專利名稱：對含有顆粒的空氣進行過濾的空氣過濾組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空氣過濾系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有諸縮喉管件和過濾件的空氣脈沖清潔裝置。
本發(fā)明的背景在很多工業(yè)應(yīng)用中，經(jīng)常會遇到顆粒物質(zhì)懸浮在氣體中的情況。在某些工業(yè)中，這種顆粒物質(zhì)是一種有價產(chǎn)品，例如，待回收利用的淀粉。對于其它工業(yè)，例如食品工業(yè)，這種顆粒物質(zhì)可能僅僅是那些需要從空氣從去除的灰塵。對含有顆粒物質(zhì)的空氣流或氣流進行清潔的系統(tǒng)包括空氣過濾組件，該空氣過濾組件具有多個位于一殼體內(nèi)的過濾件。該過濾件可以是適當(dāng)織物或打褶紙的一個袋子或一個軟套。清潔作業(yè)是通過定期地將一股短暫的增壓空氣射流脈沖進入過濾件內(nèi)部，以使空氣反向流動穿過過濾件而完成的。這種空氣過濾組件在例如美國專利No.4,218,227(Frey)和美國專利No.4,395,269(Schuler)中有所揭示。
有時，人們使用諸縮喉管件來將一股增壓空氣射流導(dǎo)引入過濾件內(nèi)，并且當(dāng)空氣流出過濾件時恢復(fù)壓力能量。通常，縮喉管件的入口端可以位于過濾室的外部，也可以延伸伸入過濾件的內(nèi)部。例如，美國專利No.4,218,227(Frey)中揭示了一種縮喉管的安裝方法，即是縮喉管件的入口安置在過濾室的隔板的側(cè)壁上，與過濾件相對。美國專利No.3,942,962(Duyckinck)揭示了一種縮喉管件，這種縮喉管件的入口部延伸進入過濾件的內(nèi)部。
在使用脈沖噴射清潔的縮喉管系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計中，縮喉管件兩端的壓降(或壓差)較高。當(dāng)反向-脈沖閥打開和關(guān)閉以脈沖增壓空氣時，脈沖噴射清潔系統(tǒng)會產(chǎn)生較響的噪聲，該脈沖增壓空氣是克服過濾件內(nèi)的壓力、用來使其內(nèi)的空氣反向流動所必需的。本發(fā)明旨在提供一種空氣過濾組件，它能降低噪聲，并降低在過濾含有顆粒物質(zhì)的空氣以及脈沖噴射清潔諸過濾件的過程中的能量損耗。
本發(fā)明的概述本發(fā)明提供了一種用來對含有顆粒物質(zhì)的空氣進行過濾的空氣過濾組件。這種空氣過濾組件包括一具有一干凈空氣室和一過濾室的殼體。該殼體具有一上壁、一底部、多個側(cè)壁、一干凈空氣出口、一臟空氣入口、將干凈空氣室與所述過濾室隔開的隔離裝置、脈沖噴射清潔裝置、以及一位于過濾室內(nèi)、設(shè)置并構(gòu)造來收集顆粒物質(zhì)的最底部。多個側(cè)壁自上壁懸垂下來(即，連接于上壁)，并且所述臟空氣入口位于底壁或其中一個壁面上。用來將所述干凈空氣室與所述過濾室隔開的隔離裝置包括將一個或多個過濾件安裝在所述過濾室內(nèi)的裝置。每一過濾件具有一透氣部，該透氣部具有鄰近端和末端，并與出氣口呈流體連通。正如本文中所使用的，“鄰近端”是指鄰近于用來脈沖噴射清潔(或反向脈沖清潔)的反向脈沖閥的一端，“末端”是指遠(yuǎn)離反向脈沖閥的一端。脈沖噴射清潔裝置用來清潔每一過濾件，并位于出口和諸過濾件中間(或之間)。隔離裝置還包括一安裝(或固定)在隔離裝置內(nèi)的縮喉管件。該縮喉管件具有一擴散部、一鈴口狀部分、以及一將擴散部和鈴口狀部分(或縮喉管入口部)相互連接起來的弓形喉頸部。該縮喉管件設(shè)置成這樣，即，鈴口狀部分位于過濾室內(nèi)，并且擴散部延伸進入干凈空氣室內(nèi)?？s喉管入口部可以具有一末端，該末端鄰近于過濾件透氣部分的鄰近端，并與之橫向?qū)R，從而使得穿過透氣的鄰近端流動至縮喉管入口部分末端的空氣能在一大體上筆直的通道內(nèi)流動，并且無障礙地流動在過濾件和縮喉管件之間。
本發(fā)明的空氣過濾組件也可以具有一縮喉管件，其中該縮喉管喉頸部的半徑可以加以選擇，以便使穿過喉頸部的過濾空氣流動速度小于采用脈沖噴射清潔裝置的標(biāo)準(zhǔn)縮喉管件的速度值的一半。正如本文中所使用的，表示縮喉管喉頸部、擴散器的諸出口以及鈴口狀部分的諸入口的半徑或直徑的所有半徑和直徑，除非另有具體說明的以外，均是指內(nèi)側(cè)尺寸。
本發(fā)明的空氣過濾組件也可以具有一縮喉管件，該縮喉管件的擴散部半徑與喉頸部半徑的比值選擇成小于標(biāo)準(zhǔn)縮喉管件中的比值，所述標(biāo)準(zhǔn)縮喉管件是為能有效恢復(fù)采用脈沖噴射清潔裝置的空氣過濾組件的壓力而設(shè)計的。本發(fā)明空氣過濾組件中的縮喉管件的擴散部長度與喉頸部半徑的比值也可以選擇，使其小于為了有效恢復(fù)采用脈沖噴射清潔裝置的空氣過濾組件中的壓力而設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)縮喉管件的比值。
