CZ295159B6

CZ295159B6 - Filtrační zařízení pro zařízení pro úpravu vzduchu

Info

Publication number: CZ295159B6
Application number: CZ20011393A
Authority: CZ
Inventors: Stig Torkelsson; Lars Johnsson; Peder Evers
Original assignee: Fläkt Woods AB
Priority date: 1998-10-22
Filing date: 1999-10-19
Publication date: 2005-06-15
Also published as: AU1427400A; NO325334B1; RU2236283C2; DE69935240T2; NO20011922L; SE9803626L; KR100561024B1; EP1126907A1; WO2000023170A1; SE512980C2; DE69935240D1; US6562095B1; ATE354417T1; NO20011922D0; DK1126907T3; SE9803626D0; KR20010080070A; PT1126907E; ES2281982T3; CZ20011393A3

Abstract

Filtrační zařízení pro zařízení (5) pro úpravu vzduchu, splňující velmi vysoké požadavky na čistotu vzduchu, zahrnuje množství filtračních patron (3), opatřených jedním nebo několika filtry (2), přičemž tyto patrony jsou vloženy do kazet (4). Kazety jsou upevněny na zařízení pro úpravu vzduchu a mají, na straně obrácené proti vstupujícímu proudu vzduchu, těsnění (6), které se rozprostírá v axiálním směru kolem obvodu a axiálně se opírá o plochu, která je orientována radiálně vzhledem k proudění vzduchu respektive vzhledem k zařízení, a která obklopuje výstupní otvor (9), vymezený každou filtrační patronou. Uvedené plochy zahrnují těsnicí desku (21), která s výjimkou uvedeného otvoru respektive otvorů (9) tvoří spojité radiální těsnění napříč průřezu celého zařízení (5) pro úpravu vzduchu a rozprostírá se v radiálním směru ve spoji (23) skrze alespoň část vnější stěny (10) zařízení.ŕ

Description

Oblast techniky

Předložený vynález se týká filtračního zařízení pro zařízení pro úpravu vzduchu.

Dosavadní stav techniky

Vzduchové filtry s velmi vysokým procentem separace (HEPA, ULPA) vyžadují aby integrace do zařízení pro úpravu vzduchu nebo potrubního systému byla vysoce kvalitní. Nežádoucí vzdušné proudy, takzvané vedlejší proudy, které mohou projít skrze filtrační zařízení aniž by byly vyčištěny, musí být co možná nejvíce omezeny. Jinak může být filtrační funkce horší navzdory skutečnosti, že použité filtrační materiály mají vynikající kvalitu.

Takovéto vedlejší proudy zpravidla existují mezi jednotlivými filtračními patronami, které jsou umístěny v příčném směru vzhledem k proudění čištěného vzduchu, a/nebo mezi těmito filtračními patronami a stěnami potrubí v němž jsou umístěny a/nebo uvnitř pláště, který má často konstrukci s dvojitou stěnou, například v zařízení pro úpravu vzduchu.

Hlavním důvodem tohoto nežádoucího prosakování vedlejšími proudy je poměrně velká tlaková ztráta, která je způsobena průchodem vzduchu skrze filtrační patrony.

Filtrační patrony zpravidla zahrnují skládaný filtrační papír se separátory, uzavřený v pouzdru vyrobeném zocelí nebo ze dřeva. Rozměry zpravidla odpovídají rozměrům celého modulu (asi 0,6x0,6 m) nebo polomodulu. Po obvodu pouzdra na straně ve směru proudění vzduchu, to znamená na „čisté“ straně, je uspořádáno těsnění. Těsnosti je dosaženo tím, že těsnění filtračního modulu je přitlačováno proti rovinnému povrchu ve formě přírubové konstrukce v potrubí nebo na skříni filtru. To je znázorněno na obr. 1, který také ukazuje, že výše uvedené vedlejší proudy přetrvávají navzdory adekvátnímu utěsnění oblasti uvedeného těsnění.

V určitých případech se používají poměrně malé filtrační skříně, které jsou spojeny se vzduchovým potrubím, a ve kterých je uzavřena jedna nebo dvě filtrační patrony. V případě že je použita jen jedna filtrační patrona, může být problém těsnosti řešen přivařením protipříruby na vnitřní stranu skříně. Nicméně v případě použití několika filtračních patron musí být tyto patrony respektive kazety, v nichž jsou uloženy, utěsněny proti sobě navzájem a/nebo proti stěně skříně. Takováto řešení však jsou časově náročná a často drahá a neumožňují požadovanou flexibilitu při provádění výměn.

