Вакуумное чистящее устройсвтво

Вакуумное чистящее устройство (1, 21, 31) содержит воздуховпускное отверстие (3) и воздуховыпускное отверстие (6) и вращающийся сепаратор (9) для разделения воздуха и находящихся в воздухе частиц. Сепаратор (9) содержит по меньшей мере одно входное отверстие (109) для воздуха, расположенное между воздуховпускным отверстием (3) и воздуховыпускным отверстием (6). Вакуумное чистящее устройство (1, 21, 31) оснащено средством (15, 22, 37) для направления воздуха для направления по меньшей мере части воздуха к сепаратору (9). При эксплуатации средство (15, 22, 37) для направления воздуха обеспечивает по меньшей мере частично закрытую границу раздела в осевом направлении для столба (17) вращающегося воздуха вокруг сепаратора (9). Минимальное расстояние (R_ag) от кромки (115, 122) средства (15, 22, 37) для направления воздуха до оси (11) вращения сепаратора (9) превышает расстояние (R_s) от входного отверстия (109) для воздуха в сепараторе до оси (11) вращения сепаратора (9). 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Область изобретения

Изобретение относится к вакуумному чистящему устройству, содержащему воздуховпускное отверстие, воздуховыпускное отверстие, вращаемый сепаратор для разделения воздуха и находящихся в воздухе частиц (пыли и других веществ), такой сепаратор содержит по меньшей мере одно входное отверстие для воздуха, расположенное между воздуховпускным отверстием и воздуховыпускным отверстием.

Уровень изобретения

Посредством такого вакуумного чистящего устройства, которое известно по международной Заявке на патент WO 92/03210 Al, воздух, загрязненный находящимися в воздухе частицами других веществ, таких как жидкость, пыль и мусор, перемещается к сепаратору посредством разрежения. При вращении сепаратора центробежные силы оказывают воздействие на находящиеся в воздухе частицы (пыли и других веществ), в результате чего находящиеся в воздухе частицы (пыли и других веществ) удаляются от сепаратора, в то время как очищенный воздух проходит через сепаратор к воздуховыпускному отверстию. Относительно тяжелые частицы (пыли и других веществ) подвергаются отделению из воздуха при относительно низкой скорости вращения сепаратора. Однако для обеспечения возможности удаления относительно легких частиц также требуется относительно высокая частота вращения. При такой относительно высокой частоте вращения более тяжелые частицы могут быть перемещаемыми к сепаратору в осевом направлении и попадать в сепаратор с относительно большой силой. Более тяжелые частицы могут повреждать сепаратор, в результате чего может происходить нарушение балансировки вращающегося сепаратора, что оказывает отрицательное воздействие на работу вакуумного чистящего устройства, особенно при больших оборотах.

Сущность изобретения

Цель изобретения заключается в предложении вакуумного чистящего устройства с вращаемым сепаратором, тем самым предотвращается повреждение сепаратора относительно тяжелыми частицами.

Эта цель достигнута посредством вакуумного чистящего устройства в соответствии с изобретением в результате того, что вакуумное чистящее устройство оснащено первой камерой, второй камерой и стенкой, которая расположена между первой и второй камерами, а также средством для направления воздуха для направления по меньшей мере части воздуха к сепаратору, установленному между той стенкой, которая расположена между первой и второй камерами, и средством для направления воздуха, такое средство для направления воздуха обеспечивает при эксплуатации по меньшей мере частично закрытую границу раздела в осевом направлении для столба воздуха, вращающегося вокруг сепаратора, где минимальное расстояние R_ag края средства для направления воздуха относительно оси вращения сепаратора выполнено больше, чем расстояние R_s входного отверстия для воздуха в сепараторе относительно оси вращения сепаратора.

Посредством вращения сепаратора создается столб вращающегося воздуха вокруг сепаратора. Так как размеры средства для направления воздуха в радиальном направлении выполнены больше, чем размеры сепаратора, воздух с находящимися частицами (пыли и других веществ) принудительно перемещается вокруг средства для направления воздуха к сепаратору в относительно более или менее радиальном направлении. Однако из-за центробежных сил частицы затем удаляются из сепаратора и падают вниз в контейнер для сбора пыли пылесоса. Столб воздуха действует в качестве сепаратора для предварительной очистки.

Средство для направления воздуха, которое также служит защитой сепаратора, предотвращает попадание частиц (пыли и других веществ) в сепаратор в осевом направлении, так что в значительной степени предотвращается повреждение сепаратора.

