Пылесос со стабилизатором вихря
Изобретение относится к пылесосам с циклонным отделением грязи. Изобретение направлено на обеспечение возможности доступа к циклонной камере сепарации для удаления собранной пыли и грязи, оставшихся после процесса очистки в циклонной камере сепарации и на стабилизаторе вихря. Пылесос содержит блок очищающих головок со всасывающей насадкой, источник всасывания, а также блок циклонного модуля, подвижно связанный с указанной всасывающей насадкой и указанным источником всасывания и включающий камеру циклонного сепаратора для выделения пыли и мусора из воздуха, генерирующую циклонический поток воздуха, образующий вихревой хвост, причем указанная камера циклонного сепаратора имеет входное отверстие, подвижно связанное со всасывающей насадкой по трассе рабочего воздуха, выпускное отверстие для выброса очищенного воздуха и выходное отверстие выброса частиц для сброса пыли и мусора, выделенных из воздуха, сборник грязи, съемным образом прикрепленный к камере циклонного сепаратора и подвижно связанный с выходным отверстием выброса частиц для сбора пыли и мусора, выделенных из воздуха в указанной камере циклонного сепаратора, а также стабилизатор вихря, закрепленный избирательно относительно камеры циклонного сепаратора для перемещения между рабочим положением у заданной позиции относительно камеры циклонного сепаратора и нерабочим положением, удаленным от указанного рабочего положения, в целях доступа к камере циклонного сепаратора для удаления всей собранной пыли и мусора, оставшихся после процесса очистки на стабилизаторе вихря. Указанный стабилизатор вихря может быть прикреплен к камере циклонного сепаратора наклонно для возможности доступа к камере циклонного сепаратора, если сборник грязи удален из блока циклонного модуля. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 22 ил.
Перекрестные ссылки на родственные заявки.
Настоящая заявка представляет собой частичное продолжение международной заявки № PCT/US2006/026697, поданной 11 июля 2006 года и заявляющей приоритет на предварительные заявки США с номерами №60/595,515 (поданную 12 июля 2005 года), 60/596,263 (поданную 12 сентября 2005 года) и 60/743,033 (поданную 14 декабря 2005 года), на все эти заявки имеются полные ссылки.
Предпосылки настоящего изобретения
Область применения настоящего изобретения
Настоящее изобретение касается пылесосов, в частности пылесосов с циклонным отделением грязи. В одном из своих аспектов настоящее изобретение касается циклонного сепаратора со стабилизатором вихря, в котором вихрь сохраняется.
Описание родственных технологий
Хорошо известны вертикальные пылесосы, использующие циклонный сепаратор. Некоторые циклонные сепараторы, следуя примерам из учебников, используют сепараторы в форме усеченного конуса, а в других для отделения грязи с помощью центробежной силы используется высокоскоростное вращательное движение воздуха/грязи. Обычно рабочий воздух поступает и выходит у верхней части циклонного сепаратора, в то время как его нижняя часть применяется для сбора мусора. Далее, старясь уменьшить вес, узел мотор/вентилятор, создающий поток рабочего воздуха, обычно размещают в нижней части рычага управления, ниже циклонного сепаратора.
В настоящее время BISSELL Homecare, Inc. производит и продает в США вертикальный пылесос с циклонным сепаратором и сборником грязи. Горизонтальная пластина отделяет циклонный сепаратор от сборника грязи. Воздух, пройдя через циклонный сепаратор, минует кольцеобразный цилиндрический кожух с перегородками и цилиндрический фильтр, а затем выходит из циклонного сепаратора у его верхнего торца. Сборник грязи и циклонный сепаратор раскрыты в патенте США №6,810,557, на который сделана полная ссылка.
В патенте США №4, 571,772 (Dyson) раскрывается вертикальный пылесос, в котором используется двухступенчатый циклонный сепаратор. Первая ступень представляет собой сепаратор, выпускное отверстие которого расположено последовательно со впускным отверстием сепаратора второй ступени, имеющего форму усеченного конуса.
В заявке США №2005/0138763 (Tanner et al.) раскрывается вертикальный пылесос с циклонным сепаратором. Горизонтальная стенка или платформа внутри циклонного сепаратора имеет непористую конструкцию, которая действует как платформа для центрального вихря возвратного воздуха, поскольку в ней нет никаких отверстий для прохода воздуха или грязи. В одном варианте такая стенка выполнена в виде части крышки вращающегося сборника грязи.
Краткое содержание настоящего изобретения
Пылесос по настоящему изобретению включает в себя: блок очистки со всасывающей насадкой, источник всасывания, а также блок циклонного модуля, подвижно соединенный со всасывающей насадкой и источником всасывания. Блок циклонного модуля включает: циклонную камеру сепарации для отделения пыли и грязи от воздуха, генерирующую циклонный вихревой поток воздуха с образованием вихревого хвоста, причем указанная циклонная камера сепарации имеет впускное отверстие, подвижно соединенное со всасывающей насадкой по трассе рабочего воздуха; выпускное отверстие для выброса очищенного воздуха; выпускное отверстие для удаления пыли и грязи, выделенных из воздуха; сборник грязи, подвижно закрепленный на циклонной камере сепарации и подвижно соединенный с выпускным отверстием для сбора пыли и грязи, выделенных из воздуха в указанной циклонной камере сепарации; а также стабилизатор вихревого движения, предназначенный для удержания хвоста вихря в заданной позиции относительно циклонной камеры сепарации.
В одном варианте настоящего изобретения в целях доступа к циклонной камере сепарации для удаления собранной пыли и грязи, оставшихся после процесса очистки в указанной циклонной камере сепарации и на стабилизаторе вихря, для выборочного движения вихревой стабилизатор закреплен между рабочим положением у заданной позиции относительно циклонной камеры сепарации и положением выключения, удаленным от указанного рабочего положения.
В другом варианте настоящего изобретения стабилизатор вихря по меньшей мере частично установлен на оси циклонной камеры сепарации.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения стабилизатор вихря установлен на силовой конструкции, расположенной выше нижней поверхности сборника грязи.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения по меньшей мере один из размеров и ориентация указанного стабилизатора вихря регулируется относительно выпускного отверстия для выброса частиц.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения указанный стабилизатор вихря представляет собой гибкий стабилизатор.
Краткое описание фигур
Фиг.1 представляет перспективную проекцию вертикального пылесоса с блоком циклонного модуля по настоящему изобретению.
Фиг.2 представляет фронтальную перспективную проекцию вертикального пылесоса с блоком циклонного модуля с фиг.1 в разобранном виде с тремя взаимозаменяемыми блоками циклонного модуля.
Фиг.3 представляет заднюю перспективную проекцию вертикального пылесоса с фиг. 1.
Фиг. 4 представляет сечение одного варианта одноступенчатого блока циклонного модуля, сделанное по линии 4-4 с фиг.2.
Фиг.5 представляет перспективную проекцию альтернативного варианта стабилизатора вихря, показанного в рабочем положении для опорожнения.
Фиг.6 представляет перспективную проекцию блока сборника грязи с запирающим кольцом.
Фиг.7 представляет перспективную проекцию второго варианта одноступенчатого блока циклонного модуля в разобранном виде.
Фиг. 8 представляет сечение одноступенчатого блока циклонного модуля с фиг.7, сделанное по линии 8-8 с фиг.7.
Фиг.9 представляет перспективную проекцию третьего варианта одноступенчатого блока циклонного модуля в разобранном виде.
Фиг.10 представляет перспективную проекцию четвертого варианта одноступенчатого блока циклонного модуля в разобранном виде.
Фиг.11 представляет перспективную проекцию пятого варианта одноступенчатого блока циклонного модуля в разобранном виде.
Фиг.12 представляет вид сверху впускного отверстия корпуса циклона с фиг.11 в перспективной проекции.
Фиг.13 представляет сечение первого варианта концентрического двухступенчатого блока циклонного модуля.
Фиг.14 представляет сечение поперечного двухступенчатого блока циклонного модуля.
Фиг.15 представляет схематически альтернативный вариант с фиг.14.
Фиг.16 представляет сечение второго варианта концентрического двухступенчатого блока циклонного модуля.
Фиг.16А представляет сечение, сделанное по линии 16А-16А с фиг.16.
