CN106345786B - 具有端部安装的正压系统的抽出器 - Google Patents

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Abstract

一种抽出器系统包括负压气体流源、负压导管、壳体、正压气体流源、正压气体流歧管和操作员界面。所述负压导管从工作区域运送所述负压气体流。所述负压导管的第一端被联接到所述负压气体流源，以使得所述负压气体流从所述工作区域穿过所述负压导管的第二端并且朝着所述负压导管的所述第一端流动。所述壳体靠近所述负压导管的所述第二端地被设置在所述负压导管周围。所述正压气体流源被联接到所述壳体。所述正压气体流歧管位于所述正压气体流源的下游。所述正压气体流被引导穿过所述正压气体流歧管。操作员界面允许用户控制所述正压气体流穿过所述正压气体流歧管。

Description

具有端部安装的正压系统的抽出器
技术领域
本公开总体地涉及用于如在焊接、切割、金属加工、木材加工及其他应用中从空气流中抽出烟气或空气夹带成分的系统。
背景技术
许多工业、商业、娱乐和其他应用会产生能够用合适的抽出和过滤而去除的空气夹带成分。金属加工操作，例如，包括切割、焊接、锡焊、组装及其他过程，可能产生烟、微粒和烟气。在一些车间中，简单地打开环境空气通道或者使用负压或来自风扇的排放空气来维持相对洁净的空气空间可能是方便的。在其他应用中，使用推车型烟气抽出器。在工业设置中，可以采用更复杂的固定系统以从特定的工作间、金属加工场所等抽出烟气。在其他设置中，如加工车间，木材加工车间，执行切割、打磨和其他操作的工作地点中，可能产生灰尘、烟气、微粒和其他类型的空气夹带成分，因此可能符合期望的是从工作区域和控制空间收集和抽出所述灰尘、烟气、微粒和其他类型的空气夹带成分。
已经研发了许多用于烟气抽出的系统，并且这些系统中的一定数目的系统目前正在使用中。这些系统中的一些系统使用负压空气以从金属加工操作的邻近区域吸出烟气和烟，并且在将空气返回到房间或者将空气吹到外部空间之前过滤所述烟气和烟。然而，在烟气抽出系统方面需要进一步的改进。
发明内容
在第一实施例中，一种抽出器系统包括负压气体流源、负压导管、壳体、正压气体流源和正压气体流歧管。所述负压导管从工作区域运送所述负压气体流。所述负压导管的第一端被联接到所述负压气体流源，以使所述负压气体流从所述工作区域穿过所述负压导管的第二端并且朝着所述负压导管的所述第一端流动。所述壳体靠近所述负压导管的所述第二端地被设置在所述负压导管周围。所述正压气体流源被联接到所述壳体。所述正压气体流歧管位于所述正压气体流源的下游。所述正压气体流被引导穿过所述正压气体流歧管。
在第二实施例中，一种抽出器系统包括负压系统和正压系统。所述负压系统包括负压气体流源和负压导管。所述负压导管具有被联接到所述负压气体流源的第一端和靠近工作区域的第二端。所述负压气体流从所述工作区域穿过所述第二端并且朝着所述第一端被运送。所述正压系统包括靠近所述第二端地被设置在所述负压导管周围的壳体、所述壳体之内的正压气体流源，以及在所述正压气体流源的下游的正压气体流歧管，其中所述正压气体流被引导穿过所述正压气体流歧管。
在第三实施例中，一种方法包括将正压系统联接到负压系统的负压导管的第一端，其中被联接到所述负压导管的第二端的负压气体流源引导负压气体流，使之从工作区域穿过所述负压导管的所述第一端并且引导负压气体流朝向所述第二端，并且其中所述正压系统包括正压气体流源和被流体地联接到所述正压气体流源并且被设置在所述负压导管周围的正压气体流歧管。
附图说明
当参考附图阅读以下详细描述时，本公开的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解，在附图中同样的附图标记在所有附图中表示同样的部件，在附图中：
图1是根据本公开的一些方面的烟气抽出系统的一个实施例；
图2是根据本公开的一些方面的以运动推车型配置表现的图1的抽出系统的实施例的立体图；
图3是根据本公开的一些方面的以固定的安装在地板或者安装在墙上的配置表现的图1的抽出系统的实施例的立体图；
图4是根据本公开的一些方面的以管道连接配置表现的图1的抽出系统的实施例的立体图；
图5是根据本公开的一些方面的抽出系统的实施例的示意图；
图6是根据本公开的一些方面的正压系统的示意图；
图7A示出根据本公开的一些方面的分段式正压气体流歧管的实施例，其中两个正压气体流歧管围绕负压导管；
图7B示出根据本公开的一些方面的分段式正压气体流歧管的实施例，其中三个正压气体流歧管围绕负压导管；
图7C示出根据本公开的一些方面的分段式正压气体流歧管的实施例，其中四个正压气体流歧管围绕负压导管；
图8是根据本公开的一些方面的正压头的一个实施例的立体图；
图9是根据本公开的一些方面的正压头的分解图；
图10示出根据本公开的一些方面的手柄组件的一个实施例；
图11示出根据本公开的一些方面的被安装到负压系统的导管的正压头的一个实施例，所述正压头在负压区周围创建正压区；
图12示出根据本公开的一些方面的抽出系统的一个实施例，其中导管水平地、基本上平行于工作表面地延伸，并且其中穿过最接近工作表面的正压气体流歧管的气体流受到限制；
图13A示出根据本公开的一些方面的以滑套配置表现的正压头；以及
图13B示出根据本公开的一些方面的以铰链配置表现的正压头。
具体实施方式
下文将描述一个或多个具体实施例。为了提供对这些实施例的简明描述，说明书中可能不会描述实际实施方式的所有特征。应该领会到，在任何这样的实际实施方式的研发中，如在任何工程和设计项目中，必须做出许多针对实施方式的决策以实现研发者的特定目标，如遵守系统相关的和商业相关的约束条件，这些特定目标在不同实施方式中可能是不同的。而且，应该领会到，虽然这样的研发工作可能是复杂并且耗时的，但是尽管如此，对于从本公开受益的本领域技术人员而言将会是例行的设计、制造和生产工作。
