用挡板收集碎屑的空气承载成分抽出器的制造方法_4

文档序号:9582815阅读:来源:国知局
来说,目前的设计提供了鼓风机上14英寸水柱总压 头的气流。依据空气过滤器的状况,系统的总静压头可以在10英寸水柱和18英寸水柱之 间变化。随着功率要求如此下降,目前900CFM气流体积流量的设计可以采用5Hp额定功率 的电机。然而,目前设想的范围在3Hp和7. 5Hp之间的电机可以提供优良的操作,特别是在 工业环境下。当然也可以使用其它额定功率和尺寸。如以上所指出的,在一些实施例中,可 以使用一个以上的电机和/或鼓风机、风扇或压缩机。类似地,电机(一个或多个)可以具 有固定速度或可变速度。
[0058] 在目前设想的实施例中,系统可以设计为使得电机(一个或多个)和其它部件的 电气要求可由460V的三相电源提供。在其它实施例中,系统可以设计为接收230V的单相 电源。在另外的其它实施例中,系统可以设计为接收115V的单向电源。还可以设想,除了 "专业"和"商业"实施方式之外,这些技术还可以用于业余爱好者和其它应用中。的确,设想 可以针对例如车间真空系统、现有抽空设施等设备制造原始设备或者甚至改型。还设想可 以在特定环境中采用以本公开所述结构和教导为基础的结构和教导,以增强空气承载成分 收集效果。例如,较小的系统可以基于ΙΗρ或更小的电机,配有短的正压导管和负压导管, 例如用于办公桌或桌面用途。这种系统可能在工作台对于小型应用、商业和业余爱好者等 来说特别有用。
[0059] 而且,如本领域的技术人员将领会的,一般来说,系统所提供的压头通常会受到所 涉流动面积(及其相对尺寸)、系统中的转弯数量(及其性质一光滑、受控相对于较湍急或 紧密)、系统中表面的性质、部件(例如臂)的长度等因素的影响。所需的功率通常则会受 到该压头以及流量率、空气增流器(例如风扇、鼓风机或压缩机)类型及其数量等其它因素 的影响。设想将为了保持各个部件的有效利用,特别是为了使空气增流器保持在其性能曲 线的适当部分内而选择和设置(或可在范围内进行调节)电机、空气增流器、部件等。
[0060] 图16至图20示出了歧管和支撑组件152及其组成部件的目前实施例。该组件本 身在图16中最佳示出。该组件包括容纳同轴导管122和124的转接器166。在臂从基本单 元延伸并且可以旋转的实施例中,该转接器随着导管可旋转。该转接器被板组件168俘获。 空气处理器170具有入口 172,该入口 172用于接收来自鼓风机的气流,并且用于将该气流 重新定向流经同轴导管之间的环形区域。设置开口 174,同轴导管配合在该开口 174中。设 置孔176,用于容纳将导管组件连接到转接器的紧固件或支撑装置。
[0061] 该结构在图17中以分解视图示出。如图17所示,板组件包括上板180和中间板 182。在转接器166的下侧定位有下板184。该转接器具有外周下凸缘186,该凸缘186定 位于下板148的凹部188中。因此,当这些板被装配在转接器的任一侧时,转接器被有效地 俘获并支撑在各板之间,机械地支撑连接到转接器的臂。空气处理器170具有上表面190, 在系统装配过程中下板148安装到该上表面190上。中央通道192限定为穿过空气处理器 并且用来容纳使返回气流流向空气处理器的内导管并与该内导管连通。入口 172同样适配 为接收来自鼓风机的气流,并引导该气流通过同轴导管之间的环形空间。
[0062] 图18提供了空气处理器170的气流图解。如图18所示,空气处理器170具有内 通道或中央通道,返回气流被引导经过该通道。从入口 172开始,空气处理器形成蜗壳通道 194,如上所述,该通道194有效地将从入口流向同轴导管之间的环形区域的气流进行重新 定向。在图18中流向空气处理器的内气流以附图标记196表示。如箭头198所示,该气流 然后被重新定向流经蜗壳通道。
[0063] 图19示出了用于将转接器166机械地支撑在歧管和支撑组件内的本实施例。如 图所示,该转接器具有外围凸缘186,该凸缘186被俘获在中间板182与下板184之间。同 样,在该实施例中,下板184固定到空气处理器的上表面上。然后上板180将该组件紧固在 一起并对转接器提供机械支撑,从而对臂提供机械支撑。在某些变型中,该排布方式可以通 过增加密封件、轴承等进行调整。如图20所示,中央通道192内的空气处理器的下部适应 于密封啮合内导管。在该实施例中,设置了两个周向槽200,这些槽200可以容纳被空气处 理器和内导管(图20中未示出)压缩的密封件。在外导管和转接器被安装到推车的同时, 内导管因此实质上被"戳"入空气处理器中。
