一種旋風構件及製造方法與流程

2023-06-01 14:20:09

本發明涉及一種旋風構件及製造方法，特別是涉及安置了用於吸附懸浮顆粒物的液體的旋風構件。

背景技術：

通過空氣旋轉產生離心力可以分離空氣中的懸浮顆粒物，以淨化空氣。例如各種結構的旋風除塵器，空氣在旋風筒中產生離心力將空氣中的懸浮顆粒物與空氣分離，後經集塵裝置排除。

旋風半徑縮小有利於提高離心力去分離懸浮顆粒物，但當半徑小於25mm時已經分離尚未排出的懸浮顆粒物變得更容易被再捲入空氣，分離效果無法再提高。

技術實現要素：

本發明的目的在於提出一種旋風構件及製造方法，可以通過縮小旋風半徑來提高懸浮顆粒物的分離效果。

本發明的目的是這樣實現的：

旋風構件包括內弧面和空氣整流通道，空氣整流通道引導空氣進入內弧面並沿內弧面做螺旋或圓周遠動。旋風構件包括一體式旋風構件和分體式旋風構件。

一體式旋風構件包括但不限於螺旋盤繞的管、環形盤繞的管等，其本身既是空氣整流通道，同時其內表面處於螺旋或圓環外圈方向的部分也是內弧面。

分體式旋風構件包括但不限於旋風筒和切向進風通道的組合等。旋風筒的內表面是內弧面，切向進風通道是空氣整流通道，它們是可分離的兩個部分。

內弧面上安置用於吸附懸浮顆粒物的物質。

空氣整流通道上安置用於吸附懸浮顆粒物的物質。

所述的吸附懸浮顆粒物的物質包括但不限於液體，液體包括但不限於水、非水液體。非水液體包括但不限於甘油、矽油、潮解性鹽的水溶液等。潮解性鹽包括但不限於氯化鎂、氯化鈣等。在流動性液體中加入增稠劑等助劑增加粘度，甚至變為膏狀，以免空氣流速大時吹走液體。變為膏狀時在外力或加熱等的作用下可以遷移。液體遷移，離開旋風構件時，將吸附的懸浮顆粒物帶離旋風構件。

被液體吸附的懸浮顆粒物不會再捲入空氣，令旋風半徑，即內弧面的半徑可以做到小於25mm、或小於10mm、或小於5mm、或小於4mm、或小於2.5mm、或小於1.5mm、或小於1mm。內弧面的半徑，是內弧面到空氣螺旋或圓周運動的軸心的距離。

多個旋風構件並聯。對於一個空氣淨化裝置，旋風構件並聯數量64個以上、100個以上、或400個以上、或1000個以上。這樣的空氣淨化裝置的基本特徵是空氣從空氣入口進入並通過並聯的旋風構件，從空氣出口流出。

構成內弧面的材料具有孔隙，孔隙延伸至內弧面表面，在內弧面表面保持開口狀態。孔隙作為液體容留和流動的通道。

構成空氣整流通道的材料具有孔隙，孔隙延伸至空氣整流通道的內表面，在空氣整流通道的內表面保持開口狀態。孔隙作為液體容留和流動的通道。

為獲得上述特性，旋風構件的製造材料選用有孔隙的材料，包括但不限於普通海綿、吸水海綿等。多孔性材料的孔隙延伸到表面並在表面保持開口狀態。

普通海綿包括但不限於聚氨酯海綿等。

吸水海綿包括但不限於PVA吸水海綿、木漿海綿等。PVA吸水海綿，也叫聚乙烯醇吸水海綿、聚乙烯醇縮醛膠棉等，吸水後具有彈性。一個獲得方法是在P V A樹脂的水溶液中加入甲醛及發泡劑等其它助劑混合均勻，加入酸催化劑並混合均勻後注入模具中，加熱一定時間後固化，脫模後洗去未反應的甲醛和酸催化劑等得到PVA吸水海綿。PVA吸水海綿形成過程中，孔隙延伸到表面並在表面保持開口狀態。木漿海綿，也叫木質纖維海綿，性能與PVA吸水海綿類似。

