专利名称：被可旋转地支承的再生式流体处理轮组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及再生式流体处理轮以及可旋转地支承这种轮的组件。
再生式循环流动装置通常被用来使流体流受到一些组分的作用，或用来由一个流体流向另一个流体流(从而在空间上由一个部位或区域向另一个部位或区域)传送热量或组分。这种装置可以被用来实现热交换，质量交换，催化，离子交换，流体介质的分离，由流体介质中除去有机成份，对流体成份进行稀释或浓缩，处理流体携带机构，以及截留有毒材料。典型地，这些装置为″轮″的形式。当轮旋转时，实现了流体流与一些组分的直接接触或者热量或组分由一个流体流到另一个流体流的交换。
一种通常类型的轮是围绕着一个圆柱形的轮毂，并且通常把结构做成用一种波纹形材料缠绕着圆柱形的轮毂，并用一个轮箍围绕着被缠绕的芯体。在径向上穿过轮毂与轮箍之间的芯体伸展的轮辐把被缠绕的芯体固定在位。
这种结构的轮被用于循环空调器中，在技术上它们已为人们所知，它们主要是基于在美国专利No.2926502中所描述的Munters环境控制系统(MEC)单元。如在该专利中所描述的那样，基本的开环空调器实现了空气的去湿和随后的冷却，在这种空调器中基本的多阶段的过程对潮湿的热空气进行处理，产生出冷空气。
在开环空调系统中，采用了基本的多阶段的方法。这在例如Coellner等人的美国专利No.4594860中已经示出。在入口路径中，经过一个湿气交换轮把外面的空气的水分除去，借助于一个热交换轮使已经干燥的空气冷却，靠一个蒸发件随后加入水汽使得空气在进入被空调的区域之前进一步被冷却。在返回的循环中，空气通过排放路径，该排放路径包括另一个蒸发件，热交换轮，一个加热件和湿气交换轮，在该轮之后空气被排放到大气中。在返回的循环(也被称为出口路径)中，经过湿气交换轮的空气由于由其中驱走了水汽而实现了轮的再生。
包住每个轮的芯体部分的机械子系统对于组件(特别是芯体)的运行和使用期限是非常重要的。对于芯体重要的因素包括(1)用来有效地使一个流体流与另一个流体流密封的机械系统，(2)芯体相对于该机械密封系统的准直，(3)用来保持包括芯体的轮的结构整体性的装置，(4)用来支承轮并使轮旋转的装置，以及(5)把各种子系统组合起来把芯体装在一个模块化的组件(通常被称为一个″箱盒″)的装置。
一方面，本发明为一种被可旋转地支承的再生式流体处理轮组件，它包括一个再生式流体处理轮，它有一个在轴线方向上多孔的芯体和一个绕着该芯体并与该芯体紧固在一起的圆形轮箍；在该处理轮上的围绕着该处理轮的一根导轨；围绕着处理轮的一个外壳；以及设置在外壳中与导轨滚动接合的多个辊轮。
另一方面，本发明为一种被可旋转地支承的再生式流体处理轮组件，它包括一个再生式流体处理轮，它有一个在轴线方向上多孔的芯体；一对密封凸缘，它们至少大致地由处理轮向外绕着处理轮的外圆周伸展，邻近该轮的两个主要的相对的轴向表面中的每个表面；围绕着空气处理轮的一个外壳，该外壳包括带有穿过其中的开口的一对相对的外壁，开口至少大致在轴向上与处理轮的芯体对准；以及柔性密封件，它们被可拆下地夹紧在外壳上，绕着每个开口，每个密封间被放置成与处理轮的密封凸缘之一相接触。
结合着附图阅读将能更好地理解对本发明的优选实施例的前面的概述和下面的详细的描述。为了说明本发明，在图中示出了当前优选的一个实施例。然而，应该理解到，本发明并不限于所示出的严格的安排和设置。在图中有
图1为一个开环空调系统的简图，在该系统中采用了按照本发明的被可旋转地支承的再生式流体处理轮组件；图2为图1所示的系统中所采用的再生式流体处理轮的芯体的大大放大了的剖面图；图3为再生式流体处理轮组件的放大了的前正视图；图4为示于图3的再生式流体处理轮组件沿着图3的4-4线所作的放大了的剖面图；图5为示于图3的再生式流体处理轮组件沿着图3的5-5线所作的放大了的剖面图；图6为再生式流体处理轮组件的一个被可作枢轴转动地支承的辊轮的侧面正视图；图7为紧固柔性密封件的一个夹子的剖面正视图；图8为再生式流体处理轮组件的一个驱动子组件的示意性透视图；图9为另一种再生式流体处理轮的结构的部分分解示意图；图10和11为另一种轮箍形状的剖面图12为另一种辊轮实施例的剖面正视图；图13为另一种双辊轮实施例的部分剖面正视图；以及图14为另一种被弹簧偏置的辊轮实施例的透视图。
