Циклонное пылеудаляющее устройство для пылесоса
Циклонное пылеудаляющее устройство может быть использовано в пылесосе для отделения и сбора пыли и загрязняющих веществ из содержащего их воздуха с помощью центробежной силы, образуемой воздушным вихрем, и обеспечивает максимальное отделение чистого воздуха от загрязненного воздуха. Устройство содержит циклон, имеющий цилиндрический основной корпус, в боковой поверхности которого выполнено впускное отверстие для воздуха, а в верхней поверхности выполнено выпускное отверстие для воздуха, и приспособленный для формирования вихревого воздушного потока из содержащего загрязняющие вещества воздуха, втягиваемого через впускное отверстие. К циклону с возможностью съема присоединен резервуар для пыли, приспособленный для приема пыли и загрязняющих веществ, отделяемых от воздуха посредством центробежной силы вихревого воздушного потока в циклоне. Около выпускного отверстия для воздуха внутри циклона расположена решетка для предотвращения прохождения отделяемых от воздуха пыли и загрязняющих веществ через выпускное отверстие для воздуха. Устройство имеет несущее средство вращения решетки, предназначенное для поддерживания решетки с возможностью ее вращения с помощью вихревого воздушного потока в циклоне и содержащее несущий элемент, расположенный в центре выпускного отверстия для воздуха цилиндрического основного корпуса с помощью множества ребер, выступающих от внутренней поверхности выпускного отверстия для воздуха, и вращающийся элемент, имеющий первый конец, вращающимся образом поддерживаемый посредством введения подшипника, и второй конец, проходящий через решетку и прикрепленный к нижней части решетки. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.
Настоящее изобретение касается пылесоса и, более конкретно, циклонного пылеудаляющего устройства для пылесоса, предназначенного для отделения и сбора пыли и загрязняющих веществ из содержащего загрязняющие вещества воздуха с помощью центробежной силы, которая образуется посредством образования воздушного вихря.
Широко известное циклонное пылеудаляющее устройство для пылесоса содержит циклон, резервуар для пыли и решетку. Циклон включает впускную трубку для воздуха и выпускную трубку для воздуха. Впускная трубка для воздуха подсоединена к впускному отверстию для воздуха с одной стороны циклона. Впускная трубка для воздуха подсоединена к впускному каналу для воздуха, сообщенному со всасывающим отверстием всасывающей щетки, когда циклонное пылеудаляющее устройство установлено в корпусе пылесоса. Выпускная трубка для воздуха подсоединена к выпускному отверстию для воздуха в верхней части циклона. Выпускная трубка для воздуха подсоединена к выпускному каналу для воздуха, сообщенному с камерой электродвигателя всасывающей щетки, когда циклонное пылеудаляющее устройство установлено в корпусе пылесоса. Содержащий загрязняющие вещества воздух втягивается всасывающей щеткой в циклон в направлении по касательной через впускной канал для воздуха корпуса пылесоса и впускную трубку для воздуха. Втягиваемый воздух образует вихревой воздушный поток в циклоне и, таким образом, пыль и загрязняющие вещества отделяются от содержащего загрязняющие вещества воздуха посредством центробежной силы вихревого воздушного потока, благодаря чему через выпускной канал для воздуха корпуса пылесоса и камеру электродвигателя наружу выпускается чистый воздух.
Резервуар для пыли съемным образом подсоединен к основанию циклона и принимает пыль и загрязняющие вещества, отделяемые от воздуха посредством центробежной силы вихревого воздушного потока в циклоне.
Решетка расположена у отверстия выпускной трубки для воздуха внутри циклона для предотвращения прохождения пыли и загрязняющих веществ, отделяемых от вихревого воздушного потока, через выпускную трубку для воздуха. Решетка включает корпус решетки и множество воздушных каналов, расположенных по внешней периферии корпуса решетки, что обеспечивает возможность протекания воздуха в выпускную трубку для воздуха.
