發(fā)明領域

本發(fā)明涉及用于從空氣流移除污染物的v型過濾器組件。

發(fā)明背景

已知的是，包括介質包的v型過濾器組件布置在框架結構中。v型過濾器通常包括布置在v型構造中的兩對或更多對的過濾介質包。每個過濾包可以包括打褶的顆?；驓怏w過濾元件。介質包通常由過濾介質的片(例如，玻璃纖維片、或非織造聚酯片、或膜介質、或其組合等)形成并設置有蓋板，該過濾介質的片打褶以增加過濾器主體的有效過濾面積。為了提供機械支撐和/或為了組合多個介質包，介質包通常布置在框架結構中。

過濾器組件通常安裝在過濾器保持結構中。過濾器保持結構可以例如包括帶有一個或多個開口的過濾器殼體或過濾器組網(wǎng)格(filterbankgrid)中，過濾器組件安裝在該一個或多個開口中。

在美國專利6955696中示出了用于接納多個介質包的現(xiàn)有技術的過濾器框架，其公開了包括兩個側板和兩個框架梁的過濾器框架，側板具有陽連接元件，框架梁具有與側板的陽連接元件互相連接的陰連接元件。從而形成支撐介質包的方形框架。換句話說，介質包置于框架梁上和側板的支撐結構上。

為了增加框架結構的強度并且為了防止在框架部件之間和在過濾介質包與框架之間漏氣，經(jīng)常使用粘合劑密封劑。粘合劑密封劑使部件結合和密封的應用通常構成v型過濾器組件的工業(yè)規(guī)模制造中的主要問題。

發(fā)明概述

本發(fā)明的目的是提供一種過濾器框架，該過濾器框架促進v型過濾器組件的制造。

v型過濾器框架可以包括第一側板和第二側板以及聯(lián)接到側板的前板。v型過濾器配置為容納一對或多對的矩形過濾包，每對形成v形，使得v形的口部面朝前板。前板包括矩形或方形的外圍延伸邊沿和在前板的相對的端部之間延伸的平行的溝谷部，溝谷部用于接納過濾介質包的前邊緣。前板包括配置成與v形過濾包對的口部對齊的一個或更多個孔。側板各自包括前邊緣部分和相對的后邊緣部分以及內表面和外表面，前邊緣部分位于氣流的上游，后邊緣部分位于氣流的下游，內表面面朝過濾器組件的內部清潔側，外表面面向過濾器組件的外部污染側。每個過濾包的前邊緣緊靠前板密封，并且每個過濾包的兩個相對的側邊緣分別密封到第一側板和第二側板。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于接納至少一個過濾介質包的v型過濾器框架，該v型過濾器框架布置成安裝到過濾器保持結構，v型過濾器框架包括第一側板和第二側板以及聯(lián)接到側板的模制塑料矩形前板，所述側板各自包括前邊緣部分和相對的后邊緣部分，并且前板具有前表面和后表面。

前板的后表面包括

第一聯(lián)接部分，其包括配置為接納第一側板的前邊緣部分的第一槽，

第二聯(lián)接部分，其包括配置為接納第二側板的前邊緣部分的第二槽，

溝谷部，其用于接納過濾介質包的前邊緣，溝谷部在前板的第一聯(lián)接部分和第二聯(lián)接部分之間延伸。

所述v型過濾器框架的特征在于，當?shù)谝粋劝搴偷诙劝宸謩e聯(lián)接到前板的第一聯(lián)接部分和第二聯(lián)接部分時，所述溝谷部與所述第一槽和所述第二槽中的每個流體連通。

根據(jù)實施方案，前板以單件被模制。根據(jù)實施方案，前板通過注塑成型被制造。

即使是當前板和側板已經(jīng)連接時，在溝谷部和槽之間的流體連通允許將流體密封劑同時應用到前板的溝谷部和槽。通過溝谷部和槽之間的流體連通，在單個同時的步驟中，過濾介質包可以密封到溝谷部，并且側板膠合到前板。因此，溝谷部和槽之間的流體連通促進v型過濾器組件的制造。

