CN114225605A - 基于初滤管道及均匀导流功能的旋风分离锥体的分离组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于初滤管道及均匀导流功能的旋风分离锥体的分离组件，属于气固体分离技术领域，其包括外壳体、初滤管道和旋风分离锥体；外壳体内设置有隔离模块，将外壳体的内腔分隔为初滤腔和分离腔；旋风分离锥体位于分离腔内，初滤管道为螺旋管道，位于初滤腔内；旋风分离锥体包括上下设置的分离锥中心桶和分离锥壳；分离锥中心桶端部的周向设置有若干个进风孔；分离锥壳包括外壳壁、壳底板和导风桶，外壳壁套设在导风桶的外侧，并与壳底板形成具有开口的分离通道。本发明具有均匀导流功能的旋风分离锥体，使得进入旋风锥的气流能够在周向上均匀分布，使得气流在旋风锥内流动状态稳定，降低湍流产生的可能性及湍流强度，提高分离的效率。

Description

基于初滤管道及均匀导流功能的旋风分离锥体的分离组件

技术领域

本发明属于气固体分离技术领域，具体涉及一种基于初滤管道及均匀导流功能的旋风分离锥体的分离组件。

背景技术

现有的基于旋风分离原理的尘杯型吸尘器，其结构通常为集尘桶内有一个旋风锥体。含尘气流沿切向进入旋风锥体，产生高速旋转的气流。气流经分离后灰尘落入底部，而洁净空气从锥体上部流出。

现有技术中的旋风锥的进入气流通常是一股气流沿切向进入，造成气流在周向上分布不均匀，在气流的出口位置以及在运动过程中容易产生湍流，影响锥体的旋风分离效率。同时，当前的单级分离尘杯效率不够高，而多级分离尘杯压降损失过大而且噪音很大。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案：

一种基于初滤管道及均匀导流功能的旋风分离锥体的分离组件，包括外壳体、初滤管道和旋风分离锥体；

所述外壳体内设置有隔离模块，所述隔离模块将所述外壳体的内腔分隔为初滤腔和分离腔；所述外壳体具有第一进风口和第一出风口；

所述旋风分离锥体位于所述分离腔内；所述初滤管道为螺旋管道，位于所述初滤腔内；

所述旋风分离锥体包括上下设置的分离锥中心桶和分离锥壳；

所述分离锥中心桶的第一端具有开口，与所述外壳体的顶壁固定连接，并与所述第一出风口连通；所述分离锥中心桶靠近其第一端端部的周向设置有若干个进风孔，若干个所述进风孔连通所述第一出风口与所述分离腔；

所述分离锥壳包括外壳壁、壳底板和导风桶，所述外壳壁套设在所述导风桶的外侧，并与所述壳底板形成具有开口的分离通道；

所述初滤管道的第一端穿过所述隔离模块与所述导风桶的第一端连通；所述初滤管道的第二端与所述第一进风口固定连接；所述导风桶的第二端穿过所述壳底板与所述分离锥中心桶的第二端固定连接，所述导风桶的第二端与所述分离锥中心桶的第二端之间设置有隔板；所述导风桶靠近其第二端端部周向均匀设置有多个导风出口；所述导风桶的第一端为导风入口；

多个所述导风出口与所述导风入口之间通过多个导风通道连接；多个所述导风出口与多个导风通道一一对应设置。

进一步地，所述导风桶包括桶壁和导风片，所述导风片为多个，多个所述导风片沿所述桶壁的周向间隔设置以形成多个独立的导风通道。

进一步地，所述导风片具有相互连接的进口段和出口段，所述进口段位于所述桶壁的靠近所述初滤管道侧，所述出口段位于所述导风出口的一侧；所述进口段和所述出口段均为弧形结构，并连接形成螺旋上升通道。

进一步地，所述进口段远离所述出口段的一端形成进口端，多个所述进口端围成内圆环；所述出口段远离所述进口段的一端形成出口端，多个所述出口端分别与所述导风出口连通；相邻两个所述导风片的进口端之间的距离小于相邻两个所述导风片的出口端之间的距离。

