CN102090938A - 组合式竖直旋转叶片抽吸泵与液体分离器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种组合式竖直旋转叶片抽吸泵与液体分离器。描述了一种紧凑的抽吸与分离设备。该抽吸与分离设备包括泵以及分离器。所述泵包括竖直取向的旋转叶片泵，该旋转叶片泵包含抽吸入口与排出口。所述分离器包括构造成接收固体、液体以及空气的混合物的收集器。所述分离器将固体和/或液体与空气分离。来自所述分离器的空气从空气排放部被导向所述泵的所述抽吸入口。固体和/或液体从所述分离器的液体/固体排放部排放。所述分离器可以是由泵转子驱动的基于重力的分离器或者是离心式分离器。

Description

组合式竖直旋转叶片抽吸泵与液体分离器
技术领域
本发明涉及一种紧凑的组合式抽吸设备与液体分离器，更具体地，涉及一种利用单个电机将竖直旋转叶片泵与液体/空气分离器组合在一起以便以紧凑设计提供抽吸与液体/空气分离。本发明的组合式竖直旋转叶片泵与液体分离器用于牙科诊所很理想，因为那里可用于这种装置的空间量通常有限。
背景技术
手术室、牙科诊所中等通常使用抽吸工具和设备以在医疗手术中快速清除多余液体。例如，典型的牙科诊所在检查患者的牙齿或者在患者的口中进行具体的治疗时，都可能需要抽吸设备以从患者口中移除液体和/或碎屑。在抽吸设备的上游是分离器，该分离器用于在空气流进入抽吸器之前将从患者口中移除的液体和固体分离。已知有多种离心式和箱式(tank base)分离器。
典型的抽吸设备包括泵，该泵压缩空气并形成真空或抽吸。可以利用公知的泵和/或鼓风系统形成真空，诸如液环泵、旋转叶片泵、基于风机的系统、爪式系统等。尽管这些泵提供了足够的抽吸和足够的性能，但是它们仍有缺陷。
液环泵包括叶片推进器，当诸如水的液体持续供给到圆柱形泵壳体中时该叶片推进器在圆柱形壳体内旋转。由于推进器的旋转，离心力致使液体对着圆柱形壳体的内壁形成旋转圆柱环。这种液环与推进器叶片一起形成一系列密封腔室以压缩空气。液环泵是在牙科诊所里安装的较为常用的一种真空泵。这是因为液环泵安全可靠且尺寸紧凑。然而，液环泵需要持续的水供给以形成密闭的压缩腔室。这种持续供水的需要造成终端用户庞大的水费开支、违反地方节水措施并造成其它环境问题。
使用旋转叶片泵是使用耗水的液环泵的一种替代方式。旋转叶片泵采用设置在圆柱形壳体中的叶片转子。转子与圆柱形壳体轴向错开或偏移，使得转子不会在壳体内居中。叶片被构造为可相对于转子径向滑动并且离心力使叶片径向向外偏置以与壳体内壁保持接触。叶片与圆柱形壳体的内壁形成至少两个密闭腔室。当随偏离中心的转子的旋转而使相应密闭腔室的容积增加和/或减少时便形成压缩。尽管旋转叶片泵不需要持续的水供给便运转良好，但是旋转叶片泵比液环泵大。而且旋转叶片泵需要润滑油，这增添了附加的环境问题。
还可使用再生式风机来产生牙科应用所用的真空或抽吸。再生式风机包括持续旋转的多叶片推进器。少量空气滑过一个叶片并返回到下一个叶片的底部以便再加速或“再生”。再生式风机不需要水或润滑油。然而，再生式风机较大并且要比液环泵耗费更多的电量。
爪式系统采用旋转的爪形瓣片，这些爪形瓣片在安装在真空壳体中时彼此啮合并且形成密闭腔室。爪形瓣片旋转时使得壳体中相应腔室的容积发生变化以产生压缩或抽吸。爪式系统不需要水或润滑油来保持压缩腔室适当密闭。然而，爪式系统大而昂贵。
因此，在克服与现有技术相关的所有缺点的同时，需要具有提供相当或更好的性能的改进的抽吸系统。由于现代牙科诊所的微利运作，首要的问题便是投资开支和经营成本。另外，由于牙科诊所尝试更有效地运作，这使牙科诊所变得更小，由此产生了对更小的抽吸与分离系统的需要。因此，需要一种节约成本且结合有分离器的紧凑的抽吸设备，该分离器不需要水或润滑油便可产生至少与液环泵同样多的压缩或真空并且该分离器节省空间。
