卵圓形管狀過濾筒和使用這些卵形管狀過濾筒的過濾系統的制作方法
【專利說明】卵圓形管狀過濾筒和使用這些卵形管狀過濾筒的過濾系統
[0001]相關申請
[0002]本申請根據35U.S.C.§ 119要求2013年3月15日提交的名稱為“卵圓形管狀過濾筒和使用這些卵圓形管狀過濾筒的過濾系統(OVATE TUBULAR FILTER CARTRIDGES ANDFILTER SYSTEMS USING THE SAME) ”的美國臨時專利申請號61/789，385的權益，該專利通過引用將其全文結合在此。
[0003]在此描述了包括具有卵圓形橫截面的管狀過濾器介質的過濾筒，和使用這些卵圓形管狀過濾筒的過濾系統。
【背景技術】
[0004]在許多不同行業中，顆粒物質懸浮在空氣或其他氣流中，并且在許多情況下，需要從氣流中移除顆粒物質。用于清潔充滿顆粒物質的氣流的系統包括具有位于外殼中的過濾元件的空氣過濾系統。過濾元件可為適當的織物或褶皺紙袋或短襪狀套子的形式。受顆粒污染的氣流通常穿過該外殼，以便該顆粒被該過濾元件捕捉和截留。在一些系統中通過下列方式實現清潔，即周期性地將一股短暫的壓縮空氣脈沖到該過濾元件的內部，以使流經該過濾元件的空氣流反向，引起收集已收集的污染物。例如，在美國專利4，218，227 (Frey發表的)和美國專利4，395，269 (Schuler發表的)中公開了這些空氣過濾系統的實例。
[0005]在一般設計中，空氣過濾系統具有干凈氣室和臟氣室。兩個室由通常稱為管板的金屬板分離。該管板具有過濾元件位于其上的多個開口。將充滿顆粒的空氣引入臟氣室內，并且隨著該空氣從該臟氣室穿過該管板中的該開口進入該干凈氣室，將這些顆粒收集在這些過濾元件上。將已清潔的空氣從干凈氣室排入環境，或者再循環以作他用。例如，美國專利4, 424, 070 (Robinson發表的)、美國專利4，436, 536 (Robinson發表的)、美國專利4，443，237 (Ulvestad發表的)、美國專利4，445，915 (Robinson發表的)、美國專利5，207，812(Tronto等人發表的)、美國專利4，954，255 (Muller等人發表的)、美國專利5，222，488 (Forsgren發表的)、5，211，846 (Kott等人發表的)、美國專利5, 730, 766 (Clements發表的)、美國專利4，661, 131 (Howeth發表的)、美國專利6，488，746 (Kosmider等人發表的)和美國專利8，128，724 (Mills等人發表的)公開了多種過濾元件設計的實例。
【發明內容】
[0006]在此描述了包括具有該卵圓形橫截面的管狀過濾器介質的過濾筒，和使用這些卵圓形管狀過濾筒的過濾系統。
[0007]在一個或多個實施例中，具有形狀為或者按在此描述的卵圓形橫截面成型的過濾器介質的這些過濾筒可展現更高的顆粒負載能力，因為當這些過濾筒處于至少一個方向中時，更多過濾器介質面朝下而非朝上。在一過或多個實施例中，與該面朝上的過濾器介質相比，該面朝下的過濾器介質可在使用期間較不易受顆粒負載的影響。過濾筒的更高的顆粒負載能力可在下列方面提供較低脈沖清潔要求的優點，例如所需脈沖較少，每次脈沖所需的脈沖能量較少，等等。
[0008]雖然將形狀描述為卵圓形的或卵圓形的，但是在一個或多個實施例中，在此描述的這些過濾筒內的該管狀過濾器介質的這些橫截面可具有一個或多個平坦邊沿，即，這些卵圓形或卵圓形橫截面可不是僅包括曲線的真正卵圓形。相反，這些管狀過濾筒的一個或多個實施例的這些橫截面形狀可僅部分為真正卵圓形形式。
[0009]在一個或多個實施例中，在此描述的這些過濾筒的這些卵圓形橫截面的這些內周長可為不對稱的，即其中不對稱的意思是不存在這些過濾筒的這些管狀過濾器介質的這些橫截面的這些內周長關于其對稱的直線。在一個或多個替代實施例中，這些過濾筒內的該管狀過濾器介質的這些卵圓形橫截面的這些內周長可僅具有一條對稱線。在一個或多個替代實施例中，可將該單條對稱線描述為穿過這些管狀過濾器介質的一個頂部和一個底部延伸。
[0010]如在此描述的，一個內切圓也可提供可刻畫在此所述的過濾筒內的管狀過濾器介質的這些橫截面的這些內周長的特征的另一方式。在一個或多個實施例中，在一個內切圓和在此描述的過濾筒的該內周長之間限制該最大徑向間隙可提供具有下列特征的一個過濾筒的脈沖清潔改進(具有下列改進，包括例如每個脈沖所需的脈沖能量較低，等等)。