與傳統(tǒng)的采用縮喉管件的空氣過濾組件相比，本發(fā)明的空氣過濾組件能降低干凈空氣室內(nèi)的空氣速度，由此降低了干凈空氣室內(nèi)的壓力損失。穿過縮喉管喉頸部的空氣速度也能夠得到降低。過濾室和干凈空氣室之間的壓力也能小于傳統(tǒng)設(shè)計中的壓力。由于降低了空氣速度以及降低了空氣過濾組件運行過程中的壓差，因此降低了將空氣穿過所述組件所需要的能量。此外，由于只需要更少的增壓空氣和使用較小的反向脈沖閥，穿過縮喉管喉頸部的空氣流動速度的降低明顯降低了在脈沖噴射清潔諸過濾件的過程中產(chǎn)生的噪音。由于截頭的擴散器的長度較短，因此該空氣組件的體積小于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計中的體積。由于需要較小的鼓風(fēng)機和反向脈沖閥，因此過濾室和干凈空氣室之間壓差的降低也降低了安裝和運行成本。
附圖簡要說明

圖1是本發(fā)明的一種運行裝置的立體圖。
圖2是本發(fā)明帶局部剖開的側(cè)視圖。
圖3是本發(fā)明帶局部剖開的正視圖。
圖4是本發(fā)明的局部立體圖。
圖5是本發(fā)明縮喉管構(gòu)件的一實施例的側(cè)視圖。
圖6是從圖5的末端觀察的圖5所示縮喉管構(gòu)件的端視圖。
圖7是本發(fā)明的一縮喉管系統(tǒng)的實施例的局部剖視圖，該系統(tǒng)具有一如圖6所示的縮喉管構(gòu)件，該圖示出了沿線7-7截取的縮喉管構(gòu)件的剖視圖。
圖8是脈沖噴射清潔裝置和縮喉管構(gòu)件的平面圖。
較佳實施例的具體描述本發(fā)明提供了一種空氣過濾器組件，該組件具有一種低能量損耗的縮喉管系統(tǒng)。在各附圖中，相同的標(biāo)號表示各附圖中相對應(yīng)的零件，圖1-3示出了這種系統(tǒng)的一較佳實施例。除了縮喉管系統(tǒng)以及過濾腔室和清潔空氣腔室之間的低壓差之外，這種過濾器組件的外形、結(jié)構(gòu)、和運行基本上均與美國專利No.4,395,269的相同，該專利對其外形、結(jié)構(gòu)、和運行有所揭示，其內(nèi)容在此引為參考。請參閱圖1。本發(fā)明的三個組件或單元10可以肩并肩地設(shè)置在一起。這種裝置的尺寸可以例如是6英尺×10英尺×10英寸。
圖1中的每一組件包括一用來將臟的或受到污染的空氣(即，含有顆粒的空氣)排入所述過濾器組件內(nèi)的導(dǎo)管11。設(shè)置有一相同的導(dǎo)管12，用來將干凈或過濾的空氣從所述過濾器組件中排出。還設(shè)置有一前檢修門13和第二檢修門14，從而能夠在需要例如維修時接觸到所述組件的內(nèi)部。
在圖1中還示出了一具有標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)、用來使在所述組件的底部上運轉(zhuǎn)的一螺旋推送器工作的電動機和鏈傳動組件18。
請參閱圖2。該圖以側(cè)視圖的方式示出了本發(fā)明，并剖開了一個側(cè)壁板17以說明所述組件的各種構(gòu)件的設(shè)置情況。上壁板16具有一內(nèi)壁面19。在該實施例中，進氣口設(shè)置在上壁板上，從而使得正在流入的含有灰塵的空氣或其它受到污染的流體能向下流入臟空氣室22內(nèi)。這使得所述組件能利用重力使灰塵穿過組件10運動至收集區(qū)內(nèi)。臟空氣室22由門13、上壁板16、兩對對置的從上壁板起向下延伸的側(cè)壁板17。階梯形壁結(jié)構(gòu)28、以及一對傾斜表面23、24所形成。傾斜表面23、24部分地形成一位于所述組件的基部內(nèi)的收集區(qū)或漏斗25。一底基板或框架26以任何一種適當(dāng)、標(biāo)準(zhǔn)的方式密封于諸側(cè)壁板17上。同樣，所述臟空氣室22也是一密封腔室，以防止任何受到污染的空氣或流體在被過濾之前有任何的泄漏。
一管板結(jié)構(gòu)28沿著每一側(cè)壁板17密封于一結(jié)構(gòu)框架27上，所述管板結(jié)構(gòu)采用階梯形設(shè)計，其上安裝有所述組件的彼此分開的過濾件32。管板結(jié)構(gòu)28密封在所有四個側(cè)面上氣密地將臟空氣室22與干凈空氣室60隔開。本較佳實施例中的所述管板結(jié)構(gòu)28具有三個臺肩或凹部。每一臺肩部包括一向上延伸的靠板30和一垂直于靠板延伸的腿部31。管板結(jié)構(gòu)28最好由一整塊的鋼板制成，這樣各個臺肩部分均能連續(xù)地緊密延伸在階梯部分上方和下方。如圖2和圖3所示，安裝于階梯形管板結(jié)構(gòu)28上的所述過濾件32以階梯地或彼此分開、部分重疊的方式、以一大體上向下的方向、以一相對于上表面平板16的水平面成銳角的角度位于臟空氣室22內(nèi)。采用這種方式，在過濾組件10的最上部分，由傾斜擋板50、諸側(cè)壁板17、上壁板內(nèi)表面19以及前檢修門13而形成了一分隔空間33。當(dāng)臟空氣從進氣口20進入組件10時，在進行過濾之前，臟空氣承接在分隔空間33內(nèi)。
