脉冲喷射式过滤器的低阻力笼

摘要

本发明涉及一种用于管状延伸表面过滤袋的笼，所述笼增加了所述袋的内部容积并减小了穿过所述笼的气体流动路径的阻力。所述笼包括纵向延伸的多根竖直笼线，并且具有至少一个水平笼支撑件，所述至少一个水平笼支撑件的形状被设计成以管状形式支撑所述竖直笼线。所述笼支撑件为压制金属带的形式，所述压制金属带具有在两个薄边缘之间延伸的宽主体。

说明书

优先事项

本申请要求于2018年7月9日提交的澳大利亚临时专利申请2018902484的优先权，该临时专利申请的全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及工业脉冲喷射式过滤器，并且更具体地涉及对用于延伸表面过滤袋的线框架或笼的改进。

更具体地，本发明涉及由薄金属板形成并且相对于穿过线笼的气体流动路径具有较小横截面面积的笼支撑件。

背景技术

在工业气体过滤中，脉冲喷射式过滤器是安装在线笼上并安装在装有多个过滤器的袋式除尘器中的管状过滤袋。在过滤过程中，充满灰尘的气体通过过滤袋被吸入，颗粒材料被捕获在过滤袋的外表面上。这些过滤袋在底部闭合，在顶部打开，清洁的气体在该顶部处离开过滤器。周期性地，压缩空气以相反的方向沿过滤袋向下脉冲，以清除积聚的灰尘，从而清除聚集的灰尘饼并清洁过滤袋。

给定过滤器材料的气布比、灰尘保持、清洁效率和尘饼释放决定了织物过滤器脉冲喷射袋式除尘器的效率。

延伸表面过滤袋已用于通过增加可用过滤量(减小气布比)来提高某些过滤袋式除尘器的效率。已知的延伸过滤器技术示出在US 5,858,039、US 8,187,352 B2、或专利申请US 20150121822 A1中。然而，延伸表面过滤袋的主要限制是过滤笼的整体“长度”。

延伸过滤笼通过支撑过滤袋中的褶部来工作。对于给定的过滤器直径，褶部会形成附加的表面积。在横截面中，可以看到这样的笼具有纵向线和径向向内延伸的非圆形水平支撑件的外周，以提供笼的完整性并允许褶状过滤器在操作中保持其形状。与传统的圆形过滤袋笼相比，这些非圆形水平支撑件增加了笼本身的阻力，传统的圆形过滤袋笼可能会限制过滤过程中的过程气体流动和过滤器清洁过程中的反向脉冲空气。

为延伸表面过滤器笼提供结构完整性的先前的非圆形水平支撑件包括使用水平支撑件支架。通常，术语“支架”可以覆盖广泛范围的笼连接部件，其示例以线和压制金属形状为人所知。

线式支架是众所周知的，最早被开发出来。这些可以例如由与过滤器笼的其余部分相同的线制成，并且需要简单的工具。然而，在使用中，线式支架存在机械限制。本领域的发展产生了压制金属支架。

压制金属支架可以看作具有从中央轮毂伸出的臂。轮毂上有可以使气体流动更好通过的孔。压制金属支架机械稳定，有助于形成刚性过滤器。然而，所有已知的压制金属支架相对于过滤袋内部的纵向空气流动具有相当大的表面积，并且所产生的阻力降低了过滤器的效率。可以将压制金属支架视为垂直于气体流动取向的金属板，其特征部被压入该金属板中，以利于附接到线并有助于其刚度和强度。压制金属支架是刚性的并且可以容纳深的褶部。然而，如所建议的，压制金属支架容易受到气动阻力。

本发明寻求改进支架或至少提供上述技术的合理替代物。

发明内容

在第一方面，本发明涉及一种用于管状延伸表面过滤袋的笼，所述笼增加了所述袋的内部容积并减小了穿过所述笼的气体流动路径的阻力。

优选地，用于管状延伸表面过滤袋的笼包括接合到竖直笼线的一个或多个水平笼支撑件。

优选地，所述水平笼支撑件被焊接到所述竖直笼线的内部。最优选地，所述水平笼支撑件通过自动焊接机接合到所述竖直笼线的所述内部。

优选地，所述笼支撑件为压制金属带的形式，所述压制金属带具有在两个薄边缘之间延伸的宽主体。当所述笼支撑件接合到所述竖直笼线时，所述两个薄边缘沿穿过所述笼的所述气体流动路径的方向取向，从而减小了对所述气体流动路径的阻力。

优选地，所述主体的宽度(W1)基本上大于所述两个边缘的厚度(T1)。在一个实施方案中，所述主体的所述宽度(W1)在5-15mm之间，并且所述两个边缘的所述厚度(T1)为约1mm。

