Мультициклонный пылеуловитель (варианты)
Мультициклонный пылеуловитель используется в пылесосе для очистки воздуха, втягиваемого всасывающей щеткой, и содержит пылеулавливающий корпус, имеющий всасывающую трубку, выполненную на его нижней части и выступающую на заданную длину с обеспечением втягивания через нее окружающего воздуха, и предназначенный для сбора загрязняющих частиц, отделенных от втягиваемого воздуха. В корпусе расположен первый циклон, имеющий первое впускное отверстие, выполненное в нижней части циклона с обеспечением проточного сообщения с всасывающей трубкой, и предназначенный для направления воздуха, втягиваемого через первое впускное отверстие, и последующего отделения загрязняющих частиц путем центрифугирования. В корпусе установлен ряд вторых циклонов, расположенных снаружи первого циклона на заданных расстояниях друг от друга и окружающих первый циклон. Вторые циклоны служат для отделения мелких загрязняющих частиц от воздуха, выпущенного из первого циклона. Каждый из вторых циклонов содержит внешнюю стенку второй камеры, образующую камеру второго циклона для отделения мелких загрязняющих частиц от воздуха, выпущенного из первого циклона, и вторые впускные отверстия для обеспечения потока воздуха, выпущенного из первого циклона, в камеры вторых циклонов. Над корпусом расположен узел крышки для направления во вторые циклоны воздуха, выпущенного из первого циклона, повторной фильтрации воздуха, отделенного от загрязняющих частиц во вторых циклонах, и выпуска наружу очищенного воздуха. Узел крышки содержит впускную/выпускную крышку, в которой имеются направляющие воздух каналы для направления в соответствующие вторые впускные отверстия вторых циклонов воздуха, выпущенного из отверстия для выпуска воздуха первого циклона, и направляющие каналы для выпуска наружу воздуха из вторых циклонов, частично входящие в камеры вторых циклонов. Впускную/выпускную крышку закрывает крышка циклона, собирающая воздух, выпущенный из направляющих каналов для выпуска воздуха, и выпускающая его наружу. Крышка циклона содержит цилиндрический корпус заданной высоты, по меньшей мере одно впускное отверстие, через которое втягивается воздух, выпущенный через направляющие каналы для выпуска воздуха, расположенные во впускной/выпускной крышке, и выпускное отверстие для выпуска наружу втягиваемого воздуха. С открытой верхней частью корпуса крышки циклона соединена с возможностью отсоединения покрышка. Впускное отверстие крышки выполнено в центре основания корпуса крышки циклона, а выпускное отверстие крышки выполнено в боковой стенке корпуса крышки циклона. В воздушном проходе между впускной/выпускной крышкой и крышкой циклона расположен фильтрующий элемент для фильтрации воздуха, выпущенного через крышку циклона. Фильтрующий элемент вставлен в корпус крышки циклона и размещен в воздушном проходе между впускным и выпускным отверстиями крышки. Достигаемый технический результат состоит в обеспечении оптимальной эффективности пылеулавливания и в упрощении очистки пылеуловителя. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 10 ил.
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Приоритет данной заявки заявляется согласно §119 раздела 35 Кодекса законов США по корейским заявкам на изобретение №2005-40756, поданной 16 мая 2005 года, и №2005-67917, поданной 26 июля 2005 года, описание которых включено в данный документ посредством ссылки.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Область применения изобретения
Данное изобретение относится к пылеуловителю, используемому в пылесосе, а более конкретно, к мультициклонному пылеуловителю для центробежного отделения и удаления загрязнений из втягиваемого пылесосом воздуха в несколько этапов.
2. Описание уровня техники
Как правило, пылесос содержит всасывающую щетку для втягивания загрязненного воздуха с очищаемой поверхности, пылеуловитель для отделения от воздуха, втягиваемого всасывающей щеткой, загрязняющих частиц, и всасывающий двигатель, служащий в качестве источника энергии для образования всасывающего усилия. В обычном пылеуловителе в основном используется фильтр для пыли, который требует частой замены, что является непривлекательным для пользователя. Поэтому в последнее время чаще используют циклонный пылеуловитель без фильтра для пыли, который можно использовать почти постоянно. Циклонный пылеуловитель осуществляет отделение загрязняющих частиц от втягиваемого воздуха посредством центрифугирования и сбор загрязняющих частиц.
Однако существует одна проблема, свойственная циклонному пылеуловителю и состоящая в том, что он не в состоянии полностью отделить мелкие загрязняющие частицы. Для решения этой проблемы, а именно для повышения эффективности пылеулавливания предложен циклонный пылеуловитель, способный отделять мелкие загрязняющие частицы в два этапа. Такой циклонный пылеуловитель описан в корейских заявках на изобретение №2003-62520 и №2003-63211, поданных тем же заявителем.
На фиг.1 и 2 изображен описанный выше циклонный пылеуловитель. Фиг.1 представляет собой вид в аксонометрии циклонного пылеуловителя в разобранном виде, а фиг.2 представляет собой разрез циклонного пылеуловителя в собранном виде. Циклонный пылеуловитель 10 содержит узел 11 циклона с расположенными в корпусе 12 первым циклоном 20 и вторыми циклонами 30, причем с верхней частью узла 11 циклона соединен узел 40 крышки, содержащий впускную/выпускную крышку 41 и крышку 42 циклона, а с нижней частью узла 11 циклона соединен пылесборник 50. Вторые циклоны 30 выполнены снаружи первого циклона 20.
Корпус 12 состоит из открытой нижней части и закрытой верхней части за исключением отверстия 23 для выпуска воздуха и вторых отверстий 32 для впуска воздуха, расположенных во вторых циклонах 30. В верхней боковой части корпуса 12 расположена всасывающая трубка 13 для втягивания окружающего воздуха в первый циклон 11. Всасывающая трубка 13 проходит сквозь корпус 12 до наружной стенки 21 камеры первого циклона 20. Первое отверстие 22 для впуска воздуха выполнено в наружной стенке 21 камеры для проточного сообщения с всасывающей трубкой 13.
