Устройство для очистки текучей среды

Группа изобретений относится к устройству для очистки текучей среды, содержащему средство фильтрации, предназначенное для удаления частиц из текучей среды на основе действия фильтрации, а также к пылесосу, устройству для очистки воды, устройству для фильтрации частиц дрожжей из пива, содержащим такое устройство для очистки текучей среды. Устройство для очистки текучей среды содержит средства фильтрации, предназначенные для удаления частиц из текучей среды на основе действия фильтрации, которые имеют поверхность сбора частиц, предназначенную для сбора частиц во время использования устройства, и камеру, в которой присутствует текучая среда и в которой расположены средства фильтрации. Камера имеет впускное отверстие, предназначенное для впуска фильтруемой текучей среды, и выпускное отверстие, предназначенное для выпуска отфильтрованной текучей среды. Впускное отверстие камеры содержит часть создания струи, которая выступает в камеру и служит для создания струи фильтруемой текучей среды в направлении к поверхности сбора частиц средства фильтрации. При этом расположение части создания струи и поверхности сбора частиц средства фильтрации относительно друг друга выполнено с возможностью создания во время работы устройства конфигурации вращающегося потока в текучей среде, которая присутствует в камере, под воздействием потока фильтруемой текучей среды. Причем конфигурация вращающегося потока ограничена, по меньшей мере, частью поверхности сбора частиц средств фильтрации для создания силы сдвига между движущейся текучей средой и поверхностью сбора частиц. Расстояние (L) между стороной выпускного отверстия части создания струи и поверхностью сбора частиц средств фильтрации, измеренное по центральной продольной оси части создания струи, находится в диапазоне от 0,5 до 7 внутренних диаметров (Ds) части создания струи. При этом площадь поперечного сечения, по меньшей мере, части камеры между стороной выпускного отверстия части создания струи и поверхностью сбора частиц средства фильтрации, по меньшей мере, в 3 раза больше площади поперечного сечения части создания струи в направлении, перпендикулярном продольной оси части создания струи. Продольная ось части создания струи впускного отверстия камеры проходит под углом ( α ) к поверхности сбора частиц средств фильтрации, который больше 20° и меньше 90°. Пылесос содержит устройство для очистки текучей среды, при этом фильтруемая текучая среда является воздухом. Устройство для очистки воды содержит устройство для очистки текучей среды, при этом фильтруемая текучая среда является водой. Устройство для фильтрации частиц дрожжей из пива содержит устройство для очистки текучей среды. Техническим результатом является предохранение средства фильтрации от засорения. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к устройству для очистки текучей среды, содержащему средство фильтрации, предназначенное для удаления частиц из текучей среды на основе действия фильтрации, которое имеет поверхность сбора частиц, предназначенную для сбора частиц во время использования устройства.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Широко известным примером применения устройства для очистки текучей среды, как упомянуто, является применение в пылесосе, причем в этом случае фильтруемой текучей средой является воздух. В настоящее время в данной области техники являются известными и продаваемыми потребителям два типа пылесосов. Первый тип пылесосов снабжен мешком для пыли, в то время как второй тип пылесосов нет, и использует циклоны для того, чтобы отделять частицы пыли и грязи от воздуха.

В пылесосе, содержащем мешок для пыли, используют два фильтра, а именно мешок для пыли для большинства частиц пыли и грязи и фильтр, такой как так называемый фильтр (HEPA) (высокоэффективный воздушный фильтр микрочастиц) для очень малых частиц.

Циклонный пылесос содержит четыре компонента для фильтрации частиц из воздуха, забранного с помощью пылесоса во время работы, а именно циклонный предварительный сепаратор, сетку предварительного отделения, циклонный тонкий сепаратор пыли и фильтр HEPA. Применение ряда компонентов необходимо в виду того факта, что циклоны могут фильтровать частицы с достаточно высокой массовой плотностью в ограниченном диапазоне диаметров. Для того чтобы быть в состоянии фильтровать более широкий диапазон частиц, как упомянуто, требуются специальные сепараторы, в которых

- циклонный предварительный сепаратор служит для отделения относительно больших частиц с высокой массовой плотностью от воздуха;

- сетка предварительного отделения служит для фильтрации относительно больших частиц с низкой массовой плотностью из воздуха;

- циклонный тонкий сепаратор пыли служит для отделения относительно малых частиц от воздуха; и

- фильтр HEPA служит для отделения еще более меньших частиц, чем циклонный тонкий сепаратор пыли, от воздуха.

Сетку предварительного отделения используют в виду того факта, что циклонный предварительный сепаратор не может отделять частицы с низкой массовой плотностью, как волокна, пластик, пенопласт и конфетти, от воздуха. Однако применение сетки имеет недостаток, который заключается в том факте, что сетка будет засоряться. Следовательно, во время использования будет увеличиваться сопротивление воздушному потоку, и не может быть гарантирована постоянная мощность всасывания.

Из-за необходимости быстрого вращения воздуха, с одной стороны, и медленного движения воздуха для удаления частиц, с другой стороны, циклоны являются решениями, занимающими пространство, для отделения частиц пыли и грязи из больших количеств воздуха. В устройстве предварительного отделения, содержащем циклонный предварительный сепаратор и сетку предварительного отделения, именно циклонный предварительный сепаратор требует достаточно большого объема по сравнению с сеткой предварительного отделения.

US 2005/120510 раскрывает оборудование ухода за полом, имеющее элемент фильтра, который имеет одну постоянно очищаемую часть. Фильтр используют для отделения тонких частиц от загруженного грязью воздушного потока, который ранее был очищен от больших частиц с помощью перфорированной перегородки. Внутренняя часть полости фильтра радиально разделена на две удлиненные части одинакового размера. Фильтр поворачивают таким образом, что одну удлиненную часть фильтра поворачивают мимо прорези, расположенной на одном конце фильтра, которая вводит обратный воздушный поток через фильтр, чтобы очищать поверхность фильтра. Весь фильтр очищают при каждом полном повороте фильтра. Перфорированную перегородку очищают под воздействием воздушного потока, загруженного грязью, так как некоторая часть воздушного потока будет иметь эффект продувания через перфорированную перегородку и сдувания любой частицы, которая присутствует на поверхности перфорированной перегородки, обращенной к фильтру. Перфорированная перегородка является наклонной, и накопленная сдуваемая пыль будет иметь тенденцию падать по направлению к нижнему концу перфорированной перегородки.

ЕР 1776912 раскрывает пылесос, который может очищать свой постоянно установленный фильтр, а именно посредством устройства колебания, выборочно колеблющего фильтр для того, чтобы отделять пыль, прилипающую к фильтру.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является реализовать более компактную конструкцию устройства предварительного отделения пылесоса и обеспечить решение для проблемы засорения сетки предварительного отделения. В общих чертах задачей настоящего изобретения является предоставить устройство для очистки текучей среды, в котором расположено средство фильтрации, имеющее компактную конструкцию, и в котором средство фильтрации предохранено от засорения.

В соответствии с настоящим изобретением задачу, как упомянуто, выполняют на основе устройства для очистки текучей среды, которое содержит средство фильтрации, предназначенное для удаления частиц из текучей среды на основе действия фильтрации, которое имеет поверхность сбора частиц, предназначенную для сбора частиц во время использования устройства, и камеру, в которой присутствует текучая среда и в которой расположено средство фильтрации, причем камера имеет впускное отверстие, предназначенное для впуска фильтруемой текучей среды, и выпускное отверстие, предназначенное для выпуска отфильтрованной текучей среды, причем впускное отверстие камеры содержит часть создания струи, которая выступает в камеру и которая служит для создания струи фильтруемой текучей среды в направлении к поверхности сбора частиц средства фильтрации, при этом расположение части создания струи и поверхности сбора частиц средства фильтрации относительно друг друга приспособлено создавать во время работы устройства конфигурацию вращающегося потока в текучей среде, которая присутствует в камере, под воздействием потока фильтруемой текучей среды, причем конфигурация вращающегося потока ограничена, по меньшей мере, частью поверхности сбора частиц средства фильтрации для создания силы сдвига между движущейся текучей средой и поверхностью сбора частиц, при этом расстояние между стороной выпускного отверстия части создания струи и поверхностью сбора частиц средства фильтрации, измеренное на центральной продольной оси части создания струи, находится в диапазоне от 0,5 до 7 внутренних диаметров части создания струи, и причем площадь поперечного сечения, по меньшей мере, части камеры между стороной выпускного отверстия части создания струи и поверхностью сбора частиц средства фильтрации, по меньшей мере, в 3 раза больше площади поперечного сечения части создания струи в направлении, перпендикулярном продольной оси части создания струи.

