具有改进功率和压力性能的空气承载成分抽出器制造技术

一种空气承载成分抽出器向工作区域提供正压气流，并从所述工作区域吸出负压气流。导管输送这两种气流。可移动推车式基本单元或固定设施可以提供所述气流。选择尺寸和操作参数以提供良好的成分去除效果，减少压头损失，并降低功率需求。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改进功率和压力性能的空气承载成分抽出器相关申请的交叉引用本申请是2012年12月14目申请的名称为“空气承载成分抽出器(AirborneComponentExtractor)”的第61/737,653号美国临时申请、以及2012年3月16日申请的名称为“烟气抽出器(FumeExtractor)”的第61/611,885号临时申请的非临时专利申请，上述临时申请通过引用结合在此。
技术介绍
本公开一般而言涉及用于在焊接、切割、金属加工、木材加工和其他应用中从空气流抽出空气承载成分的系统。广泛的工业、商业、业余爱好和其他应用都会产生空气承载成分，通过适当抽出和过滤可将这些成分去除。金属加工操作的范围包括例如切割、焊接、钎焊、装配和其他可能产生烟和烟气的工艺。在较小车间内，打开周围空气通道或利用风扇的抽吸或排放空气来使空气空间保持相对清洁是简单方便的。在其他应用中，采用推车式烟气排放。在工业环境中，采用的是较复杂的固定系统来从具体工作间、金属加工地点等抽出烟气。在其他环境中，例如机器加工车间、木材加工车间、进行切割、打磨和其他操作的生产场所，会产生灰尘、烟气、微粒和其他类型的空气承载成分，这些都是希望从工作区域和受控空间被收集和抽出的。已开发了很多用于抽出烟气的系统，其中某些系统目前正在使用。一般来说，这些系统利用抽吸空气来将紧邻金属加工操作区附近的烟气和烟吸出，并且在使空气返回房间或将空气吹到外部空间之前过滤烟气和烟。然而，烟气抽出系统需要进一步改进。例如，提高系统从金属加工工作场所吸出烟气和烟的有效能力会是有用的。而且，增大烟气抽出器能够有效去除烟气和烟的距离和容量会是有用的。
技术实现思路
本公开提供了对于响应这种需求而设计的抽出器的改进。这些技术基于以下原理：采用正向气流，结合抽吸气流，抽吸气流将空气承载成分从工作场所吸出以进行过滤。本公开提出的创新存在很多不同方面，这些创新可以相互结合使用以实现具体协同效应和优点，或在一些情况下分开使用。附图说明参照附图阅读以下详细说明，本公开的这些和其他特征、方面和优点将得到更好的理解，其中在所有附图中相同符号表示相同部件，其中：图1是根据本技术各个方面的烟气抽出器的图示表示；图1A和图1B示出了某些目前设想的用于提供正压空气和从应用中吸出烟气和烟的部件的互连的变体实例；图2是推车式装置中的烟气抽出器的示例性实现方式的透视图；图2A和图2B是采用这里所述技术的固定或半固定设施的图示表示；图3是用于将正压气流引导到操作区并经内罩抽出烟气和烟的示例性罩的透视图；图4是设有用于调节流出空气的手动装置的类似罩；图5是被设计为产生漩涡气流的罩的另一实现方式的类似表示；图6是采用径向套环来协助将正压气流从罩向外引导的罩的另一实现方式；图7是一个示例性罩的图示截面，示出了罩的某些尺寸，其有利于在向罩提供空气和从罩提取空气时提供一定的可调节性。图8是根据本技术的某些实施例的罩的一部分的正视图；图9和图10是图8的罩的各部分的详细视图；图11是用于提供正压气流和抽吸气流的同轴导管排布的局部透视图；图12和图13是包括多个罩和/或喷嘴的某些替代实施例的示意图；图14和图15是根据本技术各个方面的目前设想的抽出推车的示意图；图16至图20是图14和图15所示类型的推车的臂的示例性歧管和支撑组件的各部分的图解；图21是一般地示出对于带有和不带有本公开所总结的创新的成分收集区进行比较的图；并且图22和图23是示出了前述各图所示的流向系统喷嘴和从系统喷嘴流出的气流的矢量流图。具体实施方式现在转到附图，首先参照图1，示出了用于从工作区域14抽出以标号12表示的空气承载成分(例如烟、烟气、颗粒物，更一般来说，工作场所空气)的抽出系统10。在所示实施例中，抽出系统10包括连接到导管18的基本单元16，导管18将空气输送到罩20和将空气从罩20输出。该罩被设计为放置在区域14中或附近(通常略高于该区域)，并且该罩在基本单元被激活时用于在该区域周围产生空气区并抽出工作场所空气，将抽出的空气引导到基本单元进行处理。应指出虽然在本公开所述的某些实施例中，描述了独立的基本单元16，并且在一个目前设想的实施例中描述了推车式单元，但本技术不限于任何具体物理配置。更一般来讲，本公开所提供和描述的创新可在固定或半固定设施(例如工业、商业、业余爱好和其他环境中使用的设施)中实现。