卷轴过滤器及其自动控制方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103301691 A (43)申请公布日 2013.09.18 CN 103301691 A *CN103301691A* (21)申请号 201310279287.1 (22)申请日 2013.07.05 B01D 46/20(2006.01) B01D 46/46(2006.01) F24F 13/28(2006.01) (71)申请人 成都昊普环保技术有限公司 地址 610000 四川省成都市武侯区洗面桥街 30 号 B 座 1606 (72)发明人 练马林 潘国义 肖丽君 (74)专利代理机构 成都行之专利代理事务所 ( 普通合伙 ) 51220 代理人 谭。

2、新民 (54) 发明名称 卷轴过滤器及其自动控制方法 (57) 摘要 本发明公布了卷轴过滤器及其自动控制方 法， 包括安装卷轴电机的主动卷轴、 安装过滤棉的 从动卷轴， 还包括支架， 过滤棉从从动卷轴抽出经 过支架后缠绕到主动卷轴上， 在所述支架上安装 有一个滚动杆， 在滚动杆上安装有霍尔感应器的 磁钢， 安装在滚动杆上， 霍尔感应器的探头固定在 支架上， 还包括控制器， 霍尔感应器的输出信号传 输至控制器， 作为控制器控制卷轴电机的控制信 号。本发明以过滤棉两面的压力差作为卷轴电机 启动的条件、 以霍尔感应器的感应计数作为卷轴 电机停止的条件， 可以反推出过滤棉是否已经堵 塞、 是否还能够正。

3、常使用， 霍尔感应器的感应计数 作为更换长度的判断条件， 避免过滤棉更换不彻 底或者不完整。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103301691 A CN 103301691 A *CN103301691A* 1/1 页 2 1. 卷轴过滤器， 包括安装卷轴电机 （1） 的主动卷轴 （2） 、 安装过滤棉 （3） 的从动卷轴 （4） ， 还包括支架 （5） ， 过滤棉 （3） 从从动卷轴 （4） 抽出经过支架 （5） 后缠绕到主动。

4、卷轴 （2） 上， 在所述支架 （5） 上安装有一个滚动杆 （6） ， 霍尔感应器的磁钢 （8） 安装在滚动杆 （6） 上， 霍尔感应器的探头 （7） 固定在支架 （5） 上， 还包括控制器， 霍尔感应器的输出信号传输至控 制器， 作为控制器控制卷轴电机 （1） 的输入信号。 2. 根据权利要求 1 所述的卷轴过滤器， 其特征在于 ： 还包括压差传感器 （9） ， 压差传感 器 （9） 的两个探头分别位于过滤棉 （3） 的两面， 压差传感器 （9） 的输出信号连接至控制器， 控制器控制卷轴电机 （1） 的转动。 3. 根据权利要求 1 所述的卷轴过滤器， 其特征在于 ： 在所述支架 （5）上安。

5、装有滚筒 （10） ， 滚筒 （10） 位于过滤棉 （3） 的变向处。 4. 卷轴过滤器的自动控制方法， 其特征在于 ： 包括控制器根据压差传感器 （9） 的输出 信号控制卷轴电机启动的步骤、 以及控制器根据霍尔感应器的输出信号控制卷轴电机停止 的步骤。 5. 根据权利要求 4 所述卷轴过滤器的自动控制方法， 其特征在于， 控制器根据压差传 感器 （9） 的输出信号控制卷轴电机启动的步骤是这样的 ： 压差传感器 （9） 的探头采集过滤 棉 （3） 两面的压力值， 压差传感器 （9） 计算过滤棉 （3） 两面的压力差值， 当压力的差值达到 设定值， 向控制器输出过滤棉 （3） 堵塞信号， 控制器。

