Циклонное пылеотделяющее устройство

Циклонное устройство для отделения пыли из втягиваемого в него внешнего воздуха и выпуска очищенного воздуха предназначено для пылесоса и позволяет уменьшить потери всасывающей силы, устранить столкновения потоков, снизить шум и повысить эффективность очистки воздуха. Устройство содержит по меньшей мере один первый циклонный корпус, имеющий цилиндрическую форму и образующий первую циклонную камеру, в которой вращается внешний воздух, и по меньшей мере один второй циклонный корпус, образующий вторую циклонную камеру, в которой воздух, выпущенный из первой циклонной камеры, приводится во вращения для отделения пыли. Внешний воздух втягивается через нижний конец первой циклонной камеры и выпускается через верхний конец первой циклонной камеры, а воздух, выпущенный из первой циклонной камеры, втягивается через верхний конец второй циклонной камеры и выпускается через верхний конец второй циклонной камеры. Входное отверстие для втягивания воздуха в первую циклонную камеру первого циклона проходит сквозь нижний конец первого циклонного корпуса. Устройство содержит выпускную трубу, проходящую от верхнего конца первой циклонной камеры к нижнему концу первой циклонной камеры с обеспечением частичной установки внутри первой циклонной камеры и имеющую первое выходное отверстие для выпуска воздуха, очищенного первой циклонной камерой. В верхней части первой циклонной камеры на ее внешней периферии расположено первое отверстие для выпуска пыли, предназначенное для выпуска пыли, отделенной первой циклонной камерой. Пыль, прошедшая через первое отверстие для выпуска пыли, собирается в первом пылесборнике. Первое выходное отверстие расположено ниже, чем первое отверстие для выпуска пыли. 21 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Приоритет данной заявки заявляется по предварительной заявке на патент США №60/666143, поданной 29 марта 2005 года, и по предварительной заявке на патент США №60/698387, поданной 12 июня 2005 года в Бюро по патентам и товарным знакам США, а также по заявке на патент Кореи №2005-37406, поданной 4 мая 2005 года, и по заявке на патент Кореи №2005-71976, поданной 5 августа 2005 года в корейское Бюро по Интеллектуальной Собственности, полное содержание которых включено в настоящую заявку посредством ссылки.

Предпосылки изобретения

Область изобретения

Настоящее изобретение относится к пылесосу. В особенности настоящее изобретение относится к циклонному пылеотделяющему устройству, установленному в пылесосе и предназначенному для отделения пыли из воздуха, втягиваемого с очищаемой поверхности.

Описание уровня техники

В обычных циклонных пылеотделяющих устройствах примеси (которые в дальнейшем называются «пылью») отделяются от внешнего втягиваемого воздуха путем использования центробежной силы, а отделенная пыль собирается в пылесборнике. Благодаря преимуществам в сроке службы и будучи более гигиеничным по сравнению с традиционно используемым мешком для пыли, циклонное пылеотделяющее устройство последнее время широко используется в пылесосах.

Традиционное циклонное пылеотделяющее устройство содержит циклонную камеру цилиндрической формы, такой, что втягиваемый воздух вращается внутри, а также входное отверстие для воздуха и выходное отверстие для воздуха. Входное отверстие для воздуха соединено с верхней боковой стенкой циклонной камеры по касательной, так что воздух, опускающийся с вращением и поднимающийся обратно в циклонную камеру, направляется наружу циклонного пылеотделяющего устройства. Однако в традиционном циклонном пылеотделяющем устройстве, имеющем описанную выше конструкцию, опускающийся с вращением воздух и поднимающийся воздух неизбежно сталкиваются друг с другом в циклонной камере, потому что и входное отверстие для воздуха, и выходное отверстие для воздуха расположены в верхней части циклонной камеры, таким образом, ухудшая эффективность отделения пыли циклонного пылеотделяющего устройства.

Для того, чтобы устранить такое ухудшение эффективности отделения пыли, разработано многоциклонное пылеотделяющее устройство, которое было применено в пылесосе. Многоциклонное пылеотделяющее устройство имеет первую циклонную камеру для отделения относительно более крупной пыли и вторые циклонные камеры для отделения относительно более мелкой пыли. В обычном многоциклонном пылеотделяющем устройстве первая циклонная камера расположена в центре, в то время как вторые циклонные камеры расположены по кругу вокруг первой циклонной камеры.

Однако поскольку входное отверстие для воздуха и выходное отверстие для воздуха первой циклонной камеры в традиционном многоциклонном пылеотделяющем устройстве оба расположены в ее верхней части, то возникают ограничения на расположение вторых камер, т.к. вторые циклонные камеры не должны служить препятствием входному отверстию для воздуха.

Сущность изобретения

Одним аспектом настоящего изобретения является решение по меньшей мере указанных выше проблем и/или недостатков и обеспечение по меньшей мере преимуществ, описанных ниже. Соответственно, задача настоящего изобретения состоит в создании циклонного пылеотделяющего устройства, способного улучшить эффективность очищения путем уменьшения потери всасывающей силы.

Еще одна задача настоящего изобретения состоит в создании циклонного пылеотделяющего устройства, способного улучшить гибкость конструкции.

Указанные выше задачи достигаются путем выполнения циклонного пылеотделяющего устройства для отделения пыли из внешнего воздуха, втягиваемого в него, и выпуска отделенной пыли. Циклонное пылеотделяющее устройство содержит по меньшей мере один первый циклонный корпус, имеющий цилиндрическую форму и образующий первую циклонную камеру, в которой вращается внешний воздух; и по меньшей мере один второй циклонный корпус, образующий вторую циклонную камеру, в которой воздух, выпущенный из первой циклонной камеры, снова вращается для отделения пыли, причем внешний воздух втягивается через нижний конец первой циклонной камеры и выпускается через верхний конец первой циклонной камеры, а воздух, выпущенный из первой циклонной камеры, втягивается через верхний конец второй циклонной камеры и выпускается через верхний конец второй циклонной камеры.

Предпочтительно вторые корпуса циклонов расположены по кругу вокруг первой циклонной камеры.

В соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения циклонное пылеотделяющее устройство также может содержать первое входное отверстие, проходящее сквозь нижний конец первого циклонного корпуса и предназначенное для втягивания воздуха в первую циклонную камеру.

