專利名稱：適用于可變流體流速的旋流分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
具體地，但不是排他地，本發(fā)明有效地用于牙科器械中分離固體顆粒排放流體。
背景技術(shù)：
已知牙科抽吸機在操作過程中從病人的口腔中取出流體。這些流體包括一個氣態(tài)的部分(一般是空氣)，一個液體的部分(一般是水，血液和其它用于牙科器械中的液體)，以及顆粒形式的一個固體部分(通常是用在填料中的汞合金)。該被抽吸的流體包含多種污染物質(zhì)，例如汞合金固體顆粒。在牙科器械中，能夠產(chǎn)生大量的污染流體，雖然一般是不連續(xù)的。這些流體在排放到下水道之前必須排除污染物質(zhì)。
現(xiàn)有技術(shù)教導(dǎo)了采用旋流分離器從流體中分離固體顆粒的方法，旋流分離器利用離心力，離心力通過在流體流中產(chǎn)生一個快速的旋渦而形成，固體顆粒懸浮在這種流體流中。這些旋流分離器包括一個接受器，其具有一個用于流體的入口和上部的用于已去除固體顆粒的流體的出口。分離器接受器具有一個向下匯聚的截錐形，在其窄端有一個出口能夠與一個容器相連，該容器中能夠收集固體顆粒。
這些分離器結(jié)構(gòu)非常簡單，操作不用任何外部電機，只通過產(chǎn)生離心力壓在要由流體運動而分離的顆粒上。待分離的顆粒被投擲在接受器的壁上，并且向著分離器的底部下沉，而流體在分離器中部產(chǎn)生的輔助的旋渦中上升，并且從分離器的頂部排出。顆粒的分離度主要依賴于穿過離心分離機的流速。在低流速的情況下，這些分離器不能夠保證固體顆粒的充分分離水平，充分分離水平特別是在牙科器械中采用的達到包含在流體中的顆粒的總量的95％。
為了消除上述缺點，現(xiàn)有技術(shù)教導(dǎo)了一種旋流分離器，如相同申請人的EPO 557 251所描述的。在此分離器中，分離的效率和性能的增加歸功于采用離心泵，其葉片定位在接受器內(nèi)部以及截錐形部分的上方，該葉片能轉(zhuǎn)動從而使獨立于流速的水的速度加速，并且因此通過離心法進行顆粒的第一分離。離心泵的采用使得分離器能夠用作一個離心分離器以及一個旋流分離器，其結(jié)構(gòu)有些復(fù)雜并且因此昂貴。而且，為了從“離心”過渡到“旋流”的操作，上述的分離器需要采用電磁閥，由離心器外面的一個電信號發(fā)出命令，由一個與分離器的操作狀態(tài)無關(guān)的命令，關(guān)閉或者打開分離器的出口。這也使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且意味著分離器依賴于一個外部設(shè)備的作用。
在相同的申請人的歐洲專利EP99830011.5中，現(xiàn)有技術(shù)還教導(dǎo)了另一種方法，在分離器中具有一種特別的流體入口和出口孔的構(gòu)造和設(shè)置。此分離器的結(jié)構(gòu)非常簡單，增加了分離效率，但是不能以非常低的流速操作。
本發(fā)明的主要目的是克服上述的現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種旋流分離器，其結(jié)構(gòu)非常簡單、經(jīng)濟，同時能夠提供高分離度，且與到達分離器的流速無關(guān)。
此裝置的優(yōu)點是不需要輔助電機或者來自設(shè)備外部的命令信號來操作。
此裝置的另一個優(yōu)點是能夠由非常簡單和容易的操作進行清洗和保養(yǎng)。
這些和更多的目的由具有附隨的權(quán)利要求的特征的本發(fā)明的目的實現(xiàn)。
本發(fā)明的另外的特征和優(yōu)點，通過下面結(jié)合附圖對一個優(yōu)選的但不是限定性的實施例的詳細的描述會更清楚。


圖1是本發(fā)明的分離器的一個主視的示意的剖面圖；圖2是分離器的蓋件的放大比例的一個主視的剖面圖；圖3是分離器的蓋件的一個從上方的視圖，為了清楚，去除了一些件。
