CN109939508B - 三防过滤设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环境气体安全防护技术领域，提供了一种三防过滤设备。该设备包括换向装置和过滤吸收器，换向装置包括阀壳和设置在阀壳内的旋转开关阀门，旋转开关阀门用于使阀壳内由其进气接口流向排气接口的气流选择性的通过过滤吸收器；旋转开关阀门与阀壳的内壁围设形成有空腔，空腔形成于旋转开关阀门的内部，在旋转开关阀门旋转至使过滤吸收器接通时，通过开设在阀壳上的第一透气孔使空腔与外界连通，从而使空腔内的气压低于旋转开关阀门两侧的气压，由此，即便旋转开关阀门与阀壳之间发生泄漏，泄漏的气体也只会单向的流入到空腔中并由第一透气孔排向外界，最终避免了有毒/有害气体泄漏到过滤后气流的一侧而对内部环境中的人员造成伤害。

Description

三防过滤设备

技术领域

本发明涉及环境气体安全防护技术领域，尤其涉及一种三防过滤设备。

背景技术

三防设备是用于防核、防化学、防生物武器袭击的观测、侦察、防护、洗消等装备器材的统称。主要用途是发现敌人核、化学、生物武器袭击，查明放射性沾染、毒剂、生物战剂的危害范围和程度，进行防护、消毒和消除放射性沾染，使人员免受或减轻伤害。三防设备还是在核、化学、生物武器条件下作战，保障部队安全和战斗行动的重要装备。

随着军用科技民用化的发展，民用化三防产品得到了较快的发展，特别是特种行业或特殊环境作业设备，需要将外部环境与内部环境隔绝开来，外部环境的有毒/有害气体必须经过三防过滤后才允许被引入到人员工作的内部环境中。而处在非有毒/有害气体的环境中时，外部环境中的气体便无需经过三防过滤，可直接或经过简单的除尘过滤便可引入到内部环境中，以减轻三防过滤设备的负荷，延长其使用寿命。

其中，对于三防模式与普通通风模式之间的切换，通常是利用四通阀来实现的，由于四通阀的阀门与阀壳之间为滑动密封接触，所以无法做到绝对的密封，而且引入到四通阀中的进气气流在经过三防过滤设备过滤后，气体的压力会减小，即阀门的两侧存在压差，因此，较高压力的进气气流容易从阀门与阀壳之间泄漏到排气气流的一侧，由此导致排气气流混入有毒/有害气体，对内部环境中的人员造成伤害。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种三防过滤设备。

该三防过滤设备包括阀壳和设置在所述阀壳内的旋转开关阀门，所述阀壳上设有进气接口、排气接口、第一转换接口和第二转换接口，所述第一转换接口和第二转换接口对应的与所述过滤吸收器的进气端和排气端连通，所述旋转开关阀门用于使所述阀壳内由所述进气接口流向所述排气接口的气流选择性的通过所述过滤吸收器；所述旋转开关阀门与所述阀壳的内壁围设形成有空腔，所述空腔形成于所述旋转开关阀门的内部；所述阀壳上设有第一透气孔，当所述旋转开关阀门转动至使所述阀壳内的气流通过所述过滤吸收器时，所述第一透气孔与所述空腔连通。