根據(jù)實施方案，通過將側板聯(lián)接到前板，在前板和側板的前邊緣之間的槽中形成間隙。

根據(jù)實施方案，流體連通使得沉積在溝谷部中的流體可以穿過該流體連通并進入在前板和側板的前邊緣部分之間的槽中的間隙中。

根據(jù)實施方案，該前板的后表面包括用于接納過濾介質包的前邊緣的至少兩個溝谷部，每個溝谷部在前板的第一聯(lián)接部分和第二聯(lián)接部分之間延伸，其中當?shù)谝粋劝搴偷诙劝宸謩e聯(lián)接到前板的第一聯(lián)接部分和第二聯(lián)接部分時，每個溝谷部與所述第一槽和所述第二槽中的每個流體連通。

根據(jù)實施方案，前板的溝谷部的底部部分朝向前板的聯(lián)接部分向下傾斜，以朝向流體連通部引導溝谷部中的流體。根據(jù)實施方案，溝谷部的底部部分包括膠水引導部(例如，以在溝谷部的底部部分處的突起部的形式，其形成過濾介質包邊緣和溝谷部底部之間的距離)，以允許粘合劑更有效地散布在溝谷部中。

根據(jù)v型過濾器框架的實施方案，側板具有在側板的前邊緣部分和相對的后邊緣部分之間延伸的至少一個v形板部分，其中該v形部分的口部面朝前邊緣部分，所述至少一個v形部分由布置成接納介質包的側邊緣的通道界定。

根據(jù)v型過濾器框架的實施方案，前板包括布置成鄰接過濾器保持結構的鄰接表面。在前板上提供鄰接表面確保了過濾器保持結構和過濾器框架之間的最佳密封性能。

根據(jù)v型過濾器框架的實施方案，在前板的鄰接表面處設置有密封構件。根據(jù)v型過濾器框架的實施方案，密封構件包括可壓縮密封條。

根據(jù)v型過濾器框架的實施方案，前板通過卡扣鎖定元件聯(lián)接到側板。諸如卡扣鎖定的機械鎖定元件將允許安裝過濾器組件的工作人員即使是在向其供給粘合劑之前來操作框架組件。

根據(jù)v型過濾器框架的實施方案，前板通過粘合劑聯(lián)接到側板。用于將前板聯(lián)接到側板的粘合劑優(yōu)選地添加到溝谷部，并通過流體連通部流入到在前板和側板的前邊緣部分之間的槽中的間隙中。然后，粘合劑還可以同時地將過濾介質包密封到溝谷部。提供粘合劑具有許多優(yōu)點。其中，粘合劑提供優(yōu)異的密封性能，使得在過濾介質包和前板之間或在側板和前板之間不會有空氣逸出。此外，它將側板和前板保持在一起。與卡扣鎖定元件結合，在側板和前板之間的空間中僅存在粘合劑將確保卡扣鎖定元件不會脫出其鎖定位置，從而增加結構的剛度。

根據(jù)實施方案，v型過濾器框架還包括聯(lián)接到側板的后邊緣部分的后板，所述后板包括用于接納過濾介質包的后邊緣的溝谷部。

根據(jù)v型過濾器框架的實施方案，后板通過卡扣鎖定元件與第一側板和第二側板的后邊緣部分接合。類似于在前板和側板之間使用卡扣鎖定元件，這使得結構在組裝期間更容易操作。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種組裝v型過濾器的方法，該方法包括以下步驟：

a)提供以上關于第一方面描述的過濾器框架，

b)將介質包插入到過濾器框架中，使得過濾介質包的前邊緣被接納在前板的溝谷部中，

c)將流體粘合劑注入到該溝谷部中，使得該粘合劑流過流體連通部以填充在前板和側板的前邊緣部分之間的槽中的間隙。

該方法優(yōu)選地引起在單個同時的步驟中，過濾介質包與溝谷部的密封以及側板與前板的密封。

附圖簡述

現(xiàn)在，將參考附圖且更詳細地描述本發(fā)明，在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的包括模制塑料矩形前板的過濾器組件的示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的包括模制塑料矩形前板的過濾器框架的實施方案的示意性分解圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的模制塑料矩形前板的示意圖；

