專利名稱：具有流動(dòng)控制特征的過濾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文所公開的主題涉及流體過濾器。更具體而言，所公開的主題涉及用于各種工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用的過濾器。
背景技術(shù)：
過濾器用于諸如進(jìn)入和排出過濾之類的多種設(shè)備和應(yīng)用。例如，袋濾室可包括多個(gè)濾袋來過濾與工業(yè)系統(tǒng)或設(shè)備相關(guān)聯(lián)的顆粒。具體而言，袋濾室可配備有足夠數(shù)目和大小的濾袋以從工業(yè)過程過濾顆粒，例如在水泥廠中。排放標(biāo)準(zhǔn)正變得日益嚴(yán)格，從而需要更為有效的過濾系統(tǒng)。在操作期間的一定時(shí)間，可攪動(dòng)濾袋以除去顆粒累積物(buildup)。令人遺憾的是，攪動(dòng)濾袋可導(dǎo)致不期望的排放物(例如，汞)的峰值(spike)。然而，在沒有周期性攪動(dòng)的情況下，由于顆粒累積物顯著阻擋穿過濾袋的流動(dòng)并增大壓力損失，故顆粒累積物增大了系統(tǒng)壓降。

發(fā)明內(nèi)容
在范圍上與初始要求得到專利保護(hù)的本發(fā)明等同的一些實(shí)施例在下文中進(jìn)行了概述。這些實(shí)施例并非意圖限制要求得到專利保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是這些實(shí)施例僅意圖提供對(duì)本發(fā)明可能形式的簡要概括。實(shí)際上，本發(fā)明可包含可與下文闡述的實(shí)施例相似或不同的多種形式。在第一實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括具有壁和位于壁上的表面的過濾器。三維表面形態(tài)(morphology)沿表面設(shè)置，且構(gòu)造成用以減小跨越過濾器的壓降。在第二實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括具有壁和位于壁上的表面的過濾器。具有非均勻圖案的三維表面形態(tài)沿表面設(shè)置。非均勻圖案在沿過濾器的方向上逐漸地變化。在第三實(shí)施例中，一種方法包括通過沿過濾器的表面設(shè)置的三維表面形態(tài)來減小穿過過濾器的壓降。該方法還包括通過三維表面形態(tài)來加強(qiáng)保持沿過濾器表面的顆粒累積物。


當(dāng)參照附圖來閱讀如下詳細(xì)描述時(shí)，本發(fā)明的這些及其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更容易理解，所有附圖中的相似標(biāo)號(hào)表示相似的零件，在附圖中圖I為連接到商業(yè)/工業(yè)系統(tǒng)上的袋濾室的實(shí)施例的截面?zhèn)纫晥D；圖2為構(gòu)造成用以將空氣脈沖送入濾袋中的吹管的實(shí)施例的局部側(cè)視圖；圖3為在圖I和圖2中的弧形線3-3內(nèi)截取的局部表面視圖，繪出了以均勻圖案沿濾袋外表面布置的三維表面形態(tài)的實(shí)施例；圖4為在圖I和圖2的弧形線3-3內(nèi)截取的局部表面視圖，繪出了以結(jié)點(diǎn)和鏈路圖案沿濾袋外表面布置的三維表面形態(tài)的實(shí)施例；圖5為在圖I和圖2中的弧形線3-3內(nèi)截取的局部表面視圖，繪出了以可變密度圖案沿濾袋外表面布置的三維表面形態(tài)的實(shí)施例；圖6為在圖I和圖2中的弧形線3-3內(nèi)截取的局部表面視圖，繪出了以可變大小圖案沿濾袋外表面布置的三維表面形態(tài)的實(shí)施例；圖7、圖8和圖9為濾袋壁的局部截面?zhèn)纫晥D，示出了具有不同三維表面形態(tài)實(shí)施例的基礎(chǔ)層和覆蓋層；圖10為在濾袋表面上具有三維表面形態(tài)的濾袋實(shí)施例的截面?zhèn)纫晥D，示出了在脈沖射流清潔之前顆粒累積物的聚集；圖11為在濾袋表面上具有三維表面形態(tài)的濾袋實(shí)施例的截面?zhèn)纫晥D，示出了導(dǎo)致顆粒累積物的部分移除和部分保持的脈沖射流清潔；圖12為一濾袋實(shí)施例的截面?zhèn)纫晥D，該濾袋的三維表面形態(tài)具有自濾袋表面的凸起；圖13為一濾袋實(shí)施例的截面?zhèn)纫晥D，該濾袋的三維表面形態(tài)具有沿濾袋表面的凸起和凹部；圖14為在圖10和圖13的弧形線14-14內(nèi)截取的局部截面?zhèn)纫晥D，繪出了具有三維表面形態(tài)的濾袋表面，該三維表面形態(tài)具有凸起和凹部而導(dǎo)致顆粒累積物的更為多孔的聚集；圖15為具有三維表面形態(tài)的過濾器實(shí)施例的壁的局部截面?zhèn)纫晥D，示出了顆粒累積物、壁中的纖維和三維表面形態(tài)之間的尺寸關(guān)系；圖16為在圖15的弧形線16-16內(nèi)截取的過濾器的局部截面?zhèn)纫晥D，進(jìn)一步示出了過濾器表面中的纖維與設(shè)置在過濾器表面上的三維表面形態(tài)之間的尺寸關(guān)系；圖17為壓降對(duì)時(shí)間的曲線圖，示出了具有三維表面形態(tài)的過濾器與沒有三維表面形態(tài)的過濾器之間的差異；圖18為構(gòu)造成具有三維表面形態(tài)的手風(fēng)琴狀濾袋的實(shí)施例的截面?zhèn)纫晥D；以及圖19為構(gòu)造成具有三維表面形態(tài)的有肋條的濾袋的實(shí)施例的截面頂視圖。零件清單10袋濾室12 濾袋14三維表面形態(tài)15 壁16外表面18內(nèi)表面2O 內(nèi)部22空氣入口區(qū)段24空氣清潔區(qū)段26空氣出口區(qū)段27商業(yè)或工業(yè)系統(tǒng)28臟氣體入口29 排氣30 擋板
31 塵埃32 擋板33 顆粒34 擋板36 擋板38 貯斗40 濾袋42 濾袋44 濾袋46 濾袋48 管板50 籠蓋52 籠蓋54 籠蓋56 籠蓋58 籠59脈沖射流清潔系統(tǒng)60 吹管62壓縮空氣集管64清潔空氣出口66容許臟空氣68清潔空氣70 開口72 開口74 開口76 開口90空氣脈沖110均勻圖案112表面特征130鏈路圖案132表面結(jié)點(diǎn)134 鏈路150可變密度圖案152表面特征154豎直方向156水平方向158上方低密度區(qū)160下方高密度區(qū)162上方豎直間距
