CN101720248A - 两级旋流式真空吸尘器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种家用清洁设备，包括壳体、气流抽吸源、旋流主体和集尘杯。壳体包括主抽吸开口。气流抽吸源被安装在壳体上并包括抽吸气流进口和抽吸气流出口。抽吸源选择性形成并保持空气从主抽吸开口经由气流进口到气流出口的流动。旋流主体由壳体支承并与主抽吸开口连通。旋流主体具有均匀的外周边并包括第一级分离器和多个下游第二级分离器。第一级分离器的纵向轴线偏离旋流主体的纵向轴线以容纳第二级分离器。集尘杯连接在旋流主体上。集尘杯包括第一颗粒收集器和第二颗粒收集器。第一颗粒收集器与第一级分离器连通，用于收集来自第一级分离器的尘土颗粒。单独的第二颗粒收集器与多个第二级分离器连通，用于收集来自第二级分离器的尘土颗粒。

Description

两级旋流式真空吸尘器

技术领域

本发明涉及真空吸尘器。更具体地，本发明涉及用于抽吸来自地毯和地板的灰尘和碎屑的两级旋流真空吸尘器。这样的真空吸尘器可以是立式、罐式、手持或固定地内置于房屋。而且，旋流设计也已经被用于地毯除尘器和“商店”类型的真空吸尘器上。

背景技术

立式真空吸尘器在本领域中是众所周知的。两种主要类型的传统真空吸尘器是软袋真空吸尘器和硬壳真空吸尘器。在硬壳真空吸尘器中，真空源产生所需的抽吸力，以通过抽吸开口从待抽真空的地毯或地板上吸取灰尘，并使其进入封装在真空吸尘器的硬壳上部内的过滤袋或集尘杯。在使用真空吸尘器多次之后，过滤袋必须被更换或集尘杯必须被排空。

为了避免对真空过滤袋的需求，以及避免更换过滤袋的相关费用和不便，另一类型的立式真空吸尘器利用旋流气流(cyclonic air flow)以及或许一个或多个过滤器，而不是使用可更换的过滤袋，以使灰尘和其他颗粒从抽吸空气流中分离。如果采用过滤器，则不需要频繁进行更换。

可以从单级旋流分离器或多级旋流分离器中产生旋流气流。有关多级旋流分离器单元的设计方面最常见的难题之一是集尘器，其需要结构紧凑并且很容易由使用者进行维修。集尘器大体上包括第一旋流分离器、多个第二旋流分离器和至少一个颗粒收集器。有关第二旋流分离器的位置提出了额外的设计考虑。例如，第二旋流装置可以位于第一旋流装置上方。但是，这样会增加灰尘收集器的总体高度，这一点对罐式真空吸尘器尤其不利。备选地，第二旋流装置可以围绕第一旋流装置定位以形成独立的第二颗粒收集器。然而，这样会增加颗粒收集器的总体宽度，这一点对立式真空吸尘器尤其不利。同时，由于具有这样的设计，第一颗粒收集器的直径保持相对较小，这一点从分离效率的角度来说是不利的。作为另一备选，第二旋流装置可以位于第一旋流装置的内侧并至少部分地位于第一旋流装置顶壁的下方。然而，对于这样的设计，第二旋流装置被隐藏，并且由于缺少入口而难以进行维修。

因此，尽管一些现有技术的旋流气流真空吸尘器在设计和结构方面是可接受的，但是仍然需要对这种真空吸尘器进行持续的改进和替代设计。例如，期望简化组装并提高过滤和清除灰尘能力，从而可以更容易地对这样的吸尘器进行保养。

因此，本发明提供了一种改进的两级旋流气流设计，其克服了现有技术的某些难点，同时提供了更好和更有利的总体效果。

发明内容

根据本发明的一方面，一种家用清洁设备包括壳体、气流抽吸源、旋流主体和集尘杯。壳体包括主抽吸开口。气流抽吸源安装在壳体上并包括抽吸气流进口和抽吸气流出口。抽吸源选择性形成并保持空气从主抽吸开口经由气流进口到气流出口的流动。旋流主体由壳体支承并与主抽吸开口连通。旋流主体具有均匀的外周边并包括第一级分离器和多个下游第二级分离器。第一级分离器的纵向轴线偏离旋流主体的纵向轴线以容纳第二级分离器。集尘杯连接在旋流主体上。集尘杯包括第一颗粒收集器和第二颗粒收集器。第一颗粒收集器与第一级分离器连通，用于收集来自第一级分离器的尘土颗粒。单独的第二颗粒收集器与多个第二级分离器连通，用于收集来自第二级分离器的尘土颗粒。

根据本发明的另一方面，一种家用清洁设备包括壳体、气流抽吸源、旋流主体和用于收集被分离尘土颗粒的集尘杯。旋流主体包括第一级分离器和多个第二级分离器。第二级分离器中的一个的上端的直径大于第二级分离器中另一个的上端的直径。

根据本发明的另一方面，一种家用清洁设备包括壳体、气流抽吸源、旋流主体和用于收集被分离尘土颗粒的集尘杯。旋流主体限定纵向轴线。旋流主体包括第一旋流分离级和第二旋流分离级。第一旋流分离级的纵向轴线偏离旋流主体的纵向轴线。第二旋流分离级与第一旋流分离级隔开。集尘杯限定的纵向轴线偏离第一旋流分离级的纵向轴线。多孔管布置在第一旋流分离级内，用于使第一旋流分离级与第二旋流分离级流体相连。多孔管限定的纵向轴线与第一旋流分离级的纵向轴线重合。层流元件连接在多孔管上。层流元件在集尘杯内居中定位。

根据本发明的另一方面，一种家用清洁设备包括壳体、气流抽吸源、旋流主体和用于收集得到分离的尘土颗粒的集尘杯。旋流主体包括用于使尘土从载有尘土的空气分离的上游第一旋流分离器和用于使残留的尘土颗粒从空气分离的至少一个下游第二旋流分离器。第一分离器形状大体上为截头圆锥形并包括脏空气进口、顶壁和侧壁。集尘杯包括第一颗粒收集器和第二颗粒收集器。第一颗粒收集器位于第一分离器下面并与第一分离器连通用于收集由第一分离器分离的尘土颗粒。第一颗粒收集器包括侧壁。单独的第二颗粒收集器与至少一个第二分离器连通，用于收集由所述至少一个第二分离器分离的尘土颗粒。第一分离器侧壁的一部分和第一颗粒收集器侧壁的一部分共同至少部分地限定第二颗粒收集器。第二颗粒收集器具有非恒定的半径。

