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CN104703706A - 用于从气流中分离颗粒的设备 - Google Patents

用于从气流中分离颗粒的设备 Download PDF

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CN104703706A CN201380052472.5A CN201380052472A CN104703706A CN 104703706 A CN104703706 A CN 104703706A CN 201380052472 A CN201380052472 A CN 201380052472A CN 104703706 A CN104703706 A CN 104703706A
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Abstract

在此描述了一种用于从气流中分离颗粒的设备(1)。该设备(1)包括一个第一旋风发生器(6)，该第一旋风发生器包括具有一条长度轴线(4)的一个第一旋风管(8)和一个第一阻挡装置(9)，该第一阻挡装置被安排成将一个第一环形入口(10)安排在该第一旋风管(8)与该第一阻挡装置(9)之间。一个第一旋涡发生器(11)被安排在该第一入口(10)中。该设备包括另一个旋风发生器(12)和一个出口管(22)，该另一个旋风发生器包括具有一条长度轴线(4)的另一个旋风管(13)和另一个阻挡装置(14)、以及另一个旋涡发生器(16)，该另一个阻挡装置被安排成将另一个环形入口(15)安排在该另一个旋风管(13)与该另一个阻挡装置(14)之间，该另一个旋涡发生器被安排在该另一个入口(15)中，该出口管包括一个出口(23)和一条长度轴线(4)，该出口管(22)被安排成相对于该第二旋风管(13)而言是同心的。如在该长度轴线(4)的方向上看到的，该第一阻挡装置(9)与该另一个入口(15)重叠，并且如在该长度轴线(4)的方向上看到的，该第二阻挡装置(14)基本上具有与该出口(23)相同的范围。该另一个旋风发生器(12)被安排在该第一旋风发生器(6)与该出口(23)之间。

Description

用于从气流中分离颗粒的设备
技术领域
本发明涉及一种用于从气流中分离颗粒的设备，尤其是旨在用于工业过程的这样一种设备。具体地讲，本发明涉及一种从气流中分离纳米颗粒的设备。
现有技术的说明
在若干不同的领域内使用了用于颗粒分离的设备。可以按许多不同的方式分离出颗粒，例如用过滤器或旋风器。过滤器可以制成是有效的，但具有的主要缺点是它们随时间流逝会被过滤出的颗粒堵塞。如果有待从其中过滤出颗粒的气体含有高浓度的颗粒的话，就必须经常更换过滤器。在这种情况下，可能有利的是使用所谓的旋风分离器，在旋风分离器中有待过滤的气体被迫使在涡旋中旋转，其中这些颗粒被朝着在它们被分离出的一侧抛出。旋风分离器通常必须用颗粒过滤器来完善，以便从气体中除去微粒。
US 2008/0223010描述了一种真空吸尘器中的灰尘分离装置，该装置包括同心安排的多个旋风单元，以使得带有要被分离的颗粒的气体必须向内移动以便进入下一个旋风单元。这些旋风单元被安排成在这些旋风单元之间使这些气体的方向转向。以这种方式提供了真空吸尘器所希望的一种紧凑的装置。
US 4,289,611描述了一种替代性旋风分离器，该旋风分离器旨在被用作为其运行而吸入空气的机器的灰尘滤过滤器。该旋风分离器具有第一壳体和第二壳体，在这些壳体的上游端安排有多个螺旋形式的叶片以使气体旋转。该第二壳体的上游端被安排成由第一壳体的下游端封闭，在该第一壳体与第二壳体之间形成一个环形空隙。在第二壳体的出口端与由该第二壳体封闭的一个出口管之间安排了一个第二环形空隙。气体中的颗粒将在某种程度上被过滤出并且在这些壳体之间的空隙和壳体与出口管之间的空隙中终止。
发明概述
本发明的一个目的是提供一种用于从气流中分离颗粒的设备，该设备包括一个旋风分离器，该旋风分离器是根据现有技术的这样的设备的一种替代方案。
本发明的另一个目的是提供一种用于从气流中分离颗粒的设备，该设备包括一个旋风分离器并且与现有技术相比该设备可更有效地从气流中分离出颗粒。
本发明的一个进一步的目的是提供一种用于从气流中分离颗粒的设备，该设备与根据现有技术的设备相比可更有效地分离颗粒。
