根据本文所示的方面，提供了一种向空间供给空气的空气过滤器外壳，所述空气过滤器外壳配置为布置在所述空间的天花板中，

所述外壳具有面向下的口部，所述口部包括密封表面，该密封表面配置为接纳包括框架和保持在所述框架内的过滤介质的板式空气过滤器，使得在所述密封表面和所述框架之间实现密封连接，

其特征在于，过滤器外壳还包括至少一个弹性构件，该至少一个弹性构件布置在密封表面的下方，使得当板式空气过滤器插入口部中时，随着过滤器通过弹性构件，弹性构件将被过滤器框架变形，并且一旦过滤器已经通过，则弹性构件恢复其初始形状，使得过滤器保持在密封表面和弹性构件之间。

过滤器外壳适于向例如洁净室或受控大气实验单元(controlledatmospherebenchunit)供给空气。该过滤器外壳在洁净室中尤其有用。

过滤器外壳通常具有矩形或方形盒的形状，该过滤器外壳具有上部部分和下部部分。下部部分包括在本文中被称作口部的矩形或方形的开口，该口部布置成面向房间侧。布置成面向天花板侧的上部部分包括将下部部分连接至空气入口的送气室。板式过滤器以大致水平的定向安装在过滤器外壳的下部部分中。

在一些实施方案中，过滤器外壳包括两个或更多个下部部分的组件，该两个或更多个下部部分并排布置在水平面中并且具有共同的上部部分或送气室，该送气室将所有下部部分连接到共同的空气入口。

在一些实施方案中，过滤器外壳包括集成的鼓风机或风机单元。这种过滤器外壳通常被称为风机过滤器单元(ffu)。

过滤器紧靠过滤器外壳的密封通常借助于布置在过滤器框架和密封表面之间的密封材料来实现。密封材料可以布置在过滤器框架或密封表面上，使得当过滤器框架和密封表面夹紧在一起时，在过滤器框架和过滤器外壳之间形成防漏密封。该密封材料可以例如呈可弹性变形的聚合物材料(例如聚氨酯垫圈)的形式，或者呈可塑性变形的材料(例如凝胶型密封材料)的形式。

在一些实施方案中，使用刃形物密封(knifeseal)。在这类密封(也被称为凝胶密封)中，待被夹紧在一起的表面中的一个包括突出的脊，该刃形物大体上平行于空气流动方向，并且另一个表面包括匹配的凹槽，该凹槽包含可变形的密封材料，例如凝胶型密封材料。当两个表面被夹紧在一起时，刃形物嵌入可变形的密封材料中以形成防漏密封。刃形物可以布置在过滤器外壳上，并且凹槽布置在过滤器框架上，或者反之亦然。

根据本发明的过滤器外壳的优点在于，其包括弹性构件，该弹性构件用于在使用夹紧装置(例如螺栓或螺母)将过滤器以与过滤器外壳密封连接的方式固定之前，将过滤器临时地保持在用于夹紧和密封的位置中。这极大地方便了与过滤器更换相关联的工作。这进而可以减少过滤器更换所需的停机时间，以及改善了负责过滤器更换的工作人员的工作环境。这还允许更可控地夹紧过滤器，这减少了在安装新过滤器时出错或意外损坏新过滤器的风险。

弹性构件在移除过滤器期间也是起作用的。在移除期间，弹性构件用于在夹紧被释放时接纳过滤器，使得过滤器不会以否则可能对过滤器外壳造成损坏的方式脱落或悬挂。当夹紧已经被完全释放时，过滤器可以替代地通过按压弹性构件以可控的方式被移除。

弹性构件通常是具有弹性部分的塑料或金属元件，该弹性部分能够在施加压力时变形并在移除压力时恢复其初始形状。弹性部分通常具有偏转表面和保持表面，一旦过滤器框架已经通过并且弹性构件已经恢复其初始形状，则过滤器框架可安置于该保持表面上。弹性部分通常成形为使得其将变形以允许过滤器框架从下方通过而不是从上方通过，使得一旦过滤器已经通过弹性构件，则过滤器被保持在密封表面和弹性构件之间。当过滤器即将被移除时，弹性构件可以被手动地变形以允许过滤器通过。