Jestliže jsou filtrační patrony zařazeny do zařízení pro úpravu vzduchu, není třeba složitý a drahý potrubní systém, na druhé straně však na mnoha možných místech vyvstávají výše zmíněné problémy těsnosti.

Konvenční způsob zařazení filtračních modulů do zařízení pro úpravu vzduchu zahrnuje krok spojení filtračních modulů, umístěných v deskových kazetách, do souvislého balíku. Pro splnění požadavků těsnosti musí být každá kazeta utěsněna těsnicím materiálem po obvodu jakož i proti vnitřním stěnám zařízení. Toto utěsnění je velmi choulostivý a časově náročný proces, a vždy je doporučováno sekundární utěsnění na místě instalace při uvedení zařízení do provozu. Pohyby pláště, například v důsledku tlakových rozdílů v zařízení, vyžadují, aby těsnicí materiál měl takové vlastnosti a byl aplikován takovým způsobem, aby byl schopen absorbovat tyto pohyby beze ztráty těsnicí funkce.

-1 CZ 295159 B6

Podstata vynálezu

Cílem vynálezu je poskytnout nové filtrační zařízení, které eliminuje výše uvedené nevýhody, a které také v jiných ohledech představuje zlepšení proti stavu techniky v tomto oboru.

Těchto cílů je dosaženo podle vynálezu pomocí filtračního zařízení typu popsaného v úvodu, které má znaky uvedené ve význakové části nároku 1.

Filtrační zařízení pro vzduchová potrubí nebo pro zařízení pro úpravu vzduchu, zejména ve kterém musí čistota filtrovaného vzduchu vyhovět velmi vysokým požadavkům a které zahrnuje jednu nebo více filtračních patron, opatřených jedním nebo několika filtry, přičemž tyto patrony jsou upevněny k zařízení pro úpravu vzduchu nebo podobně, a jsou opatřeny těsněním, které se rozprostírá kolem obvodu a v axiálním směru, na straně obrácené proti vstupujícímu proudu vzduchu, přičemž toto těsnění se axiálně opírá o plochu, jejíž orientace je radiální vzhledem k proudění vzduchu respektive vzhledem k zařízení, přičemž tato plocha obklopuje výstupní otvor, vymezený každou patronou, podle předloženého řešení spočívá v tom, že uvedené plochy zahrnují těsnicí desku, která s výjimkou uvedeného otvoru respektive otvorů, tvoří spojité radiální těsnění napříč průřezu celého zařízení pro úpravu vzduchu nebo podobně a rozprostírá se v radiálním směru skrze alespoň část vnější stěny (10) zařízení.

Přehled obrázků na výkresech

Další znaky a výhody vynálezu jsou uvedeny v následujícím popisu s odkazem na připojené výkresy, které představují několik výhodných, avšak neomezujících provedení. Na výkresech představuje:

Obr. 1: vertikální nebo horizontální řez částí zařízení pro úpravu vzduchu, obsahujícího filtrační patrony, uložené obvyklým způsobem;

Obr. 2: odpovídající pohled na zařízení podle vynálezu;

Obr. 3 a 4: typické kombinace filtračních patron v zařízení podle vynálezu v perspektivním pohledu z čelní respektive zadní strany; a

Obr. 5 a 6: modifikovaná provedení podle vynálezu ve znázornění korespondujícím sobr. 3 a 4.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněno konvenční zařízení 1, které zahrnuje filtry 2 ve filtračních patronách 3, které jsou zase vloženy v kazetách 4, které jsou spojeny do jednotky a vloženy do zařízení 5 pro úpravu vzduchu. Filtrační patrony 3 s filtry 2 jsou standardní součástí a mají na jedné straně, totiž na poproudé straně, axiálně uspořádané těsnění 6 kolem obvodu které se v axiálním uspořádání opírá o radiálně vnitřní přírubu 7 kolem kazety, k jejímuž vnitřnímu konci kolem dokola je připojena axiálně uspořádaná příruba 8, která obklopuje vnější otvor 9.

Zařízení 5 pro úpravu vzduchu má vnější stěny 10, které např. zahrnují panely, které sestávají z vnitřních desek 11 a vnějších desek 12, s vnitřním prostorem 13 mezi uvedenými deskami, který je prázdný nebo vyplněný izolačním materiálem. Výplňové profily 14, které v příčném řezu vypadají jako držadla, vyčnívají proti přilehlé stěně kazety a jsou upevněny k vnitřní desce 11, mají stejnou axiální délku jako kazeta a jsou uspořádány pro vyplnění průřezu potrubí.

