專利名稱：從氣流系統(tǒng)中去除微粒的分離器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于從氣動物料輸送系統(tǒng)中的氣體中去除粉末與微粒的物料分離器。
本發(fā)明將主要結合用以從氣流中分離粉末的裝置來進行介紹。但是，從下面介紹中也能很清楚本發(fā)明可用以從載體氣流中分離微粒。這些細末包括塵土，顆粒物料等等。本發(fā)明特別有用于分離小到微米的非常細的微粒。
粉末經(jīng)常藉助于氣流來移動，氣流夾帶或運載粉末來到一個新的地方，但在氣流放空前必須把這些粉末分離出去。很明顯氣體必須經(jīng)過強勁地過濾以確保沒有微粒排放入空氣中，否則將危害健康。尤其是當輸送的物料具有毒性時更加顯得重要。
這些問題就導致研究出很多種的結構用以提離出這些粉末。通常這些結構都有一個主要的缺點就是這些粉末很快就把過濾器阻塞。因此為了能使放空氣體通過具有很大表面積的其中一個過濾器，因此就需要應用反向氣流來去除或“返回沖洗”順序地使各個過濾器得以清洗。
在工作場所的空氣清潔標準隨著對于不遵守者的懲罰不斷地提高而變得越來越嚴格。因此也越來越增長地需要解決提供從氣體中去除非常細小微粒的更為有效的分離器的問題。這種分離器必須是可靠的且只需很少維護。
常用的分離器都是多級的，其最后一級是具有小細孔尺寸的順列過濾器。最后一級過濾器標志著其能達到的分離程度。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，安裝在分離器中的相對小的過濾元件與氣動分離器的組合可以在極少維護下從氣流中分離出小至一微米的微粒。氣動分離器基于渦流效應以及氣流方向的突然改變以去除大部分微粒。但是非常小的微粒其質(zhì)量不足以按上述方法從氣體中去除，所以這些微粒仍留存在氣流中并被帶到過濾元件并聚集在其上。這種聚集物由圍繞過濾元件強勁流動的到來氣流所干擾并從元件上去除部分聚集物。這種隨機進行的過程如果需要還可由回沖來補充。分離出來的微粒以及從過濾元件上脫離下來的微粒聚積在分離器中以便隨后去除。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這種結構可以基本上連續(xù)地運行而不會受將堵塞過濾元件的物料的聚集的影響。對過濾元件的檢查表明，在其表面上存在有一個很薄的微粒層但不會被允許過度聚集而阻斷過濾元件的作用。這樣相對小的過濾元件就可以用來使空氣達到微粒相對稀少的高度純凈的水平。
因此本發(fā)明的一個方面就是提供一種從空氣中去除微粒的分離器，分離器具有帶有一用以形成氣體的渦流的切向入口以及向上延伸的中央軸向出口的殼體，從而當氣體圍繞殼體運動并改變方向以經(jīng)由出口排出時，氣流中的顆粒將會從氣體中分離并下落，所述殼體包括一限定各氣孔的圓筒形壁，氣孔使氣體以渦流方式流動并徑向向內(nèi)流向出口；以及在圓筒形壁內(nèi)并與圓筒形壁相隔開的圓筒形過濾器，從而氣體必須穿過過濾器以抵達出口，圓筒形壁與過濾器間隔開以限定出現(xiàn)狀空間以保持渦流，從而聚集在過濾器上的顆粒能由渦流予以除去以保持過濾器正常工作。
參閱附圖可以對本發(fā)明有更好的認識，其中

圖1是主要部分呈剖面的側視圖，說明根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例的分離器，并安裝有一過濾元件，圖示分離器與用于在過濾元件中形成回吹(blowback)的設備相結合；圖2是分離器的一個部分的側視剖視圖，并以比圖1更大的比例表示了回吹噴嘴的細節(jié)；圖3是過濾元件另一種替換形式的立體圖。