在一些实施方案中，空气过滤器外壳的口部包括至少两个弹性构件，该至少两个弹性构件布置在密封表面下方口部的相对侧处，使得当板式空气过滤器插入口部中时，随着过滤器通过弹性构件，弹性构件都将被过滤器框架变形，并且一旦过滤器已经通过，则弹性构件恢复其初始形状，使得过滤器保持在密封表面和弹性构件之间。

在一些实施方案中，空气过滤器外壳包括用于每个弹性构件的第一紧固位置和第二紧固位置，借此所述第一紧固位置和第二紧固位置在弹性构件和密封表面之间产生不同的距离，以便分别容纳具有第一过滤器厚度和第二过滤器厚度的板式空气过滤器。

在一些实施方案中，空气过滤器外壳还包括夹紧装置，该夹紧装置包括一个或多个夹紧设备，该一个或多个夹紧设备配置为将板式空气过滤器的框架紧靠密封表面固定，使得在框架和外壳之间实现密封连接。

在一些实施方案中，夹紧装置可以包括具有凸轮机构的夹紧设备，该凸轮机构配置为当启动凸轮机构时使框架移位，从而提供所述过滤器框架紧靠密封表面的夹紧。在一些实施方案中，夹紧装置包括四个夹紧设备，该四个夹紧设备两个两个地布置在密封表面下方口部的相对侧处。

根据本文所示的另外的方面，提供了根据权利要求1所述的空气过滤器外壳在洁净室中的用途。

根据本文所示的另外的方面，提供了一种将板式空气过滤器安装在空气过滤器外壳中的方法，该方法包括以下步骤：

a)将板式空气过滤器插入空气过滤器外壳的口部中，使得随着过滤器通过弹性构件，弹性构件被过滤器框架变形，并且一旦过滤器已经通过，则弹性构件恢复其初始形状，使得过滤器保持在密封表面和弹性构件之间，以及

b)使用夹紧装置将板式空气过滤器的框架紧靠密封表面固定，使得在框架和外壳之间实现密封连接。

附图简述

现在将参考附图描述本发明的实施方案，其中相同的元件编号相同：

图1a和图1b是过滤器外壳的实施方案的不同的横截面图。

图2是过滤器外壳的实施方案的分解图。

图3是夹紧设备的透视图。

图4a和图4b描绘了弹性构件的功能。

图5是格栅的透视图。

详述

参考附图，在图1a、图1b和图2中示出了根据本公开的过滤器外壳的实施方案。过滤器外壳1形成用于洁净室的空气循环系统的部分。过滤器外壳的下部部分2适于容纳板式过滤器4，该板式过滤器4具有框架6和保持在所述框架内的过滤介质8，板式过滤器4过滤供给到洁净室的空气。因此，过滤器外壳1包围板式过滤器4的侧面。过滤器外壳1的上部部分10在过滤器之上界定用于在压力下将空气递送到过滤器的顶侧的送气室。过滤器4的底侧暴露于洁净室的内部。空气通过位于过滤器外壳1的上部部分10的顶部14或侧壁16上的入口12被引导至过滤器外壳的送气室部分。该入口通过管道连接至将空气输送到送气室的风机或鼓风机(未示出)。空气向下流动通过送气室并且流动通过过滤器4进入洁净室。

过滤器外壳可以由片状金属、塑料或其他常用材料制成。过滤器外壳的入口12具有圆形横截面并且连接到过滤器外壳的顶壁14。顶壁接合到过滤器外壳的上部部分的侧壁16。过滤器外壳的界定送气室的大体上竖直的上侧壁16通过大体上水平的密封表面20连接到过滤器外壳的下部部分2的大体上竖直的下侧壁18。过滤器外壳的底侧包括矩形的开口，该矩形的开口在本文中被称为过滤器外壳的口部22。下侧壁18和密封表面20的水平面以及过滤器外壳口部22的水平面一起界定能够接纳板式过滤器4的过滤器保持空间。过滤器外壳1还包括安装凸缘24，该安装凸缘24围绕口部22的周边从下侧壁18的下边缘向外延伸。安装凸缘24用于将过滤器外壳安装在假天花板的网格结构(未示出)中。

