CN112672808A - 过滤器器件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及过滤器器件，具体涉及用于从空气中除去尘埃的过滤器器件。在本发明的实施例中，本发明的过滤器器件包括具有第一侧(111)和第二侧(112)的壳体(110)、在所述壳体中的过滤材料(120)、在所述过滤材料和所述壳体的所述第一侧之间的空间(130)和在所述第一侧(111)中的至少一个孔(140)，借此在该过滤材料的面向所述壳体的第一侧(111)的外周内的面积大于所述至少一个孔(140)的面积。

Description

过滤器器件

技术领域

本发明涉及过滤器器件，具体涉及用于从空气中除去尘埃的过滤器器件。

相关技术说明

从空气中除去尘埃的过滤器的处理和更换通常是很脏的工作。

专利US7993437描述了在更换过滤器时尘埃扩散的问题。该专利中描述的方案是在更换过滤器期间使用塑料袋来阻止尘埃扩散。几个涉及使用塑料袋的类似结构已经申请专利。

专利US6149699教导了通过在更换期间在过滤器器件内使用真空以保持低压来连同过滤器壳体一起更换过滤器。

除尘是施工场地普遍存在的问题。取决于工作的特定阶段和处理的材料，许多不同的工作阶段产生有害尘埃。例如，台锯产生木粉，钻孔或凿边产生有害石粉。混合砂浆、混凝土和灰泥产生大量有害微尘。

空气滤净器通常在施工场地用于清洁空气、循环空气并用于从工作场所抽出多尘空气。这些降低了工作场所空气中的浮尘量，轻微真空防止了尘埃在轻微真空下外逸到工作场所外，而不是通过空气滤净器逸出。但是，空气滤净器没有非常有效地从特定工作位置除去尘埃。典型空气滤净器的问题在于当产生尘埃团时，气流速度并非除去尘埃的最佳选择。另外，典型空气滤净器中的粗滤器可能快速地被尘埃团所饱和，这导致气流减速。

典型空气滤净器的另一问题在于滤净器收集的尘埃太容易释放回环境中。这是由于空气滤净器的典型结构，其中过滤器器件暴露在装置的面上。当装置关闭且没有气流时，装置的最轻微振动或轻撞容易使一些尘埃移位，使得其落到地上或漂浮在空气中。而且，过滤器器件的更换往往是脏乱的，因为在更换期间大量过滤器器件上的尘埃向周围扩散。

从专利申请US20110312261A1中已知一种方案，其中强鼓风机已经连接至帐篷状结构以从工作位置除去尘埃。该方案具有的优势在于工人将其产尘工具安装在帐篷状结构中，从而这种方案以足够的抽吸可能防止尘埃逸出帐篷状结构。但是，这种结构无论如何不能保护工人自己。移动该结构也相当麻烦，因为结构由多个单独和较大的部件制成。

已知其它类型的目标点除尘方案。专利申请US2009016151A1描述了一种去除在混合砂浆或相似物质期间产生的尘埃的方案，其中除尘使用放在混合容器的顶部处的抽吸环来实施。这种方案显然在除去来自混合容器的尘埃方面相当有效。但是这种方案在此前时刻当砂浆粉从砂浆袋中倒入混合容器中时没有帮助。这是产生大量尘埃的工作阶段。当在开放大气空间中在抽吸环上方产生尘埃时，除尘的有效性不可避免地很差。此外，固定尺寸的抽吸环无法很好地应用于与不同尺寸的容器一起使用。

另外，专利申请PCT/FI2015/000043描述了一种装置，其从空气中除去尘埃并且尤其可用于从产生大量尘埃(比如混合水和干砂浆)的工作区中除尘。但是，即使在这种方案中过滤器的更换也相当脏乱。

发明内容

本发明的目的是提供一种过滤器器件，其允许易于更换过滤器器件，同时在更换过滤器期间避免尘埃扩散。本发明的另一目的是提供一种过滤器器件，其在包括过滤器器件的过滤装置关闭时并且在移动此过滤装置期间抑制过滤器器件中收集的尘埃扩散。

