Циклонный сепаратор и пылесос, оборудованный этим сепаратором
Изобретение относится к циклонному сепаратору пыли и пылесосу, имеющему такой циклонный сепаратор. Циклонный сепаратор содержит первый циклон для отделения крупных частиц пыли от запыленного воздуха. Несколько вторых циклонов с помощью центробежной силы отделяют мелкие частицы пыли от воздуха, который был предварительно отделен в первом циклоне. Пылеуловитель соединен с возможностью отсоединения с первым и вторыми циклонами. Пылеуловитель отдельно улавливает крупные частицы, отделяемые в первом циклоне, и мелкие частицы пыли, отделяемые во втором циклоне. Пылеуловитель содержит первый пылеприемник для улавливания пыли, отделяемой в первом циклоне, и второй пылеприемник для улавливания пыли, отделяемой во втором циклоне. Первый пылеприемник расположен внутри второго пылеприемника. В данном случае можно реализовать более компактную конструкцию циклонного сепаратора с повышенной эффективностью всасывания и пылеулавливания. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.
Настоящее изобретение относится к циклонному сепаратору и пылесосу, оборудованному этим сепаратором, в частности к циклонному сепаратору, содержащему первый циклон, несколько вторых циклонов и пылеуловитель, соединенный с возможностью отсоединения с первым и вторыми циклонами, чтобы отдельно улавливать крупные частицы пыли, отделяемые в первом циклоне, и мелкие частицы пыли, отделяемые во втором циклоне; и к пылесосу, имеющему такой циклон.
Как правило, циклонный сепаратор создает завихрение в циклонной камере, чтобы за счет центробежной силы отделить пыль и мусор. Осуществления этого циклонного сепаратора применительно к пылесосу раскрыты в патентах США №№3425192 и 4373228.
Согласно указанным патентам раскрыт обычный циклонный сепаратор пыли, который отделяет пыль от запыленного воздуха с помощью нескольких циклонов. В указанной конструкции крупные частицы пыли или мусора отделяются в первом циклоне и воздух, от которого отделена пыль, поступает во второй циклон или во вспомогательный циклон для отделения мелких частиц пыли или мусора от выходящего очищенного воздуха. Согласно патенту США №3425192 вспомогательный циклон установлен над первым циклоном. Первый циклон отделяет крупные частицы пыли или мусора, и частично очищенный воздух из первого циклона поступает во вспомогательный циклон, где отделяются мелкие частицы пыли или мусора. Патент США №4373228 раскрывает совокупность циклонных установок, в которых вспомогательный циклон находится в первом циклоне. Но обычный циклонный сепаратор имеет много проблем. Во-первых, соединение первого циклона со вспомогательным циклоном настолько сложное, что всасывающая сила, создаваемая в корпусе пылесоса, должным образом не передается, в результате чего ухудшается эффективность очистки. Помимо этого, компоновка первого и вспомогательного циклона не компактная. Соответственно, циклон и пылесос оказываются громоздкими. Поэтому данный пылесос неудобен в хранении, и с ним неудобно работать. Кроме того, поскольку соединительный тракт между первым и вспомогательным циклонами сложен, поэтому процесс изготовления усложняется и, соответственно, требуется большее число деталей. Поэтому себестоимость также повышается.
Таким образом, в промышленности нерешенными остаются проблемы, связанные с упоминаемыми выше недостатками.
Настоящее изобретение разработано для решения указанных проблем данной области техники. Соответственно, техническая задача настоящего изобретения заключается в создании компактно сконструированного циклонного сепаратора, выполненного с возможностью повысить эффективность с точки зрения всасывающей силы с помощью совокупности обычных циклонных пылеуловителей, и исключить ослабление всасывающей силы; и в создании пылесоса, оборудованного этим циклонным сепаратором.
