氣旋過濾器陣列中的流量和壓力控制制造技術(shù)

公開了空氣過濾系統(tǒng)，所述空氣過濾系統(tǒng)包括配置為接收進(jìn)入的氣流的多個區(qū)段。在一些實施例中，多個區(qū)段的每個區(qū)段包括第一氣流接收側(cè)(ASRS)和第二氣流排出側(cè)(ASES)，以及多個單元，每個單元包括氣旋腔，該氣旋腔具有切向入口以及軸向出口，該切向入口設(shè)置為通過ASRS接收一部分氣流，該軸向出口設(shè)置為將一部分氣流排至ASES。每個區(qū)段還配置有可打開和關(guān)閉的蓋，以使得相應(yīng)區(qū)段的一個或多個相應(yīng)蓋的關(guān)閉迫使氣流以比打開一個或多個相應(yīng)的蓋時更大的速度流過具有打開的蓋的其余區(qū)段及其相應(yīng)的單元。的單元。的單元。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
氣旋過濾器陣列中的流量和壓力控制
[0001]本申請是申請?zhí)枮?01880047638.7，申請日為2018年7月20日，專利技術(shù)名稱為“氣旋過濾器陣列中的流量和壓力控制”的分案申請。
[0002]相關(guān)申請的交叉引用
[0003]本申請要求2017年7月20日提交的標(biāo)題為“Flow and Pressure Control in Cyclonic Filter Arrays”的美國臨時專利申請No.62/534,706的優(yōu)先權(quán)，其全部公開內(nèi)容通過引用整體并入本文。


[0004]本公開的實施例總體上涉及用于空氣過濾的裝置、系統(tǒng)和方法。

技術(shù)介紹

[0005]氣旋陣列過濾器展現(xiàn)出一種過濾氣流并使空氣中的懸浮顆粒分離出來的方法。這些過濾器包括一個或多個相連的、平行的單元的陣列，其中每個單元本質(zhì)上是帶有切向入口和軸向出口的微型的、空心的氣旋腔。陣列可以形成單片片材(或多個這種片材)，單元密封地附接到它們的相鄰單元，使得空氣只能通過穿過氣旋單元之一的入口再通過其出口流出而穿過片材。當(dāng)以足夠高的速度進(jìn)入腔時，空氣循環(huán)以在單元中形成氣旋或渦旋。空氣中的顆粒受到離心力，離心力將其推向腔的內(nèi)壁，并將其收集到氣旋的底部。數(shù)千個微型氣旋可在單片片材陣列中高效產(chǎn)生，并且這種陣列可用于形成任何所需尺寸的過濾器，并過濾大量體積的氣體流量。
[0006]這些氣旋陣列過濾器是無源的，這意味著空氣流量是從外部引入的(例如通過位于陣列之前或之后的一個或多個風(fēng)扇)。但是，氣旋陣列過濾器中的空氣流速可能對其最終性能很重要。氣旋單元的分離能力取決于氣旋中空氣流量的速度，因為該速度會引起離心力，從而分離出懸浮的空氣中的顆粒。無源陣列具有許多實用的優(yōu)勢，因為它易于制造并且可以替代具有類似尺寸的常規(guī)介質(zhì)過濾器。然而，流動通過整個陣列的空氣的速率可以使得每個氣旋中的速度足夠高以實現(xiàn)期望的分離和過濾性能。如果將無源陣列部署在流速可變或過低的系統(tǒng)中，性能可能會受到損害。