Фиг.17 представляет перспективную проекцию собранных вместе стабилизатора вихря и части уплотнения, показанного на фиг.16.
Фиг.18 представляет сечение одноступенчатого блока циклонного модуля с фиг.8, иллюстрируя проблему переполнения блока сборника грязи.
Фиг.19 представляет сечение одноступенчатого блока циклонного модуля с фиг.18 со стабилизатором вихря в нерабочем положении.
Фиг.20 представляет сечение одноступенчатого блока циклонного модуля с фиг.18 при удаленном блоке сборника грязи и со стабилизатором вихря в рабочем положении.
Фиг.21 представляет перспективную проекцию вида снизу одноступенчатого блока циклонного модуля с фиг.18 при удаленном блоке сборника грязи и со стабилизатором вихря в рабочем положении.
Фиг.22 представляет проекцию частично разобранного одноступенчатого блока циклонного модуля с фиг.18-21.
Описание предпочтительного варианта настоящего изобретения
Вертикальный пылесос 10 по настоящему изобретению, показанный на фиг.1-3, включает вертикальный блок рычага управления 12, соосно прикрепленный к блоку подставки 14. Указанный блок рычага управления 12 имеет также на одном конце первичную поддерживающую секцию 16 с захватом 18, облегчающим перемещение пылесоса потребителем. На противоположном конце блока рычага управления имеется полость 20 для мотора, в которой находится расположенный поперек стандартный узел вентилятор/мотор (не показан). Указанный блок рычага управления 12 закрепляется соосно с блоком подставки 14, закрепление проходит по осям штока внутри узла вентилятор/мотор. Указанный блок рычага управления 12 вмещает в себя также через паз 25, имеющийся на первичной поддерживающей секции 16, один из возможных блоков циклонного модуля 26, 26', 26". Блоки циклонного модуля 26 отделяют и собирают из потока рабочего воздуха мусор для его удаления после окончания процесса очистки. Как здесь показано, вертикальный пылесос 10 снабжен одноступенчатым блоком циклонного модуля 26, концентрическим двухступенчатым блоком циклонного модуля 26' и поперечным двухступенчатым блоком циклонного модуля 26"; однако возможно комплектование другими дополнительными блоками циклонного модуля, рассматриваются также иные возможные конфигурации циклонного модуля. Как здесь показано, вертикальный пылесос 10 снабжен одним блоком подставки 14, хотя рассматривается взаимозаменяемость разнообразных блоков подставки 14 и блока управления 12, возможно также применение других вероятных конфигураций блока подставки. Модульная сущность пылесоса 10 допускает трансформируемость при изготовлении, таким образом на стандартном блоке рычага управления 12 из любой комбинации блоков циклонного модуля 26, 26' и 26" и блока подставки 14 можно смонтировать ряд разнообразных моделей. Такая трансформируемость при сборке делает возможным (при эффективной ценовой политике) выпуск конечного продукта от низших моделей, имеющих очень небольшой набор свойств, до моделей высокого класса с большим количеством свойств и повышенной эффективностью разделения.
Блок подставки 14 включает также нижний корпус 28, сопряженный с верхним корпусом 30, образуя при этом камеру 32 для щеток. Внутри указанной камеры для щеток 32 имеется вращающийся узел 34, который подробно будет описан ниже. Пара задних колес 36 прикреплены к части блока подставки 14, являющейся тыльной относительно камеры для щеток 32. Разнообразные конфигурации различных блоков подставки 14 можно присоединить к блоку рычага управления 12, выполняющему разнообразные функции. Обычно ширину блока подставки 14 можно варьировать таким образом, что, в зависимости от размеров камеры для щеток 32, траектория очистки может быть более узкой или более широкой.
Всасывающая насадка 38 образована на нижней поверхности камеры 32 для щеток на блоке подставки 14, и она подвижно связана с поверхностью, нуждающейся в очистке. Канал 40 обеспечивает продвижение воздуха от всасывающего сопла 38 через блок подставки 14, оно заканчивается на внешней поверхности трубки пылесоса 42. В предпочтительном варианте настоящего изобретения указанный канал 49 представляет собой гладкий и жесткий, формованный с раздувом трубопровод, изгибаемая поверхность 44 которого совмещается с центром вращения между указанным блоком подставки 14 и блоком управления 12, что позволяет центрирование блока управления 12 относительно блока подставки 14. В альтернативном варианте канал 40 представляет собой стандартный гибкий рукав, обычно используемый при производстве пылесосов. В еще одном варианте настоящего изобретения продвижение воздуха образуется с помощью корпусов 28, 30 и между ними, без участия вторичных участков, формованных с раздувом или без гибких рукавов.
На тыльной части блока подставки имеется привод 140 регулировки высоты, а также механизм регулировки высоты (не показан) такой, как обычно используется для регулировки вертикального положения всасывающей насадки относительно поверхности пола. Пример пригодного механизма регулировки высоты описан в патенте США 6,256,833 и в заявке на патент №60/596,263, поданной 12 сентября 2005 и озаглавленной «Пылесос с циклонным отделением грязи» (на оба этих документа здесь сделана подробная ссылка). Остальные детали, стандартные для блока подставки, более подробно описаны в этих документах.
Открытый рукав 46 на одном своем конце имеет фиксированное соединение 48 трубки пылесоса, а на другом конце - приемный циклонный ресивер 50. Открытый рукав 46 предпочтительно представляет собой стандартный вакуумный рукав. Приемный циклонный ресивер 50 закреплен на верхней части первичной поддерживающей секции 16 блока рычага управления 12. Фиксированное соединение 48 трубки пылесоса съемным образом входит во внешнюю часть трубки пылесоса 42 за счет фрикционной посадки (или соединения защелкой), это требуется для того, чтобы при внедрении указанного соединения 48 создать герметичное уплотнение. Открытый рукав 46 регулируется парой стандартных скоб для рукавов (не показано) у нижней части первичной поддерживающей секции 16 и вблизи захвата 18 таким способом, который известен в производстве вакуумных устройств. Открытый рукав - это рукав, в котором рабочий воздух всегда проходит через рукав 46 независимо от того, работает ли пылесос в напольном режиме, при котором рабочий воздух поступает в пылесос 10 через всасывающую насадку 38, или он работает в режиме выше пола, при котором рабочий воздух поступает в пылесос через соединение 48 трубки пылесоса.
Циклонный выпускной ресивер 52 оборудован на верхней части первичной поддерживающей секции 16 в непосредственной близости от приемного ресивера 50, и он подвижно соединен с узлом предмоторного фильтра 54, расположенного выше впускного отверстия узла вентилятор/мотор 22 (фиг.4), находящегося в полости 20, и узла выброса рабочего воздуха 56. Подвижная связь может быть реализована с помощью воздуха, она может представлять собой формованный с раздувом трубопровод первичной поддерживающей секции 16 или стандартный гибкий вакуумный рукав.
Обратимся к фиг.4, представляющей первый вариант блока одноступенчатого циклонного модуля 26, который содержит корпус 58 циклонного сепаратора и блок сборника грязи 60. Указанный корпус 58 циклонного сепаратора включает также корпус 70 циклона, основными единицами которого являются сепаратор 84, впускное отверстие 58 корпуса циклона и корпус циклонного диффузора 64; все эти три единицы скреплены вместе в целях создания между ними герметичного воздушного уплотнения. Корпус 70 циклона имеет форму усеченного конуса, сужающуюся от большего диаметра верхней части до меньшего диаметра нижней части, помимо этого циклонная камера сепарации ниже нижнего участка сужения постепенно расширяется наружу. Внутреннее пространство корпуса 70 циклона свободно, поэтому воздух может заходить в него беспрепятственно. В предпочтительном варианте настоящего изобретения корпус 70 циклона изготовлен из прозрачного материала, таким образом проходящий в нем процесс разделения становится виден потребителю. Впускное отверстие 62 корпуса включает также впускное отверстие 66 циклона, плотно сопрягаемое с впускным отверстием циклонного ресивера 50 на первичной поддерживающей секции 16. Внутри выпускного отверстия 68 циклона может быть (необязательно) закреплена цилиндрическая манжета с канавками. Воздух, проходя по этим канавкам, вызывает вращение цилиндрической манжеты, препятствуя проходу мусора через нее, при этом влияние на протекание воздуха ничтожно.
