Циклонное пылеотделяющее устройство пылесоса
Циклонное пылеотделяющее устройство предназначено для пылесоса. Устройство содержит по меньшей мере один циклонный узел, имеющий корпус, который приводит во вращение воздух для отделения от него пыли или грязи, и пылеулавливающий узел для накапливания пыли или грязи, отделенных циклонным узлом. Корпус циклона имеет впускающую воздух часть и выпускающую воздух часть и расположен так, что его продольная ось расположена горизонтально. Корпус циклона выполнен в виде выпуклого цилиндра так, что его диаметр в области расположения выпускающей воздух части, через которую выпускается воздух, является максимальным. Корпус циклона может иметь по меньшей мере два соединенных один с другим выпуклых цилиндрических участка с постепенно увеличивающимися диаметрами и с одинаковой или разной длиной в направлении их продольных осей. Корпус циклона может содержать по меньшей мере один линейный цилиндрический участок с одинаковым диаметром и соединенный с ним по меньшей мере один выпуклый цилиндрический участок, диаметр которого постепенно увеличивается. Технический результат состоит в снижении создаваемого устройством шума и потерь давления в нем. 11 з.п. ф-лы, 13 ил., 1 табл.
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
В соответствии с §119(а) раздела 35 свода законов США приоритет данной заявки заявляется по заявке на патент Кореи №10-2007-0037532, поданной 17 апреля 2007 г., в корейское Бюро по Интеллектуальной Собственности, описание которой целиком включено в данный документ посредством ссылки.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Область техники
Данное изобретение относится к пылесосу. Более конкретно данное изобретение относится к циклонному пылеотделяющему устройству пылесоса, которое втягивает наружный воздух и затем отделяет от него пыль или грязь.
Описание уровня техники
Обычно циклонное пылеотделяющее устройство, выполненное в пылесосе, является устройством, которое создает вихревой поток воздуха, загрязненного грязью или пылью, и отделяет из него грязь или пыль. В последнее время подобное циклонное устройство нашло широкое применение вследствие возможности практически постоянного его использования без неудобства, создаваемого частой заменой пылевых мешков.
Как показано в патенте США №6350292, циклонное пылеотделяющее устройство обычно содержит циклонный узел, установленный вытянутым вертикально, корпус циклона с впускающей воздух частью и выпускающей воздух частью, выполненными, соответственно, у его боковой стороны и верхней части, и пылеулавливающий узел, присоединенный к нижней части циклонного узла. Соответственно, наружный воздух втягивается через боковую сторону корпуса циклона и опускается вниз с созданием вихревого потока внутри него, при этом извлеченная из воздуха грязь или пыль собирается в улавливающем узле. Однако подобное обычное циклонное пылеотделяющее устройство приводит к необходимости создания пылеулавливающего узла относительно небольшого размера, поскольку циклонный узел имеет большую высоту. Это обстоятельство создает неудобство при использовании обычного циклонного пылеотделяющего устройства, которое заключается в необходимости частого освобождения пылеулавливающего устройства от собранной грязи или пыли.
Для решения вышеописанной проблемы последнее время активно разрабатывается циклонное пылеотделяющее устройство с горизонтальной установкой корпуса циклона для увеличения высоты или размера пылеулавливающего узла. Преимущество подобного циклонного устройства пылеотделения заключается в решении вышеописанной проблемы - необходимости частого освобождения от грязи или пыли циклонного пылеотделяющего устройства - путем увеличения объема пылеулавливающего узла. Однако недостатком данного циклонного пылеотделяющего устройства является цилиндрическая форма корпуса циклона с одинаковым диаметром в его продольном направлении, которая обусловливает увеличение скорости прохождения воздуха, когда он выпускается через выпускающую часть корпуса циклона после поступления в него. Подобное увеличение скорости прохождения воздуха у выпускающей части не только увеличивает потерю давления, но также увеличивает рабочий шум. Увеличение потери давления может увеличить выходную мощность всасывающего двигателя пылесоса, которая требуется для того, чтобы получить такую же эффективность отделения пыли, что, в свою очередь, вызывает большее энергопотребление пылесоса.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Аспектом данного изобретения является устранение по меньшей мере вышеуказанных проблем и/или недостатков и создание по меньшей мере нижеприведенных преимуществ. Соответственно, аспектом данного изобретения является создание циклонного пылеотделяющего устройства, которое обладает пониженными рабочим шумом и сниженной потерей давления.
В соответствии с аспектом данного изобретения циклонное пылеотделяющее устройство содержит по меньшей мере один циклон, имеющий корпус, который приводит во вращение воздух для отделения от него пыли или грязи и который содержит впускающую воздух часть и выпускающую воздух часть и установлен так, что его продольная ось по существу расположена горизонтально, причем пылеотделяющее устройство содержит также пылеулавливающий узел для накапливания пыли или грязи, отделенных циклонным узлом. Корпус циклона выполнен в виде выпуклого цилиндра, так что в области расположения выпускающей воздух части он имеет максимальный диаметр.