164下方豎直間距
166上方水平間距
168下方水平間距
170表面特征均勻長度
172表面特征寬度
180可變大小圖案
182表面特征
184上方低密度區(qū)
186下方高密度區(qū)
188長度
190寬度
200基礎(chǔ)層
202覆蓋層
204分立凸起
206分立凸起
208凸出結(jié)點(diǎn)
210基礎(chǔ)鏈路
220顆粒累積物
222凸起
240第一部分
242第二部分
260非均勻圖案
162凸起
264縱向
266縱軸線
268 開口
270底部
272高度
274寬度
276間距
280圖案
282凸起
284凹部
286縱向
288縱軸線
290聞度
292寬度
294高度
296寬度
298 開口300 底部302豎直間距304保持的顆粒累積物306非均勻幾何形狀307 側(cè)向308改善氣流310質(zhì)量平均直徑312 壁314平均直徑315 纖維316 纖維317平均直徑318具有三維表面形態(tài)(圖線)的過濾器319沒有三維表面形態(tài)(圖線)的過濾器320非線性壁322向外成角部分323向內(nèi)成角部分324成角部分326 凸起340 壁342 肋條344 凸起
具體實(shí)施例方式下文將描述本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)特定實(shí)施例。為了提供對(duì)這些實(shí)施例的簡要描述，在說明書中可不描述實(shí)際實(shí)現(xiàn)方式的所有特征。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在任何這些實(shí)際實(shí)現(xiàn)方式的開發(fā)中，如任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中一樣，必須作出許多特定實(shí)現(xiàn)方式的決定以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，如遵循關(guān)于系統(tǒng)和有關(guān)商業(yè)的約束，這可能從一個(gè)實(shí)施方式到另一實(shí)施方式而有所變化。此外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，這些開發(fā)工作可能很復(fù)雜和耗時(shí)，但對(duì)于受益于本公開內(nèi)容的普通技術(shù)人員來說，仍為設(shè)計(jì)、制作和生產(chǎn)的常規(guī)事項(xiàng)。在介紹本發(fā)明各種實(shí)施例的元件時(shí)，用詞"一"、"一個(gè)"、"該"和"所述"意在表示存在一個(gè)或多個(gè)所述元件。用語"包括"、"包含"和"具有"旨在為包括性的， 且意為可存在除所列元件外的附加元件。所公開的實(shí)施例針對(duì)一種過濾器(例如，濾袋)，其包括位于過濾器表面(例如， 外表面或內(nèi)表面)上的三維表面形態(tài)。盡管以下論述主要以濾袋為背景描述了三維表面形態(tài)，但三維表面形態(tài)可用于任何類型或構(gòu)造的過濾器上。使用三維表面形態(tài)的過濾器(例如，濾袋)可存在于多種行業(yè)中，包括食品、藥品、化學(xué)制品、涂料、水泥、塑料、礬土、燃燒、 發(fā)電，以及鋼鐵。需要過濾器的任何應(yīng)用(例如，煤燃燒、公共設(shè)施或熔爐)可利用根據(jù)本發(fā)明的方面的三維表面形態(tài)過濾器。通常，過濾器上的顆粒累積物導(dǎo)致壓降，這在過濾器操作期間會(huì)逐漸地增大。在由于過濾器(例如，濾袋)表面上的顆粒累積物而達(dá)到清潔時(shí)間間隔或壓降設(shè)定點(diǎn)時(shí)，清潔系統(tǒng)可用于清除過濾器上的顆粒累積物。令人遺憾的是，過濾器清潔可導(dǎo)致來自系統(tǒng)的不期望的排放物(例如，汞)峰值。例如，活性碳吸附劑可噴射到過濾器上游的流動(dòng)中以吸著(例如，吸附和/或吸收)汞蒸氣或其它排放物，使得過濾器能夠隨著活性碳由過濾器捕集時(shí)而收集汞。令人遺憾的是，過濾器自身在捕集活性碳時(shí)由于其小的顆粒大小而可能不是特別有效，反之顆粒累積物可能在捕集活性碳吸附劑時(shí)更為有效。結(jié)果，過濾器的各次清潔均可導(dǎo)致汞的部分釋放，從而導(dǎo)致汞排放物峰值。在所公開的實(shí)施例中，三維表面形態(tài)可構(gòu)造成用以將至少一定的顆粒累積物保持在過濾器上以實(shí)現(xiàn)有效地捕集某些排放物(例如，吸著在活性碳吸附劑上的汞)，同時(shí)還降低由顆粒累積物造成的壓降以降低過濾器清潔頻率。如下文詳細(xì)描述的那樣，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的三維表面形態(tài)可允許過濾介質(zhì)內(nèi)或過濾器(例如，濾袋)表面上的顆粒累積物的更為多孔的聚集，從而減小由逐漸增加的顆粒累積物所造成的壓降。壓降的減小可具有降低所需清潔頻率的益處，因?yàn)楸M管顆粒累積物的量較大但過濾器也能夠有效地過濾顆粒。另外，三維表面形態(tài)構(gòu)造成用以在過濾器清潔之前和之后保持一部分顆粒，從而改善對(duì)細(xì)微顆粒物質(zhì)(例如，吸著汞蒸氣的活性碳吸附劑)的過濾。例如，一定量的顆粒累積物可有助于改善從氣流過濾其它顆粒和/或蒸氣，同時(shí)過多的顆粒累積物可逐漸地降低濾袋的流動(dòng)和劣化性能。因此，三維表面形態(tài)可具有與顆粒大小、顆粒的期望保持、顆粒累積物的期望多孔性以及其它因素特別相關(guān)的圖案、 間距和幾何形狀。由于這些設(shè)計(jì)特征，故三維表面形態(tài)由于顆粒更為多孔的累積物而實(shí)現(xiàn)更大的流量，同時(shí)保持一部分顆粒累積物以改善過濾。因此，三維表面形態(tài)可通過降低清潔過濾器的頻率，且還通過將一部分過濾的顆粒保持在過濾器表面上以減少不期望的排放物 (例如，汞)。圖I為袋濾室10的實(shí)施例的截面視圖，袋濾室10收納具有三維表面形態(tài)14的多個(gè)濾袋12。