专利名称：气旋分离装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及气旋分离装置。
背景技术：
气旋分离装置是公知的用于从气流中去除微粒而不使用过滤器的 装置。旋流分离器已经在真空吸尘器领域得到了应用，用来从空气流 中分离污物和灰尘。公知的是，旋流分离器的分离效率取决于施加到 空气流中的微粒的力，该力由下式确定
f=2mv2/d 这里
f二施加于微粒的力 111=微粒的质量
(1=气旋空气流的直径
因此可以注意到，分离效率与旋流器腔室的直径成反比，这使得 较小直径的旋流器比较大的旋流器更适于分离较轻的微粒。因此公知 的是，真空吸尘器包含第一上游分离阶部和多个并列的、直径相对较 小的下游旋流器，该第一上游分离阶部包括直径相对较大的旋流器。 在使用中，上游旋流器较大的污物和灰尘，而下游旋流器分离更细微 的污物和灰尘。
用于真空吸尘器的包括两个分离阶部的旋流分离器己经被提出。 US2171248公布了一种布局方式，即在一个低效的上游旋流器中安装 一个同轴的高效下游旋流器。这些旋流器各自将它们分离的固体物排 出到一个可拆卸的容器上，该容器包括一个用于接收下游旋流腔室排 出物的中心腔室和一个用于接收上游旋流腔室排出物的环形腔室。
EP1674021公布了一种用于真空吸尘器的两阶部旋流分离器，它 包括一个低效上游旋流分离器，接着是分布在一个环状腔室中的平行 相连的一组微型旋流器，上述的旋流腔室环绕着第一个旋流腔室。第一阶部存在的部分清洁的空气向上通过一条轴向导向的中心出口后被 填充到高效旋流器中。但是，在两个分离阶部之间气流通路的复杂调 整会导致压力下降。
DE202006017010也公布了 一种用于真空吸尘器的两阶部旋流分 离器，它包括一个低效上游旋流分离器，接着是位于第一阶部之上的 平行相连的一组旋流分离器。第一阶部存在的部分清洁的空气被向上 导出穿过一个环形腔体，所述环形腔体位于高效旋流器和分离器单元 的外壁之间，再被规律地导入到相对高效的旋流器之中。这种布局会 减少压力下降。但是，这种情况下，高效旋流器不是等距地分布在分 离器单元的外围，使得载有灰尘的气体无法平稳的装载到这些旋流器 中，因此会导致一些旋流器堵塞。
现在，我们已经设计出减轻了上述问题的气旋分离装置。
发明内容
根据本发明，提供了一种气旋分离装置，该气旋分离装置包括一 个第一分离阶部和一个第二分离阶部，
所述第一阶部包括一个第一旋流分离器，所述第二阶部包括一组 并列连接的第二旋流分离器，
所述装置进一步包括一个容器，用于收集第二旋流分离器分离的 物质，
所述第一和第二分离阶部通过至少一个连接管而流体连接，所述 连接管输送流体至第二分离阶部，而所述流体已经被第一分离阶部所 部分清洁，
其中所述至少一个连接管穿过所述容器而延伸。
优选地，所述至少一个连接管与第一和第二分离阶部的旋流分离 器的旋转轴基本平行而延伸。
优选地，所述第二旋流分离器被设置为多组。
气旋分离装置优选包括一组连接管。每个连接管优选输送流体至 多组第二旋流分离器中的一组。
优选地，第二旋流分离器中的每组从相应连接管的下游端而等距离设置，以避免第二旋流分离器组中的不平稳装载。
优选地，所述容器被部分地设置在所述第一分离阶部的上方。 优选地，所述气旋分离装置包括一个轴向设置在所述第一分离阶
部内的收集腔体，以收集第一和第二旋流分离器所释放的物质。
优选地，所述容器是漏斗形状的，而且释放由第二分离阶部所分
离的物质至收集腔体。
优选地，所述第一和第二分离阶部序列相连接。
现在参照附图，通过仅为示例的方式描述本发明的实施例，在附 图中
图1是穿过根据本发明的2-阶式气旋真空吸尘器的分离部分的纵 截面视图2是当移除第二阶部时，图1的气旋真空吸尘器的第一阶部的 顶部的透视图3是图1的气旋真空吸尘器的第二阶部的底部的透视图4是图1的气旋真空吸尘器的第二阶部配合到第一阶部时，第