各個過濾件32均是制成圓柱形管件的打褶介質(zhì)，每一過濾件均具有諸端部。除了本文中描述的差異之外，每一管件的過濾介質(zhì)部分的結(jié)構(gòu)以及它是如何被支承于所述管板結(jié)構(gòu)28的，均與美國專利No.4,395,269中描述的過濾件相同。過濾件的具體結(jié)構(gòu)和過濾介質(zhì)是如何形成穩(wěn)定的圓柱形狀以及由端蓋封閉如美國專利No.4,171,963(Schuler)所揭示，在此引為參考。在圖4中示出了用來支承過濾件的支承組件。管板結(jié)構(gòu)28的靠板部30的一部分具有一穿過所述縮喉管件70的開口(在圖4中未示出，但在圖7中示出)。一托架組件(yoke as-sembly)36被用來支承所述過濾件32。所述托架組件可以具有諸鋼桿，諸鋼桿延伸穿過所述縮喉管件70內(nèi)部，并焊接于干凈空氣室的一側(cè)(未示)、管板結(jié)構(gòu)28上?；蛘撸m然在各附圖中未予以示出，但是可以將托架組件的諸鋼桿的鄰近端制成螺紋，并延伸穿過縮喉管鈴口狀部分上的凹槽92以及將在下文中描述的縮喉管件70的凸緣88上的諸孔89。在這種情況中，可以設(shè)置一桿件，使它能藉一設(shè)置在管板結(jié)構(gòu)的干凈空氣室一側(cè)上的螺母而與縮喉管件70的凸緣88一起固定于管板結(jié)構(gòu)28上。這可以使用各種對于本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員來說較為明顯的裝置而實現(xiàn)。例如，所述桿件可以具有一鄰近于其鄰近端的整體式環(huán)形凸緣，以便當(dāng)此桿件的鄰近端延伸穿過管板結(jié)構(gòu)28的一孔87以便用一螺母緊固時，起一止動件的作用。這種裝置的優(yōu)點是沒有桿件延伸穿過縮喉管件70的喉部。其它可以將過濾件固定于管板結(jié)構(gòu)28的可行方法是一種類似美國專利4,218,227(Frey)中所揭示的裝置。
在過濾件32內(nèi)的圓柱形管件介質(zhì)的兩端被封閉在端蓋(或套環(huán))內(nèi)。通常，由諸端蓋覆蓋的介質(zhì)部分不被認(rèn)為能滲透空氣，由于它被端蓋所封蔽。鄰近的端蓋82安置在一墊圈84上，該墊圈設(shè)置在鄰近的端蓋和管板結(jié)構(gòu)28之間。通過朝著管板結(jié)構(gòu)28的方向壓過濾件32，并壓縮墊圈84，鄰近的端蓋82被密封于管板結(jié)構(gòu)上以防止空氣泄漏。
每一托架組件垂直地固定于管板結(jié)構(gòu)上，從而能以一相對于水平面呈銳角的角度懸吊所述過濾件。諸過濾件的傾斜角度的較佳范圍是自水平面起15°-30°。本發(fā)明中的每一托架組件36均類同。在所述的實施例中，設(shè)置有每兩個過濾件的兩相互平行的垂直縱列。因此，管板結(jié)構(gòu)的每一臺肩部分具有兩個彼此隔開的、安裝于其靠板30上的托架組件。
圖2和圖3組合起來示出了將一對過濾件32放置在每一托架組件36上的設(shè)置情況。一具有一盤部45和一中心孔的環(huán)形末端端蓋44與端板39對齊從而能密封地覆蓋住每對過濾件的第二過濾件的外側(cè)端。這為軸向壓縮諸過濾件32的諸墊圈(圖2-3中未示)以將它們密封于管板結(jié)構(gòu)28上并彼此相互壓緊提供了一可拆卸的夾緊裝置。所述端蓋的盤部45有助于加強該端板從而使得在金屬中消耗的清潔脈沖能量更少。同樣，具有特殊手柄47的緊固螺栓46穿過端板39和端板44的對齊的孔以將該兩者固定在一起。
直接設(shè)置在管板結(jié)構(gòu)28后面的是干凈空氣室60，該腔室由所述組件的背面平板62和部分上表面平板16。兩對置側(cè)板17的一部分、以及管板結(jié)構(gòu)28的背側(cè)形成。安裝在背面平板62內(nèi)與干凈空氣室60流體連通的是一干凈空氣出口64，用來將干凈的、經(jīng)過濾的空氣排入導(dǎo)管12，以反回到車間環(huán)境中。在干凈空氣室60內(nèi)還設(shè)置有用來清潔過濾件的每一托架組件的裝置。該裝置包括多個脈沖型閥和噴嘴65。一閥和噴嘴剛好設(shè)置成與設(shè)在管板結(jié)構(gòu)28上的一出口34成一直線，以便將一股壓縮空氣直接導(dǎo)引入一對過濾件32的中空內(nèi)部。諸脈沖型閥(或脈沖止回閥)、諸噴嘴的類型、用來供給增壓空氣的管路設(shè)置、以及它們的控制和運行情況在已有技術(shù)中均為已知。