Обычное циклонное пылеудаляющее устройство, как описано выше, устанавливают в корпусе пылесоса так, что впускная трубка для воздуха и выпускная трубка для воздуха циклона подсоединяются, соответственно, к впускному каналу для воздуха и выпускному каналу для воздуха корпуса пылесоса.
При работе всасывающая сила производится у всасывающей щетки, приводимой в действие двигателем в камере электродвигателя. Производимая всасывающая сила втягивает содержащий загрязняющие вещества воздух на очищаемой поверхности в циклон через всасывающую щетку, впускной канал для воздуха и впускную трубку для воздуха. Втягиваемый воздух проводится через впускную трубку для воздуха по внутренней периферии циклона в наклонном направлении для формирования вихревого воздушного потока. Пыль и загрязняющие вещества в воздухе отделяются посредством центробежной силы, производимой вихревым воздушным потоком, и собираются в резервуаре для пыли. Чистый воздух выпускается наружу через воздушные каналы, выпускную трубку для воздуха, выпускной канал для воздуха и камеру электродвигателя.
Однако, обычное циклонное пылеудаляющее устройство, как описано выше, имеет проблему снижения очистной способности. Аналогичные циклонные пылеудаляющие устройства не в состоянии поддерживать удовлетворительное количество пыли и дают возможность пыли и загрязняющим веществам выходить с воздухом, выпускаемым через воздушный канал в решетке.
Известно циклонное пылеудаляющее устройство для пылесоса, содержащее циклон, имеющий впускное отверстие для воздуха и выпускное отверстие для воздуха и приспособленный для формирования вихревого воздушного потока из содержащего загрязняющие вещества воздуха, втягиваемого через впускное отверстие, резервуар для пыли, съемным образом присоединенный к циклону и приспособленный для приема пыли и загрязняющих веществ, отделяемых от воздуха посредством центробежной силы вихревого воздушного потока в циклоне, решетку, расположенную около выпускного отверстия для воздуха внутри циклона для предотвращения прохождения пыли и загрязняющих веществ, отделяемых от воздуха, через выпускное отверстие для воздуха, и несущее средство вращения решетки, предназначенное для поддерживания решетки с возможностью ее вращения с помощью вихревого воздушного потока в циклоне (см. опубликованную заявку ФРГ 10035253 от 02.08.2001 г.).
Данное устройство также не обеспечивает эффективной очистки воздуха.
Техническим результатом настоящего изобретения является создание циклонного пылеудаляющего устройства для пылесоса, обеспечивающего максимальное отделение чистого воздуха от загрязненного воздуха.
Указанный технический результат достигается тем, что циклонное пылеудаляющее устройство для пылесоса содержит циклон, имеющий цилиндрический основной корпус, имеющий боковую поверхность, в которой выполнено впускное отверстие для воздуха, и верхнюю поверхность, в которой выполнено выпускное отверстие для воздуха, и приспособленный для формирования вихревого воздушного потока из содержащего загрязняющие вещества воздуха, втягиваемого через впускное отверстие, резервуар для пыли, съемным образом присоединенный к циклону и приспособленный для приема пыли и загрязняющих веществ, отделяемых от воздуха посредством центробежной силы вихревого воздушного потока в циклоне, решетку, расположенную около выпускного отверстия для воздуха внутри циклона для предотвращения прохождения пыли и загрязняющих веществ, отделяемых от воздуха, через выпускное отверстие для воздуха, и несущее средство вращения решетки, предназначенное для поддерживания решетки с возможностью ее вращения с помощью вихревого воздушного потока в циклоне и содержащее несущий элемент, расположенный в центре выпускного отверстия для воздуха цилиндрического основного корпуса с помощью множества ребер, выступающих от внутренней поверхности выпускного отверстия для воздуха, и вращающийся элемент, имеющий первый конец, вращающимся образом поддерживаемый посредством введения подшипника, и второй конец, проходящий через решетку и прикрепленный к нижней части решетки.
