MX2014010885A - Extractor optimizado de componentes transportados por el aire. - Google Patents

Abstract

Un sistema de extracción está diseñado para trabajos de metal y otras aplicaciones. El sistema puede comprender una base de tipo carro o puede incorporarse en una instalación fija o semi-fija. Un soplador proporciona un flujo de aire de presión positiva a una campana que crea una región de aire mediante dirigir el aire a través de un espacio anular entre las cubiertas interior y exterior, impactando el aire contra un único reborde generalmente perpendicular. El aire de retorno de la operación puede ser mezclado con aire fresco, ambos de los cuales pueden filtrarse para suministrar el aire de presión positiva. Ambas corrientes de aire, hacia y desde la campana, se pueden ajustar para optimizar la operación. Los ajustes pueden hacerse en la unidad de base o de manera remota.

Description

EXTRACTOR OPTIMIZADO DE COMPONENTES TRANSPORTADOS POR EL AIRE REFERENCIA CRUZADA CON LAS SOLICITUDES RELACIONADAS Esta aplicación es una Solicitud de Patente No Provisional de E.U. Solicitud Provisional No. 61/737,653, titulada "Extractor de Componentes Trasportados por el Aire", presentada en diciembre 14 de 2012; y Solicitud Provisional No. 61/61 1 ,885, titulada "Extractor de Vapores", presentada en marzo 16 de 2012, que se incorporan en el presente documento como referencia.

ANTECEDENTES La presente divulgación se relaciona en general con sistemas para extraer componentes transportados por el aire, a partir de corrientes de aire, como en la soldadura, el corte, trabajo con metal, trabajo con madera, y otras aplicaciones.

Una amplia gama de actividades industriales, comerciales, de entretenimiento y otras aplicaciones dan como resultado componentes transportados por el aire, que se pueden retirarse con la extracción y el filtrado adecuados. Las operaciones de trabajo con metales, por ejemplo, van desde corte, soldadura con diferentes técnicas, ensamblaje y otros procesos que pueden generar humo y vapores. En los talleres pequeños puede ser conveniente simplemente abrir conductos de aire ambiente o utilizar succión o descarga de aire a partir de sopladores para mantener los espacios de aire relativamente despejados. En otras aplicaciones, se utilizan extractores de vapores de tipo carro. En las instalaciones industriales, se pueden emplear sistemas fijos más complejos para la extracción de vapores de celdas específicas de trabajo, lugares de trabajo con metales, y así sucesivamente. En otros escenarios, tales como talleres mecánicos, talleres de carpintería, lugares de trabajo, donde se realizan corte, lijado y otras operaciones, pueden generarse polvo, vapores, partículas y otros tipos de componentes transportados por el aire, que puede ser conveniente recolectar y extraer de las áreas de trabajo y espacios controlados.

Un número de sistemas han sido desarrollados para extracción de vapores, y un cierto número de ellos se encuentran actualmente en uso. En general, estos utilizan el aire de succión para extraer vapores y humo de la vecindad inmediata a la operación de trabajo de metal, y para filtrar los vapores y el humo antes de devolver el aire a la sala o soplar el aire a un espacio exterior. Se necesitan más mejoras, sin embargo, en los sistemas de extracción de vapores. Por ejemplo, sería útil aumentar la capacidad efectiva de los sistemas para extraer los vapores y humo desde el espacio de trabajo donde se trabaja con metal. Además, sería útil aumentar la distancia y ampliar el volumen sobre el que el extractor de vapores puede eliminar eficazmente los vapores y el humo.

BREVE DESCRIPCIÓN La presente divulgación proporciona mejoras en extractores diseñados para responder a esas necesidades. Las técnicas se basan en el uso de un flujo de aire positivo en conjunción con un flujo de aire de succión que extrae los componentes transportados por el aire fuera del espacio de trabajo para la filtración. Las innovaciones establecidas en la divulgación tienen un número de diferentes facetas, y se pueden usar, en conjunción una con la otra para obtener sinergias particulares y ventajas, o por separado en algunos casos.

DIBUJOS Esta y otras características, ventajas y aspectos de la presente divulgación se comprenderán mejor cuando la siguiente descripción detallada sea leída con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales los caracteres similares representan partes similares en todos los dibujos, en donde, en donde: La Figura 1 es una representación esquemática de un extractor de vapores de acuerdo con aspectos de las técnicas actuales; Las Figuras 1A y 1 B ilustran ciertas variaciones contempladas actualmente en la interconexión de los componentes utilizados para proporcionar aire de presión positiva y extraer los vapores y el humo de una aplicación; La Figura 2 es una vista en perspectiva de un ejemplo de implementación del extractor de vapores en un aparato tipo carro; Las Figuras 2A y 2B son representaciones esquemáticas de las instalaciones fijas o semi-fijas utilizando las técnicas descritas en el presente documento; La Figura 3 es una vista en perspectiva de una campana ejemplar para dirigir el flujo de aire de presión positiva a una operación y la extracción de los vapores y el humo a través de una cubierta interior; La Figura 4 es una campana similar con medios manuales para ajustar el aire saliente; La Figura 5 es una representación similar de una implementación adicional de una campana diseñada para crear un flujo de aire turbulento; La Figura 6 es una implementación adicional de una campana que emplea un collar radial para ayudar a dirigir el flujo de aire de presión positiva hacia el exterior de la campana; La Figura 7 es una sección esquemática de una campana ejemplar que ilustra ciertas dimensiones que pueden ser ventajosas para proporcionar un grado de ajustabilidad en el suministro de aire hacia y la retirada de aire de la campana; La Figura 8 es una vista en elevación de una porción de una campana de acuerdo con ciertas modalidades de las técnicas presentes; Las Figuras 9 y 10 son vistas detalladas de partes de la campana de la Figura 8; La Figura 11 es una vista en perspectiva cortada de un sistema de conductos coaxiales para proporcionar flujo de aire de presión positiva y flujo de succión; Las Figuras 12 y 13 son vistas esquemáticas de ciertas modalidades alternativas que incluyen múltiples campanas y/o boquillas; Las Figuras 14 y 15 son vistas esquemáticas de un carro de extracción actualmente contemplado de acuerdo con los aspectos de las técnicas actuales; Las Figuras 16-20 son ilustraciones de partes de un múltiple ejemplar y conjunto de soporte para un brazo de un carro del tipo mostrado en las Figuras 14 y 15; LA Figura 21 es un diagrama que ilustra por lo general una comparación de regiones de recolección de componentes con y sin las innovaciones que se resumen en la presente divulgación; y Las Figuras 22 y 23 son diagramas de flujo vectorial que ilustran el flujo de gas hacia y desde la boquilla del sistema ilustrado en las figuras anteriores.

DESCRIPCIÓN DETALLADA Volviendo ahora a los dibujos, y con referencia primero a la Figura 1 , un sistema de extracción 10 se ilustra para la extracción de los componentes transportados por el aire, como humo, vapores, partículas, y más generalmente, aire de un espacio de trabajo como se indica por el número de referencia 12 de una zona de trabajo 14. En la modalidad ilustrada, el sistema de extracción 10 comprende una unidad de base 16 acoplada a conductos 18 que canalizan el aire hacia y desde una campana 20. La campana se diseña para ser colocada en o cerca de (típicamente por encima de) la zona 14 y, cuando se activa la unidad de base, sirve para crear una región de aire alrededor de la zona y para extraer el aire del espacio de trabajo, dirigiendo el aire extraído a la unidad de base para su procesamiento.