具體實施例方式
參見附圖，1代表分散在流體中的固體顆粒的旋流分離器的整體，特別是被用于分離來自已知形式的未示出的牙科器械的懸浮在排放流體中的固體顆粒。在這些設(shè)備中，產(chǎn)生包含空氣、水、血液、汞合金、化學(xué)產(chǎn)品等的流體，其必須根據(jù)防污染法排放到下水道中，該法規(guī)定某些物質(zhì)，包括汞合金等不能排放到下水道中。在上述設(shè)備中，產(chǎn)生大量的污染流體，雖然是不連續(xù)的。本發(fā)明的分離器具有從流體中去除這些污染顆粒的目的，不受到達分離器的流體的流速影響。分離器1包括一個接受器2，接受器2連接到用于接收流體的入口A，流體中的待分離的固體顆粒是懸浮的，并且還包括一個上部的出口B，用于排放去除固體顆粒的流體。接受器2能夠由例如塑料制造，設(shè)置有一個截錐形的壁3，在向下的方向匯聚，一個排放口4設(shè)置在窄的頸部。排放口4與下部的收集容器7相連通，分離出的固體顆粒積聚在該容器7中。
接受器2上部由一個蓋件5關(guān)閉，蓋件5由例如塑料制造，其能夠可取下地連接到接受器2，例如采用固定螺絲。在優(yōu)選的實施例中，蓋件5與入口A和出口B相關(guān)聯(lián)。
蓋件5側(cè)向具有一個第一口部8，其提供入口A，接收來自于以箭頭F表示的方向的牙科器械的流體。在此實施例中，第一口部8由一個固定連接到蓋件5的水平軸線的圓柱形管構(gòu)成。
管的一端包括入口A并且橫向從蓋件5突出，能夠連接到用于輸送包含待分離的固體顆粒的流體的裝置。管的相對端連接到蓋件5的材料上，并且經(jīng)一個設(shè)置在蓋件5中的垂直軸線的導(dǎo)管9與置于下部的環(huán)形腔10連通，環(huán)形腔10設(shè)置在蓋件5中，并且不與外面接觸。腔10借助于蓋件5的下壁11與接受器2的內(nèi)腔分離，該下壁11在上部限定該內(nèi)腔。
設(shè)置在蓋件5中的腔10，以及因此流體的入口A，經(jīng)過蓋件5的下壁11上的數(shù)個孔12與接受器2的內(nèi)側(cè)連通，該數(shù)個孔12優(yōu)選具有一個傾斜的軸線，與截錐形壁3的垂直的軸線相切。上述的下壁11的結(jié)構(gòu)是這樣的，使得將經(jīng)主入口A到達的流體的總流量分成多個小的噴射流，與接受器2的截錐形區(qū)域相切地噴射。蓋件5外部包括一個法蘭的側(cè)部52支承裝置，其是已知形式的，未示出，用于可取下地連接到置于下部的接受器2的相應(yīng)的法蘭部；和一個下部的圓柱形部分53，其用于插入到(和脫離)剛好在截錐形壁3上方的相應(yīng)的腔2中。數(shù)個密封件，在所示出的例子中包括一個環(huán)形密封件6，被置于蓋件5的圓柱形部分53與接受器2的圓柱形部分之間。蓋件5還具有一個垂直軸線的筒體54，向下突出，其內(nèi)部空腔與接受器2的截錐形壁3同軸，限定一個用于來自接受器2的流體的出口通道55，去除最重顆粒的流體排出接受器2時以向上的方向通過該出口通道55。上面所述與上面引用的歐洲專利EP99830011.5的現(xiàn)有技術(shù)相同；但是，這里強調(diào)，在下面描述的本發(fā)明的分離器的特征，也能夠應(yīng)用到具有與所描述不同的一個流體入口系統(tǒng)(例如沒有下壁11或者具有不同排列設(shè)置的數(shù)個入口孔)，以及一個在上部和接受器之間的連接系統(tǒng)的分離器。
本發(fā)明的分離器包括一個再循環(huán)通道60，下面詳細描述，再循環(huán)通道60使出口管道55與流體入口A相連通。在附圖中，再循環(huán)通道60示意地示出。再循環(huán)通道60連接泵的上游，未示出，將流體引入到分離器；這防止泵經(jīng)再循環(huán)通道60抽吸流體。