只是为了方便在下面的描述中使用了某些术语，这些术语不是限定性的。
现在转向附图，图1示意性地示出一个基本的开环空调系统，在该系统中可以采用本发明的被可旋转地支承的再生式流体处理轮组件。一个水汽交换轮组件11构成了系统的外部件或外面的部件。组件11被分成两段，使得提供了经过组件11的一个进入路径和一个排放路径，如箭头所示。一个热交换轮组件13也被隔开，从而提供进入和排放路径，把该组件设置成基本上靠着水汽交换轮组件11，只是被一个太阳能热再生盘管19隔开。为了在寒冷的月份中使用，当想要加热区域内部而不是想要冷却它时，在系统中可以设置辅助的太阳能加热盘管21。太阳能盘管包括流体管线，这些管线与标准的太阳能加热单元(未画出)相连接。基本单元的端部为一对蒸发件15和17，它们被一块隔板6分开，箭头表示进入建筑物的进入空气和由建筑物排放出的空气。设置了一个供应鼓风机23和一个排放鼓风机25，使得在系统中实现必要的空气流动。在美国专利No.4594860中公布了这种具体的开环空调系统，因此这里把这种系统的整个公布内容结合进来作为参考。因此，只是为了简短，略去了对该开环空调系统的结构的进一步的描述，这不是限定性的。
众所周知，这种类型的系统中由水汽交换轮组件11提供了从进入的空气中除去水汽。当从空气中除去水汽时，空气的温度提高。随后空气由于通过热交换轮组件13而被冷却，该热交换轮组件使热的干燥空气的温度降低。蒸发件15向空气中添加水汽，从而使温度进一步降低，向被空调的区域供应冷的空气。排放的空气流过蒸发件17，并流过热交换轮组件13，从而由热交换器除去热量，并提高排放空气的温度。借助于太阳能加热部件19使排放空气的温度进一步提高，从而在排放路径中提供高温空气，使水汽交换轮组件11的再生。把空气由水汽交换轮组件11排放到大气中。
图3示出本发明的一种通用的再生式流体处理轮组件30的结构，它包括一个再生式流体处理轮32和一个外壳38。如在图4和5中所示，轮32包括一个芯体10和一个轮箍34。参见图2，芯体10在轴向方向上是多孔的，并包括多个邻接的平行通道14，这些通道沿轴向穿过芯体10。按照芯体10的一个优选实施例，每个通道14的截面大致为六边形，并包括内表面积16。最好由多个重叠起来的材料层12做成通道14。通道14的材料层12的厚度尽量小，以便减小壁厚增加通过芯体10的压力降的效应，同时还能对芯体10提供足够的结构整体性，使其可以自身支承。对技术熟悉的人可以理解到，可以按照芯体10的具体应用和现有的制作技术，改变由材料层12所制作的壁的准确厚度，而不偏离本发明的精神和范围。
每个通道14包括一根位于中心的纵向轴线18。通道14的尺寸最好使相邻的通道的纵向轴线之间的距离和沿着纵向轴线的距离通常为均匀的(即，相邻的通道14彼此等距离地离开，并相对于彼此大致平行地伸展)。最好，由于它们的六边形的截面形状，把本发明的通道14紧凑地邻接起来，以便增加每单位体积可用的交换表面。
采用截面大致为六边形的通道比其它几何形状(包括，但不限于正弦形，正方形和三角形)优越。六边形的理论上的可用的交换表面积(即，基于在涂覆相互作用材料之前的标准测量和几何形状的计算所得的交换表面积)对于一个给定的体积而言比正弦形，三角形和正方形的交换表面积大。
尽管在本发明中优选了把通道14的形状做成截面大致为六边形的形状，对技术熟悉的人可以理解，通道的截面可以为带有相等的角度和相等的侧边长度的其它的直边形状，使得截面趋向于一个圆，并且该形状使得通道紧凑地彼此邻接，使每单位体积的最大的交换表面积达到最大，而不偏离本发明的精神和范围。虽然对技术熟悉的人也可以理解到，可以采用其它的几何形状(比如三角形，正方形，正弦形)，但是只要实现下面所述的运行参数，就不偏离本发明的范围和精神。
