帶有包括入口開口和排出穿孔的罩的旋風分離器的制造方法
【專利摘要】一種旋風分離器，包括旋風腔，該旋風腔被限定在外壁和罩之間。該罩包括入口開口和多個穿孔，流體穿過該入口開口進入旋風腔，流體穿過該多個穿孔退出旋風腔。在旋風腔內的流體自由地繞罩且越過入口開口螺旋運動。
【專利說明】帶有包括入口開口和排出穿孔的罩的旋風分離器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種旋風分離器，且涉及合并有該旋風分離器的真空吸塵器。
【背景技術】
[0002]具有旋風分離器的真空吸塵器是已周知的。持續(xù)努力被進行以改進分離器的分離效率。

【發(fā)明內容】

[0003]在第一方面，本發(fā)明提供了一種旋風分離器，該旋風分離器包括旋風腔，該旋風腔被限定在外壁和罩之間，該罩包括入口開口以及多個穿孔，流體穿過該入口開口進入旋風腔，流體穿過該多個穿孔排出旋風腔，其中旋風腔內的流體自由地繞罩且越過入口開口螺旋運動。
[0004]在傳統(tǒng)的旋風分離器中，流體典型地取道外壁中的入口切向地被引入。于是該罩對于被引入旋風腔的流體呈現(xiàn)第一視線。結果，小于罩的穿孔的臟物將直接穿過罩，導致分離效率下降。通過將入口開口定位于罩處，流體沿遠離罩的方向被引導進入旋風腔。結果，對于流體的第一視線是外壁。到罩的直接路線因此被消除且分離效率的凈增長被觀察到。
[0005]該入口開口可將流體引入旋風腔的上部部分，且旋風分離器可包括臟物收集腔，該臟物收集腔被定位于旋風腔的下方。于是流體在旋風腔內沿基本下降方向螺旋運動。從流體分離的臟物隨后收集在被定位在旋風腔下方的第一臟物收集腔中。通過將流體引入到旋風腔的上部部分，螺旋運動的流體幫助將臟物掃離罩且進入臟物收集腔。
[0006]旋風分離器可包括入口管道，該入口管道用于將流體運輸?shù)叫L腔，且該入口管道可在入口開口處終止。這于是導致相對緊湊且流線型的旋風分離器。特別地，入口管道可穿過旋風分離器的內部，從而避免外部管道的需求。在罩處終止的情況下，入口管道不突入旋風腔。這個于是具有優(yōu)勢在于入口管道沒有不利地干擾旋風腔內的流體螺旋運動。
[0007]在旋風分離器包括臟物收集腔，該臟物收集腔被定位于旋風腔下方的情況下，該臟物收集腔可圍繞入口管道的下部部分，且罩可圍繞入口管道的上部部分。再次地，這導致相對緊湊且流線型的產(chǎn)品。
[0008]入口管道可包括第一區(qū)段和第二區(qū)段，該第一區(qū)段用于沿平行于旋風腔的縱向軸線的方向運輸流體，該第二區(qū)域用于轉向流體且引導流體進入旋風腔。這于是可使流體以一方式(最小化或真正阻止入口管道不利地干擾旋風腔內的流體螺旋運動的方式)被運輸穿過旋風腔。特別地，該入口管道可在將流體轉向且引入旋風腔之前從基座向上延伸或從旋風分離器的頂部向下延伸。
[0009]A 口管道和罩的接合部相對于旋風腔內的流體流動方向限定上游邊緣和下游邊緣。該上游邊緣可為尖銳的且下游邊緣可為倒圓角的。結果，流體在進入旋風腔時被入口管道進一步轉向。這于是減少了入口開口處的湍流且增加了旋風腔內的流體的速度。
[0010]A 口管道可從旋風分離器的基座中的開口延伸到入口開口。通過在旋風分離器的基座中提供開口，較少的彎曲路徑由被運輸?shù)叫L分離器的流體采取。例如，當旋風分離器被使用在立式真空吸塵器中時，吸塵器頭通常被定位于旋風分離器下方。因此，負責用于將流體從吸塵器頭運輸?shù)叫L分離器的管道可采取較少彎曲路徑，從而達到性能的改進。替代地，當旋風分離器被使用在筒式真空吸塵器中時，旋風分離器可被布置為使得旋風分離器的基座被指向真空吸塵器的前部。負責用于將流體運輸?shù)叫L分離器的管道可被用于操縱真空吸塵器。例如，為了將真空吸塵器向前運動管道可被拉動。此外，管道可采取較少彎曲路徑，由此提高性能。尤其，管道不需要圍繞旋風分離器的基座彎曲。
[0011]入口管道的橫截面面積可沿朝向入口開口的方向減少。在罩處終止入口管道的情況下，流體以非切向角度被引入旋風腔。因此，當流體進入旋風腔且碰撞外壁時流體速度的一些損失可出現(xiàn)。通過減少入口管道在入口開口處的橫截面面積，流體在進入旋風腔之前被加速。這于是幫助補償流體速度的潛在損失。
[0012]入口管道的至少一部分可與罩一體形成。結果，較少的材料被需求用于旋風分離器，從而減少旋風分離器的成本和/或重量。
[0013]該旋風分離器可包括第一旋風級和第二旋風級，該第二旋風級被定位于第一旋風級下游。該第一旋風級可包括旋風腔，且第二旋風級可包括多個旋風器體部。旋風分離器于是可包括入口管道，該入口管道用于將流體運輸?shù)叫L腔，且該入口管道在兩個相鄰旋風器體部之間延伸且在入口開口處終止。通過利用在兩個旋風器體部之間延伸的入口管道，相對緊湊的旋風分離器可被實現(xiàn)。特別地，在該旋風器體部被定位于旋風腔上方的情況下，該旋風器體部可突入由罩限定的內部以便減少旋風分離器的高度。該入口管道于是可在兩個旋風器體部之間延伸以致在不需要增加旋風分離器的高度的情況下流體可被引入旋風腔的上部部分。