現(xiàn)請參閱圖5-7，安裝在管板結(jié)構(gòu)28上的是縮喉管件70。每一縮喉管件包括一個擴散部分(或縮喉管出口部)72、一鈴口形的入口部(或縮喉管的入口部)74、以及一拱形喉部76，該喉部設(shè)置在擴散器72和所述縮喉管入口部之間，并將該兩者相互連接起來。當(dāng)空氣經(jīng)過過濾并且從過濾室以一種普通過濾空氣流的方式穿過過濾件32時，空氣穿過擴散器排出縮喉管件70而進入干凈空氣室。所述擴散部72最好具有發(fā)散的、基本上筆直的壁面，以便在脈沖噴射清潔過程中將脈沖空氣導(dǎo)引入縮喉管件70內(nèi)，從而促進壓力恢復(fù)并簡化結(jié)構(gòu)。喉部76朝著其內(nèi)部的方向凹入。
縮喉管件70相對于過濾件32來說位于管板結(jié)構(gòu)28上，因此縮喉管入口部74設(shè)置在過濾室22(或臟空氣室)內(nèi)，并且擴散部72延伸伸入干凈空氣室60內(nèi)。如圖7所示，縮喉管入口部74具有一末端，該末端鄰近于過濾件32的能透氣部分的最近點(即，未被鄰近的端蓋(或套環(huán))82所覆蓋)并與其這樣對齊，即，大體上與其處于同一橫向水平線上。采用這種方法，穿過過濾件32的透氣部83的鄰近部的空氣沿著一大體上筆直的通道移動至縮喉管件70，并無阻礙地流動在過濾件32和縮喉管件之間。這種沿著一大體上筆直的通道進行的無阻礙的空氣流動降低了對空氣流動的阻力和能量消損。在這種縮喉管件的設(shè)計中，重要的是應(yīng)該考慮到用來將過濾件32密封于管板結(jié)構(gòu)28上的墊圈的壓縮以及跟著產(chǎn)生的鄰近端蓋82的鄰近或末端的移動。
通常，自管板結(jié)構(gòu)28起到透氣部83的近端部分的距離是影響縮喉管件設(shè)計的一個重要因素。只要縮喉管入口與能透過空氣的過濾件32的最鄰近點呈橫向?qū)R，喉部76的確切位置可以稍稍改變。例如，喉部的喉頸部86可以設(shè)置在管板結(jié)構(gòu)28的任一側(cè)面上。雖然可以相反地進行設(shè)置，但是，通常，大部分或全部擴散部72均設(shè)置在管板結(jié)構(gòu)28的干凈空氣室一側(cè)上。
為了降低流動空氣所需的能量并且為了進一步降低空氣流動的阻力，選擇喉頸部86(即，喉部76上半徑最小的部分)的半徑使得過濾空氣流動速度小于標(biāo)準(zhǔn)縮喉管件70的數(shù)值，所述標(biāo)準(zhǔn)縮喉管件是為了在具有脈沖噴射清潔裝置的空氣過濾組件的應(yīng)用中能有效恢復(fù)壓力而設(shè)計的。換句話說，喉頸部半徑大于其在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計中的半徑。喉頸部的半徑最好選擇得相對過濾件端蓋(或套環(huán))82的內(nèi)徑盡可能大。采用這種方式，穿過喉頸部的空氣不需要有明顯的加速，從而降低了縮喉管入口和出口之間的壓差，并降低了能量的消損?？s喉管兩端壓差的降低也減少了增壓空氣的空氣量，因此，也減小了對于過濾件32的脈沖噴射清潔來說是必需的反向脈沖閥的大小。這可以降低在脈沖噴射清潔過程中產(chǎn)生的噪音。例如喉頸部半徑可以被選擇來影響穿過喉頸部的空氣流動速度(正常情況下，空氣流動速率與介質(zhì)面積的比值為每平方英尺大約2∶1至大約4∶1立方英尺/分)小于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計中標(biāo)準(zhǔn)速度的一半，較佳地是小于400英尺/分，更好是大約1000至2500英尺/分。
通過縮短(或減小)縮喉管件的擴散部72的長度，可以進一步降低空氣流動阻力。伸入干凈空氣室的長擴散器降低了干凈空氣室中用于空氣流動的容積，因此對于任何特定的容積流動速率提高了空氣流動速度。此外，由于空氣撞擊在其它縮喉管件的擴散部72上，因此較長的擴散器阻礙了空氣從一縮喉管件流動至干凈空氣出口64。因此。擴散器長度的縮短降低了空氣速度并減小了對空氣流動的阻礙，從而減小了干凈空氣室內(nèi)的能量消損。在本發(fā)明中，擴散器長度、喉頸部半徑，以及縮喉管擴散器出口半徑的相對尺寸均設(shè)計成這樣，即擴散器的長度小于用于脈沖噴射清潔的過濾組件的標(biāo)準(zhǔn)縮喉管件的長度，并最好小于這種標(biāo)準(zhǔn)縮喉管設(shè)計長度的一半。因此，擴散器長度與喉頸部半徑的比值也小于標(biāo)準(zhǔn)縮喉管件中的比值。在由A.t.McDonald和R.W.Fox撰寫的、題為“錐形擴散器中不可壓縮流動的實驗研究”中揭示了一個有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)縮喉管系統(tǒng)設(shè)計信息的示例，該示例中描述的設(shè)計方法援引在本文中作為參考。在本發(fā)明中，擴散器長度與喉頸部半徑的比值較佳地約為1∶1至2.0∶1，并更好約為1.1∶1至1.2∶1。例如這種設(shè)計中的縮喉管的擴散器出口半徑與喉頸部半徑的比值可以約為1.02∶1至1.3∶1。
