專(zhuān)利名稱(chēng)：氣旋分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣旋分離裝置。本發(fā)明尤其涉及但并非唯一地涉及適于在真空吸塵器中使用的氣旋分離裝置。
背景技術(shù)：
舉例來(lái)說(shuō)，由EP 0 042 723和US 5,160,356可以了解這種氣旋分離裝置。這兩個(gè)例子都公開(kāi)了利用回流旋流器進(jìn)行操作來(lái)實(shí)現(xiàn)顆粒分離的真空吸塵器。這類(lèi)裝置通常設(shè)有一具有切向入口的旋流器主體。載塵流體進(jìn)入該入口并沿著繞旋流器主體內(nèi)部的螺旋形路徑而行。離心力作用于吸入的塵土上以從流體流中分離塵土。分離的塵土收集在旋流器主體的底部，以便隨后將其從裝置中清除。清潔之后的流體則改變方向并且流回旋流器主體，以便通過(guò)一中心設(shè)置的出口離開(kāi)旋流器主體，所述出口與入口設(shè)置于旋流器主體的同一端。軸流式氣旋分離器可用來(lái)代替回流式氣旋分離器，在回流式氣旋分離器中，清潔之后的流體與分離的灰塵在旋流器主體的同一端離開(kāi)旋流器主體。
在氣旋分離裝置內(nèi)具有多個(gè)平行運(yùn)行的旋流器是一個(gè)公知的優(yōu)點(diǎn)。每一個(gè)單獨(dú)的旋流器比在等效的單級(jí)旋風(fēng)器裝置中用的小。每個(gè)單獨(dú)旋流器相對(duì)較小的尺寸，具有使得作用在顆粒上的離心力增大的效果，所述顆粒是由穿過(guò)旋流器主體的氣流中所吸入的。離心力變大使得裝置的分離效率提高。
旋流器可能很容易被堵塞。特別是，小型旋流器更容易被堵塞，這是由于供灰塵通過(guò)的面積較小所致。這種堵塞可能使得流量減小，從而使分離效率全面降低。大量的堵塞可能會(huì)完全阻止流體通過(guò)旋流器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種氣旋分離裝置，在該裝置中，旋流器的堵塞風(fēng)險(xiǎn)得以降低。
本發(fā)明提供了氣旋分離裝置，該裝置包括至少一個(gè)旋流器，所述旋流器具有一第一端和一第二端，一入口設(shè)置于所述第一端處，用于將流體流引入所述旋流器內(nèi)，一錐形開(kāi)口設(shè)置于所述第二端處，所述旋流器還包括一縱軸，其中，所述錐形開(kāi)口的至少一部分位于一與所述縱軸成一斜角的平面內(nèi)。錐形開(kāi)口的構(gòu)造為塵土的通過(guò)提供了更大的面積，從而有助于防止旋流器內(nèi)發(fā)生堵塞。
優(yōu)選地，所述平面與所述縱軸所成的斜角在40～80度之間。更為優(yōu)選地，所述平面與所述縱軸所成的斜角基本為60度。實(shí)踐證明，在這種角度下很少會(huì)發(fā)生錐形堵塞，并且未增加分離后的塵土再次被攜帶的風(fēng)險(xiǎn)。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，旋流器伸入收集器中。這樣能夠容納任何從流體分離出來(lái)的塵土，并且因此而阻止其進(jìn)入周?chē)沫h(huán)境中去。所容納的塵土之后能夠以一種安全和衛(wèi)生的方式從收集器倒空。優(yōu)選地，所述收集器具有一橫斷面基本為圓形的部分，所述部分的直徑至少為所述錐形開(kāi)口直徑的三倍。更為優(yōu)選地，所述部分位于一與所述錐形開(kāi)口相交的平面內(nèi)。在這種構(gòu)造中，分離性能可得到優(yōu)化，并且灰塵收集效率更高。
本發(fā)明尤其適于與多個(gè)旋流器一起使用。通過(guò)多個(gè)平行布置的旋流器傳送載塵流體使得裝置的分離效率得到提高。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)之一在于，所有的旋流器都與一單個(gè)收集器連通，從而確保所有從流體分離出的塵土可得到方便而高校的處理。
在這種情況下，作為優(yōu)選實(shí)施方案，錐形開(kāi)口具有一從旋流器的第一端延伸至最遠(yuǎn)處的最下部，并且該最下部朝向收集器的壁面?？梢韵嘈?，在此方向上攜帶塵土的分離效果最佳，并且錐形堵塞的風(fēng)險(xiǎn)得以降低。


下面參考附圖，僅通過(guò)實(shí)施例的方式來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的氣旋分離裝置的側(cè)視剖面圖；
圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例的氣旋分離裝置的側(cè)視剖面圖；圖3為本發(fā)明第三實(shí)施例的氣旋分離裝置的側(cè)視剖面圖；圖4為本發(fā)明第四實(shí)施例的氣旋分離裝置的側(cè)視剖面示意圖；圖5和6為本發(fā)明第五實(shí)施例的氣旋分離裝置的視圖；以及圖7至14為本發(fā)明的氣旋分離裝置的其它構(gòu)造的平面剖視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了本發(fā)明第一實(shí)施例的氣旋分離裝置10。氣旋分離裝置10包括一旋流器12，該旋流器12具有一第一端14、一第二端16和一縱軸18。第一端14通常為圓柱形并且具有一入口20，用于將載塵流體，優(yōu)選為空氣引入旋流器12內(nèi)。入口20的橫斷面為圓形，并沿切線方向與第一端14連通。在第一端14處還設(shè)置一出口22，以便將清潔后的空氣導(dǎo)出旋流器12。出口22位于縱軸18上，并由旋流器12的內(nèi)部伸出而穿過(guò)第一端14的上部24。
側(cè)壁26由第一端14至第二端16朝著縱軸18向內(nèi)成錐形，以形成一截頭圓錐體部分28。在截頭圓錐體部分28的自由端處形成一錐形開(kāi)口30。錐形開(kāi)口30位于一與縱軸18成一斜角α的平面32內(nèi)。圖1中所示相對(duì)于縱軸18成的角度α基本為60度。由圖中可看出，錐形開(kāi)口30具有一由第一端14延伸至最遠(yuǎn)處的最下部34。錐形開(kāi)口30所在平面32的傾斜確保錐形開(kāi)口30的面積比位于與旋流器12的縱軸18垂直設(shè)置的平面內(nèi)的錐形開(kāi)口大。
在圖2所示的第二實(shí)施例中，錐形開(kāi)口30伸入收集器50內(nèi)。氣旋分離裝置10與圖1中所示的不同。收集器50包括一截頭圓錐體形上部52和一由圓形底部56封閉的圓柱體部分54。上部52緊靠旋流器12的側(cè)壁26。圓形底部56的直徑d2至少為伸入的錐形開(kāi)口30直徑d1的三倍。圖2中所示的直徑d2約為直徑d1的六倍。為了將再次攜帶顆粒的可能性減至最少，錐形開(kāi)口30與主體部分54和圓形底部56隔開(kāi)設(shè)置。
使用時(shí)，載塵流體通過(guò)入口20進(jìn)入分離裝置10內(nèi)。流體流圍繞旋流器12內(nèi)部沿螺旋形路徑從第一端14向下朝第二端16而行，并且通過(guò)錐形開(kāi)口30。截頭圓錐體部分28使得流體流的角速度增加，而這又使得最初在流體中攜帶的相當(dāng)大比例的大顆粒與流體的主體分離，并沉積于收集器50內(nèi)。由于錐形開(kāi)口30的這種構(gòu)造，顆?？奢p易通過(guò)錐形開(kāi)口30并進(jìn)入收集器50內(nèi)。顆粒集中在錐形開(kāi)口30并引起堵塞的風(fēng)險(xiǎn)得以降低。清潔之后的流體沿旋流器12的縱軸18形成渦流，并且通過(guò)出口22離開(kāi)旋流器12。通過(guò)在出口22下游設(shè)置至少一個(gè)附加旋流器或過(guò)濾器(未示出)，可將任何留在流體中的顆粒由此處分離。
圖3中示出了本發(fā)明的第三具體實(shí)施例。該實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于，分離裝置100包括一具有一錐形開(kāi)口130的旋流器112，該錐形開(kāi)口具有一第一部分132和一第二部分134。第一部分132位于與縱軸118成一斜角α1的平面136內(nèi)。所示角度α1基本為50度，但是可以理解該角度可在40～80度之間變化。第二部分134位于與縱軸118垂直的平面138內(nèi)。也可按與圖2中所示的收集器50的相同的設(shè)置方式在旋流器112周?chē)O(shè)置一收集器。分離裝置100的使用方式與分離裝置10所描述的相同。
圖4中示出了本發(fā)明的第四具體實(shí)施例。分離裝置200包括按平行方式進(jìn)行布置的旋流器212，各旋流器的構(gòu)造與圖1中的旋流器12的構(gòu)造相同。應(yīng)當(dāng)理解，旋流器212也可采用圖3中所示的旋流器112的構(gòu)造。旋流器212被設(shè)置成彼此并排排列，每一旋流器具有一切向入口220和一出口222。一主入口224將載塵流體供入分離裝置200，并且將一部分流體導(dǎo)入每一入口220內(nèi)。每一旋流器212具有一伸入公用收集器250內(nèi)的錐形開(kāi)口230，該公用收集器250具有一上部252、錐形側(cè)壁254、一圓柱體256和一底部258。每一旋流器212的錐形開(kāi)口230位于與相應(yīng)的旋流器212的縱軸218成一斜角的平面內(nèi)。
