專利名稱：廢物渦流分離裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于分離飛行器廢物的系統(tǒng)，而且更具體地涉及一種渦流裝置，所述渦流裝置用于在吸力下下從來自飛行器的盥洗室或其它容器的廢物流中將固態(tài)及液態(tài)廢物去除同時收回基本不含水分的氣流。
背景技術：
在本領域中可獲得采用真空將液態(tài)及固態(tài)廢物物料從飛行器的盥洗室或其它容器運送至用于存儲的廢物箱。被運送的廢物物料包括固態(tài)生活垃圾、尿、水、任選的清潔和消毒化學品、空氣、盥洗室用紙、食物、以及經常意料不到的丟棄的物品，所有這些將被從飛行器的盥洗室或其它容器抽出至一個或多個廢物箱。當然，在飛行器的地面服務期間，廢物箱被清空。當飛行器處于地面或在低海拔時，將廢物物料運送至廢物箱的吸力通常由真空發(fā)生器提供。在更高海拔時，所述系統(tǒng)通常將通向外部低壓大氣，這在外部大氣和飛行器內部之間形成用于運送的壓差，以將廢物物料從飛行器的盥洗室或其它容器抽出至用于存儲的廢物箱。當廢物物料被運送至廢物箱時，隨同廢物物料被抽出的空氣必須釋放于大氣。出于衛(wèi)生和安全原因，這種空氣必須不含水分和顆粒固態(tài)物。對于衛(wèi)生問題，當飛行器在飛行中或者當它在地面上時，顯然不希望將顆粒人類廢物釋放到大氣。另外，如果顯著量的水從這種真空驅動飛行器廢物收集系統(tǒng)中泄露出飛行器，則存在著危險，它可結在飛行器機身上，以形成冰。常規(guī)飛行器廢物物料分離系統(tǒng)是大型的，且由此在飛行器中要求過多的空間，同時不必要地對飛行器重量做出貢獻，這降低了飛行器的燃料效率。此外，常規(guī)廢物物料分離系統(tǒng)要求頻繁維護，這經常是困難且耗時地來進行，因為不便于進出于分離器裝置。另外， 常規(guī)廢物物料分離系統(tǒng)通常具有兩個分離器，一個位于入口而另一個位于所述系統(tǒng)的出口。最后，盡管在最佳條件下將水分從廢物物料中去除經常是有效果的，然而可通過確保所述裝置始終如一地防止泄露水分來改進常規(guī)分離器裝置。由此，存在著對于采用單個分離器的改進的廢物物料分離系統(tǒng)的需要，所述單個分離器使得整個系統(tǒng)在不折衷其性能的情況下緊湊且重量輕。它也應在使最小化或防止水分泄露到輸出氣流中始終如一地有效。另外，在最小暴露于已收集的廢物下的情況下，所述裝置必須能夠容易且安全地更換。最后，所述裝置應還能夠容易地安裝在飛行器中可獲得的有限空間內。本發(fā)明滿足所有這些要求且又具有其它益處。

發(fā)明內容
本發(fā)明包括一種多渦流分離器，用于從包含液態(tài)及固態(tài)廢物的廢物流中收回基本不含水分的氣流。所述分離離器尤其非常適于用在飛行器中。本發(fā)明的所述分離器包括優(yōu)選形狀上為圓柱形的殼體，且所述分離器具有用于接收廢物流的廢物入口。通向所述廢物入口的入口管優(yōu)選將相對水平面傾斜，以給進入到所述分離器中的廢物流增加重力助力。 圓柱形殼體的頂部被封閉且具有排放端口，所述排放端口用于利用真空發(fā)生器產生的壓差或者在高海拔時由外大氣和所述飛行器的內部之間的壓差所提供的吸力從所述殼體收回基本不含水分的氣流。環(huán)形通道沿所述殼體的圓柱形壁的內表面定位。這個通道限定用于從廢物流中將液態(tài)及固態(tài)廢物分離的第一渦流路徑。所述環(huán)形通道與所述廢物入口連通。包括一對嵌套倒錐的過濾單元位于圓柱形殼體內。這些錐限定與所述排放端口連通的倒錐腔。形成在所述錐腔內的第二渦流流動路徑由此與所述第一渦流路徑隔離。在本發(fā)明的一個實施例中，所述過濾單元可構型為可更換的過濾單元芯部。由此，通過施加到所述排放端口的吸力，包含液態(tài)及固態(tài)廢物的廢物流通過所述廢物入口被抽出到所述殼體內。進入的廢物流遭遇沿所述殼體壁的內表面的所述環(huán)形通道、沿第一渦流流動路徑運動，在所述第一渦流流動路徑液態(tài)及固態(tài)廢物通過離心力從廢物流中分離。結果，較重的廢物物料向所述環(huán)形通道的外側運動并向下落下，以用于適當?shù)氖占?。在?yōu)選的實施例中，剩余的較輕的氣流進入到所述嵌套錐之間的所述倒錐腔中的與所述第一渦流路徑隔離的第二渦流路徑中。