對於模具加工，旋風構件容易形成側孔或側凹，該處的模具和旋風構件在脫模時互相阻擋。對於沒有側孔或側凹的旋風構件，直接開模即可。對於有側孔或側凹的旋風構件，採用下面甲、乙、兩種方法。

方法甲：旋風構件使用有彈性的材料製成，包括但不限於PVA吸水海綿，木漿海綿等，在模具加工中的脫模過程中利用材料的彈性變形躲開模具處於側孔或側凹的部分。或模具處於側孔或側凹的部分也可使用有彈性的材料製成，包括但不限於橡膠等，在脫模時通過變形躲開側孔或側凹處的旋風構件的阻擋。或模具處於側孔或側凹的部分也可使用可液化的材料製成，液化在旋風構件保持性能完好的條件下發生，脫模時可液化的材料變為液體從而與旋風構件分離。可液化的材料包括但不限於加熱液化的材料和溶解液化的材料。加熱液化的材料包括但不限於固體石蠟等，加熱熔化時的溫度不破壞旋風構件的性能。溶解液化的材料包括但不限於明膠等。明膠有在鹼性溶液中溶解而液化的，也有在酸性溶液中溶解而液化的。

當模具處於側孔或側凹的部分也可使用可液化的材料製成，脫模時可液化的材料變為液體從而與旋風構件分離，不需要旋風構件承受脫模的拉力，可以減小相鄰並聯旋風構件之間的間隙到3mm以下、或2mm以下、或1mm以下。相鄰並聯旋風構件之間的間隙是指相鄰並聯旋風構件的內弧面之間的最小距離。

這樣脫模的旋風構件，有側孔或側凹，但仍然是一體的。

為表述方便，以一種螺旋管為例，這種螺旋管是，在筒中安置螺旋葉片，螺旋葉片與管壁合圍形成螺旋管。螺旋葉片旋轉大於360度時，螺旋葉片在軸向重疊而形成側凹。當開模方向與軸向一致時，模具處於側凹的部分的模芯開模時會受到螺旋葉片的阻擋。常規方法是開模時轉動模芯，以避開阻擋。對於大量並聯旋風構件，大量轉動的模芯是實現不了的。可行的方法是，利用旋風構件使用有彈性的材料製成，利用旋風構件的彈性，模芯推開螺旋葉片而拔出。模芯使用彈性材料，可通過模芯變形躲開螺旋葉片的阻擋。模芯使用可液化的材料，脫模時可液化的材料變為液體從而與旋風構件分離。

方法乙：

一、在側孔或側凹處分割旋風構件，形成兩個以上分段。對於多個並聯的旋風構件，各個旋風構件一起分段。對於上述螺旋管，螺旋葉片圈數超過一圈將出現側凹，在側凹處把並聯旋風構件分為兩個以上分段，使得每個分段中的螺旋葉片旋轉圈數在一圈以下，即螺旋葉片旋轉角度360度以下，消除側凹。例如每個分段螺旋葉片為半圈，即螺旋葉片旋轉180度。如果旋風構件要求螺旋葉片旋轉圈數為一圈半，即螺旋葉片旋轉540度，一共分成3個分段。各分段設置有定位結構，幫助各個旋風管對齊。定位結構包括但不限於外框、定位孔等。

二、旋風構件的各個分段分別製造，完成後，組合各旋風構件的分段，定位孔中插定位銷，使各個旋風管對齊，形成完整的旋風管。

應用甲、乙方法製造的旋風構件，內弧面和空氣通道使用同一種材料，內弧面和空氣通道是一體的，同時製造成形。對於所述的螺旋管，螺旋葉片與筒同時成形，材料相同。

一種旋風構件的製造工藝如下。

A(只適用於方法乙)，在側孔或側凹處分割旋風構件，形成兩個以上分段。例如對於上述螺旋管，每個分段螺旋葉片為半圈，即螺旋葉片旋轉180度。如果旋風構件要求螺旋葉片旋轉圈數為一圈半，即螺旋葉片旋轉540度，一共分成3個分段。各分段設置有定位結構。