參閱圖1介紹根據(jù)本發(fā)明的分離器的一優(yōu)選實施例，并用數(shù)字20標識。分離器具有繞一中心軸線垂直延伸的殼體21以及將空氣引入環(huán)狀空間24的切向入口22。進入環(huán)狀空間的空氣以渦流的方式繞著環(huán)狀空間沿周向流動，這樣微粒在垂直落下之前沿著外壁流動。在保持同樣的渦流的同時，空氣一開始環(huán)繞并向下流動然后轉成向上流動。當空氣朝向氣孔26運動并隨后通過氣孔26而進入內(nèi)部環(huán)狀空間28時，僅僅具有很小質(zhì)量的小微粒才能滯留在空氣中。在這個空間中，空氣再一次以渦流方式移動并在截錐形料斗30中分離微粒?？諝鈱⒖朔枇σ苿硬⒆詈蟠┻^環(huán)狀過濾元件32流出，然后向上垂直移動通過中央管道形式的出口34，中央管道形式的出口34由電動機38驅動的風機36抽吸。一旦空氣通過風機，它就經(jīng)過出口40切向排出。
很明顯，通過分離器的氣流使得空氣基本上以渦流方式運動，而且在外部環(huán)狀空間24與內(nèi)部環(huán)狀空間28中都保持著這種環(huán)狀運動。結果是大部分微粒可以從氣流中被拋出以向下落入分離器的底部。然而，由于非常細小的微粒具有很小的質(zhì)量，它們會夾雜在空氣中，附著到過濾元件32上而很快就把元件阻塞。當空氣通過氣孔26時，圍繞過濾元件的強勁氣流會解脫元件上的任何聚集物。結果是，圍繞過濾元件產(chǎn)生了意想不到的清潔作用，而這在現(xiàn)有系統(tǒng)中是不曾發(fā)現(xiàn)的。
分離器20包括一殼體21，殼體21具有一圍繞垂直軸線對稱布置的外殼41，并包括有一蓋42，蓋42具有外緣44，與成形得可接受蓋的上部46相適配，并向內(nèi)延伸到垂直圓筒形壁48處。上部46與其下部52用周邊連結50連接，下部52呈截圓錐形向下逐漸收縮并具有圓狀外形。該部件終止在一圓筒形壁54處，圓筒壁54配裝于批排放罩55。這個罩可以使收集在外部與內(nèi)部環(huán)狀空間24、28中的物料按現(xiàn)有方式那樣周期性地排放。
外殼41與圍繞上述垂直軸線設置的截錐形料斗30一起形成了環(huán)狀空間42。料斗在上部46的圓筒形壁48和與圓筒形壁54同軸的圓筒形壁56之間延伸，并向下收縮而終止在圓筒形壁56處。圓筒形壁56也配裝在批量排放罩55上。
外壁41的上部46形成了一個向上朝向的環(huán)狀凹座58，其中放有密封件60，圍繞圓筒形嵌入件64上的向外翻折的突緣62相接合，該嵌入件圍繞鉛直軸線設置在上部46上的圓筒形壁41內(nèi)。該嵌入件限定了氣孔26，氣孔26成形得適應在截錐形料斗30的上端與上部46圓筒形壁48的下端之間的向上的氣流。這種結構設置成使得可以使用各種嵌入件形成所需的不同數(shù)量的氣孔，且嵌入件由將密封件60夾靠于環(huán)狀凹座58的蓋42所定位。適當?shù)膫鹘y(tǒng)過中心按扣(圖中未畫)用來將蓋拉靠就位，拉靠就位時使用在蓋底端為此目的設置的卷邊66。
上部46也設置了入口22，正如上面提到的，它是切向方向以在環(huán)形空間24中圍繞垂直軸線形成渦流。