虽然下面的说明针对用于牙科应用的抽吸与分离设备，但是应当指出本应用和这里公开的设备可适用于除用于牙科应用的抽吸与分离设备以外的多个领域，并且更一般地，能够适用于任何需要固体和/或液体抽吸的应用。
发明内容
为了满足上述需要，公开了一种用于牙科诊所和医疗诊所中的紧凑型抽吸与液体分离设备。
一种公开的紧凑型抽吸与分离装置包括相对于彼此竖直叠放的泵、分离器以及公共电机。所述泵包括抽吸入口与排出口。所述分离器(即空气/液体-固体分离器)包括：构造成接收空气与液体的入口；以及构造成将来自所述分离器的空气导引至所述泵的所述抽吸入口的空气排放部。所述分离器还包括构造成将液体和固体从所述分离器排出的液体/固体排放部。所述电机联接至所述泵和所述分离器。
在一个优选的实施方式中，所述紧凑型抽吸与分离装置包括降噪外壳。
在另一个优选的实施方式中，所述泵设置在所述电机的上方并且所述分离器设置在所述电机的下方。
在另一个优选的实施方式中，所述泵包括竖直取向的旋转叶片泵。
在另一个相关的优选实施方式中，所述叶片泵的转子是悬臂式的或仅在所述转子的一侧(即底侧)被支撑。因此，上盖可拆除地联接到所述泵转子与叶片的上表面，以允许不用拆除轴承便可接近所述叶片进行维护。
在另一个优选实施方式中，所述空气排放部利用导管接合到所述抽吸入口。
在另一个优选实施方式中，所述旋转叶片泵包括壳体，该壳体设置在上盖与顶板之间。所述壳体容纳所述泵转子和可滑动地联接到所述泵转子的多个叶片。所述泵转子与所述驱动轴同轴地联接，由此所述驱动轴的上部和转子设置在所述泵壳体中，但偏离所述泵壳体的轴向中心。所述旋转叶片泵处于竖直取向，由此当所述泵转子在所述壳体中旋转时，可滑动地联接到所述泵转子的所述叶片从所述驱动轴和所述泵转子径向向外延伸。所述电机被设置在所述电机的下方的轴承支撑。只需拆除上盖便可更换叶片。
在一个相关的优选实施方式中，所述分离器包括由电机驱动的旋转盘分离器。
在另一个优选实施方式中，所述电机与驱动轴联接，该驱动轴竖直向上延伸到所述泵并且竖直向下延伸到所述液体分离器。
公开了一种牙科手术用的紧凑的组合式抽吸与分离装置。所述装置包括竖直取向的旋转叶片泵，该旋转叶片泵包括布置在可移除的上盖与下方的顶板之间的泵壳体。所述顶板包括与所述泵壳体连通的抽吸入口以及排出口。所述泵还包括可滑动地联接至多个叶片的泵转子。所述装置还包括液体分离器，该液体分离器包括壳体与分离器转子。所述分离器壳体联接到用于从牙科抽吸工具接收空气、液体以及固体的入口、与泵的抽吸入口联接的空气排放部、以及液体/固体排放部。所述装置还包括设置在所述泵与所述分离器之间的电机。所述电机与竖直的驱动轴联接，该驱动轴向上延伸到所述泵壳体中并与所述泵转子联接。所述驱动轴还向下延伸到所述分离器壳体中并与所述分离器转子联接。
在一个优选实施方式中，所述泵壳体具有竖直轴线，并且所述驱动轴、泵转子、分离器转子以及分离器壳体具有偏离所述泵壳体的所述竖直轴线的公共的竖直轴线。
如下所示，所述叶片泵、所述电机以及所述分离器均彼此大致轴向对齐以节省占地空间。
在另一个优选实施方式中，旋转叶片泵可以组合有基于重力的液体分离器。一种公开的液体分离器包括设置在上室与下室之间的入口。挡板阀或挡板将这些室分隔开。电磁阀或其它合适的阀可连接到上室，且下室与底部容器连接。所述底部容器包括高位开关和低位开关。
在操作过程中，所述旋转叶片泵持续运转从而使所述上室处于真空下。在所述电磁阀处于关闭位置的情况下，使所述上室与大气隔离，并平衡上室与下室中的压力。空气/液体/固体通过所述入口进入所述上室，并且液体/固体在重力作用下向下排出到所述下室。物质最终向下输送到下室。当所述底部容器的所述高位开关被致动时，所述系统需要排放，从而所述电磁阀打开，由此在所述上室中产生压力而关闭所述挡板阀或挡板。在下室和底部容器与旋转叶片泵的真空隔离的情况下，物质可通过止回阀离开所述系统。
