气旋分离装置及具有其的吸尘器的制作方法

本发明涉及吸尘器技术领域，具体涉及一种气旋分离装置及具有其的吸尘器。

背景技术：

吸尘器行业中已开始使用多圆锥气旋分离结构来分离干净空气和尘污，但这种分离结构目前还存在分离效果不佳的问题，导致仍然会有一些细小灰尘无法有效分离，结果这些细小灰尘会进入电机内部对电机形成损坏，或从电机出风口排出而形成二次污染。可以说，为吸尘器提高分离效率始终是本领域中的重要问题。

技术实现要素：

基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种气旋分离装置及具有其的吸尘器，能够提高气尘分离率，进而避免吸尘器的电机收到灰尘损害及防止灰尘造成二次污染。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种气旋分离装置，包括一级气旋分离结构和在气流方向上位于所述一级气旋分离结构下游的二级气旋分离结构，其中，所述一级气旋分离结构包括多个一级分离圆锥，所述二级气旋分离结构包括一个或多个二级分离圆锥，并且其中，所述二级分离圆锥的数量少于所述一级分离圆锥的数量。

优选地，所述二级分离圆锥的最大内径大于所述一级分离圆锥的最大内径；

和/或，在径向上，所述二级分离圆锥布置在所述一级分离圆锥的内侧。

优选地，相邻的两个以上一级分离圆锥与一个二级分离圆锥组成一个两级气旋分离单元；

和/或，所有的一级分离圆锥和二级分离圆锥一体形成。

优选地，包括：

分离器本体，其上形成所述一级分离圆锥和所述二级分离圆锥；

一级分离盖，用于覆盖所述一级分离圆锥的上端口，所述一级分离盖上设有一级出气管，用于插入所述一级分离圆锥中；和

二级分离盖，用于覆盖在所述一级分离盖上，所述二级分离盖上设有二级出气管，用于插入所述二级分离圆锥中。

优选地，所述二级分离圆锥的上端口高于所述一级分离圆锥的上端口，所述一级分离盖上设有与所述二级分离圆锥的上端部形状相配的第一孔部，以供所述二级分离圆锥的上端部穿过；

和/或，所述一级分离盖上设有分隔部，用于将各个二级分离圆锥的进气口彼此隔开；

和/或，所述一级分离盖将所述一级分离圆锥的进气口和所述二级分离圆锥的进气口隔离开；

和/或，所述一级分离盖与所述分离器本体之间设有一级分离密封垫。

优选地，所述二级分离盖的周边设有裙部，用于包围所述一级分离圆锥的出气口上方的空间；

和/或，所述二级出气管的内径大于所述一级出气管的内径。

优选地，还包括设置在所述分离器本体下方的收集器，所述一级分离圆锥的下端口和/或所述二级分离圆锥的下端口朝向所述收集器。

优选地，所述分离器本体和所述收集器之间还设有收集器密封垫，所述一级分离圆锥的下端口和所述二级分离圆锥的下端口穿过所述收集器密封垫。

优选地，所述分离器本体上设有出气通道，所述出气通道的入口端在径向上位于所述二级分离圆锥的内侧。

优选地，所述一级分离盖上对应于所述出气通道的入口端的位置设有第二孔部，所述二级分离盖上对应于所述第二孔部的位置设有第三孔部，使得所述出气通道的入口端与所述二级分离盖的上方空间相通；

和/或，所述出气通道的出口端位于所述分离器本体的侧部。

优选地，还包括顶盖，安装在所述二级分离盖上，以便将所述二级分离圆锥的出气口与所述第三孔部封盖在同一空间内。

优选地，所述二级分离盖与所述顶盖之间设有二级分离密封垫。

一种吸尘器，包括前面所述的气旋分离装置。

本发明的气旋分离装置在具体工作时，气流首先进入一级气旋分离结构进行气尘分离，将颗粒较大的灰尘分离出来，分离后的气体随后再进入二级气旋分离结构做进一步的气尘分离，将细小的灰尘分离出来，由此可通过两级多圆锥气旋分离结构的分离而提高气尘分离率。