当介绍本发明的各种实施例的要素时，冠词″一个″、″该″和″所述″意图表示有一个或多个的所述要素。术语″由......组成″、″包括″和″具有″意图是包容性的并且表示除了所列出的要素之外还可以有附加要素。此外，以下讨论中任何数值示例意图是非限制性的，并且因此另外的数值、范围和百分比落在所公开的实施例的范围之内。
现在参照附图，图1示出在焊接操作期间使用的烟气抽出系统10的一个实施例。然而应该理解，焊接仅是示例，并且许多的工业、商业、娱乐和其他应用可能产生可以被抽出系统10去除的烟气、烟或者其他空气夹带成分。金属加工操作，例如，切割、焊接、锡焊、组装及其他过程，可能产生烟、微粒和烟气。在机械车间，木材加工车间，执行切割、打磨和其他操作的工作地点中，可能产生灰尘、烟气、微粒和其他类型的空气夹带成分，因此可能符合期望的是从工作区域和控制空间收集和抽出所述灰尘、烟气、微粒和其他类型的空气夹带成分。在一些应用中，抽出系统10被布置在工作区域12(例如，工作间)中、工作表面14附近(例如，上面)。当用户16(例如，焊接工)使用工具20(例如，焊炬)在工件18上执行加工操作(例如，焊接操作)时，抽出系统10可以从工作区域12吸出烟气和烟。用户可以利用头盔22(例如，焊接头盔)或者其他保护性头戴品，它们可以包括一个或多个传感器24。一个或多个传感器24可以被配置成检测作为工作环境指示的一个或多个参数，或者与加工操作相关的其他参数(例如，烟气、温度、湿度、光、运动等)。此外，保护性头戴品可以包括视窗26。视窗26可以是透明的、半透明的或者不透明的材料。例如，视窗可以是允许用户16在执行加工操作期间直接观察工作表面14和工具20的完全透明或者着色的材料。在其他实施例中，视窗26可以包括一个或多个显示器(例如，LCD、等离子、虚拟现实、增强现实、LED等)，所述一个或多个显示器可以在执行加工操作时为用户16提供信息。在又一些实施例中，视窗26可以是完全不透明的，但是具有显示来自相机或虚拟现实装置的视频的显示器，这允许用户16看到他或她正在做的事情。在其他实施例中，视窗26可以是透明的或者半透明的并且具有覆盖在视窗26上的显示器，以为用户16提供警报、度量或者增强现实装置。
应该注意到，本公开所讨论的″空气夹带成分″可以包括被空气夹带、悬浮在空气中或者以其他方式被空气携带的任何物质，或者更一般地指存在于所考虑区域中的流体。取决于应用，空气夹带成分可以是气溶胶形式的，如悬浮在空气中的固相、液相或者气相颗粒。这样的空气夹带成分可以形成由该区域中正在进行的操作所形成或放出的烟、烟气(包括化学烟气)或云，无论对人类操作者是否可见。在其他应用中，空气夹带成分可以是至少暂时地空气夹带的，但是不悬浮于空气中，如在较大微粒的情况中，如液滴、薄雾(例如，来自油、冷却剂等的)、灰尘(例如，来自干墙、谷物、矿物、水泥或其他灰尘源的)、碎片、碎屑等。本技术针对以所描述的方式收集和抽出任何这样的空气夹带成分。类似地，本公开中将其称为″空气″或″空气夹带的″，尽管其中发现有空气夹带成分并且被系统循环的流体更一般地可以是，不需要包含与大气中所发现的相同的成分或者处于相同的比率的气态物质。尽管如此，这样的气体意图被包括在术语″空气″或者″空气承载的″中。而且，目前设想的是，流体动力学和夹带成分去除的相同原理可以被应用于空气或者气体之外的其他″流体″(包括液体)，并且应用到本公开的教导意图扩展到那些应用中的程度。
针对烟气抽出已经研发出许多系统，所述系统中的一些目前正在使用中。这些系统中的一些使用负压空气来从金属加工操作的邻近区域吸出烟气和烟，并且在将空气返回到工作区域12或者将空气吹到外部空间之前过滤所述烟气和烟。其他系统可以使用负压区(例如，抽吸空气)和正压区的组合。对控制正压气体流(例如气体流的方向、空气的流动速率等)的能力的改进可以提高抽出系统的效力以及抽出系统的多功能性，以被使用在各种不同的工作空间和配置中。此外，所公开的技术可以被使用来改造现有的仅使用负压区(例如，抽吸空气)的抽出系统。
对示例性烟气收集系统和技术的公开和更详细的描述被记载在2012年9月11日递交的题目为″焊接烟气抽出器(WELDING FUME EXTRACTOR)″的美国专利申请No.13/610,490，2013年2月14日递交的题目为″具有可调节的流动速率的空气夹带成分抽出器(AIRBOENE COMPONENT EXTRACTOR WITH ADJUSTABLE FLOW RATE)″的美国专利申请No.13/767,551，2013年1月29日递交的题目为″烟气抽空系统(FUME EVACUATION SYSTEM)″的美国专利申请No.13/753,398，2013年2月14日递交的题目为″具有改进的流动路径的空气夹带成分抽出器(AIRBORNE COMPONENT EXTRACTOR WITH IMPROVED FLOW PATH)″的美国专利申请No.13/767,601，2013年2月14日递交的题目为″优化的空气夹带成分抽出器(OPTIMIZEDAIRBORNE COMPONENT EXTRACTOR)″的美国专利申请No.13/767,643，2013年2月14日递交的题目为″空气夹带成分抽出器歧管(AIRBORNE COMPONENT EXTRACTOR MANIFOLD)″的美国专利申请No.13/767,685，2013年2月14日递交的题目为″具有改进的动力和压力性能的空气夹带成分抽出器(AIRBORNE COMPOMENT EXTRACTOR WITH IMPROVED POWER AND PRESSUREPERFORMANCE)″的美国专利申请No.13/767,716，2013年2月14日递交的题目为″空气夹带成分抽出器罩(AIRBORNE COMPONENT EXTRACTOR HOOD)″的美国专利申请No.13/767,745，2014年6月10日递交的题目为″具有带挡板的碎屑收集的空气夹带成分抽出器(AIRBORNECOMPONENT EXTRACTOR WITH BAFFLED DEBRIS COLLECTION)″的美国专利申请No.14/300,598，2013年8月30日递交的题目为″具有旋转方向控制的三相便携式空气夹带成分抽出器(THREE-PHASE PORTABLE AIRBORNE COMPONENT EXTRACTOR WITH ROTATIONAL DIRECTIONCONTROL)″的美国专利申请No.14/014,756中，所述这些美国专利申请都在此通过引用以其全部被并入本公开。