通过阅读和理解一下描述的几个实施方式的详细说明将会清楚地了解到本发明的其他方面。

附图说明

本发明采在某些部件以及部件布置上可以具有物理形式，并将在本说明书中描述以及在构成发明的一部分的附图中示出这些部件的几种实施方式。

图1是根据本发明一方面、包括两级旋流集尘器的立式真空吸尘器的正视图。

图2是图1所示的立式真空吸尘器的后视图。

图3是图1所示的立式真空吸尘器的侧视图，具有大体上沿图1中的线3-3所截取的局部剖视图。

图4是图1所示的集尘器的放大侧视图。

图5是大体上沿图4中的线5-5截取的、图4所示集尘器的横截面图。

图6是图4所示的集尘器的底视图。

图7是根据本发明第二方面的立式真空吸尘器处于部分剖切状态的侧视图。

图8是图7所示的立式真空吸尘器的后立体图。

图9是图7所示的集尘器的放大侧视图。

图10是大体上沿图9中的线10-10截取的图9所示集尘器的横截面图。

图11是大体上沿图9中的线11-11截取的图9所示集尘器的横截面图。

图12是大体上沿图9中的线12-12截取的图9所示集尘器的横截面图。

图13是图7所示的真空吸尘器的分解透视图，显示了集尘器处于拆开位置。

图14是根据本发明的另一实施方式采用图7所示的集尘器的罐式真空吸尘器的前立体图。

图15是图14所示的罐式真空吸尘器的后立体图。

图16是图14所示的罐式真空吸尘器的前立体图。

图17是大体上沿图16中的线17-17截取的图16所示的罐式真空吸尘器的横截面图。

图18是根据本发明的第四方面包括两级旋流集尘器的罐式真空吸尘器的前立体图。

图19是图18所示的罐式真空吸尘器连同其相关部件的分解透视图。

图20是图18所示的罐式真空吸尘器的侧面横截面图。

图21是图18所示的罐式真空吸尘器的侧面横截面图。

具体实施方式

当然应该认识到，在此的说明和附图仅仅是示例性的，在不脱离本发明精神的前提下可以对公开的结构做出多种修改和变化。在几幅视图中相同的附图标记表示同一部件。还将认识到，在此公开的真空吸尘器的多个标识部件仅仅是本领域的术语，这些术语对于不同制造商会有变化并且不应该被认识是限制本发明。

现在参照附图，其中附图仅示出了本发明的几个实施方式并不一定限于此，图1-3表示立式两级真空吸尘器10，其根据本发明的一方面大体上包括上壳体组件12、管口底座14和由壳体组件支承的集尘器20。上壳体组件12和管口底座14采用枢轴或另一适当的铰链组件进行枢转或铰链连接，使得集尘器20在大体上垂直的存储位置(如图所示)与倾斜的使用位置之间枢转。管口底座14可以由常规材料(例如模制塑料等)制成。把手22从上壳体12向上延伸，其中两级旋流真空吸尘器10的操作者能够通过把手12抓住和操控真空吸尘器。

在抽真空的操作过程中，管口底座14在地板、地毯或其他下方正在清洁表面上行进。管口底座的下侧包括形成在其中的主抽吸开口(未示出)，其在管口底座的前端基本上横跨管口宽度。正如所知，主抽吸开口通过脏空气管道(未示出)与集尘器20流体连通。

按照常规方式，旋转刷组件(未示出)位于管口主抽吸开口的区域，用于接触和清洗被抽真空的表面，以使所埋嵌的灰尘和尘土松动。多个轮30将管口底座14支承在正在清洁的表面上并便于其在该表面上的移动。底座元件40可以安装在上壳体组件12上，用于可拆除地支承集尘器20。闭锁组件(未示出)可以安装在底座元件上，用于固定其上的集尘器。

气流抽吸源(例如电动机和风扇组件)由壳体支承。在所示实施方式中，电动机和风扇组件可以封装在包括上壳体12的下部的电动机壳体50内。通过在吸气口形成抽吸力以及在排气口形成排出力，电动机和风扇组件产生清洁操作所需的抽吸气流。电动机和风扇组件的气流排气口与覆盖着排气管(不可见)的排气栅(不可见)流体连通。如果需要，可以设置终极过滤器组件，用于在紧接着将带有任何污染物的排出气流排入大气之前对收集在电动机组件中的任何污染物进行过滤。电动机和风扇组件选择性形成并保持来自主抽吸开口的空气经由吸气口达到排气口的流动。另一方面，电动机组件吸气口与真空吸尘器10的集尘器20流体连通，以在其中产生抽吸力。

现在参照图4-6，集尘器20包括具有外壁78的旋流主体70。如图所示，旋流主体具有均匀的外周边。特别地，旋流主体70沿大体上正交于由旋流主体限定的纵向轴线所截取的任何平面的横截面形状大体上是恒定的。在所示实施方式中，旋流主体是筒形的，并具有大体上恒定的半径或直径。空气歧管74和外盖单元76连接在旋流主体的壁78的上部。旋流主体壁78的下部至少部分地限定集尘杯80。集尘杯包括第一尘土收集腔82和第二尘土收集腔84。旋流主体70包括第一旋流部件88和第二旋流部件90。将在下文更详细地描述的是，第一和第二尘土收集腔被构造成独立地存储和排空由相应第一和第二旋流部件所分离的灰尘和尘土颗粒。旋流主体70可以由透明材料制成，使得可以看到集尘器20中存在的灰尘。

