Циклонное пылеулавливающее устройство и пылесос с устройством
Изобретение относится к циклонным пылеулавливающим устройствам и пылесосу. Циклонное пылеулавливающее устройство содержит корпус циклона, имеющий первую часть циклона и вторую часть циклона. Вторая часть циклона содержит совокупность конусов, узел крышки, соединенный с верхней частью корпуса циклона, для направления движения воздуха между первой частью циклона и второй частью циклона и приемник для загрязняющих веществ. Приемник для загрязняющих веществ соединен с нижней частью корпуса циклона и служит для улавливания загрязняющих веществ, отделенных от воздуха в первой и второй частях циклона. Конструкция данного устройства позволяет повысить пылеулавливающую способность, упростить конструкцию, а также уменьшить стоимость технического обслуживания. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.
Настоящее изобретение относится в основном к циклонному пылеулавливающему устройству и пылесосу, в котором используется такое устройство, а более конкретно к циклонному пылеулавливающему устройству, имеющему сдвоенные циклонные отсеки для обеспечения компактной и эффективной конструкции.
В общем случае вакуумный пылесос содержит основной корпус, в котором установлен источник привода, всасывающую щетку, соединенную с основным корпусом для всасывания пыли с очищаемой поверхности, и шланг или соединительную трубку, соединяющую всасывающую щетку и основной корпус. Пылесос вертикального типа может иметь всасывающую щетку, соединенную непосредственно с основным корпусом.
Основной корпус имеет источник привода, такой как электродвигатель привода, и фильтрующее устройство для фильтрации пыли из воздуха, всасываемого в пылесос. Основной корпус содержит камеру привода, в которой установлен электродвигатель привода, и пылеулавливающую камеру, в которой установлено фильтрующее устройство.
В качестве фильтрующего устройства можно применять пылевой фильтр, такой как пылевой мешок, который установлен с возможностью отсоединения в пылеулавливающей камере. Однако потребитель обязательно должен брать такой пылевой мешок руками и вынимать его, чтобы удалить загрязняющие вещества и получить возможность повторно использовать мешок, что негигиенично. Чтобы преодолеть вышеописанные недостатки, можно использовать фильтрующее средство одноразового использования, такое как пылевой мешок одноразового использования.
Однако использование одноразовых пылевых мешков увеличивает стоимость технического обслуживания.
Соответственно требуется циклонное пылеулавливающее устройство, которое может компенсировать вышеупомянутые неудобства, являющиеся результатом использования обычных пылевых мешков, и которое выполнено с возможностью улавливания пыли и загрязняющих веществ.
Настоящее изобретение направлено на решение вышеописанных проблем, присущих известному уровню техники, и один аспект настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать циклонное пылеулавливающее устройство, имеющее простую конструкцию и превосходную пылеулавливающую способность, а также пылесос, в котором применяется такое устройство.
Чтобы реализовать вышеупомянутые аспекты, предложено циклонное пылеулавливающее устройство, содержащее корпус циклона, имеющий первую часть циклона и вторую часть циклона, причем вторая часть циклона содержит совокупность конусов, узел крышки, соединенный с верхней частью корпуса циклона, для направления движения воздуха между первой частью циклона и второй частью циклона и приемник для загрязняющих веществ, соединенный с нижней частью корпуса циклона, для улавливания загрязняющих веществ, отделенных от воздуха в первой и второй частях циклона.
Узел крышки может содержать первый крышечный элемент, имеющий центробежный канал для направления воздуха, выпускаемого из первой части циклона, ко второй части циклона, и второй крышечный элемент, имеющий выпускной патрубок для выпуска воздуха из второй части циклона, причем второй крышечный элемент соединен с верхней частью первого крышечного элемента для обеспечения смешения и циркуляции выпускаемого воздуха в камере, ограниченной вторым крышечным элементом.
Количество центробежных каналов может соответствовать количеству конусов в упомянутой совокупности.
Первая часть циклона может иметь больший диаметр, чем вторая часть циклона, для обеспечения улавливания загрязняющих веществ в виде частиц больших размеров.
Первая часть циклона может содержать воздухозаборный патрубок, через который протекает воздух, содержащий загрязняющие вещества, и решетчатый элемент, установленный в верхней части камеры центробежного разделения.
Приемник для загрязняющих веществ может содержать первую камеру, соответствующую первой части циклона, и вторую камеру, соответствующую второй части циклона, причем вторая камера выполнена отдельной от первой камеры.
Первой камере может быть придана конфигурация цилиндра, по форме соответствующего первой части циклона.
В первой камере может быть предусмотрен потокоограничительный элемент для предотвращения циркуляции улавливаемых загрязняющих веществ в первой камере.