Для решения указанных выше задач согласно настоящему изобретению создан для пылесоса циклонный сепаратор, содержащий первый циклон, отделяющий пыль от запыленного воздуха, несколько вторых циклонов, с помощью центробежной силы отделяющих мелкие частицы пыли от воздуха, предварительно отделенного в первом циклоне, и пылеуловитель, соединяющийся с возможностью отделения с первым и вторыми циклонами и отдельно улавливающий крупные частицы пыли, отделяемые в первом циклоне, и мелкие частицы пыли, отделяемые во втором циклоне, при этом пылеуловитель содержит первый пылеприемник для улавливания пыли, отделяемой в первом циклоне, и второй пылеприемник для улавливания пыли, отделяемой во втором циклоне, причем первый пылеприемник расположен внутри второго пылеприемника.
Предпочтительно первый и второй пылеприемники имеют цилиндрическую форму.
Предпочтительно первый пылеприемник выполнен за одно целое со вторым пылеприемником.
Предпочтительно первый пылеприемник имеет первый уплотнительный элемент в верхней части, который герметично соединен с первым циклоном, и второй пылеприемник имеет второй уплотнительный элемент в верхней части, который герметично соединен со вторым циклоном.
Предпочтительно первый и второй пылеприемники соответственно имеют по меньшей мере одну прозрачную или полупрозрачную часть на своих боковых стенках.
Предпочтительно второй пылеприемник имеет рукоятку на боковой стенке.
Предпочтительно циклонный сепаратор дополнительно содержит крышку входящего потока и исходящего потока, образованную наверху первого и вторых циклонов и сообщающуюся по текучей среде с первым и вторыми циклонами, и крышку циклона, образованную над крышкой входящего потока и исходящего потока.
Предпочтительно крышка циклона имеет форму конуса, открытого вверх и вниз.
Предпочтительно вторые циклоны расположены на внешнем периметре первого циклона и охватывают первый циклон, и первый циклон выполнен за одно целое со вторым циклоном.
Предпочтительно между соответствующими вторыми циклонами выполнены перегородки циклона.
Для решения технической задачи согласно изобретению создан пылесос, содержащий корпус пылесоса, который втягивает запыленный воздух и создает всасывающую силу, всасывающую щетку, соединенную по текучей среде с корпусом пылесоса и втягивающую пыль с очищаемой поверхности с помощью всасывающей силы, и циклонный сепаратор, образованный в корпусе пылесоса, в котором циклонный сепаратор содержит первый циклон, отделяющий пыль от запыленного воздуха, вторые циклоны, которые за счет центробежной силы отделяют мелкие частицы пыли от воздуха, предварительно отделенного в первом циклоне, и пылеуловитель, соединяющийся с возможностью отсоединения с первым и вторыми циклонами и отдельно улавливающий крупные частицы пыли, отделяемые в первом циклоне, и мелкие частицы пыли, отделяемые во втором циклоне, при этом пылеуловитель содержит первый пылеприемник для улавливания пыли, отделяемой в первом циклоне, и второй пылеприемник для улавливания пыли, отделяемой во втором циклоне, причем первый пылеприемник расположен внутри второго пылеприемника.
Предпочтительно первый пылеприемник выполнен за одно целое со вторым пылеприемником.
Предпочтительно первый и второй пылеприемники соответственно включают по меньшей мере одну прозрачную или полупрозрачную часть в своей боковой стенке.
Прочие системы, способы, признаки и преимущества настоящего изобретения будут или станут очевидными специалисту в данной области техники при изучении прилагаемых чертежей и приводимого ниже подробного описания. Подразумевается, что все эти дополнительные системы, способы, признаки и преимущества входят в данное описание, в объем настоящего изобретения и охраняются прилагаемой формулой изобретения.
Эти и прочие признаки, особенности и преимущества настоящего изобретения поясняются в приводимом ниже описании, прилагаемой формуле изобретения и прилагаемыми чертежами. Компоненты на чертежах необязательно даны в масштабе, и они в первую очередь предназначаются для пояснения принципов настоящего изобретения. При этом на чертежах аналогичные ссылочные позиции обозначают соответствующие детали на всех чертежах.
