具有带旋转方向控制的三相电机的便携空气承载成分抽取器的制造方法
【专利说明】具有带旋转方向控制的三相电机的便携空气承载成分抽取器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002] 本申请是2013年6月28日提交的名称为"带旋转方向控制的三相便携空气承载成 分抽取器"的第61/840,926号美国临时专利申请的非临时专利申请，出于所有目的，所述美 国临时专利申请的全部内容通过引用并入本文。
【背景技术】
[0003] 本公开总体涉及(例如)在焊接、切割、金属加工、木材加工和其他应用中从气流中 抽取空气承载成分的系统。
[0004] 工业、商业、业余爱好和其他各种应用中会产生空气承载成分，这些空气承载成分 可利用适当的抽取和过滤而去除。金属加工操作，例如，切割、焊接、锡焊、装配和其他工艺 会产生烟和烟气。在较小的车间中，可以方便简单地打开环境空气通道或利用风扇产生的 抽吸空气或排放空气保持空气空间相对清洁。在其他应用中，使用推车式排烟系统。在工业 环境下，可采用更复杂的固定系统从特定工作间、金属加工场所等抽取烟气。在其他环境 下，例如，在进行切割、砂磨和其他操作的机械车间、木工车间、工地中，可能会产生灰尘、烟 气、微粒和其他类型的空气承载成分，需要在工作区域和受控空间对其进行收集和抽取。
[0005] 人们曾开发了很多用于排烟的系统，其中的一些目前仍在使用。一般来说，这些系 统利用抽吸空气从金属加工操作邻近处抽取烟气和烟，并在将空气返回到房间或将空气吹 到外部空间之前对烟气和烟进行过滤。但是，排烟系统需要进一步改进。例如，有用的是，提 供采用三相电源、可插入任何可用插座的便携抽取器。在这种设备中，三相线会使单元运行 不当（例如，使鼓风电机以与预期方向相反的方向转动），有用的是，可利用简单方式解决这 个问题(例如，使电机的旋转方向换向），无需求助专业技术人员或进行耗时的维修或线路 更改。
【发明内容】
[0006] 本公开提供了设计用于满足这种需要的抽取器的改进。这种技术基于在便携或推 车式底座单元中对三相鼓风电机的使用。为了使单元便携，提供了用于将电机与三相电源 连接的插头。当电源的线路使鼓风电机在与预期方向相反的方向转动时，提供一种开关装 置，用于改变连接，以使电机的旋转方向换向，无需对插头或连接插头的插座重新接线。
【附图说明】
[0007]通过参考附图阅读下列详细说明，可以更好地理解本公开的这些和其他特征、方 面和优点，在所有附图中，相似符号代表相似部分，其中：
[0008] 图1是根据本技术的各个方面的排烟机的图解表示；
[0009] 图1A和图1B图解了用于提供正压空气并从应用场合中抽取烟气和烟的部件的互 连的当前设想的特定变形。
[0010] 图2是推车式装置中的排烟机的一个示例实施方式的透视图；
[0011] 图2A和图2B是使用本文所述的技术的固定或半固定装置的图解表示；
[0012] 图3是用于将正压空气引到操作位置并通过内护罩抽取烟气和烟的示例外壳的透 视图；
[0013] 图4是设有用于调节排出空气的手动装置的类似外壳；
[0014] 图5是设计用于产生涡旋气流的外壳的一个进一步实施方式的类似表示；
[0015] 图6是采用径向套环协助将正压气流从外壳中向外引出的外壳的一个进一步实施 方式；
[0016] 图7是一个示例外壳的图解剖面，图解了可有利于向外壳提供空气和从外壳中抽 取空气的可调程度的特定尺寸；
[0017] 图8是根据本技术的特定实施例的外壳的一部分的正视图；
[0018] 图9和图10是图8的外壳的零件的详图；
