过滤器维护系统的制作方法

xiaoxiao2020-7-22  1

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专利名称:过滤器维护系统的制作方法
技术领域
本实用新型总地涉及一种过滤器维护系统,具体地说,涉及一种用于除去过滤器里的异物的系统。
背景技术
发动机,包括本技术领域已知的柴油机、汽油机、天然气发动机以及其它发动机都可能排放出含有污染物的复杂的混合物。污染物可能包括气态的和固态的物质,包括颗粒物、氮氧化物(NOx)以及硫化物。
由于对环境污染问题的关注越来越高,近年来,发动机排气的排放物标准越来越严格。发动机排放的污染物的量可按照发动机的类型、尺寸和/或等级来规定。为了符合关于排放到环境中的颗粒物、NOx以及硫化物的规定,发动机制造厂家现在采用的一种方法是用过滤器除去发动机排气流中的这些污染物。但是,这些过滤器的长期使用和重复的再生可能会使污染物累积在过滤器的部件里,从而使过滤器的功能和发动机的性能降低。
清除过滤器里的累积污染物的一种方法可以是从工作的发动机上拆下已堵塞的过滤器,并用气流沿与正常过滤时的流动方向相反的方向吹过堵塞的过滤器。但是,过滤器可能很大、很重而难以拆下,这使得这种工作是很麻烦很费时的,并且为了进行维护,从工作机器的发动机上拆下过滤器也是很危险的。
清除过滤器里的异物的另一种方法可以是把发动机的排气流从堵塞的过滤器转移到一个另一过滤器,而不从发动机上拆下堵塞的过滤器。在转移排气流的同时,用空气以与正常过滤时的流动方向相反的方向吹扫堵塞的过滤器。但是,由于这样的异物清除系统需要第二个过滤器,所以,其与单个过滤器系统相比,其尺寸可能更大,成本可能更高。此外,由于这样的系统在清除过程中没有脱离发动机或没从发动机上拆下来,使用者不可能操纵反向的空气流在堵塞的过滤器的壳体里的吹扫方向。这样,在这种系统中,就很难清除在反向的空气流的流动路径之外的异物。而且,用这样的系统不能对堵塞的过滤器施加负压,而负压是有助于异物的清除的。
美国专利5,566,545(下称‘545号专利)提出了一种用于清除发动机的过滤器里的颗粒物的系统。特别是,‘545号专利揭示了一种连接于发动机排气管路的过滤器、一种在排气管路里的阀门结构以及一个空气供给器。在把空气以反向流动的方向供给过滤器时,空气流可能除去过滤器中截留的颗粒物。
尽管‘545号专利提出了用反向的空气流除去过滤器里的异物,但是,其所描述的系统在用反向空气流的过程中需要用第二个过滤器,这会使系统的总成本和尺寸增大,此外,这种系统在除去异物过程中不能操纵在过滤器里的反向空气流。加之,这种系统不能形成对过滤器清洗过程有利的负压。
本实用新型旨在解决上述问题中的一个或几个问题。
实用新型内容本实用新型的目的在于,提供一种过滤器维护系统,其允许在除去异物的过程中操纵过滤器里的反向空气流,而且能提供对过滤器清洗过程有利的负压。
在本实用新型的一个实施例中,一种用于除去过滤装置里的异物的系统包括一个气体加压组件。该组件的一个零件可拆地连接于过滤装置的一个第一通孔。该系统还包括一个流体连通于过滤装置的一个第二通孔的真空源。
在本实用新型的另一个实施例中,一种用于除去过滤装置里的异物的方法包括把一个气体加压组件连接于过滤装置的一个第一通孔以及把一个真空源连接于过滤装置的一个第二通孔。这种方法还包括用气体加压组件把一个压缩空气流施加于过滤装置的至少一部分。
在本实用新型的再一个实施例中,一种用于除去过滤装置里的异物的系统包括一个薄膜,该薄膜连接于过滤装置的壳体并被构造成能够产生在基本上平行于通过过滤装置的正常流动的轴线的方向的气体脉冲。这种系统还包括一个连接于该薄膜并被构造成有助于产生气体脉冲的驱动器。
借助本实用新型的过滤器维护系统,可允许在除去异物的过程中操纵过滤器里的反向空气流,而且能提供对过滤器清洗过程有利的负压。另外,借助本实用新型的维护系统,可以不用从工作机器上拆下过滤器。还有,不必提供另外的过滤器,从而可以使系统的总成本和尺寸减小。


图1是本实用新型的一个示例性实施例的一个连接于一个过滤器的维护系统的示意图。
图1a是本实用新型的另一个示例性实施例的图1的维护系统的示意图。
图1b是本实用新型的再一个示例性实施例的图1的维护系统的示意图。
图2是本实用新型的一个实施例的图1的气流分布装置的侧视图。
图3是本实用新型的另一个实施例的图1的气流分布装置的侧视图。
图4是本实用新型的再一个实施例的图1的气流分布装置的侧视图。
图4a本实用新型的另一个实施例的气流分布装置的侧视图。
图4b是图4a的气流分布装置的侧视图。
图4c是图4a的气流分布装置的另一侧视图图5是本实用新型的再一个实施例的图1的气流分布装置的侧视图。
图6是按照本实用新型的另一个示例性实施例把图1的维护系统连接于一个过滤器的示意图。
图7是按照本实用新型的再一个示例性实施例把图1的维护系统连接于一个过滤器的示意图。
图8是按照本实用新型的再一个示例性实施例把一个维护系统连接于一个过滤器的示意图。
图9是按照本实用新型的再一个示例性实施例把一个维护系统连接于一个过滤器的示意图。
图9a是按照本实用新型的再一个实施例把一个维护系统连接于一个过滤器的示意图。
图10是按照本实用新型的另一个示例性实施例把一个维护系统连接于一个过滤器的示意图。
图11是按照本实用新型的再一个示例性实施例把图10的维护系统连接于一个过滤器的示意图。
图12是按照本实用新型的一个示例性实施例在工作流动状态的一个过滤器的示意图。
图13是按照本实用新型的一个示例性实施例以相反的流动布置连接于一个过滤器的一个维护系统的示意图。
图14是按照本实用新型的一个示例性实施例以正常的流动布置连接于一个过滤器的一个维护系统的示意图。
具体实施方式
各附图表示出了本实用新型的各示例性实施例。在可能的情况下,各附图中类似的零部件用相同的标号。
图1表示出连接于一个过滤器30的维护系统10的示例性实施例。该维护系统10可包括一气体源12、一气体管路22以及一气流分布装置18。维护系统10还可包括一真空源14、一真空管路26、一气流接收装置24以及一接收器(receptacle)16。为了对过滤器进行维护,可将维护系统10可操作地连接于过滤器30,在完成维护之后可将其拆离过滤器30。照此,使用者可以把维护系统10可操作地连接上去和拆离下来,而不必把过滤器30从其所连接的工作机器或其它设备上拆下来。就本文的用法而言,术语“工作机器”包括道路车辆、非道路车辆以及固定的机器,诸如发电机和/或其它产生排气的设备。
在本实用新型的某些实施例中,过滤器30可以连接于一个诸如柴油机的内燃发动机46。发动机46可包括把它的排气流连接到过滤器30的进口34的排气管路44。发动机46还可包括一个连接于排气管路44的蜗轮增压器(未示)。在这样的实施例中,过滤器30的进口34可连接于该蜗轮增压器的出口。
在发动机46的排气管路44与过滤器30的进口34之间可设置一个进口阀门38。进口阀门38可被构造成允许发动机46的排气流进入过滤器30。或者,在某些情况中,可以用进口阀门38封堵发动机46与过滤器30之间的连通。在例如对过滤器30进行维护的过程中这样的构造可能是有利的。在本实用新型的一个实施例中,可在对过滤器30进行维护的同时把进口阀门38关闭以阻止被截留的颗粒物流回发动机46。在这样的实施例中,在进行维护时可将发动机46停机,这样它就不再产生排气流。可以用本技术领域已知的任何装置,诸如电磁铁或气动元件,来控制和/或操动进口阀门38。或者,进口阀门38可以是手动控制的。