图2是以运动推车型配置表现的抽出系统10表现的实施例的立体图。在图2中示出的推车型抽出系统10中，抽出系统10可以包括抽吸推车28、臂30、支承托架34和正压头36。如先前所讨论的，抽出系统10可以被提供为完整的系统，提供为更换臂30和压力头36，提供为正压头36本身，或提供为单独作为附加组件或者改造套件的其某种组合。系统可以包括或者可以不包括支承托架34，所述支承托架34可以帮助臂30来支承压力头36的重量。抽吸推车28提供负压以将烟、烟气或空气夹带成分从工作区域12吸离。抽吸推车28可以将它所吸出的空气排出到排风管道，窗户外、打开的门或者工作间12外部的一些其他地方。抽吸推车28可以包括过滤系统。过滤系统可以被配置成在将被吸入到抽吸推车28中的空气排出到工作间12外部的场所之前过滤所述空气，或者过滤系统可以将经过滤的空气释放回到工作间12中。作为中空管的臂30可以被连接到抽吸推车。臂30可以是典型的抽出臂，一般直径为8或10英寸，但是可以具有另一尺寸。抽吸推车28将空气吸入到臂的端部32中并且使之穿过臂30，由此在臂30与抽吸推车28相对的端部32处形成负压区，这使得用户16能够对工作间12之内的特定区域施加负压。支承托架34可以被附接到臂30并且帮助定位和/或支承臂30的载荷。正压头36被附接到臂30的端部32并且可以被配置成径向向外地吹空气，由此在臂30的端部处形成正压区。正压区可以提高抽出系统10将烟、烟气和空气夹带成分吸入到臂30中的能力。正压头36和正压区的细节将参考图11和12更详细地予以讨论。
图3是以固定的安装在地板或者安装在墙上的配置表现的抽出系统10的实施例的立体图。图3中示出的抽出系统10类似于图2中示出的抽出系统，除了负压是由固定的负压系统38而不是由抽吸推车28提供的。类似地，抽出系统10包括被联接到固定的负压系统38的抽出臂30。与图2中示出的实施例一样，抽出系统10可以被提供为完整的系统，提供为更换臂30和压力头36，提供为正压头36本身，或提供为单独作为附加组件或者改造套件的其某种组合。系统可以包括或者可以不包括支承托架34，所述支承托架34可以帮助臂30支承压力头36的重量。用户可以移动臂30以将臂30的端部32定位在工作区域12中。正压头36被设置在臂30的端部并且被配置成吹出空气，以便形成正压区并且相比仅使用负压的系统提高抽出系统10的性能。臂30可以被配备有支承托架34，以便支承正压头36和臂30的悬臂载荷，并且帮助用户16将臂定位。
图4是以管道连接的配置表现的抽出系统10的实施例的立体图。图4中示出的抽出系统10类似于图2和3中示出的抽出系统，除了负压是由管道连接的负压系统40而不是由抽吸推车28或者固定的负压系统38提供的。与图2中示出的实施例一样，抽出系统10可以被提供为完整的系统，提供为更换臂30和压力头36，提供为正压头36本身，或提供为单独作为附加组件或者改造套件的其某种组合。系统可以包括或者可以不包括支承托架34，该支承托架34可以帮助臂30支承压力头36的重量。具有大量的工作间12的工厂、车间或者其他工业应用设施可以利用管道连接的系统来抽出烟、烟气和其他空气夹带成分。管道连接的负压系统40可以被配置成将空气吸出各个工作间12并且将所述空气排出到外面或者使空气贯穿工作间地重新循环。空气可以在重新循环或者排出之前被过滤。与图2和3的系统一样，抽出系统10包括被联接到固定的负压系统38的臂30。用户可以移动臂30以将臂30的端部32定位在工作表面14附近。正压头36被设置在臂的端部并且被配置成吹出空气，以便形成正压区并且相比仅使用负压的系统提高了抽出系统10的性能。臂30可以被配备有支承托架34，以便支承正压头36和臂30的悬臂载荷，并且帮助用户16将臂定位。
图2-4中示出的抽出系统10可以包括用于提供负压(以形成负压区)和鼓风(以形成正压区)的不同系统。图5是抽出系统10的示意图，其示出用于从工作区域12抽出工作空间的空气(如由附图标记62表示的)的负压系统60。然而，应该理解，这仅是示例并且正压头也可以被安装到使用正压和负压两者来从工作空间抽出空气的″推挽式″系统。在这样的实施例中，正压头36可以被使用来增加额外的正压。图5中示出的负压系统60包括基础单元64，该基础单元64包括负压气体流源并被联接到从罩68引导空气的一个或多个导管66。罩68被设计成布置在工作区域12或者靠近工作区域12，并且当基础单元被激活时，用来在工作区域12周围形成空气的负压区并且抽出工作空间的空气62，由此将所抽出的空气引导到基础单元64以用于处理。
应该注意到，尽管在本公开中所描述的某些实施例中描述了独立操作的基础单元16，并且在一个目前设想的实施例中描述了推车型单元(例如，抽吸推车28)，然而本技术不被限制于任何具体的物理配置。更一般地，本公开所提供和描述的创新可以被实现在固定或半固定的装置中，如工业、商业、娱乐和其他环境中使用的那些。即，本文描述的基础单元的某些部件可以通过从多个工作区域12吸出空气和空气夹带成分的共同的导管(例如，管道连接的负压系统40)来为多个工作空间、工作间12、焊接间、工作场所和区域等提供服务。如下文所描述的那样提供的操作控制装置可以远离这些工作空间地定位，或者被定位在工作空间之内，用于控制到特定工作空间和来自所述特定工作空间的流动。