[0014]該旋風分離器可包括第一旋風級和第二旋風級，該第二旋風級被定位于第一旋風級下游。該第一旋風級可包括旋風腔和第一臟物收集腔，該第一臟物收集腔被定位于旋風腔的下方，該第二旋風級可包括多個旋風器體部和第二臟物收集腔。該第一臟物收集腔于是圍繞第二臟物收集腔。該第一旋風級用于移除進入旋風分離器的流體中的相對大的臟物。該第二旋風級(其被定位于第一旋風級的下游)隨后用于從流體移除較小的臟物。由于第一臟物收集腔圍繞第二臟物收集腔，相對大的體積可實現(xiàn)用于第一臟物收集腔，同時保持旋風分離器的相對緊湊的總尺寸。
[0015]旋風分離器可包括入口管道，該入口管道用于將流體運輸?shù)叫L腔，且該入口管道可在入口開口處終止。該第一臟物收集腔于是圍繞入口管道的下部部分，且罩圍繞入口管道的上部部分。由于第一臟物收集腔圍繞第二臟物收集腔和入口管道的一部分，相對緊湊且流線型的旋風分離器可被實現(xiàn)。尤其，入口管道可穿過旋風分離器的內部，使得沒有外部管道。
[0016]該旋風分離器可包括出口管道，該出口管道用于從第二旋風級運輸流體，第一旋風級可至少部分地圍繞出口管道。例如，出口管道可軸向地延伸穿過旋風分離器。通過延伸穿過旋風分離器以便第一旋風級圍繞出口管道，相對緊湊的旋風分離器可被實現(xiàn)。尤其，入口管道和出口管道可延伸穿過旋風分離器的內部，以便不需要外部管道以將流體沿旋風分離器的長度運輸。替代地，出口管道可包括軸向地延伸穿過旋風分離器的區(qū)段。過濾器等于是可被定位于出口管道內。再次地，由于過濾器可整個地被定位于旋風分離器內，這提供了緊湊的布置。
[0017]旋風分離器可包括細長的過濾器，該過濾器被定位于出口管道內。沒有通過第一和第二旋風級從流體分離的臟物隨后可通過過濾器移除。在使用細長的過濾器中，相對大的表面區(qū)域可被實現(xiàn)用于過濾器。
[0018]該過濾器包括空心管，該空心管在一端處敞開且在相對端處閉合，且流體從第二旋風級取道敞開端部進入過濾器的內部且穿過過濾器進入出口管道。結果，流體用于膨脹過濾器且由此阻止過濾器潰縮。因此，過濾器不需要包括框架或其他支撐結構以保持過濾器的形狀。
[0019]在第二方面，本發(fā)明提供一種真空吸塵器，其包括如前述段落中任一個描述的旋風分離器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]為了使得本發(fā)明可被更容易地理解，本發(fā)明的實施例現(xiàn)在將要參考附圖通過實例而被描述，其中:
[0021]圖1是依照本發(fā)明的立式真空吸塵器的透視圖；
[0022]圖2是立式真空吸塵器的側剖視圖；
[0023]圖3是立式真空吸塵器的前剖視圖；
[0024]圖4是立式真空吸塵器的旋風分離器的透視圖；
[0025]圖5是立式真空吸塵器的旋風分離器的側剖視圖；
[0026]圖6是立式真空吸塵器的旋風分離器的平面剖視圖；
[0027]圖7是依照本發(fā)明的筒式真空吸塵器的側視圖；
[0028]圖8是筒式真空吸塵器的側剖視圖；
[0029]圖9是筒式真空吸塵器的旋風分離器的側視圖；
[0030]圖10是筒式真空吸塵器的旋風分離器的側剖視圖；
[0031]圖11是筒式真空吸塵器的旋風分離器的平面剖視圖。
【具體實施方式】
[0032]圖1-3中的立式真空吸塵器I包括主體部2，吸塵器頭3和旋風分離器4被安裝到主體部2。該旋風分離器4可從主體部2移除以便由分離器4收集的臟物可被倒空。主體部2包括抽吸源7，上游管道8，以及下游管道9，該上游管道8在吸塵器頭3和旋風分離器4的入口 5之間延伸，該下游管道9在旋風分離器4的出口 6和抽吸源7之間延伸。該抽吸源7由此被定位于旋風分離器4的下游，旋風分離器4進而被定位于吸塵器頭3的下游。
[0033]抽吸源7被安裝在主體部2內，定位于旋風分離器4的下方。由于抽吸源7常常相對沉重，將抽吸源7定位于旋風分離器4的下方為真空吸塵器I提供相對低的重心。作為結果，真空吸塵器I的穩(wěn)定性可被改善。附加地，操作和操縱真空吸塵器I變得更容易。
[0034]在使用中，抽吸源7抽吸攜帶臟物的流體穿過吸塵器頭3的抽吸開口、穿過上游管道8且進入旋風分離器4的入口 5。臟物隨后從流體分離且被保持在旋風分離器4中。該清潔了的空氣經(jīng)由出口 6退出旋風分離器4，穿過下游管道9且進入抽吸源7。從抽吸源7，清潔了的流體經(jīng)由主體部2中的排氣口 10從真空吸塵器I排出。[0035]現(xiàn)在參考圖4至6，旋風分離器4包括第一旋風級11、第二旋風級12、入口管道13、出口管道14和過濾器15，該第二旋風級12被定位于第一旋風級11下游，該入口管道13用于將流體從入口 5運輸?shù)降谝恍L級11，該出口管道14用于將流體從第二旋風級12運輸?shù)匠隹?6。