В этом случае корпус циклона может быть выполнен так, что по меньшей мере два выпуклых цилиндрических участка с постепенно увеличивающимися диаметрами соединены друг с другом, при этом они могут иметь одинаковую или разную длину в направлении их продольных осей.
Как вариант, корпус циклона может быть выполнен так, что по меньшей мере один линейный цилиндрический участок с одним и тем же диаметром и по меньшей мере один выпуклый цилиндрический участок, диаметр которого постепенно изменяется, соединены друг с другом. При этом два цилиндрических участка могут иметь одинаковую или разную длину в направлении их продольной оси.
Кроме того, впускающая воздух часть может быть выполнена в виде тангенциального входа, через который воздух поступает в корпус циклона с вхождением в контакт непосредственно с внутренней периферической поверхностью корпуса циклона, геликоидального входа, через который поток воздуха в форме спирали подходит к одной торцевой поверхности корпуса циклона снаружи этой поверхности, а затем проходит в корпус циклона с вхождением в контакт с внутренней периферической поверхностью корпуса циклона, или в виде эвольвентного входа, через который поток воздуха в форме завитка постепенно подводится к наружной периферической поверхности корпуса циклона снаружи этой поверхности, а затем проходит в корпус циклона с вхождением в контакт с внутренней периферической поверхностью корпуса циклона.
Кроме того, по меньшей мере один циклон может содержать множество циклонов, расположенных параллельно, или множество циклонов, расположенных в радиальном направлении.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Вышеуказанные аспекты и другие цели, свойства и преимущества некоторых приведенных иллюстративных вариантов выполнения данного изобретения будут более очевидны из последующего описания со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 является разрезом циклонного пылеотделяющего устройства пылесоса в соответствии с первым вариантом выполнения данного изобретения;
Фиг.2 является видом в аксонометрии циклона циклонного пылеотделяющего устройства, показанного на Фиг.1;
Фиг.3 является видом в аксонометрии циклона пылеотделяющего устройства, показанного на Фиг.2, с частичным разрезом и в разобранном виде;
Фиг.4 является видом в аксонометрии циклонного устройства, показанного на Фиг.1, с частичным разрезом по линии IV-IV, показанной на Фиг.2;
Фиг.5А и 5В являются разрезами других примеров корпуса циклона с пылеотделяющего устройства;
Фиг.6А-6С являются видами в аксонометрии с частичным разрезом примеров впускной трубки корпуса циклона, показанного на Фиг.2;
Фиг.7 является видом в аксонометрии циклонного пылеотделяющего устройства в соответствии со вторым вариантом выполнения данного изобретения;
Фиг.8 является разрезом циклонного пылеотделяющего устройства, показанного на Фиг.7;
Фиг.9 является разрезом циклонного пылеотделяющего устройства пылесоса в соответствии с третьим вариантом выполнения данного изобретения; и
Фиг.10 является видом сверху по линии Х-Х, показанной на Фиг.9.
Следует понимать, что на всех чертежах одинаковые номера позиций относятся к одинаковым элементам, деталям и конструкциям.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЛЛЮСТРАТИВНЫХ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ
Ниже приведено подробное описание циклонного пылеотделяющего устройства в соответствии с некоторыми иллюстративными вариантами выполнения данного изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.
На Фиг.1 показано циклонное пылеотделяющее устройство 9 пылесоса в соответствии с первым вариантом выполнения данного изобретения.
Согласно Фиг.1 циклонное пылеотделяющее устройство 9 в соответствии с первым вариантом выполнения данного изобретения содержит циклон 10 и пылеулавливающий узел 50.
Как показано на Фиг.2 и 3, циклон 10 содержит корпус 24, направляющий узел 11, фильтр 16, выпускную трубку 18 и впускную трубку 30. Кроме того, циклон 10 расположен горизонтально так, что наружный воздух втягивается в него и выпускается из него в горизонтальном направлении. То есть циклон 10 расположен так, что его продольная ось является осью X или проходит по существу в горизонтальном направлении, как показано на Фиг.3.
Корпус 24 циклона имеет противоположные торцевые поверхности 24а и 24а', каждая из которых выполнена в форме треугольника с закругленной вершиной, и корпусную часть 24b, которая соединяет противоположные торцевые поверхности 24а и 24а'. Одна торцевая поверхность 24а имеет монтажное отверстие 24с, в которое установлен направляющий узел 11, а другая торцевая поверхность 24а' имеет выпускную трубку 18, которая проходит внутрь корпусной части 24b в качестве выпускающей воздух части, через которую может быть выпущен очищенный от пыли воздух. Поскольку выпускная трубка 18 проходит параллельно оси Х в горизонтальном направлении, выпускное отверстие 26 (см. Фиг.4.), через которое выпускается воздух, также выполнено в горизонтальном направлении. Кроме того, из корпусной части 24b выступает впускная трубка 30, через которую втягивается наружный воздух.