在某些实施例中,可在靠近过滤器30的出口36处设置一个或几个工作机器诊断设备88。工作机器诊断设备88可以是例如工作机器的一部分,或者是一个位于过滤器30的外面并可连接于过滤器30的其它设备。或者,工作机器诊断设备88可以设置在过滤器30的内部。工作机器诊断设备88可以是本技术领域已知的任何传感器件,诸如流量计、排放物计量仪、压力传感器、无线电发送器件,或其它传感器。这样的工作机器诊断设备88可以感受从过滤器30流出的例如烟灰、NOx,或其它污染物的量级。工作机器诊断设备88可把污染物量级信息发送给一个控制器和/或其它设备(未示)并可帮助触发例如过滤器再生和/或过滤器维护。
过滤器30还可包括一个设置在靠近过滤器30的出口36处的出口阀门40。该出口阀门40和进口阀门38可以是同一类型的或不同类型的阀门,这可根据使用场合的要求来选择。阀门38和40可以是本技术领域已知的、能够控制流量的例如提动阀、蝶阀或其它任何类型的阀门。例如,可以控制阀门38和40来建立一个从发动机46进入过滤器30再流出过滤器30的排气流量的任一范围。可以把阀门38和40定位成完全限制排气流或毫不限制排气流通过。阀门38和40可以用本技术领域已知的任何常用结构连接于过滤器30。
过滤器30可以是本技术领域已知的任何型式的过滤器,诸如泡沫堇青石过滤器、烧结金属粉末过滤器、或碳化硅过滤器。如图1所示,过滤器30可包括过滤介体42。过滤介体42可包括能够除去排气流中的污染物的任何材料。在本实用新型的某些实施例中,过滤介体42可含有能够收集例如烟尘、NOx、硫化物、颗粒物和/或本技术领域已知的其它污染物的催化剂材料。这样的催化剂可包括例如氧化铝、铂、铑、钡、铈、和/或碱金属、碱土金属、稀土金属、或它们的化合物。过滤介体42可以水平设置(如图1所示),垂向设置,径向设置,或螺旋设置。过滤介体42也可以放置在蜂窝状的格子和网里,或任何其它构造里,来尽量增大其用于过滤污染物的表面面积。
过滤器30包括一个过滤器壳体31并可被以本技术领域已知的任何措施固定之。过滤器30可包括连接于过滤器壳体31的诸过滤器托架32。这些过滤器托架32可以是用金属、塑料、橡胶或本技术领域已知的任何其它材料制成的,以便于把过滤器连接于与发动机46相关的结构。例如,过滤器托架32可把过滤器30固定于一个工作机器并可阻尼工作机器的振动、抖动或突然运动向连接于它的过滤器30的传递。
如图1所示,维护系统10的气体源12可通过气体管路22连接于气流分布装置18。气体管路22可以是本技术领域已知的任何类型的管路或管系。例如,气体管路22的材料可以是塑料、橡胶、铝、铜、钢铁、或任何其它材料,只要其能够以可控的方式输送压缩空气即可,并且可以是柔性的或刚性的。为了便于维护系统10的工作,同时为了降低气体源12与过滤器30之间的压力降,气体管路22的长度应尽可能短。气体管路22可以连接于一气流分布装置进口58。这种连接使气体可从气体源12流到气流分布装置18进而进入过滤器30。
气体源12可包括例如一台能够压缩空气并能通过气体管路22输出压缩了的空气的空气压缩机或任何其它装置。例如,在本实用新型的一个实施例中,气体源12可以是本技术领域已知型式的车间空气压缩机并能以约70到110磅/英寸2的压力供应压缩空气。根据所用的气体源12的规格,这一压力范围可能增高或降低。气体源12可以以脉冲气流、均匀气流、或这两者之混合的形式输出气流。气体可以是本技术领域已知的可用于除去过滤器里的烟灰或其它异物的任何气体,例如空气、氧气、氢气或氦气。应该理解所用的气体应能被压缩并通过气体管路22输送。
气流分布装置18可以是刚性地连接于成形在过滤器壳体31上的第一通孔54。或者,气流分布装置18可以可拆装地连接于过滤器壳体31。用一个夹持器20很容易进行这种连接。在某些实施例中,气流分布装置18的至少一部分可插入过滤器壳体31的内部。在这样的实施例中,气流分布装置18可以有基本上能通到过滤器30里的过滤介体42的无障碍通路。
气流分布装置18可以是能够以可控方式分布压缩气体的任何装置。例如,气流分布装置18可以是一喷嘴、一喷射器、或本技术领域已知的任何其它类似的装置。气流分布装置18可以是一个单件式装置或者是用两个或几个零件装配起来的装置。气流分布装置18可以用塑料(例如聚乙烯)、钢铁、铜或本技术领域已知的任何其它材料制造。
气流分布装置18可以是例如基本上空心的、基本上圆筒形的和/或任何其它形状的,只要其能够可控制地分布压缩气体即可。气流分布装置18的形状和结构应使其能够插进过滤器壳体31的刚性通孔部分54里,以及能在其内部被操纵,并且能被从其中取出来。气流分布装置18可以可调整地移进和移出过滤器30并且可以在过滤器30里面转头,以便使用者能够使气流分布装置18接近过滤介体42,而有助于更容易除去异物。气流分布装置18的可调整性在图1中如双向箭头所示。这样,就可以操纵气流分布装置18,或者说是,把它定位成能给出遍及整个过滤介体42的最大的气流分布。气流分布装置18还可包括一个限位件(未示),其可限制气流分布装置18伸进过滤器30的距离,以防止它碰坏过滤介体42。在本实用新型的某些实施例中,可将这个限位件固定在气流分布装置18上,而在其它的实施例中,这个限位件可以是可调整的。
如图2所示,气流分布装置18的端头60有至少一个孔62。该孔62可以是任何尺寸、形状和/或角度的,只要其有利于喷出压缩气体即可。气流分布装置18喷出的压缩气体应至少能遍及过滤介体42的一部分。应该理解在本实用新型的某些实施例中,气流分布装置18喷出的压缩气体基本上能遍及过滤介体42的整个横断面。可以根据所需要的由气流分布装置18喷出的气体的分布和压力来选定孔62的尺寸、位置和角度。
参见图3,一种替代的气流分布装置19有单个孔67。为使所需要的压缩气体分布遍及过滤介体42的至少一部分,孔67可以是均匀分布的或不均匀分布的并且可以是任何角度的。孔67可以定位在气流分布装置19的端头部分71上以及也可以定位在气流分布装置19的长度的至少一部分上。各个孔67的尺寸可以是相同的或不同的。
参见图4,另一个替代的气流分布装置23具有一个歪斜的端头部分73。该端头部分73的歪斜角可根据能产生所需要的压缩气体遍及过滤介体42的至少一部分的分布来选择。气流分布装置23还可包括一个驱动装置64。用该驱动装置64可使端头部分73作X、Y和/或Z方向的运动。例如,使用者可以用驱动装置64把气流分布装置23的端头部分73转动360°。为把压缩气体分布于过滤介体42的至少一部分,使用者也可用驱动装置64把端头部分73转动任一角度。应该理解,驱动装置64可配用于端头部分的任一实施例60、71、73,而使它们能转动。
驱动装置64可通过一个驱动装置线路66连接于一个控制器68。控制器68可以是本技术领域已知的例如中央处理机(CPU)、控制模块、计算机、无线电发送器或任何其它型式的控制器。控制器68可连接于一个操作者界面器件(未示),诸如一个能够使使用者进行远程机械操纵的开关、连杆、杠杆、操纵手柄或任何其它的类似器件。驱动装置64和控制器68通过驱动装置线路66进行的连接可以是电的连接或流体的连接。在图4中,驱动装置线路66表示为放在气流分布装置23的外面,但是应该理解可将驱动装置线路66放在气流分布装置23的空心通路内连接于驱动装置64,在过滤器30的外面再从气流分布装置23里出来。这样的路径有助于气流分布装置23与过滤器壳体31之间形成基本上气密的密封。应该理解在各实施例中,驱动装置64可以做成是无线电控制的,这样可省去驱动装置线路66。
如图4a所示,再一个替代的气流分布装置27可包括一有角度的末端75,它有像铲斗一样的形状。该末端75的角度可选择为能够产生所希望的、遍及过滤介体42的至少一部分的压缩空气分布,并能使压缩空气对准基本上平行于通过过滤器30的排气的正常流动的方向(下文将更详细讨论)。因此,末端75的角度可根据气流分布装置27相对于过滤介体42的布置角度来选择。例如,在某些实施例中,可把气流分布装置27定位成相对于过滤介体42有一个角度X。如图4b所示,在这样一个实施例中,末端75的角度可选择为使气流基本上垂直于过滤介体42,如箭头33所示。
