CN110248582B - 旋风分离装置 - Google Patents

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CN110248582B CN201780076305.2A CN201780076305A CN110248582B CN 110248582 B CN110248582 B CN 110248582B CN 201780076305 A CN201780076305 A CN 201780076305A CN 110248582 B CN110248582 B CN 110248582B
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Abstract

一种用于从带有污物的空气中除去灰尘或碎屑的旋风分离装置，所述装置具有：分离腔室(18c)；带有污物的空气通过其中被吸入分离腔室(18c)的入口(99)；清洁空气通过其中离开分离腔室(18c)的出口；以及一端连接到分离腔室的护罩(100)，并且提供供空气通到出口的多个开口(104)；与分离腔室(18c)连通的污物收集腔室(18b)；其中，分离腔室(18c)包括具有中心轴线的大致圆柱形部分，并且其中，入口(99)被配置成将进入的带有污物的空气引导到所述大致圆柱形部分中，使得其围绕分离腔室(18c)的内表面周向行进，其中，分离腔室(18c)包括气流引导构造(120)，该气流引导构造连接到大致圆柱形部分的内表面，并且朝向大致圆柱形部分的中心轴线向内延伸。

Description

旋风分离装置
技术领域
本发明一种旋风分离装置，特别是，但不排除地涉及一种包括这种装置的表面清洁设备。
背景技术
WO2012/064814描述了一种吸尘器，其独立权利要求1中的吸尘器中，分离器的内侧表面包括肋件以协助从气流中去除灰尘和碎屑。JPS6230568描述了一种不同类型的分离器，其具有沿其内侧壁的脊。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种用于从带有污物的空气中除去灰尘或碎屑的旋风分离装置，所述装置具有：
分离腔室；
入口，带有污物的空气通过入口被吸入分离腔室；
出口，清洁空气通过出口离开分离腔室；以及
一端连接到分离腔室的护罩，并且提供供空气通到出口的多个开口，
与分离腔室连通的污物收集腔室，
其中，分离腔室包括具有中心轴线的大致圆柱形部分，并且其中，入口被配置成将进入的带有污物的空气引导到所述大致圆柱形部分中，使得其围绕分离腔室的内表面周向行进，
其中，分离腔室包括气流引导构造，该气流引导构造连接到大致圆柱形部分的内表面，并且朝向大致圆柱形部分的中心轴线向内延伸，其中，所述气流引导构造在其围绕大致圆柱形部分的内表面周向延伸时，提供遵循大体螺旋形路径的表面，所述螺旋形路径延伸远离入口。
气流引导构造可以仅连接到分离腔室的大致圆柱形部分的内表面。
根据本发明的第二方面，提供一种表面清洁设备，其包括根据本发明第一方面的装置。
在本文中提出本发明的第一方面和第二方面的另外特征。
附图说明
下面参考附图，仅通过示例的方式阐述本发明的实施例，附图中：
图1是表面清洁设备的透视图；
图2是图1的设备的前视图；
图3是图1的设备的侧视图；
图4是图1的设备的相对侧视图；
图5是图1的设备的壳体的透视图，该壳体可操作为手持式表面清洁设备；
图6是图5的壳体的侧视图；
图7是图5的壳体的相对侧视图；
图8是设备的穿过护罩中心平面的剖视图；
图9是该设备的污物收集腔室和旋风分离装置的透视图；
图10是污物收集腔室的透视图；
图11是污物收集腔室的另一透视图；
图12是污物收集腔室和旋风分离装置通过与其轴线A相交的平面的透视剖视图；
图13是污物收集腔室的另一透视图；
图14是污物收集腔室的平面图，其中，示出了内部部件；
图15是污物收集腔室和旋风分离装置的区域的放大剖视图；
图16是第二实施例的污物收集腔室和旋风分离装置的透视图；以及
图17是图16的污物收集容器和旋风分离装置的另一透视图。
具体实施方式
