用于從流體分離顆粒的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于從流體分離顆粒的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，使用旋風(fēng)分離器從流體流分離顆粒，譬如分離臟物和灰塵顆粒。已知的旋風(fēng)分離器例如被用在真空吸塵器中，且已知包括用于分離絨毛和相對(duì)大的顆粒的低效旋風(fēng)器和位于低效旋風(fēng)器的下游且用于分離仍然被保持在空氣流內(nèi)的細(xì)小的顆粒的高效旋風(fēng)器。還已知提供了與多個(gè)較小的下游旋風(fēng)器體部結(jié)合的上游旋風(fēng)分離器，該下游旋風(fēng)器體部被布置為彼此平行。這個(gè)類型的布置是已知的且描述在US3425192中。
[0003]在真空吸塵器應(yīng)用中，特別在家庭式真空吸塵器應(yīng)用中，期望在不損害器具的性能的情況下使器具盡可能的緊湊。還期望包含在器具內(nèi)的分離裝置的效率和性能盡可能的高(也就是說從空氣流中盡可能高比例分離非常細(xì)小的灰塵顆粒)。此外，期望真空吸塵器在不損害清潔性能的情況下盡可能地節(jié)能。在電池供電的真空吸塵器的情況特別如此，例如手持式真空吸塵器，以及電池供電筒式和立式真空吸塵器。增加旋風(fēng)分離器的分離性能和效率的典型的方法是減小下游旋風(fēng)器體部的尺寸。使旋風(fēng)器體部更小增大旋風(fēng)器體部內(nèi)的離心力，且由此改善從空氣流中對(duì)臟物和灰塵的分離。然而，減小旋風(fēng)器體部的尺寸還減小每個(gè)旋風(fēng)器體部可處理的空氣的體積。為了克服這個(gè)問題，額外的旋風(fēng)器體部被提供以維持期望的空氣流，且防止在下游旋風(fēng)器級(jí)處產(chǎn)生瓶頸。例如，在Dyson DC59手持式真空吸塵器中的旋風(fēng)分離器有次級(jí)旋風(fēng)器級(jí)，該次級(jí)旋風(fēng)器級(jí)包括十五個(gè)平行的小旋風(fēng)器體部以便提供期望的分離性能。實(shí)際上，已知一些旋風(fēng)分離器包括上至五十四個(gè)平行的小的旋風(fēng)器體部，比如Dyosn DC54桶式真空吸塵器。然而，增加較小的旋風(fēng)器體部的數(shù)量還將導(dǎo)致分離器的尺寸且因此整個(gè)機(jī)械的尺寸的增大。此外，使得空氣流穿過多個(gè)小的旋風(fēng)器體部所需的能量較大，且在蓄電池供電的真空吸塵器的情況下，這可對(duì)蓄電池壽命具有不利影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種用于從空氣流移除臟物的裝置，該裝置包括空氣入口，用于產(chǎn)生穿過裝置的空氣流且用于在空氣流內(nèi)產(chǎn)生漩流的葉輪，和在葉輪下游的一個(gè)或多個(gè)分流器，該漩流將臟物徑向向外拋且在葉輪的下游產(chǎn)生的空氣流的外部臟的部分和空氣流的內(nèi)部清潔部分，該分流器將空氣流分流以將外部臟的部分從內(nèi)部清潔部分分尚。
[0005]結(jié)果，裝置產(chǎn)生兩個(gè)分離的空氣流部分，其可適當(dāng)?shù)剡M(jìn)一步地處理以便將分離性能和能量效率最大化?？諝饬鞯呐K的部分包含最初被包含在整個(gè)空氣流內(nèi)的所有臟物顆粒，且因此僅僅原始空氣流的一部分需要送到后面的分離級(jí)以便從空氣流充分地移除臟物。由裝置產(chǎn)生的空氣流的清潔部分不再需要經(jīng)過任何進(jìn)一步的分離級(jí)，且因此能量可從這部分收回以便改進(jìn)裝置的能量效率。
[0006]該裝置還可包括第一和第二空氣出口，該第一和第二空氣出口在一個(gè)或多個(gè)分流器的下游。該分開的空氣流的臟的部分可經(jīng)過第一空氣出口，分開的空氣流的清潔部分經(jīng)過第二空氣出口。這允許空氣流的每個(gè)分開的部分根據(jù)需要被更容易地不同處理。
