Системы, индицирующие окончание срока службы, для многослойных фильтрующих картриджей

1. Фильтрующий картридж для удаления загрязняющих веществ из газовой среды, содержащий:
герметичный корпус картриджа, содержащий:
впускное отверстие для газа;
фильтрующую среду; и
выпускное отверстие для газа,
при этом указанная фильтрующая среда содержит многослойную структуру, содержащую:
первый слой сорбента;
второй слой сорбента, расположенный ближе к выпускному отверстию для газа, чем первый слой сорбента; и
сенсорный элемент, прилегающий к первому и второму слоям сорбента, при этом индикатор сенсорного элемента расположен на границе между первым и вторым слоями сорбента.
2. Фильтрующий картридж по п. 1, в котором второй слой сорбента имеет большую адсорбционную способность и/или более высокую скорость адсорбции, чем первый слой сорбента.
2
1
2
1
3. Фильтрующий картридж по п. 2, в котором отношение показателя А адсорбции второго слоя сорбента к показателю Α адсорбции первого слоя сорбента составляет А/А>1, при этом показатель адсорбции слоя сорбента определяется по формуле:
v
А=k×SL,
где А = показатель адсорбции;
v
-1
k= коэффициент эффективной скорости адсорбции (минуты); и
SL = срок службы (минуты), время, требуемое для проникания 1% определенного целевого пара при стандартной температуре и давлении.
4. Фильтрующий картридж по п. 1, в котором первый слой сорбента и второй слой сорбента выполнены, по существу, отдельными слоями.
5. Фильтрующий картридж по п. 1, в котором сенсорный элемент сигнализирует о прохождении волнового фронта адсорбции через фильтрующий картридж.
6. Фильтрующий картридж по п. 5, в котором сенсорный элемент является колориметрическим сенсорным элементом или электронным сенсорным элементом.
7. Фильтрующий картридж по п. 1, в котором сенсорный элемент расположен внутри фильтрующего картриджа в местоположении, выбранном с возможностью обеспечения сигнализации сенсорным элементом достижения волновым фронтом адсорбции, содержащим загрязняющее вещество, границы между первым и вторым слоями сорбента.
8. Фильтрующий картридж по п. 1, дополнительно содержащий дополнительные слои сорбента.
9. Фильтрующий картридж по п. 1, в котором первый и второй слои сорбента содержат слои активированного угля, оксида кремния, оксид алюминия или их сочетания.
10. Фильтрующий картридж по п. 9, в котором первый слой сорбента содержит активированный уголь, а второй слой сорбента содержит другой активированный уголь.
11. Фильтрующий картридж по п. 1, в котором сенсорный элемент расположен на стенке корпуса картриджа.
12. Способ фильтрации загрязняющих веществ из газа, содержащий: обеспечение фильтрующего картриджа, при этом фильтрующий картридж содержит:
герметичный корпус картриджа, содержащий:
впускное отверстие для газа;
фильтрующую среду; и
выпускное отверстие для газа,
при этом указанная фильтрующая среда содержат многослойную структуру, содержащую:
первый слой сорбента;
второй слой сорбента, расположенный ближе к выпускному отверстию для газа, чем первый слой сорбента; и
сенсорный элемент, прилегающий к первому и второму слоям сорбента, при этом индикатор сенсорного элемента расположен на границе между первым и вторым слоями сорбента;
обеспечение газового потока, проходящего через фильтрующий картридж;
обнаружение отклика сенсорного элемента; и
замену фильтрующего картриджа.
13. Способ по п. 12, в котором второй слой сорбента имеет большую адсорбционную способность и/или более высокую скорость адсорбции, чем первый слой сорбента.
2
1
2
1
14. Способ по п. 13, в котором отношение показателя А адсорбции второго слоя сорбента к показателю Α адсорбции первого слоя сорбента составляет А/А>1, при этом показатель адсорбции слоя сорбента определяют по формуле:
v
А=k×SL,
где А = показатель адсорбции;
v
-1
k= коэффициент эффективной скорости адсорбции (минуты); и
SL = срок службы (минуты), время, требуемое для проникания 1% определенного целевого пара при стандартной температуре и давлении.
15. Способ по п. 12, в котором первый слой сорбента и второй слой сорбента являются, по сути, отдельными слоями.
16. Способ по п. 12, в котором сенсорный элемент сигнализирует о прохождении волнового фронта адсорбции через фильтрующий картридж.
17. Способ по п. 16, в котором сенсорный элемент является колориметрическим сенсорным элементом или электронным сенсорным элементом.
18. Способ по п. 17, в котором обнаружение отклика сенсорного элемента содержит обнаружение изменения цвета.
19. Способ по п. 12, в котором сенсорный элемент располагают внутри фильтрующего картриджа в местоположении, выбранном с возможностью обеспечения сигнализации сенсорным элементом достижения волновым фронтом адсорбции, содержащим загрязняющее вещество, границы между первым и вторым слоями сорбента.
20. Способ по п. 12, в котором фильтрующий картридж дополнительно содержит дополнительные слои сорбента.
21. Способ по п. 12, в котором загрязняющие вещества содержат органические пары, кислотные газы или их сочетание.