参考附图，这些附图示出了根据本发明的表面清洁设备10。设备10包括地板头12、壳体16和将地板头12连接到壳体16的细长构件14，细长构件14具有细长轴线B。在该示例中，当细长构件14和地板头12未与壳体16连接时，壳体16可操作为手持式表面清洁设备，通常称为手动真空吸尘器。壳体16支撑抽吸源、污物容器18和旋风分离装置。在该示例中，抽吸源是驱动可旋转风扇的电动电动机，但是可以使用任何适当的抽吸源。所有必要的是抽吸源能够将空气通过地板头12和细长构件14吸向污物收集容器。
在该示例中，壳体16支撑或包含电池，以向抽吸电动机和设备10的其他部件提供电力。在替代实施例中，设备10可以是总电源供电的。
虽然在本实施例中，设备10包括旋风分离装置，以将污物从流过设备10的空气分离，但这不是必需的。实际上，设想了这样的实施例，其中，设备10包括收集污物的过滤袋，或任何其他适当的将污物从空气分离的装置。设备10包括可枢转移动的门18a，门18a使得用户能够清空容器18内收集的污物。
细长构件14包括用于将带有污物的空气从地板头12运送到污物收集腔室18的通道。在该示例中，地板头12包括电动机，电动机用于驱动可旋转地板搅动构件或刷子，因此，细长构件14包括另一通道，电缆可以延伸通过该通道，以在地板头中壳体16和电动机之间提供电连接。
地板头12可与细长构件14分离，例如使得另一工具可连接到细长构件14的自由端。细长构件14也可通过手动操作开关17与壳体16分离。这使得壳体16能够用作手持式表面清洁设备，并且具有这样的选择：能够将另一个工具连接到细长构件16被移除的位置。
壳体16包括用于保持设备10的手柄，所述手柄包括第一用户可抓握部分20和第二用户可抓握部分21，二者大体上以直角相互连接。第一用户可抓握部分20的第一端连接到壳体16，并且大致向后远离壳体16并且从细长构件14延伸。第二用户可抓握部分21的第一端连接到壳体16并且大致从壳体16向上延伸。第一用户可抓握部分20和第二用户可抓握部分21的各个第二端彼此连接。基本上，第一用户可抓握部分20和第二用户可抓握部分21形成手柄，手柄为L形并且提供两个位置，每个位置的尺寸使得它可以被用户的手完全抓住。装置22(例如用于使设备“接通”的开关)位于第一用户可抓握部分20的第二端和第二用户可抓握部分21的第二端互相的连接处。
在本实施例中，大致圆柱形主体18具有细长轴线A，并在一端设置污物收集腔室18b和相邻的分离腔室18c。在腔室18c内定位有旋风分离装置，该旋风分离装置包括护罩100，护罩100还具有与轴线A同轴的细长轴线，轴线A是当带有污物的空气穿过设备10并且围绕护罩100循环时，使得带有污物的空气旋转的轴线。护罩100的一端连接到分离腔室18b，并且在相对端自由。主体18包括入口99，带有污物的空气通过入口99被吸入分离腔室18c。入口99被配置成将进入的带有污物的空气引导到分离腔室18c的大致圆柱形部分中，使得其围绕分离腔室18c的内表面18d周向行进。细长轴线A在正常使用中大体上是水平的。虽然在该实施例中，污物收集腔室18的细长轴线和护罩100的细长轴线是同轴的或大体上同轴的，但它们不是必须同轴的。例如它们可以是平行的并且彼此偏移或相对于彼此倾斜。或者，护罩100可大致在分离腔室18的大致圆柱形部分居中定位。
护罩100包括用于支撑网或类似物(未示出)的框架，并且通常为圆柱形，其内部具有开口104，开口104用于使空气通过到达出口，清洁空气通过该出口离开分离腔室。可以想到护罩100的其他配置，例如移除网盖，并且替代地，使开口104的数量更小和更大。一般而言，护罩100提供多个开口104以用于使空气通向出口。
有利地，分离腔室包括气流引导构造120，其连接到大致圆柱形部分的内表面并且朝向中心轴线A向内延伸。一般而言，气流引导构造120由于它围绕大致圆柱形部分的内表面周向延伸，而延伸远离入口99(即，朝向可枢转移动的门18a)。以这种方式，气流引导构造120当其延伸远离入口并围绕内表面延伸时，提供了沿着大体螺旋路径的表面。如图所示，气流引导构造120仅连接到分离腔室的大致圆柱形部分的内表面。
在本示例中，气流引导构造120具有第一端121和第二端122，其中，气流引导构造的第二端122定位成远离入口99。第一端121位于邻近或靠近入口99的位置，以便能够影响通过入口99的空气的流动。第二端122的位置邻近或靠近污物收集腔室18b，并且在该示例中的位置邻近或靠近护罩100的自由端(即护板(skirt))(见图9)。第二端122朝向大致圆柱形部分的内表面逐渐变细。