圖4a和圖4b是根據(jù)本發(fā)明的模制塑料矩形前板的實施方案的示意性側視圖；

圖5a和圖5b是過濾器框架的過濾器框架部件的橫截面圖。

應當注意，附圖僅示出了本發(fā)明的示例性實施方案，因此不被認為為限制其范圍。其它同樣有效的實施方案也可以被包括在所要求保護的本發(fā)明中?？梢栽O想，一個實施方案的特征還可以并入其它實施方案中，而無需進一步敘述。

優(yōu)選實施方案的描述

根據(jù)圖1所示的過濾器組件100的一個實施方案，該過濾器組件100包括過濾器框架102的實施方案，并且多個(在該實施方案中為六個)介質包104由過濾器框架102承載。盡管將參照3v實施方案描述本發(fā)明，但是應當理解，本發(fā)明同樣適用于1v、2v、4v或更多v構造，即過濾器組件包括2個、4個、8個或更多個過濾介質包。介質包104可以是任何合適的類型，但是通常每個介質包104包括已經(jīng)打褶為手風琴形狀的過濾介質片，以便增加過濾器主體的有效過濾面積。雖然過濾器示出為具有打褶的過濾介質包，但可以設想，過濾介質包可以包括碳床(carbonbed)或其它氣相過濾介質。過濾介質包104可以適用于液相、氣相、微?；蚍肿舆^濾中的至少一種。在一個實施方案中，過濾介質包104可以是分子過濾介質，例如碳床或其它氣相吸收器。

過濾器框架102包括前板110、兩個側板112a、112b和后板114，后板114體現(xiàn)為三個單獨的板元件116。v型過濾器以各種尺寸設置。普通型具有約600×600mm的大致正方形的前板。前板的高度可以變化，但通常為20mm或25mm。

通過過濾器的空氣流動方向由箭頭106表示。箭頭106的方向定向為通常使用v型過濾器的方向，但可以設想，通過過濾器的流動方向還可以是相反的方向。

圖2示出了沒有過濾介質包的過濾器框架的分解圖。前板110是矩形的，并且包括外圍延伸邊沿118和在前板110的相對的邊沿側122a、122b之間延伸的平行的溝谷部120a、120b。前板110以單件形成，其具有第一聯(lián)接部分124a和第二聯(lián)接部分124b(在圖1中未示出)，第一聯(lián)接部分124a包括邊沿側122a處的第一槽126a，第一槽126a配置成接納第一側板的前邊緣部分128a，第二聯(lián)接部分124b包括在邊沿側122b處的第二槽126b，第二槽126b配置成接納第二側板的前邊緣部分128b。每個槽126沿著邊沿118在其內側的相應的部分延伸并與其相鄰。側板112a、112b布置在前板110的相對的邊沿側122a、122b處。側板包括外側和內側?，F(xiàn)在參考圖1，每個側板的內側面向過濾元件。每個側板112具有適于容納在槽126中的前邊緣部分128。每個側板112垂直于前板110并從其向后延伸。介質包104是板形的，并且從前板110大致沿著空氣流動的方向傾斜地延伸，盡管它們延伸得幾乎垂直于前板110。介質包104并排布置，交替地傾斜到一側和另一側，從而形成之字形結構。更具體地，介質包104成對布置，每對形成v形，使得v形的口面朝前板110。每個介質包104的前邊緣被接納在溝谷部120中的一個中，并且在溝谷部120之間的孔130與v形的口部對齊。每個側板112具有在側板112的前邊緣部分128和相對的后邊緣部分136之間延伸的三個v形部分134，其中每個v形部分134的嘴部面向前邊緣部分128。v形部分134沿著其長度的小部分被結合，從其口部朝向另一端延伸，而在v形部分134的長度的大部分之間存在間隙?？梢蕴峁┘訌娫?54，加強元件154在兩個相鄰的v形部分之間延伸，以進一步增加側板112的結構剛度。當操作側板112或(半)組裝的過濾器框架組件100時，這些加強元件154可以用作把手。每個v形部分134由具有側壁138的通道界定。每個v形通道適于接納兩個介質包104的邊沿側部分。當然，在所附權利要求的范圍內，對于側板112也可以具有另外的或少于三個的v形部分，例如一個、兩個、四個或更多個。此外，側板112完全可以不具有v形部分，但是可以例如設置成具有矩形或梯形形狀的覆蓋物、或在相鄰的介質包對之間沒有開口的類似物的形式。后板114的每個板元件116覆蓋形成v形的兩個介質包104的后邊緣部分。板元件116各自在每個側板112的后邊緣部分136的相應部分之間延伸并附接到該相應部分。因此，前板110、側板112和后板114彼此支撐以形成承載介質包104的強健的過濾器框架102。

