專利名稱：從氣流中分離固體或液體顆粒的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝置，尤其涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空除塵器。
這種類型的裝置已經(jīng)在OS2153664中被公開，其公開說明書中描述了一種真空除塵器，該除塵器利用一個風(fēng)機(jī)將帶有灰塵的空氣吸入一吸管中。一個葉輪與風(fēng)機(jī)的上游端相連接，吸管的開口對著葉輪的軸線。在葉輪的上游，有一個集塵箱環(huán)繞在吸管的周圍，借助一條螺旋形的通道將集塵箱與葉輪連接在一起。
在這種已知的技術(shù)方案中，已證實(shí)顆粒從氣流中的分離是很不完全的。
本發(fā)明的目的在于對這種類型裝置的相分離性進(jìn)行改進(jìn)。
本發(fā)明的目的通過權(quán)利要求1所述的技術(shù)方案就可以實(shí)現(xiàn)。其從屬權(quán)利要求是對其優(yōu)點(diǎn)進(jìn)一步的改進(jìn)。
由于本發(fā)明對這種已知裝置所作的改進(jìn)，因此在吸管的開口區(qū)產(chǎn)生了一個可向外輸送各種顆粒的空氣渦流。通過集塵箱中形成的第二渦流，再將這些顆粒進(jìn)一步送往集塵箱中。對于這種連接方式來說，最重要的是將所分離出的固體或液體顆粒輸送到氣流的外部。在這種連接方式中，所設(shè)置的葉輪可以是一個風(fēng)扇輪。由于集塵箱的開口是直線形的，它沿葉輪的方向延伸，所以因沖擊到葉輪上而被加速的顆粒，將被第二渦流截獲，并送至氣流之外，從而使這些顆粒能夠沉積在集塵箱中。為了強(qiáng)化產(chǎn)生第二渦流，集塵箱直徑與葉輪直徑之比應(yīng)當(dāng)大于2。作為本發(fā)明的一個改進(jìn)，可將葉輪沿氣流的方向設(shè)置在風(fēng)扇輪的前方，采用這種方式，相分離發(fā)生在風(fēng)扇輪之前，這樣顆粒就不會撞擊風(fēng)扇輪。采用這種布置方式，證明其優(yōu)點(diǎn)在于氣流沿軸向穿過葉輪，然后撞擊到葉片表面而被切向加速的顆粒，以一種大致穩(wěn)定的渦流形式繞葉輪的軸線運(yùn)動，在離心力的作用下，抵達(dá)一個葉輪腔的邊緣，在重力或所形成的第二渦流的作用下，這些顆粒被送入集塵箱內(nèi)。葉輪腔最好呈漏斗形，而且其端部沿吸入方向呈錐形。葉輪最好具有二個葉片，在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，葉片位于錐形篩的頂部區(qū)域，錐體沿氣流方向擴(kuò)展。其旋轉(zhuǎn)速度為每分鐘10000轉(zhuǎn)以上。采用這種方式，可以有效地對來自于葉片或篩網(wǎng)隔條的顆粒進(jìn)行脈沖輸送。
當(dāng)葉輪，篩網(wǎng)，以及風(fēng)扇輪相互之間結(jié)合成為一體時，即可實(shí)現(xiàn)一種緊密的結(jié)構(gòu)。錐形篩網(wǎng)上具有若干沿圓周方向被隔條隔開的孔眼。結(jié)合轉(zhuǎn)速及氣流的最大速度一起考慮，應(yīng)使孔眼的寬度與隔條的高度相互匹配，這種方法以確保在篩網(wǎng)旋轉(zhuǎn)時，經(jīng)過孔眼的顆粒總能撞到隔條上，并被甩出篩網(wǎng)。錐形篩網(wǎng)尤其適合這類機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的另一個貢獻(xiàn)在于，在集塵箱所在的區(qū)域吸管由一漏斗形網(wǎng)罩環(huán)繞。采用這種方式，可以在集塵箱的底部盡量減小第二渦流的形成。
以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)解釋，附圖中

圖1是本發(fā)明的一臺真空除塵器；圖2是第一實(shí)施例的剖面圖；圖3是第一實(shí)施例旋轉(zhuǎn)90度時的剖視圖；圖4是第二實(shí)施例的剖視圖；圖5是第三實(shí)施例的剖視圖；圖6是第四實(shí)施例的剖視圖；圖7是第三，第四，第五實(shí)施例中篩形葉片風(fēng)扇輪的視圖；圖8是第五實(shí)施例中葉輪的平面視圖；圖9是第五實(shí)施例的篩形葉片風(fēng)扇輪沿IX-IX線的剖視圖；圖10是本發(fā)明的第六實(shí)施例。
