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CN101249357B - 过滤器组件 - Google Patents

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CN101249357B CN2007101967093A CN200710196709A CN101249357B CN 101249357 B CN101249357 B CN 101249357B CN 2007101967093 A CN2007101967093 A CN 2007101967093A CN 200710196709 A CN200710196709 A CN 200710196709A CN 101249357 B CN101249357 B CN 101249357B
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Abstract

本发明提供了一种用于袋滤室(20)的改进的过滤器组件(26)。袋滤室(20)具有带开口(46)的管板(44)。过滤器组件(26)包括带安装结构(100)的第一过滤元件(80)。第一管状部件(104)固定在安装结构(100)上。第一褶皱式过滤介质(120)设在第一管状部件(104)附近。第一部件(140)具有螺纹部分(142)。第二过滤元件(82)包括带螺纹部分(182)的第二部件(180)。第二管状部件(188)与第二部件(180)相连。第二褶皱式过滤介质(200)设在第二管状部件(188)附近。螺纹部分(142，182)将第一过滤元件(80)和第二过滤元件(82)相连。改进之处包括：i)第一和第二部件(140，180)的螺纹部分(142，182)位于第一过滤元件和第二过滤元件(80，82)的轴向尺寸之外；和ii)第一和第二部件(140，180)的其中至少一个螺纹部分(142，182)具有比第一和第二过滤介质(120，200)的最小内径(D2)更大的外径(D1，D3)。

Description

过滤器组件
技术领域
本发明大体上涉及一种用于袋滤室(baghouse)的过滤器组件。具体地说，本发明涉及具有褶皱式过滤元件的多件式过滤器组件所用的连接结构。
背景技术
现在整个世界都增加了环境条例控制。许多条例控制集中在来自某些工业源，例如发电厂和材料生产企业的空气传播的污染物和排放物上。控制来自工业源的污染物和排放物的已知技术是通过织物过滤分离气流中携带的不适宜的颗粒材料。这种织物过滤是在工业中被称为“袋滤室”的集尘装置中完成的。
袋滤室通常包括由管板分成的两个空气室的外壳。一个空气室是“肮脏”空气室，其与入口相通，并从工厂源接受载有“灰尘”或颗粒的气体。另一空气室是“清洁”空气室，其接受过滤之后的清洁气体，并与出口相通，以引导清洁气体远离袋滤室。多个通常被称为“滤袋”的相对较长圆柱形的织物过滤器，其悬吊在肮脏空气室的管板上。各滤袋具有封闭的下端，并且安装在笼(cage)上。各滤袋在其上端安装在管板上，并垂直向下悬挂到肮脏空气室中。滤袋的上端是打开的，并且各滤袋的内部与清洁空气室流体流通。
在操作过程中，将载有颗粒的气体导入到肮脏空气室中。当载有颗粒的气体流过袋滤室时，由气体携带的颗粒与织物过滤袋的外部相接合，并积聚在织物过滤袋上或积聚在织物过滤袋的介质中，或与气流分离，并降落到位于肮脏空气室的下面部分的积聚室中。之后清洁气体流过织物过滤袋，进入织物过滤袋的内部，而流向清洁空气室，并穿过出口。虽然许多袋滤室都是根据这种基本结构而制成的，但是这些袋滤室可能有许多操作和结构上的差异。
目前有兴趣致力于利用褶皱式介质过滤筒替换已知的织物过滤袋，以便在占据相同或较少袋滤室空间的同时，增加有效的过滤面积。然而，用褶皱式介质过滤筒替代织物过滤袋存在某些障碍。在某些袋滤室设计中，织物过滤袋可具有大约四米的长度。清洁空气室时常具有基本上小于四米，例如大约两米的净空高度。将织物过滤袋安装在袋滤室中通常不是问题，因为织物过滤袋是可折叠的，柔性的，且非刚性的。相对较长且刚性的褶皱式介质过滤筒如果其完全可安装的话，在没有进行相当大的操纵的条件下，由于清洁空气室中有限的可用空间，将是不可能安装的。
