RU2671725C2 - Сливная насадка для циклонного сепаратора - Google Patents

Abstract

Группа изобретений относится к сливной насадке для циклонного сепаратора и циклонному сепаратору, содержащему сливную насадку, а также к пылесосу, содержащему циклонный сепаратор. Сливная насадка для циклонного сепаратора для обеспечения возможности воздуху, текущему вокруг оси циклонной камеры, проходить к выпуску содержит множество неподвижных лопаток, разнесенных радиально вокруг упомянутой оси, когда она установлена в циклонной камере. Лопатки располагаются относительно друг друга таким образом, чтобы обеспечить возможность потоку воздуха вокруг оси циклонной камеры проходить над наружной поверхностью лопаток, при этом часть потока воздуха перенаправляется вокруг передней кромки каждой лопатки и через зазор между смежными лопатками к выпуску. Причем в любой точке вдоль оси часть наружной поверхности каждой лопатки располагается на окружности, центр которой является соосным упомянутой оси, причем наружная поверхность имеет часть, ведущую в направлении передней кромки, которая продолжается внутрь от окружности таким образом, что передняя кромка каждой лопатки, вокруг которой воздух перенаправляется через зазор между лопатками, располагается внутри области, ограниченной упомянутой окружностью. Техническим результатом является уменьшение падения давления для увеличения потока воздуха, что обеспечивает повышение эффективности отделения загрязняющих частиц. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 17 ил.

Description

Область техники

Настоящее изобретение относится к сливной насадке для циклонного сепаратора и циклонному сепаратору, содержащему сливную насадку согласно изобретению. Изобретение также относится к пылесосу, содержащему сливную насадку и/или циклонный сепаратор согласно изобретению.

Уровень техники

Циклонные сепараторы используют вращательные эффекты для отделения твердых частиц, захваченных в потоке текучей среды, без использования фильтра. Циклонные сепараторы обычно используются для отделения пыли и мусора из всасываемого воздушного потока в пылесосах. Известные циклонные сепараторы содержат цилиндрическую или коническую циклонную камеру с впуском для воздуха и выпуском для воздуха. Впуск для воздуха располагается под углом относительно центральной оси циклонной камеры таким образом, что когда содержащий мусор воздух входит в циклонную камеру через впуск, в циклонной камере создается быстро вращающийся поток воздуха или вихрь. Воздух входит в циклонную камеру через впуск и течет в направлении противоположного конца. Центробежная сила, создаваемая круговым потоком воздуха, отбрасывает частицы пыли в направлении стенки циклонной камеры, откуда они попадают в камеру для сбора. Воздух течет в противоположном направлении через центр циклона и выводится через выпуск. Сливная насадка располагается над выпуском, через который течет воздух. Функцией сливной насадки является обеспечение стабильного вращающегося потока, чтобы улучшить эффективность работы по отделению. В частности, сливная насадка предотвращает турбулентность в окрестности выпуска, вызывающую избыточный шум, потери давления и уменьшение эффективности сбора в сепараторе. Сливная насадка также предотвращает выход из циклонной камеры через выпуск некоторых типов мусора, попадание которых в камеру для сбора затруднено и которые имеют тенденцию оставаться во внутреннем потоке воздуха.

WO20064321 A1 раскрывает циклонный сепаратор, имеющий сливную насадку, которая служит для уменьшения турбулентности и потерь давления в окрестности выпуска циклона.

US4260401 раскрывает циклонное устройство для сбора частиц и концентратор, в котором выпускная труба имеет конический концентратор, боковые стенки которого выполнены в виде множества сужающихся, разнесенных, вложенных, в целом имеющих U-образную форму в поперечном сечении лопаток, между которыми газ, входящий в выпускную трубу, может проходить при протекании к выпускному концу выпускной трубы. Часть боковой стенки выпускной трубы циклонного устройства для сбора частиц имеет заслонку, чтобы действовать в качестве средства для отбора частиц, которая открывается в спиральный впуск для газа для повторной циркуляции отобранных частиц.

Сущность изобретения

Целью настоящего изобретения является создание сливной насадки, которая дополнительно уменьшает падение давления, чтобы увеличить поток воздуха, при этом улучшая эффективность работы по отделению. Изобретение определено в независимых пунктах формулы изобретения. В зависимых пунктах изобретения описываются предпочтительные варианты воплощения.

