[发明专利]旋风分离器

说明书

旋风分离器(30)包括旋风腔，和依次布置以形成用于旋风腔的出口通道的涡流溢流器(16)和扩散器(32)。涡流溢流器(16)和扩散器(32)具有相应的锥形部分，其共同合作限定窄腰在出口通道中。

技术领域

本发明涉及一种旋风分离器，其中流体通过涡流溢流器从旋风腔流出。这种旋风分离器常常(但不排它地)出现在真空吸尘器的旋风器组的第二分离级。本发明还涉及一种包括该旋风分离器的脏物分离器组件，以及一种包含该脏物分离器组件的真空吸尘器。

背景技术

在旋风分离器中，往往存在分离效率和压力降之间的权衡——分离效率可被提高(称为“调整”该旋风分离器)，但这通常会导致跨过分离器的压力降更大。例如，这种压力降会影响分离器在一定时间内所能处理的流体的体积，或者影响被吸入或穿过要被真空清洁的表面以便从其捕获脏物的空气的体积。相反地，跨过旋风分离器的压力降可被降低，从而增加体积流量(称为“解调”旋风分离器)，但这通常会导致较少的夹带脏物被从流体中分离出来。

因此，希望找到一种方法，既能提高旋风分离器的分离效率，又能减轻由此带来的压下降增加，或者既能降低压力降，又能减轻由此带来的效率下降。本发明的目的为此提供，和/或提供一种改进的或替代的旋风分离器、脏物分离器组件或真空吸尘器。

发明内容

依照本发明的第一方面，提供了一种旋风分离器，其包括旋风腔，以及依次布置以形成用于旋风腔的出口通道的涡流溢流器和扩散器，其中涡流溢流器和扩散器具有相应的锥形部分，其协作限定窄腰在出口通道中。

通过大量的实验和分析，本发明的发明者发现在具有涡流溢流器的旋风分离器中，在涡流溢流器内部形成的涡流崩溃气泡对分离器的性能有着惊人的显著影响。这个气泡的作用类似于部分堵塞，迫使水流绕过它的侧面，从而造成显著的压力降。气泡还通过出口通道将湍流引入流动中(其向下游扩散)，破坏了流动，且带来额外的压力损失。此外，气泡的存在会使旋风器内的旋风更加不稳定，使得浪费旋风的能量，由此降低分离效率。

在本发明中，窄腰可减少涡流崩溃气泡对穿过出口通道的流动的影响，从而提高分离器的性能。更特别地，涡流溢流器的锥形部分可加速从中流过的流动。这促使涡旋崩溃气泡顺着涡流溢流器向上移动(也就是向下游移动)，在那里它不那么干扰旋风的稳定性。因此，分离效率在不增加压力降的情况下可被提高。气泡在下游的位置越远，也就意味着气泡下游的空间越小(从而产生的湍流可通过这些空间传播)，从而在不牺牲分离效率的情况下降低了压力降。

在涡流溢流器的锥形部分所提供的横截面面积减小后，扩散器的锥形部分提供了横截面面积的增大。这可在涡流崩溃气泡周围提供更多的空间，使流体更容易绕过它(也就是使气泡不那么限制穿过出口通道的流动)，从而在不牺牲分离效率的情况下降低压力降。而且，横截面面积的增加可减缓流体，减轻了流体穿过涡流溢流器的锥形部分的流速加快的影响，意味着下游流动更平稳，且压力降被降低(在不牺牲分离效率的情况下)。

涡流溢流器可被认为是部分地或完全地端部敞开的管道(其大体轴向地突出)进入旋风腔的径向中心以从旋风腔接收相对清洁的流体(即一些被夹带的脏物等已由旋风作用分离)。

扩散器可被认为是流体容器，它提供了沿下游方向截面面面积的增加。在依照本发明的旋风分离器中，横截面面积的增加至少部分由扩散器的锥形部分提供。

涡流溢流器的锥形部分可沿涡流溢流器的长度的至少25％延伸。例如，涡流溢流器的锥形部分可沿涡流溢流器的长度的至少50％延伸。

优选地，涡流溢流器的锥形部分沿大体涡流溢流器的整个长度延伸。换句话说，涡流溢流器优选地沿着大体涡流溢流器的所有长度朝向扩散器变窄。这可允许流体更平稳地进入出口通道的窄腰(也就是截面面面积的突然变化较小)，减少湍流和/或压力降。

作为替代，涡流溢流器可具有被定位在锥形部分的上游和/或下游的大体恒定横截面面积的部分。在上述部分位于锥形部分的下游的情况下，它将形成窄腰的一部分。