如图5中示出的，基础单元64包括由驱动电机72驱动的鼓风机70或者其他负压气体流源，如鼠笼式鼓风机。驱动电机72受控制电路74控制，该控制电路74可以针对固定速度或者可变速度操作为电机提供驱动信号。基础单元64可以被设计成从任何来源，如电网、电池源、发动机-发电机组等，汲取功率。控制电路74典型地包括处理器76和存储器78，用于如操作者所期望的那样实施驱动操作，或者如下文描述的那样对系统输入作出响应。因此，控制电路74可以与用于接收操作者设置、速度设置、开-关命令等的操作员界面80通信。类似地，控制电路74可以与远程接口82通信，所述远程接口82被设计成接收来自远程输入、远程系统等的信号。远程接口还可以向这样的远程系统，如用于监测和/或控制负压系统60的操作以及在一些情况中监测和/或控制整个抽出系统10的操作的远程系统，提供数据。
在基础单元64和罩68之间延伸的导管66是负压空气导管。一般来说，负压空气导管66处于负压或者轻微的抽吸压力下，以从工作空间12吸出包含空气夹带成分的空气。从导管66流出的空气可以在被引入到鼓风机70之前被引导穿过抽吸过滤器84。空气随后可以被重新引入到工作空间，在工厂中重新循环，或者从工厂排出。如下文描述的那样，系统还可以包括被设计成允许调节负压空气流的流动速率的部件。图5的抽出系统还包括正压头36，这将参考图6-9更详细地描述。
如上文指出的，本技术可以允许调节负压空气流以优化系统10的操作。目前对于这样的调节设想了若干种不同的技术。例如，在图5中示出的实施例中，可以在抽吸过滤器84前面设置负压空气调节88。该调节可以包括，例如，旁通阀、活百叶档板，或者可以被调节以限制来自抽吸过滤器的空气流并且因此限制空气从周围环境被吸入到鼓风机70中的其他机械装置。在一些情况中，该调节可以允许一些空气退出到环境，如图5中示出的那样。这样的调节可以有利地允许负压空气流的相对质量或者体积的流动速率，以增强空气区的形成和工作空间的空气的抽出。在可替换的配置中，通过由附图标记90指示的输入，负压空气流的手动调节可以被电子控制代替。这些可以被提供在基础单元上，如通过调节刻度盘、薄膜开关、操作者触摸控制等。再进一步，可以在罩68处提供对一种或两种空气流的手动和/或电子调节。在图5中所示的实施例中，例如，为两种调节均提供电子输入92。这些调节被传递给基础单元的远程接口82，所述基础单元的远程接口82进而将它们传递给控制电路74。控制电路可以被联接到任何合适的装置，如负压调节88，以调节它们的操作(例如，通过小的调节电机和致动组件)。还应该注意到，对用于负压气体流的流动速率的调节可以通过更改一个或多个电机和/或鼓风机、风扇或压缩机的速度来进行。
还应该注意到，系统可以适合于与其他系统部件，如焊接/等离子体切割或其他系统94，交换数据。系统94可以包括，例如，焊接或等离子体切割电源供应装置、送丝器、保护气体供应装置等。在其他金属加工环境中，系统可以包括各种其他手动和机械工具。在再其他的环境中，系统可以包括各种机器人、生产线、动力工具(例如，锯、工作站等)。这些将典型地被联接到操作以在工件18上完成期望的任务。这些系统中的某些系统可能能够为抽出系统提供控制信号，以允许打开和关闭抽出系统，调整速度和空气流等。这样的通信可以经由合适的布线98或者通过无线通信的其他装置来提供。
应该理解，图5仅示出基础单元64的一个可能的实施例，并且基础单元64的部件的其他可替换的配置和相互连接是可能的。具体地，过滤器84可以被布置在鼓风机70的下游，并且负压调节88可以将空气直接引导到鼓风机中。在该情况中，过滤器84可以直接排放空气。在替换方案中，抽吸过滤器84可以被布置在负压调节88的上游，所述负压调节88在此同样将空气引导到鼓风机中。
这里同样也应该注意到，尽管描述了分开的调节机构，但可以提供单个调节，所述单个调节允许如通过在基础单元处、罩处或者在任意方便的位置处的单个旋钮或者输入简单地调节流动速率的比率。
图6是提供正压空气流的正压系统140的示意图。正压系统140可以包括功率转换电路142，其被配置成从电源144汲取功率并且将所述功率转化为合适的功率(例如，24伏特的直流功率、48伏特的直流功率或者一些其他功率)。例如，功率转换电路可以是变压器，所述变压器被配置成获取15安倍、110伏特的交流功率并将其转换为10安培、48伏特的直流功率或者20安培、24伏特的直流功率。功率转换电路可以被安装在抽出臂30的基部，在工作间12的墙上，抽吸推车28内部或者上面，或者固定的负压系统，或者通过沿抽出臂30的长度路由的布线被安装在其他地方。在图6示出的实施例中，功率转换电路仅为正压系统140转换功率。在其他实施例中，功率转换电路142可以为正压系统140和负压系统60两者转换功率。正压系统140还可以包括被配置成控制正压系统140的操作的控制电路146。在图6示出的实施例中，控制电路146不同于图5中示出的负压系统60的控制电路74。然而，负压系统60和正压系统140可以共享单一组的控制电路74、146。控制电路146可以包括处理器148，所述处理器148被配置成执行指令、分析来自传感器24的数据、运行程序等。正压系统140可以包括操作员界面152以与用户16通信。操作员界面152可以包括显示器和/或输入。操作员界面152可以显示正压系统140或更大的抽出系统10的一个或多个操作参数，和/或接收来自用户16的命令(例如，打开、关闭、调节流动速率等)。与控制电路146一样，用于正压系统140的操作员界面152可以或者可以不与负压系统60的操作员界面80相同或者不同。