Согласно настоящему изобретению предлагается сливная насадка для циклонного сепаратора, через которую воздух, текущий вокруг оси циклонной камеры, проходит к выпуску, причем сливная воронка содержит множество неподвижных лопаток, разнесенных радиально вокруг упомянутой оси, когда она установлена в циклонной камере, причем лопатки располагаются относительно друг друга таким образом, что поток воздуха вокруг оси циклонной камеры проходит над наружной поверхностью лопаток, при этом часть потока воздуха перенаправляется вокруг передней кромки каждой лопатки и через зазор между смежными лопатками к выпуску, причем часть наружной поверхности каждой лопатки располагается на окружности, центр которой является соосным упомянутой оси в любой точке вдоль оси, причем наружная поверхность каждой лопатки имеет часть, которая продолжается внутрь от окружности в направлении передней кромки лопатки таким образом, что передняя кромка каждой лопатки, вокруг которой воздух перенаправляется через зазор между лопатками, располагается внутри области, ограниченной упомянутой окружностью. Когда наружная поверхность каждой лопатки продолжается внутрь, по меньшей мере некоторое количество воздуха, текущего через лопатку, следует ее наружной поверхности и тем самым направляется внутрь и в направлении поверхности следующей лопатки, с которой он сталкивается таким образом, чтобы создать область избыточного давления, что уменьшает степень турбулентности в воздухе, когда он покидает переднюю кромку предыдущей лопатки.

Предпочтительно, по меньшей мере упомянутая продолжающаяся внутрь часть упомянутой наружной поверхности каждой лопатки, т.е. часть наружной поверхности, которая продолжается к ее передней кромке, имеет дугообразную форму. Наружная поверхность дугообразной формы поддерживает плавный поток воздуха над наружной поверхностью лопатки в направлении ее передней кромки.

В некоторых вариантах воплощения каждая лопатка может иметь наружную поверхность, которая образует углубленную область, расположенную таким образом, что воздух, направляемый внутрь предыдущей лопаткой, принимается в упомянутой углубленной области, так что в упомянутой углубленной области образуется упомянутая область избыточного давления.

Каждая лопатка может иметь заднюю кромку, и наружная поверхность может продолжаться наружу от задней кромки в направлении упомянутой окружности. По меньшей мере та часть наружной поверхности, которая продолжается наружу от задней кромки, может иметь дугообразную форму, чтобы поддерживать плавный поток воздуха через наружную поверхность лопаток.

В предпочтительных вариантах воплощения угол β между первой плоскостью, которая продолжается по касательной относительно наружной поверхности на передней кромке лопатки, и второй плоскостью, которая продолжается по касательной относительно наружной поверхности смежной лопатки в точке, в которой первая касательная линия пересекает упомянутую смежную лопатку, составляет больше 15 градусов, и предпочтительно больше 30 градусов. В наиболее предпочтительном варианте воплощения угол β составляет между 60 и 120 градусами. За счет обеспечения величины этого угла по меньшей мере больше 15 градусов, создаваемая область избыточного давления будет достаточной для уменьшения до минимума турбулентности воздуха, текущего от передней кромки предыдущей лопатки.

Часть наружной поверхности каждой лопатки, которая располагается на окружности в любой точке вдоль оси, может иметь радиус R, при этом часть наружной поверхности дугообразной формы, которая продолжается внутрь в направлении оси, имеет радиус r, причем r<R. Более предпочтительно, радиус r составляет больше 0,2 мм, и предпочтительно больше 0,4 мм. В наиболее предпочтительном варианте воплощения r составляет по меньшей мере 2 мм. Величина r может уменьшаться, когда лопатки сужаются в направлении вершины сливной насадки.

Предпочтительно, каждая лопатка сужается в направлении ее передней кромки, и также может сужаться в направлении ее задней кромки.

В некоторых вариантах воплощения лопатки могут продолжаться по винтовой траектории вокруг оси, и также могут сужаться внутрь в направлении оси таким образом, что сливная насадка имеет по существу конусообразную форму.

Согласно другому аспекту, также предлагается циклонный сепаратор, содержащий сливную насадку согласно изобретению.

