CN101594813B - 真空清洁器 - Google Patents

Abstract

一种真空清洁器包括主分离单元(35)、用于产生负气压的真空源(31)和下游过滤器(33)，所述主分离单元(35)典型地是旋流器(13)。所述真空清洁器可从真空清洁模式切换到过滤器清洁模式，其中为了将灰尘从所述下游过滤器移除，所述真空源连接到所述下游过滤器，从而迫使气流(57)沿反方向通过其中，并且所述真空清洁器具有辅助分离单元(49)。在真空清洁模式下，旁路所述辅助分离单元，在过滤器清洁模式下，所述辅助分离单元连接在所述下游过滤器和所述真空源之间以将从所述下游过滤器中释放出来的灰尘从气流中分离出来。这允许自动地清洁所述下游过滤器。

Description

真空清洁器

技术领域

本发明涉及一种真空清洁器，包括主分离单元、用于产生负气压的真空源以及下游过滤器，所述真空清洁器配置成在真空清洁模式下操作，其中为了将灰尘从气流中分离出来，所述真空源连接到所述分离单元，从而迫使带尘气流通过其中，并且所述下游过滤器连接在所述分离单元和所述真空源之间以接收正方向上的所述气流来从中过滤剩余的灰尘，以及所述真空清洁器可切换到过滤器清洁模式，其中为了将灰尘从所述下游过滤器中移除，所述真空源连接到所述下游过滤器，从而迫使气流沿反方向通过其中。本发明还涉及一种用于清洁真空清洁器的下游过滤器的方法。

背景技术

在WO2005/053497A1中公开了这种真空清洁器。  在该文献中使用了两个下游过滤器，并且当一个被细粉尘阻塞时，允许用户让过滤器切换位置，并允许利用所述分离单元和另一个下游过滤器来清洁所述被阻塞的过滤器。  然后当另一个过滤器变得阻塞时，所述已被清洁的过滤器随时备用。

该真空清洁器的一个问题是用户可能忘记清洁过滤器或可能发现所述处理略显繁琐。

发明内容

本发明的一个目的是要全部或部分地消除该问题。该目的通过权利要求1的真空清洁器以及通过权利要求16的方法来实现。

更准确地说，所述开头提到的那种真空清洁器包括辅助分离单元，其中在真空清洁模式下，旁路所述辅助分离单元，并且在过滤器清洁模式下，所述辅助分离单元连接在所述下游过滤器和所述真空源之间以将从所述下游过滤器释放出来的灰尘从气流中分离出来。

使用辅助分离器允许清洁被阻塞的下游过滤器，而不必使用另一个下游过滤器，所述辅助分离器可提供具有更好的分离性能的分离器配置。这归因于这样的事实：在过滤器清洁模式下可允许较高的分离器流阻。所述辅助过滤器不必移动，并且从用户的观点来看，所述处理可能更简单一些。甚至可以自动地执行。

在真空清洁模式下，旁路所述辅助分离单元，从而使得没有充足的气流通过其中。这可以用不同方式来实现，例如，所述辅助分离单元可以被完全断开连接，或者通过所述辅助分离单元的充足气流可由其比穿过主分离单元的替换气流通道的流阻更高的流阻所阻碍。

通常所述真空清洁器被设置成每次以两种模式“真空清洁模式”和“过滤器清洁模式”中的一种模式操作。然而，也可能引导一小部分空气流通过所述主分离单元而另一部分通过所述辅助分离单元，从而把所述真空清洁器设置成同时以两种模式”真空清洁模式”和“过滤器清洁模式”操作。

在过滤器清洁模式下，所述辅助分离单元可与所述主分离单元串联连接，例如，所述辅助分离单元与所述主分离单元下游连接。这可提供优质的分离。

所述辅助分离单元对给定灰尘具有比所述主分离单元高的分离率，同时允许更高的流阻。所述辅助分离单元尤其适用于将在真空清洁期间由下游过滤器所捕获的那些灰尘从空气流中分离出来。

