CN101189054B - 空气吸入过滤组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于过滤由前端至后端流过的空气的空气吸入过滤组件，包括一个壳体，一个第一过滤段和一个第二过滤段。过滤段可***壳体并且从壳体移出。一个锁扣可以在锁定位置和解锁位置间移动，当处于锁定位置时，第一过滤段紧固在壳体上，当处于解锁位置时，第一过滤段没有紧固在壳体上。一个可以在壳体和第一过滤段之间形成的铰链，当锁扣处于解锁位置时，铰链能够使第一过滤段相对于壳体为枢轴转动。当将第一过滤段和第二过滤段***壳体并且锁扣处于锁定位置时，第一过滤段紧压在已紧压在壳体上的第二过滤段上。

Description

空气吸入过滤组件
相关于其它申请的参照
本申请根据35U.S.C.sec.119要求临时专利申请号60/687,716的优先权，其申请日为2005年6月6日，在此一并引用作为参照。
技术领域
本发明涉及一种空气吸入过滤组件，用于工业机器如空气压缩机或鼓风机，并且特别是涉及包括可移动过滤段的空气吸入过滤组件。
背景技术
具有静止和运动部件并处理常压工业性质的空气的压缩机和鼓风机必须从进气开始加以保护，在它们的吸入口，加速的空气流中存在着悬浮的固体。空气流中悬浮的大尺寸固体能够对这些机器中的运动和静止部件造成损害，随着时间的推移，小尺寸的悬浮固体能够通过积聚在静止和运动的表面以及空气通道沿途的任何静态换热表面上而使得机器的机械和热力学性能劣化。通常使用一个或多个空气吸入过滤器来阻止存在于工业环境中的颗粒的污染和由此对压缩机和鼓风机产生的损害，而且大量的设计被用来满足特定的压缩机应用对空气清洁的要求。
空气吸入过滤组件的物理尺寸直接取决于其下游的压缩机或鼓风机处理的常压空气流量。在典型的工业应用中，空气吸入过滤组件是位于离开压缩机或鼓风机较远的位置，或集成在一个容纳了压缩机及其辅助部件的封闭外罩或围挡上。
发明内容
在一个实施方式中，一种用于过滤由组件前端至后端流过的空气的空气吸入过滤组件，包括一个壳体，一个第一过滤段用于过滤前端接受的空气，该第一过滤段可***壳体并且从壳体移出，一个第二过滤段用于过滤经过了第一过滤段的空气，该第二过滤段可***壳体并且从壳体移出，和一个可以处于锁定位置和解锁位置的锁扣，当处于锁定位置时，第一过滤段紧固在壳体上，当处于解锁位置时，第一过滤段没有紧固在壳体上。一个在壳体和第一过滤段之间形成的铰链，当第一过滤段***壳体时，交联能够使第一过滤段相对于壳体为枢轴转动。当第一过滤段和第二过滤段***壳体并且锁扣在锁定位置时，第一过滤段紧压在第二过滤段上并且第二过滤段紧压在壳体上以确保从装置中流出的空气经过了两个过滤段。
在另一个实施方式中，一种用于过滤由组件前端至尾端流过的空气的空气吸入过滤组件，包括一个壳体，一个包括一个第一过滤元件的第一过滤段用于过滤前端接受的空气，该第一过滤段可***壳体并且从壳体移出，一个包括一个第二过滤元件的第二过滤段用于过滤经过了第一过滤段的空气，该第二过滤段可***壳体并且从壳体移出，和一个具有使第一过滤段固在壳体上的锁定位置和使第一过滤段没有紧固在壳体上的解锁位置的锁扣。在壳体和第一过滤段之间与锁扣相对处形成一个由槽和凸片组成的铰链，其中当锁扣处于解锁位置时，交联能够使第一过滤段相对于壳体为枢轴转动。当第一过滤段和第二过滤段***壳体时，在第一过滤段和壳体之间形成了铰链并且锁扣处于锁定位置，然后第一过滤段紧压在第二过滤段上而第二过滤段紧压在壳体上以确保从装置中流出的空气经过了两个过滤段。
附图说明
详细说明特别参照如下相应附图：
