CN110051267A - 一种利用旋风管分离的除尘装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用旋风管分离的除尘装置，由于该除尘装置中的旋风管具有叶片结构，使得所通过的空气产生高速旋转，给空气中的固体污染物一个径向速度和切向速度，固体污染物在惯性离心力的作用下通过旋风管的排尘口排出，大大提高了分离效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种清洁除尘装置，尤其涉及一种利用旋风管进行分离的清洁除尘装置。
背景技术
随着经济的发展和人们生活水平的提高，人们对于诸如办公室、汽车及家庭住所居住环境的要求越来越高，为了清除前述空间内充斥的毛发等污染物，一款方便实用的清洁用除尘器成了人们的首选。
目前市面上也有各式各样的除尘器在售，日前在售的除尘器通常采用采用旋风分离技术和滤芯拦截的方式进行除尘：在这种情况下，往往通过旋风分离装置对进入除尘器的气流进行预分离以将气流中的大颗粒物去除，剩余的小颗粒物采用传统滤材的方式进行拦截。
但是，目前采用的旋风分离技术均未采用带叶片旋风管的旋风分离装置进行分离。由于未采用带叶片的旋风管，故在除尘过程中这种旋风分离技术产生的惯性离心力有限从而只能去除较大颗粒，同时分离效率低下。而在人们日常生活和工作所处的室内或车内环境中，需要去除的除了毛发、食物碎屑等相对大颗粒污染物外，大部分为细微粉尘；而这种细微粉尘利用目前市面上的除尘器却很难进行分离去除。此外，在对前述环境中的大颗粒废弃物进行旋风分离之后，往往还需要靠滤芯对污染物进行拦截，由于目前市面上的大部分除尘器不能对细微粉尘等进行有效分离，这样通过滤芯拦截后极易造成滤芯的堵塞，这就需要人们在使用过程中频繁更换和/或清洗滤芯，这就大大增加了除尘器的维护成本，同时因为更换和/或清洗亦占用大量的人力物力，给人们的生活带来诸多不便。
发明内容
针对现有技术中存在的除尘器分离效率低、维护成本高，占用大量人力物力致使人们使用不便等问题，本发明的目的是提供一种利用旋风管分离的除尘装置，由于该除尘装置中的旋风管具有叶片结构，使得所通过的空气产生高速旋转，给空气中的固体污染物一个径向速度和切向速度，在高速旋转的过程中，固体污染物由于惯性离心力的作用被甩向管壁，最终通过旋风管的排尘口排出，大大提高了分离效率。同时，通过本发明的旋风管分离除尘装置，一方面可分离空气中的较大颗粒固体污染物和废弃物，同时也能对空气中的细微粉尘进行分离去除，这样就减轻了下游过滤装置的工作压力，减少甚至避免了下游过滤装置的堵塞，一方面提高了分离和过滤的效率，另一方也降低了日常的清洗和/或更换过滤装置的维护成本，大大增强了人们使用的便捷性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种利用旋风管分离的除尘装置，包括吸尘机构、分离机构、抽尘风机和供电机构，所述吸尘机构、分离机构、抽尘风机顺序相连，所述供电机构与所述抽尘风机、分离机构相连，其中，所述分离机构包括第一分离机构和第二分离机构，所述第一分离机构包括第一积尘罐和第一分离装置，所述第一积尘罐上设置有沿切线方向的进气口、所述吸尘机构与所述进气口连通，所述第一分离装置上开设有气孔，所述第一分离机构与所述第二分离机构通过所述气孔连通，所述第二分离机构包括第二积尘罐和旋风管分离装置，所述旋风管分离装置由旋风管本体、旋风管叶片和气流排出管构成，所述旋风管本体的进口端设置有所述旋风管叶片、出口端设置有气流排出管，所述旋风管叶片、所述气流排出管系同轴安装，所述旋风管本体的出口端设置有排尘口，所述排尘口与所述第二积尘罐连通。
作为改进，前述的一种利用旋风管分离的除尘装置，其中，还包括过滤装置，所述过滤装置分别与所述旋风管分离装置的所述气流排出管、所述抽尘风机连通。
进一步地，前述的一种利用旋风管分离的除尘装置，其中，所述过滤装置包括滤壳和与所述滤壳配合使用的滤芯，所述滤芯内置于所述滤壳中，所述滤壳的进气口与所述气流排出管连通、所述滤壳的出气口与所述抽尘风机连通；气流自内向外通过滤芯的滤材，被拦截的固体污染物会积存在滤芯内部。
同时，前述的一种利用旋风管分离的除尘装置，其中，还包括高效过滤器，所述高效过滤器与所述抽尘风机连通。
