专利名称：旋风分离装置及真空清洁设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及旋风式分离装置，特别是涉及一种从空气流体中分离灰尘等颗粒的吸尘器的旋风分离装置。
背景技术：
旋风分离装置是一种通过旋风桶中高速旋转的气流产生离心力分离气体和灰尘污物的装置。目前市场流行的旋风式吸尘器因外观新颖、无尘袋而清洗方便很受消费者的欢迎。随着人们生活水平的提高，对吸尘器技术性能也不断地提出新的要求。现有技术中， 通常采用将两级旋风分离装置串联，使含有灰尘的空气通过上游旋风分离装置初步滤去大颗粒的灰尘，再通过下游旋风分离进一步滤去灰尘微粒，从而达到净化空气的作用。现有的旋风吸尘器中，下游旋风分离一般为多个，多个下游旋风分离装置并联排列在一个壳体中， 这种装置必然增大了旋风分离装置的尺寸。现有技术中，已有可以实现较小体积的旋风分离装置，如专利02804882. 2所述的吸尘器，包括由多个彼此平行排列的旋风分离器组成的旋风分离装置，每个旋风分离器都具有一个锥形外侧壁，每个外侧壁中的至少一个部分形成该吸尘器的部分外表面，该吸尘器的上游旋风分离器和下游旋风分离完全分离。专利200610139423. 7所述的一种吸尘器的旋风分离装置，包括上游旋风分离装置和下游旋风分离装置，所述的下游旋风分离装置具有多个并联的第二旋风桶，所述的第二旋风桶为躺着的并且完全设置在所述的上游旋风分离装置的上方，所述各个第二旋风桶的轴心线大致上相交于一点，该点大致位于所述的第一旋风桶的轴心在线。虽然一定程度上减少了旋风分离装置的体积，使旋风分离装置具有更为紧凑的结构，而由于下游旋风分离器的轴心线与上游旋风分离器的中心线大致交于一点，因此下游旋风分离器的轴心线是沿着上游旋风分离器的径向向上向外延伸的，也就是说下游旋风分离器的设置方向与气流的流动方向不一致，上游旋风分离器内的气流螺旋向上，而下游旋风分离器的外壁面形成了气流螺旋方向上的阻挡，造成功率损失，从而未能更进一步地提高旋风分离装置的工作效率，也未能使分离效果得到优化。此外，由于现有技术中的下游旋风分离器的轴心线都是沿着上游旋风分离器的径向向上向外延伸的，从上游旋风分离装置进入下游旋风分离器的气流以大致垂直于下游旋风分离器的轴心线的方向切向进入下游旋风分离器并逐渐向下旋风，遇到的阻力较大，容易产生紊流或因此气流在下游旋风分离器内不易起旋，并带来功率损失。最后，由于现有技术中的下游旋风分离器的下部逐渐靠拢，或者，如专利 200610139423. 7中公开的，所述各个第二旋风桶的轴心线的下端大致上相交于一点，因此各个下游旋风分离器的出灰口聚集在上游旋风分离单元的中心处，造成二级细灰向集尘筒的中央堆积，灰尘大致呈中央高两侧低的山丘状分布，而吸尘器的上的检测器是依据灰尘的最高点到达指定位置时就报告集尘筒已满，需要倒灰，而实际上集尘筒内仍空余大量空间可以集灰。因此下游旋风分离器的下端向中央聚集不可避免的带来的缺陷是集尘空间的损失。
发明内容
为了解决上述现有技术的问题，本发明的目的是提供一种能够解决上述问题点， 既减少了旋风分离装置的体积，又能达到提高分离效率、优化分离效果、充分利用集尘空间的旋风分离装置。为了实现上述发明的目的，本发明采用如下技术方案一种旋风分离装置，包括上游旋风分离单元和下游旋风分离单元，所述的上游旋风分离单元和下游旋风分离单元之间通过气体通道连通，所述的下游旋风分离单元包括多个相并列设置的下游旋风分离器，各个所述的下游旋风分离器具有纵向轴心线，所述的上游旋风分离单元具有纵向轴心线，各个所述的下游旋风分离器具有一个进气口和一个落灰口，至少两个所述的下游旋风分离器的纵向轴心线与所述的上游旋风分离单元的纵向轴心线为异面直线，这些纵向轴心线与所述上游旋风分离单元的纵向轴心线异面的下游旋风分离器的纵向轴心线大致分布在一个斜齿圆锥齿轮的齿顶上，且这些纵向轴心线与所述上游旋风分离单元的纵向轴心线异面的下游旋风分离器的倾斜方向与所述的上游旋风分离单元的气流旋转方向一致。