进一步地，所述导风通道的数量为n个；每个所述导风通道入口所占的圆角为θ，θ的角度范围为(0.5π/n)<θ<(2π/n)；每个所述导风通道内侧的辐射角度为γ，其中，γ应满足(π/n)<γ<(6π/n)。

进一步地，所述壳底板与所述隔板下端面之间的距离为e，所述外壳壁的高度f，e与f的关系为0.25<e/f<0.8；位于所述壳底板上端的导风桶的桶壁与所述外壳壁之间的距离为d，所述外壳壁的半径为R，d与R之间存在的关系为0.3<d/R<0.8。

进一步地，所述导风通道的数量n为2-12个。

进一步地，所述螺旋管道的内壁形成进风通道，所述螺旋管道的下端设置有与其连通的进风管，所述进风管具有第二进风口；所述螺旋管道的上端设置有与其连通的出风管，所述出风管具有第二出风口；所述螺旋管道远离其螺旋中心轴一侧的侧壁上至少设置有1个初滤开口。

进一步地，所述初滤开口沿流动方向具有第一开口壁和第二开口壁，所述第一开口壁的外壁面上设置有与其连接的弧形凸起部；所述凸起部位于远离所述第二开口壁的一侧。

有益效果：

本发明提供的一种基于初滤管道及均匀导流功能的旋风分离锥体的分离组件，其具有均匀导流功能的旋风分离锥体，使得进入旋风锥的气流能够在周向上均匀分布，使得气流在旋风锥内流动状态稳定，降低湍流产生的可能性及湍流强度，提高分离的效率。

本发明能够让初滤灰尘与旋风锥分离产生的灰尘分别存放的集尘室，二者公用底部，而彼此之间不串风，灰尘倒出时打开底部能够一次性倒出。

此外，本发明可以在少量增加单级分离压降损失的情况下显著提高分离效率，并且有效控制噪音，该管道及分离锥体可以结合使用，可以单独使用，也可以结合其他技术一起使用。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为旋风分离组件正向(C向)沿轴切面图的剖面示意图；

图3为旋风分离组件切面图I；

图4为旋风分离组件切面图II；

图5为底板的结构示意图；

图6为旋风分离锥体正视图；

图7为旋风分离锥体剖面视图I；

图8为旋风分离锥体剖面视图II；

图9为旋风分离锥体俯视剖面图；

图10为具有曲面的导风入口的旋风分离锥；

图11为具有初滤功能的进风通道；

图12为初滤通道内含尘气流运动方式示意图(剖面图)；

图13为初滤开口剖面俯视图；

图14为不具有凸出端口的初滤开口剖面俯视图；

图15为隔离模块的结构示意图；

图16为隔离模块的俯视图；

其中，1、初滤管道；11、第二进风口；12、进风管；13、螺旋管道；1301、外侧壁；1302、内侧壁；14、初滤开口；1401、凸起部；1402、开口；15、第二出风口；2、旋风分离锥体；21、第三进风口；22、分离锥壳；2201、壳底板；2202、外壳壁；2203、导风入口；2204、导风出口；2205、导风通道；23、分离锥中心桶；2301、隔板；2302、导风桶；2303、进风孔；24、第三出风口；3、隔离模块；301、底部分隔板；302、边缘倾斜滑道；303、上部锥面；304、锥面开孔；4、底板；401、中心开孔；402、内部卡槽；403、边缘卡槽；5、外壳体；51、第一出风口；52、第一进风口；A、内部腔室；B、外部腔室。

具体实施方式

实施例1

参考图1-16，一种基于初滤管道及均匀导流功能的旋风分离锥体的分离组件，包括外壳体5、初滤管道1和旋风分离锥体2。

外壳体5内设置有隔离模块3，隔离模块3将外壳体5的内腔分隔为初滤腔和分离腔；外壳体5具有第一进风口52和第一出风口51。

旋风分离锥体2位于分离腔内；初滤管道1为螺旋管道13，位于初滤腔内。

旋风分离锥体2包括上下设置的分离锥中心桶23和分离锥壳22。

分离锥中心桶23的第一端具有开口，与外壳体5的顶壁固定连接，并作为第三出风口24与第一出风口51连通；分离锥中心桶23靠近其第一端端部的周向设置有若干个进风孔2303，若干个进风孔2303连通第一出风口51与分离腔。

