CN101455544B - 用于清洁设备的旋风分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于清洁设备(10)的旋风分离装置(100)。旋风分离装置包括多个串联设置的用于从载有污物和尘土的气流中分离颗粒的旋风分离器(104，118，136)、用于收集被分离的污物和尘土的至少三个收集器(106，130，144)和能够在关闭位置与打开位置之间移动的闭合部件(150)，其中在关闭位置该闭合部件关闭每个收集器的末端，并且在打开位置被分离的污物和尘土能从收集器中清空。收集器的末端被隔离壁(132，146)分开。密封件(166)适于并设置为当闭合部件位于关闭位置时在闭合部件与隔离壁之间密封。通过提供在隔离壁与闭合部件之间密封的普通密封件(166)，即使闭合部件没对准或者不正确地安装，该密封件也能有效地密封。

Description

用于清洁设备的旋风分离装置

技术领域

本发明涉及一种用于清洁设备的旋风分离装置。特别地，但非排他地，本发明涉及一种用于真空吸尘器的旋风分离装置。

背景技术

采用旋风分离装置的真空吸尘器是广为人知的。这样的真空吸尘器的例子在EP0042723、EP1370173和EP1268076中示出。通常，带走污物和尘土的气流通过切向入口进入第一旋风分离器，切向入口使气流沿着在第一旋风分离器中的螺线形或螺旋形路径行进以使得污物和尘土被从气流中分离。相对干净的空气从空室中离开同时分离的污物和尘土被收集在第一收集器中。在一些应用中，并且如EP0042723中描述的，气流于是通过第二旋风分离器，该第二旋风分离器能够比第一旋风分离器分离更细小的污物和尘土。然后干净的空气离开旋风分离装置，并且被分离的细小污物和尘土被收集在第二收集器中。

在旋风真空吸尘器中没有袋子对处理由吸尘器收集的污物和尘土制造了困难。当例如在EP0042723中描述的真空吸尘器的收集器装满时，使用者通常地从机器的主体上移去旋风分离装置并且向下倾倒收集器。对使用者来说，必须经常手动地除去污物是不方便的。

在EP1023864中公开了改进的设置，其中描述了一种真空吸尘器，该真空吸尘器具有为了清空能从吸尘器的主体上移去的分离设备。分离设备的下盖通过铰接的方式连接到分离设备的其它部分，并且盖能通过按压释放钮而被释放。同时需要的是提供一种能以这种方式清空的分离设备，然而使下盖可靠地密封分离设备的其它部分是困难的。

在EP1370172中描述了一种改进的密封件。所描述的真空吸尘器具有第一和第二旋风分离器，每个旋风分离器具有单独的收集器。收集器是环状的并且第一收集器环绕第二收集器。悬垂的密封环附连在分离两个收集器的环状壁的下端。铰接闭合部件连接到第一收集器的底部并且能被释放以清空两个收集器。当闭合部件移动到关闭位置时，将闭合部件的一部分密封部分擦干净，确保密封表面没有污物和尘土，并且允许通过与关闭位置的闭合部件相接合而使密封部件能被轻微拉伸。这有助于维持密封功能。

可替代的密封件用在Dyson^TM以商品名DC12^TM售出的各种真空吸尘器中。这些真空吸尘器同样具有两个旋风分离器，每个旋风分离器具有单独的收集器。在这个装置中，铰接闭合部件带有小环状密封部件，该部件密封分隔两个收集器的壁。

但是，与上述两个装置相关联的问题是该密封随着使用变得不再有效；例如，密封部分变旧或者易碎并且可能不能正确地密封。同样，关于使用可移动闭合部件的装置，存在着在清空收集器之后使用者不能把闭合部件返回到正确的关闭位置的风险。上面的情况可能导致收集器之间的无效密封以及期间产生的泄漏。这是不希望的，因为被分离的污物和尘土会在收集器之间运动并重新带入到气流中，降低旋风分离装置操作的效率。收集器之间的泄漏还能导致不期望的压力下降，再次降低旋风分离装置操作的效率。