前述的一种利用旋风管分离的除尘装置，其中，所述旋风管叶片与所述旋风管本体设置为一体结构或分体结构。
前述的一种利用旋风管分离的除尘装置，其中，所述旋风管叶片设置为一级结构或多级结构。
前述的一种利用旋风管分离的除尘装置，其中，确定所述旋风管叶片位置的螺旋线为定螺距螺旋线或沿着气流方向螺距逐渐减小的变螺距螺旋线。
本发明一种利用旋风管分离的除尘装置，由于采用了带叶片旋风管，这样的旋风管结构具有免清洗、无耗材、后期不需要维护和更换的优点。由于叶片的存在，使得所通过的空气产生高速旋转，给空气中的固体污染物一个径向速度和切向速度，在高速旋转的过程中，固体污染物由于惯性离心力的作用被甩向管壁，最终通过旋风管的排尘口排出，而分离净化后的空气经气流排出管排出从而进入到下游的过滤装置中。这样的结构在提高固体污染物分离效率的同时也能减少甚至避免下游过滤装置的堵塞。通过在前述的基础上增加过滤装置的设置，这样就可以在实现空气中大颗粒污染物有效分离的同时，通过该过滤装置对空气中的细微粉尘等污染物进行拦截和过滤，提高除尘空气的清洁度。在前述的基础上，通过进一步设置高效过滤器，在过滤装置对空气中的细微粉尘进行拦截和过滤之后，进一步对空气中的小颗粒污染物进行过滤，从而实现对经过除尘器的空气进行清洁的目的。在本发明中，所述旋风管叶片与所述旋风管本体可设置为一体结构或分体结构：将所述旋风管叶片与所述旋风管本体设置为一体结构有助于实现高效去除固体污染物的效果；同时，为了使得所述旋风管叶片在损害后便于更换，且降低加工工艺的复杂程度，还可以选择将旋风管叶片与所述旋风管本体设置为分体结构。此外，还可以进一步地将所述旋风管叶片设置为一级或多级结构，多级结构更符合所述旋风管本体中的气流流场速度分布情况，可以在不增加压降的前提下有效提高外来物的切向速度，从而提高分离效率。
附图说明
图1是本发明一种利用旋风管分离的除尘装置整体结构示意图。
图2 是本发明一种利用旋风管分离的除尘装置整体结构剖面图。
图3是本发明一种利用旋风管分离的除尘装置的第一分离机构示意图。
图4是本发明一种利用旋风管分离的除尘装置的第二分离机构剖视图。
图5是本发明一种利用旋风管分离的除尘装置的旋风管分离装置剖视图。
图6是气流在本发明一种利用旋风管分离的除尘装置的分离机构和过滤装置中的流向示意图。
图7是本发明一种利用旋风管分离的除尘装置中过滤装置5中滤芯52的一种实施例。
图8是本发明一种利用旋风管分离的除尘装置中旋风管分离装置的旋风管本体所构成的环形阵列示意图。
图9是本发明一种利用旋风管分离的除尘装置中旋风管分离装置的气流排出管所构成的环形阵列示意图。
图10是本发明一种利用旋风管分离的除尘装置的另一种实施例。
具体实施方式
下面结合原理图和具体操作实施例对本发明作进一步说明。
请参看图1-10，一种利用旋风管分离的除尘装置，包括吸尘机构1、分离机构2、抽尘风机3和供电机构4，所述吸尘机构1、分离机构2、抽尘风机3顺序相连，所述供电机构4与所述抽尘风机3、分离机构2相连，其中，所述分离机构2包括第一分离机构21和第二分离机构22，所述第一分离机构21包括第一积尘罐 211和第一分离装置212，所述第一积尘罐211上设置有沿切线方向的进气口213、所述吸尘机构1与所述进气口213连通，所述第一分离装置212上开设有气孔214，所述第一分离机构21与所述第二分离机构22通过所述气孔214连通，所述第二分离机构22包括第二积尘罐221和旋风管分离装置222，所述旋风管分离装置222由旋风管本体223、旋风管叶片224和气流排出管225构成，所述旋风管本体223的进口端设置有所述旋风管叶片224、出口端设置有气流排出管225，所述旋风管叶片224、所述气流排出管225系同轴安装，所述旋风管本体223的出口端设置有排尘口226，所述排尘口226与所述第二积尘罐221连通。所述吸尘机构1的吸入端可以通过设置吸尘嘴以便高效吸入固体污染物等；为了便于安装和清洗吸尘机构1，还可以将所述吸尘机构1远离吸入口的一端与所述分离机构2卡接。同时，所述供电机构4的一端与所述分离机构2、抽尘风机3连接以向本发明的除尘装置提供动力。为了方便移动本发明的除尘装置，还可以通过设置供手持的操作手柄以方便操纵，同时可以选择用于对所述供电机构4的开启和/或关闭功能进行操控的装置设置在操作手柄上。