CN112295319B

CN112295319B - 过滤装置

Info

Publication number: CN112295319B
Application number: CN201910710996.8A
Authority: CN
Inventors: 孙正和
Original assignee: Chang Tjer Machinery Co Ltd
Current assignee: Chang Tjer Machinery Co Ltd
Priority date: 2019-08-02
Filing date: 2019-08-02
Publication date: 2022-07-15
Anticipated expiration: 2039-08-02
Also published as: CN112295319A

Abstract

本发明关于一种过滤装置，包括：一壳体，包括位于同一延伸方向上的一入口通道及一出口通道；复数叶片，相对于该延伸方向螺旋地延伸于该入口通道的一内周壁；一导流机构，包括一朝该入口通道方向渐缩的第一渐缩部，设于该壳体内且位于该复数叶片及该出口通道之间。

Description

过滤装置

技术领域

本发明有关于一种过滤装置。

背景技术

一般过滤含尘气体或分离不同粒径的粒子的方式，使待处理物引起旋流，通过离心力原理使质量较大的粒子流动至旋流外侧而可分离。因此，已知的装置具有形成旋流流动空间的圆筒形的外壳及可使含尘气体在外壳内部引起旋流的导流机构，且该导流机构的结构设计及其与该外壳间的配合直接影响粉尘气体的过滤效果。然，已知的过滤装置配置不良，待处理物常会与装置摩擦、碰撞而导致旋流效果不佳，进而造成额外的动能消耗且分离效率不佳。

因此，有必要提供一种新颖且具有进步性的过滤装置，以解决上述的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种过滤装置，具高分离效率。

为达成上述目的，本发明提供一种过滤装置，包括：一壳体，包括位于同一延伸方向上的一入口通道及一出口通道；复数叶片，相对于该延伸方向螺旋地延伸于该入口通道的一内周壁；一导流机构，包括一朝该入口通道方向渐缩的第一渐缩部，设于该壳体内且位于该复数叶片及该出口通道之间。

更进一步地，该导流机构另包括一朝该出口通道方向渐缩的第二渐缩部，在该延伸方向上，该第一渐缩部与该入口通道不重叠，该第二渐缩部与该出口通道不重叠。

更进一步地，该导流机构为一卵形结构且包括相对设置的一锐端及一钝端，该第一渐缩部为该锐端，该第二渐缩部为该钝端。

更进一步地，该壳体另包括一位于该延伸方向上的筒部及一横向连接于该筒部的排尘通道，该排尘通道位于该出口通道的径向外侧，沿该排尘通道的一轴向观之，该排尘通道至少部分朝该延伸方向突出于该筒部。

更进一步地，该壳体另包括一斜向连接该筒部与该排尘通道的导接部，沿该排尘通道的轴向观之，该导接部位于该筒部的外侧。

更进一步地，该导流机构另包括一朝该出口通道方向渐缩的第二渐缩部，在该延伸方向上，该第一渐缩部与该入口通道不重叠，该第二渐缩部与该出口通道不重叠；该导流机构为一卵形结构且包括相对设置的一锐端及一钝端，该第一渐缩部为该锐端，该第二渐缩部为该钝端；该卵形结构的长轴与短轴的比值介于1.1至1.5；该出口通道包括一连接该筒部的管件及一周设于该管件外的挡缘，沿该排尘通道的轴向观之，该挡缘至少部分位于该排尘通道的范围内；该挡缘朝该出口通道方向渐扩且包括一朝该出口通道开放的环凹沟；该筒部的内径与该出口通道的径向尺寸的比值介于1.5至2.5；该壳体另包括一连接于该入口通道及该筒部之间且自该入口通道朝该出口通道方向渐扩的扩口部，该第一渐缩部与该第二渐缩部之间具有一最大径部，该最大径部位于该筒部内且邻近该筒部与该扩口部的连接处；该导流机构经由至少一支承件连接支承于该出口通道；各该叶片邻近该第一渐缩部的一侧具有一末端面，各该末端面与该入口通道的一端口齐平；该入口通道的该端口与该第一渐缩部的距离介于10至30毫米。