Циклон может содержать крышку, съемным образом присоединенную к верхней поверхности цилиндрического основного корпуса, впускную трубку для воздуха, приспособленную для соединения с впускным каналом для воздуха основного корпуса пылесоса, выпускную трубку для воздуха, приспособленную для соединения с выпускным каналом для воздуха корпуса пылесоса и расположенную вокруг центра крышки.
Цилиндрический основной корпус и крышка могут быть съемным образом соединены друг с другом через спиральные соединительные механизмы, образованные на соответствующих друг другу поверхностях для соединения.
Решетка может содержать корпус решетки и множество воздушных каналов, расположенных по внешней периферии корпуса решетки под заранее определенным углом наклона, для формирования воздушного прохода к выпускному отверстию для воздуха.
Решетка может содержать корпус решетки, множество воздушных каналов, расположенных во внешней периферии корпуса решетки под заранее определенным углом наклона, для формирования воздушного прохода к выпускному отверстию для воздуха, и элемент блокирования загрязняющих веществ, расположенный в нижней части корпуса решетки.
Между верхней поверхностью цилиндрического основного корпуса и крышкой может быть расположен узел фильтра тонкой очистки для отфильтровывания тонкодисперсной пыли.
Узел фильтра тонкой очистки может содержать фильтр тонкой очистки и раму фильтра, имеющую нижнюю сетчатую структуру и предназначенную для приема и поддерживания фильтра тонкой очистки.
Верхняя поверхность цилиндрического основного корпуса может иметь наклон вниз от радиально внешней периферии по направлению к центральной части.
Дополнительные преимущества, цели и особенности изобретения будут сформулированы частично в последующем описании, а частично станут очевидными специалистам в данной области техники после последующего рассмотрения или могут быть изучены на основании практического применения изобретения.
Изобретение будет подробно описано со ссылками на следующие чертежи, на которых изображено следующее:
фиг.1 представляет перспективный вид в разобранном виде циклонного пылеудаляющего устройства в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения перед сборкой;
фиг.2 представляет вид в поперечном разрезе, показывающий циклонное пылеудаляющее устройство, показанное на фиг.1, после сборки;
фиг.3 представляет перспективный вид в разобранном виде циклонного пылеудаляющего устройства, показанного на фиг.1, до установки в пылесосе;
фиг.4 представляет вид сверху в поперечном разрезе по линии 6-6 циклонного пылеудаляющего устройства, показанного на фиг.1;
фиг.5 представляет увеличенный вид воздушного канала циклонного пылеудаляющего устройства, показанного фиг.1.
Как показано на фиг.1 и 2, циклонное пылеудаляющее устройство для пылесоса в соответствии с вариантом осуществления изобретения содержит циклон 50, резервуар 60 для пыли, решетку 70 и несущее средство 80 вращения решетки.
Циклон 50 включает цилиндрический основной корпус 51 и крышку 52, съемным образом соединяемую с цилиндрическим основным корпусом 51. Цилиндрический основной корпус 51 включает боковую поверхность 51а и верхнюю поверхность 51b. С одной стороны боковой поверхности 51а образовано впускное отверстие для воздуха, а приблизительно в центре верхней поверхности 51b образовано выпускное отверстие для воздуха. Впускная трубка 53 для воздуха подсоединена к впускному отверстию для воздуха, которое также связано с впускным каналом 210 для воздуха (фиг.3) основного корпуса 200 пылесоса. Выпускная трубка 54 для воздуха подсоединена к выпускному отверстию для воздуха приблизительно в центре крышки 52, которое также связано с выпускным каналом 220 для воздуха (фиг.3) основного корпуса 200 пылесоса.
В процессе работы содержащий загрязняющие вещества воздух втягивается всасывающей щеткой 300 (фиг.3) в циклон 50 в направлении по касательной через впускной канал 210 для воздуха и впускную трубку 53 для воздуха. При этом процессе в циклоне 50 образуется вихревой воздушный поток, и пыль и загрязняющие вещества, включенные в воздух вихря, отделяются от воздуха посредством центробежной силы вихревого воздушного потока и, таким образом, через выпускную трубку 54 для воздуха, выпускной канал 220 для воздуха и камеру 310 электродвигателя (фиг.3) наружу выпускается чистый воздух.