回过去参见图3到图5，那里示出了本发明的再生式处理轮组件的第一优选实施例，它整体地表示为30，靠适当地选择芯体10，可以使该组件为水汽交换轮组件11，热交换轮组件13，或者任何一种其它的已知类型的再生式轮。
对于较小的再生式轮来说，构成芯体10的通道14的材料层12可以对芯体10提供足够的结构整体性，从而不需要轮毂组件和轮辐。因此，在示于图3的优选实施例30中，在交换轮32中没有轮毂轮辐。
在交换轮32上设有一根任意构形的导轨36，沿着轮32的外圆周绕轮一圈。最好，导轨36与轮箍34为一体，并与轮箍在一片材料上制作出来，例如用挤压或模压的方法制作出来。导轨36由一对成镜像的凸缘构成，此二凸缘通常在径向上由轮箍的外表面向外伸展，确定出一个通道，该通道最好在轴向上处于轮箍的中心。导轨36使得轮32可以被支承在其边缘上，并且可以旋转地装在外壳38中，如图3所示。外壳38通常为平行六面体的形状，并包括一对主要的相对侧面40，该相对侧面在每一侧面40带有一对半圆形的开口40a和40b，把流过轮32的流体流分开。这使得该轮32可以被放置在美国专利No.4594860中所描述的那种类型的除去水汽的空调系统中，该专利的整体在这里被结合进来作为参考。
在外壳38中设有多个辊轮或″支承轮″42，与导轨36作滚动接合。把支承轮42放置成使轮32可转动地支承在外壳38中，从而使得轮32的芯体10与半圆形开口40a和40b对准或套准。希望，设置至少三个，最好，设置至少四个支承轮42，44。在所示的实施例中，把轮42中的两个设置在靠近再生式轮32的底部相对地靠近在一起，并使它们相等地支承着轮32的重量。最好把另两个轮42设置成彼此离开相等的距离，并离开底部比较接近的两个支承轮42相等的距离，完全环绕着交换轮32，从而把轮32在轴向上和径向上定位在组件30中。由于这个轮箍定位的轴向支承，再生式轮不再需要是平的并且安装得正确。现在它仅只需要是平的。一个通常为T形的支承件44把三个支承轮42支承在外壳38中，如图5所示，该支承件可旋转地支承着支承轮42。把四个支承轮42中的一个(最好为两个上面的轮之一)支承成用来朝向导轨36和离开导轨36移动。不是固定地连接到外壳38上，而最好是把第四个轮的支承件44装在一块平板46上，该板的一端被一个合页48或另外的枢轴转动连接件连接到一块与外壳38连接的安装板49上。一个偏置件50(最好为一个螺旋弹簧)与那个支承轮42和外壳38相连接，从而使得把这一个支承轮42朝向导轨36偏置。把偏置件50所提供的作用力设计成足以克服由密封件，空气或其它产生位移的作用力所造成的任何缺陷。这一个可移动的被偏置的支承轮对本发明的意义在于它调整并补偿了再生式交换轮32中的偏心度。
这多个支承轮42也最好被设置在穿过再生式轮32的中心垂直于其中心轴线的一个平面中，把再生式轮的重量均匀地分配在支承轮42上。应该认识到，本发明容许再生式轮32在轴向方向上和径向方向上被完全定位，而不需要采用一个中心轮毂或密封件用来准直。还应该认识到，支承轮42还使得容易地把再生式轮32插入和移去，为的是进行密封检修，并使密封作用力显著地降低。再生式轮32还最好设有一对镜像的密封凸缘52，它们由再生式交换轮32绕着该轮32的圆周向外(最好在径向上)伸展，邻近该轮32的两个主要的相对轴向表面的每个面。最好，该密封凸缘52与轮箍34为一体，并与轮箍34和导轨36在一片材料上制作出来。
如可以在图5中所看到的那样，把柔软的密封件54安装在外壳38上，围绕着每个半圆形的开口40a，40b。把密封件54放置成与处理轮32的密封凸缘52相接触，如图4和5中所示，基本上(最好，至少本质上)整个绕着该处理轮，从而防止流体流的损失。最好，把每个密封件54可拆下地夹紧在那对相对的外壁40(它们确定了开口40a，40b中的每个开口)之一的边缘上。
