ЦИКЛОННЫЙ ПЫЛЕСБОРНИК Российский патент 2005 года по МПК A47L9/16 B04C5/24 

Настоящее изобретение относится к пылесосу, в частности к циклонному пылесборнику, который с помощью центробежной силы отделяет пыль и мусор от всасываемого воздуха и собирает пыль и мусор.

Как правило, пылесос вертикального или горизонтального типов имеет всасывающую щетку, которая соединена с корпусом пылесоса и перемещается по обрабатываемой поверхности. Внутреннее пространство корпуса пылесоса разделено на пылесборную камеру, в которой установлен с возможностью удаления пылевой фильтр, и на камеру электромоторного привода, в которой установлен электродвигатель для создания всасывающей силы. При работающем электродвигателе во всасывающей щетке создается всасывающая сила. Под воздействием всасывающей силы содержащий пыль и мусор воздух втягивается в корпус пылесоса с обрабатываемой поверхности. Втянутый воздух выпускается после его прохода через пылевой фильтр, установленный в пылесборной камере корпуса пылесоса. Увлекаемые воздухом пыль и мусор отделяются от воздуха и собираются на пылевом фильтре, и воздух, от которого отделены пыль и мусор, выходит наружу через камеру электромоторного привода.

Но обычный пылесос описываемой выше конструкции для того, чтобы отделять и улавливать пыль и мусор, должен иметь расходный пылевой фильтр.

Помимо этого, пылевой фильтр необходимо периодически заменять на новый, когда установленный в данное время фильтр заполнится пылью и мусором. Для замены пользователю приходится непосредственно прикасаться к пылевому фильтру, что вызывает неудобство или вредит здоровью пользователя.

Для решения указанных выше проблем предложен и сейчас широко используется циклонный пылесборник, обеспечивающий хорошие характеристики пылеулавливания и выполненный с возможностью полупостоянного использования после удаления из него наполнившегося отфильтрованного мусора. Это циклонное пылесборное устройство отделяет и улавливает пыль и мусор из воздуха за счет центробежного эффекта.

Но вместо использования обычного пылесборного мешка или пылевого фильтра указанный циклонный пылесборник использует полупостоянное средство циклонного пылеулавливания. Поэтому кпд по пылеулавливанию зависит от конструкции или рабочих показателей, и вследствие этого в некоторых возможных случаях циклонный пылесборник будет пропускать мелкие частицы вместо полного их отфильтровывания. Соответственно, существует необходимость создания циклонного пылесборника, обеспечивающего эффективные отделение и улавливание мелких частиц.

Технической задачей настоящего изобретения стало решение упоминаемых выше проблем. Соответственно, технической задачей данного изобретения стало создание циклонного пылесборника усовершенствованной конструкции, эффективно отделяющего и улавливающего мелкие частицы.

Данная техническая задача решается за счет создания циклонного пылесборника, который по меньшей мере два раза фильтрует пыль и мусор из втягиваемого воздуха. Циклонный пылесборник содержит многоциклонный блок, имеющий первый циклон и совокупность вторых циклонов, установленных вне первого циклона, для центробежного отделения пыли и мусора от втягиваемого воздуха; крышку, соединенную с верхней частью многоциклонного блока и обеспечивающую сообщение по текучей среде первого и второго циклонов друг с другом; и мусоросборник, соединенный с нижней частью многоциклонного блока и собирающий в себе пыль и мусор, центробежно отделенные.

Первый циклон может содержать всасывающий вход, через который втягивается содержащий пыль и мусор воздух; внутренний кожух цилиндрической формы, соединенный со всасывающим входом; решетку, расположенную внутри внутреннего кожуха; и выпускное отверстие воздуха, расположенное на верхнем конце внутреннего кожуха и соединенное с решеткой.

Всасывающий вход может иметь по меньшей мере одну часть по существу куполообразного поперечного сечения.