從運動經過所述錐腔的氣流中再次通過離心力除去額外的液態(tài)及固態(tài)廢物，以產生基本不含水分的氣流，所述基本不含水分的氣流通過排放端口從所述渦流分離器中排出。吸力源將是高海拔時艙對大氣的壓差或者低海拔時的真空發(fā)生器。最后，螺旋隔離器可設置在所述過濾單元的外側區(qū)域中，以有助于防止掉落到用于收集和后期處理的所述廢物箱中的廢物與行進進入到所述過濾單元中的較輕的基本不含廢物的氣流交叉污染。所述螺旋分離器包括中空中部元件，所述中空中部元件附接于所述過濾單元的外側且?guī)в型庋由熘了龇蛛x器的內表面的一對螺旋葉片以及位于所述葉片上且在所述中部元件的入口處的擋板，以俘獲并向下引導液態(tài)及固態(tài)廢物同時阻止它的向上運動。在優(yōu)選實施例中，徑向設置的葉片定位成與所述錐腔的入口相鄰。這些葉片相對它們的徑向軸線傾斜，以形成斜槽，所述斜槽用于在經過所述槽進入到所述錐腔中的氣流中引起并促進旋轉運動。所述內錐的內表面限定內錐室。在所述錐之間延伸的隔板形成所述錐腔的頂封閉部。最后，至少一個互聯(lián)端口位于這個頂封閉部中，以將所述錐腔和所述內錐室連通。由此， 運動通過所述分離器的氣流通過所述互聯(lián)端口從所述錐腔進入到所述內錐室中。所述內錐室可在其底部具有止回閥，所述止回閥適于當所述分離器未將廢物流抽出到圓柱形殼體中時打開。當這個發(fā)生時，已收集在所述內錐室中的液態(tài)及固態(tài)廢物將從所述室中掉落，以被恰當?shù)厥占?。此外，過濾介質可設置在所述室中，以凝聚剩余在經過所述室的氣流中的水分。最后，排放元件可大體居中于所述錐室。所述排放元件具有定位在所述室和所述錐的頂封閉部上方的環(huán)形架。它還具有中心管狀部，所述中心管狀部向下突出到所述室中， 以限定從所述室通向所述分離器的圓柱形殼體的頂部的排出管道。由此，從所述室中排出的氣流將在經由所述排放端口從所述殼體的頂部去除之前將通過所述管狀部。最后，除霧過濾器可橫跨所述管狀部的頂開口設置，以有助于去除任何剩余在所述排出氣流中的水分。


為了有助于理解本發(fā)明，現(xiàn)在將參照附圖針對本發(fā)明的示范性實施例來進行說明，在附圖中，相同的附圖標記給予參照附圖的相同特征，在附圖中圖1是裝配有根據(jù)本發(fā)明的渦流分離器的廢物箱的外部的立體圖；圖2是圖1的渦流分離器和廢物箱的部分剖開視圖；圖3是圖1的渦流分離器的放大圖；圖4是可在實施本發(fā)明時采用的可更換過濾單元芯部的剖視圖；圖5是圖4的過濾單元芯部的分解圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的渦流分離器和廢物箱的剖開的立體圖，具有就位的過濾單元芯部；圖7是根據(jù)本發(fā)明的渦流分離器和廢物箱的外側的側視圖，示出斜入口管；圖8是圖7的渦流分離器和廢物箱的剖視圖，包括螺旋隔離器。圖9是圖7的渦流分離器和廢物箱的仰視立體圖，示出包括其擋板的螺旋隔離器； 以及圖10是圖8和圖9的螺旋隔離器的立體圖。
具體實施例方式下面說明的本發(fā)明的實施例不意欲是徹底的或者將本發(fā)明局限于所公開的精確結構和操作。而是，下面詳細說明的實施例已選擇并說明成解釋本發(fā)明的原理及其應用、操作和使用，以最好地能使本領域普通技術容易遵照它的教導?，F(xiàn)在轉向圖1，示出具有根據(jù)本發(fā)明的渦流廢物分離器12的廢物箱10的外部。 渦流分離器12包括殼體14，優(yōu)選如所示的圓柱形；以及排放罩16，帶有在所述殼體頂上的排放管18。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所示排放罩可拆卸地夾緊于圓柱形殼體的頂部，以允許在需要時出入于所述分離器的內部，并允許拆卸并更換過濾單元芯部。排放管18 將如示意所示地連接于吸力源，以通過渦流分離器將廢物從飛行器的盥洗室或其它容器收回，所述吸力源包括低海拔時的真空發(fā)生器22或高海拔時的外部大氣24。利用海拔敏感旁路止回閥20來實現(xiàn)所述切換。渦流分離器12具有入口管沈，入口管沈在飛行器起到將來自飛行器的盥洗室或其它容器的廢物流運送至所述分離器的作用。