CN112021996A - 旋风分离器 - Google Patents

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Abstract

一种真空吸尘器，包括一中空管状构件(14)，所述中空管状构件(14)在一旋风分离器的一圆柱形旋风腔室(13)内轴向延伸，所述中空管状构件(14)具有一上端部分及一下端部分，所述上端部分形成一管状过滤器或一护罩(16)，所述下端部分提供一螺旋推运器(17)。一马达(19)使所述中空管状构件(14)围绕所述旋风腔室(13)的纵向轴线旋转，以压缩位于所述腔室(13)的底部的一区域(22)中的被分离的物质，所述护罩(16)用于将任何轻而大的废物保留在所述腔室(13)内。

Description

旋风分离器
技术领域
本发明涉及一种旋风分离器及一种包括所述旋风分离器的真空吸尘器。
背景技术
真空吸尘器都包括某种形式的灰尘分离装置，以将污垢及灰尘从一诱导的气流中分离。在过去，真空吸尘器设有多孔过滤袋，所述多孔过滤袋过滤及收集所述灰尘。一旦装满，可以丢弃并更换所述集尘袋。
如今，提供带有旋风分离器的真空吸尘器已经成为时髦，无需购买集尘袋即可清空。旋风分离器还可以避免集尘袋在没有定期更换的情况下可能会被灰尘堵塞的问题。
所述旋风真空吸尘器的一问题在于旋风分离器不适合从所述气流中分离轻但大的废物，例如：绒毛、毛发、纤维及塑胶或纸张的片体。为了防止所述物质从所述旋风分离器传送到一下游的分离装置，通常提供一中央过滤装置，所述中央过据装置在所述旋风分离器的出口的周围轴向延伸。世界知识产权组织公开号WO02/067753揭露了一种这样的中央过滤装置或所谓的护罩，包括一中空的塑胶管状主体，所述中空的塑胶管状主体沿着所述旋风腔室从所述旋风腔室的上端轴向延伸，并且设有一开孔阵列。在使用中，空气以一旋风方式围绕所述护罩旋转，并且任何污垢及灰尘沉积在所述旋风腔室的底部。然后，所述被净化的空气径向向内穿过所述具有开孔的护罩，这有助于防止被飞散在所述空气中的任何轻但大的废物离开所述旋风腔室。
WO02/067753的所述旋风真空吸尘器的一问题在于：若所述腔室的所述底部处积聚太多被分离的污垢及灰尘，则被收集在所述旋风腔室的所述底部的污垢及灰尘可能再次飞散到所述气流中。因此，所述多个吸尘器对于被分离的污垢及灰尘的一容量有限，以及需要定期清空。此外，当有任何气流通过所述分离器时，所述旋风腔室的所述底部处的被收集的污垢及灰尘趋于膨胀，从而限制了可以保留的污垢及灰尘的容量。
WO02/067753的所述旋风真空吸尘器的另一个缺点是：所述被分离的污垢及灰尘是简单地通过从所述吸尘器移除所述收集室以及打开所述收集室的所述底部的一封盖而被清空，使得接着所述污垢及灰尘在重力下掉落到一垃圾箱，所述过程既凌乱又不卫生。
已经提出了对WO02/067753的所述旋风真空吸尘器的上述多个问题的各种解决方案，例如：在欧洲专利号EP2489293B及EP2702916B中皆公开了一种真空吸尘器，包括一旋风分离器，所述旋风分离器具有一分离室，所述分离室设有一管状侧壁、一入口、一区域、一螺旋推运器及一马达。所述入口设置在所述腔室的一第一端处，以用于所述待处理流体；所述区域设置在所述腔室的所述第二端处，以用于收集从所述流体中分离的物质；所述螺旋推运器安装在所述腔室内，以用于围绕的纵向轴线旋转；所述螺旋推运器具有一叶片，所述叶片沿着所述腔室以第一螺旋方向朝向所述腔室的所述第二端径向向外及纵向地延伸；所述马达用于使所述螺旋推运器以与所述螺旋方向相反的一方向沿着所述腔室的所述纵向轴线旋转。
