Многоступенчатое пылеулавливающее устройство

Изобретение относится к многоступенчатому пылеулавливающему устройству для пылесоса. Устройство содержит первый пылеуловитель, второй пылеуловитель, покрывающий узел и пылесборный узел. Первый пылеуловитель состоит из первого корпуса, всасывающей трубы и элемента предотвращения обратного потока. Первый корпус образует внешний контур первого пылеуловителя и имеет первое входное отверстие, через которое воздух втекает, и первое выходное отверстие, через которое воздух выпускается. Всасывающая труба предназначена для направления наружного воздуха внутрь первого корпуса. Второй пылеуловитель расположен вдоль периферии первого пылеуловителя и предназначен для отделения мелких частиц грязи из воздуха. Покрывающий узел расположен над первым и вторым пылеуловителями и предназначен для направления воздуха, выпускаемого из первого пылеуловителя, ко второму пылеуловителю и для выпуска наружу воздуха, выпускаемого из второго пылеуловителя. Достигается снятие ограничений на конструкцию многоступенчатого пылеулавливающего устройства, а также уменьшение длины трубы, что способствует увеличению эффективности всасывания. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Приоритет данной заявки заявляется по предварительной заявке на патент США №60/666093, поданной 29 марта 2005 года, а также, согласно §119(а) раздела 35 Свода Законов США, по заявке на патент Кореи №2005-38050, поданной 6 мая 2005 года, полное содержание которых включено в настоящую заявку посредством ссылки.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область изобретения

Настоящее изобретение относится к многоступенчатому пылеулавливающему устройству для пылесоса, в особенности к многоступенчатому пылеулавливающему устройству, которое отделяет и собирает грязь из втягиваемого воздуха в пылесосе в несколько этапов.

Описание уровня техники

Как известно, в пылеулавливающем устройстве для традиционного пылесоса используется мешок для пыли. Однако этот мешок требует замены, когда он наполняется, и, таким образом, причиняет неудобство пользователю и заставляет его выполнять неприятную работу. В попытке решить эту проблему было предложено пылеулавливающее устройство циклонного типа, отделяющее грязь от втягиваемого воздуха за счет использования центробежной силы.

Однако, поскольку может возникнуть обратный поток частиц грязи в циклонном пылеулавливающем устройстве, предусмотрен решетчатый элемент, или фильтр, у выпускного канала для воздуха с целью увеличения эффективности сбора пыли. Пример циклонного пылеулавливающего устройства изложен в выложенном патенте Кореи №2002-0073464. Однако, поскольку решетчатый элемент или фильтр выполнен в выпускном канале для воздуха, то увеличивается потеря давления, что значительно уменьшает всасывающее усилие. Для поддержания постоянного всасывающего усилия мощность всасывающего двигателя должна быть увеличена. Однако это служит причиной большого потребления энергии.

Разработанные на данный момент циклонные пылеулавливающие устройства отделяют грязь от втягиваемого воздуха путем центрифугирования как минимум в два этапа. Однако в этом случае многоступенчатое циклонное пылеулавливающее устройство имеет удлиненный канал для воздушного потока и, таким образом, снижается всасывающее усилие.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение разработано для решения указанных выше проблем, свойственных предшествующему уровню техники. Соответственно задача настоящего изобретения состоит в создании многоступенчатого пылеулавливающего устройства, которое способно достичь высокой эффективности сбора пыли, а также поддерживать постоянное всасывающее усилие.

Указанные выше и/или другие задачи достигаются путем создания многоступенчатого пылеулавливающего устройства, содержащего первый пылеуловитель, предназначенный для отделения частиц грязи из втягиваемого воздуха с использованием силы тяжести и инерции, второй пылеуловитель, расположенный на периферии первого пылеуловителя и предназначенный для отделения мелких частиц грязи от воздуха, вытекающего из первого пылеуловителя, с использованием центробежной силы, покрывающий узел, расположенный над первым и вторым пылеуловителями и предназначенный для направления воздуха, выпускаемого из первого пылеуловителя, ко второму пылеуловителю и для выпуска наружу воздуха, выпускаемого из второго пылеуловителя, и пылесборный узел, предназначенный для сбора частиц грязи, отделенных из воздуха в первом и втором пылеуловителях.