在优选的实施方案中，本发明涉及一种用于管状延伸表面过滤袋的笼，包括：

纵向延伸的多根竖直笼线；

至少一个水平笼支撑件，所述至少一个水平笼支撑件的形状被设计成以管状形式支撑所述竖直笼线；并且

其中所述至少一个水平笼支撑件具有相对于所述竖直笼线纵向取向的最小表面积，从而使所述延伸表面过滤袋内的气流最大化，并减小了所述水平笼支撑件的阻力。

优选地，所述至少一个水平笼支撑件包括多点星形压制金属支架，所述多点星形压制金属支架具有多个径向排列的支撑臂，所述多个径向排列的支撑臂相邻地定位并且在根部处通过形成锐角的肘部彼此连接。

在优选的实施方案中，所述支架的相邻的臂经由内部支撑环在所述根部处接合。

优选地，所述压制金属支架的每个臂的长度在所述支架的直径的长度的20％-40％之间。

优选地，所述星形的每个点接合到所述竖直笼线。最优选地，所述星形的每个点被焊接到所述竖直笼线的所述内部。具体地，所述星形的每个点通过自动焊接机接合到所述竖直笼线的所述内部。

优选地，每个臂由相邻的侧面形成，所述相邻的侧面可从在星形的点处的窄宽度逐渐减小到在根部处的较宽宽度。

附图说明

现在将结合附图来描述本发明的实施方案，其中：

·图1描绘了与延伸表面过滤袋一起使用的现有技术过滤笼的透视图；

·图2描绘了根据本技术的教导内容的笼支撑件的透视图；

·图3描绘了根据本技术的教导内容的笼支撑件的俯视图，示出了附接到竖直笼线的优选形式；

·图4描绘了笼支撑件的替代实施方案的顶部平面图，示出了附接到竖直笼线的替代形式；

·图5描绘了根据当前技术的教导内容的过滤笼的透视图；

·图6描绘了根据本技术的教导内容的笼支撑件或支架的实施方案的顶部平面图；

·图7描绘了图6所示的笼支撑件的侧视图；

·图8描绘了根据本技术的教导内容的笼支撑件或支架的优选实施方案的顶部平面图；

·图9描绘了终端笼支撑件的顶部平面图；

·图10描绘了图9所示的笼支撑件或支架的侧视图；并且

·图11描绘了用于延伸表面过滤袋的笼的透视图，该笼包括带状笼支撑件、终端支撑件和管状卡口式联接件。

具体实施方式

如图1所示，用于脉冲喷射式过滤器的现有技术的线笼10包括纵向和通常竖直的笼线11的圆柱形阵列。在现有技术的该示例中，笼支撑件12是间隔开的压制金属支架的形式。通常，支撑件被焊接到每根笼线。该线笼的一端具有入口13，而另一端具有终端或底板14。也就是说，笼支撑件内部焊接到每根笼线的内表面。

如图2至图5所示，本发明的技术提供了用于延伸表面过滤袋的新颖的支架或笼支撑件20。支撑件20由薄金属板形成，该薄金属板提供相对于气体流动路径(该气体流动路径沿纵向于笼的长度的方向延伸)的低得多的横截面面积，但是即使具有该减小的横截面面积，仍然为笼提供结构完整性。

支撑件20为具有多个支撑臂21的多点星形的形式。每个臂由相邻的侧面形成，所述相邻的侧面可从在星形的点处的窄宽度逐渐减小到在根部处的较宽宽度。相邻的臂22、23在根部处通过肘部24彼此连接。肘部形成被称为根角的角度。在本技术中，根角优选是锐角。

支架20的根部径向长度(或“腿长”)为支架(并因此为过滤器)的总直径的约20％-40％。因此，支架具有较长的锥形臂以支撑深的褶部。支架20通过具有5-15mm的带宽度和1mm的标称厚度来获得刚性。由于支架20的形成方式，它对气流呈现最小横截面，这仅是其边缘。

笼支撑件20优选地被制造为连续结构并且由金属带形成。通常，它将由在其端部处焊接的长度形成。在该示例中，带的宽度(W1)为10mm，厚度(T1)为1mm。在优选的实施方案中，每个臂21的末端焊接到竖直笼线30中的一根。

如图3所示，笼支撑件20焊接到竖直笼线30的内部。图4中示出了替代实施方案，其中竖直笼线30位于笼支撑件20的内部和/或通过焊接附接到每根笼线。在两个实施方案中，优选的是，笼支撑件20通过自动焊接机焊接到笼线，这提高了制造本发明的过滤笼的效率。

如图5所示，纵向或竖直笼线40通过图2至图4所示类型的间隔开的笼支撑件41的阵列互连。优选的是，每个笼支撑件41焊接到竖直笼线30的内部(如图3所示)。然而，在替代实施方案中，纵向或大致竖直的笼线43附接到每个笼支撑臂44的末端的内部42。如图5所示的是该替代实施方案，但是优选的是，笼支撑件20焊接到竖直笼线30的内部，如图3所示。