为了在袋滤室中占据与织物过滤袋相同的空间，褶皱式介质过滤筒的长度将相对较长，并且在长度上可高达大约四米或更长。这为过滤器制造商产生了一个问题，因为对于利用现有生产机器可打褶的过滤介质的宽度是有限的。用于将过滤介质打褶的现有生产机器通常不能适应宽度上超过大约两米的连续的过滤介质。这样长的过滤筒也将相对较难以搬运，运输和安装。因此，工业上需要改进过滤器结构。
发明内容
本发明的一方面是改进用于袋滤室中的多件过滤器组件。袋滤室具有带有多个开口的管板。过滤器组件包括第一过滤元件，其包括位于第一轴向端的安装结构，以便在开口附近将第一过滤元件安装到管板上。第一管状部件固定在安装结构上，并从安装结构中延伸出来。第一褶皱式过滤介质设置在第一管状部件的附近。第一部件具有与第一过滤元件的第二轴向端上的管状部件相连接的螺纹部分。第二过滤元件包括第二部件，其具有位于第一轴向端的螺纹部分。第二管状部件与第二部件相连接，并从中延伸出来。第二褶皱式过滤介质设置在第二管状部件的附近。第一和第二螺纹部件是管状的。螺纹部分可通过螺纹相接合，从而将第一过滤元件和第二过滤元件连接起来，以允许在第一过滤元件和第二过滤元件之间的流体流通。第一部件和第二部件的螺纹部分定位在第一过滤元件和第二过滤元件的轴向尺寸之外。
本发明的另一改进方面是用于袋滤室中的过滤器组件。袋滤室具有带有多个开口的管板。过滤器组件包括第一过滤元件，其包括位于第一轴向端的安装结构，以便将第一过滤元件安装到管板上，位于开口附近。第一管状部件固定在安装结构上，并从安装结构中延伸出来。第一褶皱式过滤元件设置在第一管状部件的附近。第一部件具有与第一过滤元件的第二轴向端上的管状部件相连接的螺纹部分。第二过滤元件包括第二部件，其具有位于第一轴向端的螺纹部分。第二管状部件与第二部件相连接，并从中延伸出来。第二褶皱式过滤元件设置在第二管状部件的附近。第一和第二螺纹部件是管状的。螺纹部分可通过螺纹相接合，从而将第一过滤元件和第二过滤元件连接起来，以允许在第一过滤元件和第二过滤元件之间的流体流通。第一部件和第二部件的其中至少一个螺纹部分具有比第一和第二褶皱式过滤元件的最小内径更大的外径。
附图说明
本发明相关领域中的技术人员将通过阅读以下参照附图所做的描述而进一步清楚本发明的特征，其中：
图1是带有根据本发明一个方面构造而成的过滤器组件的袋滤室的部分剖切的示意图；
图2是图1中所示的过滤器组件的分解正视图；
图3是图2中所示的过滤器组件的截面图；
图4是完全装配和安装到袋滤室的管板上的过滤器组件的正视图；
图5是图4中所示的过滤器组件的截面图；
图6是图5中所示的过滤器组件的一部分放大的截面图；和
图7是过滤器组件的连接结构的放大的分解图。
零部件清单
袋滤室20；外壳22；入口24；过滤器组件26；出口28；肮脏空气室40；清洁空气室42；管板44；开口46；侧面60；顶板62；倾斜壁64；积聚室64；安装带66；上过滤元件80；下过滤元件82；安装套筒100；管状部分102；支撑部件104；褶皱式过滤介质120；保持装置122；轴环140；外螺纹部分142；凸缘部分144；侧壁146；辊压珠148；杯状部160；管状部件或轴环180；内螺纹部分182；径向延伸的凸缘部分184；帽状件186；穿孔的管状支撑管188；褶皱式介质200；保持装置202；板220；垫圈240
具体实施方式
图1中显示了袋滤室20。袋滤室20由封闭的外壳22限定。外壳22由合适的材料如金属板制成。载有颗粒的气体D从入口24流入袋滤室20中。载有颗粒的气体D通过根据本发明一个方面构造而成的定位在袋滤室20中的多个相对较长的过滤筒或过滤器组件26(最好如图4中所示)进行过滤。清洁气体C通过袋滤室20的出口28而离开。