Первый пылеуловитель предпочтительно, но не обязательно, содержит первый корпус, образующий внешний контур первого пылеуловителя и имеющий первое входное отверстие, через которое воздух втекает внутрь, и первое выходное отверстие, через которое воздух выпускается, всасывающую трубу, предназначенную для направления наружного воздуха в первый корпус и вниз, и элемент предотвращения обратного потока, расположенный в первом корпусе и предназначенный для предотвращения обратного потока собранных частиц грязи.

Всасывающая труба предпочтительно, но не обязательно проходит через центральную часть первого корпуса вдоль его оси.

Всасывающая труба предпочтительно, но не обязательно содержит горизонтальную часть, проходящую через второй пылеуловитель и первый корпус первого пылеуловителя и предназначенную для направления наружного воздуха внутрь первого корпуса, и вертикальную часть, которая расположена параллельно оси первого корпуса, один конец которой соединен с горизонтальной частью, а другой конец соединен с первым входным отверстием, и которая предназначена для направления воздуха, вытекающего из горизонтальной части, в направлении нижней части первого корпуса.

Элемент предотвращения обратного потока предпочтительно но не обязательно, имеет отверстие заданного диаметра, обеспечивающее прохождение через него вертикальной части всасывающей трубы, причем между элементом предотвращения обратного потока и указанной вертикальной частью образовано отверстие для протекания воздуха.

Второй пылеуловитель предпочтительно, но не обязательно содержит второй корпус, образующий внешний контур второго пылеуловителя, и циклоны, расположенные на внутренней периферии второго корпуса и предназначенные для центробежного отделения мелких частиц грязи из воздуха, вытекающего из первого пылеуловителя, при этом горизонтальная часть всасывающей трубы проходит через центральную часть второго корпуса.

Каждый циклон предпочтительно, но не обязательно содержит циклонную камеру для центробежного отделения частиц грязи из воздуха, вытекающего из первого пылеуловителя, стенку камеры, расположенную между первым и вторым корпусами с образованием циклонной камеры, второе входное отверстие для направления через него воздуха, выпускаемого из первого пылеуловителя, в направлении циклонной камеры, и второе выходное отверстие для выпуска наружу воздуха, отделенного от частиц грязи в циклонной камере.

Покрывающий узел предпочтительно, но не обязательно содержит крышку, направляющие каналы для втекающего воздуха, проточно сообщающиеся с первым выходным отверстием первого пылеуловителя и вторыми входными отверстиями циклонов, направляющие каналы для вытекающего воздуха, проточно сообщающиеся со вторыми выходными отверстиями циклонов, и трубу для выпуска воздуха, расположенную на крышке и предназначенную для сбора воздуха, выпускаемого из соответствующих каналов для вытекающего воздуха, и выпуска наружу собранного воздуха.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Указанные выше и другие аспекты предлагаемого изобретения станут очевидны и скорее оценены из последующего описания одного варианта выполнения предлагаемого изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 изображает в аксонометрии многоступенчатое пылеулавливающее устройство в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения;

фиг.2 изображает вид сверху устройства, изображенного на фиг.1;

фиг.3 изображает в аксонометрии внутреннюю часть многоступенчатого пылеулавливающего устройства, показанного на фиг.1;

фиг.4 изображает поперечный разрез устройства, изображенного на фиг.2, по линии IV-IV; и

фиг.5 изображает поперечный разрез устройства, изображенного на фиг.1, по линии V-V.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРНОГО ВАРИАНТА ВЫПОЛНЕНИЯ