Как показано на Фиг.3, корпусная часть 24b состоит из наружного участка 24b' и внутреннего участка 24b". Наружный участок 24b', который формирует внешний вид циклона 10, имеет верхнюю поверхность 24bа и нижнюю поверхность 24bb. Верхняя поверхность 24bа определяет границы верхней части циклонной камеры 22. Внутренний участок 24b'' соединен с верхней поверхностью 24bа внутри нижней поверхности 24bb наружного участка 24b', так что он определяет границы нижней части циклонной камеры 22.
Как показано на Фиг.1 и 4, внутренний участок 24b'' и верхняя поверхность 24bа наружного участка 24b' корпусной части 24b выполнены в виде выпуклого цилиндра. То есть внутренний участок 24b'' и верхняя поверхность 24bа могут быть выполнены в виде двух выпуклых цилиндрических участков, диаметры которых постепенно увеличиваются, соответственно, от противоположных торцевых поверхностей 24а и 24а' к середине (к оси Y на чертежах) части 24b корпуса 24 циклона, объединенных с симметричным расположением относительно середины (оси Y на чертежах) корпусной части 24b. В этом случае причина, по которой два выпуклых цилиндрических участка соединены у середины (у оси Y на чертежах) корпусной части 24b, заключается в том, чтобы диаметр корпусной части 24b довести до максимума около входа выпускной трубки 18 с целью сбалансировать сильный поток воздуха, который проходит у входа выпускной трубки 18, через которую выпускается воздух. Как вариант, при условии, что диаметр корпусной части 24b около входа выпускной трубки 18 доведен до максимума, корпусная часть 24b, то есть внутренний участок 24b'' и верхняя поверхность 24а могут быть выполнены в виде двух выпуклых цилиндрических участков с различными длинами в направлении их продольной оси и соединены друг с другом. При таком конструктивном решении корпусной части 24b воздух, который проходит в циклонную камеру и перемещается в ней, не создает внезапного изменения потока около входа выпускной трубки 18. Следствием этого является уменьшение скорости прохождения воздуха, выпускаемого через отверстие 26 выпускной трубки 18, что обусловливает уменьшение рабочего шума и потери давления пылесоса. Подобное уменьшение потери давления снижает требуемую для создания такой же эффективности пылеотделения выходную мощность двигателя пылесоса (не показан), создающего всасывание, что позволяет снизить энергопотребление пылесоса.
В соответствии с проведенным заявителем испытанием по использованию циклонного пылеотделяющего устройства 9, в соответствии с первым вариантом выполнения данного изобретения вышеописанной конструкции, как показано в Таблице, был получен хороший результат по потере давления, по сравнению с традиционным циклонным пылеотделяющим устройством. В данном испытании объем рабочей текучей среды составил 1,3 м3/мин, при этом использовался порошок из диметил терефталата (ДМТ) 0,8.
| Вариант выполнения данного изобретения | Пример традиционного устройства | |
| Эффективность (%) | 95,45 | 95,4 |
| Потеря давления (мм водяного столба) | 132 | 150 |
Как следует из Таблицы, в варианте выполнения данного изобретения эффективность пылеотделения такая же, однако потеря давления снижена приблизительно на 10% (около 18 мм водяного столба) по сравнению с примером традиционного устройства.
Как вариант, например, в циклонном пылеотделяющем устройстве 9', показанном на фиг.5А, корпус 24'' циклона может быть выполнен так, что внутренний участок 24b'' и верхняя поверхность 24bа наружного участка 24b' корпусной части 24b выполнены в форме выпуклого цилиндрического участка, диаметр которого постепенно увеличивается от одной торцевой поверхности 24а корпуса 24' циклона к середине (к оси Y на чертеже) части 24b корпуса 24' циклона, и линейного цилиндрического участка, диаметр которого является одинаковым от середины (от оси Y на чертеже) корпусной части 24b до другой торцевой поверхности 24а' корпуса 24' циклона, соединенными у середины (у оси Y на чертеже) корпусной части 24b. Кроме того, как в циклонном пылеотделяющем устройстве 9'', показанном на Фиг.5В, корпус 24'' циклона может быть выполнен так, что внутренний участок 24b'' и верхняя поверхность 24bа наружного участка 24b' корпусной части 24b имеют форму линейного цилиндрического участка, диаметр которого является одинаковым от одной торцевой поверхности 24а корпуса 24'' циклона до середины (до оси Y на чертеже) части 24b корпуса 24'' циклона, и выпуклого цилиндрического участка, диаметр которого постепенно уменьшается от середины (от оси Y на чертеже) корпусной части 24b до другой торцевой поверхности 24а' корпуса 24' циклона, соединенными у середины (у оси Y на чертеже) корпусной части 24b.
В этом случае, хотя каждый из корпусов 24' и 24'' циклона показан и описан, как выполненный в форме выпуклого и линейного цилиндрических участков, соединенных у середины (у оси Y на чертеже) корпусной части 24b около входа впускной трубки 18, он также может быть выполнен так, чтобы обеспечить максимальный диаметр корпусной части 24b около входа выпускной трубки 18, подобно корпусам 24 циклона, причем выпуклый цилиндрический участок и линейный цилиндрический участок имеют разные длины в направлении их продольной оси и, таким образом, он выполнен из выпуклого и линейного цилиндрических участков, которые соединены друг с другом в точке или в месте, отличном от середины (оси Y на чертеже) корпусной части 24b.