在此背景下，纳米颗粒被定义为最大尺寸小于1微米的颗粒。
这些目的中的至少一个目的是通过一种根据独立权利要求的设备来实现的。
通过以下从属权利要求中的特征提供了进一步的优点。
根据本发明的一种用于从气流中分离颗粒的设备包括一个第一旋风发生器，该第一旋风发生器包括具有一条长度轴线的一个第一旋风管和一个第一阻挡装置、以及一个第一旋涡发生器，该第一阻挡装置被安排成将一个第一环形入口安排在该第一旋风管与该第一阻挡装置之间，该第一旋涡发生器被安排在该第一环形入口中。该设备还包括另一个旋风发生器，该另一个旋风发生器包括具有一条长度轴线的另一个旋风管和另一个阻挡装置、以及另一个旋涡发生器，该另一个阻挡装置被安排成将另一个环形入口安排在该另一个旋风管与该另一个阻挡装置之间，该另一个旋涡发生器被安排在该另一个环形入口中而与该第一涡旋发生器相距一个距离。该设备还包括一个出口管，该出口管包括一个出口和一条长度轴线，该出口管被安排成相对于该另一个旋风管而言是同心的，该第一旋风管在与该另一个旋风管相距一个距离处包绕该另一个旋风管。该设备的特征在于，如在该长度轴线的方向上看到的，该第一阻挡装置与该另一个入口重叠，以使得这些颗粒在穿过该第一旋风发生器中的涡旋发生器之后必须朝向该长度轴线向内移动才能够进入去到下一个旋风发生器的该入口中，并且在于，如在该长度轴线的方向上朝向该出口看到的，该另一个阻挡装置与该出口基本上重叠，并且在于，该另一个旋风发生器被安排在该第一旋风发生器与该出口之间。
该另一个阻挡装置与该出口重叠意味着这些颗粒必须朝向该长度轴线向内移动才能够进入该出口去到下一个旋风发生器。
因此，在这种应用中一个旋风发生器包括一个称作旋风管的管子，该旋风管具有使空气旋转的功能。该涡旋发生器可以包括对这些颗粒的移动方向加以控制的多个成角度的叶片。
通过根据本发明的设备，与根据现有技术的设备相比，借助于防止颗粒沿该设备的长度轴线从一个旋风发生器输送至下一个旋风发生器的入口的阻挡装置而提供了对气体的更好的过滤。在一台根据本发明的设备中，这些颗粒在穿过该涡旋发生器之后必须朝向长度轴线向内移动，才能够进入下一个旋风发生器的入口。此外，使这些涡旋发生器沿该长度轴线彼此前后放置导致了始终主要在沿该长度轴线的方向上输送这些气体而对方向不会作出任何改变。这有助于有效地过滤这些气体。
该设备可以安排成使该长度轴线是基本上竖直的。这样一种布置有助于过滤气体中的颗粒。
该设备可以包括一个第二旋风发生器，该第二旋风发生器包括具有一条长度轴线的一个第二旋风管和一个第二阻挡装置、以及一个第二旋涡发生器，该第二阻挡装置被安排成将一个第二环形入口安排在该第二旋风管与该第二阻挡装置之间，该第二旋涡发生器被安排在该第二环形入口中而与该第一涡旋发生器相距一个距离。通过除了第一旋风发生器和该另一个旋风发生器之外的这样一个第二旋风发生器，提供了一种进一步改善的气体过滤。该另一个旋风发生器则是第三旋风发生器，该另一个旋风管则是第三旋风管，该另一个阻挡装置是第三阻挡装置，该另一个入口是第三入口，并且该另一个涡旋发生器是第三涡旋发生器。该另一个旋风发生器则是一个第三旋风发生器，该另一个旋风管是一个第三旋风管，该另一个阻挡装置是一个第三阻挡装置，该另一个环形入口是一个第三入口，并且该另一个涡旋发生器是一个第三涡旋发生器。
该设备可以被安排成将该出口管和这些旋风发生器安排成使它们的长度轴线基本上彼此平行。这有助于简化构造，以便提供有效的过滤。
该设备可以包括一个初级阻挡装置，该初级阻挡装置被安排成与该第一旋风发生器相距一个距离，并且如在该长度轴线的方向上朝向该第一入口看到的，该初级阻挡装置与该第一入口基本上重合。这样一个初级阻挡装置防止了将颗粒沿长度轴线笔直输送至该第一入口。在该长度轴线被安排成竖直的情况下，避免了较大的颗粒或物体笔直落入该第一入口中。
该设备可以包括一个外壳并且包括穿入该外壳的一个初级入口，该外壳被安排成在与该第一旋风管相距一个距离处包绕该第一旋风管。通过这样一个外壳，对于该设备的用于防止颗粒穿入第一入口的安排是有帮助的。
该初级入口可以被安排在该初级阻挡装置的相对于该第一涡旋发生器的相反侧上。以这种方式，穿入该第一入口的气体必须首先已经穿过该初级阻挡装置与外壳之间的空隙。这使得特别是较大的颗粒进入穿过该第一入口变得更加困难。