在所示的實(shí)施例中，三維表面形態(tài)14設(shè)置在濾袋12的壁15上，例如，外表面 16上。壁15可為織物制成的織物層，如由天然纖維或合成纖維制成的織造織物或縮絨織物。示例性纖維包括天然纖維纖維素、聚烯烴、天然纖維蛋白質(zhì)、聚酯，或氟碳。作為備選， 壁15可為聚四氟乙烯(ePTFE)微多孔膜片。然而，濾袋12的實(shí)施例可包括位于壁15的外表面16和/或內(nèi)表面18上的三維表面形態(tài)14。如下文詳細(xì)描述那樣，三維表面形態(tài)14可包括均勻或非均勻圖案的凹部和/或凸起。例如，三維表面形態(tài)14可包括沿外表面16和 /或內(nèi)表面18分布的相等或不同大小(例如，長度、寬度和高度)的凹部和/或凸起。通過進(jìn)一步舉例，三維表面形態(tài)14可包括沿外表面16和/或內(nèi)表面18分布的相等或變化密度的凹部和/或凸起(例如，按照面積的數(shù)目)。三維表面形態(tài)14構(gòu)造成用以增大沿濾袋 12(例如，外表面16)的顆粒累積物的多孔性，從而顯著增大穿過顆粒累積物的流量以降低濾袋清潔的頻率和減少不期望的排放物(例如，汞)。許多過濾器清潔系統(tǒng)可用于清潔過濾器，包括搖動(dòng)器、反向氣體以及倉室脈沖機(jī)構(gòu)。本實(shí)施例使用脈沖射流清潔系統(tǒng)，但并非意圖排除使用其它清潔機(jī)構(gòu)。在本實(shí)施例中， 袋濾室10可包括三個(gè)區(qū)段空氣入口區(qū)段22、空氣清潔區(qū)段24以及空氣出口區(qū)段26?？諝馊肟趨^(qū)段22包括臟氣體入口 28 ;擋板30，32，34和36 ;以及貯斗38?？諝馇鍧崊^(qū)段24包括濾袋12 (例如，濾袋40，42，44和46);上支承件或管板48 ;籠蓋50，52，54和56 ;以及位于濾袋40，42，44和46內(nèi)的籠58?？諝獬隹趨^(qū)段26包括具有聯(lián)接到壓縮空氣集管62上的吹管60的脈沖射流清潔系統(tǒng)59，使得脈沖射流可用于攪動(dòng)和清潔各濾袋40，42，44和46。 空氣出口區(qū)段26還包括清潔空氣出口 64。袋濾室10容許臟空氣66 (例如，攜帶顆粒物質(zhì)、蒸氣或其它污染物的空氣流或其它氣流)經(jīng)由臟氣體入口 28進(jìn)入空氣入口區(qū)段22中。例如，商業(yè)或工業(yè)系統(tǒng)27可將排氣 29、塵埃31和/或顆粒33作為臟空氣66輸出至袋濾室10的臟氣體入口 28。在穿過臟氣體入口 28之后，臟空氣66接觸擋板30，32，34和36。擋板30，32，34和36沿朝向清潔空氣出口 64的方向引導(dǎo)臟空氣66。當(dāng)臟空氣66沿清潔空氣出口 64的方向移動(dòng)時(shí)，臟空氣66 接觸濾袋12 (例如，織物濾袋40，42，44和46)。濾袋40，42，44和46容許空氣從外表面16 穿過壁15至內(nèi)表面18，且然后沿濾袋40，42，44和46的內(nèi)部20朝向管板48。然而，濾袋 40，42，44和46將顆粒保持在過濾介質(zhì)內(nèi)和/或阻擋顆粒沿外表面16進(jìn)入，其中，外表面16 包括三維表面形態(tài)14。因此，當(dāng)臟空氣66穿過濾袋40，42，44和46時(shí)，被阻擋的顆粒物質(zhì)累積在濾袋40，42，44和46的外表面16上和/或落入貯斗38中以便從濾袋10除去。濾袋40，42，44和46內(nèi)的清潔空氣68然后繼續(xù)穿過濾袋40，42，44和46，直到達(dá)到出口區(qū)段 26，在其中，清潔空氣68能夠經(jīng)由清潔空氣出口 64離開。濾袋40，42，44和46中的各個(gè)均利用沿管板48的座架而附接到空氣清潔區(qū)段24 上。例如，座架可包括配合在管板48的孔口內(nèi)的帶環(huán)(band)。盡管在本實(shí)施例中管板48 包括四個(gè)孔口，每個(gè)濾袋40，42，44和46均采用一個(gè)，但應(yīng)當(dāng)理解的是，管板48可包括更多孔口(例如，10至100個(gè)孔口)或任何數(shù)目的濾袋。濾袋40，42，44和46在臟空氣66的作用力下保持其形狀，因?yàn)榛\58置位在濾袋40，42，44和46中?；\58可由諸如鋼或其它金屬、塑料或復(fù)合材料的材料制成，其能夠在袋濾室10的空氣壓力下抵抗變形。籠58在來自臟空氣66的壓力下保持濾袋40，42，44和46的形狀，從而容許濾袋40，42，44和46加強(qiáng)空氣過濾。籠58附接到籠蓋50，52，54和56上。籠蓋50，52，54和56在操作期間穩(wěn)定濾袋且便于將籠58插入濾袋和從濾袋除去，從而便于濾袋更換過程。在袋濾室10的操作期間，濾袋40，42，44和46的外表面16逐漸變?yōu)橛蛇^濾顆粒所覆蓋，從而增大了跨越濾袋40，42，44和46的壓降。三維表面形態(tài)14可通過提供對(duì)外表面16的更為多孔的覆蓋而有助于延遲壓降的這種增大。具體而言，三維表面形態(tài)14使得更多空氣流能夠穿過外表面16上的顆粒累積物，從而容許在達(dá)到跨越濾袋40，42，44和46 的壓降的上設(shè)定點(diǎn)或閾值之前有更大量的顆粒累積物。在達(dá)到閾值時(shí)，清潔系統(tǒng)(例如，脈沖射流清潔系統(tǒng)59)可用于從濾袋40，42，44和46的外表面16除去顆粒累積物。在所示的實(shí)施例中，脈沖射流清潔系統(tǒng)59周期性地將空氣(或其它氣體)脈沖射流輸出到濾袋40， 42，44和46中，以便將顆粒累積物撞離濾袋40，42，44和46而進(jìn)入貯斗38中。如上文所述，脈沖射流清潔系統(tǒng)59包括聯(lián)接到壓縮空氣集管62上的吹管60，其中，壓縮空氣集管62 提供壓縮空氣脈沖到吹管60中。吹管60然后引導(dǎo)脈沖壓縮空氣穿過開口 70，72，74和76 而作為脈沖壓縮空氣射流進(jìn)入濾袋40，42，44和46中。脈沖射流充分地?cái)噭?dòng)濾袋40，42， 44和46以將顆粒累積物撞離外表面16而進(jìn)入貯斗38中，從而減小顆粒累積物的厚度和/ 或密度。當(dāng)從外表面16除去顆粒時(shí)，清潔濾袋40，42，44和46可產(chǎn)生某些排放物(例如， 汞)的短暫峰值。