在這個其中喉頸部半徑增大的較佳實施例中，為了避免使用較長的擴散器，擴散器出口半徑與喉頸部半徑的比值應(yīng)該選擇得小于標(biāo)準(zhǔn)縮喉管件中的比值，所述標(biāo)準(zhǔn)縮喉管件是為了有效恢復(fù)在脈沖噴射清潔過濾組件中使用的壓力。本發(fā)明中的縮喉管件的比值可以約為1.02∶1至1.3∶1，并最好約為1.05∶1至1.2∶1。這種比值可以降低空氣流動的阻力從而降低能量損耗，并還能夠有效去除雜質(zhì)顆粒，并維持由反向脈沖進行的介質(zhì)清潔。
本申請人通過合理選擇縮喉管件的喉頸部半徑以及擴散器長度與喉頸部半徑的比值，來降低空氣流動阻力，申請人發(fā)現(xiàn)，穿過喉頸部的空氣流動速度小于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計中該速度值的一半，有效去除雜質(zhì)顆粒，并能在縮喉管件兩端壓差小于0.1英寸水柱的情況下，例如，在通常的空氣流動速率與介質(zhì)面積比值的情況(例如，每平方英尺大約為2∶1至約為4∶1立方英尺/分)下的0.2英寸的水柱，保持介質(zhì)清潔。
請參見圖5-7，縮喉管件70具有一用來安裝在管板結(jié)構(gòu)28上的裝置。該安裝裝置可以例如是一突出部(未示)或一凸緣88，突出部或凸緣在一基本上垂直于縮喉管件軸線的平面內(nèi)向外延伸，并鄰近于喉部76、位于其外表面上。凸緣88可以位于進口部74的末端和縮喉管擴散部72之間。凸緣88可以具有諸孔89(例如，圖6中所示的三個孔，89A、89B、89C)，用來容納一穿插于其中的諸如螺栓90之類的裝置，以便和一螺母91一起將凸緣緊固于管板結(jié)構(gòu)28上。通常，凸緣88的外徑大約縮喉管件70的入口部分74的末端以及管板結(jié)構(gòu)28上開口34的直徑，以便固定到管板結(jié)構(gòu)上。
為了能方便地接觸到凸緣88上的孔89，從而可以將一螺栓、一類似的緊固件、或一桿件(例如，一用來支承過濾件的托架組件的桿件)插入該孔，以便將縮喉管件70固定于管板結(jié)構(gòu)28上，可以將諸凹槽92設(shè)置在縮喉管件的入口部分74上，每一凹槽位于一孔89的附近。擴散器的外徑小于管板結(jié)構(gòu)28上孔34的直徑，因此縮喉管件70的擴散部分72可以插入所述開口，以便將縮喉管件安裝于管板結(jié)構(gòu)上，并使擴散器延伸伸入干凈空氣室內(nèi)，并使出口部分74位于過濾件內(nèi)。
請參閱圖2，空氣過濾組件在臟空氣室22內(nèi)具有一最低部25，，該最低部與美國專利No.4,395,269中所揭示的基本類同。這種最低部25具有兩個傾斜表面23、24，其中一個表面可以起一振動板的作用，從而能藉脈沖噴射清潔裝置的運行響應(yīng)臟空氣室內(nèi)所形成的壓差而移動。一螺旋推送器68位于兩個傾斜表面的交會處，延伸穿過臟空氣室22的整個最低部25，從而能將匯集在臟空氣室22內(nèi)的顆粒物質(zhì)除去，到達空氣過濾組件外部的某地方。
雖然已揭示了所述實施例，所述實施例具有傾斜設(shè)置的過濾件和一傾斜的像振動板的表面，該表面能響應(yīng)由脈沖噴射清潔產(chǎn)生的壓差而移動，但是本發(fā)明的縮喉管系統(tǒng)也可以應(yīng)用于空氣過濾組件上，例如，一垂直過濾件、一沒有像振動板表面的顆粒匯集系統(tǒng)，或一沒有螺旋推送器的系統(tǒng)上。本發(fā)明的運行空氣或其它含有顆粒的氣態(tài)流體可以以一種與美國專利No.4,395,269中描述的基本類同的方式送入本發(fā)明的較佳實施例中的臟空氣室22內(nèi)，穿過進氣口20和諸過濾件32，并從干凈空氣室60流動至過濾組件的出口64，所述專利中有關(guān)運行過程的描述援引為參考。