如圖3中所示，前板110包括具有前表面110a和后表面110b的單個模制塑料元件。前板110是矩形的，并且包括外圍延伸邊沿118和在前板110的相對的邊沿側112a、122b之間延伸的平行的溝谷部120。邊沿118通常具有大致矩形的橫截面并且可以由實心塑料(solidplastic)形成，但通常形成為至少部分地中空以減輕重量和減少材料消耗。溝谷部120包括由底壁和兩個相對的縱向側壁界定的開放通道結構。開放通道結構的端部由前板的相對的邊沿側112a、122b和槽126界定，使得溝谷部的內部體積與槽126連通。前板包括布置成與相對的邊沿側132a、132b相鄰并平行的兩個側邊溝谷部120a。側邊溝谷部120a配置成分別接納第一個和最后一個過濾介質包的前邊緣部分。在1v構造中，這些可以是唯一的溝谷部。在2v、3v或更多v的構造中，前板包括布置在側邊溝谷部120a之間的另外的中間溝谷部120b。中間溝谷部120b各自配置成接納兩個相鄰的過濾介質包104的相鄰的前邊緣部分。因此，2v構造將具有一個中間溝谷部，3v構造將具有兩個中間溝谷部，等等。在實施方案中，前板的溝谷部的底部部分朝向前板的聯(lián)接部分向下傾斜，以引導溝谷部中的流體朝向流體連通部。溝谷部可以設置有膠水引導部(例如，以在溝谷部的底部部分處的突起部的形式，其形成過濾介質包邊緣和溝谷部底部之間的距離)，以允許粘合劑更有效地散布在溝谷部中。

前板110包括多個不同的集成的功能性部分。該功能性部分包括聯(lián)接部分124a、124b、溝谷部120和鄰接表面140，聯(lián)接部分124a、124b用于將前板110連接到側板112a、112b，溝谷部120用于接納過濾介質包104的前邊緣，鄰接表面140用于將前板緊靠保持結構(例如過濾器殼體或過濾器組網(wǎng)格(未示出))安裝和密封。鄰接表面140通常具有密封構件142，在這里是以由聚氨酯或類似物制成的密封條的形式。如將在下方所描述的，過濾器框架組件將通過夾具或類似物被緊固，夾具或類似物緊緊地按壓過濾器框架組件使其緊靠過濾器保持結構(例如過濾器殼體或過濾器組網(wǎng)格(未示出))。當這樣做時，密封構件142將被壓縮。

在v型過濾器框架中，溝谷部120的內部體積與槽126連通。這允許添加到溝谷部120中的流體由于重力或毛細作用力流入到槽126中。如在圖5a和5b所示，溝谷部120通過通道160與槽126流體連接，通道160起始于溝谷部120的底部162，在那里側板112連接到前板110。在實施方案中，前板的溝谷部的底部部分朝向前板的聯(lián)接部分向下傾斜，以引導溝谷部中的流體朝向流體連通部。這確保了添加到溝谷部120中的流體開始與通道160進行接觸。溝谷部可以設置有膠水引導部(例如，以在溝谷部的底部部分處的突起部的形式，其形成過濾介質包邊緣和溝谷部底部之間的距離)，以允許粘合劑更有效地散布在溝谷部中。

槽126的深度略大于待插入的側板的前邊緣部分128的長度。因此，當側板112聯(lián)接到前板110時，在前板和側板的前邊緣部之間的槽126中形成間隙164。