Cabe señalar que, si bien en ciertas modalidades descritas en la presente divulgación se describe una unidad de base independiente 16, y también se describe en una modalidad actualmente contemplada una unidad de tipo carro, las técnicas actuales no se limitan a cualquier configuración física particular. De manera más general, las innovaciones proporcionadas por y descritas en la presente divulgación pueden implementarse en instalaciones fijas o semi-fijas, tales como los que se utilizan en instalaciones industriales, comerciales, recreativas y otras. Es decir, algunos de los componentes de la unidad de base descritos en este documento pueden servir en múltiples espacios de trabajo, celdas de trabajo, celdas de soldadura, lugares y áreas de trabajo, y así sucesivamente, mediante conductos comunes que dirigen aire de presión positiva hacia múltiples espacios de trabajo y canalizan el aire y los componentes transportados por el aire desde los mismos. Los controles del operador, cuando se presten como se describe a continuación, se pueden colocar de forma remota de estos espacios de trabajo, o dentro de los espacios de trabajo para el control de flujo hacia y desde el área de trabajo determinada.

Cabe señalar que los "componentes transportados por el aire" discutidos en la presente divulgación pueden incluir cualquier sustancia que está soportada por, suspendida en o de otra manera transportada por el aire, o más generalmente el flujo presente en la zona considerada. Dependiendo de la aplicación, los componentes transportados por el aire pueden estar en forma de aerosol, tales como partículas en fase sólida, líquida o gaseosa que se encuentran suspendidas en el aire. Tales componentes transportados por el aire, pueden formar humo, vapores (incluidos los vapores químicos), o nubes presentes o emitidos por una operación en curso en la zona, sean o no visibles para los operadores humanos. En otras aplicaciones, los componentes transportados por el aire pueden ser al menos temporalmente transportados por el aire pero no suspendidos en el aire, como en el caso de partículas más grandes, tales como gotas, rocío (por ejemplo, de los aceites, líquidos refrigerantes, y así sucesivamente), polvo (por ejemplo, a partir de fuentes de polvo como tablarroca, granos, minerales, cementos, u otras), virutas, desechos, y así sucesivamente. Las técnicas actuales se dirigen a la recolección y la extracción de tales componentes transportados por el aire, en las maneras descritas. Del mismo modo, se hace referencia en esta divulgación a "aire" o "por el aire", aunque en el flujo en el que se encuentran los componentes transportados por el aire y que se hace circular por el sistema puede ser, más generalmente, una sustancia gaseosa que no necesita contener los mismos constituyentes, o en las mismas proporciones que se encuentran en el aire atmosférico. Estos gases están destinados, sin embargo, a ser incluidos en el término "aire" o "por el aire". Por otra parte, actualmente se considera que los mismos principios de la dinámica de fluidos y la eliminación de componentes transportados pueden ser aplicados a otros "fluidos" diferentes que el aire o gases (incluidos los líquidos), y en esa medida las enseñanzas de la presente divulgación tienen como objetivo ampliarse a esas aplicaciones.

Volviendo a la Figura 1 , como se ilustra la unidad de base 16 comprende un soplador 22, tal como un soplador de jaula de ardilla, impulsado por un motor de accionamiento 24. El motor de accionamiento es controlado por circuitos de control 26 que pueden proporcionar señales de accionamiento al motor para velocidad fija o velocidad variable de operación. La unidad de base 16 puede estar diseñada para extraer energía de cualquier fuente, tales como la red eléctrica, fuentes de la batería, los conjuntos de motor-generador, y así sucesivamente. Los circuitos de control 26 incluyen típicamente circuitos de procesamiento y la memoria para llevar a cabo operaciones de accionamiento según lo deseado por el operador o en respuesta a entradas del sistema como se describe a continuación. En consecuencia, los circuitos de control 26 pueden comunicarse con una interfaz de operador 28 para recibir ajustes del operador, ajustes de velocidad, comandos de encendido-apagado, y así sucesivamente. Del mismo modo, los circuitos de control 26 pueden comunicarse con una interfaz remota 30 diseñada para recibir señales procedentes de entradas remotas, sistemas remotos, y así sucesivamente. La interfaz remota también puede proporcionar datos a tales sistemas remotos, tales como para el monitoreo y/o control del funcionamiento del sistema de extracción.

En las modalidades ilustradas, los conductos 18 que se extienden entre la unidad base 16 y la campana 20 comprenden un conducto de presión positiva de aire 32 y un conducto de aire de retorno 34. En general, el conducto de aire de presión positiva 32 proporciona aire a la campana, mientras que el conducto de aire de retorno 34 se encuentra bajo una presión de succión negativa o leve para extraer el aire, que contiene los componentes transportados por el aire, del espacio de trabajo. El aire de retorno desde la campana en el conducto 34 puede ser dirigido a través de un filtro de succión 38 antes de ser reintroducido en el soplador 22. Como se describe a continuación, el sistema también puede incluir componentes diseñados para permitir el ajuste de los caudales individuales o relativos de una o ambas de las corrientes de aire de presión positiva y negativa.

En la modalidad ilustrada en la Figura 1 , la campana 20 comprende una cubierta exterior 40 que es esencialmente una campana redondeada en una modalidad actual, así como una cubierta interior 42 posicionada dentro de la cubierta exterior 40. La pared lateral 44 de la cubierta exterior está separada de la pared lateral 46 de la cubierta interior, y la pared lateral de la cubierta interior termina en un reborde periférico inferior 48. Un espacio anular 50, está así definido, entre las paredes laterales 44 y 46 de las cubiertas externa e interna. El aire de presión positiva fluye a través de este espacio anular y se distribuye dentro de él, en última instancia, fluyendo hacia abajo como se indica por las flechas en la Figura 1 e impactando el reborde 48. El reborde obliga a que un flujo de aire hacia afuera, generalmente de manera radial, forme la región de aire 52. En una modalidad actualmente contemplada, el reborde 48 es sustancialmente perpendicular a la línea central de las cubiertas interior y exterior, que están generalmente alineadas de manera coaxial una con la otra. Se ha encontrado que el flujo radial de salida de aire, sustancialmente perpendicular, crea una región de aire muy eficaz, permitiendo que la campana esté separada a una distancia considerable del espacio de trabajo o de las posiciones de la pieza de trabajo, aún proporcionando la evacuación muy eficaz de los componentes transportados por el aire.