在控制被联接到一个或多个风扇156的一个或多个直流电机154时，控制电路146可以实施来自操作员界面152的命令。尽管图6中示出被联接到风扇156的直流电机154，但应该理解这仅是示例。应该理解，可以使用任何正压气体流源(例如，交流电机、管道风扇、压缩机、离心式鼓风机、涡轮动力方案等)。一个或多个直流电机154中的每个可以被配置成使一个或多个风扇156中的一个以高速(例如，大约12000rpm)旋转，由此将空气吹到一个或多个歧管中。然而，在一些实施例中，风扇可以在比12000rpm明显更低的速率下旋转。直流电机154可以被配置成在24伏特的直流电压、48伏特的直流电压，或者一些其他电压下运行。
图7A、7B和7C示出分段式正压气体流歧管和负压歧管的各种实施例的横截面图。在图7A、7B和7C中示出的实施例中，歧管是同轴的，从而负压歧管180(例如，穿过导管66)是内部歧管并且一个或多个正压气体流歧管182被同轴地设置在负压歧管180周围，然而这样的关系不是必需的。一个或多个正压气体流歧管182中的每个可以具有它自己的直流电机154和风扇156，或者一个或多个正压气体流歧管182可以共享直流电机154和风扇156。将正压气体流分流到多个正压气体流歧管182中可以允许用户16封闭正压气体流歧管182中的一个或多个歧管，从而使正压气体流仅流过打开的正压气体流歧管182。允许用户16封闭正压气体流歧管182中的一个或多个歧管的配置可以提供更好的灵活性，从而当正压头被定位在有限空间中(例如，被水平地定位在工作表面上面、靠着墙或者在角落里)时允许符合期望的气体流。如果正压气体流穿过单个正压气体流歧管，覆盖约360度，并且正压头36被定位在有限空间中(例如，房间的角落)，则正压空气流将偏离附近的表面，由此产生不期望的气体流并且阻止负压区和正压区的形成。这将参考图11和12更详细地描述。通过维持正压区和负压区，可以改善抽出器系统10的整体性能。
图7A示出其中两个正压气体流歧管182同轴地围绕负压歧管180的实施例。如先前所讨论的，每个正压气体流歧管182可以具有它自己的直流电机154和风扇156，或者图7A中示出的两个正压气体流歧管可以共享直流电机154和风扇156。此外，正压气体流歧管182中的一个或多个歧管可以包括将气体流限制到正压气体流歧管182中的一个或者两个歧管的路径(例如，滑块阻挡件、活百叶档板阻挡件、阀等)，或者改变每个歧管182之间的压力平衡的方式。
图7B示出其中三个正压气体流歧管182同轴地围绕穿过导管66的负压歧管180的实施例。每个正压气体流歧管182可以具有它自己的直流电机154和风扇156，或者图7B中示出的三个正压气体流歧管中的一个或多个歧管可以共享直流电机154和风扇156。如果正压气体流歧管182中的一个或多个歧管共享直流电机154和风扇156，则正压气体流歧管182中的一个或多个歧管可以包括将气体流限制到正压气体流歧管182中的一个或者两个歧管的方式(例如，滑块阻挡件、活百叶档板阻挡件、阀等)，或者改变每个歧管182之间的压力平衡的方式。
图7C示出其中四个正压气体流歧管182同轴地围绕穿过导管66的负压歧管180的实施例。四个正压气体流歧管182中的每个可以具有它自己的直流电机154和风扇156，或者图7C中示出的四个正压气体流歧管中的一个或多个歧管可以共享直流电机154和风扇156。如果正压气体流歧管182中的一个或多个歧管共享直流电机154和风扇156，则正压气体流歧管182中的一个或多个歧管可以包括将气体流限制到正压气体流歧管182中的一个或者两个歧管的方式(例如，滑块阻挡件、活百叶档板阻挡件、阀等)，或者改变每个歧管182之间的压力平衡的方式。
图8示出正压系统140的一个实施例的立体图，其中正压头36包括两个正压组件210，每个正压组件具有正压气体流歧管182，正压气体流歧管182被同轴地设置在负压歧管180(例如，导管66)周围。图8中示出的配置与图7A中示出的配置相同(即，两个正压气体流歧管182围绕负压歧管180)。每个正压组件210的具体的部件将参考图9更详细地讨论。
正压头36可以包括可以与一个或多个手柄212一体形成的一个或多个操作员界面152。操作员界面将参考图10更详细地讨论。对于每个正压组件210可以有手柄和/或操作员界面152，或者正压头36可以包括单个手柄和/或操作员界面152。
抽出系统10可以包括负压系统60与包括被设置在导管66靠近罩68的端部处的正压头36的正压系统140。在一些实施例中，正压系统140可以与负压系统60分开出售或者提供，由此正压系统140对于仅使用负压以抽出烟、烟气或其他空气夹带成分的抽出系统10而言可以是附加组件或者改造套件。
此外，应该理解，图8中示出的正压头36仅是一个可能的实施例。一个或多个直流电机154、风扇156或者其他正压气体流源可以被定位在远离臂30的位置(例如，在附近地板上)，并且用管道连接到臂30靠近罩68的端部32。此外，可通过管道风扇、离心式鼓风机、涡轮动力方案等提供正压气体流。在其他实施例中，压缩空气可以被用作正压气体流源。可替换地，正压气体流可以在工作间12的外部(例如，中心管道连接的正压系统)形成并且用管道连接到工作间内并且用管道连接到抽出臂30的端部。
图9示出正压头36的分解立体图。尽管图9中示出的正压头36包括两个正压组件210，但应该理解，正压头36的其他实施例可以包括不同数目的正压组件210。例如，正压头36可以包括1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个或更多个正压组件210。此外，每个正压组件210不需要包括图9中示出的特定的部件组合。即，正压头可以具有没有图9中示出的部件中的一个或多个部件的正压组件。相反地，正压头可以具有包括图9中没有示出的附加部件的正压组件。如图9中所示出的，正压组件210可以被设置在负压歧管(例如，导管66)周围，并且可以通过手柄组件214相连，所述手柄组件214包括手柄212和操作员界面152。手柄组件214的数目与正压系统140中的正压组件210的数目可以相同或者可以不同。在图9中示出的实施例中，正压头36对于每个正压组件210包括一个手柄组件214。然而，可以对于多个正压组件210提供单个手柄组件214，或者正压组件210和手柄组件214的各种其他组合。