Первый циклон может также иметь направляющую воздух стенку, соединенную со всасывающим входом, чтобы обеспечивать сообщение по текучей среде выпускного отверстия воздуха с внутренней стенкой внутреннего кожуха.

Направляющая воздух стенка может иметь постепенный наклон вниз по спирали.

Решетка может содержать цилиндрическое тело, имеющее перфорации, и юбку, проходящую от нижнего конца тела и имеющую вырезанную часть, вырезанную в ней в круговом направлении.

Юбка может иметь наклонную поверхность с наклоном вниз в сторону вырезанной части в круговом направлении.

Второй циклон может содержать наружный кожух, окружающий внешний периметр первого циклона, и воронкообразный элемент, выполненный между наружным кожухом и первым циклоном и имеющий открытые верхний и нижний концы, и в котором через открытые верхний и нижний концы содержащий пыль и мусор воздух входит из крышки в воронкообразный элемент и очищенный воздух выходит из воронкообразного элемента.

Множество воронкообразных элементов может быть расположено в круговом направлении в заданном порядке, формируя многоциклонный блок.

Снаружи первого циклона за исключением заданного промежутка на заданном интервале могут быть установлены воронкообразные элементы.

Первый и второй циклоны могут быть выполнены за одно целое друг с другом.

Крышка может содержать первую крышку, соединенную с верхней частью многоциклонного блока и имеющую центробежные проходы для направления воздуха, выходящего из первого циклона, и его завихрения в сторону вторых циклонов, и выходные отверстия; и вторую крышку, закрывающую верхнюю часть первой крышки и имеющую выпускной выход, через который выпускается воздух, прошедший выпускные отверстия.

Мусоросборник может содержать основную емкость, соединенную с нижней частью второго циклона, и перегородку в основной емкости, которая разделяет основную емкость на первое и второе пространства, где отделенный первым циклоном относительно крупный мусор собирается в первом пространстве и отделенный вторыми циклонами относительно мелкий мусор собирается во втором пространстве.

Описанные выше особенности и преимущества настоящего изобретения будут пояснены в подробном описании осуществления настоящего изобретения, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 - вид в перспективе циклонного пылесборника согласно варианту воплощения настоящего изобретения;

Фиг. 2 - вид в перспективе, с пространственным разделением деталей, циклонного пылесборника, показанного на Фиг. 1;

Фиг. 3 - поперечное сечение многоциклонного блока, показанного на Фиг. 2, по линии I-I;

Фиг. 4 - поперечное сечение многоциклонного блока, показанного на Фиг. 2, по линии II-II;

Фиг. 5 - вид в перспективе решетки, показанной на Фиг. 3; и

Фиг. 6 - сечение, показывающее решетку и выпускное отверстие воздуха согласно Фиг. 5, в сборе.

Далее циклонный пылесборник согласно варианту воплощения настоящего изобретения описывается подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Фиг. 1 - вид в перспективе циклонного пылесборника согласно варианту воплощения настоящего изобретения. Как видно из Фиг. 1, циклонный пылесборник содержит многоциклонный блок 11, крышку 12, соединенную с верхней частью многоциклонного блока 11, и мусоросборник 13, соединенный с нижней частью многоциклонного блока 11.

Как видно из Фиг. 2-4, многоциклонный блок 11 содержит первый циклон 20 и совокупность вторых циклонов 30, которые расположены вне первого циклона 20.