Вторая часть циклона предпочтительно имеет два конуса, каждый из которых имеет, по существу, одну и ту же форму и один и тот же размер.
Для реализации других аспектов также предложен пылесос, содержащий корпус пылесоса, имеющий электродвигатель привода для создания силы всасывания, всасывающую щетку, соединенную с корпусом пылесоса, для всасывания загрязняющих веществ с очищаемой поверхности и циклонное пылеулавливающее устройство, установленное в корпусе пылесоса, для отделения загрязняющих веществ от воздуха, всасываемого из всасывающей щетки, а циклонное пылеулавливающее устройство содержит корпус циклона, имеющий первую часть циклона и вторую часть циклона, причем вторая часть циклона содержит совокупность конусов, узел крышки, соединенный с верхней частью корпуса циклона, для направления движения воздуха между первой частью циклона и второй частью циклона и приемник для загрязняющих веществ, соединенный с нижней частью корпуса циклона, для улавливания загрязняющих веществ, отделенных от воздуха в первой и второй частях циклона.
Вышеупомянутые и другие аспекты, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более понятны при изучении нижеследующего подробного описания, приводимого со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 - перспективное изображение с частичным пространственным разделением деталей пылесоса, в котором применяется циклонное пылеулавливающее устройство, соответствующее конкретному варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.2 - перспективное изображение с пространственным разделением деталей циклонного пылеулавливающего устройства, показанного на фиг.1;
фиг.3 - сечение циклонного пылеулавливающего устройства, показанного на фиг.2, в сборе;
фиг.4 - вид в плане корпуса циклона, показанного на фиг.2.
Теперь, со ссылками на прилагаемые чертежи, будет приведено более подробное описание настоящего изобретения.
При последующем описании фигур чертежей одинаковые позиции используются для обозначения одних и тех же или аналогичных элементов на различных фигурах. Элементы и функции, охарактеризованные в описании, такие как конструкция и конструктивные элементы, следует рассматривать лишь как иллюстративные, способствующие достижению полного понимания изобретения. Таким образом, становится очевидным, что настоящее изобретение можно осуществить без использования некоторых или всех охарактеризованных элементов. Кроме того, широко известные функции или конструкции не описываются подробно во избежание перегрузки существа изобретения ненужными деталями.
Как видно из фиг.1, пылесос, соответствующий настоящему изобретению, содержит основной корпус 10, всасывающую щетку 30 и циклонное пылеулавливающее устройство 40. В основном корпусе 10 установлен источник привода, такой как электродвигатель (не показан), для создания силы всасывания. С этой целью основной корпус 10 включает в себя камеру 17 привода, в которой установлен электродвигатель привода, и пылеулавливающую камеру 13, соединенную и сообщающуюся по текучей среде с камерой 17 привода. В пылеулавливающей камере 13 установлено циклонное пылеулавливающее устройство 40.
Всасывающая щетка 30 всасывает воздух и загрязняющие вещества с очищаемой поверхности с помощью силы всасывания, создаваемой электродвигателем привода. Образован приточный канал 14 в форме трубки для транспортировки воздуха и загрязняющих веществ, всасываемых через всасывающую щетку по направлению к пылеулавливающей камере 13, то есть в циклонное пылеулавливающее устройство 40. Выпускной канал 15 соединяет пылеулавливающую камеру 13 и электродвигатель привода, так что чистый воздух, отфильтрованный циклонным пылеулавливающим устройством 40, можно надлежащим образом выпускать из пылесоса. Циклонное пылеулавливающее устройство подсоединено между приточным каналом 14 и выпускным каналом 15, и поэтому силу всасывания электродвигателя привода можно передавать к всасывающей щетке 30.
Циклонное пылеулавливающее устройство 40 отделяет загрязняющие вещества от воздуха, всасываемого через всасывающую щетку 30, посредством центробежного разделения. В частности, циклонное пылеулавливающее устройство 40 улавливает и удерживает загрязняющие вещества и выпускает чистый воздух в находящуюся снаружи окружающую среду посредством электродвигателя привода. Циклонное пылеулавливающее устройство 40 установлено с возможностью открепления в пылеулавливающей камере 13. Способ и средства прикрепления и открепления циклонного пылеулавливающего устройства 40 не важны в контексте настоящего изобретения, поэтому их подробное описание будет опущено. Циклонное пылеулавливающее устройство 40 можно крепить к основному корпусу 10 с использованием различных и хорошо известных способов и конструкций.