所述主分离单元可包括旋流分离器，并且所述辅助分离单元可包括具有涡流室的旋流分离器，所述涡流室的平均直径比所述主分离单元的旋流分离器的涡流室平均直径小。

所述主分离单元可包括一个或几个涡流直径相同或不同的旋流分离器。所述主分离单元的几个旋流器可串联连接或并联连接。

所述辅助分离单元可包括一个或几个涡流直径相同或不同的旋流分离器。所述辅助分离单元的几个旋流器可串联连接或并联连接。

根据本发明的至少一种实施方式，所述辅助分离单元包括三个串联连接的旋流分离器。所述三个旋流器可具有三种不同的平均涡流直径，其中具有减小的涡流直径的所述旋流器可布置在空气流中。因此，所述包括三个旋流器的分离单元实现连续的分离，其中灰尘的主要地特定部分在各个旋流器/步骤中被分离。

所述下游过滤器可由微孔过滤器组成。

所述真空清洁器是固定的真空清洁器，或者是可移动的真空清洁器，诸如罐状或立式。

所述真空清洁器可进一步地包括用于在过滤器清洁模式下敲击或振动所述下游过滤器的装置。

附图说明

图1示出了一种真空清洁器；

图2示意性地示出了一种旋流器；

图3a示出了在真空清洁模式下的真空清洁器；

图3b示出了在过滤器清洁模式下图3a的所述真空清洁器；

图4示出了一种真空清洁器的辅助分离单元和垃圾箱的示例实施方式。

具体实施方式

图1示出了一种罐状或圆筒式的真空清洁器。所述真空清洁器包括主体部分3，所述主体部分具有真空源和分离单元(未示出)。所述主体部分可包括轮子5以提供改善的可移动性，并且经由挠性管7和硬管9连接到能够从地板和地毯等上面捡拾灰尘的喷嘴11上。

本发明还涉及立式真空清洁器，其中所述主体部分和所述硬管集成在一起，并且还涉及固定的真空清洁器，所述固定的真空清洁器固定安装在建筑物中。

图2示意性地示出了一种旋流器13，其可用作本发明的真空清洁器中的分离单元。所述旋流器13具有进口槽15，带尘空气通过该进口槽进入涡流室17，所述涡流室可具有正交于所述垂直方向的基本圆形的横截面，如图2所示。所述带尘空气沿涡流室17外围的切线方向进入，且通过出口管19被吸出涡流室17，出口管19插入到涡流室17的中心。这使得带尘空气通过所述涡流室17流入涡流21。尘粒23因此遭受取决于V²/R的离心力，其中v是流速，R是涡流室横截面的直径，所述离心力迫使粒子朝向涡流室侧壁。一旦尘粒23抵达壁体，就被捕获到在所述图中向下的次级气流中，并且最终通过涡流室17的底部中的开口25进入集尘室27中。

所述集尘室27可方便地由真空清洁器的用户排空，且使用这种旋流器可避免需要传统的真空清洁器过滤器袋。

在所示出的旋流器13中，涡流室17具有沿向下方向逐渐变小的横截面，并且在开口处具有最小横截面。更尤其是，所述涡流室具有截头圆锥体状。然而，应该注意到，旋流器涡流室中可考虑其它锥形形式以及圆柱形、非锥形形式。

通常，另一种旋流器或分离单元将在分离效率和流阻之间取得平衡，效率越高阻力越大。因此，例如，如果使用能为标准灰尘提供极高的分离效率的旋流器，那么流阻会太高而不能在具有常规真空源的真空清洁器的喷嘴(11，图1)中提供可接受的气流。因此所述真空清洁器不能以可接受的方式从地板或地毯上捡拾灰尘。标准灰尘的一个实施例是DIN IEC 60312中提到的DMT TEST DUST TYPE

因此实际上，使用具有较低流阻的旋流器，并且为了保护真空源，通过出口管19被吸出的任意剩余灰尘替代地用下游过滤器移除。因为较大颗粒遭受较大的离心力，通常，剩余灰尘是留待过滤的细小灰尘部分。术语下游过滤器指的是在真空清洁模式下设置在主分离器之后但在真空源之前的过滤器。

