用于從空氣流移除臟物顆粒的分離器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于從空氣流移除顆粒的分離器。
【背景技術】
[0002]眾所周知，使用旋風分離器從流體流分離顆粒，譬如分離臟物和灰塵顆粒。已知的旋風分離器例如被用在真空吸塵器中，且已知包括用于分離絨毛和相對大的顆粒的低效旋風器和位于低效旋風器的下游且用于分離仍然被保持在空氣流內的細小的顆粒的高效旋風器。還已知提供了與多個較小的下游旋風器體部結合的上游旋風分離器，該下游旋風器體部被布置為彼此平行。這個類型的布置是已知的且描述在US3425192中。
[0003]在真空吸塵器應用中，特別在家庭式真空吸塵器應用中，期望在不損害器具的清潔性能的情況下使器具盡可能的緊湊。還期望包含在器具內的分離裝置的效率和性能盡可能的高(也就是說從空氣流中盡可能高比例分離非常細小的灰塵顆粒)。此外，期望真空吸塵器在不損害清潔性能的情況下盡可能地節能。特別是在電池供電的真空吸塵器的情況，例如手持式或機器人真空吸塵器。增加旋風分離器的分離性能和效率的典型的方法是減小下游旋風器體部的尺寸。使旋風器體部更小增大旋風器體部內的離心力，且由此改善從空氣流中對臟物和灰塵的分離。然而，減小旋風器體部的尺寸還減小每個旋風器體部可處理的空氣的體積。為了克服這個問題，額外的旋風器體部被提供以維持期望的空氣流，且防止在下游旋風器級處產生瓶頸。例如，在Dyson DC59手持式真空吸塵器中的旋風分離器有次級旋風器級，該次級旋風器級包括十五個平行的小旋風器體部以便提供期望的分離性能。實際上，已知一些旋風分離器包括上至五十四個平行的小的旋風器體部，比如Dyosn DC54桶式真空吸塵器。然而，增加較小的旋風器體部的數量還將導致分離器的尺寸且因此整個機械的尺寸的增大。此外，使得空氣流穿過多個小的旋風器體部所需的能量較大，且在蓄電池供電的真空吸塵器的情況下，這可對蓄電池壽命具有不利影響。
【發明內容】
[0004]本發明公開了一種分離器，該分離器用于從空氣流移除臟物顆粒，該分離器包括第一分離級和第二分離級，第一分離級具有葉輪，第二分離級具有被布置為平行的一個或多個旋風器體部，其中該第一分離級在第二分離級的上游，在第一分離級中該葉輪產生穿過分離器的空氣流且在空氣流內產生漩流，漩流將臟物顆粒徑向向外拋以產生空氣流的外部臟的部分和空氣流的內部清潔部分，且其中空氣流的臟的部分經過第二分離級，且空氣流的清潔部分繞過第二分離級。
[0005]結果，較小體積的空氣被要求經過第二分離級。經過第二分離級的空氣是穿過分離器的空氣的總體積的一部分。由此，在第二分離級中需要較少的旋風器體部以實現所需的分離性能。這允許分離器的總尺寸被保持盡可能地小，其對于任何真空吸塵器都是期望的，但在分離器被用于手持式真空吸塵器或機器人真空吸塵器的情況下特別重要。而且，當空氣穿過較少的小旋風器體部時，相比較于包含更大數量的小旋風器體部，較少的能量被第二分離級所需。因此，包含分離器的機器的能量效率可被提高，且在蓄電池供電的機器的情況下蓄電池壽命可被延長。
[0006]第一分離級可包括第一出口和第二出口。空氣流的臟的部分可通過第一出口排出第一分離級，空氣流的清潔空氣可通過第二出口排出第一分離級。結果，當離開第一分離級時可以不同地處理空氣的每個部分。
[0007]該空氣流的清潔部分可不具有從進入分離器的所有臟物顆粒的至少95%。結果，空氣的清潔部分可在不需要穿過任何進一步的分離級的情況下從分離器排出。