用于相分離，即從氣流中分離固體或液體顆粒的本發(fā)明的裝置，最好用于真空除塵器中，圖1表示了該裝置的一個例子。真空除塵器1具有一個馬達(dá)腔室6，內(nèi)裝一臺電動馬達(dá)，它帶動一個風(fēng)扇輪8，通過該風(fēng)扇輪將空氣吸入一吸嘴2及一與該吸嘴相連的吸管3中。在這種連接方式中，設(shè)置在真空除塵器1中的葉輪9用來將固體或液體顆粒從氣流中分離出來。經(jīng)過預(yù)清潔處理的空氣再被風(fēng)扇輪8送入集塵袋中，此時它起到一種細(xì)濾清器5的作用。
最好以每分鐘20000-35000轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速來從氣流中分離固體或液體顆粒。尤其在采用錐形篩17時，沉積在集塵箱4中的顆粒尺寸可以小至10μm。其優(yōu)點(diǎn)是集塵袋5不需排空，而且其尺寸可以非常小。此外，用于集塵袋的濾布可以與最大達(dá)到10μm的顆粒粒度相匹配。這樣，便可用來組成一種具有價格優(yōu)勢的高能過濾系統(tǒng)。該裝置適合于固體顆粒的分離，同時也適合于液體的吸收。液滴在氣流中的存在形式與灰塵顆粒類似，借助于葉輪進(jìn)行切向加速，并被送出氣流之外。
圖2和3所示的第一實(shí)施例具有一個集塵箱4，它環(huán)繞在吸管3的周圍。吸管3的開口3′朝向葉輪9的軸向，在該實(shí)施例中，葉輪由風(fēng)扇輪8組成。在這種結(jié)合方式中，葉輪9被一漏斗形套筒12環(huán)繞，漏斗的尖部指向氣流的方向。在漏蘭的開口側(cè)，一圓形套筒區(qū)11與筒面12相接。在這種連接方式中，圓形套筒區(qū)11覆蓋在吸管3的開口區(qū)上。在吸管3的開口3′周圍，放置著一個網(wǎng)罩13，該網(wǎng)罩呈圓形，而且與葉輪9的直徑相等。這樣，葉輪就只抽吸吸管3之外的空氣。
集塵箱4的其它各側(cè)面都被封閉，只在其頂蓋15上設(shè)有開口16，以便上述圓形罩蓋插入其中。漏斗形的套筒12基本延伸過整個葉輪區(qū)，在其直徑較小的一側(cè)，套筒12上開有一條環(huán)形槽，該槽開向排氣通道7。排氣通道7將空氣送過馬達(dá)而進(jìn)入集塵袋5。
由于葉輪9圍繞其軸線所作的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，使空氣沿徑向被加速。因?yàn)榧瘔m箱4的其它各側(cè)面都是封閉的，被風(fēng)扇輪8吸入的空氣只能通過漏斗形開口側(cè)上的槽口進(jìn)入排氣通道7。在葉輪9的周圍將形成一個空氣渦流，由于套筒12的傾斜壁面，空氣渦流延伸進(jìn)入套筒區(qū)11內(nèi)。在這種渦流中，固體或液體的顆粒將沿徑向分離，即進(jìn)入網(wǎng)罩區(qū)13。由于集塵箱4的直線開口10朝向葉輪9，至少在集塵箱4的上部將產(chǎn)生第二渦流，它會把灰塵顆粒輸送入集塵箱4內(nèi)。網(wǎng)罩13可以保證葉輪9本身不對所產(chǎn)生的第二渦流造成妨礙。
圖4所示的第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的基本區(qū)別在于，集塵箱4的直線開口10的邊緣處環(huán)繞著一漏斗形的套筒14。套筒14的最大直徑與漏斗形套筒12的最大直徑相接，氣流由此進(jìn)入排氣通道7。