Ниже описана работа циклонного пылеуловителя 10, имеющего вышеописанную конструкцию. Воздух втягивается в первый циклон 20 через всасывающую трубку 13 и первое отверстие 22 для впуска воздуха, образуя, таким образом, вращающийся поток. Относительно крупные загрязняющие частицы, содержащиеся в воздухе, отделяются путем центрифугирования и собираются в пылесборнике 50. Очищенный воздух проходит через решетчатый элемент 25, выходит через отверстие 23 для выпуска воздуха, направляется крышкой 41, а затем через вторые отверстия 32 для впуска воздуха поступает во вторые циклоны 30. Во вторых циклонах 30 воздух образует вращающийся поток таким же образом, как и в первом циклоне 20, так что мелкие загрязняющие частицы отделяются путем центрифугирования и собираются в пылесборнике 50. Очищенный воздух поднимается и выпускается из циклонного пылеуловителя 10 через выпускную трубку 43 в крышке 42 циклона. Поскольку пылеуловитель 10 вышеописанной конструкции содержит ряд вторых циклонов 30, расположенных вдоль внешней периферии первого циклона 20, эффективность пылеулавливания значительно возрастает.
Однако, как описано выше, для образования вращающегося потока окружающий воздух должен поступать в первый циклон 20 от верхней боковой части наружной стенки 21 камеры. Поэтому место расположения первого отверстия 22 для впуска воздуха и проточно сообщающейся с ним всасывающей трубки 13 ограничены. То есть заданная площадь между корпусом 12 и наружной стенкой 21 камеры, через которую проходит всасывающая трубка 13, не обеспечивает пространства, необходимого для расположения вторых циклонов 30. Для этого уменьшено количество вторых циклонов 30, которые влияют на эффективность пылеулавливания, кроме того, вторые циклоны 30 и впускная/выпускная крышка 42 узла 40 крышки выполнены асимметричными. Поэтому невозможно добиться оптимальной эффективности пылеулавливания, к тому же существуют ограничения, накладываемые на конструкцию циклонного пылеуловителя.
Поскольку описанный выше мультициклонный пылеуловитель теоретически не может полностью отделять очень мелкие загрязняющие частицы, необходимо устройство, способное выполнять указанную задачу.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Данное изобретение выполнено для решения указанных выше проблем, существующих в соответствующей области техники. Один аспект данного изобретения состоит в создании мультициклонного пылеуловителя путем увеличения количества вторых циклонов в ограниченном пространстве с целью повышения эффективности пылеулавливания. Другой аспект данного изобретения состоит в создании мультициклонного пылеуловителя, в котором не накладывается ограничений на расположение вторых циклонов, а также на изменение расположения вторых циклонов в соответствии с конструкциями пылесоса и циклонного пылеуловителя. Третий аспект данного изобретения состоит в создании мультициклонного пылеуловителя, способного отделять очень мелкие загрязняющие частицы, которые все-таки не отделяются вторыми циклонами.
Вышеуказанные аспекты решаются путем создания мультициклонного пылеуловителя, содержащего пылеулавливающий корпус, имеющий всасывающую трубку, выполненную на его нижней части и выступающую на заданную длину с обеспечением втягивания через нее окружающего воздуха, и предназначенный для сбора загрязняющих частиц, отделенных от втягиваемого воздуха; первый циклон, расположенный в пылеулавливающем корпусе, имеющий первое впускное отверстие в своей в нижней части для проточного сообщения с всасывающей трубкой и предназначенный для направления воздуха, втягиваемого через первое впускное отверстие, и для последующего отделения загрязняющих частиц путем центрифугирования; ряд вторых циклонов, расположенных в пылеулавливающем корпусе снаружи первого циклона на заданных расстояниях друг от друга и предназначенных для отделения мелких загрязняющих частиц от воздуха, выпущенного из первого циклона, путем центрифугирования; и узел крышки, расположенный над пылеулавливающим корпусом и предназначенный для направления воздуха, выпущенного из первого циклона в соответствующие вторые циклоны, повторной фильтрации воздуха, отделенного от загрязняющих частиц во вторых циклонах, и выпуска наружу очищенного воздуха.
Предпочтительно, но не обязательно первый циклон содержит внешнюю стенку первой камеры для образования камеры первого циклона, в которой загрязняющие частицы отделяются от втягиваемого воздуха путем центрифугирования; соединительную трубку, расположенную во внешней стенке первой камеры и имеющую первое впускное отверстие, выполненное в ее нижней части, при этом соединительная трубка расположена в направлении высоты внешней стенки первой камеры и предназначена для перемещения воздуха, втягиваемого через первое впускное отверстие, вверх в вертикальном направлении; воздухонаправляющий элемент заданной длины, выполненный непрерывным с высотой, плавно уменьшающейся вдоль внутренней поверхности внешней стенки первой камеры, и предназначенный для направления воздуха, выпущенного через соединительную трубку, так, что в камере первого циклона образуется вращающийся поток; и отверстие для выпуска воздуха, предназначенное для выпуска наружу воздуха, отделенного от загрязняющих частиц в камере первого циклона.
Предпочтительно, но не обязательно первое впускное отверстие и отверстие для выпуска воздуха соосны.
Предпочтительно, но не обязательно диаметр первого впускного отверстия меньше, чем диаметр отверстия для выпуска воздуха.
Предпочтительно, но не обязательно внешняя стенка первой камеры первого циклона, соединительная трубка и воздухонаправляющий элемент выполнены как единое целое.
Предпочтительно, но не обязательно мультициклонный пылеуловитель дополнительно содержит разделительный направляющий элемент, расположенный над соединительной трубкой и предназначенный для направления к воздухонаправляющему элементу воздуха, выпущенного через соединительную трубку без смешивания его с воздухом, выпущенным через отверстие для выпуска воздуха.
Предпочтительно, но не обязательно первый циклон дополнительно содержит корпус, проходящий от внешней периферии внешней стенки первой камеры по окружности, и имеет установочные отверстия для установки через них вторых циклонов.
Предпочтительно, но не обязательно каждый из вторых циклонов содержит внешнюю стенку второй камеры, образующую камеру второго циклона для отделения мелких загрязняющих частиц от воздуха, выпущенного из первого циклона; и вторые впускные отверстия для обеспечения потока воздуха, выпущенного из первого циклона, в камеры вторых циклонов.