这样大大方便了操作本发明的除尘装置，极大地改善了操作体验。当使用时，开启本发明除尘装置中的供电机构4，所述抽尘风机3即开始工作，此时在所述抽尘风机3的作用下，所述吸尘机构1将外部含有毛发、碎屑等污染物或废弃物的气流吸入，被吸入的气流通过第一分离机构21，在所述第一积尘罐211中由于所述抽尘风机3的作用而高速旋转，在离心力的作用下诸如毛发、较大碎屑等污染物或废弃物被甩在所述第一积尘罐211的内壁上，在重力的作用下逐渐沉积在所述第一积尘罐211中；同时气流经过第一分离装置212上的小孔214进入第二分离机构22，在所述第二分离机构22的进口端中，由于设置有所述旋风管叶片224，因此气流进入后在所述旋风管叶片224的作用下在所述旋风管本体内高速旋转，从而给空气中的固体污染物及废弃物一个径向速度和切向速度，在离心力的作用下气流中的污染物被甩向所述旋风管本体的管壁并通过所述排尘口226排到第二积尘罐221中，经过所述第二分离机构22分离的气流由所述旋风管分离装置222的气流排出管225排出。作为优选，本发明的除尘装置中可设置不少于一个的所述旋风管分离装置22从而使得所述旋风管分离装置组成一环形阵列以提高气流流量和分离效率。
在前述的一种利用旋风管分离的除尘装置基础上，还可以增加过滤装置5，所述过滤装置5分别与所述旋风管分离装置222的所述气流排出管225、所述抽尘风机3连通。进一步地，所述过滤装置5可以设置成包括滤壳51和与所述滤壳51配合使用的滤芯52，所述滤芯52内置于所述滤壳51中，所述滤壳51的进气口与所述气流排出管225连通、所述滤壳51的出气口与所述抽尘风机3连通；气流自内向外通过滤芯52的滤材，被拦截的固体污染物会积存在滤芯52内部。在该除尘装置工作过程中，经由第二分离机构22进行分离处理并由所述气流排出管排到下游所述过滤装置5中的空气气流，尚含有微量污染物；经过所述过滤装置5的作用，其中微量污染物被所述滤芯52拦截，然后经所述滤芯52过滤后的空气气流则在所述抽尘风机3的作用下或直接排出或进入下游进行后续处理。所述过滤装置5的设置能够显著改善排出的空气质量，提高空气清洁度，更有利净化人们所处空间的空气质量，提高人们的舒适度。所述过滤装置5的滤芯52可采用用水清洗的空气过滤材料，这样方便维护且经久耐用。还可以将所述滤芯52设置成包括顶盖、隔板、中心杆和滤材的结构，如图7所示在该结构中顶盖与隔板之间可形成滤壳51的进气口，其与所述第二分离机构22的所述气流排出排出管225连通，当从第二分离机构22排出的气流经滤壳51的进气口进入滤芯52中，此时气流由内向外经过滤芯52的过滤材料从而将微量颗粒污染物拦截在滤芯52内部，经过过滤装置5过滤的气流则由所述抽尘风机3排出。
为进一步过滤去除空气中的污染物，还可以在前述的基础上增设高效过滤器6，可选择将所述高效过滤器6设置在所述抽尘风机3的下游，这样经所述过滤装置5拦截微量颗粒污染物之后的气流在抽出风机3的作用下再次经过所述高效过滤器6的二次过滤，能够进一步去除空气中的污染物。高效过滤器甚至能够针对0.5微米以上的固体颗粒进行有效拦截和过滤，能够实现有效过滤掉PM2.5的有益效果。
进一步地，在本发明一种利用旋风管分离的除尘装置中，所述旋风管叶片224与所述旋风管本体223可设置为一体结构或分体结构。将所述旋风管叶片224与所述旋风管本体223设置为一体结构有助于实现高效去除固体污染物的效果。当然，为了使得所述旋风管叶片224在损坏后便于更换，且降低加工工艺的复杂程度，还可以选择将旋风管叶片224与所述旋风管本体223设置为分体结构。
作为优选，在本发明一种利用旋风管分离的除尘装置中，所述旋风管叶片224可进一步设置为一级结构或多级结构。之所以将所述旋风管叶片224设置为多级结构，是因为多级结构更符合所述旋风管叶片224和所述旋风管本体223所涉的气流流场速度分布情况，可以在不增加旋风管叶片224压降的前提下有效提高外来物的切向速度，从而提高旋风管叶片224的分离效率。