每个正压组件210可以包括正压气体流歧管182、直流电机154、风扇156、端盖216和筛网218。正压气体流歧管182和端盖216可以统称为壳体。电机154使风扇156以高速(例如，12000rpm)旋转，并且产生穿过正压气体流歧管182的正压气体流。正压气体流歧管182可以包括一个或多个排气门或者箍缩歧管，以产生更均匀的正压气体流。直流电机154可以被配置成在24伏特的直流电压、48伏特的直流电压，或者一些其他电压下操作。风扇156可以是被配置成超过12000rpm旋转的轻量高速风扇叶片。在图9中，直流电机154被设置在风扇156的下游，从而经过直流电机154的空气通过对流冷却直流电机154。然而，直流电机154可以位于风扇156的上游。正压组件210可以包括或者可以不包括冷却系统。旋转的风扇156通过端盖216吸入空气，所述端盖216可以被装备有一个或多个筛网218或者一些其他种类的过滤器，以便防止碎屑被吸入到正压组件中。端盖216支承一个或多个筛网218，并且提供不受限制的气体流到风扇156中。正压气体流歧管182径向向外地引导正压气体流以形成正压区。正压气体流歧管还可以用作直流电机154的安装件，和/或直流电机154布线的壳体。正压组件210可以被配置成每分钟排放大约400和900立方英尺之间的量。例如，正压组件210可以被配置成每分钟排放100、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900立方英尺，或者在这些数值之间或比它们更大或更小的任意量。
应该理解，图9仅描述正压头36的一个实施例并且其他实施例可以是可能的。例如，如先前所讨论的，多个正压气体流歧管182可以共享单个直流电机154和/或风扇156。此外，正压系统140、直流电机154和风扇156，或者用于提供正压空气流的其他正压气体流源可以位于远离正压头36的位置处，并且正压空气流可以用管道连接到正压头。在这样的配置中，每个正压组件可以只包括正压气体流歧管。
图10示出手柄组件214的一个实施例。如先前所讨论的，手柄组件214可以包括手柄212和操作员界面152。手柄212可以被用户16使用来将正压头36定位在期望的位置(例如，靠近工作表面14)。手柄组件214还可以包括操作员界面152。操作员界面152可以包括显示器(例如，一个或多个LED、屏幕等)和/或用户输入(例如，按钮、旋钮、滑块等)或者充当显示器和用户输入两者的某种设置(例如，触摸屏)。在图10中示出的实施例中，操作员界面152包括可以包括″开″按钮和″关″按钮的按钮250、单刀双掷开关或者按钮的某些其他组合(例如，用于每个电机或风扇的按钮)。图10中示出的操作员界面152还包括滑块252(例如，电位计)，所述滑块252可能被使用来控制正压组件的风扇156速度，以操作用来限制穿过正压气体流歧管的气体流的活百叶档板阻挡件，或者一些其他适合于滑块的动作。在一些实施例中，操作员界面80可以不被安装在正压头36上，而被安装在头盔22上，工具20上，或者用户够得到的其他地方。操作员界面152可以不被安装在正压头上，但被安装在用户16够不到的地方。在这样的实施例中，系统可以包括在表带上、在头盔22上或者在工具20上的远程控制装置。在一些实施例中，抽出器系统10可以自动启动、随着用户16开始工作由电弧传感器触发以进行检测。正压系统140可以基于计时器被关掉。例如，头盔22可以被装备有传感器24(例如，光传感器或者运动传感器)。当传感器指示用户16已经停止工作(例如，没有运动，没有光等)时，计时器可以被触发。当计时器届满时，正压系统140可以被关掉。每个正压组件可以被装备有传感器(例如，接近传感器)，以检测附近表面(例如，工作表面14或者墙)的接近，此时控制电路146可以关闭该表面的方向所指的正压组件210。
如先前所讨论的，正压头的各种正压组件互相协调工作以形成正压区，并且附接到形成负压区的负压系统60的负压歧管(例如，导管66)。正压区和负压区的组合可以改善抽出系统10的整体性能。例如，在负压区周围形成正压区可以将捕获区从12-18英寸扩大为大约60英寸。图11示出被安装到负压系统60的导管66由此在负压区272周围形成正压区270(如由不同的箭头方向指示的)的正压头36。在图11中示出的实施例中，空气流出所有的正压气体流歧管182，从而使正压气体流从导管66的整个圆周(例如，360度)径向向外吹。当附近没有表面(例如，墙、桌子等)干扰正压区270在负压区272周围形成时，该配置(即，所有正压组件都开着)工作良好。然而，当正压头36附近有表面可能干扰正压区的形成时(例如，正压头36正被使用在有限空间中)，为了形成正压区270，限制穿过正压气体流歧管182中的一个或多个的气体流可能是有帮助的。
图12示出抽出系统10的一个实施例，其中导管66水平地、基本上平行于工作表面14地延伸，并且其中穿过最接近工作表面14的正压气体流歧管182的气体流受到限制。在图12中示出的配置中(即，正压组件210中的一个面向附近的表面)，如果空气正流过最接近工作表面14的正压气体流歧管182，则空气将偏离工作表面14并且可以抑制正压区270和负压区272的形成。通过允许用户限制或者阻止正压气体流穿过正压气体流歧管182中的一个或多个歧管，抽出系统10可能能够抽出更宽的位置范围中的烟、烟气和空气夹带成分。如先前所讨论的，限制正压气体流穿过正压气体流歧管中的一个或多个歧管可以以任意数量的方式(例如，对于期望的正压气体流歧管182关闭直流电机152或者降低风扇156速度，堵塞或者限制气体流穿过正压气体流歧管182，重引导气体流穿过正压气体流歧管，等)完成。