Обратимся снова к Фиг.3, на котором показан корпус 24 циклона, который содержит выступающую часть 34, выступающую за нижние концы противоположных торцевых поверхностей 24а и 24а', при этом нижний конец наружного участка 24b' корпусной части 24b образуют удлиненный паз 36, в который может быть введен верхний конец пылеулавливающего узла 50. В удлиненный паз 36 введен уплотнительный элемент (не показан), обеспечивающий уплотнение зазора между пылеулавливающим узлом 50 и корпусом 24 циклона. У боковой стороны внутреннего участка 24b'' части 24b корпуса 24 циклона выполнен выпускной проход 20 для пыли, так что внутренние области циклонной камеры 22 и пылеулавливающего узла 50 сообщаются друг с другом и, таким образом, грязь или пыль, отделенная от воздуха, падает в пылеулавливающий узел 50. Выпускной проход 20 для пыли выполнен по периферии внутреннего участка 24b'' корпусной части 24b под направляющей трубкой 14.
Направляющий узел 11 установлен в монтажном отверстии 24с так, что он проходит через одну торцевую поверхность 24а корпуса 24 циклона. Направляющий узел 11 содержит головку 12 и направляющую трубку 14, причем по периферии в головке 12 выполнены три запирающих отверстия 12а, а из центра головки 12 выступает ручка 13 для обеспечения возможности захвата пользователем. Запирающие выступы 24a, проходящие от одной торцевой поверхности 24а корпуса 24 циклона, вставлены, соответственно, в запирающие отверстия 12а с прикреплением направляющего узла 11 к корпусу 24 циклона. Направляющая трубка 14 присоединена к боковой стороне головки 12 и проходит во внутреннюю часть корпуса 24 циклона. Направляющий узел 11 может быть установлен или извлечен из корпуса 24 циклона просто поворотом ручки 13 головки 12.
Фильтр 16 с возможностью съема установлен на конце, то есть входе выпускной трубки 18, при этом воздух, втягиваемый в корпус 24 циклона, выпускается наружу посредством выпускной трубки 18 через фильтр 16 после отделения от него грязи или пыли. В данном варианте выполнения фильтр 16 выполнен из решетчатого элемента со сквозными отверстиями. Направляющая трубка 14 и выпускная трубка 18 по существу расположены в циклоне 10 горизонтально.
В соответствии с Фиг.1 пылеулавливающий узел 50 имеет весьма большой объем по сравнению с пылеулавливающим узлом циклонного узла 10 и расположен вертикально, так что ось Y является его продольной осью и, таким образом, его продольная ось расположена перпендикулярно или, по существу, перпендикулярно продольной оси циклонного узла 10. Пылеулавливающий узел 50 с возможностью съема присоединен к нижнему концу циклонного узла 10 и на его боковой стороне содержит ручку 52, за которую пользователь может захватить пылеулавливающий узел 50 для установки или извлечения последнего.
В соответствии с Фиг.2 и 4 впускная трубка 30, как впускающая воздух часть, обеспечивающая втягивание наружного воздуха в циклонную камеру 22, выполнена на верхней поверхности 24bа наружного участка 24b' корпусной части 24 в том же направлении, что и выпускная трубка 18, при этом она выступает из боковой стороны корпусной части 24b корпуса 24 циклона таким же образом, что и впускное отверстие 28, через которое воздух втягивается внутрь, и выполнена в горизонтальном направлении.
Кроме того, как показано на Фиг.6А, предпочтительно, но необязательно, впускная трубка 30 выполнена в виде тангенциального входа, через который втягиваемый воздух проходит в циклонную камеру 22 корпуса 24 циклона с вхождением в контакт непосредственно с внутренней периферической поверхностью верхней поверхности 24bа наружного участка 24b' корпусной части 24b.
Как вариант, как показано на Фиг.6В и 6С, впускная трубка 30' или 30'' может быть выполнена в виде геликоидального входа (см. Фиг.6В), через который воздух постепенно подводится в спиралеобразной форме к другой торцевой поверхности 24а' корпуса 24 циклона снаружи нее, а затем проходит в циклонную камеру 22 корпуса 24 циклона с вхождением в контакт с внутренними периферическими поверхностями внутреннего участка 24b'' и верхней поверхности 24bа наружного участка 24b', или в виде эвольвентного входа (см. Фиг.6С), через который воздух постепенно подводится в форме завитка к наружному участку 24b'' и верхней поверхности 24bа наружного участка 24b' корпусной части 24b снаружи верхней поверхности 24bа наружного участка 24b', а затем проходит в циклонную камеру 22 корпуса 24 циклона с вхождением в контакт с внутренними периферическими поверхностями внутреннего участка 24b'' и верхней поверхности 24bа наружного участка 24b'.