6、向卷轴电机 （1） 发出启动信号， 卷轴电 机 （1） 开始转动 ； 否则卷轴电机 （1） 不动作。 6.根据权利要求4或5所述卷轴过滤器的自动控制方法， 其特征在于， 所述控制器根据 霍尔感应器的输出信号控制卷轴电机停止的步骤是这样的 ： 卷轴电机 （1） 带动过滤棉 （3） 移动， 过滤棉 （3） 带动滚动杆 （6） 转动， 滚动杆 （6） 上磁钢 （8） 经过霍尔感应器的探头 （7） 时， 霍尔感应器探测到信号， 并将该信号传递给控制器， 控制器对该信号进行计数， 当计数 的数量达到设定值时， 发出停止卷轴电机 （1） 转动的信号， 卷轴电机 （1） 停止， 同时控制器 的计数清零 ； 。

7、否则， 卷轴电机 （1） 继续转动。 权 利 要 求 书 CN 103301691 A 2 1/4 页 3 卷轴过滤器及其自动控制方法 技术领域 0001 本发明涉及空气过滤领域的过滤器， 具体是指卷轴过滤器及其自动控制方法。 背景技术 0002 随着新风系统的推广应用， 特别是在机房环境条件要求下， 必须对新风系统的进 风系统安装过滤装置， 因为机房， 基站， 医院等特殊场合， 要求空气洁净度达到一定要求。 进 风安装过滤装置， 如果过滤装置使用过滤材料等级低， 就会过滤效率太低而达不到环境使 用要求 ； 如果过滤器等级太高， 过滤材料容易堵塞， 造成进风系统失效， 进风口不能进风， 这 样。

8、就要求必须经常更换过滤材料， 现在新风系统使用的板式过滤器和布袋式过滤器大都采 用铝合金框架， 这种过滤器一般1到2个月就需要更换一次， 对于空气粉尘严重的或风沙的 地区， 过滤器使用 1 个月就必须更换， 否则过滤器堵塞后， 进风系统就会失效， 不能进风， 使 用新风系统反而增加了能耗， 而且更换后的过滤器不能循环使用， 运营维护成本很高 ； 现有 机房一年四季的降温方式基本上都是使用空调， 因为空调启动时， 压缩机功耗较高， 所以机 房的降温能耗较大。 0003 目前， 申请人已于2011年7月21日申请了名称为 “自除尘换风系统的卷轴式过滤 装置” 、 专利号为 “ZL201120258。

9、776.5” 的实用新型专利， 在长期的使用过程中， 申请人发现 该专利存在一定的问题 ： 过滤棉的更换是定期的， 在不同的环境中， 空气中的含尘量不同， 导致设定的周期常常与所需的周期不同， 在空气干净的环境中， 过滤棉还能正常使用时就 被更换了， 而在粉尘较多的环境中， 过滤棉又更换不及时， 导致不能进风， 影响了正常使用 ； 过滤棉的更换是以设定卷轴电机的转动圈数来执行的， 由于不同种类的过滤棉其厚度不一 样， 卷轴电机转动后， 整个卷筒的直径在发生变化， 因此， 卷轴电机每圈转动带来的过滤棉 长度不同， 更换的时候很容易出现更换不彻底， 还有一部分使用过的旧过滤棉没有被更换， 或者是更。

10、换过多， 没有使用过的过滤棉卷到主动卷轴上。 发明内容 0004 本发明的目的在于提供一种卷轴过滤器及其自动控制方法， 解决目前的过滤器过 滤棉更换时间不准确， 同时在更换已经使用的过滤棉的过程中更换的长度受到过滤棉厚 度、 卷筒的直径变化影响而带来的更换过多或者更换不彻底的问题， 达到准确控制过滤棉 更换长度的目的。 0005 本发明的目的通过下述技术方案实现 ： 卷轴过滤器， 包括安装卷轴电机的主动卷轴、 安装过滤棉的从动卷轴， 还包括支架， 过 滤棉从从动卷轴抽出经过支架后缠绕到主动卷轴上， 在所述支架上安装有一个滚动杆， 在 滚动杆上安装有霍尔感应器的磁钢， 霍尔感应器的探头固定在支架。