В дальнейшем многоступенчатое пылеулавливающее устройство в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения описано со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Как показано на фиг.1, многоступенчатое пылеулавливающее устройство 100 содержит пылеулавливающий узел 200, форма которого напоминает цилиндр, покрывающий узел 500, расположенный в верхней части пылеулавливающего узла 200, и пылесборный узел 600, расположенный под пылеулавливающим узлом 200. Сбоку от пылеулавливающего узла 200 расположена всасывающая труба 320 для воздуха, предназначенная для направления наружного воздуха к внутренней части первого пылеуловителя 300 (см. фиг.3) пылеулавливающего узла 200. Пылеулавливающий узел 200 отделяет грязь от воздуха, втягиваемого через всасывающую трубу 320, и выпускает очищенный воздух. В верхней части покрывающего узла 500 расположена труба 540 для выпуска воздуха, предназначенная для выпуска наружу воздуха, выпущенного из пылеулавливающего узла 200. Узел 600 собирает грязь, отделенную от воздуха в пылеулавливающем узле 200.

Как показано на фиг.3 и 4, пылеулавливающий узел 200 содержит первый пылеуловитель 300 и второй пылеуловитель 400. Первый пылеуловитель 300 на первом этапе отделяет частицы грязи из втягиваемого воздуха за счет использования силы тяжести и инерции. Второй пылеуловитель 400 расположен на внешней периферии первого пылеуловителя 300 и на втором этапе отделяет мелкие частицы грязи, которые еще не были отделены в первом пылеуловителе 300, за счет использования центробежной силы.

Первый пылеуловитель 300 содержит первый корпус 310, всасывающую трубу 320 и элемент 330 предотвращения обратного потока.

Первый корпус 310, форма которого напоминает цилиндр, образует внешний контур первого пылеуловителя 300. Первый корпус 310 содержит первое входное отверстие 311, через которое воздух втекает в первый корпус 310 из всасывающей трубы 320, и первое выходное отверстие 312, через которое воздух выпускается наружу первого корпуса 310.

Всасывающая труба 320 имеет криволинейную форму, такую что она имеет горизонтальную часть 321 и вертикальную часть 322. Участок горизонтальной части 321 выступает из второго корпуса 410 второго пылеуловителя 400, а остальная часть горизонтальной части 321 проходит через второй корпус 410 второго пылеуловителя 400 и первый корпус 310 первого пылеуловителя 300. Вертикальная часть 322 проточно сообщается с горизонтальной частью 321 и проходит вниз и к узлу 600 параллельно общей оси 301 первого корпуса 410 и второго корпуса 310. Всасывающее отверстие 321а для воздуха образовано в горизонтальной части 321 и предназначено для направления воздуха в многоступенчатое пылеулавливающее устройство 100. В другом варианте выполнения всасывающее отверстие 321а образовано непосредственно во втором корпусе 410. Вертикальная часть 322 соединена с первым входным отверстием 311 для направления воздуха, прошедшего через всасывающую трубу 320, в первый корпус 310.

Как описано выше, всасывающая труба 320 направляет вниз загрязненный воздух в первом пылеуловителе 300. Грязь, заключенная в опускающемся воздухе, опускается благодаря силе тяжести и инерции и сталкивается с нижней поверхностью 611 узла 600, отделяясь таким образом от воздуха и собираясь в первой пылеулавливающей камере 620. Воздух, отделенный от грязи, поднимается благодаря всасывающему усилию двигателя (не показан), расположенному в пылесосе (не показан). Как показано на фиг.2, всасывающая труба 320 проходит через верхнюю центральную часть 313 первого и второго корпусов 310 и 410 по оси 310 этих корпусов. В отличие от традиционного циклонного пылеулавливающего устройства в предлагаемом устройстве 100 нет необходимости в расположении всасывающей трубы 310 или отверстия для втекания воздуха на верхней боковой части 314 первого корпуса 310 для создания центробежной силы. Это объясняется тем, что в соответствии с настоящим изобретением грязь отделяется от втягиваемого воздуха посредством силы тяжести и инерции. Соответственно нет ограничений в конструкции многоступенчатого пылеулавливающего устройства 100 и, таким образом, эффективность всасывания может быть увеличена.