Jak je znázorněno na obr. 1, nevyčištěný vzduch j_5, který proudí do zařízení, se může dostávat skrze filtr 2 na závětrnou v průsakových proudech 16 mezi kazetami a výplňovými profily 14,

-2CZ 295159 B6 v průsakových proudech 18 mezi výplňovými profily a vnitřní deskou H, jakož i v průsakových proudech 19 skrze vnitřní prostor 13 mezi stěnami zařízení.

Všechny tyto možné průsakové proudy jsou nežádoucí a ohrožují bezpečnost, například v pracovních prostorech, nemocnicích, laboratořích, výzkumných pracovištích atd.

Pro vyřešení těchto problémů vynález poskytuje zařízení 21, vytvořené jiným způsobem, které radikálně redukuje riziko prosakování vzduchu přes plášť zařízení nebo potrubní vedení. Toto zařízení sestává z rovinné těsnicí desky nebo obsahuje rovinnou těsnicí desku, která s výhodou je, prostřednictvím volby vhodného materiálu a/nebo tloušťky desky, maximálně tvarově stálá, přičemž k této těsnicí desce je (jsou), s výhodou, nikoliv však nezbytně, připevněna strana (strany) přilehlé kazety, například přivařením k jejímu (jejich) hlavnímu povrchu na straně zásobování vzduchem, který pro tento účel může mít alespoň částečně příruby 22, vyhnuté z kazety v úhlu 90°. Tyto příruby však nejsou zvlášť důležité, ajak je znázorněno například na obr. 2, nemusíbýt přítomny vůbec, v případě dvou vzájemně se opírajících kazet, kdy je možno maximálně využít prostor a ušetřit resp. udržet nízké náklady. V tomto prostoru těsní jen těsnění 6, což je možné proto, že těsnění se axiálně opírá o těsnicí desku 21, která je vytvořena na závětrné straně zcela těsná, protože těsnicí deska podle dalšího velmi důležitého znaku podle vynálezu se rozprostírá skrze alespoň část stěny sestavy a s výhodou dosahuje do atmosféry vně sestavy. To je s výhodou realizováno v oblasti spoje 23 mezi sousedními deskami 10 sestavy, který je vhodně utěsněn pomocí těsnění 24 a 25 mezi těsnicí deskou na jedné straně, a spojovacími stranami 26 a 27 desky, přivrácenými k těsnicí desce, na druhé straně.

Zatímco těsnění 6 působí v axiálním směru a účinkem pozitivního vlivu vstupujícího vzduchu na těsnicí sílu má zvýšený těsnicí účinek, protože rozdíl tlaku vzduchu se zvyšuje, vstupující vzduch nezlepšuje, bez ohledu na rozdíly tlaku, těsnicí účinek těsnění 24 na straně vstupu vzduchu, a průsakový proud 28 v této oblasti se může zvětšovat, avšak prostřednictvím zařízení 21 se dostává do atmosféry vně sestavy, a nemůže tak kontaminovat vzduch na závětrné straně. Snížení účinnosti sestavy nebo potrubního systému v důsledku průsakového proudu 28 je zpravidla zcela zanedbatelné. Protože průsakový proud 28 není důležitý pro zamýšlenou funkci zařízení, vlastně nemusí těsnicí deska 21 procházet skrze celou vnější stěnu 10, ale může být upevněna poněkud uvnitř vnější stěny, za předpokladu že možný průsakový proud 28 neproniká na závětrnou stranu a nemísí se s filtrovaným vzduchem. Samozřejmě nejjednodušší, nejlepší a nejjistější je, když se těsnicí deska rozprostírá skrze celou vnější stěnu 10 respektive spojení mezi částmi sousedních vnějších stěn, takže je jistota, že průsakový proud žádným způsobem se nemůže dostat do přefiltrovaného vyčištěného vzduchu.

Okrajová oblast 29 například spodních stran kazety může být ohnuta ven pro usnadnění vsunutí filtračních patron. V okrajové oblasti horních a spodních stran kazet také mohou být otvory 30 nebo podobně pro upevňovací zařízení (neznázoměné) filtračních patron.

Zařízení 21 podle vynálezu je jistě velmi jednoduché, avšak tak důmyslné, že je dobře možné použít těsnicí desku, která není příliš tvarově stálá, protože pružnost těsnění 6 a jeho stálé vystavení tlakovému rozdílu má za následek, že možné malé povrchové nepravidelnosti mohou být vyplněny a přemostěny aniž by nastalo prosakování. Také je možné učinit těsnicí desku 21 tvarově stálejší prostřednictvím upevnění okrajů na všech stranách sestavy nebo spoje potrubí. Je-li třeba, je samozřejmě možné opatřit okraje speciálními upevňovacími prostředky, například určitým profilováním, které působí proti ohýbání desky nebo proti jakémukoliv sklonu kjejímu vtažení do sestavy nebo potrubního systému. Je také možné kombinovat tyto upevňovací prostředky s vnějšími, neznázorněnými utahovacími prostředky pro vzájemné stlačení dvou sousedních desek 10 v oblasti každého spoje.