濾袋40，42，44和46的外表面16上的三維表面形態(tài)14通過將一些顆粒累積物保持在濾袋40，42，44和46的外表面16上可有助于解決這個(gè)問題。保持的顆粒累積物可在清潔過程期間顯著減小某些排放物(例如，汞)的峰值，同時(shí)還用于改善在袋濾室 10操作期間的過濾。圖2為將空氣脈沖送入濾袋40的吹管60的實(shí)施例的局部側(cè)視圖。如上文所述， 空氣出口區(qū)段26包括將壓縮空氣吹入濾袋40，42，44和46中的吹管60。來自于壓縮空氣集管62的脈沖空氣穿過吹管60，且以空氣脈沖90的形式經(jīng)由吹管孔口 70離開。這些空氣脈沖90進(jìn)入濾袋40中且導(dǎo)致其充分地?fù)u動(dòng)、振動(dòng)和攪動(dòng)以撞擊顆粒從濾袋40的外表面16 釋放。三維表面形態(tài)14通過導(dǎo)致較不均勻且更為多孔的顆粒累積物形成在濾袋40的表面 16上可有助于降低脈沖射流清潔的頻率。此外，在脈沖射流清潔時(shí)，三維表面形態(tài)14通過保持一部分多孔累積物接觸三維表面形態(tài)14可有助于減少系統(tǒng)的瞬時(shí)排放。圖3為在圖I和圖2的弧形線3-3內(nèi)截取的局部表面視圖，繪出了以均勻圖案110 沿濾袋40的外表面16布置的三維表面形態(tài)14的實(shí)施例。在所示的實(shí)施例中，均勻圖案 110包括以均勻密度(例如，按照面積的數(shù)目和/或覆蓋度)沿濾袋40的外表面16分布的多個(gè)表面特征112。此外,多個(gè)表面特征112具有均勻幾何形狀，例如，大小和形狀。例如， 各表面特征112均具有相對(duì)于外表面16的均勻長度、寬度和高度。在某些實(shí)施例中，表面特征112的長度、寬度和/或高度可為大約50微米至2毫米。例如，表面特征112的長度、 寬度和/或高度可小于大約50微米、100微米、150微米或200微米。所示的表面特征112 為大致圓形的特征，其可為沿外表面16的凹部和/或凸起。然而，表面特征112的某些實(shí)施例可包括其它幾何形狀，例如正方形、矩形、三角形、橢圓形、五邊形、六邊形、人字形、半圓形、弧形，或其它形狀的幾何形狀。此外，所示的表面特征112大致彼此分離而作為沿外表面16的分立點(diǎn)。在其它實(shí)施例中，表面特征112可相互連接。圖4為在圖I和圖2的弧形線3-3內(nèi)截取的局部表面視圖，繪出了以結(jié)點(diǎn)和鏈路圖案130沿濾袋40的外表面16布置的三維表面形態(tài)14的實(shí)施例。三維表面形態(tài)14產(chǎn)生較不均勻的外表面16，其容許顆粒累積物以較不均勻且更為多孔的方式形成。在所示的實(shí)施例中，結(jié)點(diǎn)和鏈路圖案130包括沿濾袋40的外表面16的多個(gè)表面結(jié)點(diǎn)132和多個(gè)鏈路 134。鏈路134為在結(jié)點(diǎn)132之間延伸的伸長表面特征，使得結(jié)點(diǎn)132由鏈路134聯(lián)接在一起。所示的結(jié)點(diǎn)和鏈路圖案130具有多個(gè)結(jié)點(diǎn)132和多個(gè)鏈路134的均勻密度(例如，按照面積的數(shù)目和/或覆蓋度)和均勻幾何形狀(例如，大小、形狀和定向)。例如，各結(jié)點(diǎn) 132均具有相對(duì)于外表面16的均勻長度、寬度和高度，且各鏈路134均具有相對(duì)于外表面 16的均勻長度、寬度和高度。然而，結(jié)點(diǎn)和鏈路圖案130的某些實(shí)施例可具有結(jié)點(diǎn)132和鏈路134的非均勻密度和/或非均勻幾何形狀。所示的結(jié)點(diǎn)132為大致圓形的特征，其可為沿外表面16的凹部和/或凸起。所示的鏈路134為大致伸長的矩形特征，其可為沿外表面16 的凹部和/或凸起。然而，結(jié)點(diǎn)132和鏈路134的某些實(shí)施例可包括其它幾何形狀，例如正方形、矩形、三角形、橢圓形、五邊形、六邊形、人字形、半圓形、弧形或其它形狀的幾何形狀。圖5為在圖I和圖2的弧形線3-3內(nèi)截取的局部表面視圖，繪出了以可變密度圖案150沿濾袋40的外表面16布置的三維表面形態(tài)14的實(shí)施例。在所示的實(shí)施例中，可變密度圖案150包括以可變或非均勻密度(例如，按照面積的數(shù)目和/或覆蓋度)沿濾袋40 的外表面16分布的多個(gè)表面特征152。例如，表面特征152之間的間距可沿豎直方向154 和/或水平方向156而有所變化。在豎直方向154上，所示的表面特征152具有減小的豎直間距和減小的水平間距，從而逐漸導(dǎo)致從上方低密度區(qū)158至下方高密度區(qū)160增大的密度。例如，豎直間距從上方低密度區(qū)158中的上方豎直間距162逐漸地減小至下方高密度區(qū)160中的下方豎直間距164。通過進(jìn)一步舉例，水平間距從上方低密度區(qū)158中的上方水平間距166逐漸地減小至下方高密度區(qū)160中的下方水平間距168。因此，三維表面形態(tài)14的可變密度圖案150朝濾袋40的底部提供較大的密度而朝濾袋40的頂部提供較小的密度。如下文進(jìn)一步詳細(xì)描述那樣，該可變密度圖案168可適應(yīng)于在濾袋40的各種區(qū)處的預(yù)計(jì)顆粒累積物，例如，在濾袋40的底部處累積物較多而在頂部處累積物較少。如圖5中進(jìn)一步示出那樣，表面特征152具有均勻幾何形狀，例如，大小和形狀。例如，各表面特征152均具有相對(duì)于外表面16的均勻長度170、寬度172和高度。所示的表面特征152為大致圓形的特征，其可為沿外表面16的凹部和/或凸起。然而，表面特征152 的某些實(shí)施例可包括其它幾何形狀，例如正方形、矩形、三角形、橢圓形、五邊形、六邊形、人字形、半圓形、弧形或其它形狀的幾何形狀。此外，表面特征152的某些實(shí)施例可具有非均勻的幾何形狀。圖6為在圖I和圖2的弧形線3-3內(nèi)截取的局部表面視圖，繪出了以可變大小圖案180沿濾袋40的外表面16布置的三維表面形態(tài)14的實(shí)施例。在所示的實(shí)施例中，可變大小圖案180包括以均勻數(shù)目密度(例如，按照面積的數(shù)目)和非均勻覆蓋度密度(例如， 按照面積的覆蓋度)沿濾袋40的外表面16分布的多個(gè)表面特征182。例如，表面特征182 的幾何形狀可沿豎直方向154和/或水平方向156而變化。