技术领域 [0001] [0001] 本发明涉及用于住宅安全室NBC(核生物化学)过滤系统的NBC过滤器单元,并且更具体地涉及具有集成通风旁路的NBC过滤器单元。 背景技术 [0002] 美国国土安全部 (DHS) 和以色列的后防司令部 (HFC) 等民防机构指示公民在发生核、生物或化学攻击时进入封闭的避难所。 在以色列,所有居住单元都包括一个按照以色列政府标准建造的密闭防风安全室。 以色列法规要求在所有新的独立居住单元的防风安全室内安装 NBC 过滤和通风系统。 术语 NBC 代表“核生物化学”,在本专利申请中用于广义解释,表示至少以下一种:核、生物和化学。 因此,NBC 并不意味着本申请的目的需要所有功能;例如,提供生物和化学攻击保护但没有或只有部分核攻击保护的过滤器在本申请中被视为 NBC。一个过滤单元。 [0003] 本申请的以色列专利第 124273 号(美国专利第 6,328,775 号)描述了一种用于防止受污染空气进入受保护空间的紧凑型便携式系统。 当所述装置安装在防风安全室中时,该系统包括穿过建筑物外墙的进气口,在墙的外侧带有防爆阀,在墙的内侧带有快速连接法兰。 排气单元优选地通过设置有过压安全阀的安全腔室的相对内壁安装。 该系统还包括一个便携式 NBC 过滤器单元,可通过快速连接法兰连接到进气口,以及一个由主电源供电并可选择由内部电池供电的便携式电动鼓风机单元。 鼓风机单元可以直接连接到过滤器单元的出口或通过柔性延长管连接。 还包括一个手动气泵,以在主电源出现故障时提供保护。 在正常情况下,过滤器和鼓风机存放在触手可及的地方,安全室可以每天使用。 在宣布 NBC 紧急情况时,将便携式 NBC 过滤器连接到进气口,并将便携式电动鼓风机连接到过滤器的出口。 [0004] 长时间呆在密闭的安全室内,即使只有正常风险,也需要通过进气口进行主动通风。 使用上述系统,电动鼓风机或手动气泵可以直接连接到进气口的快速连接法兰,从而在没有 NBC 过滤的情况下为安全室通风。 NBC 过滤器单元保持密封,直到指示 NBC 危险并且 NBC 过滤器连接在进气口快速连接法兰和电动鼓风机或手动泵之间。 [0005] 但是,新法规要求 NBC 过滤系统安装在固定位置,并且只需最少的设置即可使用。 [0006] 直到最近,即使使用新颖的定位系统,当指示 NBC 危险时,也有必要拆除安装在 NBC 过滤器单元入口和出口处的气密密封件,并将 NBC 过滤器单元组装在通向进气口的柔性管道之间还有电动鼓风机。。 申请人的以色列专利申请现在满足了组装 NBC 过滤器单元的需要,该申请描述了 NBC 空气过滤系统中的双向切换阀,只需切换连接的手动操作状态选择器手柄,即可从通风模式切换到 NBC 过滤模式就此停产,编号为 214577。 [0007] 分流阀为初级进风口,风流耦合进风口,初级出风口,风流耦合电动鼓风机或手泵,次级进风口,风流耦合NBC过滤单元出风口,次级出风口, 气流与 NBC 过滤器单元入口耦合。 分流阀中旋转瓣或板阻力机构的布置将空气从主入口直接(通风模式)或通过 NBC 过滤器单元(NBC 过滤模式)引导到主出口。 当 NBC 过滤系统设置为通风模式时,挡板或拖板密封 NBC 过滤器单元的入口和出口,以防止湿气或其他污染物进入 NBC 过滤器单元。 [0008] 典型的 NBC 过滤器单元包括微粒过滤器和气体吸附过滤器。 气体吸附过滤器由活性炭颗粒填充床组成。 碳层的压缩由安装在碳层顶部的弹簧加载穿孔板保持,以保持碳包的完整性和气密性。 [0009] 申请人的以色列专利申请第 226357 号描述了一种过滤器单元组件,该组件包括一个外壳,该外壳由两个拉制的金属板段制成,通过边缘压接工艺永久地相互结合。 