Далее, обнаружитель вихря 69 образован круговой стенкой выходного отверстия 80, сформованного на внешней поверхности впускного отверстия 62. Выпрямитель потока 71 может быть (необязательно) размещен внутри выходного отверстия 80 в целях удаления вращающегося потока воздуха, выходящего из блока циклонного модуля 26 и уменьшающего падение давления поперек указанного модуля 26.
Узел сборника грязи 60 включает также корпус сборника грязи 72 и поверхность 74 стабилизатора вихря, которые могут быть размещены внутри или снаружи циклонного корпуса 70, при условии, что разделитель 84 имеет такую конфигурацию, что хвост вихря, образующийся потоком воздуха через корпус 58 циклонного сепаратора, контактирует с поверхностью 74 стабилизатора вихря. Поверхность 74 стабилизатора вихря может быть жесткой, или в альтернативном варианте она может быть сделана из гибкого термопластичного материала или из эластомера. В одном варианте настоящего изобретения поверхность 74 стабилизатора вихря сформована целиком с уплотнением (не показано) между циклонным корпусом 70 и корпусом сборника грязи 72. Преимущество гибкого эластомера состоит в том, что поверхность 74 стабилизатора вихря способна вибрировать и двигаться, реагируя на вихревые усилия, имеющие место во время процесса очистки. Вибрация и передвижение поверхности 74 стабилизатора вихря способны удалить мусор, собранный на поверхности и попавший в блок сборника грязи 60, таким образом автоматически очищая поверхность 74.
Как показано на фиг.4, за счет суппорта 78 стабилизатора вихря, поверхность 74 стабилизатора вихря расположена выше нижней части корпуса сборника грязи 72. Однако поверхность 74 стабилизатора вихря может быть расположена в любом месте между нижней частью корпуса сборника грязи 72 и обнаружителем вихря 69. Предпочтительно, чтобы поверхность 74 стабилизатора вихря располагалась вблизи нижней плоскости циклонного корпуса 70, как это показано на фиг.4, 6 и 9, или рядом с ней.
Поверхность 74 стабилизатора вихря обеспечивает расположение, специально предназначенное для прикрепления хвоста циклонного вихря, минимизируя таким образом блуждающее или беспорядочное действие, которое может тем или иным способом возникнуть при отсутствии указанной поверхности 74 стабилизатора вихря. Регулировка расположением хвоста вихря повышает эффективность корпуса циклонного сепаратора 58, а также предотвращает повторное попадание грязи, уже отделенной и осажденной в блоке сборника грязи.
В целях дальнейшей стабилизации вихревого хвоста шток 82 стабилизатора вихря может (необязательно) располагаться вертикально на поверхности 74 стабилизатора вихря. Для эффективной стабилизации вихревого хвоста возможно применение любой комбинации поверхности стабилизатора вихря 74 и штока 82 стабилизатора вихря. Или же шток 82 стабилизатора вихря может прикрепляться к нижней поверхности корпуса циклонного диффузора 64 или обнаружителя вихря 69 и быть надежным на любом расстоянии от низа корпуса циклона 70, но не более чем расстояние до положения у верхнего торца корпуса сборника грязи 72. Выходное отверстие для мусора 79 образовано между поверхностью 74 стабилизатора вихря и внутренней стенкой циклонного корпуса 70, через это отверстие мусор, выделенный при помощи корпуса 58 циклонного сепаратора, может поступить в блок сборника грязи 60. Как показано на фиг.4, выходное отверстие для мусора 79 образовано наклонной поверхностью 144 и винтообразной боковой стенкой 146. В альтернативном варианте блок сборника грязи 60 или нижняя часть циклонного корпуса 70 могут содержать также дополнительные емкости для мелкого мусора; более подробно это описано в заявке на патент США №60/552,213, поданной 1 сентября 2004 года и озаглавленной «Циклонный сепаратор с узлом для отделения мелких частиц».
Как показано на фиг.4 стрелками, загрязненный рабочий воздух изображен выходящим из всасывающей насадки 38 и поступающим в узел циклонного сепаратора 26 тангенциально впускному отверстию 66 циклона. Когда отверстие 62 корпуса циклона направляет воздух вниз винтообразно и тангенциально вдоль внутренней поверхности корпуса циклона 70, то образуется завихрение. При вращении загрязненного воздуха в циклонном корпусе 70 мусор из указанного корпуса 70 выбрасывается вниз по направлению его стенок и остается в завихряющемся воздухе до тех пор, пока поток воздуха у нижней части циклона не сменит свое направление в сторону выходного отверстия 80, а внешние силы не вынесут этот мусор вниз в корпус 72 сборника грязи. Завихряющийся воздух образует хвост вихря, который прикрепляется к поверхности 74 стабилизатора вихря, на которой поток воздуха затем внезапно меняет направление и поворачивается в вертикальном направлении непосредственно в сторону обнаружителя вихря 69. Вихрь в циклонном корпусе 70 индуцирует также вихрь внутри корпуса 72 сборника грязи. Завихряющийся воздух внутри корпуса 72 сборника грязи также отбрасывает мусор в сторону внешней стенки 70 корпуса сборника грязи. При этом происходит дополнительное разделение, и становится возможным сбор дополнительного мусора вплоть до выпускного отверстия для мусора или выше него, без ощутимого повторного переноса мусора. Затем сравнительно чистый воздух проходит через блок предмоторного фильтра 54, блок мотор/вентилятор 22 и через блок выпуска воздуха 56.
Или же на узле циклона 58 может быть размещен перепускной клапан 63 для выпуска воздуха, имеющий стандартный пружинный клапан, который открыт, если поток воздуха по нормальной трассе рабочего воздуха заблокирован; это может иногда происходить около всасывающей насадки 38 или открытого рукава 46. Размер указанного перепускного клапана 63 таков, чтобы сделать возможным продолжение прохождения достаточного потока воздуха через узел циклона 58 таким образом, что из-за более медленного прерывающегося потока воздуха уже отделенный мусор не был бы повторно захвачен.
Дополнительной опцией является внедрение стандартного счетчика частиц 57 между выпускным отверстием циклона 68 и блоком предмоторного фильтра 54, это делается для того, чтобы обнаруживать, когда пыль и мусор проходят через узел циклона 58. Такая опция может обеспечить потребителя ранней индикацией относительно несрабатывания блока циклонного модуля 26, которое препятствует разделению рабочего воздуха, может привести к серьезному закупориванию блока 56 предмоторного фильтра и быть опасным для узла вентилятор/мотор 22. При этом потребитель имеет возможность опустошить узел сборника грязи 60 и перед продолжением использования пылесоса очистить трассу рабочего воздуха от препятствий. Подходящий инфракрасный счетчик частиц 57 более подробно описан в патенте США №4601082, ссылка на который включена здесь полностью.
Еще одной опцией является присоединение гибкой пластины 61, обладающей антистатическими свойствами, к блоку сборника грязи 60 во время работы. Антистатические пластины 61 снижают выброс пыли из вакуума во время работы, а также собирают отдельные частицы пыли внутри блока сборника грязи 60 в целях минимизации рассеяния при опустошении указанного блока сборника грязи 60. Помимо этого пластины 61 могут быть ароматизированы для улучшения дезодорации. Пригодные антистатические пластины имеются в продаже в виде тканных абсорбирующих антистатических пластин.
Обратимся к фиг.5, на ней изображен альтернативный вариант стабилизатора вихря 74, а схожие характеристики обозначены одинаковыми цифрами. Стабилизатор вихря 74 имеет осевое прикрепление к боковой стенке корпуса 72 сборника грязи, осуществляемое стандартным шарниром 59. Шарнирное прикрепление к боковой стенке корпуса 72 сборника грязи устанавливает поверхность вихревого стабилизатора 74 по отношению к указанной боковой стенке таким образом, что она может быть повернута вверх от функционального горизонтального положения циклонного сепаратора (как это показано, например, на фиг.4) в положение вне трассы (как это показано на фиг.5). Таким образом мусор, собранный в корпусе сборника грязи 72, может беспрепятственно выйти из корпуса сборника грязи 72 при его переворачивании, например, если выгружаемый мусор собран в корпусе сборника грязи 72. Как можно понять, любая геометрия, используемая для поверхности вихревого стабилизатора 74 (включая описанную), может быть адаптирована к шарниру 59 так, как это здесь описано. Поворотный вихревой стабилизатор 74 может быть включен в любой вариант блока циклонного модуля - 26, 26', 26".