图1(a)和(b)表示了一个组装的空气吸入过滤组件的一个实施例的透视图，其中锁扣分别处于锁定和解锁的位置；
图2是图1中的空气吸入过滤组件的部件分解透视图；
图3(a)是图1中的空气吸入过滤组件仅安装有第二过滤段时的前视图；
图3(b)是图1中的空气吸入过滤组件安装有第二过滤段时的后视图；
图4是当第一过滤段从图1中的空气吸入过滤组件的壳体中移出时第一过滤段上的凸片和壳体上的槽的透视图；
图5(a)是在壳体和第一过滤段之间由凸片和槽构成的铰链的简化的剖面图；
图5(b)是与图5(a)类似的视图，表示了第一过滤段转动到一个完全进入壳体的位置，并且第一过滤段未锁定；
图6是图1中的空气吸入过滤组件的透视图，其中安装在壳体内的第一过滤段旋转至一个关闭的位置并且锁扣处于解锁的状态；
图7(a)是第二过滤段前侧密封件的示意图；
图7(b)是第二过滤段后侧密封件的剖面图，其与壳体上的法兰接触；
图8(a)(b)表示了空气吸入过滤组件与具有外罩的空气压缩***之间的位置关系；
图9表示了空气吸入过滤装置的另一个实施方式。
具体实施方式
在对本发明的任一实施方式进行说明之前，应当理解本发明的用途不限于以下说明中阐述的和以下附图中表示的结构和部件设置的细节。本发明能够具有其它的实施例和实践方式或者通过不同的方式付诸实施。而且，应当理解在此使用的措辞和术语是出于说明而并非限制之目的。所使用的“包括”，“包含”，或者“具有”和由此的各种表述意味着包含其后列出的各项及其等价物以及附加项。术语“连接”，“结合”，和“安装”和由此变化的各种表述被广泛应用并包括直接的和间接的连接，结合和安装。
组装的空气吸入过滤组件10的一个实施方式的透视图在图1(a)和1(b)中示出。作为一般的概述，空气从前端12进入空气吸入过滤组件10，流经两个过滤段16，18(图2中表示未组装的状态)，然后作为过滤后空气从后端14流出组件10。这样的一个组件10适用于过滤流入机器的空气例如工业级空气压缩机或鼓风机。
参考附图2，空气吸入过滤组件10除了包括第一过滤段16和第二个过滤段18外还包括一个壳体15。过滤段16和18均能够容易地***和从壳体15中移出。第一过滤段16包括一个框架20和一个第一过滤元件22并设计成过滤空气中相对较大的颗粒。第二过滤段18包括一个框架24和一个或多个第二过滤元件26并设计成过滤空气中相对较小的颗粒。由于第一过滤段16过滤了相对较大的颗粒，第一过滤元件22通常比第二过滤段18中的过滤元件26需要更频繁的更换。
在一个实施方式中，壳体15通常为具有四边的箱型并且通常在前端12和后端14开口用于空气流动。为了组装空气吸入过滤组件10，首先将第二过滤段18***壳体15的前端12，接下来停止在壳体15后端14的一个停止装置28(见图7(b))上。然后将第一过滤段16***并锁定定位。当移出过滤段时，在优选实施方式中，由于第二过滤段18优选不从后端14移出，因此第一过滤段16先于第二过滤段18被移出。
参考图2和3(a)，在一个实施方式中，轨道元件30提供用来帮助在壳体15中***，移出，支撑，和定位两个过滤段16，18。如图所示，在壳体15内部相对的两侧的每一侧均包括一个第一轨道元件30。这些元件30大致从壳体15的前端12延伸至后端14。更进一步地，第一过滤段16和第二过滤段18均包括一个第二轨道元件，例如以轨道托架32的形式，安装在相对的外部两侧的每一侧。安装在壳体15上的第一轨道元件30和以轨道托架32的形式安装在过滤段上的第二轨道元件相互作用从而使得第一和第二过滤段16，18均能容易地滑入和滑出壳体15，均能正确地定位和支撑在壳体15中。在一些实施方式中，过滤段16，18上的轨道托架32和壳体15上的轨道元件30的位置可以互换。