分离锥壳22包括外壳壁2202、壳底板2201和导风桶2302，外壳壁2202套设在导风桶2302的外侧，并与壳底板2201形成具有开口的分离通道。

初滤管道1的第一端穿过隔离模块3与导风桶2302的第一端连通，初滤管道1的第二端与第一进风口52固定连接。

导风桶2302的第二端穿过壳底板2201与分离锥中心桶23的第二端固定连接，导风桶2302的第二端与分离锥中心桶23的第二端之间设置有隔板2301；导风桶2302靠近其第二端端部周向均匀设置有多个导风出口2204；导风桶2302的第一端为导风入口2203。

多个导风出口2204与导风入口2203之间通过多个导风通道2205连接；多个导风出口2204与多个导风通道2205一一对应设置。

在本实施例中，导风桶2302包括桶壁和导风片，导风片为多个，多个导风片沿桶壁的周向间隔设置以形成多个独立的导风通道2205。

在本实施例中，导风片具有相互连接的进口段和出口段，进口段位于桶壁的靠近初滤管道1侧，出口段位于导风出口2204的一侧；进口段和出口段均为弧形结构，并连接形成螺旋上升通道。

在本实施例中，进口段远离出口段的一端形成进口端，多个进口端围成内圆环；出口段远离进口段的一端形成出口端，多个出口端分别与导风出口2204连通；相邻两个导风片的进口端之间的距离小于相邻两个导风片的出口端之间的距离。

在本实施例中，导风通道2205的数量为n个；每个导风通道2205入口所占的圆角为θ，θ的角度范围为(0.5π/n)<θ<(2π/n)；每个导风通道2205内侧的辐射角度为γ，其中，γ应满足(π/n)<γ<(6π/n)。

在本实施例中，壳底板2201与隔板2301下端面之间的距离为e，外壳壁2202的高度f，e与f的关系为0.25<e/f<0.8；位于壳底板2201上端的导风桶2302的桶壁与外壳壁2202之间的距离为d，外壳壁2202的半径为R，d与R之间存在的关系为0.3<d/R<0.8。

其中，导风通道2205的数量n为2-12个，在本实施例中，优选为8个。

在本实施例中，螺旋管道13的内壁形成进风通道，并作为初滤通道；螺旋管道13的下端设置有与其连通的进风管12，进风管12具有第二进风口11；螺旋管道13的上端设置有与其连通的出风管，出风管具有第二出风口15；螺旋管道13远离其螺旋中心轴一侧的侧壁上至少设置有1个初滤开口14。

其中，第二进风口11与第一进风口52连通；第二出风口15与第三进风口21连通。

在本实施例中，初滤开口14沿流动方向具有第一开口壁和第二开口壁，第一开口壁的外壁面上设置有与其连接的弧形凸起部1401；凸起部1401位于远离第二开口壁的一侧。

在本实施例中，在螺旋管道13远离其螺旋中心轴一侧的侧壁上设置有1个初滤开口14。

在其他实施例中，可在螺旋管道13远离其螺旋中心轴一侧的侧壁上设置有多个初滤开口14，其中，每个初滤开口14具有一个开口1402，并对应一个独立的集尘区。

在本实施例中，初滤开口14沿流动方向具有第一开口壁和第二开口壁。

在本实施例中，第一开口壁的外壁面上设置有与其连接的弧形凸起部1401；凸起部1401位于远离第二开口壁的一侧。

在本实施例中，初滤开口14沿气流流动方向的长度为L，螺旋管道13的内侧壁1302与外侧壁1301径向距为a，凸起部1401沿气流流动方向的剖面长度为b，凸出外侧壁1301的最大高度为c，初滤开口14长度范围为0.4<L/a<2；初滤开口14端面长度为b/a<0.5。

