CN107569170A - 一种家用真空清洁器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种家用真空清洁器，包括外旋风分离器和内旋风分离器，内旋风分离器包括由一条或多条螺旋线流道与一个内径逐渐缩小的内圆锥面分离器组成。内圆锥面分离器的直径大的一端与螺旋线流道出口端紧密相连。本发明通过一条或多条螺旋线流道与一个内径逐渐缩小的内圆锥面分离器组成的内旋风分离器可实现高的分离效率，同时允许该内旋风分离器和外旋风分离器的结合紧凑组成。这使得该设备可使用在例如家用真空清洁器的用具中。
Description
技术领域
本发明涉及用于从流体流中分离颗粒的设备，特别地但不是唯一地，本发明涉及从空气流中分离例如污物和灰尘颗粒的设备。
背景技术
使用旋风分离器从一流体流中分离污物和灰尘颗粒是大家所熟知的，已知的旋风分离器中，一外旋风分离器和一内旋风分离器的结构使得流体流中污物和风尘颗粒分离不彻底，效率低。一外旋风分离器和多个内旋风分离器的结构显得不紧凑。现提供一旋风分离器，其由一外旋风分离器和一内旋风分离器组成，特别地其内旋风分离器由一条或多条螺旋线流道连接一个内径逐渐缩小的内圆锥面分离器组成。内圆锥面分离器直径大的一端同螺旋线流道出口端紧密相连，使得设备的零件简单，高效率，结构紧凑。
发明内容
在真空清洁器应用中，特别是在家用真空清洁器应用中，希望该用具尽可能制造得紧凑而不有损该用具的性能。同样希望包含在该用具内的分离设备尽可能有效率即从该空气流中分离细小灰尘颗粒部分尽可能高。因此本发明的目的在于提供用于从一流体流中分离颗粒的改进的设备，该设备具有改进的高分离效率或压力降，并具有紧凑的布置。本发明的另一目的在于提供用于从一流体流中分离颗粒并适于使用在家用真空清洁器中的改进的设备。
本发明提供的技术方案是：
一种家用真空清洁器，该设备包括一外旋风分离器和一内旋风分离器，内旋风分离器还包括内径从上至下逐渐缩小的内圆锥面分离器，内旋风分离器包括至少一条螺旋线流道，螺旋线流道出口端与内圆锥面分离器的直径大的一端紧密相连；螺旋线流道引导流体流从其入口端按螺旋路径向其出口端运动，并使流体流在螺旋线流道中形成旋流，由于形成旋流的流体流中的颗粒受到的离心力的大小同颗粒的质量成正比，流体流中较大颗粒受到相对大的离心力作用，从而在螺旋路径中向旋流的外侧移动，在旋流中会逐渐呈现出质量大的颗粒分布在旋流外侧，质量小的颗粒分布在旋流内侧，在螺旋线流道出口端，螺旋线流道会引导流体流切向进入内圆锥面分离器的直径大的一端。
作为本发明家用真空清洁器的一种改进，外旋风分离器的内底部中间位置设有圆柱形收集器，内圆锥面分离器的下端伸入到圆柱形收集器内，流体流切向进入内圆锥面分离器后，沿着内圆锥面分离器的内表面，流体流形成旋流，从内圆锥面分离器的直径大的一端向内圆锥面分离器的直径小的一端运动；由于形成旋流的流体流中的颗粒受到离心力的大小同颗粒的质量成正比，位于旋流外侧的较大颗粒受到相对大的离心力作用，会甩在内圆锥面分离器的内壁上，这些颗粒脱离旋流，受到重力作用，下沉到圆柱形收集器内；形成旋流的流体流中的颗粒受到离心力的大小同颗粒所在旋流中运动的半径成反比，随着内圆锥面的直径逐渐缩小，旋流中颗粒运动的半径也逐渐变小，相应的，颗粒受到的离心力作用增大，旋流中的较小颗粒运动到旋流的外侧，甩在内圆锥面分离器的内壁上，脱离旋流，在重力作用下，下沉到圆柱形收集器内，以此方式，细小颗粒从流体流中分离出，并沉积在圆柱形收集器中；
