过滤器模块的制作方法

本技术涉及一种用于从污染气流中分离颗粒的过滤器模块。

背景技术：

1、过滤器模块有多种用途。例如，它们可用于喷漆室吸收漆雾。过滤器模块用于清洁从喷漆室抽出的空气。没有附着在待喷涂物体上的油漆颗粒可以被过滤器模块分离出来。因此，这种过滤器模块也可称为分离器或分离器模块。

2、过滤器模块通常有一个进气口，用于待清洁气流的入口。出气口侧最好布置在另一侧，用于净化气流的出口。

3、例如，可以将几个相同类型的过滤器模块彼此相邻或叠加布置，以形成一个连续的表面，该表面可以布置在待喷射物体的下方或侧面。所有的进气口侧都布置在连续表面的一侧。过滤器模块后面最好能产生真空，这样就能形成从进气口流向出气口穿过过滤器模块的气流。气流引导待清洁的空气通过过滤器模块，并通过将颗粒粘附在过滤器模块内部或将颗粒在过滤器模块上分离来清洁空气。

4、纸质材料制成的过滤器模块是目前已知的技术。过滤器组件内至少有两副面壁，它们与进入的气流方向成横向布置，形成挡板壁。每副面壁都有开口，因此面壁的开口可以从进气口侧向出气口侧变小，和/或可以相互偏移排列 。这些面壁在基座内形成腔室。待清洁的气流以蜿蜒的方式通过壁上不同排列而且一个紧挨着一个的开口。

5、可能的情况是，可以通过一个横向排列的稳定壁将这些面壁连接起来。可以在空腔体中一个接一个地布置多个这样的清洁结构，以形成过滤器模块。通过面壁和稳定壁上的开口，待清洁的空气交替通过面壁和稳定壁，以蜿蜒的方式通过过滤器模块。

6、这种过滤模块的缺点是，由于气流在不同的空间方向上分流，过滤模块内颗粒的附着力非常不同，即分布不均匀。这是由于气流的蜿蜒导向造成的，气流在进入进气口一侧后，在每一个可能的空间方向上都会发生大约 90° 的转向。气流的这种突然改变方向，例如向过滤器模块内的左侧、右侧、顶部或底部改变方向，会导致突然和非常强烈的减速。因此，待清洁的气流首先到达第一面壁和第二面壁之间的第一室，大部分颗粒被分离在该室。而位于更后面的腔室则只有少数颗粒到达。这就降低了每个过滤器模块的效率和使用寿命，因为当过滤器模块内较靠后的区域仅有极少量颗粒积聚时，就必须更换过滤器模块。

7、另一个缺点是，部分流动区域被不透气的材料覆盖，尽管颗粒会附着在所述的挡板壁表面，但空气会偏转。

8、根据现有技术，还可以单独拆卸基座内逐个排列的各个清洁结构。这样就可以更换最靠近进气口一侧的清洁结构。

9、然而，在喷漆室的工作过程中，几个相同的过滤模块通常相邻或相叠以形成一个连续的表面，要更换每个过滤模块上的清洁结构需要花费大量的时间。特别是，必须打开每个单独的空腔体，才能更换每个过滤器模块的清洁结构。如果过滤模块彼此相邻或重叠排列，则无法做到这一点。因此，首先必须拆卸过滤模块的连续表面，这样才能接触到每个过滤模块。这需要花费大量的时间。因此，在实际操作中，几乎不可能更换单个清洁元件。因此，经验表明，只有当第一个清洁元件脏到气流无法再通过该清洁元件时，过滤器模块才会被完全更换。

技术实现思路

1、在此背景下，本实用新型的任务是提供一种使用寿命更长的改进型过滤器模块。特别是，本实用新型的任务是提供一种具有更好分离性能的过滤器模块，从而降低运行所需的能源需求。