在豎直方向154上，所示表面特征182具有增大的大小，從而逐漸地導(dǎo)致覆蓋度密度從上方低密度區(qū)184增大至下方高密度區(qū)186。例如，表面特征182的大小(例如，長度188和寬度190)從上方低密度區(qū)184 增大至下方高密度區(qū)186。通過進(jìn)一步舉例，表面特征182的大小(例如，長度188、寬度 190和/或高度)可從上方低密度區(qū)184增大或減小至下方高密度區(qū)186。因此，三維表面形態(tài)14的可變大小圖案180對(duì)濾袋40的底部提供較大的覆蓋度密度而對(duì)濾袋40的頂部提供較小的密度。如下文進(jìn)一步詳細(xì)描述那樣，該可變大小圖案180可適應(yīng)于穿過濾袋40 各區(qū)的預(yù)計(jì)流速，例如，穿過濾袋40底部的流量較大而穿過頂部的流量較小。如圖6中進(jìn)一步示出那樣，表面特征182具有均勻形狀。例如，所示表面特征182 為大致圓形特征，其可為沿外表面16的凹部和/或凸起。然而，表面特征182的某些實(shí)施例可包括其它幾何形狀，例如正方形、矩形、三角形、橢圓形、五邊形、六邊形、人字形、半圓形、 弧形或其它形狀的幾何形狀。此外，表面特征182的某些實(shí)施例可具有非均勻形狀。圖7、圖8和圖9為沿圖3中的線7_7截取的濾袋40壁15的局部截面?zhèn)纫晥D，示出了具有不同三維表面形態(tài)14實(shí)施例的第一層或基礎(chǔ)層200和第二層或覆蓋層202。第一層200和第二層202可彼此相同或不同。例如，第一層200和第二層202可由相同或不同的材料制成。通過進(jìn)一步舉例，第一層200和第二層202可具有不同的多孔性、化學(xué)阻力、 耐磨性、抗水性，或它們的任何組合。在所示的實(shí)施例中，第一層200可為由織物制成的織物層，例如由天然纖維或合成纖維制成的織造織物或縮絨織物。示例性纖維包括天然纖維纖維素、聚烯烴、天然纖維蛋白質(zhì)、聚酯或氟碳。此外，第一層200可為聚四氟乙烯(ePTFE) 微多孔膜片。第二層202可由與第一層200相同或不同的織物制成，或第二層202可由塑料、金屬、陶瓷或其它天然材料或合成材料制成。例如，第一層200和第二層202兩者都可由網(wǎng)孔織物制成。通過進(jìn)一步舉例，第二層202可由聚合材料制成，例如丙烯酸、聚酰胺、聚丁烯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚苯乙烯，或聚氨酯。此外，第二層202可由諸如沸石或碳的催化材料或吸收性材料制成，以便獲得揮發(fā)性污染物的附加捕集效果。具有三維表面形態(tài)14的第二層202可使用多種技術(shù)施加到第一層200上，例如印刷、層壓、滾壓、利用有圖案的掩模涂覆或噴涂，或它們的任何組合。例如，第二層202可為網(wǎng)孔層、織造層或有圖案的層，其利用適合的粘合劑、熱(例如，導(dǎo)致部分熔化或固化)或它們的任何組合而層壓到第一層200上。通過進(jìn)一步舉例，第一層200和第二層202可為一件式壁15的不同部分，且第二層202 (或部分)可利用直接進(jìn)入第一層200 (或部分)中的三維表面形態(tài)14而形成圖案。例如，具有穿孔和/或凸起的滾筒可抵靠壁15受壓和滾動(dòng)以產(chǎn)生三維表面形態(tài)14。如圖7、圖8和圖9中所示，三維表面形態(tài)14可具有多種構(gòu)造。例如，圖7示出了具有限定三維表面形態(tài)14的分立凸起204的第二層202的實(shí)施例。如圖所示，分立凸起204 彼此斷開，使得壁15的外表面16在分立凸起204之間露出。所示的凸起204具有帶均勻尺寸和間距的半圓形或圓頂形幾何形狀。然而，在其它實(shí)施例中，分立凸起204沿壁15可具有不同形狀、非均勻尺寸，和/或非均勻間距。圖8示出了具有矩形形狀的分立凸起206 的第二層202的實(shí)施例。這些分立凸起206也彼此斷開，且可沿壁15具有均勻或非均勻尺寸和/或間距。圖9示出了具有凸出結(jié)點(diǎn)208和基礎(chǔ)鏈路210的第二層202的實(shí)施例。類似于圖7，凸出結(jié)點(diǎn)208具有帶均勻尺寸和間距的半圓形或圓頂形幾何形狀。然而，凸出結(jié)點(diǎn)208通過可為分立鏈路的基礎(chǔ)鏈路210或第二層202的公共基礎(chǔ)層而相互連接。盡管圖 7至圖9示出了層200和202的三個(gè)實(shí)施例，但任何適合構(gòu)造的層都可用于提供位于濾袋 40上的三維表面形態(tài)14。圖10為由脈沖射流清潔系統(tǒng)59清潔之前的濾袋40實(shí)施例的截面?zhèn)纫晥D，其中， 濾袋40具有帶顆粒累積物220的三維表面形態(tài)14。在所示的實(shí)施例中，三維表面形態(tài)14 包括沿濾袋40的外表面16分布的多個(gè)凸起222。所示的凸起222可以均勻或非均勻圖案布置，且凸起222可具有多種幾何形狀(例如，形狀和大小)。不論具體的圖案或幾何形狀怎樣，凸起222都構(gòu)造成用以限定三維表面形態(tài)14，使得顆粒累積物220保持相對(duì)多孔且較少阻擋氣流。換言之，凸起222構(gòu)造成用以提高多孔性且因此在構(gòu)成顆粒累積物220時(shí)降低跨越顆粒累積物220的壓降，從而通過脈沖射流清潔系統(tǒng)59而實(shí)現(xiàn)在相繼清潔操作之間有較長的間隔。凸起222還可加強(qiáng)沿濾袋40對(duì)顆粒累積物220的保持，從而減小與將顆粒累積物220從濾袋40分離相關(guān)聯(lián)的排放物(例如，汞)峰值的可能性。圖11為一濾袋40實(shí)施例的截面?zhèn)纫晥D，該濾袋40具有在通過脈沖射流清潔系統(tǒng) 59的清潔期間釋放顆粒累積物220的第一部分240和保持顆粒累積物220的第二部分242 的三維表面形態(tài)14。如上文所述，脈沖射流清潔系統(tǒng)59包括聯(lián)接到吹管60上的壓縮空氣集管62，該吹管60將壓縮空氣脈沖射流噴射到濾袋40，42，44和46中。例如，壓縮空氣的脈沖射流90經(jīng)由開口 70離開吹管60且進(jìn)入濾袋40的內(nèi)部20。脈沖射流90搖動(dòng)、振動(dòng)和 /或大致攪動(dòng)濾袋40，從而導(dǎo)致顆粒累積物220的第一部分240的分離。