在本实施例中，凸起部1401的凸出端面尺寸要求为b/a<1，c/a<0.6。

在本实施例中，螺旋管道13的外侧壁1301半径为R1，内侧壁1302半径为r1，螺旋管道13的旋转角度为π-6π，即0.5-3周；螺旋管道13的螺旋中心轴轴向层高为单层螺旋管道高度的1-2.5倍；螺旋管道13的外侧壁1301与内侧壁1302之间距离要求为1.5<R1/a<4.5。

在其他实施例中，也可以不设置凸起部1401。

本实施例提供的初滤管道，是基于旋风分离原理及柯恩达效应的具有初滤功能的进风通道，当含尘气体从进风口进入，通过进风管122到达螺旋管道133的进风通道部分后，气流在螺旋管道13内作离心运动，气流中的含尘颗粒特别是大的尘粒会在离心力的作用下靠近进风通道的外侧壁1301，而靠近内侧壁1302的气流会相对干净。

当气流流经初滤开口14时，靠近进风通道的外侧壁1301的一部分尘粒一部分会在离心力的作用下从开口1402飞出(f1)；并且，由于气流会在凸起部1401(凸出端面)的影响下产生较强的柯恩达效应，气流会卷携贴近壁面的尘粒产生一定的弧度飞出(f2)。

经过初滤开口14初步净化后的气流会携带细小的尘粒继续沿通道前行，进入旋风分离锥体2。

底板4与隔离模块3通过内部卡槽402扣在一起，并与外壳体5紧密结合，组成一个内部腔室A；位于下部的底部分割板301与外壳体5形成一个外部腔室B；内部腔室A和外部腔室B共用底板4；底板4的边缘卡403槽与外壳体5扣在一起，二者相连。

底板4上的中心开孔401与初滤通道的入口相接，初滤通道的出口垂直管道从锥面开孔304穿过并且二者紧密接触，初滤通道出口与旋风分离锥体的进气口相接，旋风分离锥体出口与位于外壳顶端的出口相接；

含尘气流从底板4上的中心开孔401进入螺旋管道13(即初滤通道)，在初滤通道内较大的尘粒在旋风分离以及柯恩达效应的作用下从初滤通道的开口1402处飞出，并跌落在内部腔室A内；含有细小颗粒的气流从初滤通道的出口处流出进入旋风分离锥2，在内部导流通道的作用下，气流均匀分布并螺旋上升，在离心力的作用下，细小的颗粒进一步从气流中分离出来，越过旋风分离锥体的外侧竖壁，撞击到外壳内壁后坠落到外部腔室B中，部分颗粒会首先落到上部锥面303，滑落到边缘倾斜滑道302上，从而落到外部腔室B中。

在本实施例中，内部腔室A与外部腔室B是相互隔开的，二者不会串风；气流经过净化后有分离锥体的上部小孔(即进风口2302)进入分离锥中心桶23内部，最终干净的气流从分离锥体的开口出流出，流向电机。

在本实施例中，由初滤通道初滤后的气流从初滤管道1流入。气流经过导风入口2203，在经过经过具有一定弧度的导风通道从导风出口2204流入分离锥壳2内，其过程如图9所示实线箭头(仅绘制一条通道示意)。由于导风通道沿周向是均匀分布的，使得气流经导风出口2204流出后沿着分离锥中心桶23周向上是均匀分布的，其分布状态如图9虚箭头所示。能够有效避免常规的单一导风出口带来的气流分布不均，容易产生湍流等扰动的问题，这能够有效的提高分离效率。

气流从导风出口2204流出后做螺旋上升运动，尘粒在离心力的作用下逐渐向外壳壁2202侧靠近，并在离开外壳壁2202顶端后甩向壳外，干净的气流经进风孔2303流入中心桶内并沿着第三出风口24流出。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种基于初滤管道及均匀导流功能的旋风分离锥体的分离组件，其特征在于，包括外壳体、初滤管道和旋风分离锥体；

