具有能够与风扇、材料处理、暖通空调、地热冷却和其他辅助系统对接的普通“即插即用...的制作方法_3

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是固定端部集装箱壁的螺栓,(3)是端部集装箱壁。集装箱可集装箱I至100个模块,但通常可包含4个模块。每个模块可包括1-100个过滤器阶段,但通常可包括一个过滤器阶段。每个模块可连接在一起以创建多阶段过滤器工艺。在容纳内安装模块会产生高品质清洁表面,其可用于附接过滤器工艺,同样还会产生不会生成湍流和/或和涡流的并且可轻易保持清洁的高品质表面。采用模块概念还有其他益处,这允许在专门测试台设施上对模块进行专门测试,还允许在现场技术组合较低的情况下轻易地安装其他升级物件。如果例如卫生产品生产商使用典型的纸浆/SAP混合核心的情景来生产产品,然后若想将其生产过程修改为仅SAP核心,是某些情况需要新的阶段I过滤器工艺。能够在过滤器制造商处取下模块并将该模块送到生产商处,这种能力允许有机会在具有基本工具和有限技术组合的条件下迅速地交换模块。这种概念不仅对于系统升级有利,而且在火灾或其他类似灾难性事件的情况下,具有迅速交换模块的概念允许在减少的时间帧内维修和启动过滤器系统。
[0110]这一概念不仅对过滤器终端用户有利,而且对整个供应链和在减少制造成本上有利。如本临时专利申请中之前提到的,过滤器生成工艺类似于基本的福特T型车,多个元件在组装现场用螺栓连接在一起以形成最终组件。
[0111]本专利中概述的过滤器模块概念允许同时制造多个集装箱从而大大地减少过滤器生产交货期,并且是用于在短时期内建造远洋邮轮的常见技术,其中整个轮船的较大模块在独立的位置建造。模块化概念还促进了更加容易进行生产外包的环境,这是因为模块可以是独立的位置/工厂制造,从而消除了为了任何单个生产的而获取整个系统绘图包的需要。
[0112]然而,仅在集装箱内安装模块可对整个集装箱的成本增加重要价值。通常真空度为约10-15英寸的水会对模块壁施加非常大的力,从而需要大量结构件来防止过滤器发生内爆。该结构件可考虑为装配式框架或者增加模块壁的厚度。而这两种选择都是有问题的。将顶棚、地板和壁板的厚度增加至需要的厚度(通常为8-10毫米)会增加成本和过滤器重量;安装二次框架也会增加成本,但也许更加有害的是其极大的空间需要,由于这减少了对集装箱内可用空间的要求,所以对过滤器容量有很大影响。
[0113]本发明的关键实施例是使用波状集装箱,其中壁作为关键结构件,从而允许使用更薄的模块壁。这不仅减少了过滤器生产成本,而且在集装箱壁与模块之间创建的缝隙具有极大的声音和热量散发益处。如果模块与过滤器壁之间的连接是特别设计的并且由诸如橡胶或任何其他吸音材料或弹簧组件制成,那么就大大地减少了从过滤器模块传递的声音。许多行业都在改进其声音散发指南,并力求低于在I米处为83DBA这一新的水平以及在I米处为80DBA的长远目标,能够实现该目标的任何根本设计改进都会在行业中得到广泛采用。图48(1)图示了波状壁,(2)图示了可拆卸外部面板,(3)图示了内部模块,(4)图示了将面板连接至集装箱的消音系统,(5)图示了将面板连接至集装箱的消音系统,(6)图示了用于可拆卸集装箱端部壁以允许模块插入/移除的螺栓,(7)图示了可用于电缆线、绝缘热量和声音的腔区域,(8)图示了可用于电缆线、绝缘热量和声音的腔区域。