Частицы, перемещающиеся в осевом направлении к сепаратору, попадают в средство для направления воздуха. Таким образом, средство для направления воздуха также выполняет функцию защиты. Более крупные частицы могут даже повреждать средство для направления воздуха.

В нормальных вариантах пользователь лишен возможности прикосновения к сепаратору, так как средство для направления воздуха и сепаратор установлены в корпусе или камере. Однако даже в аномальных обстоятельствах, в которых вакуумное чистящее устройство используется неправильно и в которых сепаратор может быть расположен снаружи корпуса, средство для направления воздуха предотвращает прикосновение пользователя к сепаратору.

Следует отметить, что, как известно, сепаратор защищен от попадания частиц фильтром водяной бани, который захватывает частицы, прежде чем они окажут воздействие на сепаратор. Частицы остаются в фильтре, из-за чего фильтр оказывается забитым, поток воздуха заблокирован. В соответствии с изобретением поток воздуха посредством вакуумного чистящего устройства может перемещаться вокруг средства для направления воздуха к сепаратору.

Вариант осуществления вакуумного чистящего устройства согласно изобретению отличается тем, что средство для направления воздуха является вращаемым или не вращаемым относительно сепаратора с угловой скоростью между нулевым показателем и величиной ниже, чем угловая скорость сепаратора.

Так как средство для направления воздуха не вращается или вращается со значительно меньшей скоростью, чем сепаратор, повреждение средства для направления воздуха не оказывает влияния на работу сепаратора и не влияет или почти не влияет на работу и более конкретно на динамические рабочие характеристики пылесоса.

Другой вариант осуществления вакуумного чистящего устройства в соответствии с изобретением отличается тем, что столб вращающегося воздуха вокруг сепаратора имеет максимальные размеры Н в осевом направлении, в котором сепаратор способен вращаться во время эксплуатации с максимальной угловой скоростью ω, с которой воздух с максимальной угловой скоростью ω проходит потоком между воздуховпускным отверстием и воздуховыпускным отверстием с максимальной интенсивностью подачи Q в ненагруженном состоянии, где минимальное расстояние R_ag от кромки средства для направления воздуха относительно оси вращения сепаратора удовлетворяет следующему соотношению:

Действие этого минимального расстояния состоит в том, что частицы (пыли и других веществ), которые могут нанести вероятное повреждение сепаратору, забрасываются с такой скоростью и в таком направлении в столб вращающегося воздуха, что эти частицы пролетают мимо сепаратора вместо его бомбардировки.

На такой дальности действия предпочтительный технический результат заключается в том, что у находящихся в воздухе частиц есть достаточно времени для достижения скорости в направлении, которое является тангенциальным к сепаратору в верхнем пределе их радиальной скорости. При превышении определенной тангенциальной скорости частицы пролетают мимо сепаратора и с ускорением удаляются от сепаратора без нанесения удара и без нанесения повреждения сепаратору.

Формула также отражает наличие буферной зоны вокруг сепаратора. Эта буферная зона имеет форму пустотелого цилиндра. Внутренний диаметр соответствует радиальному размеру сепаратора, в то время как внешний диаметр соответствует радиальному размеру средства для направления воздуха. Высота этого буфера соответствует размеру сепаратора по оси вращения. Если объем этой буферной зоны превышает объем воздуха, который перемещается через сепаратор на радиан оборота сепаратора, то находящиеся в воздухе относительно тяжелые частицы остаются в течение достаточно длительного периода времени в буферной зоне для последующего выбрасывания из этой зоны без нанесения удара по сепаратору. Следовательно, средство для направления воздуха в дополнение к его защитной функции обладает весьма определенным аэродинамическим воздействием, которое к тому же определяется его размерами и местоположением относительно сепаратора.

Еще один вариант осуществления вакуумного чистящего устройства в соответствии с изобретением отличается тем, что наименьшее расстояние в осевом направлении оси между сепаратором и средством для направления воздуха является таким, что при эксплуатации менее чем 5%, более предпочтительно 1% и еще более предпочтительно менее чем 0,1% частиц, подобранных вакуумным чистящим устройством и имеющих размер по меньшей мере 100 мкм (микрон), попадают в сепаратор.

При таком количестве попадающих в сепаратор частиц повреждение сепаратора оказывается минимальным, где более низкое процентное соотношение соответствует меньшему повреждению.