[0036]第一旋風級11包括外部側壁16，內部側壁17，罩18以及基座19，該罩被定位于外部和內部側壁16、17之間。
[0037]該外部側壁16是圓柱形形狀且圍繞內部側壁17和罩18。該內部側壁17是基本圓柱形形狀的且被布置為與外部側壁16同中心。該內部側壁17的上部部分是帶凹槽的，如圖6中所示。如下說明，凹槽提供了通道，由第二旋風分離級12的旋風器體部28分離的臟物被沿該通道引導到臟物收集腔37。
[0038]該罩18包括圓周壁20，網(wǎng)眼21和支架22。該壁20具有向外張開的上部區(qū)段，圓柱形中心區(qū)段以及向外張開的下部區(qū)段。該壁20包括限定入口 23的第一孔和第二更大的孔，該第二更大的孔被網(wǎng)眼21覆蓋。該罩18通過支架22被固定到內部側壁17，該支架22在內部側壁17和中心區(qū)段的下端之間延伸。
[0039]該外部側壁16的上端被密封抵靠罩18的上部區(qū)段。外部側壁16的下端和內部側壁17的下端被密封抵靠基座19且由基座19封閉。該外部側壁16，內部側壁17，罩18以及基座19由此共同地限定腔。這個腔的上部部分(也就是說基本被限定在外部側壁16和罩18之間的部分)限定旋風腔25，同時腔的下部部分(也就是說基本被限定在外部側壁16和內部側壁17之間的部分)限定臟物收集腔26。該第一旋風級11由此包括旋風腔25和臟物收集腔26，該臟物收集腔26被定位于旋風腔25的下方。
[0040]流體取道罩18中的入口 23進入旋風腔25。罩18的網(wǎng)眼21包括多個穿孔，流體穿過該多個穿孔退出旋風腔25。罩18由此充當用于旋風腔25的入口和出口兩者。由于入口 23的定位，流體被引進旋風腔25的上部部分。在使用期間，臟物可累積在網(wǎng)眼21的表面上，從而限制流體穿過旋風分離器4的流動。通過將流體引進旋風腔25的上部部分，流體在旋風腔25內向下螺旋運動且?guī)椭鷮⑴K物掃離網(wǎng)眼且進入臟物收集腔26。
[0041]在罩18和內部側壁17之間的空間限定流體通道27，該流體通道27在下端處通過支架21關閉。該流體通道27在上端處敞開且提供出口用于第一旋風級11。
[0042]該第二旋風級12包括多個旋風器體部28，多個引導管道29，歧管蓋30以及基座31。
[0043]旋風器體部28被布置為兩層，每層包括旋風器體部28的環(huán)。旋風器體部28被布置在第一旋風級11上方，其中旋風器體部28的下層突出到第一旋風級11的頂部下方。
[0044]每個旋風器體部28是基本截頭錐形形狀且包括切向入口 32，渦流溢流器33和錐形開口 34。每個旋風器體部28的內部限定旋風腔35。攜帶臟物的流體取道切向入口 32進入旋風腔35。在旋風腔35內分離的臟物隨后穿過錐形開口 34排出，同時清潔了的流體穿過渦流溢流器33排出。該錐形開口 34由此用作旋風腔35的臟物出口，同時渦流溢流器33充當已清潔流體出口。
[0045]每個旋風器體部28的入口 32與第一旋風級11的出口(也就是，限定在罩18和內部側壁17之間的流體通道27)流體流通，。例如，第二旋風級12可包括氣室，從第一旋風級11排出的流體進入該氣室。該氣室隨后輸送流體到旋風器體部28的入口 32。替代地，第二旋風級12可包括多個不同的通道，其引導流體從第一旋風級11的出口到旋風器體部28的入口 32。
[0046]歧管蓋30是拱形形狀的且被居中地定位于旋風器體部28上方。由蓋30限定的內部空間限定歧管36，該歧管36充當用于第二旋風級12的出口。每個引導管道29在相應的渦流溢流器33和歧管36之間延伸。
[0047]由第一旋風級11的內部側壁17界定的內部空間限定用于第二旋風級12的臟物收集腔37。該兩個旋風級11、12的臟物收集腔26、37由此相鄰且共用公共壁，也就是內部側壁17。為了區(qū)分兩個臟物收集腔26、37，第一旋風級11的臟物收集腔26此后將被稱為第一臟物收集腔26，第二旋風級12的臟物收集腔37此后將被稱為第二臟物收集腔37。
[0048]該第二臟物收集腔37在下端處由第二旋風級12的基座31封閉。如下說明，入口管道13和出口管道14兩者延伸穿過由內部側壁17限定的內部空間。因此，第二臟物收集腔37由內部側壁17，入口管道13和出口管道14界定。