Изобретение также предлагает пылесос, содержащий циклонный сепаратор согласно изобретению.

Эти и другие аспекты настоящего изобретения станут очевидны и будут пояснены с помощью описываемых далее вариантов воплощения изобретения.

Краткое описание чертежей

Далее будут описаны варианты воплощения изобретения, только в качестве примера, со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Фиг. 1 – вид сбоку в разрезе известного циклонного сепаратора.

Фиг. 2а-2с – виды в поперечном разрезе, иллюстрирующие конфигурацию лопаток для трех различных вариантов известных сливных насадок.

Фиг. 3 – местный вид в увеличенном масштабе конфигурации лопаток, показанной на фиг. 2с, иллюстрирующий, как воздух перенаправляется вокруг передней кромки каждой лопатки и через зазор между смежными лопатками.

Фиг. 4 – местный вид в увеличенном масштабе конфигурации лопаток сливной насадки, иллюстрирующий направление потока воздуха, согласно варианту воплощения настоящего изобретения.

Фиг. 5 – вид, подобный фиг. 4, но на котором не показан поток воздуха, и иллюстрирующий различные геометрические размеры.

Фиг. 6 – вид в перспективе сливной насадки согласно варианту воплощения изобретения.

Фиг. 7а – вид в поперечном разрезе по линии J-J на фиг. 6.

Фиг. 7b – вид в увеличенном масштабе части вида в разрезе на фиг. 7а.

Фиг. 8 – вид в перспективе сливной насадки согласно другому варианту воплощения.

Фиг. 9а – вид в поперечном разрезе сливной насадки на фиг. 8.

Фиг. 9b – вид в увеличенном масштабе части вида в разрезе на фиг. 9а.

Фиг. 10 – график, иллюстрирующий отношение между падением Р статического давления (Па) и расстоянием Н (мм) между лопатками.

Фиг. 11 – вид в перспективе сливной насадки согласно другому варианту воплощения.

Фиг. 12а – вид в поперечном разрезе сливной насадки на фиг. 11.

Фиг. 12b – вид в увеличенном масштабе части вида в разрезе на фиг. 12а.

Подробное описание вариантов воплощения

На фиг. 1-3 показан известный циклонный сепаратор 1, который может использоваться в пылесосе, не имеющем мешка для сбора пыли. Циклонный сепаратор 1 содержит корпус 2 циклона.

Корпус 2 циклона имеет внутреннюю поверхность 3 периферийной стенки, которая образует циклонную камеру 4, расположенный тангенциально впуск 5 для содержащего мусор воздуха и расположенный в осевом направлении выпуск 6 для чистого воздуха. Циклонная камера 4 имеет продольную ось, обозначенную линией А-А. На противоположном относительно впуска 5 для содержащего мусор воздуха конце камеры 4 обеспечен расположенный тангенциально выпуск 8 для содержащего мусор воздуха, который ведет к камере для сбора (не показана).

Впуск 5 располагается под углом, тангенциально относительно центральной оси А-А циклонной камеры 4 таким образом, что воздух и захваченный мусор, втягиваемые в циклонную камеру 4 через впуск 5, будут течь по винтовой или вихревой траектории Hd в направлении выпуска 8. Мусор, захваченный в потоке воздуха, направляется наружу под действием центробежной силы и проходит через выпуск 8 и в камеру для сбора мусора.

Вследствие разницы давлений в циклонной камере 4, поток воздуха изменяет на обратное направление движения в циклонной камере 4, чтобы образовать вторичный, преимущественно чистый, поток воздуха, который течет вдоль оси циклонной камеры 5 в направлении выпуска по траектории Ha, внутри потока Hd воздуха. Этот поток воздуха вытекает из выпуска 6 и выпускается в атмосферу.

Сливная насадка 9 размещается в циклонной камере 4 над выпуском 6, и поток Ha воздуха проходит через сливную насадку 9 к выпуску 6. Конфигурация сливной насадки 9 в циклонном сепараторе оказывает значительное влияние на работу циклона, в частности в отношении уменьшения до минимума потерь давления, при этом также предотвращая взаимное мешающее воздействие между нисходящим и восходящим потоками воздуха, а также в предотвращении прохождения через выпуск 6 любого оставшегося мусора, захваченного в потоке воздуха.

