CN114776606A - 双级空气压缩机、吸尘器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双级空气压缩机、吸尘器，双级空气压缩机，包括密封壳以及处于所述密封壳内的一级叶轮、二级叶轮，所述一级叶轮与所述二级叶轮同轴设置，所述二级叶轮的出风侧连接有二级扩压器，所述二级扩压器为轴向扩压器，以使其出风气流的流向与所述二级叶轮的中轴线平行。根据本发明，经由所述一级叶轮及二级叶轮压缩的气流在出风时能够沿着与所述二级叶轮的中轴线平行流出，从而有效避免了现有技术中径向出气方式所带来的气流损失较大的现象发生。

Description

双级空气压缩机、吸尘器

技术领域

本发明属于空气压缩机制造技术领域，具体涉及一种双级空气压缩机、吸尘器。

背景技术

目前吸尘器多以单级离心式或单级混流式叶轮作为气动部件(也即空气压缩机)，其特点是结构简单、转速高、噪音大、压比相对较小，对于大颗粒杂物清洁不够彻底，由于其手持便携的使用特性，其具有的空气压缩机的电机的外径尺寸受到一定制约限定，所以通过增加叶轮外径提升压比的方法不可取，同时增加叶轮外径，电机噪音明显增加，叶轮的高效率点偏向大流量，超出吸尘器适用流量范围区域。针对前述不足，现有技术中出现了采用双级叶轮的双级压缩机，但是现有的双级叶轮的双级压缩机的出气为径向出气的方式，导致气流在压缩机的出气端部件内的损失较大，如此降低了吸尘器的真空度进而使吸入功率减小。

发明内容

因此，本发明提供一种双级空气压缩机、吸尘器，能够克服相关技术中的双级空气压缩机沿径向出气，导致气流在压缩机的出气端部件内损失较大的不足。

为了解决上述问题，本发明提供一种双级空气压缩机，包括密封壳以及处于所述密封壳内的一级叶轮、二级叶轮，所述一级叶轮与所述二级叶轮同轴设置，所述二级叶轮的出风侧连接有二级扩压器，所述二级扩压器为轴向扩压器，以使其出风气流的流向与所述二级叶轮的中轴线平行。

在一些实施方式中，所述二级叶轮的出口端为无叶流道；和/或，所述二级扩压器的轴向长度取值范围为15mm～17mm。

在一些实施方式中，所述二级扩压器的出口宽度b3为3.5mm；和/或，所述二级扩压器的轴向长度取值范围为15mm；和/或，所述二级扩压器内的导风叶片的设置个数为15个～17个。

在一些实施方式中，所述一级叶轮为闭式离心叶轮，和/或，所述二级叶轮为闭式斜流式叶轮。

在一些实施方式中，所述一级叶轮和/或所述二级叶轮具有的叶片为后弯结构；和/或，所述一级叶轮和/或所述二级叶轮具有的叶片的个数为7-11个。

在一些实施方式中，所述一级叶轮的出口直径为D2，D2的取值范围为34mm～36mm，所述二级叶轮的出口直径为D6，D6的取值范围为34mm～36mm；和/或，所述一级叶轮的出口端宽度为b1，b1＝2.6mm，所述二级叶轮的出口端宽度为b2，b2＝2.3mm。

在一些实施方式中，所述一级叶轮的入口直径为D1，D1/D2处于0.56～0.65范围内。

在一些实施方式中，所述一级叶轮与所述二级叶轮之间设置有一级扩压器、回流器，其中，所述一级扩压器与所述密封壳共同形成对所述一级叶轮的出风气流的扩压流道，所述回流器与所述密封壳共同形成对所述一级扩压器的出风气流引导至所述二级叶轮的入口端的回流流道。

在一些实施方式中，所述一级扩压器包括扩压盖板以及多个扩压叶片，所述扩压叶片为翼型结构；和/或，所述一级扩压器的出口直径为D3，所述一级叶轮的出口直径为D2，D3/D2处于1.45～1.5范围内。

在一些实施方式中，所述扩压叶片数量为13个；和/或，所述扩压叶片与所述扩压盖板一体成型。

在一些实施方式中，所述回流器包括基座以及多个回流叶片，所述回流叶片设有11～17个；和/或，所述扩压流道沿所述一级扩压器的径向由内向外延伸，所述回流流道沿所述一级扩压器的径向由外向内延伸，所述扩压流道与所述回流流道的连接处形成弯道。

在一些实施方式中，所述密封壳包括与所述一级扩压器对应的第一密封罩壳、与所述回流器对应的第二密封罩壳以及与所述二级叶轮对应的第三密封罩壳，所述第一密封罩壳、第二密封罩壳、第三密封罩壳沿所述一级叶轮的轴向组装为一体，且所述二级扩压器组装于所述第三密封罩壳远离所述第二密封罩壳的一端。