附图说明

以下将参照附图对根据本发明的气旋分离装置及具有其的吸尘器的优选实施方式进行描述。图中：

图1为根据本发明的优选实施方式的气旋分离装置的分解示意图；

图2为图1的气旋分离装置的组装状态示意图；

图3为图2的气旋分离装置的主视示意图；

图4为图3的俯视示意图；

图5为图3的左视示意图；

图6为沿图4中a-a截取的剖视示意图；

图6a为图6中a区域的局部放大视图；

图7为沿图4中b-b截取的剖视示意图；

图7a为图7中b区域的局部放大视图；

图8为图1中的分离器本体的外形结构示意图；

图9为图8的分离器本体的主视示意图；

图10为图9的俯视示意图；

图11为图9的左视示意图；

图12为图9的仰视示意图；

图13为图8的分离器本体沿其中一个一级分离圆锥的轴线截取的剖视示意图；

图14为图8的分离器本体沿其中一个二级分离圆锥的轴线截取的剖视示意图；

图15为图1中的一级分离盖的外形结构示意图；

图16为图15的一级分离盖的主视示意图；

图17为图16的俯视示意图；

图18为图16的左视示意图；

图19为图15的一级分离盖沿其中一个一级出气管的轴线截取的剖视示意图；

图20为图1中的二级分离盖的外形结构示意图；

图21为图20的二级分离盖的主视示意图；

图22为图21的俯视示意图；

图23为图21的左视示意图；

图24为图21的仰视示意图；

图25为图20的二级分离盖沿其中一个二级出气管的轴线截取的剖视示意图；

图26示意地示出了一级气旋分离结构中的气流路径；

图27示意地示出了二级气旋分离结构中的气流路径；

图28示意地示出了完成分离后的气流路径。

具体实施方式

为了描述方便，本发明的上下文中采用“上”、“下”等方位词，这些方位词所表示的方位关系是相对的，是以气旋分离装置竖立放置于水平面上时为参考的，也即按照图2所示的放置方式为参考。容易理解，当该气旋分离装置按照其他的方式放置时，这些方位关系也将随之改变。

如图1-7a所示，本发明的第一方面提供了一种气旋分离装置，包括一级气旋分离结构和在气流方向上位于所述一级气旋分离结构下游的二级气旋分离结构，其中，所述一级气旋分离结构包括多个一级分离圆锥301(示于图2-3和图5-6中)，所述二级气旋分离结构包括一个或多个二级分离圆锥302(示于图7中)，并且其中，所述二级分离圆锥302的数量少于所述一级分离圆锥301的数量。

也即，本发明的气旋分离装置包括两级多圆锥气旋分离结构，在具体工作时，气流首先进入一级气旋分离结构进行气尘分离，将颗粒较大的灰尘分离出来，分离后的气体随后再进入二级气旋分离结构做进一步的气尘分离，将细小的灰尘分离出来，由此可通过两级多圆锥气旋分离结构的分离而提高气尘分离率。

优选地，所述二级分离圆锥302的最大内径大于所述一级分离圆锥301的最大内径，由此可保证二级气旋分离结构的风道截面积相比于一级气旋分离结构的风道截面积不减小，从而不会影响一级气旋分离结构中的气流速度，确保一级气旋分离结构中对颗粒较大的灰尘的分离效率。

优选地，在所述气旋分离装置的径向上，所述二级分离圆锥302布置在所述一级分离圆锥301的内侧。例如，多个一级分离圆锥301布置在气旋分离装置的靠近外围的位置处，优选按圆周布置，如图2-3和图5所示，而一个或多个二级分离圆锥302则布置在气旋分离装置的靠近中心的位置处，优选也按圆周布置，由此可以方便地实现二者在数量上的差别，即，靠近中心的位置处的二级分离圆锥302的数量少于靠近外围的位置处的一级分离圆锥301的数量。同时，上述布置方式还具有结构紧凑、能充分利用空间的优点，便于将各个分离圆锥分布均匀。

优选地，本发明的气旋分离装置中，一级分离圆锥301与二级分离圆锥302的数量比为2:1，例如，在图示的优选实施方式中，一级分离圆锥301的数目为8个，二级分离圆锥302的数目为4个。优选地，相邻的两个以上(在图示的优选实施方式中为两个)一级分离圆锥301与一个二级分离圆锥302组成一个两级气旋分离单元，而整个气旋分离装置则包括多个两级气旋分离单元，这种设置有利于在各个分离圆锥之间形成均匀的气流。

优选地，所有的一级分离圆锥301和二级分离圆锥302一体形成，例如一体地形成在后面将提到的分离器本体3上。

优选地，如图1所示，所述气旋分离装置包括：

分离器本体3，其上形成(优选一体形成)所述一级分离圆锥301和所述二级分离圆锥302，分离器本体3的优选结构如图8-14所示；

一级分离盖5，用于覆盖所述一级分离圆锥301的上端口，防止一级分离圆锥301中的气体经上端口逸出，所述一级分离盖5上设有一级出气管501，用于插入所述一级分离圆锥301中，即，经上端口插入，从而使得一级分离圆锥301中的气体只能经由一级出气管501排出；一级分离盖5的优选结构如图15-19所示；和