如图5所示，至少部分地限定第一尘土收集腔82的内壁部分92作为第一和第二尘土收集腔82和84之间的隔挡件(barrier)。该隔挡件以如下方式朝向第二尘土收集腔弯曲，即第一收集腔可以形成为基本上的筒形。因而，第一和第二尘土收集腔以如下方式完全相互分隔，即在其中一个腔中的气流不会影响另一个腔中的气流。这样进一步提高了集尘器20的尘土收集效率。集尘杯80具有大体上恒定的半径。如图所示，第一和第二收集腔各自具有非恒定的半径。具体地，第一尘土收集腔82至少部分地由主体壁78和内壁部分92限定。从由集尘杯80限定的纵向轴线测量，主体壁78的半径大体上是恒定的。内壁部分92的半径从集尘杯纵向轴线测量是沿其弧形长度是变化的。关于第二尘土收集腔94，同样至少部分地由主体壁78和内壁部分92所限定的第二尘土收集腔下部大体上为月牙形。

第一旋流部件88包括大体上截头圆锥形的第一级旋流分离器100。分离器100具有与旋流主体70的纵向轴线偏离的纵向轴线。通过提供用于第二旋流部件90的空间，这样使旋流主体可以容纳第二旋流部件，从而无需增加旋流主体的直径。这样也使集尘器20紧凑，并提供外观为大体上筒形的旋流主体。第一级分离器包括脏空气进口管道102、顶壁104以及具有外表面和内表面的侧壁106。第一级旋流分离器的下端108固定在下侧缘(skirt)110上。如图5所示，下侧缘可以与旋流主体70和内壁部分92中至少一个相一体形成。

管道102具有与脏空气管道流体连通的进口部分114，以及具有与第一级分离器100的脏空气进口(不可见)流体连通的出口部分(不可见)。分离器的脏空气进口横截面大体上为矩形。应该认识到，出口部分可以具有可变尺寸，以通过文丘里效应使气流被吸入第一级分离器100内，从而增大气流的速度并在分离器的脏空气进口形成增强的真空。例如，脏空气进口管道102可以包括递减的横截面区域。备选地，脏空气管道可以从矩形横截面过渡到文丘里型排放开口。

进入第一级分离器100内的气流沿切线方向，从而引起涡流式的旋流式或回旋式流动。这种涡流通过顶壁104在第一级分离器内向下指向。在第一级分离器100中的旋流作用清除了在吸入气流中夹带的大部分尘土和灰尘，并促使尘土和灰尘沉积在集尘杯80的第一尘土收集腔82中。

第一底板或盖130枢转地固定在旋流主体70的下部，这样可以排空第一尘土收集腔82。密封环(未示出)可以绕第一底盖组装，以在第一盖与集尘杯之间形成密封。第一铰链组件(未示出)可以被用于将第一底盖130安装在集尘杯的底部。第一铰链组件使第一底盖可以选择性打开，使得通过第一级分离器100而与气流分离的灰尘和尘土颗粒可以从第一尘土收集腔82中被排空。第一闭锁组件(未示出)可以在直径方向上被定位成与第一铰链组件相对。通常地，第一闭锁组件将第一底盖130保持在关闭位置。

参照图5，多孔管140使第一旋流部件88与第二旋流部件90流体相连。多孔管布置在第一级分离器100内并从分离器的顶壁104纵向延伸。在本实施方式中，多孔管的纵向轴线大体上与第一级分离器100的纵向轴线重合，并偏离旋流主体70的纵向轴线。

多孔管的上端146可释放地安装在从第一级分离器100的顶壁104向下延伸的出口嘴148上。特别地，多孔管的上端可以具有比出口嘴外径更大的内径，使得出口嘴被容纳在上端中。这两个元件可以通过带槽开口、粘合剂、摩擦焊接或类似方式固定在一起。可以认识到，为了进行清洁，多孔管被制造成可以从集尘器20上取下。

护罩152连接在多孔管140的下封闭端150上，用于阻止已经落在第一级分离器100的下端108以下的灰尘和尘土颗粒向上流动。多孔管和护罩的细节将在下文参照集尘器的第二实施方式进行描述。

层流元件(例如一个或多个导流件或翅片170)安装在护罩152和多孔管140的封闭下端150中的其中一个上。层流元件的至少一部分由护罩152围绕。层流元件部分地伸入第一尘土收集腔82内，并在第一尘土收集腔内居中定位。如图5所示，所示导流件170在形状上可以为十字形，并包括可以由大致相互垂直定向的两个平叶片构件构成的十字叶片组件。应该认识到，导流件170并不局限于图5所示的构造，而是可以被形成多种形状。例如，如果采用叶片，则从其侧面观察，其可以具有矩形、三角形或椭圆形的形状。同时，除了十字叶片设计之外，还可以采用其他设计。这些设计包括以相互正交之外的其他角度进行定向或采用多于两组的叶片。这些导流件会有助于使得灰尘和尘土从多孔管下端150与第一尘土收集腔82的第一底盖130之间的气流中落下。

再次参照图5，多孔管140的上端或出气口180与位于第一级分离器100上方的空气歧管74的进气口部分182流体连通。空气歧管的细节下文将参照集尘器的第二实施方式和第三实施方式进行描述。

第二旋流部件90包括多个隔开的截头圆锥形的下游第二级旋流分离器200。下游分离器200可以平行布置并且可以安装在第一旋流部件88径向外侧的空气歧管74上。在所示实施方式中，下游分离器200以如下方式从空气歧管向下突伸，即每个下游分离器的最上端202大致位于由第一级分离器100的顶壁104限定的平面上。所述多个下游分离器由旋流主体70的壁78包围或环绕。

通过每个下游分离器200所分离的灰尘被收集在第二尘土收集腔84内。再次参照图6，第二底板或盖220枢转固定在旋流主体70的壁78的下部上，这样可以单独排空第二尘土收集腔84。密封环(未示出)可以绕第二底盖组装，以在第二盖与集尘杯之间形成密封。可以采用第二铰链组件(未示出)将第二底盖220安装在旋流主体上。第二铰链组件使第二底盖可以单独地选择性打开，以使得通过下游分离器200而与气流分离的灰尘和尘土颗粒可以从第二尘土收集腔84中被排空。第二闭锁组件(未示出)位于集尘杯上，用于选择性使第二底盖打开。通常地，第二闭锁组件将第二底盖220保持在关闭位置。