Варианты воплощения настоящего изобретения предлагают сливную насадку, которая имеет множество лопаток, расположенных оптимальным образом, чтобы уменьшить турбулентность и/или уменьшить до минимума падение давления, в сравнении с известными конфигурациями лопаток сливной насадки. В частности было обнаружено, что конфигурация лопаток согласно вариантам воплощения настоящего изобретения обеспечивает уменьшение падения давления на лопатках в сравнении с известными конфигурациями лопаток сливной насадки, при этом поддерживая или улучшая эффективность работы по отделению циклона.

На фиг. 2а-2с показаны виды в поперечном разрезе трех разных, но известных, конфигураций сливной насадки. Для ясности, если одна из иллюстрируемых сливных насадок 10, 11, 12 будет установлена в циклонном сепараторе 1 на фиг. 1, фиг. 2а-2с будут соответствовать поперечным разрезам сливной насадки 9 по линии В-В на фиг. 1. Пунктирная линия на каждом из фиг. 2а-2с представляет собой воображаемую окружность С, чтобы указать относительные положения лопаток 13, образующих сливную насадку 10, 11, 12 в каждом случае. Очевидно, что каждая лопатка 13 по меньшей мере частично располагается на окружности С или касается окружности С. Для удобства, на каждом из фиг. 2а-2с показаны только три лопатки 13, хотя понятно, что имеются гораздо большее количество лопаток 13, расположенных в такой же ориентации по всей окружности С.

Стрелка D на фиг. 2а-2с отображает поток воздуха, проходящий через циклонную камеру, который течет по окружности вокруг сливной насадки 10, 11, 12 в показанном направлении.

В конфигурации лопаток сливной насадки на фиг. 2а видно, что лопатки 13 разнесены друг от друга и наклонены в направлении к входящему потоку D воздуха, так что воздух проходит через зазоры G между лопатками 13 относительно легко. Эта конфигурация обеспечивает относительно низкое сопротивление потоку воздуха. Хотя падение давления и турбулентность, создаваемые при этой конфигурации лопаток, уменьшены до минимума, эффективность работы по отделению нежелательным образом уменьшаются, в результате чего мусор, который все еще содержится в восходящем потоке воздуха, проходит через выпуск более легко.

В конфигурации лопаток сливной насадки на фиг. 2b лопатки 13 разнесены друг от друга, но продолжаются вдоль окружности С. Эта конфигурация обеспечивает относительно низкое сопротивление потоку D воздуха и большую степень турбулентности, что ведет к увеличению падения давления в сливной насадке.

И наконец, в конфигурации лопаток сливной насадки на фиг. 2с лопатки 13 наклонены в направлении от потока D воздуха, так что воздух течет над наружной поверхностью лопаток 13 и должен изменять направление перед прохождением в зазоры G между смежными лопатками. Хотя эффективность работы по отделению улучшается в конфигурации на фиг. 2с, в сравнении с конфигурацией на фиг. 2а или на фиг. 2b, эта конфигурация лопаток также создает высокое сопротивление потоку воздуха, как будет описано более подробно со ссылкой на фиг. 3.

На фиг. 3 показан вид в увеличенном масштабе части конфигурации лопаток, показанной на фиг. 2с (но на фиг. 3 показаны только две лопатки). Отметим, что, как показано стрелкой Е, воздух, проходящий над лопатками 13, должен совершить крутой поворот, т.е. приблизительно на 180 градусов, для того, чтобы войти в зазор G между смежными лопатками 13. На передней кромке 14 каждой лопатки 13 воздух покидает лопатку 13 и создает «завихренную зону» или область с большими вихревыми токами в потоке воздуха. Завихренная зона создает турбулентность высокой степени (как указано областью Т на фиг. 3), которая растет до максимального размера рассеяния энергии, и в результате ведет к значительному падению давления в этой области. В итоге, зазор G между смежными лопатками 13 по существу частично блокируется этой областью турбулентности, оставляя меньше пространства (как указано размером F на фиг. 3) для плавного протекания воздуха через зазор G без помех. Поток воздуха через зазор G по существу ограничивается или запирается областью Т турбулентности потока воздуха.