[0114]为了执行这样的解决方案并且使集装箱仍能用于海运,集装箱壁需要在集装箱内进一步移动并且需要作出相应的结构改进,作出这些变化是为了满足所要求的ISO海运规则。
[0115]本发明的另一个实施例包括加强集装箱的壁、顶板和地板,这是因为标准海运集装箱设计不是设计用于承受置于集装箱上的真空负载的。
[0116]本发明的另一个实施例是添加自动地板清洁/扫除装置。如本专利中之前所讨论的,在集装箱壳体内添加模块会带来安装假地板的新机会,这使随后可选择安装新范围的地板扫除技术,地板扫除技术可安装在所有模块中,但通常安装在阶段I和2之间以及阶段2和3之间。通常,在阶段4不要求地板扫除技术,这是因为过滤工艺中该阶段几乎不存在气载灰尘。
[0117]地板扫除发明的属性包括完全平坦的气密壁和图49所示出现灰尘/气流的模块的地板表面,其中(I)是空气过滤阶段出现的大致附近位置,(2)是(在地板上)通常收集来自空气过滤工艺的灰尘的大致附近位置,(3)是可容置用于地板清洁装置的驱动系统的位置,在该位置中,位于2和3之间的地板在关键驱动元件上方具有假地板或部分假地板以允许在需要时进入驱动系统。
[0118]图50更加详细地图示了驱动区域,其中(I)是空气过滤阶段出现的大致附近位置,
(2)是放置脚底座的位置,在该位置中,模块的重量被转移至集装箱地板,(3)是用于清洁装置的驱动机构区域,(4)是清洁装置,其通常具有扫除整个地板的能力,(5)是真空区域,收集的灰尘从该真空区域处被移除。
[0119]图51更加详细地图示了驱动和真空区域,其中(I)是扫除装置,其以设计为三角形形式的连续摆动来左右移动以便消除可出现灰尘的表面,(2)是安装在地板扫除器(I)内的磁装置,(3)是连接至驱动机构的磁装置,(4)是保持和驱动下部驱动磁铁的驱动机构托架,
(5)是放置脚底座的位置,在该位置中,模块的重量被转移至集装箱地板,(6)是有角的角落部分,其防止灰尘积累在扫除器不能到达的地板边缘并且将落在该部分上的灰尘导向真空区域,(7)是可拆卸地板条中的狭缝,灰尘被抽吸穿过该狭缝,(8)是侧面可拆卸地板条,(9)是真空歧管挡板,从其中间移除孔或圆锥体部段,其插入模块壳体中,可轻易地更换,(10)是将灰尘从狭缝传送至模块外部的真空孔,(11)是模块壁,(12)是模块地板,其可包括额外的可拆卸地板条(13)以便在需要时可进入到驱动元件。
[0120]图52至图56更加详细地图示了地板清洁装置。在这些实施例中,可拆卸地板面板安装在CD方向,驱动磁铁在其下前后摆动。地板面板一旦安装就与主地板完全齐平以消除灰尘积累风险,在模块壳体与地板面板之间安装了密封件以消除灰尘迀移至驱动区域。地板面板由低摩擦涂层制成以减少摩擦,从而有助于磁铁的连续运动。移除这些面板不仅可进入驱动系统而且可进入其上放置有下部驱动磁铁的铁轨。为了维护的目的,可轻易地移除通条,因为通条与模块之间的唯一物理连接是经由磁铁连接。
[0121]本发明的另一个添加是使通条和簧片开关包括附加的磁铁,簧片开关随着连接至驱动机构的通条的运动而运动。不管由于什么原因造成通条脱离时,簧片开关都会激活通条已经脱离的信号。
[0122]随着通条在一个方向上移动,污染物会积累在通条的前缘上。本发明实施例包括2个真空系统,其安装在前缘的行进位置的端部,如图51(10)所示,当通条已经停靠在行进的端部时该真空系统会立即启动。通条本身为三角形形式,如图51(1)所示,因为这种形式在设计上不会允许表面上沉淀灰尘。如图51(6)所示,地板与壁之间也存在类似的三角形形式以确保过滤器上不会积累灰尘并且所有污染物可经由如图51(7)概述的狭缝存在。