在其它实施例中,可把气流分布装置27定位成相对于过滤介体42有一个例如较大的角度Y。如图4c所示,在这一实施例中,末端75可以有一个互补的角度并被构造成使气流基本上垂直于过滤介体42,如箭头35所示。应该理解在把气流分布装置27定位成相对于过滤介体42有一个例如90°角的实施例中,可以省去末端75。在某些实施例中,可以使末端75缩回到气流分布装置27里,这样,在把气流分布装置27插进或拔出过滤器30时末端75可以是处在气流分布装置27的里面。
图5表示出气流分布装置的再一个实施例25。在这一实施例中,气流分布装置25可包括许多空心细管70。空心细管70可构造成可使压缩气体遍及过滤器30的至少一部分。空心细管70可以是柔性的,以使它们在喷出压缩气体时能独立于气流分布装置25而运动。例如,空心细管70可以是本技术领域已知类型的柔性空气流输送纤维。在这一实施例中,可省去端头部分,空心细管70可直接流体地连接于气流分布装置25,使得供给到气流分布装置25里的几乎全部气体通过空心细管70喷出。
用一个夹持器20很容易实现气流分布装置18与过滤器壳体31之间的刚性的或可拆装的固定连接。夹持器20可以是本技术领域已知的任何型式的夹持器并可用本技术领域已知的任何材料制成,只要其可用于把诸如气流分布装置18的装置刚性地或可操作地连接于诸如过滤器30的另一装置即可。这样的材料可包括例如钢铁、铝、铜、锡、塑料和/或橡胶。夹持器20的内径以及它的尺寸和/或型式可根据所用的气流分布装置18的尺寸和/或型式来确定。
夹持器20可使使用者用手操纵气流分布装置18的、处在过滤器30外面的那一端部,以便根据需要把压缩气体分布成遍及过滤介体42的至少一部分。在这一实施例中,这种连接可以是基本上气密的。用护套、包封或其它柔性的连接机构(未示)可以很容易实现气流分布装置18和夹持器20之间的基本上气密的连接,同时还可使使用者能够操纵气流分布装置18的端部。应该理解在气流分布装置18可拆装地固定于过滤器壳体31或者是连接于过滤器壳体31而又可相对于过滤介体42运动的实施例中,气体管路22可以是柔性的,以便于气流分布装置的安装、运动和拆下。或者气流分布装置18可固定地连接于过滤器壳体31,使得气流分布装置18一旦连接于夹持器20就不能相对于过滤介体42运动。可以用本技术领域已知的任何连接措施,诸如焊接、粘结、螺钉和/或卡扣配合等把夹持器20固定地安装于过滤器壳体31的外表面。
在通过夹持器20把气流分布装置18可拆装地连接于过滤器30的实施例中,夹持器20的内径表面应是滑顺的,以便于它们之间的相对运动。夹持器20的内径也可以是略微大于气流分布装置18的外径,以使得在运动的同时能维持适当的密封。在把气流分布装置18可拆装地连接于过滤器30的其它实施例中,夹持器20的内径可以是有螺纹的。在这样的实施例中,气流分布装置18的外径可以有与夹持器20的内径上的螺纹相对应的螺纹,以构成它们之间的连接。
或者,在气流分布装置18固定地连接于夹持器20因而气流分布装置18与过滤器30之间不可能有相对运动的实施例中,可以用本技术领域已知的任何连接措施,诸如焊接、粘结、螺钉和/或卡扣配合等把气流分布装置18连接于夹持器20。
如图1所示,维护系统10的真空源14可通过真空管路26连接于气流接收装置24。真空源14还可包括一个接收器16。气流接收装置24可连接于过滤器壳体31的第二通孔56。或者,气流接收装置24可通过一个夹持器(boss)21刚性地连接于或可拆装地固定于过滤器壳体31。应该理解气流接收装置24与夹持器21之间的连接可以有类似于气流分布装置18与夹持器20之间的连接的气体和机械特性。
夹持器21可以是本技术领域已知的任何型式的夹持器以及可以有类似于夹持器20的机械特性。夹持器21的内径尺寸应正好配合于气流接收装置24的外径尺寸,并且在本实用新型的某些实施例中,夹持器21可以和夹持器20相同。与夹持器20一样,夹持器21可以通过任何常规的措施连接于过滤器壳体31,并且夹持器21的位置对应于第二通孔56的位置。夹持器21有利于形成过滤器30与气流接收装置24之间的基本上气密的连接。根据每一应用场合的要求,这一连接可以是刚性的、螺纹连接的或允许气流接收装置24相对于过滤介体42运动的。可以用护套、包封或其它柔性的连接机构(未示)构成这种基本上气密的连接。
真空源14可以包括例如一个车间真空泵,或是一个能够使另一装置里产生负压的任何其它的装置。真空源14可以是任何动力或任何容量的,只要能用于清洗过滤器30即可,并且其尺寸可根据被清洗的过滤器30的尺寸和/或型式来选择。例如,包括堇青石填料的过滤器30不能承受超过150磅/英寸2的负压,如果超过这一负压,填料和/或其它过滤介体42就可能遭受损坏。因此,用于清洗这样的过滤器30的真空源14的最大能力应低于约150磅/英寸2。在本实用新型的某些实施例中,真空源14可建立恒定的真空度,因而可使过滤器30里产生恒定的负压。或者,真空源14可为过滤器30提供一个脉动的或变化的真空。提供给过滤器30的真空的一致性可根据每一应用场合而改变,并且是取决于过滤器30的结构型式、构造或者其它特性。
如图1所示,真空管路26把真空源14连接于气流接收装置24。这种流体连通允许固体颗粒、液体或气体从过滤器30到达气流接收装置24。应该理解这种流体连通使得从过滤介体42上脱离下来的烟灰或其它颗粒物从过滤器30出来而到达真空源14和/或接收器16。真空管路26可以是本技术领域已知的任何类型的真空管路,以及可以有类似于气体管路22的机械特性。真空管路26应尽可能短,以有利于维护系统10的工作并降低真空源14与过滤器30之间的压力降。真空管路26的内径尺寸应正好配合于气流接收装置24的外径,并且在本实用新型的某些实施例中,真空管路26在结构上可与气体管路22相同。真空管路26可以用任何常规的措施连接于气流接收装置24的出口59。例如,可以用粘结剂、一压紧圈、一环、一付螺纹、一快速连接件、一种卡扣配合或任何其它的常规措施把真空管路26固定于气流接收装置24。应该理解在用螺纹把真空管路26固定于气流接收装置24的实施例中,互相对应的螺纹应设置在真空管路26的内径表面和气流接收装置24的外径表面上,或者反过来,设置在真空管路26的外径表面和气流接收装置24的内径表面上。真空管路26可以是刚性的或柔性的,并且便于气流接收装置24的至少一部分伸进过滤器30的过滤器壳体31里和/或在其内运动。
气流接收装置24可以是能够以可控方式输送负压的任何装置。例如,气流接收装置24可以是本技术领域已知的一个管子、收集器、筒子、壳体或任何类似的其它器件。气流接收装置24可以是一个单件式装置或者是用两个或几个零件装配起来的装置。气流接收装置24应有足够的刚性,以使其在承受负压时不会发生变形。气流接收装置24可以用本技术领域已知的塑料、钢铁、铜、铝、钛或任何其它材料制造。例如,气流接收装置24可以是基本上空心的,基本上圆筒形的,和/或任何其它形状的,只要其可用于可控地输送负压。气流接收装置24的形状应使其能够插进过滤器30的刚性通孔部分56里以能在其内部被操纵,并且能被从其中取出来。气流接收装置24的尺寸应选择为能输送一定大小的负压,以有助于除去过滤器30里的异物,而又不会损伤过滤介体42或过滤器的其它部件。气流接收装置24应能可调整地向过滤器壳体31里面运动和从其中向外运动,以便使用者可以把气流接收装置24尽可能接近过滤介体42而有利于除去异物。这样,就可以用手操纵气流接收装置24或把它定位成能使遍及过滤介体42的负压为最大。