结合附图阅读下面的详细描述将会清楚本发明的其它优点与特征。
附图说明
在附图中或多或少以示意性方式描述了公开的抽吸设备，在附图中：
图1是公开的组合式抽吸与液体分离装置的图；
图2是公开的组合式抽吸与液体分离装置的立体图；
图3是图2所示装置的另一个立体图；
图4是图2至图3所示装置的分解图；
图5是图2至图4所示装置的局部立体剖视图，具体示出了旋转叶片泵；
图6是图2至图5所示装置的旋转叶片泵的俯视立体图，拆除了顶盖或上盖而暴露出转子和叶片；
图7是图2至图6所示装置的局部立体剖视图，具体示出了分离器；
图8是图2至图7所示装置的立体图，该装置配备有将分离器空气排放部与泵抽吸器入口连接在一起的管道；
图9是图8所示装置设置在用于降低噪音的外壳中的立体图；
图10是另一个组合式竖直旋转叶片抽吸泵与液体分离器的立体图，其中液体分离器是基于重力的而不是离心式的；
图11是图10所示装置的另一个立体图；以及
图12是图10至图11所示装置的局部剖视图。
应该理解的是附图没必要按比例制成并且实施方式有时通过图表符号、虚线、示意性表示以及局部视图来说明。在某些情形中，可以省略那些对理解本发明不必要或者会使其它细节变得难以察觉的细节。当然应该理解，本公开不限于这里所说明的具体实施方式和方法。
具体实施方式
图1示出了公开的构造成用于普通的牙科应用的组合式抽吸器/液体分离器10的示意图。如图1所示，组合式抽吸器/液体分离器10可以包括泵11、液体分离器12以及用于操作泵11与分离器12的电机13。组合式抽吸器/液体分离器10可任选地包括外壳15以降低通过操作装置10引起的噪音。泵11可以包括本领域公知的任何泵或风机构造以产生真空或抽吸，例如旋转叶片泵。液体分离器12可以构造成利用重力被动地将固体和/或液体从空气或其它气体中分离的自动分离器。可选择地，液体分离器12可构造成包括机械式分离器或者旋转盘分离器以便主动地将固体和/或液体从空气中分离。电机13可以例如是感应电机或者适合驱动真空泵或风机的任何其它电机。任选地，液体分离器12可以与分离电机(未示出)相关联，但是为了节省空间并节约成本，电机13优选地通过公共驱动轴16来驱动分离器12和泵11。液体分离器12内的抽吸器可用于接纳例如由牙科抽吸工具17产生的任何固体、液体以及空气的混合物。当固体/液体/空气混合物到达液体分离器12时，固体和/或液体与空气分离并随后通过排放管18处置。
泵11可以包括至少一个抽吸入口19和至少一个排出口21。如果有必要，泵11的排出口21可以通向引向户外的出气口22等。液体分离器12可包括至少一个入口23和至少两个出口25、26。液体分离器12的入口23可以构造成摄入通过用在患者上的抽吸工具17所接收的固体、液体和空气的任何组合等。入口23可以通过延长的管道24等与抽吸工具17联接。液体分离器12的空气排放部25可构造成排放空气，并且液体/固体排放部26可构造成排放已经与空气分离的固体和/或液体。
泵11的操作可以在抽吸入口19产生真空或抽吸，进而可以在液体分离器12的空气排放部25处产生抽吸。分离器12的空气排放部25可利用导管或管道27直接联接至泵11的抽吸入口19。液体分离器12的液体/固体排放部26可直接通向废物排放管18等，以便处置收集到的任何固体和/或液体。电机13包括联接到泵11和液体分离器12的驱动轴16。