在操作中，夹带灰尘的空气穿过相对于分离器的侧壁106成切向定向的进口102进入到上游第一旋流分离器100。空气随后绕分离腔行进，在那里通过离心力迫使夹带在空气中的许多颗粒沿分离器100的侧壁的内表面行进并通过重力脱离旋转气流而落下。然而，相对较轻的细尘土承受更小的离心力。因而，在集尘杯80的底部附近循环的气流中会包含细尘土。由于十字叶片170延伸到第一尘土收集腔82的底部，因此循环的气流撞击叶片组件并停止了进一步的旋转，由此形成层流。另外，如果需要，层流元件(不可见)可以从内壁部分92向内延伸，这样进一步防止空气在集尘杯的底部旋转。从而，也会使空气中夹带的大部分细尘土落下。

得到部分清洁的空气穿过多孔管140和空气歧管74行进并进入截头圆锥形下游旋流分离器200。在那里，在向上移动到外盖单元76内之前，空气沿旋流分离器的内表面向下发生涡旋或螺旋。在下游旋流分离器中得到分离的细尘土积聚在第二尘土收集腔84内。清洁后的空气穿过外盖单元流出下游分离器并进入电动机和风扇组件的空气入口内。为了排空第一尘土收集腔内收集的尘土，可以打开第一底盖130。为了排空第二收集腔内的收集的尘土，可以与第一底盖相独立地打开第二底盖220。每个底盖可以包括延迟底盖打开和/或减缓底盖移动的装置，从而使底盖在从其关闭位置得到释放时仍可以平缓然而稳定且缓慢地打开。这种延迟或减缓移动防止收集在每个收集腔82，84内的尘土再次引入环境空气内。该装置可以包括常规阻尼装置，例如弹簧、活塞和类似装置，和/或一体形成在每个底盖或集尘杯80上的机构。备选地，可以认识到，第一和第二底盖130、220可以同时打开，使得第一和第二尘土收集腔82、84可以同时被排空。

与上述实施方式类似，在图7-13中示出了用于真空吸尘器的集尘器的第二实施方式。由于大多结构和功能完全类似，因此具有撇后缀(’)的附图标记指代同一部件(例如第一旋流组件88由附图标记88’表示)，并且新的附图标记表示其他实施方式中的新部件。

参照图7和8，立式真空吸尘器300大体上包括立式壳体组件302、管口底座304和通过常规装置安装在立式壳体组件上的集尘器310。把手314从集尘器向上延伸，其中两级旋流真空吸尘器的操作者通过把手314能够抓住和操控真空吸尘器。管口底座的下侧包括形成在其中的主抽吸开口(未示出)，其中主抽吸开口通过管道(未示出)与集尘器310流体连通，所述管道将载有尘土的空气沿切向引入集尘器内。底座元件316安装在容纳电动机和风扇组件的电动机壳体318内，用于可拆除地支承集尘器310。闭锁组件(未示出)可以安装在底座元件上，用于可拆除地将集尘器固定在其上。

参照图9和10，集尘器310包括具有均匀外周边的旋流主体320。如图所示，旋流主体大体上是筒形的；尽管如此，这一点不是必须的。空气歧管74’和外盖单元76’连接在旋流主体的壁328的上部。旋流主体320包括第一旋流部件88’和独立的第二旋流部件90’。第一旋流部件包括大体上截头圆锥形的第一级旋流分离器100’。第一级分离器包括脏空气进口管道102’。第一级旋流分离器的下端108’固定在下侧缘330上。如图10所示，下侧缘与旋流主体320一体形成。下侧缘和旋流主体共同至少部分地限定第一尘土收集腔340。在该实施方式中，第一尘土收集腔340具有大体上恒定的半径。

继续参照图10，多孔管140’使第一旋流部件88’与第二旋流部件90’流体相连。多孔管可拆除地布置在第一级分离器100’内并从分离器的顶壁104’纵向延伸。在所示实施方式中，多孔管包括大体上筒形的部分350。多个开口或穿孔352绕筒形部分的一部分周边进行定位。开口被用于从流入多孔管内的气流中清除丝线和纤维。

正如所料，开口352的直径以及在多孔管140’内的那些开口的数量直接影响在罐内发生的过滤过程。同时，附加开口形成更大的总开口面积并由此降低穿过每个开口的气流速率。这样，存在更小的压降并且更轻的尘土和灰尘颗粒将不可能阻塞开口。开口352作为第一级分离器100’的出口，允许得到部分清洁的流体可以进入第二旋流部件90’。应该认识到，筒形部分350可以具有可变尺寸，这样使气流通过文丘里效应被吸入多孔管内，从而增大流过多孔管的气流的速度并在开口352内形成增强真空。例如，筒形部分可以包括递减的横截面。多孔管140’还可以包括安装在筒形部分350的内表面上、并穿过多孔管大体上纵向延伸的至少一个翅片(未示出)。所述至少一个翅片消除了多孔管内部的旋流。

与在前的实施方式类似，护罩352连接在多孔管140’的下封闭端150’上。护罩具有向外扩张的部分354和从扩张部分向下延伸的凸缘356。在图10中最清楚地示出，护罩包括第一部分358和第二部分360，第一部分具有比第二部分更大的直径。这样使安装在护罩和多孔管140’的封闭下端150’中的其中一个上的层流元件170’定位在第一尘土收集腔340的中心。护罩352(尤其是向外扩张部分354的端部)的直径大于分离器下端108’的直径，并且第一尘土收集腔340的内径基本上大于分离器下端的直径。这样防止尘土被从第一尘土收集腔流向多孔管140’的开口352的气流所收集。大体上平行于下侧缘330的护罩扩张部分354和下侧缘限定了第一空气通道364。大体上平行于旋流主体壁328的护罩凸缘356和所述壁限定了第二空气通道366。第一和第二空气通道将来自第一级分离器100’的空气引入第一尘土收集腔340内。第一空气通道和第二空气通道具有基本上恒定的容积，用于保持气流速度。同时，第一空气通道的容积可以与第二空气通道的容积大致相等。

参照图10和11，第二旋流部件90’包括多个隔开的截头圆锥形的下游第二级旋流分离器200’，它们平行布置并沿第一旋流部件88’的外侧径向安装在空气歧管74’上。多个下游分离器至少部分地由旋流主体320的壁328和第一级分离器100’的壁106’包围或环绕。壁106’和328共同至少部分地限定第二尘土收集腔380。