如图3(a)，3(b)，5(a)和5(b)所示，在一个实施方式中，第二过滤段18包括数个设置成V字或V型的过滤元件26，而第一过滤段16包括一个单个的过滤元件22。过滤元件22，26优选为板式干燥型介质。干燥型介质通常由具有不同密度，厚度和组成的类织物和毯型材料构成。干燥型过滤介质可以是纤维素纤维，玻璃布，羊毛毡，合成纤维或类似纤维。已知的干燥型过滤介质能高效去除工业环境中含有的各种物理尺寸的颗粒，其特征在于具有达到所需的过滤效率的纤维尺寸和纤维的紧密程度。
在一个实施方式中，第二过滤段18中的这些过滤元件26是一种高过滤效率，干燥型，板式的过滤元件包括了过滤介质，该介质的特征在于通过深层，多层形式的设计以获得对颗粒尺寸在2微米或以上的颗粒高达百分之九十九点九七的过滤效率。第一过滤段16中的过滤元件22优选包括一种高过滤效率的，干燥型介质，其设计过滤颗粒的物理尺寸等于或大于10微米。工业环境的空气中的颗粒尺寸范围通常从约30微米到小于0.5微米。具有平均尺寸为20微米的，尺寸在10到30微米之间的颗粒，通常占据了工业环境的空气体积的约28％，而通常工业环境体积的约52％则被具有平均尺寸为7.5微米的，尺寸5到10微米的颗粒所污染。工业环境的空气中的这种颗粒尺寸体积的典型分布使得多段过滤组件10的优点更加显著，其中尺寸范围在10和30微米之间的更大和更普遍的颗粒，被第一过滤段16从空气流中较早地除去，然后较小尺寸的颗粒被第二过滤段18除去。对于第一和第二过滤段16，18两者而言，过滤元件22，26可以与框架集成或分别设置。壳体和框架两者均可以由防腐蚀材料如金属薄板制成。
一旦将第二过滤段18安装在壳体15中，就可以安装第一过滤段16。参考附图4，5(a)，和5(b)，组件10还包括一个或多个在壳体15和第一过滤段16之间形成的铰链34，其中铰链34能够使第一过滤段16相对于壳体15为枢轴转动。特别地，如附图4所示，第一过滤段16包括一个或多个向外延伸的凸片36，其可以***壳体15内的槽38。当凸片36***对应的槽38时，如附图5(a)所示，形成了铰链34使第一过滤段16相对于壳体15为枢轴。铰接的第一过滤段16从如附图5(a)所示的打开的位置旋转到如附图5(b)所示的关闭的位置。
一旦将凸片36***槽38形成铰链34，第一过滤段16旋转至壳体内的一个关闭的位置，第一过滤段16能够被一个或多个锁扣40紧固在壳体15内。锁扣40能够在如附图1(a)和6所示的使第一过滤段16没有紧固在壳体15上的解锁位置和如附图1(b)所示的使第一过滤段16紧固在壳体15上的锁定位置之间移动。参考附图6，在一个实施方式中，在壳体15上与铰链槽38相对的侧面壳体15包括一个或多个锁扣40，以及与每一个锁扣40相邻的孔42。优选锁扣40是具有一个弯钩部分41的滑雪靴状的锁扣。当第一过滤段16旋转至其关闭位置时，孔42使得弯钩部分41能够与第一过滤段16的槽边缘44相啮合。然后锁扣40可以移动到锁定位置以将第一过滤段16紧固在壳体15内。当锁扣40处于锁定位置时，沿轴向(即从前端12到后端14)施加一个压紧力将第一过滤段16紧压在第二过滤段18上而第二过滤段18紧压在壳体15后端14的停止装置28上。