B(適用方法甲和乙)，把原材料放入模具。例如吸水海綿，原料為液態，可以直接放 入模具。

C(適用方法甲和乙)，固化原料。例如吸水海綿，經過加熱，原料固化形成吸水海綿。

D(適用方法甲和乙)，脫模。對於方法甲，旋風構件使用有彈性的材料製成，包括但不限於PVA吸水海綿，木漿海綿等，利用材料的彈性變形躲開模具被阻擋的部分，或模具處於側孔或側凹的部分使用彈性材料製成，可通過模芯變形躲開螺旋葉片的阻擋，或模具處於側孔或側凹的部分也可使用可液化的材料製成，脫模時變為液體從而與旋風構件分離。

對於方法乙，由於各分段沒有側孔或側凹，常規脫模即可。

E，(只適用於方法乙)，組合各旋風構件的分段，定位孔中插定位銷，使各個旋風管對齊，形成完整的旋風管。

本發明提出了包括內弧面和空氣整流通道的旋風構件，並給出了適合的材料和成形工藝，使得大量小直徑並聯旋風構件可以實現，內弧面的半徑可以實現小於1mm。其上安置用於吸附懸浮顆粒物的液體。空氣整流通道引導空氣進入內弧面並沿內弧面做螺旋或圓周遠動，從而分離空氣中的懸浮顆粒物並吸附在吸附材料上。提高了通過空氣旋轉產生離心力分離空氣中的懸浮顆粒物的效率。

附圖說明

附圖1，旋風構件示意圖

附圖2，並聯旋風構件示意圖

附圖3，彈性脫模及分段脫模示意圖

具體實施方式

下面結合圖例，進一步說明如下：

如附圖1，旋風構件示意圖。圖1(a)，旋風構件包括內弧面2和空氣整流通道1，空氣整流通道1引導空氣以方向3進入內弧面2並沿內弧面2做方向4所示的螺旋或圓周遠動。

一體式旋風構件包括但不限於圖1(b)所示的螺旋(或圓環)盤繞的管等，分體式旋風構件包括但不限於圖1(c)和圖1(d)所示的旋風筒加切向進風通道的組合等。

圖1(b)中，螺旋(或圓環)盤繞的管其本身既是空氣整流通道11，同時其內表面處於螺旋(或圓環)外圈方向的部分也是內弧面7。內弧面7與其內表面的其它部分包括內表面處於螺旋(或圓環)內圈方向的部分表面8一起構成空氣整流通道11，即螺旋(或圓環)盤繞的管。空氣由入口5進入，做方向9所示的螺旋或圓周運動，從出口10流出。

圖1(c)是一種旋風構件的正視圖，圖1(d)是其俯視圖，旋風筒15的內表面是內弧面123。空氣整流通道17是切向進風通道，引導空氣以內弧面123的切線122的方向進入內弧面123，內筒120進一步輔助空氣做方向121所示的螺旋運動。

內弧面2、內弧面7、內弧面123上以及空氣整流通道1內表面、空氣整流通道17內表面、空氣整流通道11的內表面安置用於吸附懸浮顆粒物的物質。

所述的物質包括但不限於液體，液體包括但不限於水、甘油、矽油等。在流動性液體中加入增稠劑等助劑增加粘度，甚至變為膏狀，以免空氣流速大時吹走液體。液體遷移，離開旋風構件時，將吸附的懸浮顆粒物帶離旋風構件。

內弧面2、內弧面7、內弧面123的半徑可以做到小於25mm、或小於10mm、或小於5mm、或小於4mm、或小於2.5mm、或小於1.5mm、或小於1mm。內弧面的半徑，是內弧面到空氣螺旋或圓周運動的軸心的距離，如內弧面123的半徑是內弧面123到空氣螺旋或圓周運動的軸心19的距離124。