11、上， 还包括控制器， 霍尔 感应器的输出信号传输至控制器， 作为控制器控制卷轴电机的控制信号。本发明是以卷轴 电机作为动力， 卷轴电机安装在主动卷轴上， 从动卷轴用于安装新的过滤棉卷， 新的过滤棉 从过滤棉卷上抽出并经过支架的导向、 变向后缠绕在主动卷轴上， 支架的作用是形成过滤 说 明 书 CN 103301691 A 3 2/4 页 4 面， 过滤棉经过支架后平铺在过滤面上， 在支架上安装有一个滚动杆， 滚动杆可以作为支架 的一部分， 也可以单独设置， 过滤棉经过滚动杆时， 在摩擦力的作用下带动滚动杆转动， 在 滚动杆上安装有霍尔感应器的磁钢， 霍尔感应器的探头安装在支架上， 其探测方向位。

12、于磁 钢所在的圆周面， 当滚动杆转动后， 带动磁钢转动， 霍尔感应器的探头一直在探测， 当磁钢 转动到探头的正面， 霍尔感应器收到信号并传输给控制器， 控制器对该信号进行计数， 当达 到设定的数值时， 发出停止转动的信号， 卷轴电机停止转动， 如此， 滚动杆的滚动圈数是确 定的， 滚动杆的周长和圈数的乘积就是需要更换的过滤棉长度， 在滚动杆转动过程中， 由于 滚动杆的直径是不变的， 相对于卷轴筒上直径的变化而言， 采用直径不变的滚动杆作为计 数的基准， 实现过滤棉定长地更换， 克服了现有的过滤棉更换存在的更换过多、 或者更换不 彻底的问题。 0006 还包括压差传感器， 压差传感器的两个探头分。

13、别位于过滤棉的两面， 压差传感器 的输出信号连接至控制器， 控制器控制卷轴电机的转动。进一步讲， 为了解决目前的过滤 器其过滤周期固定带来的过滤棉更换不及时、 不准时的问题， 采用安装差压感应器的方式， 差压传感器的两个探头分别位于过滤棉的两面， 差压传感器检测过滤棉两面的空气压力信 号， 并将其压力的差值和设定值进行比较， 比较后的判定信号输出至控制器， 控制器通过算 法来判断过滤棉是否需要更换， 当过滤棉内外两面空气压差达到预先设定值时 （压差设定 值根据过滤堵塞判定标准调整） ， 判定平铺在过滤面的过滤棉属于需要更换的情况， 此时， 控制器输出信号控制卷轴电机转动， 卷轴电机带动缠绕已使。

14、用的过滤棉卷轴转动， 带动过 滤棉移动， 使得使用过的过滤棉缠绕起来， 同时新的过滤棉铺到进风口的过滤面上， 完成过 滤器堵塞的滤棉更换过程， 实现过滤棉的自动更换， 解决了更换不及时的问题。 0007 在所述支架上安装有滚筒， 滚筒位于过滤棉的变向处。进一步讲， 支架作为过滤 棉的布置支撑结构， 可以根据具体的结构和使用环境形成不同的结构， 例如成平板形， 波浪 形，“V” 形，“U” 形等形状， 此时， 过滤棉会在支架上形成多次的变向， 为了减少过滤棉更换时 受到的摩擦力， 可以在过滤棉延伸方向变向处的支架上安装滚筒， 用于改变方向的同时， 减 少摩擦力。 0008 卷轴过滤器的自动控制方。

15、法， 包括控制器根据压差传感器的输出信号控制卷轴电 机启动的步骤、 以及控制器根据霍尔感应器的输出信号控制卷轴电机停止的步骤。本发明 的自动控制方法将目前的过滤棉定时更换作为卷轴电机启动的条件、 以卷轴电机的转动圈 数作为卷轴电机停止条件的控制方式， 改变为现在的以过滤棉两面的压力差作为卷轴电机 启动的条件、 以霍尔感应器的感应计数作为卷轴电机停止的条件， 如此， 过滤棉两面的压力 差可以反推出过滤棉是否已经堵塞、 是否还能够正常使用， 霍尔感应器的感应计数作为更 换长度的判断条件， 避免过滤棉更换不彻底或者更换过多。 0009 具体地讲， 控制器根据压差传感器的输出信号控制卷轴电机启动的步骤。