На таком расстоянии большинство частиц, перемещающихся в радиальном направлении к сепаратору, останавливается средством для направления воздуха. Благодаря столбу вращающегося воздуха вокруг вращающегося сепаратора все частицы, направляемые вокруг средства для направления воздуха, проникают в столб вращающегося воздуха. Из-за центробежных сил предпочтительно все более крупные и более тяжелые частицы затем перемещаются от сепаратора. Только относительно легкие частицы проходят через столб вращающегося воздуха и могут проникать во входные отверстия сепаратора. Однако такие частицы не нанесут или нанесут незначительное повреждение сепаратору.

Вакуумное чистящее устройство еще одного варианта осуществления в соответствии с изобретением отличается тем, что средство для направления воздуха расположено на фиксированном расстоянии от сепаратора.

Такое средство для направления воздуха может быть легко установлено в корпусе вакуумного чистящего устройства.

Вакуумное чистящее устройство другого варианта осуществления согласно изобретению отличается тем, что средство для направления воздуха является перемещаемым в направлении сепаратора и от него так, что наименьшее расстояние в осевом направлении оси между сепаратором и средством для направления воздуха является изменяемым.

Такое подвижное средство для направления воздуха может быть использовано для закрытия входных отверстий для воздуха в сепараторе в случае, когда контейнер для сбора пыли в вакуумном чистящем устройстве является заполненным.

Вакуумное чистящее устройство еще одного варианта осуществления в соответствии с изобретением отличается тем, что вакуумное чистящее устройство оснащено камерой для сбора частиц, заполняемой жидкостью, вследствие чего средство для направления воздуха является плавающим по жидкости.

Когда камера для сбора частиц заполнена такой жидкостью, как вода, средство для направления воздуха перемещается к сепаратору и может блокировать входные отверстия для воздуха в сепараторе или активизировать выключатель для выключения вакуумного чистящего устройства, когда уровень жидкости в камере для сбора частиц находится выше заданного уровня. Таким способом предотвращено поступление жидкости в сепаратор.

Вакуумное чистящее устройство другого варианта осуществления в соответствии с изобретением отличается тем, что средство для направления воздуха имеет закругленную форму, причем ось совпадает с осью вращения сепаратора.

С такой закругленной формой, типа конической или цилиндрической, воздух может проходить потоком вокруг средства для направления воздуха во всех местоположениях непосредственно в столб вращающегося воздуха.

Вакуумное чистящее устройство другого варианта осуществления в соответствии с изобретением отличается тем, что сепаратор содержит центробежный вентилятор, при этом вакуумное чистящее устройство, кроме того, содержит вытяжной вентилятор, расположенный между сепаратором и выпускным отверстием для воздуха, при этом центробежный вентилятор и вытяжной вентилятор способны вращаться вместе относительно оси вращения, поэтому вытяжной вентилятор имеет диаметр больше, чем диаметр центробежного вентилятора.

При использовании двух вентиляторов центробежный вентилятор используется для отделения воздуха от находящихся в воздухе частиц (пыли и других веществ), тогда как вытяжной вентилятор используется для перемещения воздуха от воздуховпускного отверстия к воздуховыпускному отверстию. Центробежный вентилятор работает с меньшей производительностью относительно вытяжного вентилятора, но так как диаметр вытяжного вентилятора больше, чем диаметр центробежного вентилятора, то воздух, тем не менее, перемещается через оба вентилятора.

В вакуумном чистящем устройстве еще одного варианта осуществления в соответствии с изобретением средство для направления воздуха содержит место для отделения пыли для образования столба вращающегося воздуха вокруг сепаратора и место для сбора частиц (пыли и других веществ) первой камеры, для сбора отделенных от воздуха частиц, чтобы предотвращать повторное вхождение таких частиц в столб вращающегося воздуха.

Средство для направления воздуха определяет границу раздела столба вращающегося воздуха. Частицы в пыленасыщенном воздухе вокруг этого столба отделяются, если энергия столба заключена в ограниченном пространстве вокруг сепаратора. После отделения из вращающегося столба воздуха эти частицы собираются в другом месте первой камеры, то есть в зоне для сбора частиц. В зоне для сбора частиц в значительной степени происходит замедление движения частиц и осаждение частиц. Действие такого замедления и осаждения состоит в том, что предотвращается повторное проникновение большинства уже отделенных частиц в столб вращающегося воздуха. Это способствует эффективности процесса отделения. С одной стороны, средство для направления воздуха ограничивает место для отделения пыли для вращающегося столба, сохраняя таким образом плотность энергии вращающегося воздуха достаточно высокой для выполнения процесса отделения эффективным способом. С другой стороны, сбор частиц, который определен в первой камере средством для направления воздуха, в значительной степени предотвращает возможность того, чтобы энергия вращающегося воздуха продолжала расходоваться на уже отделенные частицы. Таким образом, средство для направления воздуха предотвращает излишнее растягивание столба по первой камере, тем самым уменьшая интенсивность его разделения и одновременно всасывания уже отделенных частиц.