密封表面20形成围绕过滤器外壳的内部的连续且整体的密封边缘。该密封边缘定位成使得其与过滤器框架6的上边缘对齐。板式过滤器4包括围绕其框架6的周边设置的密封材料26，使得当过滤器被安装时，密封材料将被夹紧以在过滤器框架6和过滤器外壳的密封表面20之间形成防漏连接。密封材料26可以包括粘附到过滤器框架的聚氨酯带状垫圈。如将在下面详细描述的，密封材料紧靠密封表面被夹紧，以便实现防漏密封。

板式过滤器4除了应被设计成装配在过滤器外壳中之外，其具有标准设计并且不是本发明所特有的。过滤器通常是板式的hepa、ulpa或分子过滤器，这些过滤器包括其中密封有过滤介质的刚性的大体上矩形的金属或塑料框架。根据洁净室的要求和预期用途来选择精确的过滤等级。

用于在本过滤器外壳中使用的板式过滤器的尺寸通常在约300mm×300mm至约600mm×600mm的方形或在300mm×600mm至300mm×1200mm的矩形内变化。过滤器的厚度通常在50mm到150mm的范围内。但是，过滤器的尺寸不限于特定的范围。其他过滤器尺寸也是可能的。板式过滤器框架通常具有大体上矩形的横截面，并且还可以包括一个或多个凸缘，该一个或多个凸缘围绕框架的周边延伸并且配置为与过滤器外壳口部内的结构接合。

在实施方案中，板式过滤器4包括密封材料26，该密封材料26围绕框架6的周边设置，使得当过滤器被安装时，密封材料将被夹紧以在框架和过滤器外壳之间形成防漏连接。

在可选的实施方案中，密封材料可以替代地设置在过滤器外壳的密封表面上。密封材料通常布置在框架或密封表面结构中的合适的凹槽或导槽中。

为了将过滤器夹紧在过滤器外壳中，使用了多个夹紧设备28。在优选的实施方案中，过滤器外壳包括四个夹紧设备，该四个夹紧设备两个两个地布置在过滤器外壳的相对的下侧壁上。参考图3，每个夹紧设备包括夹紧件保持器30、固定在夹紧件保持器中的轴32、夹紧部分34和凸轮杆部分36，夹紧部分34布置在轴处使得其可以旋转并沿着轴的长度的一部分移动，凸轮杆部分36布置在轴的端部处，包括偏心部分38和杆部分40，杆部分40在打开位置和闭合位置之间是可移动的，使得当杆40从打开位置移动到闭合位置时，偏心部分38沿着轴32朝向密封表面20推动夹紧部分34。

夹紧件保持器30通常在一个位置处固定(例如焊接或螺栓连接)到过滤器外壳的下侧壁的内侧，使得在打开位置中在密封表面和夹紧部分之间可以获得预定距离。

轴32优选地例如通过轴和保持器中的相配合的孔42、44可释放地固定到夹紧件保持器30，使得可以使用合适的螺钉、销或夹子将轴固定到夹紧件保持器。轴和/或夹紧件保持器还可以具有另外的相配合的孔，这些孔允许轴以不同的位置固定到夹紧件保持器，使得在打开位置中在密封表面20和夹紧部分34之间可以获得许多不同的预定距离。这允许通过改变轴在夹紧件保持器中的位置来简单地修改过滤器外壳以供具有不同的过滤器厚度的板式过滤器使用。通过过滤器外壳的口部可容易地接近夹紧设备28和夹紧件保持器30。

夹紧件保持器30具有成直角倾斜的s形结构(squareleanings-structure)，其中轴32可以插入穿过孔40a或40b以固定在结构的上半部30a或下半部30b中。该构型允许密封表面和夹紧部分之间的预定距离大幅度地变化。轴可以固定在结构的上半部30a中以容纳具有低过滤器厚度的过滤器，或者固定在结构的下半部30b中以容纳具有高过滤器厚度的过滤器。轴还可以包括用于将轴固定到夹紧件保持器的一个以上的孔42，使得在密封表面和夹紧部分之间可以获得另外的预定距离。