该设备可以包括一个外壳以及穿入该外壳的一个初级入口，该外壳被安排在与该第一旋风管相距一个距离处包绕该第一旋风管，其中当该长度轴线被安排成是竖直的且该第一环形入口在该另一个环形入口上方时该初级入口被安排在该第一环形入口的下方。通过该初级入口的这样一种安排，提供了一种比该初级入口安排在该第一环形入口上方的情况更加紧凑的设备。此外，不需要初级阻挡装置。与气体一起进入穿过该初级入口的颗粒中的主要部分将在该第一旋风管与该外壳之间下落。
优选地，该初级入口还被安排成使气流沿该外壳的周边定向并且稍微向下。这提供了从该气流分离出大部分的较大颗粒并且还分离出一些细小的颗粒并且由此减少了输送至第一涡旋发生器的颗粒量。
该外壳可以包括在该初级入口下方的一个锥形部，该锥形部向下逐渐变小。为了从该气流输送这些较大颗粒的主要部分，这样一个锥形部是有利的。
该设备可以包括一个壁装置，该壁装置从该外壳延伸并且具有的一个向下延伸范围使得在使用中，在该气流可能在该第一旋风管的外侧上向上移动之前该气流必须向下移动。通过这样一个壁装置，降低了较大的颗粒或高浓度的颗粒与该气流一起从初级入口直接输送至第一环形入口的风险。
这些旋风管可以包括一个远端，该远端被安排成相对于这些涡旋发生器而言在该出口的远侧上并且在与该长度轴线相垂直的方向上比这些旋风管上的入口更宽。通过这样一个更宽的远端，在已经由这些涡旋发生器产生的涡旋被该更宽的远端干扰时有助于颗粒的收集。
该设备可以在该最内部的旋风管的远端中包括一个锥形的涡旋解除器，该涡旋解除器被安排成使窄端指向这些涡旋发生器。通过这样一个涡旋解除器，涡旋在超出该涡旋解除器的范围后被衰减，这降低了更早前已经穿过该涡旋解除器的并且已经分离出的颗粒再次被涡旋搅拌起的风险。
该锥形涡旋解除器的背向这些涡旋发生器的一侧可以包括一个空腔，并且在该空腔中该涡旋解除器装备有多个接片，这些接片的平面与该长度轴线相平行。该涡旋解除器的这样一种安排进一步抑制了该涡旋。
该出口管从该出口在朝向这些涡旋发生器的方向上延伸。通过该出口管的这样一种安排，可以提供一种紧凑的设备。
在该出口管从该出口在朝向这些涡旋发生器的方向上延伸的情况下，该出口与该涡旋解除器之间的距离可以是处于该出口与这些涡旋发生器的最邻近处之间的距离的5％-200％的区间中并且优选是20％-100％的区间中。这样一个距离防止了该涡旋靠近出口时受到干扰，这种干扰可能使过滤恶化并且还产生大的压力降。
可替代地，该出口管可以从该出口在背离这些涡旋发生器的方向上延伸。这样导致一种稍微更长些的设备，但另一方面可能获得更有效的过滤，因为气体不必改变方向而尽可能地进入穿过该出口，这降低了系统中的压力降。
在该出口管从该出口在背离这些涡旋发生器的方向上延伸的情况下，该出口与该涡旋解除器之间的距离可以是处于该出口与这些涡旋发生器的最邻近处之间的距离的50％-800％是区间中并且优选是100％-400％的区间中。
在这些涡旋发生器中的一个旋涡发生器与后一个涡旋发生器之间沿该长度轴线的距离可以小于或等于该旋涡发生器沿该长度轴线的长度。以此方式，颗粒最终与这些气体一起输送进入该入口去到下一个涡旋发生器的风险被最小化。
这些旋风管和该外壳在它们的下边缘中可以是开放的，其中该外壳适合于在该外壳的外侧上安排一个塑料袋，该塑料袋覆盖该外壳的下边缘。当一个塑料袋被安排在该外壳上时，在运行过程中该塑料袋将被吸起抵靠这些旋风管和外壳的下边缘，其中将在这些旋风管之间以及在该第一旋风管与外壳之间产生多个分开的舱室。当出口管的真空吸引停止时，该塑料袋将下落，其中在所有舱室的包含物将下落进入该塑料袋。这样的由一个塑料袋密封的开放端有助于搬运在整个分离过程中从气流中分离出的颗粒。作为塑料袋的一种替代方案，这些旋风管和外壳的下端可以用多个舱盖中的一个舱盖来密封。然而，颗粒无论如何都必须被输送至某些处理容器，这是用塑料袋的解决方案更简单的原因。
该设备可以包括一个液体容器以及与该液体容器相连的至少一个出液喷嘴，液体从该出液喷嘴给送并且被输送至这些旋风管之一的内侧。
附图的简短说明
在下文中，将参照附图详细说明本发明的多个实施例，在附图中：
图1示出了根据本发明的一个优选实施例的设备，其中初级入口被安排在该设备的上部分中并且出口指向上。
图2示出了根据本发明的一个替代性实施例的设备，其中初级入口被安排在该设备的上部分中并且出口指向下。
图3示出了与图1的实施例相类似的一个设备的下部分。
图4是一个涡旋发生器的透视图。
图5示出了根据本发明的一个替代性实施例的设备，其中初级入口被安排在上端与下端之间。