В публикации патента CA978485Al Канады раскрыто содержание материала о сепараторе, используемом с бытовым пылесосом и содержащем корпус, впускной и выпускной трубопроводы, которые проходят в корпусе с их соответствующими выходными и входными отверстиями, расположенными внутри корпуса. Поток воздуха в сепараторе протягивается вокруг свободной кромки направляющей перегородки во впускные апертуры выпускного трубопровода. Изменение в направлении потока воздуха вокруг направляющей перегородки приводит к отделению какой-либо втянутой внутрь жидкости и значительной части какого-либо втянутого внутрь твердого материала. Любые остающиеся втянутые внутрь твердые частицы отделяются из потока воздуха посредством фильтра, когда воздух проходит по выпускному трубопроводу. В модифицированном варианте направляющая перегородка надежно прикреплена коаксиально к стержню, и осевое пропеллерное устройство для потока надежно коаксиально прикреплено к концу стержня внутри выпускного трубопровода. Поток воздуха в выпускном трубопроводе вращает пропеллер и, следовательно, стержень и направляющую перегородку вокруг оси сепаратора. Вращение направляющей перегородки уменьшает возможность прилипания втянутого внутрь влажного материала к направляющей перегородке при соударении с ней.

Краткое описание чертежей

Изобретение описано с подробным пояснением со ссылкой на чертежи, на которых:

фиг.1 - схематическое поперечное сечение вакуумного чистящего устройства в соответствии с изобретением;

фиг.2 - поперечное сечение части вакуумного чистящего устройства, как показано на фиг.1;

фиг.3 - перспективное изображение столба вращающегося воздуха вокруг сепаратора, как показано на фиг.2;

фиг.4 - поперечное сечение, как изображено на фиг.2, показывающее движение относительно тяжелой частицы;

фиг.5 - вид сбоку части вакуумного чистящего устройства, аналогичного на фиг.2;

фиг.6A и 6B представляют схематический вид сверху и увеличенную часть VI-B средства для направления воздуха и сепаратор вакуумного чистящего устройства в соответствии с изобретением;

фиг.7 - вид сбоку другого вакуумного чистящего устройства в соответствии с изобретением.

фиг.8A и 8B являются поперечным сечением и видом сверху другого варианта осуществления вакуумного чистящего устройства в соответствии с изобретением.

Аналогичные детали на фигурах обозначены одинаковыми ссылочными позициями.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

На фиг.1-6B показаны различные виды варианта осуществления вакуумного чистящего устройства 1 в соответствии с изобретением. Вакуумное чистящее устройство 1 содержит корпус 2, выполненный с воздуховпускным отверстием 3, первую камеру 4, вторую камеру 5 и воздуховыпускные отверстия 6. Воздуховпускное отверстие 3 расположено в днище первой камеры 4, при этом воздуховыпускные отверстия 6 расположены в стенке второй камеры 5. Между первыми и вторыми камерами 4, 5 расположена стенка 7. Вакуумное чистящее устройство 1 также оснащено вытяжным вентилятором 8, расположенным во второй камере 5, и центробежным вентилятором 9, расположенным в первой камере 4. Вытяжной вентилятор 8 и центробежный вентилятор 9 соединены друг с другом посредством полой трубки 10, проходящей через стенку 7. Вытяжной вентилятор 8 и центробежный вентилятор 9 способны вращаться вместе относительно оси 11 вращения посредством электродвигателя 12. Воздух поступает в центробежный вентилятор 9 через входные отверстия 109 для воздуха и выходит из вытяжного вентилятора 8 около воздуховыпускных отверстий 6. Электродвигатель 12 расположен во второй камере 5. Также возможно установить электродвигатель 12 с местоположением электродвигателя 12 где-то в другом месте в вакуумном чистящем устройстве за пределами второй камеры 5.

