一种旋风构件及制造方法与流程

本发明涉及一种旋风构件及制造方法，特别是涉及安置了用于吸附悬浮颗粒物的液体的旋风构件。

背景技术：

通过空气旋转产生离心力可以分离空气中的悬浮颗粒物，以净化空气。例如各种结构的旋风除尘器，空气在旋风筒中产生离心力将空气中的悬浮颗粒物与空气分离，后经集尘装置排除。

旋风半径缩小有利于提高离心力去分离悬浮颗粒物，但当半径小于25mm时已经分离尚未排出的悬浮颗粒物变得更容易被再卷入空气，分离效果无法再提高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种旋风构件及制造方法，可以通过缩小旋风半径来提高悬浮颗粒物的分离效果。

本发明的目的是这样实现的：

旋风构件包括内弧面和空气整流通道，空气整流通道引导空气进入内弧面并沿内弧面做螺旋或圆周远动。旋风构件包括一体式旋风构件和分体式旋风构件。

一体式旋风构件包括但不限于螺旋盘绕的管、环形盘绕的管等，其本身既是空气整流通道，同时其内表面处于螺旋或圆环外圈方向的部分也是内弧面。

分体式旋风构件包括但不限于旋风筒和切向进风通道的组合等。旋风筒的内表面是内弧面，切向进风通道是空气整流通道，它们是可分离的两个部分。

内弧面上安置用于吸附悬浮颗粒物的物质。

空气整流通道上安置用于吸附悬浮颗粒物的物质。

所述的吸附悬浮颗粒物的物质包括但不限于液体，液体包括但不限于水、非水液体。非水液体包括但不限于甘油、硅油、潮解性盐的水溶液等。潮解性盐包括但不限于氯化镁、氯化钙等。在流动性液体中加入增稠剂等助剂增加粘度，甚至变为膏状，以免空气流速大时吹走液体。变为膏状时在外力或加热等的作用下可以迁移。液体迁移，离开旋风构件时，将吸附的悬浮颗粒物带离旋风构件。

被液体吸附的悬浮颗粒物不会再卷入空气，令旋风半径，即内弧面的半径可以做到小于25mm、或小于10mm、或小于5mm、或小于4mm、或小于2.5mm、或小于1.5mm、或小于1mm。内弧面的半径，是内弧面到空气螺旋或圆周运动的轴心的距离。

多个旋风构件并联。对于一个空气净化装置，旋风构件并联数量64个以上、100个以上、或400个以上、或1000个以上。这样的空气净化装置的基本特征是空气从空气入口进入并通过并联的旋风构件，从空气出口流出。

构成内弧面的材料具有孔隙，孔隙延伸至内弧面表面，在内弧面表面保持开口状态。孔隙作为液体容留和流动的通道。

构成空气整流通道的材料具有孔隙，孔隙延伸至空气整流通道的内表面，在空气整流通道的内表面保持开口状态。孔隙作为液体容留和流动的通道。

为获得上述特性，旋风构件的制造材料选用有孔隙的材料，包括但不限于普通海绵、吸水海绵等。多孔性材料的孔隙延伸到表面并在表面保持开口状态。

普通海绵包括但不限于聚氨酯海绵等。

吸水海绵包括但不限于PVA吸水海绵、木浆海绵等。PVA吸水海绵，也叫聚乙烯醇吸水海绵、聚乙烯醇缩醛胶棉等，吸水后具有弹性。一个获得方法是在P V A树脂的水溶液中加入甲醛及发泡剂等其它助剂混合均匀，加入酸催化剂并混合均匀后注入模具中，加热一定时间后固化，脱模后洗去未反应的甲醛和酸催化剂等得到PVA吸水海绵。PVA吸水海绵形成过程中，孔隙延伸到表面并在表面保持开口状态。木浆海绵，也叫木质纤维海绵，性能与PVA吸水海绵类似。

对于模具加工，旋风构件容易形成侧孔或侧凹，该处的模具和旋风构件在脱模时互相阻挡。对于没有侧孔或侧凹的旋风构件，直接开模即可。对于有侧孔或侧凹的旋风构件，采用下面甲、乙、两种方法。

方法甲：旋风构件使用有弹性的材料制成，包括但不限于PVA吸水海绵，木浆海绵等，在模具加工中的脱模过程中利用材料的弹性变形躲开模具处于侧孔或侧凹的部分。或模具处于侧孔或侧凹的部分也可使用有弹性的材料制成，包括但不限于橡胶等，在脱模时通过变形躲开侧孔或侧凹处的旋风构件的阻挡。或模具处于侧孔或侧凹的部分也可使用可液化的材料制成，液化在旋风构件保持性能完好的条件下发生，脱模时可液化的材料变为液体从而与旋风构件分离。可液化的材料包括但不限于加热液化的材料和溶解液化的材料。加热液化的材料包括但不限于固体石蜡等，加热熔化时的温度不破坏旋风构件的性能。溶解液化的材料包括但不限于明胶等。明胶有在碱性溶液中溶解而液化的，也有在酸性溶液中溶解而液化的。