Como se señaló anteriormente, las técnicas actuales pueden permitir el ajuste del flujo de aire de presión positiva y/o del flujo de aire de retorno para optimizar el funcionamiento del sistema. Varias técnicas diferentes están actualmente contempladas para tal ajuste. Por ejemplo, en la modalidad ilustrada en la Figura 1 , un ajuste del aire de succión 54 puede estar provisto antes que el filtro de succión 38. Este ajuste puede comprender, por ejemplo, una válvula de derivación, una rejilla, u otro dispositivo mecánico que puede ajustarse para limitar el flujo de aire desde el filtro de succión y, en consecuencia, la entrada de aire en el soplador 22 desde el entorno ambiente. De modo similar, se puede proporcionar un ajuste de aire de retorno 56 que puede ser configurado de manera similar para permitir el ajuste del caudal del aire de retorno. En algunos casos, este ajuste puede permitir que un poco de aire salga al medio ambiente, como se ilustra en la Figura 1. Tal ajuste puede permitir de manera ventajosa que caudales de masa relativa, o volumétricos de las corrientes de aire de presión positiva y de las de retorno, mejoren la creación de la región de aire y la extracción de aire del área de trabajo. En una configuración alternativa, el ajuste manual de una, o ambas, de las corrientes de aire de succión y de retorno, puede remplazarse por el control electrónico, a través de entradas electrónicas, designadas con el número de referencia 58. Estás pueden proporcionarse en la unidad de base, tal como mediante diales de ajuste, interruptores de membrana, controles táctiles de operador, y así sucesivamente. De manera adicional, el ajuste manual y/o electrónico de una o ambas corrientes de aire puede proporcionarse en la campana. En la modalidad ilustrada en la Figura 1 , por ejemplo, se proporcionan entradas electrónicas 60 para ambos ajustes. Estas se comunican a la interfaz remota 30 de la unidad de base que, a su vez, las comunica al circuito de control 26. El circuito de control puede acoplarse a cualquier dispositivo adecuado, tal como los ajustes de succión y de retorno 54 y 56 para regular su operación (por ejemplo, a través de motores de ajuste pequeños y conjuntos actuadores). También debe tenerse en cuenta que los ajustes a los caudales de las corrientes de aire de presión positiva y negativa pueden ser realizados mediante la alteración de la velocidad de uno o más motores y/o sopladores, ventiladores o compresores.

También hay que señalar que un sistema puede ser adaptado para intercambiar datos con otros componentes del sistema, tales como una soldadura/corte por plasma u otro sistema 62. En la modalidad ilustrada, el sistema 62 puede comprender, por ejemplo, suministros de energía para soldadura o para corte por plasma, cables alimentadores, suministros de gas de protección, y así sucesivamente. En otras instalaciones de trabajo con metales, el sistema puede incluir otras diversas herramientas manuales y máquinas. Aún en otras instalaciones, el sistema puede incluir varios robots, líneas de producción, herramientas eléctricas (por ejemplo, sierras, estaciones de trabajo, etc.). Estos típicamente se acoplarán a la operación para cumplir la tarea deseada en una pieza de trabajo 64. Algunos de estos sistemas pueden ser capaces de proporcionar señales de control al sistema de extracción para permitir encender o apagar el sistema de extracción, la regulación de velocidades y caudales, y así sucesivamente. Tales comunicaciones se pueden proporcionar a través de cableado 66 adecuado o por otros medios mediante comunicaciones inalámbricas. Un sistema ejemplar diseñado para controlar el funcionamiento de un extractor de vapores se describe, por ejemplo, en la Solicitud de Patente de los E.U. No. 13/356,160, presentada el 23 de enero de 2012, por Mehn et al., y titulada "Fume Extractor for Welding Applications", que aquí es incorporada como referencia.

Las Figuras 1A y 1 B ilustran ciertas configuraciones e interconexiones alternativas de los componentes de la unidad de base 16. En particular, como se muestran en la Figura 1A, el filtro 38 puede ser colocado corriente abajo del soplador 22, y el ajuste de succión 54 puede dirigir el aire directamente al soplador. En este caso, el filtro 38 puede descargarse directamente en el ajuste de retorno 56. En la alternativa de la Figura 1 B, el filtro de succión 38 se coloca corriente arriba del ajuste de succión 54, que aquí también dirige el aire al soplador.

Aquí, de nuevo, hay que señalar también que aunque los mecanismos de ajuste separados se describen en conexión con ciertas modalidades, un solo ajuste podría estar previsto que permite simplemente ajustar la relación de los caudales, tal como a través de un solo mando o de entrada en una unidad de base, en la campana, o en cualquier lugar conveniente.

Además, otros y adicionales componentes y funcionalidades pueden ser construidos en el sistema. Por ejemplo, actualmente se contempla que al menos uno de los componentes descritos anteriormente, o componentes adicionales puede proporcionar la regulación de la temperatura de la corriente de aire de presión positiva. Por ejemplo, debido al apoyo significativo ofrecido por la región de presión positiva, para la eliminación de componentes trasportados por el aire, el operador puede desear dejar de utilizar otros sopladores, sopladores y así sucesivamente, en el área de trabajo. La corriente de aire de presión positiva puede enfriarse por uno o más componentes de la unidad de base (o sistema centralizado) para proporcionar no sólo, la región deseada que rodea la zona de trabajo para la eliminación de componentes, sino también de refrigeración para el operador. La calefacción también puede proporcionarse de una forma similar.

La Figura 2 ilustra una modalidad a modo de ejemplo del sistema 10 implementado como un carro 68. El carro está diseñado para ser desplazado, en ruedas o ruedecillas 70, a la proximidad de una operación de trabajo con metal. Como se describió anteriormente, los conductos 32 y 34 dirigen el aire de presión positiva a la campana 20 y arrastran el aire de succión de regreso a la unidad de base. Los componentes de la unidad de base descritos anteriormente están situados en o sobre el carro 68. El carro está diseñado para ser conectado a una toma de corriente convencional, como para alimentarse de la red eléctrica. La modalidad ilustrada en la Figura 2 comprende dos conductos de aire de presión positiva 32 situados a cada lado de un conducto de aire de retorno 34. Todos los conductos incluyen juntas flexibles 72, lo que permite elevación, descenso, colocación lateral y otras, de la campana, en o cerca de, típicamente por encima de, el espacio de trabajo. Las estructuras de soporte, indicadas por el número de referencia 74, pueden ayudar en el soporte de los conductos y la campana. Todos estos componentes se pueden retraer hacia el carro para facilidad de almacenamiento y transporte. Además, en la modalidad ilustrada en la Figura 2 y como se discute en mayor detalle más adelante, esta disposición de conductos puede hacer uso de un múltiple 76 que auxilia en la distribución del flujo de aire de presión positiva al espacio anular entre las cubiertas interior y exterior de la campana.

Como se mencionó anteriormente, las técnicas actuales se pueden emplear en sistemas y dispositivos que no sean carros o sistemas y unidades de base que estén en un lugar de trabajo de manera local. Las Figuras 2A y 2B ilustran a modo de ejemplo sistemas fijos o semi-fijos del tipo que puede emplearse en talleres, fábricas, plantas de ensamblaje y metalurgia, y así sucesivamente. En la modalidad de la Figura 2A, un conducto de aire positivo 32 proporciona aire de un sistema común de tratamiento de aire, tal como uno equipado con un soplador, un filtro, y cualesquiera otros componentes deseados para proporcionar un flujo de aire a múltiples celdas de soldadura u otros lugares de aplicación. Un conducto de aire negativo 34, asimismo, retira el aire de múltiples lugares de aplicación. En este sentido, los conductos forman cabeceras o múltiples que pueden ser colocados en las áreas de trabajo o, de otra forma, orientados entre ellas. Cada área de trabajo, a continuación, se proporciona con una campana respectiva 20 para la extracción de vapores y humo, así como los respectivos ajustes de succión y de retorno 54 y 56. Estos pueden operar manual o eléctricamente, como se mencionó anteriormente en el caso de la modalidad de tipo carro. La Figura 2B muestra una disposición alternativa en la que se proporciona un conducto de succión, pero en la que cada área de trabajo tiene su propio soplador local o soplador. Estos se pueden proporcionar ya sea corriente arriba o corriente abajo de un ajuste de retorno 56, mientras que un ajuste de succión 54 se proporciona para el ajuste del caudal volumétrico o másico de aire y gas que fluyen hacia el cabezal común o múltiple definido por el conducto 34.