Предпочтительно, но не обязательно, узел крышки содержит впускную/выпускную крышку, в которой имеются направляющие воздух каналы для направления в соответствующие вторые впускные отверстия вторых циклонов воздуха, выпущенного из отверстия для выпуска воздуха первого циклона, и направляющие каналы для выпуска наружу воздуха из вторых циклонов, частично входящие в камеры вторых циклонов; крышку циклона, закрывающую впускную/выпускную крышку, собирающую воздух, выпущенный из направляющих каналов для выпуска воздуха, и выпускающую воздух наружу; а также фильтрующий элемент, расположенный в воздушном проходе между впускной/выпускной крышкой и крышкой циклона и предназначенный для фильтрации воздуха, выпущенного через крышку циклона.
Предпочтительно, но не обязательно крышка циклона содержит цилиндрический корпус заданной высоты, по меньшей мере одно, впускное отверстие, через которое втягивается воздух, выпущенный через направляющие каналы для выпуска воздуха, расположенные во впускной/выпускной крышке, и выпускное отверстие для выпуска наружу втягиваемого воздуха; причем фильтрующий элемент вставлен в корпус крышки циклона и расположен в воздушном проходе между впускной/выпускной крышкой и крышкой циклона.
Предпочтительно, но не обязательно верхняя часть корпуса крышки циклона открыта, а корпус крышки циклона дополнительно содержит покрышку, соединенную с возможностью отсоединения с верхней частью корпуса крышки циклона.
Согласно одному варианту выполнения данного изобретения впускное отверстие крышки выполнено в центре основания корпуса крышки циклона, а выпускное отверстие крышки выполнено в боковой стенке корпуса крышки циклона, таким образом, воздух, входящий через впускное отверстие крышки, поднимается, сталкивается с покрышкой, опускается, проходит через фильтрующий элемент, а затем выпускается через выпускное отверстие крышки.
Согласно другому варианту выполнения данного изобретения крышка циклона содержит корпус, по окружности которого расположены впускные отверстия крышки в соответствии с направляющими каналами для выпуска воздуха во впускной/выпускной крышке, и выпускное отверстие крышки для выпуска наружу втягиваемого воздуха, причем фильтрующий элемент не закрывает впускные отверстия крышки, чтобы направляющие каналы для выпуска воздуха были открыты наружу через впускные отверстия крышки.
Предпочтительно, но не обязательно на одной стороне покрышки расположено выпускное отверстие крышки, и воздух, входящий через впускные отверстия крышки, поднимается, сталкивается с покрышкой, рассеивается, опускается, проходит через фильтрующий элемент, а затем выпускается через выпускное отверстие крышки.
Предпочтительно, но не обязательно фильтрующий элемент выполнен из пористого материала.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Эти и/или другие аспекты данного изобретения будут очевидны и скорее оценены из приведенного ниже описания вариантов выполнения в совокупности с прилагаемыми чертежами, на которых:
Фиг.1 представляет собой вид в аксонометрии обычного циклонного пылеуловителя в разобранном виде;
Фиг.2 представляет собой разрез устройства, изображенного на фиг.1;
Фиг.3 представляет собой вид в аксонометрии в разобранном виде пылеуловителя, выполненного в соответствии с одним вариантом выполнения данного изобретения;
Фиг.4 представляет собой вид в аксонометрии первого циклона, показанного на фиг.3;
Фиг.5 представляет собой вид в аксонометрии вторых циклонов, показанных на фиг.3;
Фиг.6 представляет собой вид в аксонометрии впускной/выпускной крышки, показанной на фиг.3;
Фиг.7 представляет собой частичный разрез крышки циклона, изображенной на фиг.3;
Фиг.8 представляет собой вид в аксонометрии пылеуловителя, изображенного на фиг.3, в собранном виде;
Фиг.9 представляет собой вид в аксонометрии в разобранном виде узла крышки мультициклонного пылеуловителя, выполненного в соответствии с другим вариантом выполнения данного изобретения;
Фиг.10 представляет собой вид в аксонометрии узла крышки, показанного на фиг.9, в собранном виде, в котором вырезана часть покрышки.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЛЛЮСТРАТИВНЫХ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ
Далее, со ссылками на прилагаемые чертежи описан мультициклонный пылеуловитель, выполненный в соответствии с вариантами выполнения данного изобретения.
Обратимся к фиг.3, где показан мультициклонный пылеуловитель 100, содержащий пылеулавливающий корпус 200 с расположенными в нем первым циклоном 300 и вторыми циклонами 400, причем вторые циклоны 400 установлены на заданном расстоянии друг от друга по внешней периферии первого циклона 300, а сверху корпуса 200 расположен узел 500 крышки. На первом этапе первый циклон 300 путем центрифугирования отделяет относительно крупные загрязняющие частицы, заключенные во втягиваемом снаружи воздухе, а на втором этапе вторые циклоны 400 отделяют мелкие загрязняющие частицы, заключенные в воздухе, выпущенном из первого циклона 300. Корпус 200 собирает загрязняющие частицы, отделенные от воздуха в первом циклоне 300 и во вторых циклонах 400. Узел 500 направляет во вторые циклоны 400 воздух, выпущенный из первого циклона 300, очищает воздух, отделенный во вторых циклонах 400, и выпускает очищенный воздух наружу.
Обратимся к фиг.3 и 8, на которых показано, что корпус 200 имеет форму цилиндра, верхняя часть которого открыта, а нижняя часть закрыта, за исключением части, где расположена всасывающая трубка 210. Корпус 200 образует наружную сторону мультициклонного пылеуловителя. Всасывающая трубка 210 выступает вертикально на заданную длину из основания корпуса 200, тем самым обеспечивая протекание окружающего воздуха в корпус 200. Внутри корпуса 200 расположена перегородка 220 так, что ее край соприкасается с внутренней поверхностью корпуса 200. Перегородка 220 разделяет внутреннее пространство корпуса 200 на первый пылесборник 230 для сбора загрязняющих частиц, отделенных от воздуха в первом циклоне 300, и на второй пылесборник 240 для сбора загрязняющих частиц, отделенных от воздуха во вторых циклонах 400. Часть перегородки 220 соединена с внешней стенкой 320 первой камеры первого циклона 300.