[0123]系统的运动频率可以调节,但周期时间范围可从I秒至10000小时不等,但通常会设定在I至60分钟,最终取决于污染物负载。另一种配置是在计划生产停止和/或生产故障停机时间时致动地板清洁装置。
[0124]由于清洁周期只有在通条已经到达行进的端部时才会发生,所以不断地从系统移除空气基本上是在浪费能量。只在需要时才使用能量将是有利的。空气通条工艺的实施例是在诸如风扇等真空源与如图51(10)所示的清洁工艺真空进口区域之间附接真空储存室。该室作为储存缓冲并且经由小管子连接至真空源,真空源通常可以是喷嘴清洁风扇。该管子的直径可在0.001毫米与1000毫米之间,但更优选可为2-5毫米。由于进入该室中的气流极其少,所以该管子不需要有较大直径。该室在周期时期在室内积累的真空可在几秒钟内被释放,从而从清洁装置抽吸灰尘,这也解释了为什么该室的进口管道与真空源相比具有更大的直径。该室具有位于该室的底部的阀门,在发生了每个周期后阀门释放灰尘,但阀门可调整为具有更低的打开频率。图57概述了此安装的工艺概念,其中(I)是真空储存室,(2)是释放阀门的位置,在此收集的灰尘通过(3)释放,(4)是真空储存室的进口,真空储存室经由阀门连接至如图51(10)概述的地板扫除系统的抽吸位置,(5)是喷嘴风扇电机,(6)是喷嘴风扇,(7)是喷嘴风扇叶轮,(8)是来自喷嘴风扇的进口管道,(9)是喷嘴风扇的出口,( 10)是连接至喷嘴风扇的连接,(11)是从(8)连接至(I)的额外小直径管子,如本专利中之前描述的,其连续地向真空储存室供应少量的真空供应。
[0125]如本专利申请中之前所讨论的,过滤器系统的尺寸通常设置为与转换器相配合。如果空气速度太高,那么灰尘颗粒会穿过过滤介质,如果速度太低,那么灰尘会被收集在过滤器内,因为空气速度不够高而不能气载污染物以进行后者经由介质清洁喷嘴的移除,。现有的过滤系统通常从过滤器的进口区域接收空气,而在更近的几代过滤器系统中,空气可沿着过滤器鼓的侧面(通常穿过弯曲地板)被供应至过滤器,这可促进自动的地板清洁(在美国专利5679136中概述),其优势在于,不仅减少了手动清洁工作而且减少了爆炸风险。图58图示了现有的通常的过滤器工艺,其中污染的空气在点(I)处供应至过滤器,在点(2)处进入过滤器,并且围绕区域(3)中的弯曲地板突出。图59图示了该工艺的顶视图,其中(I)是鼓式过滤器的宽度,(2)是进口区域的宽度。为了确保这一概念起作用,环绕鼓式过滤器的整个地板必须保持清洁,这需要喷嘴进口的全部宽度都在过滤器中。
[0126]本发明的过滤器工艺的关键实施例是在过滤器的进口处创建空气漩涡(也称为打旋或旋风或旋转空气条件或旋转空气环境),这在图60中示出,其中(I)图示了进口空气流入,(2)图示了使空气转向限定方向的鳍板,(3)是顺时针旋转创建漩涡的气流,(4)是灰尘和其他污染物通常会积累但由于该区域中的高速度流而被消除的位置。
[0127]漩涡创建于过滤器前面,如图61所示,该图是图60的侧视图,其中(I)图示了进口空气流入,(3)是顺时针旋转创建漩涡的气流并且在该侧视图中该气流正向左移动,(4)是灰尘和其他污染物通常会积累但由于该区域中的高速度流而被消除的位置,(5)是过滤器内的区域,空气通过该区域从该房间中移除,(6)是用于操作员进入的进口门,(7)是漩涡/打旋区域的宽度,操作员可轻易地进入该宽度,(8)是过滤器的宽度,(9)示出了标准设计的变形,其中空气可经由(9)而不是(I)进入,其中(10)代表诸如鳍板等装置,该装置在空气从
