氣旋分離器的製作方法
2023-05-20 00:04:41
專利名稱：氣旋分離器的製作方法
技術領域：
本發明涉及ー種氣旋分離器，還涉及ー種包含同樣氣旋分離器的真空吸塵器。
背景技術：
為了從產生的空氣流中分離灰塵和粉塵，真空吸塵器都包含某種形式的粉塵分離裝置。歷史上在真空吸塵器上設有過濾和收集灰塵的可滲透的過濾袋。一旦充滿，過濾袋被拋棄並被更換。現今在真空吸塵器上設置氣旋分離器已經變得流行，氣旋分離器可以簡單地被清空而不需要購買過濾袋。氣旋分離器也避免了如果未被定期更換過濾袋可能被塞滿灰塵的問題。這種氣旋真空吸塵器的ー個缺點是如果太多分離出的灰塵和粉塵聚集在氣旋室的底部時，氣旋室底部收集的灰塵和粉塵可能被再次夾帶進空氣流中。因此這種吸塵器用於 分離灰塵和粉塵的容量有限，而且需要定期清空。已知的氣旋真空吸塵器的另ー個缺點是通過從吸塵器中移走收集室並打開蓋或者倒轉該室，分離出的灰塵和粉塵被簡單地清空。然後灰塵和粉塵在重力作用下落入垃圾桶。這個過程既麻煩又不衛生。針對上述問題已經提出了各種解決方案。DE3825773公開了ー種包含氣旋分離室的真空吸塵器，在氣旋分離室裡，從空氣流中分離出的灰塵和粉塵積聚在氣旋分離室的底部，然後被水平設置的由電動馬達驅動的螺絲鑽運送進可拆卸的灰塵容器裡。DE3717333公開了ー種氣旋的真空吸塵器分離器，在分離室的底部包含水平的螺絲鑽，憑藉螺絲鑽將分離出的灰塵驅入圓柱形壓縮室，壓縮室在其下遊終端被裝有彈簧的蓋封閉。裝有彈簧的蓋被累積的壓緊的灰塵強制打開，於是灰塵的塊狀物被排進容器以便 處理，典型地為袋。這種吸塵器的一個問題是諸如絨毛和毛髮之類的纖維物質不被拖入螺絲鑽內，結果是它聚積在分離室內並影響氣旋分離器的作用並最終導致阻塞。EP1023864公開了ー種具有分離器單元的直立的氣旋真空吸塵器，分離器單元有低效的氣旋分離室提供第一階段的分離。部分乾淨的空氣通過軸向定位的圓柱形穿孔的預過濾器排出氣旋室，圓柱形打褶的高效過濾器位於其內來提供第二過濾階段。經由人工操作的手柄，預過濾器繞其軸可旋轉，在其外表面設有螺旋坡道作為螺絲鑽。預過濾器的內部有一對徑向向內伸出的弾性肋，該肋與第二階段過濾器的褶連接。這樣，隨著吸塵器的使用，當預過濾器被旋轉時或者穿過樞轉的基蓋清空吋，由於肋與第二階段過濾器接觸，預過濾器和第二階段過濾器均會振動。累積的細粉塵於是震動脫離它們的表面。同時，在氣旋室裡預過濾器外表面上的螺旋坡道趨於向下推動累積的粗灰塵，從而使室底部的灰塵壓紫。我們現在設計了ー種改進的氣旋分離器。
發明內容
根據本發明，提供了ー種用於從液體流中分離物質的氣旋分離裝置，該裝置包括