如图1a所示,图1的气流分布装置18和气流接收装置24可采取两个端部作用器(end effector)90a、92a的形式。端部作用器90a、92a可以是任何尺寸、形状和/或构造,只要其能够使遍及过滤介体42的空气流分布为最大。例如,在某些实施例中,端部作用器90a、92a可以是有中心部分94a和介体接口部分96a的一个单件式器件。在其它实施例中,端部作用器90a、92a可以是由两个或多个零件构成的。端部作用器90a、92a的中心部分94a可以分别流体地连接于气体源12和真空源14,以便于空气和/或从过滤介体42脱离下来的异物的流动。这种连接可以是刚性的或柔性的,这取决于例如过滤器30的构造。这种连通应能使端部作用器90a、92a中的至少一部分匹配于过滤介体42的表面的至少一部分。
介体接口部分96a可以是例如圆形的、锥形的、箱形的或任何其它适当形状的,并且其尺寸可选择为和/或构造成能与过滤介体42匹配,并且不会在承受压缩气体或负压时发生损坏。介体接口部分96a可以是刚性的或略有柔性的,或者可包括至少一个刚性的或略有柔性的零件,以便与过滤介体42有所希望的接触和/或形成密封,并且可以是用本技术领域已知的任何适当的材料或材料组合制造。介体接口部分96a的至少一部分可以转动,或者说是可相对于过滤介体42转动,以便能改变遍及过滤介体42的气流分布。可以用本技术领域已知的例如电磁铁、电动机或其它措施(未示)来驱动可转动的部分。
如图1a所示,可把端部作用器90a、92a分别直接对准过滤介体42的一侧。为了便于端部作用器90a、92a的直接对准和/或协调运动,可以用例如一个连接件98把气流分布装置18和气流接收装置24连接起来。该连接件98可以是一杆、一棒子、一柄、一梁或任何其它的连接件并且可以是用本技术领域已知的任何适当材料制造的。端部作用器90a、92a可以是刚性地安装于连接件98,以便可通过操纵连接件98协同地操纵端部作用器90a、92a。连接件98的示例性运动如图1a中的箭头所示。操纵连接件98就可使端部作用器90a、92a作相应的运动。在某些实施例中,可以手动操纵连接件98,而在其它实施例中,可以用任何常规的驱动装置驱动连接件98。这类驱动装置可包括本技术领域已知的例如电动的、液压的、气动的和/或其它的控制装置。
过滤器壳体31上可做出适当的通孔54、56,分别用以安装气流分布装置18和气流接收装置24。通孔54、56的尺寸和/或形状应能允许连接件98的运动,可以用一个柔性的护罩或其它类似的结构来形成在工作过程中端部作用器90a、92a与过滤器壳体31之间的密封。可以用粘结剂或任何其它适当的措施把柔性的护罩密封于气流分布装置18和气流接收装置24以及密封于过滤器30的过滤器壳体31。柔性的护罩可以是本技术领域已知的任何型式的,并且可以是用本技术领域已知的例如塑料、橡胶或其它适当的材料制造。在这样的实施例中,夹持器20和21中的至少一个和/或进口阀门38和出口阀门40中的至少一个可以省去。应该理解在采用端部作用器90a、92a的某些实施例中,可能需要通孔54、56相当大,以便能插进、操纵和取出端部作用器90a、92a。如果不形成适当的如上所述的密封,这样的大通孔54、56会使维护系统10的效率降低。
在其它实施例中,两个端部作用器中的至少一部分可以是例如相当窄和/或基本上是长方形的。例如,如图1b所示,端部作用器90a、92a中的每一个都可包括一个毂壳部分94b和一个基本上是窄的和/或长方形的介体接口部分(mediainterface portion)96b。端部作用器90b、92b,与上面参照图1a说明的端部作用器90a、92a一样,可以是用与之相同或类似的材料制造的并且有与之相同或类似的机械特性。但是与图1a中的介体接口部分96a相比,介体接口部分96b可以较窄一些和/或有较小的表面面积。其结果,在这样的实施例中,过滤器壳体31上的通孔54、56可以比针对端部作用器90a、92a所讨论的通孔小。这样的通孔54、56的尺寸和形状可选择为能接纳端部作用器90b、92b,并且允许介体接口部分96b接近过滤介体42的基本上整个端面。这样的通孔54、56可能需要较小的柔性护罩(未示)或类似结构就能形成工作过程中端部作用器90b、92b和过滤器壳体31之间的密封。或者,可以用柔性的护罩形成端部作用器90b、92b和夹持器20、21之间的密封。夹持器20、21的尺寸可选择为与通孔54、56相适应,以允许端部作用器90b、92b和过滤器壳体31之间的相对运动。
介体接口部分96b可以通过毂壳部分94b可转动地连接于端部作用器90b、92b。这种可转动的连接使得可把端部作用器90b、92b对准而插进过滤器30。可以用本技术领域已知的任何适当的可转动连接措施来达到这种可转动的连接。应该理解这种连接可以是如上所述的流体的连接。在这样的实施例中,端部作用器90b和/或端部作用器92b还可包括一个可调整的限位件(未示),以防止其插进过滤器30里超过预先确定的安全距离。有这一安全距离,就能防止损伤例如过滤介体42。在某些实施例中,可以省去端部作用器92b而用图1中的气流接收装置24代替之。
再来看图1,接收器16可流体地连接于真空源14。接收器16可被构造成能收集过滤器30里除掉的异物,并且可以可拆装地连接于真空源14。例如,在某些实施例中,随着真空源14从过滤器30抽出异物,被除掉的异物可能穿过装在真空源里的真空过滤器(未示)。在这样的实施例中,接收器16可收集和储存由真空过滤器截留的异物。接收器16可以是任何尺寸的,只要其能用于收集来自过滤器30的异物,而且其可以有任何适用的容量和形状。例如,接收器16可以是圆筒形的或箱形的,并且可以是一个刚性的容器或一个柔性的袋子。可把接收器16设计成能收集和储存任何类型或成份的异物。在本实用新型的这一实施例中,可将接收器16设计成能储存诸如烟灰之类的有害污染物,并且可以是用本技术领域已知的例如钢板、镀锡钢板、增强织物、铝板、复合材料、陶瓷或任何其它材料制造的。接收器16应能被迅速地拆装于真空源14,以便处置其中收集的异物。
图6表示出本实用新型的一个实施例,其中气流接收装置24和气流分布装置18与过滤器30连接成一直线。在这一实施例中,可将过滤器30的进口34脱离于发动机46的排气管路44。还可把过滤器30的出口36脱离于其已经连接的任何工作机器的部件。于是,可将气流接收装置24和气流分布装置18分别连接于进口34和出口36。在做这样的连接时,可使气流接收装置24和气流分布装置18的至少一部分处在过滤器壳体31里。气流接收装置24和气流分布装置18都应密封地连接于过滤器30,并且这种连接应是基本上气密的。如图6所示,可用接头件(fitting)50来方便地进行这种连接。接头件50可以是本技术领域已知的任何型式的接头件,只要其能建立气流接收装置24、气流分布装置18和过滤器30之间的刚性连接。或者,可以用接头件50构成一种可活动的连接,在这种连接中,气流接收装置24和气流分布装置18可相对于过滤介体42运动,以改善维护系统10的除灰能力。接头件50可以是用本技术领域已知的例如热收缩材料、塑料、橡胶、钢板、镀锡钢板、铜板、铝板或任何其它材料制造的。在这一实施例中,省去了进口阀门38和出口阀门40(未示)。
应该理解虽然可将过滤器30脱离发动机46和工作机器的其它部件,但是过滤器30仍然是通过过滤器托架32或其它连接结构连接于工作机器。因此,可以在不把过滤器30拆离工作机器的情况下对过滤器30进行维护。为了能迅速地脱离发动机46和工作机器的其它部件,图6中的接头件50可以是例如挠性连接件、外套筒连接件、或任何其它的常规连接件,只要其便于两个固定的工作机器部件之间的迅速拆装连接即可。