Как видно из фиг.2 и 3, циклонное пылеулавливающее устройство 40 содержит основной корпус 50 циклона, узлы 60 и 70 крышек, прикрепленные к верхней части основного корпуса 50 циклона, и приемник 80 для загрязняющих веществ, соединенный с нижней частью основного корпуса 50 циклона.
Основной корпус 50 циклона содержит первую часть 51 циклона и вторую часть 52 циклона. С первой частью 51 циклона соединен воздухозаборный патрубок 51а, и воздух, содержащий загрязняющие вещества, протекает в первую часть 50 циклона, через этот воздухозаборный патрубок 51а. Воздух, протекающий через воздухозаборный патрубок 51а, направляется вдоль наклонной направляющей части 51b в камеру 51с центробежного разделения (фиг.3). В первой части 51 циклона установлен решетчатый элемент 53, расположенный, по существу, в ее центре. Решетчатый элемент 53 содержит цилиндрическое тело 53а решетки, расположенное в центральной части первой части 51 циклона, и юбку 53b, выступающую из нижней части тела 53а решетки. В теле 53а решетки выполнено множество малых отверстий. По существу, воздух втекает через воздухозаборный патрубок 51а и подвергается центробежному отделению в первой части 51 циклона, так что загрязняющие вещества в виде частиц относительно больших размеров отделяются и падают под действием силы тяжести. Чистый воздух пропускается через малые отверстия тела 53а решетки и выпускается через верхнюю часть решетчатого элемента 53, как показано пунктирными стрелками. Как единое целое с наклонным направляющим каналом 51b выполнена установочная деталь 51d, которая обеспечивает опору для соединения с решетчатым элементом 53 и воздухозаборным патрубком 51а.
Вторая часть 52 циклона обеспечивает фильтр тонкой очистки для воздуха, который отфильтрован в первой части 51 циклона. Вторая часть 52 циклона содержит совокупность предпочтительно из двух конусов 54 и 55 циклона. Каждому из конусов 54 и 55 циклона придана такая конфигурация, что они имеют одинаковую высоту, и оба конуса 54, 55 выполнены как единое целое и примыкают друг к другу. Вторая часть 52 циклона и первая часть 51 циклона расположены одна слева, а другая справа от центральной линии соответственно, причем каждая из них занимает, по существу, одну и ту же площадь. В частности, первая часть 51 циклона и вторая часть 52 циклона отличаются только порядком фильтрации, а расположены они бок о бок. Более конкретно, как показано на виде в плане согласно фиг.4, первая и вторая части 51 и 52 циклона расположены таким образом, что воображаемая линия Х, соединяющая центры с1 и с2 конусов 54 и 55 второй части 52 циклона, не перекрывает первую часть 51 циклона. Расстояние L1 между центрами с1, с2 каждого конуса 54, 55 соответственно может быть меньше расстояния L2 между одним из центров - с1 или с2 и центром с3 первой части 51 циклона или равно этому расстоянию. В вышеописанной конфигурации корпуса 50 циклона циклонное пылеулавливающее устройство 40 может быть компактным, а эффективность фильтрации возрастает ввиду последовательных операций грубой и тонкой фильтрации.
Узлы 60 и 70 крышек подразделяются на первый крышечный элемент 60 и второй крышечный элемент 70. Первый крышечный элемент 60 направляет воздух, выпускаемый из первой части 51 циклона, по направлению ко второй части 52 циклона. Первый крышечный элемент 60 содержит пластинчатое тело 61 крышки, которому придана конфигурация, обеспечивающая соединение с верхней частью корпуса 50 циклона, и пару центробежных каналов 63 и 64, выполненных на первом крышечном элементе 60, для направления воздуха, выпускаемого из решетчатого элемента 53, по направлению к каждому из первого и второго конусов 54 и 55 циклона для тонкого центробежного отделения частиц пыли меньших размеров. В предпочтительном варианте пара центробежных каналов 63 и 64 выполнена как единое целое с телом 61 крышки, причем каналы представляют собой зеркальные отражения друг друга. Крышечный элемент 60 содержит пару проходящих вниз воздуховыпускных патрубков 65 и 66. Воздуховыпускные патрубки 65 и 66 соответствуют воздуху из первого и второго конусов 54 и 55 циклона соответственно и принимают этот воздух. Сразу же после отделения от него загрязняющих веществ воздух направляется из второй части 52 циклона и выпускается через воздуховыпускные патрубки 65 и 66.