在一些实施方式中，所述第一密封罩壳具有处于所述一级叶轮的外周侧的密封部，所述密封部具有与所述一级叶轮的入口同心的中心孔，所述中心孔的直径为D0，所述一级叶轮的入口直径为D1，D0≥(1.02～1.07)D1；和/或，所述第二密封罩壳远离所述第一密封罩壳的一端与所述回流器的轴向距离大于所述二级叶轮的入口端与所述回流器的轴向距离。

本发明还提供一种吸尘器，包括上述的双级压缩机。

本发明提供的一种双级空气压缩机、吸尘器，经由所述一级叶轮及二级叶轮压缩的气流在出风时能够沿着与所述二级叶轮的中轴线平行流出，可以减小由于转弯所带来的局部阻力损失，从而提高真空度和吸入功率提升应用其的吸尘器的性能，有效避免了现有技术中径向出气方式所带来的气流损失较大的现象发生。

附图说明

图1为本发明实施例的双级空气压缩机的内部结构示意图(略去驱动部件，例如电机)；

图2为图1中的一级叶轮的剖面图；

图3为图1中的二级叶轮的剖面图；

图4为图1中的一级扩压器的俯视图；

图5为图1中的回流器的仰视图；

图6为图1中的第一密封罩壳的剖视图；

图7为图1中的第二密封罩壳的剖视图；

图8为图1中的第三密封罩壳的剖视图。

附图标记表示为：

1、一级叶轮；2、二级叶轮；31、二级扩压器；32、一级扩压器；320、扩压流道；321、扩压盖板；322、扩压叶片；33、回流器；330、回流流道；331、基座；332、回流叶片；41、第一密封罩壳；42、第二密封罩壳；43、第三密封罩壳。

具体实施方式

结合参见图1至图8所示，本发明提供一种双级空气压缩机，包括密封壳以及处于所述密封壳内的一级叶轮1、二级叶轮2，所述一级叶轮1与所述二级叶轮2同轴设置，所述二级叶轮2的出风侧连接有二级扩压器31，所述二级扩压器31为轴向扩压器，以使其出风气流的流向与所述二级叶轮2的中轴线平行。该技术方案中，经由所述一级叶轮1及二级叶轮2压缩的气流在出风时能够沿着与所述二级叶轮2的中轴线平行流出，可以减小由于转弯所带来的局部阻力损失，从而提高真空度和吸入功率提升应用其的吸尘器的性能，有效避免了现有技术中径向出气方式所带来的气流损失较大的现象发生。

在一些实施方式中，所述二级叶轮2的出口端为无叶流道，能够起到稳流的作用；和/或，所述二级扩压器31的轴向长度取值范围为15mm～17mm，优选为15mm，所述二级扩压器的出口宽度b3为3.5mm；和/或，所述二级扩压器31内的导风叶片的设置个数为15个～17个，优选为15个，可以提高叶轮和整机的气动效率，提高吸尘器的性。所述导风叶片能够将螺旋气流改变为平直方向(也即平行所述中心轴的方向)气流，减少气流流出时的损失。

在一些实施方式中，所述一级叶轮1为闭式离心叶轮，闭式叶轮效率高，所以外径就可以缩小，高度尺寸叶轮可以缩小，从而可以间接的减小电机的轴向长度，和/或，所述二级叶轮2为闭式斜流式叶轮(也称闭式混流叶轮)，能够改善流动性能，提高效率，具体的，采用所述闭式斜流式叶轮能够使气流方向沿着轴向方向流动，减小气流转折造成的损失。

在一些实施方式中，所述一级叶轮1和/或所述二级叶轮2具有的叶片为后弯结构，所述后弯结构具体的为所述叶片的出口切向方向与其周向支架的夹角小于90°，效率更高、噪音更小；和/或，所述一级叶轮1和/或所述二级叶轮2具有的叶片的个数为7-11个，相应的叶片分别围绕相应的轮毂均匀间隔设置。

为保证叶轮在使用工况范围效率达到最优，对叶轮结构参数提供推荐参数，具体的，所述一级叶轮1的出口直径为D2，D2的取值范围为34mm～36mm，优选地，D2＝34mm，所述二级叶轮2的出口直径为D6，D6的取值范围为34mm～36mm；和/或，所述一级叶轮1的出口端宽度为b1，b1＝2.6mm，所述二级叶轮2的出口端宽度为b2，b2＝2.3mm，可以提高叶轮和整机的气动效率，提高吸尘器的性能。进一步地，所述一级叶轮1的入口直径为D1，D1/D2处于0.56～0.65范围内，可以提高叶轮和整机的气动效率，提高吸尘器的性能。