Циклонное пылеотделяющее устройство также содержит выпускную трубу, проходящую от верхнего конца первой циклонной камеры к нижнему концу первой циклонной камеры для частичной установки внутрь первой циклонной камеры и имеющую первое выходное отверстие для выпуска воздуха, очищенного первой циклонной камерой; первое отверстие для выпуска пыли, расположенное в верхней части первой циклонной камеры на ее внешней периферии и предназначенное для выпуска пыли, отделенной первой циклонной камерой; и первый пылесборник, собирающий пыль, выпущенную через первое отверстие для выпуска пыли.

Циклонное пылеотделяющее устройство также содержит первый соединительный проход, направляющий воздух, выпущенный через первое выходное отверстие, по ответвлениям ко вторым входным отверстиям, выполненным в верхних концах соответствующих вторых циклонных камер; второе отверстие для выпуска пыли, образованное в нижних концах соответствующих вторых циклонных камер; второй пылесборник, собирающий пыль, выпущенную через соответствующие вторые отверстия для выпуска пыли; и второй соединительный проход, имеющий второе выходное отверстие на своем конце, для направления воздуха, выпускаемого из соответствующих вторых циклонных камер.

Циклонное пылеотделяющее устройство также содержит третье выходное отверстие, соединенное с другим концом второго соединительного прохода, с обеспечением совместного выпуска воздуха, выпускаемого через второе выходное отверстие.

Циклонное пылеотделяющее устройство также содержит основной циклонный корпус, имеющий цилиндрическую форму и заключающий в себе первый циклонный корпус и второй циклонный корпус, причем основной циклонный корпус содержит цилиндрическую внутреннюю стенку, окружающую первый циклонный корпус на заданном расстоянии от него, и цилиндрическую внешнюю стенку, окружающую внутреннюю стенку на заданном расстоянии от нее, при этом первый пылесборник расположен между первой циклонной камерой и внутренней стенкой, а второй пылесборник расположен между внутренней стенкой и внешней стенкой.

Соответствующие вторые циклонные камеры выполнены в виде перевернутого конуса с диаметром, уменьшающимся от верхнего конца к нижнему концу, и наклоненного таким образом, что часть боковой стенки каждого второго циклонного корпуса, обращенная к внешней стенке основного циклонного корпуса, расположена параллельно ей.

Циклонное пылеотделяющее устройство также может содержать покрывающий элемент, установленный в верхнем конце и имеющий отверстия для крепления второго циклона, соответствующие верхним концам вторых циклонных корпусов и предназначенные для установки вторых циклонных корпусов в основном циклонном корпусе.

В соответствии со вторым вариантом выполнения настоящего изобретения циклонное пылеотделяющее устройство также содержит нижнюю поверхность, представляющую собой дно первого циклонного корпуса; и первое входное отверстие, выполненное сквозным на нижней поверхности, для направления воздуха, втягиваемого снаружи в первую циклонную камеру.

Циклонное пылеотделяющее устройство также содержит верхнее перекрытие, имеющее первое выходное отверстие, направляющее воздух, выпущенный из первой циклонной камеры, и установленное в верхней части первого циклонного корпуса; направляющий элемент, выполненный в первой циклонной камере для покрытия части первого входного отверстия и частично выполненный в форме спирали, так что внешний воздух, втягиваемый через первое входное отверстие, вращается и направляется вверх к первому выходному отверстию; первое отверстие для выпуска пыли, выполненное в верхней части внешней периферии первой циклонной камеры, расположенное вблизи верхнего перекрытия; и первый пылесборник, собирающий пыль, выпущенную через первое отверстие для выпуска пыли.

Верхнее перекрытие содержит выпускную трубу, выступающую из него к нижней поверхности первой циклонной камеры и имеющую первое выходное отверстие на своем нижнем конце и первое выходное отверстие, расположенное ниже, чем первое отверстие для выпуска пыли.

Выпускная труба имеет форму, подобную юбке, расширяясь по мере отдаления от первой циклонной камеры, так что радиус вращения воздуха, поднимающегося и вращающегося в первой циклонной камере, увеличивается по мере приближения к верхнему концу первой циклонной камеры.

Нижняя поверхность имеет всасывающую трубу, выступающую вниз и соответствующую по форме первому входному отверстию, причем всасывающая труба вставлена в установочное отверстие, которое выполнено на дне пылесборника в пылесосе и соответствует по форме всасывающей трубе для установки с возможностью снятия первого циклонного корпуса.

В первом выходном отверстии с возможностью снятия установлен решетчатый элемент.

Циклонное пылеотделяющее устройство также может содержать первый соединительный проход, направляющий воздух, выпущенный из первого выходного отверстия, с разветвлением во вторые входные отверстия, выполненные в верхних концах соответствующих вторых циклонных камер; второе отверстие для выпуска пыли, выполненное в нижних концах соответствующих вторых циклонных камер; второй пылесборник, собирающий пыль, выпущенную через соответствующие вторые отверстия для выпуска пыли; и второй соединительный проход, имеющий второе выходное отверстие на своем конце для направления воздуха, выпускаемого из соответствующих вторых циклонных камер.

Циклонное пылеотделяющее устройство также может содержать основной циклонный корпус, заключающий в себе первый и второй циклонные корпуса и прикрепленный открытыми верхними концами первой циклонной камеры и вторых циклонных камер; промежуточную крышку, содержащую первый соединительный проход, входное отверстие которого соединено с первым выходным отверстием, а выходное отверстие соединено со вторым входным отверстием, и второй соединительный проход, выполненный в виде трубы и закрывающий открытый верхний конец основного циклонного корпуса; и верхнюю крышку, имеющую третье выходное отверстие, совокупно выпускающее воздух, выпущенный из второго выходного отверстия, наружу, и покрывающую верхнюю часть промежуточной крышки.

Основной циклонный корпус содержит трубчатую внутреннюю стенку, окружающую первый циклонный корпус на заданном расстоянии от него, и трубчатую внешнюю стенку, окружающую внутреннюю стенку на заданном расстоянии от нее и соединенную с промежуточной крышкой своим верхним концом, при этом первый пылесборник расположен между первой циклонной камерой и внутренней стенкой, а второй пылесборник расположен между внутренней стенкой и внешней стенкой.