每个第二级或下游分离器200’可以具有这样的尺寸关系，即使得其上端直径是其下端直径的三倍。这样的关系被证明可以提高旋流分离的效率。如图11所示，由于第一级分离器100’的纵向轴线偏离旋流主体320的纵向轴线，因此第二尘土收集腔380为月牙形。从而，每个下游分离器200’的上端直径可以改变。特别地，下游分离器之一的上端的直径可以与下游分离器中另一个的上端的直径不同。如图所示，第二旋流部件90’包括五个旋流分离器200’。尽管如此，应该认识到，多于或少于五个的旋流分离器可以安装在空气歧管74’上。例如，除了其脏空气进口管道102’以外，旋流分离器可以环绕第一级旋流分离器100’。在这方面，更大直径的下游分离器可以位于通过偏离形成的扩大空间内，并且通过偏离形成的更小空间可以装有逐渐更小直径的下游分离器。

与第一实施方式类似，第一和第二尘土收集腔340、380分别被构造成独立存储和排空由相应第一和第二旋流部件88’、90’所分离的灰尘和尘土颗粒。第一底板或盖382枢转固定在旋流主体320的下部上。如图8和13所示，旋流主体壁可以包括允许清除被收集在第二尘土收集腔380中的灰尘颗粒的侧壁开口384。抽屉390可拆除地容纳在开口384内，用于收集得到分离的尘土颗粒。抽屉可以包括把手或类似装置(未示出)，用于使使用者可以抓住抽屉并取出抽屉，使得收集在第二尘土收集腔内的尘土可以被排空。密封件(未示出)可以绕抽屉390组装以在抽屉与壁328之间形成密封。可以采用常规闭锁组件将抽屉保持处于关闭位置。应该认识到，可以想到替代装置用于清除由下游分离器270所分离的尘土。例如，开口外盖可拆除地连接在壁328上。收集在第二尘土收集腔380内的尘土还可以被倒到第一尘土收集腔340内。在该设计中，可以在下侧缘330上形成倾倒门。可以通过按钮或杠杆使该门致动。

再次参照图10和12，多孔管140’的上端或出气口180’是与位于第一级分离器100’上方的空气歧管74’的进气口部分182’流体连通。空气歧管对从多孔管流到第二旋流部件90’的得到部分清洁的空气进行引导，并包括下导向板或底壁400和设置在外盖单元76’下方的上导向板或顶壁402。夹在底壁与顶壁之间的大体上连续的隔挡件404限定了从歧管进气口部分182’到第二旋流部件90’的空气通道或管道。

多个大体上筒形的排放导向管410从底壁402向下突伸。排放导向管各自具有大体上与每个下游分离器200’的纵向轴线重合的纵向轴线。排放导向管将从第二旋流部件90’排出的被清洁空气引到外盖单元76’内。每个排放导向管可以包括阻止空气在排放管内循环的层流元件。如图10-12所示，层流元件可以是大体上十字形的导流件414。然而，应该认识到，还可以想到其他形状。每个导流件的一部分从每个排放管的最下端416伸入每个下游旋流分离器200’的内部预定距离。导流件在沿其长度的任何点上的横截面大体上是十字形的。

在所示实施方式中，平行布置并安装在第一旋流部件径向外侧的多个下游分离器200’从底壁400向下突伸。如图10所示，每个下游分离器的最上端位于由第一分离器100’的顶壁104’限定的平面内。下游分离器包括与由空气歧管限定的空气通道流体连通的脏空气进口420。特别地，空气通道通过从隔挡件404向内延伸的多个隔离壁430被分隔成多个独立的空气管道422。分隔壁至少部分地环绕每个下游分离器的脏空气进口。每个歧管空气管道422具有排气口434，其将一定体积的部分清洁的空气大体上成切向地引入每个第二级分离器200’的进口420内。这样引起涡流式的旋流流或回旋流动。由于其顶端由底壁400阻塞，因此这种涡流流动在下游分离器内受到向下导向。

再次参照图10，每个下游分离器包括尘土阻挡元件450，其具有连接元件452和尘土挡板454。连接元件安装在每个下游分离器的下端。在该实施方式中，连接元件的上部与分离器下端一体形成；尽管如此，这一点不是必须的。尘土挡板454连接在连接元件的下部，以与下游分离器的颗粒出口458间隔预定距离。挡板限制了第二尘土收集腔380内的紊流并防止已经落入第二尘土收集腔内的尘土再次夹带到从每个下游分离器中排出的被清洁空气内。每个第二级分离器200’的下端和尘土挡板454的下表面可以相对于每个分离器的纵向轴线以大致十五度(15°)的锐角倾斜。这种构造使灰尘很容易向下经过颗粒出口458并进入第二尘土收集腔内，从而降低了灰尘积聚在颗粒出口的区域并引起堵塞的危险。

如在前所述，在从第二旋流部件90’排出的被清洁空气被排向电动机和风扇组件的进口之前，每个排放导向管410将其引入外盖单元76’内。至于对第二实施方式的使用和操作方式的进一步描述，显而易见地应该与上文相对于第一实施方式的描述相同。因而，不再提供对使用和操作方式的进一步描述。

现在参照图14-17，示出了应用上述实施方式之一集尘器的罐式真空吸尘器500。在所示实施方式中，集尘器与集尘器20基本上类似。具有双撇后缀(”)的附图标记指代同一部件(例如集尘器20由附图标记20”表示)，并且新的附图标记表示其他实施方式中新的部件。

参照图14-17，罐式真空吸尘器500大体上包括底座元件502、电动机和风扇组件504、支承在底座元件上的集尘器20”、和通过管道510和软管接头512而与集尘器流体连通的软管和管口组件(未示出)。管道将载有尘土的空气沿切向引入集尘器内。闭锁组件(未示出)可以安装在底座元件502上，用于可拆除地将集尘器固定在其上。底座元件502可以包括把手(未示出)和/或运输带(未示出)以便于真空吸尘器的运输。一个或多个轮516可旋转地连接在底座元件的后端部上。用于真空吸尘器转向的轮组件(例如小脚轮518或类似装置)连接在底座元件的向前端部。轮516和轮组件518可移动地将真空吸尘器500支承在地板或其他支承表面上。线缆卷轴装置(未示出)可以安装在底座元件上。线盘可以由弹簧加载或手动操作。