[0019] 图11是用于提供正压气流和抽吸气流的同轴导管装置的剖开透视图；
[0020] 图12和图13是包括多个外壳和/或喷嘴的特定替代实施例的图解视图；
[0021] 图14和图15是根据本技术的各个方面的当前设想的抽取推车的图解视图；
[0022] 图16至图20是图14和图15所示类型的推车的臂部的示例歧管和支架组件的零件 的图示；
[0023] 图21是有无本公开中所总结的创新的成分收集区域的比较的总体示意图；
[0024] 图22和图23是示出流向前述附图所示的系统的喷嘴和从该喷嘴流出的气流的矢 量流程图；
[0025] 图24至图27是挡板装置的透视图，用于促进从底座单元中的过滤元件中释放的碎 肩的分离，以避免鼓风机运行造成再次卷入碎肩；
[0026]图28和图29是抽取器的特定功能元件的图解视图，其允许以便携方式使用三相驱 动电机，同时允许选择或校正驱动方向，以适应不同接线方式的电源插座；
[0027] 图30是根据本公开的各个方面，用于在输入相序为不期望顺序时调整输入相序的 系统的不意图；以及
[0028] 图31是根据本公开的各个方面，用于在输入相序为不期望顺序时调整输入相序的 方法的一个实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0029] 现在转到附图，首先参照图1，图解了从工作区域14中抽取空气承载成分（例如， 烟、烟气、颗粒物质，更一般来说为用参考数字12表示的工作空间空气）的抽取系统10。在所 示实施例中，所述抽取系统10包括与导管18耦接的底座单元16,所述导管将空气引到外壳 20中或从外壳引出空气。所述外壳设计成置于区域14内或附近(一般为上方的某个位置）， 并在底座单元启动时用于在该区域周围产生空气区域，抽取工作空间空气，将抽取的空气 引到底座单元，以进行处理。
[0030] 应注意的是，虽然本公开所述的特定实施例中描述的是独立底座单元16，在一个 当前设想的实施例中描述的是推车式单元，但本技术并不限于任何具体物理配置。更一般 来说，可将本公开提供和描述的创新实施到(例如)工业、商业、业余爱好以及其他环境中使 用的固定或半固定装置中。即，利用将正压空气引到多个工作空间并从多个工作空间中引 出空气和空气承载成分的共用导管，本文所述的底座单元的特定部件可适用于多个工作空 间、工作间、焊接间、工作地点和区域等。操作员控制器(如下文所述)可远离这些工作空间 放置，或置于工作空间内，以控制出入具体工作空间的气流。
[0031] 应注意的是，本公开中讨论的"空气承载成分"可包括空气所携带的、悬浮于空气 中或空气以其他方式携带的任何物质，更一般来说，为所考虑的区域中存在的流体。根据应 用场合的不同，所述空气承载成分可为气溶胶形式，例如，悬浮于空气中的固相、液相或气 相颗粒。这种空气承载成分可形成存在于区域中或由区域中正在进行的操作所产生的云的 烟、烟气(包括化学烟雾），为操作人员可见或不可见。在其他应用中，（例如)在颗粒较大的 情况下，所述空气承载成分可至少临时由空气承载但并非悬浮于空气中，例如，液滴、油雾 (例如，来自油、冷却剂等）、灰尘(例如，来自干墙、谷物、矿物、水泥或其他灰尘来源）、碎片、 碎肩等。本技术用于以所述方式收集和抽取任何这种空气承载成分。同样，虽然本公开中提 到的是"空气"或"空气承载"，但空气承载成分所在的通过系统循环的流体更一般而言可为 不需要包含与大气相同的成分或与大气为相同的比例的气态物质。但是，这种气体也包括 在术语"空气"或"空气承载"中。另外，当前设想的是，相同的流体动力学和空气承载成分去 除原理也可适用于除空气或气体之外的其他"流体"（包括液体），在此限度内，本公开的教 导旨在扩展到这些应用。
