旋風(fēng)分離器制造技術(shù)

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

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【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】旋風(fēng)分離器
本專利技術(shù)涉及一種旋風(fēng)分離器，其中流體通過渦流溢流器從旋風(fēng)腔流出。這種旋風(fēng)分離器常常(但不排它地)出現(xiàn)在真空吸塵器的旋風(fēng)器組的第二分離級。本專利技術(shù)還涉及一種包括該旋風(fēng)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。
技術(shù)介紹
在旋風(fēng)分離器中，往往存在分離效率和壓力降之間的權(quán)衡——分離效率可被提高(稱為“調(diào)整”該旋風(fēng)分離器)，但這通常會導(dǎo)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(nèi)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(fēng)分離器的壓力降可被降低，從而增加體積流量(稱為“解調(diào)”旋風(fēng)分離器)，但這通常會導(dǎo)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(fēng)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。本專利技術(shù)的目的為此提供，和/或提供一種改進(jìn)的或替代的旋風(fēng)分離器、臟物分離器組件或真空吸塵器。
技術(shù)實現(xiàn)思路
依照本專利技術(shù)的第一方面，提供了一種旋風(fēng)分離器，其包括旋風(fēng)腔，以及依次布置以形成用于旋風(fēng)腔的出口通道的渦流溢流器和擴(kuò)散器，其中渦流溢流器和擴(kuò)散器具有相應(yīng)的錐形部分，其協(xié)作限定窄腰在出口通道中。通過大量的實驗和分析，本專利技術(shù)的專利技術(shù)者發(fā)現(xiàn)在具有渦流溢流器的旋風(fēng)分離器中，在渦流溢流器內(nèi)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(cè)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(kuò)散)，破壞了流動，且?guī)眍~外的壓力損失。此外，氣泡的存在會使旋風(fēng)器內(nèi)的旋風(fēng)更加不穩(wěn)定，使得浪費旋風(fēng)的能量，由此降低分離效率。在本專利技術(shù)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(fēng)的穩(wěn)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(yuǎn)，也就意味著氣泡下游的空間越小(從而產(chǎn)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(kuò)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(wěn)，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(rèn)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(jìn)入旋風(fēng)腔的徑向中心以從旋風(fēng)腔接收相對清潔的流體(即一些被夾帶的臟物等已由旋風(fēng)作用分離)。擴(kuò)散器可被認(rèn)為是流體容器，它提供了沿下游方向截面面面積的增加。在依照本專利技術(shù)的旋風(fēng)分離器中，橫截面面積的增加至少部分由擴(kuò)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(yōu)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(yōu)選地沿著大體渦流溢流器的所有長度朝向擴(kuò)散器變窄。這可允許流體更平穩(wěn)地進(jìn)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。在錐形部分的下游端部處的渦流溢流器的橫截面面積可為在錐形部分的上游端部處的渦流溢流器的橫截面面積的50％和80％之間，例如60％和70％之間。這可提供一個有利的折衷方案，提供足夠的截面積減少，以加速通過出口通道的流動和按期望定位氣泡，同時仍然提供足夠的截面面面積在窄腰處，讓流動通過它而沒有過度的障礙。錐形部分可被定位為直接彼此鄰近，以便錐形部分之間的交點形成窄腰的最小橫截面面積的單個點。換句話說，從渦流溢流器的錐形部分流出的流動可直接進(jìn)入擴(kuò)散器的錐形部分。這可允許窄腰的形狀與從渦流溢流器的錐形部分流出的流動的自然擴(kuò)張更緊密地匹配，稍后將對此進(jìn)行解釋。盡管如此，如上所述，錐形部分可從彼此以一定距離間隔開，例如恒定的橫截面面積的通道?？蛇x地：擴(kuò)散器還包括尖頭體部，其被定位在擴(kuò)散器的錐形部分內(nèi)且沿渦流溢流器的方向尖頭。尖頭體部和擴(kuò)散器的錐形部分協(xié)作限定圍繞該尖頭體部的環(huán)形橫截面的擴(kuò)張通道；以及擴(kuò)張通道向外張開，且橫截面面積遠(yuǎn)離渦流溢流器而增加。該尖頭體部占據(jù)擴(kuò)散器的錐形部分內(nèi)部的部分空間，從而減少出口通道的該部分的橫截面面積。由于體部是尖頭的，它所占的橫截面面積在遠(yuǎn)離渦流溢流器的地方增大。這在一定程度上抵消了由擴(kuò)撒器的錐形部分提供的截面面面積的增加。因此，對于給定的擴(kuò)散器的錐形部分的錐角，截面面面積的增加比沒有尖頭體部的情況下要更平緩。因此，該尖頭體部可由此允許擴(kuò)散器的錐形部分具有更大的錐角(也就是，相對壁之間的更大的角)，而不會使流體穿過出口通道時面臨橫截面面積的突然增大(這可引起湍流)。這個更大的錐角可允許擴(kuò)散器，且由此整個分離器，軸向更短。窄腰部分的一個副作用是出口通道內(nèi)的流體的渦流的強(qiáng)度會增加。由尖頭體部賦予的在擴(kuò)散器中的錐角的增加(對于給定的橫截面面積的增加率)使得擴(kuò)散器更有效地平滑流出流的渦流部分，從而從其回收能量。擴(kuò)張通道可從出口通道的縱向軸線以相對于縱向軸線成35度和55度之間的角度向外張開，例如40度和50度之間。這可允許擴(kuò)張通道更緊密地匹配在流體要離開渦流溢流器進(jìn)入自由空間的情況下穿過窄腰的流體的擴(kuò)張角度。這進(jìn)而可改善擴(kuò)張通道內(nèi)的能量恢復(fù)。擴(kuò)散器的錐形部分和該尖頭體部可被布置以使擴(kuò)張通道的徑向厚度遠(yuǎn)離渦流溢流器減小。擴(kuò)張通道的變窄在一定程度上補(bǔ)償了擴(kuò)張通道在遠(yuǎn)離渦流溢流器時向外張開所引起的橫截面面積的增加。因此，通過使得擴(kuò)張通道的橫截面面積的增加比保持徑向厚度不變的情況下要更平緩，可減少通過擴(kuò)張通道引入流動中的湍流。雖然這種布置在許多情況下可為有利的，但本專利技術(shù)并不局限于此。擴(kuò)張通道可保持恒定的徑向厚度，或甚至可在遠(yuǎn)離渦流溢流器的地方增加徑向厚度。徑向厚度中的上述減小是由該尖頭體部的相對壁部和擴(kuò)散器的錐形部分的相對壁部以1度和10度之間的角度彼此靠近而提供的。這個角度可降低橫截面面積的增長率，這足以提供上述優(yōu)勢，但它仍然向擴(kuò)張通道提供了橫截面面積的足夠的增加用于穿過出口通道的流體流動，以充分放慢速度。該擴(kuò)張通道可被配置為排入出口渦管。這可允許從退出出口擴(kuò)散器的流動的任何剩余的渦流部分中恢復(fù)能量(如果出口渦管與渦流部分沿相同的方向盤旋)。出口渦管可朝向渦管出口增加橫截面面積。這可最小化沿渦管的長度的壓力差，從而減少湍流。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種旋風(fēng)分離器，包括旋風(fēng)腔，以及依次布置以形成用于旋風(fēng)腔的出口通道的渦流溢流器和擴(kuò)散器，其中渦流溢流器和擴(kuò)散器具有相應(yīng)的錐形部分，其在出口通道中協(xié)作限定窄腰。/n