Podstatnou výhodou je, že rovinné tabule, které se používají jako polotovary pro těsnicí desky, jsou kdekoliv snadno dostupné a snadno mohou být opatřeny například vyraženými otvory 9 majícími požadovanou velikost a umístění. V důsledku toho mohou být filtrační patrony a případ-3 CZ 295159 B6 ně kazety nakupovány od určitého dodavatele, zatímco těsnicí desky mohou být od jiného dodavatele nebo se mohou vyrábět přímo u zařízení pro úpravu vzduchu. Kazety jsou, díky vynálezu, méně kritické z hlediska těsnicích prvků a jejich přesnosti, a v důsledku toho kazety také mohou být od různých dodavatelů a/nebo mohou být vyrobeny z tenčích a/nebo levnějších materiálů.

Je výhodné vyrobit kazety s například průběžnými vertikálními stěnami pro všechny kazety, které jsou vertikálně uspořádány, a s průběžnými horizontálními vnějšími stěnami, jak je znázorněno na výkresech. Tímto způsobem mohou být získány dodatečné výrobní a cenové výhody.

Vynález není omezen na vytvoření, která byla popsána výše a/nebo znázorněna na výkresech, ale může být doplňován a obměňován jakýmkoliv způsobem v rámci vynálezecké myšlenky a nároků. Tak například nemusí nezbytně být použity kazety, například když se použije jen jeden filtr nebo jedna filtrační kazeta. Kazety nepřispívají významně k utěsnění zařízení a v důsledku toho je možno od nich v určitých případech upustit, ale jejich použití je praktické, a tvoří přídavné zajišťovací a tlakové prostředky 30, a také činí těsnicí desku nižší.

Jedno vytvoření vynálezu, ve kterém mohou být kazety 4 redukovány na držáky 4', je znázorněno na obr. 5 a 6. Tyto držáky představují jenom relikt kazety, která jinak je uzavřena dokola, v rohových oblastech, a také v těchto oblastech mohou být realizovány další úspory materiálu, například prostřednictvím trojúhelníkových nebo lichoběžníkových vybrání 31, jejichž základna je tvořena těsnicí deskou 21', nebo ji překrývá. Tyto části držáků, které se nacházejí na výkresech ve vertikálních rovinách, mohou mít obdélníkový základní tvar, zatímco sousední části, nacházející se horizontálních rovinách, mohou mít lichoběžníkový nebo pololichoběžníkový základní tvar. Uvedené části držáků, nacházející se ve vertikálních rovinách, mohou na svých okrajích mít otvory 30' nebo podobně pro utahovací prostředky, kterými jsou s výhodou excentrické prvky, nacházející se s výhodou na koncích utahovací tyče (neznázoměné), umístěné napříč filtračních kazet.

Zvýšené tuhosti zařízení, navzdory zmenšené velikosti kazety a/nebo tenčí těsnicí desce, může být dosaženo opatřením těsnicí desky na její straně po proudu vzduchu okrajem (obrubou) 32, s šířkou jednoho nebo několika centimetrů kolem dokola. Okraj může být vytvořen ohnutím materiálu těsnicí desky nebo přivařením nebo přiletováním. Rozprostírá se bez přerušení dokola, tvoří vnější strany otvorů 9', a kryje paprsky 33, s výhodou mající stejnou tloušťku, které tvoří zbývající strany otvorů, a které jsou přivařeny k obrubě a k sobě navzájem v místech kde kříží. Kazety a držáky jsou v potřebné míře přivařeny k paprskům.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Filtrační zařízení pro vzduchová potrubí nebo pro zařízení (5) pro úpravu vzduchu, zejména ve kterém musí čistota filtrovaného vzduchu vyhovět velmi vysokým požadavkům a které zahrnuje jednu nebo více filtračních patron (3), opatřených jedním nebo několika filtry (2), přičemž tyto patrony jsou upevněny k zařízení pro úpravu vzduchu nebo podobně, a jsou opatřeny těsněním (6), které se rozprostírá kolem obvodu a v axiálním směru, na straně obrácené proti vstupujícímu proudu vzduchu, přičemž toto těsnění se axiálně opírá o plochu, jejíž orientace je radiální vzhledem k proudění vzduchu respektive vzhledem k zařízení, přičemž tato plocha obklopuje výstupní otvor (9; 9'), vymezený každou patronou, vyznačující se tím, že uvedené plochy zahrnují těsnicí desku (21; 21'), která s výjimkou uvedeného otvoru respektive otvorů (9; 9'), tvoří spojité radiální těsnění napříč průřezu celého zařízení (5) pro úpravu vzduchu nebo podobně a rozprostírá se v radiálním směru skrze alespoň část vnější stěny (10) zařízení.