Резервуар 60 для пыли съемным образом подсоединен к основанию циклона 50 и принимает пыль и загрязняющие вещества, отделяемые от воздуха вихревым воздушным потоком в циклоне 50. Резервуар 60 для пыли может содержать ручку для обеспечения возможности легкого манипулирования. Когда резервуар 60 для пыли наполнен, его можно отделить от циклона 50 для освобождения.
Решетка 70 расположена около выпускного отверстия для воздуха в циклоне 50 для отделения пыли и загрязняющих веществ, отделяемых от воздуха вихревого потока, и предотвращения их прохождения через выпускное отверстие для воздуха. Решетка 70 включает корпус 31 решетки и множество воздушных каналов 72, расположенных во внешней периферии корпуса 71 решетки, которые формируют воздушные проходы к выпускному отверстию для воздуха.
В некоторых вариантах осуществления, несущее средство 80 вращения решетки включает несущий элемент 81 и вращающийся элемент 82. Несущий элемент 81 расположен в центре выпускного отверстия для воздуха цилиндрического основного корпуса 51 и поддерживается множеством ребер 81а, выступающих от внутренней поверхности выпускного отверстия для воздуха. Вращающийся элемент 82 имеет один конец, вращающимся образом поддерживаемый посредством введения подшипника. Другой конец проходит через решетку 70 и прикреплен к решетке 70 в нижней части решетки 70 винтом 84. Таким образом, решетка 70 вращается с вращающимся элементом 82 относительно несущего элемента 81 с помощью вихревого воздушного потока, образующегося в циклоне 50. Вращение решетки 70 помогает предотвратить протекание пыли и загрязняющих веществ через воздушный проход решетки 70.
В соответствующем изобретению циклонном пылеудаляющем устройстве решетка 70 может включать корпус 71 решетки, множество воздушных каналов 72, расположенных под заранее определенным углом наклона, для формирования воздушного прохода к выпускному отверстию для воздуха, и элемент 73 блокирования загрязняющих веществ, расположенный в нижней части корпуса 71 решетки.
На фиг.4 и 5 подробно показан предпочтительный угол наклона и его взаимосвязь с вихревым воздушным потоком. Содержащий загрязняющие вещества воздух 302 втягивается через впускную трубку 53 для воздуха в направлении по касательной. Как обсуждалось выше, это вызывает образование вихревого воздушного потока 304 внутри цилиндрического основного корпуса 51. В показанном на фиг.4 варианте осуществления вихревой воздушный поток 304 вращается внутри цилиндрического основного корпуса 51 в направлении по часовой стрелке.
Воздушные каналы 72 предпочтительно расположены на корпусе 71 решетки таким образом, чтобы снизить до минимума проникновение пыли или других загрязняющих веществ через решетку 70. На фиг.5 показан увеличенный вид двух смежных воздушных каналов 312 и 314. Воздушный канал 314 имеет передний край 316 и задний край 318. Передний край 316 представляет собой первый край воздушного канала 314, встречающийся с вихревым воздушным потоком 304. Другими словами, передний край 316 находится вверху по потоку относительно заднего края 318. Передний край 316 предпочтительно прикреплен к корпусу 71 решетки, а задний край 318 расположен радиально снаружи и по окружности внизу по потоку относительно переднего края 316.
При таком расположении образуется угол 310 наклона. Угол 310 наклона представляет собой угол между локальной касательной линией 308 и воздушным каналом 314. Локальная касательная линия 308 представляет собой перпендикуляр к лучу 306, проходящему от геометрического центра решетки 70 к воздушному каналу 314. Воздушный канал, который имеет угол наклона, называется наклонным. Этот угол 310 наклона можно регулировать так, чтобы он соответствовал различным целям проектирования. Например, если угол 310 наклона уменьшить, это повысит способность решетки 70 отделять загрязняющие вещества от воздуха, но также увеличит энергию, требуемую для втягивания воздуха через решетку 70. Если угол 310 наклона увеличить, снизится очистная способность решетки 70, но для втягивания воздуха через решетку 70 потребуется меньшее количество энергии. Можно выбрать соответствующий угол наклона, задаваемый этими различными факторами, который лучше всего удовлетворяет конкретным целям проектирования.