Обратимся к фиг.4 и 8, на которых показано, что первый циклон 300 содержит внешнюю стенку 320 первой камеры, образующую камеру 310 первого циклона, соединительную трубку 330 и воздухонаправляющий элемент 340, которые расположены внутри внешней стенки 320 первой камеры, выпускное отверстие 350 для выпуска воздуха из камеры 310 и решетчатый элемент 370.
Внешняя стенка 320 первой камеры имеет по существу цилиндрическую форму, подобную форме корпуса 200. Внешняя стенка 320 первой камеры имеет открытые нижнюю и верхнюю части, причем верхняя часть открыта через отверстие 350 для выпуска воздуха и через соединительную трубку 330. При соединении вторых циклонов 400 и первого циклона 300 друг с другом верхний конец соединительной трубки 330 закрыт разделительным направляющим элементом 405. В камере 310 образуется вращающийся поток, так что происходит отделение загрязнений от воздуха.
Во внешней стенке 320 первой камеры расположена соединительная трубка 330, в нижней части которой выполнено первое впускное отверстие 360. Первое впускное отверстие 360 проточно сообщается со всасывающей трубкой 210 корпуса 200. Соединительная трубка 330 находится в вертикальном положении вдоль направления, определяющего высоту внешней стенки 320 первой камеры, и тем самым направляет в вертикальном направлении воздух, втягиваемый через всасывающую трубку 210. Соединительная трубка 330 имеет такое же круглое поперечное сечение, как и первое впускное отверстие 360, за исключением ее верхнего конца.
Элемент 340 имеет такую спиральную форму, что его высота плавно уменьшается вдоль внутренней поверхности внешней стенки 320 первой камеры. Следовательно, воздух, поднимающийся к верхней части внешней стенки 320 через первое впускное отверстие 360 и соединительную трубку 330, направляется элементом 340, опускается, образуя при этом вращающийся поток, и поступает в камеру 310. Для удобства изготовления и использования пользователем внешняя стенка 320 первой камеры, соединительная трубка 330 и элемент 340 могут быть выполнены как единое целое.
Отверстие 350 выпускает воздух, отделенный от загрязнений в камере 310 первого циклона. Диаметр отверстия 350 меньше диаметра внешней стенки 320 первой камеры. Помимо этого, диаметр отверстия 350 больше диаметра первого отверстия 360 для впуска воздуха, выполненного в нижнем конце соединительной трубки 330. Отверстие 350 и первое отверстие 360 соосны. Внешняя стенка 320 первой камеры соосна с отверстиями 350 и 360.
Вокруг внешней периферии внешней стенки 320 первой камеры расположен корпус 380 циклона. Корпус 380 циклона выполнен с отверстиями 381, предназначенными для размещения вторых циклонов 400. При соединении вместе первого циклона 300 и вторых циклонов 400 в корпусе 200 вторые циклоны 400 вставляются в отверстия 381 так, что в корпусе 380 циклона расположена часть верхнего части каждого из вторых циклонов 400.
Обратимся к фиг.3 и 8, на которых показано, что решетчатый элемент 370 препятствует выпуску через отверстие 350 относительно крупных загрязняющих частиц, отделенных в камере 310 первого циклона. Решетчатый элемент 370 содержит перфорированный корпус 371 решетки и присоединенную к его нижнему концу юбку 372. Корпус 371 решетки имеет форму цилиндра с открытым верхним концом. Нижний конец корпуса 371 решетки закрыт, а юбка вытянута от периферии нижнего конца корпуса 371. Юбка 372 препятствует поступлению в обратном направлении загрязняющих частиц, осажденных в первом пылесборнике 230 корпуса 200.
Обратимся к фиг.5 и 8, на которых показано, что вторые циклоны 400 расположены через определенные интервалы по периферии опорного корпуса 401 плоской формы, в центре которого выполнено отверстие. При размещении в корпусе 200 вторые циклоны 400 расположены вокруг внешней периферии внешней стенки 320 первой камеры первого циклона 300.
Под опорным корпусом 401 расположен разделительный направляющий элемент 405, форма которого соответствует верхнему краю соединительной трубки 330 первого циклона 300. Элемент 405 закрывает верхнюю часть соединительной трубки 330, чтобы препятствовать смешиванию воздуха, выпущенного через соединительную трубку 330, и воздуха, выпущенного через отверстие 350 для выпуска воздуха. Кроме того, разделительный элемент 405 направляет воздух, втягиваемый через соединительную трубку 330, к воздухонаправляющему элементу 340. Разделительный элемент 405 имеет форму дуги с заданным радиусом кривизны и перемещает воздух, втягиваемый через соединительную трубку 330, к элементу 340 без потери давления. Несмотря на то что элемент 405 выполнен под опорным корпусом 401, где в данном варианте выполнения расположены вторые циклоны 400, это не следует рассматривать как ограничение. Элемент 405 может быть выполнен как единое целое с верхним концом соединительной трубки 330.
Каждый из вторых циклонов 400 содержит внешнюю стенку 420 второго циклона, которая образует камеру 410 второго циклона, а также второе впускное отверстие 430. Внешняя стенка 420 второго циклона имеет форму усеченного конуса с диаметром, плавно уменьшающимся к нижнему концу. Оба конца внешней стенки 420 второго циклона открыты. Воздух, содержащий загрязняющие частицы, которые не были отделены в первом циклоне 300, опускается в камеру 410 второго циклона, образуя такой вращающийся поток, что загрязняющие частицы, заключенные в воздухе, отделяются путем центрифугирования и выпускаются через нижний конец внешней стенки 420 второй камеры. В открытом верхнем конце внешней стенки 420 второй камеры выполнено второе впускное отверстие 430 для направления воздуха, выпущенного из первого циклона, в камеру 410 второго циклона. Воздух, отделенный от загрязняющих частиц путем центрифугирования в камере 410 второго циклона, выпускается через направляющий канал 513 для выпуска воздуха, образованный во впускной/выпускной крышке 510.