Фиг.1 - вид в перспективе с пространственным разнесением основных деталей циклона согласно варианту воплощения настоящего изобретения.
Фиг.2 - сечение циклонного сепаратора согласно варианту воплощения настоящего изобретения.
Фиг.3 - частичное сечение перспективы циклонного сепаратора согласно варианту воплощения настоящего изобретения.
Фиг.4 - схематическое изображение сечения горизонтального пылесоса, использующего циклонный сепаратор согласно варианту воплощения настоящего изобретения.
Фиг.5 - схематическое изображение сечения вертикального пылесоса, использующего циклонный сепаратор согласно варианту воплощения настоящего изобретения.
Далее варианты воплощения настоящего изобретения описываются подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Как видно из фиг. 1-3, циклонный сепаратор согласно настоящему изобретению содержит первый циклон 111, несколько вторых циклонов 113, крышку 190 входящего потока и исходящего потока, установленную над первым циклоном 111 и вторыми циклонами 113; крышку 191 циклона и пылеуловитель 165. Несколько вторых циклонов 113 сформированы на внешнем периметре первого циклона 111, с охватом первого циклона 111. Первый циклон 111 и соответствующие вторые циклоны 113 сформированы за одно целое, и перегородки 250 циклона расположены между вторыми циклонами 113 - согласно фиг. 3. Перегородки 250 циклона разделяют пространства между соответствующими вторыми циклонами 113 и поэтому усиливают циклонный сепаратор 100 (фиг. 4). Цилиндрическая стенка 147 камеры расположена вокруг вторых циклонов 113, и она не ограничивается цилиндрической формой. В соответствии с формой вмещающей части корпуса 10 пылесоса (фиг. 5 и 6) форма стенки 147 камеры может иметь различные формы.
Первый циклон 111 имеет первую камеру 115, первый вход 121, первый выход 123 и решетчатый элемент 130. Первая камера 115 имеет цилиндрическую форму и с помощью центробежной формы разделяет запыленный воздух за счет вихря. Решетчатый элемент 130 сформирован перед первым выходом 123. Поэтому пыль или мусор, отделяемые от втягиваемого воздуха, не уходят обратно в первый выход 123. Решетчатый элемент 130 имеет корпус 131 решетки с несколькими каналами, отверстие 133 решетки и экранный элемент 135. Отверстие 133 решетки сформировано на одной стороне корпуса 131 решетки, посредством текучей среды сообщаясь с первым выходом 123, и через него выходит воздух, от которого отделена пыль. Экранный элемент 135 сформирован на другой стороне корпуса 131 решетки и препятствует обратному уходу отделенной от воздуха пыли или мусора.
Второй циклон 113 имеет вторую камеру 145, второй вход 141 и второй выход 143. Вторая камера 145 за счет центробежной силы отделяет запыленный воздух, и определенная часть ее конца имеет форму усеченного конуса. Воздух, выходящий из первого циклона 111, поступает во второй вход 141; и воздух с помощью центробежной силы, разделенный во второй камере 145, выходит через второй выход 143.
Крышка 190 входящего и исходящего потока сформирована над первым и вторыми циклонами 111 и 113 соответственно и имеет воздушный канал 197, посредством текучей среды сообщающийся с первым выходом 123 первого циклона 111, со вторым входом 141 второго циклона 113; и выходным каналом 199. Выходной канал 199 посредством текучей среды сообщается со вторым выходом 143 второго циклона 113 и входит во второй выход 143 крышки 190 входящего и исходящего потока. Когда крышка 190 входящего потока и исходящего потока соединена со вторым циклоном 113, то заранее определенная часть выходного канала 199 входит во второй выход 143 и через него выходит очищенный воздух. Один конец выходного канала 199 соединен со вторым выходом 143 второго циклона 113, а другой конец открыт в сторону верха крышки 190 входящего потока и исходящего потока.