当模具处于侧孔或侧凹的部分也可使用可液化的材料制成，脱模时可液化的材料变为液体从而与旋风构件分离，不需要旋风构件承受脱模的拉力，可以减小相邻并联旋风构件之间的间隙到3mm以下、或2mm以下、或1mm以下。相邻并联旋风构件之间的间隙是指相邻并联旋风构件的内弧面之间的最小距离。

这样脱模的旋风构件，有侧孔或侧凹，但仍然是一体的。

为表述方便，以一种螺旋管为例，这种螺旋管是，在筒中安置螺旋叶片，螺旋叶片与管壁合围形成螺旋管。螺旋叶片旋转大于360度时，螺旋叶片在轴向重叠而形成侧凹。当开模方向与轴向一致时，模具处于侧凹的部分的模芯开模时会受到螺旋叶片的阻挡。常规方法是开模时转动模芯，以避开阻挡。对于大量并联旋风构件，大量转动的模芯是实现不了的。可行的方法是，利用旋风构件使用有弹性的材料制成，利用旋风构件的弹性，模芯推开螺旋叶片而拔出。模芯使用弹性材料，可通过模芯变形躲开螺旋叶片的阻挡。模芯使用可液化的材料，脱模时可液化的材料变为液体从而与旋风构件分离。

方法乙：

一、在侧孔或侧凹处分割旋风构件，形成两个以上分段。对于多个并联的旋风构件，各个旋风构件一起分段。对于上述螺旋管，螺旋叶片圈数超过一圈将出现侧凹，在侧凹处把并联旋风构件分为两个以上分段，使得每个分段中的螺旋叶片旋转圈数在一圈以下，即螺旋叶片旋转角度360度以下，消除侧凹。例如每个分段螺旋叶片为半圈，即螺旋叶片旋转180度。如果旋风构件要求螺旋叶片旋转圈数为一圈半，即螺旋叶片旋转540度，一共分成3个分段。各分段设置有定位结构，帮助各个旋风管对齐。定位结构包括但不限于外框、定位孔等。

二、旋风构件的各个分段分别制造，完成后，组合各旋风构件的分段，定位孔中插定位销，使各个旋风管对齐，形成完整的旋风管。

应用甲、乙方法制造的旋风构件，内弧面和空气通道使用同一种材料，内弧面和空气通道是一体的，同时制造成形。对于所述的螺旋管，螺旋叶片与筒同时成形，材料相同。

一种旋风构件的制造工艺如下。

A(只适用于方法乙)，在侧孔或侧凹处分割旋风构件，形成两个以上分段。例如对于上述螺旋管，每个分段螺旋叶片为半圈，即螺旋叶片旋转180度。如果旋风构件要求螺旋叶片旋转圈数为一圈半，即螺旋叶片旋转540度，一共分成3个分段。各分段设置有定位结构。

B(适用方法甲和乙)，把原材料放入模具。例如吸水海绵，原料为液态，可以直接放 入模具。

C(适用方法甲和乙)，固化原料。例如吸水海绵，经过加热，原料固化形成吸水海绵。

D(适用方法甲和乙)，脱模。对于方法甲，旋风构件使用有弹性的材料制成，包括但不限于PVA吸水海绵，木浆海绵等，利用材料的弹性变形躲开模具被阻挡的部分，或模具处于侧孔或侧凹的部分使用弹性材料制成，可通过模芯变形躲开螺旋叶片的阻挡，或模具处于侧孔或侧凹的部分也可使用可液化的材料制成，脱模时变为液体从而与旋风构件分离。

对于方法乙，由于各分段没有侧孔或侧凹，常规脱模即可。

E，(只适用于方法乙)，组合各旋风构件的分段，定位孔中插定位销，使各个旋风管对齐，形成完整的旋风管。

本发明提出了包括内弧面和空气整流通道的旋风构件，并给出了适合的材料和成形工艺，使得大量小直径并联旋风构件可以实现，内弧面的半径可以实现小于1mm。其上安置用于吸附悬浮颗粒物的液体。空气整流通道引导空气进入内弧面并沿内弧面做螺旋或圆周远动，从而分离空气中的悬浮颗粒物并吸附在吸附材料上。提高了通过空气旋转产生离心力分离空气中的悬浮颗粒物的效率。