具有管狀側壁的圓柱形氣旋室；設在該室第一端用於處理液體的入口 ；設在該室第二端的區域，用於收集從液體中分離出的物質；安裝在該室內繞其縱軸旋轉的螺絲鑽，螺絲鑽具有的葉片在第一螺旋方向既沿著該室徑向又沿著該室縱向朝其第二端延伸；以及用於在與所述螺旋方向相反的方向使螺絲鑽繞該室的縱軸旋轉的裝置。 使用中，旋轉螺絲鑽將從室內液體分離出的物質驅進所述區域螺絲鑽的旋轉方向與螺旋方向相反，且這樣區域裡分離出的物質被壓實，從而用於分離物質的分離器容量大幅增加了。在這種方式下，分離器需要更少定期被清空，分離物質再次夾帶的風險降低了。分離出的灰塵和粉塵被壓實，這樣吸塵器更加衛生和乾淨直到清空。優選地，該裝置如此設置以使在該室內液體在所述螺旋一延伸葉片的相鄰匝之間螺旋地流動。優選地，當液體流經氣旋室的同時螺絲鑽被驅動。優選地，該葉片的徑向外邊緣與該室管狀側壁的內表面嚙合，這樣葉片起移除在其上累積的任何分離物質的作用。優選地，該葉片的徑向外邊緣包含一偏靠該室管狀側壁內表面的彈性部件。該部件優選由金屬形成，例如裝有彈簧的鋼。可替換地或者此外，該部件被偏置部件徑向向外偏置。優選地，在管狀側壁上設置有一個或多個孔或開口以從氣旋室形成液體出口。優選地，管狀側壁限定了過濾器，穿過該過濾器液體從氣旋室輻射狀流出，所述過濾器上設有若干個所述孔或開口。優選地，螺絲鑽被設置用於嚙合過濾器的內表面以清洗後者並驅使累積的物質朝向所述收集區域。優選地，為了穿過過濾器時產生顯著的壓力下降，並為了從而將分離出的灰塵和粉塵保持在過濾器內，與管狀側壁的面積相比，過濾器的面積是小的。這種方式下，分離出的灰塵和粉塵隨著螺絲鑽旋轉的普遍傾向被抵制了，灰塵和粉塵將被螺絲鑽的螺紋向下驅使以便收集和壓縮。優選地，過濾器沿著氣旋室兩端之間的管狀側壁軸向延伸。優選地，氣旋室在其第二端包含一端壁，倚靠該端壁分離出的物質積聚，所述端壁遠離所述螺絲鑽以擴大所述區域的體積。在這種方式下用於分離物質的分離器容積進一步增加了。優選地，所述端壁偏向螺絲鑽，並且當該區域裝滿分離物質時所述端壁逆著螺絲鑽遠離所述偏向移動。優選地，當該裝置在使用時，通過減少的所述室內的液體壓力，所述端壁偏向螺絲鑽。優選地，該裝置包括與氣旋室管狀側壁軸向配合安裝的外管壁，在所述氣旋室的第二端所述端壁安裝到外管壁上，外管壁沿著氣旋室的管狀側壁可軸向移動。優選地，在管狀側壁上的所述一個或多個孔或開口與限定在氣旋室管狀側壁和進一步設置在其徑向外部的管壁之間的空間相通。優選地，所述空間從氣旋室向下遊分離設備運送液體，下遊分離設備被設置用於從液體中脫掉較細的物質。優選地，所述下遊分離設備軸向設置在所述氣旋室的第一端外部。優選地，設有用於收集經所述下遊分離設備分離出的物質的裝置。優選地，所述收集裝置包含沿著螺絲鑽的中心軸向所述氣旋室的第二端延伸的管道，如此設置以使經所述下遊分離設備分離出的物質同氣旋室分離出的物質一起被收集在所述區域裡。優選地，設有用於關閉所述管道的閥門， 當該設備在使用時，以便阻止液體流不進入室內，不沿著所述管道流到下遊分離設備，從而不通過過濾器或孔或開口。壓緊的灰塵和粉塵可收集在例如袋的一次性的容器裡。可替換地，吸塵器可以攜帶例如袋的一次性的容器，在清空期間吸塵器被設置用於將壓緊的灰塵和粉塵釋放到所述袋裡。而且根據本發明，提供了一種包含如以上定義的氣旋分離裝置的真空吸塵器。
現在將僅僅利用例子並參考