更进一步地说，这些纵向轴心线与所述上游旋风分离单元的纵向轴心线相异面的下游旋风分离器的落灰口的中心点到所述的上游旋风分离单元的纵向轴心线的距离均大于这些下游旋风分离器的纵向轴心线到所述的上游旋风分离单元的纵向轴心线的最短距离。优选地，各个所述的下游旋风分离器的落灰口的中心点位于相应的所述的下游旋风分离器的纵向轴心线上。更优地，所述的下游旋风分离单元包括一个集尘桶，所述的集尘桶位于所述的上游旋风分离单元的内部，所述的集尘桶的纵向中心线与所述的上游旋风分离单元的纵向轴心线大致重合，在与所述的上游旋风分离单元的纵向中心线相垂直的投影面上，各个所述的下游旋风分离器的落灰口的投影均落在所述的集尘桶的内部。进一步地，这些纵向轴心线与所述上游旋风分离单元的纵向轴心线异面的下游旋风分离器的纵向轴心线绕着所述的上游旋风分离单元的纵向轴心线转过相同的角度。进一步地，这些纵向轴心线与所述上游旋风分离单元的纵向轴心线异面的下游旋风分离器的纵向轴心线与所述的下游旋风分离器的进气口的中心线或与该中心线的平行线之间的夹角大于90度。进一步地，至少两个所述的下游旋风分离器的进气口沿着从所述的气体通道流出的气流的气旋方向排布。进一步地，多个所述的下游旋风分离器包括由至少两个下游旋风分离器构成的外围下游旋风分离器层和由至少一个下游旋风分离器构成的内侧下游旋风分离器层，所述的内侧下游旋风分离器层位于所述的外围下游旋风分离器层的内侧；其中，构成所述的外围下游旋风分离器层的多个下游旋风分离器的纵向轴心线分别与所述的上游旋风分离单元的纵向轴心线相异面，且倾斜方向与所述的上游旋风分离单元的气流旋转方向一致。优选地，构成所述的内侧下游旋风分离器层的多个下游旋风分离器的进气口横向向外穿过所述的外围下游旋风分离器层，全部的所述的下游旋风分离器的进气口沿着从所述的气体通道流出的气流的气旋方向排布。进一步地，所述的上游旋风分离单元包括一个上游旋风分离器，所述的上游旋风分离器具有所述的纵向轴心线。进一步地，多个所述的下游旋风分离器完全位于所述的上游旋风分离单元的上方。进一步地，各个所述的下游旋风分离器均呈截顶圆锥形。本发明的另一目的是提供一种结构紧凑、分离效率高、集尘空间能够充分利用的
真空清洁设备。本发明采用的技术方案是一种真空清洁设备，其包含有上述旋风分离装置。进一步地说，所述的真空清洁设备为家用清洁设备。本发明与现有技术相比的优点是
1、外层下游旋风分离器沿着上游旋风分离单元的气流旋转方向设置， 因此下游旋风分离器的外壁面能够形成导流面，减少风阻和气流损失，提高工作效率；
2、外层下游旋风分离器的纵向轴心线与进入下游旋风分离器的气流之间具有大于90度的角度，因此更利于下游旋风分离器内的气流起旋，提高工作效率；
3、外层下游旋风分离器的纵向轴心线与上游旋风分离单元的中心线互为异面直线，因此下游旋风分离器下端的落灰口是发散的且远离上游旋风分离单元的中心线，因此二级细灰会落在外径相对较大的一个集尘区域内，并且由于二级细灰沿着下游旋风分离器的纵向轴心线方向被分离并落入二级集尘腔中，因此二级细灰在二级集尘腔内堆积的形状已经不再是圆形的山丘状，而是呈椭圆状平顶山丘状，因此更有利分散灰尘，有利填满整个二级集尘腔，提高最大使用率。4、此外，外层下游旋风分离器沿着上游旋风分离单元的气流旋转方向设置，这样的设计能还减少整个旋风分离装置的高度，满足清洁设备小型化发展的要求。
附图I是表示本发明的旋风分离装置的半剖附图2是表示本发明的旋风分离装置的结构爆炸图(去除第一旋风桶);