当锁扣40锁定时，将位于第一过滤段16和第二过滤段18之间的第一可压缩密封元件46压缩形成一个第一密封。如附图7(a)所示，该密封元件46可以位于第二过滤段18的前端48的周边。相似地，将位于第二过滤段18和壳体15之间的第二可压缩密封元件50压缩形成一个第二密封。如附图7(b)所示，该密封元件50可以位于第二过滤段18的后端52的周边。在壳体15后端14上的一个向内延伸的法兰54既可以用作第二过滤段18的停止装置28，也提供了一个在壳体15上的连续的刀型边缘以形成第二密封。由此，压紧力和密封元件46，50保证了进入空气吸入过滤组件10的空气在流出后端14之前均流经了第一和第二过滤段16，18(即得到了过滤)。
铰链34和锁扣40的结合使得第一和第二过滤段16，18的安装和移出变得简单而直接。在所述的实施方式中，铰链槽38和孔42是相同的，因此锁扣40位于壳体15的两侧均可。
再参考附图1(a)和1(b)，在一个实施方式中，壳体15还包括至少一个位于后端14的向外延伸的法兰56以便于空气吸入过滤组件10与空气压缩机的风管连接。例如，如附图8(a)和8(b)所示，空气吸入过滤组件10可以连接在空气压缩***62的空气吸入消声组件58上，其中空气压缩***62包括位于外罩64内的压缩机60和其它辅助部分。这些图表明了通常存在于空气压缩***62中的空间约束条件，例如对具有较大尺寸的空气吸入过滤组件10的定位，支架，安装以及现场维护的简化是有优势的。在所述的实施方式中，将空气吸入过滤组件10安装在靠近外罩64的一个顶角部位的空气吸入消声组件58上。在另一个实施方式中，壳体15还包括一个和更多的安装设备以便将空气吸入过滤组件10固定在空气压缩***62的临近结构上。
在所述的实施方式中，铰链34位于空气吸入过滤组件10的一侧，由此当第一过滤段16旋转到打开位置时是通过铰链34进行支撑，从而使得铰链34有助于过滤组件的现场维护。在另一个实施方式中，组件10的铰链侧可以通过一种不同的方式定向。特别地，由于对组件10的铰链侧的外部空间没有要求，由凸片和槽形成的铰链34的使用使得空气吸入过滤组件10能够紧密地安装在外罩64的相邻壁面上而不存在特殊的几何形状方面的限制。
根据在特定应用中所要求的空气流，这样的组件10还可以是模块化的以便于设置多组过滤段，，其中具有一行或更多行的和一列或更多列的模块66，其中每一个模块66均包括第一和第二过滤段16，18。附图9中表示了一个这样的组件10。装置10的模块化特性允许独立地更换第一和/或第二过滤段和/或过滤元件，并且允许对空气吸入过滤组件10的空气处理能力进行容易的修改以满足所选择的空气压缩***62的要求。
在此所述的空气吸入过滤组件10为工业空气压缩***提供了改进的空气吸入过滤。该组件可对过滤段进行准确的，可靠的，和简单的安装和去除，从而当将空气吸入过滤组件10安放在限定的空间内时可快速地更换过滤元件。

Claims (20)

1.一种空气吸入过滤组件，用于过滤由组件前端至后端流过的空气，该组件包括：
壳体，
用于过滤前端接受的空气的第一过滤段，该第一过滤段可以***壳体以及从壳体中移出，
用于过滤流过第一过滤段的空气的第二过滤段，该第二过滤段可以***壳体以及从壳体中移出，
锁扣，具有一个使第一过滤段紧固在壳体上的锁定位置，并具有一个使第一过滤段没有紧固在壳体上的解锁位置，
当第一过滤段***壳体时在第一过滤段与壳体之间形成的一个铰链，该铰链使第一过滤段相对于壳体为枢轴转动，并且
其中，当第一过滤段和第二过滤段***壳体并且该锁扣处于锁定位置时，第一过滤段紧压在第二过滤段上而第二过滤段紧压在壳体上，以保证从装置中流出的空气流经了第一过滤段和第二过滤段。
2.如权利要求1中的空气吸入过滤组件，其中第一过滤段包括凸片和槽中的一个，并且壳体包括凸片和槽中的另一个，通过将凸片***槽中形成了铰链。