更进一步地，各该叶片沿一摆线路径螺旋延伸。

更进一步地，各该叶片朝该第一渐缩部的一摆线延伸与该第一渐缩部的表面的距离不大于5毫米。

更进一步地，该叶片相对一位于该延伸方向上的中心轴的最小距离围构一通孔，该通孔的径向尺寸为该入口通道的径向尺寸的0.15至0.5倍。

更进一步地，各该叶片的一内侧缘上各点围绕一位于该延伸方向上的中心轴定义一朝该第一渐缩部渐缩的喇叭形流道，该喇叭形流道的外周轮廓相对该中心轴的任一截面位于一摆线上。

本发明的有益效果在于：

本发明提供一种过滤装置，该过滤装置动能损耗低且离心分离效果佳，且具有较小体积，便于移动、装卸。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例的作动示意图。

图2为本发明一较佳实施例的立体图。

图3为本发明一较佳实施例的侧视剖面图。

图4为本发明一较佳实施例的俯视剖面图。

图5为二维摆线的示意图。

图6为三维摆线的示意图。

图7为本发明一较佳实施例的局部放大图。

图8为本发明一较佳实施例的喇叭形流道的示意图。

附图标记

1：过滤装置；10：壳体；11：入口通道；111：端口；12：出口通道；121：管件；122：挡缘；123：环凹沟；13：筒部；14：排尘通道；15：导接部；16：扩口部；20：叶片；21：末端面；22：摆线延伸；23：通孔；24：内侧缘；25：喇叭形流道；30：导流机构；31：第一渐缩部；32：第二渐缩部；33：最大径部；34：支承件；L：延伸方向；A：中心轴；C：摆线。

具体实施方式

以下仅以实施例说明本发明可能的实施态样，然并非用以限制本发明所欲保护的范畴，合先叙明。

请参考图1至8，其显示本发明的一较佳实施例，本发明的过滤装置1包括一壳体10、复数叶片20及一导流机构30。

该壳体10包括位于同一延伸方向L上的一入口通道11及一出口通道12；该复数叶片20相对于该延伸方向L螺旋地延伸于该入口通道11的一内周壁；该导流机构30包括一朝该入口通道11方向渐缩的第一渐缩部31，该导流机构30设于该壳体10内且位于该复数叶片20及该出口通道12之间；其中，各该叶片20的一内侧缘24于朝该导流机构30的方向上逐渐靠近该延伸方向L，借此可形成旋流且具有高分离效率。该壳体10、该入口通道11、该出口通道12及该第一渐缩部31较佳具有圆形截面，具最低流阻及最低动能损耗。

该导流机构30另包括一朝该出口通道12方向渐缩的第二渐缩部32，沿垂直于该延伸方向L的一径向观之，该第一渐缩部31与该入口通道11不重叠，该第二渐缩部32与该出口通道12不重叠，具有适当流动距离而可提高分离效率。该入口通道11的一端口111与该第一渐缩部31的距离较佳介于10至30毫米，可确保含尘气体通过该复数叶片20旋流加速后再流经该导流机构30，不易堆积阻塞且分离效果较佳。在本实施例中，该导流机构30为一卵形结构且包括相对设置的一锐端及一钝端，该第一渐缩部31为该锐端，该第二渐缩部32为该钝端，该锐端的径向截面较小且该卵形结构无棱角而可降低对旋流的影响，位于旋流内部的气体可因康达效应(Coanda Effect，或附壁作用)而趋向于沿该钝端进入该出口通道12。该卵形结构的长轴与短轴的比值较佳介于1.1至1.5，可依配置需求改变该锐端及该钝端的倾斜角度与轴向长度，调整气体的流动路径。在其他实施例中，该第一渐缩部及该第二渐缩部也可分别为一圆锥体或其他几何形状锥体。

该壳体10另包括一位于该延伸方向L上的筒部13及一横向连接于该筒部13的排尘通道14，该排尘通道14位于该出口通道12的径向外侧且相对该筒部13偏侧设置，沿该排尘通道14的一轴向观之，该排尘通道14至少部分朝该延伸方向L突出于该筒部13，利于将该粉尘沿惯性方向快速顺利排出。该壳体10另包括一斜向连接该筒部13与该排尘通道14的导接部15，沿该排尘通道14的轴向观之，该导接部15位于该筒部13的外侧，该导接部15可为一弧面或平面，可导引位于旋流外周的粉尘进入该排尘通道14排出且可防止粉尘碰撞返回该筒体13内。