在图7中以剖面的形式示出了一种当前优选的柔性密封件的结构。该优选的密封件54包括一个大致为球形的中空部分54a，此部分与一个更有弹性的柔软的箍圈部分54b为一体。该箍圈部分54b最好包括一个更有弹性的″C″字形通道件154，此通道件确定了一个开口的通道154′。部分54a的弹性体155和通道件154最好被柔软的高聚物塑料156连接在一起，塑料156环绕着通道件154，并确定了多个柔软的接合突出物157，这些突出物伸展进通道件154中。箍圈部分54b的结构使得该部分可以被可拆下地直接夹紧到确定开口40a，40b中之一的外壁40(图中的虚线)的一个边缘上。如果需要，可以提供另外的手段(比如一种可脱开的对压力敏感的粘合剂)把密封件54更牢固地但仍然可拆下地夹紧到外壁40上。另外，可以用适用的环氧树脂或对压力敏感的粘合剂把没有箍圈的密封件直接紧固到外壁40上。可以把密封件54模塑成″D″字形，或可以把它设置成一个连续件，该件绕着每个开口40a，40b伸展，并把该件切割成与每个开口40a，40b相配合。
每个密封件54(它绕着开口40a，40b的弯曲部分伸展)的球形部分54a的最远端与再生式交换轮32的密封凸缘52之一相接触。该密封件54的在直径方向上横截过轮32伸展的那部分确定了空气在轮32的相邻接的两个半圆之间的分配，并与芯体10的被暴露的端部表面相接触。最好，把一个耐磨带58装在每个密封件54的球形部分54a的最远端上，防止该密封件的过度的磨损，并保护下面的弹性体。可以用多种方式(最好用一层适当选择的粘合剂60)把耐磨带58固定到密封件54上。
装在密封件54上的上述箍圈节省了制作成本和修理成本，因为该密封件54可以比以前的密封件(它们被可拆下的紧固件，比如螺丝或螺帽与螺栓，固定地紧固在外壳上)更快地被装上和拆下。
设置了一个驱动机构作为组件的一部分，并把该驱动机构与轮箍34的外面作驱动接合，使轮32相对于外壳38旋转。在图8中示意性地画出了该驱动机构的主要部件，该驱动结构整体地表示为70。驱动机构70包括一个柔性件72(最好为一根皮带)，它绕着再生式处理轮32，与轮32(具体地说，与该轮的轮箍34)作驱动接合。驱动机构70还包括在外壳38中的一个驱动件74，与柔性件72作驱动接合，还包括一个与驱动件74作驱动接合的主驱动器76。主驱动器76最好为一个装在凸缘上的电动机，它有驱动轴78，该轴与驱动件74作转动接合。驱动件74最好为一个滑轮。在可转动地装到一根立柱84(它由一块安装板86上伸展出来)上的一个臂82上最好也设置一个空转轮80。最好以凸缘把主驱动器76装到安装板86的外侧面上，使驱动轴78穿过安装板86伸展，与驱动件74作驱动接合。该安装板86与一个开口相配合，该开口被设置成穿过两个主要的相对的外壁40之一，到该轮32的一侧，并用常规的手段(比如螺丝或螺栓)把该安装板可拆下地紧固到那块侧壁40上。这种结构使得整个驱动机构70可以作为结构简化了的一个子组件脱离开柔性件72容易地拆下和装上，使维修和修理变容易，并使外壳38(驱动机构就装在此外壳上)的密封变容易。过去，当要求马达的尺寸较大时，为了能够容纳在外壳中，就围绕着这样的马达建造一个子外壳，把此子外壳装在外壳中，或穿过外壳安装此子外壳。本发明使得可以使用一块平板，它可以容易地安装，并可以容易地沿着其四个侧边进行密封，代替了一个整个的多个侧面的子外壳的更复杂的结构。传统上，马达76提供了内部的轴密封，这防止了流体通过该马达泄漏。把马达绕着凸缘密封到该平板上就完成了驱动机构上的组件密封。
在有关的美国专利申请序列号No.08/246548(1994年5月20日注册)中详细地描述了芯体10的制作，该专利申请在这里被结合进来作为参考。作为本发明的一个例子，最好由一种非金属的高强度的耐高温的热导率低的材料(比如纸形式的Nomex aramid)构成用做水汽交换轮11或热交换轮13的材料层12。对技术熟悉的那些人可以很好地理解把材料层12组装成通道14的形状的过程。在再生式轮组件30被用来使空气除去水分的情况下，可以采用California州的Anaheim的CIBA Composites公司(New York州的Ardsley的CIBA Geigy公司的子公司)制作的没有弹性树脂涂层的Aeroweb HMX-20 aramid蜂窝状材料做为壁12的材料，这些壁最好涂覆上New Jersey州的Edison的Engelhard公司生产的结晶态的硅酸钛分子筛沸石复合物，商品名字为ETS，并已在美国专利4853202中公布，该专利在这里被结合进来作为参考。