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】20171027 GB 1717705.61.一種旋風(fēng)分離器，包括旋風(fēng)腔，以及依次布置以形成用于旋風(fēng)腔的出口通道的渦流溢流器和擴(kuò)散器，其中渦流溢流器和擴(kuò)散器具有相應(yīng)的錐形部分，其在出口通道中協(xié)作限定窄腰。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋風(fēng)分離器，其中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。


3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋風(fēng)分離器，其中渦流溢流器在錐形部分的下游端部處的橫截面面積是渦流溢流器在錐形部分的上游端部處的橫截面面積的50％和80％之間。


4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的旋風(fēng)分離器，其中錐形部分被定位為直接彼此鄰近，以便錐形部分之間的交點形成窄腰的最小橫截面面積的單個點。


5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的旋風(fēng)分離器，其中
擴(kuò)散器還包括尖頭體部，其被定位在擴(kuò)散器的錐形部分內(nèi)且沿渦流溢流器的方向尖頭；
尖頭體部和擴(kuò)散器的錐形部分協(xié)作限定圍繞該尖頭體部的環(huán)形橫截面的擴(kuò)張通道；以及
擴(kuò)張通道向外張開，且橫截面面積遠(yuǎn)離渦流溢流器而增加。


6.根據(jù)權(quán)利要求5的旋風(fēng)分離器，其中擴(kuò)張通道從出口通道的縱向軸線以相對其35度到55度之間的角度向外張開。


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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：T格林布爾，
申請(專利權(quán))人：戴森技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：英國;GB