構成內弧面2、內弧面7、內弧面123的材料具有孔隙，孔隙延伸至表面，在表面保持開口狀態。

構成空氣整流通道1、空氣整流通道17、空氣整流通道11的材料具有孔隙，孔隙延伸至 表面，在表面保持開口狀態。

附圖2，並聯旋風構件及定位機構示意圖。其中圖2(a)中多個旋風構件22並聯，形成並聯旋風構件21，定位孔23在多個並聯旋風構件21串聯使用時或在並聯旋風構件21由多個分段組合而成時輔助定位。圖2(b)是一個空氣淨化裝置的示意圖，包括推動空氣流動的裝置26、空氣入口24、空氣出口27，在空氣入口24和空氣出口27之間放置並聯旋風構件25。對於一個空氣淨化裝置，並聯旋風構件25中並聯的旋風構件22為64個以上、100個以上、或400個以上、或1000個以上，空氣由空氣入口24進入並通過並聯旋風構件25，從空氣出口流出。當模具處於側孔或側凹的部分也可使用可液化的材料製成，脫模時可液化的材料變為液體從而與旋風構件分離，不需要旋風構件承受脫模的拉力，可以減小相鄰並聯旋風構件之間的間隙28到3mm以下、或2mm以下、或1mm以下。相鄰並聯旋風構件之間的間隙28是指相鄰並聯旋風構件的內弧面之間的最小距離。

構成內弧面的材料具有孔隙，孔隙延伸至內弧面表面，在內弧面表面保持開口狀態。孔隙作為液體容留和流動的通道。

構成空氣整流通道的材料具有孔隙，孔隙延伸至空氣整流通道的內表面，在空氣整流通道的內表面保持開口狀態。孔隙作為液體容留和流動的通道。

為獲得上述特性，旋風構件的製造材料選用有孔隙的材料，包括但不限於普通海綿、吸水海綿等。多孔性材料的孔隙延伸到表面並在表面保持開口狀態。

普通海綿包括但不限於聚氨酯海綿等。

吸水海綿包括但不限於PVA吸水海綿、木漿海綿等。PVA吸水海綿，也叫聚乙烯醇吸水海綿、聚乙烯醇縮醛膠棉等，吸水之後是有彈性的。一個獲得方法是在PVA樹脂的水溶液中加入甲醛及發泡劑等其它助劑混合均勻，加入酸催化劑並混合均勻後注入模具中，加熱一定時間後固化，脫模後洗去未反應的甲醛和酸催化劑等得到PVA吸水海綿。PVA吸水海綿形成過程中，孔隙延伸到表面並在表面保持開口狀態。木漿海綿，也叫木質纖維海綿，性能與PVA吸水海綿類似。

附圖3，彈性脫模及分段脫模示意圖。

一種旋風構件的製造工藝如下。

A(只適用於方法乙)，在側孔或側凹處分割旋風構件，形成兩個以上分段。如附圖3(b)，左邊是正視圖，右邊是右視圖：在筒311中安置螺旋葉片312，螺旋葉片312與筒311合圍形成旋風構件，即螺旋管351。螺旋管351是多個並聯螺旋管中的一個，其他螺旋管與此相同並按下述一起分段。螺旋葉片312的螺旋圈數為1圈半(即螺旋葉片旋轉540度)，螺旋葉片312旋轉大於360度時，螺旋葉片312在軸向重疊而形成側凹315。在側凹315處，按虛線316和虛線317所示位置，把螺旋管351分為分段318、分段319、分段320三個分段，使得每個分段中的螺旋葉片旋轉圈數在一圈以下，即螺旋葉片旋轉角度360度以下，例如180度，消除側凹。從左到右分段318中螺旋葉片的起點313、終點314。分段318、分段319、分段320上設置定位孔(如圖2中定位孔23)，作為定位結構。