在一些实施方式中，所述一级叶轮1与所述二级叶轮2之间设置有一级扩压器32、回流器33，其中，所述一级扩压器32与所述密封壳共同形成对所述一级叶轮1的出风气流的扩压流道320，所述回流器33与所述密封壳共同形成对所述一级扩压器32的出风气流引导至所述二级叶轮2的入口端的回流流道330，需要说明的是，所述一级叶轮1及二级叶轮2分别与旋转驱动部件(例如回转电机)的转轴过盈连接，保证两个叶轮同轴度的同时还能够防止叶轮脱落，而所述一级扩压器32、回流器33则作为静止部件与相应的密封壳内壁抵触连接形成定位，而与相应的转轴之间存在间隙。所述扩压流道320沿所述一级扩压器32的径向由内向外延伸，所述回流流道330沿所述一级扩压器32的径向由外向内延伸，所述扩压流道320与所述回流流道330的连接处形成弯道。如此，当所述旋转驱动部件运行时，参见图1中的空气流向所示，一级叶轮1的入口端的空气被吸入到叶轮流道内，通过一级叶轮1旋转做功，使气动动能和压能增加，气流从一级叶轮1(动叶叶轮)流出进入一级静叶扩压器(也即所述一级扩压器32)，随着扩压器径向延伸，过流面积不断增加，同时在静叶片作用下，气流的动压转换为静压，减小气流在弯道和回流器33中的损失，气流经过弯道进入回流器33中，回流器33的叶片对气流进行整流，改变气流角度，使其平行轴线方向进入二级叶轮2中，减小二级叶轮2入口端损失，二级叶轮2对来流空气进一步做功，使其动能和静压进一步增加，进一步气流进入二级轴向扩压器(也即所述二级扩压器31)，轴向扩压器通过自身流道截面积和叶片对气流进行减速增加静压，同时轴向扩压器叶片改变气流角方向，使气流平行轴线流出扩压器，减小气流在电机内部损失，采用前述的气动结构能够在控制径向尺寸的情况下，能够实现大压比、低噪音等效果。

在一些实施方式中，所述一级扩压器32包括扩压盖板321以及沿所述扩压盖板321的周向均匀间隔设置的多个扩压叶片322，所述扩压叶片322为翼型结构，所述扩压叶片322数量为13个，可以提高扩压器的静压恢复系数，也就是说可以提高动压向静压的转换效率，这样气流经过扩压器后速度减小，从而减小的气流损失，提高真空度，因为动静转换效果好，扩压器的外径可以被缩小，从而使结构进一步紧凑；和/或，所述一级扩压器32的出口直径为D3，所述一级叶轮1的出口直径为D2，D3/D2处于1.45～1.5范围内，因为叶轮为转动部件，扩压器为静止部件，该比值限定了扩压器的入口直径，从而确定了扩压器的尺寸，也规定了扩压器的效果，可以提高叶轮和整机的气动效率，提高吸尘器的性能。

在一些实施方式中，所述扩压叶片322与所述扩压盖板321一体成型，以便于所述一级扩压器32的组装过程。

在一些实施方式中，所述回流器33包括基座331以及沿所述基座331的周向均匀间隔设置的多个回流叶片332，所述回流叶片332设有11～17个，优选为15个，由于所述回流器33结构较扭曲，整体制造存在一定困难，所以将基座331和回流叶片332一体成型。

为了便于所述一级叶轮1、二级叶轮2、一级扩压器32、回流器33的组装，在一些实施方式中，所述密封壳包括与所述一级扩压器32对应的第一密封罩壳41、与所述回流器33对应的第二密封罩壳42以及与所述二级叶轮2对应的第三密封罩壳43，所述第一密封罩壳41、第二密封罩壳42、第三密封罩壳43沿所述一级叶轮1的轴向组装为一体，且所述二级扩压器31组装于所述第三密封罩壳43远离所述第二密封罩壳42的一端。

所述第一密封罩壳41具有处于所述一级叶轮1的外周侧的密封部，所述密封部具有与所述一级叶轮1的入口同心的中心孔，所述中心孔的直径为D0，所述一级叶轮1的入口直径为D1，D0≥(1.02～1.07)D1，能够提升压缩机的密封性的同时避免叶轮与其发生干涉，而可以理解的，所述第一密封罩壳41的另一端的内壁则能够与扩压叶片322紧贴形成扩压流道320。

所述第二密封罩壳42远离所述第一密封罩壳41的一端与所述回流器33的轴向距离大于所述二级叶轮2的入口端与所述回流器33的轴向距离，保证所述第二密封罩壳42的密封作用，可以理解的，其远离所述第一密封罩壳41的一端内壁与所述二级扩压器31形成无叶弯道，弯道的横截面逐渐增加，起到改变气流角和降速的作用。