Далее приведено подробное описание работы циклонного пылеотделяющего устройства 9 вышеописанной конструкции в соответствии с первым иллюстративным вариантом выполнения данного изобретения, со ссылкой на Фиг.1-4.
Как показано на Фиг.1, 2 и 4, наружный воздух втягивается через впускное отверстие 28 впускной трубки 30, проходящей от боковой стороны корпуса 24 циклона, как показано стрелкой С на Фиг.4. Втягиваемый воздух проходит по впускной трубке 30 и изогнутому воздуховоду 29 в корпусе 24 циклона и перемещается к направляющей трубке 14 с образованием вихревого потока воздуха вокруг выпускной трубки 18, как показано на чертежах стрелками А. Направляющая трубка 14 служит для предотвращения рассеяния вихревого потока воздуха от центра вращения. Как показано на Фиг.1, пыль или грязь 54, находящаяся в воздухе, падает в пылеулавливающий узел 50 через выпускное отверстие 20 для пыли, как показано стрелкой D на Фиг.4. Хотя пыль или грязь 54, которая тяжелее воздуха и поэтому подвергается воздействию большей центробежной силы, падает в пылеулавливающий узел 50, воздух поворачивает к фильтру 16 за счет всасывающего усилия, передаваемого через выпускную трубку 18, при этом пыль или грязь 54, которая еще не удалена из воздуха, отделяется от воздуха во время его прохождения через фильтр 16. Затем воздух выпускается в направлении (показанном стрелкой В) создающего разрежение двигателя (не показан) пылесоса через выпускную трубку 18 и выпускное отверстие 26 для воздуха.
При желании пользователя высыпать собранную в пылеулавливающем узле 50 пыль или грязь он захватывает ручку 52, выполненную на пылеулавливающем узле 50, и извлекает его из циклона 10. Кроме того, если пользователь хочет очистить фильтр 16 циклона 10 или внутреннюю часть циклонной камеры 22, то после извлечения направляющего узла 11 из корпуса циклона 24 он извлекает фильтр 16 из выпускной трубки 18, чтобы очистить фильтр 16 или циклонную камеру 22 через монтажное отверстие 24с, выполненное на корпусе 24 циклона.
На Фиг.7 и 8 показано мультициклонное пылеотделяющее устройство 109 в соответствии со вторым иллюстративным вариантом выполнения данного изобретения.
Как показано на Фиг.7, мультициклонное пылеотделяющее устройство 109 в соответствии со вторым вариантом выполнения данного изобретения содержит первый циклон 130, несколько вторых циклонов 110 и 110', присоединенных к первому циклону 130 выше первого циклона 130 и расположенных горизонтально, пылеулавливающий узел 150, присоединенный к первому циклону 130 ниже него.
В соответствии с Фиг.8 первый циклон 130 содержит корпус 132, впускную трубку 131, обеспечивающую втягивание воздуха в корпус 132 первого циклона, первую выпускающую воздух часть 133, выполненную на верхнем конце корпуса 132 первого циклона, и решетчатый элемент 137, присоединенный к первой выпускающей воздух части 133.
Корпус 132 первого циклона в нижней части открыт и содержит внутреннюю часть, разделенную на первую камеру 140 и третью камеру 144 перегородкой 143. Первая камера обеспечивает создание вихревого потока втянутого воздуха, а третья камера 144 обеспечивает направление пыли или грязи, проходящей в выпускные трубки 115 для пыли вторых циклонов 110 и 110' ко второй пылеулавливающей камере 163 пылеулавливающего узла 150, который будет рассмотрен ниже.
Первая выпускающая воздух часть 133 выполнена на верхнем конце корпуса 132 первого циклона, а направляющая воздух стенка 136 соединена с первой выпускающей воздух частью 133 и проходит вниз от нее на некоторое расстояние. Направляющая воздух стенка 136 соединена с впускной трубкой 131.
В корпусе 138 установлен решетчатый элемент 137 с выполненными в нем мелкими отверстиями и юбка 139, присоединенная к нижнему концу корпуса 138. Верхний конец корпуса 138 присоединен к первой выпускающей воздух части 133. Нижняя часть корпуса 138 закрыта, а юбка 139 выступает вокруг наружной периферической поверхности нижнего конца корпуса 138. Юбка 139 обеспечивает блокирование обратного потока пыли или грязи, отделяемой центробежным способом от воздуха в корпусе 132 первого циклона.
Два вторых циклона 110 и 110' соединены с выпускной трубкой 111 и расположены бок о бок и параллельно друг другу. Для перемещения и выпуска в горизонтальном направлении с созданием вихревого потока воздуха, проходящего в первый циклон 130 и из него, каждый из вторых циклонов 110 и 110' расположены так, что линия их центральной оси по существу перпендикулярна линии центральной оси перемещения вихревого потока первого циклона 130. Вторые циклоны 110 и 110' содержат корпусы 117 и 117' вторых циклонов, первые трубки 112 (показана только одна трубка) и вторые трубки 113 (показана только одна трубка), выполненные в корпусах 117 и 117' вторых циклонов, впускающие воздух части 116 (показана только одна часть), выпускные трубки 115 для пыли (показана только одна трубка) и вторые выпускающие воздух части 118 (показана только одна часть), сообщающиеся, соответственно, с выпускной трубкой 111. Поскольку вторые циклоны 110 и 110' имеют одинаковые конструкцию и назначение, в дальнейшем приведено подробное описание только одного второго циклона 110.
