CN102551608A - 旋风分离器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋风分离器，包括分离器本体，分离器本体的内部具有旋风分离腔，分离器本体上设置有入口、排气口以及落灰口,旋风分离腔包括上部、下部旋风分离腔，上部、下部旋风分离腔两者交接，落灰口位于下部旋风分离腔的下端部，排气口位于上部旋风分离腔的上端部，夹带有灰尘的气流依次经过入口、上部旋风分离腔、下部旋风分离腔，气流在上部旋风分离腔内绕着第一轴线旋转、在下部旋风分离腔内绕着第二轴线旋转，第一轴线为一直线，第二轴线与第一轴线位于同一平面上并且两者相交于一点。该吸尘器由于旋风分离器的轴线发生弯折或弯曲，灰尘经分离后将远离气流场，降低了分离器的高度，使得整个旋风分离器的结构更加紧凑。

Description

旋风分离器

技术领域

本发明涉及一种用于真空吸尘设备的旋风分离器。

背景技术

众所周知，旋风分离器一般包括分离器本体、位于分离器本体内部的旋风分离腔、设置在分离器本体上设置有供含尘气流进入的入口，供分离后气流排出的排气口以及供分离口灰尘落下的排灰口，通常排气口的设计与排灰口基本是在同一方向，即在旋风分离器中，气体切向从入口进入旋风分离腔后，在旋风分离腔产生旋流运动，在旋流的外部（外旋涡），气体向下运动，并在中心处向上运动（内旋涡），与此同时，气体还存在一个由内旋涡到外旋涡的径向运动。分离到腔壁的灰尘，被外部区域的气流带到排灰口，灰尘最后通过排灰口排出。上述结构的旋风分离器存在的问题是灰尘的向下运动和灰尘的排出都是靠外旋涡的气流来夹带的，外旋涡的气流最终是经过气流的径向运动，进入内旋涡，通过内悬涡从出风管排出。

如图1所示，现有技术中的分离器本体都是呈内径至上而下逐渐变小的倒锥状，即旋风分离腔是呈上大下小的形状，含尘气流①向下运动时在旋风分离腔的越底端，灰尘浓度越高，旋风分离腔的越底端，径向距离越短，径向气流②越剧烈，导致颗粒小，离心力小的灰尘⑤产生二次夹带，影响分离效率；而且越靠近旋风分离腔的底端，灰尘浓度越高，灰尘⑤在旋转的过程中越容易在分离器本体的内壁上反弹，由于上大下小的倒锥状结构，反弹灰尘⑥的方向是沿排气口方向的，更容易被上升气流③带出，导致灰尘产生二次夹带，影响分离效率。另外，上述结构的旋风分离器中的排气口和落灰口的中心线位于同一直线上，灰尘④从落灰口排出后，没有迅速远离旋风分离器的气场（事实上，在旋风分离器中，在落灰口下端存在气流衍射现象），部分被带回，进入下游，影响分离效率。

中国专利03803892.7 公开的是排灰口为一个锥形开口的旋风分离器，虽然对减少灰尘的二次夹带有帮助，但由于灰尘和径向运动的气流没有根本分离，分离效率不会很高，中国专利200710022145.1公开的是增加档尘环的旋风分离器，对提高分离结构的分离效率有一定作用，但会明显增加结构的压力损失，在结构上实现的难度比较大。同时在某些领域，比如吸尘器中，利用到多个椎的排列，但由于多个锥体分布，需要占用的空间比较大，中国专利200620073309.4公开的是一种多个旋风分离器并联设置的吸尘器旋风分离结构，采用多个旋风分离器能够明显地提高吸尘器系统的分离效率，但多个旋风分离器在吸尘器上部占用很大的空间，不利于产品的外型及结构布局。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种在空间结构和气固分离性能上都能得到改善的旋风分离器。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种旋风分离器，包括分离器本体，所述的分离器本体的内部具有能使夹带有灰尘的气流在内部旋转的旋风分离腔，所述的分离器本体上设置有用于将夹带有灰尘的气流引入至所述的旋风分离腔的入口、在灰尘被旋风分离后将气流从所述的旋风分离腔排出的排气口以及在灰尘被旋风分离后将灰尘从所述的旋风分离腔排出的落灰口,所述的入口、排气口、落灰口均与所述的旋风分离腔的内部连通,所述的旋风分离腔包括上部旋风分离腔和下部旋风分离腔，所述的上部旋风分离腔与所述的下部旋风分离腔两者交接，所述的落灰口位于所述的下部旋风分离腔的下端部，所述的排气口位于所述的上部旋风分离腔的上端部，夹带有灰尘的气流依次经过所述的入口、上部旋风分离腔、下部旋风分离腔，气流在所述的上部旋风分离腔内绕着第一轴线旋转、在所述的下部旋风分离腔内绕着第二轴线旋转，所述的第一轴线为一直线，所述的第二轴线与所述的第一轴线位于同一平面上并且两者相交于一点。