Элемент 330 предназначен для предотвращения обратного потока грязи, собранной в узле 600. В показанном варианте выполнения элементы 330, имеющие различную высоту, расположены в первом корпусе 310.

У каждого элемента 330 один конец закреплен на внутренней поверхности первого корпуса 310, а другой конец наклонен вниз к узлу 600. Было установлено, что если имеется слишком много элементов 330, то эффективность всасывания может ухудшиться, и поэтому предпочтительно иметь около двух элементов предотвращения обратного потока, т.е. первый элемент 331 и второй элемент 332. На фиг.3 первый и второй элементы 331, 332 предотвращения обратного потока показаны с вырезанными частями для удобства объяснений.

Первый элемент 331 расположен в нижней части первого корпуса 310 вблизи узла 600. Первый элемент 331 может быть приклеен или приварен к первому корпусу 310, или может быть выполнен за одно целое с первым корпусом 310. Первый элемент 331 имеет угол θ1 наклона по отношению к первому корпусу 310 и первое отверстие 333, имеющее заданный диаметр D1. Благодаря наличию первого угла θ1 наклона частицы грязи, скопившиеся на верхней поверхности 331а первого элемента 331, соскальзывают вниз к узлу 600. Между тем, между концом 331b первого элемента 331 и вертикальной частью 332 всасывающей трубы 320 образовано первое отверстие 335 для прохода воздуха.

Второй элемент 332 расположен над первым элементом 331 и закреплен на первом корпусе 310. Как и первый элемент 331, второй элемент 332 может быть приклеен или приварен к первому корпусу 310, или может быть выполнен за одно целое с первым корпусом 310. Второй элемент 332 имеет второй угол θ2 наклона по отношению к первому корпусу 310 и второе отверстие 334, имеющее заданный диаметр D2. Благодаря наличию второго угла θ2 наклона частицы грязи, скопившиеся на верхней поверхности 332а второго элемента 332, соскальзывают вниз к узлу 600. Между тем, между концом 332b второго элемента 332 и вертикальной частью 332 всасывающей трубы 320 образовано второе отверстие 336 для прохода воздуха.

Как описано выше, благодаря элементу 330 предлагаемое устройство 100 не требует наличия решетчатого элемента или фильтра для предотвращения обратного потока частиц грязи. Соответственно конструкция устройства 100 упрощена по сравнению с известными устройствами.

Второй пылеуловитель 400 содержит второй корпус 410 цилиндрической формы, образующий внешний контур второго пылеуловителя 400, и циклоны 420, расположенные на внутренней периферии второго корпуса 410. Каждый циклон 420 содержит циклонную камеру 421, стенку 422 камеры, образующую циклонную камеру 421, второе входное отверстие 423 и второе выходное отверстие 424. Второе входное отверстие 423 расположено с одной стороны стенки 422 с обеспечением формирования завихрения из воздуха, втягиваемого в циклонную камеру 421. Стенка 422 и камера 421 имеют форму перевернутого конуса, диаметр которого постепенно уменьшается к одному концу. Загрязненный воздух опускается в камере 421 по мере формирования завихрения. Грязь отделяется путем центрифугирования и собирается во второй пылеулавливающей камере 630 узла 600. Воздух, выпускаемый из первого пылеуловителя 300, проходит через второе входное отверстие 423, а очищенный воздух, отделенный от грязи в циклонной камере 421, выпускается через втрое выходное отверстие 424.

В той зоне второго корпуса 410, через которую проходит всасывающая труба 320 (см. фиг.5), циклоны 420 отсутствуют.