在图6所示的实施例中,可以用本技术领域已知的一种型式的盖帽48密封前面参照图1、1a或1b所述的夹持器20、21。盖帽48可以是例如有螺纹或非螺纹的塞子、螺栓、或橡胶塞子,并且能够在气流分布装置18和气流接收装置24拆离过滤器壳体31时以图1、1a和1b所示的方式密封夹持器20和21。由于密封住夹持器20和21,盖帽48基本上可阻止气体或异物在对过滤器30进行维护时进入或流出过滤器30。盖帽48的尺寸应能密封地配合于夹持器20、21的内径,或能密封地配合于夹持器20、21的外径。或者,在诸如图6所示的实施例中,可省去夹持器20、21。
如图7所示,在本实用新型的另一个实施例中,气流分布装置18进而气体源12可连接于夹持器21并穿过第二通孔56定位在过滤器壳体31内。在这一实施例中,气流接收装置24可连接于夹持器20并穿过第一通孔54定位在过滤器壳体31内。这两个连接都可用于除去过滤器30里的异物。
在图8所示的本实用新型的再一个实施例中,用于除去过滤器30或本技术领域已知的任何过滤装置里的异物的系统200可包括一气体源12、一真空源14、一接收器16、一气流分布装置18以及一气流接收装置24。可以用例如一气体管路22或一真空管路26把系统200的各部件互相流体连通。可以用一个夹持器(boss)20把气流分布装置18可拆地固定于过滤器30的一第一通孔54。可以用一个夹持器21把气流接收装置24可拆地固定于过滤器30的一第二通孔56。夹持器20和21可以是本技术领域已知的任何型式的夹持器,并且可具有类似的机械特性。可以用任何常规的措施把夹持器20和21连接于过滤器的壳体31,使夹持器20和21的位置分别对应于第一和第二通孔54和56的位置。这一实施例的各个部件可以类似于或相同于上述有对应标号的其它实施例的部件。例如,气流分布装置18可以是一个喷嘴,气体源12可包括一个压缩机,过滤装置30可以是一个颗粒物过滤器。此外,被从过滤装置30里除去的异物可以是从过滤装置30的再生产生的灰。
如图8所示,这一实施例的系统200还可包括一个气体储存装置100。该气体储存装置100可以设置在气体源12的下游,并且气体源12的一出口可以通过气体管路22与气体储存装置100的一进口102流体地连接。气体储存装置100可以是能够储存加压气体的任何装置。气体储存装置100可包括例如一个高压气体容器或一个可膨胀的储存容器。在气体储存装置100在流体地连接于本实用新型的系统200之前就装有一加压气体的实施例中,可以省去气体源12。气体储存装置100可以是用本技术领域已知的任何材料制造的并且可以是刚性的或柔性的。这样的材料可包括例如钢、铸铁、铜、铝、钛、铂、和/或它们的任何合金或组合。此外,气体储存装置100也可以是用塑料、橡胶、乙烯、聚四氟乙烯、膨胀聚四氟乙烯、或它们的某些衍生物或组合制造的。在再一种替代方案中,气体储存装置100可以是用上述金属或非金属的任何组合制造的。
气体储存装置100可以具有能够把高压气体的可控制的体积供应到例如一个过滤器的一装置的任何容量。气体储存装置100应能以相对于大气压力的任何所希望的压力储存气体。例如,在本实用新型的一个实施例中,气体储存装置100能储存一个压力范围的气体,这个压力范围对于维护含有例如堇青石填料的过滤器是安全的。如前所述,这样的填料以及其它类似的过滤介体42不能承受高于约150磅/英寸2的压力,如果超过这个压力就可能损坏。
气体储存装置100可包括至少一个能够感受本技术领域已知的例如流量、压力、温度或其它流动参数的气体储存装置传感器109。用于把气体储存装置100流体地连接于例如气体管路22的连接或其它措施的尺寸可以设计为形成一种密封的连接,而不管气体储存装置100里的气体压力的高低。气体储存装置壳体108的壁厚也可以是适用于这样的压力。此外,气体储存装置100可以有利地被构形为能储存并可控制地放出所需要的加压气体体积。例如,气体储存装置100可以是圆筒形的或球形的,以使其有最好的结构优越性。
一气体储存装置出口104可通过一气体管路22流体地连接于气流分布装置进口58,以及,一个气体储存装置阀门106可设置在靠近气体储存装置出口104处。气体储存装置阀门106可以是本技术领域已知的例如提动阀、蝶阀、可控制的薄膜阀或任何其它型式的可调节流量的装置。例如,可以控制气体储存装置阀门106,以允许任何流量范围的气体从气体源12进入气流分布装置18。气体储存装置阀门106可以被定位成完全限制来自气体源12的气流或可允许气流不受限制地通过。可以用本技术领域已知的任何常规措施把气体储存装置阀门106连接于气体储存装置100。在某些实施例中,可以以相当高的速度控制气体储存装置阀门106的完全打开或完全关闭。这样的高速运动可以用高速控制机构120来达到。高速控制机构120可包括例如一个电的、压电的、气动的、液压的或其它的控制器。在某些实施例中,高速控制机构120可以是一个伺服马达、电磁铁或其它常规的器件。
气体储存装置100也可包括一个布置在靠近气体储存装置进口102处的止回阀124。该止回阀124可以构造成允许压缩气体从气体源12流进气体储存装置100并能阻止气体通过气体储存装置进口102流出。这样,止回阀124有助于把加压气体储存在气体储存装置100里。
应该理解在本实用新型的另一些实施例中,可以用各种另外的流动路径使气流从气体源12流向气流分布装置18。例如,在某些实施例中,气体储存装置100可包括一个三通阀门(未示)或其它型式的阀门,以使使用者能够使气流旁通流过气体储存装置100而使来自气体源12的压缩气体直接流向气流分布装置进口58。
也可以理解的是可把系统200(图8)的气流接收装置24和气流分布装置18与过滤器30连接成一直线,这大致如图6所示。在这样的实施例中,过滤器30的进口34可以脱离发动机46的排气管路44。过滤器30的出口36也可以脱离它可能已连接的任何工作机器部件。然后,气流接收装置24和气流分布装置18可分别连接于进口34和出口36。在做这样的连接时,气流接收装置24和气流分布装置18的至少一部分可以处在过滤器壳体31内。气流接收装置24和气流分布装置18都可密封地连接于过滤器30,并且这种连接可以是基本上气密的。在这样的实施例中,气体源12可流体地连接于气体储存装置进口102,以及,气体储存装置出口104可流体地连接于气流分布装置进口58。
如图9所示,在本实用新型的再一个实施例中,用于除去过滤器30或本技术领域已知的其它过滤装置里的异物的维护系统300可包括一气体源12、一真空源14、一接收器16、一气流分布装置18以及一气流接收装置24。系统300的某些部件可以用例如管路22或真空管路26互相流体地连接起来。气流分布装置18可以是用一个夹持器20可拆装地固定于过滤器30的第一通孔54。气流接收装置24可以是用一个夹持器21可拆装地固定于过滤器30的一第二通孔56。和针对图8的实施例解释的情况一样,图9所示的示例性实施例的各部件可类似于或相同于上述各实施例的有对应标号的各部件。
图9所示的实施例的系统300还可包括一个真空储存装置110。该真空储存装置110可以安装在真空源14的下游,并且真空源14的一进口可通过真空管路26流体地连接于一真空储存装置出口114。真空储存装置110可以是能够以负压储存气体的任何装置。真空储存装置壳体118的壁厚可适用于这样的负压。真空储存装置110可包括例如一个高压气体容器并且可以是用本技术领域已知的任何材料制造的。真空储存装置110的机械特性可以类似于图8的气体储存装置100的机械特性,并且在某些实施例中真空储存装置110可以与气体储存装置100相同。在真空储存装置110在流体地连接于本实用新型的系统300之前就以一负压装有气体的实施例中,真空源14可以省去。真空储存装置110可包括至少一个真空储存装置传感器119,其应能感受例如流量、压力、温度或本技术领域已知的其它流动参数。