进一步地，在本发明一种利用旋风管分离的除尘装置中，用于确定所述旋风管叶片224位置的螺旋线为定螺距螺旋线或沿着气流方向螺距逐渐减小的变螺距螺旋线。之所以还可以设置成变螺距螺旋线，是因为旋风管叶片224设置成变螺距更符合气流流场速度分布情况，可以在不增加旋风管叶片224压降的前提下有效提高外来物的切向速度，从而提高分离效率。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但本发明并不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何对该进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (13)
1.一种利用旋风管分离的除尘装置，包括吸尘机构（1）、分离机构（2）、抽尘风机（3）和供电机构（4），所述吸尘机构（1）、分离机构（2）、抽尘风机（3）顺序相连，所述供电机构（4）与所述分离机构（2）、抽尘风机（3）相连，其特征在于：所述分离机构（2）包括第一分离机构（21）和第二分离机构（22），所述第一分离机构（21）包括第一积尘罐 （211）和第一分离装置（212），所述第一积尘罐（211）上设置有沿切线方向的进气口（213）、所述吸尘机构（1）与所述进气口（213）连通，所述第一分离装置（212）上开设有气孔（214），所述第一分离机构（21）与所述第二分离机构（22）通过所述气孔（214）连通，所述第二分离机构（22）包括第二积尘罐（221）和旋风管分离装置（222），所述旋风管分离装置（222）由旋风管本体（223）、旋风管叶片（224）和气流排出管（225）构成，所述旋风管本体（223）的进口端设置有所述旋风管叶片（224）、出口端设置有气流排出管（225），所述旋风管叶片（224）、所述气流排出管（225）系同轴安装，所述旋风管本体（223）的出口端设置有排尘口（226），所述排尘口（226）与所述第二积尘罐（221）连通。
2.根据权利要求1所述的一种利用旋风管分离的除尘装置，其特征在于：还包括过滤装置（5），所述过滤装置（5）分别与所述旋风管分离装置（222）的所述气流排出管（225）、所述抽尘风机（3）连通。
3.根据权利要求2所述的一种利用旋风管分离的除尘装置，其特征在于：所述过滤装置（5）包括滤壳（51）和与所述滤壳（51）配合使用的滤芯（52），所述滤芯（52）内置于所述滤壳（51）中，所述滤壳（51）上设置有进气口和出气口、所述进气口与所述气流排出管（225）连通、所述出气口与所述抽尘风机（3）连通。
4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的一种利用旋风管分离的除尘装置，其特征在于：还包括高效过滤器（6），所述高效过滤器（6）与所述抽尘风机（3）连通。
5.根据权利要求1至3任一权利要求所述的一种利用旋风管分离的除尘装置，其特征在于：所述旋风管叶片（224）与所述旋风管本体（223）设置为一体结构或分体结构。
6.根据权利要求4所述的一种利用旋风管分离的除尘装置，其特征在于：所述旋风管叶片（224）与所述旋风管本体（223）设置为一体结构或分体结构。
7.根据权利要求1、2、3或6任一权利要求所述的一种利用旋风管分离的除尘装置，其特征在于：所述旋风管叶片（224）设置为一级或多级结构。
8.根据权利要求4所述的一种利用旋风管分离的除尘装置，其特征在于：所述旋风管叶片（224）设置为一级或多级结构。
9.根据权利要求5所述的一种利用旋风管分离的除尘装置，其特征在于：所述旋风管叶片（224）设置为一级或多级结构。
10.根据权利要求1、2、3、6、8或9任一权利要求所述的一种利用旋风管分离的除尘装置，其特征在于：确定所述旋风管叶片（224）位置的螺旋线为定螺距螺旋线或沿着气流方向螺距逐渐减小的变螺距螺旋线。
11.根据权利要求4所述的一种利用旋风管分离的除尘装置，其特征在于：确定所述旋风管叶片（224）位置的螺旋线为定螺距螺旋线或沿着气流方向螺距逐渐减小的变螺距螺旋线。
12.根据权利要求5所述的一种利用旋风管分离的除尘装置，其特征在于：确定所述旋风管叶片（224）位置的螺旋线为定螺距螺旋线或沿着气流方向螺距逐渐减小的变螺距螺旋线。
13.根据权利要求7所述的一种利用旋风管分离的除尘装置，其特征在于：确定所述旋风管叶片（224）位置的螺旋线为定螺距螺旋线或沿着气流方向螺距逐渐减小的变螺距螺旋线。
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