图13A和13B示出正压头可以被附接到负压系统的导管66的两种不同方式。图13A示出以滑套配置表现的正压头。在图13A中示出的正压头36中，罩68从导管66的端部被移除，并且正压头滑动到导管66上方。正压头36随后可以被螺钉、合销、卡扣、带子或者某些其他种类的紧固件保持在位。图13B示出以铰链配置表现的正压头。在图13B中示出的正压头36中，一个或多个正压组件可以被一个或多个铰链300附接，并且被配置成包裹在导管66周围而不需要移除罩68。正压头36随后可以被螺钉、合销、卡扣、带子或者某些其他种类的紧固件保持在位。然而，应该理解，图13A和13B不是旨在限制所要求保护的主题，而仅是正压头36可以被附接到导管66的许多种方式中的两个示例。
已公开的技术的技术效果包括用于与负压抽出系统一起使用的独立的端部安装的正压系统。该正压系统可以被提供为按照菜单的、售后市场或改造的组件。
尽管本文仅展示和描述了本公开的某些特征，但是许多修改和变化会被本领域技术人员想到。因此，要理解的是，所附的权利要求书旨在覆盖落在本公开的真实精神之内的所有这样的修改和变化。

Claims (49)

1.一种抽出器系统，包括：
负压气体流源；
负压导管，所述负压导管被配置成从工作区域运送负压气体流，其中所述负压导管的第一端被联接到所述负压气体流源，以使所述负压气体流从所述工作区域穿过所述负压导管的第二端并且朝着所述负压导管的所述第一端被运送；以及
多个正压气体流源和多个正压气体流歧管，所述多个正压气体流歧管仅靠近所述负压导管的所述第二端地联接到所述负压导管，以使得每个正压气体流歧管设置在所述负压导管周围的相应的径向部分处，
其中所述多个正压气体流歧管中的每一个包括端盖，
其中所述多个正压气体流源中的每一个被配置为抽吸空气进入所述端盖，并引导所述空气作为正压气体流穿过所述正压气体流歧管；以及
一个或多个操作员界面，所述一个或多个操作员界面用于独立于所述负压气体流地控制每个正压气体流穿过相应正压气体流歧管的速度。
2.如权利要求1所述的抽出器系统，其中所述多个正压气体流歧管被配置成改造现有的负压导管。
3.如权利要求1所述的抽出器系统，其中每个正压气体流歧管被配置成径向向外地引导所述正压气体流。
4.如权利要求1所述的抽出器系统，其中所述多个正压气体流源包括第一正压气体流源和第二正压气体流源，其中所述第一正压气体流源和所述第二正压气体流源中的每个联接到相应的正压气体流歧管，每个正压气体流源包括被联接到风扇的电机。
5.如权利要求4所述的抽出器系统，其中所述第一正压气体流源的所述风扇被设置在所述第一正压气体流源的所述电机的上游。
6.如权利要求1所述的抽出器系统，其中每个正压气体流源包括离心式鼓风机、涡轮动力风扇、压缩空气源，或其组合。
7.如权利要求1所述的抽出器系统，其中所述一个或多个操作员界面被配置成允许用户单个地控制穿过每个正压气体流歧管的正压气体流。
8.如权利要求7所述的抽出器系统，其中所述一个或多个操作员界面包括用于打开和关闭每个相应的正压气体流源的用户输入。
9.如权利要求7所述的抽出器系统，其中所述一个或多个操作员界面被配置成允许所述用户单个地限制穿过每个正压气体流歧管的气流。
10.如权利要求1所述的抽出器系统，其中所述多个正压气体流歧管中的每个被设置在相应的壳体内。
11.一种抽出器系统，所述抽出器系统包括：
负压系统，所述负压系统包括：
负压气体流源；以及
负压导管，所述负压导管包括：
第一端，其被联接到所述负压气体流源；以及
第二端，其靠近工作区域设置，其中负压气体流从所述工作区域穿过所述第二端并且朝着所述第一端被运送；以及
正压系统，所述正压系统包括：
多个正压气体流歧管，所述多个正压气体流歧管被配置成仅靠近所述负压导管的所述第二端可移除地联接到所述负压导管，其中来自多个正压气体流源的正压气体流被引导穿过每个正压气体流歧管，每个正压气体流歧管被设置在所述负压导管周围的相应的径向部分处，
其中每个正压气体流歧管包括端盖，并且每个正压气体流源包括变速电机，所述变速电机被配置为驱动风扇以抽吸空气进入所述端盖，从而生成相应的正压气体流歧管的正压气体流。
12.如权利要求11所述的抽出器系统，包括操作员界面，其中所述操作员界面被配置成允许用户单个地控制穿过每个正压气体流歧管的正压气体流。
13.如权利要求11所述的抽出器系统，其中每个正压气体流歧管被配置成径向向外地引导所述正压气体流。
14.如权利要求11所述的抽出器系统，其中所述风扇被设置在所述电机的上游。
15.如权利要求14所述的抽出器系统，其中所述正压系统包括被设置在所述风扇的上游的筛网，所述风扇通过所述筛网吸入环境空气。
16.如权利要求11所述的抽出器系统，其中所述正压系统被改造现有的负压系统。
17.如权利要求11所述的抽出器系统，其中所述正压系统被配置成不使用工具地附接到所述负压导管。
18.如权利要求17所述的抽出器系统，其中所述正压系统被配置成使用带子地附接到所述负压导管。
19.如权利要求11所述的抽出器系统，其中所述多个正压气体流歧管中的每个被设置在所述正压系统的相应的壳体内。
20.一种方法，所述方法包括：
将正压系统可移除地联接到负压系统的负压导管的仅第一端，其中负压气体流源被联接到所述负压导管的第二端，所述负压导管将负压气体流从工作区域引导穿过所述负压导管的所述第一端并且引导朝向所述第二端，并且
其中所述正压系统包括多个正压气体流歧管，
其中所述正压系统被同轴地围绕所述负压导管设置，并且所述多个正压气体流歧管中的每一个被设置在所述负压导管周围的相应的径向部分处，
其中所述正压气体流歧管中的每一个包括正压气体流源，所述正压气体流源包括风扇和风扇电机，
所述正压气体流歧管中的每一个包括端盖，其中所述正压气体流源中的每一个被配置为抽吸空气进入所述端盖，以便生成相应的正压气体流歧管的正压气体流，以及
独立于所述负压气体流地控制所述多个正压气体流歧管的一个或多个风扇电机的速度。