在使用中，所述螺旋推运器旋转，并且进入所述圆柱形旋风腔室的所述含尘空气在所述螺旋形延伸的叶片的多个相邻的弯道之间的所述腔室内螺旋形地流动。所述螺旋推运器的所述旋转方向与所述螺旋方向相反，因此，所述被分离的物质由所述螺旋推运器朝向所述收集区域驱动并被压缩。以这种方式，用于被分离的物质的所述分离器的所述容量显着增加，并且所述结果是所述分离器可以较不频繁地被清空以及降低了所述被分离的物质再飞散的风险。此外，所述吸尘器更卫生及更清洁地被清空，由于所述被分离的污垢及灰尘被压缩。
然而，在所述旋风腔室内部具有一螺旋推运器的所述设置并无法容纳一护罩，因此，EP2489293B及EP2702916B的所述多个旋风分离器不太适合从一气流中分离轻但大的废物，例如：绒毛、毛发、纤维及塑胶或纸张的片体。
发明内容
考虑到上述情况，我们现在发明了一种改进的旋风分离装置。
根据本发明，提供了一种用于从一流体液流中分离物质的旋风分离装置，其特征在于：所述装置包括：
一主体，具有一管状侧壁，所述管状侧壁限定一旋风分离器的一圆柱形旋风腔室；
一流体入口，位于所述腔室的一上端，所述流体入口用于使需要处理的流体进入所述旋风腔室，所述腔室具有一纵向轴线，进入所述腔室的流体围绕所述纵向轴线旋转；
一中空构件，沿着所述旋风腔室从所述腔室的所述上端轴向延伸到所述腔室的一下端，所述中空构件的一上端部分包括一管状过滤器，所述管状过滤器位于所述腔室的所述上端，所述管状过滤器径向向外并且围绕所述腔室的一流体出口；
一区域，设置在所述腔室的所述下端，用于收集从所述流体液流中分离的物质，其中所述中空构件的一下端部分包括一螺旋推运器，所述螺旋推运器具有一叶片，所述叶片沿着所述腔室以第一螺旋方向径向向外及纵向地延伸到所述腔室的所述下端；及
一马达，用于使所述中空构件围绕所述旋风腔室的所述纵向轴线以与所述螺旋方向相反的一方向旋转。
所述中空构件的结构紧凑且简单，但用于提供一管状过滤器或所谓的护罩及一螺旋推运器。因此，根据本发明的一真空吸尘器非常适合于从所述气流中分离轻但大的废物，同时还具有用于容纳被分离的物质的一显着增加的的容量。
所述螺旋推运器可包括一管状转轴，所述叶片从所述管状转轴延伸，所述管状转轴同轴地延伸到所述管状过滤器的下方。
所述中空构件可以为一个一体式构件，例如：所述一体式构件是以塑胶材料一体模制而成。
所述中空构件的所述上端可在所述圆柱形旋风腔室的一上端处轴颈连接所述主体。
所述马达可设置在所述中空构件内。
所述主体包括一下端壁部，由所述旋风分离器分离的物质通过所述螺旋推运器压缩到所述下端壁部上，所述下端壁部由可移位到一打开位置的一封盖提供，以清空从所述旋风分离器中的所述收集的物质，所述马达被设置成与所述封盖接合，使得当打开所述封盖时，制止所述马达驱动的所述中空构件的旋转。
优选地，所述马达通过所述封盖上的一结构与所述中空构件啮合，当所述封盖被打开时，所述中空构件机械地脱离所述齿轮，使得所述中空构件可通过所述使用者自由地旋转，以清理所述旋风分离器的内部，而不会损坏所述齿轮。
所述马达是通过一支撑构件而被支撑在所述中空构件内，所述支撑构件在所述圆柱形旋风腔室的一上端处从所述主体延伸。
所述支撑构件可支撑所述中空构件，例如：在所述中空构件的两端中间的一点处。