Настоящее изобретения основано на понимании относительно поведения потоков текучей среды в части создания струи или сопле и реализует функцию автоматической очистки средства фильтрации, как будет объяснено в дальнейшем.

В устройстве, в соответствии с изобретением, средство фильтрации расположено в камере, в которой присутствует текучая среда. В практическом варианте осуществления устройства расположение средства фильтрации в камере может быть реализовано любым подходящим способом, причем следует заметить, что один возможный способ включает в себя расположение средства фильтрации в стенке камеры. Впускное отверстие камеры содержит часть создания струи, которая выступает в камеру и которая служит для создания струи фильтруемой текучей среды в направлении к поверхности сбора частиц средства фильтрации. На стороне выпускного отверстия части создания струи фильтруемая текучая среда течет в окружающей текучей среде, которая присутствует внутри камеры, с определенной скоростью, которая выше, чем скорость окружающей текучей среды. В результате замедляют вытекающую текучую среду, а окружающую текучую среду заставляют двигаться. Фактически вытекающая текучая среда забирает с собой окружающую текучую среду в направлении к поверхности сбора частиц средства фильтрации. В дальнейшем ради ясности поток фильтруемой текучей среды, который подают с помощью части создания струи, обозначен как первичный поток, а поток текучей среды, который забирают с собой с помощью первичного потока, обозначен как вторичный поток.

Когда комбинация первичного потока и вторичного потока достигает поверхности сбора частиц средства фильтрации, по меньшей мере, значительная часть первичного потока проходит средство фильтрации, в то время как частицы пыли и грязи, переносимые вместе с первичным потоком, остаются позади на поверхности сбора частиц, причем возможно, чтобы составные части вторичного потока, такие как капельки воды, также проходили средство фильтрации. В конце концов, имеется поток, который выходит из камеры через выпускное отверстие, причем количество текучей среды, выходящей из камеры, соответствует количеству текучей среды, входящей в камеру. Однако вторичный поток направлен вдоль поверхности сбора частиц средства фильтрации, причем в потоке получают естественное вращение. На поверхности сбора частиц средства фильтрации создают силу сдвига между движущейся текучей средой и поверхностью сбора частиц, которая может быть больше, чем сила трения между поверхностью сбора частиц и частицами, прижатыми к поверхности сбора частиц под воздействием первичного потока. В результате частицы забирают с собой с помощью вторичного потока таким образом, что поверхность сбора частиц освобождают от частиц и постоянно очищают. Посредством вторичного потока частицы направляют к подходящему месту для сбора частиц, которое может быть, например, отделением камеры или другой, отдельной камерой, как будет объяснено позже.

Для того чтобы иметь эффективный вторичный поток, предложено, чтобы расстояние между стороной выпускного отверстия части создания струи и поверхностью сбора частиц средства фильтрации, измеренное на центральной продольной оси части создания струи, находилось в определенном диапазоне. В частности, как упомянуто ранее, выгодно, чтобы расстояние находилось в диапазоне от 0,5 до 7 внутренних диаметров части создания струи. Когда расстояние было бы меньшим, была бы получена ситуация, в которой создают вторичный поток только с небольшими размерами, в результате чего только небольшую часть поверхности сбора частиц средства фильтрации поддерживали бы чистой. В случае небольшого расстояния могло даже быть так, что не получают вторичный поток, так как вряд ли имеется возможность, чтобы составные части текучей среды, уже присутствующие в камере, были взяты с собой с помощью первичного потока. Когда расстояние было бы большим, была бы получена ситуация, в которой скорость потока вдоль поверхности сбора частиц является слишком низкой для реализации эффекта очистки, в результате чего поверхность сбора частиц была бы совсем не очищена.

Предпочтительно, расстояние между стороной выпускного отверстия части создания струи и поверхностью сбора частиц средства фильтрации, измеренное на центральной продольной оси части создания струи, находится в диапазоне от 1 до 5 внутренних диаметров части создания струи. Еще более предпочтительно, расстояние между стороной выпускного отверстия части создания струи и поверхностью сбора частиц средства фильтрации, измеренное на центральной продольной оси части создания струи, находится в диапазоне от 1,5 до 3 внутренних диаметров части создания струи.

Является возможным получать вторичный поток на основе первичного потока, когда камера или ограниченная часть камеры, в которую выпускается часть создания струи, является достаточно большой, такой, что поток текучей среды, проходящей через камеру со стороны выпускного отверстия части создания струи по направлению к поверхности сбора частиц средства фильтрации, действительно мог брать с собой составные части текучей среды, уже присутствующей в камере. В соответствии с настоящим изобретением гарантируют достаточное количество текучей среды, когда площадь поперечного сечения, по меньшей мере, части камеры между стороной выпускного отверстия части создания струи и поверхностью сбора частиц средства фильтрации, по меньшей мере, в 3 раза больше площади поперечного сечения части создания струи, причем обе площади поперечного сечения определены как площади, расположенные перпендикулярно к продольной оси части создания струи. Предпочтительно площадь поперечного сечения, по меньшей мере, части камеры, как упомянуто, по меньшей мере, в 4 раза больше площади поперечного сечения части создания струи.

В завершение следует заметить, что площадь поперечного сечения части создания струи найдена с помощью вычисления результата π*(0,5*внутренний диаметр части создания струи)2, когда площадь поперечного сечения имеет круглую форму. Площадь поперечного сечения камеры в определенном месте между стороной выпускного отверстия части создания струи и поверхностью сбора частиц средства фильтрации затем находят с помощью вычисления разности между результатом π*(0,5*внутренний диаметр части создания струи)2 и площадью поперечного сечения части создания струи, когда площадь поперечного сечения имеет круглую форму.

Вообще тот факт, что площадь поперечного сечения, по меньшей мере, части камеры между стороной выпускного отверстия части создания струи и поверхностью сбора частиц средства фильтрации выбирают таким образом, чтобы она была, по меньшей мере, в 3 раза больше площади поперечного сечения части создания струи, является фактором при действительном получении вторичного потока, так как на основе этого факта гарантируют, что имеется достаточно составных частей текучей среды, которые могут быть взяты с собой с помощью первичного потока и приведены во вращательное движение.

Следует заметить, что пример известного устройства, в котором расстояние между стороной выпускного отверстия части создания струи и фильтром, измеренное на центральной продольной оси части создания струи, находится в диапазоне от 1 до 5 внутренних диаметров части создания струи, найден в DE 2651892. Однако часть камеры известного устройства вдоль расстояния, как упомянуто, является слишком малой для получения вторичного потока на основе первичного потока, причем площадь поперечного сечения части камеры значительно меньше, чем в 3 раза большая площадь поперечного сечения части создания струи. Кроме того, фильтр, который является частью известного устройства, снабжен подходящим веществом для связывания частиц пыли, причем обеспечено средство для впрыскивания вещества в фильтр. Фильтр изготовлен из гибкого материала таким образом, что очистка фильтра может иметь место с помощью сгибания фильтра время от времени, посредством чего достигают того, что частицы, которые застряли в фильтре, вылетают из фильтра и падают в винтовой механизм для дальнейшего выпуска частиц.