最近，一些真空吸尘器包括的旋风分离装置具有两个以上的旋风分离器或分离级。包括三个旋风分离器的旋风分离装置在W02006/125944中公开，其中需要三个收集器，每个收集器对应于一个旋风分离器。明显地，所提供的收集器的数目越大，如果收集器不能被准确地密封则在它们之间发生泄漏的风险也越高。

发明内容

本发明的目的是改进闭合部件与旋风分离装置的其他部分的密封。本发明的另一目的是提供能够有效密封两个以上收集器的密封件。

根据本发明，提供了一种用于清洁设备的旋风分离装置，旋风分离装置包括多个串联设置的用于从载有污物和尘土的气流中分离颗粒的旋风分离器、用于收集被分离的污物和尘土的至少三个收集器和能够在关闭位置与打开位置之间移动的闭合部件，在关闭位置闭合部件关闭每个收集的端部，在打开位置被分离的污物和尘土能从收集器中清空，收集器的端部被隔离壁分开，其中，密封件被设置成当闭合部件位于关闭位置时在闭合部件与隔离壁之间密封。

通过提供在隔离壁与闭合部件之间密封的普通密封件，即使闭合部件未对准或不正确地安装，密封件也能有效地密封。这是因为当与在每个分隔壁与闭合部件之间的单独密封件的布置相比较时，密封件具有更大的能够产生密封的面积。此外，仅需要单个密封件，这降低了制造偏差和成本。

优选地，密封件是环形。通过提供环形密封件，密封件能用最少的过剩材料在至少三个收集器之间密封。这降低了制造成本。

替换地，密封件为片状形式。通过提供片状形式的密封件，密封件能简单且可靠地安装到旋风分离装置，减少制造成本。

附图说明

现在将参考附图对本发明的实施例进行描述，其中：

图1是包括根据本发明的旋风分离装置的圆筒式真空吸尘器的侧视图；

图2是图1中的圆筒式真空吸尘器的俯视图；

图3是沿图2中的线A-A得到的侧截面图，示出了从图1中的圆筒式真空吸尘器上移去的旋风分离装置；

图4是图3中的旋风分离装置的密封件的透视图；

图5是图4中的密封件的侧截面图；

图6是图5中的一部分的放大图；

图7是形成图3中的旋风分离装置的一部分的闭合部件的侧截面图；和

图8是图3中的旋风分离装置的侧截面图，其中闭合部件处于打开状态。

具体实施方式

图1和2中示出了包括根据本发明的旋风分离装置的圆筒式真空吸尘器10。真空吸尘器10具有主体12，该主体容纳电机和风扇单元(未示出)并且附连上一对轮子14。轮子14允许真空吸尘器10的主体12在地板表面上受操纵。脏空气入口16在主体12上形成。软管和杆组件(未示出)能连接到脏空气入口16，为了使得使用者能够清洁地板表面。

根据本发明的旋风分离装置100可拆卸地附在主体12上。旋风分离装置100的内部与脏空气入口16相通，载有污物的气流通过脏空气入口16进入旋风分离装置100。旋风分离装置100能从主体12移走以用于清空目的。

在图3中更详细地示出了旋风分离装置100，其中为了清楚起见示出的旋风分离装置100从真空吸尘器10的其他部分移走。旋风分离装置100包括大体上圆柱形的外壁102。外壁102限定了第一旋风分离器104和第一收集器106。污物和尘土都被第一旋风分离器104分离并且收集在这个区域中的第一收集器106中。入口108形成在外壁102中。入口108在脏空气入口16与第一旋风分离器104的内部之间形成流通路径。空气入口108相对于第一旋风分离器104成切线地布置以使得进来的空气被迫沿着围绕外壁102的内部的螺旋形路径行进。

外罩110位于第一旋风分离器104的外壁102的内部。外罩110包括具有多个通孔114的圆柱形壁112。外罩110包围第一旋风分离器104的出口116。出口116在第一旋风分离器104与第二旋风分离器118之间提供流通路径。凸缘120设置在外罩110的底部。凸缘120有助于避免被分离的污物和尘土重新回到第一旋风分离器104的气流中。