本發明的實施例，其中圖I是根據本發明真空吸塵器的一個實施例的粉塵分離單元側視圖；圖2是沿著圖I中II-II線的等比例剖視圖；圖3是沿著圖2中III-III的等比例剖視圖；圖4是圖I中單元的螺絲鑽的等比例視圖；圖5是在原位時穿過圖4中部分螺絲鑽的縱向剖視圖；圖6是圖I中單元的上部放大剖視圖，描繪了使用時的空氣流；圖7是圖I中單元的下部放大剖視圖，描繪了使用時的空氣流；圖8是根據本發明的真空吸塵器的另一實施例的粉塵分離單元的等比例爆炸圖；圖9是根據本發明的真空吸塵器的另一實施例的粉塵分離單元。
具體實施例方式參考附圖的圖1-3，示出了一種真空吸塵器的粉塵分離單元，具有汙濁空氣入口10和乾淨空氣出口 11。入口 10通過氣旋分離設備16的上端壁15延伸，氣旋分離設備安裝在該單元的下端。氣旋分離器16包括具有過濾器形式的管狀側壁14的圓柱形氣旋室12，其上設有若干個允許空氣從其通過的孔或開口 38，但其用來阻止比預定限度大的尺寸顆粒通過，例如0.4_。側壁14優選由金屬形成，例如不鏽鋼，在其上也形成所需大小的孔或開口 38，例如使用雷射切割或化學蝕刻。管狀側壁或者過濾器14置於管狀主體17內，共軸安裝並被環形空間18隔離。氣旋分離器16還包括管狀外壁19，其是牢固的但滑動配合在管狀體17周圍。管狀外壁19的上端設有向內的定向密封20，其輕輕密封管狀主體17的外部表面。管狀外壁19的下端設有蓋或者關口 21，其用於形成氣旋室12的底部端壁。蓋21通過鉸鏈22連接到管狀外壁19上。捕獲件23被設置用於將蓋21保持在其關閉位置。環形空間18的上端經過多個平行管道24連接到圓截面的過濾室25，室25軸向設置在氣旋分離器16的上方。圓截面過濾器26(圖3中未示出)共軸安裝在管道24上方的室25內。設備的出口 11從置於過濾器26上方的室25的區域延伸。過濾室25包括過濾外殼27，其可被打開以從其進入過濾器26內。外殼27包括截頭圓錐形的底壁28，其朝軸向設置的開口 29向內且向下逐漸變小。閥門蓋30穿過開口 29安裝，通過設置在設備外部的制動器131，閥門蓋能夠在打開和關閉位置之間滑動。螺絲鑽13安裝在氣旋室12內，繞其中心縱軸旋轉。螺絲鑽13包括中央軸向-延伸的管狀軸31和葉片32，從上端到下端葉片按順時針方向在軸31的外部周圍螺旋延伸。在本實施例中，葉片31大約有四匝，但是可以想到可以設置更多匝或更少匝。葉片32從軸31向外徑向延伸，直到接觸氣旋室12側壁的管狀過濾器14內表面。軸環33在軸31的上端周圍延伸，包括與管狀過濾器14接觸的徑向外邊緣。葉片32的上端連接到軸環33的下面。軸環33上形成有孔34。電機35被設置來使螺絲鑽13繞氣旋室12的中心縱軸旋轉。參考附圖的圖4和圖5，葉片32的徑向外邊緣設有彈簧鋼條形式的密封部件36，其通過設置安裝在通道底部的彈性部件37偏靠管狀過濾器14的內表面。參考附圖的圖6-8，使用中，通過安裝在單元出口 11下遊的電機/風扇單元(未示出)空氣被抽進單元的入口 10。入口 10連接到真空吸塵器的地板一接觸頭部，以便充滿塵埃的空氣經過入口 10進入氣旋室12。