技術(shù)實現(xiàn)思路

[0007]描述了一種無源氣旋陣列過濾器，其中該陣列包括幾個獨立的區(qū)段，并且其中一些區(qū)段可以響應(yīng)于較低的空氣流量而動態(tài)密封或禁用。通過密封陣列的各個部分，其余部分將保持較高的速度，這使得盡管總空氣流量減少，氣旋依舊可以保持所需的過濾性能。
[0008]目前公開中的一些實施例公開了空氣過濾系統(tǒng)，所述空氣過濾系統(tǒng)包括配置為接收進(jìn)入的氣流的多個區(qū)段分，其中：每個區(qū)段包括第一氣流接收側(cè)(ASRS)和第二氣流排出側(cè)(ASES)，以及多個單元，每個單元包括氣旋腔，該氣旋腔具有切向入口以及軸向出口，該切向入口設(shè)置為通過ASRS接收一部分氣流，該軸向出口設(shè)置為將一部分氣流排至ASES；每個部分均配置為使得空氣只能通過相應(yīng)的切向入口和軸向出口通過多個單元從ASRS穿過
到ASES；以及每個區(qū)段還配置有可打開和關(guān)閉的蓋，以使得相應(yīng)區(qū)段的一個或多個相應(yīng)蓋的關(guān)閉迫使氣流以比打開一個或多個相應(yīng)的蓋時更大的速度流過具有打開的蓋的其余區(qū)段及其相應(yīng)的單元。
[0009]目前公開中的一些實施例公開了從氣流中去除空氣中顆粒的空氣中顆粒去除方法，包括：提供上述公開的系統(tǒng)；引導(dǎo)氣流進(jìn)入系統(tǒng)；打開和/或關(guān)閉用于一個或多個相應(yīng)區(qū)段的一個或多個蓋，以允許多個區(qū)段的子集在覆蓋一個或多個區(qū)段的同時運載氣流的空氣流量，其中：相應(yīng)區(qū)段的一個或多個相應(yīng)蓋的關(guān)閉迫使氣流以比打開一個或多個相應(yīng)的蓋時更大的速度流過具有打開的蓋的其余區(qū)段及其相應(yīng)單元。
[0010]這樣的實施例(系統(tǒng)、方法等)可以包括以下特征、結(jié)構(gòu)、功能、步驟和/或說明中的一個和/或另一個(以及多個)，從而產(chǎn)生了本公開的其他實施例：
[0011]?
其中，穿過系統(tǒng)的單個公共氣流由向系統(tǒng)的區(qū)段提供單個氣流的多個風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)引入；
[0012]?
其中，每個蓋配置為響應(yīng)于超出進(jìn)入的氣流的體積、速度和壓力的預(yù)定閾值中的至少一個而打開或關(guān)閉；
[0013]?
其中，每個蓋配置為響應(yīng)于低于進(jìn)入的氣流的體積、速度和壓力的預(yù)定閾值中的至少一個而打開或關(guān)閉；
[0014]?
其中，用于打開或關(guān)閉第一區(qū)段的至少一個第一蓋的閾值不同于用于打開或關(guān)閉第二區(qū)段的閾值；
[0015]?
其中，蓋包括密封片或膜、蓋子和封蓋中的至少之一；
[0016]?
其中，每個蓋均配置為覆蓋多個單元的一個或多個軸向出口；
[0017]?
其中，一個或多個區(qū)段包括單個單元；
[0018]?
其中，蓋選自由塑料、聚合物、橡膠、金屬、紙、玻璃或前述中的任意兩種或更多種的組合所組成的組；
[0019]?
其中，在缺少所述進(jìn)入的氣流的足夠體積、速度和壓力中的至少一項的情況下，用于一個或多個相應(yīng)區(qū)段的一個或多個蓋關(guān)閉；
[0020]?
其中，一個或多個蓋構(gòu)造成由于重量和/或彈力而關(guān)閉；
[0021]?
配置為打開和/或關(guān)閉所述一個或多個蓋的一個或多個電動機(jī)和/或致動器；
[0022]?
其中，電動機(jī)和/或致動器配置為通過來自控制系統(tǒng)的電信號來致動，所述控制系統(tǒng)直接或間接地控制、檢測、測量或接收關(guān)于入射到配置成打開和/或關(guān)閉的一個或多個蓋上的氣流的信息，所述蓋配置為通過一個或多個電動機(jī)和/或致動器而打開和/或關(guān)閉；
[0023]?
其中，至少一個區(qū)段不包括蓋；
[0024]?
配置為產(chǎn)生氣流的一個或多個風(fēng)扇；以及
[0025]?
其中，所述氣流的體積、速度和壓力中的至少一個可確定相應(yīng)區(qū)段的至少一個蓋的打開或關(guān)閉狀態(tài)；
[0026]目前公開中的一些實施例公開了空氣過濾系統(tǒng)，包括：多個區(qū)段，所述多個區(qū)段配置為接收進(jìn)入的氣流，多個區(qū)段中的一個或多個區(qū)段配置有一個或多個相應(yīng)的蓋，所述一個或多個相應(yīng)的蓋包括密封片或膜、蓋子和封蓋中的至少一個，并且選自塑料、聚合物、橡膠、金屬、紙、玻璃，或前述任何兩種或多種的組合組成的組；多個風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)，所述多個風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)向系統(tǒng)的多個區(qū)段提供單個氣流；一個或多個電動機(jī)和/或致動器，所述電動
機(jī)和/或致動器配置為打開和/或關(guān)閉一個或多個相應(yīng)的蓋，所述一個或多個電動機(jī)和/或致動器配置為通過來自直接或間接控制、檢測、測量或接收有關(guān)一個或多個相應(yīng)蓋上氣流的信息的系統(tǒng)的電信號來致動。
[0027]在這種實施例中，每個區(qū)段包括第一氣流接收側(cè)(ASRS)和第二氣流排出側(cè)(ASES)，以及多個單元，每個單元包括氣旋腔，該氣旋腔具有切向入口以及軸向出口，該切向入口設(shè)置為通過ASRS接收一部分氣流，該軸向出口設(shè)置為將一部分氣流排至ASES；每個區(qū)段均配置為使得空氣只能通過相應(yīng)的切向入口和軸向出口通過多個單元從ASRS穿過到ASES；相應(yīng)區(qū)段的一個或多個相應(yīng)蓋的關(guān)閉迫使氣流以比打開一個或多個相應(yīng)的蓋時更大的速度流過具有打開的蓋的其余區(qū)段并通過相應(yīng)的單元；以及所述一個或多個相應(yīng)的蓋配置為響應(yīng)于超過或低于進(jìn)入的氣流的體積、速度和壓力的預(yù)定本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】