Обратимся к фиг.6, представляющей альтернативный вариант блока сборника грязи 60, на этой фигуре схожие характеристики обозначены одинаковыми цифрами. Запирающее кольцо 85 включает кольцевую канавку 87, которая по периферии сопрягается с кольцевым стержнем 89, образованным на внешней нижней поверхности корпуса циклонного сепаратора 58. Внешняя поверхность запирающего кольца 85 включает также высвобождаемые и взаимно замыкающиеся зажимы, имеющие форму по меньшей мере двух горизонтальных и противоположно направленных пальцев 91 (на фиг.6 показан только один из них). Пальцы имеют верхние наклонные поверхности, поддерживающие соответствующее количество запирающих ушек 93, образованных на наружной внешней поверхности блока сборника грязи 60. Наклонные пальцы 91 изготовлены таким образом, что запирающие ушки 93 сначала контактируют с указанными пальцами 91 у их нижнего края. Когда потребитель вращает запирающее кольцо 85 по контактной поверхности 95, то запирающие ушки 93 поднимаются вверх, находясь внутри наклонной поверхности 91, и поэтому поднимают вверх блок сборника грязи 60, осуществляя плотный контакт с запирающим кольцом 85. Любой вариант блока циклонного модуля - 26, 26', 26" можно изменить таким образом, чтобы в него было включено запирающее кольцо 85, расположенное между блоком сборника грязи 60 и корпусом циклонного сепаратора 58.
Обратимся к фиг.7 и 8, представляющим второй вариант блока одноступенчатого циклонного модуля 26, на этих фигурах схожие характеристики обозначены одинаковыми цифрами. Блок циклонного модуля 26 включает конический корпус циклонного сепаратора 58, который ориентирован таким образом, что продольные оси указанного корпуса циклонного сепаратора 58 и блока сборника грязи 58 сдвинуты относительно друг друга. Продольная ось корпуса циклонного сепаратора 58 может быть вертикальной, или она может быть наклонена относительно вертикали. Крышка сборника грязи 65 может быть сформована вместе с нижней поверхностью корпуса циклонного сепаратора 58 и может герметично сопрягаться с верхним торцом блока сборника грязи 60. Или же крышка сборника грязи 65 может представлять собой отдельную единицу, или она может быть прикреплена к блоку сборника грязи 60 разъемным образом или шарнирно.
Поверхность стабилизатора вихря 74 может быть изготовлена вместе с нижней частью корпуса циклона 70, или ее могут поддерживать вертикальные стенки 67, это обусловлено крышкой сборника грязи 65. В одном варианте настоящего изобретения поверхность стабилизатора вихря 74 присоединена к циклонному корпусу 70 с помощью винта 81 таким образом, что при удалении корпуса сборника грязи 72 поверхность стабилизатора вихря 74 остается с циклонным корпусом 70. Таким образом блок сборника грязи 60 сохраняется абсолютно свободным от закупорки, которая могла препятствовать опорожнению содержащегося в указанном блоке мусора. На крышке сборника грязи 65 сделан выступ 75, проходящий ниже поверхности стабилизатора вихря 74. Указанный выступ 75 плотно соприкасается с верхним торцом корпуса сборника грязи 72.
Поверхность стабилизатора вихря 74 ориентирована асимметрично главной оси блока сборника грязи 60, это сделано для того, чтобы размер выпускного отверстия для мусора 79 был максимально большим. В предпочтительном варианте настоящего изобретения поверхность стабилизатора вихря 74 пространственно удалена от нижней поверхности корпуса циклонного сепаратора 58, таким образом там формируется зазор, образующий выпускное отверстие для мусора 79. Экспериментально показано, что зазор, образованный в поперечном направлении и составляющий не более ½ периметра стабилизатора, оптимизирует передачу мусора с дна циклонного сепаратора в блок сборника грязи 60. Предпочтительно, чтобы поверхность стабилизатора вихря 74 имела конфигурацию, при которой ее диаметр был немного меньше, чем диаметр отверстия у дна циклонного корпуса 70, поэтому указанную поверхность стабилизатора вихря 74 можно отливать как единую структуру вместе с циклонным корпусом 70. Однако для оптимизации процесса поверхность стабилизатора вихря 74 может быть больше или меньше отверстия циклонного корпуса 70.
Обратимся к фиг.9, представляющей третий вариант блока одноступенчатого циклонного модуля 26, на этой фигуре схожие характеристики обозначены одинаковыми цифрами. Блок циклонного модуля 26 включает конический корпус циклонного сепаратора 58, который ориентирован таким образом, что продольные оси корпуса циклонного сепаратора 58 и блока сборника грязи 69 смещены. Поверхность стабилизатора вихря 74 прикреплена к верхнему торцу корпуса сборника грязи 72 и ориентирована асимметрично главной оси блока сборника грязи 60, это сделано для того, чтобы размер выпускного отверстия для мусора 79 был максимально большим. Поверхность стабилизатора вихря 74 может дополнительно поддерживаться парой консолей 64а, проходящих от верхнего торца корпуса сборника грязи 72 до поверхности стабилизатора вихря 74. В предпочтительном варианте настоящего изобретения поверхность стабилизатора вихря 74 пространственно удалена от нижней поверхности корпуса циклонного сепаратора 58, таким образом там формируется зазор, образующий выпускное отверстие для мусора 79. При перемещении поверхности стабилизатора вихря 74 к стенке блока сборника грязи 60 обеспечивается адекватная свобода пространства для опустошения блока сборника грязи 60 через выпускное отверстие для мусора 79.
Было установлено, что характеристики воздушного потока, проходящего через циклонный сепаратор, можно изменить, меняя размер и ориентацию поверхности циклонного сепаратора 74. Со ссылкой на фиг.9 экспериментально показано, что вращение блока сборника грязи 60 относительно корпуса циклонного сепаратора 58 меняет размеры, форму и расположение щели выпускного отверстия для мусора 79 и влияет на падение давления, течение воздуха и другие эксплуатационные аспекты корпуса циклонного сепаратора 58. Кроме того, известно, что характеристики воздушного потока меняются при изменении ориентации тангенциального входного отверстия циклона 66 относительно выпускного отверстия для мусора 79. Для более эффективного разделения мелких частиц в воздушной струе может быть желательным, например, использовать более высокие скорости потока воздуха. Однако в целях более адекватного выделения из воздушной струи более крупного и легкого мусора предпочтительнее использовать меньшие скорости потока воздуха. Стабилизатор вихря 74 может быть изготовлен таким образом, чтобы потребитель мог выбрать нужную установку циклона в зависимости от того, какой тип мусора необходимо собрать.
Обратимся к фиг.10, представляющей четвертый вариант блока одноступенчатого циклонного модуля 26, на этой фигуре схожие характеристики обозначены одинаковыми цифрами. Продольная ось 77 корпуса циклонного сепаратора 70 расположена горизонтально и пересекает перпендикуляр вертикальной продольной оси 83 через корпус сборника грязи 72. Обычно выпускное отверстие для мусора 79 расположено перпендикулярно продольной оси 77. Поверхность стабилизатора вихря 74, как это отмечалось выше, образует дно корпуса циклона 70 и обычно параллельна вертикальной оси 83 блока сборника грязи 60. Когда блок циклонного модуля 26 устанавливают в блок управления 12, то обычно продольная ось 77 имеет горизонтальную ориентацию относительно поверхности пола, если блок сборника грязи 60 ниже горизонтального корпуса циклонного сепаратора 58, а выпускное отверстие для мусора 79 направлено вниз. Если этот модуль циклонного сепаратора закрепляют в вертикальном пылесосе так, как это показано на фиг.1, то направление продольной оси 77 меняется на горизонтальное, поскольку при стандартной работе пылесоса блок управления наклоняется. Такая конфигурация меняет до минимума вертикальную высоту блока циклонного модуля 26 и укорачивает поток воздуха, направляемый из всасывающей насадки 38 в приемный циклонный ресивер 50, а из выпускного циклонного ресивера 52 - в блок вентилятор/мотор.