所述入口管由此例如接收當飛行器的盥洗室被沖刷時來自飛行器的盥洗室的廢物流，所述廢物流包括空氣、廢水、廢棄固態(tài)物和其它物料。由箭頭WSl示意表示的這種流通過在排放管18處施加的吸力被抽出到渦流分離器12 中，所述吸力由高的高度下的壓差或者由低海拔下通過操作真空發(fā)生器來提供。在低于約 16，000英尺的海拔時，所述真空發(fā)生器優(yōu)選將產生約3-9英寸Hg的真空。當飛行器上升通過約16，000英尺時，所述系統(tǒng)將通過操作止回閥20而從所述真空發(fā)生器切換至艙對大氣壓差，以將廢物流抽出到所述分離器中。當飛行器下降通過約16，000英尺時，所述系統(tǒng)經切換返回至所述真空發(fā)生器。最后，廢物箱10在其底部包括排泄管觀，排泄管觀將連接于在飛行器外部上的廢物排出端口(未示出)，收集在箱10中的廢物將在飛行器的維修期間通過所述廢物排出端口被排泄。如可在圖2的示出渦流分離器12內部結構的剖開圖看到的，所述渦流分離器包括與入口管沈連通的最佳環(huán)形通道30，最佳環(huán)形通道30形成到圓柱形殼體14的環(huán)形壁32 的內表面31中。應注意的是，壁32的下部33延伸到廢物箱10中，同時環(huán)繞所述壁的外表面37的外部環(huán)形唇35擱置在所述箱的對應唇四上，從而兩者可拆卸地被夾緊在一起(圖 1)。由此，在排放管18處施加的真空被橫跨所述渦流分離器傳送，以在高速下將流 WSl抽出到入口管沈中。這個高速流通過入口管沈導入到環(huán)形通道30中，環(huán)形通道30限定第一渦流流動路徑VI。當流WSl沿流動路徑Vl運動時，當較重的固態(tài)物和液體物的大部分移動至流WSl的外側并從流WSl中掉落到廢物箱10的底部時，較輕的氣流WS2遷移至所述分離器的圓柱形殼體的中心。在本發(fā)明的一個實施例中，氣流WS2可通過排放管18從所述分離器被收回。然而，優(yōu)選地，過濾單元27設置成具有在外倒錐38和內嵌套的內倒錐36之間的倒截錐腔擬。由此，外倒錐38的內表面37和內倒錐36的外表面39限定在殼體14內大體居中的倒錐腔34。嵌套的錐36和38安裝在排放罩16下方且由所述錐腔的入口處的支撐結構40互連，支撐結構40具有從轂盤43徑向向外延伸的葉片41。所述葉片相對它們的徑向軸線傾斜，以形成斜槽，所述斜槽用于在通過所述槽的氣流中引起旋轉運動而進入到第二渦流路徑內到達錐腔34。支撐結構40保持所述錐之間的間隔，同時不妨礙物料從所述葉片之間的空間中的所述錐腔中通過。漏斗47位于所述嵌套錐下方。所述漏斗的外表面51 有助于將較輕的氣流WS2轉向到倒錐腔34中。所述嵌套截錐還沿它們的底邊緣限定環(huán)形開口 45(圖幻，氣流WS2被抽出到環(huán)形開口 45中，且較重的物料將從錐腔34經過葉片41而從環(huán)形開口 45掉落，如下面將更詳細解釋的。最后，所述嵌套錐的頂邊緣一般由環(huán)形頂封閉部(annular top closure) 44封閉， 環(huán)形頂封閉部44具有一個或多個端口或斗狀部(scoop) 46，通過所述一個或多個端口或斗狀部46從所述錐腔運送氣流。第二和第三類似斗狀部處于120°分隔，但是在圖2的視圖中被遮擋通過在排放管18處施加的吸力，氣流WS2由此被向上抽出穿過錐腔34。由于所述錐的嵌套，這個流可僅在所述錐的壁之間行進。由于所述可選的扇狀支柱結構、腔34的錐形形狀、以及高速圓形運動流WS2的結果，這個流將沿第二渦流流動路徑V2運動穿過腔34， 如可從圖2中看到的，第二渦流流動路徑V2與渦流流動路徑Vl隔離。渦流流動路徑V2再次產生引起剩余的較重的物料(顆粒廢物和液體物)向外運動的離心力，其中它將落下穿過錐腔34和所述嵌套錐的底部處的環(huán)形開口 45而進入到箱10中。同時，剩余的較輕的氣流WS3將向上通過頂封閉部44中的端口 46，以被向下抽出到由錐36的內表面48限定的內倒截錐室50中。廢物止回閥60處于室50的底部M處。這個止回閥包括倒傘形橡膠薄膜52，倒傘形橡膠薄膜52通過中心向上突出鎖定元件58支撐在支柱結構56下方，中心向上突出鎖定元件58安裝在所述支柱結構的中心處的孔中。所述止回閥允許固態(tài)物和液態(tài)物從截錐室50掉落到漏斗47中并從底部漏斗開口 49掉落到廢物箱10中，但是不允許來自所述止回閥下方的已污染的空氣進入到所述室中，如下面解釋的。