Когда настоящее изобретение применяют в контексте циклонного пылесоса без мешка для пыли, циклонный предварительный сепаратор может быть пропущен, и только сетка может быть использована для выполнения функции предварительного отделения. Таким образом, может быть сэкономлено пространство. Кроме того, вследствие признака самоочищения, как объяснено в предшествующем описании, сопротивление воздушному потоку сетки остается постоянным.

Преимущественно продольная ось части создания струи впускного отверстия камеры расположена под углом к поверхности сбора частиц средства фильтрации, который отклоняется от 90°, по существу расположение способствует созданию конфигурации вращающегося потока в камере. Поверхность сбора частиц может быть более или менее ориентирована, так сказать, как касательная к круглой форме движения потока. Предпочтительно, как упомянуто, угол больше, чем 20°, и меньше, чем 90°.

Поверхность сбора частиц средства фильтрации может быть отклонена назад относительно вертикали в нормальном рабочем положении устройства, как видно со стороны части создания струи. С помощью такой ориентации поверхности сбора частиц является возможным иметь ситуацию, в которой частицы пыли и грязи освобождаются от поверхности сбора частиц и не сталкиваются с поверхностью сбора частиц в новом месте, когда движутся от поверхности сбора частиц, таким образом, что удаление частиц с поверхности сбора частиц может быть более эффективным. В этом отношении следует заметить, что поверхность сбора частиц обычно имеет плоский вид.

Дополнительным вариантом для очистки средства фильтрации является предоставление возможности средству фильтрации колебаться во время работы устройства, как флаг или парус на ветру. Также является возможным реализовать механическое колебание средства фильтрации, причем устройство содержит средство, предназначенное для приложения колебания к средству фильтрации с помощью нажима на средство фильтрации. Под воздействием колебаний частицы пыли и грязи, прилипающие к поверхности сбора частиц средства фильтрации, заставляют отделяться от поверхности сбора частиц. Следует заметить, что колебание устройства фильтра пылесоса с целью отделения пыли, прилипающей к устройству фильтра, известно само по себе, например, из ЕР 1776912.

Для дополнительной очистки конфигурации вращающегося потока, которую создают во время работы устройства, в текучей среде, которая присутствует внутри камеры, устройство может содержать, по меньшей мере, один дополнительный компонент, имеющий поверхность, которая является подходящей для направления потока. Предпочтительно поверхность такого дополнительного компонента находится на расстоянии от поверхности сбора частиц средства фильтрации и, кроме того, может проходить по существу параллельно к поверхности сбора частиц. В соответствии с другим вариантом дополнительный компонент содержит две пластины, расположенные в треугольном размещении со средством фильтрации, причем между одной из пластин и поверхностью сбора частиц средства фильтрации присутствует просвет, предназначенный для предоставления возможности выпуска текучей среды и частиц из пространства, определенного компонентом и средством фильтрации.

Средство фильтрации может содержать сетку, и ясно, что имеется оптимум для угла, под которым фильтруемая текучая среда сталкивается с сеткой, и что этот оптимум связан с размером отверстий сетки. С углом при оптимальном значении действие самоочищения на сетке является оптимальным. Например, когда сетка содержит квадратные отверстия, по существу равные 0,25 мм × 0,25 мм, оптимальный угол между продольной осью части создания струи впускного отверстия камеры и поверхностью сбора частиц средства фильтрации по существу равен 30°. Следует заметить, что отверстия сетки могут иметь любой подходящий размер и любую подходящую форму и не обязательно должны быть квадратными отверстиями. Отверстия также могут быть, например, круглыми или могут иметь прямоугольную и даже треугольную форму. В любом случае практическое значение размера гидравлического диаметра сетки равно 0,25 мм.

С целью приема частиц из конфигурации вращающегося потока, который создают во время работы устройства, в текучей среде, которая присутствует внутри камеры, и сбора частиц в устройстве может быть вторая камера, причем первая камера и вторая камера являются отдельными камерами, которые находятся в связи друг с другом, по меньшей мере, через два канала, и причем один из каналов, через которые камеры находятся в связи друг с другом, размещен на стороне первой камеры, где расположено средство фильтрации. Во время работы устройства под воздействием вторичного потока частицы, которые не могут пройти средство фильтрации, заставляют двигаться вдоль поверхности сбора частиц средства фильтрации. В определенный момент эти частицы достигают канала, который присутствует вблизи средства фильтрации, и их переносят из первой камеры во вторую камеру через этот канал. В частности, перенос частиц, как упомянуто, имеет место под воздействием небольшой составной части вторичного потока, которая действует в качестве силы сопротивления, втягивающей частицы во вторую камеру. Тот факт, что расстояние между стороной выпускного отверстия части создания струи и поверхностью сбора частиц средства фильтрации, измеренное на центральной продольной оси части создания струи, выбирают таким, чтобы оно находилось в диапазоне от 0,5 до 7 внутренних диаметров части создания струи, является фактором того, что действительно возможно получать вторичный поток, который является достаточно сильным и имеет размеры, которые являются достаточно большими, чтобы давать возможность переноса частиц, как упомянуто.

В практическом варианте осуществления устройства, содержащего первую камеру и вторую камеру, как упомянуто в предыдущем описании, частицам дают возможность осаждаться во второй камере под воздействием гравитации. По этой причине рекомендуют иметь только спокойный и предсказуемый поток текучей среды во второй камере. В виду этого является выгодным, если потоку текучей среды, используемой для переноса частиц во вторую камеру, дают возможность выходить из второй камеры спокойным образом. Это может быть выполнено, если другой из каналов, через которые камеры находятся в связи друг с другом, размещен на стороне первой камеры, где расположено впускное отверстие для впуска фильтруемой текучей среды в эту камеру. Следует заметить, что в этом случае является вполне возможным избежать помех повторно входящего потока текучей среды вторичному потоку таким образом, что вторичный поток может, по-прежнему, иметь максимальный эффект при очистке поверхности сбора частиц средства фильтрации. В соответствии с предпочтительной возможностью используют материал фильтра для того, чтобы избежать того, чтобы легкие частицы переносились с потоком текучей среды из второй камеры. Кроме того, в соответствии с другой предпочтительной возможностью расстояние между местами, в которых вторая камера открыта в два канала, через которые камеры находятся в связи друг другом, является как можно большим для того, чтобы избежать задержки частиц в месте, где они входят во вторую камеру.

Следует заметить, что средство фильтрации может содержать два слоя материала фильтра, находящихся на близком расстоянии относительно друг друга. Когда средство фильтрации содержит материал фильтра, действие очистки вторичного потока на поверхности сбора частиц хорошо работает для грубого материала фильтра. Когда используют тонкий материал фильтра, частицы не так легко удаляют с поверхности сбора частиц, поскольку увеличивают отношение силы, удерживающей частицы на поверхности, и силы, удаляющей частицы с поверхности, что вызвано тем фактом, что имеется большее снижение давления через плотный материал фильтра. С помощью применения двух слоев материала фильтра, причем один слой содержит грубый материал фильтра, а другой слой содержит тонкий материал фильтра, при этом слой грубого материала фильтра расположен на стороне средств фильтрации, где находится вторичный поток, достигают того, что функция очистки второго потока, тем не менее, может быть эффективной в виду того факта, что имеется постепенное снижение давления через средство фильтрации, в то же время также имеется возможность для захвата меньших частиц.

Настоящее изобретение имеет много полезных применений, которые включают в себя применение в контексте пылесосов. Другие практические примеры включают в себя применение в устройстве для очистки воды, в котором фильтруемой текучей средой является вода, и применение в устройстве для фильтрации частиц дрожжей из пива.

В целом настоящее изобретение является очень подходящим, чтобы быть применимым в контексте обрабатывающей промышленности, так как применение настоящего изобретения дает возможность процессов фильтрации, которые обычно должны быть выполнены в дозаторах, вследствие того, что действия очистки фильтра являются непрерывными.

