CN117958644A - 一种锥体间协同式二级旋风分离结构及吸尘器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锥体间协同式二级旋风分离结构及吸尘器，属于净化除尘技术领域，该结构包括外壳，具有气流入口和气流出口；位于外壳内的二级分离锥体和一级分离锥体；隔板，隔板将二级分离锥体和一级分离锥体之间分隔为独立的第一分离腔和第二分离腔；进气管，第一端与气流入口连通，第二端与一级分离锥体的进气口连通；中心柱，第一端与一级分离锥体固定连接，第二端穿过二级分离锥体与气流出口连通；中心柱与二级分离锥体之间设置有多个与第二分离腔连通的过风通道；中心柱靠周向设置有若干个进风孔。本发明具有二级分离锥体，使得二级锥能够有效利用一级锥分离完成后气流仍呈现出螺旋向上运动的动能，使其顺畅地在二级锥继续做螺旋向上运动。

Description

一种锥体间协同式二级旋风分离结构及吸尘器

技术领域

本发明属于净化除尘技术领域，尤其涉及一种锥体间协同式二级旋风分离结构及除尘设备。

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。由于单极旋风锥体的灰尘分离效率不高，需要频繁更换前置于电机前的海绵或滤网，或者进行频繁清洗，否则会收集在海绵或滤网上的灰尘会造成堵塞，导致吸尘器吸力下降。

为了提高灰尘分离效率，通常采取两级及以上的分离；两级间通常是各自单独运行的串联设置，即气流经第一级分离完成后从第一级的出口，然后流入第二级入口，进入二级锥体后再次进行分离；这个过程中两级间的气流流动相互独立，且从一级导出气流进入二级锥体，结构布局复杂，气流经过多次转向，容易产生漩涡，导致沿程阻力及局部阻力大，压降损失大，噪音大，运行成本高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明采取了如下技术方案：

一种锥体间协同式二级旋风分离结构，包括：

外壳，所述外壳具有气流入口和气流出口；

位于所述外壳内且上下设置的二级分离锥体和一级分离锥体；所述二级分离锥体和所述一级分离锥体之间设置隔板，所述隔板将所述二级分离锥体和所述一级分离锥体之间分隔为独立的第一分离腔和第二分离腔；

进气管，所述进气管位于所述外壳内，所述进气管的第一端与所述外壳的底壁固定连接，并与所述气流入口连通；所述进气管的第二端与所述一级分离锥体的进气口连通；

中空的中心柱，所述中心柱的第一端与所述一级分离锥体固定连接，所述中心柱的第二端穿过所述二级分离锥体与所述外壳的顶壁固定连接，并与所述气流出口连通；所述中心柱与所述二级分离锥体之间设置有多个与所述第二分离腔连通的过风通道，所述过风通道的弯转方向与气流流出所述一级分离锥体后的螺旋向上运动方向一致；所述中心柱靠近所述气流出口的一端周向设置有若干个进风孔，若干个所述进风孔连通所述气流出口与所述第二分离腔。

进一步地，所述一级分离锥体包括第一分离尘杯和设置在所述第一分离尘杯中部的支撑座，所述支撑座内设置有多个同向弯曲的弧形导风通道；其中，所述中心柱的第一端与所述支撑座的上端固定连接，所述进气管的第二端与多个所述弧形导风通道连通，所述弧形导风通道用于连通所述第一分离尘杯的分离空间和所述进气管。

进一步地，所述二级分离锥体包括第二分离尘杯，所述第二分离尘杯固定连接于所述中心柱的非端部位置；所述第二分离尘杯的底壁上设置多个呈螺旋状且同向弯曲的弧形开口，多个所述弧形开口形成多个所述第一分离腔与所述第二分离腔连通的过风通道；所述弧形开口与所述弧形导风通道的弯曲方向相同。

进一步地，所述隔板的第一端与所述第二分离尘杯的底壁可拆卸连接，第二端与所述外壳的底壁可拆卸连接，其中，所述隔板靠近所述外壳的底壁的一侧呈收缩状设置。

进一步地，所述隔板的第一端与所述第二分离尘杯的底壁卡接连接，第二端与所述外壳的底壁卡接连接。

进一步地，所述外壳包括可拆卸地设置在其底部的底板，所述底板为所述外壳的底壁；所述隔板的第二端与所述底板卡接连接。

进一步地，所述第二分离尘杯的外壁与所述外壳之间设置有外壳内置板，所述外壳内置板的第一端与所述外壳的顶壁固定连接，另一端设置有弯折部，所述弯折部对端部与所述外壳的内壁固定连接，以保持气流稳定提升除尘效率。