一真空储存装置进口112可通过一真空管路26流体地连接于气流接收装置出口59,并且真空储存装置阀门116可设置为靠近真空储存装置进口112。真空储存装置阀门116可以是例如一提动阀、蝶阀、可控制的薄膜阀、或本技术领域已知的任何型式的可控流量调节装置。例如,可以控制真空储存装置阀门116而允许任何流量的气体从气流接收装置24流向真空储存装置110。真空储存装置阀门116可被定位成完全限制来自气流接收装置24的一气流或可允许气流不受限制地通过。可以用本技术领域已知的任何常规措施把真空储存装置阀门116连接于真空储存装置110。在某些实施例中,可以以相当高的速度使真空储存装置阀门116完全打开和/或完全关闭。这样的高速运动用一高速控制机构122很容易实现。高速控制机构122可包括例如电的、压电的、气动的、液压的或其它的控制器。在某些实施例中,高速控制机构122可以是一伺服马达、电磁铁、或其它常规的器件。真空储存装置阀门116和用于控制真空储存装置阀门116的高速控制机构122在机械上可类似于前面针对图8描述的气体储存装置阀门106和对应的高速控制机构120。在某些实施例中,真空储存装置阀门116和用于控制真空储存装置阀门116的高速控制机构122可以与上述气体储存装置阀门106和对应的高速控制机构120相同。
真空储存装置110还可包括一个设置在靠近真空储存装置出口114处的止回阀126。该止回阀126可被构造成允许气体从真空储存装置110流向真空源14并能阻止气体从真空储存装置出口114进入真空储存装置110。这样,止回阀126可有助于把气体在一负压下储存在真空储存装置110里。
应该理解在本实用新型的再一些实施例中,可以用各种其它的流动路径把来自气流接收装置24的气流引向真空源14。例如,在某些实施例中,真空储存装置110可包括一个三通阀(未示)。这个三通阀可类似于或相同于图8的系统200的三通阀。
还应能理解系统300(见图9)的气流接收装置24和气流分布装置18可与过滤器30连接成一线,大致如图6所示。在这一实施例中,过滤器30的进口34可不连接于发动机46的排气管路44。过滤器30的出口36也可以断开于它可能已连接的任何工作机器部件。于是,气流接收装置24和气流分布装置18可分别连接于进口34和出口36。在做了这样的连接时,装置24和18的至少一部分可处在过滤器壳体31里。装置24和18都可密封地连接于过滤器30,这种连接可以是基本上气密的。在这一实施例中,真空源14可流体地连接于真空储存装置出口114,以及,真空储存装置进口112可流体地连接于气流接收装置出口59。
如图9a所示,在本实用新型的一个实施例中,用于除去过滤器30或本技术领域已知的其它过滤装置里的异物的系统400可包括一气体源12、一真空源14、一接收器16、一气流分布装置18以及一气流接收装置24。可以用例如一气体管路22或一真空管路26把系统400的某些部件互相流体地连接起来。可以用一夹持器20把气流分布装置18可拆地连接于过滤器30的一第一通孔54。可以用一夹持器21把气流接收装置24可拆地连接于过滤器30的一第二通孔56。与针对图8和9的实施例解释的一样,图9a所示的这一示例性实施例的各部件可类似于或相同于上述有对应标号的其它实施例的各部件。
图9a所示的实施例的系统400还可包括一气体储存装置100和一真空储存装置110。该系统400的气体储存装置100可类似于或相同于系统200的气体储存装置并包括相同的部件,以及以同样的方式进行连接,如同针对图8所述的一样。类似地,系统400的真空储存装置110可类似于或相同于系统300的真空储存装置110并包括相同的部件,以及以同样的方式进行连接,如同针对图9所述的一样。
如图10所示,在本实用新型的再一个实施例中,用于除去过滤器30或本技术领域已知的其它过滤装置里的异物的系统500可包括一真空源14、一接收器16以及一气流接收装置24。可以用例如一真空管路26把系统500的某些部件互相流体地连接起来。可以用一夹持器21把气流接收装置24可拆地连接于过滤器30的一通孔56。图10所示的这一示例性实施例的各部件可类似于或相同于上述有对应标号的其它实施例的各部件。
图10所示的实施例的系统500还可包括一个连接于薄膜128的驱动器130。该薄膜128可设置在过滤介体42的下游并且可以是任何型式的薄膜,只要它能够变形而改变靠近其表面的气体压力。利用薄膜128的变形造成的压力变化可包括在诸如一过滤器30的装置内部的气体脉冲。应能理解在系统500包括薄膜128和驱动器130的实施例中,气体源12、管路22以及气流分布装置18都可省去。
薄膜128可以用本技术领域已知的任何可变形的材料制造,诸如钛薄板、不锈钢片、聚乙烯、或其它金属、聚合物或它们的衍生物。薄膜128的尺寸可以恰当地确定为能跨越过滤器30的断面的至少一部分。在某些实施例中,薄膜128可以跨越过滤器30的整个断面。薄膜128的尺寸和形状可根据所希望的在过滤器30里引发的压力变化或气体脉冲特性来选择。例如,在需要产生大幅度的气体脉冲时,系统500中可能需要直径大的薄膜128。此外,在需要产生频率相当低的脉冲时,系统500中可能需要相当薄的薄膜128。作为另一个例子,可以把薄膜128构造成类似于一个普通低频扬声器。这样的薄膜128的周边处可以有不均匀的部分(未示),以使薄膜128周边处有比别处更大的柔性。这一不均匀部分可皱褶成大致类似于手风琴的风箱的一部分。这样的不均匀部分可使薄膜128具有附加的柔性从而可增大其能够引发的气体脉冲的幅度。应该理解薄膜的这些和其它特性是设计上的选择问题,可以根据薄膜128所配用的过滤器30的构造来选择所需要的薄膜特性和结构。
在某些实施例中,薄膜128可以刚性地安装于过滤器30的过滤器壳体31。薄膜128可以用本技术领域已知的任何措施安装。例如,在某些实施例中,可将薄膜128焊接于或铜焊于过滤器壳体31。安装薄膜128时可恰当地确定其相对于过滤介体42的取向,以使气体脉冲的方向基本上平行于流过过滤介体42的常态气流。这一方向在图10和11中用箭头134表示。在某些实施例中,薄膜128可安装成大致平行于过滤介体42,如图10和11所示。薄膜128可安装在过滤器壳体31内,同时要使其在发动机46正常运转过程中不妨碍排气流通过过滤器30(下面将参照图12更详细地说明)。在这些实施例中,可以在发动机46运转之前把薄膜128永久性地安装在过滤器30内,并在发动机46运转过程中保持在过滤器壳体31内。
在其它实施例中,可通过一夹持器138把薄膜128可拆装地固定于过滤器30的一通孔136。这一实施例表示于图11。夹持器138可以是本技术领域已知的任何型式的夹持器,并且夹持器138的尺寸和/或型式可根据所用的薄膜128的尺寸和/或型式来确定。如同针对图1的实施例所述,夹持器138的内径可以是有螺纹的。在这样的实施例中,薄膜128的外表面可以具有对应于夹持器138的内螺纹的外螺纹,以便于它们之间的连接。
如图10和11所示,驱动器130可以刚性地安装在薄膜128的表面上并定位在其上,以便能改变靠近薄膜128的表面处的气体压力。这样,驱动器130可被构造成在诸如过滤器的装置里引发气体脉冲。驱动器130可以用本技术领域已知的任何材料制造,并且在本实用新型的某些实施例中,驱动器130可以用压电材料制造。在这样的实施例中,驱动器130在被施加电压时可发生变形。可通过电连接于驱动器130的导线132来施加电压。驱动器130的变形幅度对应于对其施加的电压和/或电流的大小。例如,对驱动器130施加相当大的电压可使其产生相当大的变形。变形幅度可能也与驱动器130的尺寸和/或电阻有关。例如,一个较长的驱动器130比一个与之类似而长度较短的驱动器130能引起更大的变形。如同上面的讨论,可以根据所希望的在过滤器30里引发的压力变化或气体脉冲特性来选择驱动器130的尺寸和特性。