Корпус 117 второго циклона содержит внутри вторую камеру 120, обеспечивающую создание вихревого потока воздуха, проходящего в первый циклон 130 и из него. Для содействия равномерному формированию вихревого потока вторая трубка 113 и первая трубка 112 расположены напротив друг друга, соответственно, на обоих концах корпуса 117 второго циклона на той же центральной оси.
Корпус 117 второго циклона выполнен в виде выпуклого цилиндра. То есть корпус 117 второго циклона может быть выполнен в виде двух выпуклых цилиндрических участков, диаметры которых постепенно увеличиваются от обоих торцов к середине (линия O-O' на Фиг.8) корпуса 117 второго циклона. Как вариант, подобно корпусу 24 циклона первого варианта выполнения, предусмотрено, что диаметр корпуса 117 второго циклона около входа второй трубки 113, которая является выпускающей воздух частью, является максимальным диаметром, корпус 117 второго циклона может быть выполнен в виде двух выпуклых цилиндрических участков с различными длинами в направлении их продольной оси, соединенных друг с другом, или в виде выпуклого цилиндрического участка и линейного цилиндрического участка с одинаковыми или различными длинами в направлении их продольной оси, соединенными друг с другом. При таком конструктивном решении воздух, проходящий в корпус 117 второго циклона и через него, не создает внезапного изменения потока около входа второй трубки 113. Следствием такого решения является уменьшение скорости прохождения воздуха, выпускаемого через трубку 111, что обусловливает уменьшение рабочего шума и потери давления пылесоса.
В нижней части корпуса 117 второго циклона выполнена впускающая воздух часть 116 для сообщения с первой выпускающей воздух частью 133 первого циклона 130. Впускающая воздух часть 116, которая втягивает воздух во вторую камеру 120, может быть выполнена в виде тангенциального входа, геликоидального входа или эвольвентного входа, наподобие впускной трубки 30 первого варианта выполнения. Выпускающая воздух часть118 расположена на одной боковой стороне корпуса 117 второго циклона тангенциально к нему.
Выпускная трубка 115 для пыли расположена вертикально на другой боковой стороне корпуса 117 второго циклона так, что она проводит мелкую пыль или грязь, отделенную центробежным способом от воздуха в корпусе 117 второго циклона, ко второй пылеулавливающей камере 163 пылеулавливающего узла 150 через третью камеру 144 первого циклона 130.
Пылеулавливающий узел 150 с возможностью отсоединения присоединен к нижней части первого циклона 130. Пылеулавливающий узел 150, который отдельно улавливает и накапливает сравнительно крупную пыль или грязь и мелкую пыль или грязь, отделенную центробежным способом, соответственно, в первом и втором циклонах 130 и 110, 110', выполнен так, что он разделен на первую пылеулавливающую камеру 153 и вторую пылеулавливающую камеру 163 перегородкой 156, выполненной в корпусе 152 пылесборника.
Далее приведено подробное описание работы мультициклонного пылеотделяющего устройства 109 вышеописанной конструкции в соответствии со вторым иллюстративным вариантом выполнения данного изобретения, со ссылкой на Фиг.7 и 8.
Как показано на Фиг.8, загрязненный пылью или грязью воздух проходит в корпус 132 первого циклона через впускную трубку 131. Затем посредством направляющей стенки 136 обеспечивается направление воздуха с образованием вихревого потока воздуха, который проходит в первую камеру 140 корпуса 132 первого циклона. Сравнительно крупная пыль или грязь падает за счет центробежного воздействия вихревого потока и улавливается с накапливанием в первой пылеулавливающей камере 153 узла 150. Относительно чистый воздух проходит через решетчатый элемент 137 и выходит к первой выпускающей воздух части 133. Воздух, поднимающийся через первую выпускающую воздух часть 133, направляется в каждый из нескольких корпусов 117 и 117' вторых циклонов через впускающую воздух часть 116. Затем воздух проходит во вторую камеру 120 каждого из корпусов 117 и 117' вторых циклонов. Сталкивающийся со второй камерой 120 воздух преобразуется в вихревой поток посредством первой и второй трубок 112 и 113 каждого из первого и второго циклонов 110 и 110', при этом происходит вторичное отделение пыли или грязи от воздуха. Соответственно, мелкая пыль или грязь, которая не была удалена из воздуха в первом циклоне 130, выходит из каждого второго циклонов 110 и 110' через выпускные трубки 115 для пыли благодаря центробежной силе и собирается с накапливанием во второй пылеулавливающей камере 163 узла 150 через третью камеру 144 первого циклона 130. При этом вихревой поток снова выпускается ко второй выпускающей воздух части 118 каждого из корпусов 117 и 117' вторых циклонов. Воздух, выпущенный из второй выпускающей воздух части 118, выводится наружу через выпускную трубку 111.