Соответствующие вторые циклонные камеры выполнены в виде перевернутого конуса с диаметром, уменьшающимся от верхнего конца к нижнему концу, и наклоненного так, что часть боковой стенки каждого циклонного корпуса, обращенного к внешней стенке основного циклонного корпуса, расположена параллельно ей.

Предпочтительно расстояние между внутренней стенкой и внешней стенкой по существу равно диаметру второго отверстия для выпуска пыли.

Основной циклонный корпус также содержит нижнюю крышку, установленную с возможностью снятия в нижнем конце внешней стенки и предназначенную для закрытия открытых нижних концов первой циклонной камеры, внутренней стенки и внешней стенки.

Дополнительно, между верхней крышкой и промежуточной крышкой установлен с возможностью снятия фильтрующий элемент, предназначенный для дальнейшей фильтрации воздуха, движущегося к третьему выходному отверстию.

Краткое описание чертежей

Указанные выше и другие признаки предлагаемого изобретения будут более очевидны и скорее оценены из последующего подробного описания вариантов выполнения предлагаемого изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых

фиг.1 схематично изображает в аксонометрии циклонное пылеотделяющее устройство в соответствии с первым вариантом выполнения данного изобретения;

фиг.2 изображает в аксонометрии циклонное пылеотделяющее устройство, изображенное на фиг.1, в разобранном виде;

фиг.3 изображает в разрезе устройство, изображенное на фиг.1, по линии III-III;

фиг.4 схематично изображает в аксонометрии пылесос, в котором используется циклонное пылеотделяющее устройство в соответствии с первым вариантом выполнения данного изобретения, в разобранном виде;

фиг.5 схематично изображает в аксонометрии пылесос, в котором используется циклонное пылеотделяющее устройство в соответствии со вторым вариантом выполнения данного изобретения, в разобранном виде;

фиг.6 изображает в аксонометрии циклонное пылеотделяющее устройство, изображенное на фиг.5, в разобранном виде; и

фиг.7 изображает в разрезе устройство, изображенное на фиг.5, для иллюстрации работы циклонного пылеотделяющего устройства.

Подробное описание иллюстративных вариантов выполнения

Ниже подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи описаны некоторые варианты выполнения настоящего изобретения.

В последующем описании одни и те же элементы обозначены одинаковыми номерами позиций, даже на разных чертежах. Объекты, определенные в описании, такие как подробная конструкция и элементы, представлены лишь для облегчения всестороннего понимания изобретения. Таким образом, очевидно, что настоящее изобретение может быть выполнено и без определения этих объектов. Также, подробные описания известных функций и конструкций опущены, поскольку они затрудняют понимание изобретения введением несущественных деталей.

Со ссылкой на фиг.1-4 видно, что циклонное пылеотделяющее устройство 100 в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения содержит первый циклонный корпус 120, ограничивающий первую циклонную камеру 121 для первичного отделения относительно более крупной пыли из запыленного воздуха, втягиваемого через первое входное отверстие 122, покрывающий элемент 130 и второй циклонный корпус 140, ограничивающий вторую циклонную камеру 142 для вторичного отделения относительно более мелкой пыли от воздуха, первично очищенного первой циклонной камерой 121. Устройство 100 содержит основной циклонный корпус 110, заключающий в себе первый и второй циклонные корпуса 120 и 140.

Первый циклонный корпус 120 имеет форму цилиндра, так что первая циклонная камера 121 может эффективно вызвать вращение воздуха, втягиваемого через первое входное отверстие 122. Первое входное отверстие 122 расположено в нижнем конце первой циклонной камеры 121 и проточно сообщается с всасывающим отверстием 103 (фиг.4) на нижней поверхности щетки 101 (фиг.4). Поскольку первое входное отверстие 122 направлено по касательной по отношению к первой циклонной камере 121, воздух, втягиваемый через первое входное отверстие 122, приводится во вращение в первой циклонной камере 121. В верхнем конце первой циклонной камеры 121 образовано первое отверстие 123 для выпуска пыли в форме кольца. Пыль поднимается по первой стенке 126 первой циклонной камеры 121 и затем выпускается через первое выпускное отверстие 123 в первый пылесборник 124.

В верхнем конце первой циклонной камеры 121 расположена выпускная труба 128. Нижний конец трубы 128 частично вставлен в первую циклонную камеру 121. Первое выходное отверстие 125 выполнено в нижнем конце выпускной трубы 128 и предназначено для выпуска воздуха, первично очищенного первой циклонной камерой 121. Выпускная труба 128 имеет достаточную длину для того, чтобы первое выходное отверстие 125 было расположено ниже, чем первое выпускное отверстие 123. Поскольку первое входное отверстие 122 расположено в нижнем конце первой циклонной камеры 121, а первое выходное отверстие 125 - в верхнем конце первой циклонной камеры 121, воздух, втягиваемый через первое входное отверстие 122, поднимается с вращением и выходит через первое выходное отверстие 125. Таким образом, столкновение втягиваемого воздушного потока и воздушного потока, выпускаемого в первую циклонную камеру 121, может быть предотвращено, увеличивая вследствие этого эффективность очистки.

Первый пылесборник 124 выполнен между первой стенкой 126 и второй стенкой 112 первого циклонного корпуса 120 и предназначен для сбора пыли, выпущенной через первое выпускное отверстие 123. Второй пылесборник 145 выполнен в форме кольца, окружает первый пылесборник 124 и предназначен для сбора относительно более мелкой пыли, отделенной во второй циклонной камере 142. Основной циклонный корпус 110 содержит вторую стенку 112, выполненную в форме цилиндра и окружающую первый циклонный корпус 120 на заданном расстоянии от первой стенки 126 первого циклонного корпуса 120, и третью стенку 113, выполненную в форме цилиндра и окружающую вторую стенку 112 на заданном расстоянии от нее. Здесь первый пылесборник 124 расположен между первой стенкой 126 первого циклонного корпуса 120 и второй стенкой 112, а второй пылесборник 145 расположен между второй стенкой 112 и третьей стенкой 113.