所述支撑构件可包括一管状上端部分及一下端部分，所述管状上端部分形成一第二旋风分离器的所述侧壁，所述第二旋风分离器设置在所述前述的旋风分离器的流体下游处，所述马达被安装在所述下端部分。
根据本发明，也提供了一种真空吸尘器，所述真空吸尘器包括如前所述的旋风分离装置。
附图说明
现在将仅通过一种示例的方式并参考所述附图来描述本发明的一实施例。所述附图中的一单一图示(图1)是根据本发明的一旋风分离单元的一侧视图。
具体实施方式
请参照所述附图，示出了旋风分离单元，所述旋风分离单元可拆卸地安装在一真空吸尘器的底座(未示出)上，所述单元具有一脏空气进气道10及用于被净化的空气的一出口11。一马达及风扇单元(未示出)设置在所述真空吸尘器的所述底座内，可以通电以产生通过所述单元的一气流。
所述旋风分离单元包括一主体，所述主体具有一管状侧壁12，所述管状侧壁12限定了一外部旋风分离器的一圆柱形旋风腔室13，所述圆柱形旋风腔室13提供了所述吸尘器的一第一(上游)灰尘分离阶段。所述进气道10设置为切向地延伸穿过所述管状侧壁12到所述腔室13的所述上端，用于允许需要处理的流体进入所述旋风腔室13内，筐述腔室具有一纵向轴线，其中进入所述腔室的所述流体围绕所述纵向轴线旋转。
一中空管状构件14沿着所述旋风腔室13从所述旋风腔室13的上端轴向延伸到所述旋风腔室13的下端，并且与所述管状侧壁12同轴。所述管状中空构件14的所述上端在所述圆柱形旋风腔室13的一上端处轴颈连接被设置在主体上的密封件15。所述中空管状构件14的所述上端区域被穿孔，并且限定了一护罩16，所述护罩16包围一内部旋风分离器，所述内部旋风分离器提供所述吸尘器的一第二(下游)灰尘分离阶段。所述中空管状构件14的一下端区域包括一螺旋推运器17，所述螺旋推运器17具有一叶片18，所述叶片18沿着所述腔室13以一第一螺旋方向朝向所述腔室13的下端径向向外及纵向延伸。一马达19设置在所述中空管状构件14内，用于使所述中空管状构件14围绕所述中空管状构件14的纵向轴线在与所述螺旋推运器的叶片18的一螺旋方向相反的一方向上旋转。
所述主体还包括一圆形底部端壁，所述圆形底部端壁铰接到所述侧壁12，以形成一封盖20，所述封盖20能够通过释放所述侧壁12上的扣件21而向下枢转，从而允许从被设置在所述圆柱形旋风腔室13的所述下端处的一灰尘收集区域22分离出污垢及灰尘。所述中空管状构件14的所述下端密封地安置在所述封盖20上，使得当所述封盖20被打开时，所述中空管状构件14的所述中空内部的所述下端也被打开。
所述马达19通过一支撑构件23而被支撑在所述中空管状构件14内的所述底端，所述支撑构件23在所述圆柱形旋风腔室的一上端处从所述主体延伸到所述中空管状构件14的所述内部。所述支撑构件23包括一上管状端部，所述上管状端部与所述中空管状构件14同心地延伸，并且形成所述内部旋风分离器的所述侧壁24。所述侧壁24的一上部区域具有一均匀的横截面。所述侧壁24的一下部区域为截头圆锥形，并且包括一开放的下端25。一管状凸起轴向延伸到所述内部旋风分离器的所述上端，以形成一个所谓的涡流探测器26，所述涡流探测器26通过一排气过滤器27而与所述出口端口11流体连接。一开口28形成在侧壁24的上部区域中，以用作进入内部旋风分离器的入口。套环29围绕所述内部旋风分离器的所述侧壁24的所述外表面延伸。一唇缘30围绕所述中空管状构件14的所述内表面延伸，并且位于所述套环29的所述上表面上，以便在所述中空管状构件14的两端中间的一点处支撑所述中空管状构件14。