然而，终端笼支撑件42(直径)小于其他支撑件41。这形成使过滤袋的安装更容易的锥形区域45。

如图5所示，气体流动通过过滤笼的方向平行于笼线40的纵向长度。由于过滤笼通常安装在竖直方向位置，因此可以说气体流动路径是竖直的。可以看出，每个笼支撑件41具有沿竖直气体流动路径方向的各自的薄边缘(T1)，并且其各自的较宽表面(W1)沿该方向延伸，但是在垂直于竖直气体流动路径的方向上呈现其表面积。

笼支撑件的较宽表面(W1)被固定到过滤笼线40，并因此为过滤笼提供结构完整性。薄边缘(T1)沿竖直气体流动路径的方向提供/呈现出小横截面表面积，从而使阻力最小化，因此使得流经过滤器的气体的阻力明显减小。

在图6和图7中描绘了本发明的笼支撑件或支架50。在该示例中，笼支撑件50具有十二个臂51。当然，本发明的笼支撑件或支架50可以具有任何数量的臂，并且附图中所示的支撑件或支架仅是代表性示例。如图6和图7所示，通过将金属板成型或压制成星形来制造笼支撑件。笼支撑件50的宽度(W1)比形成该笼支撑件的金属板的厚度(T1)宽。

笼支撑件或支架50的更优选实施方案描绘在图8中，该图示出了笼支撑件还包括内部支撑环2。内部支撑环2由扁平金属薄板环组成，该扁平金属薄板环提供刚性并支撑笼支撑件50。

笼支撑件支架70的终端或端部的实施方案在图9和图10中示出。多个笼体支撑件91沿着笼的纵向范围间隔开并且焊接到纵向笼线93。在这些附图中描绘的实施方案中，纵向笼线位于每个臂92的末端内。然而，如图3所示，优选的是将笼支撑件20焊接到竖直笼线31的内部。

终端支撑件94附接到笼线的远侧末端95。终端支撑件由一次金属板压制而形成。每个臂具有可焊接到笼线93的终端或末端96。在该示例中，笼在两个部分97、98中形成。这两个部分通过具有凸形部分99和凹形部分100的管状卡口联接而连接在一起。在该示例中，凹入部分嵌套在凸出部分内，并且旋转成可拆卸的锁定接合件，从而将两个笼部件97、98保持在一起。

尽管已经参考具体示例描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解，本发明可以以许多其他形式实施。

在本说明书通篇中对“一个实施方案”或“实施方案”的引用是指结合该实施方案描述的特定特征、结构或特性包括在本技术的至少一个实施方案中。因此，在本说明书通篇中各个位置出现的短语“在一个实施方案中”或“在实施方案中”不一定但可能是指同一个实施方案。此外，在一个或多个实施方案中，特定特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合，如本领域普通技术人员从本公开中显而易见的。

如本文所用的，除非另有说明，否则使用序数形容词“第一”、“第二”、“第三”等来描述共同对象，仅仅指示提及相似对象的不同实例，并且不旨在暗示如此描述的对象必须在时间上、空间上、排序上或以任何其它方式处于给定顺序。

如本文所用，除非另有说明，否则术语“纵向”、“水平”、“竖直”、“左”、“右”、“上”和“下”以及它们的形容词和副词衍生词(例如“水平”、“向右”、“向上”等)的使用是指当特定附图面向读者时所示结构的方向，或者在正常使用期间适当地参考该结构的方向。

尽管已经参考上面的优选实施方案描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解，本发明不限于那些实施方案，而是可以以除具体描述的那些之外的许多其他形式、变型和修改来实施。本发明包括所有这样的变型和修改。本发明还单独地或共同地包括在说明书中提及或指示的所有步骤、特征、部件和/或装置，以及任何或所有组合或步骤或特征中的任何两个或更多个。

在本说明书中，除非上下文另外清楚地指出，否则词语“包括”不旨在具有词语诸如“仅由......组成”的排他性含义，而是具有“至少包括”的含义中的非排他性含义。相应的语法变化也适用于该词语的其他形式，例如“包含”等。

本文中使用的所选术语的其他定义可以在本发明的详细描述中找到，并且贯穿全文使用。除非另有定义，否则本文中使用的所有其他科学和技术术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本文件中做出的任何承诺应当被理解为涉及本发明的一些实施方案，并且不旨在是在所有实施方案中关于本发明做出的承诺。如果存在被认为适用于本发明所有实施方案的承诺，则申请人/专利权人保留在以后将其从说明书中删除的权利，并且它们在任何国家/地区都不依赖这些承诺来接受或随后授予专利。

本发明已应用于工业气体过滤，特别是但不限于铝冶炼厂车间气体处理。