La Figura 3 es una vista más detallada de una campana a modo de ejemplo, de acuerdo con ciertos aspectos de las técnicas presentes; Como se muestra en la Figura 3, la campana 20 incluye una cubierta exterior 40 y la cubierta interior 42 separadas entre sí para permitir la circulación de aire como se describió anteriormente. Los componentes de acoplamiento 78 pueden fijarse al conducto de aire de retorno (o a uno o más conductos de aire de presión positiva) para soportar la campana a los conductos. Por otra parte, diversas estructuras mecánicas, tales como separadores 80 pueden proporcionarse para definir y mantener la separación anular entre la cubierta exterior 40 y la cubierta interior 42. Como se apreciará por los expertos en la técnica, el reborde 48 tiene una superficie superior que está separada del borde periférico inferior de la cubierta exterior 40 para definir una abertura o espacio anular 82. El aire de presión positiva fluye hacia abajo en el múltiple 76, se distribuye mediante el múltiple alrededor de la separación anular entre las cubiertas interior y exterior, fluye hacia abajo a través de la separación anular y hacia fuera a través de la abertura o espacio 82 para proporcionar la región de aire deseada, como se indica por las flechas en la Figura 3. Diversas formas de múltiples se pueden proporcionar, y estos pueden acomodar uno, dos o más conductos de corrientes de aire de presión positiva. Por ejemplo, dos de tales entradas se proporcionan en el múltiple 76 de la Figura 3, y éstas pueden dirigir el aire parcial o totalmente alrededor del anillo. En algunas modalidades, la cubierta puede ser eficaz para distribuir el flujo de aire de presión positiva sin la necesidad de un múltiple. En otras modalidades, estructuras de desvío, las placas deflectoras, y así sucesivamente, se pueden proporcionar en un múltiple para distribuir generalmente de manera equitativa el flujo de aire entrante alrededor de la campana.

La Figura 4 ilustra una modalidad adicional de una campana 20 diseñada para permitir el ajuste manual de flujo de aire positivo. Como se señaló anteriormente, se pueden proporcionar en la campana, entradas de control electrónico, tales como botones pulsadores, diales y controles táctiles para canalizar las señales a través de conductores o de forma inalámbrica a la unidad de base, o más generalmente, a la ubicación de los dispositivos de control de flujo. Sin embargo, el control manual de una o más corrientes de aire, puede estar provisto, tal como se ilustra en la Figura 4. En esta modalidad, se proporciona una sección móvil de la cubierta exterior 84 inmediatamente por encima del reborde inferior. La sección móvil de la cubierta exterior se monta sobre una o más clavijas 86 que se extienden ya sea, desde la cubierta interior o desde una sección fija de la cubierta exterior, según se ilustra en la Figura 4. La sección móvil de la cubierta exterior 84 comprende así una ranura 88 que está inclinada y recibe la clavija 86. Cuando se proporcionan varias clavijas, pueden utilizarse múltiples ranuras 88 para el montaje de la sección móvil de la cubierta exterior. La sección móvil de la cubierta exterior 84 puede así ser girada como se indica por el número de referencia 90 para provocar la traslación axial de la sección móvil de la cubierta exterior como se indica por el número de referencia 92. Esta traslación permite el ajuste del espacio de aire 94 entre la sección móvil de la cubierta exterior y el reborde 48, proporcionando el control del flujo de aire volumétrico o másico de la corriente de aire de presión positiva que produce una región de aire. Otras estructuras pueden, por supuesto, diseñarse para proporcionar el ajuste de este espacio con el fin de permitir la regulación del flujo de aire.

La Figura 5 es una ilustra una modalidad adicional de la campana diseñada para crear un flujo de aire turbulento; En este caso, los componentes de la campana puede ser substancialmente similares a aquellos descritos anteriormente, pero en el espacio anular entre la cubierta exterior 40 y la cubierta interior 42, se proporcionan múltiples aletas helicoidales 96. El ángulo, anchura, extensión, y así sucesivamente, de estas aletas, además del número de aletas, se pueden seleccionar para impartir un patrón de remolino al aire saliente que crea la región de aire. La inclinación del reborde 48 también se puede ajustar para mejorar la formación de la región de aire. El aire que fluye hacia abajo a través del espacio anular, a continuación, tiene un componente direccional hacia abajo y hacia afuera, así como un componente circunferencial, como se indica por las flechas 98 en la Figura 5.

Aún más, la Figura 6 ilustra una configuración alternativa de la campana en la que un collarín radial 100 se coloca entre un borde periférico inferior de la cubierta exterior 40 y el reborde 48. Tal collarín puede ser utilizado para ayudar a dirigir el aire que sale al lograr que éste impacte y fluya sobre el reborde 48.

Cabe señalar que la campana proporcionada en todas estas implementaciones pueden incluir un reborde único para dirigir el aire de presión positiva radialmente hacia afuera, de ese modo significativamente se facilita la fabricación de las campanas y se reduce su peso. En ciertas modalidades actualmente contempladas, por ejemplo, los componentes exterior e interior de la campana están moldeados o de otra manera conformados por separado, y luego se ensamblan simplemente insertando el componente interior en el exterior y se asegura en su lugar, con el reborde único separado de la periferia inferior del componente exterior.

También debe tenerse en cuenta que la capacidad de ajuste de los caudales volumétricos o de masa de las corrientes de aire de presión positiva y negativa, proporciona una mejora significativa sobre los extractores de vapores y humo o, más generalmente, de componentes transportados por el aire. Se ha encontrado que la capacidad de lograr un equilibrio entre el flujo de aire de presión positiva hacia la región que rodea la zona de trabajo y el flujo de aire de presión negativa extraído de la zona de trabajo resulta en un sistema extremadamente flexible que se puede adaptar a las necesidades del usuario, al tiempo que proporciona la eliminación mejorada de los componentes, a mayores distancias de la zona de trabajo que los sistemas anteriores.

Hay varias maneras en que la mejor relación o equilibrio entre los flujos de aire de presión positiva y negativa pueden ser calificados, siendo esta relación ajustable mediante el ajuste de los parámetros de flujo de aire. Por ejemplo, la relación proporcionada por: R= caudal de la corriente de aire de presión positiva x velocidad de la corriente de aire de presión positiva caudal de la corriente de aire de presión negativa x velocidad de la corriente de aire de presión negativa se ha encontrado que proporciona una buena indicación de la eficacia de evacuación de vapores. La velocidad de la corriente de aire de presión positiva se puede medir, por ejemplo, en la región entre la periferia inferior de la cubierta exterior y el reborde periférico de la cubierta interior. La velocidad de la corriente de aire de presión negativa se puede medir, por ejemplo, en la entrada (abertura inferior) de la cubierta interior. Estas ubicaciones ofrecen un lugar conveniente y estándar para comparar los parámetros de movimiento de aire. En las modalidades actualmente contempladas, la relación R es ventajosa entre aproximadamente 0.25 y 100, y se cree que la relación es particularmente ventajosa entre aproximadamente 0.6 y 10.