Покрывающий узел 500, расположенный над первым и вторым пылеуловителями 300 и 400, содержит крышку 510, соединенную со вторым корпусом 410, направляющие каналы 520 для втекающего воздуха, направляющие каналы 530 для вытекающего воздуха и трубу 540 для выпуска воздуха, образованную в верхней части крышки 510. Направляющие каналы 520 проточно сообщаются с первым входным отверстием 312 первого пылеуловителя 300 и вторыми входными отверстиями 423 циклонов 420. Направляющие каналы 530 проточно сообщаются со вторым выходным отверстием 424. Крышка 510 может быть выполнена с образованием единого целого с каналами 520 и 530 или может быть изготовлена отдельно от них. Труба 540 проточно сообщается с каналами 530 и направляет воздух, выпущенный из соответствующих циклонов 420, через каналы 530 наружу устройства 100. В этом варианте выполнения труба 540 расположена в верхней части крышки 510, но это не стоит рассматривать как ограничение. Труба 540 может быть расположена сбоку от крышки 510.

Узел 600 собирает частицы грязи, отделенные в первом и втором пылеуловителях 300 и 400, и имеет форму перевернутого усеченного конуса. Для удобства извлечения собранной грязи узел 600 соединен с возможностью разъединения с пылеулавливающим узлом 200. Узел 600 содержит основную часть 610, образующую внешний контур узла 600, первую пылеулавливающую камеру 620 для сбора грязи, отделенной в первом пылеуловителе 300, вторую пылеулавливающую камеру 630 для сбора грязи, отделенной во втором пылеуловителе 400, и перегородку 640 для отделения первой и второй пылеулавливающих камер 620 и 630 друг от друга.

Далее со ссылкой на фиг.4 описана работа предлагаемого устройства 100.

Когда пылесос (не показан) подключен к источнику питания, создается всасывающее усилие. За счет всасывающего усилия загрязненный воздух втягивается в первый пылеуловитель 300 через всасывающую трубу 320 и первое входное отверстие 311.

Воздух, втягиваемый через всасывающую трубу 320, опускается и попадает на дно 611 первой пылеулавливающей камеры 620. Относительно большие частицы грязи имеют тенденцию продолжать опускаться из-за инерции и силы тяжести так, что они сталкиваются с нижней поверхностью 611 камеры 620 и отделяются от воздуха.

Воздух, отделенный от грязи, выходит последовательно через первое отверстие 335 и второе отверстие 336. В это время грязь, находящаяся в воздухе, сталкивается с первым и вторым элементами 331 и 332 и поэтому не поднимается. Точнее грязь отделяется от воздуха и падает в первую пылеулавливающую камеру 620.

Воздух, выходящий из второго отверстия 336, проходит через первое выходное отверстие 312 и направляется к каналам 520. Затем воздух втекает в соответствующие циклонные камеры 421 через вторые выходные отверстия 423 циклонов 420. Мелкие частицы пыли отделяются путем центрифугирования в циклонных камерах 421 и собираются во второй камере 630 узла 600.

Очищенный воздух проходит через вторые выходные отверстия 424 циклонов 420 и направляющие каналы 530, после чего собирается в крышке 510 узла 500. Очищенный воздух выпускается наружу устройства 100.

Как описано выше, в соответствии с настоящим изобретением относительно большие частицы грязи на первом этапе отделяются за счет использования силы тяжести и инерции, а относительно мелкие частицы грязи на втором этапе отделяются за счет использования центробежной силы. Соответственно по сравнению с традиционным циклонным пылеулавливающим устройством, использующим центробежную силу и на первом, и на втором этапах отделения, потеря всасывающего усилия может быть значительно уменьшена. Следовательно, потребление энергии может быть уменьшено.

Так как элемент 330 предотвращения обратного потока выполнен в первом пылеуловителе 300, отделяющем грязь на первом этапе, он предотвращает поток больших частиц грязи во второй пылеуловитель 400. Кроме того, во втором пылеуловителе 400 выполнены циклоны 420 для увеличения эффективности сбора мелких частиц грязи.