袋滤室20通过由合适的材料如金属板制成的管板44而分成“肮脏”空气室40和“清洁”空气室42。管板44具有至少一个基本平坦的部分。入口24与肮脏空气室40流体流通。出口28与清洁空气室42流体流通。
多个开46延伸穿过管板44的平坦部分。过滤器组件26安装在相应的开46中。清洁空气室42具有垂直于管板44方向测得的最小尺寸或净空高度，其限定了可用空间。肮脏空气室40具有垂直于管板44方向测得的高度，过滤器组件26可安装在管板44中，而不与袋滤室20的外壳22相接合。肮脏空气室40的高度通常大于清洁空气室42的高度。
袋滤室20的外壳22包括侧面60和顶板62。所示袋滤室20具有不可移动的顶板62。因此，对于过滤器组件26的安装而言，清洁空气室42和袋滤室20的入口受到限制。本领域中的技术人员应该懂得，顶板62可具有入口面板，其是可拆卸的，或者可移动到不会阻碍进入清洁空气室42的位置。
袋滤室20还具有由倾斜壁64限定的定位在肮脏空气室40下端的积聚室。所示过滤器组件26并不延伸到积聚室64中，但是应该明白过滤器组件可延伸到积聚室中。
环向弹性安装带66(图2，3和5)定位在管板44的其中一个开口46中。带66由金属，例如不锈钢制成，并且被织物覆盖。带66构造成具有基本上与开口46的内径相等的外径。带66可以很容易地从其正常的环向形状发生变形，并插入开口46中。带66的外表面贴合地与限定开口46的表面相接合。带66在过滤器组件26和管板44的开口46之间提供密封。在美国专利No.5,746,792中详细描述了带66，该美国专利No.5,746,792转让给本发明的受让人，并通过引用而结合在本文中。
当气体穿过各个过滤器组件时，过滤器组件26从载有颗粒的气体D中过滤掉颗粒。各个过滤器组件26由至少第一上过滤元件80(如图2-6中所示)和第二下过滤元件82组成。过滤元件80，82沿着轴向以端对端的堆叠形式对准，并以密封住流体的关系而连接在一起。
各个过滤器组件26在其上端(如图1，4-5中所示)由管板44支撑，并向下悬挂在基本垂直的方向上。管状的安装套筒100定位在过滤器组件26的上端(如图2和3中所示)，并且当安装套筒连接到管板44上时支撑整个过滤器组件的重量。安装套筒100具有比带66的外径更大的外径。
各个过滤器组件26具有纵向中心轴线A。各个过滤器组件26具有在平行于轴线A的方向上测得的总长度。过滤器组件24的长度大于清洁空气室40的净空高度(clearance height)，并且至少在靠近外壳22的内周边的位置优选小于肮脏空气室42的入口高度。应该懂得，可利用适合于袋滤室20的过滤需求的任意数量和长度的过滤元件。
过滤器组件26的长度可以是适合于特定过滤需求的任何所需长度。过滤器组件26的上下过滤元件80，82中的其中至少一个过滤元件具有一米至三米的长度范围。过滤元件80或82的长度优选小于清洁空气室42的可用空间的净空高度。还应该明白，上过滤元件80的长度可不同于下过滤元件82的长度。
上过滤元件80在两个轴向端都是打开的，如图3中所示。安装套筒100定位在上过滤元件80的上轴向端上(如图中2和3所示)，以便将上过滤元件和过滤器组件26连接到管板44上。安装套筒100由合适的材料，例如通过冲压、拉伸或其它方式成形的金属制成。安装套筒100限定了用于与清洁空气室42流体流通的上过滤元件80的开口端。上过滤元件80具有圆形的横截面。
过滤器组件26(图1-5)延伸穿过相应的管板44中的开口46，并穿过带66。带66确保过滤器组件26可供未进行精确切割的开口46使用。安装套筒100限定了倒置的杯状部，其接受带66的一部分。在美国专利No.5,746,792中还详细描述了安装套筒100，该美国专利No.5,746,792转让给本发明的受让人，并通过引用而结合在本文中。
