一种新型旋风分离器及清洁设备的制作方法

本实用新型涉及旋风分离技术领域，尤其涉及了一种新型旋风分离器及清洁设备。

背景技术：

具有旋风分离器的清洁设备如真空吸尘器是已知现有技术。一般情况下，旋风式真空吸尘器中，其中携带脏物和灰尘的空气经有切向入口进入第一旋风分离器，通过离心力作用将脏物分离再收集腔内，较清洁的空气穿出该收集腔室进入第二旋风分离器，相比第一旋风分离器可分离更细微的脏物和灰尘等微粒。现有第二旋风分离器主要包括旋风分离筒和溢流筒，它们之间留有适当的空间，让含尘气体在两者之间形成旋转气流带，质量大的颗粒在离心力作用下甩向筒壁，气体形成涡流，向压力较低的内筒流动，最后从溢流筒向上排出，起除尘净化作用。

现有具备二级旋风分离的真空吸尘器主要侧重在如何提高灰尘颗粒与空气的分离效果，如中国发明专利（公开号：cn105030148a、公开日：2015-11-11）公开的一种真空吸尘器、中国发明专利（公开号：cn101816537、公开日：2010-09-01）公开的旋风分离装置。但是本发明人发现虽然现有二级旋风分离可有效提高灰尘与空气的分离效果，但下游旋风分离组件的旋风分离筒堆积大量的灰尘，而且溢流筒外也存在灰尘堆积，主要是由于分离后的灰尘仅靠自身重力难以排出至排尘口而造成大量的堆积在旋风分离外筒，进而还会存在返混与扩散逃逸至溢流筒之外的可能性，故，如何及时快速排出分离后的微粒至排尘口是现有技术存在的技术难题。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种新型旋风分离器及清洁设备。

为达到上述目的，本实用新型采用了如下所述的技术方案：

一种新型旋风分离器，其包括：

切向风道，

旋风分离筒，其包括圆柱筒和正锥筒；所述切向风道与所述圆柱筒侧边相切连通，将带有微粒的空气引导成与旋风分离筒切向方向一致的气流后再切向进入所述旋风分离筒形成回转气流；所述正锥筒窄口端与所述圆柱筒连通，宽口端为排尘口，以将所述正锥筒筒壁支持力方向调整至所述回转气流的向心力方向的侧下方，使得微粒受到方向朝向所述排尘口的朝下分力，以将分离后的微粒牵引排出；