该出口通道12包括一连接该筒部13的管件121及一周设于该管件121外的挡缘122，沿该排尘通道14的轴向观之，该挡缘122至少部分位于该排尘通道14的范围内，可防止离心分离的粉尘沿该筒部13与该管件121间的空间逆向旋流进入该出口通道12。该挡缘122朝该出口通道12方向渐扩且包括一朝该出口通道12开放的环凹沟123，可有效挡止粉尘使其确实进入该排尘通道14而排出。较佳地，该筒部13的内径与该出口通道12的径向尺寸的比值介于1.5至2.5，具有充足的旋流空间。然，该筒部的内径与该出口通道的径向尺寸也可依结构需求配置为其他比例。

该壳体10另包括一连接于该入口通道11及该筒部13之间且自该入口通道11朝该出口通道12方向渐扩的扩口部16，该第一渐缩部31与该第二渐缩部32之间具有一最大径部33，该最大径部33位于该筒部13内且邻近该筒部13与该扩口部16的连接处，借此，质量较大的粉尘因离心力较大而可在该最大径部33沿惯性方向向外侧回旋，并朝该排尘通道14排出，可避免粉尘在该扩口部16即脱离旋流造成碰撞及动能损耗。该导流机构30经由至少一支承件34连接支承于该出口通道12，在本实施例中，该至少一支承件34为复数个，增加稳固性且不影响旋流(尤其径向较外且含尘较多的部分)。然，该导流机构也可由该至少一支承件连接于该壳体的内壁面。

各该叶片20邻近该第一渐缩部31的一侧具有一末端面21，各该末端面21与该入口通道11的该端口111齐平，可减少紊流产生，形成旋流的效果较佳。较佳地，各该叶片20沿一摆线路径螺旋延伸，提供含尘气体转换方向时的最短路径以增加分离效率。摆线(Cycloidal Curve)的定义为当半径为r的圆在x轴上不滑动地滚动时圆上的一点P所形成的轨迹(如图5)，将摆线以针对旋转角度t的函数式表现，当圆的半径为r、旋转角度为t时，其函数式如下列的[数学式1]及[数学式2]所示。

[数学式1]

x＝r×(t-sin(t)

[数学式2]

y＝r×(1-cos(t))

为了将二维平面摆线转换为三维摆线，若列出代表摆线上各点的切线坡度(Tangential Slope)的微分函数式(Differential Function)，其则为利用摆线的速度函数式(Velocity Function)，如以下列的[数学式3]所示。

[数学式3]

请参考图6，以X-Y坐标上的原点C1为中心，半径为r的圆以原点C1为基准，每次旋转角度t的圆的函数式如以下[数学式4]及[数学式5]所示。

[数学式4]

x＝r×cos(t)

[数学式5]

y＝r×sin(t)

为了利用该速度函数式导出三维摆线函数式，若将该圆的函数式以原点C1为中心每次旋转角度t，以此所列出的微分函数式的速度函数式为Z轴，将该圆的中心点从Z轴上的C1同时移动到C2，每次移动角度t，则在以C1为中点、以半径为r的圆为底边、高度以从C1至C2的距离为高度的圆柱表面上，圆上的任意点P移动的轨迹成为三维摆线，三维摆线的函数式如下列[数学式6]至[数学式8]所示。

[数学式6]

x＝r×cos(t)

[数学式7]

y＝r×sin(t)

[数学式8]

本发明的该复数叶片20应用了三维摆线，各该叶片20朝该第一渐缩部31的一摆线延伸22与该第一渐缩部31的表面的距离不大于5毫米，举例但不限，该摆线延伸22可与该第一渐缩部31的表面相切，而可沿该第一渐缩部31的表面旋流，减少因摩擦而造成的动能损耗。各该叶片20相对一位于该延伸方向L上的中心轴A的最小距离围构一通孔23，该通孔23的径向尺寸为该入口通道11的径向尺寸的0.15至0.5倍，形成旋流的效果佳且流速快。配合参考图7及图8，各该叶片20的内侧缘24上各点围绕该中心轴A定义一朝该第一渐缩部31渐缩的喇叭形流道25，该喇叭形流道25的外周轮廓相对该中心轴A的任一截面位于一摆线C上。借此，含尘气体进入该入口通道11后，在该复数叶片20上沿滞留时间最短的路径移动形成旋流，进而减少因摩擦力所造成的动能损失，且可降低动力源(例如鼓风机)将含尘气体送入该过滤装置1时所需功率。