Первый циклон 20 содержит внутренний кожух 21 по существу цилиндрической формы, всасывающий вход 23 для втягивания по нему воздуха во внутренний кожух 21 и решетку 27, соединенную с выпускным отверстием 25 воздуха во внутреннем кожухе 21. Внутренний кожух 21 выполнен заодно с наружным кожухом 31, описываемым ниже. Внутренний кожух 21 имеет открытый нижний конец, и верхний конец внутреннего кожуха 21 открыт через выпускное отверстие 25 воздуха. Выпускное отверстие 25 воздуха меньше внутреннего диаметра внутреннего кожуха 21. Внутренняя поверхность внутреннего кожуха 21 посредством текучей среды сообщается с выпускным отверстием 25 воздуха через направляющую воздух стенку 26. Высота направляющей воздуха стенки 26 постепенно снижается с внешней стороны выпускного отверстия 25 воздуха в круговом направлении. Например, направляющая воздух стенка 26 проходит определенное расстояние в спиральном направлении. Направляющая воздух стенка 26 имеет форму купола в более высокой части и в плоскости на нижней части. Куполообразная часть направляющей воздух стенки 26 соединена со всасывающим входом 23.

Всасывающий вход 23 направляет содержащий пыль и мусор воздух во внутренний кожух 21. Всасывающий вход 23 соединен, с наружной стороны наружного кожуха 31, с внутренним кожухом 21. Впускное отверстие 23а на внешней стороне всасывающего входа 23 имеет по существу противокруговую трубчатую форму. То есть, впускное отверстие 23а всасывающего входа 23 имеет прямолинейную нижнюю стенку S1, прямолинейную вертикальную стенку S2 и куполообразную верхнюю стенку S3. Верхняя стенка S3 соединяется с направляющей воздух стенкой 26. Всасывающий вход 23 направляет воздух, втягиваемый через впускное отверстие 23а, в результате чего воздух постепенно направляется в нижнюю сторону. Направляющая воздух стенка 26 направляет втягиваемый воздух с наклоном в более нижнем направлении, тем самым создавая всасывающую силу. Куполообразная часть направляющей воздух стенки 26, показанная на Фиг. 3, помогает естественно направлять втягиваемый через всасывающий вход 23 воздух. В частности, поскольку воздух направляется по скругленной поверхности, не имеющей форму острого угла, поэтому завихряющее действие сводится к минимуму, с усилением всасывающей силы. При усилении всасывающей силы кпд по пылеотделению возрастает.

Решетка 27 препятствует обратному уходу относительно крупного мусора, центробежно отделенного во внутреннем кожухе 21, и его выходу из выпускного отверстия 25 воздуха. Как видно из Фиг. 5 и 6, решетка 27 имеет тело 27а, имеющее на себе множество перфораций h, и юбку 27b, соединенную с нижним концом тела 27а. Тело 27а имеет верхний конец и выполнено в форме цилиндра. Верхний конец тела 27а соединен с выпускным отверстием 25 для воздуха. Для этого соединения соединительное углубление 27с сформировано в верхнем конце тела 27а. Как видно из Фиг. 6, соединительный выступ 25а на внутренней стенке выпускного отверстия 25 воздуха вставлен в соединительное углубление 27с. То есть, соединительное углубление 27с соединено с соединительным выступом 25а таким образом, что тело 27а вставлено внутрь выпускного отверстия 25 воздуха и затем повернуто под определенным углом.

Нижний конец тела 27а закрыт, и юбка 27b проходит от наружного периметра нижнего конца. Юбка 27b имеет наружный диаметр, который меньше внутреннего диаметра внутреннего кожуха 21, но крупнее наружного диаметра тела 27а. Юбка 27b препятствует обратному уходу мусора, центробежно отделенного во внутреннем кожухе 21. Юбка 27b имеет вырезанную часть 27d, вырезанную из нее в круговом направлении. Вырезанная часть 27d пропускает мусор, который крупнее зазора между юбкой 27а и внутренним кожухом 21. Юбка 27b имеет наклонную поверхность 27е, постепенно наклоняющуюся к вырезанной части 27d в круговом направлении. Наклонная поверхность 27е понижается в сторону центробежного направления воздуха. Соответственно, мусор, попадающий на юбку 27b, перемещается по наклонной поверхности 27е под воздействием центробежной силы и падает вниз через вырезанную часть 27d.