蓋42中部包括一個環(huán)狀突起部分68以適配柱子70用以安裝風機36與電動機38。在突起部分68內(nèi)是一個環(huán)繞出口34并由上翻卷邊74中心限定的環(huán)狀部分72。卷邊定位一圓環(huán)76，圓環(huán)76用以安裝下面將要介紹的回吹系統(tǒng)78的各部件。圓環(huán)用O形密封件80與蓋密封，同時也用同樣的O形密封件82與風機密封。這些O形密封件因使用安裝柱70將組件夾緊在一起而處于受載狀態(tài)。
回吹系統(tǒng)78包括一系列管件，用以接收從壓縮機單元83來的壓縮空氣，壓縮機單元具有定時繼動器閥(timed relay valve)85用以從蓄能器釋放壓力。管件通向圓環(huán)76，環(huán)中開有孔84，如圖2所示，該孔通向成角度的管件86與彎肘88。而彎肘通向具有一系列徑向斜角孔92并由端塞94封閉的位于中心的出口90。這樣，當增高壓力下的壓縮空氣通過回吹系統(tǒng)78時，一系列噴射氣流將撞擊在過濾元件32上(圖1)并穿過過濾器回吹，從而把粘附在外表面的微粒去除。這些微粒于是夾雜在氣流中，而其中有些會向下落入載錐形料斗30中而通過批量排放罩收集。
氣流根據(jù)需要但方便地脈沖地通過回吹系統(tǒng)，如圖1所示的定時器96根據(jù)程序設計形成脈沖以保持過濾器處于良好工作狀態(tài)。
在例如制藥中用到的那些粉末等粉末中存在的非常細小的微?？梢圆捎梅蛛x器20從氣流中去除，其分離的微?？梢孕〉揭晃⒚住：茱@然，具有一微米能力的過濾器很容易堵塞，且過去發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)有技術中過濾器很快堵塞。本發(fā)明的結構中，可以使過濾器在相當長的時期運行而不需要維護。附加的回吹系統(tǒng)78有助于保持過濾器不被阻塞且已發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)可毫無困難地長期運行。
在更大的系統(tǒng)中，也許有必要提供更直接的回吹結構，并希望在回吹時過濾器連續(xù)運行。這可以如圖3所示通過將過濾元件98分成若干段例如如圖所示的三段來實現(xiàn)。將圖1所不結構略做簡單的修改，就可以提供三個噴嘴并獨立地給它們以脈沖，從而在每次有一個氣流脈沖時，三分之一的過濾元件處于回吹狀態(tài)。這就意味著過濾元件總是有三分之二是處于運行狀態(tài)。
結構的其它修改也都屬于所介紹與請求保護的發(fā)明的范圍。例如，可以修改示于上述示范實施例中的元件的形狀與尺寸，過濾元件32相對圓筒形壁48的高度、氣孔26的數(shù)量與位置、以及環(huán)狀空間28的徑向范圍都可以有所變化。但是，這些變化應該遵從于在圓筒狀壁48中保持渦流或環(huán)流，使得在循環(huán)氣流中存有能量以撞擊在過濾元件上的集結微粒以去除這些微粒。而且，在回吹操作時，從過濾元件徑向向外送出的氣流將把集給微粒從元件上吹分離而進入循環(huán)氣流中。于是這些集結的微粒由于有足夠的重量而被甩向外側，然后跌入料斗30中進行收集。
本發(fā)明提供了用于涉及物料處理的氣動系統(tǒng)中的結構，其中顆粒夾雜在系統(tǒng)中，氣流在通常排入大氣之前必須予以凈化。