B(適用方法甲和乙)，把原材料放入模具。例如吸水海綿，原料為液態，可以直接放入模具。

C(適用方法甲和乙)，固化原料。例如吸水海綿，經過加熱，原料固化形成吸水海綿；

D(適用方法甲和乙)，脫模。

對於方法甲，如附圖3(a)，左邊是正視圖，右邊是右視圖，在筒31中安置螺旋葉片32，螺旋葉片32與筒31合圍形成旋風構件，即螺旋管350。螺旋管350是並聯螺旋管中的一個。螺旋葉片32的螺旋圈數為1圈半(即螺旋葉片旋轉540度)，從左到右起點33、終點34。螺旋葉片32旋轉大於360度時，螺旋葉片32在軸向重疊而形成側凹35，也是部分模芯所在的位置，稱為模芯35。當開模方向與軸向一致時，並且模芯35向左移動時，模芯35會受到側凹處螺旋葉片38的阻擋。常規方法是開模時轉動模芯35，以避開阻擋。對於大量並聯螺旋管350，大量轉動模芯是實現不了的。可行的方法是脫模方法甲，即利用側凹處螺 旋葉片38的彈性，在模芯35推動下側凹處螺旋葉片38向筒31筒壁方向變形，筒31的筒壁也會壓縮變形，使得模芯35推開側凹處螺旋葉片38而拔出。螺旋葉片38可選用的有彈性的材料包括但不限於PVA吸水海綿，木漿海綿等。當模芯35使用彈性材料製成，也可通過變形躲開側凹處螺旋葉片38的阻擋而拔出。模芯35使用的彈性材料包括但不限於橡膠等。當模芯35使用可液化的材料製成，脫模時可液化的材料變為液體從而與螺旋葉片38分離。液化在螺旋葉片38保持性能完好的條件下發生，脫模時可液化的材料變為液體從而與螺旋葉片38分離。可液化的材料包括但不限於加熱液化的材料和溶解液化的材料。模芯35使用的加熱液化的材料包括但不限於固體石蠟等，加熱熔化時的溫度不破壞螺旋葉片38的性能。例如當旋風構件使用某個類型的PVA吸水海綿，在溫度高於150攝氏度時變軟而破壞螺旋葉片38的性能，這時要求加熱液化的材料液化時溫度低於150攝氏度，熔點66攝氏度的液體石蠟可以滿足要求。模芯35使用的溶解液化的材料包括但不限於明膠等，明膠有在鹼性溶液中溶解而液化的，也有在酸性溶液中溶解而液化的。這樣脫模的螺旋葉片38，有側孔或側凹，但仍然是一體的。

對於方法乙，如附圖3(b)，對於模具，作為加工件的分段318、分段319、分段320沒有側凹或側孔，常規脫模即可。

E，(只適用於方法乙)，旋風構件的分段318、分段319、分段320按順序組合在一起，定位孔(如圖2中定位孔23)中插定位銷，使各個旋風管對齊，形成完整的旋風管。

方法乙適合所有的材料。應用甲、乙方法製造的旋風構件，內弧面和空氣通道使用同一種材料，內弧面和空氣通道是一體的。對於所述的螺旋管，螺旋葉片與筒同時成形，材料相同。

內弧面上和空氣整流通道上安置的用於吸附懸浮顆粒物的液體實例如下。

液體實例1，水。

液體實例2，水和甘油的混合物。

液體實例3，矽油。

液體實例4，氯化鎂的水溶液。

所述的液體遷移，離開旋風構件時，將吸附的懸浮顆粒物帶離旋風構件。

上述液體實例中加入氣相二氧化矽等增稠劑等助劑增加粘度，甚至變為膏狀，以免空氣流速大時吹走液體。變為膏狀時在外力作用下可以遷移。

以上結合圖例對發明的具體實施方式做了說明，但這不能被理解為限制了本發明的範圍，本發明的保護範圍由所附的權利要求書限定，任何在本發明權利要求基礎上的改動都是本發明的保護範圍。