附图说明

附图1，旋风构件示意图

附图2，并联旋风构件示意图

附图3，弹性脱模及分段脱模示意图

具体实施方式

下面结合图例，进一步说明如下：

如附图1，旋风构件示意图。图1(a)，旋风构件包括内弧面2和空气整流通道1，空气整流通道1引导空气以方向3进入内弧面2并沿内弧面2做方向4所示的螺旋或圆周远动。

一体式旋风构件包括但不限于图1(b)所示的螺旋(或圆环)盘绕的管等，分体式旋风构件包括但不限于图1(c)和图1(d)所示的旋风筒加切向进风通道的组合等。

图1(b)中，螺旋(或圆环)盘绕的管其本身既是空气整流通道11，同时其内表面处于螺旋(或圆环)外圈方向的部分也是内弧面7。内弧面7与其内表面的其它部分包括内表面处于螺旋(或圆环)内圈方向的部分表面8一起构成空气整流通道11，即螺旋(或圆环)盘绕的管。空气由入口5进入，做方向9所示的螺旋或圆周运动，从出口10流出。

图1(c)是一种旋风构件的正视图，图1(d)是其俯视图，旋风筒15的内表面是内弧面123。空气整流通道17是切向进风通道，引导空气以内弧面123的切线122的方向进入内弧面123，内筒120进一步辅助空气做方向121所示的螺旋运动。

内弧面2、内弧面7、内弧面123上以及空气整流通道1内表面、空气整流通道17内表面、空气整流通道11的内表面安置用于吸附悬浮颗粒物的物质。

所述的物质包括但不限于液体，液体包括但不限于水、甘油、硅油等。在流动性液体中加入增稠剂等助剂增加粘度，甚至变为膏状，以免空气流速大时吹走液体。液体迁移，离开旋风构件时，将吸附的悬浮颗粒物带离旋风构件。

内弧面2、内弧面7、内弧面123的半径可以做到小于25mm、或小于10mm、或小于5mm、或小于4mm、或小于2.5mm、或小于1.5mm、或小于1mm。内弧面的半径，是内弧面到空气螺旋或圆周运动的轴心的距离，如内弧面123的半径是内弧面123到空气螺旋或圆周运动的轴心19的距离124。

构成内弧面2、内弧面7、内弧面123的材料具有孔隙，孔隙延伸至表面，在表面保持开口状态。

构成空气整流通道1、空气整流通道17、空气整流通道11的材料具有孔隙，孔隙延伸至 表面，在表面保持开口状态。

附图2，并联旋风构件及定位机构示意图。其中图2(a)中多个旋风构件22并联，形成并联旋风构件21，定位孔23在多个并联旋风构件21串联使用时或在并联旋风构件21由多个分段组合而成时辅助定位。图2(b)是一个空气净化装置的示意图，包括推动空气流动的装置26、空气入口24、空气出口27，在空气入口24和空气出口27之间放置并联旋风构件25。对于一个空气净化装置，并联旋风构件25中并联的旋风构件22为64个以上、100个以上、或400个以上、或1000个以上，空气由空气入口24进入并通过并联旋风构件25，从空气出口流出。当模具处于侧孔或侧凹的部分也可使用可液化的材料制成，脱模时可液化的材料变为液体从而与旋风构件分离，不需要旋风构件承受脱模的拉力，可以减小相邻并联旋风构件之间的间隙28到3mm以下、或2mm以下、或1mm以下。相邻并联旋风构件之间的间隙28是指相邻并联旋风构件的内弧面之间的最小距离。

构成内弧面的材料具有孔隙，孔隙延伸至内弧面表面，在内弧面表面保持开口状态。孔隙作为液体容留和流动的通道。

构成空气整流通道的材料具有孔隙，孔隙延伸至空气整流通道的内表面，在空气整流通道的内表面保持开口状态。孔隙作为液体容留和流动的通道。

为获得上述特性，旋风构件的制造材料选用有孔隙的材料，包括但不限于普通海绵、吸水海绵等。多孔性材料的孔隙延伸到表面并在表面保持开口状态。

普通海绵包括但不限于聚氨酯海绵等。

吸水海绵包括但不限于PVA吸水海绵、木浆海绵等。PVA吸水海绵，也叫聚乙烯醇吸水海绵、聚乙烯醇缩醛胶棉等，吸水之后是有弹性的。一个获得方法是在PVA树脂的水溶液中加入甲醛及发泡剂等其它助剂混合均匀，加入酸催化剂并混合均匀后注入模具中，加热一定时间后固化，脱模后洗去未反应的甲醛和酸催化剂等得到PVA吸水海绵。PVA吸水海绵形成过程中，孔隙延伸到表面并在表面保持开口状态。木浆海绵，也叫木质纤维海绵，性能与PVA吸水海绵类似。