開動電機35為了使螺絲鑽13以逆時針方向旋轉(即相對於葉片32的繞向)。進入氣旋室12的空氣然後通過螺絲鑽13軸環33上的孔34。然後空氣在葉片32的相鄰匝之間盤旋，可以想到，包含在空氣流中的顆粒被迫按照確定的氣旋分離原則向外輻射狀倚著管狀過濾器14。累積在管狀過濾器14內表面的任何粉塵或物質將被葉片32的邊緣36聚集並向下驅使。當空氣在旋轉螺絲鑽13的周圍盤旋時，它被不斷地輻射狀向外抽取，並通過管狀過濾器14進入管狀主體17的內部空間。在空間18裡乾淨空氣然後向上行進，並通過管道24進入過濾室25。然後空氣穿過過濾器26後通過出口 11出來。這樣離開氣旋室12的空氣流中的任何細粉塵顆粒將被過濾器26的下面捕獲。在可替換的實施例中，除此之外在氣旋分離器16的下遊可以設置一個或更多個分離設備，或者是替代過濾器26。 在使用過程中，不斷驅動螺絲鑽13以將收集在氣旋室12內的任何灰塵和粉塵驅向其下端。隨著分離物質D容量增加，螺絲鑽13迫使它倚著氣旋室12底端的蓋21。隨著施加在蓋21上的力增強，管狀外壁19於是向下移動。在這種方式下，氣旋室12底部用於存儲分離物質的可用容積增加了。分離室12內降低的壓力傾向朝向螺絲鑽13向上拉蓋21，從而維持單元的緻密性並協助壓縮。在使用過程中，關閉閥門蓋30以阻止空氣沿著螺絲鑽13的中央管道31流向過濾器26的通道。使用後，操作制動器131打開蓋30，允許從過濾器26下面落下的粉塵通過開口 29，並沿著螺絲鑽管道31朝氣旋室12的底部落下。在這種方式下，收集在過濾器26上的粉塵同氣旋單元60分離出的粉塵一起被收集。然後通過打開蓋21清空灰塵和粉塵。參考附圖的圖8，示出了類似於圖1-7中單元的真空吸塵器的另一實施例的粉塵分離單元，相似的部件以相同的參考數字給出。在這個實施例中，氣旋室管狀側壁14除了圓周密閉區域或者帶狀物60外大都是固體，帶狀物沿著壁14軸向延伸，其上設有若干個允許空氣從其通過的孔或開口 61，但用來阻止比預定限度大的尺寸顆粒通過，例如O. 4_。該區域或者帶狀物60也以螺旋方式圓周延伸，該螺旋以與螺絲鑽13相反的螺旋方向延伸，具有較少的匝數。為了確保在壁14的一側和另一側之間產生顯著的壓力下降，相比於壁14的面積，該區域或者帶狀物60的面積是小的。我們發現，穿過壁14的壓力下降越大，單元運行得越好。在本發明中，分離出的灰塵和粉塵需要被抽取並倚靠壁14被堅實存儲，以抵制它隨著螺絲鑽13旋轉的總趨勢。如果灰塵和粉塵不能隨著螺絲鑽13旋轉，它很大趨勢上會被螺絲鑽13的螺紋向下驅使供收集和壓縮。 根據本發明的真空吸塵器在結構上是簡單的，但是在操作上非常有效，與傳統的氣旋真空吸塵器相比，顯示出大大增強的存儲收集灰塵和粉塵的能力。
權利要求
1.一種用於從液體流中分離物質的氣旋分離裝置，該裝置包括 具有管狀側壁的圓柱形氣旋室； 設在該室第一端用於處理液體的入口； 設在該室第二端的區域，用於收集從液體中分離出的物質； 安裝在該室內繞其縱軸旋轉的螺絲鑽，螺絲鑽具有的葉片在第一螺旋方向既沿著該室徑向又沿著該室縱向朝其第二端延伸；以及 用於在與所述螺旋方向相反的方向使螺絲鑽繞該室的縱軸旋轉的裝置。