在本实例中，可以看出，构造120采用螺旋/部分螺旋的形式，当其围绕大致圆柱形部分的内表面周向延伸时，具有恒定或大体恒定的横截面积。在该实例中，横截面形状是矩形的，具有轴向面对的表面123和表面124(它们也彼此相对)，其提供遵循螺旋或大体螺旋路径的表面。因此，构造120具有在平行于中心轴线A的方向上测量的宽度W，其沿着其长度恒定或大体恒定。W优选地在2mm至5mm的范围内，最优选地在2mm至4mm的范围内，甚至更优选地在2.5mm至3.5mm的范围内。在这个具体例子中，W是3mm。应该注意的是，例如鉴于通过注射成型制造，构造120可以具有初始轮廓(它可以逐渐变细)。因此，尺寸W优选地在其基部处或基部附近、最靠近大致圆柱形部分的内表面测量。构造120的自由端将具有较小的宽度尺寸。
同样，气流引导构造120优选地朝向轴线A向内延伸距离D。D优选地在2mm至5mm的范围内，最优选地在2mm至4mm的范围内，甚至更优选地在2mm至3mm的范围内。在这个具体例子中，D是2.9mm。
有利地发现，性能被优化，其中，构造120(并且因此表面123和表面124)与垂直穿过中心轴线A延伸的平面E的倾斜角α(参见图14)在10度至30度的范围内。实现了改进的性能，其中，倾斜角α在15度至25度的范围内。已经发现最改进的性能，其中，倾斜角α为20度或约20度。
从图中可以看出，构造120围绕大致圆柱形部分的内表面延伸小于轴线A的一整圈。相反，构造120围绕大致圆柱形部分的内表面延伸轴线A的一整圈的一半或者大体一半。然而，设想多个实施例，其中，构造120围绕大致圆柱形部分的内表面延伸大于轴线A的一整圈。
图16示出了另一实施例，其中，构造120'具有不同的形状。代替提供具有恒定厚度和宽度(图15中的D'和W')的螺旋形构造，当构造120'围绕大致圆柱形部分的内表面沿周向、从其第一端121'延伸到其第二端122'时，气流引导构造120'的横截面积增加。尺寸D'与第一实施例的尺寸D相同(其优选的尺寸范围)。随着构造120'围绕大致圆柱形部分的内表面周向延伸时，在平行于中心轴线A的方向上测量到的构造121’的宽度W'增加。图17示出了在不同位置W'1，W'2，W'3，W'4和W'5处，构造宽度的增加，在本例中分别为12mm，21.9mm，31.8mm，39mm和39.5mm。位置W'1，W'2，W'3，W'4和W'5围绕轴线A以30度彼此间隔开。设想围绕这些值的范围，例如所示尺寸的任一侧的2mm至5mm。
因此，构造120'仅提供一个螺旋表面123'，以影响分离器周围的气流。与第一实施例中一样，有利地发现，在表面123'与垂直通过中心轴线A延伸的平面E的倾斜角α(见图14)在10度至30度范围内的情况下，性能得到优化。在倾斜角度α在15度至25度范围内的情况下，实现了改进的性能。已经发现最改进的性能，其中，倾斜角α为20度或约20度。该实施例的优点在于，与第一实施例比较，制造不复杂。
一般而言，并且在优选实施例中，旋风分离装置具有：
分离腔室；
入口，带有污物的空气通过入口被吸入分离腔室；
出口，清洁空气通过出口离开分离腔室；以及
与分离腔室连通的污物收集腔室，
其中，分离腔室包括具有中心轴线的大致圆柱形部分，并且其中，入口被配置成将进入的带有污物的空气引导到所述大致圆柱形部分中，使得其围绕分离腔室的内表面周向行进，
其中，分离腔室包括气流引导构造，该气流引导构造连接到大致圆柱形部分的内表面，并且朝向大致圆柱形部分的中心轴线向内延伸，其中，所述气流引导构造在其围绕大致圆柱形部分的内表面周向延伸时，延伸远离入口。
当术语“包括”和“包含”及其变型在本说明书和权利要求书中使用时，意味着包括特定的特征、步骤或整数。这些术语不应被解释为排除其他特征、步骤或组件的存在。
在前述说明书或所附权利要求或附图中公开的特征，以其特定形式或以用于执行所公开的功能的装置、或用于获得所公开结果的方法或过程的形式表达，如果适当，其可以单独地或以这些特征的任何组合来表达，这可用于以其各种形式实现本发明。

Claims (22)

1.一种用于从带有污物的空气中除去灰尘或碎屑的旋风分离装置，所述旋风分离装置具有：
分离腔室；
入口，带有污物的空气通过所述入口被吸入所述分离腔室；
出口，清洁空气通过所述出口离开所述分离腔室；以及
一端连接到所述分离腔室的护罩，所述护罩提供供空气通到所述出口的多个开口，
与所述分离腔室连通的污物收集腔室，