本发明还提供一种吸尘器，包括上述的双级压缩机。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种双级空气压缩机，其特征在于，包括密封壳以及处于所述密封壳内的一级叶轮(1)、二级叶轮(2)，所述一级叶轮(1)与所述二级叶轮(2)同轴设置，所述二级叶轮(2)的出风侧连接有二级扩压器(31)，所述二级扩压器(31)为轴向扩压器，以使其出风气流的流向与所述二级叶轮(2)的中轴线平行。

2.根据权利要求1所述的双级空气压缩机，其特征在于，所述二级叶轮(2)的出口端为无叶流道；和/或，所述二级扩压器(31)的轴向长度取值范围为15mm～17mm。

3.根据权利要求2所述的双级空气压缩机，其特征在于，所述二级扩压器的出口宽度b3为3.5mm；和/或，所述二级扩压器(31)的轴向长度取值范围为15mm；和/或，所述二级扩压器(31)内的导风叶片的设置个数为15个～17个。

4.根据权利要求1所述的双级空气压缩机，其特征在于，所述一级叶轮(1)为闭式离心叶轮，和/或，所述二级叶轮(2)为闭式斜流式叶轮。

5.根据权利要求4所述的双级空气压缩机，其特征在于，所述一级叶轮(1)和/或所述二级叶轮(2)具有的叶片为后弯结构；和/或，所述一级叶轮(1)和/或所述二级叶轮(2)具有的叶片的个数为7-11个。

6.根据权利要求4所述的双级空气压缩机，其特征在于，所述一级叶轮(1)的出口直径为D2，D2的取值范围为34mm～36mm，所述二级叶轮(2)的出口直径为D6，D6的取值范围为34mm～36mm；和/或，所述一级叶轮(1)的出口端宽度为b1，b1＝2.6mm，所述二级叶轮(2)的出口端宽度为b2，b2＝2.3mm。

7.根据权利要求6所述的双级空气压缩机，其特征在于，所述一级叶轮(1)的入口直径为D1，D1/D2处于0.56～0.65范围内。

8.根据权利要求1所述的双级空气压缩机，其特征在于，所述一级叶轮(1)与所述二级叶轮(2)之间设置有一级扩压器(32)、回流器(33)，其中，所述一级扩压器(32)与所述密封壳共同形成对所述一级叶轮(1)的出风气流的扩压流道(320)，所述回流器(33)与所述密封壳共同形成对所述一级扩压器(32)的出风气流引导至所述二级叶轮(2)的入口端的回流流道(330)。

9.根据权利要求8所述的双级空气压缩机，其特征在于，所述一级扩压器(32)包括扩压盖板(321)以及多个扩压叶片(322)，所述扩压叶片(322)为翼型结构；和/或，所述一级扩压器(32)的出口直径为D3，所述一级叶轮(1)的出口直径为D2，D3/D2处于1.45～1.5范围内。

10.根据权利要求9所述的双级空气压缩机，其特征在于，所述扩压叶片(322)数量为13个；和/或，所述扩压叶片(322)与所述扩压盖板(321)一体成型。

11.根据权利要求8所述的双级空气压缩机，其特征在于，所述回流器(33)包括基座(331)以及多个回流叶片(332)，所述回流叶片(332)设有11～17个；和/或，所述扩压流道(320)沿所述一级扩压器(32)的径向由内向外延伸，所述回流流道(330)沿所述一级扩压器(32)的径向由外向内延伸，所述扩压流道(320)与所述回流流道(330)的连接处形成弯道。

12.根据权利要求8所述的双级空气压缩机，其特征在于，所述密封壳包括与所述一级扩压器(32)对应的第一密封罩壳(41)、与所述回流器(33)对应的第二密封罩壳(42)以及与所述二级叶轮(2)对应的第三密封罩壳(43)，所述第一密封罩壳(41)、第二密封罩壳(42)、第三密封罩壳(43)沿所述一级叶轮(1)的轴向组装为一体，且所述二级扩压器(31)组装于所述第三密封罩壳(43)远离所述第二密封罩壳(42)的一端。

13.根据权利要求12所述的双级空气压缩机，其特征在于，所述第一密封罩壳(41)具有处于所述一级叶轮(1)的外周侧的密封部，所述密封部具有与所述一级叶轮(1)的入口同心的中心孔，所述中心孔的直径为D0，所述一级叶轮(1)的入口直径为D1，D0≥(1.02～1.07)D1；和/或，所述第二密封罩壳(42)远离所述第一密封罩壳(41)的一端与所述回流器(33)的轴向距离大于所述二级叶轮(2)的入口端与所述回流器(33)的轴向距离。

14.一种吸尘器，其特征在于，包括权利要求1至13中任一项所述的双级空气压缩机。

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