与第一实施方式类似，现在参照图17，集尘器20”包括大体上筒形的旋流主体70”以及连接在旋流主体上的空气歧管74”和外盖单元76”。旋转主体的下部至少部分地限定第一尘土收集腔82”和单独的第二尘土收集腔84”。旋流主体包括第一旋流部件88”和单独的第二旋流部件90”。由于集尘器20”的结构与集尘器20类似，因此为了简明省去了对其的详细描述。

如在前所示，从集尘器20”排出的被清洁空气在排放到过滤器组件550之前被引入外盖单元76”内。如图17所示，过滤器组件包括可拆除地固定在底部压力通风系统554上的顶部压力通风系统552。顶部压力通风系统的进口连接在外盖单元76”上。顶部压力通风系统使来自集尘器的清洁空气流动集中并引导清洁空气穿过过滤器元件560，用于对排出下游分离器的气流中所残留的任何残留细尘土进行过滤。底部压力通风系统554使来自过滤器元件560的清洁空气流动集中并将清洁空气流动汇入电动机和风扇组件504的进口。

在该实施方式中，公开了一种两级过滤器元件560。其可以包括至少一个泡沫过滤器。这种泡沫过滤器可以是复合元件，其具有至少部分地封装在底部压力通风系统554中的粗糙泡沫层562和细泡沫层564。如果需要，这两个泡沫层可以通过常规装置相互固定。可以通过从底部压力通风系统上取下顶部压力通风系统，而很容易地对两级过滤器元件560进行维修。例如，顶部压力通风系统562可以得到铰接以提供清洁过滤器元件560的入口。备选地或另外，可以采用折叠过滤器。

与在前的实施方式类似，通过在吸气口形成抽吸力以及在排气口形成排出力，电动机和风扇组件504产生清洁操作所需的抽吸气流。电动机和风扇组件气流排气口与排气组件570流体连通。排气组件包括排气导管572和封盖着排气导管出口的排气栅574。排气导管可以具有增大的横截面以降低排气气流的速度。可以设置折叠过滤器576(例如HEPA过滤器)，用于在紧接着将带有任何污染物的排出气流排入大气中之前对收集在电动机组件中的任何污染物进行过滤。

尽管未示出，但应该认识到，电动机和风扇组件504可以包括紫外线(UV)杀菌灯源。UV灯不安装在旋流外盖76”或过滤器组件550上，因为泡沫过滤器通常对UV-C辐射敏感并往往会分解。UV光源产生磁场或电场，其能够发射足够强大以破坏细菌和病毒的辐射。UV光源可以布置成靠近HEPA过滤器576，使得UV光源可以照射在过滤器上。已经证明，积聚在过滤器中或上的细菌、真菌和/或病毒的存留时间足够长，以致暴露于UV光源将破坏微生物或抑制其再生的能力。UV光源可以电连接到向电动机和风扇组件504供电的同一电源。

在图18-21中示出了用于真空吸尘器(例如所示的罐式真空吸尘器600)的集尘器602的另一实施方式。

罐式真空吸尘器600大体上包括底座元件(未示出)、电动机和风扇组件604、支承在底座元件上的集尘器602、和通过管道610和软管接头612与集尘器流体连通的软管和管口组件(未示出)。管道将载有尘土的空气沿切向引入集尘器内。闭锁组件(未示出)可以安装在底座元件上，用于将集尘器可拆除地固定在其上。一个或多个轮616旋转连接在底座元件的后端部上。用于真空吸尘器转向的轮组件(未示出)连接在底座元件的向前端部。

继续参照图18-21，集尘器602包括具有非均匀外周边的旋流主体620。特别地，旋流主体620沿大体上正交于由旋流主体限定的纵向轴线的任何平面的横截面形状不是恒定的。空气歧管622和外盖单元624连接在旋流主体的壁628的上部。壁628的下部至少部分地限定集尘杯640。集尘杯包括第一尘土收集腔642和单独的第二尘土收集腔644。旋流主体还包括第一旋流部件650和单独的第二旋流部件652。第一和第二尘土收集腔被构造成独立存储和排空由相应第一和第二旋流部件所分离的灰尘和尘土颗粒。旋流主体620可以由透明材料制成，从而可以在集尘器602中看到灰尘的存在。

第一旋流部件650包括安装在第一尘土收集腔642顶部的大体上截头圆锥形的第一级旋流分离器670。第二旋流部件包括多个隔开的截头圆锥形的下游第二级旋流分离器672。旋流主体620至少部分地包围或环绕多个下游分离器。

第一级分离器670包括脏空气进口管道676、顶壁678和具有外表面和内表面的侧壁680。侧壁的外表面构成真空吸尘器600的外表面的至少一部分。第一级旋流分离器的下端682固定在下侧缘684上，所述下侧缘684与旋流主体壁628的一部分一体形成。

脏空气进口管道610具有与软管接头612流体连通的进口部分，以及具有与第一级分离器的脏空气进口686流体连通的出口部分。分离器的脏空气进口的横截面大体上为矩形。如图19所示，软管接头612的出口部分688可具有可变的横截面，这样使气流可以通过文丘里效应被吸入第一级分离器670内，从而增大气流速度并在分离器脏空气进口内形成增强真空。

继续参照图19-21，多孔管690使第一旋流部件650与第二旋流部件652流体相连。多孔管可拆除地布置在第一级分离器670内。与在前的实施方式类似，多孔管包括大体上筒形的部分692和绕筒形部分的一部分周边定位的多个开口或穿孔694。护罩700和层流元件702连接在多孔管690的下封闭端696上。多孔管690的上端或排气口704与空气歧管622的进气口部分710流体连通。

空气歧管包括上导向板720和下导向板722。导向板对从罐的第一旋流部件650穿过多孔管690流向第二旋流部件652的得到部分清洁的空气进行引导。上导向板720可以设置在外盖单元624的下方并包括壁724。外盖单元可以进行铰接以提供清洁第二旋流部件的入口。多个向下突伸的排放导向管726位于壁724上，用于将从第二旋流部件652排出的被清洁空气引入外盖单元624内。每个排放导向管可以包括层流元件(例如大体上十字形的导流件678)以阻止空气在排放管内的循环。下导向板722通过从壁732向上延伸并且大体上连续的周向隔挡件730而与上导向板720间隔。隔挡件抵靠着壁724的下表面以限定从歧管进气口部分710到第二旋流部件652的空气通道。