这些目的如此实现：在壳体中布置过滤材料、在过滤材料和壳体的第一侧之间设有空间以形成吸入室以及在所述第一侧中设有至少一个孔，由此过滤材料的面向所述壳体的所述第一侧的侧面的外周内的面积大于所述至少一个孔的面积。吸入室允许一些尘埃沉淀至吸入室的底部，从而降低过滤材料的堵塞。另外，吸入室减少了已经收集的尘埃扩散回环境，因为可能使尘埃从过滤器器件上松脱的任何振动或颠簸会使松脱的尘埃落到吸入室的底部，仍然保留在过滤器器件内。另外，吸入室内的由紊流空气携载的尘埃颗粒通常也撞击吸入室的壁或过滤器的表面并且落到吸入室的底部。还有，通过气流中的紊流释放到吸入室内空气的任何尘埃倾向于停留在吸入室内。另外，过滤材料和壳体的第一侧的一个或多个孔的表面积的差值允许气流足够快地进入过滤器器件中以将尘埃携载到过滤器器件中，同时保持过滤材料的每单位面积的气流足够低以将尘埃保留在过滤材料内并且避免尘埃通过过滤材料。

以上总结仅涉及本文公开的本发明的许多实施例中的一个并且无意限制本发明的范围，本发明的范围在本文的权利要求书中阐述。本发明的这些和其它特征将在下文的说明书中详细描述。

附图说明

参照附图，以下仅通过示例详细描述本发明的各实施例：

图1示出根据本发明实施例的过滤器器件的结构，

图2示出根据本发明实施例的过滤器器件的使用方案，

图3示出根据本发明实施例的过滤器器件的壳体中孔和活门的结构，

图4示出本发明的又一实施例，其中活门可以用于支撑过滤器器件的第一侧，

图5示出其中过滤器器件包括用于覆盖壳体的第一侧中的至少一个孔的可拆卸盖的实施例，和

图6A和6B示出本发明的过滤器器件还包括两个门的实施例。

附图中，相同的附图标记用于相似对象。

具体实施方式

下文实施例是示例性的。尽管说明书可涉及“一”、“一个”或“一些”实施例，但这不一定意味着每个此符号均涉及相同的实施例，或者特征仅适用于单个实施例。不同实施例的单个特征可以结合以提供其它实施例。

在下文中，本发明的特征将通过可以实施本发明各实施例的过滤器的简单示例来描述。仅详细描述用于说明实施例的相关元件。

本领域技术人员公知的细节不在本文中具体描述。

以下描述根据本发明的一些实施例。图1示出根据本发明实施例的用于从空气中过滤尘埃的过滤器器件100的横截面。图1示出过滤器器件的壳体110。该壳体具有第一侧111和第二侧112，第一侧是入口侧，第二侧是排气侧。壳体110容纳过滤材料120。过滤材料120位于壳体110内，从而形成自由空间130(吸入室130)以允许空气在自由空间130内自由移动。壳体的第一侧111具有一个或多个孔140。壳体的第二侧112具有至少一个排气孔145。图1的示例示出三个孔140，但那不以任何方式限制本发明。在本发明的各实施例中，例如可以仅有一个孔或三个以上的孔。一个孔或(多个)孔140的总面积小于过滤材料的面向壳体110的第一侧111的一侧121的外周内的面积。

自由空间130(即吸入室130)带来几个优点。该腔室有助于将已经收集的尘埃保持在过滤器器件内，使已经收集的尘埃不会由于振动或移动而意外地漂浮于过滤器器件外侧的空气内。这是由于过滤材料在过滤器器件的腔室内部，当关闭和/或以其它方式干扰安装有过滤器器件的过滤设备时，由此可能从过滤器上落下的尘埃落到腔室130的底部并且不会落到过滤器器件外的某处。另外，由于仅流出腔室的空气流通过过滤材料，所以来自过滤材料表面的由于接近过滤材料表面的紊流而在空气中传播的任何尘埃会保持在腔室内。