蓋件5內(nèi)部提供一個三通閥61，三通閥61的一個入口61a連接到出口通道55，三通閥61的出口61b和61c連接到再循環(huán)通道60和出口B。
閥61設(shè)置有一個封閉裝置62，其由從出口通道55出來的流體所施加的壓力控制。當(dāng)由從出口通道55出來的流體所施加的壓力達到第一預(yù)定值時，封閉裝置62中途阻止出口通道55與再循環(huán)通道60之間的連接。入口61a直接連接到出口通道55，出口61b直接連接到再循環(huán)通道60；閥61的出口61c與流體出口B之間的連接通過一個常閉的單向閥63實現(xiàn)，該單向閥設(shè)置在剛好出口B之前和三通閥61的下游。單向閥63設(shè)置有一個封閉裝置64，當(dāng)由流體的施加的壓力達到第二預(yù)定值時，單向閥打開，第二預(yù)定值大于第一預(yù)定值。蓋件5提供一個第一腔71，其構(gòu)成三通閥61的本體。在第一腔71內(nèi)部，一個校準的浮體能夠在軸線方向移動，并且這構(gòu)成了閥61的封閉裝置62。該校準浮體(calibrated float)是圓柱形的，并且具有兩個截錐形端部；由金屬制造。浮體直接由從出口通道55出來的流體致動，并且隨著流體的作用，能夠采用三個不同位置。在第一個位置，浮體關(guān)閉閥61的入口61a；此位置是在沒有流體從出口通道55流出時由于重力而采取的。第二位置，浮體打開閥61的入口61a和出口61b和61c，此位置是當(dāng)來自出口通道55的流體在浮體上施加一個低于第一預(yù)定壓力值的壓力時采取的。第三位置，浮體打開閥61的入口61a和出口61c，關(guān)閉與再循環(huán)通道60相連的出口61b，此位置是當(dāng)來自出口通道55的流體在浮體上施加一個等于或者大于第一預(yù)定壓力值的壓力時采取的。
特別是，第一腔71包括一個有溝的殼體72，其直接連接到閥61的入口61a和出口61b，封閉裝置62能夠在其內(nèi)部移動，不密封；第一腔還包括一個環(huán)形腔73，其被設(shè)置成圍繞該有溝的殼體72，并且總是與有溝的殼體72的內(nèi)側(cè)和三通閥61的出口61c連接。通過這樣的設(shè)置，一旦流體進入到閥61中，總能夠在閥的內(nèi)部自由地循壞，與浮體的位置無關(guān)。蓋件5還包括第二腔81，其構(gòu)成單向閥63的本體，被定位在第一腔71的一側(cè)并且經(jīng)三通閥的出口61c與第一腔連接。閥63的封閉裝置64能夠在第二腔81中移動；封閉裝置64通常在第一位置，在該位置它使閥63關(guān)閉；此位置由一個被校準的彈性元件82保持，只要來自出口通道55以及特別是閥61的流體的壓力低于第二預(yù)定壓力值。當(dāng)來自出口通道55以及特別是閥61的流體的壓力等于或者大于第二預(yù)定壓力值，封閉裝置64采取第二位置，在該位置閥63打開。
突出導(dǎo)軌83位于第二腔81的內(nèi)壁上，導(dǎo)軌83用于引導(dǎo)封閉裝置64的滑動，不防止流體通過；一旦閥63打開，由于導(dǎo)軌83向第二腔81的內(nèi)部方向突出，流體能夠自由通過封閉裝置64的側(cè)面，進入到封閉裝置和第二腔81的內(nèi)壁之間的頂部。
分離器的功能在下面進行描述。
固體顆粒的分離是通過只有流體流速高時在分離器中產(chǎn)生的旋流旋渦實現(xiàn)的，這一事實要牢記，對于低流速，輔助旋渦(secondaryvortex)傾向于向著接受器2出口向上抽吸固體顆粒。