所述外壳体内设置有隔离模块，所述隔离模块将所述外壳体的内腔分隔为初滤腔和分离腔；所述外壳体具有第一进风口和第一出风口；

所述旋风分离锥体位于所述分离腔内；所述初滤管道为螺旋管道，位于所述初滤腔内；

所述旋风分离锥体包括上下设置的分离锥中心桶和分离锥壳；

所述分离锥中心桶的第一端具有开口，与所述外壳体的顶壁固定连接，并与所述第一出风口连通；所述分离锥中心桶靠近其第一端端部的周向设置有若干个进风孔，若干个所述进风孔连通所述第一出风口与所述分离腔；

所述分离锥壳包括外壳壁、壳底板和导风桶，所述外壳壁套设在所述导风桶的外侧，并与所述壳底板形成具有开口的分离通道；

所述初滤管道的第一端穿过所述隔离模块与所述导风桶的第一端连通；所述初滤管道的第二端与所述第一进风口固定连接；所述导风桶的第二端穿过所述壳底板与所述分离锥中心桶的第二端固定连接，所述导风桶的第二端与所述分离锥中心桶的第二端之间设置有隔板；所述导风桶靠近其第二端端部周向均匀设置有多个导风出口；所述导风桶的第一端为导风入口；

多个所述导风出口与所述导风入口之间通过多个导风通道连接；多个所述导风出口与多个导风通道一一对应设置。

2.根据权利要求1所述的基于初滤管道及均匀导流功能的旋风分离锥体的分离组件，其特征在于，所述导风桶包括桶壁和导风片，所述导风片为多个，多个所述导风片沿所述桶壁的周向间隔设置以形成多个独立的导风通道。

3.根据权利要求2所述的基于初滤管道及均匀导流功能的旋风分离锥体的分离组件，其特征在于，所述导风片具有相互连接的进口段和出口段，所述进口段位于所述桶壁的靠近所述初滤管道侧，所述出口段位于所述导风出口的一侧；所述进口段和所述出口段均为弧形结构，并连接形成螺旋上升通道。

4.根据权利要求3所述的基于初滤管道及均匀导流功能的旋风分离锥体的分离组件，其特征在于，所述进口段远离所述出口段的一端形成进口端，多个所述进口端围成内圆环；所述出口段远离所述进口段的一端形成出口端，多个所述出口端分别与所述导风出口连通；相邻两个所述导风片的进口端之间的距离小于相邻两个所述导风片的出口端之间的距离。

5.根据权利要求4所述的基于初滤管道及均匀导流功能的旋风分离锥体的分离组件，其特征在于，所述导风通道的数量为n个；每个所述导风通道入口所占的圆角为θ，θ的角度范围为(0.5π/n)<θ<(2π/n)；每个所述导风通道内侧的辐射角度为γ，其中，γ应满足(π/n)<γ<(6π/n)。

6.根据权利要求5所述的基于初滤管道及均匀导流功能的旋风分离锥体的分离组件，其特征在于，所述壳底板与所述隔板下端面之间的距离为e，所述外壳壁的高度f，e与f的关系为0.25<e/f<0.8；位于所述壳底板上端的导风桶的桶壁与所述外壳壁之间的距离为d，所述外壳壁的半径为R，d与R之间存在的关系为0.3<d/R<0.8。

7.根据权利要求6所述的基于初滤管道及均匀导流功能的旋风分离锥体的分离组件，其特征在于，所述导风通道的数量n为2-12个。

8.根据权利要求1所述的基于初滤管道及均匀导流功能的旋风分离锥体的分离组件，其特征在于，所述螺旋管道的内壁形成进风通道，所述螺旋管道的下端设置有与其连通的进风管，所述进风管具有第二进风口；所述螺旋管道的上端设置有与其连通的出风管，所述出风管具有第二出风口；所述螺旋管道远离其螺旋中心轴一侧的侧壁上至少设置有1个初滤开口。

9.根据权利要要求8所述的具有初滤功能的进风通道结构，其特征在于，所述初滤开口沿流动方向具有第一开口壁和第二开口壁，所述第一开口壁的外壁面上设置有与其连接的弧形凸起部；所述凸起部位于远离所述第二开口壁的一侧。

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