Вышеописанные и другие аспекты настоящего изобретения будут понятными из следующего подробного описания устройства предварительного отделения пылесоса и объяснены со ссылкой на описание устройства предварительного отделения пылесоса, которое содержит самоочищающуюся сетку и камеру, в которой расположена эта сетка, причем впускное отверстие воздуха камеры содержит часть создания струи, которая выступает в камеру.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Настоящее изобретение теперь будет описано более подробно со ссылкой на фигуры, на которых одинаковые или подобные части указаны с помощью одних и тех же ссылочных обозначений и на которых:

фиг.1 и фиг.2 схематически изображают вид в разрезе первого варианта осуществления устройства предварительного отделения в соответствии с настоящим изобретение, предназначенного для использования в пылесосе;

фиг.3 иллюстрирует применение первого типа дополнительного компонента в устройстве предварительного отделения, изображенного на фиг.1 и фиг.2;

фиг.4 иллюстрирует применение второго типа дополнительного компонента в устройстве предварительного отделения, изображенного на фиг.1 и фиг.2;

фиг.5 схематически изображает вид в разрезе второго варианта осуществления устройства предварительного отделения в соответствии с настоящим изобретение, предназначенного для использования в пылесосе;

фиг.6 схематически изображает вид в разрезе третьего варианта осуществления устройства предварительного отделения в соответствии с настоящим изобретение, предназначенного для использования в пылесосе; и

фиг.7 иллюстрирует возможное применение в устройстве в соответствии с настоящим изобретением фильтра, содержащего два слоя материала фильтра.

На некоторых фигурах воздушные потоки, имеющие место в устройстве предварительного отделения во время работы, указаны посредством стрелок.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Фиг.1 и фиг.2 изображают устройство 1 предварительного отделения, которое предназначено быть используемым в пылесосе, в частности в циклонном пылесосе без мешка для пыли, и которое является подходящим для замены традиционной комбинации циклонного предварительного сепаратора и сетки предварительного отделения. Устройство 1 предварительного отделения, как изображено, является примером устройства, предназначенного для очистки текучей среды, в соответствии с настоящим изобретением, которое может входить в другие варианты осуществления и которое может быть приспособлено для использования в других областях вакуумной чистки, например, в области очистки воды или другой текучей среды. Также устройство в соответствии с настоящим изобретением может быть использовано вместо традиционных воздушных фильтров в электрическом бытовом оборудовании.

Устройство 1 предварительного отделения содержит камеру 10, имеющую впускное отверстие 11, предназначенное для впуска воздуха, загрязненного частицами пыли и грязи, как всасываемого с помощью пылесоса, в котором может быть расположено устройство 1, и выпускное отверстие 12, предназначенное для выпуска очищенного воздуха, т.е. воздуха, который освобожден от частиц. В частности, часть 20 создания струи, или сопло, расположена у впускного отверстия 11 камеры 10, которая служит для подачи загрязненного воздуха в камеру 10 с определенной скоростью.

Внутри камеры 10 расположена сетка 30, которая служит для фильтрации воздуха. Широко известно, что сетка 30 имеет отверстия определенного размера, причем отверстия являются достаточно большими, чтобы давать возможность проходить воздуху, и при этом отверстия являются достаточно малыми, чтобы препятствовать прохождению частиц. Сетка 30 имеет поверхность 31 сбора частиц, предназначенную для сбора частиц. В изображенном примере поверхность 31 сбора частиц расположена под углом α относительно продольной оси части 20 создания струи, т.е. направления, в котором воздух подают в камеру 10, причем этот угол α приблизительно равен 45°. В некоторых случаях выгодно, если угол α меньше, чем 90º. Также выгодно, если угол α больше, чем 20°.

Когда устройство 1 предварительного отделения приводят в действие, загрязненный воздух вдувают в камеру 10 с определенной скоростью через часть 20 создания струи. Воздух, входящий в камеру 10, прикладывает силу тяги к воздуху, который уже присутствует в камере 10. Под воздействием этой силы в воздухе получают поток, который обозначен как вторичный поток, причем поток воздуха из части 20 создания струи обозначен как первичный поток.

На направление вторичного потока воздействуют с помощью присутствия сетки 30. Место и ориентация поверхности 31 сбора частиц сетки 30 заставляет вторичный поток быть вращающимся потоком внутри камеры 10, который проходит над поверхностью 31 сбора частиц, создавая силы тяги, под воздействием которых частицы, которые застряли на сетке 30, скользят над сеткой 30 и отделяются от сетки. Таким образом, в камере 10 получают функцию самоочищения, в результате которой сетка 30 не становится засоренной.

Следовательно, сетку 30 размещают в первичном воздушном потоке, который проходит через сетку 30, в то время как частицы остаются позади на сетке 30, причем вторичный воздушный поток создают вдоль сетки 30, который имеет действие при очистке сетки 30 с помощью удаления частиц из сетки 30. Это фактически происходит, когда сила, возникающая в результате вторичного воздушного потока, которая направлена по существу параллельно поверхности 31 сбора частиц сетки 30, является большей, чем сила трения между частицами и поверхностью 31 сбора частиц, которая, в основном, определена с помощью силы, возникающей в результате первичного воздушного потока.

Частицы, которые отделены от сетки 30, забирают с собой с помощью вторичного воздушного потока, и они падают в отделении 13 камеры 10, которое приспособлено, чтобы собирать частицы.

Для того чтобы гарантировать функцию самоочищения поверхности 31 сбора частиц сетки 30, расстояние между стороной впускного отверстия части 20 создания струи и поверхностью 31 сбора частиц сетки 30, измеренное на центральной продольной оси части 20 создания струи, выбирают таким образом, чтобы оно было равно от 0,5 до 7 внутренних диаметров части 20 создания струи. Фиг.2 в основном является такой же, что и фиг.1, и предназначена для иллюстрации расстояния, как упомянуто, которое указано на фиг.2 посредством буквы L. Также на фиг.2 указан внутренний диаметр части 20 создания струи, причем использована буква DS. Также проиллюстрирована центральная продольная ось части создания струи посредством штрихпунктирной линии, и она указана с помощью ссылочного номера 21.

Когда расстояние L между стороной впускного отверстия части 20 создания струи и поверхностью 31 сбора частиц сетки 30, измеренное на центральной продольной оси части 20 создания струи, находится в диапазоне, как упомянуто, достигают того, что вторичный поток является как достаточно сильным, так и достаточно большим, чтобы заставлять значительную часть поверхности 31 сбора частиц сетки 30 оставаться чистой. Скорость воздуха вдоль поверхности 31 сбора частиц уменьшается, когда расстояние L, как упомянуто, увеличивается, и будет слишком низкой для получения желаемого эффекта очистки при определенном максимальном значении расстояния L, которое является значением вне диапазона, и более высокой, чем наивысшее значение диапазона. С другой стороны, в случае относительно малого значения расстояния L часть поверхности 31 сбора частиц, которая вступает в фактический контакт с вторичным потоком, является относительно малой, и имеется не такая большая возможность, чтобы первичный поток приводил составные части воздуха в камере 10 в движение для того, чтобы сначала создать вторичный поток. Часть поверхности 31 сбора частиц, которую подвергают очищающему воздушному потоку, уменьшается, когда расстояние L уменьшается и будет слишком малым при определенном минимальном значении расстояния L, которое является значением вне диапазона, и меньшим, чем наименьшее значение диапазона. Также может быть даже так, что вторичный поток не получают, когда расстояние L является относительно малым, так как возможность, чтобы составные части воздуха в камере 10 начали движение вместе с первичным потоком, ограничена или даже практически отсутствует.