然而，三維表面形態(tài)14 (例如，凸起222)將顆粒累積物220的第二部分242保持在濾袋40的外表面16上。 通過三維表面形態(tài)14對(duì)顆粒累積物220的這種部分保持減少了與顆粒累積物220的分離相關(guān)聯(lián)的不期望的排放物(例如，汞)。因此，不同于分離所有的顆粒累積物220，三維表面形態(tài)14僅容許第一部分240從外表面16分離，同時(shí)保持第二部分242。保持的第二部分242還通過濾袋40改善過濾。例如，保持的第二部分242自身可捕集顆粒以及氣流中其它不期望的污染物。另外，三維表面形態(tài)14還減小了跨越顆粒累積物的壓降，從而容許在達(dá)到需要相繼清潔操作的閾值水平之前保持第二部分242和隨后更大量的顆粒累積物。圖12為濾袋40實(shí)施例的截面?zhèn)纫晥D，示出了具有沿濾袋40的壁15 (例如，外表面16)設(shè)置的凸起262的非均勻圖案260的三維表面形態(tài)14。如圖所示，非均勻圖案260 在縱向264上沿濾袋40的縱軸線266而變化。例如，所示的凸起262在縱向264上從開口 268朝濾袋40的底部270在幾何形狀和間距上變化。如圖所示，所示的凸起262在縱向264 上增大高度272、長度和/或?qū)挾?74 (例如，直徑)。結(jié)果，開口 268附近的凸起262比底部270附近的凸起262相對(duì)較小。所示的凸起262還在縱向264上減小間距276。結(jié)果，開口 268附近的凸起262比底部270附近的凸起262相對(duì)于彼此以較大的距離間隔開。在某些實(shí)施例中，凸起262可從開口 268至底部270連續(xù)變化，而其它實(shí)施例可提供從開口 268 到底部270的幾何形狀和間距上的不連續(xù)的變化步幅(st印)或組合。盡管圖12示出了在整個(gè)外表面16上分布的凸起262，但其它實(shí)施例可在較少量的外表面16上分布凸起262， 例如，大約10%至100%，25%至75%，或40%至60%。圖13為濾袋40實(shí)施例的截面?zhèn)纫晥D，示出了具有沿濾袋40的壁15 (例如，外表面 16)設(shè)置的凸起282和凹部284的圖案280的三維表面形態(tài)14。如圖所示，圖案280在縱向286上沿濾袋40的縱軸線288在凸起282與凹部284之間交替。例如，所示的圖案280 在縱向286上在單個(gè)凸起282與單個(gè)凹部284之間交替。在其它實(shí)施例中，圖案280可在兩個(gè)或多個(gè)凸起282與兩個(gè)或多個(gè)凹部284之間交替。然而，凸起282和凹部284的任何適合圖案280都可限定三維表面形態(tài)14。在所示的實(shí)施例中，圖案280可在幾何形狀和/ 或間距上為均勻或非均勻的。例如，凸起282的幾何形狀(例如，高度290、長度和/或?qū)挾?292)和/或凹部284的幾何形狀(例如，高度294、長度和/或?qū)挾?96)可在縱向286上從濾袋40的開口 298至底部300增大或減小。通過進(jìn)一步舉例，間距(例如，水平間距和 /或豎直間距302)可在縱向286上從濾袋40的開口 298至底部300增大或減小。圖14為在圖10和圖13中的弧形線14-14內(nèi)截取的局部截面?zhèn)纫晥D，繪出了具有三維表面形態(tài)14的濾袋40的壁15 (例如，外表面16)，該三維表面形態(tài)14具有帶保持的顆粒累積物304的凸起282和凹部284的圖案280。如上文所述，三維表面幾何形態(tài)14可構(gòu)造成用以增大濾袋40的外表面16上的顆粒累積物304的多孔性。當(dāng)顆粒接觸外表面16 時(shí)，顆粒累積物304以至少部分地由三維表面形態(tài)14所限定的非均勻幾何形狀306 (例如， 三維幾何形狀)形成，從而產(chǎn)生更為多孔和非線性的顆粒累積物304。例如，顆粒累積物304 沿凸起282和凹部284可變地沉積，從而產(chǎn)生顆粒累積物304的可變高度和厚度。在一些實(shí)施例中，凸起282和凹部284構(gòu)造成用以實(shí)現(xiàn)在側(cè)向307上的氣體流動(dòng)(例如，空氣流動(dòng)) 和顆粒沉積，因此進(jìn)一步改變顆粒累積物304的多孔性。多孔性、高度和厚度的這種變化顯著改善了穿過顆粒累積物304的氣體流動(dòng)308。例如，較大的氣流308可出現(xiàn)在凸起282和凹部284附近，如圖14中的箭頭308所示。顆粒累積物304增大的多孔性和三維性質(zhì)減小了跨越顆粒累積物304的壓降，這繼而又容許在過濾器清潔操作可用來除去累積物304之前有較大量的累積物304。此外，三維表面形態(tài)14可構(gòu)造成用以加強(qiáng)顆粒累積物304在濾袋40的外表面16上的保持，從而實(shí)現(xiàn)顆粒累積物304改善對(duì)氣流308的過濾。圖15為構(gòu)造成具有三維表面形態(tài)如三維表面特征112的過濾器壁的局部截面視圖，示出了顆粒累積物、壁中的纖維和三維表面形態(tài)之間的尺寸關(guān)系。三維表面形態(tài)14的三維表面特征112的高度290和間距(例如，水平間距和/或豎直間距302)可構(gòu)造成用以控制多孔性和顆粒累積物在濾袋40表面上的保持。例如，在一些實(shí)施例中，高度290可為用以增大濾袋40表面上的顆粒累積物304的多孔性的至少最小高度。此外，高度290可增大到超過最小高度以加強(qiáng)顆粒累積物304在濾袋40表面上的保持。例如，表面特征高度290 可增大以在清潔操作(例如，脈沖射流清潔)之后將顆粒累積物304保持在大約O毫米至 20毫米、O毫米至15毫米、或5毫米至10毫米的厚度范圍內(nèi)。此外，在一些實(shí)施例中，三維表面形態(tài)14可基于待過濾的顆粒特性來改變。在一些實(shí)施例中，三維表面形態(tài)14的表面特征112可具有最小間距(例如，水平間距和/或豎直間距302)和大于待過濾的多個(gè)顆粒的質(zhì)量平均直徑的最小高度290。三維表面特征112 可具有處在顆粒累積物304質(zhì)量平均直徑310大小的大致I至200倍、I至100倍、5至50 倍或10至25倍范圍內(nèi)的間距302。在某些實(shí)施例中，間距302可為顆粒累積物304質(zhì)量平均直徑310大小的大約2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍、10倍、15倍或20倍大。