作为本发明家用真空清洁器的一种改进，螺旋线流道设置在螺旋线流道支架之内，螺旋线流道的中心设置有中心流体管道，中心流体管道穿过螺旋线流道的两端，中心流体管道的外围同螺旋线流道内部紧密配合，中心流体管道的出口端连接有真空源；中心流体管道出口端的四周边缘设置有第二密封圈，第二密封圈与外旋风分离器侧壁相接触；中心流体管道入口端伸出于螺旋线流道的出口端之外，并且该入口端部分伸入内圆锥面分离器中；中心流体管道内壁设置有2至3块隔板；螺旋线流道支架上的外旋风分离器流体出口设置有过滤网，经过外旋风分离器处理过的流体流，螺旋线流道支架引导其从外旋风分离器流体出口进入，并运动至螺旋线流道入口端，经过内旋风分离器分离后的干净流体流从中心流体管道入口端进入，经中心流体管道引导，从中心流体管道出口端排出。
作为本发明家用真空清洁器的一种改进，外旋风分离器具有流体流切向入口，该流体流切向入口与外旋风分离器侧壁成切向的方向上传递充满颗粒的流体流到外旋风分离器的内部，流体流切向入口的定向造成流体流在外旋风分离器内侧壁形成旋流，由于形成旋流的流体流中的颗粒受到离心力的大小同颗粒的质量成正比，流体流中比较大的颗粒受到的离心力相应大一些，在离心力作用下，较大的颗粒会向旋流的外侧移动，移动到旋流外侧的较大颗粒会甩在外旋风分离器侧壁的内壁上，这些颗粒从旋流中出来，在重力作用下，沉积在外旋风分离器底部的内部，夹带有更微小颗粒的流体流朝向外旋风分离器流体出口运动。
作为本发明家用真空清洁器的一种改进，在内圆锥面分离器和圆柱形收集器接触处，内圆锥面分离器的外侧壁通过第一密封圈密封住的内圆锥面分离器与圆柱形收集器。
作为本发明家用真空清洁器的一种改进，外旋风分离器的整体形状呈圆柱形，中心流体管道、螺旋线流道、螺旋线流道支架、内圆锥面分离器、第一密封圈和第二密封圈可组装成一整体，该整体可从外旋风分离器侧壁拆卸，用于排空圆柱形收集器和外旋风分离器侧壁内的颗粒。
作为本发明家用真空清洁器的一种改进，内旋风分离器部分或全部伸入该外旋风分离器的内部。
与现有技术相比，本发明的优点是：本发明通过一条或多条螺旋线流道与一个内径逐渐缩小的内圆锥体分离器组成的内旋风分离器可实现高的分离效率，同时允许该内旋风分离器和外旋风分离器的结合紧凑组成。这使得该设备可使用在例如家用真空清洁器的用具中。内旋风分离器中的螺旋线流道引导流体流从其入口端按螺旋路径向其出口端运动，并使流体流在螺旋线流道中形成旋流。由于形成旋流的流体流中的颗粒受到离心力的大小同颗粒的质量成正比，流体流中较大颗粒受到大的离心力作用，在螺旋路径中向旋流的外侧移动，在旋流中的流体流逐渐会呈现出质量越大的颗粒分布在旋流外侧，质量越小的颗粒分布在旋流内侧。在螺旋线流道出口端，螺旋线流道会引导流体流切向进入内圆锥面分离器的直径大的一端。因为流体流切向进入的定向，沿着内圆锥面分离器的内表面，流体流形成旋流，从内圆锥面分离器的直径大的一端向直径小的一端运动。形成旋流的流体流中的颗粒受到离心力的大小同颗粒的质量成正比，位于旋流外侧的较大颗粒会甩在内圆锥面分离器的内壁上，颗粒脱离旋流，在重力作用下，下沉到圆柱形收集器内。形成旋流的流体流中的颗粒受到离心力的大小同颗粒所在旋流中运动的半径成反比。随着内圆锥面分离器的直径逐渐缩小，旋流中颗粒运动的半径也逐渐变小。旋流中的更小颗粒运动到旋流的外侧，甩在内圆锥面分离器的内壁上，颗粒脱离旋流，在重力作用下，下沉到圆柱形收集器内。以此方式，细小颗粒更容易从流体流中分离出，更有效分离流体中的污物和细微颗粒。也可调控内旋风分离器伸入该外旋风分离器的内部的距离。该设备具有改进后的分离效率高或压力下降，并具有紧凑的结构布置。
附图说明