流體進入接受器2的入口A，分成幾個噴射流，從各口部13相切地排出，并且產(chǎn)生旋流旋渦，使得固體顆粒從流體中分離，固體顆粒向著接受器2的內(nèi)壁向外推壓，落入收集腔7中。去除固體顆粒的流體經(jīng)過出口55從接受器2的頂部排出，并且到達三通閥61，該閥根據(jù)流體流速，即從出口通道55出來的流體所施加的壓力，而呈現(xiàn)不同的流動方式。當(dāng)流體流動適中時，固體顆粒的分離不充分，從出口通道55出來的流體施加在閥61的封閉裝置62(校準的浮體)上的壓力足以升起封閉裝置61，因此允許流體從出口通道55向著閥61本體內(nèi)側(cè)出來，但是不足以將閥61的本體推至關(guān)閉閥61的第一出口61b。封閉裝置62因此在其第二位置(或者更確切的說，在其可能的數(shù)個第二位置之一)。保持此狀態(tài)，直到流體流速達到一個值，使得施加在封閉裝置62上的壓力等于或者高于第一預(yù)定值；此第一預(yù)定值很明顯由構(gòu)成閥61的封閉裝置的浮體的重量和尺寸決定。
當(dāng)達到上述狀態(tài)時，流體進入閥61，從閥61的出口61c出來，但不能繼續(xù)前進，因為單向閥63是關(guān)閉的(此閥63只當(dāng)流體施加的壓力達到高于第一預(yù)定值的第二預(yù)定值時打開)，因此流體從出口61b出來，穿過常開的再循環(huán)通道60，重新引入到分離器中，并且因此增加進入到分離器的流體的流量。繼續(xù)進行，只要流體流不是所需的水平。
當(dāng)分離器中循環(huán)的流體流(fluid flow)到達合適的壓力值，以保證固體顆粒的正確分離時，這意味著封閉裝置62上的壓力等于第一預(yù)定值，封閉裝置62被推向其第三位置，在該第三位置封閉裝置62關(guān)閉閥61的出口61b。
在此操作狀態(tài)，流體進入閥61，不能從閥的出口61b出來，因為閥61由封閉裝置62關(guān)閉，而是從出口61c出來。在此點，由流體施加的壓力增加到由彈性元件82限定的第二預(yù)定壓力值，并且使得閥63打開，使得流體從分離器的出口B排出。
上面描述的分離器操作允許只當(dāng)流體流速足以保證有效的固體顆粒分離時流體排出。這是完全自動的，并且只依賴于通過分離器的流體的流量。
另外，分離器的功能元件，特別是閥61和63的特殊結(jié)構(gòu)使得分離器的功能得到保證，并且分離器的非常簡化。校準設(shè)定完全依賴于閥61的浮體(封閉裝置)的重量和尺寸以及閥63的彈簧的校準。而且，閥被制造成能被操作，無拖曳密封件，拖曳密封件那將使得結(jié)構(gòu)和操作困難。
分離器能夠明顯地用于與所描述的不同的流體入口系統(tǒng)；并且閥61和63能夠是與這里描述的不同結(jié)構(gòu)的。
權(quán)利要求
1.一種適用于可變流體流速的旋流分離器，用于分離分散在流體中的固體顆粒，該分離器包括一個封閉的接受器(2)，其上方由一個蓋件(5)封閉，蓋件(5)設(shè)置有一個用于包含有固體顆粒的流體的入口(A)，和一個用于去除了固體顆粒的流體的出口(B)，接受器(2)具有一個截錐形的壁，截錐形的壁在向下的方向匯聚，一個排放口(4)設(shè)置在該截錐形的壁的窄的端部，排放口(4)能夠與收集固體顆粒的容器(7)相連，排放口上方設(shè)置一個出口通道(55)，用于使流體從接受器(2)排出；其特征在于包括一個再循環(huán)通道(60)，用于使出口通道(55)與流體的入口(A)連通；一個三通閥(61)，其入口(61a)與出口通道(55)相連，其出口(61b，61c)與再循環(huán)通道(60)和出口(B)相連，三通閥(61)設(shè)置有一個封閉裝置(62)，封閉裝置(62)由從出口通道(55)出來的流體所施加的壓力控制，當(dāng)壓力達到第一預(yù)定值時，封閉裝置(62)阻斷出口通道(55)與再循環(huán)通道(60)之間的連接；單向閥(63)，具有一個封閉裝置(64)并且被定位在三通閥(61)的下游的出口(B)上，該單向閥(63)通常是關(guān)閉的，由從出口通道(55)出來的流體所施加的壓力控制，當(dāng)由流體所施加的壓力達到第二預(yù)定值時，單向閥(63)連接出口通道(55)與出口(B)，該第二預(yù)定值大于第一預(yù)定值。