Дополнительным преимуществом, получаемым в результате включения стабилизатора вихря 74 в любой из описанных вариантов поверхности, является то, что в целях создания компактного модуля циклонного сепаратора длина циклонного корпуса 70 может быть уменьшена. При заданном объеме пространства, пригодного для размещения корпуса циклонного сепаратора 58 на блоке рычага управления 12, компактный модуль циклонного сепаратора оставляет больше места для блока сборника грязи 60, и поэтому возможно использование более крупного блока сборника грязи 60 с большей вместимостью.
Помимо этого любой из описанных здесь стабилизаторов вихря 74 может быть сконструирован таким образом, чтобы он был подвижен относительно продольной оси корпуса циклонного сепаратора 58. Было установлено, что если варьируется длина циклонного сепаратора, то, за счет изменения характеристик потока воздуха и падения давления через циклонный сепаратор, меняется эффективность разделения. Как описывалось выше, это свойство можно использовать для того, чтобы обеспечить потребителя возможностью регулировать процесс в зависимости от того, какой тип мусора следует удалить с поверхности.
Обратимся к фиг.11 и 12, представляющим пятый вариант блока одноступенчатого циклонного модуля 26, на этих фигурах схожие характеристики обозначены одинаковыми цифрами. Блок циклонного модуля 26 включает корпус циклонного сепаратора 58, полностью находящийся внутри блока сборника грязи 60, а также впускное отверстие циклонного корпуса 62 снаружи указанного блока сборника грязи 60, причем они оба плотно прикреплены друг к другу для создания между ними воздухонепроницаемого уплотнения. Впускное отверстие циклонного корпуса 62 включает также впускное отверстие циклона 66, которое плотно сопрягается с приемным циклонным ресивером 50 (фиг.2) на первичной поддерживающей секции 16. Впускное отверстие циклонного корпуса 62 включает также спиральную секцию 51, образующую главный улиткообразный подход к тангенциальному впускному отверстию 55 корпуса циклонного сепаратора 58. Верхняя стенка указанной спиральной секции 51 образует уклон 53, формирующий нижнюю поверхность корпуса циклонного сепаратора 58. Блок циклонного модуля 26 ориентирован таким образом, что впускное отверстие циклонного корпуса 62 расположено у дна модуля, образуя при этом конфигурацию впускного и выпускного отверстий. Блок сборника грязи 60 образован корпусом сборника грязи 72, создающим стенку в основном кольцевого периметра, при этом нижняя поверхность, сформированная скатом 53 и уплотненной верхней поверхностью, образует съемную верхнюю часть сборника грязи 73. Границы зоны сбора грязи 97 определены между корпусом сборника грязи 72 и корпусом циклонного сепаратора 58. Верхняя часть сборника грязи 73 включает также, как было описано выше, поверхность стабилизатора вихря 74, образованную на краю выступа 73а, который проходит вниз от верхней поверхности верхней части сборника грязи 73 и входит в верхнюю часть камеры циклонного сепаратора. В целях выброса очищенного воздуха из корпуса циклонного сепаратора 58 обнаружитель вихря 69 образован, как это описывалось выше, круговой стенкой вокруг выходного отверстия 80. Должно быть понятно, что к этому варианту можно адаптировать любые описанные выше конфигурации поверхности стабилизатора вихря. Кольцеобразное выходное отверстие для мусора 79 образовано между внешней поверхностью стабилизатора вихря 74 и внешней стенкой корпуса циклонного сепаратора 58. Верхний край корпуса циклонного сепаратора 58 заострен наружу, это сделано для того, чтобы содействовать выбросу отделившихся частиц из камеры циклонного сепаратора. Для содействия сбору в сборнике грязи более крупных частиц грязи сам корпус циклонного сепаратора 58 сужен внутрь от верхней части к нижней. Указанное сужение может составлять от 0 до 10 градусов.
В рабочем режиме, при котором на фиг.11 стрелками изображен поток воздуха через блок циклонного модуля 26, воздух с загрязнениями поступает через входное отверстие циклона 66 по наклонной спиральной секции 51 в наклонную секцию, синхронно направляющую этот воздух в наклонную секцию 53 для придания вертикального и тангенциального направления этому потоку воздуха, при котором он поступает во внутреннее пространство корпуса циклонного сепаратора 58 и движется спиралеобразно вверх, формируя при этом завихрение. Хвост вихря, как это описано выше, надежно закреплен на поверхности стабилизатора вихря 74 и внезапно меняет направление и перемещается прямо вниз через выходное отверстие 80 в блок вентилятор/мотор 22. Мусор выбрасывается вверх и наружу через выходное отверстие для мусора 79 и останавливается в зоне сбора грязи 97, образованной между внешней стенкой корпуса циклонного сепаратора 58 и внутренней стенкой корпуса сборника грязи 72. Мусор, захваченный в пределах зоны сбора грязи 97, имеет тенденцию оставаться в покое, поскольку в указанной зоне сбора грязи 97 ток воздуха незначителен, и под действием сил гравитации мусор падает на поверхность, расположенную ниже зоны сбора грязи 97, выпадая из потенциально турбулентного потока воздуха вокруг выходного отверстия для мусора 79. Грязь и мусор, собранные в корпусе сборника грязи 72, удаляют при съеме верхней части 73 и опрокидывании блока сборника грязи 60.
Обратимся к фиг.13, представляющей первый вариант концентрического двухступенчатого блока циклонного модуля 26', на этой фигуре схожие характеристики обозначены одинаковыми цифрами со штриховым символом ('). Блок циклонного модуля 26' включает двухступенчатый коаксиальный сепаратор, в котором имеющий форму усеченного конуса меньший сепаратор 86 расположен концентрически в ряд и ниже верхнего сепаратора 84'. Корпус циклонного сепаратора 58' включает корпус циклона первой ступени 70', неподвижно прикрепленного к впускному отверстию циклона 66'. Стенки корпуса циклона 70' обычно наклонные, они, как правило, образуют форму усеченного конуса, в которой нижняя часть корпуса циклонного сепаратора 58' имеет диаметр, меньший, чем верхняя часть. Однако в зависимости от требований производства и эстетических пожеланий указанный корпус циклона 70' может имеет кольцеобразную форму или форму перевернутого усеченного конуса. Корпус двухступенчатого циклона второй ступени 96, имеющий форму усеченного конуса, определяет границу от верхней поверхности корпуса циклона первой ступени 70'. Выходное отверстие первой ступени для мусора 79а образовано зазором между поверхностью 74а стабилизатора вихря и стенкой циклонного корпуса 70'. Выходное отверстие второй ступени для мусора 79b образовано зазором между поверхностью второго стабилизатора вихря 74b и имеющего форму усеченного конуса корпусом циклона второй ступени 96. Как указывалось ранее, стабилизирующая тяга также может находиться на одной или на обоих поверхностях стабилизатора 74а, 74b.
Блок сборника грязи 60' расположен ниже корпуса циклонного сепаратора 58' и плотно соприкасается с ним. Блок сборника грязи 60' включает также зону сбора первой ступени 101 и зону сбора второй ступени 103, которая запаяна от указанной зоны сбора первой стадии 101. Блок сборника грязи 60' плотно соприкасается с циклонным корпусом 70' по кромке 75', сформованной на его нижней поверхности. Зона сбора второй ступени 103 плотно соприкасается с нижней поверхностью корпуса циклона второй ступени 96 таким образом, что выходное отверстие второй ступени для мусора 79b находится с ними в состоянии подвижной связи, но изолировано от выходного отверстия первой ступени для мусора 79а.
Как показано стрелками, блок вентилятор/мотор 22', расположенный ниже выходного отверстия циклона 68', направляет воздух от входного отверстия циклона 66' в корпус циклона 70', вызывая закручивание воздуха вокруг внешней стенки корпуса циклона 70' сепаратора 84', в котором происходит разделение крупного мусора; при этом более крупный мусор падает в зону сбора первой ступени 101 блока сборника грязи 60'. Затем воздух поворачивается и направляется вверх к выходному отверстию корпуса циклона второй ступени 96, где он через входное отверстие 102 входит в сепаратор второй ступени. Входное отверстие 102 направляет воздух тангенциально и вниз вдоль внешней поверхности корпуса циклона второй ступени 96. Нижняя часть вихря второй ступени закрепляется на поверхности стабилизатора вихря второй ступени 74b, на которой поток воздуха вновь поворачивает и протекает прямо вверх к выпускному отверстию 80', образованному обнаружителем вихря 69', и проходит через выпускное отверстие 68'. Грязь, удаленная сепаратором 86, имеющим форму усеченного конуса, попадает в зону сбора грязи второй ступени 103. Зона сбора грязи второй ступени 103 может быть целиком образована внутри внешней стенки зоны сбора грязи первой ступени 101. Или же, как показано на фиг.13, указанная зона сбора грязи второй ступени 103 может составлять часть зоны сбора грязи первой ступени 101, таким образом содержимое зоны сбора грязи второй ступени 103 потребитель может легко увидеть с внешней стороны циклонного модуля 26'. Блок сбора грязи 60' отсоединен от корпуса циклона 70' и создает свободный и не содержащий препятствий путь для мусора, собранного как в зоне сбора грязи первой ступени 101, так и в зоне сбора грязи второй ступени 103. Этот мусор опорожняют при опрокидывании блока сборника грязи 60'.