[0008]空氣流的臟的部分可包括進入分離器的總空氣流的5%和25%之間的量，且空氣流的清潔部分可包括進入分離器的總空氣流的75%和95%之間的量。結果，僅僅總空氣流的相對小比例經過第二分離級，且因此較少的能量在第二分離級處被需要。此外，在第二分離級處提供的旋風器體部的數量可被減少。
[0009]分離器可包括在第一分離級的上游的初始分離級，該初始分離級從空氣流移除較大的臟物顆粒和碎肩。結果，可阻擋或阻塞第一和第二分離級的任何較大的臟物顆粒或碎肩可在它進入第一分離級之前從空氣流移除。該初始分離級可包括旋風器腔，空氣流在進入第一分離級之前經過旋風器腔。
[0010]該第一分離級可包括電機，該電機用于驅動葉輪。通過將電機并入第一分離級，分離器的總尺寸可被減小。該電機還可通過與葉輪一起被定位于第一分離級中而得到改善冷卻的益處，該葉輪產生空氣流穿過分離器。
[0011]該電機可在60krpm之上的速度處旋轉葉輪。在高速度處旋轉葉輪將允許葉輪的尺寸保持較小，同時提供空氣流的期望水平。附加地，快速旋轉葉輪可導致臟物顆粒集中到空氣流的較小的部分。因此，空氣流的臟的部分將的體積將減小，且第二分離級上的空氣流負載被減小。
[0012]本發明還公開了一種用于從空氣流移除臟物顆粒的方法，該方法包括:在第一分離級中，使用葉輪產生空氣流和在空氣流內產生漩流，該漩流徑向向外拋臟物顆粒以產生空氣流的外部臟的部分和空氣流的內部清潔部分，空氣流的臟的部分經過具有平行布置的一個或多個旋風器體部的第二分離級，且清潔部分繞過第二分離級。
[0013]結果，從空氣流移除臟物顆粒的更節能的方法可被實現。特別地，被用于產生空氣流的葉輪還被用在第一分離級中以從空氣流的一部分移除臟物顆粒，且因此被提供到葉輪的更多能量被利用。附加地，第二分離級僅僅需要從總空氣流的相對小的比例分離臟物顆粒，且因此較少的能量在第二分離級處被需要，使整個系統更節能。
[0014]該方法還包括在第一分離級中葉輪的下游將空氣流的臟的部分從空氣流的清潔部分分開。空氣流的清潔部分可經過渦輪區段以從空氣流的清潔部分收回能量。因此，包含在空氣的清潔部分內的能量不被浪費，且被使用的總能量被減少，因此實現從空氣流移除臟物顆粒的更節能的方法。
[0015]該方法包括使用電機以60krpm之上的速度驅動葉輪。結果，期望的空氣流速率和臟物顆粒濃度可被實現。
[0016]該方法還可包括將空氣流經過第一分離級上游的初始分離級以從空氣流移除較大的臟物顆粒和碎肩。這將可阻擋或阻塞第一和第二分離級的任何較大的臟物顆粒或碎肩在它進入第一分離級之前從空氣流移除。
[0017]本發明還提供了一種真空吸塵器，包括如前任一段所述的分離器。
[0018]本發明還提供了一種真空吸塵器，該真空吸塵器包括葉輪和葉輪下游的旋風分離級，該葉輪用于產生空氣流穿過真空吸塵器，該旋風分離器有平行布置的一個或多個旋風器體部，該旋風器體部用于從空氣流移除臟物顆粒，其中該葉輪在空氣流內產生漩流，該漩流將包含在空氣流內的臟物顆粒徑向向外拋以產生空氣流的外部臟的部分和空氣流的內部清潔部分，且僅僅空氣流的臟的部分經過旋風分離級，以致僅僅總空氣流的5%和25%穿過旋風分離級用于從總空氣流移除所有臟物顆粒。
[0019]還描述了一種用于從空氣流分離顆粒的裝置，該裝置包括殼體和體部，該殼體包括內壁，該體部被定位在殼體內且從其分離以便在體部和內壁之間限定環形流動路徑，該殼體旋轉固定，且該體部可相對于殼體繞旋