CN104545694A - 具有堆叠旋风器的旋风分离器 - Google Patents

Abstract

一种旋风分离器包括：第一旋风级；以及第二旋风级，包括并行布置的多个旋风器本体，每一个旋风器本体包括入口和出口，所述多个旋风器本体被至少分为第一层和第二层；其中第二旋风级还包括对于旋风器本体共用的第一气室，第一气室从第一旋风级的出口延伸到第二旋风级的每个旋风器本体的入口。

Description

具有堆叠旋风器的旋风分离器

技术领域

本发明涉及一种具有堆叠旋风器的旋风分离器。

背景技术

使用旋风分离器的真空吸尘器是众所周知的。旋风分离器通常包括第一旋风级和在第一旋风级下游的第二旋风级。第一旋风级，其用于移除较大的灰尘和碎屑，通常包括相对大的旋风器腔室，而第二旋风级，其用于移除能穿过第一旋风级的较细的灰尘，通常包括大量并行连接的较小旋风器本体。

较小的旋风器本体通常绕旋风分离器的纵向轴线以环形布置。通过提供平行的多个相对小的旋风器替代单一的相对大的旋风器，第二旋风级的分离效率，即分离空气流中的携带的颗粒的能力可被增加。这是由于导致灰尘颗粒从空气流中抛出的产生在较小的旋风器本体内的离心力的增加。

增加并行旋风器的数量可以进一步增加分离效率。然而当旋风器本体被布置成环形时，这样可增加旋风分离器的外直径，其进而不可期望地增加真空吸尘器的尺寸。虽然该尺寸的增加可通过减少个体旋风器的尺寸改善，旋风器本体的尺寸可被减少的程度是有限的。非常小的旋风器会很快被堵塞，损害空气流通过真空吸尘器的速率从而损害它的清洁效率。

为了能够在不增大旋风分离器的外直径的情况下增加旋风分离器中的旋风器本体的数量，当前的倾向是以两个或更多个层来堆叠旋风器本体。这样的构造在GB2475313中描述。

即使当堆叠为两个或更多个层时，旋风器本体保持并行连接。为了使得空气抵达旋风器的每个层，导管或管道系统被设置在第二旋风级中。作为示例，图1示出了根据已知配置的堆叠旋风器本体10的示意图，其示出了导管16、18的组，其传输空气到旋风器本体10，和导管20的其他组，其从旋风器本体10传输空气。两层旋风器本体被提供，下层L和上层U，每一个旋风器本体10包括入口12和用作出口的旋涡溢流器14。导管16和18的组被提供以将空气从第一旋风级传输到第二旋风级的旋风器本体10。这些入口导管16的一组被配置为传输空气到在下层L上的旋风器本体10，且导管18的另一组被配置为传输空气到在上层U上的旋风器本体10。在上层和下层L，U上的每一个旋风器本体10的旋涡溢流器14于是馈送进入多个出口导管20中的一个，其向下游传输干净空气到旋风分离器的下一级。

从图1可以看出，穿过导管的流体路径是不同的。这可以导致在旋风器本体10上的空气供应的不均匀负载。例如，一些旋风器本体，存在穿过它的较容易的流体路径，这将处于比其他旋风器本体(其为摄取的空气提供更曲折的路径)更大的负载之下。这在旋风分离器中产生低效率，其可以降低真空吸尘器的总效率。

发明内容

本发明提供了一种旋风分离器，包括：第一旋风级；以及第二旋风级，包括并行布置的多个旋风器本体，每一个旋风器本体包括入口和出口，所述多个旋风器本体被至少分为第一层和第二层；其中第二旋风级还包括对于旋风器本体共用的第一气室，第一气室从第一旋风级的出口延伸到第二旋风级的每个旋风器本体的入口。

结果，进入旋风器本体的空气抽吸自单个共用空间，且从而在旋风器本体上的更均匀空气源负载可以被实现。如果旋风器本体被更均匀地加载，这可有助于旋风分离器更有效地从穿过它的空气分离脏物和灰尘，且可以导致更有效的真空吸尘器。

第二旋风级还可包括对于旋风器本体共用的第二气室，该第二气室从每个旋风器本体的出口延伸。第二气室使得可以让所有离开旋风器本体的空气进入单个共用空间，这在第一气室基础上附加地得到在旋风器本体上更均匀的空气源负载，其可以得到更好的分离效率和更有效的真空吸尘器。

第二气室可大体围绕第一气室。这允许第一气室延伸到第二层中的旋风器本体的入口，同时第二气室可以从第一层的旋风器本体的出口延伸。通过具有大致围绕第一气室的第二气室，两个气室能够对于每个旋风器本体共用，且可以帮助防止增加旋风分离器的大小和尺寸的需要。