También hay que señalar que particularmente buen desempeño se ha encontrado como resultado de relaciones particulares de caudales volumétricos o de masa de las corrientes de aire de presión positiva y negativa. Por ejemplo, en las modalidad actualmente contempladas, estas corrientes de aire pueden tener relaciones de flujo volumétricos o de masa (relaciones de corrientes de aire positivas a negativas) de aproximadamente entre 1 :1 y 0.5:1 , siendo utilizada en una presente configuración una relación de aproximadamente 0.8:1. Como se divulgó anteriormente, estos caudales pueden obtenerse por el diseño del sistema (por ejemplo, el tamaño de los conductos), pero también mediante introducir aire adicional al soplador desde el entorno, o expulsar aire desde el soplador, cada uno de los cuales puede, cuando se desee, ser ajustable.

El desempeño puede ser mejorado en comparación con los sistemas de evacuación convencionales, y optimizado en las técnicas actuales mediante la selección y el dimensionamiento, apropiados, de los componentes del sistema, en particular de los conductos utilizados para transportar las corrientes de aire hacia y desde el área de trabajo. Por ejemplo, en un diseño contemplado actualmente basado en conductos coaxiales, que se describe a continuación, un conducto interior tiene un diámetro nominal de 17.78 cm, o un área de sección transversal de aproximadamente 245.16 cm2, mientras que el conducto exterior tiene un diámetro nominal de 25.40 cm, o un área de sección transversal de aproximadamente 509.67 cm2, de tal manera que la zona anular para la corriente de aire de salida tiene un área en sección transversal de aproximadamente 264.51 cm2. Se cree que puede ser particularmente óptima una relación del área de flujo saliente al área de flujo de retorno, que esté aproximadamente entre 4:1 y 0.7:1 , para obtener la mejor eliminación de componentes de transporte. En una configuración presente, la relación es de aproximadamente entre 1 :1 y 1.5:1. Como se apreciará por los expertos en la técnica, las áreas de flujo seleccionadas pueden contribuir significativamente a la cabeza estática total requerida del soplador o sopladores, y esto puede ser uno de los factores de diseño que conducen a las relaciones que se especifican.

Además, se ha encontrado que para una campana de un solo reborde del tipo descrito, ciertas relaciones dimensionales pueden proporcionar la óptima eliminación de los componentes. La Figura 7 ilustra, en forma de diagrama, una campana como esa, en la que un diámetro interior efectivo de la cubierta interior 42 tiene una relación particular con el diámetro efectivo exterior del reborde de la campana interior. En particular, una relación entre el diámetro interior efectivo 102 de la cubierta interior y el diámetro efectivo del reborde 104, es ventajosa entre aproximadamente 0.25 y 0.75, y se cree que es especialmente ventajosa si es aproximadamente de 0.5. A modo de ejemplo, en una presente modalidad, el diámetro interior 102 es de aproximadamente 20.32 cm, mientras que el diámetro exterior 104 es de aproximadamente 40.64 cm. Cabe señalar que el término "diámetro efectivo" se utiliza aquí para dar cabida a los casos en los que la forma de la cubierta interior no es un cilindro recto, o en donde ya sea, esta forma o la forma de la cubierta, es distinta a una sección circular.

La Figura 8 ilustra una implementación particular para la campana del tipo mostrado en la Figura 7. La campana que se ilustra en la Figura 8 tiene una cubierta exterior 40 y la cubierta interior 42 como se describió anteriormente. En este modalidad particular, la cubierta exterior 40 tiene un diámetro nominal 106 de 25.40 cm, y la cubierta interior 42 tiene un diámetro nominal 108 de 17.78 cm. El reborde que se extiende desde la cubierta interior tiene un diámetro nominal 1 10 de 45.72 cm. La cubierta exterior 140, por otra parte, tiene un borde redondeado como se ilustra mejor en la Figura 9. Este borde, indicado en general por la referencia numérica 112, ayuda en la adecuada redirección de la corriente de aire desde el área anular entre la cubierta exterior y la cubierta interior. En la modalidad ilustrada en la Figura 9, el borde 112 tiene un radio de 0.63 cm como se indica por el número de referencia 114, y se extiende a un ángulo 1 16 de aproximadamente 45 grados. Cabe señalar que en algunas modalidades, el borde sobre la cubierta exterior puede ser extendido para formar un reborde muy parecido al de la cubierta interior, formando una especie de estructura de "doble reborde". Como se ilustra en la Figura 10, el reborde exterior de la cubierta interior tiene un radio similar para promover le adecuado redireccionamiento del flujo de aire tanto fuera de la zona angular entre las cubiertas y de vuelta a la cubierta interior. En la modalidad ilustrada, dos radios están presentes en este punto de transición, un primer radio 1 18 de aproximadamente 5.08 cm, seguido de un radio mayor de aproximadamente 17.78 cm que hace una transición a una sección generalmente plana que es aproximadamente perpendicular con la línea central de la cubierta.

Como se discutió anteriormente, diversas configuraciones de los conductos, números de los conductos y así sucesivamente, pueden ser consideradas. La Figura 11 representa, por ejemplo, la disposición de los conductos en una disposición generalmente coaxial o de tubo en tubo. Tal disposición puede facilitar el montaje, el enrutamiento, el soporte y la manipulación de la campana con respecto a la unidad de base. En la modalidad mostrada en la Figura 11 , por ejemplo, en un conducto exterior 122 se ha posicionado, en general coaxialmente dentro de él, un conducto interior 124 para producir un espacio de flujo anular 124. En esta modalidad, el aire de presión positiva fluye a través del espacio anular, con el aire de retorno fluyendo a través del conducto interno. Puede ser deseable colocar separadores u otras estructuras fijas entre estos conductos para mantenerlas separadas entre sí, o en algunas disposiciones, éstos pueden ser no utilizarse y se les permite a los conductos ser más o menos libremente colocados uno dentro del otro.

Cabe señalar que, si bien se ha hecho referencia a una sola boquilla que tiene cubiertas interior y exterior, ciertas adaptaciones se pueden realizar al sistema sin desviarse de las técnicas discutidas en la presente divulgación. Por ejemplo, las Figuras 12 y 13 ilustran las variaciones en las que múltiples cubiertas o boquillas pueden ser utilizadas para el flujo de aire de presión positiva y/o el flujo de aire de presión negativa. En la ilustración de la Figura 12, dos campanas 20 se ilustran junto a una fuente 130 desde las que se extraen los humos, gases, partículas y así sucesivamente. Estas se pueden acoplar al mismo o a un sistema diferente, que de nuevo puede ser el extractor tipo carro o una instalación fija. Como se muestra en la Figura 13, en algunas modalidades se pueden separar el flujo positivo y el flujo de extracción. En esta modalidad, se muestran múltiples boquillas sopladoras 132 separadas de un conducto de extracción de 134. En tales modalidades, las boquillas 132 pueden estar situadas de cualquier manera deseada alrededor de una fuente 130. En ciertas modalidades, por ejemplo, pueden estar posicionadas radialmente alrededor de la fuente, con uno o más conductos de extracción estando colocados, como en una posición central, adyacentes a las boquillas de salida de flujo.