夹紧部分34包括围绕轴布置的中心部分34a和相对于轴径向地延伸的突出部分34b。夹紧部分可以围绕轴在锁定位置和释放位置之间旋转，在锁定位置，突出部分指向大体上垂直于相邻过滤器外壳壁的方向，在释放位置，突出部分指向大体上平行于相邻过滤器外壳壁的方向。在锁定位置中，突出部分将与存在于外壳中的过滤器框架重叠，使得当凸轮杆36从打开位置移动到闭合位置时，偏心部分38将朝向密封表面20推动夹紧部分34和过滤器框架6。在释放位置中，突出部分将不与存在于外壳中的过滤器框架重叠，使得过滤器4可以容易地移除。

在打开位置中在密封表面和夹紧部分之间的距离优选地选择成使得当预定厚度的过滤器插入到过滤器外壳中并紧靠密封表面保持时，夹紧部分34可以自由地旋转。

该凸轮机构极大地方便了与过滤器更换相关联的工作。这进而可以减少过滤器更换所需的停机时间，以及改善了负责过滤器更换的工作人员的工作环境。该凸轮机构不包含任何在工作期间可能脱落的松动零件。凸轮机构可以仅使用一只手容易地操作。这允许更可控地夹紧过滤器，这减少了在安装新过滤器时出错或意外损坏新过滤器的风险。凸轮机构还可以被设定到预定的夹紧距离，该预定的夹紧距离为当凸轮机构被启动(即从打开位置移动到闭合位置)时过滤器框架位移的距离。这允许在过滤器框架和密封表面之间的均匀且预定的密封压力，而不依靠螺栓或螺母的任何手动紧固。

过滤器外壳还包括固定到过滤器外壳的下侧壁18的内侧的至少一个弹性构件44。参考图4a和图4b，弹性构件44布置在密封表面20的下方，使得当板式空气过滤器4插入到过滤器外壳的口部中时，随着过滤器通过弹性构件，弹性构件44将被过滤器框架6变形，并且一旦过滤器已经通过，则弹性构件恢复其初始形状，使得过滤器保持在密封表面20和弹性构件44之间。弹性构件优选地以使得在弹性构件和密封表面之间获得预定距离的位置布置。优选地，弹性构件和密封表面之间的距离选择成使得当预定厚度的过滤器插入在过滤器外壳中并保持在弹性构件和密封表面之间时，夹紧部分34可以自由地旋转。

弹性构件44配置为在过滤器使用夹紧装置以与过滤器外壳密封连接的方式被夹紧之前，将过滤器临时保持在用于夹紧和密封的位置中。这极大地方便了与过滤器更换相关联的工作。这进而可以减少过滤器更换所需的停机时间，以及改善了负责过滤器更换的工作人员的工作环境。这允许更可控地夹紧过滤器，这减少了在安装新过滤器时出错或意外损坏新过滤器的风险。弹性构件在移除过滤器期间也是起作用的。在移除期间，弹性构件用于在夹紧被释放时接纳过滤器，使得过滤器不会以否则可能对过滤器外壳造成损坏的方式脱落或悬挂。当夹紧已经被完全释放时，过滤器可以替代地通过按压弹性构件以可控的方式移除。

弹性构件44通常是具有弹性部分的塑料或金属元件，该弹性部分能够在施加压力时变形并在移除压力时恢复其初始形状。弹性部分通常具有偏转表面44a和保持表面44b，一旦过滤器框架已经通过并且弹性构件已经恢复其初始形状，则过滤器框架可以安置于该保持表面44b上。弹性部分通常成形为使得其将变形以允许过滤器框架从下方通过而不是从上方通过，使得一旦过滤器已经通过弹性构件，则过滤器被保持在密封表面和弹性构件之间。当过滤器即将被移除时，弹性构件可以被手动地变形以允许过滤器通过。

参考图4a和图4b中的实施方案，弹性构件由弹性部分44和保持部分46组成。保持部分46被固定(例如焊接或螺栓连接)到过滤器外壳的下侧壁18的内侧。保持部分固定到弹性部分。弹性部分优选地例如通过弹性部分和保持部分中的相配合的孔48、50可释放地固定到保持部分，使得可以使用合适的螺钉、销或夹子将弹性部分固定到保持部分。弹性部分和/或保持部分还可以具有另外的相配合的孔，这些相配合的孔允许弹性部分以不同的位置固定到夹紧件保持器，使得在打开位置中在密封表面和弹性部分之间可以获得许多不同的预定距离。这允许通过改变弹性部分的位置来简单地改善过滤器外壳以供具有不同的过滤器厚度的板式过滤器使用。通过过滤器外壳的口部可容易地接近弹性构件。