也就是说，通过将正压空气引导到多个工作场所并且将空气和空气承载成分从多个工作场所输出的通用导管，这里所述基本单元的某些部件可以服务于多个工作场所、工作间、焊接间、工作地点和区域等。操作者控制装置(如下所述设有操作者控制装置的情况)可以定位在远离这些工作场所的位置或定位在工作场所内，以控制流入和流出具体工作场所的气流。应指出本公开所讨论的“空气承载成分”可以包括空气所承载的、悬浮于空气中的或以其他方式由空气携带的任何物质，或更一般来说所考虑区域中存在的流体。依照应用，空气承载成分可以是浮质形式的，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以形成该区域正在进行的操作所存在的或产生的烟、烟气(包括化学烟气)或云(无论对人工操作者来说是否可见)。在其他应用中，空气承载成分可以至少暂时是空气承载的，但不悬浮于空气中，例如较大微粒，如液滴、雾(例如来自油、冷却剂等)、灰尘(例如来自干墙、谷物、矿物、水泥或其他灰尘源)、碎屑、碎片等即如此。本技术针对以所述方式收集和抽出任何此类空气承载成分。类似地，本公开提到“空气”或“空气承载”，虽然存在空气承载成分且通过系统进行循环的流体更一般而言可能是气态物质，该气态物质无需包含与大气中相同的成分或在大气中占相同的比率。然而词语“空气”或“空气承载”应涵盖这种气体。而且，目前设想相同的流体力学和承载成分去除原理可以适用于空气或气体之外的其他“流体”(包括液体)，并且在这个程度上，本公开的教导应扩展到其他应用。返回图1，如图所示，基本单元16包括由驱动电机24驱动的鼓风机22，例如鼠笼式鼓风机。该驱动电机由控制电路26控制，控制电路26可以向电机提供驱动信号从而进行固定速度或可变速度操作。基本单元16可以被设计为从任何来源，例如电网、电池源、发动机发电机组等获得电源。控制电路26通常包括处理电路和存储器，用于按照操作者所希望的那样或响应于下述系统输入来执行驱动操作。因此，控制电路26可以与用于接收操作者设置、速度设置、开关命令等的操作界面28通信。类似地，控制电路26可以与被设计为从远程输入、远程系统等接收信号的远程接口30通信。该远程接口还可以向这种远程系统，例如用于监控和/或控制抽出系统的操作的系统，提供数据。在所示实施例中，在基本单元16与罩20之间延伸的导管18包括正压空气导管32和返回空气导管34。一般而言，正压空气导管32向罩提供空气，而返回空气导管34受到负压或轻微的抽吸压力，以将包含空气承载成分的空气从工作场所吸出。导管34中从罩返回的空气可以在被再次引入鼓风机22之前被引导经过抽吸过滤器38。如上所述，系统还可以包括被设计为允许调节正压气流和负压气流之一或二者的自身流率或相对流率的部件。在图1所示的实施例中，罩20包括外罩40和内罩42，本实施例中外罩40实质上是圆形钟状物，内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抽出器系统，包括：正压气流源；负压气流源；正压导管，配置为向工作区域输送正压气流；负压导管，配置为从所述工作区域输送负压气流；罩，被连接以接收所述正压气流并且将所述正压气流引导到所述工作区域周围的区，并将空气承载成分从所述工作区域吸入所述负压气流中；其中所述正压气流源和所述负压气流源包括由单个电机驱动的单个鼓风机，并且其中所述电机具有至多约7.5Hp的标称额定功率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.16 US 61/611,885;2012.12.14 US 61/737,653;1.一种抽出器系统，包括：正压气流源；负压气流源；正压导管，配置为向工作区域输送正压气流；负压导管，配置为从所述工作区域输送负压气流；以及罩，被连接以接收所述正压气流并且将所述正压气流引导到所述工作区域周围的区，并将空气承载成分从所述工作区域吸入所述负压气流中；其中所述正压气流源和所述负压气流源包括由单个电机驱动的单个鼓风机，并且所述系统还包括歧管和在所述岐管和所述鼓风机之间的过滤箱，其中所述歧管被配置用于将来自所述负压导管的气流经由所述过滤箱朝向所述鼓风机引导并且将来自所述鼓风机的气流引导到所述正压导管，其中所述鼓风机、所述电机和所述过滤箱安置于基本单元中，所述基本单元内具有位于所述鼓风机的出口与所述歧管之间的单个弯头，并且其中所述过滤箱的尺寸和流过所述过滤箱的气体的流速被设置为使得流过所述过滤箱的气体几乎不存在压头损失，从而使得所述鼓风机在由具有至多5Hp的标称额定功率的所述电机驱动时提供900CFM的流率。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述电机具有5Hp的标称额定功率。