在實(shí)施例3-6中，其風(fēng)扇輪8與葉輪9不一樣，相反風(fēng)扇輪8沿其氣流方向被放置在葉輪9的后部。葉輪9的形狀同樣可以使氣流大致沿軸向穿過空氣葉片。為此，設(shè)置了一些篩孔23，使之與錐形的篩網(wǎng)17相配合。錐體的頂角最好在40-140度之間，以便獲得最佳的分離效果。在這種連接方式中，篩網(wǎng)17的頂角17′指向吸管3的開口3′。在錐體的外面上鑄有二個反向設(shè)置的葉片24，它們構(gòu)成葉輪9。在篩網(wǎng)17的錐形外面上，設(shè)有三排孔23，它們相互之間被隔條27間隔開?？?3的寬度取決于其所在徑向位置，同時還取決于隔條在氣流方向上的有效高度?？椎膶挾纫约案魲l的高度都是以氣流穿過開口時的最大流速以及篩網(wǎng)的旋轉(zhuǎn)速度為依據(jù)進(jìn)行選擇的，這樣，便可使灰塵的顆粒在穿過孔眼時能與隔條27相撞。采用這種方式，可以確保實(shí)現(xiàn)最佳的相分離。未能與葉輪9的葉片24相撞的全部顆粒將會在入口處進(jìn)入篩網(wǎng)內(nèi)，沿切向被加速，因此被沿橫向甩出大致沿軸向移動的抽吸氣流，然后沉積在集塵箱4內(nèi)。在此結(jié)構(gòu)中，葉片24的半徑至少要等于，最好要稍大于吸管3的環(huán)形開口3′的半徑，這樣，篩網(wǎng)17的最大直徑就略大于開口3′的直徑。
如圖7所特別描述的，葉輪9與篩網(wǎng)17以及風(fēng)扇輪8構(gòu)成一體，將之命名為篩網(wǎng)葉片扇輪28。該篩網(wǎng)葉片扇輪28具有一個驅(qū)動聯(lián)軸器26，用于連接電動馬達(dá)的軸。它還帶有若干葉片25。
在圖5-10的實(shí)施例中，可以看到一個圓筒部18，它位于下游風(fēng)扇輪8與篩網(wǎng)葉片扇輪28的錐形篩網(wǎng)17之間的中間區(qū)域。該圓筒部18被末端為漏斗形的集塵箱開口10的直徑最小的區(qū)域所包圍，其壁由套筒12構(gòu)成。采用這種結(jié)構(gòu)，可以確保所有的空氣都被風(fēng)扇輪8吸入錐形篩網(wǎng)17，也就是說，由于灰塵顆粒沿圓周方向撞擊在隔條27或葉片24上，這些灰塵顆粒沿橫向離開氣流，而進(jìn)入一環(huán)繞的氣體渦流中，并由此落入集塵箱4內(nèi)。
在圖6所示的實(shí)施例中，可以看到一個截錐形的套筒22，它環(huán)繞在錐形篩網(wǎng)17的周圍，并穿過集塵箱4的蓋15上的開口伸入到集塵箱4的內(nèi)部。此外，環(huán)繞著套筒22的圓筒形套筒11，通過一輔助空氣通道21與風(fēng)扇罩相連，該風(fēng)扇罩具有一個漏斗形的外壁12。在套筒22的開口平面與吸管開口3′所在的平面之間留有一條很小的間隙，篩網(wǎng)17的頂部17′位于套筒22的開口平面中，這樣，便也與吸氣口3′相隔相等的間隙。
在篩網(wǎng)葉片扇輪28中(見圖7)，設(shè)有二個對置的葉片24，葉片的下邊緣穿過錐形篩網(wǎng)17的頂部17′，葉片24的角部是圓滑的，而且在區(qū)域32呈弧形收縮。葉片24很平緩的與篩網(wǎng)直徑最大的底部相交。由此，葉片24大致平行于篩網(wǎng)17的錐形外表面延伸。這樣，便可保證孔23及隔條27與葉片24處于相同的高度。
在圖5和6所示的實(shí)施例中，還設(shè)有一漏斗形的網(wǎng)罩20，它環(huán)繞著吸管3設(shè)置。在這種連接中，網(wǎng)罩20的最大直徑部位指向集塵箱4的底部。
在這種類型的真空吸塵器中，空氣軸向撞擊在一離心輪上，然后被沿徑向朝外導(dǎo)引，這樣，較大的灰塵顆粒便貼著離心輪周圍的一導(dǎo)向面的內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)。在這之后，僅僅攜帶細(xì)微顆粒的空氣沿徑向向內(nèi)進(jìn)入安裝在離心輪后面的一個轉(zhuǎn)鼓中，該轉(zhuǎn)鼓是一個直徑較小共同旋轉(zhuǎn)的圓筒，并且?guī)в锌籽?。該轉(zhuǎn)鼓帶有較多的孔眼，它們形成小的葉片，即使細(xì)小的灰塵顆料也能借助于空氣的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動而被向外甩出，貼著圓筒形轉(zhuǎn)鼓周圍的導(dǎo)向面內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)。流過轉(zhuǎn)鼓之后，空氣再次轉(zhuǎn)為沿軸向運(yùn)動，并被馬達(dá)排入大氣中。在這種結(jié)構(gòu)中，隨著過濾器中填充物的增加抵達(dá)下游側(cè)過濾袋中的灰塵有可能降低該裝置的抽吸能力。