可选的，所述旋转开关阀门径向方向的两端均设有第一密封垫。

可选的，在所述阀壳的内壁上并位于每相邻的两个接口之间均设有第二密封垫，所述第二密封垫用于与旋转开关阀门径向方向的两端形成密封配合。

可选的，所述旋转开关阀门的至少一个径向端上设有沿旋转开关阀门的轴向开设的沟槽，所述沟槽内设有至少一个通向所述空腔的第二透气孔。

可选的，所述旋转开关阀门轴向方向的两端均设有第三密封垫。

可选的，所述第三密封垫为外凸的弧面状结构且具有弹性。

可选的，还包括旋风除尘器，所述旋风除尘器与所述进气接口连通。

可选的，所述过滤吸收器包括壳体，所述壳体的两端对应的与所述第一转换接口和第二转换接口连通，所述壳体内沿气流方向依次设有物理过滤层和生化过滤层。

可选的，所述物理过滤层包括粗效过滤器和高效过滤器，所述粗效过滤器由不锈钢网编织而成，所述高效过滤器为由高效过滤纸折叠形成的波浪状结构。

可选的，所述壳体的进气端为方棱台形，排气端为长方体状，所述物理过滤层和生化过滤层均设置在所述壳体的长方体状结构内。

本发明提供的三防过滤设备，通过具有四个接口的换向装置选择性的接通过滤吸收器，其中，过滤吸收器的作用是对空气中的有毒/有害气体进行过滤，从而实现普通通风模式与三防通风模式之间的切换；另外，通过在旋转开关阀门的内部设置空腔，并且在旋转开关阀门旋转至使过滤吸收器接通时，该空腔可通过阀壳上开设的第一透气孔与外界连通，从而使空腔内的气压低于旋转开关阀门两侧的气压，由此，即便旋转开关阀门与阀壳之间发生泄漏，泄漏的气体也只会单向流入到空腔中并由第一透气孔排向外界，最终避免了有毒/有害气体泄漏到过滤后气流的一侧，防止对内部环境中的人员造成伤害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的三防过滤设备的普通通风模式的示意图；

图2是本发明实施例的三防过滤设备的三防通风模式的示意图；

图3是本发明实施例的换向装置的一视角的示意图；

图4是本发明实施例的换向装置的另一视角的示意图；

图5是本发明实施例的换向装置的剖视图；

图6是本发明实施例的旋转开关阀门与阀壳配合的示意图；

图7是本发明实施例的过滤吸收器的示意图；

图8是本发明实施例的过滤吸收器的气流分布图。

附图标记：

10、换向装置；1、阀壳；11、进气接口；12、排气接口；13、第一转换接口；14、第二转换接口；15、第一透气孔；16、第二密封垫；2、旋转开关阀门；21、空腔；22、沟槽；23、第二透气孔；3、电动执行器；4、过滤吸收器；41、进气端；42、排气端；43、物理过滤层；44、生化过滤层；5、旋风除尘器；51、排沙通道；52、排沙阀；6、三防风机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包括”为一开放式用语，故应解释成“包括但不限定于”。

此外，“连接”一词在此包含任何直接及间接的连接手段。因此，若文中描述一第一装置连接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接连接于所述第二装置，或通过其它装置间接地连接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

结合图1、图2、图3和图7所示，本发明实施例提供的一种三防过滤设备，包括换向装置10和过滤吸收器4，换向装置10包括阀壳1和设置在阀壳1内的旋转开关阀门2，阀壳1上设有进气接口11、排气接口12、第一转换接口13和第二转换接口14，第一转换接口13和第二转换接口14对应的与过滤吸收器4的进气端41和排气端42连通，旋转开关阀门2用于使阀壳1内由进气接口11流向排气接口12的气流选择性的通过过滤吸收器4。

具体参考图3和图4所示，阀壳1具有一个供旋转开关阀门2在其内部旋转的圆柱形腔体，圆柱形腔体一轴向端外侧设有驱动旋转开关阀门2旋转的电动执行器3；另外，上述进气接口11、排气接口12、第一转换接口13 和第二转换接口14形成于圆柱形腔体径向方向的外侧，其中，进气接口11 与排气接口12在周向上相邻设置，第一转换接口13与第二转换接口14在周向上相邻设置，另外，作为一个更佳的实施方式，进气接口11和排气接口 12朝向阀壳1的一轴向侧，而第一转换接口13和第二转换接口14朝向阀壳 1的另一轴向侧，从而使过滤吸收器4的空间位置不与进气管路和排气管路发生干涉，由此实现使由进气接口11流向排气接口12的气流选择性的通过过滤吸收器4。这样，当外界空气为洁净空气时，可以利用该换向装置10使洁净空气直接由进气接口11进入、由排气接口12排出，而当外界空气为有毒/有害气体时，可以利用该换向装置10使有毒/有害气体先通过过滤吸收器 4后再由排气接口12排出。