溢流筒，其同轴线设置在所述旋风分离筒的上部。

作为本实用新型提供的所述的新型旋风分离器的一种优选实施方式，所述切向风道具有气流引导路径。

作为本实用新型提供的所述的新型旋风分离器的一种优选实施方式，所述切向风道的外侧壁为平面式侧壁，其相切于所述旋风分离筒的圆柱筒侧边。

作为本实用新型提供的所述的新型旋风分离器的一种优选实施方式，所述切向风道的外侧壁为曲面式侧壁，其相切于所述旋风分离筒的圆柱筒侧边。

作为本实用新型提供的所述的新型旋风分离器的一种优选实施方式，所述切向风道的内侧壁为平面式侧壁或曲面式侧壁。

作为本实用新型提供的所述的新型旋风分离器的一种优选实施方式，所述溢流筒底部位于所述圆柱筒与正锥筒连接处。

作为本实用新型提供的所述的新型旋风分离器的一种优选实施方式，所述溢流筒底部位于所述正锥筒内。

作为本实用新型提供的所述的新型旋风分离器的一种优选实施方式，所述溢流筒内壁沿轴向设置有多条扁长状扰流筋。

作为本实用新型提供的所述的新型旋风分离器的一种优选实施方式，所述溢流筒外壁上部还设置有导流倒锥台，其对应所述切向风道的上部设置。

一种清洁设备，其包括具有至少一上述的旋风分离器的旋风分离装置。

本实用新型具有以下有益效果：

气流在回转时，在忽略重力影响的情况下，气流中的微粒只受到一个筒壁给予的支持力（合力），因为存在回转运动，这个支持力（合力）必然会分解成一个垂直于回转轴线的向心力（第一分力）和另外一个第二分力，为了保证合力的分解平衡，这个第一分力和第二分力一定存在于支持力（合力）的两侧，才能保证合力的分解平衡，本实用新型通过将现有常规的倒锥筒调整为正锥筒以将所述正锥筒筒壁支持力方向调整至所述回转气流的向心力方向的侧下方，即所述回转气流的向心力方向位于所述旋风分离筒筒壁支持力方向的侧上方，则跟向心力（第一分力）平衡的第二分力的方向被调整到朝下，有利于让微粒在这个朝下分力（第二分力）的牵引下流出至旋风分离筒的排尘口之外。如此，本实用新型旋风分离器能够有效地将分离后的微粒及时快速的排出至排尘口之外，不仅解决了上述背景技术中所描述的技术难题，而且避免了堆积的微粒造成返混与扩散的可能性，同时保证旋风分离筒处于无微粒堆积的干净状态下有助于提高分离净化效果以及使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型实施例1旋风分离器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1旋风分离筒及切向风道的示意图；

图3为本实用新型实施例1溢流筒的剖视图；

图4为现有旋风分离器的气流中微粒的受力分析示意图；

图5为本实用新型旋风分离器的气流中微粒的受力分析示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请参考图1-3，一种新型旋风分离器，其包括：

切向风道1；

旋风分离筒2，其包括圆柱筒21和正锥筒22；所述切向风道1与所述圆柱筒21侧边相切连通，将带有微粒的空气引导成与旋风分离筒2切向方向一致的气流后再切向进入所述旋风分离筒2形成回转气流；所述正锥筒22窄口端24与所述圆柱筒21连通，宽口端25为排尘口，以将所述正锥筒22筒壁支持力方向调整至所述回转气流的向心力方向的侧下方，使得微粒受到方向朝向所述排尘口的朝下分力，以将分离后的微粒牵引排出；

溢流筒3，其同轴线设置在所述旋风分离筒2的上部。

所述切向风道1包括下壁11及与所述下壁11两侧分别连接的外侧壁12和内侧壁13，通过两侧壁（内侧壁13和外侧壁12）与下壁11形成具有一定距离的风道槽，即气流引导路径，以将带有微粒的空气引导成与切向风道1方向一致的气流。所述风道槽一端与所述圆柱筒21侧边的开口23连接作为切向出风口14，所述切向风道1的外侧壁12连接于所述开口23的一边，内侧壁13连接于所述开口23的另一边且与所述圆柱筒21侧边相切，以将与所述切向风道1方向一致的气流再切向进入所述旋风分离筒2的圆柱筒21形成回转气流。

作为一种实施方式，所述切向风道1的外侧壁12可以设置为平面式侧壁，其相切于所述旋风分离筒2的圆柱筒21侧边，内侧壁13可以设置为平面式侧壁或曲面式侧壁。作为另一种实施方式，所述切向风道1的外侧壁12可以设置为曲面式侧壁，其相切于所述旋风分离筒2的圆柱筒21侧边，内侧壁13为平面式侧壁或曲面式侧壁。

所述溢流筒3底部位于所述圆柱筒21与正锥筒22的连接处26，所述溢流筒3底部还可以延伸至所述旋风分离筒2的正锥筒22的上部，即位于该连接处26的下方。本实施例优选所述溢流筒3底部延伸入所述正锥筒22，位于其上部内。

进一步地，所述溢流筒3外壁上部还设置有导流倒锥台31，通过所述导流倒锥台31避免经过所述切向风道1的回转气流部分气流在所述圆柱筒21上端筒壁旋转形成“上灰环”，不仅造成能量损耗，而且极大地干扰分离效果。