上述技术方案中，优选的，所述的第二轴线为一直线或折线或曲线。

上述技术方案中，优选的，所述的第一轴线与第二轴线或第二轴线的切线在相交处呈大于90小于180°的夹角。更进一步的，所述的第一轴线与第二轴线或第二轴线的切线在相交处呈大于130°小于160°的夹角。

上述技术方案中，优选的，所述的第二轴线穿过所述的落灰口的端面所在的平面，所述的第二轴线与所述的落灰口的端面所在的平面在相交处呈10°到90°的夹角。

上述技术方案中，优选的，所述的上部旋风分离腔的腔壁与所述的下部旋风分离腔的腔壁在相交接处光滑过渡。

上述技术方案中，优选的，所述的上部旋风分离腔呈内径至上而下逐渐变小的圆台形。

下面阐述一下上述旋风分离器的工作原理：如图6所示，含尘气流Ⅰ向下运动时在旋风分离腔的越底端，灰尘浓度越高，旋风分离腔的越底端，径向距离越短，径向气流Ⅱ越剧烈，灰尘Ⅴ在旋转的过程中越容易在分离器本体的内壁上反弹，由于下部旋风分离腔相对于上部旋风分离腔相一侧“弯曲”，反弹灰尘Ⅵ的方向将是沿落灰口方向，使其容易从落灰口随着灰尘Ⅳ从落灰口一起排出，而上升气流Ⅲ也将向上从排气口排出。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：由于旋风分离器的下部旋风分离腔的第二轴线相对于上部旋风分离腔的第一轴线发生弯曲或弯折，由于第一轴线与第二轴线相交，这样出风管方向和排灰口方向成一定的角度，灰尘经过分离后，随下部旋风分离腔的弯曲而改变方向，远离旋风分离腔在气固分离后从排气口排出的上升气流场，从而减少灰尘气流二次夹带；另外，由于下部旋风分离腔发生“弯曲”，旋风分离器在轴向方向上高度得到降低，同时由于第二轴线相交于第一轴线，这样大大让出了下部旋风分离腔的空间，使得旋风分离器整体结构更加紧凑。

附图说明

附图1为现有技术中的锥形旋风分离器的工作原理图；

附图2为带有本发明的旋风分离器的一种真空吸尘器的主视剖视示意图；

附图3为本发明的旋风分离器的结构示意图；

附图4为本发明的旋风分离器的另一种结构示意图；

附图5为本发明的旋风分离器的第三种结构示意图；

附图6为本发明的旋风分离器的工作原理图；

附图中，100、真空吸尘器；1、上游旋风分离装置；11、旋风桶；12、旋风室；13、网孔过滤罩；14、上游储灰室；15、出气通道；2、下游旋风分离装置；20、旋风分离器；21、分离器本体；22、旋风分离腔；221、上部旋风分离腔；222、下部旋风分离腔；223、第一轴线；224、第二轴线；23、入口；24、落灰口；25、排气口；26、导灰柱；27、导灰通道；28、下游储灰室；29、中心线；3、过滤器；4、上盖；5、底盖；6、把手；7、总出气口。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面通过一个装配有本发明构思的旋风分离器的吸尘器来对本发明的技术方案作进一步的详细描述：