一种吸尘器，包括上述任一项所述的锥体间协同式二级旋风分离结构。

有益效果：

本发明提供的锥体间协同式二级旋风分离结构，具有二级分离锥体，其一级锥结构和二级锥结构存在比较大的差异，使得二级锥能够有效利用一级锥分离完成后气流仍呈现出螺旋向上运动的动能，使其顺畅地在二级锥继续做螺旋向上运动；同时，一级锥结构和二级锥结构是相互配合的关系，不同于通常的两级锥接近相互独立的运行状态，气流在两级锥衔接过程中避免了大幅度改变运动方向，且气流一直在周向上是均匀分布的，能够有效的减少湍流强度，极大的降低沿程阻力及局部阻力，降低压强损失。

附图说明

图1为本发明提供的锥体间协同式二级旋风分离结构的整体示意图；

图2为锥体间协同式二级旋风分离结构沿正中线截面示意图；

图3为锥体间协同式二级旋风分离结构偏离正中线的截面示意图；

图4为二级旋风分离锥体的示意图；

图5为图4中A-A截面示意图；

图6为图4中B-B截面示意图；

图7为图4中C-C截面示意图；

图8为图4中D-D截面示意图；

图9为隔板的结构示意图；

图10为图9中E-E截面示意图；

图11为底板的结构示意图；

其中，1、外壳；2、弧形导风通道；3、隔板；4、二级分离集尘室；5、一级分离集尘室；6、底板；7、气流入口；8、进气管；9、一级分离锥体；91、第一分离尘杯；92、支撑座；10、二级分离锥体；101、第二分离尘杯；102、过风通道；11、气流出口；12、进风孔；13、外壳内置板；14、中心柱。

具体实施方式

实施例1

参考图1－图11，一种锥体间协同式二级旋风分离结构，包括：

外壳1，外壳1具有气流入口7和气流出口11；

位于外壳1内且上下设置的二级分离锥10和一级分离锥体9；二级分离锥10和一级分离锥体9之间设置隔板3，隔板3将二级分离锥10和一级分离锥体9之间分隔为独立的第一分离腔和第二分离腔；

进气管8，进气管8位于外壳1内，进气管8的第一端与外壳1的底壁固定连接，并与气流入口7连通；进气管8的第二端与一级分离锥体9的进气口连通；

中空的中心柱14，中心柱14的第一端与一级分离锥体9固定连接，中心柱14的第二端穿过二级分离锥10与外壳1的顶壁固定连接，并与气流出口11连通；中心柱14与二级分离锥10之间设置有多个与第二分离腔连通的过风通道102，过风通道102的弯转方向与气流流出一级分离锥体9后的螺旋向上运动方向一致；中心柱14靠近气流出口11的一端周向设置有若干个进风孔12，若干个进风孔12连通气流出口11与第二分离腔。

具体地，含尘气流从气流入口7进入，流入一级分离锥体9净化后流向二级分离锥10，再次经过净化后从气流出口11流出。

如图2所示，第一分离腔的下端为一级分离集尘室5，第二分离腔的下端为二级分离集尘室4，实箭头为气流从尘杯入口(气流入口7)进入，经过两级分离后，最终从尘杯出口(气流出口11)流出；虚箭头为两级分离锥分离灰尘后，灰尘落向各自集尘室的示意；隔板3的存在使得一级分离锥体9、二级分离锥10与其各自的集尘室互相隔开，避免串风。

在本实施例中，第二分离尘杯的外壁与外壳1之间设置有外壳内置板13，外壳内置板13的第一端与外壳1的顶壁固定连接，另一端设置有弯折部，弯折部对端部与外壳1的内壁固定连接，使第二分离尘杯的外壁与外壳1之间的距离不至于过远，有利于保持气流稳定提升除尘效率。

实施例2

为了气流运动状态稳定，本实施例在实施例1的基础上进行了进一步的设置。

在本实施例中，一级分离锥体9包括第一分离尘杯91和设置在第一分离尘杯91中部的支撑座92，支撑座92内设置有多个同向弯曲的弧形导风通道2；其中，中心柱14的第一端与支撑座92的上端固定连接，进气管8的第二端与多个弧形导风通道2连通，弧形导风通道2用于连通第一分离尘杯91的分离空间和进气管8。