2、根据本实用新型，这项任务可以通过以下所述特征的过滤器模块来解决。据此，提供如下内容：

3、一种过滤器模块，用于分离污染气流中的颗粒，特别是分离气流中的带色颗粒，具有接收器件，接收器件有一个用于待清洁气流流入的入气口侧 和一个用于清洁气流流出的出气口侧 ，入气口侧和出气口侧在接收器件上相对布置；至少一个过滤器插入件，安装在接收器件中；其中，过滤器插入件具有至少一个横壁，横壁由至少部分透气的过滤器器件形成，其中，在过滤器器件中或过滤器器件旁边形成一个开放的部分区域，这样，气流一方面可以从入气口侧向出气口侧方向流过过滤器器件，另一方面可以流经开放的部分区域。

4、本实用新型的基本理念是，通过省去挡板壁，可以形成一个耐用而有效的过滤器模块。

5、本实用新型的基本思想是不使气流突然减速或偏转，而是使气流在入气口侧和出气口侧之间不偏转和/或特别形成层流，以便颗粒能够均衡地附着在接收器件内的所有横壁上。这就实现了无挡板壁的开放式气流，气流一方面通过过滤器器件，另一方面通过开放的部分区域。特别是可以形成基本上完全透气的横壁，即由至少部分透气的材料（过滤器器件）和开口（开放的部分区域）组成。

6、此外，通过这种方式还可以形成一个具有任意几何形状的开放式部分区域，以适应不同等级的过滤器。接收元件内的气流也会受到开放的部分区域的影响。特别是，过滤器器件可以仅通过其形状来影响开放的部分区域的形状。过滤器器件可以切割成任何形状，以实现不同的几何形状。因此，开放的部分区域的形状可以是过滤器器件中的凹槽，也可以是过滤器器件旁边的凹槽，尤其是邻近过滤器器件的凹槽。相邻特别是指通过相应切割横壁，在横壁的平面上形成开放的部分区域，这样接收器件中的一个完整的横截面平面就不会被过滤器器件跨越。因此，开放的部分区域的制作既简单又经济。

7、开放的部分区域的面积与整个横壁的面积之比可以是 1:2 至 1:20，特别是 1:2至 1:10，最好是 1:5 至 1:12。例如，开放的部分区域可以是横壁面积的一半，甚至是横壁面积的 1/4 或 1/5。

8、横壁是与接收器件内的气流成横向布置的器件。特别是，横壁是完全透气的，因此可以根据需要调整不同透气性的区域。因此，横壁最好由过滤介质组成，而不是挡板壁。

9、气流可以在任何一点穿过横壁。流经开放的部分区域和流经过滤器器件的气流速度相差很小，因此可以形成层流。气流在任何部分都不会因横壁而减慢，这意味着与现有技术中带有横壁和多个通孔的设计相比，分离效果可以大大提高。特别是，与已知的过滤模块相比，分离性能可提高 100 % 以上。这主要是由于从入气口到出气口的气流是开放的，气流不会因挡板壁而偏转。气流经透气过滤器器件，颗粒会沉积在过滤器器件上。这种情况会一直持续下去，直到沉积微粒的过滤器器件达到饱和状态，气流不能流过为止。然而，横壁因为开放的部分区域而不会“堵塞”，这样就能确保气持续流经开放的部分区域。

10、如果有几个这样的横壁接联排列，就能实现更均匀的分离，特别是在排列在出气口侧方向非常远的横壁也能极大地促进颗粒的分离。特别是，横壁一个接一个地达到饱和的颗粒附着状态，气流也可以通过每个横壁的开放部分区域到达最后一个横壁，这样，朝出气口侧排列的最远的横壁也可以达到饱和的颗粒附着状态。因此，与现有技术中带有挡板的过滤器模块相比，本过滤器模块使用寿命至少可延长 100%。

11、开放式气道可将气流引导至出口侧而不会发生偏转，尤其是当过滤器模块长时间运行时。这也意味着产生气流所需的能量更少。因此，与现有技术中的过滤器模块相比，尤其是带挡板的模块，至少可节能 30%。可能地，与现有技术的设计相比，还可节能 40% 至50%。