[0032] 返回到图1，如图所示，所述底座单元16包括由驱动电机24驱动的鼓风机22，例如， 鼠笼式鼓风机。所述驱动电机由控制电路26控制，所述控制电路可向电机提供驱动信号，以 便定速或变速运行。所述底座单元16可设计成从任何电源取电，例如，电网、电池电源、发动 机-发电机组等。所述控制电路26-般包括处理电路和存储器，用于执行操作员所需的驱动 操作，或响应如下文所述的系统输入而进行驱动操作。由此，所述控制电路26可与用于接收 操作员设置、速度设置、开关命令等的操作员接口 28通信。同样，所述控制电路26可与设计 成从远程输入、远程系统等接收信号的远程接口 30通信。所述远程接口还可向这种远程系 统提供数据，用于例如监控和/或控制抽取系统的运行。
[0033]在所示实施例中，在底座单元16与外壳20之间延伸的导管18包括正压空气导管32 和回流空气导管34。一般来说，所述正压空气导管32向外壳提供空气，而所述回流空气导管 34处于负压或轻微抽吸压力之下，以便从工作空间抽取含有空气承载成分的空气。导管34 中从外壳回流的空气可在重新引入鼓风机22之前引导经过抽吸过滤器38。如下文所述，所 述系统还可包括设计成能够调节正压气流和负压气流的其中之一或两者的单独或相对流 量的部件。
[0034]在图1所不的实施例中，所述外壳20包括外护罩40以及内护罩42,所述外护罩在当 前实施例中基本为圆形钟状物，所述内护罩位于外护罩40内。所述外护罩的侧壁44与内护 罩侧壁46间隔开，所述内护罩侧壁在下围凸缘48中终止。因此，所述外护罩和内护罩的侧壁 44和46之间限定了一个环形空间50。正压空气流经该环形空间，分布在其中，最终向下流 动，如图1中的箭头所示，并冲击凸缘48。所述凸缘迫使基本径向向外的气流形成空气区域 52。在当前设想的一个实施例中，所述凸缘48与内外护罩的中心线基本垂直，所述内外护罩 基本上互相同轴对准。已发现基本垂直的径向向外气流形成一个非常有效的空气区域，使 外壳与工作空间或工件位置间隔相当大的距离，同时仍然提供非常有效的空气承载成分抽 吸。
[0035] 如上所述，本技术可调节正压气流和/或回流气流，以优化系统的运行。对于这种 调节，目前设想了多种不同技术。例如，在图1所示的实施例中，可在抽吸过滤器38前面提供 抽吸空气调节装置54。这种调节装置可包括(例如）旁路阀、放气孔或可经调节以限制来自 抽吸过滤器的气流和因此从周围环境进入鼓风机22中的进气的其他机械装置。同样，可提 供同样配置成可用于调节回流空气流量的回流空气调节装置56。在某些情况下，这种调节 装置会使一部分空气流出到环境中，如图1所示。有利地，这种调节装置可允许相对质量流 量或容积流量的正压气流和回流气流，从而促进空气区域的形成和工作空间空气的抽取。 在一个替代配置中，抽吸气流和回流气流的其中之一或两者的手动调节可通过经由输入装 置(用参考数字58表示)的电子控制来代替。这些功能可通过，例如，调节刻度盘、薄膜开关、 操作员触摸控制器等设置于底座单元上。另外，可在外壳处提供一种或两种气流的手动和/ 或电子调节。在图1所示的实施例中，例如，两种调节均设有电子输入装置60。所述电子输入 装置连接到底座单元的远程接口 30，所述远程接口进而将所述电子输入装置连接到控制电 路26。所述控制电路可与任何适当装置耦接，例如，抽吸和回流调节装置54和56,用于调节 其运行(例如，通过小型调节电机和激励器组件）。还应注意的是，对正压和负压气流流量的 调节可通过改变一个或多个电机和/或鼓风