Как показано на чертежах, вторые циклоны 400 расположены равномерно по внешней периферии первого циклона 300 независимо от их количества и расположения, которое зависит от конструкции первого циклона 300. Если говорить более подробно, то в обычном циклонном пылеуловителе, показанном на фиг.1, невозможно обеспечить выполнение вторых циклонов 30 в области 60, где расположена всасывающая трубка 13. Однако в мультициклонном пылеуловителе, выполненном в соответствии с данным изобретением, всасывающая трубка 210 для втягивания окружающего воздуха расположена в основании корпуса 200, а первое выпускное отверстие 360, соединенное со всасывающей трубкой 210 для подачи воздуха в первый циклон 300, расположено внутри внешней стенки 320 первой камеры. Соответственно вторые циклоны 400 могут быть выполнены без ограничения их количества или расположения, что существенно повышает эффективность пылеуловителя 100.
Для образования вращающегося потока в первом циклоне 300 воздух должен поступать от верхней боковой части внешней стенки 320 первой камеры. Для этого соединительная трубка 330 направляет воздух из нижней части первого циклона 300 в его верхнюю часть, а разделительный направляющий элемент 405 и воздухонаправляющий элемент 340 направляют воздух, выпущенный через соединительную трубку 330, в сторону внешней стенки 320 первой камеры для образования вращающегося потока. Соответственно, поскольку при прохождении в первый циклон 300 загрязненный воздух эффективно использует предварительное пространство для вращения, вращаясь в нем с постоянной центробежной силой прямо перед проходом в первый циклон 300, то предотвращается перепад давления, а всасывающее усилие поддерживается постоянным.
Обратимся к фиг.3, на которой изображен узел 500 циклона, содержащий впускную/выпускную крышку 510, крышку 520 циклона, расположенную над впускной/выпускной крышкой 510, фильтрующий элемент 530 и уплотняющий элемент 540.
Обратимся к фиг.6 и 8, на которых изображена впускная/выпускная крышка 510, направляющая воздух, выпущенный из первого циклона 300, в соответствующие вторые циклоны 400. Крышка 510 содержит корпус 511 в форме тарелки, имеющий заданную высоту, воздухонаправляющие каналы 512 и направляющие каналы 513 для выпуска воздуха. Каналы 512 расположены радиально по отношению к центру корпуса 511 впускной/выпускной крышки. Через каналы 512 отверстие 350 для выпуска воздуха первого циклона 300 проточно сообщается со вторыми впускными отверстиями 430 вторых циклонов 400. Направляющие каналы 513 для выпуска воздуха выполнены в вертикальном направлении и имеют заданную длину. Воздух, отделенный от загрязняющих частиц путем центрифугирования в камерах 410 вторых циклонов 400, поднимается и выпускается через направляющие каналы 513 для выпуска воздуха. При соединении крышки 510 со вторыми циклонами 400 часть каждого выпускного канала 513 вставляется в каждый из вторых циклонов 400.
Обратимся к фиг.7 и 8, на которых показано, что крышка 520 циклона закрывает крышку 510 и содержит корпус 521, впускное отверстие 522, выпускное отверстие 523 и покрышку 524. Для ясности на фиг.7 изображена только часть фильтрующего элемента 530, изображенного на фиг.3. Корпус 521 крышки циклона имеет форму цилиндра заданной высоты и имеет впускное отверстие 522 крышки, выполненное в центре его основания для сбора воздуха, выпущенного из вторых циклонов 400 через выпускные направляющие каналы 513, и втягивания воздуха. В стенке корпуса 521 выполнено выпускное отверстие 523 крышки для выпуска воздуха. В данном варианте выполнения впускное отверстие 522 крышки выполнено в центре основания корпуса 521 крышки циклона, а в стенке того же корпуса выполнено выпускное отверстие 523 крышки. Однако это не должно рассматриваться как ограничение. Пластина 524 соединена с верхним краем корпуса 521 крышки циклона. Воздух, втягиваемый во впускное отверстие 522 крышки, поднимается, сталкивается с покрышкой 524, рассеивается и опускается. Опускающийся воздух проходит через фильтрующий элемент 530 и выпускается наружу через выпускное отверстие 523 крышки.
Впускная/выпускная крышка 510 и крышка 520 циклона могут быть выполнены как единое целое или раздельно.
Фильтрующий элемент 530 помещен в корпус 521 крышки циклона и расположен в воздушном проходе между впускным 522 и выпускным 523 отверстиями крышки. Фильтрующий элемент 530 расположен выше выпускного отверстия 523. Воздух, втягиваемый через впускное отверстие 522, проходит вниз через фильтрующий элемент 530 и выпускается из пылеуловителя 100 через выпускное отверстие 523. Соответственно, поскольку фильтрующий элемент 530 задерживает очень мелкие загрязняющие частицы, которые не были отделены путем центрифугирования во вторых циклонах 400, эффективность пылеулавливания пылеуловителя 100 повышается. Для того чтобы задержать очень мелкие загрязняющие частицы, фильтрующий элемент 530 выполнен из пористого материала, такого как губка.
Хотя в данном варианте выполнения фильтрующий элемент 530 расположен между впускным отверстием 522 крышки 520 циклона и выпускным отверстием 523 крышки, это не должно рассматриваться как ограничение. В другом варианте выполнения фильтрующий элемент 530 расположен между крышкой 510 и крышкой 520 циклона. Фильтрующий элемент 530 предназначен для фильтрации очень мелких загрязняющих частиц, содержащихся в воздухе, выпущенном из вторых циклонов 400, так что даже если элемент 530 расположен в воздушном пространстве между крышкой 510 и крышкой 520 циклона, можно получить такой же эффект, что и в данном варианте выполнения,
Возвратимся к фиг.3, на которой показано, что уплотнительный элемент 540 имеет сквозные отверстия 541, которые соответствуют вторым впускным отверстиям 430 вторых циклонов 400. Сквозные отверстия 541 уплотнительного элемента 540 согласовывают соответствующие поперечные сечения вторых впускных отверстий 430 вторых циклонов 400 для определения интенсивности вращающегося потока, поступающего во вторые циклоны 400, и устанавливают такую интенсивность вращающегося потока, которая обеспечивает наибольшую эффективность, так что во вторых циклонах 400 производится более плавное центробежное отделение.
Ниже со ссылкой на фиг.8 описана работа пылеуловителя 100, выполненного в соответствии с вышеописанным вариантом выполнения данного изобретения.