Крышка 191 циклона имеет коническую форму, открытую вверх и вниз, и установлена с возможностью отсоединения над крышкой 190 входящего потока и исходящего потока. Когда воздух, выходящий из второго выхода 143 второго циклона 113, накапливается, то накопившийся воздух выходит наружу из циклонного сепаратора 100 через верхнее отверстие 193 сверху крышки 191 циклона.
Пылеуловитель 165 имеет первый пылеприемник 161 и второй пылеприемник 163, которые сформированы за одно целое. Пылеуловитель 165 соединен с возможностью отсоединения с первым и вторыми циклонами 111, 113 и отдельно улавливает крупные частицы пыли, отделяемые в циклоне 111, и мелкие частицы пыли, отделяемые во втором циклоне 113. Соответственно повышена эффективность пылеулавливания.
Первый пылеприемник 161 улавливает пыль, отделяемую в первом циклоне 111, и второй пылеприемник 163 улавливает пыль, отделяемую во втором циклоне 113. Первый и второй пылеприемники 161 и 163 соответственно имеют цилиндрическую форму. Первый и второй пылеприемники 161, 163 соответственно соединены с возможностью отсоединения с первым и вторым циклонами 111, 113 соответственно. Форма пылеприемников не ограничена при условии, что они смогут улавливать пыль, выходящую из циклонов 111 и 113. Первый пылеприемник 161 находится во втором пылеприемнике 163 и выполнен за одно целое со вторым пылеприемником 163.
В верхней части пылеприемника 161 сформирован первый уплотнительный элемент 290, который герметично соединен с первым циклоном 111. В верхней части второго пылеприемника 163 сформирован второй уплотнительный элемент 280, который герметично соединен со вторым циклоном 113. Поэтому первый и второй пылеприемники 161, 163 соединены с первым и вторыми циклонами 111 и 113 соответственно герметично.
По меньшей мере, часть стенок 166 и 168 первого и второго пылеприемников 161 и 163 выполнены из прозрачного или полупрозрачного материала, просматриваемого насквозь. Второй пылеприемник 163 имеет рукоятку 260 на боковой стенке 166. Пользователь может в любое время проверить первый и второй пылеприемники 161 и 163. При заполнении пылеприемников 161 и 163 пылью пользователь может вынуть пылеуловитель 165 из первого и вторых циклонов 111 и 133 с помощью рукоятки 260, чтобы опорожнить и повторно установить первый и второй пылеприемники 161 и 163.
Как видно на фиг. 4, на одной стороне корпуса 10 пылесоса пылеулавливающая камера 12 разделена перегородкой 17, и в пылеулавливающей камере 12 расположен циклонный сепаратор 100. На периферической поверхности циклонного сепаратора 100 на одной стороне сформирован первый вход 121 для втягивания воздуха и пыли в циклонный сепаратор 100 по гибкому шлангу 15 пылесоса, когда электродвигатель (не показан) создает всасывающую силу. Вверху, в центре циклонного сепаратора 100, сформировано верхнее отверстие 193 для выхода воздуха, в котором с помощью центробежной силы отделена пыль от запыленного воздуха, втянутого в циклонный сепаратор 100.
Циклонный сепаратор 100 можно применить для вертикального пылесоса, как и для горизонтального типа пылесоса. Со ссылкой на фиг. 5 ниже приводится описание вертикального пылесоса, оборудованного циклоном 100.
В корпусе 10 пылесоса установлен формирователь разрежения (не показан), т.е. приводной узел электродвигателя. В нижней части корпуса 10 пылесоса подвижно установлена всасывающая щетка 60. Спереди, в средней части корпуса 10 пылесоса, выполнена установочная деталь 65 циклона. Канал 70 всасывания воздуха, соединяющийся с всасывающей щеткой 60, сформирован в установочной детали 65 циклона, и также выходной воздушный канал 75, соединяющийся с приводным узлом электродвигателя.
Первый вход 121 циклонного сепаратора 100 посредством текучей среды сообщается с каналом 70 всасывания воздуха; и верхнее отверстие 193 посредством текучей среды сообщается с выходным воздушным каналом 75. Запыленный воздух, втянутый через всасывающую щетку 60, проходит через циклонный сепаратор 100. При этом пыль отделяется, и очищенный воздух проходит через верхнее отверстие 193 и выходной воздушный канал 75 и выходит наружу.