参考图2中的实施方案，过滤器外壳包括两个弹性构件44。弹性构件居中地布置在密封表面下方口部的相对侧处，使得当板式空气过滤器插入口部中时，随着过滤器通过弹性构件，这两个弹性构件将被过滤器框架变形，并且一旦过滤器已经通过，则弹性构部件恢复其初始形状，使得过滤器保持在密封表面和弹性构件之间。

保持部分46还包括引导表面46b，该引导表面46b配置为当过滤器插入到合适的位置中时引导过滤器以便夹紧。

可选地，过滤器外壳1还包括格栅52，该格栅52水平地布置在过滤器外壳口部22处并且设计成保护过滤器表面和/或提供过滤的空气更均匀地分布到洁净室中。格栅包括穿孔的金属或塑料片材54，该穿孔的金属或塑料片材54具有与过滤器外壳口部22的尺寸大体上对应的尺寸。格栅还包括围绕其周边从片材54竖直地延伸的侧壁56。格栅悬挂在过滤器外壳的口部中，使得穿孔的片材54的平面大体上与安装凸缘24的平面对齐，安装凸缘24围绕口部的周边从下侧壁的下边缘向外延伸。格栅通过在格栅和过滤器外壳壁处的相配合的悬挂装置58、60悬挂。悬挂装置58、60包括在两个相对的格栅侧壁56a、56b中的孔口。相对侧壁中的每一个包括两个孔口58a、58b、58c、58d，每一个孔口靠近格栅侧壁的一个远端。所有的孔口可以优选地被切割成相同的形状，使得格栅的定向可以颠倒。悬挂装置还包括在两个相对的过滤器外壳侧壁上的突出元件。相对侧壁中的每一个包括两个突出元件60a、60b、60c、60d，每一个突出元件靠近过滤器外壳侧壁的一个远端。在一个远端处的突出元件60a、60b包括轴，该轴延伸穿过对应的孔口，使得格栅可以围绕该轴枢转。在相对的远端处的突出元件60c、60d包括弹性构件。该弹性构件通常是具有弹性部分的塑料或金属元件，该弹性部分能够在施加压力时变形并在移除压力时恢复其初始形状。弹性部分通常具有偏转表面和保持表面，一旦弹性构件已经恢复其初始形状，则格栅可安置于该保持表面上。格栅的功能由图5示出。弹性部分成形为使得其将变形以允许格栅从下方通过，并且卡扣到相应的孔口中，使得格栅锁定在适当位置处。利用该构型，当格栅处于闭合位置时，悬挂装置是基本上看不到的。当需要打开格栅时，弹性构件60c、60d可以被手动地变形以允许过滤器通过。这通过在格栅52和过滤器外壳壁18之间插入扁平的物体(例如，信用卡或类似物)而容易地完成。格栅不包含任何在工作期间可能脱落的松动零件。在洁净室的天花板表面中提供大体上平坦的表面而没有任何产生不规整的可见的紧固件是非常有利的，因为这便于清洁。

术语“过滤器外壳”和“空气过滤器外壳”在本文中可互换地使用。术语“板式空气过滤器”、“板式过滤器”和“过滤器”在本文中可互换地使用。

术语“天花板”在本文中一般用来表示空间的上限。该空间例如是房间，比如洁净室，或者是更小的空间，比如受控大气实验单元的内部。

虽然已经参考各种示例性实施方案描述了本发明，但是，本领域的技术人员应理解，可以作出各种变化并且可以用等价物来替代其要素而不脱离本发明的范围。此外，可以作出许多修改以使特定的情况或材料适合于本发明的教导而不脱离其基本范围。因此，其意图是，本发明不限于作为预期用于实施本发明的最佳模式而公开的特定的实施方案，而是本发明将包括落入所附权利要求的范围内的所有实施方案。