由上可知，由于旋转开关阀门2与阀壳1为滑动密封接触，因此无法使旋转开关阀门2与阀壳1之间做到绝对的密封，这样一来，当旋转开关阀门 2转动至使阀壳1内的气流通过过滤吸收器4时，由于过滤吸收器4对空气具有一定的阻力，所以过滤吸收器4上游气体的压力势必大于过滤吸收器4 下游气体的压力，也就是说，旋转开关阀门2进气侧的气压大于排气侧的气压，由此容易使部分有毒/有害气体不经过过滤吸收器4而直接穿过旋转开关阀门2与阀壳1之间的间隙混入到过滤后的排气气流中，最终导致有毒/有害气体泄漏到内部环境中，对内部环境的人员造成危害。

对此，再结合图5和图6所示，本实施例的旋转开关阀门2与阀壳1的内壁围设形成有空腔21，即空腔21由旋转开关阀门2和阀壳1的内壁共同限定形成，该空腔21具体形成于旋转开关阀门2的内部。具体的，旋转开关阀门2的内部为空，开关阀壳1的轴向两端均为敞口式结构，两端的敞口与阀壳1轴向的两端侧壁滑动密封配合。阀壳1上设有第一透气孔15，当旋转开关阀门2转动至使阀壳1内的气流通过过滤吸收器4时，第一透气孔15 与空腔21连通，即空腔21通过第一透气孔15与阀壳1外的环境形成连通。

由于阀壳1内旋转开关阀门2的两侧气压均为高于大气压，而空腔21 通过第一透气孔15与阀体外界连通后，空腔21内的气压等于大气压。因此，旋转开关阀门2与阀壳1之间发生的气体泄漏，只能是由旋转开关阀门2的两侧流向旋转开关阀门2内部的空腔21，然后再由第一透气孔15排放到阀壳1外，所以旋转开关阀门2进气侧的气流不会泄漏到排气侧中，即不会对通入内部环境的洁净空气造成污染。

在一些实施例中，旋转开关阀门2径向方向的两端均设有第一密封垫(图中未示出)，第一密封垫用于与阀壳1的内壁形成密封配合，以防进气气流从旋转开关阀门2的径向两端泄漏。

在另一些实施例中，在阀壳1的内壁上并位于每相邻的两个接口之间均设有第二密封垫16，第二密封垫16用于与旋转开关阀门2径向方向的两端形成密封配合，以此实现旋转开关阀门2的径向两端与阀壳1的内壁之间的另一种密封方式。

进一步的，如图6所示，旋转开关阀壳1的至少一个径向端上设有沿旋转开关阀门2的轴向开设的沟槽22，该沟槽22内设有至少一个通向其内部空腔21的第二透气孔23，当旋转开关阀门2的该径向端与第二密封垫16之间发生气体泄漏时，泄漏的气体首先进入到上述沟槽22中，然后沿沟槽22 再由第二透气孔23进入到空腔21中，最终由第一透气孔15排出到阀壳1 外，即有毒/有害气体不会从旋转开关阀门2的径向端泄漏到洁净空气的一侧。

在一些实施例中，旋转开关阀门2轴向方向的两端均设有第三密封垫(图中未示出)，第三密封垫用于加强旋转开关阀门2轴向两端与阀壳1内壁之间的密封性。

在一些实施例中，上述第三密封垫为外凸的弧面状结构且具有弹性，在旋转开关阀门2旋转的过程中，其径向端首先与第三密封垫的弧面边缘接触，随着旋转开关阀门2的旋转，其径向端逐渐向第三密封垫的弧面中央滑动，过程中，第三密封垫逐渐被压缩，与旋转开关阀门2的径向端形成紧密的密封配合。

在一些实施例中，参考图1和图2所示，本发明的三防过滤设备还包括旋风除尘器5，旋风除尘器5与进气接口11连通，旋风除尘器5的原理是通过其旋流叶片将进气气流导流成旋风，利用旋风的离心力作用将沙尘甩向外层的气流中，该部分外层气流由旋风除尘器的排沙通道51排放到外界，该排沙通道51上可设置排沙阀52，排沙阀52在控制器的控制下动作；而处于内层相对洁净的气流则由进气接口11引入到换向装置10中。旋风除尘器5的上游可设置三防风机6，三防风机6用于使引入的空气在旋风除尘器中形成高速气流，从而形成高速旋风，以提高旋风除尘效果。