下面就根据附图和具体实施方式对本发明及其有益的技术效果作进一步详细的描述，其中：
图1是本发明实施剖视图。
图2是本发明实施外旋风分离器的流体流运动示意图。
图3是本发明实施螺旋线流道支架的流体流运动示意图。
图4是本发明实施立体结构示意图。
图5是本发明实施流体流运动剖视图。
图6是本发明实施内旋风分离器部分件立体结构示意图。
附图标记名称：1、外旋风分离器，2、内旋风分离器，10、底部，11、外旋风分离器侧壁，12、圆柱形收集器，13、内圆锥面分离器，14、流体流切向入口，15、外旋风分离器流体出口，16、螺旋线流道，17、第二密封圈，18、中心流体管道出口端，19、螺旋线流道入口端，20、螺旋线流道支架，21、中心流体管道，22、螺旋线流道出口端，23、中心流体管道入口端，24、第一密封圈。
具体实施方式
下面就根据附图和具体实施对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不局限于此。
如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本发明的基本原理表示在这几个图中，在图1中，一种家用真空清洁器，包括外旋风分离器1和内旋风分离器2。外旋风分离器1具有底部10，外旋风分离器侧壁11，圆柱形收集器12和流体流切向入口14。侧壁11和底部10是相同直径的，外旋风分离器侧壁11是圆柱形，使得外旋风分离器总体是圆柱形的。流体流切向入口14处于外旋风分离器侧壁11上半部，流体流切向入口14能够在与外旋风分离器侧壁11成切向的方向上传递充满颗粒的流体到外旋风分离器1内部，因为定向，流体流在外旋风分离器1内部建立旋流。
圆柱形收集器12布置在外旋风分离器1的内部，处于底部10的正中间，以圆柱形从底部10向上延伸，略高于内圆锥面分离器13底部，并于内圆锥面分离器13下端部分相遇，第一密封圈24设置于内圆锥面分离器13的外侧，在内圆锥面分离器13和圆柱形收集器12相遇处将二者密封。
内旋内分离器2包括由一条或多条螺旋线流道16与一个内径逐渐缩小的内圆锥面分离器13组成，以及其附属的螺旋线流道支架20，第一密封圈24，第二密封圈17和中心流体管道21。
优选的，6条螺旋线流道16装置在螺旋线流道支架20之内，螺旋线流道16的正中心装配了中心流体管道21。6条螺旋线流道出口端22同内圆锥面分离器13直径大的一端紧密连接，这使得内旋风分离器结构非常紧凑，6条螺旋线流道16能引导流体流从其入口端19向其出口端22运动，并使流体流在螺旋线流道16中形成旋流。由于形成旋流的流体流中的颗粒受到离心力的大小同颗粒的质量成正比。流体流中较大颗粒受到相应大的离心力作用下在螺旋路径中向旋流的外侧移动，在旋流中逐渐会呈现出质量越大的颗粒分布在旋流外侧，质量越小的颗粒分布在旋流内侧。在螺旋线流道出口端22，螺旋线流道16会引导流体流切向进入内圆锥面分离器13的直径大的一端。
优选的，内圆锥体分离器13直径大的一端同螺旋线流道出口端22紧密连接，流体流在螺旋线流道16的引导下，切向高速进入内圆锥面分离器13直径大的一端，因为流体流切向进入的定向，沿着内圆锥面分离器13的内表面，流体流形成旋流，从内圆锥面分离器13的直径大的一端向内圆锥面分离器13的直径小的一端运动。由于形成旋流的流体流中的颗粒受到离心力的大小同颗粒的质量成正比，位于旋流外侧的较大颗粒受到相对大的离心力作用，会甩在内圆锥面分离器13的内壁上，这些颗粒脱离旋流，受到重力作用下，下沉到圆柱形收集器12内。形成旋流的流体流中的颗粒受到离心力的大小同颗粒所在旋流中运动的半径成反比。随着内圆锥面的直径逐渐缩小，旋流中颗粒运动的半径也逐渐变小。相应的，颗粒受到的离心力作用增大，旋流中的更小颗粒运动到旋流的外侧，甩在内圆锥面分离器13的内壁上，脱离旋流，在重力作用下，下沉到圆柱形收集器12内。以此方式，细小颗粒从流体流中分离出，并沉积在圆柱形收集器12中；