12、过滤器插入件可以由丝状物制成，也可以含有丝状物。特别是，过滤器器件可以包含天然纤维，例如麻材料、黄麻材料和/或韧皮材料。此外，丝状物还可以包含塑料。丝状物的特点是可以连接成三维结构的无尽纤维。为此，可以使用 3d 打印工艺。也可以使用其他透气材料。

13、过滤器器件可以是编织结构或精细结构特别形成的三维结构。过滤器器件的厚度可以是 10 毫米至 200 毫米或 50 毫米至 200 毫米，特别是 10 毫米至 50 毫米或 10毫米至 20 毫米。这样就可以形成三维过滤器器件。编织结构或丝状可以有相互连接的纤维部分，纤维之间有透气空间。过滤器器件可以有不同的细度或粗度。

14、此外，这种过滤器模块有一个单一的过滤器插入件，在过滤器模块的整个使用寿命期间无需更换，因此过滤器器件的所有器件都可以一直使用，直到无法使用为止，即直到被沉积的颗粒堵塞为止。

15、从进一步的分项权利要求和参照附图的描述中，可以看出一些有利的实施例和进一步的发展。

16、根据一个有利的实施方案，至少一个横壁可以有至少两个开放的部分区域，这样从入气口侧流向出气口侧的气流一方面可以流经过滤器器件，另一方面可以流经开口的开放部分区域。开放的部分区域可以设计成过滤器器件中的凹槽。同样，也可以在过滤器器件旁边形成至少一个开放的部分区域，从而调整过滤器器件的几何形状，使开放的部分区域在过滤器模块的横截面上形成一个过滤器器件没有跨越的残留区域。

17、在一个有利的实施方案中，开放的部分区域可以在过滤器器件中彼此形成镜像。特别是，两个开放式局部区域相对于横壁的中心轴线形成镜像。开放的部分区域尤其布置在横壁的前半部分，因此横壁的后半部分没有开放的部分区域。因此，例如，可以将相同的横壁一前一后地排列，从而通过相互旋转 90°、180° 或 270°的排列方式形成过滤器插入件，这种排列方式具有高效率、高分离度和非常好的使用寿命。

18、根据一个有利的实施方案，至少一个开放式局部区域的形状可以是三角形、矩形或自由形状。例如，可在横壁的角（尤其是相对角）区域形成开放式局部区域。

19、如果开放的部分区域紧靠过滤器器件形成，则过滤器器件可以是部分圆形，而开放的部分区域的形状可以在部分圆形之外，直至矩形。

20、根据进一步的发展，至少一个横壁可以设计成三明治式夹芯板，并具有一个框架器件，从而将过滤器器件连接到框架器件上。例如，过滤器器件可以固定在框架器件的表面上。特别是，横壁有一个圆周框架器件，过滤器器件可以固定在该框架器件上。圆周框架的作用主要是稳定过滤器器件，对过滤模式的效率影响很小，因为框架对颗粒的分离作用很小或根本不起作用。这意味着这种三明治式夹芯板的制造成本很低。框架器件和过滤器器件这两个器件可以切割成任何形状，然后固定在一起。例如，这些器件可以通过力或材料相互连接。特别是可以使用夹子等固定元件。此外，还可以将器件粘在一起。特别是，可以省去复杂的折叠或横墙。

21、开放的部分区域可以部分由框架器件限定，部分由过滤器器件限定。开放部分可以邻近框架器件和/或布置在横壁的角落区域。

22、过滤器器件还可以有一个框架部分，这样就可以沿着框架器件运行。过滤器器件的框架部分可以作为过滤器器件的连接面，这样过滤器器件就可以全方位地连接到框架器件上。在其中一个实施例中，至少一个开放的部分区域形成为过滤器器件中的凹槽或开口。