因为驱动器130是刚性地安装于薄膜128,驱动器130变形就会使薄膜128产生对应的变形。因此,可通过控制施加于驱动器130的电压和/或电流来控制薄膜128的变形和在过滤器30里引发的对应的气体脉冲。薄膜128的变形可能至少部分地受到薄膜128与过滤器壳体31(图10)或夹持器138(图11)之间的刚性连接的限制。
以下将描述本实用新型的工业实用性。这里揭示的维护系统10可应用于本技术领域已知的任何过滤器30、过滤装置或其它能截留异物的装置。这样的装置可用在需要除去异物的任何应用场合。例如,这样的装置可应用于本技术领域已知的柴油机、汽油机、天然气发动机或其它燃烧燃料的发动机或燃烧炉。因此,如上所述,所揭示的维护系统10可应用于任何工作机器、道路车辆、非道路车辆、固定的机器、和/或其它产生排出废气的机器,用于除去它们的过滤装置里截留下来的异物。系统10可以是一车辆上的系统或非车辆上的系统。在系统10是一车辆上的系统的实施例中,该系统10的各部件可直接安装于工作机器并且可拆地连接于过滤装置。例如,系统10可固定在工作机器的一个隔室里,诸如发动机室里。
可以用各种不同的方法和系统除去这些机器的过滤装置里的异物。例如,可以通过再生过程对这些机器上用的某些过滤器进行清洗。在再生过程中,可以用加热器或某种其它热源增高过滤器部件的温度。加热器也可把所截留的颗粒物的温度升高到其燃烧温度以上,从而烧掉累积的颗粒物而使过滤器再生,同时留下少量的烟灰。尽管利用再生过程可减少过滤器里累积的异物,但是对过滤器进行重复的再生会使烟灰长期地累积在过滤器的部件上,这将使过滤器的性能恶化。
与颗粒物不同,烟灰不可能通过再生被烧掉。因此,在某些情况中,可能需要用其它技术和系统来除去发动机过滤器里的积灰。下面来详细说明本实用新型的维护系统10的工作。
图12表示出发动机46的正常运转状态。在这一状态,维护系统10可不连接于过滤器30,并且进口阀门38和出口阀门40可以都敞开着,以便发动机46的排气流通过。如排气流箭头“72”所示(见图12),发动机46的排气流通过排气管路44和过滤器30的开着的进口阀门38。排气流通过进口34进入过滤器30并流过过滤介体42(未示)的至少一部分,如箭头“74”所示。排气流一通过出口36流出过滤器30,就通过开着的出口阀门40,如箭头“76”所示。
经过一段时间,工作机器诊断设备88可能感受到被排放到大气中的污染物的量增大了。根据污染物的量的读数,过滤器30可以或自动地或依靠操作者的某些输入开始进行再生过程。如上所述,在经过若干次再生循环之后,烟灰开始累积在过滤介体42里。可将本实用新型的维护系统10连接于过滤器30而帮助除去其中累积的烟灰。应该理解维护系统10也可用于帮助除去过滤器30里积留的烟垢和/或其它异物。
如图13所示,为了开始除去过滤器30里的烟灰,把发动机46关掉,使燃烧停止,没有排气流从发动机46进入排气管路44。这时,操作者可用手关闭进口阀门38和出口阀门40。或者,在阀门38、40由电磁铁或其它装置驱动的实施例中,可以通过远程控制关闭阀门38,40。关闭进口阀门38可在除灰过程中保护发动机46的部件,并且可防止烟灰通过排气管路44进入发动机46。关闭出口阀门40同时关闭进口阀门38可防止气体在由气流分布装置18(未示)供应过来之后从过滤器30逸出。
可通过拆下盖帽48(见图6)和把气流分布装置18(未示)通过夹持器20(见图1)插进过滤器壳体31而把气体源12连接于过滤器30。可把气流分布装置18定位成使遍及过滤介体42的压缩空气流为最大,而又不会损伤过滤介体42(见图1)。用固定于气流分布装置18的可调整的限位件(未示)可防止损伤过滤介体42。
可通过拆下在过滤器30的另一侧的盖帽48(见图6)和把气流接收装置24通过夹持器21(见图1)插进过滤器壳体31而把真空源14连接于过滤器30。可把气流接收装置24插进过滤器30并定位成使施加于过滤介体42的真空度或负压为最大,而又不损伤过滤介体42。
可起动气体源12并开始给过滤器30供应压缩空气,如压缩空气流箭头“78”所示(见图13)。尽管这一气流在图13中是示意地表示的,但是应能理解可以由气流分布装置18供应压缩空气,以达到遍及过滤介体42的最大的空气分布。压缩空气的这种分布可以是气流分布装置18的例如孔的布置、手动或机械驱动、自由运动、或它们的组合的合理设计的结果。应该理解在由气体源12供应压缩空气的同时,操作者可用手操纵气流分布装置18来改变压缩空气在过滤器30里的分布,以提高系统的除灰能力。例如,可以基本上上下地沿着过滤介体42操纵图1a的气流分布装置18和气流接收装置24,如该图中的方向箭头所示。可以以基本上相同的方式操纵图1b中的气流分布装置18和气流接收装置24。如图1、1a和1b所示,这种操纵部分地取决于装置18、24和/或所用的端部作用器90a、92a、90b、92b的型式。尽管为了改善空气的分布可以向任一方向操纵图1的气流分布装置18和气流接收装置24,但是至少分别由于端部作用器90a、92a和90b、92b的尺寸和形状,应该适当地限制图1a和1b的装置18、24的运动范围。
可以基本上在起动气体源12的同时起动真空源14,以便在由气体源12供应压缩空气的同时对过滤器30施加真空或负压。气体源12和真空源14迫使空气流过过滤器30,其流动方向(见图12)与过滤器正常工作时排气流在其中的流动方向相反。压缩空气和真空的并用可提高维护系统10的除灰性能,并且有利于除去深度沉积在过滤器30的过滤介体42里的积灰。这一空气流在图13中用反向流动箭头80表示。
在某些实施例中,由气体源12供应的压缩空气的量可以基本上与由真空源14抽出的气体的量相一致。但是在其它实施例中,气体源12的输出可以与真空源14的输入无关。应该理解在不把真空源14的输入与气体源12的输出调整到基本上相等的实施例中,维护系统10的总效率可能达不到最大。
一旦烟灰被松落了,它就会被吸向真空源14,如真空流箭头“82”所示,和/或进入接收器16。在整个除灰过程中可把烟灰安全地储存在接收器16里,并且可以一直放在接收器16里直到处置掉。
应该理解根据气流接收装置24的尺寸、形状和/或位置,其可能不足以收集从过滤器30除掉的全部烟灰。例如,由于过滤器里形成的反向流,除掉的某些烟灰可能堆积到邻近气流接收装置24。不管气流接收装置24在过滤器壳体31里的运动情况如何,它不应碰到这样除掉的烟灰。还应该理解为了减轻这一问题,可以加大第二通孔56的尺寸,以改善气流接收装置24的运动情况。此外,可以用较大的或漏斗形的气流接收装置24。但是,不管采用那种解决办法,其都可能产生一些负面影响。
操作者可以用现有的工作机器诊断设备88或本技术领域已知的其它措施确定过滤器30里的烟灰是否已基本上清除了。例如,在迫使反向压缩空气流通过过滤器30之后,操作者可以断开维护系统10,打开进口阀门38和出口阀门40,并起动发动机46。在过滤器30下游的工作机器诊断设备88可确定过滤器30是否工作在基本上无灰的状态或者过滤器30是否需要进一步维护。
在某些情况中,在气体源12和真空源14已经以反向的气流作用于过滤介体42之后,可能仍有不少烟灰留在过滤器30里。在这种情况中,需要用气体源12和真空源14迫使空气流以图14所示的常态流动方向通过过滤器30。如该图所示,气体源12迫使压缩空气按照箭头“78”的方向流动。用气流分布装置18(未示出)可使压缩空气遍及过滤介体42的端面并沿着常态流动箭头“86”的方向通过过滤器30。这样可把过滤介体42里的残余的烟灰冲掉并从过滤器30里除去。如真空流箭头“82”所示,烟灰可能进入真空源14进而进入接收器16并可安全地储存于其内。在整个这一过程中,可把进口阀门38和出口阀门40关闭,以保护发动机46免受损坏并保持过滤器30里的压力。在进行了这种常态流动方向清除循环之后,操作者可再把维护系统10与过滤器30断开,并用一个或几个上述的工作机器诊断设备88测量过滤器30的性能。可以重复进行这一过程,直到使过滤器的性能达到符合要求的程度。