壳体容纳安装在进气壳体段上的微粒过滤器和装在出气壳体段中的吸附颗粒过滤器。 在组装过程中,多孔板和弹簧安装在吸附性颗粒过滤器上。 弹簧被配置为在套管段被接缝时向穿孔板施加压力,从而减少组装部件和成本。 [0010] 然而,为了使用本文所述的标准NBC过滤器单元,其具有IL 214577中描述的分流阀、主管道或附加盖、分流器,这导致空气从空气入口进入分流阀的主入口侧。在阀门的次级出口和 NBC 过滤器单元的入口之间连通的第二个管道或盖子,在分流阀的次级入口和 NBC 过滤器单元的出口之间连通的第三个管道或盖子,以及来自初级的电力分流阀的出口。需要提供第四个管道或盖子,以用鼓风机或手动气泵引导空气。 [0011] 对于本领域的技术人员来说显而易见的是,这种管道或盖的形状复杂且生产昂贵。 组装过程中管道或盖子的气密密封很困难,并且可能导致不安全的交叉泄漏。 因此,需要简化布置、提高质量和安全性、减少部件数量并降低生产和组装成本。 [0012] 因此,本发明的主要目的是克服现有技术系统的缺点和限制,并提供一种用于住宅安全室 NBC 过滤系统的过滤单元,该过滤单元具有集成的通风旁路。 根据本发明,提供了一种NBC过滤器单元,包括外壳、至少一个入口和至少一个出口。 外壳封装微粒过滤器和气体吸附过滤器。 NBC过滤器单元选择性地操作以通过构成通风模式的旁路或通过构成NBC过滤模式的微粒过滤器和气体吸附过滤器将空气流从至少一个入口内部引导至至少一个出口。它还包括集成通风旁路和气流导向装置。 [0013] 壳体容积具有四个容积隔室,与至少一个入口相邻的初级入口隔室,与至少一个出口相邻的初级出口隔室,在颗粒过滤器上游和气体吸附过滤器下游的次入口隔室。进一步包括辅助出口隔间。 [0014] 当流向装置设置为通风模式时,初级进气室和初级排气室通过一体式通风旁路与气流连通。 同时,次入口隔室和次出口隔室通过流动导向装置与环境气密。 [0015] 当流向装置设置为NBC过滤模式时,初级进气室和次级进气室气流连通,初级排气室和次级排气室气流连通。 同时,主进气隔室和主出气隔室被阻隔气流。 [0016] 在达到寿命终点或在 NBC 污染的情况下,包含集成通风旁路和气流导向装置的 NBC 过滤器单元被替换为单个一次性单元。 [0017]可选地,NBC过滤器单元还包括封装颗粒过滤器、气体吸附过滤器、颗粒过滤器上游的二级入口隔室和气体吸附过滤器下游的二级出口隔室的内壳。 附图简要说明 [0018] 参考以下说明性附图将理解本发明及其实施方式,这些附图仅作为非限制性示例呈现,其中相同的参考数字表示相同的元件。 附图说明图1是根据本发明的实施例制造的NBC过滤器单元的透视图。 图2是图1的NBC过滤器单元的纵剖立体图。 图3是图1的NBC过滤器单元的立面剖视图,其中气流导向装置被选择为以通风模式运行; 图4是图1的NBC过滤器单元的立面剖视图,其中气流导向装置被选择为以NBC过滤模式运行。 图5是本发明的第二实施例的正剖视图,显示了其中气流导向装置被选择以在通风模式下操作的NBC过滤器单元。 图6是如图5中的立面剖视图,其中气流导向装置被选择为以NBC过滤模式运行。 图7是本发明的第三实施例的立面剖视图,显示了NBC过滤器单元,其中空气流向装置被选择以在通风模式下操作; 图8是如图7中的立面剖视图,其中气流导向装置被选择为以NBC过滤模式运行。 实施发明的具体细节 [0019] 参考附图,其中贯穿本发明的不同实施例,相同的参考标号表示相同的元件,图1示出了根据本发明的一个实施例制造的NBC过滤器单元(通常标记为10)的透视图。 术语 NBC 代表“核生物化学”,在本专利申请中用于广义解释,至少表示以下一种:核、生物和化学。 