结合图7和图8所示，在一些实施例中，过滤吸收器4包括壳体，壳体的两端分别与换向装置10的两个接口连通，壳体内沿气流方向依次设有物理过滤层43和生化过滤层44。

其中，物理过滤层43包括粗效过滤器和高效过滤器，粗效过滤器由不锈钢网编织而成，主要用于对空气中毛发、絮状物、大颗粒粉尘等杂物形成过滤；高效过滤器为由高效过滤纸折叠形成的波浪状结构，能高效滤除战时空气中可能存在的放射性尘埃和生物战剂，起到核化防护作用，其对0.3μm 以上的颗粒物过滤效率达到99.99999％以上。

生化过滤层44主要基于特种吸附材料的吸附机理，用于滤除环境空气中的化学毒剂，采用单盒结构，其内装填无机特种吸附材料用于沙林及氯化氰的防护，还可以吸附祛除全氟异丁烯、环氧乙烷等毒剂。

壳体的进气端41为方棱台形，排气端42为长方体状，物理过滤层43 和生化过滤层44均设置在壳体的长方体状结构内。相比圆柱形构型，方棱台形的进气端41能够使进入的风均匀分布而通过过滤材料，从而使有毒气体不会集中于过滤材料的某一点，由此可防止过滤材料在该点被击穿，延长过滤材料的使用寿命。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种三防过滤设备，其特征在于，包括换向装置和过滤吸收器，所述换向装置包括阀壳和设置在所述阀壳内的旋转开关阀门，所述阀壳上设有进气接口、排气接口、第一转换接口和第二转换接口，所述第一转换接口和第二转换接口对应的与所述过滤吸收器的进气端和排气端连通，所述旋转开关阀门用于使所述阀壳内由所述进气接口流向所述排气接口的气流选择性的通过所述过滤吸收器；所述旋转开关阀门与所述阀壳的内壁围设形成有空腔，所述空腔形成于所述旋转开关阀门的内部；所述阀壳上设有第一透气孔，当所述旋转开关阀门转动至使所述阀壳内的气流通过所述过滤吸收器时，所述第一透气孔与所述空腔连通。

2.根据权利要求1所述的三防过滤设备，其特征在于，所述旋转开关阀门径向方向的两端均设有第一密封垫。

3.根据权利要求1所述的三防过滤设备，其特征在于，在所述阀壳的内壁上并位于每相邻的两个接口之间均设有第二密封垫，所述第二密封垫用于与旋转开关阀门径向方向的两端形成密封配合。

4.根据权利要求3所述的三防过滤设备，其特征在于，所述旋转开关阀门的至少一个径向端上设有沿旋转开关阀门的轴向开设的沟槽，所述沟槽内设有至少一个通向所述空腔的第二透气孔。

5.根据权利要求1所述的三防过滤设备，其特征在于，所述旋转开关阀门轴向方向的两端均设有第三密封垫。

6.根据权利要求5所述的三防过滤设备，其特征在于，所述第三密封垫为外凸的弧面状结构且具有弹性。

7.根据权利要求1所述的三防过滤设备，其特征在于，还包括旋风除尘器，所述旋风除尘器与所述进气接口连通。

8.根据权利要求1所述的三防过滤设备，其特征在于，所述过滤吸收器包括壳体，所述壳体的两端对应的与所述第一转换接口和第二转换接口连通，所述壳体内沿气流方向依次设有物理过滤层和生化过滤层。

9.根据权利要求8所述的三防过滤设备，其特征在于，所述物理过滤层包括粗效过滤器和高效过滤器，所述粗效过滤器由不锈钢网编织而成，所述高效过滤器为由高效过滤纸折叠形成的波浪状结构。

10.根据权利要求8所述的三防过滤设备，其特征在于，所述壳体的进气端为方棱台形，排气端为长方体状，所述物理过滤层和生化过滤层均设置在所述壳体的长方体状结构内。

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