在經(jīng)過一段預(yù)定時間的過濾之后，諸過濾件32逐漸變得蒙上一層灰塵和其它顆粒物質(zhì)，因此必須將這些灰塵和顆粒清潔掉。每一過濾件32均藉其各自的速動閥(即，反向脈沖閥)和噴嘴65而得到脈沖噴射清潔，該噴嘴將一定量增壓氣體從噴嘴朝著縮喉管件70擴散部72的方向排放，并排放入其內(nèi)。如圖8所示，較佳地選擇從噴嘴65噴出的空氣射流94的發(fā)散角A使空氣射流集中在擴散部72的內(nèi)部，并最好鄰近于喉頸部以促進將二次空氣(即，來自于干凈空氣室的空氣)吸入到過濾件32內(nèi)。在圖8所述的實施例中，喉頸部的直徑是4.25英寸，噴嘴65具有一直徑為0.5625英寸的出口孔97，空氣射流的發(fā)散角是7.5°，從喉頸部至縮喉管入口部74末端的軸向距離是3.3英寸，從喉頸部至脈沖噴射清潔裝置的相應(yīng)噴嘴65的出口孔97的距離是14.05英寸。這樣一種設(shè)置對于脈沖噴射清潔諸過濾件來說是有效的。通常，用來脈沖噴射清潔的增壓空氣的壓力可以類似于那些采用標(biāo)準(zhǔn)縮喉管件的傳統(tǒng)系統(tǒng)。但是，如前所述的，在本發(fā)明的空氣過濾組件中也可以使用較小的反向—脈沖閥。
首先清潔最上部分的過濾件，再清潔該組件中從頂部至底部的其余構(gòu)件。利用重力沉積作用可以將位于上部的諸過濾件的灰塵向下吹除掉，并且從一組過濾件流體動態(tài)地傳送到并通過下一組較低的過濾件。
在脈沖噴射清潔裝置的運行過程中，較大的、傾斜表面或振動板24響應(yīng)臟空氣室22內(nèi)的壓力增大而向外移動或移離諸過濾件32。在圖2中以虛線示出了這種向外的撓曲變化。當(dāng)壓力變小時，表面24向后撓曲至其正常位置。由于顆粒物質(zhì)匯集在最底部25內(nèi)螺旋推送器68之上，通過所述螺旋推送器68的運行，可以將顆粒物質(zhì)清除至過濾組件外部某一處。因為，臟空氣入口不在甚至不接近過濾組件的顆粒物質(zhì)收集區(qū)，所以鄰近于螺旋推送器處的臟空氣速度接近為零。
正如前面指出的，本發(fā)明的空氣過濾組件是利用過濾室和干凈空氣室之間的壓差而進行工作的，所述壓差小于采用脈沖噴射清潔設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)空氣過濾系統(tǒng)中的壓差。本發(fā)明較佳地這樣工作，即縮喉管件兩端的壓差小于1英寸水柱，并最好小于0.5英寸的水柱，甚至最好在通常的空氣流動速率與介質(zhì)面積的比值的情況下、大約為0.2至0.4英寸的水柱。以下表格示出了以各種空氣流動速率穿過圖1-5所示實施例中過濾件的縮喉管件兩端的壓差示例，其中喉頸部半徑為1.781英寸，一擴散器的直壁與擴散器軸線的發(fā)散角為7.5°，鈴口狀部分的曲率半徑為1.125英寸。該表格也示出了空氣流動速率與介質(zhì)面積的比值(單位是每平方英尺的介質(zhì)面積上流過每分鐘的立方英寸空氣量ft3/ft2min)。在這設(shè)置中，縮喉管件70入口部74的末端與過濾件透氣部分的鄰近端貼緊并橫向?qū)R。與采用標(biāo)準(zhǔn)縮喉管設(shè)計的傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，采用該較佳實施例來過濾含有顆粒物質(zhì)的空氣降低了過濾每單位體積空氣所需的能量?？諝饬鲃铀俾? 喉頸處的空氣速度 壓力降比值立方英尺/分 英尺/分 英寸水柱 立方英尺/平方英尺·分144 2080 0.27 2∶1180 2600 0.42 2.5∶1216 3120 0.61 3.0∶1252 3641 0.83 3.5∶1在以上描述和附圖中，已經(jīng)對本發(fā)明較佳實施例中有關(guān)一低空氣速度的縮喉管系統(tǒng)應(yīng)用于一結(jié)構(gòu)緊湊的濾塵組件進行了描述。但是，縮喉管系統(tǒng)還能應(yīng)用在其它氣體過濾系統(tǒng)中，例如，美國專利No.4,218,227(Frey)中揭示的灰塵收集器，以及美國專利No.4,319,897(Labadie)中揭示的空氣過濾組件。應(yīng)予理解的是所述較佳實施例所揭示的內(nèi)容僅僅是說明性的，對于那些本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員來說，還能對本發(fā)明的各細(xì)節(jié)作出不背離本發(fā)明精神和保護范圍的各種變化，尤其是可以對某些部分的形狀、尺寸大小以及結(jié)構(gòu)作出種種變化。
權(quán)利要求
1.一種用來對含有顆粒物質(zhì)的空氣進行過濾的過濾組件，所述空氣過濾組件包括(a)一具有一進氣口和一出氣口的殼體；所述殼體具有一剛性隔離壁，所述隔離壁將所述殼體分隔成一過濾室和一干凈空氣室；所述隔離壁上具有一第一空氣流動孔；(b)一第一過濾件，所述過濾件設(shè)置成與所述隔離壁上的所述第一空氣流動孔呈空氣流動連通；所述過濾件具有過濾介質(zhì)，所述過濾介質(zhì)形成一個過濾件內(nèi)干凈空氣室；(i)所述第一過濾件的方向設(shè)置成能使所述過濾件內(nèi)干凈空氣室與所述隔離壁第一空氣流動孔呈空氣流動連通；(ii)所述第一過濾件包括一具有一中心孔的第一端蓋；所述過濾介質(zhì)嵌設(shè)在所述第一端蓋內(nèi)部；(c)一安裝在所述隔離壁的第一空氣流動孔內(nèi)的第一縮喉管件；所述第一縮喉管件具有一擴散部分、一鈴口狀端部，以及一弓形喉頸部，所述喉頸部將所述擴散部與所述鈴口狀端部相互連接起來；所述第一縮喉管件安裝在所述隔離壁內(nèi)，并且所述鈴口狀端部設(shè)置成凸伸入所述第一過濾件的第一端蓋和所述第一過濾件內(nèi)干凈空氣室內(nèi)；(d)一脈沖噴射清潔孔，它具有一第一噴嘴，所述噴嘴的方向設(shè)置成能將一脈沖空氣從所述干凈空氣室直接導(dǎo)引入所述第一縮喉管件的擴散部內(nèi)，并朝著所述第一過濾件。