標號索引20分離器21 殼體22入口24環(huán)狀空間 26 氣孔28環(huán)狀空間30料斗 32 過濾元件34出口36風機 38 電動機 40出口41外殼 42 蓋 44外緣46上部 48 圓筒形壁50周邊連結52下部 54 圓筒形壁55批量排放罩56圓筒形壁 58 座 60密封件62突緣 64 嵌入件 66卷邊68突起部分 70 柱子72圓環(huán)74卷邊 76 圓環(huán)78回吹系統(tǒng)80O型密封件 82 O型密封件 83壓縮機單元84孔85 繼動器閥86成角管件87蓄能器88 彎肘90出口92徑向孔94 端塞96定時器98元件 100 噴嘴
權利要求
1．一種從氣體中去除顆粒的分離器(20)，分離器具有帶有一用以形成氣體的渦流的切向入口(22)以及向上延伸的中央軸向出口(34)的殼體(21)，從而當氣體圍繞殼體運動并改變方向以經(jīng)由出口排出時，氣流中的顆粒將會從氣體中分離并下落，其特征在于，所述殼體包括一限定各氣孔(26)的圓筒形壁(48)，氣孔(26)使氣體以渦流方式流動并徑向向內(nèi)流向出口；以及在圓筒形壁內(nèi)并與圓筒形壁相隔開的圓筒形過濾器，從而氣體必須穿過過濾器以抵達出口，圓筒形壁與過濾器間隔開以限定出現(xiàn)狀空間(28)以保持渦流，從而聚集在過濾器上的顆粒能由渦流予以除去以保持過濾器正常工作。
2．如權利要求1所述的分離器，還包括有回吹系統(tǒng)(78)，用以在過濾器內(nèi)部提供壓力氣體以逆反穿過過濾器的氣流以把過濾器上的微粒去除，并使除下的微粒進入渦流以促使這些微粒向下掉離圓筒狀壁與過濾器之間的空間。
3．如權利要求2所述的分離器，其中，過濾器具有若干個間隔部分，每個部分都包含有一個單獨的回吹噴嘴(100)。
4．如權利要求1所述的分離器，還包括有在圓筒形壁(48)下方的圓錐形料斗(30)，料斗與圓筒形壁相結合以限定氣體向上并帶有渦流地進入環(huán)狀空間(28)的通路。
5．如權利要求4所述的分離器，還包括有一回吹系統(tǒng)(78)，用以在過濾器內(nèi)部提供壓力氣體以逆返穿過過濾器的氣流以把過濾器上的微粒去除，并使除下的微粒進入渦流以促使這些微粒向下掉離圓筒狀壁與過濾器之間的空間。
6．如權利要求5所述的分離器，其中，過濾器具有若干個間隔部分，每個間隔部分都包含有一個單獨的回吹噴嘴(100)。
7．如權利要求1所述的分離器，其中還包括一個圍繞圓筒形壁(48)的外殼(41)，從而氣體開始將以渦流方式在外殼內(nèi)部流動以去除較大微粒而隨后進入環(huán)狀空間(28)。
8．如權利要求8所述的分離器，還包括一回吹系統(tǒng)(78)，用以在過濾器內(nèi)部提供壓力氣體以逆返穿過過濾器的氣流以把過濾器上的顆粒除去，并使除下的微粒進入渦流以促使這些微粒向下掉離圓筒狀壁與過濾器之間的空間。
全文摘要
本發(fā)明提供了從氣流中去除細小微粒的分離器,分離器包括具有安裝在分離器內(nèi)用以從氣流中去除小到一微米微粒的相對小的過濾元件的氣動分離器。氣動分離器基于渦流效應以及突然改變氣流方向以分離出大部分微粒,但是由于這些細小微粒具有不足以應用這種方法從所氣流中分離出來的質(zhì)量,這些微粒仍然能保留在氣流中并運載到過濾元件上并從而阻塞在元件上。這種阻塞可以通過強勁圍繞元件的輸入氣流所中止并把阻塞在元件上的部分微粒脫落。上述隨機過程如果需要還可由返回沖洗來彌補。分離的微粒以及從過濾元件上脫落的微粒一起積存在分離器中并隨之并排出。
文檔編號B01D46/24GK1215348SQ97193692
公開日1999年4月28日 申請日期1997年4月8日 優(yōu)先權日1996年4月8日
發(fā)明者盧埃林·E·迪皮尤 申請人:克特朗技術公司