16、是这样 的 ： 压差传感器的探头采集过滤棉两面的压力值， 压差传感器比较过滤棉两面的压力差值， 当压力的差值达到压差传感器设定值， 向控制器输出过滤棉堵塞信号， 控制器向卷轴电机 发出启动信号， 卷轴电机开始转动 ； 否则卷轴电机不动作。 霍尔感应器的磁钢安装在滚动杆 上， 霍尔感应器的探头固定在支架上， 更换过滤棉时， 由于过滤棉和滚动杆的接触产生摩擦 力带动滚动杆转动， 滚动杆转动过程中， 滚动杆上的磁钢和支架上的霍尔感应器探头近距 离感应时， 输出信号给控制器， 每转动一周控制器收到一次信号， 通过累计可以计算出滚动 说 明 书 CN 103301691 A 4 3/4 页 5 杆转动圈。

17、数， 滚动杆的外圈周长乘以滚动杆转动的圈数， 就可以计算出与滚动杆接触的过 滤棉滚动的长度。 0010 具体地讲， 所述控制器根据霍尔感应器的输出信号控制卷轴电机停止的步骤是这 样的 ： 卷轴电机带动过滤棉移动， 过滤棉带动滚动杆转动， 滚动杆上磁钢靠近霍尔感应器的 探头时， 霍尔感应器探测到信号， 并将该信号传递给控制器， 控制器对该信号进行计数， 当 计数的数量达到设定值时， 发出停止卷轴电机转动的信号， 卷轴电机停止， 同时控制器的计 数清零 ； 否则， 卷轴电机继续转动。 0011 本发明与现有技术相比， 具有如下的优点和有益效果 ： 1 本发明卷轴过滤器， 以卷轴电机作为动力， 卷轴。

18、电机安装在主动卷轴上， 从动卷轴用 于安装新的过滤棉卷， 新的过滤棉从过滤棉卷上抽出并经过支架的导向、 变向后缠绕在主 动卷轴上， 支架的作用是形成过滤面， 过滤棉经过支架后平铺在过滤面上， 在支架上安装有 一个滚动杆， 滚动杆可以作为支架的一部分， 也可以单独设置， 过滤棉经过滚动杆时， 在摩 擦力的作用下带动滚动杆转动， 在滚动杆上安装有霍尔感应器的磁钢， 霍尔感应器的探头 安装在支架上， 其探测方向位于磁钢所在的圆周面， 当滚动杆转动后， 带动磁钢转动， 霍尔 感应器的探头一直在探测， 当磁钢转动到探头的正面， 霍尔感应器收到信号并传输给控制 器， 控制器对该信号进行计数， 当达到设定的。

19、数值时， 发出停止转动的信号， 卷轴电机停止 转动， 如此， 滚动杆的滚动圈数是确定的， 滚动杆的周长和圈数的乘积就是需要更换的过滤 棉长度， 在滚动杆转动过程中， 由于滚动杆的直径是不变的， 相对于卷轴筒上直径的变化而 言， 采用直径不变的滚动杆作为计数的基准， 实现过滤棉定长地更换， 完全克服了现有的过 滤棉更换过程中存在的更换过多、 或者更换不彻底的问题 ； 2 本发明卷轴过滤器， 采用安装差压感应器的方式， 差压传感器的两个探头分别位于过 滤棉的两面， 压差压传感器检测过滤棉两面的压力信号， 并将其压力的差值作为输出信号 输出至压差传感器， 当压力的差值达到压差传感器设定值， 判定平铺。

