用于从空气流分离颗粒的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于从空气流分离颗粒的装置。
【背景技术】
[0002]众所周知，使用旋风分离器从流体流分离颗粒，譬如分离脏物和灰尘颗粒。已知的旋风分离器例如被用在真空吸尘器中，且已知包括用于分离绒毛和相对大的颗粒的低效旋风器和位于低效旋风器的下游且用于分离仍然被保持在空气流内的细小的颗粒的高效旋风器。还已知提供了与多个较小的下游旋风器体部结合的上游旋风分离器，该下游旋风器体部被布置为彼此平行。这个类型的布置是已知的且描述在US3425192中。
[0003]在真空吸尘器应用中，特别在家庭式真空吸尘器应用中，期望在不损害器具的清洁性能的情况下使器具尽可能的紧凑。还期望包含在器具内的分离装置的效率和性能尽可能的高(也就是说从空气流中尽可能高比例分离非常细小的灰尘颗粒)。此外，期望真空吸尘器在不损害清洁性能的情况下尽可能地节能。特别是在电池供电的真空吸尘器的情况，例如手持式或机器人真空吸尘器。增加旋风分离器的分离性能和效率的典型的方法是减小下游旋风器体部的尺寸。使旋风器体部更小增大旋风器体部内的离心力，且由此改善从空气流中对脏物和灰尘的分离。然而，减小旋风器体部的尺寸还减小每个旋风器体部可处理的空气的体积。为了克服这个问题，额外的旋风器体部被提供以维持期望的空气流，且防止在下游旋风器级处产生瓶颈。例如，在Dyson DC59手持式真空吸尘器中的旋风分离器有次级旋风器级，该次级旋风器级包括十五个平行的小旋风器体部以便提供期望的分离性能。实际上，已知一些旋风分离器包括上至五十四个平行的小的旋风器体部，比如Dyosn DC54桶式真空吸尘器。然而，增加较小的旋风器体部的数量还将导致分离器的尺寸且因此整个机械的尺寸的增大。此外，使得空气流穿过多个小的旋风器体部所需的能量较大，且在蓄电池供电的真空吸尘器的情况下，这可对蓄电池寿命具有不利影响。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种用于从空气流分离颗粒的装置，该装置包括壳体和体部，该壳体包括内壁，该体部被定位在壳体内且从其分离以便在体部和内壁之间限定环形流动路径，该壳体旋转固定，且该体部可相对于壳体绕旋转轴线旋转，该体部包括叶轮区段和涡轮区段，叶轮区段具有第一组叶片，该第一组叶片从体部朝向壳体的内壁延伸进入环形流动路径，该叶轮可旋转用于产生穿过装置的空气流且用于在空气流中产生漩流，该涡轮区段具有第二组叶片用于从空气流收回旋转能量。
[0005]结果，能量通过叶轮下游的涡轮从空气流收回。这可导致更节能的分离器。进而，这可改进蓄电池供电设备(包含从空气流分离颗粒的装置)的蓄电池寿命。
[0006]壳体的内壁可被成形为与体部的形状互补。由此，空气沿被沿受控的路径引导且空气压力沿路径的长度被保持。
[0007]该叶轮区段可被成形为以致环形流动路径的直径沿体部的叶轮区段的长度径向扩大。这帮助把作用在空气流中的脏物颗粒上的离心力效果最大化。离心力的效果可被最大化，例如通过增加离心力以及减小湍流和地减少压力损失。
[0008]体部的叶轮区段可被定位在装置的脏空气部分中，且涡轮区段可被定位在装置的清洁空气区段中。用这种方法，叶轮能够增加装置的脏空气部分内的系统能量，以便集中空气中的脏物颗粒，且由此减小包含脏物颗粒的空气的量。这使得部分被清洁的空气可穿过涡轮以便从被清洁的空气中收回能量，增加装置的效率。
[0009]该装置可包括分流器，该分流器被定位在叶轮区段和涡轮区段之间以从包含降低的脏物浓度的空气流的清洁部分分离包含增大的脏物浓度的空气流的脏的部分。该分流器能够使空气流的清洁部分和空气流的脏的部分更容易地在下游被不同的处理。该体部的涡轮区段可被定位在分流器的下游。如果从仍包含脏物颗粒的空气中收回能量，那么该装置在脏物分离方面将不会高效。因此通过将涡轮区段定位于分流器的下游，更有效地装置可被实现，因为来自空气的清洁部分的能量可被收回。
[0010]该体部可被连接到电机，该电机驱动体部的旋转。该电机可驱动体部在80和120krpm之间或更具体地在90和10krpm之间处。以在高速度旋转的电机旋转体部将导致更大的离心力。这还可将可变为空气流的清洁空气部分的总空气流的比例最大化，且还增加装置的效率。
[0011]通过电机旋转的体部可导致叶轮区段以15和25升/秒、更具体地在约20升/秒的流动速率抽吸空气进入装置。这个大小的流动速率为用于从空气流移除脏物的装置提供了优秀水平的分离性能。
[0012]在装置内，100%的空气流可穿过沿体部的叶轮区段定位的环形流动路径，且75%和95%之间的空气流可穿过沿体部的涡轮机区段定位的环形流动路径。这允许能量从总空气流的75%和95%之间收回，由此提供了装置效率的增加。
[0013]剩余的5%至25%的空气流可在体部的涡轮区段之前排出装置，且可被引导到次级分离装置。因此包含脏物颗粒的空气流的脏的部分可被引导到另一装置用于从与空气流的原始总体积相比减小的空气流体积移除脏物颗粒。由于次级分离装置被要求处理减小的体积，它可变得更小。
[0014]本发明还提供了一种真空吸尘器，该真空吸尘器包括如上任一段中描述的用于从空气流分离颗粒的装置。
[0015]本文还公开了一种分离器，该分离器用于从空气流移除脏物颗粒，该分离器包括第一分离级和第二分离级，第一分离级具有叶轮，第二分离级具有被布置为平行的一个或多个旋风器体部，其中该第一分离级在第二分离级的上游，在第一分离级中该叶轮产生穿过分离器的空气流且在空气流内产生漩流，漩流将脏物颗粒径向向外抛以产生空气流的外部脏的部分和空气流的内部清洁部分，且其中空气流的脏的部分经过第二分离级，且空气流的清洁部分绕过第二分离级。
[0016]结果，较小体积的空气被要求经过第二分离级。经过第二分离级的空气是穿过分离器的空气的总体积的一部分。由此，在第二分离级中需要较少的旋风器体部以实现所需的分离性能。这允许分离器的总尺寸被保持尽可能地小，其对于任何真空吸尘器都是期望的，但在分离器被用于手持式真空吸尘器或机器人真空吸尘器的情况下特别重要。而且，当空气穿过较少的小旋风器体部时，相比较于包含更大数量的小旋风器体部，较少的能量被第二分离级所需。因此，包含分离器的机器的能量效率可被提高，且在蓄电池供电的机器的情况下蓄电池寿命可被延长。
[0017]第一分离级可包括第一出口和第二出口。空气流的脏的部分可通过第一出口排出第一分离级，空气流的清洁空气可通过第二出口排出第一分离级。结果，当离开第一分离级时可以不同地处理空气的每个部分。
[0018]该空气流的清洁部分可不具有进入分离器的所有脏物颗粒的至少95%。结果，空气的清洁部分可在不需要穿过任何进一步的分离级的情况下从分离器排出。
[0019]空气流的脏的部分可包括进入分离器的总空气流的5%和25%之间的量，且空气流的清洁部分可包括进入分离器的总空气流的75%和95%之间的量