Для законченности следует заметить, что с целью определения диапазона для расстояния L допускают, что часть 20 создания струи является некоторым видом трубы, что имеет место в практических ситуациях. Труба может иметь постоянный внутренний диаметр относительно ее длины, но это не является обязательным в рамках объема настоящего изобретения. В случае, когда труба имеет, по меньшей мере, две секции с разными внутренними диаметрами, секция на стороне выпускного отверстия трубы фактически может быть рассмотрена как составляющая часть 20 создания струи, и, следовательно, в таком случае внутренний диаметр трубы на стороне выпускного отверстия может быть использован с целью определения подходящего диапазона для расстояния L, поскольку можно предположить, что поток текучей среды, как выпускаемой с помощью части 20 создания струи, имеет тот же диаметр. В сущности, диаметр потока текучей среды является определяющим фактором, который может быть получен из геометрии любой трубы специалистом в данной области техники, принимая во внимание тот факт, что когда труба расширяется на своем конце, диаметр на конце является пригодным, только когда конечная часть этой трубы является достаточно длинной, чтобы поток текучей среды также расширялся до выхода из трубы.

Предпочтительно, чтобы расстояние L находилось в диапазоне от 1 до 5 диаметров DS части 20 создания струи, и даже еще более предпочтительно, чтобы расстояние L находилось в диапазоне от 1,5 до 3 диаметров DS части 20 создания струи.

С целью получения вторичного воздушного потока в части камеры 10 между стороной выпускного отверстия части 20 создания струи и поверхностью 31 сбора частиц сетки 30 должно быть достаточное количество воздуха таким образом, что достаточно воздуха имеется для реализации конфигурации вращающегося потока. В соответствии с настоящим изобретением это имеет место, когда площадь поперечного сечения, по меньшей мере, части камеры 10 между стороной выпускного отверстия части 20 создания струи и поверхностью 31 сбора частиц сетки 30, по меньшей мере, в 3 раза больше площади поперечного сечения части 20 создания струи, в направлении, перпендикулярном продольной оси 21 части 20 создания струи. Площадь поперечного сечения части 20 создания струи вычисляют на основе следующей формулы: π*(0,5*DS)2, при допущении, что площадь поперечного сечения имеет круглую форму.

Кроме того, можно вычислить площадь поперечного сечения части камеры 10, включающей в себя площадь поперечного сечения части 20 создания струи. На фиг.2 диаметр секции камеры 10 на стороне выпускного отверстия части 20 создания струи, который включает в себя внутренний диаметр DS части 20 создания струи, указан с помощью буквы DC. Площадь поперечного сечения камеры, включающей в себя площадь поперечного сечения части 20 создания струи, вычисляют на основе следующей формулы π*(0,5*DC)2, при допущении, что площадь поперечного сечения имеет круглую форму. Затем фактическая площадь поперечного сечения камеры 10 может быть найдена с помощью вычисления разности между результатом этой формулы и значением площади поперечного сечения части 20 создания струи. Понятно, что в примере, изображенном на фиг.2, площадь поперечного сечения камеры 10 во много раз больше, чем площадь поперечного сечения части 20 создания струи, даже намного больше, чем в 3 или 4 раза, таким образом, что имеется достаточно воздуха, доступного внутри части камеры 10 между стороной выпускного отверстия части 20 создания струи и поверхностью 31 сбора частиц сетки 30 для формирования вторичного воздушного потока.

Сетка 30, возможно, может быть заменена материалом фильтра. В этом случае имеется риск того, что относительно малые частицы засорят фильтр, даже если относительно большие частицы сдувают с фильтра. Возможным решением для удаления меньших частиц из фильтра может быть принуждение фильтра колебаться, как флаг или парус на ветру, или реализация механического колебания фильтра. Другое решение для получения пригодного фильтра будет описано позже со ссылкой на фиг.7.

Фиг.3 иллюстрирует, как может быть использован дополнительный компонент 14 в устройстве 1 предварительного отделения для повторного задания размера вторичного воздушного потока, причем устройство 1 может быть меньшим, и причем работа устройства 1 может быть более стабильной. Дополнительный компонент 14 может содержать пластмассовую пластину, например, имеющую поверхность 15, которая проходит на расстоянии от сетки 30 в более или менее параллельном направлении. Размер вращающегося вторичного воздушного потока определяют с помощью расположения поверхности 15 дополнительного компонента 14, так как упомянутый воздушный поток присутствует между поверхностью 31 сбора частиц сетки 30 и упомянутой поверхностью 15.

Фиг.4 изображает другой пример использования дополнительного компонента 14 для повторного задания размера вторичного потока в устройстве 1 предварительного отделения. В этом примере дополнительный компонент 14 содержит две пластины 16, 17, причем при нормальной ориентации устройства 1, как изображено на фигурах, одна из пластин 16, 17 проходит по существу в горизонтальном направлении, а другая из пластин 16, 17 проходит по существу в вертикальном направлении таким образом, что пространство 18, имеющее треугольную окружность, как видно в горизонтальном направлении, перпендикулярном к продольной оси 21 части 20 создания струи, определено с помощью пластин 16, 17, как упомянуто, и части сетки 30. Между более или менее горизонтальной пластиной 17 и поверхностью 31 сбора частиц сетки 30 присутствует просвет 19 пространства 18. Во время работы устройства 1 частицы, которые удаляют с поверхности 31 сбора частиц под воздействием вторичного воздушного потока, сбрасывают в другую часть камеры 10 через просвет 19. Предпочтительно часть 20 создания струи расположена таким образом, чтобы подавать первичный поток в верхней части или нижней части треугольного пространства 18, причем можно ожидать наилучших результатов очистки поверхности 31 сбора частиц.

Для полноты следует заметить, что пример, как изображено на фиг.4, по-прежнему удовлетворяет критерию, что, по меньшей мере, часть камеры 10 между стороной выпускного отверстия части 20 создания струи и поверхностью 31 сбора частиц сетки 30 имеет площадь поперечного сечения, которая, по меньшей мере, в 3 раза больше площади поперечного сечения части 20 создания струи. Пластины 16, 17 не ограничивают ширину камеры 10, т.е. размер, перпендикулярный к изображению устройства 1 предварительного отделения на фиг.2, таким образом, что имеется достаточное количество воздуха для формирования вторичного воздушного потока.

Устройство 1 предварительного отделения может быть относительно небольшим и даже может быть подходящим, чтобы быть размещенным в рукоятке пылесоса. Примером небольших размеров практического варианта осуществления устройства 1 является следующий: высота камеры 10 равна 40 мм, длина камеры 10, т.е. размер камеры 10 в направлении продольной оси 21 части 20 создания струи, равна 80 мм, ширина камеры 10, по меньшей мере, равна 100 мм, площадь сетки 30, по меньшей мере, равна 160 мм2, размер сетки равен 255 мкм, размер проемов в камере 10 равен 25 мм, угол α, под которым поверхность 31 сбора частиц проходит относительно продольной оси 21 части 20 создания струи, равен 30°±5°, внутренний диаметр DS части 20 создания струи равен 27,6 мм, и внутренний диаметр выпускного отверстия 12, по меньшей мере, равен 35 мм.

Фиг.5 и фиг.6 изображают альтернативные варианты осуществления устройства 1 предварительного отделения, которые указаны посредством ссылочных номеров 2 и 3, соответственно. В устройстве 1 предварительного отделения частицы, которые отделили от сетки 30, берут с собой с помощью вторичного воздушного потока, и они падают в отделении 13 камеры 10, которое приспособлено собирать частицы. Однако, когда количество отделенных частиц, находящихся внутри отделения 13, как упомянуто, увеличивается, имеется риск того, что некоторые из частиц попадают в область действия вторичного воздушного потока, и их повторно увлекают с помощью вторичного воздушного потока. Затем эти частицы достигают сетки 30 во второй раз и могут засорить поверхность 31 сбора частиц сетки 30. Так как количество отделенных частиц увеличивается, также увеличивается вероятность повторного увлечения, что приводит к увеличенной задержке частиц во вторичном воздушном потоке и к более высокой вероятности засорения сетки 30, и к увеличенной потере давления. Для того чтобы уменьшить вероятность неблагоприятных эффектов, описанных в предыдущем разделе, предложено отделить область, предназначенную для сбора частиц, от области, в которой находится вторичный поток. В частности, может быть применена отдельная камера 40, предназначенная для сбора частиц, как проиллюстрировано на фиг.5 и фиг.6.