Всасывающая сила создается в корпусе 10 пылесоса. Всасывающая щетка 60 посредством текучей среды сообщается с корпусом 10 пылесоса и втягивает запыленный воздух с обрабатываемой поверхности, т.е. с пола, за счет всасывающей силы. Втянутый воздух поступает в первую камеру 115 через первый вход 121 циклонного сепаратора 100 в касательном направлении. Втянутый воздух за счет центробежной силы разделяется в первом циклоне 111, и относительно крупные частицы пыли и мусора улавливаются в первом пылеприемнике 161. Первый циклон 111 втягивает запыленный воздух с помощью всасывающей силы, созданной в корпусе 10 пылесоса, и отделяет относительно крупные частицы пыли и мусора.
Первая камера 115 первого циклона 111 создает центробежную силу при прохождении воздуха через первый вход 121 в касательном направлении и при его вращении по внутренней стенке первой камеры 115. Поскольку воздух, являющийся относительно легким, менее подвержен воздействию центробежной силы, то он собирается в центр первой камеры 115 и создает завихрение. При этом формируется воздушный поток, направляющийся к первому выходу 123 для выхода воздуха.
С другой стороны, пыль, которая тяжелее воздуха, в большей степени подвергается воздействию центробежной силы. Поэтому пыль движется вдоль внутренней стенки первой камеры 115 и потом улавливается в первом пылеприемнике 161. Воздух, от которого отделяются крупные частицы пыли и мусора, поступает во вторую камеру 145 в касательном направлении, проходя через первый вход 123 первой камеры 115, воздушный канал 197 и второй вход 141 второго циклона 113. Поскольку воздух, от которого отделена пыль, рассеивается по радиусу от центра воздушного канала 197, поэтому крупный воздушный поток уменьшается. Поэтому отделение пыли от воздуха во втором циклоне 113 происходит легче.
Воздух, входящий во вторую камеру 145, за счет центробежной силы снова разделяется, и при этом относительно мелкие частицы пыли или мусора улавливаются во втором пылеприемнике 163. Мелкие частицы пыли, отделенные в нескольких вторых циклонах 113, улавливаются во втором пылеприемнике 163. Когда отделенные частицы пыли попадают во второй пылеприемник 163, перегородка 250 циклона между вторыми циклонами 113 препятствует обратному уходу пыли и облегчает улавливание пыли.
Вторично разделенный воздух собирается на крышке 191 циклона после прохождения через второй выход 143 вторых циклонов 113 и выходного канала 199 крышки 190 входящего потока и исходящего потока и выходит через верхнее отверстие 193, сформированное сверху крышки 191 циклона. (См. фиг. 2). При заполнении пылью первого и второго пылеприемников 161, 162 соответственно пользователь проверяет внутреннее состояние пылеприемников 161 и 163, при необходимости, и удаляет пылеуловитель 165 из первого и вторых циклонов 111 и 113 с помощью рукоятки 260. Затем пользователь может опорожнить и повторно установить пылеприемники 161 и 163.
Соответственно, поскольку крупные частицы пыли и мелкие частицы пыли отделяются в первом и во вторых циклонах 111 и 113 соответственно, запыленный воздух улавливается более эффективно и пылеулавливание улучшается по причине эффективности отделения сначала крупных частиц пыли и затем отделения мелких частиц пыли. С помощью описываемого выше процесса воздух подвергается разделению циклонным сепаратором 100 и выходит наружу через корпус 10 пылесоса.
Как указано выше, в обычном циклонном сепараторе существует предел предотвращению снижения эффективности пылеулавливания и эффективности всасывания пыли. Но согласно настоящему изобретению, поскольку сначала отделяются более крупные частицы пыли и затем мелкие частицы пыли, поэтому повышается эффективность пылеулавливания и эффективность всасывания не снижается. Помимо этого, пылесос можно сконструировать более компактно.