图6示出了根据本发明的一个替代性实施例的设备。
本发明的优选实施方式的说明
在本发明的优选实施例的以下说明中，不同附图中的相对应的特征将由相同的参考数字指代。这些附图并不是按比例绘制的而仅是示出本发明的原理。
图1以截面示出了根据本发明的一个优选实施例的设备1。设备1包括一个外壳2，一个初级入口3安排在设备1的上部分中。在示出的实施例中，初级入口3被安排在外壳2的一侧中。然而，有可能让初级入口3具有一种完全不同的形式。例如，使初级入口由一个向上开放的外壳2构成或者通过完全排除外壳2应当是有可能的。设备1具有延伸过设备1的一条长度轴线4。在设备1的上部分中安排了一个初级阻挡装置5，该初级阻挡装置是锥形的并且在从该初级入口向下的方向上扩展。一个第一旋风发生器6被安排在初级阻挡装置5的下方。第一旋风发生器6包括一个第一旋风管8，该第一旋风管具有与设备1的长度轴线4重合的一条长度轴线。第一旋风发生器6还包括一个第一阻挡装置9，该第一阻挡装置被安排成使得将一个第一环形入口10安排在第一旋风管8与第一阻挡装置9之间。第一旋风发生器6还包括处于多个倾斜鳍片7的形式的一个第一涡旋发生器11，这些倾斜鳍片被安排成使得气体不能沿长度轴线笔直穿过旋涡发生器并且使这些气体围绕该长度轴线旋转。这样的旋涡发生器已经运用于现有技术的旋风发生器中并且对于本领域技术人员而言是以前就熟知的，这是在此不将对这些旋涡发生器详细描述的原因。初级阻挡装置5被安排成如在长度轴线上看到的该初级阻挡装置与第一环形入口10基本上重叠。
设备1还包括一个第二旋风发生器12，该第二旋风发生器具有一个第二旋风管13和与设备1的长度轴线4重合的一条长度轴线。第二旋风发生器12包括一个第二旋风管和一个第二阻挡装置14，该第二旋风管具有与设备1的长度轴线4相重合的一条长度轴线，该第二阻挡装置被安排成将一个第二环形入口15安排在第二旋风管13与第二阻挡装置14之间。与第一旋风发生器6相对应地，在第二环形入口15中安排有一个第二涡旋发生器16，该第二涡旋发生器与第一涡旋发生器11是相同类型的。第一阻挡装置9被安排成如在长度轴线4上看到的该第一阻挡装置与第二环形入口15基本上重叠。
设备1还包括处于一个第三旋风发生器17的形式的另一个旋风发生器，该第三旋风发生器具有一个第三旋风管18和与设备1的长度轴线4相重合的一条长度轴线、以及一个第三阻挡装置19，该第三阻挡装置被安排成将一个第三环形入口20安排在第三旋风管18与第三阻挡装置19之间。与第一旋风发生器6相对应地，在第三环形入口20中安排有一个第三涡旋发生器21，该第三涡旋发生器21与第一涡旋发生器11是相同类型的。第二阻挡装置14被安排成如在长度轴线4上看到的该第二阻挡装置与第三环形入口20基本上重叠。
第一旋风管8包绕第二旋风管13，该第二旋风管进而包绕第三旋风管18。
设备1还包括一个出口管22，该出口管具有一个出口23和一条与长度轴线4基本上相重合的长度轴线。在图1示出的实施例中，出口管22向上延伸穿过这些阻挡装置9、14、19。在出口23下方安排一个锥形涡旋解除器24，该涡旋解除器被定向成以其狭窄部分指向这些旋涡发生器。该锥形涡旋解除器的背向这些涡旋发生器的一侧包括一个空腔25，并且在该空腔中该涡旋解除器装备有多个接片26，这些接片的平面与长度轴线4相平行。这些接片26的数量优选地大于二。一个排气机27被安排在该出口管中，以便将气流从入口驱动至出口。如从该附图中明显看到，出口管22还构成第三阻挡装置19。
在外壳2与第一旋风管8之间存在一个空间。在该空间的下部分中存在同外壳2与第一旋风管8之间的空间的底部29相距一个距离的一个第一锥形装置28。锥形装置28被安排成阻止底部29处的涡流，该涡流可以搅拌起底部29处的颗粒，这些颗粒是之前已经与该气流分离开的。以一种相对应的方式，在第二旋风管13的外侧上安排有与底部29相距一个距离的一个第二锥形装置30，并且在第三旋风管18的外侧上安排有与底部29相距一个距离的一个锥形装置31。