В устройствах 2 и 3 предварительного отделения, изображенных на фиг.5 и фиг.6, вторичный воздушный поток получают во время работы и используют для очистки поверхности 31 сбора частиц сетки 30 таким же способом, как уже описано относительно устройства 1 предварительного отделения, изображенного на фиг.1-4. Частицы, которые не могут пройти сетку 30, толкают в направлении вниз вдоль поверхности 31 сбора частиц с помощью вращающегося вторичного воздушного потока. Когда эти частицы достигают конца поверхности 31 сбора частиц, их направляют с помощью небольшой составной части вторичного воздушного потока в камеру 40 сбора частиц через канал 41 между двумя камерами 10, 40. В этом отношении следует заметить, что тот факт, что имеются требования относительно расстояния L между стороной выпускного отверстия части 20 создания струи и поверхностью 31 сбора частиц сетки 30, измеренного на центральной продольной оси 21 части 20 создания струи, посредством которого гарантируют, что получают вторичный воздушный поток, который является достаточно сильным и достаточно большим, чтобы реализовать функцию самоочищения поверхности 31 сбора частиц сетки 30, также является фактором в реализации переноса частиц в камеру 40 сбора частиц.

В изображенных вариантах осуществления частицы осаждаются в камере 40 сбора частиц под воздействием гравитации. В варианте осуществления устройства 2 предварительного отделения, изображенном на фиг.5, рециркуляции воздуха внутри камеры 40 сбора частиц избегают с помощью наличия второго канала 42 между камерами 10, 40, который расположен вблизи впускного отверстия 11 камеры 10, в которой находится сетка 30. Материал 43 фильтра может быть размещен на стороне входа воздуха второго канала 42 таким образом, что перенос легких частиц вместе с воздушным потоком из камеры 40 сбора частиц не может иметь места. Вследствие того факта, что воздушный поток, входящий в камеру 40 сбора частиц, является только небольшой составной частью вторичного воздушного потока, воздушный поток через фильтр 43 является очень низким, и, в результате, потеря давления через фильтр 43 является низкой, даже если фильтр 43 загрязнен. Предпочтительно расстояние между местами, в которых камера 40 сбора частиц открыта в два канала 41, 42, является как можно большим для того, чтобы избежать задержки частиц в месте, где первый канал 41 обеспечивает доступ из камеры 10, в которой расположена 30 сетка, в камеру 40 сбора частиц. Кроме того, второй канал 42 предпочтительно расположен таким образом, чтобы избежать ситуации, в которой повторно входящий воздушный поток воздействует на вторичный воздушный поток. Это может быть реализовано, когда вторичному входящему воздушному потоку дают возможность входить в камеру 10, в которой расположена сетка 30, в направлении, параллельном воздушному потоку, поданному в камеру 10 через главное впускное отверстие 11, что имеет место в варианте осуществления устройства 2 предварительного отделения, изображенном на фиг.5.

Если между камерами 10, 40 был бы только один канал, воздух выходил бы из камеры 40 сбора частиц через тот же канал, через который он входит в камеру 40 сбора частиц, создавая нестабильную циркуляцию воздушного потока около места, в котором входит воздух. Так как канал является полностью открытым, легкие частицы затем могут быть перенесены обратно в камеру 10, в которой расположена сетка 30. В результате увеличивается нагрузка на самоочищающуюся сетку 30 и может понизиться эффективность. Следовательно, несмотря на то, что вариант осуществления только с одним каналом между камерами 10, 40 является возможным, такой вариант осуществления не является предпочтительным.

Является возможным, чтобы частицы были прямо перенесены в камеру 40 сбора частиц даже без достижения сетки 30. Это, главным образом, имеет место для относительно тяжелых частиц, которые вследствие их веса не увлекают во вторичном воздушном потоке, а немедленно переносят в нижнюю камеру 40 сбора частиц.

Преимущественно площадь поперечного сечения первого канала 41 является постоянной относительно его длины. Если бы первый канал 41 сужался, могли быть созданы воздушные потоки, посредством которых частицы могли быть перенесены обратно в верхнюю камеру 10, в которой расположена сетка 30. Если бы первый канал 41 сужался, воздух ускорялся, что может привести к входу высокоскоростного потока в камеру 40 сбора частиц, вызывая нежелательное рассеивание собранных частиц.

Фиг.6 также изображает вариант осуществления устройства 3 предварительного отделения, в котором устройство 3 содержит две отдельные камеры 10, 40, причем одна камера служит для размещения сетки 30, причем вторичный воздушный поток создают в этой камере 10, и при этом другая камера 40 служит для сбора частиц. Таким образом, когда две камеры изолированы с точки зрения динамики текучей среды, что означает, что вторичному воздушному потоку не позволяют контактировать с уже отделенными частицами, избегают повторного увлечения уже отделенных частиц во вторичном потоке, как описано в предыдущем разделе.

Как вариант осуществления устройства 2 предварительного отделения, изображенный на фиг.5, вариант осуществления устройства 3 предварительного отделения, изображенный на фиг.6, имеет два канала 41, 42 между камерами 10, 40, причем каналы 41, 42 имеют постоянную площадь поперечного сечения относительно их длин. Таким образом, избегают циркуляции воздушного потока внутри камеры 40 сбора частиц. В варианте осуществления устройства 3 предварительного отделения, изображенном на фиг.6, камера 40 сбора частиц расположена параллельно к камере 10, в которой расположена сетка 30, вместо расположения снизу этой камеры 10. Этот вариант осуществления и другие варианты осуществления являются возможными в рамках предпочтительных ограничений конструирования, упомянутых в предыдущем разделе.

Как упомянуто в предыдущем разделе, сетка 30, возможно, может быть заменена материалом фильтра. Когда применяют грубый материал фильтра, также разрабатывают меры для реализации функции самоочищения поверхности 31 сбора частиц сетки 30. Однако когда применяют плотный материал фильтра, частицы не так легко удаляют с поверхности 31 сбора частиц. Причиной является то, что отношение силы, удерживающей частицы на поверхности 31 сбора частиц, и силы, удаляющей частицы с поверхности 31 сбора частиц, увеличивается в случае, когда применяют более тонкий материал фильтра.

Сила, удерживающая частицы на поверхности 31 сбора частиц, содержит две составляющие. Первая составляющая является силой, пропорциональной квадрату скорости воздуха, прижимающего частицы к поверхности 31 сбора частиц. Вторая составляющая является силой, созданной с помощью понижения давления через фильтр 30. Сила, удаляющая частицы с поверхности 31 сбора частиц, пропорциональна квадрату скорости вдоль поверхности 31 сбора частиц. Как для грубого материала фильтра, так и для плотного материала фильтра отношение сил вследствие составляющих скорости в материал фильтра и вдоль материала фильтра, является одинаковым, так как обе увеличиваются и уменьшаются в одинаковой степени с воздушным потоком. Однако составляющая силы, связанная с понижением давления, является значительно большей в случае плотного материала фильтра, чем в случае грубого материала фильтра. Это более затрудняет удаление частиц из плотного фильтра, чем из грубого фильтра.

Для того чтобы обеспечить подходящий механизм самоочищения фильтра 30, когда применяют плотный материал, предложено использовать два слоя 32, 33 фильтра в фильтре 30, которые разделены узким воздушным зазором 34, таким, что между двумя слоями 32, 33 фильтра нет полного физического контакта, как проиллюстрировано на фиг.7. Когда применяют два слоя 32, 33 фильтра, причем грубый слой 32 фильтра обращен к воздушному потоку, а плотный фильтр 33 предназначен для фильтрации более мелких частиц, реализуют как подходящую функцию фильтрации, так и подходящую функцию самоочищения фильтра 30. Для законченности следует заметить, что поверхность 31 сбора частиц фильтра 30 находится снаружи поверхности грубого слоя 32 фильтра.