23、根据进一步的实施方案，至少一个横壁上可以有至少两个开口，其中至少一个开口被过滤器器件部分覆盖，这样，从入气口侧流向出气口侧的气流一方面可以通过过滤器器件流经开口，另一方面可以通过开口的部分开放区域。另一个开口可以完全被过滤器器件覆盖，这样气流就必须通过过滤器器件。开口的过滤器器件可以设计成一体式，使过滤器器件完全覆盖一个开口，而仅部分覆盖另一个开口。因此，横壁可以有一个带腹板的框架器件。两个开口之间的剩余腹板相对于开口的宽度较小，特别是 1:10，或大于 1:10，最好是1:40 至 1:50，尤其是大于 1:30，或大于 1:40。

24、虽然开口之间的网状结构也可用于固定颗粒，但如果过滤器器件具有特殊的几何形状，如半圆形或圆形，则网状结构最好用于稳定过滤器器件。不过，没有这种网状结构的实施方案也是可取的。因此，网状结构尤其不会形成挡板壁，从而使气流基本上不受网状结构的影响，即尤其可以不受网状的影响流过过滤器件。腹板和框架器件可以由纸质材料一体成型，这样就可以简单地打孔或切割出开口。

25、根据进一步的实施方案，至少一个横壁可以有两个以上的开口，其中至少一个开口完全被过滤器器件覆盖，至少一个开放的部分区域被过滤材料覆盖，从而在至少一个开口中保留一个开放的部分区域。

26、根据一个有利的实施方案，多个横壁可以彼此平行地布置在接收器件中，在横壁一前一后布置的情况下，一个横壁的至少一个开放部分区域与相邻横壁的开放部分区域偏移布置。例如，第一横壁的开口子区域可以形成在横壁的左侧子区域，尤其是第一半部，而第二横壁的开口子区域可以形成在横壁的右侧子区域，尤其是第二半部。在第三横壁中，开口子区域可以形成在横壁的上部子区域中，尤其是可以与左侧和右侧子区域重叠。在第四个横壁中，开放的部分区域可以形成在横壁的下部部分区域中，尤其可以与左侧和右侧部分区域重叠。第五个横壁可以与第一个横壁相对应，这样就可以根据需要多次重复排列。

27、例如，可以将相同的横壁一前一后布置，并旋转 90°，以便在过滤器模块的四周分布开放的部分区域。

28、换句话说，几个横壁最好是一前一后地排列，以便在横壁的不同位置形成开放的部分区域。这些位置可以相邻和/或重叠布置。这样，气流就可以在不同的位置以不同的方式减慢。特别是，净化程度较低的气流部分区域可以到达更靠近出气口一侧的横壁，从而优化过滤模块的效率。因此，所有的横壁都能为净化气流做出重要贡献。

29、根据一个有利的实施方案，过滤器插入件可以有至少三个，特别可以是三到十二个横壁。例如，这些横壁都可以具有相同的开放部分区域，但这些区域相互偏移。开放部分的大小也可以减小，从而达到过滤器模块所需的净化程度或效率。这种布置可以被描述为渐进式结构。

30、在一个实施方案中，横壁可以至少部分地以彼此不同的距离排列。靠近入气口一侧的横壁最好比靠近出气口一侧的横壁彼此间的距离大一些。也可以采用相反的布置方式。过滤气模块可根据出现的颗粒数量进行调整，从而避免堵塞。

31、在另一个实施方案中，横壁之间的距离可以相同。不同的过滤强度可由开放的部分区域和过滤器器件的尺寸和几何形状决定。

32、根据一个有利的实施方案，相邻横壁的各自至少一个开放式局部区域可以布置在横壁上的不同位置。当横壁堆叠在一起时，不同的位置可以重叠。此外，当横壁堆叠在一起时，不同的位置可以彼此相邻。

33、根据一个有利的实施方案，从入气口一侧到出气口一侧，一前一后布置的横壁的开放的部分区域面积可以变小。这样，从入气侧到出气侧的过滤程度就可以仅通过过滤器器件上的开口，特别是过滤器器件的几何形状来调整，而无需调整由不透气材料制成的横壁上开口的几何形状或类似形状。特别是，横壁的开放的部分区域一前一后相对旋转180°，这样就可以获得过滤性能最优化的过滤器，特别是在分离性能、使用寿命和能源需求方面。