Множество вторых циклонов 30 расположено вне внутреннего кожуха 21 по кругу. Множество вторых циклонов 30 использует наружный кожух 31, охватывающий внутренний кожух 21, как общее пылесборное пространство. Соответственно, каждый из вторых циклонов 30 имеет наружный кожух 31 и воронкообразный элемент 33. Каждый воронкообразный элемент 33 имеет открытые верхний и нижний концы. Воздух, опускающийся из верхней части воронкообразного элемента 33, образуя завихрение, снова поднимается вверх и выходит из верхнего конца воронкообразного циклона 20. Во время этих движений воздуха мелкие частицы центробежно отделяются от воздуха и выходят из нижнего конца воронкообразного элемента 33.

Совокупность вторых циклонов 30 называется многоциклонным блоком и заключает в себе по меньшей мере часть наружной стороны первого циклона 20. Обращаясь к Фиг. 2: вторые циклоны 30 расположены вне первого циклона 20 в круговом направлении на заданном интервале. То есть, вторые циклоны расположены вне первого циклона 20 - за исключением части, в которой сформирован всасывающий вход 23. Вторые циклоны 30 сформированы заодно с первым циклоном 20. То есть, внутренний и наружный кожухи 21 и 31, воронкообразный элемент 33 и всасывающий вход 23 сформированы заодно друг с другом.

Крышка 12 содержит первую крышку 40, вторую крышку 50 и прокладку 60. Первая крышка 40 направляет воздух, проходящий из первого циклона 20, в соответствующие вторые циклоны 30. Первая крышка 40 соединена с верхней частью циклонного блока 11, и прокладка 60 расположена между первой крышкой 40 и циклонным блоком 11. Как видно на Фиг. 7, первая крышка 40 содержит пластинчатое тело 41, множество центробежных проходов 43, расположенных в радиальном направлении относительно центра тела 41, и выпускные отверстия 45. Центробежные проходы 43 направляют воздух из выпускного отверстия 25 воздуха первого циклона 20 в центробежном направлении завихрения и в верхние входы вторых циклонов 30. То есть, воздух, идущий вверх к центру тела 41, рассеивается во всех направлениях по центробежным проходам 43 и идет во вторые циклоны 30, при этом создавая завихрение. Воздух, очищенный от мелких частиц, в воронкообразном элементе 33 вторых циклонов 30 опускается вниз и выходит из вторых циклонов 30 через выпускные отверстия 45. Выходящий из выпускных отверстий 45 воздух выпускается в выпускной выход 51 второй крышки 50. Вторая крышка 50 закрывает первую крышку 40 и выпускает воздух сразу из всех соответствующих выпускных отверстий 45.

Прокладка 60 имеет отверстия 61, относящиеся к соответствующим вторым циклонам 30. Совокупность отверстий 61 расположена на заданном интервале и обращена к выпускным отверстиям 45. Отверстия 61 расположены полукругом и направляют воздух из центробежных проходов 43, чтобы увеличивать центробежную силу потока воздуха.

Мусоросборник 13 съемным образом соединен с нижней частью многоциклонного блока 12. Мусоросборник 13 имеет два отдельных пространства А и В для сбора относительно крупного мусора и мелких частиц, соответственно отделенных центробежным эффектом в первом и втором циклонах 20 и 30. Мусоросборник 13 содержит основную емкость 70 и перегородку 80, расположенную внутри основной емкости 70. Основная емкость 70 имеет тот же наружный диаметр, что и диаметр наружного кожуха 31, и имеет соединительную часть 71, соединенную с нижним концом наружного кожуха 31. Перегородка 80 имеет цилиндрическое тело 81, соединенное с нижним концом внутреннего кожуха 21, и юбку 83, которая проходит от нижнего конца тела 81 и соединяется с внутренней поверхностью основной емкости 70. Первое пространство А, сформированное внутренней частью перегородки 80 и нижним пространством основной емкости 70, собирает в себе относительно более крупный мусор, отделенный первым циклоном 20.