旋风分离器可包括定位在第二旋风级下游的另一级，第二气室从旋风器本体的出口延伸到该另一级，且该另一级为旋风级、过滤器级和包括旋风分离器的出口的腔室中的一个。通过使得第二气室从旋风器本体的出口延伸到另一级，第二气室可以得到最大可用空间的益处，这可以进一步有助于在旋风器本体之间的空气源负载的均匀化。

该第二和/或第一气室可以为基本环形。这可允许气室环绕延伸以抵达旋风器本体的整个环，但是同时还允许旋风分离器内的其它部件和级被容纳在气室所围绕的区域中。

到第一气室的入口可以为基本环形。这允许空气被从绕第一旋风级的内周边的基本全部路径吸入到第一气室。这可以进一步有助于均匀在每一个旋风器本体上的空气源负载。

每一个入口可以具有与其它入口相同的大小和尺寸，且每一个出口可以具有与其它出口相同的大小和尺寸。如果旋风器本体的所有入口都具有相同大小和尺寸，这阻止在旋风器本体上由于入口中的差异而导致的任何不均匀负载。在使得所有出口具有彼此相同的大小和尺寸的情况下，同样的情况应用于出口。

本发明还提供了一种旋风分离器，其基本如本文参考附图的描述和如附图所示。

本发明还提供了一种真空吸尘器，包括如前任一段所述的旋风分离器。

附图说明

为了本发明可被更容易地理解,本发明的实施例现在将要参考附图通过实例而被描述，其中：

图1是旋风分离器中堆叠旋风器本体的已知构造的示意性图示；

图2是筒形真空吸尘器；

图3是用于真空吸尘器的旋风分离器；

图4显示了图3的旋风分离器的俯视图；

图5、6A和6B为图3的旋风分离器中的旋风器本体的示意性图示；

图7是图3中的旋风分离器沿线A-A截取的剖视图；

图8A是图3中的旋风分离器沿线B-B截取的第二剖视图；

图8B显示了图8A的一部分；

图9是图4中的旋风分离器沿线C₆-Y截取的剖视图；以及

图10是图4中的旋风分离器沿线D-D截取的第二剖视图。

具体实施方式

图2示出了真空吸尘器22形式的清洁器具的外部视图。真空吸尘器22为筒式或桶式的，其通常具有本体24，该本体24在使用中被拉在软管和棒组件26的后方。尽管图2示出了筒式真空吸尘器，本发明可以结合到任何类型的包括堆叠旋风器的旋风分离器的真空吸尘器中，其他实例可以是立式或手持式真空吸尘器。

本体24包括旋风分离器28，用于从空气流分离脏物和灰尘，和机架30。旋风分离器28被接收在机架30中，使得它至少部分地嵌入或驳接入机架30内。在使用中，定位在机架30中的电机和风扇单元抽吸携带灰尘的空气进入真空吸尘器22。脏空气经由入口管道从软管和棒组件26进入本体24，然后进入旋风分离器28。夹带在空气流内的脏物和灰尘颗粒被从空气中分离并被保留在旋风分离器28中。清洁空气然后从旋风分离器行进到机架30内，且然后被通过本体24中的空气出口排出。旋风分离器28可以从机架30移除，使得由旋风分离器28收集的任何灰尘可以被清空。

图3显示了旋风分离器28。旋风分离器28包括第一旋风级32和定位在第一旋风级32下游的第二旋风级34。第一旋风级32用于移除较大的灰尘和碎屑，而第二旋风级34用于移除能穿过第一旋风级32的较细的灰尘。手柄56被设置在旋风分离器28的顶部处，用于搬运旋风分离器28和本体24。

第一旋风级32包括外壁36、内壁38、护罩40和基部42，其一起限定旋风器腔室44和第一灰尘收集腔室46。到旋风器腔室44的入口(未示出)被提供和布置为沿基本切向方向引导空气进入旋风器腔室44，以便于促使空气以螺旋或盘旋的方式绕旋风器腔室44流动。护罩40包括固定到下部部分52和上部部分50的网48。部分清洁的空气穿过网48排出旋风器腔室44，且然后被朝向第二旋风级34引导。

第二旋风级34包括第二灰尘收集腔室和多个旋风器本体54，其布置为绕旋风分离器28的纵向轴线(如图3中的虚线Y-Y所示)布置为两层。图中示出的第二旋风级34包括两层旋风器本体54。然而，其它替代实施方式可以包括堆叠多于两层的旋风器本体54。