為了在最小可能的結(jié)構(gòu)空間中實(shí)現(xiàn)相分離，而且使之具有最短的流程，盡可能不改變流動方向，從而實(shí)現(xiàn)更好的流動效率，本發(fā)明采取了以下措施，在一真空吸塵器中，設(shè)置一個集塵箱，一鼓風(fēng)機(jī)8以及一個供排氣口7使用的空間。吸管3的一側(cè)與一清潔嘴2相連，另一側(cè)與集塵箱4相連。在這種連接方式中，帶有灰塵的空氣被吸管3導(dǎo)引，先沿中心撞擊到一分離裝置28(葉輪9)上，它位于一分離室內(nèi)。該分離裝置28包括一錐形的空心體，它帶有若干沿氣流方向排布的孔眼23。在該錐形的空心體17上，裝有一些平直的徑向葉片24。分離裝置可以固定安裝在由馬達(dá)軸26帶動的風(fēng)扇輪8上，也可以經(jīng)由另一吸管31(圖10)與風(fēng)扇輪相連，然后再由分離馬達(dá)M2驅(qū)動。由分離裝置28分離出的灰塵顆粒被分離室的內(nèi)壁面12轉(zhuǎn)向，進(jìn)入集塵箱4內(nèi)，內(nèi)壁面12與集塵箱4相連接。這樣清潔后的空氣流入風(fēng)扇輪8內(nèi)，然后由此進(jìn)入排氣口7。
采用本發(fā)明的布置方式，可以使帶有灰塵的空氣穿過吸管3后沿軸向撞擊分離裝置9，17，并仍沿軸向排出，此時，粗灰塵被平直葉片24旋轉(zhuǎn)，細(xì)微灰塵在錐形空心體17上孔眼23所形成的小葉片輪的作用下，沿徑向向外撞在分離室的內(nèi)側(cè)面上。與平直葉片相比，依靠這些小孔23，可以更好的對攜帶灰塵的空氣進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，即使顆粒很小的灰塵，也能從空氣中分離出來。分離出的灰塵顆粒由相應(yīng)形成的分離室的內(nèi)側(cè)導(dǎo)入集塵箱4內(nèi)。無灰塵的空氣沿軸向流入鼓風(fēng)機(jī)8。攜帶灰塵的空氣也可以理解為水與空氣的混合物，此時，從空氣中相應(yīng)分離出的是水滴。
在圖10所示的實(shí)施例中，示出了一馬達(dá)M2，它驅(qū)動分離裝置9，17，此外還有一馬達(dá)M1，它帶動風(fēng)扇輪8。通過一流動通道31，將風(fēng)扇輪8與分離裝置9，17相互連接在一起。
在以上說明書附圖以及權(quán)利要求書中所揭示的本發(fā)明的這些特征，無論就其每一個特征來說，還是就其任意組合來說，對于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明都是十分重要的。所揭示的所有的特征都與本發(fā)明有關(guān)。本申請所公開的全部內(nèi)容還包括有關(guān)的在先文件的公開內(nèi)容(在先申請的文本)。
權(quán)利要求書按照條約第19條的修改1、一種從氣流中分離固體或液體顆粒的裝置，它包括一個大致朝向轉(zhuǎn)動驅(qū)動葉輪(9)軸的抽吸管(3)的開口(3’)，以便從空氣中傳送顆粒，和由集塵箱(4)環(huán)繞的吸管(3)，其特征在于葉輪(9)位于氣流軸向通過的分離裝置(9)中，沿氣流方向該分離裝置末端呈漏斗形。
2、按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于葉輪(9)由一風(fēng)扇輪(8)構(gòu)成。
3、按照上述一個或多個權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于沿氣流方向葉輪(9)位于風(fēng)扇輪(8)的前方。
4、按照上述一個或多個權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于它包括一個雙葉片葉輪(9)。
5、按照上述一個或多個權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于錐形篩網(wǎng)(17)沿氣流方向連接在葉輪(9)上。
6、按照上述一個或多個權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于安排葉片(24)在錐體(17)的外表面上沿徑向伸出。