安装套筒100具有管状部分102(图3)，其适合于定位在相应的管板44和带66的开口46中，并延伸穿过开口。管状支撑部件104(图3和5-7)固定在安装套筒100的管状部分102上，并从中延伸出来。支撑部件104由合适的材料，例如冲孔金属板，膨胀金属，多孔金属网制成。支撑部件104的上端和安装套筒100以合适的方式，例如通过焊接，铆钉，紧固件或金属变形而连接在一起。因此，存在相对较强的结构，其能够支撑当过滤器组件26从管板44上悬挂下来时，即使当过滤器组件具有相对较重的颗粒积聚时的重量。
褶皱式过滤介质120同心地定位在支撑部件104周围。褶皱式过滤介质120以基本管状的形状围绕支撑部件104的周边而成形，在其内外周边形成棱角褶皱。褶皱式过滤介质120具有有效的过滤长度或轴向尺寸L1(图2和4)。褶皱式过滤介质120可由任何适合所需过滤需求的材料构成。支撑部件104在径向方向上支撑褶皱式过滤介质120。褶皱式过滤介质120的上端还定位在安装套筒100中，并固定在罐封材料中，其用于密封褶皱式元件和安装套筒。
所示的过滤元件80具有沿着环向围绕褶皱式过滤介质120而延伸的介质保持装置122。保持装置122用于在反向脉冲喷射清洗期间将褶皱式过滤介质120保持就位。保持装置122可如美国专利No.6,233,790或6,508,934中详细所述而构成，这些美国专利转让给本发明的受让人，并通过引用而结合在本文中。
管状部件或轴环140固定在支撑部件104上，位于上过滤元件80的最下端(如图2-7中所示)。上过滤元件80的轴环140限定用于使流体流过的上过滤元件的开口端。轴环140由合适的材料，例如金属制成。支撑部件104和轴环140以合适的方式，例如通过焊接、铆钉、紧固件或金属变形而连接在一起。因此，提供了相对较强的结构，其能够支撑可连接在上过滤元件80上的一个或多个过滤元件82的重量，即使当那些过滤元件具有较重的颗粒积聚时也是如此。
凸缘部分144定位在轴环140的上端附近(如图6中所示)，并从轴环径向向外延伸出来。侧壁146从凸缘144的外周边向上延伸而形成用于接受褶皱式过滤元件120下端的杯状部。杯状部160定位在轴环140中。轴环140和杯状部160协作而形成完整的用于接收褶皱式介质120下端的杯状体。杯状部160通过合适的方式，例如点焊而连接在轴环140上。
将灌封材料设置在褶皱式介质120的下端外部，凸缘144的侧壁146以及垫片凸缘160之间，以形成密封。侧壁146具有凸入到灌封材料中以防止被拆下的辊压珠148。
轴环140包括从凸缘144向下延伸的外螺纹部分142，如图2-7中所示。因此，轴环140的螺纹部分142从上过滤元件80中突出来。螺纹部分142完全定位在褶皱式过滤介质120的轴向尺寸L1以外，以保证连接过滤元件80，82的结构不会阻碍流体流过过滤元件。螺纹部分142的外径D1(图6)大于褶皱式介质120的内径D2，以便在上过滤元件80和下过滤元件82之间提供相对较稳定的连接。
下过滤元件82包括位于其上端的另一管状部件或轴环180(如图2-7中所示)。轴环180限定了下过滤元件82的开口端，通过该开口端可使流体，例如清洁气体或空气流向上过滤元件80的内部。轴环180具有内螺纹部分182，其大小适合于拧紧到轴环140的外螺纹部分142之上。
轴环180还具有径向延伸的凸缘部分184。轴环180由合适的材料如金属板制成。帽状件186通过型锻(swaging)而固定在轴环180上，以防止流体在帽状件和轴环的接口处发生泄漏。帽状件186由合适的材料，例如冲孔金属板，膨胀金属，多孔金属网制成。在安装到袋滤室20内的过程中，将螺纹部分182拧紧到上过滤元件80的螺纹部分142之上，从而形成过滤器组件26。
穿孔的管状支撑管188以合适的方式，例如通过焊接、铆钉、紧固件或金属变形而固定在轴环180上。轴环180的外径D3小于第一过滤元件和第二过滤元件80，82的外径D4。褶皱式过滤介质200设置在支撑管188周围，并受到支撑管188的径向支撑。灌封材料设置在褶皱式介质200的上端外部与板220的帽状件186之间，以形成密封。