在轮被用于在除去水汽的空调系统中进行热交换的情况下，也最好用未涂覆的Aeroweb HMX-20制作芯体。然而，对技术熟悉的那些人可以理解到，材料层12和它们所被制作成的形状对于本发明来说不是固定的，可以采用其它材料(比如牛皮纸，尼隆纤维纸，矿物纤维纸，及类似物)构成材料层12，并且可以采用其它方法制作六边形的通道14，比如挤压，机械加工，或模压，而不偏离本发明的精神和范围。
最好，芯体的厚度也由重叠的Aeroweb材料层12制作成，每层的厚度约为0.0015英寸，而由连接起来的材料层所制作成的壁的厚度可以为约0.001到0.006英寸的范围。通道14的紧相邻的纵向轴线18之间的间隔为约0.050到0.125英寸的范围也是可取的。
为了制作轮32，采用一种切割工具(比如带锯)由一块芯体材料上修整出一个圆，它的直径比轮的直径大一些，然后，把芯体的中心可旋转地装在邻接着锯的一个支架上。本发明不限于采用优选的Aeroweb或其它的aramid材料。
可以采用其它材料(比如牛皮纸，尼隆纤维纸，矿物纤维纸，及类似物)制作成用于进行热交换的水汽交换的轮的芯体。同样，也可以采用其它材料。
最好，由一个挤压件制作出轮箍34，包括用确定轮箍的材料在一块直片中制作出确定导轨36和密封凸缘52的突出部。最好把该直片材料切割成需要的尺寸，弯成一个圆，并把它焊接到自身上或用其它机械的方法把它紧固到自身上。可以采用自动轮弯制装置把挤压件变弯。最好采用粘合剂(比如一种常规的环氧树脂，像MavidonMF2000 A或B，或者可能的话，一种发泡环氧树脂)把优选的芯体10紧固在轮箍34上。发泡环氧树脂是优选的，因为在固化过程中它将适应在芯体与轮箍之间存在的偏心度。然而，轮箍34仅只可以借助于压配合或摩擦配合把芯体10紧固住。
尽管铝是优选的，因为它有高强度，轻的重量，并且容易加工，但是也可以采用其它材料(比如钢，或高聚物材料)制作轮箍，并且对于其它类型的轮的用途和其它类型的芯体材料，采用其它材料可能是必要的或是需要的。挤压使得轮箍与形成导轨，密封凸缘和任何芯体接合件(如果轮箍与芯体是靠机械方式或靠摩擦方式紧固在一起的话)的多种突出物可以在一个步骤中在一片材料上制作出来。铝的挤压件所得到的轮箍和密封凸缘宽度的加工误差比可以用传统的机械加工技术所能得到的要小，同时为密封凸缘提供了平滑的外表面，这使得柔性空气密封件54可以沿着凸缘运动。除了挤压之外，带有多个突出物的整片的轮箍也可以直接由浇铸或模压制作出来，也可以分段地制作，再把它们连接成一个整片。虽然是不太希望的，但是也可以把导轨和密封凸缘用机械方式或用粘接方式添加到平的薄片坯料上，或添加到由常规的杆状坯料机械加工出的所需要的轮箍面形上。
尽管挤压过程提供了密封凸缘52(它足够平滑，可以直接与密封件接触)，但是也可以用摩擦力更小的材料(比如低摩擦的石墨，特氟隆，或二硫化钼)涂覆密封凸缘52，进一步降低机械密封件的磨损。啊梢杂萌魏渭钢植煌 姆椒è包括涂布，浸渍，或粉末注入)把这些材料和其它材料施加到其上。
可以用一种环氧树脂或一种低粘性的涂层复合物涂覆芯体10的与之相对的表面，从而增加被暴露的表面抗破坏的耐用性，同时进一步提高芯体10的机械强度。
可以由一种弹性体155挤压出柔性密封件54的球形部分54a，这种弹性体比如EPDM(乙烯，丙烯，二烯单体)橡胶，硅橡胶，氯丁橡胶，或尿脘橡胶，并且该球形部分可以与在箍圈部分54b中的塑料或金属通道件154以及柔软的高聚物塑性材料158或一种天然或合成橡胶一起共挤压而成。另外，可以分开制作这两部分54a/54b，随后用一种适用的粘合剂以传统的方式把它们组装起来。作为一种普通的汽车用的装饰物品，可以由多个供应商得到这些密封件。可以使用Michigan州的Dearborn的Standard Products公司的零件No.75001616。这种物品通常在汽车中被用做静态的装饰密封件。