附图3是表示本发明的下游旋风分离单元的俯视结构附图4是表示本发明的下游旋风分离单元的俯视示意附图5是表示本发明的下游旋风分离单元的立体图(俯视)；
附图6是表示本发明的下游旋风分离单元的立体图(仰视)；
附图7是表示本发明的下游旋风分离单元的主视图。附图中，I、上游旋风分离单元；2、下游旋风分离单元；3、上游旋风分离器；4、下游旋风分离器；4’、下游旋风分离器；5、上游旋风分离器纵向轴心线；6、下游旋风分离器纵向轴心线；6’、下游旋风分离器纵向轴心线；7、滤网；8、集尘桶；9、落灰口 ；10、扣套；11、进气口 ；12、出气口 ；13、顶盖；14、一级集尘腔；15、二级集尘腔。
具体实施例方式以下将参照附图更具体地描述本发明。下面根据图I至图3，说明本发明的实施例。该旋风分离单元，包括上游旋风分离单元I和下游旋风分离单元2，上游旋风分离单元I具有一个上游旋风分离器3，下游旋风分离单元2包括相并联设置的多个下游旋风分离器4和4’，多个下游旋风分离器分成内外两层，其中部分下游旋风分离器4位于外围构成外围下游旋风分离器层，部分下游旋风分离器4’位于外围下游旋风分离器层内侧构成内侧下游旋风分离器层。附图3表示了具有8 个下游旋风分离器的下游旋风分离单元的俯视图，附图4表示了具有9个下游旋风分离器的下游旋风分离单元的俯视图，有时内侧下游旋风器层也可以是由多个下游旋风分离器按照环形排布组成的，与外围下游旋风分离器层结构相同。各个所述的下游旋风分离器4和 4’呈截顶圆锥形。在本实施例中，上游旋风分离器3的侧壁上设有抽吸口(图中未画出)，带有灰尘的气流从这里进入上游旋风分离器3内，上游旋风分离器3内同轴设有圆柱状或圆锥状滤网 7。滤网7设置在上游旋风分离器3的中央，其上端与下游旋风分离单元2相连。上游旋风分离器3内部还可以设置集尘桶8，集尘桶8在上游旋风分离单元I底部和下游旋风分离单元2的落灰口 9之间延伸，并与滤网7紧密套合，滤网7通过扣套10套合在集尘桶8上。 上游旋风分离器3的内壁面与集尘桶8的外壁面之间形成收集一级粗灰的一级集尘腔，集尘桶8内则形成收集二级细灰的二级集尘腔。上游旋风分离单元I初步净化的空气能通过滤网7进入下游旋风分离单元2。从滤网7通过的初滤气流进一步通过设置在上游旋风分离单元I和下游分离单元2之间的气体通道进入下游旋风分离单元2。如图2所示，下游旋风分离单元2由多个下游旋风分离器4和4’组成。下游旋风分离器4和4’上设有落灰口 9、进气口 11和出气口 12，如图3所示，进气口 11吸入的气流切向进入下游旋风分离器4和4’。构成所述的内侧下游旋风分离器层的下游旋风分离器4’ 的进气口 11横向向外穿过所述的外围下游旋风分离器层，全部的所述的下游旋风分离器4 的进气口 11沿着从所述的气体通道流出的气流的气旋方向排布。落灰口 9设置在集尘桶8 的上部。所述的各个进气口 11还与设置在上游旋风分离单元I和下游分离单元2之间的气体通道连通，从所述的气体通道流出的气体通过进气口 11进入各个下游旋风分离器4和 4’，再次旋风分离后，将净化空气从出气口 12排出，而再次分离的灰尘通过落灰口 9掉入集尘桶8内。下游旋风分离单元2位于上游旋风分离单元I的上部，在下游旋风分离单元2的上方还有顶盖13，顶盖13上设有气流输出口(图中未画出)，从多个下游旋风分离器排出的净化空气通过所述的气流输出口导入到旋风分离单元外部。构成外围下游旋风分离器层的多个下游旋风分离器4具有下游旋风分离器纵向轴心线6，构成内侧下游旋风分离器层的下游旋风分离器4’具有下游旋风分离器纵向轴心线6’，上游旋风分离器3具有上游旋风分离器纵向轴心线5，本实施例中，内侧下游旋风分离器层包括一个下游旋风分离器4’，且其下游旋风分离器纵向轴心线6’与上游旋风分离器纵向轴心线5相重合。