[0049]每個旋風器體部28的錐形開口 34突入第二臟物收集腔37以便由旋風器體部28收集的臟物落入第二臟物收集腔37。如上所述，內部側壁17的上部部分是帶凹槽的。該凹槽提供通道，由旋風器體部28的下層分離的臟物沿通道被引導到第二臟物收集腔37 ;這個也許最好地示出在圖5中。沒有凹槽的情況下，將需要更大的直徑用于內部側壁以便確保旋風器體部28的錐形開口 34突入第二臟物收集腔37。
[0050]該第二旋風級12的基座31與第一旋風級11的基座19 一體形成。而且，公共基座19、31被樞轉地安裝到外部側壁16且由卡扣件38保持關閉。一旦釋放卡扣件38，公共基座19、31擺動打開以便兩個旋風級11、12的臟物收集腔26、37同時地被倒空。
[0051]該入口管道13從旋風分離器4的基座中的入口 5向上延伸且穿過由內部側壁17限定的內部空間。在與第一旋風級11的上部部分對應的高度處，入口管道13轉彎且延伸穿過內部側壁17、穿過流體通道27，且在罩18的入口 23處終止。入口管道13由此將流體從旋風分離器4的基座中的入口 5運輸?shù)秸?8中的入口 23。
[0052]該入口管道13可被認為是具有下部第一區(qū)段39和上部第二區(qū)段40。該第一區(qū)段38是基本筆直的且軸向地(也就是說沿平行于旋風腔25的縱向軸線的方向)延伸穿過由內部側壁17限定的內部空間。該第二區(qū)段40包括一對彎管。該第一彎管將入口管道13從軸向轉到基本徑向(也就是說沿基本垂直于旋風腔25的縱向軸線的方向)。該第二彎管將入口管道13轉到沿繞旋風腔25的縱向軸線的方向。該第一區(qū)段39由此將流體軸向地運輸穿過旋風分離器4，同時第二區(qū)段40轉彎且將流體引入旋風腔25。
[0053]由于入口管道13在罩18的入口 23處終止，入口管道13不能將流體切向地引入旋風腔25。然而，入口管道13的下游端部將流體充分地轉向，以致在旋風腔25內實現(xiàn)旋風流動。當流體進入旋風腔25且碰撞外部側壁16時流體速度將經(jīng)受一些損失。為了補償流體速度中的這個損失，入口管道13的下游端部可沿朝向入口 23的方向降低橫截面面積。結果，進入旋風腔25的流體通過入口管道13加速。
[0054]在旋風腔25內的流體自由地繞罩18且越過入口 23螺旋運動。入口管道13和罩18的接合處可被認為相對于旋風腔25內的流體流動的方向限定上游邊緣41和下游邊緣42。換言之,流體在旋風腔25內的螺旋運動首先穿過上游邊緣41隨后穿過下游邊緣42。如上所述，入口管道13的下游端部繞旋風腔25的縱向軸線彎曲以便流體以促進旋風流動的角度被引入旋風腔25。附加地，入口管道13的下游端部成形使得上游邊緣41是尖頭的且下游邊緣42被倒圓角(rounded)或可變半徑倒圓角(blended)。結果,進入旋風腔25的流體通過入口管道13進一步轉彎。尤其，通過具有圓形下游邊緣42，流體通過科恩達效應被促使遵循下游邊緣42流動。
[0055]出口管道14從第二旋風級12的歧管36延伸到旋風分離器4的基座中的出口 6。該出口管道4延伸穿過旋風分離器4的中心區(qū)域且被第一旋風級11和第二旋風級12兩者圍繞。
[0056]該出口管道14可被認為是具有下部第一區(qū)段和上部第二區(qū)段。該出口管道14的第一區(qū)段和入口管道13的第一區(qū)段39是相鄰的且共用公共壁。而且，該出口管道14的第一區(qū)段和入口管道13的第一區(qū)段39每個具有基本D型的橫截面。共同地，兩個管道13、14的第一區(qū)段形成圓柱形元件，該圓柱形元件向上延伸穿過由內部側壁17限定的內部空間；這最清晰地示出在圖3和6中。該圓柱形元件從內部側壁17間隔開使得第二臟物收集腔(其由內部側壁17限定)，入口管道13以及出口管道14具有基本環(huán)形橫截面。該出口管道14的第二區(qū)段具有圓形橫截面。
[0057]該過濾器15被定位在出口管道14中且為細長形狀。更具體地說，該過濾器15包括空心管，該空心管具有敞開的上端42和關閉的下端44。該過濾器15被定位于出口管道14中以便流體從第二旋風級12取道敞開端部43進入過濾器15的空心內部且穿過過濾器15進入出口管道14。流體由此穿過在旋風分離器4的基座中的出口 6之前穿過過濾器15。
[0058]該旋風分離器4可被認為具有中心縱向軸線，該中心縱向軸線與第一旋風級11的旋風腔25的縱向軸線一致。該第二旋風級12的旋風器體部28隨后被繞這個中心軸線布置。出口管道14和入口管道13的第一區(qū)段39隨后軸向地(也就是沿平行于中心軸線的方向)延伸穿過旋風分離器4。
[0059]在使用中，攜帶臟物的流體取道旋風分離器4的基座中的入口 5被抽吸進入旋風分離器4。從那兒，攜帶臟物的流體通過入口管道13運輸?shù)秸?8中的入口 23。該攜帶臟物的流體隨后取道入口 23進入第一旋風級11的旋風腔25。該攜帶臟物的流體繞旋風腔25螺旋運動導致粗大的臟物從流體中分離。該粗大的臟物被收集在臟物收集腔26中，同時部分地清潔了的流體被抽吸穿過罩18的網(wǎng)眼21、向上穿過流體通道27進入第二旋風級