Второе пространство В, сформированное между внешней стороной перегородки 80 и верхней частью основной емкости 70, сообщается со вторыми циклонами 30. Соответственно, второе пространство В собирает в себе мелкие частицы, отделенные вторыми циклонами 30. Согласно одному из осуществлений основная емкость 70 выполнена из прозрачного материала, чтобы пользователь смог снаружи проверять собравшееся количество мусора. В юбке 83 перегородки 80 одна часть более наклонена вниз, чем другая часть. По более наклонной части пользователь снаружи легко проверит количество мусора, собравшегося во втором пространстве В.

Колонка 91 выступает снизу основной емкости 70. Колонка 91 препятствует подъему пыли, собравшейся в первом пространстве А, завихрением, созданным в первом пространстве А. Согласно другому варианту воплощения может быть также предусмотрена перегородка 93, соединяющая колонку 91 и внутреннюю стенку основной емкости 71. Перегородка 93 препятствует вращению и перемещению воздушным потоком пыли, собравшейся в основной емкости 70.

Ниже приводится подробное описание действия циклонного пылесборника поясняемой выше конструкции согласно настоящему изобретению.

Как видно на Фиг. 3 и 4, содержащий мусор воздух втягивается через всасывающий вход 23. Втягиваемый воздух направляется направляющей воздух стенкой 26, превращаясь в завихрение, и поступает во внутренний кожух 21. Относительно крупный мусор отделяется от воздуха центробежным эффектом завихрения и попадает в первое пространство А основной емкости 70. Воздух, очищенный от крупного мусора, проходит через решетку 27 и выпускается через выпускное отверстие 25 воздуха. Восходящий воздух наталкивается на первую крышку 40 и рассеивается по центробежным проходам 43, и входит в соответствующие вторые циклоны 30. Воздух завихряется формой центробежных проходов 43 и подвергается второму центробежному разделению во вторых циклонах 30. Вторые циклоны 30 отделяют еще не отделенные в первом циклоне 20 мелкие частицы от воздуха, и завихрение направляется ко второй крышке 50 через выпускные отверстия 45 первой крышки 40. Мелкие частицы, отделенные вторыми циклонами 30, попадают во второе пространство В и собираются в нем. Воздух из выпускных отверстий 45 первой крышки 40 выходит по заданному маршруту через выпускной выход 51 второй крышки 50. Приводной электродвигатель для создания всасывающей силы можно напрямую или косвенно соединить с выпускным выходом 51. Приводной электродвигатель можно также соединить с всасывающим входом 23.

Как указано выше, первый циклон 20, имеющий относительно высокую производительность, отделяет и собирает относительно крупный мусор; и вторые циклоны 30 отделяют и собирают относительно мелкие частицы, не отделенные первым циклоном 20, тем самым повышая кпд по пылеулавливанию. Вторые циклоны 30 содержат несколько циклонов, расположенных вне первого циклона 20, в результате чего повышен кпд по пылеулавливанию.

Хотя это не упоминается выше, циклонный пылесборник поясняемой выше конструкции можно применить для различных пылесосов.

Циклонный пылесборник согласно осуществлению настоящего изобретения содержит первый и второй циклоны 20 и 30 для последовательного отделения пыли и мусора от воздуха, тем самым повышая кпд по пылеулавливанию.

При этом совокупность вторых циклонов 30 расположена вне первого циклона 20, тем самым формируя многоциклонный блок, чтобы эффективным образом отделять мелкие частицы, которые не были отделены в первом циклоне 30.