[0011]在第一方面，在此描述的這些過濾筒的一個或多個實施例包括:管狀過濾器介質，該管狀過濾器介質界定面向該過濾筒的一個內部容積的一個內部表面和背離該內部容積的一個外部表面，其中該管狀過濾器介質界定沿一個管軸測量的一個管狀過濾器介質長度，該管軸從該管狀過濾器介質的一個第一端延伸到一個第二端；一個過濾筒外殼，包括該管狀過濾器介質的該第一端處的一個第一端蓋，和該管狀過濾器介質的該第二端處的一個第二端蓋；其中，在沿該管狀過濾器介質長度的多數部分的任何位置處橫向于該管軸取得的一個橫截面中，該管狀過濾器介質的該內部表面界定了一個內周長；其中該橫截面包括在一個頂點和一個底點之間測量的一個最大高度(Hmax)，其中該頂點和該底點位于該內周長和一個最大高度軸上，該最大高度軸在某個位置處并且以某個定向延伸跨過該橫截面使得該頂點和該底點是該內周長上沿延伸跨過該橫截面的任何直線彼此最遠離的點；其中該橫截面包括在位于該內周長上和一個最大寬度軸上的一個第一點和一個第二點之間測量的一個最大寬度(Wmax)，其中該最大寬度軸沿垂直于該最大高度軸的一條直線定位，并且其中該最大寬度軸在一個底部軸交叉點處與該最大高度軸交叉，其中在該底部軸交叉點處，該第一點和該第二點在垂直于該最大高度軸的任何直線上彼此最遠離；其中該底部軸交叉點并未對如經測量介于該頂點與底點之間的該橫截面的該最大高度進行二等分。
[0012]在在此描述的過濾筒的一個或多個實施例中，該橫截面包括沿該最大高度軸從該底點到該底部軸交叉點測量的一個底部段高度，并且其中該底部段高度小于或等于沿該最大高度軸從該頂點到該底點測量的該最大高度的0.4倍。在一個或多個實施例中，該底部段高度大于O。在一個或多個實施例中，該底部段高度大于或等于該最大高度的0.1倍。
[0013]在在此描述的過濾筒的一個或多個實施例中，該橫截面的該內周長包括含該底點的一個底部周長段，其中該底部周長段包括沿該內周長從該第一點到該第二點測量的一個底部周長段長度；其中該橫截面的該內周長包括含該頂點的一個頂部周長段，其中該頂部周長段從一個第一端延伸到一個第二端，其中該第一端位于該內周長上在該第一點與該頂點之間，并且該第二端位于該內周長上在該第二點與該頂點之間，其中該頂部周長段的第一端和該第二端是一條頂部周長段線與該內周長相交的點，并且其中該頂部周長段包括沿該內周長從該第一端到該第二端測量的一個頂部周長段長度；其中該頂部周長段線為垂直于該最大高度軸并且在一個頂部軸交叉點處與該最大高度軸相叉的一條直線，其中該橫截面包括沿該最大高度軸從該頂部軸交叉點到該內周長上的該頂點測量的一個頂部分高度；其中該頂部段高度等于該底部段高度；并且其中該底部周長段長度大于該頂部周長段長度。在一個或多個實施例中，該底部周長段長度比該頂部周長段長度大1.2倍或更多倍。在一個或多個實施例中，該底部周長段長度比該頂部周長段長度大2倍或更多倍。
[0014]在在此描述的過濾筒的一個或多個實施例中，該橫截面的該內周長包括含有該底點并且從該第一點延伸到該第二點的一個底部周長段，其中該整個底部周長段從該第一點到該第二點連續地彎曲。
[0015]在在此描述的過濾筒的一個或多個實施例中，在該第一點與該第二點之間，該內周長沒有任何段位于一條直線上持續大于I厘米的距離。
[0016]在在此描述的過濾筒的一個或多個實施例中，該最大高度軸不在該橫截面的該內周長的對稱線上。
[0017]在在此描述的過濾筒的一個或多個實施例中，該橫截面的該內周長只界定一條對稱線。
[0018]在在此描述的過濾筒的一個或多個實施例中，該橫截面的該內周長只界定一條對稱線，并且其中該最大高度軸與該對稱線重合。
[0019]在在此描述的過濾筒的一個或多個實施例中，該橫截面的該內周長不對稱。
[0020]在第二方面，在此描述的過濾筒的一個或多個實施例可包括:管狀過濾器介質，該管狀過濾器介質界定面向該過濾筒的一個內部容積的一個內部表面和背離該內部容積的一個外部表面，其中該管狀過濾器介質界定沿一個管軸測量的一個管狀過濾器介質長度，該管軸從該管狀過濾器介質的一個第一端延伸到一個第二端；一個過濾筒外殼，包括該管狀過濾器介質的該第一端處的一個第一端蓋，和該管狀過濾器介質的該第二端處的一個第二端蓋；其中，在沿該管狀過濾器介質長度的多數部分的任何位置處橫向于該管軸取得的一個橫截面中，該管狀過濾器介質的該內部表面界定了具有一個卵圓形形狀的一個內周長；其中該橫截面的該內周長的該卵圓形形狀不對稱。
[0021 ] 在在此描述的過濾筒的一個或多個實施例中，該橫截面包括在一個頂點和一個底點之間測量的一個最大高度(Hmax)，其中該頂點和該底點位于該內周長和一個最大高度軸上，該最大高度軸在一個位置并且沿著一個方向穿過該橫截面使得該頂點和該底點是沿著橫穿該橫截面的任何直線彼此最遠離的點；其中該橫截面包括在位于該內周長上和一個最大寬度軸上的一個第一點和一個第二點之間測量的一個最大寬度(Wmax)，其中該最大寬度軸沿垂直于該最大高度軸的一條直線定位，并且其中該最大寬度軸在一個底部軸交叉點處與該最大高度軸交叉，其中在該底部軸交叉點處，該第一點和該第二點在垂直于該最大高度軸的任何直線上彼此最遠離；并且其中該底部軸交叉點并未對如經測量介于該頂點與底點之間的該橫截面的該最大高度進行二等分。
[0022]在在此描述的過濾筒的一個或多個實施例中，該橫截面包括沿該最大高度軸從該底點到該底部軸交叉點測量的一個底部段高度，并且其中該底部段高度小于或等于沿該最大高度軸從該頂點到該底點測量的該最大高度的0.4倍。在一個或多個實施例中，該底部段高度大于O。在一個或多個實施例中，該底部段高度大于或等于