Фиг.9 показывает мультициклонное пылеотделяющее устройство 209 пылесоса в соответствии с третьим вариантом выполнения данного изобретения.
Как показано на Фиг.9, мультициклонное пылеотделяющее устройство 209 пылесоса в соответствии с третьим вариантом выполнения данного изобретения содержит первый циклон 230, несколько вторых циклонов 210, расположенных горизонтально выше первого циклона 230, и пылеулавливающий узел 250, расположенный вокруг первого циклона 230.
Первый циклон 230 содержит корпус 232 первого циклона, расположенный внутри пылеулавливающего узла 250, впускную трубку 231, обеспечивающую втягивание воздуха в корпус 232 первого циклона, направляющий элемент 234, обеспечивающий направление втянутого воздуха в корпус 232 с восхождением в форме спирали, и решетчатый элемент 237, присоединенный к направляющему элементу 234.
Корпус 232 первого циклона у верхней части открыт. Во внутренней части корпуса 232 расположены направляющий элемент 234 и решетчатый элемент 237.
Назначение решетчатого элемента 237 заключается в создании восходящего спиралеобразного вихревого потока воздуха в корпусе 232 первого циклона с направлением, таким образом, пыли или грязи, находящейся в воздухе, к первой пылеулавливающей камере 253 узла 250 через верхнюю часть корпуса 232 вдоль его внутренней периферической поверхности. Решетчатый элемент 237, в котором выполнены мелкие отверстия, расположен в верхней части направляющего элемента 234. Решетчатый элемент 237 втягивает воздух, загрязненный мелкой пылью или грязью, которая не была отделена от воздуха направляющим элементом 234 и осталась в воздухе, и направляет его ко вторым циклонам 210.
Как показано на Фиг.9, несколько, например восемь, вторых циклонов 210, расположены радиально вокруг выпускной трубки 211 и соединены с ней. Каждый из вторых циклонов 210 содержит корпус 217 второго циклона, первую трубку 212 и вторую трубку 213, выполненные в корпусе 217, впускную трубку 216 для воздуха, выпускную трубку 215 для пыли и выпускное отверстие 218 для пыли (см. Фиг.10).
Восемь вторых циклонов 210 расположены радиально в соответствии с восемью выпускающими воздух частями 216. Поскольку восемь вторых циклонов 210 имеют одинаковую конструкцию и назначение, то приведено подробное описание только одного второго циклона 210.
Корпус 217 второго циклона содержит внутри циклонную камеру 220, обеспечивающую создание вихревого потока воздуха, проходящего в первый циклон 230 и из него. Для содействия равномерному формированию вихревого потока вторая трубка 213 и первая трубка 212 расположены напротив друг друга, соответственно, на обоих концах корпуса 217 второго циклона на той же центральной оси. Впускающая воздух часть 216, которая втягивает воздух в циклонную камеру 220 корпуса 217 второго циклона, сообщается с верхней частью решетчатого элемента 237 и расположена радиально для соответствия циклонной камере 220. Хотя это и не показано, впускающая воздух часть 216 может быть выполнена в соединении с корпусом 217 второго циклона в виде тангенциального, геликоидального или эвольвентного входа, наподобие впускной трубки 30 первого варианта выполнения.
Корпус 217 второго циклона выполнен в виде выпуклого цилиндра. То есть корпус 217 второго циклона может быть выполнен в виде двух выпуклых цилиндрических участков, диаметры которых постепенно увеличиваются, соответственно, от обоих торцов к середине (линия Оа-Оа' на Фиг.9) корпуса 217 второго циклона, объединенных с симметричным расположением относительно середины корпуса 217 второго циклона. Как вариант, подобно корпусу 24 циклона первого варианта выполнения, предусмотрено, что диаметр корпуса 217 второго циклона около входа второй трубки 213, которая является выпускающей воздух частью, является максимальным диаметром, корпус 217 второго циклона может быть выполнен в виде двух выпуклых цилиндрических участков с различными длинами в направлении их продольной оси, соединенных друг с другом, или в виде выпуклого цилиндрического участка и линейного цилиндрического участка с одинаковыми или различными длинами в направлении их продольной оси, соединенными друг с другом. При таком конструктивном решении воздух, проходящий в корпус 217 второго циклона и перемещающийся в нем, не создает внезапного изменения потока около входа второй трубки 213. Следствием этого является уменьшение скорости прохождения воздуха, выпускаемого через трубку 211, что обусловливает уменьшение рабочего шума и потери давления пылесоса.
Выпускная трубка 215 для пыли расположена вертикально на боковой стороне корпуса 217 второго циклона так, что она пропускает мелкую пыль или грязь, отделенную центробежным способом из воздуха в корпусе 217 второго циклона, ко второй пылеулавливающей камере 263 пылеулавливающего узла. Выпускное отверстие 218 для пыли выполнено в нижней части выпускной трубки 211 так, чтобы сообщаться со второй трубкой 213.