Покрывающий элемент 130 имеет центральное отверстие 131, в которое вставляется выпускная труба 128. Вторые циклонные установочные отверстия 132 расположены по кругу вокруг покрывающего элемента 130 и предназначены для поддержания верхней части вторых циклонных корпусов 140 за их верхние концы. Покрывающий элемент 130 всего лишь помогает соединить вторые циклонные корпуса 140 внутри циклонного основного корпуса 110. Таким образом, покрывающим элементом 130 можно пренебречь в соответствии с конструкцией.

В соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения вторые циклонные корпуса 140 расположены по кругу вокруг первого циклонного корпуса 120. Первый соединительный проход 141 направляет воздух, первично очищенный первой циклонной камерой 121, во вторую циклонную камеру 142. Первый соединительный проход 141 одним концом соединен с первым выходным отверстием 125 выпускной трубы 128, а другим концом - со вторым входным отверстием 143, выполненным в верхнем конце каждой второй циклонной камеры 142. Поскольку второе входное отверстие 143 соединено со второй циклонной камерой 142 по касательной, воздух, втягиваемый через второе входное отверстие 143, может образовать вращающийся воздушный поток во второй циклонной камере 142. Для проточного соединения между первой циклонной камерой 121 и вторыми циклонными камерами 142 выполнен первый соединительный проход 141 в количестве, соответствующем количеству вторых циклонных камер 142. Таким образом, первые соединительные проходы 141 выполнены с разветвлением от первого выходного отверстия 125. Соответствующие первые проходы 141 частично выполнены в форме спирали с обеспечением формирования вращающегося воздушного потока во вторых циклонных камерах 142.

Второе отверстие 144 для выпуска пыли расположено в нижнем конце второго циклонного корпуса 140, имеющего форму перевернутого конуса. Пыль, отделенная во второй циклонной камере 142, выпускается через второе отверстие 144 для выпуска пыли во второй пылесборник 145. Второй соединительный проход 161 направляет воздух, очищаемый в соответствующих вторых циклонных камерах 142 и выпускаемый наружу. Соответствующие вторые соединительные проходы 161 на одном конце имеют второе выходное отверстие 146, а на другом конце соединены с третьим выходным отверстием 162. Второй соединительный проход 161 выполнен в количестве, соответствующем количеству вторых выходных отверстий 146, и сходится к третьему выходному отверстию 162. Третье выходное отверстие 162 является проходом для окончательного выпуска из устройства 100 воздуха, выпускаемого через вторые соединительные проходы 161. С этой целью третье выходное отверстие 162 проточно соединяется с приводом 102 (фиг.4), который создает всасывающее усилие.

Вторые циклонные корпуса 140 выполнены в форме перевернутого конуса с диаметром, уменьшающимся от верхнего конца к нижнему концу. Кроме того, вторые циклонные корпуса 140 расположены по кругу вокруг первого циклонного корпуса 120 через равные промежутки. Вторые циклонные корпуса 140 вставлены во второй пылесборник 145 так, что они расположены параллельно первому циклонному корпусу 120. Путем такого параллельного расположения первых и вторых циклонных корпусов 120 и 140 высота устройства 100 может быть уменьшена. Дополнительно, благодаря расположению первого входного отверстия 122 в нижнем конце первой циклонной камеры 121, не возникает ограничений на количество и расположение вторых циклонных корпусов 140. Таким образом, эффективность отделения пыли может быть увеличена путем увеличения количества вторых циклонных корпусов 140.

Соответствующие вторые циклонные корпуса 140 ограничены таким образом, что часть 147 боковой стенки каждого второго циклонного корпуса 140, обращенная к внешней стенке 113 основного циклонного корпуса 110, расположена параллельно ей. Дополнительно, соответствующие вторые циклонные корпуса 140 ограничены таким образом, что часть 148 боковой стенки каждого второго циклонного корпуса 140, обращенная ко второй стенке 112, расположена под углом к ней. Поскольку обычно первая циклонная камера 121 отделяет большую часть пыли и относительно более крупную пыль, то предпочтительно первый пылесборник 124 имеет настолько больший объем, насколько это возможно. В соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения объем второго пылесборника 145 уменьшен, в то время как объем первого пылесборника 124 увеличен.

Ниже описана более подробно, со ссылкой на фиг.3, работа циклонного пылеотделяющего устройства 100.

Когда всасывающее усилие создается приводом 102 (фиг.4), запыленный воздух втягивается через всасывающее отверстие 103 (фиг.4), расположенное на нижней поверхности щетки 101. Запыленный воздух втягивается в первую циклонную камеру 121 через первое входное отверстие 122 и поднимается с вращением. В ней пыль вращается и поднимается вдоль первой стенки 126 первого циклонного корпуса 120 под действием центробежной силы вращающегося воздушного потока. Пыль, поднятая поднимающимся воздушным потоком, выпускается через первое отверстие 123 для выпуска пыли и собирается в первом пылесборнике 124. Очищенный воздух выпускается через первое выходное отверстие 125. Как описано выше, воздух, втягиваемый через первое входное отверстие 122, достигает первого выходного отверстия 146 путем создания воздушного потока в одном направлении, предотвращая, таким образом, столкновение между воздушными потоками, движущимися в противоположных направлениях. В результате этого потеря всасывающего усилия уменьшается, а эффективность очистки улучшается.

Воздух, выпускаемый через первое выходное отверстие 125, втягивается во вторые циклонные камеры 142 через первый соединительный проход 141 и второе входное отверстие 143. Втягиваемый воздух опускается, по мере того как он вращается во второй циклонной камере 142. В то же самое время пыль опускается вдоль частей 147, 148 боковой стенки второго циклонного корпуса 140, будучи вовлеченной в опускающийся воздушный поток. Затем пыль выпускается через второе отверстие 144 для выпуска пыли и собирается во втором пылесборнике 145. Воздух, очищенный второй циклонной камерой 142, поднимается обратно, чтобы выйти через второе выходное отверстие 146 и второй соединительный проход 161.