Воздуховпускное отверстие 3 образовано посредством трубки 13, проходящей параллельно оси 11 вращения. Между концевой частью 14 трубки 13 и центробежным вентилятором 9 расположено средство 15 для направления воздуха. Средство 15 для направления воздуха предпочтительно имеет круглую форму, причем ось которого совпадает с осью вращения центробежного вентилятора 9. В варианте осуществления изобретения, как показано на фиг.1, средство 15 для направления воздуха выполнено с незначительным изгибом относительно центробежного вентилятора 9, на других фигурах средство 15 для направления воздуха содержит пластину, проходящую перпендикулярно оси 11 вращения.

Диаметры средства 15 для направления воздуха и вытяжного вентилятора 8 выполнены больше, чем диаметр центробежного вентилятора 9. Центробежный вентилятор 9 нагнетает воздух так, что он уменьшает производительность вытяжного вентилятора 8. Это означает, что центробежным вентилятором 9 воздух направляется в направлении, противоположном направлению, в которое воздух перемещается вакуумным вентилятором 8. Из-за различия в диаметре обоих вентиляторов 8, 9 воздух, однако, перемещается к вытяжному вентилятору 8, в то время как посредством центробежных сил, созданных центробежным вентилятором 9, предотвращается подача в центробежный вентилятор 9 и вытяжной вентилятор 8 по меньшей мере большинства находящихся в воздухе частиц.

Вакуумное чистящее устройство 1 отображено только схематично. Оно могло бы также содержать средство для перемещения пыли или мусора в трубку 13, средство для подачи жидкости, такой как вода, на очищаемую поверхность, и т.д.

Днище первой камеры 4 образует контейнер для сбора пыли, мусора и жидкости, подбираемых посредством вакуумного чистящего устройства 1.

Вакуумное чистящее устройство 1 в соответствии с изобретением работает следующим образом.

Вытяжной вентилятор 8 и центробежный вентилятор 9 вращаются электродвигателем 12 вокруг оси 11 вращения в направлении, как обозначено стрелкой Р1, например, со скоростью более чем 20000*2* $$\pi$$ рад/мин (20000 оборотов в минуту). Так как диаметр вытяжного вентилятора 8 больше, чем диаметр центробежного вентилятора 9, воздух, который загрязнен находящимися в нем частицами, такими как мусор, пыль и капельки жидкости, засасывается через трубку 13 в первую камеру 4. Загрязненный воздух сталкивается со средством 15 для направления воздуха, и часть находящихся в воздухе частиц падает вниз на днище первой камеры 4 в жидкость, такую как вода, которая уже была накоплена. Камера 16 для сбора частиц, таким образом, подготовлена.

В результате вращения центробежного вентилятора 9 столб 17 вращающегося воздуха образуется вокруг центробежного вентилятора 9. Загрязненный воздух течет вокруг средства 15 для направления воздуха к центробежному вентилятору 9 и поступает в столб 17 вращающегося воздуха. Так как находящиеся в воздухе частицы являются более тяжелыми, чем собственно воздух, то воздух перемещается через центробежный вентилятор 9, трубку 10 и вытяжной вентилятор 8 и выходит из вакуумного чистящего устройства 1 в качестве очищенного воздуха через воздуховыпускное отверстие 6. Посредством центробежного вентилятора 9 центробежная сила воздействует на частицы, в результате чего частицы перемещаются от центробежного вентилятора 9. Посредством центробежного вентилятора 9 частицы удаляются из загрязненного воздуха, и очищенный, в основном, воздух поступает в центробежный вентилятор 9. Центробежный вентилятор 9 действует в качестве сепаратора. Частицы, которые перемещены достаточно далеко от центробежного вентилятора 9, упадут в воду в месте 16 для сбора.

На фиг.4 схематично показан путь 18, по которому может следовать частица. Часть траектории или пути 18, по которому могла бы следовать частица, расположена в воображаемом пространстве, которое ограничено центробежным вентилятором 9, стенкой 7 и средством 15 для направления воздуха, образующими ограничивающий цилиндр с радиусом R_ag с внешней стороны и ограничивающий цилиндр с радиусом R_s с внутренней стороны с максимальной высотой Н. Эти ограничивающие цилиндры, следовательно, удерживают центробежный вентилятор 9 и средство 15 для направления воздуха. Упомянутое воображаемое пространство имеет объем, который должен быть больше объема воздуха, перемещаемого вытяжным вентилятором на радиан поворота центробежного вентилятора 9. Таким образом, есть достаточно времени для замедления частиц, которые подходят к центробежному вентилятору 9 с компонентой V_x радиальной скорости. При замедлении этих частиц тангенциальная компонента V_y скорости этих частиц может превосходить компоненту V_x радиальной скорости, так что можно избежать столкновения частиц с центробежным вентилятором 9. Размер воображаемого пространства определяет радиальную скорость V_x, с которой частицы входят в это пространство на расстояние R_ag от оси 11 вращения. Поток воздуха через центробежный вентилятор 9, отделенный внешней поверхностью, определяет скорость, с которой частицы входят в воображаемое пространство.