Может быть понятно, что циклон второй ступени может быть размещен снаружи и может быть ориентирован любым способом ниже корпуса циклона первой ступени. Предпочтительное положение коллектора второй ступени относительно корпуса циклона первой ступени включает смежную и параллельную конфигурации, однако коллектор второй ступени может быть расположен вертикально, а также наклонно вверх, и включать угол 90 градусов от вертикали. Используются также многочисленные нагнетательные модули второй ступени или нагнетательные циклонные модули. Далее любой циклон первой ступени или любой из циклонов второй ступени может быть направлен в любую сторону вместе с коническим корпусом циклона 70'. Направление конуса определяется соотношением большего диаметра торца корпуса циклона 70' и меньшего диаметра торца корпуса циклона 70'. Стандартный конус - это конус, в котором больший торец расположен выше, чем меньший торец. Если меньший торец корпуса циклона 70' расположен выше, чем больший торец корпуса циклона 70', то образуется перевернутый или обратный конус.
Обратимся к фиг.16, представляющей второй вариант концентрического двухступенчатого блока циклонного модуля 26', на этой фигуре схожие характеристики обозначены одинаковыми цифрами. В целом второй вариант концентрического двухступенчатого блока циклонного модуля 26' отличается от первого варианта тем, что зона сбора второй ступени 103 располагается внутри зоны сбора первой ступени 101 и коаксиальна ей. Другим явным отличием второго варианта блока циклонного модуля 26' является то, что корпус циклона второй ступени 96 включает: нижний участок 118, имеющий форму усеченного конуса; верхний участок 120, имеющий цилиндрическую форму; по меньшей мере два впускных отверстия 102, образованных в верхнем цилиндрическом участке 120 корпуса циклона второй ступени 96. Верхний цилиндрический участок 120 имеет диаметр, больший, чем имеющий форму усеченного конуса участок 118; и поэтому диаметр впускных отверстий 102 больше имеющего форму усеченного конуса участка 118. Обратимся к фиг.16А, на ней показаны впускные отверстия 102, расположенные на верхнем цилиндрическом участке 120 симметрично. В альтернативном варианте (не показан) впускные отверстия 102 расположены на верхнем цилиндрическом участке 120 асимметрично.
Другим явным отличием второго варианта блока циклонного модуля 26' является то, что стабилизаторы вихря первой и второй ступени 74А и 74В изготовлены как единая структура 130, которая вмещается между блоком сборника грязи 60' и корпусом циклона 70'. Обратимся дополнительно к фиг.17, единая структура 130 обычно имеет кольцеобразную форму и включает: внешнюю стенку 132; верхнюю поверхность 134; срединную поверхность 74А, формирующую стабилизатор вихря первой ступени; нижнюю поверхность 74В, формирующую стабилизатор вихря второй ступени; отверстие между указанной верхней поверхностью и поверхностью стабилизатора вихря первой ступени 74А, образующее выпускное отверстие для мусора первой ступени 79А; а также отверстие между поверхностью стабилизатора вихря первой ступени 74А и поверхностью стабилизатора вихря второй ступени 74В, образующее выпускное отверстие для мусора второй ступени 79В. Прокладка 136 формуется целиком на торце между внешней поверхностью 132 и верхней поверхностью 134 и образует уплотнение между блоком сбора грязи 60' и корпусом циклона 70'. Единая структура 130 может быть отлита целиком из разнообразных материалов, включая термопластичные и термореактивные материалы, и по своей природе они предпочтительно являются эластичными материалами.
Обратимся к фиг.14, представляющей поперечный двухступенчатый блок циклонного модуля 26"; на этой фигуре схожие характеристики обозначены одинаковыми цифрами с двойным штриховым символом ("). В этом варианте блок циклонного модуля 26" включает поперечный двухступенчатый сепаратор, в котором имеющая форму усеченного конуса меньшая ступень 86" (как это описано ранее) расположена снаружи, на одной линии и ниже циклонного сепаратора 84". В этом варианте корпус циклонного диффузора 64" образован верхней частью 104 и имеет зазор относительно диффузора второй ступени 106. Указанная верхняя часть первой ступени 104 закрывает выход впускного отверстия корпуса 80" и образует там небольшое пространство, находящееся в подвижном соединении с впуском второй ступени 102". Указанная верхняя часть первой ступени 104 включает также выходное отверстие второй стадии 108, находящееся в подвижном соединении с впуском второй ступени 102". Диффузор второй ступени 106 закрывает верхнюю часть первой ступени 104, образуя небольшое внешнее пространство.
Блок сборника грязи 60" включает сборник грязи первой ступени 110 и сборник грязи второй ступени 112, которые соединены стенкой 114. И сборник грязи первой ступени 110, и сборник грязи второй ступени 112 снимают совместно, если проводят удаление блока сборника грязи 60" и одновременно устраняют содержимое сборников грязи 110 и 112. Поверхность стабилизатора вихря 74" расположена ниже корпуса циклона первой ступени 70" на опорном узле 78", проходящем вертикально от нижней части сборника грязи первой ступени 110. Кольцеобразное выпускное отверстие 79а" для мусора образовано между поверхностью стабилизатора вихря 74" и внутренней стенкой корпуса циклона 70; мусор, отделенный циклонным сепаратором 84", может пройти через это отверстие в сборнике грязи первой ступени 110. Другое выпускное отверстие для мусора - 79b", образованное в нижней части корпуса циклона второй ступени 96", пропускает отделенный циклонным сепаратором 86" мусор через сборник грязи второй ступени 112.
Как показано стрелкой, поток воздуха выходит из сепаратора первой ступени через отверстие корпуса 80", поступает в первое небольшое пространство, образованное между нижней поверхностью верхней части первой ступени 104 и верхней поверхностью входного отверстия в корпусе циклона 64". Затем воздух движется к впускному отверстию второй ступени 102", в нем происходит вторичное циклоническое воздействие в целях удаления дополнительного мелкого мусора из потока воздуха. Чистый воздух выходит из сепаратора второй ступени 86" через выпускное отверстие 108, попадая в небольшое пространство для выхода, образованное между верхней поверхностью верхней части первой ступени 104 и нижней поверхностью диффузора второй ступени 106, и покидает блок циклонного модуля 26" у выходного отверстия циклона 68".
Циклонный переключатель 121 может быть расположен между выходом впускного отверстия корпуса 80" корпуса циклона первой ступени 70" и впускным отверстием второй ступени 102" корпуса циклона второй ступени 96". Циклонный переключатель 121 включает в себя также перепускной клапан 123, способный перемещаться между первым и вторым положением. Указанным клапаном 123 может быть любой известный воздушный перепускной клапан (типа шарнирного клапана) или устройство типа устройства раздвижных дверей; это показано в патенте США №4951346, принадлежащем Salmon, на который сделана полная ссылка. Для включения воздушного потока путем перемещения из первого положения во второе, или наоборот, потребитель может привести в действие перепускной клапан 123. Если перепускной клапан 123 находится в первом положении (показанном жирной линией), то рабочий воздух из первого циклонного корпуса 70" направляется к впускному отверстию второй ступени 102" через корпус циклона второй ступени 96". Если перепускной клапан 123 находится во втором положении (показанном пунктирной линией), то предотвращается попадание рабочего воздуха из первого циклонного корпуса 70" во впускное отверстие второй ступени 102", это достигается путем обхода корпуса циклона второй ступени 96, и рабочий воздух поступает непосредственно в блок мотор/вентилятор 22". Циклонный переключатель 121 можно привести в действие любым известным способом, включая ручное управление (но не ограничиваясь им), как описано в патенте Salmon, или с помощью клапанов с электромагнитным управлением.