如附图4至7所示，外围下游旋风分离器层的下游旋风分离器纵向轴心线6与上游旋风分离器纵向轴心线5互为异面直线，这些所述的下游旋风分离器纵向轴心线6大致沿一个斜齿圆锥齿轮的齿顶或齿槽方向延伸，并且这些所述的下游旋风分离器纵向轴心线6与上游旋风分离器纵向轴心线5之间存在一个最短距离，当该最短距离可以位于下游旋风分离器4的中部或者中部靠下的位置处时，由于多个下游旋风分离器从上到下先收拢再发散，因此使得下游旋风分离单元既具有结构紧凑的优点，同时还能保证二级细灰得到充分发散，获得较大的落灰区域；当该最短距离位于下游旋风分离器4的最底部时，仅可以起到结构紧凑的效果，二级细灰的发散效果不如前者好。参见附图，4至7，这些下游旋风分离器4的排布方向与所述的上游旋风分离单元 I的气流旋转方向一致，即同为顺时针方向或同为逆时针方向。排布方向是指，下游旋风分离器轴心线6的倾斜方向，气流旋转方向是指在俯视旋风分离装置时，气流的前进方向。本发明中，若上游旋风分离单元的气流旋转方向为顺时针方向，下游旋风分离器轴心线6自下而上逐渐向左倾斜，与气流旋转方向一致；若上游旋风分离单元的气流旋转方向为逆时针方向，下游旋风分离器轴心线6自下而上逐渐向右倾斜，与气流旋转方向一致。也就是说，下游旋风分离器纵向轴心线6大致沿着上游旋风分离单元I的气流旋转方向倾斜排布。 优选地，这些下游旋风分离器的纵向轴心线6绕着所述的上游旋风分离器纵向轴心线5转过相同的角度。因此下游旋风分离器4的外壁面能够在气流通道内形成导流面，减少气流通道的风阻和气流损失，提高工作效率。此外，由于外围下游旋风分离器层的这些下游旋风分离器纵向轴心线6倾斜设置，因此下游旋风分离器纵向轴心线6与所述的下游旋风分离器的进气口 11的中心线或与该中心线的平行线之间的夹角大于90度，优选地，该角度为95-135°。这样使得二级进风气流以一定的角度进入下游旋风分离器4中，更有利于气流在下游旋风分离器4内起旋，提高工作效率。各个所述的下游旋风分离器4或4’的落灰口的中心点位于相应的所述的下游旋风分离器纵向轴心线6或6’上。本实施例中，所述的下游旋风分离器4的落灰口 9的中心点到所述的上游旋风分离单元纵向轴心线5的距离均大于这些下游旋风分离器纵向轴心线6到所述的上游旋风分离单元纵向轴心线6的最短距离，这些下游旋风分离器4的落灰口 9分布在以所述的上游旋风分离单元纵向轴心线5为圆心的一个较大的圆周上。各个所述的下游旋风分离器4的落灰口的投影均落在所述的集尘桶8的内部。因此二级细灰会落在外径相对较大的一个集尘区域内，并且由于二级细灰沿着下游旋风分离器的纵向轴心线方向被分离并落入二级集尘腔15中，因此二级细灰在二级集尘腔15内堆积的形状已经不再是圆形的山丘状，而是呈椭圆状平顶山丘状，因此更有利分散灰尘，有利填满整个二级集尘腔15，提高最大使用率。本发明还公开了包含所述的旋风分离装置的真空清洁设备，通常该真空清洁设备为家用清洁设备。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种旋风分离装置，包括上游旋风分离单元和下游旋风分离单元，所述的上游旋风分离单元和下游旋风分离单元之间通过气体通道连通，所述的下游旋风分离单元包括多个相并列设置的下游旋风分离器，各个所述的下游旋风分离器具有纵向轴心线，所述的上游旋风分离单元具有纵向轴心线，各个所述的下游旋风分离器具有一个进气口和一个落灰口，其特征在于至少两个所述的下游旋风分离器的纵向轴心线与所述的上游旋风分离单元的纵向轴心线为异面直线，这些纵向轴心线与所述上游旋风分离单元的纵向轴心线异面的下游旋风分离器的纵向轴心线大致分布在一个斜齿圆锥齿轮的齿顶或齿槽上，且这些纵向轴心线与所述上游旋风分离单元的纵向轴心线异面的下游旋风分离器的倾斜方向与所述的上游旋风分离单元的气流旋转方向一致。