一个孔或多个孔140的总面积小于过滤材料的面向壳体110的第一侧111的一侧121的外周面积的特征也带来几项益处。首先，该特征使入口气流速度高于经过过滤材料的气流速度。较高的气流速度比较低的气流速度更有利于将空气中的任何尘埃运送到过滤器器件中。另外，经过过滤材料的气流速度越高，过滤材料一般使越多尘埃颗粒通过。但是，在较低气流速度下，在整个过滤材料上收集尘埃，这允许在过滤材料过于堵塞之前收集更多的尘埃。结果，通过一个或多个孔的总面积小于过滤材料的表面积达到最佳的过滤方案，因为接下来入口处的进气气流速度足够高以携载尘埃颗粒，但是经过过滤材料的气流没有过高。

还有，腔室内的低气流速度和/或紊流允许一些尘埃沉淀到腔室的底部。这降低了过滤材料的尘埃收集负载，从而减轻过滤材料的堵塞并延长寿命直到过滤器器件需要更换。在发明人完成的实验中，沉淀在腔室底部的尘埃量常常超过保留在过滤材料内的尘埃量，甚至超过5倍。相比于现有技术的过滤器，这种效果允许延长本发明过滤器结构的过滤器更换周期。吸入室内的缓慢气流速度还能够起到的效果为，使过滤材料收集的大量尘埃保留在过滤材料的前侧，其中尘埃可以轻松掉落并落到吸入室的底部，尤其在过滤装置关闭，即不存在经过过滤器器件的气流的时候。缓慢的气流速度还使得尘埃堆积至吸入室的内壁，尘埃从那里也会轻松掉落到吸入室的底部。吸入室的另一有益效果在于吸入室内的进入空气的紊流将尘埃更均匀地分布在过滤材料的表面上。吸气入口和吸入室实际上用作进入尘埃的制动，通过在气流中产生至少局部阻挡尘埃直接进入过滤材料的紊流而减缓伴随气流的尘埃的速度，使进入尘埃在吸入室附近和过滤材料的前表面扩散。

吸入室的深度即过滤材料的前侧和壳体的第一侧之间的距离需要足够大以允许空气紊流将进入在吸入室内使尘埃扩散。发明人已经发现，深度应大于1厘米(cm)，优选2cm以上。在使用具有40cm至60cm尺寸的过滤器器件的实验中，当吸入室深度约为4cm至6cm即约为过滤器器件的横向尺寸的10％时，发明人观察到良好的尘埃收集结果。但是，本发明不限于这些范围，因为精确测量值取决于应用。深度可以大于或小于10％。在本发明的实施例中，吸入室的深度约在过滤器器件的横向测量值的10％至20％之间。在本发明的另一实施例中，吸入室的深度可以约是过滤器器件的横向尺寸的5％或更小。在本发明的又一实施例中，吸入室的深度可以约是过滤器器件的横向尺寸的2％或更小。

在过滤器器件中增大过滤材料的表面积的一个通常方法是以锯齿形图案来折叠过滤器器件。过滤材料的这种布置也可用于本发明的实施例。在这样的实施例中，吸入室的深度从过滤器器件的最靠近过滤器器件的壳体的第一侧的褶皱开始测量。

在本发明的实施例中，过滤材料包括一层以上不同类型的过滤材料。过滤材料的种类、层数、层厚均取决于应用，并且因此不在说明书中详细说明。本领域技术人员可以针对不同应用构建过滤材料类型的不同组合。

一些过滤材料足够软，使得在空气经过过滤材料被抽吸时，过滤材料仅被气流压缩。在本发明的实施例中，这种效果用于在使用放置有本发明的过滤器器件的过滤装置期间形成吸入室。根据这样的实施例制造的过滤器器件可以不具有足够的自由空间以在未承受气流时形成功能性吸入室，并且仅在使用期间具有良好作用的吸入室。