Фиг.4 схематично изображает в аксонометрии пылесос в разобранном виде, в котором используется циклонное пылеотделяющее устройство в соответствии с первым вариантом выполнения настоящего изобретения. Со ссылкой на фиг.4 видно, что пылесос в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения содержит щетку 101, на нижней поверхности имеющую всасывающий проход 103, корпус 104, имеющий привод 102, всасывающий проход 105 и выпускной проход 106 и циклонное пылеотделяющее устройство 100, установленное с возможностью снятия на крепежной части 107 корпуса 104 пылесоса.

Привод 102 расположен в нижней части корпуса 104 пылесоса и может содержать всасывающий двигатель для создания всасывающего усилия. Всасывающая щетка 101 включает в себя всасывающее отверстие 103 для втягивания пыли с очищаемой поверхности путем использования всасывающего усилия, создаваемого приводом 102. Всасывающий проход 105 расположен в корпусе 104 пылесоса, проточно соединен с всасывающим отверстием 103 и одним концом соединен с первым входным отверстием 122 циклонного пылеотделяющего устройства 100. Выпускной проход 106 выполнен в корпусе 104 пылесоса. Один конец выпускного прохода 106 соединен с приводом 102, в то время как другой конец проходит до крепежной части 107 и соединен с третьим выходным отверстием 162 циклонного пылеотделяющего устройства 100, как показано на фиг.4.

Всасывающее усилие, созданное приводом 102, установленным в описанной выше конструкции, передается последовательно через выпускной проход 106, циклонное пылеотделяющее устройство 100 и всасывающий проход 105 и, наконец, передается к всасывающему отверстию 103. Пыль с очищаемой поверхности втягивается через всасывающее отверстие 103 за счет всасывающего усилия. Втягиваемая пыль передается через всасывающий проход 105, пылеотделяющее устройство 100, выпускной проход 106 и привод 102 в обратном порядке, а затем выпускается наружу. Хотя в качестве примера был проиллюстрирован пылесос вертикального типа, для специалиста в данной области техники будет очевидно, что циклонное пылеотделяющее устройство в соответствии с настоящим изобретением может быть использовано в пылесосах других типов, таких как пылесос баллонного и рукояточного типа.

На фиг.5-7 изображено циклонное пылеотделяющее устройство в соответствии со вторым вариантом выполнения настоящего изобретения и пылесос, содержащий такое устройство. Ниже подробно описано, со ссылкой на прилагаемые чертежи, циклонное пылеотделяющее устройство в соответствии со вторым вариантом выполнения настоящего изобретения.

Со ссылкой на фиг.5 видно, что пылесос 300, имеющий циклонное пылеотделяющее устройство 200 в соответствии с настоящим вариантом выполнения, содержит всасывающий узел 350 для втягивания пыли с очищаемой поверхности и корпус 310, включающий в себя всасывающий двигатель 360 для создания всасывающего усилия для втягивания пыли. Корпус 310 пылесоса содержит всасывающий проход 311, соединенный с всасывающим узлом 350, выпускной проход 315, соединенный с внешней стороной корпуса 320 пылесоса, и пылесборник 320, расположенный между всасывающим проходом 111 и выпускным проходом 315, и куда установлено циклонное пылеотделяющее устройство 200.

Со ссылкой на фиг.5-7 видно, что циклонное пылеотделяющее устройство 200 в соответствии с настоящим вариантом выполнения содержит циклонные камеры. С этой целью циклонное пылеотделяющее устройство 200 содержит основной циклонный корпус 210, промежуточную крышку 270, соединенную с верхним концом основного циклонного корпуса 210, и верхнюю крышку 250, соединенную с верхним концом промежуточной крышки 270. Основной циклонный корпус 210, промежуточная крышка 270 и верхняя крышка 250 соединены между собой скрепляющими винтами (не показаны), находящимися во взаимодействии со скрепляющими отверстиями 211, 271 и 251, которые соответственно там предусмотрены.

Основной циклонный корпус 210 содержит первый циклонный корпус 221, представляющий собой первую циклонную камеру 220, и вторые циклонные корпуса 231, представляющие собой вторую циклонную камеру 230.

Первая циклонная камера 220 отделяет пыль от внешнего воздуха, втягиваемого через всасывающий проход 311. Для этого первая циклонная камера 220 выполнена внутри основного циклонного корпуса 210, причем ее форма определяется первым циклонным корпусом 221, имеющим трубчатую форму и установленным внутри внешней стенки 212 основного циклонного корпуса 210, верхним перекрытием 224 и нижней поверхностью 223. Верхний конец первой циклонной камеры 220 открыт через первое выходное отверстие 222. Первое входное отверстие 280 выполнено на нижней поверхности 223 и предназначено для направления воздуха в первую циклонную камеру 220. В соответствии с этой конструкцией воздух втягивается в первую циклонную камеру 220, последовательно проходя через всасывающий узел 350 (фиг.5), всасывающий проход 311 (фиг.5), пылесборник 320 (фиг.5) и первое входное отверстие 280, и поднимается с вращением к первому выходному отверстию 222. Как отмечено выше, для беспрепятственного вращения воздуха на нижней поверхности 223 выполнен направляющий элемент 285 частично спиральной формы, окружающий верхнюю часть первого входного отверстия 280, с наклоном вверх, в сторону выходного отверстия 286.

Первая циклонная камера 220 соединена с первым проходом 225 для выпуска пыли, образованным в верхней части ее внешней периферии. Первый проход 225 для выпуска пыли в этом варианте выполнения расположен между верхним концом первого циклонного корпуса 221 и верхним перекрытием 224 таким образом, что первый циклонный корпус 221 отделен от верхнего перекрытия 224 на заданное расстояние d1. Кроме того, первый проход 225 соединен с первым пылесборником 228, окружающим внешнюю периферию первого циклонного корпуса 221. Здесь, первый пылесборник 228 ограничен внутренней поверхностью внутренней стенки 229 основного циклонного корпуса 210 и внешней поверхностью первого циклонного корпуса 221. Внутренняя стенка 229 имеет цилиндрическую форму и расположена внутри внешней стенки 212 основного циклонного корпуса 210, окружая внешнюю поверхность первого циклонного корпуса 221 на заданном расстоянии. Первое выходное отверстие 222 образовано у конца выпускной трубы 226, выступающей вниз на заданное расстояние d2 от перекрытия 224. Выпускная труба 226 имеет длину, достаточную для того, чтобы первое выходное отверстие 222 было расположено ниже, чем первое отверстие 225 для выпуска пыли. С помощью выпускной трубы 226, конструкция которой изложена выше, поднимающийся вращающийся воздушный поток в первой циклонной камере 220 может быть удержан от прямого выпуска через первое выходное отверстие 222 по достижении верхнего конца первой циклонной камеры 220. Следовательно, количество пыли, содержащейся в воздухе, выпускаемом из первой циклонной камеры 220, может быть уменьшено. Открытый верхний конец выпускной трубы 226 проточно соединен со вторым входным отверстием 233 каждой из указанных вторых циклонных камер 230 через первый соединительный проход 232 промежуточной крышки 270, расположенной в верхнем конце основного циклонного корпуса 210.