对于与再生式轮32的密封凸缘52相接触的密封件54的弯曲部分，耐磨带58最好为带有对压力敏感的粘合剂(3M货架号9485-PC)的Furon Dixon Rulon XL带。对于密封件54的在直径方向上横截过芯体10的表面伸展的那部分，可以采用带有同样的对压力敏感的粘合剂的Furon Dixon Rulon F带。如果对这两种带想要有较大的固定强度，可以使用一种环氧树脂(比如Mavidon 5110 A和B)。这种密封方法也可以用于其它类型的再生式轮，它们包括常规的由轮毂支承并定位的轮。这些带以带有对压力敏感的粘合剂的成卷的方式供应，并且被直接地用于每个柔性密封件54的暴露的球形部分54a上。对压力敏感的粘合剂使得该胶带容易使用，并被牢固地固定住，从而降低了制造成本，同时提高了这种密封件的弹性，因为球形部分54a可以完全由弹性体制作而成，不需要用耐磨胶带完全覆盖。
柔性件72最好是一条定时皮带，它有带齿的内表面(未画出)，并且驱动件74有带齿的外表面(也未画出)，与皮带的齿相接合。由于轮箍34有较大的表面与柔性件72相接触，所以在该轮上不必设有齿。然而，如果需要，也可以设有齿，并且可以用机械紧固的方法和/或粘接紧固的方法把齿添加到挤压件上。除了皮带之外，还可以使用其它类型的柔性件，这取决于组件30的具体结构，包括但不限于链条，弹性带，V形皮带，涂有橡胶的绳索，等。当前优选的是，使柔性件在导轨36与两个密封凸缘之一之间的轮箍34上运动，以避免与任何支承轮42发生干扰。然而，使柔性件72在导轨36中运动也是可能的，并且在某些情况下也许是希望的。
可以以常规的方式简单地采用带有或不带有结构钢(根据需要)的薄片板材制作外壳38。最好，外壳38关于穿过再生式轮32的中心的一个竖直面是对称的，使得可以把几对相同的板件彼此连接起来，和/或把板件连接到一个内部的框架上，形成外壳38的两块主要的外部相对的壁40中的每一块。
与再生式流体处理轮(在该轮中采用了对于所制作的轮的尺寸而言可以自我支承的芯体材料)一起使用本发明是最有利的。然而，把本发明用于轮毂和轮辐的轮同样可以获得本发明的其它优点。图9示出一个部分分解的再生式流体处理轮132，它有一条带有导轨136(它在轮箍134上围绕着轮132)的轮箍134。设有密封凸缘138，沿着轮箍134的横向的圆周边缘在径向上向外伸出。在轮132的中心设有一个轮毂组件140。在轮毂140与轮箍134之间在径向上有多个相同的轮辐142伸展。把轮辐142固定地紧固在轮箍的邻近的段134a/134b与134a/134d之间，例如用螺帽和螺栓紧固件(未画出)进行紧固，同时每个轮辐142的一个与之相对的端部被容纳在轮毂组件或简单的″轮毂″140的一个适当的狭缝中。轮的芯体为多个基本上相同的环形段，图中示出两块四分之一圆的段110a和110b已经被装上，在安装上之前的部分分解图中示出了第三段110c。可以以多种方法(包括粘合剂，如前面所述的那样)把芯体段110a-110c紧固在轮132中，使它们不在轴向上运动，并使它们如所示出的那样不被轮132作干扰接合。每个轮辐142在轮辐的每一侧都设有向外突出的沿径向伸展的凸缘144，这些凸缘与切割进每个芯体段110a-110c的长直侧边中的狭缝或凹槽相接合，在图中以虚线示出段110c的两个凹槽112。当把段110c装到邻接的轮辐对142之间时，该对邻接的轮辐的每个凸缘144将与芯体段110c的相对的侧面中所设的凹槽112相接合。可以以这样的方式简单地用机械的方法把芯体段110a-110c连接到轮辐或轮箍上，或者如果需要另外把它们粘接上，进一步把芯体段固定牢固。
轮毂140最好为对称的多边形，所示出的是一个正方形。这样大大简化了对芯体段110a-110c的短侧壁(该短侧壁直接对着轮毂)的切割，并避免了必须沿着那部分芯体段进行小半径的切割。另外，在轮毂140中可以设置一个细长的滚动轴承(未画出)，基本上在轮毂140的轴向长度伸展，把轮132可以转动地支承在穿过轮毂140中所示出的中心轴开孔的一根固定的轴(未画出)上。与导轨136相接合的四周的支承轮(未画出)将消除轮毂轴承上的轴向负载。这将进一步去掉在再生式轮132对于该轴加工出一个严格的中心孔的需求，该轴承将有某些倾斜和间隙，但被偏置的支承轮将容纳这些偏心度。