二阶部的顶部的透视图；和
图5是图1的气旋真空吸尘器的第二阶部配合到第一阶部且盖部
配合到第二阶部时，第二阶部的顶部的透视图。
具体实施例方式
参照附图中的图1，示出了直立式真空吸尘器的分离部分。该分 离部分安装于包含手柄的底架(未示出)，该底架的下端以可枢转的 方式连接于轮形的地板清洁头，该地板清洁头包含可旋转的搅动刷。
分离部分包括大致圆筒形的直立壳体，该壳体分别在其下端和上 端容纳第一分离阶部IO和第二分离阶部11，第二阶部11流体连接在 第一阶部10的下游。
第一阶部IO包括限定圆形截面旋流器腔室13的管状侧壁12。管 状侧壁12的下端设有封闭体14，封闭体14可打开，以允许从腔室13中清空被分离的污物和灰尘。用于传输来自地板清洁头部的载有污物和灰尘的空气的入口管15切向地延伸到第一阶部10的管状侧壁12的上端内。细长的管状容器 16沿着旋流器腔室13的中心轴线延伸穿过旋流器腔室13。容器16的 下端被盘17密封地关闭，盘17安装于封闭体14，使得当封闭体14打 开时，容器16的下端也打开。容器16的上端与第二阶部11的出口相 连通，被分离的细微灰尘从该出口排出。第一阶部IO的上端被具有中央孔19的环形端壁19所封闭，细长 容器16延伸通过中央孔19。穿孔罩20从上端壁悬到旋流器腔室13内， 该穿孔罩的下端以抵靠着管状容器16的外表面而密封。还是参照附图中的图2，圆形歧管21密封地安装在第一阶部10 上端壁18的顶部。歧管21包括六个直立的管状突出部22，突出部22 布置在歧管21上的同心圆形线上的等距隔开的周向位置处。突出部22 的下端通过第一阶部10上端壁18中的孔19而与罩22内部空间相流 体连通。参照附图中的图3，第二阶部11包括圆筒形的主体23，主体23 安装于第一阶部10的上端，歧管突出部22延伸进入相应孔24内，而 所述孔24在主体23的相对侧之间延伸穿过主体23。每个孔24被六个 旋流分离器包围，这六个旋流分离器与孔24—起轴向地延伸并绕着孔 24的圆周等距地间隔开。旋流分离器25容纳在六边形的管状边界壁 26内。每个旋流分离器25包括截头圆锥形侧壁27 (如附图中的图1 所示)，侧壁27向内渐縮到主体23下端的锥形开口处。参照附图中的图4，旋流分离器25设置成六组，每组(如A组， 在图4中用阴影区域表示)包围绕绕相应的孔24设置的五个旋流分离 器25，这五个旋流分离器布置成中心在相应的孔24的中心轴线上的弓 形。可以注意到，包围每个孔24的六个旋流分离器25中的一个也属 于相邻的分离器组。五个通道28从主体23上表面中的每个孔24的上端径向向外延 伸。通道28切向通到与该孔相关联的分离器组的相应旋流分离器25 的上端内。旋流分离器25的截头圆锥形壁27的下端终止在其相应的六边形 管状边界壁26的水平面的上方，以防止任何气旋空气流被带走(carry over)到主体23的底表面的下方。如图2所示，由延伸自歧管21的上 表面的杆41支撑的档板40可正在每个锥部的开口下方定位在每个六 边形边界壁26的内部。六边形边界壁26的底端敞开通道29内，所述 通道形成在主体23下方和歧管21上方。通道29的底部在其中心处包 括开口，该开口连接于延伸通过第一阶部IO气旋腔室13的细长管状 容器的上端。参照附图中的图5，带孔的盖板30安装到主体23的上表面。板 30中的孔31轴向地布置在相应的旋流分离器25的上方，盖板30的下 表面包括管状突出部32，管状突出部32从孔31延伸到旋流分离器的 上端内，以形成所谓的涡流探测器。过滤器壳体33布置在第二阶部11的上方，在使用中，对过滤器 壳体33应用真空，以产生从污浊空气入口 15经过第一和第二阶部10、 11的空气流。入口 15相对于壁12的切向定位在第一阶部10的腔室 13的内部产生气旋空气流，由此，空气朝腔室13的下端绕腔室13向 下盘旋。