Второму крышечному элементу 70 придана конфигурация и ориентация, позволяющая ему накрывать первый крышечный элемент 60. Второй крышечный элемент 70 обеспечивает пространство для повторного смешения воздуха, выпускаемого из одного из первого и второго воздуховыпускных патрубков 65 и 66, с воздухом, выпускаемым из другого патрубка, и обеспечивает камеру для удержания в ней воздуха на протяжении заданного интервала времени. Соответственно с помощью второго крышечного элемента 70, который действует по аналогии с глушителем, можно уменьшить шум быстротекущего воздуха. Второй крышечный элемент 70 содержит оконечный выпускной патрубок 71 для выпуска очищенного воздуха. Оконечный выпускной патрубок 71 может быть прямо или косвенно соединен с электродвигателем привода для получения из него силы всасывания. Оконечный выпускной патрубок 71 предпочтительно соединен с выпускным каналом 15 (фиг.1).
Приемник 80 для загрязняющих веществ установлен с помощью быстроразъемного соединения под нижней частью корпуса 50 циклона и соединен с ней. Приемник 80 для загрязняющих веществ содержит первую камеру 81 для улавливания загрязняющих веществ из первой части 51 циклона и вторую камеру 83 для улавливания загрязняющих веществ из второй части 52 циклона. Первой камере 81 придана конфигурация цилиндра, вследствие чего можно до некоторой степени поддерживать центробежное движение потока воздуха в первой части 51 циклона. Второй камере 83 можно придать нецилиндрическую конфигурацию с обеспечением надлежащих размеров и профилей. В первой камере 81 предпочтительно предусмотрен потокоограничительный элемент 85 для предотвращения циркуляции улавливаемых загрязняющих веществ внутри первой камеры 81. Потокоограничительный элемент 85 содержит стояк 85а, выступающий, по существу, из центрального места и проходящий от нижней поверхности первой камеры 81. Между стояком 85а и внутренней стенкой первой камеры 81 расположена перегородка 85b. Стояк 85а предотвращает подъем улавливаемых загрязняющих веществ вместе с восходящей частью циклонного потока воздуха, показанного сплошными стрелками. Перегородка 85b предотвращает вращение загрязняющих веществ, а также их перемещение по нижней поверхности первой камеры 81 и соответственно вносит замедление скорости движения загрязняющих веществ в виде твердых частиц, достаточное для воздействия на них силы тяжести, которое обусловливает падение загрязняющих веществ на нижнюю поверхность.
Ниже приводится описание работы пылесоса, имеющего циклонное пылеулавливающее устройство, соответствующее конкретному варианту осуществления настоящего изобретения.
Когда включают электродвигатель привода (не показан), создается сила всасывания. Эта сила всасывания передается посредством циклонного пылеулавливающего устройства 40 к всасывающей щетке 20 (фиг.1). Всасывающая щетка 20 всасывает воздух, в котором содержатся загрязняющие вещества, с очищаемой поверхности. Всасываемый воздух протекает в циклонное пылеулавливающее устройство 40 по приточному каналу 14 воздуха, показанному на фиг.1.
Загрязняющие вещества в виде частиц относительно больших размеров отделяются от воздуха, всасываемого в воздухозаборный патрубок 51а в первой части 51 циклона посредством центробежного воздействия на поток воздуха, как показано на фиг.3. Отделяемые загрязняющие вещества падают на нижнюю поверхность первой камеры 81, где они улавливаются и откуда потребитель может их удалить. После этого очищенный воздух выпускается через решетчатый элемент 53 и направляется по первому и второму центробежным каналам 63 и 64 во вторую часть 52 циклона.
Мелкие частицы пыли, содержащиеся во всасываемом воздухе, отделяются посредством центробежного воздействия и падают в направлении вниз в конусах 54 и 55 циклона второй части 51 циклона, и эти малые частицы пыли улавливаются во второй камере 83. Чистый воздух из каждого из конусов 54 и 55 циклона затем выпускается по каждому из выпускных патрубков 65 и 66 по направлению ко второму крышечному элементу 70. Выпуск воздуха, собираемого внутри второго крышечного элемента 70, задерживается на заранее заданное время посредством смешения и циркуляции этого воздуха в камере, образованной вторым крышечным элементом 70, и выпускается по оконечному выпускному патрубку 71 и по выпускному каналу 15 в электродвигатель привода.
Как описано выше, циклонное пылеулавливающее устройство 40 и пылесос, в котором применяется такое устройство, в соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения содержит первую и вторую части 51 и 52 циклона, и поэтому воздух можно очищать в ходе последовательного процесса, включающего в себя грубое центробежное разделение в первой части 51 циклона и тонкое центробежное разделение во второй части 52 циклона.
Первая часть 51 циклона фильтрует загрязняющие вещества в виде частиц больших размеров посредством большей центробежной силы, а вторая часть 52 циклона вычищает загрязняющие вещества в виде частиц меньших размеров в совокупности конусов, создавая при этом меньшую центробежную силу.