На фиг.6A и 6B схематично показаны компоненты V_x и V_y скорости частицы, которые первоначально определяют путь 18, который предпочтителен для ее следования при вхождении в столб 17 вращающегося воздуха вокруг центробежного вентилятора 9. Если диаметр средства 15 для направления воздуха является слишком маленьким, более тяжелые частицы могут ударять в центробежный вентилятор 9 и наносить ему повреждение. Две компоненты V_x и V_y скорости определяют угол, под которым направлены частицы при вхождении в столб. Если угол является достаточно большим, то частицы кружатся за пределами центробежного вентилятора 9. Частицы, которые направлены под слишком маленьким углом, могут ударять по поверхности центробежного вентилятора 9 и приводить к нанесению значительного повреждения. При использовании небольшой (компоненты) V_x (скорости) угол направления может сохраняться достаточно большим. Как пояснено выше, V_x может ограничиваться в числе других посредством увеличения диаметра средства для направления воздуха. Однако если диаметр средства 15 для направления воздуха является слишком большим, происходит потеря энергии на перемещение загрязненного воздуха к центробежному вентилятору 9 вокруг средства 15 для направления воздуха. Заданный R_ag средства для направления воздуха, то есть радиус, от которого зависят вышеупомянутые результаты, может быть вычислен на основе следующей формулы:

_▲R_ag≥ R_s+(V_x*R_s)/(ω_▲*R_ag)

где:

R_ag - радиус средства 15 для направления воздуха,

R_s - радиус центробежного вентилятора 9,

ω - скорость вращения в радиан/сек центробежного вентилятора 9,

V_x - скорость потока, поступающего в центробежный вентилятор 9 в радиальном направлении.

Как показано на фиг.2 и 3, столб 17 вращающегося воздуха имеет высоту H между средством 15 для направления воздуха и стенкой 7. Поверхность S столба вращающегося воздуха, через который должен проходить поток воздуха, причем с возможностью перемещения в воздуховыпускные отверстия 6:

S=2πR_ag*H

Если величина выпуска Q в воздуховыпускных отверстиях 6 известна или измерена, максимальная скорость V_x может быть вычислена через:

V_x=Q/S

Выпуск Q является величиной выпуска воздуха, проходящего по очищенному пылесосу в ненагруженном состоянии, с трубкой 13 в соединении со свободным воздухом. В таких условиях гидродинамическое сопротивление является минимальным, результат которого отражается в величине Q, которую можно считать максимальной величиной для Q. Радиус R_ag может быть выражен здесь как:

$$R_{ag}\ge R_S\ast \left(1+\left(\frac{Q}{2\ast \pi \ast R_{ag}^2\ast H\ast \omega }\right)\right)$$

Максимальная допустимая высота H столба вращающегося воздуха и, вследствие того, расстояние H_s-ag средства 15 для направления воздуха до центробежного вентилятора 9 могут быть экспериментально определены при использовании определенного центробежного вентилятора 9, который вращается с некоторой заданной скоростью вращения, и средства 15 для направления воздуха с расчетным радиусом R_ag. Средства 15 для направления воздуха затем устанавливают в различные положения с соответственно различной высотой Н столба 17 вращающегося воздуха. Для каждой высоты Н количество А частиц с размером более чем 100 мкм (микрон) около входных отверстий 109 для воздуха является определенным. Количество A предпочтительно должно быть по меньшей мере менее чем 5%, более предпочтительно менее чем 1%, еще более предпочтительно менее чем 0,1% количества частиц размером более чем 100 мкм (микрон) в первоначально подводимой пыли для того, чтобы удерживать повреждаемость центробежного вентилятора 15 на приемлемом уровне и, следовательно, обеспечить ресурс вакуумного чистящего устройства пылесоса в допустимых пределах.

Такие частицы могут быть собраны во входных отверстиях 109 для воздуха с использованием своего рода клея, к которому частица прилипает, или с использованием обычной трубки. Также возможно использование устройства для измерения количества и размеров частиц посредством света. Поскольку такие измерения являются частью (другой) области техники, они здесь и ниже не рассматриваются.