所述马达19包括一输出转轴，所述输出转轴通过一齿轮31而与所述中空管状构件14的所述下端啮合，所述齿轮31作用在所述封盖20上的一结构32上。所述结构32偏离所述齿轮，并包括一轴杆，所述轴杆延伸穿过所述封盖。当所述旋风分离单元被安装到所述吸尘器的所述底座时，所述轴杆被克服所述偏移而向上推动，使得所述结构32与齿轮31接合，从而使所述马达19能够旋转所述中空管状构件14。当所述旋风分离单元从所述吸尘器的所述底座中移除时(例如：用于清空)，所述轴杆向下偏离，使得所述结构32脱离所述齿轮31，从而防止所述马达19旋转所述中空管状构件14。
当所述马达及风扇单元的所述马达通电时，所述涡流探测器26处的所术空气压力下降：这将具有污垢及灰尘的空气被吸入所述吸尘器内，在那里所述空气通过所述进气道10切向地进入所述上游的旋风腔室13的所述上端。所述空气在所述腔室13内沿着与所述螺旋推运器17的所述叶片18相同的方向螺旋地向下旋转。在所述旋转的气流中任何较大(较密)的颗粒具有太大的惯性，以跟随所述气流的紧密曲线，并撞击所述腔室13的管状侧壁12，然后所述较大的颗粒在一边界层中移动到所述腔室13的所述底部，并且沉积在所述旋风腔室13的所述下部区域22中。当所述空气在所述上游腔室13内向下流动时，所述空气在所述螺旋的气流中，不断地径向向内穿过所述具有开孔的护罩16。被吸入到所述吸尘器内的任何轻的毛发、纤维、细丝或其他轻但大的废物通过所述护罩16而被保留在所述外部旋风分离器内，并且所述结果是避免所述轻但大的废物从所述外部旋风分离器被转入所述下游的内部旋风分离器内
流经所述护罩16的所述部分净化的空气随后流动到所述护罩16内，并且通过所述内部旋风分离器的所述入口28而切向进入所述内旋风分离器的所述上端。来自于所述外部旋风分离器的所述气流中残留的任何轻的灰尘颗粒具有太大的惯性，以跟随所述内部旋风分离器的所述旋风室内的所述气流的所述非常紧密的曲线，并且因此撞击所述内部旋风分离器的管状侧壁24，所述灰尘被携带向下穿过所述腔室的所述开放的下端25，然后所述灰尘掉落到被设置在所述中空管状构件14的所述下端的一区域33中。可以理解，由所述外部旋风分离器及所述内部旋风分离器中分离的所述灰尘可以便利地通过打开所述封盖20而被清空。然后，所述被净化的空气通过所述涡流探测器26在内部旋风分离器的腔室内向上行进，经由所述排气过滤器27到所述出口11。
在使用过程中，所述马达19被致动，以使所述螺旋推运器17沿着一个方向旋转。与所述叶片18延伸的所述方向相反，以便驱动被收集在所述旋风腔室13的所述下部区域22中的污垢、灰尘及其他分离的物质向下，从而将所述物质压缩在所述封盖20上。以这种方式，所述分离单元对于被分离的物质的所述容量显着地增加，并且所述结果是所述分离单元可以较不频繁地清空，并且降低了位于所述外部旋风腔室13中的所述被分离的物质再飞散的所述风险。此外，由于所述被分离的污垢及灰尘被压缩，因此所述吸尘器更加卫生及更清洁。
当所述封盖20被打开时，所述封盖20上的所述构造32机械地脱离所述齿轮31，使得所述中空管状构件14可由所述使用者自由地旋转，以清理所述旋风分离单元的内部，而不损坏所述齿轮31。所述设置也确保了由所述马达19旋转旳所述中空管状构件14在所述封盖20被打开时是被制止的，从而避免了所述马达19可能转动所述螺旋推运器17以及夹住一使用者的手指的任何风险。