如附图2所示的真空吸尘器100，它属于两级旋风分离结构的吸尘器，沿着气流流动方向设置有上游旋风分离装置1、下游旋风分离装置2以及过滤器3。吸尘器的上、下端分别设置上盖4和底盖5，上盖4上还设置有用于用户将整个吸尘器提起的把手6。

上游旋风分离装置1包括一个圆柱状的旋风桶11，旋风桶11的内腔构成上游的旋风室12。旋风室12内部设置有网孔过滤罩13，旋风室12的下底部构成上游储灰室14，底盖5可开合的安装在上游储灰室14的下方。旋风桶11还应设置有供含尘气流进入旋风室12的进气口（图中未示出），网孔过滤罩13的内侧具有将气流从旋风时12排出的出气通道15。含尘气流从进气口进入旋风室12内首先进行旋转，灰尘落入下部的上游储灰室14内，经过初步分离后的、含细小颗粒的气流从网孔过滤罩13的网孔经过后，由出气通道15排出。

下游旋风分离装置2包括多个并联设置的旋风分离器20，多个旋风分离器20均位于上游旋风分离装置1的上部，它们沿着一圆周排布，并且此圆周所在的中心线29与上部旋风分离腔的第一轴线223之间平行，其实二者之间也可呈大于0度小于180度的夹角，即将旋风分离器21倾斜或躺着设置，这种设置能进一步降低整个吸尘器的高度。

如图3所示的旋风分离器20，它包括分离器本体21，分离器本体21的内部具有能使夹带有灰尘的气流在内部旋转的旋风分离腔22，分离器本体21上设置有用于将夹带有灰尘的气流引入至旋风分离腔的入口23、在灰尘被旋风分离后将气流从所述的旋风分离腔排出的排气口25、以及在灰尘被旋风分离后将灰尘从旋风分离腔22排出的落灰口24,入口23、排气口25、落灰口24均与旋风分离腔22的内部连通。该实施例中，旋风分离腔22包括上部旋风分离腔221和下部旋风分离腔222，上部旋风分离腔221呈内径至上而下逐渐变小的圆台形，上部旋风分离腔221与下部旋风分离腔222两者交接，并且二者腔壁在相交接处光滑过渡。排气口25位于上部旋风分离腔221的上端部，落灰口24位于下部旋风分离腔222的下端部，气流在上部旋风分离腔221内绕着第一轴线223旋转、在下部旋风分离腔222内绕着第二轴线224旋转，第一轴线222为一直线，第二轴线224与第一轴线224位于同一平面上并且两者相交于一点。该实施例中，第二轴线可以为一直线或折线或曲线，并且第一轴线223与第二轴线224或第二轴线224的切线在相交处呈大于90小于180°的夹角a，实施例中，第二轴线224为一直线，第一轴线223和第二轴线224的夹角a为135°，第二轴线224穿过落灰口24的端面所在的平面，并且第二轴线224与落灰口24的端面所在的平面在相交处的夹角b为 80°。该结构的旋风分离器20大致呈“J”形，可以称之为J型旋风分离器。

