[發明專利]旋風分離器

有效

• 申請號: 201880069589.7
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN111278339B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: T.格林布爾
• 申請（專利權）人: 戴森技術有限公司
• 主分類號: A47L9/16
• 分類號: A47L9/16;B04C5/13
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳钘

旋風分離器(30)包括旋風腔，和依次布置以形成用于旋風腔的出口通道的渦流溢流器(16)和擴散器(32)。渦流溢流器(16)和擴散器(32)具有相應的錐形部分，其共同合作限定窄腰在出口通道中。

技術領域

本發明涉及一種旋風分離器，其中流體通過渦流溢流器從旋風腔流出。這種旋風分離器常常(但不排它地)出現在真空吸塵器的旋風器組的第二分離級。本發明還涉及一種包括該旋風分離器的臟物分離器組件，以及一種包含該臟物分離器組件的真空吸塵器。

背景技術

在旋風分離器中，往往存在分離效率和壓力降之間的權衡——分離效率可被提高(稱為“調整”該旋風分離器)，但這通常會導致跨過分離器的壓力降更大。例如，這種壓力降會影響分離器在一定時間內所能處理的流體的體積，或者影響被吸入或穿過要被真空清潔的表面以便從其捕獲臟物的空氣的體積。相反地，跨過旋風分離器的壓力降可被降低，從而增加體積流量(稱為“解調”旋風分離器)，但這通常會導致較少的夾帶臟物被從流體中分離出來。

因此，希望找到一種方法，既能提高旋風分離器的分離效率，又能減輕由此帶來的壓下降增加，或者既能降低壓力降，又能減輕由此帶來的效率下降。本發明的目的為此提供，和/或提供一種改進的或替代的旋風分離器、臟物分離器組件或真空吸塵器。

發明內容

依照本發明的第一方面，提供了一種旋風分離器，其包括旋風腔，以及依次布置以形成用于旋風腔的出口通道的渦流溢流器和擴散器，其中渦流溢流器和擴散器具有相應的錐形部分，其協作限定窄腰在出口通道中。

通過大量的實驗和分析，本發明的發明者發現在具有渦流溢流器的旋風分離器中，在渦流溢流器內部形成的渦流崩潰氣泡對分離器的性能有著驚人的顯著影響。這個氣泡的作用類似于部分堵塞，迫使水流繞過它的側面，從而造成顯著的壓力降。氣泡還通過出口通道將湍流引入流動中(其向下游擴散)，破壞了流動，且帶來額外的壓力損失。此外，氣泡的存在會使旋風器內的旋風更加不穩定，使得浪費旋風的能量，由此降低分離效率。

在本發明中，窄腰可減少渦流崩潰氣泡對穿過出口通道的流動的影響，從而提高分離器的性能。更特別地，渦流溢流器的錐形部分可加速從中流過的流動。這促使渦旋崩潰氣泡順著渦流溢流器向上移動(也就是向下游移動)，在那里它不那么干擾旋風的穩定性。因此，分離效率在不增加壓力降的情況下可被提高。氣泡在下游的位置越遠，也就意味著氣泡下游的空間越小(從而產生的湍流可通過這些空間傳播)，從而在不犧牲分離效率的情況下降低了壓力降。

在渦流溢流器的錐形部分所提供的橫截面面積減小后，擴散器的錐形部分提供了橫截面面積的增大。這可在渦流崩潰氣泡周圍提供更多的空間，使流體更容易繞過它(也就是使氣泡不那么限制穿過出口通道的流動)，從而在不犧牲分離效率的情況下降低壓力降。而且，橫截面面積的增加可減緩流體，減輕了流體穿過渦流溢流器的錐形部分的流速加快的影響，意味著下游流動更平穩，且壓力降被降低(在不犧牲分離效率的情況下)。

渦流溢流器可被認為是部分地或完全地端部敞開的管道(其大體軸向地突出)進入旋風腔的徑向中心以從旋風腔接收相對清潔的流體(即一些被夾帶的臟物等已由旋風作用分離)。

擴散器可被認為是流體容器，它提供了沿下游方向截面面面積的增加。在依照本發明的旋風分離器中，橫截面面積的增加至少部分由擴散器的錐形部分提供。

渦流溢流器的錐形部分可沿渦流溢流器的長度的至少25％延伸。例如，渦流溢流器的錐形部分可沿渦流溢流器的長度的至少50％延伸。

優選地，渦流溢流器的錐形部分沿大體渦流溢流器的整個長度延伸。換句話說，渦流溢流器優選地沿著大體渦流溢流器的所有長度朝向擴散器變窄。這可允許流體更平穩地進入出口通道的窄腰(也就是截面面面積的突然變化較小)，減少湍流和/或壓力降。

作為替代，渦流溢流器可具有被定位在錐形部分的上游和/或下游的大體恒定橫截面面積的部分。在上述部分位于錐形部分的下游的情況下，它將形成窄腰的一部分。