Загрязненный воздух через всасывающую трубку 210 корпуса 200, первое впускное отверстие 360 и соединительную трубку 330 поднимается в верхнюю часть первого циклона 300. Разделительный направляющий элемент 405 направляет воздух, выпущенный через соединительную трубку 330, к воздухонаправляющему элементу 340. Воздух, направленный элементом 340, перемещается вниз в камеру 310 первого циклона, образуя такой вращающийся поток, что относительно крупные загрязняющие частицы отделяются путем центрифугирования, падают вниз и собираются в первом пылесборнике 230 корпуса 200. Воздух, отделенный от крупных загрязняющих частиц, снова поднимается, проходя через корпус 371 решетки решетчатого элемента 370, и выпускается через отверстие 350 для выпуска воздуха. В это время загрязняющие частицы, имеющие больший размер, чем размер перфорации в корпусе 370 решетки, не проходят в корпус 371 решетки и отфильтровываются.
Воздух, поднимаясь через отверстие 350, сталкивается с корпусом 511 впускной/выпускной крышки, рассеивается, проходит через воздухонаправляющие каналы 512 и через вторые впускные отверстия 430 вторых циклонов 400 поступает в камеры 410 вторых циклонов. Конструкция канала 512 такова, что происходит образование такого вращающегося потока воздуха, в котором путем центрифугирования происходит отделение мелких загрязняющих частиц. То есть воздух опускается, образуя такой вращающийся поток, что мелкие загрязняющие частицы, не отделенные в первом циклоне 300, отделяются путем центрифугирования, падают вниз и собираются во втором пылесборнике 240 корпуса 200.
Воздух, отделенный от мелких загрязняющих частиц, выпускается через каждый направляющий канал 513 для выпуска воздуха и соединяется вместе. Объединенный таким образом воздух проходит во впускное отверстие 522, выполненное в корпусе 521 крышки циклона. Воздух поднимается, сталкивается с покрышкой 524, рассеивается, опускается и проходит через фильтрующий элемент 530. Воздух, очищенный в результате прохождения через элемент 530, выпускается из мультициклонного пылеуловителя через выпускное отверстие 523. Пластина 524 непосредственно или через дополнительные элементы соединена с двигателем (не показан) пылесоса, создающим движущую силу.
Описанный выше циклонный пылеуловитель 100 выборочно используется в различных типах пылесосов, таких как пылесосы вертикального или балонного типа, хотя здесь это и не показано.
На фиг.9 и 10 изображен узел 600 крышки, выполненный в соответствии с другим вариантом выполнения данного изобретения. Если говорить точнее, то фиг.9 представляет вид в аксонометрии узла 600 крышки в разобранном виде, а фиг.10 представляет вид в аксонометрии, на котором изображен циклонный пылеуловитель, собранный вместе с узлом 600 крышки, а для более подробного объяснения работы узла 600 крышки показана часть покрышки.
Обратимся к фиг.9, на которой изображен узел 600 крышки, который содержит впускную/выпускную крышку 610, крышку 620 циклона и фильтрующий элемент 630. Поскольку крышка 610 имеет такую же конструкцию и выполняет те же функции, что и впускная/выпускная крышка, выполненная согласно предыдущему варианту выполнения, ее подробное описание опущено. Крышка 620 циклона, выполненная согласно другому варианту выполнения, закрывает крышку 610 и содержит корпус 621, впускные отверстия 622 и покрышку 624 с выпускным отверстием 623.
Корпус 621 имеет по существу цилиндрическую форму и заданную высоту. По периферии корпуса 621 крышки циклона расположены впускные отверстия 622 крышки для соответствия направляющим каналам 613 для выпуска воздуха, выполненным во впускной/выпускной крышке 610. Соответственно при отсоединении покрышки 624 от корпуса 621 крышки циклона направляющие каналы 613 открыты наружу через впускные отверстия 622. Воздух, выпущенный через каналы 613 из соответствующих вторых циклонов 410 (см. фиг.8), поднимается в вертикальном направлении через впускные отверстия 622 крышки.
Фильтрующий элемент 630 размещен на поддерживающем элементе 625 для фильтра, опирающемся на опорные ребра 626 корпуса 621 крышки циклона. Как и в предыдущем варианте выполнения, элемент 630 расположен в воздушном пространстве между впускными отверстиями 622 крышки 620 циклона и выпускным отверстием 623 крышки и отфильтровывает из воздуха очень мелкие загрязняющие частицы. Элемент 630 сконструирован таким образом, что он не закрывает впускные отверстия 622, чтобы направляющие каналы 613 для выпуска воздуха были открыты наружу через впускные отверстия 622. Как показано на фиг.9, в элементе 630 вырезана часть 632. В вырезанную часть 632 входит направляющий канал 627 (см. фиг.10), образованный на покрышке 624.
Плоская крышка 624, в которой выполнен направляющий канал 627, соединена с возможностью отсоединения с верхним краем корпуса 621 крышки циклона. Направляющий канал 627 имеет форму открытой снизу трубы, за исключением выпускного отверстия 623 крышки, выполненного в его нижнем конце, и вставлен в вырезанную часть 632 фильтрующего элемента 630. То есть при соединении покрышки 624 с корпусом 621 крышки циклона направляющий канал 627 вставлен в вырезанную часть 632, проходя через фильтрующий элемент 630.
Ниже со ссылкой на фиг.10 описана работа узла 600 крышки, выполненного в соответствии с другим вариантом выполнения данного изобретения. Для ясности, на фиг.10 изображена покрышка 624, часть которой вырезана.
Воздух, выпускаемый из направляющих каналов 613, перемещается вверх в вертикальном направлении, как показано стрелками «А», и входит через впускные отверстия 622 крышки (см. фиг.8 и 9). Поднимающийся воздух сталкивается с покрышкой 624, перемещается вниз в направлении стрелки «В» и проходит через элемент 630. Поскольку в вырезанную часть 632 элемента 630 вставлен направляющий канал 627, воздух не поступает в вырезанную часть 632, а проходит через элемент 630. Воздух, проходя через элемент 630, собирается к центру, как показано стрелкой «С», поднимается через вырезанную часть 632, проходит через выпускное отверстие 623 крышки, как показано стрелкой «D», и выпускается наружу.