Согласно вариантам воплощения настоящего изобретения, иллюстрируемым на фиг. 4-12, лопатки 13 имеют форму, обеспечивающую уменьшение размера области Т турбулентности. В результате меньшая часть зазора G будет ограничена или заперта областью Т турбулентности, так что воздух может течь через гораздо более широкую часть зазора G без ограничения или запирания, как указано размером Н на фиг. 4, который больше, чем размер F на фиг. 3. Так как поток воздуха больше не ограничивается областью турбулентности в той же степени, как в конфигурации лопаток на фиг. 3, падение давления является более управляемым и уменьшается в большей степени.

Как показано на фиг. 4, лопатки 13 имеют ориентацию, подобную показанной на фиг. 2с, за исключением того, что они имеют особую форму. Форма и расположение лопаток 13 заставляют некоторое количество воздуха, текущего через наружную поверхность 16 каждой лопатки 13, направляться к наружной поверхности смежной лопатки 13 в направлении D потока воздуха, так что он сталкивается или соударяется с наружной поверхностью 16 смежной лопатки 13. Столкновение воздуха с наружной поверхностью 16 смежной лопатки 13 создает область, имеющую повышенное давление относительно окружающих областей, как указано областью Р на фиг. 4. Область Р избыточного давления уменьшает величину турбулентности Т, которая образуется потоком воздуха, когда он покидает переднюю кромку 14 предыдущей лопатки 13, и даже может предотвратить турбулентность в целом. Область Р избыточного давления не препятствует входящему потоку воздуха в какой-либо значительной степени, и любые помехи, которые она создает, с избытком компенсируются уменьшением области Т турбулентности. При соударении воздуха с лопаткой происходит передача энергии. Энергия, запасенная в воздухе в виде его скорости, уменьшается и становится энергией в виде давления. Передача энергии между скоростью и давлением происходит с небольшими потерями в общей энергии или без потерь.

Хотя часть наружной поверхности 16 каждой лопатки 13 располагается на окружности С, центром которой является ось А, наружная поверхность 16 продолжается или изгибается внутрь от окружности С в направлении оси А, так что передняя кромка 14 каждой лопатки 13 разнесена от окружности С в направлении внутрь и располагается внутри области, ограниченной окружностью С. Это ведет к тому, что некоторое количество воздуха, текущего над лопатками 13, будет направляться внутрь (в направлении стрелки I на фиг. 4), когда он следует наружной поверхности 16 лопатки 13 и достигает переднюю кромку 14, при этом оставшийся поток воздуха продолжает течь вокруг наружной окружности сливной насадки и участвует в потоке вокруг последующих лопаток 13. Воздух, направляемый внутрь вокруг передней кромки 14 лопатки 13, ударяется в наружную поверхность 16 следующей лопатки 13, чтобы образовать область Р избыточного давления, что уменьшает размер области Т турбулентности.

Как показано на фиг. 4, наружная поверхность 16 каждой лопатки 13 имеет дугообразную форму. В частности, часть, продолжающаяся внутрь в направлении передней кромки 14, имеет изогнутый профиль, чтобы плавно направлять поток воздуха в направлении наружной поверхности 16 смежной лопатки. Обращаясь к фиг. 5, радиус окружности С, на которой располагается часть наружной поверхности 16 лопаток 13, обозначен ссылочной позицией R, а радиус части, которая продолжается внутрь в направлении передней кромки 14, обозначен ссылочной позицией r1. Понятно, что r1<R, причем r1 также должно быть больше 0,2 мм, и предпочтительно больше 0,4 мм. В наиболее предпочтительном варианте воплощения r составляет по меньшей мере 2 мм. Величина r может уменьшается, когда лопатки 13 сужаются в направлении вершины Y сливной лопатки 18.

Как показано на фиг. 4 и фиг. 5, наружная поверхность 16 каждой лопатки 13 в целом имеет дугообразную форму, так что часть наружной поверхности 16, которая продолжается от задней кромки 17 в направлении части, которая располагается на окружности С с радиусом R, также является изогнутой. На фиг. 5 показаны линии, обозначающие плоскость Т₁, которая продолжается по касательной к наружной поверхности 16 лопатки 13 на ее передней кромке 14, и вторую плоскость Т₂, которая продолжается по касательной к наружной поверхности 16 смежной лопатки 13 в направлении потока воздуха и проведенная в точке Х, в которой первая касательная линия Т₁ пересекает наружную поверхность 16 упомянутой смежной лопатки 13. Угол β между касательными плоскостями Т₁ и Т₂ составляет больше 15 градусов, и предпочтительно больше 30 градусов. В наиболее предпочтительном варианте воплощения угол β составляет между 60 и 120 градусами. Различные углы могут быть получены при сохранении в значительной степени существующего профиля лопатки, но путем, например, обеспечения в каждой лопатке выступа или изменения ее формы вблизи или на передней кромке 14 каждой лопатки 13, чтобы изменить схему потока воздуха.