Особенность вращения решетки и особенность наклонного воздушного канала можно использовать по отдельности или в комбинации друг с другом.
Как лучше всего видно на фиг.2, элемент 73 блокирования загрязняющих веществ имеет форму усеченного конуса с расширенной нижней частью, диаметр которой увеличивается по направлению вниз. Эта форма может заставить загрязняющие вещества, собранные в резервуаре 60 для пыли, которые всплывали в перемещающемся вверх воздушном потоке, изменять направление с помощью элемента 73 блокирования загрязняющих веществ и благодаря этому падать в резервуар 60 для пыли.
Циклонное пылеудаляющее устройство для пылесоса в соответствии с изобретением дополнительно снабжено узлом 90 фильтра тонкой очистки, вставленным между цилиндрическим основным корпусом 51 и крышкой 52 циклона 50 для отфильтровывания тонкодисперсной пыли, которая не удалена решеткой 70.
Узел 90 фильтра тонкой очистки включает фильтр 91 тонкодисперсной пыли типа губки или другого пористого материала и раму 92 фильтра, имеющую нижнюю сетчатую структуру, для приема и поддержания фильтра 91 тонкой очистки. Узел 90 фильтра тонкой очистки отфильтровывает тонкодисперсную пыль, проходящую через решетку 70, и предотвращает возможность утечки этой тонкодисперсной пыли из цилиндрического основного корпуса 51. Верхняя поверхность 51b предпочтительно образована с наклоном вниз от радиально внешней периферии по направлению к центральной части так, чтобы тонкодисперсная пыль, отфильтрованная узлом 90 фильтра тонкой очистки, падала вниз в резервуар 60 для пыли, а не оставалась между верхней поверхностью 51b цилиндрического основного корпуса 51 циклона 50 и узлом 90 фильтра тонкой очистки.
Описанное выше циклонное пылеудаляющее устройство для пылесоса можно устанавливать в корпусе 200 пылесоса, как показано на фиг.3, чтобы впускная трубка 53 для воздуха и выпускная трубка 54 для воздуха циклона 50 подсоединялись, соответственно, к впускному каналу 210 для воздуха и выпускному каналу 220 для воздуха корпуса 200 пылесоса.
В процессе работы всасывающая сила создается около всасывающей щетки 300, приводимой в действие двигателем (не показанным) в камере 310 электродвигателя. Создаваемая всасывающая сила втягивает содержащий загрязняющие вещества воздух на очищаемой поверхности в циклон 50 через всасывающую щетку 300, впускной канал 210 для воздуха и впускную трубку 53 для воздуха. Втягиваемый воздух проходит через впускную трубку 53 для воздуха по внутренней периферии циклона 50 в наклонном направлении. Это помогает формировать вихревой воздушный поток, и пыль и загрязняющие вещества в воздухе отделяются посредством центробежной силы, производимой вихрем, и собираются в резервуаре 60 для пыли. После этого чистый воздух выпускается наружу через воздушный проход решетки 70, выпускную трубку 54 для воздуха, выпускной канал 220 для воздуха и через камеру 310 электродвигателя. При таком устройстве, пыль и загрязняющие вещества редко проходят сквозь воздушные проходы решетки 70. Однако, даже если тонкодисперсная пыль, которая не отделена решеткой 70, выпускается через воздушный проход решетки 70, эта тонкодисперсная пыль вторично фильтруется узлом 90 фильтра тонкой очистки (фиг.2), таким образом, улучшая величину пылеулавливания.
В соответствии с описанным выше изобретением, пыль и загрязняющие вещества отделяются от воздуха посредством центробежной силы, в то время как решетка вращается, для предотвращения прохождения пыли и загрязняющих веществ через решетку, таким образом, пыль и загрязняющие вещества через воздушные проходы решетки проходят с трудом.