过滤材料的外周内的第一面积和壳体的第一侧的一个或多个孔的组合的第二面积之间的差在本发明的不同实施例中可以不同。在本发明的一个实施例中，第二面积小于第一面积。在本发明的另一实施例中，第二面积是第一面积的80％或更少。在本发明的又一实施例中，第二面积是第一面积的60％或更少。在本发明的再一实施例中，第二面积是第一面积的40％或更少。在本发明的又一实施例中，第二面积是第一面积的20％或更少。这两个面积的精确比例取决于应用并且可以根据例如要收集的尘埃的类型和量、过滤材料以及过滤器器件的大小来优化成不同值。

图2示出根据图1所示的本发明的实施例的过滤器器件100的一个使用方案。图2示出便携式空气过滤装置200的简图。空气过滤装置包括过滤器器件100。图2还示出进一步增加过滤质量的第二级过滤器器件210。过滤装置包括电机和用于抽吸装置内的空气并使其经过过滤器100、210的叶轮单元220。在图2的示例中，装置200包括轮子和把手230以在工作现场易于运送。这种装置对于从一个地点除去目标尘埃非常有用，例如除去混合砂浆产生的尘埃。当装置直接放置在对砂浆进行混合的料斗附近时，将干砂浆倾倒到料斗中所释放的任何尘埃将在其有任何机会扩散到工作地点之前被吸入装置中。

图3示出根据本发明的实施例的过滤器器件的壳体中的孔和活门的结构。图3示出过滤器器件的第一侧111，包括切口310和由切口产生的活门320。当活门弯曲时，由切口310界定的孔打开。图3中的虚线311表示活门320可以沿着其弯曲的弯曲线。在本发明的各实施例中，活门可以沿朝向过滤材料或远离其的任意方向弯曲。

图3的示例示出过滤器器件的壳体的第一侧111中的一个孔和活门。但是，这仅是本发明的实施例的一个示例，在本发明的不同实施例中，过滤器器件的壳体的第一侧111可以具有多个孔和活门。

在本发明的某些另外的实施例中，并非所有孔都需要具有活门。在第一侧111具有多个孔的本发明的另一实施例中，仅一部分孔具有活门320。

在本发明的另一实施例中，活门320形成防溅板以防止或至少降低在过滤器器件前面混合的砂浆飞溅进入过滤器器件并撞击过滤材料的机会。

在本发明的另一实施例中，活门320可从过滤器器件拆除。

在使用过滤器器件之前，活门320还保护过滤材料。在本发明的另一实施例中，活门还盖住排气孔。

图4示出本发明的另一实施例，其中活门320可用于支撑过滤器器件的第一侧111。在根据本发明实施例的过滤器器件的实际实施方式中，器件的壳体材料可以是薄且便宜的材料，比如纸板或薄塑料，材料可以是非常柔软的。在这样的情况下，第一侧111容易朝向过滤材料120弯曲，从而减小过滤材料和第一侧111之间的空间体积。这进而减小过滤器器件将尘埃保持在过滤器器件内的能力，因为如果第一侧在一些位置接触过滤材料，那么任何松脱的尘埃可能通过第一侧中的孔逃回到过滤器器件的外部。为了防止发生这种情况，一个或多个活门320可以朝向过滤材料120向内弯曲，甚至远到接触过滤材料120，由此一个或多个活门320形成机械支撑以保持壳体的第一侧111远离过滤材料。另外，尤其是在收集许多尘埃之后，一些过滤材料也可以非常柔软。一个或多个活门320的支撑也对这样的材料有益。

图4还示出本发明的这样的实施例，其中过滤器器件的壳体的第一侧111包括一个以上的孔。

图5示意性示出过滤器器件包括用于覆盖壳体110的第一侧111中的至少一个孔的可拆卸盖510的实施例。图5还示出过滤器器件的壳体110中的过滤材料120。可拆卸盖510可以例如使用胶、搭扣带或者本领域技术人员已知的其它类似方式附接至过滤器器件。另外，可拆卸盖可以经由穿孔线或其它可撕的连接附接至过滤器器件。