如圖3中示意示出的，室50還包含第一過濾材料62，第一過濾材料62有助于當所述流運動穿過截錐室50時凝聚剩余的水分，以使另一部分的廢物流WS3在離開室50時留有最小量的水分。流WS3接下來進入到排放元件63，排放元件63具有擱置在錐36頂部處的環(huán)形架 64和在室50上方居中的管狀部66，同時管狀部66部分延伸到所述室中、且環(huán)形凸緣橫跨所述嵌套錐的頂部支撐所述排放元件。架64擱置在所述渦流分離器的排放罩16下方。優(yōu)選地，除霧過濾材料72設置為橫跨管狀部66的頂開口 72，以捕獲水分并有助于對運動通過網孔(mesh)、穿過罩16并從排放管18出來所夾帶的水分進行除霧(demist)。過濾材料62 和72 二者優(yōu)選為金屬、尼龍或丙烯的致密針織網樣式。由此，過濾材料72定位成將大部分 (如果不是全部的話)剩余在流WS3中的水分去除，從而運動通過排放管18到達外部大氣的氣流將不含水分。當飛行器的盥洗室啟動沖刷循環(huán)時，所述裝置將進行操作。當這個發(fā)生時，廢物流 WSl將被從所述盥洗室抽出穿過入口管沈進入到環(huán)形通道30和第一渦流流動路徑Vl中， 在環(huán)形通道30和第一渦流流動路徑中所獲得的離心力導致廢物混合物中的較重的組分運功至外側并掉落入到廢物箱10中，如前面討論的。同時，包括流WS2的剩余快速運動的渦流穿過葉片41之間的所述斜槽進入倒截錐腔34中且剩余的固態(tài)物和水進一步被第二渦流流動路徑V2中產生的離心力分離，這導致額外的固態(tài)物和水掉落到廢物箱10中，這使剩余的廢物流WS3成為基本無固態(tài)物且?guī)в酗@著減少的液態(tài)物水平的氣流。WS3隨后被從所述分離器圓柱形殼體的中心抽出到錐腔34 中、穿過端口 46、沿封閉部44的環(huán)形通道55并進入到所述倒錐室中，在所述倒錐室它向上通過第一過濾材料62，第一過濾材料62有助于凝聚在流WS3中剩余的夾帶的液態(tài)物，從而液態(tài)物積聚并掉落到所述倒錐室的底部。結果，當在所述系統(tǒng)中的真空不再施加時，止回閥 60將在室50的底部處的已積聚的物料的重量作用下打開，從而這個廢物物料可運動通過所述止回閥進入到漏斗47中，這個廢物物料從漏斗47將掉落穿過底部漏斗開口 49到達箱 10的底部，與早先已分離的廢物匯合。應注意的是，渦流Vl和V2不相交。這是本發(fā)明的重要特征，因為使運動通過所述渦流的高速廢物流相交的摻混會導致顯著形成額外的顆粒狀水分和固態(tài)物，這降低了所述分離器的有效性。剩余的流WS3從排放元件63的排放室管狀部66通過除霧過濾器72，在此它通過排放罩16進入到排放管18中、到達或者真空發(fā)生器或者如果飛行器在高海拔下操作時的大氣。通常，從施加真空到完成分離過程的上述過程將占用約1-4秒。在本發(fā)明的一個替代實施例中，過濾單元27可為示出在圖4和圖5中的可拆卸的過濾單元芯部150形式。這個芯部設計成通過拆下罩16 (圖6)而可被訪問。由此，周期性地且同時將所述罩拆下，所述芯部可從分離器12 (其中在它擱置在所述分離器的頂部處的唇152上)脫出并用新的過濾單元芯部來更換。芯部150由此包括嵌套在外倒錐38A內的內倒錐36A，同時所述外倒錐的內表面和所述內倒錐的外表面限定倒錐腔34A。優(yōu)選地，由除霧過濾材料制成的錐過濾器IM擱置在錐36A內。環(huán)形架156處于錐36A的頂部。在所述架下方通過環(huán)繞所述錐徑向向外漸擴的圓形斗狀部160設置一系列端口 158。在這個實施例中，兩個這樣的斗狀部是可見的，但是存在著三個均勻分隔開120°的斗狀部。所述斗狀部底邊緣向外突出，以形成底架162。頂架 164大體垂直于所述錐的縱向軸線并限定所述外錐的頂部以及所述斗狀部的頂表面。外錐 38A在其底部入口處還具有支柱支撐結構56A。廢物止回閥60處于所述外錐的支柱支撐結構56A下方。如前述實施例一樣，這個止回閥包括由中心向上突出鎖定元件58支撐在支柱結構56A下方的倒傘形橡膠薄膜，中心向上突出鎖定元件58安裝在所述支柱支撐結構的中心處。芯部150還包括頂元件168，頂元件168具有頂凸緣170，頂凸緣170擱置在所述過濾芯部的架156上。