现在描述根据图1的实施例的设备1的功能。在该设备的运行过程中，排气机27被驱动以驱使气流向上穿过出口管22。于是空气将被吸入、穿过初级入口3并且进一步穿过这些旋风发生器6、12、17，在这些旋风发生器中将通过这些涡旋发生器11、16、21致使这些气体旋转，并且这些其气体进一步穿入出口23。初级阻挡装置5防止与气体一起穿入初级入口3的较大颗粒进入第一环形入口10，这是通过初级阻挡装置5与第一环形入口10基本上重合来实现的。因此，较大的颗粒将在外壳2的外边缘处下落经过锥形装置28。具有较小颗粒的气体将流动通过该第一环形入口并且通过第一涡旋发生器11，该第一涡旋发生器使这些气体旋转从而使得在第一旋风发生器6内产生涡旋。这些气体中的颗粒然后将取决于它们的大小而被迫使往外朝向该第一旋风管的外边缘。颗粒越大，则它们就将被迫使越往外地朝向该边缘。因此，气流中较大的颗粒将在第二旋风管的外侧上经过并且经过第二锥形装置30。带有一些颗粒的气体将经过第二环形入口15和第二涡旋发生器16，在该第二涡旋发生器中使这些气体旋转以使得在第二旋风发生器12内产生涡旋。以与上文已经描述的相类似的方式，这些气体中剩余的颗粒被迫使往外朝向第二旋风管13并且在第二旋风管13与第三旋风管18之间在该第三环形入口之外穿过并向下经过第三锥形装置31。带有剩余颗粒的气体将穿过第三旋涡发生器21，在该第三涡旋发生器中使这些气体旋转以使得在第三旋涡发生器21下方产生涡旋，其中这些颗粒将被迫使往外。
已经通过第三涡旋发生器21的气体将在出口22下方产生涡旋并且通过出口23和出口管22穿出。已经通过第三涡旋发生器21的颗粒中的一些颗粒将经过涡旋解除器24的一侧并且被收集在底部29。这些接片26有助于解除这种涡旋。因此，颗粒将在穿过这些涡旋发生器的过程中逐步被分离，并且与初级入口中相比出口管中的气体将包含相当少的颗粒。随着这些旋风管的截面面积沿顺流方向减小，这些气体的速度将相应地增大。
第三旋涡发生器21与出口之间沿长度轴线的距离是L。该出口与涡旋解除器之间沿该长度轴线的距离优选是处于0.2L-L的区间中，但可以是在0.05L与2L之间。一个旋涡发生器与一个后续涡旋发生器之间沿长度轴线的距离优选是大于或等于首先提及的涡旋发生器的沿长度轴线的范围。第三旋风管18在底部29的直径大于第三旋风管18在第三环形入口20处的直径A。第三旋风管18在底部29的直径优选是处于1A-1.5A的区间中，并且最优选是处于1.1A-1.3A的区间中。该第三旋风管加宽超过涡旋解除器24的底端。该涡旋解除器具有的直径处于0.9A-1.4A的区间中并且优选是处于1.0A--1.2A的区间中。
图2示出了根据本发明的一个替代性实施例的设备，其中初级入口3被安排在设备1的上部分中并且出口22是向下指向的。将主要描述图1的实施例与图2的实施例之间的区别。与图1的实施例相比，出口管是从出口向下延伸的。因此，气体不必像在图1的实施例中那么多次地改变方向。在图2中示出的实施例中，第三阻挡装置19在第三涡旋发生器21下方延伸出距离B。第三旋涡发生器21与出口23之间沿长度轴线的距离处于B-4B的区间中。以与图1的实施例中相对应的方式，该第三旋风管在底部比在第三环形入口处更宽。该第三旋风管扩展超过涡旋解除器24的下端。
图3示出了与图1的实施例相类似的一个设备的下部分。在图3示出的实施例中，多个收集设备32、33、34被连接到这些旋风管8、13、18的底部29。这些收集设备收集已经在这些旋风发生器6、12、17中分离出的颗粒。在这些收集设备的底部安排有多个排泄门35、36、37，通过这些泄放门可以将已经过滤出的颗粒排空。
图4是一个涡旋发生器41的透视图，该涡旋发生器包括安排在一个阻挡装置43上的六个倾斜的鳍片42，该阻挡装置包绕一个出口管22。在所示出的实施例中，这些鳍片42各自围绕该出口管延伸大约一整圈。然而，有可能使这些鳍片42围绕该出口管延伸一小圈。重要的是当气体穿过涡旋发生器41时使这些气体旋转。图4因此仅示出了一种涡旋发生器41的原理。该涡旋发生器可以具有许多不同形状中的任何一种形状、具有比图4中更多或更少的鳍片42以及具有比图4中更大或更小的坡度。
图5示出了根据本发明的一个替代性实施例的设备1。如结合上文关于图1的说明已经描述出的，该设备包括一个第一旋风发生器6、一个第二旋风发生器12以及一个第三旋风发生器。在下文中，将仅描述图1的实施例与图5的实施例之间的区别。外壳2被安排成使初级入口3安排在第一环形入口下方。在该入口下方，外壳2包括一个锥形部46。如从图5中明显看到的，初级入口3被定向成沿一条对称轴线45，该对称轴线相对于水平平面稍微向下倾斜。该长度轴线与所述对称轴线45之间的角度优选是处于30°-90°的区间中。通过这样的倾斜入口，气流将是向下指向的，这将有助于使气流中的颗粒向下移动至锥形部46。