第二旋风分离器118包括单个旋风器(cyclone)122。单个旋风器122具有空气入口124和空气出口126，两者都位于单个旋风器122的第一端。锥形开口128设置在单个旋风器122的第二端。第二收集器130也位于单个旋风器122的第二端并与锥形开口128连通。第二收集器130由圆柱形壁132限定，壁132从单个旋风器122的外表面垂下去并且位于外罩110的内部。单个旋风器122的空气出口126与管134相通。管134在第二旋风分离器118与第三旋风分离器136之间提供了流通路径。

第三旋风分离器136包括并行设置的多个高效旋风器138。在这个实施例中，设有十四个高效旋风器138。每个高效旋风器138具有成切线布置的空气入口140和空气出口142。每个空气入口140和空气出口142位于相应的高效旋风器138的第一端。锥形开口(未示出)位于每个高效旋风器138的第二端。

第三收集器144位于高效旋风器138的第二端并且与高效旋风器138的锥形开口相通。第三收集器144由圆柱形壁132和圆柱形壁146限定，圆柱形壁146位于外罩110与圆柱形壁132之间。圆柱形壁146从外罩110的上部垂下，并且在圆柱形壁146向下大约一半长度的点上也连到外罩。因此，第三收集器144是位于第一收集器106与第二收集器130之间的环形室。

第一收集器106、第二收集器130和第三收集器144同心排列。第二收集器130和第三收集器144布置在第一收集器106里面。第二收集器130也布置在第三收集器144里面。收集器106、130、144的末端被分隔壁132、146分开。第一收集器106和第三收集器144的末端被圆柱形壁146分开，并且第二收集器130和第三收集器144的末端被圆柱形壁132分开。

高效旋风器138的空气出口142与出口148相通。出口148提供从旋风分离装置100进入真空吸尘器10的其它部分的气流通路。位于出口148下游的是电机前过滤器(未示出)、电机和风扇单元以及电机后过滤器(未示出)。

闭合部件150关闭旋风分离装置100的下端。闭合部件150通过铰链152可枢转地安装在外壁102的下端。闭合部件150通过锁扣154保持在关闭位置(如图3所示)。闭合部件150包括底部155和延伸到第二收集器130中的内部环形壁156。内部环形壁156有助于降低被第二旋风分离器118的单个旋风器122分离的污物和尘土再次被带入到单个旋风器122的气流中的风险。

闭合部件150还包括另外的四个环形壁158，该环形壁158与内部环形壁156同心并且布置在内部环形壁156径向外面。相邻的环形壁158界定三个同心的环形通道160、162、164。三个环形通道160、162、164包括被两个相对窄的通道160、164从侧面包围的相对宽的通道162。

环形密封件166附着到闭合部件150上。环形密封件166更详细地示出在图4到6中。在这些图中，示出的环形密封件166从旋风分离装置100的其它部分上被移走。环形密封件166具有凸起的上表面168和两个从上表面垂下的侧壁170。环形密封件166由诸如橡胶的柔性材料制成。

凸起的上表面168朝着其最上部具有增加的厚度。侧壁170在其内表面172和外表面174上都具有锯齿轮廓。这更清楚地示于图6中。在内表面172上，锯齿轮廓包括两个齿，其在侧壁170的内表面172附近限定了两个环绕凹槽。在外表面174上的锯齿轮廓包括四个更小的齿，其在外表面174附近限定了四个环绕凹槽。

图7示出了闭合部件150的剖面图，其中环形密封件166附着在其上。环形密封件166的每个侧壁170分别位于闭合部件150的相对窄的环形通道160、164中。通过环形密封件166的侧壁170的内表面172和外表面174上的齿与闭合部件150的环形壁158相配合，环形密封件166保持在合适的位置。结果，环形密封件166的上表面168盖住闭合部件150的相对宽的环形通道162以确定空腔175。

多个通孔176(尽管在图7中仅示出了一个)形成在闭合部件150的底部155上，以在空腔175与外界大气之间提供流通路经。因此，空腔175将保持在大气压下，而与旋风分离装置100的内部压力无关。但是，由于旋风分离装置100中的气流的速度，旋风分离装置100中的压力将低于大气压，导致压降越过环形密封件166的上表面168。由于环形密封件166的柔性性质，环形密封件166取决于越过其凸起的上表面168所建立的压差大小而改变形状。换句话说，环形密封件166是可膨胀的密封件，这是因为当相对于旋风分离装置100在空腔中具有正压力时，环形密封件166能扩张或膨胀。但是，当闭合部件150关闭(如图3所示)时，环形密封件166的上表面168将被圆柱形壁132、146的端部压缩，建立闭合部件150与三个收集器106、130、144之间的密封，即使越过环形密封件166的上表面168没有压降也是如此。