在所示实施方式中，从下导向板722向下突伸的每个下游分离器672包括脏空气进口740，其与由空气歧管所限定的多个独立的空气管道742中的其中一个相流体连通。每个歧管空气管道742将一定体积的得到部分清洁的空气大体上沿切向引入每个第二级分离器的进口686内。这样引起涡流式的旋流流或回旋流动。由于其顶端由上导向板720阻塞，因此这种涡流流动在下游分离器内向下导向。

下游分离器672可以平行布置并且可以在第一旋流部件650的径向外侧安装在空气歧管622上。每个下游分离器包括尘土阻挡元件750，用于限制第二尘土收集腔644中产生紊流并防止已经落入第二尘土收集腔内的灰尘再次被夹带在从每个下游分离器排出的被清洁空气内。

第一底板或盖760枢转固定在第一收集腔642的下部。第二底板或盖762枢转固定在第二收集腔644的下部。每个底盖可以单独打开，这样可以使相应尘土收集腔独立排空。第一和第二底盖可以同时打开，用于使尘土收集腔同时排空。可以采用单个复合铰链组件或单独的铰链组件(不可见)将底盖固定在集尘杯640的底部。

第一收集腔642位于第一级分离器670的下面并与第一级分离器连通以收集来自第一级分离器的尘土颗粒。第一收集腔可以具有大体上恒定的半径并包括侧壁766。单独的第二收集腔644与下游分离器672连通以收集来自下游分离器的尘土颗粒。第一分离器侧壁680的一部分和第一收集腔侧壁766的一部分共同至少部分地限定第二收集腔644。第二收集腔可以具有非恒定半径。

如在前关于第一实施方式的操作所述，第一旋流部件650使尘土从载有尘土的空气中分离并且第二旋流部件652使残留尘土颗粒从空气中分离。同样，第一收集腔642需要比第二收集腔644更频繁地排空。载有灰尘的空气在通过过滤器组件770被排放到电动机和风扇组件604的进口内之前被从第二旋流部件排入外盖单元624内。

与在前实施方式类似，如图19和20所示，过滤器组件770包括顶部压力通风系统772，其可拆除地固定在底部压力通风系统774上。顶部压力通风系统使来自下游分离器的清洁空气流动集中并引导清洁空气穿过过滤器元件776，用于对排出下游分离器的气流中所残留的任何残留细尘土进行过滤。底部压力通风系统774使来自过滤器元件的清洁空气流动集中并将清洁空气流动汇入电动机和风扇组件的进口。在该实施方式中，公开了一种两级过滤器元件776(例如具有粗糙泡沫层778和细泡沫层790的复合元件)。备选地或另外地，可以采用折叠过滤器。

电动机和风扇组件气流排气口与排气组件800流体连通。排气组件包括排气导管802和封盖着排气导管的出口806的排气栅804。排气导管可以具有增大的横截面以降低排出气流的速度。设置有折叠过滤器808(例如HEPA过滤器)，用于在紧接着将带有任何污染物的排出气流排入大气中之前对收集在电动机组件中的任何污染物进行过滤。

作为对每个罐式真空吸尘器500、600使用和操作方式的进一步讨论，显而易见应该与上文相对于第一实施方式的描述相同。因而，不再提供对使用和操作方式的进一步描述。

已经参照几个实施方式描述了本发明。显而易见，在阅读和理解前面详细的描述后他人可以作出修改和替换。想要说明的是所示的实施方式应该被解释为包括所有这样的修改和替换，只要它们落入本发明附加权利要求或等效内容的范围内。

Claims (22)

1.一种家用清洁设备，包括：

具有主抽吸开口的壳体；

气流抽吸源，其安装在所述壳体上并包括抽吸气流进口和抽吸气流出口，所述气流抽吸源选择性地形成并保持空气从所述主抽吸开口经由所述气流进口到所述气流出口的流动；

旋流主体，其由所述壳体支承并与所述主抽吸开口连通，所述旋流主体具有均匀的外周边并包括：

第一级分离器，以及

多个下游第二级分离器，

其中，所述第一级分离器的纵向轴线与所述旋流主体的纵向轴线偏离以容纳所述第二级分离器；

以及连接在所述旋流主体上的集尘杯，所述集尘杯包括：

第一颗粒收集器，其与所述第一级分离器连通用于收集来自所述第一级分离器的尘土颗粒，以及

单独的第二颗粒收集器，其与所述多个下游第二级分离器连通用于收集来自所述第二级分离器的尘土颗粒。

2.如权利要求1所述的家用清洁设备，其特征在于，所述旋流主体的外周边具有恒定半径。

3.如权利要求1所述的家用清洁设备，其特征在于，还包括由所述旋流主体支承的空气歧管，其用于使所述第一级分离器与所述多个第二级分离器流体相连；所述空气歧管包括上导向板和下导向板，所述上导向板和下导向板共同限定了多个分隔的空气管道，其中每个空气管道将一定体积的得到部分清洁的空气大体上沿切向引入每个第二级分离器的进口内。

4.如权利要求1所述的家用清洁设备，其特征在于，还包括多孔管，其布置在所述第一级分离器内用于使所述第一级分离器与所述多个第二级分离器流体相连，所述多孔管的纵向轴线与所述第一级分离器的纵向轴线大体上重合，并偏离所述旋流主体的纵向轴线。

5.如权利要求4所述的家用清洁设备，其特征在于，还包括：

由所述多孔管支承的护罩，以及

连接在所述多孔管和所述护罩当中的其中一个上的层流元件，所述层流元件的至少一部分由所述护罩包围，

其中，所述护罩包括具有第一尺寸的第一部分和具有第二更大尺寸的第二部分，所述护罩的构造使得所述层流元件在所述第一颗粒收集器内居中定位。

6.如权利要求1所述的家用清洁设备，其特征在于，所述第一颗粒收集器包括至少部分地限定了所述第二颗粒收集器的内壁部分，所述内壁部分以如下方式大体上朝向所述第二颗粒收集器弯曲，即所述第一颗粒收集器具有非恒定半径，其中所述集尘杯具有大体上恒定的半径。