圖5和圖6示出了平行旋流器的一種特殊布置方式。十二個(gè)旋流器伸入一收集器350中。旋流器圍繞收集器350的縱軸352沿著兩個(gè)想象中的同心環(huán)360、362布置。九個(gè)旋流器314設(shè)置于外環(huán)360，而三個(gè)旋流器316設(shè)置于內(nèi)環(huán)362上。旋流器314、316圍繞相應(yīng)的環(huán)360、362等角度間隔布置。每一旋流器314、316具有一錐形開(kāi)口330，其具有一由第一端315延伸至最遠(yuǎn)處的最下部334(在圖6中示為*)。每一旋流器314、316的最下部334均朝向收集器350的壁面。
本發(fā)明構(gòu)思了旋流器的各種平行布置方式。圖7至14示出了在一個(gè)收集器內(nèi)的旋流器的可選布置方式。圖7示出了沿著圍繞收集器450的縱軸452的環(huán)402布置的四個(gè)旋流器400。另外的旋流器404與軸452隔開(kāi)布置，但不是處于任何規(guī)則的方向。相反，圖8示出了其中各具有隔開(kāi)布置的四個(gè)旋流器409的一外環(huán)406和一內(nèi)環(huán)408。圖9示出了在外環(huán)412中圍繞縱軸462等間距布置的多個(gè)旋流器410。在圖10示出的布置方式，三個(gè)旋流器420位于外環(huán)422上，而一個(gè)旋流器424在內(nèi)環(huán)426上。在外環(huán)422上的旋流器420a的最下部421距離旋流器420a的第一端最遠(yuǎn)。最下部421朝向收集器470的壁面。圖11示出了具有多個(gè)旋流器430的實(shí)施例，每個(gè)旋流器具有一由旋流器430的第一端延伸至最遠(yuǎn)處的最下部432。旋流器430的布置方式，使得旋流器430a交替地具有朝向收集器480壁面的最下部432，同時(shí)其余的旋流器430b具有朝向縱軸482的最下部。作為選擇，如圖12所示，旋流器438的所有最下部436也可以均朝向收集器490的縱軸492。圖13所示的旋流器440的布置，使得在第一環(huán)444上的每一旋流器440a的最下部442朝向收集器498的壁面，而在第二環(huán)446上的每一旋流器440b的最下部442朝向縱軸450。圖14示出了一種多個(gè)旋流器500的可選排列方式，其中每個(gè)旋流器都具有最下部502。六個(gè)旋流器500布置在環(huán)504上，從而使得旋流器500a交替地具有朝向收集器壁面506的最下部502。在環(huán)504中的其余的旋流器500b具有朝向縱軸510的最下部502。另外，旋流器500c與縱軸510隔開(kāi)布置，但不是處于任何規(guī)則的方位。旋流器500c交替地具有朝向縱軸510的最下部502。
本發(fā)明并非限于上述實(shí)施方案所描述的明確特征。其他的改變和改進(jìn)對(duì)于技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的。本發(fā)明的意圖是將氣旋分離裝置與真空吸塵器相結(jié)合，但是應(yīng)當(dāng)理解，該裝置也可用于其他任何合適的顆粒分離裝置中。
權(quán)利要求
1.氣旋分離裝置，其包括至少一個(gè)旋流器，所述旋流器具有一第一端和一第二端，一入口設(shè)置于所述第一端處以將流體流引入所述旋流器內(nèi)，并且一錐形開(kāi)口設(shè)置于所述第二端處，所述旋流器還包括一縱軸，其中錐形開(kāi)口上的至少部分位于一與所述縱軸成一斜角的平面內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的氣旋分離裝置，其中所述平面與所述縱軸所成的斜角為40～80度之間。
3.如權(quán)利要求2所述的氣旋分離裝置，其中所述平面與所述縱軸所成的斜角基本上為60度。
4.如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的氣旋分離裝置，其中整個(gè)錐形開(kāi)口位于所述平面內(nèi)。