Далее, даже если тонкодисперсная пыль проходит через воздушный проход решетки, она вторично фильтруется с помощью узла фильтра тонкой очистки, таким образом улучшая качество пылеулавливания, а также улучшая очистную способность.
Хотя изобретение было показано и описано в отношении некоторых предпочтительных вариантов его осуществления, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что можно делать различные видоизменения формы и деталей, не выходя при этом за рамки сущности и объема притязаний изобретения, определяемых прилагаемой формулой изобретения.
Вышеизложенные варианты осуществления и преимущества являются просто примерными, и их не следует рассматривать в качестве ограничения настоящего изобретения. Представленную идею можно легко применять к другим типам устройств. Описание настоящего изобретения предназначено для иллюстрации, а не для ограничения объема притязаний формулы изобретения. Специалистам в данной области техники будут очевидны множество альтернативных вариантов, модификаций и видоизменений.
1. Циклонное пылеудаляющее устройство для пылесоса, содержащее циклон, имеющий цилиндрический основной корпус, имеющий боковую поверхность, в которой выполнено впускное отверстие для воздуха, и верхнюю поверхность, в которой выполнено выпускное отверстие для воздуха, и приспособленный для формирования вихревого воздушного потока из содержащего загрязняющие вещества воздуха, втягиваемого через впускное отверстие, резервуар для пыли, съемным образом присоединенный к циклону и приспособленный для приема пыли и загрязняющих веществ, отделяемых от воздуха посредством центробежной силы вихревого воздушного потока в циклоне, решетку, расположенную около выпускного отверстия для воздуха внутри циклона для предотвращения прохождения пыли и загрязняющих веществ, отделяемых от воздуха, через выпускное отверстие для воздуха, и несущее средство вращения решетки, предназначенное для поддерживания решетки с возможностью ее вращения с помощью вихревого воздушного потока в циклоне и содержащее несущий элемент, расположенный в центре выпускного отверстия для воздуха цилиндрического основного корпуса с помощью множества ребер, выступающих от внутренней поверхности выпускного отверстия для воздуха, и вращающийся элемент, имеющий первый конец, вращающимся образом поддерживаемый посредством введения подшипника, и второй конец, проходящий через решетку и прикрепленный к нижней части решетки.
2. Устройство по п.1, в котором циклон содержит крышку, съемным образом присоединенную к верхней поверхности цилиндрического основного корпуса, впускную трубку для воздуха, приспособленную для соединения с впускным каналом для воздуха основного корпуса пылесоса, выпускную трубку для воздуха, приспособленную для соединения с выпускным каналом для воздуха корпуса пылесоса и расположенную вокруг центра крышки.
3. Устройство по п.2, в котором цилиндрический основной корпус и крышка съемным образом соединены друг с другом через спиральные соединительные механизмы, образованные на соответствующих друг другу поверхностях для соединения.
4. Устройство по п.2, в котором решетка содержит корпус решетки и множество воздушных каналов, расположенных по внешней периферии корпуса решетки под заранее определенным углом наклона, для формирования воздушного прохода к выпускному отверстию для воздуха.
5. Устройство по п.2, в котором решетка содержит корпус решетки, множество воздушных каналов, расположенных во внешней периферии корпуса решетки под заранее определенным углом наклона, для формирования воздушного прохода к выпускному отверстию для воздуха, и элемент блокирования загрязняющих веществ, расположенный в нижней части корпуса решетки.
6. Устройство по п.2, в котором между верхней поверхностью цилиндрического основного корпуса и крышкой расположен узел фильтра тонкой очистки для отфильтровывания тонкодисперсной пыли.
7. Устройство по п.6, в котором узел фильтра тонкой очистки содержит фильтр тонкой очистки и раму фильтра, имеющую нижнюю сетчатую структуру и предназначенную для приема и поддерживания фильтра тонкой очистки.
8. Устройство по п.6, в котором верхняя поверхность цилиндрического основного корпуса имеет наклон вниз от радиально внешней периферии по направлению к центральной части.