Давление через слои 32, 33 фильтра постепенно уменьшается от первоначального давления до промежуточного давления, до конечного давления. Частицы, прижатые к грубому слою 42 фильтра, испытывают силу вследствие разности между первоначальным давлением и промежуточным давлением, которая значительно ниже, чем разность между промежуточным давлением и конечным давлением, вследствие различия типов материала фильтра. Следовательно, большие частицы, которые присутствуют на поверхности 31 сбора частиц, легко перемещают вдоль поверхности 31 и удаляют с поверхности под воздействием вторичного воздушного потока, посредством чего достигают того, что поверхность 31 поддерживают чистой.

Специалист в данной области техники поймет, что рамки объема настоящего изобретения не ограничены примерами, обсужденными в предыдущем, и что несколько вариантов осуществления и их модификации являются возможными, не отклоняясь от рамок объема настоящего изобретения, как определено в прилагаемой формуле изобретения. Несмотря на то, что настоящее изобретение проиллюстрировано и описано подробно на фигурах и в описании, такая иллюстрация и описание должны быть рассмотрены только как пояснительные или иллюстративные, а не ограничительные. Настоящее изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления.

Изменения, внесенные в раскрытые варианты осуществления, могут быть поняты и осуществлены специалистом в данной области техники при осуществлении заявленного изобретения из изучения фигур, описания и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения слово “содержащий” не исключает другие этапы или элементы, а единственное число не исключает множественного числа. Сам факт, что определенные меры упомянуты во взаимно разных независимых пунктах формулы изобретения, не указывает, что не может быть с успехом использована комбинация этих мер. Любые ссылочные символы в формуле изобретения не должны быть истолкованы как ограничение рамок объема.

Для законченности следует заметить, что в рамках объема настоящего изобретения является возможным использовать средство, подобное вентилятору, приводимое в действие с помощью мотора, для создания очищающего потока текучей среды вдоль поверхности 31 сбора частиц средства 30 фильтрации, причем такой поток текучей среды является дополнительным к вторичному потоку, который создают на основе первичного потока без необходимости любой дополнительной подачи энергии, как объяснено в предшествующем описании.

Настоящее изобретение может быть резюмировано следующим образом. Устройство 1, 2, 3 для очистки текучей среды содержит средство 30 фильтрации, предназначенное для удаления частиц из текучей среды на основе действия фильтрации, которое имеет поверхность 31 сбора частиц, предназначенную для сбора частиц во время использования устройства 1, 2, 3, и камеру 10, в которой присутствует текучая среда и в которой расположены средства 30 фильтрации. Камера 10 имеет впускное отверстие 11, предназначенное для впуска фильтруемой текучей среды, и это впускное отверстие 11 содержит часть 20 создания струи, которая служит для создания струи фильтруемой текучей среды в направлении к поверхности 31 сбора частиц. Расположение части 20 создания струи и поверхности 31 сбора частиц средств 30 фильтрации относительно друг друга приспособлено создавать во время работы устройства 1, 2, 3 конфигурацию вращающегося потока в текучей среде, которая присутствует в камере 10, под воздействием потока фильтруемой текучей среды, причем конфигурация вращающегося потока ограничена, по меньшей мере, частью поверхности 31 сбора частиц средства 30 фильтрации для создания силы сдвига между движущейся текучей средой и поверхностью 31 сбора частиц. Под влиянием этой силы сдвига частицы могут быть сдуты с поверхности 31 сбора частиц таким образом, что средство фильтрации поддерживают чистым. С целью реализации конфигурации вращающегося потока и эффективной силы сдвига на значительной части поверхности 31 сбора частиц средства 30 фильтрации расстояние L между стороной выпускного отверстия части 20 создания струи и поверхностью 31 сбора частиц, измеренное на центральной продольной оси 21 части 20 создания струи, выбирают таким, чтобы оно находилось в диапазоне от 0,5 до 7 диаметров DS части 20 создания струи, предпочтительно в диапазоне от 1 до 5 диаметров DS части 20 создания струи и более предпочтительно в диапазоне от 1,5 до 3 диаметров DS части 20 создания струи. Для того чтобы иметь достаточное количество текучей среды, доступной для формирования конфигурации вращающегося потока, площадь поперечного сечения, по меньшей мере, части камеры 10 между стороной выпускного отверстия части 20 создания струи и поверхностью 31 сбора частиц средства 30 фильтрации выбирают такой, чтобы она была, по меньшей мере, в 3 раза больше площади поперечного сечения части создания струи в направлении, перпендикулярном к продольной оси 21 части 20 создания струи, предпочтительно такой, чтобы она была, по меньшей мере, в 4 раза больше.

Устройство 1, 2, 3 в соответствии с настоящим изобретением может быть использовано для замены традиционной комбинации циклонного сепаратора и сетки, например устройством предварительного отделения циклонного пылесоса без мешка для пыли, таким образом, что экономят пространство. Также, в таком случае, вследствие функции самоочищения устройства 1, 2, 3, сопротивление воздушному потоку поддерживают постоянным, и такой является мощность всасывания.

Преимущественно частицы собирают снаружи камеры 10, где расположено средство фильтрации, таким образом, что отсутствует риск того, что частицы становятся повторно увлекаемыми с помощью воздушного потока в камере 10. В практическом варианте осуществления обеспечена отдельная камера 40, причем камеры 10, 40 находятся в связи друг с другом через два канала. Через один канал 41 воздух и частицы текут из первой камеры 10 во вторую камеру 40, а через другой канал воздух течет из второй камеры 40 в первую камеру 10. Частицы остаются позади второй камеры 40 и осаждаются там под воздействием силы осаждения, которая может быть гравитацией.

Когда желательно применять плотный материал фильтра для фильтрации небольших частиц, выгодно применять фильтр 30, имеющий как грубый слой 32 фильтра, так и тонкий слой 33 фильтра, разделенные узким воздушным зазором 34, причем грубый слой 32 фильтра располагают на стороне вторичного воздушного потока. В этом случае достигают того, что имеется постепенное снижение давления через фильтр 30, причем первое снижение давления, т.е. снижение давления через грубый слой 32 фильтра, является достаточно низким для того, чтобы функция самоочищения фильтра 30 была реализована подходящим образом.

1. Устройство (1, 2, 3) для очистки текучей среды, содержащее
средства (30) фильтрации, предназначенные для удаления частиц из текучей среды на основе действия фильтрации, которые имеют поверхность (31) сбора частиц, предназначенную для сбора частиц во время использования устройства (1, 2, 3), и
камеру (10), в которой присутствует текучая среда и в которой расположены средства (30) фильтрации, причем камера (10) имеет впускное отверстие (11), предназначенное для впуска фильтруемой текучей среды, и выпускное отверстие (12), предназначенное для выпуска отфильтрованной текучей среды,
причем впускное отверстие (11) камеры (10) содержит часть (20) создания струи, которая выступает в камеру и которая служит для создания струи фильтруемой текучей среды в направлении к поверхности (31) сбора частиц средства (30) фильтрации,
при этом расположение части (20) создания струи и поверхности (31) сбора частиц средства (30) фильтрации относительно друг друга выполнено с возможностью создания во время работы устройства (1, 2, 3) конфигурации вращающегося потока в текучей среде, которая присутствует в камере (10), под воздействием потока фильтруемой текучей среды, причем конфигурация вращающегося потока ограничена, по меньшей мере, частью поверхности (31) сбора частиц средств (30) фильтрации для создания силы сдвига между движущейся текучей средой и поверхностью (31) сбора частиц, при этом расстояние (L) между стороной выпускного отверстия части (20) создания струи и поверхностью (31) сбора частиц средств (30) фильтрации, измеренное по центральной продольной оси (21) части (20) создания струи, находится в диапазоне от 0,5 до 7 внутренних диаметров (Ds) части (20) создания струи, и
при этом площадь поперечного сечения, по меньшей мере, части камеры (10) между стороной выпускного отверстия части (20) создания струи и поверхностью (31) сбора частиц средства (30) фильтрации, по меньшей мере, в 3 раза больше площади поперечного сечения части (20) создания струи в направлении, перпендикулярном продольной оси (21) части (20) создания струи, причем продольная ось (21) части (20) создания струи впускного отверстия (11) камеры (10) проходит под углом (α) к поверхности (31) сбора частиц средств (30) фильтрации, который больше 20° и меньше 90°.