Обращаясь к фиг. 4 и фиг. 5, также очевидно, что каждая лопатка 13 является сужающейся. В частности, каждая лопатка 13 сужается в направлении ее передней кромки 14, что также уменьшает область Т турбулентности и увеличивает размер зазора G между смежными лопатками 13.

На фиг. 6 показана сливная насадка 18, имеющая лопатки 19 с профилем, описанным со ссылкой на фиг. 4 и фиг. 5, но в которой лопатки 19 продолжаются по винтовой траектории вокруг оси А-А циклонной камеры 4. Лопатки 19 продолжаются от опоры 25 и сужаются внутрь до вершины Y, так что сливная насадка 18 по существу имеет конусообразную форму. При установке над выпуском 6 внутри циклонной камеры 4 вершина Y сливной насадки 19 является соосной продольной оси А-А камеры 4 и направлена к противоположному концу 7 циклонной камеры 4.

На фиг. 7а показан вид в поперечном разрезе по линии J-J сливной насадки 18 на фиг. 6, и на фиг. 7b иллюстрируется в увеличенном масштабе одна лопатка 19 и часть лопаток 19 с каждой стороны от нее. Как показано на фиг. 7а и фиг. 7b, профиль наружной поверхности 20 каждой лопатки 19 имеет форму, описанную со ссылкой на фиг. 4 и фиг. 5.

На фиг. 8 показана сливная насадка 27, имеющая форму, подобную сливной насадке 18 на фиг. 6, за исключением того, что лопатки 28, продолжающиеся от опоры 29, имеют немного другой профиль. Наружная поверхность 30 каждой лопатки, которая продолжается от задней кромки 31 каждой лопатки до части, которая располагается на окружности С, имеет дугообразную форму, как и поверхность продолжающейся внутрь части 32, ведущей в направлении передней кромки 33 от части, которая располагается на окружности С, и тем самым каждая лопатка 28 подобна лопатке 19 на фиг. 6 и фиг. 7. Однако радиус r1 продолжающейся внутрь части 32 значительно меньше, чем радиус r1 в варианте воплощения на фиг. 6 и фиг. 7, и лопатки 28 не сужаются в направлении их передней кромки 33. На фиг. 9а показан вид в поперечном разрезе сливной насадки на фиг. 8, и на фиг. 9b иллюстрируется в увеличенном масштабе часть вида в поперечном разрезе, где показаны две лопатки 28. Принцип работы лопаток, показанных на фиг. 8, 9а и 9b остается таким же, что в описанных ранее вариантах воплощения.

График на фиг. 19 иллюстрирует отношение между падением Р статического давления (Ра) и расстоянием Н (мм) между лопатками при скорости потока воздуха 30 литров в секунду. Было обнаружено, что для геометрии лопаток, показанной на фиг. 6 и фиг. 7, наименьшее падение давление происходит, когда расстояние Н между лопатками составляет между 1 и 1,5 мм. Для геометрии лопаток на фиг. 8 и фиг. 9, расстояние Н немного больше, приблизительно от 1,5 до 2 мм. Следует отметить, что, как было обнаружено изобретателями, для любой геометрии лопаток падение давления заметно повышается уже при небольшом увеличении расстояния между лопатками сверх указанных выше размеров, перед тем, как снова начать снижаться, но даже при много большем расстоянии между лопатками не достигается минимальное падение давления, полученное при расстоянии между лопатками между 1-2 мм. Большое увеличение падения давления происходит при небольшом увеличении расстоянии между лопатками из-за того, что скорость воздуха уменьшается, когда ширина зазора увеличивается. Хотя можно было бы ожидать, что более низкая скорость будет создавать более низкое падение давления, а более высокая скорость – большее падение давления, в рассматриваемом случае большее падение давления происходит тогда, когда скорость воздуха ниже. Причиной этого является то, что поток воздуха с более низкой скоростью создает меньшую область Р избыточного давления, тем самым уменьшая способность области избыточного давления снижать степень турбулентности Т, которая возникает на передней кромке предыдущей лопатки и которая частично блокирует или уменьшает зазор между лопатками, тем самым генерируя более высокое падение давления.