使用时，电机和风扇单元牵引通过软管和杆的含有污物的气流进入脏空气入口16，通过入口108并进入旋风分离装置100。由于入口108的切线布置，气流被迫使沿环绕外壁102内部的螺旋形通道行进。因此，大的污物和尘土颗粒被第一旋风分离器104的气旋运动所分离。这些颗粒收集在第一收集器106中。

部分清洁的气流然后流回第一旋风分离器104的内部，并通过外罩110中的通孔114离开第一旋风分离器104。一旦气流流过外罩110，气流进入出口116并从那里进入第二旋风分离器118的单个旋风器122的入口124。单个旋风器122具有小于第一旋风分离器104的外壁102的直径并且成锥形。因此，单个旋风器122能比第一旋风分离器104从部分清洁的气流中分离更小的污物和尘土颗粒。被分离的污物和尘土通过锥形开口128排出单个旋风器122，并收集在第二收集器130中。干净空气于是流回到单个旋风器122的中心，通过空气出口126离开单个旋风器122并流入管134。

从管134，气流然后在第三旋风分离器136的高效旋风器138的切线空气入口140之间被分开。每个高效旋风器138的直径既小于第一旋风分离器104的直径又小于第二旋风分离器118的单个旋风器122的直径。因此，高效旋风器138能比第一旋风分离器104或第二旋风分离器118从气流中分离更细小的污物和尘土颗粒。被分离的污物和尘土通过锥形开口离开高效旋风器138并进入第四收集器144，并在第四收集器144中被收集。

于是干净空气流回高效旋风器138，通过空气出口142离开高效旋风器138并进入出口148。随后，干净空气在从真空吸尘器10通过位于真空吸尘器10的外表面上的气孔(未示出)被排出之前，从出口148依次穿过电机前过滤器、电机与风扇单元和电机后过滤器。

当真空吸尘器10在使用并且旋风分离装置100在工作时，旋风分离装置100中气流的速度大于围绕真空吸尘器10的外界大气的速度。因此，旋风分离装置100中的气压低于大气压。从而，将会有压降(或压差)越过环形密封件166的凸起上表面168。环形密封件166下方的空腔175中的压力相对于旋风分离装置100中的压力为正。这将使环形密封件166扩张或膨胀。由于环形密封件166与传统的装置相比具有更大的尺寸，环形密封件166于是能向上推动抵靠两个圆柱形壁132、146的端部。因此，单个的环形密封件166能在三个单独的收集器106、130、144之间有效地密封。

当清洁操作完成时，旋风分离装置100的收集器106、130、144可能充满污物和尘土，并需要清空。为此，使用者关闭真空吸尘器10。当真空吸尘器10关闭时，旋风分离装置100中的气压将回到大气压。因此，没有压降越过环形密封件166的上表面168，因此环形密封件166将缩小或紧缩。

使用者通过按压释放按钮(未示出)把旋风分离装置100从主体12释放，把旋风分离装置100从真空吸尘器10的其它部分移走，并把该旋风分离装置放在合适的诸如垃圾箱的容器中。然后，使用者按压另一释放按钮(未示出)以松开锁扣154。

如图8所示，这个动作释放闭合部件150，把闭合部件150推离壁102并允许闭合部件150绕铰链152向下枢转。因为环形密封件166缩小，闭合部件150能够容易地打开。收集在第一收集器106、第二收集器130和第三收集器144中的污物和尘土于是能够被方便地且有效地清空。在这个过程期间，第一收集器106、第二收集器130和第三收集器144被同时清空。

当旋风分离装置100如上所述被清空时，使用者手动地将闭合部件150移回图3中所述的关闭位置。当闭合部件150位于关闭位置时，环形密封件166延伸经过三个收集器106、130、144的分隔壁132、146的末端。因此，用于密封的环形密封件166的表面积相对较大。从而，即使使用者在清空收集的污物和尘土之后不正确地关闭闭合部件150(以致于闭合部件150相对于外壁102稍微未对准)，环形密封件166仍能有效地密封分隔壁132、146。