最好，由前面所述的那种类型的预先成形的Aeroweb蜂窝板切割出芯体段110a-110c及类似物。开始，可以切割芯体材料的长直侧边，形成一个饼形的楔。最好把该楔装在一个饼形旋转夹紧装置上，进行主要的半径切割。在进行半径切割之前或之后，用一次直的横向切割把楔的尖端除去。可以在任何时间在每个芯体段110a-110c的长直侧边中切割出狭缝。
图10示出一种不同的轮箍实施例234的剖面，它有一根导轨236和密封凸缘238，此种轮箍适宜于挤压或模压。使密封凸缘238的最远端部向里朝着它们的尖端倾斜。这使得轮的安装和拆下变容易，并使对柔性密封件(它们被放置成与密封凸缘的在径向上在倾斜部分的里面的直侧面相接触)的损坏减到最小。图11示出又一种轮箍334的剖面，它带有做成一体的导轨336和密封凸缘338，它的几何形状特别适宜于被传统的薄片金属(例如镀锌钢板或不锈钢板)弯曲技术进行加工。
图12示出了另一种辊轮实施例242，其中该轮的支承部分243被支承在一个中空的管形部分244上，该管形部分又可转动地支承在一根轴246上的轴承245上，该轴在外壳38的主要的相对外壁40之间伸展。
图13示出一种双支承轮设计，其中把一对轮342可转动地支承在一对轴346上，每根轴的一端被一块做成适当形状的安装板348支承，该安装板又可以被连接到外壳38的一个框架上，或形成该框架的一部分。
图14示出另一种装有弹簧的辊轮结构，其中借助于一个轭架444安装了一个支承轮442，该轭架有一个中空的基座445，该基座被装到设在一块安装板447上的一根轴446中的枢轴上，可以把该安装板装到外壳的框架上，或做为外壳的框架的一部分。在该中空的基座中的一个扭力弹簧(未画出)与该轴446和/或安装板447相作用，使轮442相对于再生式流体处理轮偏置。
对技术熟悉的那些人可以认识到，可以对上述实施例进行改变，而不偏离其广义的发明思想。因此，应该理解到，本发明不限于所公布的具体的实施例，而包括在所附的权利要求所确定的本发明的精神和范围之内的改型。
权利要求
1.一种被可旋转地支承的再生式流体处理轮组件，它包括一个再生式流体处理轮，它有一个在轴线方向上多孔的芯体和一个绕着该芯体并与该芯体紧固在一起的圆形轮箍；在该处理轮上的围绕着该处理轮的一根导轨；包围着处理轮的一个外壳；以及设置在外壳中与导轨作滚动接合的多个辊轮。
2.根据权利要求1的组件，其特征在于多个辊轮为绕着处理轮彼此离开的至少三个辊轮，它们与导轨接合，足以把该处理轮在外壳中在轴向上和在径向上定位。
3.根据权利要求1的组件，其特征在于把多个辊轮中的至少一个支承成可以朝向导轨和离开导轨运动，还包括与一个辊轮和外壳连接的一个偏置件，从而把一个辊轮朝向导轨偏置。
4.根据权利要求1的组件，其特征在于导轨与轮箍为一体。
5.根据权利要求1的组件，其特征在于由一对从轮箍向外伸展的突出部形成导轨，确定一个通道，并且其中多个辊轮中的每一个伸展到该通道中。
6.根据权利要求1的组件，其特征在于由一片相同的材料制作成导轨和轮箍。
7.根据权利要求1的组件，其特征在于，还包括一对密封凸缘，它们至少大致地在径向上由处理轮绕着处理轮的圆周伸展，邻近空气处理轮的两个主要的相对的轴向表面之一。
8.根据权利要求7的组件，其特征在于该对密封凸缘与轮箍为一体。
9.根据权利要求7的组件，其特征在于外壳包括一对相对的外壁，它们带有穿过的开口，这些开口至少大致在轴向上与处理轮的芯体对准，还包括柔性密封件，它们被装在外壳上绕着每个开口，并被放置成与处理轮的密封凸缘相接触。
10.根据权利要求9的组件，其特征在于每个密封件被可拆下地夹紧在确定开口之一的那对相对的外壁之一的边缘上。
11.根据权利要求10的组件，其特征在于还包括在直接对着并朝向处理轮的邻接的密封凸缘的一个部位粘接到柔性件之一上的耐磨层。
12.根据权利要求7的组件，其特征在于随着密封凸缘离开芯体伸展，至少每个密封凸缘的远离芯体的那一部分大致在轴向上向里面倾斜。