图2至图8提供了公开的组合式抽吸器/液体分离器10、泵11、内置的液体分离器12以及电机13的更详细的视图。首先参见图2至图3，泵11可设置在组合式抽吸器/液体分离器10的上部。泵11可包括泵壳体28和上盖29，上盖29通过多个紧固件31或者其它类型的紧固件可拆除地联接到泵壳体28。泵11可以是在泵壳体28中竖直取向的旋转叶片泵。泵11可以另外包括一个或多个抽吸入口19以及一个或多个排出口21。旋转叶片泵11的竖直取向很重要，因为其使组合式抽吸器/液体分离器10占据的覆盖区最小化，并进而确保旋转叶片泵11不与正被抽吸的任何固体和/或液体接触。将叶片泵11和上盖29设置在装置10的顶部也使得容易接近泵11以进行维护和维修。
仍参见图2至图3，液体分离器12设置在电机13的下方并且关于电机13与泵11相对。分离器12可以包括旋转盘或转子机构，以便将固体和/或液体从空气中分离。可选择地，液体分离器12可以简单地构造成自动分离器，例如利用重力来被动地将固体和/或液体从空气中分离的内置式(tank-in-tank)分离器。如图所示的液体分离器12包括入口23以及两个排放出口25、26，这两个排放出口25、26包括联接到泵11的抽吸入口19的空气排放部25以及连接到排放管或废料容器18的液体/固体排放部26。转向图4，紧固件31将上盖29与泵壳体28连接在一起。泵壳体28通过紧固件33连接至顶板32。顶板32包括泵入口19以及排出口21。通常地，在同一时间仅使用两个入口19中的一个与两个排出口21中的一个。具有多个滑动叶片35的转子34在泵壳体28中被夹持在盖29与顶板32之间。支承板38设置在顶板32下方，其容纳轴承40和转子轴36。转子轴36通过榫槽连接、花键连接或本领域技术人员公知的其它类型的连接接合到电机驱动轴16。转子轴36在转子34的轴向开口37内摩擦接合至转子34。轴向开口37可以是如图4与图6所示的圆形或者可以是椭圆形。
仍参见图4，电机13包括外壳39以及用细长紧固件或螺纹杆42连接至支承板38的基板41。驱动轴16的下端在分离器转子43的轴向开口44中通过榫槽连接、花键连接或类似连接接合到分离器转子43。分离器12包括夹持在分离器基板46与电机基板41之间的壳体45。O形环或密封件以附图标记47、48示出。整个装置10置于支撑板51上，该支撑板可以通过足部52支撑在地面上方。
在图4中示出了泵11的设计的主要优点。具体地说，轴承40以及支撑转子34的旋转的支承板38设置在转子34下方并且位于顶板32之下。这种“悬臂式”设计使得仅仅通过拆除上板29便能够接近叶片35。
图5和图6示出了转子34在泵壳体28中位于上盖29与顶板32之间的位置。其中一个叶片35从转子34向外延伸以与壳体28的内表面接合。图5还示出了抽吸入口19和排出口21与泵室53(图6)之间的连通，泵室53可由盖29、壳体28和顶板32限定。图6示出一种公开的转子34，在本实施例中其包括四个滑动叶片35。对本领域的普通技术人员来说，叶片35的数量可以变化是显而易见的。
图7示出了分离器转子43与电机驱动轴16之间的连接。图8示出了管道27，管道27将分离器空气排放部25连接至泵抽吸入口19。图9示出了装置10用的降噪外壳15的一个实施例。
一旦向组合式抽吸器/液体分离器10供电，电机13就使驱动轴16旋转，进而使泵11和分离器12各自的转子34、43旋转。从抽吸工具17(图1和图8)进入液体分离器12的任何固体和/或液体通过旋转的转子43与空气分离。空气被引到泵11的抽吸入口19，而固体和/或液体通过液体/固体排放部26分配到废料排放管18(图1和图8)。由泵11提供的抽吸在分离器12与牙科工具17中产生真空。
图10至图12示出了包括旋转叶片泵11与顶板32的改进装置10a，顶板32设置在泵11与电机壳体39之间。泵出口21连接到排放管道24，排放管道24进而连接到消音器62。液体分离机构12a与图2至图4以及图7所示的分离器12明显不同。