(9)进入过滤器时用于创建漩涡。现有的许多过滤器设计都没有创建足够的内部空气速度来清洁地板以及/或者过滤器的内部壳体没有空气动力学设计并且在过滤器内积累了对清洁不利的大量湍流。某些过滤器设计还具有较大地板区域,因此为了清洁该区域就需要较高的空气容积以确保空气速度高于最低水平从而允许进行地板清洁工艺。图62示出了与图60相同的概念,但以逆时针形式进行。通常只存在一个主要漩涡(由涡流创建的漩涡不计),但可存在1-10000000之间的任何数量的主漩涡,但更加通常的是存在1-2个主漩涡,如图63所示。
[0128]如果空气速度太低,那么由于没有实现足够的空气速度来将污染物运输至过滤介质上,污染物就会保持在过滤器地板上。现有的现代鼓式过滤器通过良好设计的地板成功地实现了足够的地板清洁度,良好设计的地板以空气动力学的设计来减少湍流,并且在设计上平缓以便减少可积累污染物的位置。此外,空气进口的宽度跨过鼓式过滤器的全部宽度以确保整个地板区域都保持清洁。空气进口喷嘴也设计为确保空气进口无湍流,其概念在图58和图59中示出。这种设计十分实用,该设计的唯一缺点是由于地板宽度非常宽所以需要较高的空气容积来保持污染物气载。
[0129]假设图58和图59示出当前鼓式过滤器概念,且假设例如此次计算时鼓式过滤器只有3米长,这进而要求空气进口也为3米,而且假设喷嘴进口高度为100毫米并且鼓式地板与鼓式过滤器之间的缝隙为100毫米(在图39中区域(1)、(2)、(3)中示出),那么这就意味着会需要10800立方米的空气来使该地板区域中达到每秒10米的空气速度。通过设计进口区域更窄(如图61(7)所示)的新的过滤器壳体概念,则会需要更少的空气量来确保达到足够的空气速度以促进足够的地板清洁。如图61(7)所示的空气进口宽度可在I毫米至1000000毫米之间,但通常可在100毫米至2000毫米之间,更加通常的是在300毫米(以允许人进入)至1000毫米(以促进高空气速度)之间。假设例如进口宽度为550毫米,那么为了实现如之前示例中的每秒10米的空气速度,假设进口管道高度也为100毫米,那么就只需要1980立方米的空气,这只是参照现有的技术的示例的18%。
[0130]这种最低空气要求的减少大大地打开了现有地工艺窗口,过滤器可在该工艺窗口中操作,从而允许在需要极为不同的空气容积的多个应用中使用更常见的过滤器设备SKU。
[0131]如图64所示,进入漩涡区域的空气进口可来自上方(I)(假设过滤器集装箱在上方),或者来自左侧(4)(假设过滤器集装箱在左侧),或者来自右侧(2)(假设过滤器集装箱在右侧),或者来自下方(3)(假设过滤器集装箱在下方),然而,空气进口可呈任何角度(0-360度)。如图61(9)所示,气流也可来自相对壁并且通过二次工艺(通常由弯曲鳍板或静止涡轮(10)组成),这可在其进入过滤介质通道(5)之前在指定的漩涡区域创建漩涡。
[0132]图65示出了本发明的另一个实施例,其中空气通过喷嘴导向为接近地板区域(4),这确保从喷嘴(5)排出的空气定位于最有效的点。这种设计可进一步增加过滤器的操作工艺窗口。
[0133]在本发明的另一实施例中,该漩涡区域可用于让操作员进入,因为其提供了操作员可站立的区域并且能够理想地进入过滤介质。如果介质是悬臂式的(如本专利在后文将谈到的),那么这种情景是精致设计、操作员进入和工艺之间组合的最佳布局。