2. Устройство (1, 2, 3) по п. 1, в котором площадь поперечного сечения, по меньшей мере, части камеры (10) между стороной выпускного отверстия части (20) создания струи и поверхностью (31) сбора частиц средств (30) фильтрации, по меньшей мере, в 4 раза больше площади поперечного сечения части (20) создания струи в направлении, перпендикулярном продольной оси (21) части (20) создания струи.

3. Устройство (1, 2, 3) по п. 1, в котором расстояние (L) между стороной выпускного отверстия части (20) создания струи и поверхностью (31) сбора частиц средств (30) фильтрации, измеренное по центральной продольной оси (21) части (20) создания струи, находится в диапазоне от 1 до 5 внутренних диаметров (Ds) части (20) создания струи.

4. Устройство (1, 2, 3) по п. 1, в котором расстояние (L) между стороной выпускного отверстия части (20) создания струи и поверхностью (31) сбора частиц средств (30) фильтрации, измеренное по центральной продольной оси (21) части (20) создания струи, находится в диапазоне от 1,5 до 3 внутренних диаметров (Ds) части (20) создания струи.

5. Устройство (1) по п. 1, содержащее по меньшей мере один компонент (14), имеющий поверхность (15), предназначенную для дополнительного ограничения конфигурации вращающегося потока, создаваемой во время работы устройства (1) в текучей среде, которая присутствует внутри камеры (10).

6. Устройство (1) по п. 5, в котором поверхность (15) компонента (14) проходит на расстоянии от поверхности (31) сбора частиц средств (30) фильтрации по существу параллельно поверхности (31) сбора частиц средств (30) фильтрации.

7. Устройство (1) по п. 5, в котором компонент (14) содержит две пластины (16, 17), расположенные в треугольном расположении со средствами (30) фильтрации, причем между одной из пластин (16, 17) и поверхностью (31) сбора частиц средств (30) фильтрации присутствует просвет (19).

8. Устройство (2, 3) по п. 1, содержащее вторую камеру (40) в дополнение к первой камере (10), в которой расположены средства (30) фильтрации, причем вторая камера (40) выполнена с возможностью размещения частиц из конфигурации вращающегося потока, создаваемой во время работы устройства (2, 3) в текучей среде, которая присутствует внутри камеры (10), и сбора частиц, причем первая камера (10) и вторая камера (40) являются отдельными камерами, сообщающимися друг с другом, по меньшей мере, посредством двух каналов (41, 42), при этом один из каналов (41, 42), посредством которых камеры (10, 40) сообщаются друг с другом, расположен на стороне первой камеры (10), где расположены средства (30) фильтрации.

9. Устройство (2, 3) по п. 8, в котором другой (42) из каналов (41, 42), посредством которых камеры (10, 40) сообщаются друг с другом, расположен на стороне первой камеры (10), где расположено впускное отверстие (11), предназначенное для впуска фильтруемой текучей среды в эту камеру (10).

10. Устройство (1, 2, 3) по п. 1, в котором средства (30) фильтрации содержат два слоя (32, 33) материала фильтра, проходящие на близком расстоянии друг от друга.

11. Пылесос, содержащий устройство (1, 2, 3) по п. 1, при этом фильтруемая текучая среда является воздухом.

12. Устройство для очистки воды, содержащее устройство (1, 2, 3) по п. 1, при этом фильтруемая текучая среда является водой.

13. Устройство для фильтрации частиц дрожжей из пива, содержащее устройство (1, 2, 3) по п. 1.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области очистки жидкостей или газов фильтрованием. .

Изобретение относится к области гидрообеспыливания и может быть использовано в различных отраслях промышленности, где применимы мокрые способы очистки вентиляционного воздуха от пыли.

Изобретение относится к технике кондиционирования и вентиляции, в частности, к устройствам для очистки воздуха от пыли. .

Изобретение относится к устройствам для очистки запыленного газа и позволяет повысить эффективность очистки фильтровальной ткани при работе с высокозапьшенными газами.

Фильтр // 1263317

Изобретение предназначено для очистки потока жидкости от твердых частиц загрязнений и может быть использовано в нефтехимической, металлургической, энергетической, автомобильной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к технологии защиты окружающей среды, использующей фильтрующие обратноосмотические мембраны для очистки стоков, например фильтрата полигонов захоронения твердых бытовых отходов.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к системам очистки воздуха, подаваемого в двигатели для горения топлива, преимущественно газотурбинные. .

Изобретение относится к устройству, обеспечивающему тонкую очистку воды от взвесей, бактерий и растворенных в воде химических соединений. .

Изобретение относится к аппаратам автоматической промывки мембранного фильтра в очистителе воды. .

Изобретение относится к устройствам для дистанционной выгрузки радиоактивных сорбентов из высокотемпературных фильтров теплоносителя первого контура атомной электростанции.

Изобретение относится к системе очистки воды, которая, как правило, имеет форму накопительного фильтра. .

Изобретение относится к области атомной техники. .

Изобретение относится к очистке воды в намывном слое. Намывной ламельный фильтр включает корпус устройства, фильтрующие элементы и приемный патрубок.

Группа изобретений относится к устройству для очистки текучей среды, содержащему средство фильтрации, предназначенное для удаления частиц из текучей среды на основе действия фильтрации, а также к пылесосу, устройству для очистки воды, устройству для фильтрации частиц дрожжей из пива, содержащим такое устройство для очистки текучей среды. Устройство для очистки текучей среды содержит средства фильтрации, предназначенные для удаления частиц из текучей среды на основе действия фильтрации, которые имеют поверхность сбора частиц, предназначенную для сбора частиц во время использования устройства, и камеру, в которой присутствует текучая среда и в которой расположены средства фильтрации. Камера имеет впускное отверстие, предназначенное для впуска фильтруемой текучей среды, и выпускное отверстие, предназначенное для выпуска отфильтрованной текучей среды. Впускное отверстие камеры содержит часть создания струи, которая выступает в камеру и служит для создания струи фильтруемой текучей среды в направлении к поверхности сбора частиц средства фильтрации. При этом расположение части создания струи и поверхности сбора частиц средства фильтрации относительно друг друга выполнено с возможностью создания во время работы устройства конфигурации вращающегося потока в текучей среде, которая присутствует в камере, под воздействием потока фильтруемой текучей среды. Причем конфигурация вращающегося потока ограничена, по меньшей мере, частью поверхности сбора частиц средств фильтрации для создания силы сдвига между движущейся текучей средой и поверхностью сбора частиц. Расстояние между стороной выпускного отверстия части создания струи и поверхностью сбора частиц средств фильтрации, измеренное по центральной продольной оси части создания струи, находится в диапазоне от 0,5 до 7 внутренних диаметров части создания струи. При этом площадь поперечного сечения, по меньшей мере, части камеры между стороной выпускного отверстия части создания струи и поверхностью сбора частиц средства фильтрации, по меньшей мере, в 3 раза больше площади поперечного сечения части создания струи в направлении, перпендикулярном продольной оси части создания струи. Продольная ось части создания струи впускного отверстия камеры проходит под углом к поверхности сбора частиц средств фильтрации, который больше 20° и меньше 90°. Пылесос содержит устройство для очистки текучей среды, при этом фильтруемая текучая среда является воздухом. Устройство для очистки воды содержит устройство для очистки текучей среды, при этом фильтруемая текучая среда является водой. Устройство для фильтрации частиц дрожжей из пива содержит устройство для очистки текучей среды. Техническим результатом является предохранение средства фильтрации от засорения. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Наверх