尽管仅内壁38的下部区段在图3中可见，其延伸到护罩40下方，并且在第一旋风级32的顶部处结合到旋风器本体54的基部。内壁限定内部腔室，其为第二灰尘收集腔室。由第二旋风级34捕获的更细的灰尘被收集在第二灰尘收集腔室中。第一和第二灰尘收集腔室两者都在下端部处被基部42封闭。基部42可以打开以允许第一和第二灰尘收集腔室被清空。例如，基部42可以通过铰链可枢转地附接到外壁36，且可以通过接合定位在外壁36上的唇部的卡扣件而被保持在封闭位置。

旋风分离器28的俯视图示出在图4中。手柄56以及被从图4省略以更清楚地示出第二旋风级34中的旋风器本体54的布置。附图的实施例示出了具有两层旋风器本体的旋风分离器28，每一层包括十二个旋风器本体。旋风器基本完全地绕纵向轴线Y-Y延伸。将理解在替代实施例中，旋风器本体可以在各层中不同地布置，例如它可以完全地绕纵向轴线Y-Y延伸。此外，不同的旋风器本体数量可以被提供在第二旋风级34的各层中。定位为与虚线C₁到C₆对准的旋风器本体54在图5、6A和6B中示意性地示出。

图5示出了十二个旋风器本体54。每一个旋风器本体54包括空气入口60和旋涡溢流器62形式的空气出口。每一个旋风器本体54的底端敞开且延伸到第二灰尘收集腔室(未示出)中，使得在旋风器本体内从空气分离的任何灰尘和脏物可以被沉积到第二灰尘收集腔室中。第二灰尘收集腔室被密封，从而空气可仅通过定位在每个旋风器本体54的顶部处的旋涡溢流器62排出旋风器本体54。来自第一旋风级32的部分清洁的空气，示出为箭头T，进入第二旋风级34中的第一气室64。该第一气室64从第一旋风级32的出口延伸到第二旋风级34中所有旋风器本体54的入口60，无论该旋风器本体在哪一层。由此，第一气室64用作到旋风分离器28中的所有旋风器本体54的公共馈送器。如箭头U所示，孔内能够在第一气室64中绕下层L的旋风器本体54行进。由此，定位在第一气室64内任意点处的空气可以被潜在地吸入到第二旋风级34内的任意一个旋风器本体54中。

箭头V显示在第一气室内包含用于下层L的入口的水平处的空气流路径。一些空气被吸入到下层旋风器本体C_1L,C_2L,C_3L,C_4L,C_5L和C_6L的入口60内，而剩余的空气继续沿第一气室向上朝向上层U中的旋风器的入口行进。没有进入下层L的旋风器本体的空气被吸入到上层旋风器C_1U,C_2U,C_3U,C_4U,C_5U和C_6U的入口60。当空气被吸入到旋风器本体54中时，更多空气继续被从第一旋风级32吸入到第一气室64来代替它。

当空气穿过旋风器本体54时，它螺旋行进，且包含在空气内的任何灰尘通过离心力被分离，该离心力使得灰尘颗粒被从空气扔出。灰尘然后穿过在旋风器本体54的底部处的开口，从该开口灰尘沉积到第二灰尘收集腔室中，而空气沿旋风器本体向上朝向旋涡溢流器62行进。

一旦空气已经穿过旋涡溢流器62，它于是进入第二气室66。第二气室66从第一气室64隔离开，但是也是对于第二旋风级34的所有旋风器本体54共用的。第二气室66从每一个旋风器本体54的出口延伸到旋风分离器28中的另一级的入口。在本实施例中，该另一级为过滤器级。然而，该另一级可等同地为另一旋风级或具有旋风分离器出口的腔室。第二气室66由此用作公共空间，其中来自所有旋风器本体54的空气被卸载到该公共空间中。箭头X和Y示出了分别离开下层L和上层U的旋涡溢流器并进入第二气室66的空气。

为了使得两个气室被更容易地区分，图5的图示在图6A和6B中重复。在图6A中，第一气室64使用第一阴影图案被高亮，且在图6B中第二气室66使用第二阴影图案被高亮。这两个阴影图案在所有图中被一致地使用以指示第一和第二气室64、66的位置。

当穿过第二旋风级34时，空气不需要或没有被限制为穿过任何导管或管道。被输送到所有旋风器本体的空气来自单个公共空间，且这确保每一个旋风器本体具有穿过它的空气源的相同负载。尽管图5、6A和6B的图示包括箭头，其建议空气采用特定路径穿过第二旋风级34，应该理解箭头仅仅指示一般空气流的实例，且在实践中第一和第二气室中的空气没有被限制为遵循任何特定路径。

如图中所示，用于每一个旋风器本体54的入口60和出口62对于所有旋风器本体54都是相同的。换句话说，所有入口60的尺寸和比例都是相同的。此外，所有出口62的尺寸和比例都是相同的。因此，不存在空气源在任一个旋风器本体54上的优先加载。