7.如权利要求1所述的家用清洁设备，其特征在于，所述第一颗粒收集器和第二颗粒收集器被构造成彼此相互独立地排空。

8.如权利要求1所述的家用清洁设备，其特征在于，所述第一颗粒收集器和第二颗粒收集器被构造成同时地排空。

9.如权利要求1所述的家用清洁设备，其特征在于，所述多个第二级分离器平行布置并安装在所述第一级分离器的径向外侧，每个第二级分离器的最上端大致位于由所述第一级分离器的顶壁所限定的平面上。

10.如权利要求1所述的家用清洁设备，其特征在于，所述第二颗粒收集器至少部分地由所述第一级分离器的壁和所述旋流主体的壁来限定，所述多个下游分离器由所述旋流主体的所述壁环绕。

11.如权利要求1所述的家用清洁设备，其特征在于，所述第一级分离器的壁和所述旋流主体的壁一起至少部分地限定了所述第二颗粒收集器。

12.如权利要求11所述的家用清洁设备，其特征在于，所述旋流主体壁包括侧壁开口，其允许清除被收集在所述第二颗粒收集器内的灰尘颗粒。

13.如权利要求1所述的家用清洁设备，其特征在于，每个第二级分离器大体上为截头圆锥形，其中所述多个第二级分离器当中的其中一个的上端的直径与所述多个第二级分离器当中的相邻一个的上端的直径不同。

14.如权利要求1所述的家用清洁设备，其特征在于，还包括连接在至少一个第二级分离器上的尘土阻挡元件，其中所述至少一个第二级分离器的下端和所述尘土阻挡元件的下表面相对于所述至少一个第二级分离器的纵向轴线大体上成锐角地倾斜，从而允许尘土可以很容易地向下经过所述至少一个第二级分离器并进入所述第二颗粒收集器。

15.一种家用清洁设备，包括：

具有主抽吸开口的壳体；

气流抽吸源，其安装在所述壳体上并包括抽吸气流进口和抽吸气流出口，所述气流抽吸源选择性地形成并保持空气从所述主抽吸开口经由所述气流进口到所述气流出口的流动；

旋流主体，其安装在所述壳体上并与所述主抽吸开口连通，所述旋流主体包括：

第一级分离器，以及

多个第二级分离器，其中所述第二级分离器中的其中一个的上端的直径大于所述第二级分离器中的其中另一个的上端的直径；

以及集尘杯，其连接在所述旋流主体上，用于收集被分离的尘土颗粒。

16.如权利要求15所述的家用清洁设备，其特征在于，所述第一级分离器的纵向轴线偏离旋流主体的纵向轴线，以在所述旋流主体内限定出用于封装所述第二级分离器的空间。

17.如权利要求16所述的家用清洁设备，其特征在于，所述集尘杯的纵向轴线偏离所述第一级分离器的纵向轴线，并且还包括在所述集尘杯内居中定位的层流元件。

18.如权利要求15所述的家用清洁设备，其特征在于，所述集尘杯包括：

第一颗粒收集器，其与所述第一级分离器连通用于收集尘土颗粒的第一部分，以及

单独的第二颗粒收集器，其与所述多个第二级分离器连通用于收集尘土颗粒的第二部分，其中所述第一级分离器的壁和所述旋流主体的壁共同至少部分地限定了所述第二颗粒收集器。

19.一种家用清洁设备，包括：

具有主抽吸开口的壳体；

气流抽吸源，其安装在所述壳体上并包括抽吸气流进口和抽吸气流出口，所述气流抽吸源选择性地形成并保持空气从所述主抽吸开口经由所述气流进口到所述气流出口的流动；

旋流主体，其由所述壳体支承并与所述主抽吸开口连通，所述旋流主体具有纵向轴线，并包括：

第一旋流分离级，其纵向轴线偏离所述旋流主体的纵向轴线，以及

第二旋流分离级，其与所述第一旋流分离级间隔开；

集尘杯，其连接在所述旋流主体上，所述集尘杯的纵向轴线偏离所述第一旋流分离级的纵向轴线；

多孔管，其布置在所述第一旋流分离级内用于使所述第一旋流分离级与所述第二旋流分离级流体相连，所述多孔管的纵向轴线与所述第一旋流分离级的纵向轴线重合；以及

层流元件，其连接在所述多孔管上，所述层流元件在所述集尘杯内居中定位。

20.如权利要求19所述的家用清洁设备，其特征在于，所述第二旋流分离级包括多个第二级分离器，每个第二级分离器大体上为截头圆锥形，其中所述第二级分离器中的其中一个的上端的直径与所述第二级分离器中的其中另一个的上端的直径不同。

21.一种家用清洁设备，包括：

具有主抽吸开口的壳体；

气流抽吸源，其安装在所述壳体上并包括抽吸气流进口和抽吸气流出口，所述气流抽吸源选择性地形成并保持空气从所述主抽吸开口经由所述气流进口到所述气流出口的流动；

旋流主体，其由所述壳体支承并与所述主抽吸开口连通，所述旋流主体包括：

上游第一旋流分离器，其用于使尘土从载有尘土的空气中分离，所述第一分离器形状大体上为截头圆锥形，并包括脏空气进口、顶壁和侧壁，和

至少一个下游第二旋流分离器，其使残留的尘土颗粒从空气中分离；以及

连接在所述旋流主体上的集尘杯，所述集尘杯包括：

第一颗粒收集器，其位于所述第一分离器下面并与所述第一分离器连通用于收集由所述第一分离器所分离的尘土颗粒，所述第一颗粒收集器包括侧壁，以及

第二颗粒收集器，其与所述至少一个第二分离器连通用于收集由所述至少一个第二分离器所分离的尘土颗粒，其中所述第一分离器侧壁的一部分和所述第一颗粒收集器侧壁的一部分共同至少部分地限定了所述第二颗粒收集器，所述第二颗粒收集器具有非恒定的半径。

22.如权利要求21所述的家用清洁设备，其特征在于，所述第一分离器侧壁具有外表面和内表面，其中所述侧壁的所述外表面构成了所述壳体的外表面的至少一部分。

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