20、在过滤面的过滤棉属 于需要更换的情况， 压差传感器输出信号给控制器， 控制器输出信号控制卷轴电机转动， 卷 轴电机带动缠绕已使用的过滤棉卷轴转动， 带动过滤棉移动， 使得使用过的过滤棉缠绕起 来， 同时新的过滤棉铺到进风口的过滤面上， 完成过滤器堵塞后的滤棉更换过程， 实现过滤 棉的自动更换， 解决了更换不及时的问题 ； 3 本发明卷轴过滤器的自动控制方法， 将目前的过滤棉定时更换作为卷轴电机启动的 条件、 以卷轴电机转动圈数作为卷轴电机停止条件的控制方式， 改变为现在的以过滤棉两 面的压力差作为卷轴电机启动的条件、 以霍尔感应器的感应计数作为卷轴电机停止的条 件， 如此， 过滤棉两面的压力差。

21、可以反推出过滤棉是否已经堵塞、 是否还能够正常使用， 霍 尔感应器的感应计数作为更换长度的判断条件， 避免过滤棉更换不彻底或者不完整。 附图说明 0012 图 1 为本实用俯视图 ； 图 2 为图 1B-B 向视图。 0013 附图中标记及相应的零部件名称 ： 1- 卷轴电机， 2- 主动卷轴， 3- 过滤棉， 4- 从动卷轴， 5- 支架， 6- 滚动杆， 7- 探头， 8- 磁 钢， 9- 压差传感器， 10- 滚筒， 11- 外壳。 说 明 书 CN 103301691 A 5 4/4 页 6 具体实施方式 0014 下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明， 但本发明的实施方式不限于此。

22、。 实施例 0015 如图 1 至 2 所示， 本发明的卷轴过滤器， 包括壳体 11， 壳体 11 可以为分体式， 也可 以为整体式， 在壳体 11 内设置有两个卷轴， 其中一个卷轴作为主动卷轴 2 并安装有卷轴电 机 1， 另一个卷轴作为从动卷轴 4， 用于放置整卷的过滤棉 3， 在主动卷轴 2 和从动卷轴 4 之 间安装有支架 5， 本实施例的支架 5 为 V 字形结构， 在支架 5 的两个端部设置有滚筒 10， 在 支架的中部安装有滚动杆 6， 滚动杆 6 的周长为 4.5cm， 整个过滤棉 3 经过过滤面的总长度 为 90cm， 在滚动杆 6 上安装有霍尔感应器的磁钢 8， 在支架 5。

23、 上还安装有与磁钢相匹配的霍 尔感应器的探头 7， 过滤棉 3 从从动卷轴 4 抽出经过支架 5 后缠绕到主动卷轴 2 上， 在壳体 11 上还安装有差压传感器 9， 压差传感器 9 的两个探头分别位于过滤棉 3 的两面， 霍尔感应 器的输出端与差压传感器均连接到控制器， 控制器控制卷轴电机 1 的启停。 0016 本发明的卷轴过滤器的是这样实现自动控制的 ： 压差传感器 9 的两个探头采集过 滤棉 3 两面的压力信号并传递给压差传感器 9， 压差传感器 9 比较过滤棉 3 两面的压力差 值， 当压力的差值达到设定值， 输出信号给控制器， 控制器向卷轴电机 1 发出启动信号， 卷 轴电机 1 。

24、开始转动 ； 否则卷轴电机 1 不动作 ； 卷轴电机 1 启动后， 卷轴电机 1 带动过滤棉 3 移动， 过滤棉 3 带动滚动杆 6 转动， 滚动杆 6 上磁钢 8 经过霍尔感应器的探头 7 时， 霍尔感 应器探测到信号， 并将该信号传递给控制器， 控制器对该信号进行计数， 当计数的数量达到 20 次时， 发出停止卷轴电机 1 转动的信号， 卷轴电机 1 停止， 同时控制器的计数清零 ； 否则， 卷轴电机 1 继续转动。 0017 以上所述， 仅是本发明的较佳实施例， 并非对本发明做任何形式上的限制， 凡是依 据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、 等同变化， 均落入本发明的保 护范围之内。 说 明 书 CN 103301691 A 6 1/1 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103301691 A 7 。