在初级入口3内侧朝向长度轴线4的方向上安排有一个壁装置47，该壁装置从外壳的上部48向下延伸，从而在气流可能在第一旋风管8的外侧上、在该外壳的上部48的内侧上向上移动之前使得来自该初级入口的气流必须向下移动。优选地，该初级入口还被定向成使其沿外壳2的周边定向。在图5中，壁装置是该外壳的上部48的一个延伸部。在使用中，该气流因此将被引导向下以使其经过壁装置47的下方，以便随后在第一旋风管8的外侧与该外壳的上部48的内侧之间被引导向上。这些较大的颗粒以及一些细小的颗粒然后将被分离并且下落到锥形部46中。在该设备的下部分49中，这些旋风管8、13、18和外壳2是开放的。可以连接一个塑料袋50以封闭外壳2的下部分。在使用中，这些旋风管8、13、18和外壳2中的欠压将导致该塑料袋被吸起并且将所述管2、8、13、18的下部分中的开口封闭。该塑料袋可以与其包含的分离出的颗粒一起被容易地去除。图5中的设备1还包括一个液体容器51。填充到该液体容器中的液体可以是普通的水。一个第一组出液喷嘴52连接一个第一组液体导管53从而连接液体容器51并且被安排成将液体移动至第一旋风管8的内侧上。以相对应的方式，图5中的设备包括一个第二组出液喷嘴54和一个第三组出液喷嘴56，该第二组出液喷嘴与一个第二组液体导管55相连从而连接液体容器51并且被安排成将液体移动至第二旋风管13的内侧上，该第三组出液喷嘴与一个第三组液体导管57相连从而连接液体容器51并且被安排成将液体移动至第三旋风管18的内侧上。液体通过这些出液喷嘴52、54、56移动至这些旋风管中并且被气流捕获，气流迫使这些水到这些旋风管的内侧上，液体在这些旋风管的内侧上产生连续的薄层。这些旋风管8、13、18的内侧上的液体层旨在吸收这些旋风管8、13、18中的颗粒。
液体将获得改善的空气净化。适当的是至少具有用于将液体输入第三旋风管18中的第三出液喷嘴56。来自该第三旋风管的出口可以适当地与其他旋风管的出口是分离开的，以使得与水混合的颗粒与没有水的颗粒分离开。作为另一个替代方案，第三旋风发生器17可以与其他旋风发生器6、12分离开、并且可以被放置在外壳2之外，以使得有水的颗粒与干燥颗粒分离开。
在图5中，第一旋风管8比外壳2沿长度轴线4向下延伸得更远。第二旋风管13比第一旋风管8沿长度轴线4向下延伸得更远。第三旋风管18比第二旋风管13沿长度轴线4向下延伸得更远。这有助于对应地在该塑料袋和这些旋风管8、13、18、以及外壳2之间提供紧密密封。
在图5中用D指代第一旋风管8的直径。在图5中用D1指代外壳2的上部48的直径。D1优选是处于1.3D-1.6D的区间中。在图5中用D2指代外壳2的最大直径。D1优选是处于1.3D1-1.8D1的区间中。
图6示出了根据本发明的一个替代性实施例的设备1。将仅说明相对于图5中的实施例而言的区别。设备1是以与图5中不同的视图示出的并且示出了与其对称轴线垂直的初级入口3。穿过初级入口3的气流因此是与纸的平面相垂直地定向的。因此，初级入口3不是向下倾斜的而是被定向在周缘方向上。该设备的出口管22在其下部分59中具有直径DU1。与图5中的设备相比，图5中的出口管22在其上部分中的直径增大。如从图6中明显看到的，出口管59的一个第一中间部分58是锥形的，而安排在第一中间部分58上方的一个第二中间部分60是圆柱形的。该出口管的上部分61具有直径DU2，该直径至少和出口管下部分59的直径DU1一样大。这些中间部分58、60占据的空间是图5的设备中由这些阻挡装置9、14、19所占据的空间。
一个锥形装置62以其尖端朝下安排在第一中间部分58中，以便将气流从该出口管的下部分59朝向该第一中间部分的这些外壁引导。锥形装置62使气流围绕过滤器63分布而不产生任何实质性的阻力或压力。
在锥形装置62上方安排有一个圆柱形过滤器63，在所示出的实施例中该过滤器为一个HEPA过滤器。过滤器63被安排成使气流必须穿过过滤器63才能从出口管22的第二中间部分60达到出口管22的上部分61。图6中的设备可以说成是包括从该初级入口至第一涡旋发生器11的一个第一分离步骤。在该第一分离步骤中尤其使用壁装置47来分离颗粒。设备1还可以被说成是包括一个第二分离步骤，该第二分离步骤包括这些旋风发生器6、12、17。该设备还可以被说成是包括一个第三分离步骤，该第三分离步骤包括过滤器63。在第一分离步骤中，过滤出大部分的颗粒，这些颗粒可以是大的也可以是小的。在第二分离步骤中，大体上只捕获小于1微米的颗粒，即这些颗粒的最大测量值小于1微米。在第三分离步骤中，捕获大部分的第一和第二分离步骤中不能捕获的颗粒。在第三分离步骤中捕获的颗粒仅构成与气流一起输送穿入初级入口3的颗粒的一小部分。