頂元件168包括向下指向的管狀部172，管狀部172有助于將所述頂元件定位并將管狀過濾元件176(下面說明的)就位于完全組裝的芯部中。所述頂元件還包括向下指向的環(huán)形凹陷部174，環(huán)形凹陷部174直徑大體對應于錐36的內徑，以有助于將所述頂元件保持在內錐36A內。由除霧過濾材料制成的第一管狀過濾元件176壓配到頂元件168的管狀部172中。頂元件168還包括由圓形豎直壁184形成的向上延伸環(huán)形腔180。三個圓形除霧過濾器186、188和190定位在腔180內。當然，可采用任何所需數(shù)量的這種除霧過濾器。所述圓形除霧過濾器通過塑料環(huán)182鎖定就位，塑料環(huán)182可被膠粘或熱熔成靠在壁184上。下面轉向圖6，本發(fā)明所述的渦流分離器示出為帶有就位在外錐38A中的芯部 150，外錐38A支撐漏斗47，如圖1-3的實施例一樣。該圖還示出了便于拆下罩16用于更換所述芯部的夾具192和當所述罩被鎖定就位時保持所述罩和所述渦流分離器的頂部之間密封的0形環(huán)194。圖7示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中入口管^A相對水平面成角度“A”。角度 “A”應至少約10°且可更大，只要可獲得充分的清除。使所述入口管成角度給運動進入到所述渦流分離器中的廢物附加了重力助力，以將廢物運送到所述渦流分離器的向下螺旋的氣流中。優(yōu)選地，所述渦流分離器還包括螺旋隔離器120，螺旋隔離器120在圖10中示出為單獨直立(且出于示出目的為倒立)，且在圖8和圖9的正視圖和仰視圖中示出為就位在所述渦流分離器中。螺旋隔離器120由此包括中心大體圓柱形元件122，中心大體圓柱形元件 122結合于外錐38A的外表面110。所述螺旋隔離器包括第一螺旋葉片126，從圓柱形元件122的外表面1 突出遠離至所述分離器的內表面31 ；以及在該葉片的下末端132處大體向下指向的第一側擋板 130(出于示出目的，在圖10中向上突出)。擋板130優(yōu)選相對由所述螺旋隔離器的中心軸線限定的豎直線傾斜。例如，該葉片可相對所述中心軸線以約10°傾斜。所述螺旋隔離器還包括第二螺旋葉片134，第二螺旋葉片134也從外表面128突出遠離至所述分離器的內表面31。螺旋葉片134在該葉片的下末端138處具有大體向下指向的第二側擋板136。在圓柱形元件122的相對側上所述葉片的在直徑上相對的相對邊緣140和142開放成不阻礙進入的物料或氣流。此外，優(yōu)選地，葉片1 和134 —起圍繞圓柱形元件122延伸360°。擋板130的底邊緣147優(yōu)選將與排出端口 148的底邊緣149間隔開，以確保在所述螺旋隔離器的底部處的氣流動間隙。所述間距應至少約半英寸。最后，底擋板144處于所述螺旋分離器的中部元件122的排出端口 146處。這個擋板相對所述中部元件的縱向軸線以至少10°傾斜，以有助于阻止廢物進入到所述出口端口的出口 148。如果廢物的確在沖刷操作期間進入該端口，廢物將因這個結構能在沖刷之間被排泄出。螺旋隔離器120有助于確保廢物流WS2和渦流流動路徑V2中的廢物繼續(xù)其向下螺旋運動，同時不被夾帶到進入到所述嵌套錐之間的錐腔42內的氣流中，由此消除或最小化廢物積聚在錐表面37和39上。由此，優(yōu)選地，隔離器葉片1 的頂表面151將定位在剛好處于進入通過的入口管沈的位置下方，該位置在圖8中標為“153”。側擋板130和136 繼而允許廢物離開螺旋件。底擋板136限制箱空氣泄露出所述系統(tǒng)的區(qū)域。所述螺旋件和側擋板及底擋板由此將空氣廢氣與所述箱和正掉落到所述箱中的廢物隔離。本發(fā)明的目的是抽出含有液態(tài)及固態(tài)廢物的廢物流、從所述氣流中去除所述液態(tài)及固態(tài)廢物、以及產生不含液態(tài)物的排放氣流。本發(fā)明的這個結構以有效率的可靠的且有效果的方式來實現(xiàn)這個目的。在本文中引用的包括出版物、專利申請和專利的所有參考文獻通過參考到似乎各參考文獻被單獨且具體地表示成通過參考合并且在本文中以其整體闡述的同樣的程度而由此合并。