现在将描述一种具有用于清洁这样一种下游过滤器的装置的真空清洁器，这样可在很大程度上避免过滤器阻塞。

接着所述真空清洁器从通常的真空清洁模式切换到过滤器清洁模式。这可人工或自动地进行。

图3a示意性地示出了真空吸尘模式下的真空清洁器，这时真空清洁器用于真空清洁，而图3b示出了过滤器清洁模式下的图3a的所述真空清洁器。

参考图3a和3b，所述真空清洁器具有真空源31，典型地包括由电机驱动的风扇，为了使真空清洁器收集灰尘，所述真空源产生负气压。所述真空源31经由下游过滤器33连接到主分离单元35，如上所述主分离单元35包括旋流器。因此，带尘气流37被通过入口39吸入，如果所述真空清洁器是罐状，那么入口39典型地连接到挠性管上(7，图1)。从而大部分灰尘从气流37中分离出来。为了保护真空源31远离典型地由细灰尘部分组成的剩余灰尘，任意剩余灰尘被下游过滤器33所过滤，气流沿正方向通过该下游过滤器33。接着气流通过真空源31，并且可最终由马达过滤器41过滤以分离例如由真空源31的马达释放出来的石墨或碳粒。图3a的气流通过第一类阀43、45、47获得。所述真空清洁器进一步具有辅助分离单元49。然而，在真空清洁模式下，旁路该辅助单元。在真空清洁模式下关闭第二类阀51、53和55。在一些实施方式中，辅助单元49的流阻比主分离单元35的流阻大得多，从而使得不会有充足气流通过辅助单元49且可省略阀53。

在图3b中，真空清洁器已切换到过滤器清洁模式。在所述过滤器清洁模式下，清洁所述下游过滤器，从而使其流阻可通过移除可能另外阻塞过滤器的灰尘来降低。所述真空清洁器通过关闭第一类阀43、45、47并打开第二类阀51、53、55切换到过滤器清洁模式。接着外界空气气流57穿过过滤器清洁开口59被吸入并沿反方向通过下游过滤器33，从而使得该下游过滤器可将灰尘释放到气流57中。该处理可选地通过敲顶锤或振荡器61的方式来增强，敲顶锤或振荡器61振荡或敲击下游过滤器33。

注意，图3a和3b的布局仅是示意性实施例。在本发明的范围内可以采用其它布局，可不同地实现所述阀的功能。

接着气流通过主分离器35和辅助分离器49，从而使得所释放的灰尘再次从气流中分离出来。然后气流通过真空源31和马达过滤器41。

该过程清洁所述下游过滤器33，从而使其不必经常更换。

在图3b中，外界空气流57穿过过滤器清洁开口59。然而，还可以省略过滤器清洁开口59，并且可将外界空气从入口39引导到下游过滤器33中，从而使得空气流沿反方向通过下游过滤器33。还可以在过滤器清洁模式期间关闭真空清洁器的所有进气口，并且迫使已在真空清洁器内部的空气沿反方向通过下游过滤器33。

在图3b中，主分离器35和辅助分离器49与相对于主分离器的辅分离器下游串联连接。然而，其它结构也可以，例如分离器之间的顺序可以替换。在过滤器清洁模式下，还可旁路或断开连接所述主分离器35，这样使得没有充足气流通过其中。

在过滤器清洁模式下，由于不必从地板或地毯上收集包括较大颗粒的灰尘，因此使用的分离器的流阻可更高一些。这允许更高的分离率，并因而能有效地分离下游过滤器释放出来的细粉尘部分。

如果主分离器和辅助分离器在过滤器清洁模式下串联连接，那么所述主分离器和辅助分离器可不必有类似的性质，因为两个串联连接的分离器具有比单个分离器更高的分离率。

如果仅在过滤器清洁模式下使用辅助分离器49，那么对给定灰尘(例如，标准灰尘)以及由给定真空源产生的气流，该分离器以更高的流阻为代价，具有比主分离器35更高的分离性能。旋流器中更高的分离性能可通过如前所述的具有涡流室(17，图2)的旋流器的方式来提供，所述涡流室具有较小的平均横截面直径。替换地，例如，所述进口槽(15，图2)可制得不那么宽以在涡流室外围集中气流。

还可使用两个或多个串联连接的子分离器作为辅助分离器。

在图4中，示出了本发明真空清洁器的具有几个子分离器的辅助分离单元49和垃圾箱58的一个实施例。所述实施例的辅助分离器包括三个子分离器，每个子分离器包括独立的过滤器清洁旋流器490。每个过滤器清洁旋流器490可以是上面参照图2描述的类型，并且包括进口槽15、涡流室、出口管19和底部用于分离灰尘的开口25。每个旋流器490的底部的开口分别连接到垃圾箱58的分离集尘室27上。各集尘室27具有入口，通过该入口，各个集尘室27连接到对应的过滤器清洁旋流器490的底部开口25上。此外，垃圾箱58包括用于主分离单元的集尘室27，该主分离单元包括真空清洁旋流器(未示出)。四个集尘室27组成单个垃圾箱58的分离隔间。因而四个集尘室27可方便地通过排空单个垃圾箱58来同时排空，例如通过利用手柄62将垃圾箱58从真空清洁器中移除并倾倒和/或摇出收集于其中的灰尘。各个集尘室27可以是实质上液密性容器其中入口以实质上液密性方式连接到对应过滤器清洁旋流器490的底部开口25上。