Las Figuras 14 y 15 ilustran la disposición que actualmente se contempla para un sistema como se ha descrito anteriormente en un dispositivo del tipo carro. El carro, designado generalmente por el número de referencia 136, incluye una unidad de base 16 generalmente del tipo descrito anteriormente. En esta modalidad particular, un brazo 138 se extiende desde la unidad de base e incluye conductos concéntricamente posicionados como se describe anteriormente. El brazo proporciona tanto una presión positiva o flujo saliente y un flujo de retorno que puede contener componentes trasportados por el aire, para ser extraídos de la zona de trabajo. En esta modalidad, el brazo 138 está adaptado para la rotación, como se indica mediante la flecha 140. El brazo puede girar más o menos 360°, y en una modalidad actual la rotación está limitada a algo menos que 360°, aunque la capacidad de multi-rotación completa puede ser diseñada en la junta entre el brazo y la unidad de base.

En la modalidad de la Figura 14, el brazo 38 tiene una junta inferior 142 donde se une la unidad de base, una junta media 144 que une dos secciones generalmente lineales de conducto y una junta de la campana 146 sobre la que la campana 120 se puede pivotar, por lo menos dentro de un rango angular limitado. Una estructura de soporte 148 está provista adyacente a la junta inferior 142 para ayudar en el apoyo del brazo, a medida que éste se extiende hacia y se retira de una zona de trabajo.

Un soporte similar 150 se proporciona adyacente a la junta 144. En modalidades actualmente contempladas, las juntas incluyen paredes interiores lisas que se pueden deformar con el fin de permitir la extensión, la retracción y, más en general, el posicionamiento del brazo con respecto a la unidad de base, mientras que añaden poca o nada de pérdida de cabeza estática en comparación con una sección lineal de conducto. Un conjunto de múltiple y soporte 152 se proporciona a una sección superior del carro y ayuda en la transición de flujo de retorno y el flujo de salida hacia y desde el carro, tal como se describe más ampliamente a continuación. El conjunto de múltiple y soporte 152 también ayuda en el apoyo mecánico del brazo sobre el carro a medida que éste se extiende, retrae, y se hace girar.

Dentro del carro, el flujo de retorno entra en una caja de filtro 154 donde se filtra para eliminar la materia particulada fina y la más gruesa, y otros componentes transportados por la corriente de aire. El conjunto puede ser diseñado para la limpieza a presión, en un proceso que puede dirigir el aire presurizado contra uno o más elementos del filtro para promover la liberación de las partículas capturadas. Desde la caja de filtro 154, el aire es aspirado al soplador 22 que es accionado por un motor 24 como se describe anteriormente. El soplador descarga hacia un giro o codo 156 que dirige el flujo saliente hacia el conjunto de múltiple y soporte 152. Cabe señalar que en algunas modalidades, uno o más motores y/o sopladores pueden ser empleados. Por ejemplo, un conjunto de motor y soplador puede ser utilizado para la corriente de aire saliente o positiva, mientras que otro conjunto de motor y soplador puede ser usado para la corriente de aire de retomo o negativa.

Se cree que el desempeño mucho mejor se obtiene por el diseño del carro en el que tan pocas vueltas como sean posibles están dentro de los flujos entrantes y salientes. Es decir, como se ilustra mejor en la Figura 15, el flujo entrante es prácticamente lineal desde el brazo hacia la caja de filtro 154, como se ilustra por la flecha 158. El aire dentro de la caja de filtro es casi estático, dependiendo del tamaño de la caja del filtro y el caudal del aire. Por lo tanto, una curva se puede considerar que se produzca en la caja de filtro, aunque desde un punto de vista práctico en una modalidad actual, poca o ninguna pérdida de cabeza estática (carga) se produce en este punto. El flujo desde la caja de filtro, indicado por la flecha 160, entra en el ventilador o soplador 22, y sale como se indica en el número de referencia 162. Desde este punto una sola redirección se realiza en el giro o codo 156 (que en la modalidad actualmente contemplada es un codo redondeado sin bordes que dirige el flujo), y el flujo saliente entra en el conjunto de múltiple y soporte 152 como indica la flecha 64. Como se describe a continuación, de manera más completa, el conjunto de múltiple y soporte redirige de manera eficiente el aire hacia el área anular entre los conductos coaxiales, mientras que permite la rotación del brazo.

Como se describe aquí, una "curva" dentro de la unidad de base corresponde a un cambio de dirección de entre 25 ° y 180°, y en una modalidad particular, un cambio en la dirección de aproximadamente 90°. Con esta definición en mente, la única curva que se produce dentro de la unidad de base es esencialmente en el giro o codo 156. Es decir, dentro de la caja de filtro 154, aunque el aire es redirigido a la entrada del soplador, el aire dentro de la caja de filtro se puede considerar esencialmente estático. El aire dentro del conjunto de múltiple y soporte 152 se dirige cuidadosamente por una estructura de voluta tal como se describe a continuación. En este sentido, la unidad de base puede considerarse debajo. En este sentido, la unidad de base puede considerarse tener una sola curva. Dependiendo del diseño de los componentes, la unidad puede considerarse que tiene dos o tres curvas (o más) dentro de la caja de filtro 154, dentro de la curva 156, que de nuevo en la modalidad actualmente contemplada es un codo sin bordes que dirige eficazmente el aire, y dentro del conjunto de múltiple y soporte 152. La redirección realizada por el soplador se considera de manera diferente de tal manera que el soplador es la fuente de la carga estática y dinámica impartida en la corriente de aire. Una vez más, se cree que reduciendo al mínimo las curvas o la redirección necesaria del flujo dentro del carro, se obtienen desempeños, en gran medida mejorados, con una pérdida mínima de cabeza estática. El carro puede ser mejor diseñado con un motor de accionamiento del soplador, pequeño y altamente eficiente. A modo de ejemplo, los diseños actuales proporcionan un flujo de aire con una cabeza estática total a través del soplador del orden de 14 en H20. Dependiendo de la condición del filtro de aire, la cabeza estática total del sistema puede variar entre 10 en H20 y 18 en H20. Con tales reducciones, los diseños actuales con un flujo volumétrico de la corriente de aire de 25.48 cm3/min, para los requisitos de energía pueden utilizar un motor que tiene una potencia de 5 Hp. Sin embargo, un rango actualmente contemplado de motores entre 3 y 7.5 HP puede proporcionar un excelente funcionamiento, particularmente en un contexto industrial. Otras potencias y tamaños pueden, por supuesto, ser utilizados. Como se señaló anteriormente, en algunas modalidades, se pueden usar más de un motor y/o un soplador, ventilador o compresor. Del mismo modo el motor o motores pueden ser de velocidad fija o variable.