例如，在煤灰過濾中，典型煤灰顆粒質(zhì)量平均直徑可為十微米，且因此濾袋40可構(gòu)造成在表面特征112之間具有大約O. 5毫米至5毫米或I毫米至2毫米的間距302。表面特征 112的高度290還可基于顆粒累積物304的質(zhì)量平均直徑310來構(gòu)造。表面特征112可具有大于質(zhì)量平均直徑310的最小高度290和高達(dá)質(zhì)量平均直徑310的大約500倍的最大高度290。在某些實(shí)施例中，高度290范圍可處在質(zhì)量平均直徑310的大約I. 5至150倍、5 至100倍或10至50倍之間。此外，表面特征112的特性可基于具有三維表面形態(tài)14的壁312的纖維特性而改變。例如，多個(gè)表面特征112可具有分別大于構(gòu)成壁312的纖維315的平均直徑314的最小間距(例如，水平間距和/或豎直間距302)、最小高度290以及最小寬度292。在一些實(shí)施例中，表面特征112的高度290、寬度292和間距(例如，水平間距和/或豎直間距302) 可處在壁312的纖維315的平均直徑314的大約2至1000倍、2至500倍、2至100倍或2 至50倍之間的范圍。例如，表面特征112的高度290、寬度292和間距(例如，水平間距和/ 或豎直間距302)可為壁312的纖維315的平均直徑314的大約2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、 7倍、8倍、9倍、10倍、15倍、20倍或25倍大。圖16為在圖15的弧形線16-16內(nèi)截取的局部截面視圖，還不出了壁纖維315與具有纖維316的三維表面形態(tài)14之間的尺寸關(guān)系。如圖所示，三維表面形態(tài)纖維316可具有大于壁纖維315平均直徑314的平均直徑317。三維表面形態(tài)纖維316的平均直徑317 可處在壁纖維315的平均直徑314大小的大約2至100倍、20至80倍或30至50倍之間的范圍。例如，平均直徑317可至少為平均直徑314的I. 5倍、2倍、2. 5倍、3倍、4倍、5倍、6 倍、7倍、8倍、9倍、10倍、15倍或20倍大。此外，三維表面形態(tài)纖維315與壁纖維316之間的間距可不同，從而在壁312與三維表面形態(tài)14之間產(chǎn)生變化的多孔性。例如，在圖16 中，三維表面形態(tài)14的多孔性可大于壁312的多孔性，因?yàn)楸诶w維315具有較小的平均直徑314且比三維表面形態(tài)纖維316間隔得更緊。圖17為壓降對(duì)時(shí)間的曲線圖，示出了具有三維表面形態(tài)(圖線318)的過濾器與沒有三維表面形態(tài)(圖線319)的過濾器之間的差異。如圖所示，圖線318代表在三維表面形態(tài)不存在于過濾器上時(shí)壓降隨時(shí)間的推移而升高。相比之下，圖線319代表三維表面形態(tài)存在于過濾器上時(shí)壓降隨時(shí)間的推移為穩(wěn)定的(或極小地改變)。因此，當(dāng)顆粒累積在過濾器上時(shí)，三維表面形態(tài)的所公開實(shí)施例減小了壓降隨時(shí)間的推移而增加的趨勢(shì)。另外，三維表面形態(tài)提高了多孔性且改善了穿過過濾器和任何顆粒的流動(dòng)，使得過濾器性能保持較長的持續(xù)時(shí)間。繼而，隨時(shí)間推移而減小的壓降能夠?qū)崿F(xiàn)較低頻率的過濾器清潔，從而減少了某些排放物的不期望的峰值，例如汞排放物(例如，吸著在活性碳吸附劑中的汞)。圖18為具有三維表面形態(tài)14的手風(fēng)琴狀濾袋40的實(shí)施例的截面?zhèn)纫晥D。在所示的實(shí)施例中，手風(fēng)琴形濾袋40具有由相繼交替的向外成角部分322和向內(nèi)成角部分323的 Z字形圖案限定的非線性壁320。然而，壁320的Z字形圖案相比于沿成角部分322和324 延伸的三維表面形態(tài)14而言規(guī)模(scale)相對(duì)較大。如上文所述，三維表面形態(tài)14可包括均勻或非均勻的凹部和/或凸起326圖案。然而，三維表面形態(tài)14限定為沿濾袋40的外表面16的幾何形狀，而非壁320自身的幾何形狀。三維表面形態(tài)14的大小和形狀可在不同實(shí)施方式之間有所變化。例如，凸起326和/或凹部在長度、寬度和/或高度上可小于大約50微米、100微米、150微米或200微米。三維表面形態(tài)14可沿整個(gè)外表面16或手風(fēng)琴形濾袋40的外表面16的一部分施加。圖19為具有三維表面形態(tài)14的有肋條的濾袋40的實(shí)施例的截面頂視圖。在所示的實(shí)施例中，有肋條的濾袋40具有壁340，該壁340具有從壁340的外表面16向外凸出的多個(gè)肋條342。然而，壁340的肋條342相比于沿壁340和肋條342延伸的三維表面形態(tài) 14而言規(guī)模相對(duì)較大。如上文所述，三維表面形態(tài)14可包括均勻或非均勻的凹部和/或凸起344圖案。然而，三維表面形態(tài)14限定為沿濾袋40的外表面16的幾何形狀，而非壁320 自身的幾何形狀。三維表面形態(tài)14的尺寸和形狀可在不同實(shí)施方式之間有所變化。例如， 凸起344和/或凹部在長度、寬度和/或高度上可小于大約50微米、100微米、150微米或 200微米。三維表面形態(tài)14可沿整個(gè)外表面16或有肋條的濾袋40的外表面16的一部分施加。在附加實(shí)施例中，濾袋40可包括具有多個(gè)褶皺的褶皺濾袋。三維表面形態(tài)14可沿褶皺濾袋40的多個(gè)褶皺施加。本發(fā)明的技術(shù)效果包括具有能夠以更為多孔的方式聚集顆粒的三維表面形態(tài)的濾袋。更為多孔的顆粒累積物導(dǎo)致壓降降低，且在壓降達(dá)到需要清潔操作的閾值水平之前有效地延長持續(xù)時(shí)間。因此，清潔操作可能不會(huì)頻繁地出現(xiàn)，且因此減少了與清潔操作相關(guān)聯(lián)的不期望的排放物(例如，汞)峰值的總數(shù)目。此外，三維表面形態(tài)可在清潔操作之后保持一部分顆粒累積物，使得保持的部分在清潔操作之后改善過濾。本書面說明使用了包括最佳模式的實(shí)例來公開本發(fā)明，且還使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何所結(jié)合的方法。