在本发明的另一实施例中，在卸下之后，盖可以重新附接至过滤器器件以盖住所述至少一个孔。这样的实施例具有的优势在于，以方便的方式关闭过滤器器件的第一侧中的孔以在从过滤装置移除过滤器器件之后使尘埃保持在过滤器器件内。

图6A和6B示出本发明的实施例，其中过滤器器件还包括两个门610，门是可合拢的以覆盖壳体110的第一侧111中的一个或多个孔并且是可打开的以为气流提供朝向所述一个或多个孔的导向。图6A还示出过滤材料120。图6A示出门610在壳体的第一侧中的孔上合拢，因此禁止过滤器器件内的任何尘埃例如在移除过滤器器件之后或在运送含有过滤器器件的过滤装置期间释放到环境中。

图6B示出安装在过滤装置200中的过滤器器件100的示意性截取图。过滤装置200还包括第二级过滤器器件210。图6B示出布置在用于混合砂浆的料斗620附近的门。门的此种布置导向由过滤装置200产生的气流，使得来自上述料斗620的含尘空气被转移入过滤器100并经过过滤器100，同时几乎没有含尘空气逃逸到周围环境中。这样的实施例的益处是更好的控制过滤器器件的前面产生的尘埃，因为门将气流朝向过滤器器件的第一侧中的一个或多个孔导向。图6B是本发明过滤器器件可能的使用情况的示例，并且本发明不限于这样的使用或者例如仅用于除去砂浆尘埃。本发明的过滤器器件也可用于去除许多其它类型的尘埃。

另一益处在于门可以在过滤器器件的第一侧中的一个或多个孔上方关闭以阻碍尘埃从过滤器器件内部扩散到环境，这在含有过滤器器件的过滤装置四处移动以及还在过滤器器件移除时是有益的。

又一益处在于门也可用作防溅板。混合砂浆是脏的工作，并且容易产生飞溅。门有助于至少截挡一些飞溅，这保护了含有过滤器器件的过滤装置以及最接近的周围环境免受飞溅。

本发明的过滤器器件不限于移除尘埃比如砂浆尘埃或由锯切、碾磨产生的尘埃以及其它生产活动的尘埃。本发明的过滤器器件也可用于除去液体的悬浮微粒和漂浮颗粒。

本发明具有几项益处。本发明的过滤器器件使更换过滤器变得简单且干净，因为过滤器器件的结构将收集的尘埃保持在过滤器器件内。另外，在使用过滤器期间还在含有过滤器器件的过滤装置被关闭的时候，过滤器器件的结构将收集的尘埃保持在过滤器器件内。

本发明的过滤器器件允许收集比仅由过滤材料保留的尘埃更多的尘埃。这得到的益处是过滤器器件的更换周期比现有技术的过滤器器件长。

本发明的过滤器器件包括门的实施例提供了防溅板以保护过滤装置以及其最接近的周围环境免受湿砂浆的飞溅，由此降低清洁装置和/或周围环境的工作和需要。

本发明的过滤器器件生产成本低，甚至同时提供这些益处。

在下文中，我们讨论本发明的某些其它实施例。

本发明的一个方面提供一种用于过滤空气中尘埃的过滤器器件。根据本发明的该方面的第一实施例，该过滤器器件包括至少一个具有第一侧和第二侧的壳体、在所述壳体中的过滤材料、在所述过滤材料和所述壳体的第一侧之间以用于形成吸入室的空间以及在所述第一侧中的至少一个孔，借此在该过滤材料的面向所述壳体的所述第一侧的外周内的面积大于所述至少一个孔的面积。