二级分离盖6，用于覆盖在所述一级分离盖5上，同时覆盖所述二级分离圆锥302的上端口，防止二级分离圆锥302中的气体经上端口逸出，所述二级分离盖6上设有二级出气管601，用于插入所述二级分离圆锥302中，即，经上端口插入，从而使得二级分离圆锥302中的气体只能经由二级出气管601排出；二级分离盖6的优选结构如图20-25所示。

优选地，如图8-9所示，所述二级分离圆锥302的上端口高于所述一级分离圆锥301的上端口，如图15和图17所示，所述一级分离盖5上设有与所述二级分离圆锥302的上端部形状相配的第一孔部502，以供所述二级分离圆锥302的上端部穿过。可以看出，由于二级分离圆锥302的侧壁上靠近上端口的位置处设有进气口304，进气口304沿二级分离圆锥304的外侧壁的切向向外突出，因此，第一孔部502的形状须设置成所述进气口304也能穿过。

如图8所示，一级分离圆锥301的进气口303设置在一级分离圆锥301的侧壁上，并且靠近一级分离圆锥301的上端口，方向为沿着一级分离圆锥301的侧壁的切向，进气口303优选具有矩形横截面；同样，二级分离圆锥302的进气口304设置在二级分离圆锥302的侧壁上，并且同样靠近二级分离圆锥302的上端口，方向同样为沿着二级分离圆锥302的侧壁的切向，进气口304优选具有矩形横截面。在所述二级分离圆锥302的上端口高于所述一级分离圆锥301的上端口的情况下，二级分离圆锥302的进气口304的下边缘优选高于所述一级分离圆锥301的上端口，因此，当一级分离盖5覆盖一级分离圆锥301的上端口时，二级分离圆锥302的上端口及进气口304均可位于一级分离盖5的上侧，于是，所述一级分离盖5能够将所述一级分离圆锥301的进气口和所述二级分离圆锥302的进气口隔离开，防止两级分离结构变成单级分离结构。

优选地，如图15-19所示，所述一级分离盖5上设有分隔部503，用于将各个二级分离圆锥302的进气口304彼此隔开，从而保证各个二级分离圆锥302分别对应于不同的一级分离圆锥301的出气口，例如，使它们形成不同的气旋分离单元，以保证进入各个二级分离圆锥302的气流均匀。分隔部503优选为隔板状结构，优选一体形成于一级分离盖5的上侧表面上。

优选地，如图20-25所示，所述二级分离盖6的周边设有裙部602，用于包围所述一级分离圆锥301的出气口上方的空间，使得一级分离圆锥301的出气口排出的气体只能进入对应的二级分离圆锥302。在装配状态下，裙部602和分隔部503共同将一级分离盖5和二级分离盖6之间的空间分隔成多个单元，例如，每个单元中包括两个一级分离圆锥301的出气口和一个二级分离圆锥302的进气口。

优选地，所述二级出气管601的内径大于所述一级出气管501的内径，由此保证在二级分离圆锥302的数量少的情况下，所有二级出气管601的总横截面积相比于所有一级出气管501的总横截面积不减小。一级出气管501和二级出气管502优选均为薄壁管，壁厚例如小于1mm。在装配状态下，一级出气管501与一级分离圆锥301同心，二级出气管601与二级分离圆锥302同心。

在图示的优选实施方式中，二级分离圆锥302的最大横截面积大于等于一级分离圆锥301的最大截面积的150％，并且在空间允许的情况下，可尽量加大，以防止因为二级分离圆锥302的总风道截面积过小，导致风道流量小，而如果一级分离圆锥301的总风道截面积相对大很多，则一级分离圆锥301中的气体流速会相对降低，这样会导致一级分离圆锥301中气流的旋转速度不够，尘污不会被旋转分离，而是被直接带到二级分离圆锥302中，增加了二级分离圆锥302的尘污含量，增加了它的分离压力，也降低了总体分离效果。

优选地，如图6和图6a所示，在装配状态下，一级出气管501的下端口低于一级分离圆锥301的进气口303的下边缘，以防止尘污直接经一级出气管501排出而不进行分离。进一步优选地，一级出气管501的高度接近一级分离圆锥301的进气口303高度的2倍，以防止尘污逃逸。

类似地，如图7和图7a所示，在装配状态下，二级出气管601的下端口低于二级分离圆锥302的进气口304的下边缘，以防止尘污直接经二级出气管601排出而不进行分离。进一步优选地，二级出气管601的高度接近二级分离圆锥302的进气口304高度的2倍，以防止尘污逃逸。

优选地，如图1和图2所示，本发明的气旋分离装置还包括设置在所述分离器本体3下方的收集器1，用于收集整个气旋分离装置(也即各个分离圆锥)分离出来的全部尘污，所述一级分离圆锥301的下端口和所述二级分离圆锥302的下端口朝向所述收集器1，优选伸入所述收集器1中。