В устройстве, выполненном в соответствии с другим вариантом выполнения данного изобретения, пользователь получает возможность легко очищать или ремонтировать фильтрующий элемент 630 в результате простого отсоединения покрышки 624 от узла 600 крышки. Кроме того, мультициклонный пылеуловитель 100 имеет следующие преимущества. При отделении покрышки 624 от корпуса 621 крышки циклона направляющие каналы 613 для выпуска воздуха открываются наружу через впускные отверстия 622 крышки. Соответственно пользователь может проверить, не засорились ли направляющие каналы 613 для выпуска воздуха, и в случае их засорения легко очистить или отремонтировать указанные каналы в результате отсоединения только покрышки 624, не разбирая узел 600 крышки.
Поскольку отверстие для впуска воздуха в первый циклон 300 выполнено в основании мультициклонного пылеуловителя 100, как описано выше, то мультициклонный пылеуловитель не имеет ограничений на расположение вторых циклонов 400. Соответственно, поскольку можно предусмотреть большое количество вторых циклонов 400, независимо от их количества и конструкции, эффективность пылеулавливания значительно повышается. Вследствие наличия соединительной трубки, соединенной с впускным отверстием первого циклона 300, разделительного направляющего элемента 405 и воздухонаправляющего элемента 340, воздух начинает вращаться с постоянной центробежной силой сразу при входе в первый циклон и, таким образом, перепад давления воздуха может быть уменьшен и может быть обеспечено постоянное всасывающее усилие.
Кроме того, поскольку воздух, выпущенный из вторых циклонов 400, перед выпуском из циклонного пылеуловителя 100 еще раз отфильтровывается, то происходит отделение очень мелких загрязняющих частиц, которые не были отделены во вторых циклонах 400. Соответственно повышается эффективность пылеулавливания. Кроме того, в соответствии с другим вариантом выполнения данного изобретения направляющие каналы 613 для выпуска воздуха, так же как и фильтрующий элемент 630, могут быть легко очищены или отремонтированы в результате отсоединения только покрышки 624.
Кроме того, пылеуловитель 100 очень компактен, поскольку первый циклон 300 и вторые циклоны 400 объединены в корпусе 200.
Приведенные выше варианты выполнения и преимущества являются просто иллюстративными и не должны рассматриваться как ограничивающие данное изобретение. Идея данного изобретения может быть легко применена в других типах устройств. Кроме того, описание вариантов выполнения данного изобретения предназначено для иллюстрации и не ограничивает объем правовой охраны формулы изобретения, при этом для специалистов в данной области техники является очевидным большое число альтернативных решений, модификаций и вариантов.
1. Мультициклонный пылеуловитель, содержащий пылеулавливающий корпус, имеющий всасывающую трубку, выполненную на его нижней части и выступающую на заданную длину с обеспечением втягивания через нее окружающего воздуха, и предназначенный для сбора загрязняющих частиц, отделенных от втягиваемого воздуха;
первый циклон, расположенный в указанном корпусе, имеющий первое впускное отверстие, выполненное в нижней части циклона с обеспечением проточного сообщения с всасывающей трубкой, и предназначенный для направления воздуха, втягиваемого через первое впускное отверстие, и последующего отделения загрязняющих частиц путем центрифугирования;
ряд вторых циклонов, расположенных в указанном корпусе снаружи первого циклона на заданных расстояниях друг от друга и окружающих первый циклон, для отделения мелких загрязняющих частиц от воздуха, выпущенного из первого циклона, путем центрифугирования, при этом каждый из вторых циклонов содержит внешнюю стенку второй камеры, образующую камеру второго циклона для отделения мелких загрязняющих частиц от воздуха, выпущенного из первого циклона, и вторые впускные отверстия для обеспечения потока воздуха, выпущенного из первого циклона, в камеры вторых циклонов;
узел крышки, расположенный над указанным корпусом и предназначенный для направления во вторые циклоны воздуха, выпущенного из первого циклона, повторной фильтрации воздуха, отделенного от загрязняющих частиц во вторых циклонах, и выпуска наружу очищенного воздуха, и содержащий впускную/выпускную крышку, в которой имеются направляющие воздух каналы для направления в соответствующие вторые впускные отверстия вторых циклонов воздуха, выпущенного из отверстия для выпуска воздуха первого циклона, и направляющие каналы для выпуска наружу воздуха из вторых циклонов, частично входящие в камеры вторых циклонов; крышку циклона, закрывающую впускную/выпускную крышку, собирающую воздух, выпущенный из направляющих каналов для выпуска воздуха, и выпускающую воздух наружу, причем крышка циклона содержит цилиндрический корпус заданной высоты, по меньшей мере одно впускное отверстие, через которое втягивается воздух, выпущенный через направляющие каналы для выпуска воздуха, расположенные во впускной/выпускной крышке, и выпускное отверстие для выпуска наружу втягиваемого воздуха, кроме того, верхняя часть корпуса крышки циклона открыта, крышка циклона дополнительно содержит покрышку, соединенную с возможностью отсоединения с верхней частью корпуса крышки циклона, впускное отверстие крышки выполнено в центре основания корпуса крышки циклона, а выпускное отверстие крышки выполнено в боковой стенке корпуса крышки циклона; фильтрующий элемент, расположенный в воздушном проходе между впускной/выпускной крышкой и крышкой циклона и предназначенный для фильтрации воздуха, выпущенного через крышку циклона, причем фильтрующий элемент вставлен в корпус крышки циклона и расположен в воздушном проходе между впускным и выпускным отверстиями крышки, при этом воздух, входящий через впускное отверстие крышки, поднимается, сталкивается с покрышкой, опускается, проходит через фильтрующий элемент, а затем выпускается через выпускное отверстие крышки.
