[发明专利]微粒收集设备及有关方法

说明书

本发明涉及一种从气流中收集微粒的设备。特别是，本发明涉及从气流中连续不断地收集并清除微粒的设备及其方法。该设备可最好用作微粒合成设备。

许多领域的发展创造了对许多种新物质的需求。特别是，许多化学粉末可用于许多不同的处理过程中。这种对化学粉末的需求导致了产生这些粉末的复杂技术的发展，其中一些技术包括导致在气流中形成粉末的流动化学反应。为了在商业上以实际规模利用这些微粒产生过程，这些过程必须能够在合理的一段时间内高效地产生大量的微粒。这些大量微粒必须从产生它们的气流中被使用。

一种从气流中清除微粒的方法已经被开发出来，以清除垃圾和其它污物，用于空气净化。一般来讲，空气净化的微粒标准是很低的。从肮脏的空气中清除的物质都是要处理的废物。这些系统都是设计来进行连续不断的操作持续相当的时间。

在一个方面，本发明的特征是微粒产生系统，包括一个微粒合成设备和一个微粒收集设备。该微粒合成设备包括一个与周围大气相隔离的反应室。该反应室有一个给反应室提供反应物的反应剂入口和一个从反应室排出所产生的微粒的产品出口。微粒收集设备包括一室、一过滤器和一微粒清除系统。该室有一个入口、一个气体出口、一个微粒排出管和一个限定的气流区。该气流区将气体的出口与入口和微粒排出管隔离开来。过滤器与限定气流区在室内相连，这样过滤器就阻断了从入口到气体出口的气流路径，从过滤器除去的微粒就流向了微粒排出管。微粒清除系统对过滤器施加作用力，以便从过滤器中清除微粒。该微粒合成设备的出口与微粒收集设备的入口保持流体联系。

在另一个方面，本发明的特征是微粒收集设备包括一室、一过滤器和一微粒清除系统。该室有一入口、一个气体出口、一个微粒排出管和一个限定的气流区。该气流区将气体的出口与入口和微粒排出管隔离开来。该室在低于约700托的大气压下操作。过滤器与限定气流区在室内相连，这样过滤器内的物质就阻断了从入口到气体出口的气流路径，从过滤器除去的微粒就流向了微粒排出管。微粒清除系统向过滤器施加作用力，以便从过滤器除去微粒。

在第三个方面，本发明的特征是使用收集室从气流中收集微粒的方法。该收集室包括一室、一室内过滤器和反向压力系统。该反向压力系统对过滤器施加气体脉冲，以从过滤器中除去微粒。该方法包括：

在室内产生一个低于约700托的压力；

使含有微粒的气流流向该室，以便室内压力维持在低于约700托的水平；以及

收集从气流中清除的微粒。

图1是一个与激光高温分解设备相连的微粒收集设备的实施例的正视图，这里为了显示隐藏结构，部分结构没有画出。一个可选的第二激光高温分解设备和收集室的第二位置以假想线示出。

图2是图1微粒收集设备的侧视图。小车的不同位置和收集室的第二位置以假想线示出。

图3是图2微粒收集设备中沿线3-3的剖视图。

图4是图2微粒收集设备中沿线4-4的剖视图。

图5是图1微粒收集设备的俯视图。

图6是图1微粒收集设备中过滤器的剖面侧视图，这里包含了褶状过滤材料的部分外部表面，以显示在过滤器露出的表面上褶状过滤材料，其中假想线还指示出了用来固定过滤器的螺栓的路径。

图7是与图1收集设备中微粒排出管相连的聚合物袋的示意侧视图，这里卡箍308已松开，显示一个袋颈有拉长部分的实施例，该部分被折叠起来用以连接。

图8是收集设备的微粒排出管的一个可选择的实施例的示意侧视图，该排出管供给传送设备。部分结构没有画出，是为了示出一部分传送器。

图9是一个激光高温分解设备的透视图，它可与图1所示的微粒收集设备一起使用。

一个改进的微粒产生系统包括一个提供持续不断的、大容量操作的微粒收集设备。整个系统一般在微粒产生过程需要的减压下操作。微粒合成设备中的压力会小于微粒收集设备中的压力。微粒收集设备能够在持续不断的操作条件下从具有高微粒密度的气流中清除微粒。输入收集设备的气流可以具有按重量计算大于百分之一的微粒密度，最好是大于百分之五。这大大高于在引导空气净化系统的通风系统中将会遇到的固体微粒的密度。

一般来说，微粒产生设备的输出直接供给微粒收集设备的输入。持续不断的产生微粒是从微粒合成设备进行工业规模的收集微粒的一个重要特征。尤其是持续不断产生的纤微粒，其平均直径小于约1微米，可使用微粒收集设备来收集。