在說明本發(fā)明的上下文中，術語“一”、“一個”和“所述”的采用以及類似所涉及的對象(尤其是在下面權利要求的上下文中)將被解釋為覆罩單數(shù)或復數(shù)，除非在本文中另有說明或通過上下文明顯不同的說明。在本文中引用的數(shù)值范圍僅意欲用作速記方法，單獨指的是各單個值落入到該范圍，除非在本文中另有說明，且各單個值在說明書中結合成似乎它被在本文中單獨列舉一樣。本文中所述的所有方法可以以任意合適的順序來執(zhí)行， 除非本文另有說明或通過上下文明顯不同的說明。采用任何和所有實例或在本文中提供的示范性語言(例如，“諸如”)僅意欲更好地闡明本發(fā)明且不對本發(fā)明的范圍施加限制，除非另有主張。在本說明書中沒有任何語言應解釋為表示任何未主張的元件是實施本發(fā)明所必要的。在本文中說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，包括發(fā)明人已知的用于實現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式。應理解，所示出的實施例僅為示范性的，且不應認為限制本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種渦流分離器，其用于在吸力下下從廢物流中將固態(tài)及液態(tài)廢物去除同時收回基本不含水分的氣流，所述渦流分離器包括殼體，其具有帶內表面的外壁、用于接收廢物流的廢物入口、以及具有排放端口的封閉頂部，所述排放端口用于從所述殼體收回基本不含水分的氣流；以及環(huán)形通道，其沿所述壁的所述內表面限定用于將固態(tài)及液態(tài)廢物從廢物流中分離的第一渦流流動路徑，所述環(huán)形通道與所述入口連通。
2.根據(jù)權利要求1所述的渦流分離器，其包括過濾單元，所述過濾單元包含位于圓柱形殼體內的內嵌套錐和外嵌套錐，內嵌套錐和外嵌套錐限定所述錐之間的倒錐腔，所述錐腔與所述排放端口連通并形成與所述第一渦流流動路徑隔離的第二渦流流動路徑，所述第二渦流流動路徑用于在廢物流從所述排放端口被收回之前將額外的固態(tài)及液態(tài)廢物從廢物流中分離。
3.一種多渦流分離器，其用于在吸力下下從廢物流中將固態(tài)及液態(tài)廢物去除同時收回基本不含水分的氣流，所述多渦流分離器包括殼體，其具有帶內表面的外壁、用于接收廢物流的廢物入口、以及具有排放端口的封閉頂部，所述排放端口用于從所述殼體收回基本不含水分的氣流；環(huán)形通道，其沿所述壁的所述內表面限定用于將固態(tài)及液態(tài)廢物從廢物流中分離的第一渦流流動路徑，所述環(huán)形通道與所述入口連通；以及過濾單元，所述過濾單元包含位于圓柱形殼體內的內嵌套錐和外嵌套錐，內嵌套錐和外嵌套錐限定所述錐之間的倒錐腔，所述錐腔與所述排放端口連通并形成與所述第一渦流流動路徑隔離的第二渦流流動路徑，所述第二渦流流動路徑用于在廢物流從所述排放端口被收回之前將額外的固態(tài)及液態(tài)廢物從廢物流中分離。
4.根據(jù)權利要求3所述的多渦流分離器，其包括排放罩，其可拆卸地夾緊在所述殼體的頂上，其中所述排放端口處于所述罩中。
5.根據(jù)權利要求3所述的多渦流分離器，其中，所述嵌套錐安裝成緊密地位于所述排放罩下方。
6.根據(jù)權利要求3所述的多渦流分離器，其中，吸力源連接于用于從所述殼體收回基本不含水分的氣流的所述排放端口 ；并且包含液態(tài)及固態(tài)廢物的廢物流連接于所述入口。
7.根據(jù)權利要求6所述的多渦流分離器，其中，所述多渦流分離器設置在飛行器中；并且所述吸力源或者為真空發(fā)生器或者為所述飛行器的內部與外部大氣之間的壓差。
8.根據(jù)權利要求7所述的多渦流分離器，其包括管路，其用于將廢物流從飛行器的盥洗室運送至所述分離器。
9.根據(jù)權利要求3所述的多渦流分離器，其中，所述渦流分離器安裝于廢物箱，所述廢物箱具有用于將收集在所述箱中的廢物清除的排空裝置。
10.根據(jù)權利要求9所述的多渦流分離器，其中，所述渦流分離器包括延伸到所述廢物箱中的下部，所述下部具有外部環(huán)形唇而所述箱具有相應的外部環(huán)形唇；并且這兩個環(huán)形唇可拆卸地夾緊在一起。