优选地，如图1所示，所述分离器本体3和所述收集器1之间还设有收集器密封垫2，所述一级分离圆锥301的下端口和所述二级分离圆锥302的下端口穿过所述收集器密封垫2。收集器密封垫2的作用在于防止收集器1中的尘污逸出。对应地，收集器密封垫2上设有多个孔部，用于供一所述级分离圆锥301的下端口和所述二级分离圆锥302的下端口气密地穿过，从而在各个分离圆锥的外壁面处形成密封。

优选地，如图8和图10所示，所述分离器本体3上设有出气通道，所述出气通道的入口端305在径向上位于所述二级分离圆锥302的内侧，例如位于分离器本体3的中心位置处。优选地，所述出气通道的出口端306位于所述分离器本体3的侧部。

优选地，如图15和图17所示，所述一级分离盖5上对应于所述出气通道的入口端305的位置设有第二孔部504，所述二级分离盖6上对应于所述第二孔部504的位置设有第三孔部603。在装配状态下，所述出气通道的入口端305、所述第二孔部504和所述第三孔部603彼此对正，使得所述出气通道的入口端305与所述二级分离盖6的上方空间相通，从而经二级气旋分离结构分离后的气体可以到达所述出气通道的入口端305，进而可经所述出气通道排出。优选地，所述出气通道的入口端305、第二孔部504和第三孔部603的横截面形状相同，从而可使气流平滑通过，减小气阻。

优选地，如图1和图2所示，本发明的气旋分离装置还包括顶盖8，其安装在所述二级分离盖6上，以便将所述二级分离圆锥302的出气口与所述第三孔部603封盖在同一空间内，由此使得经所述二级分离圆锥302的出气口排出的气体只能进入第三孔部603，从而只能经排气通道排出，而不发生气体旁逸。此外，顶盖8的作用还包括防止外部气体不经过两级气旋分离结构而直接进入第三孔部603，影响分离效果。

优选地，如图1所示，所述一级分离盖5与所述分离器本体3之间设有一级分离密封垫4。一级分离密封垫4的作用主要在于，在分离器本体3和一级分离盖5之间形成密封，防止分离器本体3中未经过一级分离圆锥301分离的气体直接进入二级分离圆锥302中，同时也防止外部空气经一级分离圆锥301的上端口进入一级分离圆锥301中而影响分离效果。

优选地，如图1所示，所述二级分离盖6与所述顶盖8之间设有二级分离密封垫7。二级分离密封垫7的作用主要在于，在顶盖8和二级分离盖6之间形成密封，防止尘污逸出，并防止外部空气进入而影响分离效果。

图26-28中用带箭头的虚线分步地显示了整个气旋分离装置的风道路径。如图26所示，带有尘污的气体从一级分离圆锥301的间隙中进入一级分离圆锥301的进气口303，并沿切向进入一级分离圆锥301的内部，带有尘污的气体在圆锥体内进行向下的旋转运动，气体中的尘污受自身重力的影响以及与一级分离圆锥301内壁的摩擦影响而慢慢失速并下坠到收集器1中，此即形成一次分离，而经过一次分离后的较干净的气体会从中间的一级出气管501被吸走从而进入二级分离圆锥302中。如图27所示，经过一次分离后的气体会进入二级分离圆锥302的进气口304，并沿切向进入二级分离圆锥302的内部，此时的气体相对干净，但仍会有少量尘污，此部分气体在二级分离圆锥302内进行向下的旋转运动，气体中的少量尘污受自身重力的影响及与二级分离圆锥302内壁的摩擦影响会慢慢失速并下坠到收集器1中，此即形成二次分离，经过二次分离后的干净的气体会从中间的二级出气管601被吸走。之后，如图28所示，从二级出气管601出来的气体会沿着出气通道排出，离开气旋分离装置，从而完成整个分离过程。

本发明的气旋分离装置是在现有技术中的多圆锥分离结构的基础上，通过对多个分离圆锥的有效布置和分隔，形成了两级多圆锥分离结构，从而能够在一级多圆锥结构中分离不彻底时，在二级多圆锥结构中进行进一步分离，分离效果明显高于现有的单级多圆锥分离结构。

特别地，本发明的气旋分离装置通过对二级分离圆锥和一级分离圆锥的相对位置、数量关系、尺寸关系等的巧妙设计，使得二级分离圆锥能够有效分离掉未被一级分离圆锥分离掉的细小微尘，有效保证了气旋分离装置的分离效果。

在上述工作的基础上，本发明的第二方面还提供了一种吸尘器，其包括前面所述的气旋分离装置。

本发明的吸尘器无需额外增加分离装置，即可达到尘污分离效率高、二次污染程度低、电机使用寿命长等效果。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。