优选的，中心流体管道21装配在螺旋线流道16的中心线上，外围同螺旋线流道16内部紧配合装配，并穿过螺旋线流道16两端，外围同螺旋线流道16内部紧配合装配，中心流体管道出口端18可连接一真空源，中心流体管道出口端18外围可装配第二密封圈17，同外旋风分离器侧壁11接触。中心流体管道入口端23伸出螺旋线流道出口端22，有部分伸入内圆锥面分离器13中，有助于流体流颗粒在内圆锥面分离器13内更充分分离。中心流体管道21内壁有2至3块隔板，阻止流体流形成旋流运动，便于流体流的迅速通过。经过内旋风分离器2分离后的干净流体流从中心流体管道入口端23进入，经中心流体管道21引导，从中心流体管道出口端18排出。
优选的，中心流体管道21、螺旋线流道16、螺旋线流道支架20、内圆锥面分离器13、第一密封圈24和第二密封圈17可组装成一整体，第二密封圈17装在中心流体管道21上，中心流体管道21和外旋风分离器侧壁11接触处，使用第二密封圈17将其密封，第一密封圈装在内圆锥面分离器13的外侧，于内圆锥面分离器13和圆柱形收集器12接触处，将其密封。内旋风分离器2组成的组件能方便从外旋风分离器侧壁11上拆卸下来，便于周期性排空外旋风分离器1内部和圆柱形收集器12内分离沉落的颗粒。
如图一的设备以下述方式操作。夹带有颗粒的流体流通过流体流切向入口14进入外旋风分离器1内部，因为流体流切向入口14的定向造成流体流在外旋风分离器内侧壁11形成旋流运动，由于形成旋流的流体流中的颗粒受到离心力的大小同颗粒的质量成正比，流体流中比较大的颗粒受到的离心力相应大一点，在离心力作用下，较大颗粒会向旋流的外侧移动，移动到旋流外侧的较大颗粒会甩在外旋风分离器侧壁11的内壁上，这些颗粒从旋流中出来，在重力作用下，沉积在外旋风分离器内部的底部10。一直夹带有更微小颗粒的流体流向内并朝向外旋风分离器流体出口15运动。
一直夹带有更小颗粒的流体流到达外旋风分离器流体出口15时，螺旋线流道支架20引导流体流通过外旋风分离器流体出口15并运动至螺旋线流道入口端19，螺旋线流道16引导流体流从其入口端19按螺旋路径向其出口端22运动，并使流体流在螺旋线流道16中形成旋流。由于形成旋流的流体流中的颗粒受到离心力的大小同颗粒的质量成正比，流体流中较大颗粒受到相应大的离心力作用，在螺旋路径中向旋流的外侧移动，在旋流中的流体流逐渐会呈现出质量越大的颗粒分布在旋流外侧，质量越小的颗粒分布在旋流内侧。在螺旋线流道出口端22，螺旋线流道16会引导流体流切向进入内圆锥面分离器13的直径大的一端。因为流体流切向进入的定向，沿着内圆锥面分离器13的内表面，流体流形成旋流，从内圆锥面分离器13的直径大的一端向直径小的一端运动。形成旋流的流体流中的颗粒受到离心力的大小同颗粒的质量成正比，位于旋流外侧的较大颗粒因相应大的离心力作用，会甩在内圆锥面分离器13的内壁上，脱离旋流，在重力作用下，下沉到圆柱形收集器12内。形成旋流的流体流中的颗粒受到离心力的大小同颗粒所在旋流中运动的半径成反比。随着内圆锥面分离器13的直径逐渐缩小，旋流中颗粒运动的半径也逐渐变小。旋流中的更小颗粒运动到旋流的外侧，甩在内圆锥面分离器13的内壁上，脱离旋流，在重力作用下，下沉到圆柱形收集器12内。以此方式，细小颗粒从流体流中分离出，并沉积在圆柱形收集器12中；经过内旋风分离器2分离后的干净流体流向内并向上朝向中心流体管道入口端23运动，经中心流体管道21引导，从中心流体管道出口端18排出。