因此,NBC 并不意味着本申请的目的需要所有功能;例如,提供生物和化学攻击保护但没有或只有部分核攻击保护的过滤器在本申请中被视为 NBC。一个过滤单元。 过滤器单元10的轮廓可容纳立方体(图1-4)或圆柱体(图5-8),但在某些实施例中可容纳任何类型的体积形状。 过滤器单元10优选地包括由永久地连接在一起的两个外壳段60、62制成的外壳12。 [0020] 众所周知,在NBC防护安全室领域,进风管在建筑施工过程中预埋在安全室外墙的混凝土套管中。 进气管通常在外壁内侧有一个标准或快速连接法兰,并可能配备一个排气阀。 [0021] NBC过滤器单元10直接通过管道或通过可选的标准或快速连接的配合法兰13安装在安全室进气管(未示出)的固定法兰上,使得气流可以连通到进气口。有。 图1中示出了面向安全舱进气口的壳体段62,法兰13环绕至少一个进气口14。 面向安全室空间的壳体段60包括至少一个出口端口16(图2)。 [0022] 以下,将参照图2至图8描述根据本发明另一实施例的共同方面。 [0023] 外壳12直接或附加地在其中封装微粒过滤器18和气体吸附过滤器20,其为如图所示的径向类型,或可选地为本领域已知的轴向类型。 NBC过滤器单元10被配置为引导气流内部通过构成通风模式的通风旁路22或通过构成NBC过滤模式的微粒过滤器18和气体吸附过滤器20。它还包括一体式通风旁路22或空气流动方向装置(一般用 24 表示),例如由手柄 70(图 1)选择性地启动。 [0024] 壳体(12)的内部容积由四个容积隔室组成:与入口端口(14)相邻的主入口隔室(30)、与至少一个出口端口(16)相邻的主出口隔室(32),和微粒过滤器(18),和气体吸附过滤器20下游的二级出口隔室36。 颗粒过滤器18和气体吸附过滤器20之间的空间优选地保持最小同时在它们之间提供自由空气流动。 [0025] 当流向装置24被设置为通风模式时,主入口隔室30和主出口隔室32是一体的,如图3所示并且也适用于下面描述的图5和图7。气流通过通风连通旁路 (22)。 为了在正常情况下保持水分和污染物气体远离气体吸附过滤器,二级入口隔室34和二级出口隔室36设置有与环境气密密封的流向装置(24)。 [0026] 如图4所示并且也适用于稍后描述的图6和图8,当气流导向装置24被设置为NBC过滤模式时,初级入口室30和次级入口室34的气流是连通的,同时,初级出风室32和次级出风室36气流相通,初级进风室30和初级出风室32气流阻断。 [0027] 正如在 NBC 过滤器技术中已知的那样,存在一定的保质期,在此期间即使不使用过滤器单元也必须更换。 在达到寿命终点或在NBC污染的情况下,包括一体式通风旁路22和气流导向装置24的NBC过滤器单元10被单个一次性单元替换。 更换整个单元有助于操作员的安全,而不会暴露于气流导向装置中可能存在的污染物。 [0028] 参照图2-6,根据本发明的一个替代实施例,NBC过滤器单元还包括内壳38,内壳38包括微粒过滤器18、气体吸附过滤器20、封装上游的二级入口隔室34。微粒过滤器18和气体吸附过滤器20下游的次级出口隔室36。 [0029] 根据图 1-4 所示的本发明的一个实施例,NBC 过滤器单元 10 包括内壳 38,其优选允许在一侧而不是在外壳 12 的中心有更大的自由空间。 内壳38封装上述微粒过滤器和气体吸附过滤器,二级入口室34位于微粒过滤器18的上游,二级出口室36为气体吸附过滤器20)位于下游。 [0030] 根据该实施例,气流导向装置(总体上用24表示)包括一对旋转翼片26。 在通气模式或 NBC 过滤模式之间的选择是通过同时顺时针旋转挡板 26 四分之一圈并通过手柄 70 和一对配合齿轮 72 (图 1) 逆时针旋转来实现的。 