在本实施例中，二级分离锥10包括第二分离尘杯101，第二分离尘杯101固定连接于中心柱14的非端部位置；第二分离尘杯101的底壁上设置多个呈螺旋状且同向弯曲的弧形开口，多个弧形开口形成多个第一分离腔与第二分离腔连通的过风通道102；弧形开口与弧形导风通道2的弯曲方向相同。

在本实施例中，进气管8优选为直管。

其中，弧形导风通道2的截面可以为方形、梯形、圆形、三角形等各种形状，在本实施例中，弧形导风通道2的截面优选为方形。

弧形导风通道2的半径可以灵活多变，在本实施例中，弧形导风通道2为每过π半径缩小一次。

弧形导风通道2的通道螺旋上升、下降通道或都在一个平面上，在本实施例中，弧形导风通道2的通道都在一个平面上。

弧形导风通道2的通道截面积可以不变、可以逐渐减小以及适度增加，在本实施例中，弧形导风通道2的截面积保持不变。

在本实施例中，过风通道102的外侧开口所占圆周角为π/60-π/3。

具体地，气流从一级分离锥体9底部的进气管8(直管)流入锥体分离区内的弧形导风通道2，从弧形导风通道2流出后气流是在周向上均匀分布，能够在一级分离锥的中心轴与外侧壁面之间形成的环形通道内螺旋上升运动，气流均匀周向分布特性使得气流运动状态稳定；

如图7－图8所示，气流作螺旋运动产生离心力，在离心力的作用下尘灰会在径向上逐渐靠近通道外侧，含尘气流经过一级分离锥体9的外壁面的边缘时，气流中的尘灰越过边缘沿着图2所示的示意路径落在一级分离集尘室5内；

一级分离锥体9初次净化后的气流在流过一级分离锥体9外壁面的边缘之后由于惯性的作用会保持螺旋向上运动的特性；如图8所示，由于二级分离锥10分离区底部的均匀分布的弧形通道设置，一级分离锥体9分离完成后向上螺旋上升的气流能够顺畅的进入二级分离锥10的环形通道内，并整体上维持原有的运动方向基本不变；这使得气流在两级锥衔接过程中避免了大幅度改变运动方向，且气流一直在周向上是均匀分布的，能够有效的减少湍流强度，极大的降低沿程阻力及局部阻力，并且减少压降损失；气流进入二级分离锥10的过风通道102后继续仍旧是周向上均匀分布的，在过风通道102内继续作螺旋上升运动，流动产生离心力，在离心力的作用下尘灰会在径向上逐渐靠近通道外侧，气流在流过二级分离锥10的外壁面边缘时，灰尘在离心力的作用下会越过边缘沿着图2所示的示意路径落在二级分离集尘室4内；

一级分离锥体9的出气通道直接作为二级分离锥10的进气通道使用，且弧形导风通道2的设置能使得气流整体上维持原有的螺旋上升运动状态，这使得一级分离锥体9和二级分离锥10是相互配合的有机整体；并且，一级分离锥体9分离完成后，气流通过过风通道102直接流入二级分离锥10，而二级分离锥10分离完成后，气流要通过开设于中心柱14上端的小孔(进风孔12)流入中心柱14内部并从气流出口11流出，这使得二级分离锥10的分离性能比一级分离锥体9更强一些，能够使得一级分离锥体9初次分离出较大较重的颗粒物后，二级分离锥10能够分离出更加细小的颗粒物，获得极高的除尘效率，这也能体现出两级间是整体上的相互配合的关系；