【技術(shù)特征摘要】
1.空氣過濾系統(tǒng)，所述空氣過濾系統(tǒng)包括多個區(qū)段，所述多個區(qū)段配置為接收進(jìn)入的氣流，其中：每個區(qū)段包括第一氣流接收側(cè)(ASRS)和第二氣流排出側(cè)(ASES)、以及多個單元，每個單元包括氣旋腔，該氣旋腔具有切向入口以及軸向出口，該切向入口設(shè)置為通過ASRS接收一部分氣流，該軸向出口設(shè)置為將一部分氣流排至ASES，每個區(qū)段均配置為使得空氣只能通過相應(yīng)的切向入口和軸向出口通過多個單元從ASRS穿過到ASES；每個區(qū)段還配置有可打開和關(guān)閉的蓋，以使得相應(yīng)區(qū)段的一個或多個相應(yīng)蓋的關(guān)閉迫使氣流以比打開一個或多個相應(yīng)的蓋時更大的速度流過具有打開的蓋的其余區(qū)段及其相應(yīng)的單元。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，通過系統(tǒng)的單個公共氣流由向系統(tǒng)的區(qū)段提供單個氣流的多個風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)引入。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，每個蓋配置為響應(yīng)于超出進(jìn)入的氣流的體積、速度和壓力的預(yù)定閾值中的至少一個而打開或關(guān)閉。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，每個蓋配置為響應(yīng)于低于進(jìn)入的氣流的體積、速度和壓力的預(yù)定閾值中的至少一個而打開或關(guān)閉。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的系統(tǒng)，其中，用于打開或關(guān)閉第一區(qū)段的至少一個第一蓋的閾值不同于用于打開或關(guān)閉第二區(qū)段的閾值。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，蓋包括密封片或膜、蓋子和封蓋中的至少之一。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，每個蓋均配置為覆蓋多個單元的一個或多個軸向出口。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，一個或多個區(qū)段包括單個單元。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，蓋選自由塑料、聚合物、橡膠、金屬、紙、玻璃或前述中的任意兩種或更多種的組合所組成的組。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，在缺少所述進(jìn)入的氣流的足夠體積、速度和壓力中的至少一個的情況下，用于一個或多個相應(yīng)區(qū)段的一個或多個蓋關(guān)閉。11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，一個或多個蓋配置成由于重量和/或彈力而關(guān)閉。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括一個或多個電動機(jī)和/或致動器，配置為打開和/或關(guān)閉所述一個或多個蓋。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，電動機(jī)和/或致動器配置為通過來自控制系統(tǒng)的電信號來致動，所述控制系統(tǒng)直接或間接地控制、檢測、測量或接收關(guān)于入射到配置成打開的一個或多個蓋上的氣體流量的信息，所述蓋配置為通過一個或多個電動機(jī)和/或致動器而打開和/或關(guān)閉。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，至少一個區(qū)段不包括蓋。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括配置為產(chǎn)生氣流的一個或多個風(fēng)扇。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述氣流的體積、速度和壓力中的至少一個可確定相應(yīng)區(qū)段的至少一個蓋的打開或關(guān)閉狀態(tài)。17.空氣過濾系統(tǒng)，包括：
多個區(qū)段，所述多個區(qū)段配置為接收進(jìn)入的氣流，多個區(qū)段中的一個或多個區(qū)段配置有一個或多個相應(yīng)的蓋，所述一個或多個相應(yīng)的蓋包括密封片或膜、蓋子和封蓋中的至少一個，并且選自塑料、聚合物、橡膠、金屬、紙、玻璃、或前述任何兩種或多種的組合組成的組；多個風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)，所述多個風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)向系統(tǒng)的多個區(qū)段提供單個氣流；一個或多個電動機(jī)和/或致動器，所述電動機(jī)和/或致動器配置為打開和/或關(guān)閉一個或多個相應(yīng)的蓋，所述一個或多個電動機(jī)和/或致動器配置為通過來自控制系統(tǒng)的電信號來致動，所述控制系統(tǒng)直接或間接控制、檢測、測量或接收有關(guān)一個或多個相應(yīng)蓋上的氣流的信息；其中：每個區(qū)段包括第一氣流接收側(cè)(ASRS)和第二氣流排出側(cè)(ASES)，以及多個單元，每個單元包括氣旋腔，該氣旋腔具有切向入口以及軸向出口，該切向入口設(shè)置為通過ASRS接收一部分氣流，該軸向出口設(shè)置為將一部分氣流排至ASES；每個區(qū)段均配置為使得空氣只能通過相應(yīng)的切向...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：S，
申請(專利權(quán))人：恩弗里德系統(tǒng)公司，
類型：發(fā)明
國別省市：