7、按照上述一個或多個權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于葉輪(9)，篩網(wǎng)(17)以及風(fēng)扇輪(8)相互連成一個整體。
8、按照上述一個或多個權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于沿圓周方向的篩網(wǎng)(17)的孔眼(23)與將孔眼隔開的隔條(27)的高度相配合，從而可使以最大抽吸速度進(jìn)入旋轉(zhuǎn)孔眼的顆粒，在其穿過孔眼時與隔條相撞。
9、按照上述一個或多個權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于大致為漏斗形的網(wǎng)罩(20)從吸管伸入集塵箱中。
權(quán)利要求
1.一種從氣流中分離固體或液體顆粒的裝置，它包括一個大致朝向葉輪(9)軸向的抽吸管(3)的開口(3′)和由集塵箱(4)環(huán)繞的抽吸管(3)，其特征在于還包括一個葉輪(9)的軸向開口和/或一個直線開口(10)，使之從集塵箱(4)通向葉輪(9)。
2.按照或特別按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，葉輪(9)由一風(fēng)扇輪(8)構(gòu)成。
3.按照或特別按照上述一個或多個權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于沿氣流方向葉輪(9)位于風(fēng)扇輪(8)的前方。
4.按照或特別按照上述一個或多個權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于沿氣流方向分離裝置的末端為漏斗形(12)。
5.按照或特別按照上述一個或多個權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于它包括一個雙葉片葉輪(9)。
6.按照或特別按照上述一個或多個權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于錐形篩網(wǎng)(17)沿氣流方向連接在葉輪(9)上。
7.按照或特別按照上述一個或多個權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于安排葉片(24)在錐體(17)的外表面上沿徑向伸出。
8.按照或特別按照上述一個或多個權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于葉輪(9)，篩網(wǎng)(17)以及風(fēng)扇輪(8)相互連成一個整體。
9.按照或特別按照上述一個或多個權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于沿圓周方向的篩網(wǎng)(17)的孔眼(23)與將孔眼隔開的隔條(27)的高度相配合，從而可使以最大抽吸速度進(jìn)入旋轉(zhuǎn)孔眼的顆粒，在其穿過孔眼時與隔條相撞。
10.按照或特別按照上述一個或多個權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于大致為漏斗形的網(wǎng)罩(20)從吸管伸入集塵箱中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從氣流中分離固體或液體顆粒的裝置，其中，吸管(3)的孔眼(3′)大致朝向葉輪(9)的軸向，集塵箱(4)環(huán)繞著吸管(3)。為了改善相分離性能，尤其是集塵箱位于集塵袋上游的真空吸塵器的相分離性能，在葉輪(9)中設(shè)置軸向孔眼和/或一個直線孔眼(10)，使之從集塵箱(4)通向葉輪(9)。這樣，便可在吸管的開口區(qū)產(chǎn)生空氣渦流，將顆粒向外輸送，經(jīng)過產(chǎn)生的第二渦流再將它們進(jìn)一步送往集塵箱內(nèi)。
文檔編號A47L9/10GK1151110SQ95193674
公開日1997年6月4日 申請日期1995年2月13日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月29日
發(fā)明者于爾根·索德 申請人:沃維克股份有限公司