由于环形密封件166，闭合部件150与外壁102之间的未对准的容许量越大，意味着收集器106、130、144之间的密封越可靠。这导致改进旋风分离装置100的效率，并能潜在地减少在真空吸尘器10的旋风分离装置100下游的部件上沉积污物和尘土，例如电机前过滤器。接着，这可能在真空吸尘器10的寿命期间减少电机前过滤器的清洗次数，减少使用者维护真空吸尘器10所需的努力。

一旦闭合部件150回到关闭位置，旋风分离装置100于是被重新放在真空吸尘器10的主体12上(如图1和2所示)，以为了进一步清洁操作。

本发明不限于上面给出的详细说明。对本领域技术人员而言各种变化是显而易见的。例如，旋风分离装置的除了基底以外的部分能被移走以用于清空目的。还能使用其它形式、布置和位置的闭合部件。例如，旋风分离装置的侧部或顶部能被移走(或打开)。此外，闭合部件不必能够枢转。对于闭合部件能使用其它打开设置；例如滑动、缩进或转动闭合部件。

密封件不必可膨胀。能使用传统的、固定的密封件。可选择地，能使用其它类型的可膨胀密封件；密封件不必可扩张或可膨胀以响应于越过密封件表面的压差。例如，能使用受热时膨胀的密封件。另外，密封件不必是环形的。能使用其它的配置，例如方形、矩形或圆柱形。可选择地，密封件能是柔性片的形式。

可以设置多于或少于三个旋风分离器。例如，可设置两个旋风分离器，旋风分离器中的一个具有两个与其相关联的收集器。在每个旋风分离器中能使用任何数目的旋风器。例如，每个旋风分离器可具有单个旋风器，或者可具有多个旋风器。例如，可设置三个以上的收集器。

清洁设备不必是圆筒式真空吸尘器。本发明能应用于其他类型的真空吸尘器，例如直立式机器、杆式真空吸尘器或手持式吸尘器。此外，本发明能应用于其他类型的清洁设备，例如，干湿机(a wet and dry machine)或者地毯清洗机。

Claims (12)

1.一种用于清洁设备的旋风分离装置，所述旋风分离装置包括用于从载有污物和尘土的气流中分离颗粒的串联设置的第一、第二和第三旋风分离器、用于分别收集被从第一旋风分离器、第二旋风分离器和第三旋风分离器分离的污物和尘土的第一收集器、第二收集器和第三收集器和能够在关闭位置与打开位置之间运动的闭合部件，其中，在所述关闭位置，所述闭合部件关闭每个所述收集器的末端，并且在所述打开位置，被分离的污物和尘土能够从所述收集器中清空，所述收集器的末端被隔离壁分开，其中，密封件被设置成当所述闭合部件位于所述关闭位置时在所述闭合部件与隔离壁之间提供密封。

2.如权利要求1所述的旋风分离装置，其中，所述密封件位于所述闭合部件上。

3.如权利要求1或2所述的旋风分离装置，其中，所述密封件是环形的。

4.如权利要求1或2所述的旋风分离装置，其中，所述密封件是片状形式。

5.如权利要求1所述的旋风分离装置，其中，所述第一收集器的壁形成所述旋风分离装置的外壁的至少一部分，并具有在所述壁中形成的空气入口。

6.如权利要求1所述的旋风分离装置，其中，所述第二收集器设置在所述第一收集器内部。

7.如权利要求1所述的旋风分离装置，其中，所述第三收集器设置在所述第一收集器内部。

8.如权利要求1所述的旋风分离装置，其中，所述第二收集器设置在所述第三收集器内部。

9.如权利要求1所述的旋风分离装置，其中，所述收集器为大致圆柱形并且相对于彼此同心地设置。

10.如权利要求1所述的旋风分离装置，其中，所述第二旋风分离器和第三旋风分离器中的至少一个包括多个并行的旋风器。

11.一种包括前述权利要求中任一项所述的旋风分离装置的清洁设备。

12.如权利要求11中所述的清洁设备，其中，所述清洁设备为真空吸尘器。

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