2.如權(quán)利要求1所述的空氣過濾組件，其特征在于(a)所述第一過濾件具有一第二端蓋，所述端蓋上具有一中心空氣流動孔；(b)所述組件具有一第二過濾件，所述過濾件包括一其上具有一空氣流動孔的第一端蓋；所述第二過濾件的方向設(shè)置成所述第二過濾件的所述第一端蓋空氣流動孔與所述第一過濾件的第二端蓋上的所述空氣流動孔呈空氣流動連通。
3.如權(quán)利要求1所述的空氣過濾組件，其特征在于(a)所述隔離壁上具有一第二空氣流動孔；(b)所述組件包括一第二過濾件，所述第二過濾件設(shè)置成與所述隔離壁上的所述第二空氣流動孔呈空氣流動連通；所述第二過濾件包括過濾介質(zhì)，所述過濾介質(zhì)形成一第二過濾件內(nèi)干凈空氣室；(i)所述第二過濾件的方向設(shè)置成所述第二過濾件內(nèi)干凈空氣室與所述隔離壁第二空氣流動孔呈空氣流動連通；(iii)所述第二過濾件包括一具有一中心孔的第一端蓋；所述第二過濾件的所述過濾介質(zhì)嵌設(shè)在所述第二過濾件的所述第一端蓋內(nèi)；(b)一安裝在所述隔離壁內(nèi)的第二縮喉管件；所述第二縮喉管件設(shè)置在所述隔離壁第二空氣流動孔內(nèi)；所述第二縮喉管件具有一擴散部、一鈴口狀端部以及一弓形喉頸部，所述喉頸部將所述擴散部和所述鈴口狀端部相互連接起來；所述第二縮喉管件安裝在所述隔離壁內(nèi)，并且所述鈴口狀端部設(shè)置成凸伸穿過所述第二過濾件第一端蓋的中心孔，并進入所述第二過濾件內(nèi)干凈空氣室；(c)所述脈沖噴射清潔裝置具有一第二噴嘴，所述噴嘴的方向設(shè)置成能將一脈沖空氣從所述干凈空氣室導(dǎo)引入所述第二縮喉管件擴散部，并朝著所述第二過濾件。
4.如權(quán)利要求19所述的空氣過濾組件，其特征在于(a)所述殼體包括一下顆粒收集部；(b)所述組件包括一用來有選擇地排出收集在所述殼體的所述顆粒收集部內(nèi)的顆粒的螺旋推送器。
5.如權(quán)利要求1所述的空氣過濾組件，其特征在于(a)所述第一縮喉管件的擴散部具有帶一圓形開放端的一截頭錐形結(jié)構(gòu)；(i)所述第一縮喉管件擴散部開放端具有一第一半徑；(ii)所述第一縮喉管件設(shè)置成所述擴散部開放端位于所述殼體的干凈空氣室內(nèi)；(b)所述第一縮喉管件喉頸部具有帶一第二半徑的一圓形結(jié)構(gòu)；(i)所述第一半徑與所述第二半徑的比值在1.02∶1至1.3∶1的范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的空氣過濾組件，其特征在于(a)所述第一縮喉管件擴散部具有一第一長度；(b)所述第一縮喉管件其所述第一長度與所述第二半徑的比值在1∶1至2∶1的范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的空氣過濾組件，其特征在于(a)當(dāng)所述組件以穿過所述第一縮喉管喉頸部的空氣流動速度在1000至4000英尺/分的范圍內(nèi)對空氣進行過濾時，所述第一半徑與所述第二半徑的所述比值，以及所述第一長度與所述第二半徑的比值，均被選擇成使所述縮喉管件兩端的壓降小于1英寸水柱。
8.如權(quán)利要求1所述的空氣過濾組件，其特征在于(a)所述第一縮喉管件擴散部具有帶一圓形開放端的一截頭錐形結(jié)構(gòu)；(i)所述第一縮喉管件擴散部開放端具有一第一半徑；(ii)所述第一縮喉管件設(shè)置成所述擴散部開放端位于所述殼體的干凈空氣室內(nèi)；(b)所述第一縮喉管件的喉頸部具有帶一第二半徑的一圓形結(jié)構(gòu)；(i)所述第一半徑與所述第二半徑的比值在1.02∶1至1.3∶1的范圍內(nèi)；(c)所述第一縮喉管件擴散部具有一第一長度；(d)當(dāng)所述組件以穿過所述第一縮喉管喉頸部的空氣流動速度在1000至4000英尺/分的范圍內(nèi)對空氣進行過濾時，所述第一半徑與所述第二半徑的所述比值，以及所述第一長度與所述第二半徑的比值，均被選擇成使所述縮喉管件兩端的壓降小于1英寸水柱。
9.如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于(a)所述第一過濾件第一端蓋延伸進入所述第一過濾件內(nèi)干凈空氣室一段第一距離；(b)所述第一縮喉管件的具有鈴口狀端部延伸進入所述第一過濾件第一端蓋中心孔的距離不大于所述第一距離。