3.如权利要求2中的空气吸入过滤组件，进一步包括多个由凸片和槽形成的铰链。
4.如权利要求1中的空气吸入过滤组件，其中锁扣位于壳体上与铰链相对的一侧。
5.如权利要求1中的空气吸入过滤组件，其中第一过滤段包括槽边缘，锁扣是位于壳体上并在其处于锁定位置时与第一过滤段的槽边缘啮合。
6.如权利要求1中的空气吸入过滤组件，进一步包括多个锁扣用于将第一过滤段紧固在壳体上。
7.如权利要求1中的空气吸入过滤组件，进一步包括一个介于第一过滤段和第二过滤段之间的可压缩的密封元件。
8.如权利要求1中的空气吸入过滤组件，进一步包括一个介于第二过滤段和壳体后端之间的可压缩的密封元件。
9.如权利要求1中的空气吸入过滤组件，其中第一过滤段包括槽边缘，锁扣是一种位于壳体上的滑雪靴型锁扣并在其处于锁定位置时与第一过滤段的槽边缘啮合。
10.如权利要求1中的空气吸入过滤组件，其中壳体包括一个第一轨道元件，第二过滤段包括一个第二轨道元件，其中第一轨道元件与第二轨道元件相互作用以将第二过滤段定位和支撑在壳体中。
11.如权利要求1中的空气吸入过滤组件，其中壳体包括一个第一轨道元件，第一过滤段包括一个第二轨道元件，其中第一轨道元件与第二轨道元件相互作用以将第一过滤段定位和支撑在壳体中。
12.一种空气吸入过滤组件，用于过滤由组件前端至后端流过的空气，该组件包括：
壳体，
第一过滤段，包括一个用于过滤前端接受的空气的第一过滤元件，该第一过滤段可以***壳体以及从壳体中移出，
第二过滤段，包括一个用于过滤流过第一过滤段的空气的第二过滤元件，该第二过滤段可以***壳体以及从壳体中移出，
锁扣，具有一个将第一过滤段紧固在壳体上的锁定位置，并具有一个使得第一过滤段没有紧固在壳体上的解锁位置，
介于壳体和第一过滤段之间并与锁扣相对的由槽和凸片组成的铰链，其中该铰链在锁扣处于解锁位置时使得第一过滤段相对于壳体为枢轴转动，并且
其中，当第一过滤段和第二过滤段***壳体，在壳体和第一过滤段之间形成铰链，并且锁扣处于锁定位置时，第一过滤段紧压在第二过滤段上而第二过滤段紧压在壳体上，以保证从装置中流出的空气流经了第一过滤段和第二过滤段。
13.如权利要求12中的空气吸入过滤组件，其中第一过滤段包括凸片和槽中的一个，并且壳体包括凸片和槽中的另一个，通过将凸片***槽中形成铰链。
14.如权利要求12中的空气吸入过滤组件，进一步包括多个铰链和多个锁扣。
15.如权利要求12中的空气吸入过滤组件，其中第一过滤段包括槽边缘，其中锁扣是位于壳体上并在其处于锁定位置时与所述槽边缘啮合。
16.如权利要求12中的空气吸入过滤组件，进一步包括一个介于第一过滤段和第二过滤段之间的可压缩的密封元件。
17.如权利要求12中的空气吸入过滤组件，进一步包括一个介于第二过滤段和壳体后端之间的可压缩的密封元件。
18.如权利要求12中的空气吸入过滤组件，其中第一过滤段包括槽边缘，锁扣是一种位于壳体上的滑雪靴型锁扣并在其处于锁定位置时与所述槽边缘啮合。
19.如权利要求12中的空气吸入过滤组件，其中壳体包括一个轨道元件和一个轨道托架中的一个，并且第二过滤段包括一个轨道元件和一个轨道托架中的另一个，其中轨道元件与轨道托架相互作用以将第二过滤段定位和支撑在壳体中。
20.如权利要求12中的空气吸入过滤组件，其中壳体包括一个轨道元件和一个轨道托架中的一个，并且第一过滤段包括一个轨道元件和一个轨道托架中的另一个，其中轨道元件与轨道托架相互作用以将第一过滤段定位和支撑在壳体中。
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