所示过滤元件82具有沿着环向围绕褶皱式过滤介质200而延伸的介质保持装置202。保持装置202用于在反向脉冲喷射清洗期间将褶皱式过滤介质200保持就位。保持装置202可如美国专利No.6,233,790或6,508,934中详细所述而构成，这些美国专利转让给本发明的受让人，并通过引用而结合在本文中。
板220定位在下过滤元件82的下端(如图3中所示)，以限定下过滤元件和过滤器组件26的封闭端。板220优选固定在管状的支撑部件186上。灌封材料设置在褶皱式介质200的下端外部和板220之间，以形成密封。
可压缩的垫圈240定位在上过滤元件80的轴环140的下端面和下过滤元件82的轴环180的上端面之间。当过滤元件80，82通过螺纹拧紧在一起时，垫圈240压缩。
对根据本发明一个方面而构成的过滤器组件26进行试验。过滤器组件26顺利地通过了在5至7英寸水柱的压力下，并暴露于350
Figure 2007101967093_0
温度下的至少176,000次反向喷射清洗脉冲的加速运转寿命试验。
为了执行过滤器组件26的安装，下面描述一种方法。该方法致力于将相对较长的过滤器组件26安装在新的或现存的袋滤室20中。该方法通常需要两个人在袋滤室20中。
该方法包括提供上过滤元件80及褶皱式介质120。安装套筒100定位在一端，并且轴环140定位在对端。流体可流过上过滤元件80的两端。
这两个人优选位于清洁空气室42中，以便将过滤元件80，82连接在一起。下过滤元件82由一人保持，使其至少部分地位于清洁空气室42中，并且至少部分地位于肮脏空气室40中。上过滤元件80由另一人支撑，使其完全位于清洁空气室42中。过滤元件80，82沿着轴线A对准，并且使轴环140和180沿着轴向相接合。这需要支撑下过滤元件82，使其延伸穿过管板44的开口46。垫圈240沿着轴向放置在过滤元件80，82的相邻末端之间。当一个过滤元件围绕轴线A相对于另一过滤元件旋转而使螺纹部分142，182相接合，并将轴环140拧入到轴环180中时，过滤元件就连接起来。
应该明白，带有略微不同结构的过滤器组件26可选地包括第三过滤元件(未显示)。第三过滤元件定位在上过滤元件80和下过滤元件82之间，并连接在其上面，以便提供在构建过滤器组件26长度时的灵活性。第三元件将具有敞开的轴向端，以及位于两端的连接结构。
从上面本发明的至少一个方面的细节描述中，本领域中的技术人员将想到各种改型、变型和改进。所附权利要求旨在覆盖本领域中的技术人员所想到的这些改型、变型和改进。

Claims (15)

1.一种用于袋滤室中的过滤器组件，所述袋滤室具有带多个开口的管板，所述过滤器组件包括：
第一过滤元件，其包括位于第一轴向端以便在开口附近将所述第一过滤元件连接到所述管板上的安装结构，固定在所述安装结构上并从中延伸出的第一管状部件，设置在所述第一管状部件附近的第一褶皱式过滤介质，以及第一部件，所述第一部件具有在所述第一过滤元件的第二轴向端与所述管状部件相连接的螺纹部分；
第二过滤元件，其包括在第一轴向端具有螺纹部分的第二部件，连接在所述第二部件上并从中延伸出的第二管状部件，设置在所述第二管状部件附近的第二褶皱式过滤介质；和
所述第一部件和第二部件是管状的，并且所述螺纹部分可螺纹式接合，以便将所述第一过滤元件和所述第二过滤元件连接起来，并允许在所述第一过滤元件和第二过滤元件之间形成流体流通，所述第一部件和第二部件的螺纹部分定位在所述第一过滤元件和第二过滤元件的轴向尺寸之外，
其中，所述第一部件和第二部件的其中至少一个部件包括凸缘和侧壁，用以包围相应的填充有灌封材料的过滤元件的端部，所述侧壁具有凸入到所述灌封材料中的一部分，以阻止所述至少一个部件与所述灌封材料的分离。
2.根据权利要求1所述的过滤器组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件的其中至少一个螺纹部分具有比所述第一和第二褶皱式过滤介质的最小内径更大的外径。