-4CZ 295159 B6
2. Filtrační zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že každá filtrační patrona (3) je známým způsobem zasunuta do kazety (4; 4'), přičemž, je-li použito několik kazet, jsou spojeny do jednotky respektive dílčí jednotky, s výhodou mající částečně průběžné a společné stěny, zejména mající vnější stěny průběžné pro všechny kazety v horizontálním respektive vertikálním směru.
3. Filtrační zařízení podle nároku 1, vy z n a č uj í c í se tí m , že těsnicí deska (21; 2Γ) je do značné míry tvarově stálá, neboť je vytvořena z relativně tuhého materiálu a/nebo z materiálu poměrně velké tloušťky.
4. Filtrační zařízení podle některého z nároků 1 až 3,vyznačující se tím, že sousední strana kazety respektive sousední strany kazet jsou připevněny, například přivařeny, k těsnicí desce (21; 21'), s hlavní plochou na straně vstupujícího vzduchu, přičemž sousední strana nebo strany kazety mají k tomuto účelu příruby (22), které jsou ohnuty v úhlu 90°.
5. Filtrační zařízení podle nároku 1, vy z n a č uj í c í se t í m , že těsnicí deska (21; 2Γ) je protažena do atmosféry vně zařízení skrze spojení (23) mezi sousedními částmi stěny (10), přičemž tato spojení jsou s výhodou utěsněna pomocí těsnění (24 až 25) mezi těsnicí deskou a spojovacími stranami (26 a 27) částí vnější stěny přivrácenými ktěsnicí desce.
6. Filtrační zařízení podle nároku 5, vyznačující se t í m, že těsnicí plocha (21; 21') je upravena pro zvýšení tvarové stálosti pomocí upevňovacího okraje kolem spojení (23) sestavy nebo potrubí a/nebo tím, že oblast uvedeného upevňovacího okraje je opatřena přídržnými prostředky, např. profilováním, který působí proti ohýbání desky nebo proti jakémukoliv sklonu kjejímu vtažení do zařízení (5) nebo podobně.
7. Filtrační zařízení podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že těsnicí deska (21; 21') je vytvořena ze zvláštní desky jako polotovaru, který je opatřen například vyraženými otvory (9) požadované velikosti a požadovaného umístění.
8. Filtrační zařízení podle některého z nároků 2 až 7, vy z n a č uj í c í se tím, že kazety jsou vytvořeny s průběžnými vertikálními stěnami pro všechny kazety, uspořádanými ve vertikálním směru, a s průběžnými horizontálními vnějšími stěnami.
9. Filtrační zařízení podle některého z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že kazety jsou redukovány na držáky (4') a sestávají pouze z reliktů kazet, jinak uzavřených dokola, v rohových oblastech, přičemž v těchto držácích jsou pro získání dalších materiálových úspor vytvořena s výhodou například trojúhelníková nebo lichoběžníková vybrání (31), jejichž základna je tvořena těsnicí deskou (21) nebojí překrývá, přičemž například části držáků, které jsou uspořádány ve vertikálních rovinách, s výhodou mají lichoběžníkový a pololichoběžníkový tvar, stejně jako části držáků, uspořádané ve vertikálních rovinách, a jejich okraje mají otvory (30') nebo podobně pro utahovací prostředky, kterými jsou s výhodou excentrické prvky, uspořádané na konci utahovací tyče, natažené přes šířku filtračních kazet.
10. Filtrační zařízení podle některého z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že zvýšená tuhost zařízení, navzdory zmenšené velikosti kazety a/nebo tenčí těsnicí desce, je zajištěna opatřením těsnicí desky, na její straně po proudu vzduchu, okrajem (32), s šířkou jednoho nebo několika centimetrů kolem dokola, přičemž okraj je vytvořen ohnutím materiálu těsnicí desky nebo přivařením nebo přiletováním, a rozprostírá se bez přerušení dokola, tvoří vnější strany otvorů (9') a kryje paprsky (33), s výhodou mající stejnou tloušťku, které tvoří zbývající strany otvorů, a které jsou přivařeny k obrubě a k sobě navzájem v místech kde se kříží, přičemž kazety a držáky jsou v potřebné míře přivařeny k paprskům.