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述电机具有3Hp的标称额定功率。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述基本单元包括可移动推车。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述单个弯头是平滑的。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统包括所述鼓风机上至多18英寸水柱的总压头。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述系统包括所述鼓风机上14英寸水柱的总压头。8.根据权利要求6所述的系统，其中所述系统包括所述鼓风机上10英寸水柱的总压头。9.根据权利要求1所述的系统，其中来自所述鼓风机的出口的气体经由所述单个弯头流出所述基本单元。10.一种抽出器系统，包括：正压气流源；负压气流源；正压导管，配置为向工作区域输送正压气流；负压导管，配置为从所述工作区域输送负压气流；以及罩，被连接以接收所述正压气流并且将所述正压气流引导到所述工作区域周围的区，并将空气承载成分从所述工作区域吸入所述负压气流中；其中所述正压气流源和所述负压气流源包括由单个电机驱动的单个鼓风机，并且所述系统还包括歧管和位于所述歧管和所述鼓风机之间的过滤箱，所述歧管被配置用于将来自所述负压导管的气流经由所述过滤箱朝向所述鼓风机引导并且将来自所述鼓风机的气流引导到所述正压导管，其中所述鼓风机、所述电机和所述过滤箱安置于基本单元中，所述基本单元内具有位于所述鼓风机的出口与所述歧管之间的单个弯头，并且所述过滤箱的尺寸和流过所述过滤箱的气体的流速被设置为使得流过所述过滤箱的气体几乎不存在压头损失，从而使得所述系统包括所述鼓风机上至多18英寸水柱的总压头，并且所述鼓风机在由具有至多5Hp的标称额定功率的所述电机驱动时提供900CFM的流率。11.根据权利要求10所述的系统，其中所述基本单元还包括抽吸空气调节器和/或返回空气调节器。12.根据权利要求10所述的系统，其中所述系统包括所述鼓风机上14英寸水柱的总压头。13.根据权利要求10所述的系统，其中所述系统包括所述鼓风机上10英寸水柱的总压头。14.根据权利要求10所述的系统，其中来自所述鼓风机的出口的气体经由所述单个弯头流出所述基本单元。15.一种抽出器系统，包括：基本单元，其包括正压气流源和负压气流源；正压导管，配置为向工作区域输送正压气流；以及负压导管，配置为从所述工作区域输送负压气流；其中所述正压气流源和所述负压气流源包括由单个电机驱动的单个鼓风机，其中所述系统还包括歧管和位于所述岐管和所述鼓风机之间的过滤箱，所述歧管被配置用于将来自所述负压导管的气流经由所述过滤箱朝向所述鼓风机引导并且将来自所述鼓风机的气流引导到所述正压导管；并且所述鼓风机、所述电机和所述过滤箱安置于所述基本单元中，所述基本单元内具有位于所述鼓风机的出口与所述歧管之间的单个弯头，并且所述过滤箱的尺寸和流过所述过滤箱的气体的流速被设置为使得流过所述过滤箱的气体几乎不存在压头损失，从而使得所述基本单元与所述导管中的所述正压气流和所述负压气流移位所需的总静压头为至多18英寸水柱，并且所述鼓风机在由具有至多5Hp的标称额定功率的所述电机驱动时提供900CFM的流率。16.根据权利要求15所述的系统，其中使所述基本单元与所述导管中的所述正压气流和所述负压气流移位所需的总静压头为14英寸水柱。17.根据权利要求15所述的系统，其中使所述基本单元与所述导管中的所述正压气流和所述负压气流移位所需的总静压头为10英寸水柱。18.根据权利要求15所述的系统，其中所述基本单元包括可移动推车。19.一种抽出器系统，包括：正压气流源；负压气流源；正压导管，配置为向工作区域输送正压气流；负压导管，配置为从所述工作区域输送负压气流；以及罩，被连接以接收所述正压气流并且将所述正压气流引导到所述工作区域周围的区，并将空气承载成分从所述工作区域吸入所述负压气流中；其中所述正压气流源和所述负压气流源包括由单个电机驱动的单个鼓风机，其中所述系统还包括歧管和位于所述岐管和所述鼓风机之间的过滤箱，所述歧管被配置用于将来自所述负压导管的气流经由所述过滤箱朝向...

【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩·J·哈默斯，亚当·约瑟夫·弗兰克，威廉·马斯克，
申请(专利权)人：伊利诺斯工具制品有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US