12。該部分地被清潔了的流體隨后分流且取道切向入口 32被抽吸進入每個旋風器體部28的旋風腔35。在旋風腔35內分離的細小的臟物穿過錐形開口 34排出且進入第二臟物收集腔37。該被清潔了的流體被抽吸向上穿過渦流溢流器33且沿相應的引導管道29流到歧管36。從那里，被清潔了的流體被抽吸進入過濾器15的內部。該流體穿過過濾器15 (其用于從流體移除任何殘余的臟物)，且進入出口管道14。該被清潔了的流體隨后被抽吸沿向下出口管道14流動且穿過旋風分離器4的基座中的出口 6離開。
[0060]該真空吸塵器I的吸塵器頭3被定位于旋風分離器4的下方。通過將入口 5定位于旋風分離器4的基座處，較少彎曲路徑可被流體在吸塵器頭3和旋風分離器4之間采用。由于較少彎曲路徑被流體采用，吸塵功率(airwatts)的增加可被實現(xiàn)。相似地，抽吸源7被定位于旋風分離器4的下方。因此，通過將出口 6定位于旋風分離器4的基座處，較少彎曲路徑可被流體在旋風分離器4和抽吸源7之間采用。結果，吸塵功率的進一步增加可被實現(xiàn)。[0061]由于入口管道13和出口管道14被定位于旋風分離器4的中心區(qū)域內，沒有沿旋風分離器4的長度延伸的外部管道。因此，更緊湊的真空吸塵器I可被實現(xiàn)。
[0062]在延伸穿過旋風分離器4的內部情況下，第二臟物收集腔37的體積被入口管道13和出口管道14有效地減少。然而，第二旋風級12是為了從流體移除相對細小的臟物。因此，第二臟物收集腔的體積的犧牲部分可不會顯著地減少旋風分離器4的總臟物容量。
[0063]第一旋風級11是為了從流體移除相對粗大的臟物。通過使得第一臟物收集腔26圍繞第二臟物收集腔37，入口管道13和出口管道14，相對大的體積可被實現(xiàn)用于第一臟物收集腔26。而且，由于第一臟物收集腔26是最外面的，在該處外直徑最大，相對大的體積可被實現(xiàn)同時保持用于旋風分離器4的相對緊湊尺寸。
[0064]通過將過濾器15定位于出口管道14內，在旋風分離器4的總尺寸沒有顯著增加的情況下流體的進一步過濾被實現(xiàn)。由于出口管道14軸向地延伸穿過旋風分離器4，具有相對大的表面區(qū)域的細長過濾器15可被使用。
[0065]圖7和8中的筒式真空吸塵器50包括主體部51，旋風分離器52被可移除地安裝到主體部50。該主體部51包括抽吸源55，上游管道56和下游管道57。上游管道56的一端被聯(lián)接到旋風分離器52的入口 53。上游管道56的另一端用于通過例如，軟管和棒組件聯(lián)接到吸塵器頭。下游管道57的一端被聯(lián)接到旋風分離器52的出口 54，另一端被聯(lián)接到抽吸源55。該抽吸源55由此被定位于旋風分離器52的下游，旋風分離器52進而被定位于吸塵器頭的下游。
[0066]現(xiàn)在參考圖9至11，旋風分離器52與如上所述以及圖4至6中示出的旋風分離器在許多方面是相同的。具體地，旋風分離器52包括第一旋風級58，第二旋風級59，入口管道60，出口管道61和過濾器62，該第二旋風級59被定位于第一旋風級58下游，該入口管道60用于將流體從入口 53運輸?shù)降谝恍L級58，該出口管道61用于將流體從第二旋風級59運輸?shù)匠隹?54。由于兩個旋風分離器4、52之間的相似點，旋風分離器52的完整描述將不再復述。替代地，下文將主要集中在兩個旋風分離器4、52之間存在的差異上。
[0067]該第一旋風級58，類似于上述，包括外部側壁63，內部側壁64，罩56以及基座66，其共同地限定旋風腔67和臟物收集腔68。對于圖4至6中的旋風分離器4，第一旋風級11的基座19包括密封件，該密封件密封抵靠內部側壁17。對于圖9至11的旋風分離器52，內部側壁64的下部部分由柔性材料形成，其于是密封抵靠形成在第一旋風級58的基座66中的環(huán)形脊71。其他方面，第一旋風級58與上述的第一旋風級實質上無變化。
[0068]該第二旋風級59，再次相似于上述的第二旋風級，包括多個旋風器體部72，多個引導管道73和基座74。圖4至6中描述的第二旋風級12包括兩層旋風器體部28。與此相反，圖9至11中描述的第二旋風級59包括單層旋風器體部72。旋風器體部72自身是未改變的。
[0069]圖4至6中的旋風分離器4的第二旋風級12包括歧管36，該歧管36用作第二旋風級12的出口。第二旋風級12的每個引導管道29于是在旋風器體部28的渦流溢流器33和歧管36之間延伸。與此相反，圖9至11中的旋風分離器52的第二旋風級59不包括歧管36。替代地，第二旋風級59的引導管道73相聚于第二旋風級59的頂部的中心且共同地限定第二旋風級59的出口。