5.如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的氣旋分離裝置，其中所述旋流器具有一錐形部分。
6.如權(quán)利要求5所述的氣旋分離裝置，其中所述錐形部分為截頭圓錐體形。
7.如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的氣旋分離裝置，其中所述入口與所述旋流器切線連通。
8.如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的氣旋分離裝置，其中一出口設(shè)置于所述第一端處。
9.如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的氣旋分離裝置，其中所述錐形開(kāi)口與一具有一縱軸和一壁面的封閉的收集器相連通。
10.如權(quán)利要求9所述的氣旋分離裝置，其中所述旋流器伸入所述收集器內(nèi)。
11.如權(quán)利要求9或10所述的氣旋分離裝置，其中所述收集器具有一橫斷面為圓形的部分，所述圓斷面部分的直徑至少為所述錐形開(kāi)口直徑的三倍。
12.如權(quán)利要求11所述的氣旋分離裝置，其中所述部分位于一橫貫所述錐形開(kāi)口的平面內(nèi)。
13.如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的氣旋分離裝置，其中多個(gè)旋流器以平行方式進(jìn)行布置。
14.如權(quán)利要求13以及權(quán)利要求9至12中任何一項(xiàng)所述的氣旋分離裝置，其中所述旋流器中的每一個(gè)均與所述收集器連通。
15.如權(quán)利要求14所述的氣旋分離裝置，其中至少一些旋流器圍繞所述收集器的縱軸布置成一個(gè)環(huán)。
16.如權(quán)利要求15所述的氣旋分離裝置，其中所有的旋流器布置成一個(gè)或兩個(gè)環(huán)。
17.如權(quán)利要求15或16所述的氣旋分離裝置，其中所述旋流器圍繞所述環(huán)或每一個(gè)環(huán)等角度隔開(kāi)布置。
18.如權(quán)利要求14～17中任何一項(xiàng)所述的氣旋分離裝置，其特中至少一個(gè)錐形開(kāi)口具有一由相應(yīng)的旋流器的第一端延伸至最遠(yuǎn)處的最下部，并且所述最下部朝向所述收集器的壁面。
19.如權(quán)利要求18所述的氣旋分離裝置，其中所有的錐形開(kāi)口均具有一最下部，并且至少一些最下部朝向所述收集器的壁面。
20.如權(quán)利要求19所述的氣旋分離裝置，其中所有的最下部朝向所述收集器的壁面。
21.如權(quán)利要求19所述的氣旋分離裝置，其中某些最下部朝向所述收集器的縱軸。
22.如權(quán)利要求14～17中任何一項(xiàng)所述的氣旋分離裝置，其中至少一個(gè)錐形開(kāi)口具有一由相應(yīng)的旋流器的第一端延伸至最遠(yuǎn)處的最下部，并且所述最下部朝向所述收集器的縱軸。
23.如權(quán)利要求19所述的氣旋分離裝置，其中在一相鄰的環(huán)上的所述最下部朝向所述收集器的壁面。
24.如權(quán)利要求21所述的氣旋分離裝置，其中所述最下部交替地朝向所述收集器的縱軸。
25.氣旋分離裝置，其基本上如先前參照附圖中所示的任意實(shí)施例所作的描述。
26.一種真空吸塵器，其采用了如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的氣旋分離裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了氣旋分離裝置(10)，其包括至少一個(gè)具有第一端(14)和第二端(16)以及縱軸(18)的旋流器。一入口(20)設(shè)置于第一端(14)處，用于將一流體流引入旋流器(12)內(nèi)，并且一錐形開(kāi)口(30)設(shè)置于第二端(16)處。錐形開(kāi)口(30)上的至少一部分位于與縱軸(18)成一斜角的平面(32)內(nèi)。
文檔編號(hào)A47L9/16GK1633339SQ03803892
公開(kāi)日2005年6月29日 申請(qǐng)日期2003年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月16日
發(fā)明者A·J·達(dá)默勞, D·S·哈里斯, R·戈米塞加-佩雷達(dá) 申請(qǐng)人:戴森技術(shù)有限公司