10.如權(quán)利要求9所述的組件，其特征在于(a)所述縮喉管件由一整體的單件結(jié)構(gòu)組成。
11.如權(quán)利要求10所述的組件，其特征在于(a)所述第一縮喉管件包括一位于其外表面上的第一安裝凸緣；(i)所述第一安裝凸緣基本上垂直于所述第一縮喉管件的縱軸線凸伸；(ii)所述安裝凸緣的方向設(shè)置成在所述過濾室內(nèi)與所述隔離壁的一表面連接，以將所述第一縮喉管件固定于其上。
12.如權(quán)利要求11所述的組件，其特征在于(a)所述組件包括一設(shè)在所述隔離壁與所述第一過濾件之間的第一密封墊圈；所述墊圈設(shè)置在所述隔離壁第一空氣流動孔的周圍。
13.如權(quán)利要求1所述的空氣過濾組件，其特征在于(a)所述殼體包括一具有一臟空氣入口的上外壁。
14.如權(quán)利要求13所述的空氣過濾組件，其特征在于(a)所述臟空氣入口設(shè)置在所述第一過濾件的上方；(b)所述組件包括一位于所述臟空氣入口和所述第一過濾件之間的傾斜擋板。
15.如權(quán)利要求1所述的空氣過濾組件，其特征在于(a)所述第一空氣過濾件包括一圓柱形構(gòu)件。
16.如權(quán)利要求15所述的空氣過濾組件，其特征在于(i)所述圓柱形第一過濾件包括一打褶的紙過濾件。
17.如權(quán)利要求15所述的空氣過濾組件，其特征在于(a)所述第一過濾件具有一縱軸線；(b)所述第一過濾件安裝在所述組件內(nèi)，并且所述過濾件的縱軸線以一相對于水平面呈銳角的角度延伸。
18.如權(quán)利要求17所述的空氣過濾組件，其特征在于(a)所述銳角在15°-30°的范圍內(nèi)。
19.一種用來對含有顆粒物質(zhì)的空氣進行過濾的過濾組件，所述空氣過濾組件包括(a)一具有一進氣口和出氣口的殼體；所述殼體具有一剛性隔離壁，所述隔離壁將所述殼體分隔成一過濾室和一干凈空氣室；所述隔離壁上具有一第一空氣流動孔；(b)一第一過濾件，所述過濾件設(shè)置成與所述隔離壁上的所述第一空氣流動孔呈空氣流動連通；所述過濾件具有過濾介質(zhì)，所述過濾介質(zhì)形成一個過濾件內(nèi)干凈空氣室；(i)所述第一過濾件的方向設(shè)置成能使所述過濾件內(nèi)干凈空氣室與所述隔離壁第一空氣流動孔呈空氣流動連通；(ii)所述第一過濾件包括一具有一中心孔的第一端蓋；所述過濾介質(zhì)嵌設(shè)在所述第一端蓋內(nèi)部；(c)一安裝在所述隔離壁第一空氣流動孔內(nèi)的第一縮喉管件；所述第一縮喉管件具有一擴散部分、一鈴口狀端部、以及一弓形喉頸部，所述喉頸部將所述擴散部與所述鈴口狀端部相互連接起來；所述第一縮喉管件安裝在所述隔離壁內(nèi)，并且所述鈴口狀端部設(shè)置成凸伸入所述第一過濾件內(nèi)干凈空氣室內(nèi)；(i)所述第一縮喉管件擴散部具有帶一第一半徑的開放端；(ii)所述第一縮喉管件設(shè)置成所述擴散部開放端位于所述殼體的干凈空氣室內(nèi)；(iii)所述縮喉管件喉頸部具有帶一第二半徑的圓形結(jié)構(gòu)；(iv)所述第一半徑與所述第二半徑的比值在1.02∶1至1.3∶1的范圍內(nèi)。
20.如權(quán)利要求19所述的空氣過濾件，其特征在于(a)所述第一縮喉管件擴散部具有一第一長度；(b)所述第一縮喉管件其所述第一長度與所述第二半徑的比值在1∶1至2∶1的范圍內(nèi)。
21.如權(quán)利要求20所述的空氣過濾組件，其特征在于(a)當(dāng)所述組件以穿過所述第一縮喉管喉頸部的空氣流動速度在1000至4000英尺/分的范圍內(nèi)對空氣進行過濾時，所述第一半徑與所述第二半徑的所述比值，以及所述第一長度與所述第二半徑的比值，均被選擇成使所述縮喉管件兩端的壓降小于1英寸水柱。
全文摘要
一種用來對含有顆粒物質(zhì)的空氣進行過濾的空氣過濾組件，它包括一殼體，該殼體具有進氣口、出氣口以及將過濾室和干凈空氣室隔開的隔離壁。該隔離壁包括第一空氣流動孔。所述組件包括與第一空氣流動孔呈空氣流動連通的過濾件。該組件還包括一設(shè)在隔離壁第一空氣流動孔內(nèi)的縮喉管件。該縮喉管件包括鈴口狀端部，該端部凸伸進入第一過濾件的內(nèi)干凈空氣室內(nèi)。該組件包括具有一噴嘴的脈沖噴射清潔裝置，所述噴嘴的方向設(shè)置成能將脈沖空氣朝著過濾件的方向引入所述第一縮喉管件內(nèi)。
文檔編號B01D46/24GK1145040SQ95192484
公開日1997年3月12日 申請日期1995年4月10日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月11日
發(fā)明者托馬斯·D·雷特爾 申請人:唐納森公司