11.根據(jù)權利要求3所述的多渦流分離器，其中，徑向設置的葉片定位成與所述錐腔的入口相鄰，所述葉片相對它們的徑向軸線傾斜，以形成斜槽，所述斜槽用于在通過所述槽進入到所述錐腔的氣流中引起旋轉運動。
12.根據(jù)權利要求3所述的多渦流分離器，其包括隔板，其在所述錐之間延伸，形成環(huán)形開口的頂封閉部，內倒錐室由所述內錐的內表面限定，所述頂封閉部具有將所述倒錐腔和所述倒錐室之間連通的端口。
13.根據(jù)權利要求12所述的多渦流分離器，其中，所述端口為進氣口。
14.根據(jù)權利要求12所述的多渦流分離器，其包括止回閥，其處于所述倒錐室的底部，適于當所述多渦流分離器未處于壓差的條件下時打開。
15.根據(jù)權利要求12所述的多渦流分離器，其包括過濾介質，設置在所述室內，以凝聚通過所述室的氣流中的水分。
16.根據(jù)權利要求3所述的多渦流分離器，其包括排放元件，其大體居中于所述錐室內，具有定位在所述室上方的環(huán)形架和突出到所述室內的管狀部。
17.根據(jù)權利要求16所述的多渦流分離器，其包括除霧過濾器，其橫跨所述管狀部的頂開口設置。
18.根據(jù)權利要求3所述的多渦流分離器，其包括漏斗，其定位在所述嵌套錐下方，具有比所述外錐的最小半徑小的最大半徑，以用于將氣流轉向到所述錐腔中。
19.一種多渦流分離器，其用于在吸力下下從來自飛行器的盥洗室或其它容器的廢物流中將固態(tài)及液態(tài)廢物去除同時收回基本不含水分的氣流，包括殼體，其具有帶內表面的外壁、用于接收廢物流的廢物入口、以及具有排放端口的封閉頂部，所述排放端口用于從所述殼體收回基本不含水分的氣流；環(huán)形通道，其沿所述壁的所述內表面限定用于將固態(tài)及液態(tài)廢物從廢物流中分離的第一渦流流動路徑，所述環(huán)形通道與所述入口連通；內嵌套錐和外嵌套錐，其位于圓柱形殼體內，限定所述錐之間的倒錐腔，所述錐腔與所述排放端口連通并形成與所述第一渦流流動路徑隔離的第二渦流流動路徑，所述第二渦流流動路徑用于在廢物流進入所述排放端口之前將額外的固態(tài)及液態(tài)廢物從廢物流中分 1 ；在所述殼體的頂上的排放罩以及處于所述罩中的排放端口 ；以及吸力源，其連接于用于從所述殼體收回基本不含水分的氣流的所述排放端口 ；并且包含液態(tài)及固態(tài)廢物的廢物流連接于所述入口。
20.根據(jù)權利要求19所述的多渦流分離器，其中，徑向設置的葉片定位成與所述錐腔的入口相鄰，所述葉片相對它們的徑向軸線傾斜，以形成斜槽，所述斜槽用于在通過所述槽進入到所述錐腔的氣流中引起旋轉運動。
21.根據(jù)權利要求19所述的多渦流分離器，其包括隔板，其在所述錐之間延伸，形成環(huán)形開口的頂封閉部，內倒錐室由所述內錐的內表面限定，所述頂封閉部具有將所述倒錐腔和所述倒錐室之間連通的端口。
22.根據(jù)權利要求21所述的多渦流分離器，其包括止回閥，其處于所述倒錐室的底部，適于當所述多渦流分離器未處于壓差的條件下時打開。
23.根據(jù)權利要求21所述的多渦流分離器，其包括過濾介質，其設置在所述室內，以凝聚通過所述室的氣流中的水分。
24.根據(jù)權利要求19所述的多渦流分離器，其包括排放元件，其大體居中于所述錐室內，具有定位在所述室上方的環(huán)形架和突出到所述室開口內的管狀部，在所述排放端口下方橫跨所述管狀部的頂開口設置有除霧過濾器。
25.根據(jù)權利要求19所述的多渦流分離器，其包括漏斗，其定位在所述嵌套錐下方， 具有比所述外錐的最小半徑小的最大半徑，用于將氣流轉向到所述錐腔中。
26.根據(jù)權利要求19所述的多渦流分離器，其中，所述渦流分離器安裝于廢物箱，所述廢物箱具有用于將收集在所述箱中的廢物清除的排空裝置，而且沒有其它用于在吸力下下從廢物流中將固態(tài)及液態(tài)廢物去除同時收回基本不含水分的氣流的分離器與所述箱相聯(lián)系。
27.一種用于從包含液態(tài)及固態(tài)廢物的廢物流中收回基本不含水分的氣流的方法，其包括將包含液態(tài)及固態(tài)廢物的廢物流抽出到在圓柱形殼體中限定第一渦流流動路徑的環(huán)形通道中，從而較重的固態(tài)物和液態(tài)物向所述殼體的外側移動并向下落下，同時含有剩余水分顆粒的較輕的氣流遷移至所述殼體的中心；以及將所述剩余的較輕的氣流抽出到倒錐腔中與所述第一渦流流動路徑隔離的第二渦流流動路徑內，以產生離心力，所述離心力使剩余的較重的物料掉落穿過所述錐腔并使所述剩余的較輕的氣流從所述錐腔中被抽出。