进一步地，请参考图3，所述溢流筒3内壁沿轴向设置有多条扁长状扰流筋32，优选地，所述扰流筋32的细长侧沿轴向连接在所述溢流筒3内壁，相比现有弧形柱状的扰流筋32，能够更加有效地干扰气流的内旋状态，使其更快变成线性移动状态，进而快速排出。在某些优选实施例中，所述扰流筋32底部不延伸至所述溢流筒3底部，以避免所述扰流筋32对未进入所述溢流筒3内的气流进行干扰后该气流不仅没有快速变直排出，反而朝向其他方向流动影响分离效果，还不影响所述溢流筒3底部的进风空间，保证内旋气流顺利进入所述溢流筒3底部后通过扁长状的扰流筋32干扰变直后快速的排出。

需要说明的是，当高速回转的气流和物质速度v和回转半径r的比值v²/r远远大于重力加速度g的情况下，花粉级的微粒所受向心力m*v²/r远远大于物质本身的重力mg，为了便于分析，故忽略微粒重力的影响。

气流在回转时，在忽略重力影响的情况下，气流中的微粒只受到一个筒壁给予的支持力n（合力,），因为存在回转运动，这个支持力n必然会分解成一个垂直于回转轴线的向心力（第一分力），该第一分力用于维持微粒做高速回转运动，该第一分力的方向为垂直指向气流回转中心轴线，由于支持力n垂直于倒锥筒27或正锥筒22筒壁，根据力的矢量分解，为维持支持力n和向心力的矢量平衡，另外一个分力（第二分力）必定和向心力分别跨居在支持力n的两侧，才能保证合力的分解平衡。

请参考图4，在现有倒锥筒27的结构设计中，回转气流的向心力分力f1的方向处于倒锥筒27筒壁支持力fn’方向的下方，那根据合力的分解平衡，则与该分力f1平衡的分力f2’就会一直朝上，可以理解的是，在此受力情况下，则高速回转的微粒就没有任何朝下排出所述倒锥筒的牵引动力，即没有排出旋风分离筒2的任何作用力，那么无法排出的微粒就只能堆积在旋风分离筒2的筒壁上。

本发明人发现，当将所述倒锥筒27调整为正锥筒22，即将所述正锥筒22筒壁支持力fn方向调整至所述回转气流的向心力f1方向的侧下方，如图5所示，同样的，根据力学受力分析原理：回转气流中的微粒仍然只受到一个来自于所述正锥筒22筒壁提供的支持力n（合力fn），该支持力fn的第一个分力即为维持微粒做高速回转运动的向心力f1，由于支持力fn垂直于所述正锥筒22筒壁，根据力的矢量分解，为维持合力支持力fn和向心力f1的矢量平衡，另外一个分力f2必定和向心力f1分别跨居在合力支持力n的两侧；如此，当将筒壁支持力fn方向调整至所述回转气流的向心力f1方向的侧下方，则回转气流中的微粒受到的另一个分力f2方向是朝下的，可以理解的是，在此受力情况下，高速回转的微粒在一个朝下分力的牵引下朝下运动，故从气流分离出来的微粒必然能排出所述正锥筒22至排尘口外。

如此，本实用新型旋风分离器能够有效地将分离后的微粒及时快速的排出至排尘口之外，不仅解决了上述背景技术中所描述的技术难题，而且避免了堆积的微粒造成返混与扩散的可能性，同时保证旋风分离筒2处于无微粒堆积的干净状态下有助于提高分离净化效果以及使用寿命。

实施例2

一种清洁设备，其包括具有若干上述的实施例1的旋风分离器的旋风分离装置。所述旋风分离器轴线可以与所述旋风分离装置的纵向中轴线平行或者相对纵向中轴线倾斜设置。设备不一定是筒式真空吸尘器。本实用新型可适用于其它类型的真空吸尘器，例如筒式机器、杖式真空吸尘器或手持吸尘器。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“连通”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。