Обратимся к фиг.15, представляющей альтернативный вариант поперечного блока двухступенчатого циклонного модуля 26". Пара циклонных переключателей 121а и 121b может быть расположена таким образом, чтобы при работе пылесосом потребитель мог выбрать, пользоваться ли ему только циклоном первой ступени F, только циклоном второй ступени S или обоими этими циклонами. Например, потребитель может выбрать использование только циклона первой ступени F, если переключатель 121а выставить таким образом, чтобы рабочий воздух входил во впускное отверстие циклона 66", проходил в корпус циклона первой ступени 70" по первой трассе (стрелка А), а переключатель 121b выставить таким образом, чтобы рабочий воздух покидал корпус 70" блока циклонного модуля 26", выходя через выпускное отверстие циклона 68" по первой трассе (стрелка С). В другом примере потребитель может выбрать использование только циклона второй ступени S, если переключатель 121а выставить таким образом, чтобы рабочий воздух входил во впускное отверстие циклона 66", проходил в корпус циклона второй ступени 96" по второй трассе (стрелка В). В этом случае рабочий воздух обходит переключатель 121b и покидает корпус 96' блока циклонного модуля 26", выходя через выпускное отверстие циклона 68". В еще одном варианте потребитель может выбрать использование циклонов обоих ступеней F и S, если переключатель 121а выставить таким образом, чтобы рабочий воздух входил во впускное отверстие циклона 66", проходил в корпус циклона первой ступени 70" по первой трассе (стрелка А), а переключатель 121b выставить таким образом, чтобы рабочий воздух, покидая корпус 70", проходил в корпус циклона второй ступени 96" по второй трассе (стрелка D). Циклонные переключатели 121а и 121b могут быть связаны механически или электрически таким образом, чтобы поток воздуха через указанные переключатели был направлен выбранным способом.
Обратимся к фиг.18, повторно представляющей второй вариант блока одноступенчатого циклонного модуля 26, в целях иллюстрации проблемы, которая может возникнуть, если блок сборника грязи 60 не опустошить при полном его заполнении (показано пунктирной линией на фиг.18). Когда корпус сборника грязи 72 заполнен, в целях опустошения его следует снять с пылесоса 10 немедленно. Однако, если потребитель пренебрег быстрым опустошением корпуса сборника грязи 72 при его заполнении и продолжает работать пылесосом 10 для очистки поверхности, то грязь может продолжать накапливаться в указанном корпусе 72. Как только корпус сборника грязи заполняется более своей емкости, грязь может начать заполнять корпус циклона 70.
В случае если блок сборника грязи 60 освобождают при его полном заполнении не немедленно, то возможно возникновение двух проблем. Одна проблема состоит в том, что грязь, заполнившая корпус циклона 70, может войти в выпускное отверстие 80, пройдя через блок циклонного сепаратора 26 и создавая препятствие на пути потока воздуха через пылесос 10 или выше блока предмоторного фильтра 54. Другая проблема состоит в том, что даже если сбор грязи был прекращен до того момента, как грязь попала в выпускное отверстие 80, то наличие установленного стабилизатора вихря 74 затрудняет освобождение от грязи, уже попавшей в корпус циклона 70, поскольку указанный стабилизатор вихря 74 удерживает грязь выше корпуса сборника грязи 72. В этой ситуации действительно почти невозможно снять корпус сборника грязи 72 с пылесоса 10, не пачкаясь, поскольку указанный корпус заполнен более своей емкости. Помимо этого оставшуюся на корпусе циклонного сепаратора 58 грязь нелегко удалить из пылесоса 10.
Обратимся к фиг.19, представляющей шестой вариант одноступенчатого циклонного сепаратора 26; на этой фигуре схожие характеристики обозначены одинаковыми цифрами. Решение первой проблемы, заключающейся в поступлении грязи через выпускное отверстие 80, осуществляется установкой решетки 148 поверх открытого торца обнаружителя вихря 69. Как показано, решетка 148 зафиксирована на нижнем торце обнаружителя вихря 69, и она препятствует попаданию грязи в корпус циклона 70 через выпускное отверстие 80. Указанная решетка 148 может иметь полусферическую форму и включать ряд расположенных вокруг корпуса решетки 148 отверстий 150, через которые возможно прохождение воздуха. Возможно также использование других форм решетки 148, включая плоские пластины, цилиндры и им подобные формы.
Для решения второй проблемы опорожнения мусора верхнюю часть стабилизатора вихря 74 следует установить наклонно относительно корпуса циклонного сепаратора 58. Обратимся к фиг.19 и 20. Вихревой стабилизатор 74 способен перемещаться из рабочего положения, при котором указанный стабилизатор вихря перпендикулярен продольной оси Х корпуса циклона 70 (показано на фиг.19), в нерабочее положение, при котором корпус циклона 70 может быть доступен (показано на фиг.20). В рабочем положении стабилизатор вихря 74 имеет ориентацию, при которой возможно удерживание вихревого хвоста. В указанном рабочем положении стабилизатор вихря 74 и крышка сборника грязи 65 образуют выпускное отверстие для мусора 79. В нерабочем положении стабилизатор вихря 74 имеет ориентацию, при которой он наклонен в сторону от центра корпуса циклонного сепаратора 58 таким образом, что любая грязь, находящаяся наверху стабилизатора вихря 74, может свободно упасть в емкость для отходов, и потребитель может получить доступ внутрь корпуса циклона 70, включая решетку 148.
Как видно по иллюстрации, стабилизатор вихря 74 включает стационарную часть 152 и мобильную часть 154, которая в целях эффективного перемещения указанного стабилизатора вихря 74 между рабочим и нерабочим положениями способна вращаться относительно стационарной части 152. И стационарная часть 152, и подвижная часть 154 включают плоскую плиту, которые при нерабочем положении стабилизатора вихря 74 вместе образуют в основном кольцеобразную форму.
Обратимся к фиг.21 и 22. Стационарная часть 152 может быть изготовлена вместе с корпусом циклонного сепаратора 58, или она может быть прикреплена к нему отдельно. В проиллюстрированном варианте стационарную часть 152 можно изготовить в виде части вкладыша 156, который служит для прикрепления стабилизатора вихря 74 к корпусу циклонного сепаратора 58. Помимо стационарной части 152 вкладыш 156 содержит: пару закрепляющих колец 158, изготовленных как единое целое со стационарной частью 152; пару торцевых стенок 160, изготовленных ортогонально закрепляющим кольцам; а также аркообразную стенку 162, проходящую между торцевыми стенками 160 и ортогонально соединяемую со стационарной частью 152 и закрепляющими кольцами 158.
Каждое закрепляющее кольцо 158 содержит втулку шнека 164 для приема шнека 166, приостанавливающего вкладыш 156, а таким образом и весь стабилизатор вихря 74, у крышки сборника грязи 65, который сформован как единое целое с корпусом циклонного сепаратора 58. Следовательно, когда удаляют корпус сборника грязи 72, поверхность стабилизатора вихря 74 остается с циклонным корпусом 70.
Когда вкладыш 156 прикреплен к крышке сборника грязи 65, то аркообразная стенка 162 вкладыша 156 вмещается между указанной крышкой 165 и аркообразной стенкой 168, разграничиваясь от нижней части циклонного корпуса 70. Аркообразная стенка 168 пространственно отделена от крышки сборника грязи 65 и соединяется с двумя пазами 170, куда входят торцевые стенки 160 вкладыша 156. Если вкладыш 156 находится в нужном положении, то стационарная часть 152 стабилизатора вихря 74 проходит от указанной аркообразной стенки 168 ортогонально в сторону пазов 170.
Мобильная часть 154 вращательно закреплена на вкладыше 156 с помощью наклонного узла 172. Указанный наклонный узел 172 содержит пару противоположно направленных наклонных осей 174, сформованных на мобильной части 154, которые входят в соответствующую пару противоположно направленных наклонных муфт 176, сформованных на стационарной части 152 вкладыша 156.