图7显示了穿过图3的旋风分离器28的剖视图，其穿过旋风器本体54的下层L，如图3中的虚线A-A所示。第一气室64形成在旋风器本体54和内壁70之间的环。内壁限定腔室，其容纳过滤器，从第二旋风级34离开后的空气行进穿过该过滤器。旋风器本体54的入口敞开到第一气室64，使得它们能够从第一气室64抽吸空气进入旋风器本体54。每一个入口60直接敞开到第一气室，由此不需要管道或导管来朝向入口60引导空气。第二气室66在该水平处全部不可见。为了简化，在该图中，旋风器本体的上层U已经被从视图移除，但是第一气室64绕上层U的旋风器本体延伸，该上层U的旋风器本体以朝向纵向轴线Y倾斜的角度延伸穿过第一气室64。

图8A显示了穿过图3的旋风分离器28的剖视图，其穿过旋风器本体54的上层U，如图3中的虚线B-B所示。第一气室64仍可见且形成绕内壁70的环。第一气室64延伸到上层U中的每一个旋风器本体54的入口。此外，第二气室66也可见，且定位在旋风器本体54和第一气室64之间。当在该水平的剖视图中观察时，第二气室显示为多个独立的空间。然而，这些看起来独立的空间在其它水平处全部连接到一起以形成一个气室。为了更容易地观察图8A的第一和第二气室64、66，它们在图8B中重现且使得旋风分离器不可见。第二气室66大体围绕第一气室64。

图9显示了沿图3中的线C₆-Y穿过旋风分离器的一个半部的剖视图。该剖视图直接穿过旋风器本体C_6U和C_6L。每一个旋风器本体C_6U和C_6L具有旋涡溢流器62形式的出口。在旋风器本体的下端处时开口72。这些开口72敞开到环形腔室，该环形腔室形成第二灰尘收集腔室74的一部分。由每一个旋风器本体C_6U和C_6L分离的灰尘通过开口72被沉积且将进入到第二灰尘收集腔室74。围绕第二灰尘收集腔室74的外部定位的是护罩75。护罩75具有壁，该壁具有多个穿孔，例如网，且到第一气室64(图9中不可见)的入口定位在护罩75的壁后方。图9的剖视图在两个旋风器本体C_6U和C_6L的内侧上的两个区域中穿过第一气室64。图9的剖视图还在两个位置处穿过第二气室66：一个在C_6L的旋涡溢流器的开口处上部旋风器本体C_6U的外侧上，另一个在C_6U的旋涡溢流器的开口处旋风器本体的上方。第二气室66在其最高点处具有环形出口76，其输送空气进入旋风分离器28的过滤器级78。

图10显示了沿图3中的线D-D穿过旋风分离器的完全剖视图。该剖视图在旋风器本体C₆和C₅之间穿过。该剖视图清楚地示出了两个独立的气室，其中第二气室66大致围绕第一气室64。第一气室64的入口80可见且定位在护罩75的壁的后方，限定第一气室64的腔室的最低点处。

尽管上面描述了具体的实施方式，将理解各种修改可以被进行而不会背离由权利要求限定的本发明的范围。

Claims (10)

1.一种旋风分离器，包括：

第一旋风级；以及

第二旋风级，包括并行布置的多个旋风器本体，每一个旋风器本体包括入口和出口，所述多个旋风器本体被至少分为第一层和第二层；

其中第二旋风级还包括对于旋风器本体共用的第一气室，第一气室从第一旋风级的出口延伸到第二旋风级的每个旋风器本体的入口。

2.如权利要求1所述的旋风分离器，其中第二旋风级还包括对于旋风器本体共用的第二气室，该第二气室从每个旋风器本体的出口延伸。

3.如权利要求2所述的旋风分离器，其中第二气室大致围绕第一气室。

4.如权利要求2所述的旋风分离器，其中旋风分离器包括定位在第二旋风级下游的另一级，第二气室从旋风器本体的出口延伸到该另一级，且该另一级为旋风级、过滤器级和包括旋风分离器的出口的腔室中的一种。

5.如权利要求2所述的旋风分离器，其中第二气室为大致环形。

6.如权利要求2所述的旋风分离器，其中第一气室为大致环形。

7.如权利要求2所述的旋风分离器，其中第一气室具有大致环形的入口。

8.如权利要求2所述的旋风分离器，其中旋风器本体的入口具有相同的大小和尺寸。

9.如权利要求2所述的旋风分离器，其中旋风器本体的出口具有相同的大小和尺寸。

10.一种真空吸尘器，包括如前述权利要求中任一项所述的旋风分离器。