На фиг. 11 показана сливная насадка 40, имеющая форму, подобную сливной насадке 18 на фиг. 6 и сливной насадке 27 на фиг. 8, за исключением того, что лопатки 41, продолжающиеся от опоры 42, имеют модифицированный профиль, как можно увидеть более ясно на виде в поперечном разрезе на фиг. 12а и на виде в увеличенном масштабе на фиг. 12b. Поверхность 42 заднего конца имеет форму, обеспечивающую ей возможность по существу содержать область Р избыточного давления и/или направлять ее или обеспечить ее лучшую нацеленность на область турбулентности. В одном варианте воплощения поверхность 42 заднего конца может по существу иметь форму впадины или углубления в лопатке, которое располагается таким образом, что воздух, направляемый на лопатку 41 от передней кромки 47 предыдущей лопатки 41, входит во впадину или углубление, чтобы создать область Р избыточного давления внутри впадины. Более конкретно, в одном варианте воплощения поверхность 42 заднего конца каждой лопатки 41 продолжается радиально наружу от внутренней кромки 43 заднего конца, где она встречается с внутренней поверхностью 44 лопатки 41, до наружной кромки 45 заднего конца, где она встречается с наружной поверхностью 46 лопатки 41, по которой воздух течет в направлении D, как лучше показано на фиг. 12b. Наружная кромка 45 заднего конца дополнительно располагается дальше в направлении D потока воздуха, чем внутренняя кромка 43 заднего конца, и поверхность 42 заднего конца изогнута между внутренней и наружной кромками 43, 45 заднего конца, чтобы обеспечить вогнутую поверхность, которая обращена наружу и в направлении передней кромки 47 непосредственно предыдущей лопатки 41, и в которой образуется область Р избыточного давления.

Как было описано для предыдущих вариантов воплощения, лопатки 41 имеют форму и расположение, обеспечивающие уменьшение размера области T турбулентности (см. фиг. 3 и фиг. 4), образование которой вероятно на передней кромке 47 каждой лопатки 41, и обеспечивающие, что некоторое количество воздуха, который течет через наружную поверхность 46 каждой лопатки 41, направляется к наружной поверхности 46 смежной лопатки 41 в направлении D потока воздуха таким образом, что он сталкивается или соударяется с наружной поверхностью 46 смежной лопатки 41, чтобы образовать область Р, имеющую увеличенное давление относительно окружающих областей. Путем придания задней кромке лопатки 41 формы, описанной выше и иллюстрируемой на фиг. 11 и фиг. 12, область Р избыточного давления увеличивается или по меньшей мере она будет направлена или являться более нацеленной в направлении области, где происходит образование турбулентности Т, тем самым увеличивая желаемый эффект уменьшения до минимума турбулентности Т. Имеющая вогнутую форму поверхность 42 заднего конца действует в качестве впадины, которая содержит область Р избыточного давления.

Сливная насадка согласно любым вариантам воплощения изобретения может иметь общую длину лопатки, продолжающейся от опоры до вершины, величиной 60 мм. В предпочтительных вариантах воплощения имеются 16 лопаток, и диаметр сливной насадки в самом большом месте составляет порядка 50 мм, так что здесь могут быть 0,1 лопатки на миллиметр окружности. Однако, возможно иметь от 0,2 до 0,5 лопатки на миллиметр окружности. Толщина лопатки может составлять около 2 мм, хотя также она может составлять около 7 мм, как в варианте воплощения на фиг. 9.

Следует понимать, что термин «содержит» не исключает другие элементы или этапы, и что использование единственного числа не исключает множественного числа. Сама по себе факт, что некоторые размеры приведены во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения не означает, что комбинация этих размеров не может использоваться для получения преимущества. Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не следует понимать в качестве ограничивающих объем настоящего изобретения.