可以通过许多方式来改变所描述的这些实施例而不偏离仅由权利要求书限制的本发明的精神和范围。
当然本领域技术人员有可能省略外壳。
并非是必须具有三个不同的旋风发生器，而是根据本发明具有两个就足够了。
有可能在一个根据本发明的设备中具有更多数量的旋风发生器。旋风发生器的数量可以是四个或更多。
为了进一步改善气体的过滤，可以在该设备中安排另外的旋风发生器。
在所描述的这些实施例中，该设备包括在外壳的一侧中的一个初级入口。然而，根据本发明，有可能整个省略该外壳或者该初级入口具有一种完全不同的形式或布置。
环形入口并不意味着这些入口必须是由两个同心圆来限定的，而是环形入口意味着入口总体上是环形的。

Claims (21)

1.用于从气流中分离颗粒的设备(1)，包括
一个第一旋风发生器(6)，该第一旋风发生器包括具有一条长度轴线(4)的一个第一旋风管(8)和一个第一阻挡装置(9)、以及一个第一旋涡发生器(11)，该第一阻挡装置被安排成将一个第一环形入口(10)安排在该第一旋风管(8)与该第一阻挡装置(9)之间，该第一旋涡发生器被安排在该第一环形入口(10)中，
另一个旋风发生器，该另一个旋风发生器包括具有一条长度轴线(4)的另一个旋风管和另一个阻挡装置、以及另一个旋涡发生器，该另一个阻挡装置被安排成将另一个环形入口安排在该另一个旋风管与该另一个阻挡装置之间，该另一个旋涡发生器被安排在该另一个环形入口中而与该第一涡旋发生器(11)相距一个距离，以及
一个出口管(22)，该出口管包括一个出口(23)和一条长度轴线(4)，该出口管(22)被安排成相对于该另一个旋风管而言是同心的，
其中该第一旋风管(8)在与该另一个旋风管相距一个距离处包绕该另一个旋风管，其特征在于，如在该长度轴线(4)的方向上看到的，该第一阻挡装置(9)与该另一个入口重叠，以使得这些颗粒在穿过该第一旋风发生器中的涡旋发生器之后必须朝向该长度轴线向内移动才能够被输送进入去到下一个旋风发生器的该入口中，并且在于，如在该长度轴线(4)的方向上朝向该出口(23)看到的，该另一个阻挡装置基本上具有与该出口(23)相同的范围，并且在于，该另一个旋风发生器被安排在该第一旋风发生器(6)与该出口(23)之间。
2.根据权利要求1所述的设备(1)，包括一个第二旋风发生器(12)，该第二旋风发生器包括具有一条长度轴线(4)的一个第二旋风管(13)和一个第二阻挡装置(14)、以及一个第二旋涡发生器(16)，该第二阻挡装置被安排成将一个第二环形入口(15)安排在该第二旋风管(13)与该第二阻挡装置(14)之间，该第二旋涡发生器被安排在该第二环形入口(15)中而与该第一涡旋发生器(11)相距一个距离，其中该另一个旋风发生器是一个第三旋风发生器(17)，该另一个旋风管是一个第三旋风管(18)，该另一个阻挡装置是一个第三阻挡装置(19)，该另一个环形入口是一个第三入口(20)，并且该另一个涡旋发生器是一个第三涡旋发生器(21)。
3.根据权利要求1或2所述的设备(1)，其中该出口管(22)和这些旋风发生器(6，12，17)被安排成使它们的长度轴线(4)基本上彼此平行。
4.根据权利要求3所述的设备(1)，包括一个初级阻挡装置(5)，该初级阻挡装置被安排成与该第一旋风发生器(6)相距一个距离，并且如在该长度轴线(4)的方向上朝向该第一入口(10)看到的，该初级阻挡装置与该第一入口(10)重合。
5.根据权利要求4所述的设备(1)，包括一个外壳(2)以及穿入该外壳(2)的一个初级入口(3)，该外壳被安排成在与该第一旋风管(8)相距一个距离处包绕该第一旋风管(8)。
6.根据权利要求5所述的设备(1)，其中该初级入口(3)被安排在该初级阻挡装置(5)的相对于该第一涡旋发生器(11)的相反侧上。
7.根据权利要求3所述的设备(1)，包括一个外壳(2)以及穿入该外壳(2)的一个初级入口(3)，该外壳被安排成在与该第一旋风管(8)相距一个距离处包绕该第一旋风管(8)，其中当该长度轴线被安排成是竖直的且该第一环形入口(10)在该另一个环形入口上方时该初级入口(3)被安排在该第一环形入口(10)的下方。
8.根据权利要求7所述的设备(1)，其中该外壳(2)在该初级入口(3)下方包括一个锥形部(46)，其中该锥形部(46)向下逐渐变小。