附图3，弹性脱模及分段脱模示意图。

一种旋风构件的制造工艺如下。

A(只适用于方法乙)，在侧孔或侧凹处分割旋风构件，形成两个以上分段。如附图3(b)，左边是正视图，右边是右视图：在筒311中安置螺旋叶片312，螺旋叶片312与筒311合围形成旋风构件，即螺旋管351。螺旋管351是多个并联螺旋管中的一个，其他螺旋管与此相同并按下述一起分段。螺旋叶片312的螺旋圈数为1圈半(即螺旋叶片旋转540度)，螺旋叶片312旋转大于360度时，螺旋叶片312在轴向重叠而形成侧凹315。在侧凹315处，按虚线316和虚线317所示位置，把螺旋管351分为分段318、分段319、分段320三个分段，使得每个分段中的螺旋叶片旋转圈数在一圈以下，即螺旋叶片旋转角度360度以下，例如180度，消除侧凹。从左到右分段318中螺旋叶片的起点313、终点314。分段318、分段319、分段320上设置定位孔(如图2中定位孔23)，作为定位结构。

B(适用方法甲和乙)，把原材料放入模具。例如吸水海绵，原料为液态，可以直接放入模具。

C(适用方法甲和乙)，固化原料。例如吸水海绵，经过加热，原料固化形成吸水海绵；

D(适用方法甲和乙)，脱模。

对于方法甲，如附图3(a)，左边是正视图，右边是右视图，在筒31中安置螺旋叶片32，螺旋叶片32与筒31合围形成旋风构件，即螺旋管350。螺旋管350是并联螺旋管中的一个。螺旋叶片32的螺旋圈数为1圈半(即螺旋叶片旋转540度)，从左到右起点33、终点34。螺旋叶片32旋转大于360度时，螺旋叶片32在轴向重叠而形成侧凹35，也是部分模芯所在的位置，称为模芯35。当开模方向与轴向一致时，并且模芯35向左移动时，模芯35会受到侧凹处螺旋叶片38的阻挡。常规方法是开模时转动模芯35，以避开阻挡。对于大量并联螺旋管350，大量转动模芯是实现不了的。可行的方法是脱模方法甲，即利用侧凹处螺 旋叶片38的弹性，在模芯35推动下侧凹处螺旋叶片38向筒31筒壁方向变形，筒31的筒壁也会压缩变形，使得模芯35推开侧凹处螺旋叶片38而拔出。螺旋叶片38可选用的有弹性的材料包括但不限于PVA吸水海绵，木浆海绵等。当模芯35使用弹性材料制成，也可通过变形躲开侧凹处螺旋叶片38的阻挡而拔出。模芯35使用的弹性材料包括但不限于橡胶等。当模芯35使用可液化的材料制成，脱模时可液化的材料变为液体从而与螺旋叶片38分离。液化在螺旋叶片38保持性能完好的条件下发生，脱模时可液化的材料变为液体从而与螺旋叶片38分离。可液化的材料包括但不限于加热液化的材料和溶解液化的材料。模芯35使用的加热液化的材料包括但不限于固体石蜡等，加热熔化时的温度不破坏螺旋叶片38的性能。例如当旋风构件使用某个类型的PVA吸水海绵，在温度高于150摄氏度时变软而破坏螺旋叶片38的性能，这时要求加热液化的材料液化时温度低于150摄氏度，熔点66摄氏度的液体石蜡可以满足要求。模芯35使用的溶解液化的材料包括但不限于明胶等，明胶有在碱性溶液中溶解而液化的，也有在酸性溶液中溶解而液化的。这样脱模的螺旋叶片38，有侧孔或侧凹，但仍然是一体的。

对于方法乙，如附图3(b)，对于模具，作为加工件的分段318、分段319、分段320没有侧凹或侧孔，常规脱模即可。

E，(只适用于方法乙)，旋风构件的分段318、分段319、分段320按顺序组合在一起，定位孔(如图2中定位孔23)中插定位销，使各个旋风管对齐，形成完整的旋风管。

方法乙适合所有的材料。应用甲、乙方法制造的旋风构件，内弧面和空气通道使用同一种材料，内弧面和空气通道是一体的。对于所述的螺旋管，螺旋叶片与筒同时成形，材料相同。

内弧面上和空气整流通道上安置的用于吸附悬浮颗粒物的液体实例如下。

液体实例1，水。

液体实例2，水和甘油的混合物。

液体实例3，硅油。

液体实例4，氯化镁的水溶液。

所述的液体迁移，离开旋风构件时，将吸附的悬浮颗粒物带离旋风构件。

上述液体实例中加入气相二氧化硅等增稠剂等助剂增加粘度，甚至变为膏状，以免空气流速大时吹走液体。变为膏状时在外力作用下可以迁移。

以上结合图例对发明的具体实施方式做了说明，但这不能被理解为限制了本发明的范围，本发明的保护范围由所附的权利要求书限定，任何在本发明权利要求基础上的改动都是本发明的保护范围。