На фиг.7 показан другой вариант осуществления вакуумного чистящего устройства 21 в соответствии с изобретением, содержащего плавающее средство 22 для направления воздуха, которое является подвижным в направлении, как обозначено двойной стрелкой P2, параллельном оси 11 вращения центробежного вентилятора 9. Средство 22 для направления воздуха направляется по стержням 23, проходящим от стенки 7. Таким же образом, как упомянуто выше, загрязненный воздух течет потоком вокруг средства 22 для направления воздуха к центробежному вентилятору 9 в радиальном направлении. Таким образом, исключается нанесение удара по центробежному вентилятору 9 в осевом направлении. При эксплуатации вакуумного чистящего устройства 21 уровень воды в месте 16 сбора частиц в первой камере 4 поднимается. Как только вода достигает средства 22 для направления воздуха, данное средство 22 для направления воздуха начинает плавать и перемещается в направлении вверх в положение, как обозначено пунктирными линиями. Вследствие этого перекрывается поток воздуха к центробежному вентилятору 9 и вакуумное чистящее устройство 21 прекращает работать. После освобождения первой камеры 4 чистящее устройство 21 может использоваться снова.

На фиг.8A и 8B показан другой вариант осуществления вакуумного чистящего устройства 31 в соответствии с изобретением. Вакуумное чистящее устройство 31 содержит корпус 32 с цилиндрической стенкой 33, нижнюю часть 34 и верхнюю часть 35. В верхней части 35 расположены: центробежный вентилятор 9, стенка 7, вытяжной вентилятор 8 и электродвигатель 12.

Сторона цилиндрической стенки 33 содержит отверстие 36 для впуска воздуха, посредством которого загрязненный воздух входит в корпус 33 в тангенциальном направлении приблизительно на том же самом уровне, на котором расположен центробежный вентилятор.

Нижняя часть 34 выполнена с расположенной в центре выступающей частью 37, которая находится относительно близко к центробежному вентилятору 9. Выступающая часть 37 действует в качестве средства для направления воздуха таким же образом, как средство 15, 22 для направления воздуха. При эксплуатации вакуумного чистящего устройства 31 столб вращающегося воздуха образуется между стенкой 7 и выступающей частью 37 и вокруг сепаратора, препятствуя поступлению тяжелых частиц пыли в центробежный вентилятор 9.

Несмотря на то, что изобретение проиллюстрировано и описано подробно на чертежах и в предшествующем описании, такую иллюстрацию и описание следует считать иллюстративными или примерными, а не ограничительными; изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления.

Например, возможно, что средство для направления воздуха имеет квадратную форму, форму восьмиугольника, или любую другую форму. Минимальное расстояние кромки средства для направления воздуха может использоваться как R_ag в приведенной выше формуле. Средство для направления воздуха может иметь форму пластины, в соответствии с чем пластинообразное средство для направления воздуха проходит перпендикулярно или под углом менее 90 градусов относительно оси вращения центробежного вентилятора.

Средство для направления воздуха может быть изготовлено из материала с определенной пористостью, которая делает возможным для части воздуха и частиц с относительно небольшими размерами проходить через средство для направления воздуха, тогда как крупные частицы блокируются средством для направления воздуха. Другая часть воздуха протекает потоком вокруг средства для направления воздуха.

Другие изменения относительно раскрытых вариантов осуществления могут быть понятными из изучения чертежей, описания и приложенной формулы изобретения и выполнены специалистами в этой области техники при осуществлении описанного в заявке изобретения. В формуле изобретения слово "содержащее" не исключает другие элементы или этапы, а неопределенный артикль "a" или "an" не исключает множества. То, что на фигурах обозначено как верхняя часть и нижняя часть, может быть перевернуто в практическом варианте осуществления согласно изобретению или это может быть даже расположено под углом в вертикальном направлении. Столб вращающегося воздуха может быть ориентирован в любом направлении, и нет необходимости, чтобы ось упомянутого столба совпадала с вертикальным направлением. Любые ссылочные признаки в формуле изобретения не должны толковаться как ограничение объема.