В соответствии с настоящим вариантом выполнения в первом выходном отверстии 222 также выполнен специально предназначенный решетчатый элемент 294 для большей эффективности отделения пыли. Выпускная труба 226, в соответствии с настоящим изобретением, имеет, кроме того, форму, подобную юбке, расширяющуюся к верхнему концу. Следовательно, воздух, вращающийся у верхнего конца первой циклонной камеры 220, направляется к первому проходу 225 для выпуска пыли, увеличивая, таким образом, эффективность отделения пыли.

Вторая циклонная камера 230 отделяет относительно более мелкую пыль D2, которая еще не отделена первой циклонной камерой 220. Другими словами, вторая циклонная камера 230 отделяет пыль D2, которая относительно меньше пыли D1, отделенной первой циклонной камерой 220. Для отделения пыли способом, указанным выше, в основном циклонном корпусе 210 предусмотрены вторые циклонные камеры, окружающие первую циклонную камеру 220 по кругу. Поскольку первое входное отверстие 280, соединенное с первой циклонной камерой 220, проходит сквозь нижнюю поверхность 223 первой циклонной камеры 220, вторые циклонные камеры 230 выполнены в количестве, достаточном для полного окружения первой циклонной камеры 220. Соответственно, эффективность отделения пыли может быть увеличена.

Вторые циклонные камеры 230 выполнены в основном циклонном корпусе 210 разделенными, соответственно, вторыми циклонными корпусами 231. Вторые циклонные корпуса 231 открыты у верхнего конца для соединения, соответственно, со вторыми входными отверстиями 233 и вторыми выходными отверстиями 235, выполненными в промежуточной крышке 270. Помимо этого вторые циклонные корпуса 231 выполнены в виде перевернутого конуса, имеющего второе отверстие 237 для выпуска пыли у нижнего конца, так что относительно более мелкая пыль D2 может быть отделена при опускании с вращением воздуха, втягиваемого через вторые входные отверстия 233. Второй проход 237 для выпуска пыли расположен в верхней части второго пылесборника 207, расположенного между внутренней поверхностью внешней стенки 212 и внешней поверхностью внутренней стенки 229 основного циклонного корпуса 210. В этом случае размер первого пылесборника 228 соответствует размеру второго циклонного корпуса 231. Более конкретно, по мере того как увеличивается диаметр второго циклонного корпуса 231, второй пылесборник 207 расширяется, уменьшая, таким образом, размер первого пылесборника 228. Уменьшение таким путем емкости первого пылесборника 228 является неудобным, потому что первый пылесборник 228, собирающий большее количество пыли, чем второй собирающий узел 207, нуждается в более частом опорожнении.

Для решения проблемы, описанной выше, соответствующие вторые циклонные корпуса 231 наклонены так, что часть боковой стенки каждого из вторых циклонных корпусов 231, повернутого к внешней стенке основного циклонного корпуса 210, расположена параллельно внешней стенке 212 основного циклонного корпуса 210. Кроме того, второе входное отверстие 233 и второе выходное отверстие 235, выполненные в промежуточной крышке 270, соответствующим образом наклонены. Следовательно, расстояние d3 между внешней стенкой 212 и внутренней стенкой 229, которое определяет размер второго пылесборника 207, может быть уменьшено до величины, по существу равной внутреннему диаметру второго выходного отверстия 235.

В основном циклонном корпусе 210 в соответствии с настоящим вариантом выполнения нижние концы первого и второго пылесборников 228 и 207 могут быть выборочно открыты и закрыты нижней крышкой 240. Для воздухонепроницаемости основного циклонного корпуса 210 нижняя крышка 240 имеет соединительные канавки 245, 244 и 243, имеющие по существу форму кольца и выполненные с обеспечением размещения нижних концов, соответственно, первого циклонного корпуса 221, внутренней стенки 229 и внешней стенки 212. Нижняя крышка 240 выполнена в виде цельной части с всасывающей трубой 241, окружающей первое входное отверстие 280. Всасывающая труба 241 вставлена в установочное отверстие 325, выполненное в нижней поверхности 321 пылесборника 320. Следовательно, циклонное пылеотделяющее устройство 200 может быть установлено правильно, когда всасывающий проход 111 и первое входное отверстие 280 соединены друг с другом путем присоединения циклонного пылеотделяющего устройства 200. Также, в то же самое время, всасывающий проход 111 и первое входное отверстие 280 могут быть соединены, не вызывая утечку воздуха.

Ниже описана работа циклонного пылеотделяющего устройства 200 в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения.

Как показано на фиг.5-7, воздух, втягиваемый через всасывающий узел 350, проходит через всасывающий проход 311, установочное отверстие 325 и первое входное отверстие 280, а затем втягивается в первую циклонную камеру 220 через ее нижний конец. Воздух, втягиваемый в камеру 220, поднимается с вращением вдоль внутренней поверхности первого циклонного корпуса 221 к первому выходному отверстию 222. Когда втягиваемый воздух достигает верхнего конца первой циклонной камеры 220, находящегося рядом с первым отверстием 225 для выпуска пыли, относительно более крупная пыль D1 отделяется из втягиваемого воздуха под действием центробежной силы. При опускании обратно и проходя через решетчатый элемент 294, пыль дальше отделяется из воздуха, из которого более крупная пыль D1 уже отделена. Затем воздух, разветвляясь, втягивается в соответствующие вторые циклонные камеры 230 после последовательного прохождения через первое выходное отверстие 222, первый соединительный проход 232 и второе входное отверстие 233. Воздух, втягиваемый в соответствующие вторые циклонные камеры 230, опускается с вращением вдоль внутренней поверхности вторых циклонных корпусов 231. Во время этого пыль D2, относительно более мелкая, чем пыль D1, отделенная в первой циклонной камере 220, отделяется и собирается во втором пылесборнике 207 через второе отверстие 237 для выпуска пыли. Воздух, от которого отделена более мелкая пыль D2, поднимается обратно и выпускается из вторых циклонных камер 230 через второе выходное отверстие 235. Выпущенный воздух проходит через пространство, образованное между верхней крышкой 250 и промежуточной крышкой 270, и выпускается в выпускной проход 315 через выпускную трубку 290 для воздуха, которая является третьим выходным отверстием, выполненным у одной стороны верхней крышки 250.