二级结构设计简洁，气流在运动过程中均匀分布，一直维持螺旋上升运动，能够有效降低沿程阻力及局部阻力，使得压降损失比较低的情况下能获得很高的除尘效率。

实施例3

为了提高操作的便捷性，本实施例在实施例2的基础上进行了更进一步的设置。

在本实施例中，隔板3的第一端与第二分离尘杯的底壁可拆卸连接，第二端与外壳1的底壁可拆卸连接，其中，隔板3靠近外壳1的底壁的一侧呈收缩状设置。

在本实施例中，隔板3的第一端与第二分离尘杯的底壁卡接连接，第二端与外壳1的底壁卡接连接。

在本实施例中，外壳1包括可拆卸地设置在其底部的底板6，底板6为外壳1的底壁；隔板3的第二端与底板6卡接连接。

具体地，隔板3的第一端与第二分离尘杯的底壁卡接连接，优选卡扣连接接，使得二级分离锥10稳定性增强，机械上比较稳定，有利于让气流保持平稳的运动状态；隔板3的第二端与外壳1的底壁卡接连接，优选卡扣连接接，使一级分离集尘室4与二级分离集尘室5共用底板6，需要排灰时打开底板6可以一起倒出，这使得操作很方便。

实施例4

一种吸尘器，包括实施例1、实施例2或实施例3任一实施例提供的锥体间协同式二级旋风分离结构。

具体地，实施例1、实施例2或实施例3任一实施例提供的锥体间协同式二级旋风分离结构可以作为单独的除尘设备用，也可以在出口处连入其他除尘设备，作为进一步除尘的预净化。

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 (8)

1.一种锥体间协同式二级旋风分离结构，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳具有气流入口和气流出口；

位于所述外壳内且上下设置的二级分离锥体和一级分离锥体；所述二级分离锥体和所述一级分离锥体之间设置隔板，所述隔板将所述二级分离锥体和所述一级分离锥体之间分隔为独立的第一分离腔和第二分离腔；

进气管，所述进气管位于所述外壳内，所述进气管的第一端与所述外壳的底壁固定连接，并与所述气流入口连通；所述进气管的第二端与所述一级分离锥体的进气口连通；

中空的中心柱，所述中心柱的第一端与所述一级分离锥体固定连接，所述中心柱的第二端穿过所述二级分离锥体与所述外壳的顶壁固定连接，并与所述气流出口连通；所述中心柱与所述二级分离锥体之间设置有多个与所述第二分离腔连通的过风通道，所述过风通道的弯转方向与气流流出所述一级分离锥体后的螺旋向上运动方向一致；所述中心柱靠近所述气流出口的一端周向设置有若干个进风孔，若干个所述进风孔连通所述气流出口与所述第二分离腔。

2.根据权利要求1所述的锥体间协同式二级旋风分离结构，其特征在于，所述一级分离锥体包括第一分离尘杯和设置在所述第一分离尘杯中部的支撑座，所述支撑座内设置有多个同向弯曲的弧形导风通道；其中，所述中心柱的第一端与所述支撑座的上端固定连接，所述进气管的第二端与多个所述弧形导风通道连通，所述弧形导风通道用于连通所述第一分离尘杯的分离空间和所述进气管。

3.根据权利要求2所述的锥体间协同式二级旋风分离结构，其特征在于，所述二级分离锥体包括第二分离尘杯，所述第二分离尘杯固定连接于所述中心柱的非端部位置；所述第二分离尘杯的底壁上设置多个呈螺旋状且同向弯曲的弧形开口，多个所述弧形开口形成多个所述第一分离腔与所述第二分离腔连通的过风通道；所述弧形开口与所述弧形导风通道的弯曲方向相同。

4.根据权利要求3所述的锥体间协同式二级旋风分离结构，其特征在于，所述隔板的第一端与所述第二分离尘杯的底壁可拆卸连接，第二端与所述外壳的底壁可拆卸连接，其中，所述隔板靠近所述外壳的底壁的一侧呈收缩状设置。

5.根据权利要求4所述的锥体间协同式二级旋风分离结构，其特征在于，所述隔板的第一端与所述第二分离尘杯的底壁卡接连接，第二端与所述外壳的底壁卡接连接。

6.根据权利要求5所述的锥体间协同式二级旋风分离结构，其特征在于，所述外壳包括可拆卸地设置在其底部的底板，所述底板为所述外壳的底壁；所述隔板的第二端与所述底板卡接连接。

7.根据权利要求3所述的锥体间协同式二级旋风分离结构，其特征在于，所述第二分离尘杯的外壁与所述外壳之间设置有外壳内置板，所述外壳内置板的第一端与所述外壳的顶壁固定连接，另一端设置有弯折部，所述弯折部对端部与所述外壳的内壁固定连接，以保持气流稳定提升除尘效率。

8.一种吸尘器，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的锥体间协同式二级旋风分离结构。