[0064] 可以指出,对于该系统还可以设想另外其它的调整和改进。例如,可以在罩上设置 灯、流量传感器或其它部件,以辅助所执行的工作或辅助排出系统的排气或控制。在设有这 种传感器的情况下,电机速度、阀门或通气孔位置、流量率等的闭环控制可以所感测的参数 为基础。
[0065] 已发现,与现有技术相比,上述技术允许大大增强对空气承载成分(例如颗粒物、 烟、烟气、气体等)的俘获。具体而言,对于气体给定流量率而言,可以在较大区域内并且比 以前可能的情况下距离喷嘴更远处提供捕捉这种成分时有用的目标速度。具体而言,在目 前设想的实施例中,对于约900CFM的气体流量率来说,捕捉区的目标气体速度为约100英 尺/分钟。试验表明可以在距离喷嘴入口约3英尺处实现这样的速度。据信可以在距离喷 嘴入口 5英尺处实现约50英尺/分钟的流速。这些结果是以利用5Hp电机操作的上述系 统实现的。
[0066] 图21至图23示出了该增强的捕捉和速度。具体而言,在图21的图示中,示出了 如上所述的推车式抽出系统10。喷嘴20定位于工作区域14附近。在该实例中,操作者希 望从工作区域清除空气承载成分。较小的区202表示现有技术中有效捕捉和抽出空气承载 成分的近似极限。较大的区204表示上述本实施例提供的有效得多的捕捉和抽出区域。虽 然抽出的有效性取决于颗粒大小等因素,但已发现图21的图示在实际试验中得到了证实。 [0067] 图22和图23是通过相同系统的计算机模拟而形成的箭头图。如图22所示,正压 气流206可由导管(未示出)界线内的大体平行的气流箭头208表示。如以上所指出的, 在该实施例中,采用同心导管,使得正压气流206被限制在环形区域中,虽然也可以使用多 个和/或非同心导管。气流在离开喷嘴(未示出)时,被径向地转向,如箭头210所示。如 上所述,这种转向是在喷嘴元件的几何形状的帮助下实现的。偏转之后,气流则转向,如箭 头212所示,以形成一般被防止出现扰动的区,允许增强负压气流的捕捉能力。可以指出在 某些应用,例如使用保护气体的焊接应用中,该区的限定可以在不妨碍焊接过程中使用的 保护气体的流动性和有效性的情况下,允许改进成分捕捉、冷却和获得其它益处。
[0068] 图23示出了作为负压气流214的一部分返回至喷嘴(同样未示出)中的气流。如 箭头216所示,如上所述,气体(和空气承载成分)速度始于离喷嘴入口某个距离处。然后 如箭头218所示,气体在喷嘴入口附近会聚,最终如箭头220所示,被吸入导管中大体上呈 线型的路径中。此处同样的,已通过实际试验证实,对于给定气体流量率而言,可以在离喷 嘴入口的更大距离222处获得希望的速度。
[0069] 如上所述,所公开的抽出器可以配备为用于从返回到基本单元的空气流中过滤成 分和碎肩。此外,可以从一个或多个过滤元件清除或清洁这些碎肩,例如通过向过滤介质施 加通常呈脉冲或喷出形式的加压空气(或其它流体)。在实施例中(其中在所述过程中碎 肩掉落或者被迫离开过滤介质),如果允许碎肩靠近过滤介质停留,碎肩可以被过滤器再吸 收。然而,开发了防止这种再吸收、从而延长从基本单元清除碎肩的周期(period)并且改 进成分去除效果的创新方案。
[0070] 图24至图27示出了避免这种再吸收的目前设想到的挡板排布。如图24所示,基 本单元16具有设置于过滤箱154中的过滤器38。过滤箱限定过滤器周围或邻近处的区域, 在该单元运行期间,从这个区域吸出空气。即,如上文所描述的,返回或负压气流进入基本 单元,并且这个携带了空气承载成分(例如,碎肩、颗粒等)的气流进入到该区域内,并且然 后通过过滤器的外周围。在图24的视图中,过滤箱或邻近过滤器的区域被覆盖物或门224 覆盖,为了清楚起见,覆盖物或门224在此视图中分解示出。此处过滤介质为圆柱形,但是 可以使用任何合适的配置。在此实施例中,过滤元件226是中空的,并且通过盖228闭合。 因为碎肩可以在清洁期间从过滤元件释放,挡板230放置于过滤箱的底部区域232附近,以 允许收集碎肩并且使碎肩与过滤元件分离,减少再吸收的机会。
[0071] 图25示出了去除了过滤元件的相同实施例。在放置该元件的位置设有清洁喷口 234,清洁喷口 234可以提供用于清洁的空气或气体的气流、脉冲、喷出(puff)或其它流动。 在清洁顺序中,这些喷口对着过滤元件的内表面引导清洁空气,由此从该元件释放碎肩。在 这个清洁顺序中,该单元
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