液体分离器12a包括设置在上室64与下室65之间的入口23a。挡板阀或挡板69设置在形成有入口23a的套环66中或者如图12所示在套环66的正下方位于下室65中。在图12中可以最佳看到连接到上室64的电磁阀68或其它合适的阀。下室65通过导管72连接到底部容器71。底部容器71包括高位开关74和低位开关75。
在操作中，旋转叶片泵11连续旋转，因此使上室64处于真空下。在电磁阀68置于关闭位置的情况下，由此使上室64与大气隔离，并平衡上室64与下室65的压力，空气/流体/固体通过入口23a进入上室64，并且流体/固体在重力作用下向下排放到下室65。物质通过管道72向下输送进入到底部容器71中。当底部容器71的高位开关74被致动时，系统需要进行排放，从而电磁阀68打开，借此在上室64中产生压力而将挡板阀69关闭。通过将下室65和底部容器71与旋转叶片泵11的真空相隔离，物质在重力作用下可以通过止回阀18a离开系统。当底部容器71中的液面达到低位开关75时，电磁阀68关闭，室64、65内的压力被平衡，从而挡板阀或挡板69打开以使上室64与下室65之间正常排放。
尽管只阐述了某些实施方式，但通过上面的描述，替换和修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的。这些以及其它替代将视为等同物并且落于本公开以及权利要求的精神和范围内。

Claims (20)

1.一种紧凑的组合式抽吸与分离装置，该装置包括：
泵，该泵包括抽吸入口与排出口；
液体分离器，该液体分离器包括：构造成接收空气、液体以及固体的分离器入口；与所述泵的所述抽吸入口连通的空气排放部；以及构造成从该液体分离器排放液体和固体的液体/固体排放部；以及
电机，该电机设置在所述泵与所述分离器之间并与所述泵及所述分离器联接。
2.根据权利要求1所述的装置，该装置还包括降噪外壳。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述泵设置在该装置的上部。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述泵是竖直取向的旋转叶片泵。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述旋转叶片泵包括悬臂式转子。
6.根据权利要求4所述的装置，其中，所述旋转叶片泵包括壳体，该壳体设置在上盖与顶板之间，该壳体容纳泵转子和可滑动地联接到所述泵转子的多个叶片，所述泵转子通过竖直向上穿过所述顶板的驱动轴联接到所述电机，并且所述上盖通过多个紧固件可拆除地联接到所述壳体以允许接近所述转子和所述叶片。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述空气排放部通过管道联接到所述抽吸入口。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述液体分离器包括分离器转子，该分离器转子通过从所述电机竖直向下延伸的驱动轴联接到所述电机。
9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电机与竖直向上延伸到所述泵并且竖直向下延伸到所述液体分离器的驱动轴联接，所述液体分离器包括联接到所述驱动轴的下部的分离器转子，并且所述泵包括联接到所述驱动轴的上部的泵转子。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述旋转叶片泵包括壳体，该壳体设置在上盖与顶板之间，该壳体容纳所述泵转子和可滑动地联接到所述泵转子的多个叶片，所述泵转子与所述驱动轴同轴联接，所述驱动轴的上部和所述泵转子设置在所述泵壳体中并偏离所述泵壳体的轴向中心，并且当所述泵转子在所述壳体中旋转时，可滑动地联接到所述泵转子的所述叶片从所述驱动轴和所述泵转子径向向外延伸。