根据本发明的该方面的第二实施例，所述第一侧中的孔由形成覆盖所述孔的活门的切口界定。

根据本发明的该方面的第三实施例，所述活门可弯曲以打开所述孔并形成防溅板。

根据本发明的该方面的第四实施例，所述活门能朝向过滤材料弯曲以形成机械支撑来保持壳体的所述第一侧远离过滤材料。

根据本发明的该方面的第五实施例，该过滤器器件还包括至少一个用于所述壳体的第一侧中的孔的可拆卸盖。

根据本发明的该方面的第六实施例，该过滤器器件还包括至少两个门，该门可合拢以覆盖壳体的第一侧中的所述一个或多个孔并可打开以引导气流流向所述一个或多个孔。

鉴于前述说明，对本领域技术人员显而易见地是可在本发明范围内进行各种修改。尽管已经详细描述了本发明的优选实施例，但应当显而易见地是对此的许多修改和变型是可能的，所有这些均落入本发明的真实精神和范围内。

可以理解，公开的本发明的实施例不限于本文公开的特定结构、过程步骤或材料，而是要扩展至其将被相关领域的那些普通技术人员认识到的等同物。还应当理解，本文采用的术语仅用于描述特定实施例的目的而并非要进行限制。

整个说明书中涉及的“一个实施例”或“实施例”意味着与该实施例相关的所描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的词组“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定全都指代相同的实施例。

如本文所用，为了方便，多个零件、结构元件、组成部件和/或材料可存在于共同列表中。但是，这些列表应当解释为列表中的每个构件被单独标识为独立且唯一的构件。因此，仅基于共同组中它们的出现而没有相反指示的情况，这样的列表中单独的构件不应当解释为事实上等同于相同列表中的任何其它构件。此外，本发明的各实施方式和例子可在本文中连同其各个部件的替代物一起提及。可以理解，这样的实施例、例子和替代物不会被理解为事实上彼此等同，但会被认为是本发明单独且自主的表示。

此外，所描述的特征、结构或特性可以在一个或多个实施例中以任何合适的方式结合。在下文中，提供许多具体细节比如长度、宽度、形状等的示例，以提供对本发明的实施例的全面理解。但相关领域的技术人员将认识到本发明可以不使用一个或多个具体细节，或以其它方法、部件、材料等来实行。在其它情形中，没有详细示出或描述众所周知的结构、材料或操作以避免模糊本发明的方面。

虽然前述例子在一个或多个特定应用中说明了本发明的原理，但显而易见的是，对本领域普通技术人员而言可以进行许多形式、用途和实施细节上的改进而不需要创造性劳动且没有脱离本发明的原理和概念。因此，除了下面阐述的权利要求书之外，无意限制本发明。

Claims (6)

1.一种用于从空气中过滤尘埃的过滤器器件(100)，过滤器装置包括电机和叶轮，所述叶轮用于抽吸该装置内的空气经过所述过滤器器件，其特征在于，所述过滤器器件至少包括：

具有第一侧(111)和第二侧(112)的壳体(110)，

位于所述壳体中的过滤材料(120)，

位于所述过滤材料和所述壳体的所述第一侧之间的、用于形成吸入室(130)的空间(130)，和

在所述第一侧(111)中的至少一个孔(140)，

借此所述过滤材料的面向所述壳体的第一侧的外周内的面积大于所述至少一个孔的面积。

2.根据权利要求1所述的过滤器器件，其特征在于，在所述第一侧中的孔由形成覆盖所述孔的活门(320)的切口(310)界定。

3.根据权利要求2所述的过滤器器件，其特征在于，所述活门(320)是可弯曲的以打开所述孔并形成防溅板。

4.根据权利要求2所述的过滤器器件，其特征在于，所述活门(320)能朝向所述过滤材料弯曲以形成用于保持所述壳体的第一侧(111)远离所述过滤材料(120)的机械支撑。

5.根据权利要求1所述的过滤器器件，其特征在于，所述过滤器器件包括用于在所述壳体的第一侧中的孔的可拆卸盖(510)。

6.根据权利要求1所述的过滤器器件，其特征在于，它还包括至少两扇门(610)，所述门可合拢以覆盖所述壳体的第一侧中的所述一个或多个孔并且可打开以引导空气流向所述一个或多个孔。

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