[0070]該入口管道60也從旋風分離器52的基座中的入口 53向上延伸且穿過由內部側壁64限定的內部空間。然而，入口管道60的第一區(qū)段76(也就是說軸向地延伸穿過內部空間的區(qū)段)沒有從內部側壁64間隔開。替代地，入口管道60的第一區(qū)段76與內部側壁64 一體形成。因此，入口管道60的第一區(qū)段76與內部側壁64以及出口管道61兩者一體形成。由于入口管道60和出口管道61的定位，第二臟物收集腔75可被認為橫截面是C型的。除此之外，該入口管道60相對于上文所述和圖4至6中描述的入口管道基本未改變。
[0071]在兩個旋風分離器4、52之間的最顯著差異存在于出口 6、54的定位和出口管道14,61的形狀上。和圖4至6中的旋風分離器4不同，圖9至11中的旋風分離器52的出口 54不被定位于旋風分離器52的基座中。替代地，如現(xiàn)在將進行說明，出口 54被定位于旋風分離器52的上部部分處。
[0072]旋風分離器52的出口管道61包括第一區(qū)段78和第二區(qū)段79。該第一區(qū)段78軸向地延伸穿過旋風分離器52。具體地，該第一區(qū)段78從旋風分離器52的上部部分延伸到下部部分。該第一區(qū)段78在上端處是敞開的且下端處是關閉的。該第二區(qū)段79從第一區(qū)段78的上部部分向外延伸到兩個相鄰旋風器體部72之間。該第二區(qū)段79的自由端于是用作旋風分離器52的出口 54。
[0073]該過濾器62相對于上文所述和圖4至6中描述的過濾器基本未改變。具體地，過濾器62是細長的且被定位于出口管道61中。再次地，該過濾器62包括空心管，該空心管具有敞開的上端80和關閉的下端81。來自第二旋風級59的流體進入過濾器62的空心管、穿過過濾器62且進入出口管道61。盡管旋風分離器52的出口 54被定位于旋風分離器52的頂部部分處，軸向地延伸穿過旋風分離器52的出口管道61提供了容納過濾器62空間。因此，細長的過濾器62具有相對大的表面區(qū)域可被使用。
[0074]該上游管道56被定位于真空吸塵器50的前端。而且，上游管道56沿基本垂直于真空吸塵器50的輪子82的旋轉軸線的軸線延伸。因此，當軟管被連接到上游管道56時，真空吸塵器50可通過在軟管處拉動方便地向前運動。通過將旋風分離器52的入口 53定位于基座中，當從軟管行進到旋風分離器52時，較少彎曲路徑可被流體采取。特別地，上游管道56不需要繞基座彎曲且隨后沿旋風分離器52的側部延伸。作為結果，吸塵功率的增加可被實現(xiàn)。
[0075]通過將入口 53定位于旋風分離器52的基座處，真空吸塵器50可通過在上游管道56上或被連接到那的軟管上向上拉動而方便地向后傾斜。使真空吸塵器50向后傾斜導致真空吸塵器50的前部被提離地面，以致真空吸塵器僅僅由輪子82支撐。這個于是允許真空吸塵器50被操縱越過地面表面上的隆起物或其他障礙物。
[0076]旋風分離器52被安裝到主體部51使得旋風分離器52的基座被指向真空吸塵器50的前部，也就是說旋風分離器52沿一方向從垂直傾斜，其朝向真空吸塵器50的前部推旋風分離器52的基座。將旋風分離器52的基座指向真空吸塵器50的前部減少流體通過上游管道56轉過的角度。
[0077]抽吸源55沒有被定位于旋風分離器52的下方；換言之，抽吸源55沒有被定位于旋風分離器52的基座的下方。由于這個原因，旋風分離器52的出口 54沒有被定位于基座中。替代地，出口 54被定位于旋風分離器52的上部部分處。結果，較短的和較少的彎曲路徑可被流體在旋風分離器52和抽吸源55之間采取。
[0078]通過使得出口管道61在兩個旋風器體部72之間延伸，更緊湊的旋風分離器52可被實現(xiàn)。對于已知的具有旋風器體部的環(huán)的旋風分離器，流體常常被排進被定位于旋風器體部的上方的歧管。該旋風分離器的出口于是被定位于歧管的壁中。與此相反，對于圖9至11中的旋風分離器，流體從旋風器體部72排進出口管道61的第一區(qū)段78，旋風器體部72被繞出口管道61的該第一區(qū)段78布置。出口管道61的第二區(qū)段79于是從第一區(qū)段78向外延伸到兩個旋風器體部72之間。結果，歧管可被省略且由此旋風分離器52的高度可被減少。在傳統(tǒng)的旋風分離器中，旋風器體部布置所圍繞的中心空間常常未被利用。圖9至11的旋風分離器52，在另一方面，利用這個空間定位出口管道61的第一區(qū)段78。出口管道61的第二區(qū)段79于是從第一區(qū)段78向外延伸到兩個旋風器體部72之間。在利用否則未被利用的空間的情況下，旋風分離器52的高度在性能沒有折衷情況下可被減少。