9.根据权利要求7或8所述的设备(1)，包括一个壁装置(47)，该壁装置从该外壳(2)延伸并且具有的一个向下延伸范围使得在使用中，在气流可能在该第一旋风管的外侧上向上移动之前该气流必须向下移动。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的设备(1)，其中该初级入口(3)被安排成在使用中使得来自该初级入口(3)的气流被部分地引导向下。
11.根据权利要求5至10中任一项所述的设备(1)，其中这些旋风管(8，13，18)包括一个远部分，该远部分被安排成相对于这些涡旋发生器(11，16，21)而言在该出口(23)的远侧上并且在与该长度轴线相垂直的方向上比这些旋风管(8，13，18)的入口更宽。
12.根据权利要求11所述的设备(1)，在该旋风管(18)的与该第一旋风管(8)相距最大距离的远端中包括一个锥形的涡旋解除器(24)，该涡旋解除器被安排成使狭窄部分指向这些涡旋发生器(11，16，21)。
13.根据权利要求12所述的设备(1)，其中该锥形涡旋解除器(24)的背向这些涡旋发生器(11，16，21)的一侧包括一个空腔(25)，并且在该空腔(25)中该涡旋解除器装备有多个接片(26)，这些接片的平面与该长度轴线(4)相平行。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的设备(1)，其中该出口管(22)从该出口(23)在朝向这些涡旋发生器(11，16，21)的方向上延伸。
15.根据权利要求14所述的设备(1)，其中该出口(23)与该涡旋解除器(24)之间的距离是处于该出口(23)与这些涡旋发生器(21)的最邻近处之间的距离的5％-200％并且优选是20％-100％的区间中。
16.根据权利要求11至13中任一项所述的设备(1)，其中该出口管从该出口在背离这些涡旋发生器(11，16，21)的方向上延伸。
17.根据权利要求16所述的设备(1)，其中该出口(23)与该涡旋解除器(24)之间的距离是处于该出口(23)与这些涡旋发生器(11)的最邻近处之间的距离的50％-800％的区间中并且优选是在100％-400％的区间中。
18.根据以上权利要求中任一项所述的设备(1)，其中在这些涡旋发生器(11，16)中的一个旋涡发生器与后一个涡旋发生器(16，21)之间沿该长度轴线的距离小于或等于该旋涡发生器(11，16)沿该长度轴线(4)的长度。
19.根据以上权利要求中任一项所述的设备(1)，其中这些旋风管(8，13，18)和该外壳(2)在它们的下边缘中是开放的，并且其中该外壳(2)适合于在该外壳(2)的外侧上安排一个塑料袋，该塑料袋覆盖该外壳(2)的下边缘。
20.根据以上权利要求中任一项所述的设备，包括一个液体容器以及与该液体容器相连的至少一个出液喷嘴，液体从该出液喷嘴输出并且被输送至这些旋风管之一的内侧。
21.用于从气流中分离颗粒的设备(1)，包括
一个第一旋风发生器(6)，该第一旋风发生器包括具有一条长度轴线(4)的一个第一旋风管(8)和一个第一阻挡装置(9)、以及一个第一旋涡发生器(11)，该第一阻挡装置被安排成将一个第一环形入口(10)安排在该第一旋风管(8)与该第一阻挡装置(9)之间，该第一旋涡发生器被安排在该第一环形入口(10)中，
另一个旋风发生器，该另一个旋风发生器包括具有一条长度轴线(4)的另一个旋风管和另一个阻挡装置、以及另一个旋涡发生器，该另一个阻挡装置被安排成将另一个环形入口安排在该另一个旋风管与该另一个阻挡装置之间，该另一个旋涡发生器被安排在该另一个环形入口中而与该第一涡旋发生器(11)相距一个距离，以及
一个出口管(22)，该出口管包括一个出口(23)和一条长度轴线(4)，该出口管(22)被安排成相对于该另一个旋风管而言是同心的，
其中该第一旋风管(8)在与该另一个旋风管相距一个距离处包绕该另一个旋风管，其特征在于，如在该长度轴线(4)的方向上看到的，该第一阻挡装置(9)与该另一个入口重叠，并且如在该长度轴线(4)的方向上朝向该出口(23)看到的，该另一个阻挡装置基本上具有与该出口(23)相同的范围，并且在于，该另一个旋风发生器被安排在该第一旋风发生器(6)与该出口(23)之间。
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