当根据图4的具有辅助分离单元49和垃圾箱58的真空清洁器在过滤器清洁模式下进行操作时，包含从下游过滤器33(未示出)释放出来的灰尘的空气流60顺序通过所述三个串联连接的过滤器清洁旋流器490。连续的旋流器490设置成分别滤出灰尘的不同部分。如沿气流60的流向看到的，第一过滤器清洁旋流器布置成滤除最粗颗粒，第二旋流器布置成滤除中等颗粒，以及第三、最后的旋流器布置成滤除最细颗粒。这可通过设置具有不同平均涡流直径的旋流器来实现，其中所述第一过滤器清洁旋流器490的平均直径大于第二旋流器的平均直径，依次第二过滤器清洁旋流器的平均直径大于第三、最后的过滤器清洁旋流器490的平均直径。垃圾箱58的各集尘室27的尺寸适合于灰尘的数量和部分，所述灰尘由对应的旋流器490或真空清洁旋流器分离。

由于各个后续连接的过滤器清洁旋流器因而具有比前面更高的分离效率/率，因此各个所述后续过滤器清洁旋流器490上的压降高于前者上的压降。在这点上，所述具有密封垃圾箱的实施方式是有利的，所述密封垃圾箱对各个过滤器清洁旋流器490具有分离的集尘室27。在具有用于几个串联连接的过滤器清洁旋流器的公用集尘室的实施方式中，和/或其中垃圾箱未密封，为了避免反向气流通过其底部的垃圾出口25从所述公用集尘室进入第一旋流器，必须当心关于其各自的压降来选择旋流器。因而第一过滤器清洁旋流器不利地使至少一部分空气穿过灰尘出口15，而不是所有空气穿过入口15。此外，第二和第三过滤器清洁旋流器被旁路且因而将不会有助于辅助分离单元49的分离。

本领域技术人员同样将意识到，这样一种所描述的垃圾箱58可以在任意一种类型的提供了几个旋流分离器的真空清洁器中使用，其中所述垃圾箱对每个出现在真空清洁器中的旋流器都具有分离室/隔间。因而，这种类型的垃圾箱的使用不限于用在所描述的包括过滤器清洁旋流器的真空清洁器中，而是还可以用于仅具有几个真空清洁旋流器的真空清洁器中。

当然，具有几个子分离器的辅助分离单元的许多其它实施例和布局也可以在本发明的范围内。例如，以旋流器形式的串联连接的子分离器不必有不同的平均涡流直径，但可以是相同尺寸和性能。此外，垃圾箱可以是多种不同结构的，例如各个子分离器设有单个垃圾箱，所述垃圾箱例如可通过分别可移除地来分别被排空。

静电过滤器还可被认为是辅助过滤器。

这种配置的下游过滤器33可被规律地人工或自动地进行清洁，例如当用户结束或开始真空吸尘时。为了确定需要过滤器清洁的时间，还可以提供压力传感器，来测量下游过滤器上的压降。真空清洁器处于过滤器清洁模式下的持续时间，或者换句话说，过滤器进行过滤器清洁花费的时间，例如可以是人工决定的或者取决于过滤器上的压降的固定时间。

下游过滤器不需要能够在其进行定期清洁时携带大量灰尘。可以考虑诸如由扩展PTFE(聚四氟乙烯)制成的过滤器之类的微孔过滤器，例如GORE-TEX(商标)。在这种过滤器上，灰尘被收集在过滤器表面之上，而不是像传统的过滤器一样收集在过滤器的深处。因此微孔过滤器可容易地进行清洁。

总之，本发明涉及一种真空清洁器，包括主分离单元、用于创建负气压的真空源以及下游过滤器，所述主分离单元典型地是旋流器。所述真空清洁器可从真空清洁模式切换到过滤器清洁模式，其中为了将灰尘从所述下游过滤器移除，所述真空源连接到所述下游过滤器，从而迫使气流沿反方向通过其中，并且所述真空清洁器具有辅助分离单元。在真空清洁模式下，旁路所述辅助分离单元，在过滤器清洁模式下，所述辅助分离单元连接在所述下游过滤器和所述真空源之间以将从所述下游过滤器中释放出来的灰尘从气流中分离出来。这允许下游过滤器自动地进行清洁。