Пылеулавливающий узел 250 с возможностью съема присоединен к нижней части вторых циклонов 210. Пылеулавливающий узел 250, который отдельно улавливает и накапливает сравнительно крупную пыль или грязь и мелкую пыль или грязь, отделенную центробежным способом, соответственно, в первом и втором циклонах 230 и 210, выполнен так, что он разделен на первую пылеулавливающую камеру 253 и вторую пылеулавливающую камеру 263 перегородкой 256, выполненной в корпусе 252 пылесборника.
Работа мультициклонного пылеотделяющего устройства 209 вышеописанной конструкции в соответствии с третьим иллюстративным вариантом выполнения данного изобретения почти аналогична работе мультициклонного пылеотделяющего устройства 109, рассмотренного со ссылкой на Фиг.7 и 8. Поэтому подробное описание работы мультициклонного пылеотделяющего устройства 209 не приводится.
Как с очевидностью следует из вышеприведенного описания в соответствии с иллюстративными вариантами выполнения данного изобретения, циклонное пылеотделяющее устройство выполнено так, что корпус циклона, установленный по существу с горизонтально расположенной продольной осью, выполнен в виде выпуклого цилиндра. Соответственно, скорость прохождения воздуха у боковой стороны выпускающей воздух части корпуса циклона уменьшается, что обусловливает уменьшение рабочего шума и потери давления пылесоса. Такое уменьшение потери давления снижает требуемую для создания такой же эффективности пылеотделения выходную мощность двигателя пылесоса, создающего всасывание, что позволяет снизить энергопотребление пылесоса.
Несмотря на то, что для иллюстрации принципа данного изобретения были показаны и описаны некоторые варианты его выполнения, данное изобретение не ограничивается конкретными вариантами выполнения. Следует понимать, что специалистами данной области техники возможно внесение различных модификаций и изменений в эти варианты выполнения без отклонения от сущности и объема правовой охраны данного изобретения, которые определены в прилагаемой формуле изобретения. Следовательно, следует принимать во внимание, что подобные модификации, изменения и их эквиваленты все включены в объем правовой охраны данного изобретения.
1. Циклонное устройство пылеотделения, содержащее
по меньшей мере один циклонный узел, имеющий корпус, который приводит во вращение воздух для отделения от него пыли или грязи, содержит впускающую воздух часть и выпускающую воздух часть и расположен так, что его продольная ось, по существу, расположена горизонтально, и
пылеулавливающий узел для накапливания пыли или грязи, отделенных указанным по меньшей мере одним циклонным узлом,
причем корпус циклона выполнен в виде выпуклого цилиндра так, что его диаметр в области расположения выпускающей воздух части, через которую выпускается воздух, является максимальным.
2. Устройство по п.1, в котором корпус циклона содержит по меньшей мере два выпуклых цилиндрических участка с постепенно увеличивающимися диаметрами, соединенных друг с другом.
3. Устройство по п.2, в котором указанные два выпуклых цилиндрических участка имеют одинаковую длину в направлении их продольных осей.
4. Устройство по п.2, в котором указанные два выпуклых цилиндрических участка имеют разную длину в направлении их продольных осей.
5. Устройство по п.1, в котором корпус циклона содержит по меньшей мере один линейный цилиндрический участок с одинаковым диаметром и по меньшей мере один выпуклый цилиндрический участок, диаметр которого постепенно увеличивается, причем указанные участки соединены друг с другом.
6. Устройство по п.5, в котором указанный по меньшей мере один выпуклый цилиндрический участок содержит два цилиндрических участка с одинаковыми длинами в направлении продольной оси.
7. Устройство по п.5, в котором по меньшей мере один выпуклый цилиндрический участок содержит два цилиндрических участка с разными длинами в направлении продольной оси.
8. Устройство по п.1, в котором впускающая воздух часть выполнена в виде тангенциального входа, через который воздух поступает в корпус циклона с вхождением в контакт непосредственно с внутренней периферической поверхностью корпуса циклона.
9. Устройство по п.1, в котором впускающая воздух часть выполнена в виде геликоидального входа, через который воздух постепенно проходит по спирали к одной торцевой поверхности корпуса циклона снаружи нее, а затем проходит в корпус циклона с вхождением в контакт с внутренней периферической поверхностью корпуса циклона.
10. Устройство по п.1, в котором впускающая воздух часть выполнена в виде эвольвентного входа, через который воздух постепенно проходит в форме завитка к наружной периферической поверхности корпуса циклона снаружи нее, а затем проходит в корпус циклона с вхождением в контакт с внутренней периферической поверхностью корпуса циклона.
11. Устройство по п.1, в котором указанный по меньшей мере один циклон содержит несколько циклонов, расположенных параллельно.
12. Устройство по п.1, в котором указанный по меньшей мере один циклон содержит несколько циклонов, расположенных в радиальном направлении.