在此实施例中，由螺旋线流道16，中心流体管道21，螺旋线流道支架20和内圆锥面分离器13组成的内旋风分离器2完全或部分位于该外旋风分离器1中，该布置是紧凑，高效的，并因此适合用于尺寸尽可能小的场合中。这种应用的一个例子是家用真空清洁器，其中尺寸和重量的要求是非常重要的。在这种应用中，中心流体管道出口端18将连接到一真空源上。并且流体切向入口14将连接到真空清洁器的污物空气入口上。在一圆柱形真空清洁器中，该污物空气入口将采用软管和长杆组件的形式。在直立式真空清洁器中，该污物空气入口将采用形成该真空清洁器一部分的清洁头的整体形式。布置当然可制在直立式真空清洁器中以便转换成柱面模式的操作。该真空清洁器的操作模式对于上述设备没有影响。
在所有真空清洁器应用中，该设备将需要周期性地排空分离的颗粒。图1中的方法是将外旋风分离器侧壁11、圆柱形收集器12和底部10做成一个整体，内旋风分离器2的螺旋线流道16、螺旋线流道支架20、内圆锥面分离器13和两个密封圈组装成一个整体，这样取出内旋风分离器2组件，外旋风分离器侧壁11内和圆柱形收集器12内的颗粒可同时排空。
本发明通过一条或多条螺旋线流道16紧连接一个内径逐渐缩小的内圆锥面分离器13组成的内旋风分离器2可实现高的分离效率，同时允许该内旋风分离器2和外旋风分离器1的结合紧凑组成。这使得该设备可使用在例如家用真空清洁器的用具中。内旋风分离器2具有一条或多条螺旋线流道16与一个内径逐渐缩小的内圆锥面分离器13，一条或多条螺旋线流道16可引导流体流按照螺旋路径运动，并能使流体流在其内部形成旋流，能使流体流切向进入一个内径逐渐缩小的内圆锥面分离器13中，一个内圆锥面分离器13能容纳一条或多条螺旋线流道16引导的流体流以螺旋路径切向进入其中形成旋流，更有效分离流体中的污物和细微颗粒。可调控内旋风分离器2伸入该外旋风分离器1的内部的距离。该设备具有改进后的分离效率高或压力下降，而且零件简单，结构紧凑。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和结构的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。
Claims (7)
1.一种家用真空清洁器，该设备包括一外旋风分离器(1)和一内旋风分离器(2)，其特征在于，内旋风分离器(2)还包括内径从上至下逐渐缩小的内圆锥面分离器(13)，内旋风分离器(2)包括至少一条螺旋线流道(16)，螺旋线流道出口端(22)与内圆锥面分离器(13)的直径大的一端紧密相连；螺旋线流道(16)引导流体流从其入口端(19)按螺旋路径向其出口端(22)运动，并使流体流在螺旋线流道(16)中形成旋流，由于形成旋流的流体流中的颗粒受到的离心力的大小同颗粒的质量成正比，流体流中较大颗粒受到相对大的离心力作用，从而在螺旋路径中向旋流的外侧移动，在旋流中会逐渐呈现出质量大的颗粒分布在旋流外侧，质量小的颗粒分布在旋流内侧，在螺旋线流道出口端(22)，螺旋线流道(16)会引导流体流切向进入内圆锥面分离器(13)的直径大的一端。