本發(fā)明可取得專利的范圍由權(quán)利要求限定，且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員構(gòu)想出的其它實(shí)例。如果這些其它實(shí)例具有與權(quán)利要求的字面語言并無不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果這些其它實(shí)例包括與權(quán)利要求的字面語言無實(shí)質(zhì)差異的同等結(jié)構(gòu)元件，則認(rèn)為這些實(shí)例在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)(10),包括過濾器(12)，其包括壁(15)、位于所述壁上的表面(16)，以及沿所述表面(16)設(shè)置的三維表面形態(tài)(14)，其中，所述三維表面形態(tài)(14)構(gòu)造成用以降低跨越所述過濾器(12)的壓降。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述三維表面形態(tài)(14)構(gòu)造成用以提高在所述表面(16)上的顆粒累積物的多孔性。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述三維表面形態(tài)(14)構(gòu)造成用以加強(qiáng)將顆粒累積物(304)保持在所述表面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述三維表面形態(tài)(14)包括具有一定高度(290)以控制顆粒累積物(304)在所述表面(16)上的多孔性和保持的多個(gè)表面特征(112)，所述高度(290)至少為用以提高所述多孔性的最小高度，以及所述高度大于所述最小高度以加強(qiáng)所述保持(304)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述三維表面形態(tài)(14)包括沿所述表面(16)分布的多個(gè)凸起(282)、多個(gè)凹部(284)，或它們的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述過濾器(12)構(gòu)造成用以過濾具有一定質(zhì)量平均直徑(310)的多個(gè)顆粒，以及所述三維表面形態(tài)(14)包括具有大于所述質(zhì)量平均直徑(310)的最小間距(302)和最小高度(290)的多個(gè)表面特征(112)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述壁(312)包括具有第一平均直徑(314)的多個(gè)第一纖維(315)，所述三維表面形態(tài)(14)包括具有大于所述第一平均直徑 (314)的最小間距(302)、最小高度(290)和最小寬度(292)的多個(gè)表面特征(112)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述壁(312)包括具有第一平均直徑(314)的多個(gè)第一纖維(312)，所述三維表面形態(tài)(14)包括具有第二平均直徑(317)的多個(gè)第二纖維(316)，以及所述第二平均直徑(317)大于所述第一平均直徑(314)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述過濾器(12)包括第一層(200) 和第二層(202)，所述第一層(200)包括所述表面(16)，所述第二層(202)包括所述三維表面形態(tài)(14)，所述第一層(200)由第一材料制成，所述第二層(202)由第二材料制成，以及所述第一材料和所述第二材料彼此不同。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述過濾器(12)包括第一層(200) 和第二層(202)，所述第一層(200)包括所述表面(16)，所述第二層(202)包括所述三維表面形態(tài)(14)，所述第一層(200)具有第一多孔性，所述第二層(202)具有第二多孔性，以及所述第一多孔性和所述第二多孔性彼此不同。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述三維表面形態(tài)(14)包括非均勻圖案(260)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述非均勻圖案(260)的幾何形狀(290，292)或集中度在沿所述過濾器(12)的方向上逐漸地變化。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一層(200)包括ePTFE微多孔膜片，或所述第二層(202)包括催化材料或吸附性材料，或它們的組合。
14.一種方法,包括通過沿過濾器(12)的表面(16)設(shè)置的三維表面形態(tài)(14)而減小穿過所述過濾器(12)的壓降；以及通過所述三維表面形態(tài)(14)而加強(qiáng)沿所述過濾器(12)的表面(16)對(duì)顆粒累積物 (304)的保持。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，減小壓降包括能使橫向流動(dòng)(308)進(jìn)入所述三維表面形態(tài)(14)的多個(gè)表面特征(282，284)中，以及所述多個(gè)表面特征(282，284) 具有用以提高所述顆粒累積物(304)的多孔性的最小高度(290)。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有流動(dòng)控制特征的過濾器。具體而言，一種系統(tǒng)(10)包括具有外表面(16)的過濾器(12)，其中，外表面(16)包含三維表面形態(tài)(14)。
文檔編號(hào)B01D46/46GK102580423SQ20121002274
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月12日
發(fā)明者P·M·馬利, R·W·泰勒, V·班薩爾 申請(qǐng)人:通用電氣公司