根據(jù)實施方案，通道160使得沉積在溝谷部120中的流體可以穿過該通道并進入在前板和側板的前邊緣部分之間的槽中的間隙164中。通道通常具有約0.1-0.5mm的深度。通道的寬度通常大于深度并且通常在1mm以上，例如5mm以上或10mm以上。通道的寬度通常在100mm以下。通道的長度，即在溝谷部的底部和間隙之間的距離通常在100mm以下。

前板110可選地具有兩個支撐結構150a、150b，該兩個支撐結構150a、150b用于提升前板對變形的抵抗。每個支撐結構150包括板狀元件，該板狀元件在大致垂直于前板110的后表面110b的平面上突起并且大致延伸前板的后表面的外圍側邊的長度，使得前板在從前表面110a到后表面110b的方向上的厚度朝向中間增加并且朝向前板側邊的端部減少。在如圖3和圖4所示的側視圖中，支撐結構150可以具有圓形段的形狀。支撐結構150a、150b布置成與配置成接納側板的前邊緣部分的槽126a、126b直接相鄰。

在一個實施方案中，支撐結構150延伸超過前板的后表面110b的側邊122的長度的約95％。在另一個實施方案中，支撐結構延伸超過前板的后表面的側邊122的長度的約80％。支撐結構的厚度在1mm至3mm的范圍內，并且支撐結構的最大高度(即支撐結構的最高的垂直突起處的高度)在20mm至40mm的范圍內。

前板110通過合適的熱塑性塑料(例如，丙烯腈丁二烯苯乙烯(abs)共聚物)注塑成型制成。為前板的后表面110b添加支撐結構150a、150b，使得相對于同樣的但沒有支撐結構的前板側邊，前板的重心將沿著從前表面到后表面的方向移位。這在注塑成型期間引起模制塑料材料中的內部張力，該張力抵抗由于使用期間空氣壓力負載引起的前板上的應力。

根據(jù)模制塑料矩形前板110的實施方案，前板的重心移位一定距離，該距離相當于沒有支撐結構的前板的高度的至少10％，例如至少15％、例如至少20％。在沒有支撐結構的具有20mm的高度的前板中，這將對應于前板的重心移位至少2mm，例如至少3mm、例如至少4mm。在沒有支撐結構的具有25mm的高度的前板中，這將對應于前板的重心移位至少2.5mm，例如至少3.75mm、例如至少5mm。

支撐結構沿著前板的后表面的外圍側邊的長度的大部分延伸?！伴L度的大部分”是指前板的后表面的側邊的長度的至少50％。根據(jù)實施方案，支撐結構沿著前板的后表面的側邊的長度的至少50％延伸，例如至少60％、例如至少70％、例如至少80％、例如至少90％。

根據(jù)模制塑料矩形前板的實施方案，支撐結構的厚度在1mm至5mm的范圍內，例如在1mm至4mm的范圍內、例如在1mm至3mm的范圍內。

根據(jù)模制塑料矩形前板的實施方案，支撐結構的最大高度(即支撐結構的最高的垂直突起處的高度)在10mm至50mm的范圍內，例如在10mm至40mm的范圍內、例如在10mm至30mm的范圍內。

根據(jù)模制塑料矩形前板的實施方案，支撐結構的最大高度(即支撐結構的最高的垂直突起處的高度)相當于前板在從前表面到后表面的方向上的厚度的10％至80％的范圍內，例如在20％至70％的范圍內、例如在30％至60％的范圍內。

圖4a和圖4b示出了前板110的兩個不同的實施方案。

圖4a示出了沒有支撐結構的高度為20mm的前板。沒有支撐結構的重心距離前表面10mm。具有支撐結構的重心距離前表面15.71mm。在該實施方案中，支撐結構沿著前板的后表面的側邊的長度的約90％延伸。

圖4b示出了沒有支撐結構的高度為25mm的前板。沒有支撐結構的重心距離前表面12.5mm。具有支撐結構的重心距離前表面16.46mm。在該實施方案中，支撐結構沿著前板的后表面的側邊的長度的約80％延伸。