2.根據權利要求I所述的氣旋分離裝置，其中該裝置如此布置以使在該室內液體在所述螺旋一延伸葉片的相鄰匝之間螺旋地流動。
3.根據權利要求I所述的氣旋分離裝置，其中該葉片的徑向外邊緣與該室管狀側壁的內表面連接。
4.根據權利要求3所述的氣旋分離裝置，其中該葉片的徑向外邊緣包含一偏靠該室管狀側壁內表面的彈性部件。
5.根據權利要求I所述的氣旋分離裝置，其中在管狀側壁上設置有一個或多個孔或開口以從氣旋室形成液體出口。
6.根據權利要求5所述的氣旋分離裝置，其中管狀側壁形成過濾器，通過該過濾器液體從氣旋室輻射狀流出。
7.根據權利要求I所述的氣旋分離裝置，其中氣旋室在其第二端包含一端壁，倚靠該端壁分離出的物質積聚，所述端壁遠離所述螺絲鑽以擴大所述區域的體積。
8.根據權利要求7所述的氣旋分離裝置，其中所述端壁偏向螺絲鑽，並且當該區域裝滿分離物質時所述端壁逆著螺絲鑽遠離所述偏向移動。
9.根據權利要求8所述的氣旋分離裝置，其中當該裝置在使用時，通過減少的所述室內的液體壓力，所述端壁偏向螺絲鑽。
10.根據權利要求7所述的氣旋分離裝置，包括與氣旋室管狀側壁軸向配合安裝的外管壁，在所述氣旋室的第二端所述端壁安裝到外管壁上，外管壁沿著氣旋室的管狀側壁可軸向移動。
11.根據權利要求5所述的氣旋分離裝置，其中在管狀側壁上的所述一個或多個孔或開口與限定在氣旋室管狀側壁和進一步設置在其徑向外部的管壁之間的空間相通。
12.根據權利要求11所述的氣旋分離裝置，其中所述空間從氣旋室向下遊分離設備運送液體，下遊分離設備被設置用於從液體中移除較細的物質。
13.根據權利要求12所述的氣旋分離裝置，其中所述下遊分離設備軸向設置在氣旋室的所述第一端外部。
14.根據權利要求13所述的氣旋分離裝置，其中設有用於收集經所述下遊分離設備分離出的物質的裝置。
15.根據權利要求14所述的氣旋分離裝置，其中所述收集裝置包含沿著螺絲鑽的中心軸向所述氣旋室的第二端延伸的管道，如此設置以使經所述下遊分離設備分離出的物質同氣旋室分離出的物質一起被收集在所述區域裡。
16.根據權利要求15所述的氣旋分離裝置，其中設有用於關閉所述管道的閥門。
17.一種真空吸塵器，包含如任一前述權利要求所述的氣旋分離裝置。
全文摘要
一種包含氣旋分離設備16的真空吸塵器，包括具有過濾器形式的管狀側壁4的圓柱形氣旋室12。安裝在室12內繞其縱軸旋轉的螺絲鑽13，螺絲鑽具有的葉片32沿著室12在第一螺旋方向延伸。使用中，螺絲鑽在與所述螺旋方向相反的方向旋轉，以便分離出的灰塵和粉塵被驅到位於室12底部的收集區域並被壓緊。收集區域在使用過程中更適宜擴展以增加其容量。根據本發明的真空吸塵器需要更少定期被清空，粉塵再次夾帶的風險降低了。
文檔編號F21S13/00GK102697431SQ20121002572
公開日2012年10月3日 申請日期2012年1月31日 優先權日2011年1月31日
發明者巴西特·亞歷山大·安東尼·丹尼 申請人:胡佛有限公司