В соответствии с настоящим вариантом выполнения циклонное пылеотделяющее устройство 200 также содержит фильтрующий элемент 295, расположенный между верхней крышкой 250 и промежуточной крышкой 270, для окончательной фильтрации воздуха, выпущенного через выпускную трубку 290 для воздуха. Фильтрующий элемент 295 удерживается опорным ребром 252, выполненным в верхней крышке 250, и верхней поверхностью промежуточной крышки 270. В соответствии с этой конструкцией, по мере того как воздух втягивается в циклонное пылеотделяющее устройство 200, проходит через первую циклонную камеру 220, решетчатый элемент 294, вторую циклонную камеру 230 и фильтрующий элемент 295, пыль может отделяться многоступенчато.

В соответствии с представленным выше описанием входное отверстие, направляющее воздух в первую циклонную камеру, и выходное отверстие, направляющее воздух, выпущенный из первой циклонной камеры, расположены на определенном расстоянии друг от друга, то есть, соответственно, на верхнем и нижнем конце первой циклонной камеры. Следовательно, столкновение между поднимающимся воздухом и опускающимся воздухом может быть сведено к минимуму, ограничивая, таким образом, потерю всасывающего усилия циклонного пылеотделяющего устройства.

Кроме того, поскольку воздух втягивается в первую циклонную камеру через нижний конец нижней поверхности, конструкция других циклонных камер, таких как вторые циклонные камеры, становится гибкой, способствуя, таким образом, уменьшению размеров циклонного пылеотделяющего устройства.

Кроме того, в соответствии со вторым вариантом выполнения настоящего изобретения эффективность отделения пыли может быть еще увеличена путем многоступенчатого отделения пыли циклонными камерами, специально предназначенным решетчатым элементом и фильтрующим элементом.

Хотя изобретение было показано и описано со ссылкой на некоторые варианты его выполнения, специалисту в данной области будет понятно, что различные изменения в форме и деталях могут быть внесены без отхода от сущности и объема изобретения, как определено в прилагаемой формуле изобретения.

1. Циклонное пылеотделяющее устройство для отделения пыли из втягиваемого в него внешнего воздуха и выпуска очищенного воздуха, содержащее по меньшей мере один первый циклонный корпус, имеющий цилиндрическую форму и образующий первую циклонную камеру, в которой вращается внешний воздух; и по меньшей мере один второй циклонный корпус, образующий вторую циклонную камеру, в которой воздух, выпущенный из первой циклонной камеры, снова вращается для отделения пыли, причем внешний воздух втягивается через нижний конец первой циклонной камеры и выпускается через верхний конец первой циклонной камеры, а воздух, выпущенный из первой циклонной камеры, втягивается через верхний конец второй циклонной камеры и выпускается через верхний конец второй циклонной камеры.

2. Циклонное пылеотделяющее устройство по п.1, в котором указанный по меньшей мере один второй циклонный корпус содержит вторые циклонные корпуса, расположенные по кругу вокруг первой циклонной камеры.

3. Циклонное пылеотделяющее устройство по п.2, дополнительно содержащее первое входное отверстие, проходящее сквозь нижний конец первого циклонного корпуса и предназначенное для втягивания воздуха в первую циклонную камеру.

4. Циклонное пылеотделяющее устройство по п.3, дополнительно содержащее выпускную трубу, проходящую от верхнего конца первой циклонной камеры к нижнему концу первой циклонной камеры с обеспечением частичной установки внутри первой циклонной камеры и имеющую первое выходное отверстие для выпуска воздуха, очищенного первой циклонной камерой; первое отверстие для выпуска пыли, расположенное в верхней части первой циклонной камеры на ее внешней периферии и предназначенное для выпуска пыли, отделенной первой циклонной камерой; первый пылесборник, собирающий пыль, выпущенную через первое отверстие для выпуска пыли, причем указанное первое выходное отверстие расположено ниже, чем первое отверстие для выпуска пыли.

5. Циклонное пылеотделяющее устройство по п.4, дополнительно содержащее первый соединительный проход, направляющий воздух, выпущенный через первое выходное отверстие, с разветвлением во вторые входные отверстия, выполненные в верхних концах соответствующих вторых циклонных камер; второе отверстие для выпуска пыли, образованное в нижних концах соответствующих вторых циклонных камер; второй пылесборник, собирающий пыль, выпущенную через соответствующие вторые отверстия для выпуска пыли; второй соединительный проход, имеющий второе выходное отверстие на своем конце, для направления воздуха, выпускаемого из соответствующих вторых циклонных камер.

6. Циклонное пылеотделяющее устройство по п.5, дополнительно содержащее третье выходное отверстие, соединенное с другим концом второго соединительного прохода, для совместного выпуска воздуха, выпускаемого через второе выходное отверстие.

7. Циклонное пылеотделяющее устройство по п.5, дополнительно содержащее основной циклонный корпус, имеющий цилиндрическую форму, заключающий в себе первый циклонный корпус и второй циклонный корпус, причем основной циклонный корпус содержит цилиндрическую внутреннюю стенку, окружающую первый циклонный корпус на заданном расстоянии от него, и цилиндрическую внешнюю стенку, окружающую внутреннюю стенку на заданном расстоянии от нее, при этом первый пылесборник расположен между первой циклонной камерой и внутренней стенкой, а второй пылесборник расположен между внутренней стенкой и внешней стенкой.