Хотя настоящее изобретение было проиллюстрировано и описано со ссылкой на его определенные предпочтительные варианты воплощения, специалистам в данной области техники будут понятны различные изменения по форме и частностям, которые можно в нем осуществить в рамках его концепции и объема, определяемых прилагаемой формулой изобретения.
1. Циклонный сепаратор, содержащий первый циклон, отделяющий пыль от запыленного воздуха, несколько вторых циклонов, с помощью центробежной силы, отделяющих мелкие частицы пыли от воздуха, предварительно отделенного в первом циклоне, и пылеуловитель, соединяющийся с возможностью отделения с первым и вторыми циклонами и отдельно улавливающий крупные частицы пыли, отделяемые в первом циклоне, и мелкие частицы пыли, отделяемые во втором циклоне, при этом пылеуловитель содержит первый пылеприемник для улавливания пыли, отделяемой в первом циклоне, и второй пылеприемник для улавливания пыли, отделяемой во втором циклоне, причем первый пылеприемник расположен внутри второго пылеприемника.
2. Циклонный сепаратор по п.1, в котором первый и второй пылеприемники имеют цилиндрическую форму.
3. Циклонный сепаратор по п.1 или 2, в котором первый пылеприемник выполнен за одно целое со вторым пылеприемником.
4. Циклонный сепаратор по п.3, в котором первый пылеприемник имеет первый уплотнительный элемент в верхней части, который герметично соединен с первым циклоном, а второй пылеприемник имеет второй уплотнительный элемент в верхней части, который герметично соединен со вторым циклоном.
5. Циклонный сепаратор по п.4, в котором первый и второй пылеприемники, соответственно, имеют по меньшей мере одну прозрачную или полупрозрачную часть на своих боковых стенках.
6. Циклонный сепаратор по п.5, в котором второй пылеприемник имеет рукоятку на боковой стенке.
7. Циклонный сепаратор по п.2, в котором циклонный сепаратор дополнительно содержит крышку входящего потока и исходящего потока, образованную наверху первого и вторых циклонов и сообщающуюся по текучей среде с первым и вторыми циклонами, и крышку циклона, образованную над крышкой входящего потока и исходящего потока.
8. Циклонный сепаратор по п.7, в котором крышка циклона имеет форму конуса, открытого вверх и вниз.
9. Циклонный сепаратор по п.8, в котором вторые циклоны расположены на внешнем периметре первого циклона и охватывают первый циклон, и первый циклон выполнен за одно целое со вторым циклоном.
10. Циклонный сепаратор по п.9, в котором между соответствующими вторыми циклонами выполнены перегородки циклона.
11. Пылесос, содержащий корпус пылесоса, который втягивает запыленный воздух и создает всасывающую силу, всасывающую щетку, соединенную по текучей среде с корпусом пылесоса и втягивающую пыль с очищаемой поверхности с помощью всасывающей силы, и циклонный сепаратор, образованный в корпусе пылесоса, в котором циклонный сепаратор содержит первый циклон, отделяющий пыль от запыленного воздуха, вторые циклоны, которые за счет центробежной силы отделяют мелкие частицы пыли от воздуха, предварительно отделенного в первом циклоне, и пылеуловитель, соединяющийся с возможностью отсоединения с первым и вторыми циклонами и отдельно улавливающий крупные частицы пыли, отделяемые в первом циклоне, и мелкие частицы пыли, отделяемые во втором циклоне, при этом пылеуловитель содержит первый пылеприемник для улавливания пыли, отделяемой в первом циклоне, и второй пылеприемник для улавливания пыли, отделяемой во втором циклоне, причем первый пылеприемник расположен внутри второго пылеприемника.
12. Пылесос по п.11, в котором первый пылеприемник выполнен за одно целое со вторым пылеприемником.
13. Пылесос по п.12, в котором первый и второй пылеприемники, соответственно, включают по меньшей мере одну прозрачную или полупрозрачную часть в своей боковой стенке.