2. Мультициклонный пылеуловитель по п.1, в котором первый циклон содержит внешнюю стенку первой камеры для образования камеры первого циклона, в которой загрязняющие частицы отделяются от втягиваемого воздуха путем центрифугирования; соединительную трубку, расположенную во внешней стенке первой камеры и имеющую первое впускное отверстие, выполненное в ее нижней части, при этом соединительная трубка расположена в направлении высоты внешней стенки первой камеры и предназначена для перемещения воздуха, втягиваемого через первое впускное отверстие, вверх в вертикальном направлении; воздухонаправляющий элемент заданной длины, выполненный непрерывным с высотой, плавно уменьшающейся вдоль внутренней поверхности внешней стенки первой камеры, и предназначенный для направления воздуха, выпущенного через соединительную трубку, так что в камере первого циклона образуется вращающийся поток; отверстие для выпуска воздуха, предназначенное для выпуска наружу воздуха, отделенного от загрязняющих частиц в камере первого циклона.
3. Мультициклонный пылеуловитель по п.1, в котором первое впускное отверстие и отверстие для выпуска воздуха соосны.
4. Мультициклонный пылеуловитель по п.3, в котором диаметр первого впускного отверстия меньше диаметра отверстия для выпуска воздуха.
5. Мультициклонный пылеуловитель по п.2, в котором внешняя стенка первой камеры первого циклона, соединительная трубка и воздухонаправляющий элемент выполнены как единое целое.
6. Мультициклонный пылеуловитель по п.2, дополнительно содержащий разделительный направляющий элемент, расположенный над соединительной трубкой и предназначенный для направления к воздухонаправляющему элементу воздуха, выпущенного через соединительную трубку, без смешивания его с воздухом, выпущенным через отверстие для выпуска воздуха.
7. Мультициклонный пылеуловитель по п.2, в котором первый циклон дополнительно содержит корпус, проходящий от внешней периферии внешней стенки первой камеры по окружности, и имеет установочные отверстия для установки через них вторых циклонов.
8. Мультициклонный пылеуловитель по п.1, в котором крышка циклона содержит корпус, по окружности которого расположены впускные отверстия крышки в соответствии с направляющими каналами для выпуска воздуха, расположенными во впускной/выпускной крышке, и выпускное отверстие для выпуска наружу втягиваемого воздуха; причем фильтрующий элемент не закрывает впускные отверстия крышки, чтобы направляющие каналы для выпуска воздуха были открыты наружу через впускные отверстия крышки.
9. Мультициклонный пылеуловитель по п.8, в котором верхняя часть корпуса крышки циклона открыта, а крышка циклона дополнительно содержит покрышку, соединенную с возможностью отсоединения с верхней частью корпуса крышки циклона.
10. Мультициклонный пылеуловитель по п.9, в котором выпускное отверстие крышки расположено на одной стороне покрышки, и воздух, входящий через впускные отверстия крышки, поднимается, сталкивается с покрышкой, рассеивается, опускается, проходит через фильтрующий элемент, а затем выпускается через выпускное отверстие крышки.
11. Мультициклонный пылеуловитель по п.1, в котором фильтрующий элемент выполнен из пористого материала.
12. Мультициклонный пылеуловитель по п.2, в котором пылеулавливающий корпус выполнен с перегородкой, в результате чего загрязнения, отделенные от воздуха в первом и вторых циклонах, собираются по отдельности, причем конец перегородки соединен с нижней частью внешней стенки первой камеры.
13. Мультициклонный пылеуловитель, содержащий пылеулавливающий корпус для сбора загрязняющих частиц, отделенных от втягиваемого воздуха; первый циклон, расположенный в указанном корпусе и предназначенный для отделения загрязняющих частиц от втягиваемого воздуха путем центрифугирования; ряд вторых циклонов, которые окружают первый циклон в радиальном направлении и отделяют мелкие загрязняющие частицы от воздуха, выпущенного из первого циклона, путем центрифугирования, при этом каждый из вторых циклонов содержит внешнюю стенку второй камеры, образующую камеру второго циклона для отделения мелких загрязняющих частиц от воздуха, выпущенного из первого циклона, и вторые впускные отверстия для обеспечения потока воздуха, выпущенного из первого циклона, в камеры вторых циклонов; узел крышки, содержащий впускную/выпускную крышку, в которой имеются направляющие воздух каналы для направления в соответствующие вторые впускные отверстия вторых циклонов воздуха, выпущенного из отверстия для выпуска воздуха первого циклона, и направляющие каналы для выпуска наружу воздуха из вторых циклонов, частично входящие в камеры вторых циклонов; крышку циклона, закрывающую впускную/выпускную крышку, собирающую воздух, выпущенный из направляющих каналов для выпуска воздуха, и выпускающую воздух наружу, причем крышка циклона содержит цилиндрический корпус заданной высоты, по меньшей мере одно впускное отверстие, через которое втягивается воздух, выпущенный через направляющие каналы для выпуска воздуха, расположенные во впускной/выпускной крышке, и выпускное отверстие для выпуска наружу втягиваемого воздуха, кроме того, верхняя часть корпуса крышки циклона открыта, крышка циклона дополнительно содержит покрышку, соединенную с возможностью отсоединения с верхней частью корпуса крышки циклона, впускное отверстие крышки выполнено в центре основания корпуса крышки циклона, а выпускное отверстие крышки выполнено в боковой стенке корпуса крышки циклона; фильтрующий элемент, расположенный в воздушном проходе между впускной/выпускной крышкой и крышкой циклона и предназначенный для фильтрации воздуха, выпущенного через крышку циклона, причем фильтрующий элемент вставлен в корпус крышки циклона и расположен в воздушном проходе между впускным и выпускным отверстиями крышки; всасывающую трубку, проходящую от нижней части пылеулавливающего корпуса вверх для обеспечения прохода окружающего воздуха от нижней части указанного корпуса к первому циклону, при этом воздух, входящий через впускное отверстие крышки, поднимается, сталкивается с покрышкой, опускается, проходит через фильтрующий элемент, а затем выпускается через выпускное отверстие крышки.
14. Мультициклонный пылеуловитель по п.13, дополнительно содержащий фильтрующий элемент, расположенный над пылеулавливающим корпусом и предназначенный для отделения загрязняющих частиц от воздуха, выпущенного из вторых циклонов.
15. Мультициклонный пылеуловитель по п.14, дополнительно содержащий крышку циклона, расположенную над вторыми циклонами и предназначенную для сбора воздуха, выпущенного вторыми циклонами, и для выпуска воздуха, причем фильтрующий элемент расположен в крышке циклона.