Циклонный пылесборник по меньшей мере два раза фильтрует пыль и мусор из втягиваемого воздуха и содержит многоциклонный блок, в состав которого входит первый циклон и совокупность вторых циклонов. Вторые циклоны расположены вне первого циклона и центробежно отделяют пыль и мусор от втягиваемого воздуха. С верхней частью многоциклонного блока соединена крышка, обеспечивающая сообщение по текучей среде первого и вторых циклонов друг с другом. Пылесборник, соединенный с нижней частью многоциклонного блока, собирает в себе центробежно отделенные пыль и мусор. 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Циклонный пылесборник, который по меньшей мере два раза фильтрует пыль и мусор из втягиваемого воздуха и содержащий многоциклонный блок, имеющий первый циклон и совокупность вторых циклонов, расположенных снаружи первого циклона, для центробежного отделения пыли и мусора от втягиваемого воздуха; крышку, соединенную с верхней частью многоциклонного блока и обеспечивающую сообщение по текучей среде первого и вторых циклонов друг с другом, и пылесборник, соединенный с нижней частью многоциклонного блока и собирающий в себе центробежно отделенные пыль и мусор.2. Циклонный пылесборник по п.1, в котором первый циклон содержит всасывающий вход, через который втягивается содержащий мусор воздух; внутренний кожух цилиндрической формы, подсоединенный к всасывающему входу; решетку, расположенную внутри внутреннего кожуха, и выпускное отверстие воздуха, расположенное в верхнем конце внутреннего кожуха и соединенное с решеткой.3. Циклонный пылесборник по п.2, в котором всасывающий вход имеет по меньшей мере одну часть по существу куполообразного сечения.4. Циклонный пылесборник по п.2, в котором первый циклон дополнительно содержит направляющую воздух стенку, соединенную со всасывающим входом и осуществляющую сообщение по текучей среде выпускного отверстия воздуха с внутренней стенкой внутреннего кожуха.5. Циклонный пылесборник по п.4, в котором направляющая воздух стенка имеет постепенный наклон вниз по спирали.6. Циклонный пылесборник по п.2, в котором решетка содержит цилиндрическое тело с перфорациями и юбку, проходящую от нижнего конца тела и имеющую вырезанную часть, которая вырезана в ней в круговом направлении.7. Циклонный пылесборник по п.6, в котором юбка имеет наклонную поверхность, которая наклонена вниз к вырезанной части в круговом направлении.8. Циклонный пылесборник по п.1, в котором второй циклон содержит наружный кожух, окружающий внешний периметр первого циклона, и по меньшей мере один воронкообразный элемент, сформированный между наружным кожухом и первым циклоном и имеющий открытые верхний конец и нижний конец, при этом воронкообразный элемент выполнен с возможностью пропускания через открытые верхний конец и нижний конец содержащего мусор воздуха из крышки в воронкообразный элемент и выпуска очищенного воздуха из воронкообразного элемента.9. Циклонный пылесборник по п.8, в котором множество воронкообразных элементов расположено вдоль кругового направления в заданном порядке, образуя многоциклонный блок.10. Циклонный пылесборник по п.9, в котором множество воронкообразных элементов расположено вне первого циклона, за исключением заданного пространства на заданном интервале.11. Циклонный пылесборник по п.1, в котором первый и второй циклоны выполнены за одно целое друг с другом.12. Циклонный пылесборник по п.1, в котором крышка содержит первую крышку, соединенную с верхней частью многоциклонного блока и имеющую центробежные проходы для направления воздуха, выходящего из первого циклона, и для его завихрения в сторону вторых циклонов, и выпускные отверстия, и вторую крышку, закрывающую верхнюю часть первой крышки и имеющую выпускной выход, через который выпускается воздух, прошедший выпускные отверстия.13. Циклонный пылесборник по п.1, в котором мусоросборник содержит основную емкость, соединенную с нижней частью второго циклона, и перегородку в основной емкости, которая разделяет основную емкость на первое и второе пространства, при этом отделенный первым циклоном относительно крупный мусор собирается в первом пространстве и отделенный вторыми циклонами относительно мелкий мусор собирается во втором пространстве.