通过上述结构，当含尘气体流入该入口通道11时，该复数叶片20可导引该含尘气体围绕该中心轴A形成旋流。此时，质量较气体大的粉尘因离心力较大而沿惯性方向向外侧回旋，再由该排尘通道14排出；质量较小的气体则在旋流内侧回旋，而可通过附壁作用沿该导流机构30流入该出口通道12，缩短气体流动距离同时达到分离过滤的效果。因此，该过滤装置1动能损耗低且离心分离效果佳，且具有较小体积，便于移动、装卸。

Claims

1.一种过滤装置，其特征在于，包括：

一壳体，包括位于同一延伸方向上的一入口通道及一出口通道；

复数叶片，相对于该延伸方向螺旋地延伸于该入口通道的一内周壁；

一导流机构，包括一朝该入口通道方向渐缩的第一渐缩部，设于该壳体内且位于该复数叶片及该出口通道之间；

其中，各该叶片的一内侧缘于朝该导流机构的方向上逐渐靠近该延伸方向。

2.如权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，该导流机构另包括一朝该出口通道方向渐缩的第二渐缩部，沿垂直于该延伸方向的一径向，该第一渐缩部与该入口通道不重叠，该第二渐缩部与该出口通道不重叠。

3.如权利要求2所述的过滤装置，其特征在于，该导流机构为一卵形结构且包括相对设置的一锐端及一钝端，该第一渐缩部为该锐端，该第二渐缩部为该钝端。

4.如权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，该壳体另包括一位于该延伸方向上的筒部及一横向连接于该筒部的排尘通道，该排尘通道位于该出口通道的径向外侧，沿该排尘通道的一轴向观之，该排尘通道至少部分朝该延伸方向突出于该筒部。

5.如权利要求4所述的过滤装置，其特征在于，该壳体另包括一斜向连接该筒部与该排尘通道的导接部，沿该排尘通道的轴向观之，该导接部位于该筒部的外侧。

6.如权利要求5所述的过滤装置，其特征在于，该导流机构另包括一朝该出口通道方向渐缩的第二渐缩部，在该延伸方向上，该第一渐缩部与该入口通道不重叠，该第二渐缩部与该出口通道不重叠；该导流机构为一卵形结构且包括相对设置的一锐端及一钝端，该第一渐缩部为该锐端，该第二渐缩部为该钝端；该卵形结构的长轴与短轴的比值介于1.1至1.5；该出口通道包括一连接该筒部的管件及一周设于该管件外的挡缘，沿该排尘通道的轴向观之，该挡缘至少部分位于该排尘通道的范围内；该挡缘朝该出口通道方向渐扩且包括一朝该出口通道开放的环凹沟；该筒部的内径与该出口通道的径向尺寸的比值介于1.5至2.5；该壳体另包括一连接于该入口通道及该筒部之间且自该入口通道朝该出口通道方向渐扩的扩口部，该第一渐缩部与该第二渐缩部之间具有一最大径部，该最大径部位于该筒部内且邻近该筒部与该扩口部的连接处；该导流机构经由至少一支承件连接支承于该出口通道；各该叶片邻近该第一渐缩部的一侧具有一末端面，各该末端面与该入口通道的一端口齐平；该入口通道的该端口与该第一渐缩部的距离介于10至30毫米。

7.如权利要求1至6任一项所述的过滤装置，其特征在于，各该叶片沿一摆线路径螺旋延伸。

8.如权利要求7所述的过滤装置，其特征在于，各该叶片朝该第一渐缩部的一摆线延伸与该第一渐缩部的表面的距离不大于5毫米。

9.如权利要求7所述的过滤装置，其特征在于，各该叶片相对一位于该延伸方向上的中心轴的最小距离围构一通孔，该通孔的径向尺寸为该入口通道的径向尺寸的0.15至0.5倍。

10.如权利要求7所述的过滤装置，其特征在于，各该叶片的一内侧缘上各点围绕一位于该延伸方向上的中心轴定义一朝该第一渐缩部渐缩的喇叭形流道，该喇叭形流道的外周轮廓相对该中心轴的任一截面位于一摆线上。