在側板112和前板110之間的接合是過濾器框架結構的重要部分。如上所述，每個側板112已經(jīng)被接納在前板110的相應的槽126中。槽和側板的前邊緣部分成形為配合在一起。槽的形狀和尺寸可以沿著槽的長度變化。例如，在溝谷部連接到邊沿118處的槽的形狀不同于在溝谷部120之間的槽的形狀。相應地，在溝谷部連接到邊沿118處的前邊緣的形狀不同于在溝谷部之間的前邊緣的形狀。為了確保前板110和側板112之間正確的接合，如在圖2中所示，每個側板設置有保持構件144，并且前板110設置有用于每個側板112的互補的保持構件146。每個側板112的保持構件144包括卡扣鎖定元件?；パa的保持構件146包括凹部。當側板112連接到前板110時，卡扣鎖定元件被接納在凹部中。從而，側板112與前板110固定接合。即使在沒有使用任何粘合劑的情況下，保持構件和互補的保持構件確保了側板112和前板110之間的可靠的聯(lián)接，使得過濾器框架可以被操作，例如被提升并四處移動，而不需要任何臨時地固定裝置或類似物。

過濾器框架的組裝如下。提供前板110，前板110包括在其兩個相對的邊沿側112a、122b處的槽126。提供第一側板和第二側板112并安裝在前板110處。對于每個側板112，安裝包括將側板112的前邊緣部分128插入到相應的槽126中，并且迫使保持構件144與前板110的互補的保持構件146接合。由此，過濾器框架102的準備接納介質包104的部分已經(jīng)組裝。為了完成組裝過程以得到完整的過濾器組件100，因此，下一個步驟是安裝介質包104并隨后安裝后板114的板元件116，其中它們被迫使與后邊緣部分136接合，使得側板112的卡扣鎖定元件148卡入每個后板116中相應部件中的鎖定位置。如前所述，過濾器組件現(xiàn)在可以被操作，并且可以例如被運送到不同的位置，而不需要任何臨時的固定裝置或類似物。

然后，在組裝過濾器框架的最后的步驟中，使用粘合劑來密封和固定過濾器組件100。粘合劑用于將過濾包密封并固定到前板和后板的溝谷部以及側板的通道。

如上所述，用于將過濾包密封并固定到前板的溝谷部的粘合劑還經(jīng)由通道擴散以至少部分地密封并固定前板和側板之間的連接部。即使是當前板和側板已經(jīng)連接時，在溝谷部和槽之間的流體連通允許將流體密封劑同時應用到前板的溝谷部和槽。通過溝谷部和槽之間的流體連通，在單個同時的步驟中，過濾介質包可以密封到溝谷部，并且側板膠合到前板。因此，溝谷部和槽之間的流體連通促進v型過濾器組件的制造。

在不同結構細節(jié)之間的空間中僅存在粘合劑將防止卡扣鎖定元件離開其鎖定位置，這甚至在粘合劑固化之前增加了結構的剛度。顯然，通過將前板、側板和后板粘合在一起，固化將進一步提高結構的剛度和穩(wěn)定性。由于保持構件144將被膠合成與互補的保持構件接合，所以卡扣鎖定連接將變得更強健。

之后，將過濾器框架組件100插入并固定到過濾器保持結構，例如過濾器殼體或過濾器組網(wǎng)格(未示出)。通常，過濾器框架組件通過塑料或金屬夾具被夾緊到過濾器保持結構，該塑料或金屬夾具通過螺栓和蝶型螺母或類似物固定到過濾器保持結構。因此，過濾器框架組件可以緊緊地擠壓在夾具和過濾器保持結構之間，而不使用可能危及結構緊密度的貫穿螺栓或類似物。當在使用時，由于空氣流過過濾介質包104而作用在過濾介質包104上的力將被支撐結構和前板中的內部張力抵消，使得可以始終保持前板和過濾器保持結構之間以及側板112和前板110之間的密封性能。

雖然已經(jīng)參照各種示例性實施方案描述了本發(fā)明，但是，本領域的技術人員應理解，可以作出各種變化并且可以用等價物來替代其要素而不脫離本發(fā)明的范圍。此外，可以作出許多修改以使特定的情況或材料適合于本發(fā)明的教導而不偏離其基本范圍。因此，其意圖是，本發(fā)明不限于將所公開的特定實施方案限制為作為實施本發(fā)明的最佳模式，而是本發(fā)明將包括落入所附權利要求的范圍內的所有實施方案。