13.根据权利要求1的组件，其特征在于外壳包括一对相对的外壁，并且其中多个辊轮中的至少一个包括在该对外壁之间伸展的一根轴和可转动地装在该轴上与导轨作滚动接合的一个轮。
14.根据权利要求1的组件，其特征在于多个辊轮中的至少两个与外壳相连接，使得彼此紧靠着相邻接，与导轨相对。
15.根据权利要求1的组件，其特征在于还包括围绕着处理轮与处理轮作驱动接合的一个柔性件；在外壳中与柔性件作驱动接合的一个驱动件；以及与驱动件作驱动接合的一个主驱动器。
16.根据权利要求15的组件，其特征在于外壳包括一块外壁，它带有一个穿透到处理轮的一侧的开口，还包括一块盖板，该盖板被可拆下地紧固到外壳上，基本上把该开口密封住，主驱动器包括一个与盖板的一个外侧相连接的凸缘安装件和一根穿过该盖板伸展的驱动轴，驱动件在盖板的一个内侧面上与驱动轴紧固在一起。
17.根据权利要求1的组件，其特征在于处理轮还包括一个位于中心在轴向上伸展的轮毂；以及多个在径向上伸展的轮辐，每根轮辐与轮毂和轮箍紧固在一起。
18.根据权利要求17的组件，其特征在于轮毂的截面的形状为对称的多边形。
19.根据权利要求17的组件，其特征在于每根轮辐被不可调节地紧固在轮毂与轮箍之间。
20.根据权利要求19的组件，其特征在于每根轮辐在轴向上穿过轮伸展，芯体为多个段，每一段被容纳在相邻接的一对轮辐之间，沿着每一段的一个侧面在径向上伸展着一个狭缝，由相邻接的轮辐中的至少一个伸出一个凸缘，与狭缝接合。
21.一种被可旋转地支承的再生式流体处理轮组件，它包括一个再生式流体处理轮，它有一个在轴线方向上多孔的芯体；一对密封凸缘，它们至少大致地由处理轮向外绕着处理轮的外圆周伸展，邻近该轮的两个主要的相对的轴向表面中的每个表面；包围着处理轮的一个外壳，该外壳包括一对带有穿透的开口的相对的外壁，该开口至少大致在轴向上与处理轮的芯体对准；以及柔性密封件，它们被可拆下地装在外壳上绕着每个开口，每个密封件被放置成与处理轮的密封凸缘之一相接触。
22.根据权利要求1的组件，其特征在于还包括一对装在处理轮上的密封凸缘，为的是与处理轮一起旋转，该密封凸缘至少大致地在径向上由处理轮绕着处理轮的圆周伸展，邻近该处理轮的两个主要的相对的轴向表面中的每个表面。
23.根据权利要求6的组件，其特征在于单一片材料为一块被弯曲了的挤压件，沿着其长度它有均匀的截面形状。
24.根据权利要求5的组件，其特征在于导轨和轮箍由一片挤压件的不同部分制作而成。
25.根据权利要求11的组件，其特征在于耐磨层为粘接到柔性密封件之一上的一根柔软的胶带。
26.根据权利要求16的组件，其特征在于还包括与柔性件相接合的并与盖板相连接的一个空转轮。
27.根据权利要求19的组件，其特征在于每根轮辐与轮毂和轮箍都固定地紧固在一起。
28.根据权利要求20的组件，其特征在于每一段由一块预先成形的蜂窝板切割而成，其侧面由被切割件所暴露出来的蜂窝板的表面构成。
全文摘要
被可旋转地支承的再生式流体处理轮组件包括一个带有在圆周上的轮箍和导轨的轮，该轮置于其中的一个外壳，多个设置在外壳中的辊轮与导轨作滚动接合，使轮在外壳中在轴向上和径向上定位。设置了密封凸缘，由轮箍在径向上向外突出，密封凸缘与柔性密封件相对着，这些密封件被夹紧地安装到外壳的壁上，绕着穿过这些壁的开口，这些壁与轮对准。最好至少一个辊轮装有弹簧，使得可以补偿轮中的任何偏心度。轮由皮带驱动。为了容易装上和拆下，设置了一个子组件，它包括一块安装板，装在凸缘上的马达，驱动滑轮，以及装有弹簧的空转轮。对压力敏感的粘合剂把适宜于与密封凸缘或轮的芯体的表面接触的耐磨胶带粘接到柔性密封件上。同样可以把辊轮的支承和定位使用到有轮毂和轮辐的轮上。辊轮的支承和定位使得可以采用较小的轮毂和一个单一的轴承，从而使对于流体处理有损失的芯体的中心面积减到最小。
文档编号F24F3/14GK1135789SQ95190902
公开日1996年11月13日 申请日期1995年9月15日 优先权日1994年9月16日
发明者亨利·Y·马克, 詹姆斯·A·海伍德 申请人:安格尔哈得合伙公司