En modalidades actualmente contempladas, el sistema puede estar diseñado de tal manera que los requisitos eléctricos del motor o motores, y otros componentes pueden ser suministrados por una fuente de alimentación trifásica de 460 V. En otras modalidades, el sistema puede ser diseñado para recibir potencia monofásica de 230 V. En aún otras modalidades, el sistema puede ser diseñado para recibir potencia monofásica de 115 V. También se contempla que, además de las implementaciones "profesionales" y "comerciales", las técnicas se pueden emplear para el entretenimiento y otras aplicaciones. De hecho, se contempla que el equipo original o incluso modernizaciones se pueden hacer para equipos tales como los sistemas de vacío de talleres, instalaciones de evacuación existentes, y así sucesivamente. También se contempla que las estructuras y enseñanzas basadas en lo establecido en la presente divulgación se pueden utilizar en instalaciones específicas para proporcionar un efecto mejorado de la recolección de los componentes transportados por el aire. Por ejemplo, los sistemas más pequeños pueden estar basados en un motor de 1 Hp o motores más pequeños, con conductos cortos de presión positiva y negativa, como para uso sobre escritorios o mesas. Tales sistemas pueden ser particularmente útiles en los bancos de trabajo, para aplicaciones más pequeñas, para aficionados, y así sucesivamente.

Además, como se apreciará por los expertos en la técnica, en general, la cabeza estática proporcionada por el sistema será típicamente una función de factores tales como las áreas de flujo implicadas (y sus tamaños relativos), el número de codos en el sistema (y la naturaleza de éstos, es decir curvos sin bordes contra los muy pronunciados y turbulentos), la naturaleza de las superficies en el sistema, la longitud de los componentes (por ejemplo, el brazo), y así sucesivamente. La potencia requerida, entonces, será típicamente una función de esta cabeza estática, y otros factores, tales como los caudales, el tipo de dispositivo que mueve el aire (por ejemplo, ventilador, soplador, o un compresor), y el número de estos. Se contempla que serán seleccionados el motor, le dispositivo que mueve el aire, los componentes y así sucesivamente, y que serán instalados (o ajustados con rangos) para mantener un uso eficiente de los componentes, en particular para mantener el dispositivo que mueve el aire dentro de una parte adecuada de su curva de rendimiento.

Las Figuras 16-20 ilustran una modalidad actual para el conjunto de múltiple y soporte 152 y sus partes constituyentes. El conjunto en sí se ilustra mejor en la Figura 16. El conjunto incluye un adaptador 166 que recibe los conductos coaxiales 122 y 124. El adaptador es giratorio con los conductos en modalidades en las que un brazo se extiende desde la unidad de base y se puede girar. El adaptador es capturado por un ensamble de placa 168. Un controlador de aire 170 tiene una entrada 172 para recibir la corriente de aire del soplador y para redirigir la corriente de aire a través de la zona anular entre los conductos coaxiales. Una abertura 174 se proporciona en la que los conductos coaxiales se fijan. Las aberturas 176 se proporcionan para recibir elementos de sujeción o separadores que conectan el conjunto de conductos al adaptador.

Esta estructura se muestra en vista en despiece en la Figura 17. Como se muestra en la Figura 17, el ensamble de placa comprende una placa superior 180 y una placa intermedia 182. Una placa inferior 184 está colocada en un lado inferior del adaptador 166. El adaptador tiene un reborde periférico inferior 186 que está posicionado en una ranura 188 de la placa inferior 184. Por lo tanto, cuando las placas se ensamblan a cada lado del adaptador, el adaptador queda sujeto de manera efectiva y soportado entre las placas, apoyando mecánicamente el brazo al que está conectado el adaptador. El controlador de aire 170 tiene una superficie superior 190 a la que está montada la placa inferior 184 durante el montaje del sistema. Un pasaje central 192 está definido a través del controlador de aire y sirve para recibir y comunicar el conducto interior para el flujo de retorno al controlador de aire. La entrada 172, de nuevo, está adaptada para recibir el flujo desde el soplador y para dirigir este flujo a través del espacio anular entre los conductos coaxiales.

Una ilustración del flujo del controlador de aire 170 se proporciona en la Figura 18. Como se muestra en la Figura 18, el controlador de aire 170 tiene un pasaje interior o central a través del cual se dirige el flujo de retorno. Desde la entrada 172, el controlador de aire forma un pasaje de voluta 194 que redirige de manera eficiente el flujo desde la entrada hacia la zona anular entre los conductos coaxiales como se ha descrito anteriormente. El flujo entrante al controlador de aire se indica en la Figura 18 por el número de referencia 196. Este flujo se redirige a continuación, a través del paso de la voluta como se indica por la flecha 198.

La Figura 19 ilustra una presente modalidad para el apoyo mecánico del adaptador 166 dentro del conjunto de múltiple y soporte. Como se muestra, el adaptador tiene una brida periférica 186 que queda sujeta entre la placa intermedia 182 y la placa inferior 184. De nuevo, la placa inferior 184 se fija, en esta modalidad, a una superficie superior del controlador de aire. La placa superior 180, a continuación, asegura el ensamblaje del conjunto y proporciona apoyo mecánico para el adaptador y de este modo, para el brazo. En ciertas variaciones, este sistema puede adaptarse mediante la adición de sellos, rodamientos, y así sucesivamente. Como se ilustra en la Figura 20, una porción inferior del controlador de aire dentro del pasaje central 192 está adaptada para el acoplamiento sellado del conducto interior. En esta modalidad, se proporcionan dos ranuras circunferenciales 200 que pueden recibir sellos que son comprimidos por el controlador de aire y el conducto interior (no mostrado en la Figura 20). El conducto interior está por lo tanto esencialmente "acuchillado" en el controlador de aire al mismo tiempo que el conducto exterior y el adaptador están montados en el carro.

Cabe señalar que todavía otras adaptaciones y mejoras también se pueden prever para el sistema. Por ejemplo, luces, sensores de flujo, u otros componentes se pueden proporcionar en la campana para ayudar en los trabajos realizados o en la evaluación o el control del sistema de evacuación. Cuando se disponga de este tipo de sensores, el sistema de control de lazo cerrado de las velocidades del motor, la posición de las válvulas o rejillas, los caudales, y así sucesivamente, se pueden basar en los parámetros detectados.

Se ha encontrado que las técnicas anteriores permiten la captura mejorada de los componentes transportados por el aire, tales como partículas, humo, vapores, gases y así sucesivamente, en comparación con las tecnologías existentes. En particular, para un determinado caudal de gas, puede ser proporcionada una velocidad objetivo que es útil en la captura de dichos componentes en un área más grande y más lejos de la boquilla de lo que era posible anteriormente. En particular, en una modalidad actualmente contemplada, una velocidad del gas objetivo en una región de captura fue de aproximadamente 30.48 m/min, para un caudal de gas de aproximadamente 25.48 cm3/min. Las pruebas indicaron que tales velocidades se podían lograr aproximadamente a 91.44 cm desde la entrada de la boquilla. Se cree que aproximadamente una velocidad de 15.24 m/min se alcanzó a 152.40 cm desde la entrada de la boquilla. Estos resultados se lograron con el sistema descrito anteriormente con un motor de 5 Hp.

Las Figuras 21-23 ilustran esta captura y velocidades mejoradas. En particular, en la ilustración de la Figura 21 , un sistema de extracción de tipo carro 10 se muestra como se describió anteriormente. La boquilla 20 se coloca cerca de un área de trabajo 14. En este ejemplo, un operador desea limpiar los componentes transportados por el aire del área de trabajo. La región más pequeña 202 representa un límite aproximado para la captura y extracción eficaz de los componentes transportados por el aire de las técnicas anteriores. La región más grande 204 representa la región de captura mucho más amplia y la extracción mucho más a efectiva, prevista en una modalidad actual que se ha descrito anteriormente. Mientras que la eficacia de la extracción dependerá de factores tales como tamaño de partícula, la ilustración gráfica de la Figura 21 se ha encontrado que se confirma en las pruebas reales.