21.如权利要求20所述的方法，包括：
从所述负压导管的所述第一端移除罩；以及
将所述正压系统滑动到所述负压导管的所述第一端之上。
22.如权利要求20所述的方法，其中所述正压系统包括铰链组件，并且将所述正压系统联接到所述负压系统的所述负压导管的所述第一端包括将所述正压系统包裹在所述负压导管周围。
23.如权利要求20所述的方法，其中将所述正压系统联接到所述负压系统的所述负压导管的所述第一端包括用带子固定所述正压系统。
24.如权利要求20所述的方法，其中将所述正压系统联接到所述负压系统的所述负压导管的所述第一端包括用紧固件固定所述正压系统。
25.一种改造套件，包括：
一个或多个正压气体流歧管，所述一个或多个正压气体流歧管被配置成靠近负压导管的一个端部地被可移除地联接到所述负压导管，其中每个正压气体流歧管包括端盖、风扇和风扇电机，所述风扇被配置成抽吸空气进入所述端盖并引导所述空气作为正压气体流穿过所述正压气体流歧管，所述正压气体流歧管位于围绕所述负压导管的圆周的相应的径向部分处，其中每个径向部分小于所述负压导管的所述圆周。
26.如权利要求25所述的改造套件，其中每个正压气体流歧管被配置成径向向外地引导所述正压气体流。
27.如权利要求25所述的改造套件，其中所述风扇被设置在所述电机的上游。
28.如权利要求25所述的改造套件，其中每个风扇包括离心式鼓风机、涡轮动力风扇、压缩空气源，或其组合。
29.如权利要求25所述的改造套件，包括操作员界面，所述操作员界面被配置成允许用户单个地控制穿过每个正压气体流歧管的正压气体流。
30.如权利要求29所述的改造套件，所述操作员界面包括用于打开和关闭所述正压气体流的用户输入。
31.如权利要求29所述的改造套件，其中所述操作员界面被配置成允许所述用户单个地限制穿过每个正压气体流歧管的气流。
32.如权利要求25所述的改造套件，包括铰链组件，所述铰链组件被配置成当所述改造套件包裹在所述负压导管周围时将所述改造套件联接到所述负压导管的所述端部。
33.如权利要求25所述的改造套件，包括被配置成将所述改造套件固定到所述负压导管的所述端部的带子。
34.如权利要求25所述的改造套件，包括被配置成将所述改造套件固定到所述负压导管的所述端部的紧固件。
35.一种方法，所述方法包括：
将包含壳体的正压系统联接到负压系统的负压导管的第一端，其中负压气体流源被联接到所述负压导管的第二端，所述负压导管将负压气体流从工作区域引导穿过所述负压导管的所述第一端并且引导朝向所述第二端，并且其中所述正压系统包括正压气体流源、所述正压气体流源的下游的正压气体流，以及被流体地联接到所述正压气体流源并且被设置在所述负压导管周围的正压气体流歧管，
设置两个或更多个正压气体流歧管，每个正压气体流歧管具有各自的直流电机和风扇，所述两个或更多个正压气体流歧管中的一个或全部包括用于限制气体流进入一个或多个正压气体流歧管的装置，
还包括操作员界面，所述操作员界面被配置为允许用户控制所述正压气体流穿过相应的正压气体流歧管。
36.如权利要求35所述的方法，包括：
从所述负压导管的所述第一端移除罩；以及
将所述正压系统滑动到所述负压导管的所述第一端之上。
37.如权利要求35所述的方法，其中所述正压系统包括铰链组件，并且将所述正压系统联接到所述负压系统的所述负压导管的所述第一端包括将所述正压系统包裹在所述负压导管周围。
38.如权利要求35所述的方法，其中将所述正压系统联接到所述负压系统的所述负压导管的所述第一端包括用带子固定所述正压系统。
39.如权利要求35所述的方法，其中将所述正压系统联接到所述负压系统的所述负压导管的所述第一端包括用紧固件固定所述正压系统。
40.一种抽出器系统，包括：
负压气体流源；
负压导管，所述负压导管被配置成从工作区域运送负压气体流，其中所述负压导管的第一端被联接到所述负压气体流源，以使所述负压气体流从所述工作区域穿过所述负压导管的第二端并且朝着所述负压导管的所述第一端被运送；以及
正压系统，所述正压系统包括壳体并靠近所述负压导管的所述第二端地被设置在所述负压导管周围，所述正压系统包括：
联接到所述正压系统的正压气体流源,所述正压气体流源的下游的正压气体流；以及
正压气体流歧管，所述正压气体流歧管联接到所述正压气体流源，其中正压气体流被引导穿过所述正压气体流歧管，
所述抽出器系统包括两个或更多个正压气体流歧管，每个正压气体流歧管具有各自的直流电机和风扇，并且所述两个或更多个正压气体流歧管中的一个或全部可以包括用于限制气体流进入一个或多个正压气体流歧管中的装置；以及
还包括操作员界面，所述操作员界面被配置为允许用户控制所述正压气体流穿过相应的正压气体流歧管。
41.如权利要求40所述的抽出器系统，其中所述正压系统被改造现有的负压导管。
42.如权利要求40或41所述的抽出器系统，其中所述正压气体流歧管被配置成径向向外地引导所述正压气体流。
43.如权利要求40所述的抽出器系统，其中所述正压气体流源包括被联接到风扇的电机。
44.如权利要求43所述的抽出器系统，其中所述风扇被设置在所述电机的上游。
45.如权利要求40所述的抽出器系统，其中所述正压气体流源包括离心式鼓风机、涡轮动力风扇、压缩空气源，或其组合。
46.如权利要求40所述的抽出器系统，其中所述操作员界面包括用于打开和关闭所述正压气体流源的用户输入，和/或其中所述操作员界面被配置成允许所述用户限制穿过所述正压气体流歧管的气流。
47.如权利要求40或46所述的抽出器系统，其中所述操作员界面被设置在所述正压系统上。
48.如权利要求44所述的抽出器系统，其中所述正压系统包括被设置在所述风扇的上游的筛网，所述风扇通过所述筛网吸入环境空气。
49.如权利要求40所述的抽出器系统，其中所述正压系统被配置成不使用工具地或使用带子地附接到所述负压导管。
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