另外,在系统200还包括一个气体储存装置100的一实施例中(图8),可以关闭气体储存装置阀门106同时起动气体源12。关闭气体储存装置阀门106可以完全限制压缩空气流进入气流分布装置18,并允许压缩空气的流量的至少一部分储存在气体储存装置100里。由于流量的这一部分储存在其内,气体储存装置100里的压力可能增加。止回阀124可阻止加压气体从气体储存装置进口102流出并因此有助于以一正压储存气体。一旦气体储存装置100里达到了所希望的正压,可把气体储存装置阀门106打开,于是储存的气体可通过气体储存装置出口104释放至气流分布装置18。可将气体储存装置阀门106快速地打开,以使靠其将储存的气体从真空储存装置110释放出去的力为最大。被释放的气体可能产生遍及过滤介体42的一压缩空气冲击波并能提高系统200的除去异物的能力。例如,与不采用一冲击波的一系统10相比,气体冲击波能够在较短的时间里以较小的努力除去过滤介体42里的很深的异物。如上所述,可以以与正常流过过滤器30的气流方向相反的方向施加储存气体流。应该理解可以在打开阀门106之前或基本上同时起动系统200的真空源14。
在系统300包括一个真空储存装置110(图9)的实施例中,可关闭真空储存装置阀门116同时起动真空源14。关闭真空储存装置阀门116可完全限制空气流从过滤器30流向真空储存装置110并允许在真空储存装置110里建立起一负压。由于流动受到真空储存装置阀门116的限制以及真空源在继续抽真空,真空储存装置110里的压力会降低。止回阀126可阻止气体进入真空储存装置出口114并因此有助于以一负压储存气体。一旦真空储存装置110里已经达到了所希望的一负压,可打开真空储存装置阀门116,于是真空储存装置110里建立起来的负压可迅速通过气流接收装置24抽吸来自过滤器30的气流。可把真空储存装置阀门116迅速打开以使真空储存装置110抽进气体的力为最大。在过滤介体42的下游用真空储存装置110建立和释放负压可以提高系统300的除去异物的能力。例如,与未建立负压的系统10相比,迅速地释放在一个封闭的系统诸如图9的系统300里建立起来的真空度有助于在较短的时间里以较小的努力除去过滤介体42里的很深的异物。如上所述,可以以与正常流过过滤器30的气流方向相反的方向对过滤器30的至少一部分施加负压。应该理解可以在打开阀门116之前或基本上同时起动系统300的气体源12。
如图9a所示,在再一个实施例中,系统400既包括一气体储存装置100又包括一真空储存装置110。在这一实施例中,可以关闭真空储存装置阀门116和气体储存装置阀门106,而分别起动真空源14和气体源12。如上所述,以这种方式关闭阀门116和106可以限制空气流向真空储存装置110和流向气流分布装置18。关闭阀门116和106还可使在真空储存装置110里建立起一负压以及在气体储存装置100里建立起一正压。一旦真空储存装置110里和气体储存装置100里都达到了所希望的压力,就可打开阀门116和106。如上所述,打开真空储存装置阀门116可迅速通过气流接收装置24抽吸来自过滤器30的气流。类似地,打开气体储存装置阀门106可将储存的气体释放至气流分布装置18。可以迅速地并且是基本上同步地打开阀门116和106,以提高系统400的除去异物的能力。
在系统500(图10和11)包括一薄膜128和一驱动器130的实施例中,出口阀门40和进口阀门38都可关闭,以在过滤器30的壳体31内形成一个相对封闭的系统。可以用连接于过滤器30的一通孔136的一夹持器138把薄膜128可拆地固定于壳体31。然后,通过导线132给驱动器130施加一电压而使薄膜128变形。这一变形会引起过滤器30里的压力变化和对应的一气体脉冲,该脉冲的方向与正常流动的方向相反。这一方向在图10和11中用箭头38表示。气体脉冲的幅度和频率可通过改变施加于驱动器130的电压来控制,并可选择为能引发能够除去积累在过滤介体42里的异物的脉冲。在施加气体脉冲的同时也可起动真空源14来帮助从过滤器30里除去异物。如以上针对图10所述,在某些实施例中,薄膜128可安装在过滤器30里并且是不可拆的。
熟悉本技术领域的人,在理解了本说明书之后,可以设想出所揭示的维护系统10的一些其它实施例。例如,进口阀门38和出口阀门40可以是三通阀,并且在对过滤器30进行维护的同时,可以用这两个阀门把发动机46的排气流引向另一路径。此外,过滤器30可配有不只两个夹持器20、21,以便能插进不只一个气流分布装置18和/或不只一个气流接收装置24。而且,气体源12和真空源14可以是相同的装置。
此外,在某些实施例中,可把真空储存装置118与薄膜128和驱动器130并用,以有助于除去过滤器30里的异物。还有,维护系统10可包括至少一个用于感受流过过滤器30的气流的特性的传感器。这个传感器可连接于维护系统控制器。控制器可响应从至少一个传感器收到的信号而控制除灰过程的各个方面。为了便于进行这种控制,可把进口阀门38、出口阀门40、气体源12和/或真空源14可控制地连接于控制器。应该认为本说明书和各例子只是示例性的,本实用新型的确切范围应由随附的权利要求书来限定。
权利要求1.一种过滤器维护系统,其特征在于,包括一个气体加压部件,该部件的一个零件可拆地固定于所述过滤装置的一第一通孔;以及一个真空源,该真空源流体连通于所述过滤装置的一第二通孔。
2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述气体加压部件包括流体连通于一气体源的一气流分布装置,所述气流分布装置是可拆地固定于所述过滤装置的所述第一通孔。
3.如权利要求2所述的系统,其特征在于,它还包括一气流接收装置,所述气流接收装置流体连通于所述真空源并可拆地固定于所述第二通孔。
4.如权利要求2所述的系统,其特征在于,它还包括连接于所述真空源的一真空储存装置,所述真空储存装置是可控制地流体连通于所述过滤装置的所述第二通孔。
5.如权利要求2所述的系统,其特征在于,它还包括连接于所述气体源的一气体储存装置,所述气体储存装置是可控制地流体连通于所述过滤装置的所述第一通孔。
6.如权利要求2所述的系统,其特征在于,它还包括连接于所述气体源的一气体储存装置和连接于所述真空源的一真空储存装置,所述气体储存装置是可控制地流体连通于所述过滤装置的所述第一通孔,所述真空储存装置是可控制地流体连通于所述过滤装置的所述第二通孔。
专利摘要本实用新型总地涉及一种过滤器维护系统,具体地说,涉及一种用于除去过滤器里的异物的系统。一种过滤器维护系统包括一个气体加压部件。所述部件的一个零件可拆地固定于所述过滤装置的一个第一通孔。所述系统还包括流体连通于所述过滤装置的一个第二通孔的一个真空源。借助本实用新型的过滤器维护系统,可允许在除去异物的过程中操纵过滤器里的反向空气流,而且能提供对过滤器清洗过程有利的负压。另外,借助本实用新型的维护系统,可以不用从工作机器上拆下过滤器。还有,不必提供另外的过滤器,从而可以使系统的总成本和尺寸减小。
文档编号F02B77/04GK2900803SQ20052012921
公开日2007年5月16日 申请日期2005年9月29日 优先权日2004年10月5日
发明者C.L.赛勒斯, D.S.诺迪克, R.A.克兰戴尔, G.汤姆林斯, D.费, A.潘诺夫, W.H.兰尼, C.F.哈贝格 申请人:卡特彼勒公司

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