2.根据权利要求I所述的旋风分离装置，其特征在于这些纵向轴心线与所述上游旋风分离单元的纵向轴心线相异面的下游旋风分离器的落灰口的中心点到所述的上游旋风分离单元的纵向轴心线的距离均大于这些下游旋风分离器的纵向轴心线到所述的上游旋风分离单元的纵向轴心线的最短距离。
3.根据权利要求2所述的旋风分离装置，其特征在于各个所述的下游旋风分离器的落灰口的中心点位于相应的所述的下游旋风分离器的纵向轴心线上。
4.根据权利要求3所述的旋风分离装置，其特征在于所述的下游旋风分离单元包括一个集尘桶，所述的集尘桶位于所述的上游旋风分离单元的内部，所述的集尘桶的纵向中心线与所述的上游旋风分离单元的纵向轴心线大致重合，在与所述的上游旋风分离单元的纵向中心线相垂直的投影面上，各个所述的下游旋风分离器的落灰口的投影均落在所述的集尘桶的内部。
5.根据权利要求I所述的旋风分离装置，其特征在于这些纵向轴心线与所述上游旋风分离单元的纵向轴心线异面的下游旋风分离器的纵向轴心线绕着所述的上游旋风分离单元的纵向轴心线转过相同的角度。
6.根据权利要求I所述的旋风分离装置，其特征在于这些纵向轴心线与所述上游旋风分离单元的纵向轴心线异面的下游旋风分离器的纵向轴心线与所述的下游旋风分离器的进气口的中心线或与该中心线的平行线之间的夹角大于90度。
7.根据权利要求I所述的旋风分离装置，其特征在于至少两个所述的下游旋风分离器的进气口沿着从所述的气体通道流出的气流的气旋方向排布。
8.根据权利要求I所述的旋风分离装置，其特征在于多个所述的下游旋风分离器包括由至少两个下游旋风分离器构成的外围下游旋风分离器层和由至少一个下游旋风分离器构成的内侧下游旋风分离器层，所述的内侧下游旋风分离器层位于所述的外围下游旋风分离器层的内侧；其中，构成所述的外围下游旋风分离器层的多个下游旋风分离器的纵向轴心线分别与所述的上游旋风分离单元的纵向轴心线相异面，且倾斜方向与所述的上游旋风分离单元的气流旋转方向一致。
9.根据权利要求8所述的旋风分离装置，其特征在于构成所述的内侧下游旋风分离器层的多个下游旋风分离器的进气口横向向外穿过所述的外围下游旋风分离器层，全部的所述的下游旋风分离器的进气口沿着从所述的气体通道流出的气流的气旋方向排布。
10.根据权利要求I所述的旋风分离装置，其特征在于所述的上游旋风分离单元包括一个上游旋风分离器，所述的上游旋风分离器具有所述的纵向轴心线。
11.根据权利要求I所述的旋风分离装置，其特征在于多个所述的下游旋风分离器完全位于所述的上游旋风分离单元的上方。
12.根据权利要求I所述的旋风分离装置，其特征在于各个所述的下游旋风分离器均呈截顶圆锥形。
13.一种包含有如上述权利要求广12中任意一项所述的旋风分离装置的真空清洁设备。
14.根据权利要求13所述的真空清洁设备，其特征在于所述的真空清洁设备为家用清洁设备。
全文摘要
本发明涉及一种旋风分离装置及真空清洁设备，包括上游旋风分离单元和下游旋风分离单元，所述的上游旋风分离单元和下游旋风分离单元之间通过气体通道连通，所述的下游旋风分离单元包括多个相并列设置的下游旋风分离器，各个所述的下游旋风分离器具有纵向轴心线，所述的上游旋风分离单元具有纵向轴心线，各个所述的下游旋风分离器具有一个进气口和一个落灰口，至少两个所述的下游旋风分离器的纵向轴心线与所述的上游旋风分离单元的纵向轴心线为异面直线，这些下游旋风分离器的纵向轴心线大致分布在一个斜齿圆锥齿轮的齿顶上，且这些下游旋风分离器的排布方向与所述的上游旋风分离单元的气流旋转方向同为顺时针方向或同为逆时针方向。
文档编号A47L9/16GK102578971SQ20121011079
公开日2012年7月18日 申请日期2012年4月16日 优先权日2012年4月16日
发明者卞庄 申请人:苏州爱普电器有限公司