其中，所述分离腔室包括具有中心轴线的圆柱形部分，并且其中，所述入口被配置成将进入的带有污物的空气引导到所述圆柱形部分中，使得带有污物的空气围绕所述分离腔室的内表面周向行进，
其中，所述分离腔室包括气流引导构造，所述气流引导构造连接到所述圆柱形部分的所述内表面，并且朝向所述圆柱形部分的所述中心轴线向内延伸，其中，所述气流引导构造在其围绕所述圆柱形部分的所述内表面周向延伸时，提供遵循螺旋形路径的表面，所述螺旋形路径延伸远离所述入口，
其中，所述气流引导构造具有在平行于所述分离腔室的所述圆柱形部分的所述中心轴线的方向上测量的宽度，并且所述气流引导构造的所述宽度随着所述构造围绕所述圆柱形部分的所述内表面周向延伸时，所述宽度增加。
2.根据权利要求1所述的旋风分离装置，其中，当所述构造围绕所述圆柱形部分的所述内表面周向延伸时，所述气流引导构造的横截面积增加。
3.根据权利要求2所述的旋风分离装置，其中，所述气流引导构造的所述表面与垂直通过所述圆柱形部分的所述中心轴线延伸的平面的倾斜角在10度至30度的范围内。
4.根据权利要求3所述的旋风分离装置，其中，所述气流引导构造的所述表面与垂直通过所述圆柱形部分的所述中心轴线延伸的平面的所述倾斜角在15度至25度的范围内。
5.根据权利要求4所述的旋风分离装置，其中，所述气流引导构造的所述表面与垂直通过所述圆柱形部分的所述中心轴线延伸的平面的所述倾斜角是20度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的旋风分离装置，其中，所述气流引导构造是螺旋形或部分螺旋形。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的旋风分离装置，其中，所述气流引导构造围绕所述圆柱形部分的所述内表面延伸小于一整圈。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的旋风分离装置，其中，所述气流引导构造围绕所述圆柱形部分的所述内表面延伸一整圈的一半。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的旋风分离装置，其中，所述气流引导构造围绕所述圆柱形部分的所述内表面延伸大于一整圈。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的旋风分离装置，其中，所述气流引导构造具有第一端和第二端，其中，所述气流引导构造的所述第二端定位成远离所述入口。
11.根据权利要求10所述的旋风分离装置，其中，所述气流引导构造的所述第一端靠近所述入口。
12.根据权利要求10所述的旋风分离装置，其中，所述气流引导构造的所述第二端靠近所述污物收集腔室。
13.根据权利要求10所述的旋风分离装置，其中，所述旋风分离装置包括位于所述出口上游的护罩，所述护罩位于所述分离腔室的所述圆柱形部分的中心，并且其中，所述气流引导构造的所述第二端靠近所述护罩的自由端。
14.根据权利要求13所述的旋风分离装置，其中，所述护罩包括朝向所述分离腔室的所述内表面延伸的周边护板，并且其中，所述气流引导构造的所述第二端靠近所述护板的自由端。
15.根据权利要求1至5中任一项所述的旋风分离装置，其中，所述气流引导构造朝向所述圆柱形部分的所述中心轴线向内延伸2mm至5mm的范围。
16.根据权利要求15所述的旋风分离装置，其中，所述气流引导构造向内延伸2mm至3mm的范围。
17.根据权利要求16所述的旋风分离装置，其中，所述气流引导构造向内延伸2.9mm。
18.一种表面清洁设备，包括根据权利要求1至17中任一项所述的旋风分离装置。
19.根据权利要求18所述的表面清洁设备，包括：
地板头；
支撑抽吸源的壳体；以及
将所述地板头连接到所述壳体的细长构件，所述细长构件包括用于将带有污物的空气从所述地板头运送到污物收集容器的通道。
20.根据权利要求19所述的表面清洁设备，其中，所述细长构件能够与所述地板头分离。
21.根据权利要求19或20所述的表面清洁设备，其中，所述细长构件能够与所述壳体分离。
22.根据权利要求20所述的表面清洁设备，其中，当所述细长构件和所述地板头从所述壳体上分离时，所述壳体能够操作为手持式表面清洁设备。
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