Стабилизатор вихря может удерживаться в рабочем положении (показано на фиг.19) фиксатором. Как показано, мобильная часть 154 содержит пару контактов 178, которые соприкасаются с соответствующей парой фиксаторов 180, сформованных на торцевых стенках 160 вкладыша 156. Мобильная часть 154 может быть прикреплена к вкладышу 156 разнообразными крепежными механизмами, которые разъемным образом скрепляют вместе обе части в целях выборочного удаления при опустошении любой грязи, скопившейся в стабилизаторе вихря 74.
Как очевидно из приведенного выше описания шестого варианта одноступенчатого циклонного сепаратора 26, можно избежать прохождения мусора через выпускное отверстие 80, если между указанным выпускным отверстием 80, циклонным корпусом 70 и наклонным стабилизатором вихря 74 установить решетку 148. Решетка 148 предотвращает прохождение грязи из циклонного корпуса 70 через блок циклонного сепаратора 26. Наклонный стабилизатор вихря 74 делает возможным доступ внутрь циклонного корпуса 70.
Несмотря на то что настоящее изобретение описано в связи с его конкретными специфическими вариантами, следует понимать, что это сделано лишь в иллюстративных целях, а не для ограничения. Ожидается, что описанный циклонный сепаратор может быть использован как для сухой, так и для влажной сепарации. Кроме того, приведенные характеристики можно применить к любым циклонным сепараторам, в которых используют один циклон или два и более циклонов, расположенных в любой комбинации линейных или параллельных потоков воздуха. Далее, несмотря на то что описание настоящего изобретения сделано для вертикального пылесоса, настоящее изобретение можно использовать и для других форм пылесосов. Возможны рациональные изменения раскрытия и приведенных фигур, сделанные без выхода за пределы существа и объема настоящего изобретения, которые определены прилагаемой формулой изобретения.
1. Пылесос, содержащий блок очищающих головок со всасывающей насадкой, источник всасывания, а также блок циклонного модуля, подвижно связанный с указанной всасывающей насадкой и указанным источником всасывания, и включающий камеру циклонного сепаратора для выделения пыли и мусора из воздуха, генерирующую циклонический поток воздуха, образующий вихревой хвост, причем указанная камера циклонного сепаратора имеет входное отверстие, подвижно связанное со всасывающей насадкой по трассе рабочего воздуха, выпускное отверстие для выброса очищенного воздуха и выходное отверстие выброса частиц для сброса пыли и мусора, выделенных из воздуха, сборник грязи, съемным образом прикрепленный к камере циклонного сепаратора, и подвижно связанный с выходным отверстием выброса частиц для сбора пыли и мусора, выделенных из воздуха в указанной камере циклонного сепаратора, а также стабилизатор вихря, закрепленный избирательно относительно камеры циклонного сепаратора для перемещения между рабочим положением у заданной позиции относительно камеры циклонного сепаратора и нерабочим положением, удаленным от указанного рабочего положения, в целях доступа к камере циклонного сепаратора для удаления всей собранной пыли и мусора, оставшихся после процесса очистки на стабилизаторе вихря.
2. Пылесос по п.1, отличающийся тем, что рабочее положение указанного стабилизатора вихря перпендикулярно продольной оси камеры циклонного сепаратора.
3. Пылесос по п.2, отличающийся тем, что при нахождении стабилизатора вихря в рабочем положении нижняя часть камеры циклонного сепаратора и указанный стабилизатор вихря вместе образуют выпускное отверстие выброса частиц.
4. Пылесос по п.2, содержащий также фиксатор для разъемного удержания указанного стабилизатора вихря в рабочем положении.
5. Пылесос по п.1, также содержащий решетку на выпускном отверстии камеры циклонного сепаратора в целях предотвращения попадания пыли и мусора в указанное выпускное отверстие.
6. Пылесос по п.5, отличающийся тем, что выпускное отверстие ограничено цилиндрическим желобом с открытым торцом, а указанная решетка закреплена на открытом торце цилиндрического желоба.
7. Пылесос по п.1, отличающийся тем, что указанный стабилизатор вихря смещен относительно центральной вертикальной линии сборника грязи.
8. Пылесос по п.7, отличающийся тем, что центральная вертикальная линия камеры циклонного сепаратора смещена относительно указанной центральной вертикальной линии сборника грязи.
9. Пылесос по п.1, отличающийся тем, что указанный стабилизатор вихря свешивается по меньшей мере с одной стенки, прикрепленной к камере циклонного сепаратора.
10. Пылесос по п.1, отличающийся тем, что некоторая часть стабилизатора вихря стационарна, независимо от того, находится указанный стабилизатор вихря в рабочем или в нерабочем положении.
11. Пылесос по п.1, отличающийся тем, что указанный стабилизатор вихря располагается рядом с выпускным отверстием выброса частиц.
12. Пылесос по п.11, отличающийся тем, что указанное выпускное отверстие выброса частиц образовано зазором в нижней части боковой стенки камеры циклонного сепаратора.
13. Пылесос по п.1, отличающийся тем, что указанный стабилизатор вихря имеет плоскую поверхность.
14. Пылесос по п.1, отличающийся тем, что в указанной камере циклонного сепаратора имеется одно и только одно выпускное отверстие выброса частиц.
15. Пылесос по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере часть указанного стабилизатора вихря прикреплена наклонно к камере циклонного сепаратора.
16. Пылесос, содержащий блок очищающих головок со всасывающей насадкой, источник всасывания, а также блок циклонного модуля, подвижно связанный с указанной всасывающей насадкой и указанным источником всасывания, и включающий камеру циклонного сепаратора для выделения из воздуха пыли и мусора, генерирующую циклонический поток воздуха, образующий вихревой хвост, причем указанная камера циклонного сепаратора имеет входное отверстие, подвижно связанное со всасывающей насадкой по трассе рабочего воздуха, выпускное отверстие для выброса очищенного воздуха и выходное отверстие выброса частиц для сброса пыли и мусора, выделенных из воздуха, сборник грязи, подвижно связанный с выходным отверстием выброса частиц для сбора пыли и мусора, выделенных из воздуха в указанной камере циклонного сепаратора, а также стабилизатор вихря, закрепленный на силовой конструкции, располагающейся выше нижней поверхности сборника грязи, для удержания вихревого хвоста у заданной позиции относительно указанной камеры циклонного сепаратора.
17. Пылесос, содержащий блок очищающих головок со всасывающей насадкой, источник всасывания, а также блок циклонного модуля, подвижно связанный с указанной всасывающей насадкой и указанным источником всасывания, и включающий камеру циклонного сепаратора для выделения из воздуха пыли и мусора, генерирующую циклонический поток воздуха, образующий вихревой хвост, причем указанная камера циклонного сепаратора имеет входное отверстие, подвижно связанное со всасывающей насадкой по трассе рабочего воздуха, выпускное отверстие для выброса очищенного воздуха и выходное отверстие выброса частиц для сброса пыли и мусора, выделенных из воздуха, сборник грязи, подвижно связанный с указанным выходным отверстием выброса частиц для сбора пыли и мусора, выделенных из воздуха в указанной камере циклонного сепаратора, а также стабилизатор вихря для удержания вихревого хвоста у заданной позиции относительно камеры циклонного сепаратора, отличающийся тем, что по меньшей мере один из размеров и ориентация указанного стабилизатора вихря регулируются относительно выходного отверстия выброса частиц.
18. Пылесос, содержащий блок очищающих головок со всасывающей насадкой, источник всасывания, а также блок циклонного модуля, подвижно связанный с указанной всасывающей насадкой и указанным источником всасывания, и включающий камеру циклонного сепаратора для выделения из воздуха пыли и мусора, генерирующую циклонический поток воздуха, образующий вихревой хвост, причем указанная камера циклонного сепаратора имеет входное отверстие, подвижно связанное со всасывающей насадкой по трассе рабочего воздуха, выпускное отверстие для выброса очищенного воздуха и выходное отверстие выброса частиц для сброса пыли и мусора, выделенных из воздуха, сборник грязи, подвижно связанный с указанным выходным отверстием выброса частиц для сбора пыли и мусора, выделенных из воздуха в камере циклонного сепаратора, а также гибкий стабилизатор вихря для удержания вихревого хвоста у заданной позиции относительно камеры циклонного сепаратора.
19. Пылесос по п.18, отличающийся тем, что указанным гибким материалом является эластомер.