可以连续地驱动所述马达19，以压缩所述外部旋风腔室13中的所述被分离的物质，或可以偶尔驱动所述马达19。当所述封盖20被打开时，所述唇缘与所述套环29的接合防止所述中空管状构件14从所述分离单元中掉落。所述套环29也用作引导件，以确保所述中空管状构件14围绕一稳定轴线旋转。
根据本发明的一种真空吸尘器的结构简单，还包括一管状过滤器或所谓的护罩16以及一螺旋推运器17，因此，所述真空吸尘器非常适合于分离轻但大的废物，并且所述真空吸尘器也具有用于容纳被分离的物质的一显着增加的容量。

Claims (10)

1.一种用于从一流体液流中分离物质的旋风分离装置，其特征在于：所述装置包括：
一主体，具有一管状侧壁，所述管状侧壁限定一旋风分离器的一圆柱形旋风腔室；
一流体入口，位于所述腔室的一上端，所述流体入口用于使需要处理的流体进入所述旋风腔室，所述腔室具有一纵向轴线，进入所述腔室的流体围绕所述纵向轴线旋转；
一中空构件，沿着所述旋风腔室从所述腔室的所述上端轴向延伸到所述腔室的一下端，所述中空构件的一上端部分包括一管状过滤器，所述管状过滤器位于所述腔室的所述上端，所述管状过滤器径向向外并且围绕所述腔室的一流体出口；
一区域，设置在所述腔室的所述下端，用于收集从所述流体液流中分离的物质，其中所述中空构件的一下端部分包括一螺旋推运器，所述螺旋推运器具有一叶片，所述叶片沿着所述腔室以第一螺旋方向径向向外及纵向地延伸到所述腔室的所述下端；及
一马达，用于使所述中空构件围绕所述旋风腔室的所述纵向轴线以与所述螺旋方向相反的一方向旋转。
2.如权利要求1所述的旋风分离装置，其特征在于：所述螺旋推运器包括一管状转轴，所述叶片从所述管状转轴延伸，所述管状转轴同轴地延伸到所述管状过滤器的下方。
3.如权利要求1所述的旋风分离装置，其特征在于：所述中空构件为一个一体式构件，所述一体式构件是以塑胶材料一体模制而成。
4.如权利要求1所述的旋风分离装置，其特征在于：所述中空构件的所述上端在所述圆柱形旋风腔室的一上端处轴颈连接所述主体。
5.如权利要求1所述的旋风分离装置，其特征在于：所述主体包括一下端壁部，由所述旋风分离器分离的物质通过所述螺旋推运器压缩到所述下端壁部上，所述下端壁部由可移位到一打开位置的一封盖提供，以清空从所述旋风分离器中的所述收集的物质，所述马达被设置成与所述封盖接合，使得当打开所述封盖时，制止所述马达驱动的所述中空构件的旋转。
6.如权利要求5所述的旋风分离装置，其特征在于：所述马达通过所述封盖上的一结构与所述中空构件啮合，当所述封盖被打开时，所述中空构件机械地脱离所述齿轮。
7.如权利要求1所述的旋风分离装置，其特征在于：所述马达是通过一支撑构件而被支撑在所述中空构件内，所述支撑构件在所述圆柱形旋风腔室的一上端处从所述主体延伸。
8.如权利要求7所述的旋风分离装置，其特征在于：所述支撑构件用于支撑所述圆柱形旋风腔室内的所述中空构件。
9.如权利要求7所述的旋风分离装置，其特征在于：所述支撑构件包括一管状上端部分及一下端部分，所述管状上端部分形成一第二旋风分离器的所述侧壁，所述第二旋风分离器设置在所述前述的旋风分离器的流体下游处，所述马达被安装在所述下端部分。
10.一种真空吸尘器，其特征在于：所述真空吸尘器包括如权利要求1所述的旋风分离装置。
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