Las Figuras 22 y 23 son diagramas de flecha desarrollados a través de simulación por computadora del mismo sistema. Como se muestra en la Figura 22, la corriente de aire de presión positiva 206 puede representarse por las flechas de flujo generalmente paralelas 208 dentro de los confines de los conductos (no mostrados). Como se señaló anteriormente, en esta modalidad, se utilizaron conductos concéntricos, de tal manera que la corriente de aire de presión positiva 206 está confinada en una región anular, aunque también se pueden usar conductos múltiples y/o no concéntricos. Mientras que la corriente de aire sale de la boquilla (no se muestra), se desvía radialmente, como se muestra por las flechas 210. Tal desvío es asistido por las geometrías de los elementos déla boquilla, como se describe anteriormente. Después de la desviación, entonces, la corriente diverge, como se indica por las flechas 212 para formar una región que está generalmente protegida de perturbaciones, lo que permite la captura mejorada mediante la corriente de aire de presión negativa. Cabe señalar que en ciertas aplicaciones, tales como aplicaciones de soldadura que utilizan gases de protección, esta definición de región puede permitir una mejor captura de los componentes, mejor enfriamiento y otros beneficios, sin perturbar el flujo y la eficacia de los gases de protección utilizados en el proceso de soldadura.

La Figura 23 ilustra el flujo de gas de vuelta a la boquilla (de nuevo no se muestra) como parte de la corriente de aire de presión negativa 214. Como indican las flechas 216, la velocidad del gas (y los componentes transportados por el aire) comienza a cierta distancia de la entrada de la boquilla, como se ha descrito anteriormente. A continuación, el gas converge cerca de la entrada de la boquilla, como se indica por las flechas 218, y en última instancia se introduce en una trayectoria generalmente lineal en los conductos, como se indica por las flechas 220. Nuevamente se ha confirmado a través de pruebas reales que, las velocidades deseadas pueden obtenerse, para un caudal de gas dado, a las distancias mejoradas 222 de la entrada de la boquilla.

Mientras que sólo algunas características de la divulgación se han ilustrado y descrito en el presente documento, muchas modificaciones y cambios se les ocurrirán a aquellos expertos en la técnica. Por lo tanto, se debe entender que las reivindicaciones adjuntas están destinadas a cubrir todas las modificaciones y cambios que caigan dentro del verdadero espíritu de la divulgación.

Claims (21)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de extracción caracterizado porque comprende: una fuente de corriente de gas de presión positiva; una fuente de corriente de gas de presión negativa; un conducto de presión positiva configurado para transportar la corriente de gas de presión positiva hacia un área de trabajo; un conducto de presión negativa configurado para transportar la corriente de gas de presión negativa desde el área de trabajo; una campana acoplada para recibir la corriente de gas de presión positiva y para dirigir la corriente de gas de presión positiva hacia una región alrededor del área de trabajo y para extraer los componentes transportados por el aire, desde el área de trabajo hacia la corriente de gas a presión negativa; un ajuste para ajusfar el caudal tanto de la corriente de gas de presión positiva o de la corriente de gas de presión negativa.

2. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la fuente de la corriente de gas de presión positiva y la fuente de la corriente de gas de presión negativa es la misma.

3. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende un filtro para filtrar el aire que retorna desde el área de trabajo o el que se dirige al área de trabajo.

4. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el ajuste se proporciona en la unidad de base.

5. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el ajuste se proporciona en el área de trabajo.

6. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el ajuste comprende un ajuste manual.

7. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el ajuste comprende un ajuste eléctrico con un dispositivo de entradas de mando en la unidad de base.

8. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el ajuste comprende un ajuste eléctrico con un dispositivo de entradas de mando en el área de trabajo.

9. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el ajuste se configura para dirigir una porción de la corriente de gas de presión positiva hacia el entorno que no esté alrededor del área de trabajo.

10. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el ajuste comprende una porción de ajuste manual de la campana.

11. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la corriente de gas de presión positiva se proporciona en un primer conducto común que distribuye la corriente de gas de presión positiva a una pluralidad de áreas de trabajo, y en el que la corriente de gas de presión negativa es proporcionada mediante un segundo conducto común que recibe los componentes transportados por el aire desde las áreas de trabajo, y en el que el sistema comprende una campana dispuesta en cada área de trabajo.

12. Un sistema de extracción caracterizado porque comprende: una fuente de corriente de gas de presión positiva; una fuente de corriente de gas de presión negativa; un conducto de presión positiva configurado para transportar la corriente de gas de presión positiva hacia un área de trabajo; un conducto de presión negativa configurado para transportar la corriente de gas de presión negativa desde el área de trabajo; una campana acoplada para recibir la corriente de gas de presión positiva y para dirigir la corriente de gas de presión positiva hacia una región alrededor del área de trabajo y para extraer los componentes transportados por el aire, desde el área de trabajo hacia la corriente de gas a presión negativa; y un medio para ajustar los caudales relativos de la corriente de gas de presión positiva y de la corriente de gas de presión negativa.

13. El sistema de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado además porque la fuente de la corriente de gas de presión positiva y la fuente de la corriente de gas de presión negativa, es la misma.

14. El sistema de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado además porque el medio para ajustar los caudales relativos se proporciona en una unidad de base con la fuente de gas de presión positiva y la fuente de gas de presión negativa.

15. El sistema de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado además porque el medio para ajustar los caudales relativos se proporciona parcialmente en un área de trabajo de la que se extraen los componentes transportados por el aire.

16. El sistema de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado además porque el medio para ajustar los caudales relativos comprende medios mecánicos.

17. El sistema de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado además porque el medio para ajustar los caudales relativos comprende medios eléctricos.

18. El sistema de acuerdo con la reivindicación 17, caracterizado además porque el medio para ajustar los caudales relativos permite el ajuste de una relación R entre la corriente de gas de presión positiva y la corriente de gas de presión negativa: R= caudal de la corriente de aire de presión positiva x velocidad de la corriente de aire de presión positiva caudal de la corriente de aire de presión negativa x velocidad de la corriente de aire de presión negativa entre 0.25 y 100.

19. El sistema de acuerdo con la reivindicación 18, caracterizado además porque el medio para ajusfar los caudales relativos permite el ajuste de una relación R entre 0.6 y 10.

20. El sistema de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado además porque el medio para ajustar los caudales relativos comprende una ventilación hacia la atmósfera.

21. Un sistema de extracción caracterizado porque comprende: un conducto de presión positiva configurado para transportar una corriente de gas de presión positiva hacia un área de trabajo; un conducto de presión negativa configurado para transportar una corriente de gas de presión negativa desde el área de trabajo; una campana acoplada para recibir la corriente de gas de presión positiva y para dirigir la corriente de gas de presión positiva hacia una región alrededor del área de trabajo y para extraer los componentes transportados por el aire, desde el área de trabajo hacia la corriente de gas a presión negativa; un ajuste para ajustar el caudal tanto de la corriente de gas de presión positiva o de la corriente de gas de presión negativa.