[0079]為了進一步地減少旋風分離器52的高度，第二旋風級59的旋風器體部72突出在第一旋風級58的頂部的下方。因此，罩65和旋風腔67圍繞旋風器體部72的下端。入口管道60于是與出口管道61 —樣在兩個旋風器體部之間延伸。結果，流體在不需要增加旋風分離器52的高度的情況下可被引進旋風腔67的上部部分。
[0080]如圖4至6中的旋風分離器4，入口管道60和出口管道61延伸穿過旋風分離器52的內部。因此，沒有外部管道沿旋風分離器52的長度延伸且由此更緊湊的真空吸塵器50可被實現(xiàn)。
[0081]在上述的每個實施例中，流體從第二旋風級12、59進入過濾器15、62的空心內部。該流體隨后穿過過濾器15、62且進入出口管道14、61。通過將流體引導進入過濾器15、62的空心內部，流體用于膨脹過濾器15、62且由此阻止過濾器15、62潰縮。因此，過濾器15、62不需要包括框架或其他支撐結構以保持過濾器15、62的形狀。然而，如果需要或的確被要求，過濾器15、62可包括框架或其他支撐結構。通過提供框架或支撐結構，流體穿過過濾器15、62的方向可被顛倒。
[0082]在上述實施例中，入口管道13、60和出口管道14、61是彼此相鄰。然而，可以想象，入口管道13、60可被嵌入出口管道14、61內。例如，入口管道13、60的第一區(qū)段39、76可在出口管道14、61內軸向地延伸。該入口管道13、60的第二區(qū)段40、77于是轉彎且延伸穿過出口管道14、61的壁且進入第一旋風級11、58。替代地，出口管道14、61的下部部分可被嵌入入口管道13、60內。當入口管道13、60從軸向轉彎到徑向時，出口管道14、61于是向上延伸穿過入口管道13、60的壁。
[0083]該第一臟物收集腔26、68可由外部側壁16、63和內部側壁17、64限定，且第二臟物收集腔37、75可由內部側壁17、64，入口管道13、60以及出口管道14、61限定。然而，在圖9至11中描述的實施例中，出口管道61可更短以便第二臟物收集腔75僅僅由內部側壁64和入口管道60限定。而且，對于前面所描述入口管道13、60和出口管道14、61是嵌入式的情況，第二臟物收集腔37、75由內部側壁17、64，以及入口管道13、60和出口管道14、61中的僅一個限定。
[0084]在上述每個實施例中，出口管道14、61軸向地延伸穿過旋風分離器4、52。在圖4至6中所述的實施例中，出口管道14延伸到被定位于旋風分離器4的基座中的出口 6。在圖9至11中描述的實施例中，出口管道61在未到達基座處停止。在使得出口管道14、61軸向地延伸穿過旋風分離器4、52的情況下，充足的空間被提供用于相對長的過濾器15、62。然而，不是必須將出口管道14、61軸向地延伸穿過旋風分離器4、52或過濾器15、62被使用在旋風分離器4、52中。無論出口管道14、61是否軸向地延伸穿過旋風分離器4、52或過濾器15、62是否被使用，旋風分離器4、52仍然顯示上述的許多優(yōu)勢，例如，在吸塵器頭和旋風分離器4、52的入口 5、53之間的較少彎曲路徑，以及更緊湊的旋風分離器4、52 (沒有外部管道延伸到入口 5、53)。
[0085]為了節(jié)約空間和材料兩者，入口管道13、60的一部分與出口管道14、61 —體形成。入口管道13、60的一部分還可與內部側壁17、64和/或罩18、65—體形成。在用于旋風分離器4、52所需的材料量的減少的情況下，成本和/或旋風分離器4、52的重量被減少。然而，如果需要(例如，為了簡化旋風分離器4、52的制造和組裝)，入口管道13、60可獨立于出口管道14、61，內部側壁17、64和/或罩18、65形成。
[0086]在所述實施例中，第一臟物收集腔26、68完全地圍繞第二臟物收集腔37、75，以及圍繞入口管道13、60和出口管道14、61。然而，替代的真空吸塵器可對旋風分離器4、52的形狀，特別是第一臟物收集腔26、68的形狀進行空間限制。例如，它可必須具有C形形狀的第一臟物收集腔26、68。在此情況下，第一臟物收集腔26、68不再完全地圍繞第二臟物收集腔37、75，入口管道13、60和出口管道14、61。然而，第一臟物收集腔26、68至少部分地圍繞第二臟物收集腔37、75，入口管道13、60和出口管道14、61，其全都被定位于第一臟物收集腔26、68之內。
[0087]在上述的每個實施例中，流體取道罩18、65的壁中形成的入口 23、70被引入第一旋風級11、58的旋風腔25、67。當與具有被定位于外部側壁處的切向入口的傳統(tǒng)旋風腔相比較時，這個布置導致分離效率的改善。在撰寫時，改善分離效率的遠離為被完全理解。對于在外部側壁處具有切向入口的傳統(tǒng)旋風腔，在罩的側面(在此處流體被引入旋風腔)上的增加的磨損被注意到。因此相信罩顯示將流體引入旋風腔的第一視線。結果，進入旋風腔的部分流體首先撞擊罩的表面而不是外部側壁。以這個方式撞擊表面意味著被攜帶在流體中的臟物不太會在旋風腔中分離。因此，小于罩的穿孔的臟物將直接穿過罩且將不經(jīng)歷任何分離，從而導致分離效率下降。對于上述旋風分離器4、52，到旋風腔25、67的入口 23、70被定位于罩18、65的表面處。結果，流體沿遠離罩18、65的方向引入旋風腔25、67。因此，對于流體的第一視線是外部側壁16、63。穿過罩18、65的直接引導路線18、65由此被消除且因此存在分離效率的純增加。