3.根据权利要求1所述的过滤器组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件的螺纹部分具有比所述第一过滤元件和第二过滤元件的最大外径更小的外径。
4.根据权利要求1所述的过滤器组件，其特征在于，所述第二过滤元件是下过滤元件(82)，所述下过滤元件(82)包括位于其上端的轴环(180)，帽状件(186)通过型锻固定在所述轴环(180)上，以防止流体在所述帽状件(186)和所述轴环(180)的接口处发生泄漏。
5.根据权利要求1所述的过滤器组件，其特征在于，所述第一部件具有从所述第一过滤元件的第二轴向端延伸出来的外螺纹部分，并且所述第二部件具有从所述第二过滤元件的第一轴向端延伸出来的内螺纹部分。
6.根据权利要求1所述的过滤器组件，其特征在于，还包括位于所述第二过滤元件的第二轴向端的端板，以限定所述第二过滤元件的封闭端。
7.一种用于袋滤室中的过滤器组件，所述袋滤室具有带多个开口的管板，所述过滤器组件包括：
第一过滤元件，其包括位于第一轴向端以便在开口附近将所述第一过滤元件连接到所述管板上的安装结构，固定在所述安装结构上并从中延伸出的第一管状部件，设置在所述第一管状部件附近的第一褶皱式过滤介质，以及第一部件，所述第一部件具有在所述第一过滤元件的第二轴向端与所述管状部件相连接的螺纹部分；
第二过滤元件，其包括在第一轴向端具有螺纹部分的第二部件，连接在所述第二部件上并从中延伸出的第二管状部件，设置在所述第二管状部件附近的第二褶皱式过滤介质；和
所述第一部件和第二部件是管状的，并且所述螺纹部分可螺纹式接合，以便将所述第一过滤元件和所述第二过滤元件连接起来，并允许在所述第一过滤元件和第二过滤元件之间形成流体流通，所述第一部件和第二部件的其中至少一个螺纹部分具有比所述第一和第二褶皱式过滤介质的最小内径更大的外径，
所述第一部件和第二部件的其中至少一个部件包括凸缘和侧壁，用以包围相应的填充有灌封材料的过滤元件的端部，所述侧壁具有凸入到所述灌封材料中的一部分，以阻止所述至少一个部件与所述灌封材料的分离。
8.根据权利要求7所述的过滤器组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件的螺纹部分具有比所述第一过滤元件和第二过滤元件的最大外径更小的外径。
9.根据权利要求7所述的过滤器组件，其特征在于，所述第二过滤元件是下过滤元件(82)，所述下过滤元件(82)包括位于其上端的轴环(180)，帽状件(186)通过型锻固定在所述轴环(180)上，以防止流体在所述帽状件(186)和所述轴环(180)的接口处发生泄漏。
10.根据权利要求7所述的过滤器组件，其特征在于，所述第一部件具有从所述第一过滤元件的第二轴向端延伸出来的外螺纹部分，并且所述第二部件具有从所述第二过滤元件的第一轴向端延伸出来的内螺纹部分。
11.根据权利要求7所述的过滤器组件，其特征在于，还包括位于所述第二过滤元件的第二轴向端的端板，以限定所述第二过滤元件的封闭端。
12.根据权利要求2所述的过滤器组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件的螺纹部分具有比所述第一过滤元件和第二过滤元件的最大外径更小的外径。
13.根据权利要求2所述的过滤器组件，其特征在于，所述第二过滤元件是下过滤元件(82)，所述下过滤元件(82)包括位于其上端的轴环(180)，帽状件(186)通过型锻固定在所述轴环(180)上，以防止流体在所述帽状件(186)和所述轴环(180)的接口处发生泄漏。
14.根据权利要求2所述的过滤器组件，其特征在于，所述第一部件具有从所述第一过滤元件的第二轴向端延伸出来的外螺纹部分，并且所述第二部件具有从所述第二过滤元件的第一轴向端延伸出来的内螺纹部分。
15.根据权利要求2所述的过滤器组件，其特征在于，还包括位于所述第二过滤元件的第二轴向端的端板，以限定所述第二过滤元件的封闭端。
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