随着空气向下流动，由于空气已经朝第二阶部11被径向吸动 经过穿孔罩20 ，所以旋流中空气的体积不断在减小，随着空气在腔室13内旋转，旋转的空气流中的较大(较密)的微 粒具有太大的惯性，从而跟随空气流紧密的弯曲路径并撞击腔室的外 壁12，然后移动到旋流器的底部，这些微粒在这里沉积在腔室13的下 部区域中。流过穿孔罩20的空气被等距地分成六个独立的平行通路，所述通 路沿着歧管21中相应的管状突出部22。这六个独立的空气流然后在盖 板31下表面的下方分成沿着相应通道28的五个进一步的空气流。通 道28将这些空气流切向地引到相应的旋流分离器25的上端内，以在 其中产生气旋空气流。这些空气流朝分离器25的下端绕分离器25的 截头圆锥壁27向下盘旋。随着空气向下流动，由于空气一直被径向向 内并轴向向上地吸动穿过涡流探测器32，所以旋流中空气的体积不断 在减小，。任何留在来自第一阶部10的空气流中的轻微灰尘颗粒都具有非 常大的惯性，从而跟随空气流的非常紧密的弯曲路径并撞击分离器25的截头圆锥壁27，使得灰尘向下传输通过锥形开口，进入通道29。细 微的灰尘然后落到细长的管状容器16内。可以注意到，能够通过移除 封闭体14来清空由第一和第二阶部10、 ll分离的灰尘。根据本发明的真空吸尘器虽然在构造上相对简单，但通过能够紧 凑地容纳大量的高效旋流器，该真空吸尘器具有充分提高的分离效率。尽管己经示出并描述了本发明的优选实施例，但本领域技术人员 应当理解的是，在不背离本发明的真正主旨和范围的情况下，可对本 发明作出变化和修改。
权利要求
1、一种气旋分离装置，该气旋分离装置包括一个第一分离阶部和一个第二分离阶部，所述第一阶部包括一个第一旋流分离器，所述第二阶部包括一组并列连接的第二旋流分离器，所述装置进一步包括一个容器，用于收集第二旋流分离器分离的物质，所述第一和第二分离阶部通过至少一个连接管而流体连接，所述连接管输送流体至所述第二分离阶部，而所述流体已经被第一分离阶部所部分清洁，其中所述至少一个连接管穿过所述容器而延伸。
2、 根据权利要求1所述的气旋分离装置，其中所述至少一个连接管与所述第一和第二分离阶部的所述旋流分离器的旋转轴基本平行而延伸。
3、 根据权利要求1或2任一权利要求所述的气旋分离装置，其中所述第 二旋流分离器被设置为多组。
4、 根据权利要求前述任一权利要求所述的气旋分离装置，其中所述装置 包括一组连接管。
5、 根据权利要求4所述的气旋分离装置，其中每个所述连接管输送流体 至多组所述第二旋流分离器中的一组。
6、 根据权利要求3-5任一权利要求所述的气旋分离装置，其中所述第二 旋流分离器中的每组从相应连接管的下游端而等距离设置。
7、 根据权利要求前述任一权利要求所述的气旋分离装置，其中所述容器 被部分地设置在所述第一分离阶部的上方。
8、 根据权利要求7所述的气旋分离装置，其中所述容器轴向设置在所述 第一分离阶部内。
9、 根据权利要求前述任一权利要求所述的气旋分离装置，其中所述容器 是漏斗形状的。
10、 根据权利要求前述任一权利要求所述的气旋分离装置，其中所述第一 和第二分离阶部序列相连接。
全文摘要
本发明描述了一种气旋分离装置，该气旋分离装置包括两个序列相连接的分离阶部和一个用于收集分离阶部所分离物质的容器。所述第一阶部包括一个第一旋流分离器，所述第二阶部包括一组并列连接的第二旋流分离器。所述第一和第二分离阶部通过至少一个连接管而连接，所述连接管穿过所述容器而延伸，而且输送流体至所述第二分离阶部，而所述流体已经被第一分离阶部所部分清洁。
文档编号B04C5/24GK101274309SQ20071016105
公开日2008年10月1日 申请日期2007年12月24日 优先权日2006年12月22日
发明者戴维·本杰明·史密斯 申请人:胡佛有限公司