8. Циклонное пылеотделяющее устройство по п.7, в котором каждая из вторых циклонных камер выполнена в виде перевернутого конуса с диаметром, уменьшающимся от верхнего конца к нижнему концу, и наклоненного таким образом, что часть боковой стенки каждого второго циклонного корпуса, обращенная к внешней стенке основного циклонного корпуса, расположена параллельно внешней стенке основного циклонного корпуса.

9. Циклонное пылеотделяющее устройство по п.8, дополнительно содержащее покрывающий элемент, установленный в верхнем конце и имеющий отверстия для крепления второго циклона, соответствующие верхним концам вторых циклонных корпусов и предназначенные для установки вторых циклонных корпусов в основном циклонном корпусе.

10. Циклонное пылеотделяющее устройство по п.2, дополнительно содержащее нижнюю поверхность, образующую дно первого циклонного корпуса, и первое входное отверстие, выполненное сквозным на нижней поверхности, для направления воздуха, втягиваемого снаружи в первую циклонную камеру.

11. Циклонное пылеотделяющее устройство по, п.10, дополнительно содержащее верхнее перекрытие, имеющее первое выходное отверстие, направляющее воздух, выпущенный из первой циклонной камеры, и установленное в верхней части первого циклонного корпуса; направляющий элемент, выполненный в первой циклонной камере с обеспечением покрытия верхней части первого входного отверстия и частично выполненный в форме спирали, так что внешний воздух, втягиваемый через первое входное отверстие, вращается и направляется вверх к первому выходному отверстию; первое отверстие для выпуска пыли, выполненное в верхней части внешней периферии первой циклонной камеры, расположенное вблизи верхнего перекрытия; первый пылесборник, собирающий пыль, выпущенную через первое отверстие для выпуска пыли.

12. Циклонное пылеотделяющее устройство по п.11, в котором верхнее перекрытие содержит выпускную трубу, выступающую из него к нижней поверхности первой циклонной камеры и имеющую первое выходное отверстие на своем нижнем конце, причем первое выходное отверстие расположено ниже, чем первое отверстие для выпуска пыли.

13. Циклонное пылеотделяющее устройство по п.12, в котором выпускная труба имеет форму, подобную юбке, расширяясь по мере отдаления от первой циклонной камеры, так что радиус вращения воздуха, поднимающегося и вращающегося в первой циклонной камере, увеличивается по мере приближения к верхнему концу первой циклонной камеры.

14. Циклонное пылеотделяющее устройство по п.12, в котором нижняя поверхность имеет всасывающую трубу, выступающую вниз и соответствующую по форме первому входному отверстию, причем всасывающая труба вставлена в установочное отверстие, которое выполнено на дне пылесборника в пылесосе и соответствует по форме всасывающей трубе для установки с возможностью снятия первого циклонного корпуса.

15. Циклонное пылеотделяющее устройство по п.12, дополнительно содержащее решетчатый элемент, установленный с возможностью снятия в первом выходном отверстии.

16. Циклонное пылеотделяющее устройство по п.12, дополнительно содержащее первый соединительный проход, направляющий воздух, выпущенный через первое обходное отверстие, с разветвлением во вторые входные отверстия, выполненные в верхних концах соответствующих вторых циклонных камер; второе отверстие для выпуска пыли, выполненное в нижних концах соответствующих вторых циклонных камер; второй пылесборник, собирающий пыль, выпущенную через соответствующие вторые отверстия для выпуска пыли; второй соединительный проход, имеющий второе выходное отверстие на своем конце, для направления воздуха, выпускаемого из соответствующих вторых циклонных камер.

17. Циклонное пылеотделяющее устройство по п.16, дополнительно содержащее основной циклонный корпус, заключающий в себе первый и второй циклонные корпуса и имеющий первую циклонную камеру и вторые циклонные камеры, соответственно имеющие открытые верхние концы; промежуточную крышку, содержащую первый соединительный проход, входное отверстие которого соединено с первым выходным отверстием, а выходное отверстие соединено со вторым входным отверстием, и второй соединительный проход, выполненный в виде трубы и закрывающий открытый верхний конец основного циклонного корпуса; верхнюю крышку, имеющую третье выходное отверстие, совместно выпускающее воздух, выпущенный из второго выходного отверстия, наружу и покрывающую верхнюю часть промежуточной крышки.

18. Циклонное пылеотделяющее устройство по п.17, в котором основной циклонный корпус содержит трубчатую внутреннюю стенку, окружающую первый циклонный корпус на заданном расстоянии от него, и трубчатую внешнюю стенку, окружающую внутреннюю стенку на заданном расстоянии от нее и соединенную с промежуточной крышкой своим верхним концом, при этом первый пылесборник расположен между первой циклонной камерой и внутренней стенкой, а второй пылесборник расположен между внутренней стенкой и внешней стенкой.

19. Циклонное пылеотделяющее устройство по п.18, в котором каждая из вторых циклонных камер выполнена в виде перевернутого конуса с диаметром, уменьшающимся от верхнего конца к нижнему концу, и наклоненного так, что часть боковой стенки каждого второго циклонного корпуса, обращенного к внешней стенке основного циклонного корпуса, расположена параллельно внешней стенке основного циклонного корпуса.

20. Циклонное пылеотделяющее устройство по п.18, в котором расстояние между внутренней стенкой и внешней стенкой, по существу, равно диаметру второго отверстия для выпуска пыли.

21. Циклонное пылеотделяющее устройство по п.18, в котором основной циклонный корпус дополнительно содержит нижнюю крышку, установленную с возможностью снятия на нижнем конце внешней стенки и предназначенную для закрытия открытых нижних концов первой циклонной камеры, внутренней стенки и внешней стенки.

22. Циклонное пылеотделяющее устройство по п.17, дополнительно содержащее фильтрующий элемент, установленный с возможностью снятия между верхней крышкой и промежуточной крышкой для дальнейшей фильтрации воздуха, движущегося к третьему выходному отверстию.

Приоритет по пунктам:

29.03.2005 - пп.1, 2, 3, 16;

04.05.2005 - пп.6, 9;

12.07.2005 - пп.15, 22;

05.08.2005 - пп.4, 5, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 17, 18, 19, 20, 21.