2.根据权利要求1的家用真空清洁器，其特征在于，外旋风分离器(1)的内底部(10)中间位置设有圆柱形收集器(12)，内圆锥面分离器(13)的下端伸入到圆柱形收集器(12)内，流体流切向进入内圆锥面分离器(13)后，沿着内圆锥面分离器(13)的内表面，流体流形成旋流，从内圆锥面分离器(13)的直径大的一端向内圆锥面分离器(13)的直径小的一端运动；由于形成旋流的流体流中的颗粒受到离心力的大小同颗粒的质量成正比，位于旋流外侧的较大颗粒受到相对大的离心力作用，会甩在内圆锥面分离器(13)的内壁上，这些颗粒脱离旋流，受到重力作用，下沉到圆柱形收集器(12)内；形成旋流的流体流中的颗粒受到离心力的大小同颗粒所在旋流中运动的半径成反比，随着内圆锥面的直径逐渐缩小，旋流中颗粒运动的半径也逐渐变小，相应的，颗粒受到的离心力作用增大，旋流中的较小颗粒运动到旋流的外侧，甩在内圆锥面分离器(13)的内壁上，脱离旋流，在重力作用下，下沉到圆柱形收集器(12)内，以此方式，细小颗粒从流体流中分离出，并沉积在圆柱形收集器(12)中。
3.根据权利要求2的家用真空清洁器，其特征在于，螺旋线流道(16)设置在螺旋线流道支架(20)之内，螺旋线流道(16)的中心设置有中心流体管道(21)，中心流体管道(21)穿过螺旋线流道(16)的两端，中心流体管道(21)的外围同螺旋线流道(16)内部紧密配合，中心流体管道(21)的出口端(18)连接有真空源；中心流体管道出口端(18)的四周边缘设置有第二密封圈(17)，第二密封圈(17)与外旋风分离器(1)侧壁(11)相接触；中心流体管道入口端(23)伸出于螺旋线流道(16)的出口端(22)之外，并且该入口端(23)部分伸入内圆锥面分离器(13)中；中心流体管道(21)内壁设置有2至3块隔板；螺旋线流道支架(20)上的外旋风分离器流体出口(15)设置有过滤网，经过外旋风分离器(1)处理过的流体流，螺旋线流道支架(20)引导其从外旋风分离器流体出口(15)进入，并运动至螺旋线流道入口端(19)，经过内旋风分离器(2)分离后的干净流体流从中心流体管道入口端(23)进入，经中心流体管道(21)引导，从中心流体管道出口端(18)排出。
4.根据权利要求1的家用真空清洁器，其特征在于，外旋风分离器(1)具有流体流切向入口(14)，该流体流切向入口(14)与外旋风分离器侧壁(11)成切向的方向上传递充满颗粒的流体流到外旋风分离器(1)的内部，流体流切向入口(14)的定向造成流体流在外旋风分离器内侧壁(11)形成旋流，由于形成旋流的流体流中的颗粒受到离心力的大小同颗粒的质量成正比，流体流中比较大的颗粒受到的离心力相应大一些，在离心力作用下，较大的颗粒会向旋流的外侧移动，移动到旋流外侧的较大颗粒会甩在外旋风分离器侧壁(11)的内壁上，这些颗粒从旋流中出来，在重力作用下，沉积在外旋风分离器底部(10)的内部，夹带有更微小颗粒的流体流朝向外旋风分离器流体出口(15)运动。
5.根据权利要求3的家用真空清洁器，其特征在于，在内圆锥面分离器(13)和圆柱形收集器(12)接触处，内圆锥面分离器(13)的外侧壁通过第一密封圈密封住的内圆锥面分离器(13)与圆柱形收集器(12)。
6.根据权利要求5的家用真空清洁器，其特征在于，外旋风分离器(1)的整体形状呈圆柱形，中心流体管道(21)、螺旋线流道(16)、螺旋线流道支架(20)、内圆锥面分离器(13)、第一密封圈(24)和第二密封圈(17)可组装成一整体，该整体可从外旋风分离器侧壁(11)拆卸，用于排空圆柱形收集器(12)和外旋风分离器侧壁(11)内的颗粒。
7.根据权利要求1的家用真空清洁器，其特征在于，内旋风分离器(2)部分或全部伸入该外旋风分离器(1)的内部。
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