Вышеуказанные вариант выполнения и преимущества являются иллюстративными, и их не следует толковать как ограничивающие настоящее изобретение. Настоящее изобретение легко может быть применено к другим типам устройств. Кроме того, описание вариантов выполнения настоящего изобретения предназначено для иллюстрации и не ограничивает объем формулы изобретения. Для специалиста в данной области очевидны возможности многих вариантов, видоизменений и модификаций.

1. Многоступенчатое пылеулавливающее устройство, содержащее первый пылеуловитель, предназначенный для отделения частиц грязи из втягиваемого воздуха с использованием силы тяжести и инерции и содержащий первый корпус, образующий внешний контур первого пылеуловителя и имеющий первое входное отверстие, через которое воздух втекает, и первое выходное отверстие, через которое воздух выпускается, всасывающую трубу, предназначенную для направления наружного воздуха внутрь первого корпуса и вниз и содержащую горизонтальную часть, проходящую через второй пылеуловитель и первый корпус первого пылеуловителя и предназначенную для направления наружного воздуха внутрь первого корпуса, и вертикальную часть, которая расположена параллельно оси первого корпуса и один конец которой соединен с указанной горизонтальной частью, а другой конец соединен с первым входным отверстием, и которая направляет воздух, вытекающий из горизонтальной части, в направлении нижней части первого корпуса, и элемент предотвращения обратного потока, расположенный в первом корпусе и предназначенный для предотвращения обратного потока собранных частиц грязи; второй пылеуловитель, расположенный вдоль периферии первого пылеуловителя и предназначенный для отделения мелких частиц грязи из воздуха, втекающего из первого пылеуловителя, с использованием центробежной силы; покрывающий узел, расположенный над первым и вторым пылеуловителями и предназначенный для направления воздуха, выпускаемого из первого пылеуловителя, ко второму пылеуловителю и для выпуска наружу воздуха, выпускаемого из второго пылеуловителя; и пылесборный узел, предназначенный для сбора частиц грязи, отделенных из воздуха в первом и втором пылеуловителях.

2. Многоступенчатое пылеулавливающее устройство по п.1, в котором всасывающая труба проходит через центральную часть первого корпуса вдоль его оси.

3. Многоступенчатое пылеулавливающее устройство по п.1, в котором элемент предотвращения обратного потока имеет отверстие заданного диаметра, обеспечивающее прохождение через него вертикальной части всасывающей трубы, причем между элементом предотвращения обратного потока и указанной вертикальной частью образовано отверстие для протекания воздуха.

4. Многоступенчатое пылеулавливающее устройство по п.1, в котором второй пылеуловитель содержит второй корпус, образующий внешний контур второго пылеуловителя, при этом горизонтальная часть всасывающей трубы проходит через центральную часть второго корпуса, и циклоны, расположенные вдоль внутренней периферии второго корпуса и предназначенные для центробежного отделения мелких частиц грязи из воздуха, вытекающего из первого пылеуловителя.

5. Многоступенчатое пылеулавливающее устройство по п.4, в котором каждый циклон содержит циклонную камеру для центробежного отделения частиц грязи из воздуха, вытекающего из первого пылеуловителя, стенку камеры, расположенную между первым и вторым корпусами с образованием циклонной камеры, второе входное отверстие, предназначенное для направления через него воздуха, выпускаемого из первого пылеуловителя, в направлении циклонной камеры, и второе выходное отверстие, предназначенное для выпуска наружу воздуха, отделенного от частиц грязи в циклонной камере.

6. Многоступенчатое пылеулавливающее устройство по п.5, в котором покрывающий узел содержит крышку, направляющие каналы для втекающего воздуха, проточно сообщающиеся с первым выходным отверстием первого пылеуловителя и вторыми входными отверстиями циклонов, направляющие каналы для вытекающего воздуха, проточно сообщающиеся с вторыми выходными отверстиями циклонов, и трубу для выпуска воздуха, расположенную на крышке и предназначенную для сбора воздуха, выпускаемого из соответствующих направляющих каналов для вытекающего воздуха, и выпуска наружу собранного воздуха.