[0007]該第一空氣出口可引導(dǎo)空氣流到下游分離級(jí)。該下游分離級(jí)可包括被布置為平行的一個(gè)或多個(gè)旋風(fēng)器體部。通過將第一出口引導(dǎo)到下游分離級(jí)，空氣的臟的部分將經(jīng)過下游分離級(jí)以便臟物顆?？蓮目諝饬饕瞥Ｍㄟ^提供下游分離器級(jí)具有被布置為平行的一個(gè)或多個(gè)旋風(fēng)器體部，高水平的分離性能可被實(shí)現(xiàn)。
[0008]該分開的空氣流的清潔部分可經(jīng)過渦輪。該渦輪可被連接到葉輪。結(jié)果，被包含在空氣流的清潔部分內(nèi)的能量可由渦輪收回。這增加了裝置的能量效率。
[0009]分開的空氣流的臟的部分可包括穿過空氣入口進(jìn)入裝置的總空氣流的5%和25%之間的量。通過保持空氣流的臟的部分盡可能小，空氣流的清潔部分的空氣的體積(能量可從其收回)可被最大化。同樣地，被要求經(jīng)過進(jìn)一步的下游分離級(jí)的空氣體積可被減少。進(jìn)而這將減少下游分離級(jí)所需的能量的量，且還能夠使下游分離級(jí)的尺寸被減少。
[0010]該裝置還可包括電機(jī)，該電機(jī)用于旋轉(zhuǎn)葉輪。該電機(jī)可在60krpm之上的速度處驅(qū)動(dòng)葉輪，且優(yōu)選在80和120krpm之間或更優(yōu)選在90和10krpm之間。利用電機(jī)以在這樣的高速度旋轉(zhuǎn)葉輪將導(dǎo)致更大的離心力。這還可將產(chǎn)生的空氣流的清潔部分的體積最大化，且還增加裝置的效率。
[0011]在空氣入口處的空氣流可在15和25升/秒之間。該空氣流的臟的部分的空氣流可在0.75和6.25升/每秒之間，且空氣流的清潔空氣的空氣流可在8.75和23.75升/每秒之間。
[0012]當(dāng)在空氣入口處的空氣流是大體20升/每秒時(shí)，該臟的部分空氣流的空氣流可為大體2升/每秒，且清潔部分空氣流的空氣流可為大體18升/每秒。
[0013]本發(fā)明還提供了一種真空吸塵器，該真空吸塵器包括如上述說明中任一段描述的用于從空氣流移除臟物的裝置。
[0014]還描述了一種用于從空氣流分離顆粒的裝置，該裝置包括殼體和體部，該殼體包括內(nèi)壁，該體部被定位在殼體內(nèi)且從其分離以便在體部和內(nèi)壁之間限定環(huán)形流動(dòng)路徑，該殼體旋轉(zhuǎn)固定，且該體部可相對(duì)于殼體繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，該體部包括葉輪區(qū)段和渦輪區(qū)段，葉輪區(qū)段具有第一組葉片，該第一組葉片從體部朝向殼體的內(nèi)壁延伸進(jìn)入環(huán)形流動(dòng)路徑，該葉輪可旋轉(zhuǎn)用于產(chǎn)生穿過裝置的空氣流且用于在空氣流中產(chǎn)生漩流，該渦輪區(qū)段具有第二組葉片用于從空氣流收回旋轉(zhuǎn)能量。
[0015]結(jié)果，能量通過葉輪下游的渦輪從空氣流收回。這可導(dǎo)致更節(jié)能的分離器。進(jìn)而，這可改進(jìn)蓄電池供電設(shè)備(包含從空氣流分離顆粒的裝置)的蓄電池壽命。
[0016]殼體的內(nèi)壁可被成形為與體部的形狀互補(bǔ)。由此，空氣沿被沿受控的路徑引導(dǎo)且空氣壓力沿路徑的長度被保持。
[0017]該葉輪區(qū)段可被成形為以致環(huán)形流動(dòng)路徑的直徑沿體部的葉輪區(qū)段的長度徑向擴(kuò)大。這幫助把作用在空氣流中的臟物顆粒上的離心力效果最大化。離心力的效果可被最大化，例如通過增加離心力以及減小湍流和地減少壓力損失。
[0018]體部的葉輪區(qū)段可被定位在裝置的臟空氣部分中，且渦輪區(qū)段可被定位在裝置的清潔空氣區(qū)段中。用這種方法，葉輪能夠增加裝置的臟空氣部分內(nèi)的系統(tǒng)能量，以便集中空氣中的臟物顆粒，且由此減小包含臟物顆粒的空氣的量。這使得部分被清潔的空氣可穿過渦輪以便從被清潔的空氣中收回能量，增加裝置的效率。
[0019]該裝置可包括分流器，該分流器被定位在葉輪區(qū)段和渦輪區(qū)段之間以從包含降低的臟物濃度的空氣流的清潔部分分離包含增大的臟物濃度的空氣流的臟的部分。該分流器能夠使空氣流的清潔部分和空氣流的臟的部分更容易地在下游被不同的處理。該體部的渦輪區(qū)段可被定位在分流器的下游。如果從仍包含臟物顆粒的空氣中收回能量，那么該裝置在臟物分離方面將不會(huì)高效。因此通過將渦輪區(qū)段定