Claims (14)

1. Сливная насадка (18, 27, 40) для циклонного сепаратора (1) для обеспечения возможности воздуху, текущему вокруг оси циклонной камеры (4), проходить к выпуску (6), причем сливная насадка содержит множество неподвижных лопаток (13, 19, 28, 41), разнесенных радиально вокруг упомянутой оси, когда она установлена в циклонной камере (4), причем лопатки (13, 19, 28, 41) располагаются относительно друг друга таким образом, чтобы обеспечить возможность потоку воздуха вокруг оси циклонной камеры (4) проходить над наружной поверхностью (16) лопаток (13, 19, 28, 41), при этом часть потока воздуха перенаправляется вокруг передней кромки (14, 33, 47) каждой лопатки (13, 19, 28, 41) и через зазор между смежными лопатками (13, 19, 28, 41) к выпуску (6), причем в любой точке вдоль оси часть наружной поверхности (16, 20, 30, 46) каждой лопатки (13, 19, 28, 41) располагается на окружности, центр которой является соосным упомянутой оси, причем наружная поверхность (16, 20, 30, 46) имеет часть, ведущую в направлении передней кромки (14, 33, 47), которая продолжается внутрь от окружности таким образом, что передняя кромка (14, 33, 47) каждой лопатки (13, 19, 28, 41), вокруг которой воздух перенаправляется через зазор между лопатками (13, 19, 28, 41), располагается внутри области, ограниченной упомянутой окружностью.

2. Сливная насадка по п.1, в которой, по меньшей мере, упомянутая продолжающаяся внутрь часть упомянутой наружной поверхности (16, 20, 30, 46) имеет дугообразную форму.

3. Сливная насадка по п.1, в которой каждая лопатка (13, 19, 28, 41) имеет заднюю кромку (17, 31, 43) и наружная поверхность (16, 20, 30, 46) каждой лопатки (13, 19, 28, 41) имеет часть, которая продолжается наружу от задней кромки (17, 31, 43) в направлении окружности и в направлении потока воздуха через лопатки (13, 19, 28, 41).

4. Сливная насадка по п.3, в которой упомянутая часть, которая продолжается наружу от задней кромки (17, 31, 43), имеет дугообразную форму.

5. Сливная насадка по любому из пп.1-4, в которой каждая лопатка (41) имеет поверхность (42), которая образует углубленную область, расположенную таким образом, чтобы принимать воздух, направляемый на упомянутую лопатку (41) от передней кромки (47) предыдущей лопатки (41), чтобы создавать упомянутую область избыточного давления в упомянутой углубленной области.

6. Сливная насадка по п.4, в которой угол между первой плоскостью (Т₁), которая продолжается по касательной к наружной поверхности (16) на передней кромке (14) лопатки (13, 19), и второй плоскостью (Т₂), которая продолжается по касательной к наружной поверхности (16) смежной лопатки (13, 19) в точке, в которой первая плоскость (Т₁) пересекает упомянутую смежную лопатку (13, 19), составляет больше 15°.

7. Сливная насадка по п.6, в которой упомянутая часть наружной поверхности (16) каждой лопатки (13, 19), которая располагается на окружности в любой точке вдоль оси, имеет радиус R, и упомянутая часть имеющей дугообразную форму наружной поверхности (16) каждой лопатки (13, 19), которая продолжается внутрь в направлении оси, имеет радиус r, причем r<R.

8. Сливная насадка по п. 6, в которой r>0,2 мм.

9. Сливная насадка по любому из пп.1-4 и 6-8, в которой каждая лопатка (13, 19) сужается в направлении ее передней кромки (14).

10. Сливная насадка по любому из пп.1-4 и 6-8, в которой каждая лопатка (13, 19) сужается в направлении ее задней кромки (17).

11. Сливная насадка по любому из пп. 1-4 и 6-8, в которой лопатки (13, 19) продолжаются по винтовой траектории вокруг оси.

12. Сливная насадка по п.11, в которой лопатки (13, 19) сужаются внутрь в направлении оси.

13. Циклонный сепаратор (1), содержащий сливную насадку (18, 27, 40) по любому из пп. 1-12.

14. Пылесос, содержащий циклонный сепаратор (1) по п. 13.

Images