本发明不局限于所描述的实施方式，可以在附加的权利要求的范围内进行变化和更改。

Claims (16)

1.一种真空清洁器(1)，所述真空清洁器包括主分离单元(35)、用于产生负气压的真空源(31)以及下游过滤器(33)；

所述真空清洁器配置成在真空清洁模式下进行操作，其中为了将灰尘从气流中分离出来，所述真空源(31)连接到所述主分离单元(35)，从而迫使带尘气流(37)通过其中，以及所述下游过滤器(33)连接到所述主分离单元(35)和所述真空源(31)之间，以接收正方向上的气流来从中过滤剩余的灰尘；以及

所述真空清洁器切换到过滤器清洁模式，其中为了从下游过滤器中移除灰尘，所述真空源(31)连接到下游过滤器(33)上，以迫使气流沿反方向通过其中；其特征在于，

辅助分离单元(49)，其中在真空清洁模式下，旁路所述辅助分离单元(49)，从而使得没有充足的气流通过其中，以及

在过滤器清洁模式下，所述辅助分离单元(49)连接在下游过滤器(33)和真空源(31)之间，以将从下游过滤器中释放出来的灰尘从气流中分离出来。

2.根据权利要求1所述的真空清洁器，其特征在于，在过滤器清洁模式下，所述辅助分离单元和所述主分离单元串联连接。

3.根据权利要求2所述的真空清洁器，其特征在于，在过滤器清洁模式下，所述辅助分离单元连接到所述主分离单元的下游。

4.根据前述任一项权利要求所述的真空清洁器，其特征在于，所述辅助分离单元对给定灰尘具有比所述主分离单元更高的分离率。

5.根据权利要求1所述的真空清洁器，其特征在于，所述辅助分离单元包括几个子分离器。

6.根据权利要求1所述的真空清洁器，其特征在于，所述主分离单元包括旋流分离器。

7.根据权利要求5所述的真空清洁器，其特征在于，所述辅助分离单元包括具有涡流室的旋流分离器，所述涡流室具有比所述主分离单元的旋流分离器的涡流室小的平均直径。

8.根据权利要求5和6所述的真空清洁器，其特征在于，所述辅助分离单元包括三个子分离器，所述三个子分离器串联连接且分别都包括过滤器清洁旋流分离器。

9.根据权利要求8所述的真空清洁器，还包括垃圾箱，垃圾箱具有几个集尘室，所述集尘室用于收集由旋流分离器分离的灰尘，其中每个旋流分离器分别连接到集尘室上。

10.根据权利要求1所述的真空清洁器，其特征在于，所述下游过滤器(33)是微孔过滤器。

11.根据权利要求1所述的真空清洁器，其特征在于，所述真空清洁器是固定的真空清洁器。

12.根据权利要求1-3或5-7中的任一项所述的真空清洁器，其特征在于，所述真空清洁器是可移动的真空清洁器。

13.根据权利要求12所述的真空清洁器，其特征在于，所述真空清洁器是罐状类型的。

14.根据权利要求12所述的真空清洁器，其特征在于，所述真空清洁器是立式的。

15.根据权利要求1所述的真空清洁器，还包括在过滤器清洁模式下用于敲击或振荡下游过滤器的装置(61)。

16.一种用于清洁真空清洁器的下游过滤器(33)的方法，其特征在于，

所述真空清洁器包括主分离单元(35)、辅助分离单元和下游过滤器(33)，并且其中在真空清洁方法期间使用所述下游过滤器(33)包括下列步骤：

-为了将灰尘从空气流中分离出来，迫使带尘空气流(37)通过主分离单元，

-迫使离开主分离单元(35)的空气流沿正方向通过下游过滤器(33)来从中过滤剩余的灰尘；

所述用于清洁真空清洁器的下游过滤器(33)的方法包括下列步骤：

-为了将灰尘从下游过滤器中移除，迫使空气流(57)沿反方向通过下游过滤器(33)，

-为了将由下游过滤器释放出来的灰尘从空气流中分离出来，迫使空气流(57)通过辅助分离单元(49)。

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