2.如權(quán)利要求1的分離器，其特征在于三通閥(61)的封閉裝置(62)和單向閥(63)的封閉裝置(64)直接由從出口通道(55)出來的流體致動。
3.如權(quán)利要求1的分離器，其特征在于蓋件(5)包括一個第一腔(71)，其構(gòu)成三通閥(61)的本體，在第一腔(71)內(nèi)部，一個校準的浮體能夠在軸線方向滑動，該浮體構(gòu)成了閥(61)的封閉裝置(62)，并且該浮體能夠采取當(dāng)沒有流體流從出口通道(55)進來時，一個第一位置，在該第一位置，封閉裝置(62)使三通閥(61)的入口(61a)關(guān)閉；當(dāng)來自出口通道(55)的流體流在封閉裝置(62)上施加一個低于第一預(yù)定壓力值的壓力時，數(shù)個第二位置，在第二位置，封閉裝置(62)打開三通閥(61)的入口(61a)和出口(61b，61c)；當(dāng)來自出口通道(55)的流體流在封閉裝置(62)上施加一個大于第一預(yù)定壓力值的壓力時，一個第三位置，在該第三位置，封閉裝置(61)打開三通閥(61)的入口(61a)和與出口(B)相連的出口(61c)，并且關(guān)閉與再循環(huán)通道(60)相連的出口(61b)。
4.如權(quán)利要求3的分離器，其特征在于構(gòu)成封閉裝置(62)的校準的浮體是一個金屬的圓柱體，具有兩個截錐形的端部。
5.如權(quán)利要求3的分離器，其特征在于第一腔(71)包括一個有溝的殼體(72)，其直接連接到三通閥(61)的入口(61a)和出口(61b)，三通閥(61)的封閉裝置(62)能夠在其內(nèi)部滑動，沒有密封；一個環(huán)形腔(73)，其總是與有溝的殼體(72)的內(nèi)側(cè)和三通閥(61)的出口(61c)連接。
6.如權(quán)利要求2的分離器，其特征在于蓋件(5)包括一個第二腔(81)，其構(gòu)成單向閥(63)的本體，單向閥(63)的封閉裝置(64)能夠在第二腔(81)中滑動并且采取一個第一位置，在該第一位置，封閉裝置(64)使單向閥(63)關(guān)閉，此第一位置由一個被校準的彈性元件(82)保持，只要來自出口通道(55)的流體的壓力低于第二預(yù)定壓力值；當(dāng)來自出口通道(55)的流體的壓力大于第二預(yù)定壓力值，一個第二位置，在該第二位置，封閉裝置(64)使單向閥(63)打開。
7.如權(quán)利要求6的分離器，其特征在于突出導(dǎo)軌(83)位于第二腔(81)的內(nèi)壁上，該突出導(dǎo)軌(83)用于引導(dǎo)封閉裝置(64)的滑動，不防止流體通過。
全文摘要
一種帶有流速調(diào)節(jié)的旋流分離器(1)，用于從流體中分離固體顆粒，特別是在牙科器械中。該分離器包括一個容器(2)，具有一個用于流體的入口(A)，和一個用于去除了固體顆粒的流體的出口(B)。分離器還包括一個再循環(huán)通道(60)，用于使出口通道(55)與流體的入口(A)連通；一個三通閥(61)其入口(61a)與出口通道(55)相連，其出口(61b，61c)與再循環(huán)通道(60)和出口(B)相連。三通閥(61)設(shè)置有一個封閉裝置(62)，其能夠阻斷出口通道(55)與再循環(huán)通道(60)之間的連接；單向閥(63)具有一個封閉裝置(64)并且被定位在三通閥(61)的下游的出口(B)。該單向閥(63)通常是關(guān)閉的，并且能夠連接出口通道(55)與出口(B)。三通閥(61)和單向閥(63)當(dāng)分離器出口的流體壓力達到第一和第二預(yù)定值時起作用。
文檔編號B04C5/30GK1488445SQ0313310
公開日2004年4月14日 申請日期2003年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月24日
發(fā)明者伊代奧·卡萊菲, 伊代奧 卡萊菲 申請人:卡塔尼股份公司