При использовании пылесоса, имеющего пылеулавливающее устройство 40, соответствующее вышеописанной конструкции, увеличивается эффективность потребления энергии и очистки.
Кроме того, первая часть 51 циклона и вторая часть 52 циклона выполнены с возможностью дополнения друг друга и, в частности, занятия по существу одинаковых площадей, вследствие чего может увеличиться эффективность очистки, а устройству можно придать такие размеры, что оно станет компактнее.
Дополнительные преимущества, задачи и признаки конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения частично изложены в описании, приведенном выше, а частично станут очевидными для обычных специалистов в данной области техники при достижении понимания изобретения или могут быть изучены в результате практического использования изобретения. Решение задач и достижение преимуществ конкретных вариантов осуществления изобретения можно реализовать так, как это изложено, в частности, в прилагаемой формуле изобретения.
1. Циклонное пылеулавливающее устройство, содержащее корпус циклона, имеющий первую часть циклона и вторую часть циклона, причем вторая часть циклона содержит совокупность конусов, узел крышки, соединенный с верхней частью корпуса циклона, для направления движения воздуха между первой частью циклона и второй частью циклона, и приемник для загрязняющих веществ, соединенный с нижней частью корпуса циклона, для улавливания загрязняющих веществ, отделенных от воздуха в первой и второй частях циклона.
2. Циклонное пылеулавливающее устройство по п.1, в котором узел крышки содержит первый крышечный элемент, имеющий центробежный канал для направления воздуха, выпускаемого из первой части циклона ко второй части циклона, и второй крышечный элемент, имеющий выпускной патрубок для выпуска воздуха из второй части циклона, причем второй крышечный элемент соединен с верхней частью первого крышечного элемента для обеспечения смешения и циркуляции выпускаемого воздуха в камере, ограниченной вторым крышечным элементом.
3. Циклонное пылеулавливающее устройство по п.2, в котором количество центробежных каналов соответствует количеству конусов в упомянутой совокупности конусов.
4. Циклонное пылеулавливающее устройство по п.1, в котором первая часть циклона имеет больший диаметр, чем вторая часть циклона, для обеспечения улавливания загрязняющих веществ в виде частиц больших размеров.
5. Циклонное пылеулавливающее устройство по п.1, в котором первая часть циклона дополнительно содержит воздухозаборный патрубок, через который протекает воздух, содержащий загрязняющие вещества, и решетчатый элемент, установленный в верхней части камеры центробежного разделения.
6. Циклонное пылеулавливающее устройство по п.1, в котором приемник для загрязняющих веществ дополнительно содержит первую камеру, соответствующую первой части циклона, и вторую камеру, соответствующую второй части циклона, причем вторая камера выполнена отдельной от первой камеры.
7. Циклонное пылеулавливающее устройство по п.6, в котором первой камере придана конфигурация цилиндра, по форме соответствующего первой части циклона.
8. Циклонное пылеулавливающее устройство по п.6, в котором в первой камере предусмотрен потокоограничительный элемент для предотвращения циркуляции улавливаемых загрязняющих веществ в первой камере.
9. Циклонное пылеулавливающее устройство по п.1, в котором вторая часть циклона имеет два конуса, каждый из которых имеет, по существу, одну и ту же форму и один и тот же размер.
10. Циклонное пылеулавливающее устройство по п.1, в котором первая и вторая части циклона расположены таким образом, что воображаемая линия, соединяющая центры конусов второй части циклона, не перекрывает первую часть циклона.
11. Циклонное пылеулавливающее устройство по п.1, в котором расстояние между центрами каждого из конусов второй части циклона меньше расстояния между одним из этих центров и центром первой части циклона или равно этому расстоянию.
12. Пылесос, содержащий корпус пылесоса, имеющий электродвигатель привода для создания силы всасывания, всасывающую щетку, соединенную с корпусом пылесоса, для всасывания загрязняющих веществ с очищаемой поверхности и циклонное пылеулавливающее устройство, установленное в корпусе пылесоса, для отделения загрязняющих веществ от воздуха, всасываемого из всасывающей щетки, причем циклонное пылеулавливающее устройство содержит корпус циклона, имеющий первую часть циклона и вторую часть циклона, причем вторая часть циклона содержит совокупность конусов, узел крышки, соединенный с верхней частью корпуса циклона, для направления движения воздуха между первой частью циклона и второй частью циклона и приемник для загрязняющих веществ, соединенный с нижней частью корпуса циклона, для улавливания загрязняющих веществ, отделенных от воздуха в первой и второй частях циклона.