11.一种紧凑的组合式抽吸与液体分离装置，该装置包括：
旋转叶片泵，该旋转叶片泵包括泵壳体，该泵壳体具有抽吸入口、排出口和可拆除的上盖；
分离器，该分离器包括用于从医用抽吸工具接收空气、液体和固体的入口，所述入口设置在上室与下室之间，该分离器还包括分离所述上室与所述下室的挡板阀，所述下室与底部容器连接，所述上室包括用于将所述上室暴露于大气的通气阀，并且所述底部容器包括用于指示该底部容器被装满之时的高位指示器以及包括止回阀的排放出口这二者，所述上室还包括连接到所述泵的所述抽吸入口的空气排放部，
所述高位指示器与所述通气阀相关联，从而当所述容器中的所述高位指示器被存在的积聚液体和固体致动时，所述通气阀打开。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述通气阀是电磁阀。
13.根据权利要求11所述的装置，其中，所述高位指示器是高位开关，并且所述底部容器还包括低位开关，该低位开关与所述通气阀相关联，以便当所述底部容器中的积聚物高度达到所述低位开关时关闭所述通气阀。
14.根据权利要求11所述的装置，其中，所述装置还包括降噪外壳。
15.根据权利要求11所述的装置，其中，所述泵是具有悬臂式转子的竖直取向的旋转叶片泵。
16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述旋转叶片泵的所述壳体设置在所述上盖与顶板之间，所述抽吸入口与所述泵的排出口穿过所述顶板，所述壳体容纳泵转子和可滑动地联接到所述泵转子的多个叶片，所述泵转子通过竖直向上穿过所述顶板进入所述泵壳体中的驱动轴联接到所述电机，并且所述上盖通过多个紧固件可拆除地联接到所述壳体以允许接近所述转子和所述叶片。
17.根据权利要求11所述的装置，其中，所述空气排放部通过管道联接到所述抽吸入口。
18.根据权利要求11所述的装置，其中，所述旋转叶片泵包括壳体，该壳体设置在所述上盖与顶板之间，该壳体容纳泵转子和可滑动地联接到所述泵转子的多个叶片，所述泵转子与所述驱动轴同轴联接，所述驱动轴的上部和所述泵转子设置在所述泵壳体中并偏离所述泵壳体的轴向中心，并且当所述泵转子在所述壳体中旋转时，可滑动地联接到所述泵转子的所述叶片从所述驱动轴和所述泵转子径向向外延伸。
19.一种牙科手术用的紧凑的组合式抽吸与分离装置，该装置包括：
竖直取向的旋转叶片泵，该旋转叶片泵包括泵壳体，该泵壳体设置在可拆除的上盖与下方的顶板之间，所述顶板包括与所述泵壳体连通的抽吸入口与排出口，所述泵还包括可滑动地联接至多个叶片的泵转子；
液体分离器，该液体分离器包括：壳体和分离器转子，所述分离器壳体联接到用于从牙科抽吸工具接收空气、液体和固体的入口、与所述泵的所述抽吸入口联接的空气排放部、以及液体/固体排放部；以及
电机，该电机设置在所述泵和所述分离器之间并联接到一竖直驱动轴，该驱动轴向上延伸到所述泵壳体中并与所述泵转子联接，所述驱动轴还向下延伸到所述分离器壳体并与所述分离器转子联接。
20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述泵壳体具有竖直轴线并且所述驱动轴、所述泵转子、所述分离器转子以及所述分离器壳体具有与所述泵壳体的竖直轴线偏离的公共的竖直轴线。
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