如图3和4所示,提供弹簧(未示出)以迫使翼片的两个稳定状态之一。 通风旁路22被配置为在内壳38和外壳12之间的空间中位于NBC过滤器单元的一端的横向流动路径73(图3)。 [0031]在正常时间或什至正常危险期间,旋转翻盖 26 的初始位置使得弹性体或覆盖的翻盖被弹簧载荷压靠在内壳 38 的壁中的开口,离开次级进气隔室 (34)通气模式(图 3),阻塞进出次级出口隔室 36 的通道。 挡板26具有合适的密封性能以保护气体吸附过滤器20免受水分、气体和外来颗粒的侵入。 在 NBC 危害期间,操作模式通过翻板 26 旋转并被弹簧载荷压靠在作为外壳 38 的一部分的开口销 85 上而改变,由此关闭旁路 22 路径并且迫使 NBC 过滤空气通过系统中的电动鼓风机(未示出)流过微粒过滤器18和气体吸附过滤器20(图4)。 [0032] 在 NBC 过滤模式下,两个翼片 26 彼此关闭,但在两个匹配的半壳 38 之间形成的通风槽 68 延伸穿过外壳 12 进入安全室空间,以防翼片泄漏,以提供双重安全。 排气槽 68 使位于阀瓣 26 之间的旁路 22 的压力与安全室压力相等,使得面向主入口隔室 30 和主出口隔室 32 的上游阀瓣即使所有下游阀瓣都面向泄漏,干净的空气通过排气槽68从安全室空间返回,而不会危及安全室中的人员。 [0033] 一个或多个出口端口 16 可设置有弹性单向阀 77,以防止 NBC 过滤系统(未显示)的附加组件正常运行所需的回流。 [0034] 根据图5和6所示的本发明的第二实施例,NBC过滤器单元10优选地包括位于壳体12中间的可轴向移动的内壳38。 内壳封装了位于气体吸附过滤器20下游的微粒过滤器18和位于二级出口隔室36上游的二级入口隔室34。 根据该实施例,空气流动方向装置(通常称为 24)设置在次级出口隔室 36、径向穿孔 44 和位于主入口隔室 30 周围的外壳段 60、外围垫圈 40 和座 42,组合径向穿孔 45 基本上安装在 ) 内侧的中心。 通风旁路22(图5)被配置为位于内壳38和外壳12之间的周边间隙。 [0035] 在通风模式和NBC过滤模式之间的选择通过分别在外壳12内完全向前(图5)或完全向后(图6)轴向滑动内壳38来完成。 向前和向后滑动内壳38是通过轴向推动或拉动至少一个手柄54来执行的,该手柄54突出穿过形成在外壳段62的壁中的狭槽56。 应当理解,其他机构,例如具有弹簧复位、偏心横轴、螺栓和螺母布置的推柄,或任何其他机构可以提供相同的运动并且在本发明的范围内。 提供弹簧或其他机械装置以迫使内壳38进入两种稳定操作模式中的一种,避免不希望的中间位置。 [0036] 在以通风模式运行期间(图 5),空气进入主入口隔室 30,通过穿孔 44 进入通风旁路 22,并选择性地直接通过主出口隔室 32。它流向配备有单向阀的出口端口 16 77. [0037] 在 NBC 过滤模式(图 6)中,通风旁路 22 现在被与阀座 42 接触的垫圈 40 阻塞。 空气进入初级入口隔室(30),通过穿孔(44)穿过次级入口隔室(34)、微粒过滤器(18),然后通过气体吸附过滤器(20)、次级出口隔室(36)。它穿过,现在穿过一个开放的穿孔 45 到达主出口隔室 32,然后到达配备有可选的单向阀 77 的出口端口 16。 [0038] 围绕穿孔(44)安装在外壳段(62)中的外围密封件(81)在主入口隔室(30)下游朝向通风旁路(22)之间密封,从而在垫圈(40)的情况下提供双重密封泄漏。提供安全。 排气槽 68 使密封件 81 和垫圈 40 之间的旁路 22 空间中的压力与安全室压力相等,因此如果垫圈 40 和双安全密封件 81 都泄漏,则允许清洁空气从安全室返回通过排气槽 68,不会危及安全室的人员。 [0039] 根据图7和图8所示的本发明的第三实施例,外壳12具有位于微粒过滤器18上游和气体吸附过滤器20下游的二级入口隔室34。相对于空腔可轴向移动部件50基本上在其中途穿过处于密封状态的次级出口隔室36。 中空构件50包括邻近入口端口14的主入口隔室30和邻近出口端口16的主出口隔室32。 [0040] 根据该实施例,空气流向装置24是径向形成在主入口隔室30周围的固定中空构件50中,结合围绕中空构件50的圆形通道46。穿孔74、径向穿孔75形成在固定中围绕初级出口隔室32的中空构件50,以及在次级出口隔室36的内壁中形成的径向穿孔76。 通风旁路(22)由固定中空构件(50)的壁上的径向穿孔(74、75)和围绕中空构件(50)的垫圈密封的周向通道(46)组成。 [0041] 通气模式和NBC过滤模式之间的选择通过围绕中空构件50分别向后完全(图7)或完全向前(图8)轴向滑动外壳12来执行。 同样地,可以理解的是,壳体12可以固定就位并且中空构件50可以相对于壳体12被推或拉。 提供弹簧或其他机械装置以迫使外壳12进入两种稳定操作模式中的一种,避免不期望的中间位置。 [0042] 在通风模式下运行期间(图 7),空气进入主入口隔间(30),通过穿孔(74)到达通风旁路(22)周向通道(46),然后通过穿孔(75),并直接通过主出口隔室 32 进入配备有可选的单向阀 77 的出口端口 16。 [0043] 在 NBC 过滤模式(图 8)中,通气旁路 22 被密封在周向通道 46 和中空构件 50 之间的密封件 79 阻挡。 空气进入初级进气隔室(30),通过穿孔(74),经过二级进气隔室(34),微粒过滤器(18),然后气体吸附过滤器(20),和二级排气隔室( 36).通过,现在通过开放的穿孔 76,进入主出口隔室 32 并进入配备有可选的单向阀 77 的出口端口 16。 [0044] 带有外围密封件84的扁平塞子82通过垫片86附接到套管段60,位于密封件84的上游以在密封件79泄漏的情况下提供故障保护。通风旁路22的一部分被密封。 排气孔 68 使位于密封件 79 和密封件 84 之间的旁路 22 体积的压力与安全腔室的压力相等,使得密封件 79 和双重安全密封件 84 即使在泄漏的情况下,清洁空气气体通过排气孔 68 从安全室返回,不会危及安全室的居住者。 [0045] 本发明的所有实施例共有的选项提出,外壳12和外壳38中的至少一个,如果适用的话,由使用边缘压接工艺永久地彼此结合的两个部分组成。 [0046]气体吸附过滤器20由活性炭颗粒填充层构成,炭颗粒层由套在炭颗粒层顶部的多孔板64夹持。 夹在碳颗粒层顶部的穿孔板 64 上装有至少一个弹簧 66(示意性显示),以便在外壳 12 或外壳 38 段连接时向穿孔板 64 施加压力。)由 [0047] 为了双重安全,上述各实施例中的通风旁路22的一部分设置有上游和下游密封件。 通风旁路22与安全室空间之间设有均压排气通道68。 当 NBC 系统以 NBC 过滤模式运行时,排气通道 68 提供了另一个安全特征。 如果图 4 的上游阀瓣或旁路 22 的上游密封件(例如图 6 的上游密封件 81 或图 8 的上游密封件 79)泄漏,甚至图 1 的下游阀瓣或旁路 22 下游的密封件旁路 22,例如图 6 中的下游垫圈 40,或图 8 中的下游密封件 84,NBC 过滤系统的鼓风机(未显示)是这样的如上所述从入口端口。 [0048] 应当理解,上面描述的和附图中所示的本发明的具体实施例仅出于说明的目的而被描述。 本领域的技术人员可以容易地想到本发明的其他变化、修改和应用。 因此,显然所有这些变化都被认为在本发明的范围和精神之内。 因此,本文所寻求的保护如以下权利要求中所述。