28.根據(jù)權利要求27所述的方法，其中，所述剩余的較輕的氣流在進入所述倒錐腔時被抽出通過徑向設置的傾斜葉片。
29.根據(jù)權利要求1所述的多渦流分離器，其包括管路，其用于將廢物流從飛行器的盥洗室運送至所述分離器，所述管路相對水平面傾斜，以給進入到所述分離器中的廢物流增加重力助力。
30.根據(jù)權利要求3所述的多渦流分離器，其包括可更換過濾芯部，其可拆卸地定位在所述外錐內。
31.根據(jù)權利要求30所述的多渦流分離器，其中，所述過濾芯部包括所述內錐和設置在所述內錐內的過濾介質。
32.根據(jù)權利要求3所述的多渦流分離器，其包括螺旋隔離器，其具有螺旋葉片，所述螺旋葉片從所述過濾單元延伸離開至所述殼體的內表面。
33.根據(jù)權利要求32所述的多渦流分離器，其包括一個或多個擋板，其位于所述葉片上，以俘獲并向下引導液態(tài)及固態(tài)廢物，同時阻止它的向上運動。
34.根據(jù)權利要求32所述的多渦流分離器，其中，所述螺旋分離器具有用于附接于所述外錐的中空中部元件。
35.根據(jù)權利要求34所述的多渦流分離器，其中，擋板處于所述中空中部元件的入口處。
36.根據(jù)權利要求32所述的多渦流分離器，其中，所述螺旋葉片包括第一螺旋葉片， 其從圓柱形元件的外表面突出離開至所述分離器的內表面；以及在所述第一葉片的下末端處大體向下指向的第一側擋板。
37.根據(jù)權利要求32所述的多渦流分離器，其中，所述螺旋葉片包括第二螺旋葉片， 其從圓柱形元件的外表面突出離開至所述分離器的內表面；以及在該葉片的下末端處大體向下指向的第二側擋板。
38.根據(jù)權利要求32所述的多渦流分離器，其中，所述葉片一起圍繞所述圓柱形元件延伸360°。
39.一種多渦流分離器，其用于在吸力下下從廢物流中將固態(tài)及液態(tài)廢物去除同時收回基本不含水分的氣流，所述多渦流分離器包括殼體，其具有帶內表面的外壁、用于接收廢物流的廢物入口、以及具有排放端口的封閉頂部，所述排放端口用于從所述殼體收回基本不含水分的氣流；環(huán)形通道，其沿所述壁的所述內表面限定用于將固態(tài)及液態(tài)廢物從廢物流中分離的第一渦流流動路徑，所述環(huán)形通道與所述入口連通；過濾單元，其包含位于圓柱形殼體內的內嵌套錐和外嵌套錐，內嵌套錐和外嵌套錐限定所述錐之間的倒錐腔，所述錐腔與所述排放端口連通并形成與所述第一渦流流動路徑隔離的第二渦流流動路徑，所述第二渦流流動路徑用于在廢物流從所述排放端口被收回之前將額外的固態(tài)及液態(tài)廢物從廢物流中分離；以及螺旋隔離器，其具有螺旋葉片，所述螺旋葉片從所述過濾單元延伸離開至所述殼體的內表面。
40.根據(jù)權利要求39所述的多渦流分離器，其中，所述螺旋葉片包括第一螺旋葉片， 從圓柱形元件的外表面突出離開至所述分離器的內表面；以及在所述第一葉片的下末端處大體向下指向的第一側擋板。
41.根據(jù)權利要求39所述的多渦流分離器，其中，所述螺旋葉片包括第二螺旋葉片， 從圓柱形元件的外表面突出離開至所述分離器的內表面；以及在第二螺旋葉片的下末端處大體向下指向的第二側擋板。
全文摘要
一種渦流分離器，其用于從廢物流抽出基本不含水分的氣流，所述渦流分離器具有環(huán)形通道，其限定用于從這個廢物流中分離液態(tài)及固態(tài)廢物的第一渦流流動路徑；以及優(yōu)選的過濾單元，其具有位于嵌套倒錐之間的倒錐腔，所述倒錐腔限定與所述第一渦流流動路徑隔離的第二渦流流動路徑，所述第二渦流流動路徑用于在廢物流排出渦流分離器之前將額外的固態(tài)及液態(tài)廢物從廢物流中分離。在優(yōu)選實施例中，所述分離器包括可拆卸過濾單元芯部，其定位在所述外錐內；以及螺旋隔離器；從而分別使得所述分離器更便利地且更有效率地使用。
文檔編號B01D17/00GK102170947SQ200980138862
公開日2011年8月31日 申請日期2009年10月2日 優(yōu)先權日2008年10月3日
發(fā)明者C·哈德威克, D·沃恩, M·A·龐德里克, M·芬克, T·黃 申請人:B/E航空公司