[0088]將使得到旋風腔25、67入口 23、70定位在罩18、65處會導致分離效率的增加這一情況決不是顯而易見的。罩18、65包括多個穿孔，流體穿過該多個穿孔退出旋風腔25、67。通過將入口定位在罩18、65處，較少的區(qū)域可用于穿孔。作為區(qū)域減少的結果，流體以較大速度穿過罩的穿孔。這個流體速度的增加導致增加的臟物重新夾帶，其應當導致分離效率的下降。然而，與此相反，分離效率的凈增長被觀察到。
[0089]盡管到此為止都提及具有網(wǎng)眼21的罩18、65，其他類型的具有穿孔的罩(流體穿過該穿孔退出旋風腔25、67)可同等地被使用。例如，網(wǎng)眼可省略，且穿孔可被直接形成在罩18、65的壁20中；這個類型的罩可在許多戴森真空吸塵器(例如DC25)上被找到。
【權利要求】
1.一種旋風分離器，包括旋風腔，所述旋風腔被限定在外壁和罩之間，所述罩包括入口開口以及多個穿孔，流體穿過所述入口開口進入旋風腔，流體穿過所述多個穿孔排出旋風腔，其中旋風腔內的流體自由地繞罩且越過入口開口螺旋運動。
2.如權利要求1所述的旋風分離器，其中所述入口開口將流體引入旋風腔的上部部分，且旋風分離器包括臟物收集腔，該臟物收集腔被定位于旋風腔的下方。
3.如權利要求1或2所述的旋風分離器，其中所述旋風分離器包括入口管道，所述入口管道用于將流體輸送到旋風腔，且所述入口管道在入口開口處終止。
4.如權利要求3所述的旋風分離器，其中所述入口管道包括第一區(qū)段和第二區(qū)段，該第一區(qū)段用于沿平行于旋風腔的縱向軸線的方向輸送流體，該第二區(qū)段用于轉向流體且引導流體進入旋風腔。
5.如權利要求3或4所述的旋風分離器，其中入口管道的下游端部繞旋風腔的縱向軸線彎曲。
6.如權利要求3至5中任一項所述的旋風分離器，其中所述入口管道和罩的接合部限定了相對于旋風腔內的流體流動方向的上游邊緣和下游邊緣，所述上游邊緣是尖銳的，且下游邊緣是倒圓角的。
7.如權利要求3至6中任一項所述的旋風分離器，其中所述入口管道從旋風分離器的基座中的開口延伸到入口開口。
8.如權利要求3至7中任一項所述的旋風分離器，其中所述入口管道的橫截面面積沿朝向入口開口的方向減少。
9.如權利要求3至8中任一項所述的旋風分離器，其中入口管道的至少一部分與罩一體形成。
10.如上述權利要求中任一項所述的旋風分離器，其中所述旋風分離器包括第一旋風級，和位于第一旋風級下游的第二旋風級，所述第一旋風級包括旋風腔，所述第二旋風級包括多個旋風器體部，且所述旋風分離器包括入口管道，所述入口管道用于將流體輸送到旋風腔，所述入口管道在兩個鄰近旋風器體部之間延伸且在入口開口處終止。
11.如上述權利要求中任一項所述的旋風分離器，其中所述旋風分離器包括第一旋風級和位于第一旋風級下游的第二旋風級，所述第一旋風級包括旋風腔和被定位于旋風腔下方的第一臟物收集腔，所述第二旋風級包括多個旋風器體部和第二臟物收集腔，所述第一臟物收集腔圍繞第二臟物收集腔。
12.如權利要求11所述的旋風分離器，其中所述旋風分離器包括入口管道，所述入口管道用于將流體輸送到旋風腔，所述第一臟物收集腔圍繞入口管道的下部部分，所述罩圍繞入口管道的上部部分，且所述入口管道在入口開口處終止。
13.如權利要求11或12所述的旋風分離器，其中所述旋風分離器包括出口管道，所述出口管道用于從第二旋風級輸送流體，且第一旋風級圍繞出口管道的至少一部分。
14.如權利要求13所述的旋風分離器，其中所述旋風分離器包括細長的過濾器，所述過濾器被定位于出口管道中。
15.如權利要求14所述的旋風分離器，其中所述過濾器包括空心管，所述空心管在一端處敞開且在相對端處閉合，且流體從第二旋風級取道敞開端部進入過濾器的內部且經(jīng)過過濾器進入出口管道。
16.一種真空吸塵器 ，包括如上述權利要求中任一項所述的旋風分離器。
【文檔編號】A47L9/20GK103607939SQ201280029565
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2012年4月16日 優(yōu)先權日:2011年4月15日
【發(fā)明者】J.戴森, J.克勞奇, J.羅伯遜, P.甘馬克, S.愛爾蘭 申請人:戴森技術有限公司