34、根据一个实施方案，至少一个横壁可横向对准入气侧和出气侧之间的连接平面。这样，横壁就可以与气流横向对齐。横壁的方向最好与气流成正交。

35、根据一个有利的实施方案，横壁可以相互平行布置。这意味着所有的横壁都可以与气流横向对齐，这样气流就不会因横壁而在流动方向上发生明显偏转。

36、根据一个优选的实施方案，横壁至少可以在一个侧边通过纵向连接相互连接，从而形成一个连续的过滤器插入件。这样就可以形成一个模块化系统，从而将过滤器插入件整体插入到接收器件中。纵向连接件可以可转动地连接到横壁上，这样就可以将过滤器插入件推到一起，使横壁平行排列并相互接触，以便运输。例如，两个纵向连接件可以布置在相对的两侧，横壁插入其中。特别是，框架器件可用于与纵向连接件紧固。

37、根据另一个实施例，横壁可以在入气口侧和出气口侧之间的整个长度上延伸，和/或至少一个纵向壁可以在接收器件的整个宽度上延伸，这样只有一个过滤器插入件横跨接收器件的内部。

38、根据一个实施方案，接收器件的入气口侧可以有至少一个开口，其中过滤器器件与最靠近入气侧的至少一个横壁的至少一个开放的部分区域跨越开口。这样，待清洁的气流就可以完全撞击到过滤器器件上，而不会接触到非透气器件，如带有几个较小开口的横壁。与已知的横壁上有几个较小开口的过滤器模块相比，这种开放式气流可将过滤器模块的使用寿命和分离性能提高至少 100%。

39、在一个有利的实施方案中，接收器件和/或过滤器插入件可以包含可回收材料和/或过滤器模块可以设计为纸质过滤器模块。接收器件最好由纸板制成。这样的过滤器模块也可以很容易地处理掉附着的颗粒，特别是焚烧。此外，制造成本也很低。

40、在一个有利的实施方案中，过滤器器件可以由丝状物、无纺布和/或天然纤维制成。过滤器器件可以包含编织物、无纺布或类似材料，这些材料也可以回收利用。过滤器器件可以是编织结构或精细结构特别形成的三维结构，并可以包含上述材料。

41、根据一个有利的实施方案，至少一个用于测量被清洁过的气流速度和/或测量阻力值的传感器可以安装在出气口处。有利的是，这可用于确定何时需要更换过滤器模块。例如，如果被清洁过的气流的速度低于阈值，则可以认为过滤器模块受到严重污染，几乎没有气流可以通过。

42、根据进一步的发展，可以在接收器件的出口侧布置一个腔室，用于容纳过滤器器件。这样，就可以形成一个超细过滤级，从气流中过滤出最小的颗粒。

43、根据一个有利的实施方案，接收器件可以是可重合或可重开的，接收器件的侧表面上至少模制有一个闭合器件。闭合器件最好完全嵌入接收器件的侧壁中，这样就不会妨碍多个过滤器模块相互叠加或相邻排列，形成一个连续的表面。

44、根据进一步的设想，可以提供一种组装过滤器模块的方法。在这种情况下，通过至少一个纵向连接件与横壁的全表面接触，可以在组装前形成一个基本上没有空腔的二维结构，通过组装，在横壁或至少一个纵向连接件没有弯曲的情况下，将其改造成一个具有间隔横壁的三维结构。

45、有利的是，接收器件也可以基本为二维结构，其构造类似于纸箱。这样，两个器件，即接收器件和过滤器器件，都可以以节省空间的方式运输。过滤器模块也可以快速组装，无需事先了解相关知识。

46、上述实施方案和进一步的开发可以根据需要酌情相互组合。本实用新型其他可能的实施方式、进一步发展和实施方案还包括上文未明确提及或下文未在实施例中描述的本实用新型特征的组合。特别是，技术人员还将增加个别方面，作为对本实用新型各自基本形式的改进或补充。