旋风分离装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及旋风分离装置并且特别地但不仅仅地涉及用于真空吸尘器的旋风分离装置。
【背景技术】
[0002]旋风分离装置被广泛应用于真空吸尘器将污垢和灰尘从气流中分离。典型地，这样的真空吸尘器包括直径相对大的并且适合从气流中分离重污垢和灰尘颗粒以及粗的和纤维状的物质的单独的上游旋风分离器。
[0003]一般来说，圆柱形的护罩同轴地设置在上游阶段的旋风室内部，以便旋风室内的空气绕着护罩旋转，并且通过在护罩侧壁上形成的通孔被径向地向内吸入护罩的内部。护罩部分起过滤器的作用，防止大量的较轻物质离开旋风室，并且还起形成和约束了在旋风室内的气流。
[0004]这种护罩的问题是，其上的通孔可能被污垢和灰尘堵塞。
[0005]GB2397785公开了一种旋风分离装置，其中，部分清洁空气通过轴向设置在旋风室内的可旋转的护罩离开旋风室。护罩包括轴向延伸的作为叶片的百叶窗，使得护罩被旋风室内的气流引导而旋转。该文件称，这样设置的优点是，护罩的旋转运动通过离心作用除去护罩上面的任何灰尘。这样设置的问题是，护罩的速度实际上滞后于气流的速度，且没有达到足够的速度来去除去护罩上的灰尘。事实上，护罩实际上产生减慢空气从而造成压力下降和效率损失的效果。
[0006]GB2389064公开了一种旋风分离装置，其中部分清洁空气通过轴向设置在旋风室内的可旋转的护罩离开旋风室。护罩通过电机和齿轮列被驱动以低速旋转，以使得护罩的外表面的灰尘被静电刷擦去。
[0007]护罩的另一个问题是，在第一阶段的旋风室内，旋转气流必须减速并且沿径地向内转向以通过孔，从而造成了压力下降和抽吸损失。
【发明内容】
[0008]我们现在设计了一种改进的旋风分离装置。
[0009]根据本发明，提供了一种旋风分离装置包括具有旋风轴的旋风室，旋风室一端的出液口，和与旋风轴同轴延伸地管状有孔护罩，该装置还包括用于在腔室内的旋转气流的方向上，以1500转/分以上和/或该装置使用时围绕护罩的气流速度的70%以上的速度来旋转护罩的电机。
[0010]护罩的高速旋转足够通过离心力的作用除去护罩上的任何灰尘。并且，护罩的高旋转速度意味着空气不需要减速来穿过护罩孔，因此避免压力下降和抽吸损失的风险。分离效率的提高部分地完成是归因于灰尘总是旋转和受离心力作用的事实。相反地，静态的护罩中的灰尘颗粒立即在护罩洞前面减速来穿过护罩孔并且不受离心作用影响。
[0011]护罩和周围气流之间的理想相对速度应该是零。零相对速度确保贯穿护罩的压力下降是最小的。首先，贯穿护罩的压力下降受护罩孔和周围气流之间的剪切力程度影响。护罩孔和周围气流之间在相对速度上的差异越大压力下降越大。其次，空气具有密度并且当它通过旋转护罩洞流动时受离心力影响。因此，旋转速度小于周围气流速度是优选的，因为它在增大分离效率和增大压力下降之间提供了最好的平衡。
[0012]在一个实施例中，该装置包括传感器，用于确定灰尘或其它物质进入旋风室的量，传感器被设置来控制电机的速度。如果没有灰尘或者其他物质被检测到，那么优选地电机以较高的速度旋转护罩。如果灰尘被检测到，那么优选地根据检测到的灰尘量增加电机的速度到一个合适的数值。只有在要求的时候，这将节约能源并且在需要时使分离效率增至最大限度。
[0013]可供选择地或者附加地，电机的转速将根据气流的速度而变化。
[0014]护罩的壁厚直接地影响分离效率和压力下降。优选地，护罩的壁厚大体上是2.5mmο
[0015]大直径的旋风分离器不能够分离较轻污垢和灰尘颗粒，因此旋风分离器的下游需要进一步的分离阶段。优选地，上述定义的旋风分离器形成了该装置的上游分离阶段，该装置进一步包括下游分离阶段。
[0016]下游分离阶段包括过滤器，单独的旋风分离器或者以连续地和/或平行地流动连接的多个旋风分离器。后者，每个第二阶段的旋风分离器优选地包括具有环形截面侧壁的腔室，设置在旋风室一端的进液口和出液口，以及旋风腔室第二端的开口，通过该开口被分离的物质排出腔室被收集。
[0017]使用时，空气通过旋风室上的入口进入每个旋风室，并且绕在环形侧壁内的并朝向旋风室的第二端的旋转轴以旋涡方式旋转。旋转气流中的灰尘颗粒在离心力的作用下被径向地向外朝向侧壁驱赶。当空气被径向向内地并且轴向地朝着旋风室的第一端的出口吸时，旋转气流的量朝着旋风室的第二端慢慢变小。然而，被径向地向外朝向着截头圆锥侧壁除去的灰尘颗粒，聚集在边界层，并且慢慢地朝着旋风室的第二端移动，于是它们穿过旋风室进入到收集室内。
[0018]上述设置的缺点在于边界层的灰尘颗粒可能重新进入到气流中，特别是如果气流大量地负载着灰尘或者如果有气流下降。而且，灰尘颗粒移动的速度慢并且因此重新进入的风险是增加的，一定程度上因为边界层灰尘的量很大以至于形成了一个因太宽而不能限制在边界层内的层。
[0019]为了解决上述问题，我们共同申请的未授权的英国专利申请中同时在此公开了一种旋风分离装置，其下游阶段的旋风分离器设置在旋转体内，以便它们各自的旋转轴相对于主体的旋转轴向外倾斜，并且以便每个旋风室的第二端相对于所述旋转轴的它的第一端径向地向外设置。因此，主体优选地被上述电机旋转。
[0020]电机可以设置在护罩的内部或者外部，例如在该装置的灰尘收集容器内。在前面的情况下，在护罩内设置电机增加了该装置的灰尘收集容器的容积并且降低了电机传出的噪音。
[0021]护罩上的孔可以包括洞，缝隙以及其他开口。孔可以由网孔提供。孔可以直接对准护罩的旋转方向。
[0022]根据本发明，提供了一种具有上述所定义的旋风分离装置的真空吸尘器。
[0023]优选地，在真空吸尘器中的护罩以达5000转/分的速度旋转，并且优选地大体上以3000转/分的速度，这样，在增加分离效率和增大压力下降之间提供了理想的平衡。(例如，通过增加转速到3000转/分以上，分离效率能够提高95%以上，但是这将不情愿地导致贯穿护罩的压力下降。)
[0024]同样，根据本发明，提供一种从气流中去除物质的方法，该方法包括:
[0025]允许气流进入到包括具有旋风轴的旋风室，旋风室一端的出口，以及沿着旋风轴同轴延伸的管状有孔护罩；和
[0026]驱动电机以1500转/分以上和/或围绕护罩气流速度的70%以上的转速，在腔室内的旋转气流的方向上旋转护罩。
【附图说明】
[0027]现在通过仅举例和参考附图的方式对本发明的一个实施例进行描述，单一附图是根据本发明的通过真空吸尘器的旋风分离装置的剖面图。
【具体实施方式】
[0028]参照附图，旋风分离装置包括穿过其圆柱形侧壁12切向地通向