从出气通道15逸出的含细小颗粒灰尘的气流在进入下游旋风分离装置后，依次经过入口23、上部旋风分离腔221、下部旋风分离腔222，分离后的灰尘从落灰口24落下、分离后的干净气流从排气口25排出，而后经过下游的过滤器3进一步过滤后从总出气口7排除机体外。过滤器3可以选用常规的海帕过滤器。真空吸尘器的下部具有下游储灰室28，旋风桶11的中心部沿着轴向设有一个将下游旋风分离装置2分离后的灰尘从落灰口24倒入到吸尘器下部的下游储灰室28的中空导灰柱26，导灰柱26内部形成导灰通道27，下游储灰室28位于导灰通道27的正下方，各个旋风分离器21的落灰口24均与导灰通道27相连通。该实施例中，由于导灰柱26设置在旋风桶11的内侧，因此便于落灰口24的落灰，各个下部旋风分离腔222下端部的落灰口24朝向内侧设置。如果变换一下导灰柱26的设置位置，将其设置在旋风桶11的外围，则各个下部旋风分离腔下底部的落灰口朝向外侧设置为佳。在旋风分离器21的工作过程中，当灰尘从入口23进入上部旋风分离腔221后，在分离空间产生旋流运动，在旋流的外部（外旋涡），气体向下的下部旋风分离腔222处运动，并在中心处向上运动（内旋涡），与此同时，气体还存在一个由内旋涡到外旋涡的径向运动，分离到腔壁的灰尘，被外部区域的气流带到落灰口24。由于下部旋风分离腔222的“弯曲”结构，使得排气口25方向和落灰口24方向不在一条直线上，这样灰尘经过分离后，利用离心力随下部旋风分离腔222的“弯曲”而改变方向，远离气流的内旋涡和径向流，减少气流夹带，同时降低了旋风分离器21的高度和空间，在设计时旋风分离器时可以获得更加紧凑的结构。

如图4所示，该旋风分离器20’与附图3所示的旋风分离器20的结构大体相同，不同点在于第二轴线224’为一折线。该旋风分离器20’中的第一轴线223’与第二轴线224’在相交处也呈135°的夹角a’,第二轴线224’穿过落灰口24’的端面所在的平面，并且第二轴线224’与落灰口24’的端面所在的平面在相交处的夹角b’也为80°。

如图5所示，该实施例的旋风分离器20”中，第二轴线224”也为一折线，第一轴线223”与第二轴线224”在相交处也呈135°的夹角a”，第二轴线224”穿过落灰口24”的端面所在的平面，并且第二轴线224”与落灰口24”的端面所在的平面在相交处的夹角b”为57°。

以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种旋风分离器，包括分离器本体，所述的分离器本体的内部具有能使夹带有灰尘的气流在内部旋转的旋风分离腔，所述的分离器本体上设置有用于将夹带有灰尘的气流引入至所述的旋风分离腔的入口、在灰尘被旋风分离后将气流从所述的旋风分离腔排出的排气口以及在灰尘被旋风分离后将灰尘从所述的旋风分离腔排出的落灰口,所述的入口、排气口、落灰口均与所述的旋风分离腔的内部连通,其特征在于：所述的旋风分离腔包括上部旋风分离腔和下部旋风分离腔，所述的上部旋风分离腔与所述的下部旋风分离腔两者交接，所述的落灰口位于所述的下部旋风分离腔的下端部，所述的排气口位于所述的上部旋风分离腔的上端部，夹带有灰尘的气流依次经过所述的入口、上部旋风分离腔、下部旋风分离腔，气流在所述的上部旋风分离腔内绕着第一轴线旋转、在所述的下部旋风分离腔内绕着第二轴线旋转，所述的第一轴线为一直线，所述的第二轴线与所述的第一轴线位于同一平面上并且两者相交于一点。

2.根据权利要求1所述的旋风分离器，其特征在于：所述的第二轴线为一直线或折线或曲线。

3.根据权利要求1所述的旋风分离器，其特征在于：所述的第一轴线与第二轴线或第二轴线的切线在相交处呈大于90°小于180°的夹角。

4.根据权利要求3所述的旋风分离器，其特征在于：所述的第一轴线与第二轴线或第二轴线的切线在相交处呈大于130°小于160°的夹角。

5.根据权利要求1所述的旋风分离器，其特征在于： 所述的第二轴线穿过所述的落灰口的端面所在的平面，所述的第二轴线与所述的落灰口的端面所在的平面在相交处呈10°到90°的夹角。

6.根据权利要求1所述的旋风分离器，其特征在于：所述的上部旋风分离腔的腔壁与所述的下部旋风分离腔的腔壁在相交接处光滑过渡。

7.根据权利要求1所述的旋风分离器，其特征在于：所述的上部旋风分离腔呈内径至上而下逐渐变小的圆台形。

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