Специалист имеет возможность оценить идею изобретения, по которой вакуумное чистящее устройство следует толковать как устройство, пригодное для очищения пола посредством перемещения им частиц потоком воздуха и в потоке воздуха. Поток воздуха необязательно должен быть результатом разрежения (вакуума), как в обычных вакуумных чистящих устройствах (пылесосах), он также может быть образован, например, одной или несколькими вращающимися щетками, которые контактируют с полом и которые закачивают воздух, содержащий частицы, посредством пропеллерных устройств, в отличие от создания вакуума, как в большинстве известных в технике "вакуумных" чистящих устройствах.

1. Вакуумное чистящее устройство (1, 21, 32), содержащее воздуховпускное отверстие (3, 36), воздуховыпускное отверстие (6), первую камеру (4), вторую камеру (5), стенку (7) между первой и второй камерами (4, 5) и вращающийся сепаратор (9) для разделения воздуха и находящихся в воздухе частиц, причем сепаратор (9) содержит по меньшей мере одно входное отверстие (109) для воздуха, расположенное между воздуховпускным отверстием (3) и воздуховыпускным отверстием (6), причем вакуумное чистящее устройство (1, 21, 31) имеет средство (15, 22, 37) для направления воздуха для направления по меньшей мере части воздуха к сепаратору (9), при этом сепаратор (9) расположен между стенкой (7), расположенной между первой и второй камерами (4, 5), и средством (15, 22, 37) для направления воздуха, которое обеспечивает при эксплуатации по меньшей мере частично закрытую границу раздела в осевом направлении для столба (17) вращающегося воздуха вокруг сепаратора (9), причем минимальное расстояние (R_ag) от кромки (115, 122) средства (15, 22, 37) для направления воздуха до оси (11) вращения сепаратора (9) превышает расстояние (R_s) от входного отверстия (109) для воздуха сепаратора (9) до оси (11) вращения сепаратора (9).

2. Вакуумное чистящее устройство (1, 21, 32) по п.1, в котором средство (15, 22, 37) для направления воздуха является невращаемым или вращаемым относительно сепаратора (9) с угловой скоростью от нуля до величины ниже угловой скорости сепаратора (9).

3. Вакуумное чистящее устройство (1, 21, 32) по п.1, в котором столб (17) вращающегося воздуха вокруг сепаратора (9) имеет максимальный размер (H) в осевом направлении, причем сепаратор (9) вращается во время эксплуатации с максимальной угловой скоростью (ω), с которой воздух проходит между воздуховпускным отверстием (3) и воздуховыпускным отверстием (6) с максимальной интенсивностью (Q) подачи в состоянии без нагрузки, при этом минимальное расстояние (R_ag) от кромки (115, 122) средства (15, 22, 37) для направления воздуха до оси (11) вращения сепаратора (9) удовлетворяет следующему соотношению:

4. Вакуумное чистящее устройство (1, 21, 32) по любому из пп. 1-3, в котором средство (15, 22, 37) для направления воздуха расположено на фиксированном расстоянии от сепаратора (9).

5. Вакуумное чистящее устройство (1, 21, 32) по любому из пп. 1-3, в котором средство (15, 22, 37) для направления воздуха перемещается к сепаратору (9) и от него так, что наименьшее расстояние по направлению оси (11) между сепаратором (9) и средством (15, 22, 37) для направления воздуха изменяется.

6. Вакуумное чистящее устройство (1, 21, 32) по п.5, которое имеет заполняемую жидкостью камеру (16) для сбора частиц, вследствие чего средство (15, 22, 37) для направления воздуха является плавающим по жидкости.

7. Вакуумное чистящее устройство (1, 21, 32) по любому из пп. 1-3, в котором средство (15, 22, 37) для направления воздуха имеет закругленную форму, ось которой совпадает с осью (11) вращения сепаратора (9).

8. Вакуумное чистящее устройство (1, 21, 32) по любому из пп. 1-3, в котором сепаратор (9) содержит центробежный вентилятор, причем вакуумное чистящее устройство (1, 21, 32) дополнительно содержит вытяжной вентилятор (8), расположенный между сепаратором (9) и воздуховыпускным отверстием, при этом центробежный вентилятор и вытяжной вентилятор вращаются вместе относительно оси (11) вращения, причем вытяжной вентилятор (8) имеет диаметр, превышающий диаметр центробежного вентилятора (9).

9. Вакуумное чистящее устройство по любому из пп. 1-3, в котором средство (15, 22, 37) для направления воздуха образует пространство для отделения пыли для образования столба вращающегося воздуха вокруг сепаратора (9) и пространство (16) для сбора частиц в камере (4) для сбора частиц, отделенных от воздуха для предотвращения повторной подачи таких частиц в столб вращающегося воздуха.