[0134]在本发明的另一个实施例中,进入门的形状也可设置为有助于漩涡并且不会创建任何不希望的湍流。图66图示了这种概念,其中(I)是门的枢轴点,(2)是形成于内部的、形状与漩涡气流相似以避免额外的湍流的门(单个或两个),(3)是当过滤器没有运行时操作员可进入漩涡区域内的过滤器的位置,(4)图示了需要关闭门的手柄,因为门是平衡配重的以避免额外的支撑系统和伤害操作员的风险。
[0135]本发明的另一个实施例是重新设计过滤器鼓,以允许在海运集装箱的更加受限的空间内安装更高更大的介质区域。现有的典型的鼓式过滤器由旋转鼓组成,其中在这种设计中,旋转鼓的内部区域没有得到有效的利用。为了在集装箱的空间中实现更高的空气过滤容积,需要发现新的方法来在较小空间中安装更大量的介质区域。理想的是需要将20-25SQM的过滤介质安装在集装箱内的阶段I过滤器模块内。
[0136]通过在鼓内安装更多的鼓,这允许更加有效地使用空间。图67和图68概述的概念中,多个鼓1、2、3、4、5和6(也称为圆锥体)放置在彼此内部。在该实施例中,圆锥体旋转并且存在剥离/移除喷嘴以从介质表面移除污染物。
[0137]如图69和图70所示,另一个实施例不是旋转圆锥体,而是喷嘴旋转而圆锥体保持静止。在这里,喷嘴旋转并且能够在MD方向上前后摆动运动。本发明的另一实施例是如图
(71)所示那样放置轴承组件。这种轴承使用压缩空气来极大地减少轴承摩擦并且极大地增加轴承的预期寿命。轴承具有位于轴承内的整体中空区域,其用于从喷嘴清洁系统运输空气。由于有连续不断的压缩气体流离开轴承从而减少轴承内包含污染物的可能性,所以这种轴承是希望的。减少和/或消除污染进入轴承的风险的下一步骤是将轴承容置于单独通风的腔内,如图(72)所示,其中(I)该区域中的空气正进入过滤器,(2)该区域中的空气已经从过滤器出去,(3)喷嘴进料空气,(4)空气通过喷嘴从轴承出去,(5)旋转地和线性地驱动喷嘴,(6)内部伸缩滑梯,(7)外部伸缩滑梯,(8)如图71概述的空气轴承,(9)腔,空气轴承位于该腔中,(10)和(11)通向腔的通风口)。使放置有空气轴承的腔(9)通向比过滤器气压(I)和(2)高的压力,这促进形成一种环境,在该环境中,来自放置有轴承的腔的气流流过伸缩滑梯。伸缩滑梯内空气的迀移提供了另一个屏障以防止污染物进入空气轴承。
[0138]在本实施例中,旋转喷嘴图73(A)附接至旋转空气轴承,旋转空气轴承能够清洁圆锥体的所有表面。在这种设计下,圆锥体保持静止并且固定至背板,背板是多孔的和/或具有孔腔以允许过滤的空气迀移至下一个过滤阶段。在图74和图75中示出圆锥体和背板的示例,如现在使用标准鼓式过滤器那样,该设计假设过滤介质施加至圆锥体的外部,且这种多孔的金属网只放置在圆锥体的外表面上。
[0139]然而,在该设计中,这种过滤装置在默认情况下需要类似的区域作为过滤器深度以便允许过滤器喷嘴横贯需要清洁整个介质区域的整个运动范围。图76和图77图示了本发明的另一个实施例,该实施例使用双重真空喷嘴概念,其中使用2个喷嘴来清洁单个圆锥体,从而与标准喷嘴设计相比喷嘴的运动范围就减少了 50%。
[0140]更加有效的利用空间也允许圆锥体的深度增加,从而也允许将圆锥体的数量从6个减少至5个,这又增加了圆锥体之间的缝隙以便促进喷嘴和操作员的进入。其优点在图78中示出,其中(I)是单个喷嘴设计,(2)是双重喷嘴
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