CN101730495B - 旋流式通用真空装置 - Google Patents

Abstract

一种具有多个清洁级的真空吸尘器，包括第一旋流级和与第一旋流级分隔的第二旋流级。壳体限定出与第一旋流级连通的第一颗粒收集器。第一颗粒收集器包括开口。可取下的盖封盖颗粒收集器开口。与第二旋流级连通的第二颗粒收集器可以与盖一起被取下。空吸式电动机由壳体支承。空吸式电动机形成并维持空气穿过真空吸尘器的流动。

Description

旋流式通用真空装置

相关申请的交叉引用

本申请要求以在2007年5月15日提交的美国临时专利申请No.60/930,266和在2007年7月26日提交的美国临时专利申请No.60/932,298作为优先权。每个临时专利申请在此全部引入作为参考。

背景技术

本发明涉及真空吸尘器。更具体地，本发明涉及一种旋流式通用真空吸尘器(cyclonic utility vacuum cleaner)，其用于在例如湿润/干燥的房间、车间、车库的各种地表面中抽吸灰尘、干湿碎屑和液体。然而，应该认识到，所公开的通用真空吸尘器也可以使用在住宅中的由瓷砖、地毯、木板或油毡所覆盖的地板表面上。

在现代家庭中相当常见的是两种真空吸尘器；一种适用于利用真空打扫地板和地毯，例如立式真空吸尘器或罐式真空吸尘器；另一种用于相对重负荷的清洁任务，例如通用真空吸尘器。

通用真空吸尘器(也被称为干式/湿式真空装置)通常用在地下室、车库和/或车间来执行相对重载的清洁任务。常规的现有技术中的通用真空吸尘器具有相当大的存储容器或罐以及沿其顶部安装的电动机和风扇组件。在许多这样的单元中，圆筒形的、折叠一次性过滤器装配在作为电动机壳体进气口的多孔圆柱形管上。通过软管与容器相连的喷嘴起到将各种材料吸入容器内的作用。然而，在恶劣条件下利用真空进行作业之后，过滤器会很快被碎屑或类似物质堵塞。这样降低了空气流动，并阻碍了干式/湿式真空吸尘器的有效运行，从而必须频繁手动清洁过滤器的表面，或者更换为新的过滤器。

因而，本发明涉及一种新的改进的湿式/干式真空吸尘器，其具有克服现有技术设计中的某些难点的两级旋流式空气流动设计，同时提供更好和更有利的总体效果。

发明内容

根据本发明的一方面，一种具有多个清洁级的真空吸尘器包括第一旋流级和与第一旋流级分隔的第二旋流级。壳体限定出与第一旋流级连通的第一颗粒收集器。第一颗粒收集器包括开口。可取下的盖封盖颗粒收集器开口。与第二旋流级连通的第二颗粒收集器可以与盖一起被取下。空吸式电动机由真空吸尘器支承。空吸式电动机形成并保持空气穿过真空吸尘器的流动。

根据本发明的另一方面，一种两级旋流式通用真空吸尘器包括用于在其中收集得到分离的污染物的第一颗粒收集器。第一颗粒收集器包括上开口。可取下的盖封盖第一颗粒收集器开口。旋流组件安装在盖上。该旋流组件包括与第一颗粒收集器连通的第一上游旋流级，以及包括第二下游旋流级。第二颗粒收集器与第二旋流级连通。旋流组件可以与盖一起从第一颗粒收集器上被取下。空吸式电动机由通用真空吸尘器支承。空吸式电动机形成并保持空气穿过通用真空吸尘器的流动。

根据本发明的另一方面，一种多级旋流式通用真空吸尘器包括具有排放开口的液体容纳罐。吸尘器主体由液体罐支承。该吸尘器主体包括用于使尘土与载有尘土的空气分离的第一上游旋流分离器级，以及包括第二下游旋流分离器级。第二级包括用于使残留尘土颗粒与已经通过第一分离器级得到部分清洁的空气相分离的多个下游旋流分离器。空吸式电动机由液体罐支承，以形成并保持空气穿过通用真空吸尘器的流动。第一进口管道与液体罐连通。第二进口管道与吸尘器主体连通。出口管道具有与液体罐连通的进口端，以及具有与吸尘器主体和空吸式电动机中的其中一个相连通的出口端。

根据本发明的另一方面，一种具有多个清洁级的真空吸尘器包括限定了颗粒收集器的壳体。所述颗粒收集器包括开口。可取下的盖封盖着颗粒收集器开口。可取下的盖包括外壁。旋流级与颗粒收集器连通。可取下的盖的外壁至少部分地限定了旋流级。空吸式电动机由壳体支承。空吸式电动机形成并保持空气穿过真空吸尘器的流动。

通过阅读和理解下文的详细描述将会清楚地了解到本发明的其他方面。

附图说明

本发明在某些部件以及部件的布置表现为物理形式，并且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是现有技术的通用真空吸尘器的透视图。

图2是图1所示的现有技术的通用真空吸尘器的局部横截面图。

图3是根据本发明一方面的通用真空吸尘器的后透视图。

图4是图3所示的通用真空吸尘器的前透视图。

图5是图3所示的通用真空吸尘器的分解透视图。

图6是图3所示的通用真空吸尘器的俯视图。

图7是大体上沿图6中的线A-A截取的、图3所示通用真空吸尘器的横截面图。

图8是大体上沿图6中的线C-C截取的、图3所示通用真空吸尘器的横截面图。

图9是沿图6中的线D-D截取的、图3所示通用真空吸尘器的横截面图。

图10是根据本发明另一方面的通用真空吸尘器的透视图。

图11是图10所示的通用真空吸尘器的分解透视图。

图12是图10所示的通用真空吸尘器的第一横截面图。

图13是图10所示的通用真空吸尘器的第二横截面图。

图14A和14B是图10所示的通用真空吸尘器的进气门处于第一位置和第二位置时的放大局部顶视图。

图15和16是从不同方向上绘制的、根据本发明另一方面的通用真空吸尘器的相应透视图。

图17是图15和16所示的通用真空吸尘器的分解透视图。

图18是根据本发明另一方面的通用真空吸尘器的分解透视图。

图19是根据本发明另一方面的通用真空吸尘器的分解透视图。

具体实施方式

当然应该认识到，在此的描述和附图仅仅是示例性的，并且在不脱离直接的公开内容的前提下可以对所公开的结构作出多种修改和变化。在几幅视图中同样的附图标记代表同一部件。还将认识到，在此公开的通用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，并且不应该被认为是限制本发明。

图1和2表示现有技术中的通用真空吸尘器10。该吸尘器大体上包括碎屑收集罐12、安装在罐的上部的可取下的盖14、连接在罐的下部用于允许真空吸尘器沿底下的表面移动的小脚轮16、进气真空软管18、电源开关20和具有插头22的电源线。电动机和风扇组件30安装在盖14上。电动机和风扇组件包括电动机32和可操作地布置在叶轮壳体36内的叶轮34。电动机和风扇组件用于产生真空，该真空拖动空气穿过圆柱形的折叠一次性过滤器40进入叶轮壳体的底部中心。当载有碎屑的空气42被牵引穿过进气真空软管18时，其与撞击隔板44接合，由此密集的碎屑与气流分离并下落成以附图标记46表示的、位于收集罐12底部的碎屑堆48。部分得到清洁的空气进入过滤器40，其截获大多剩余的灰尘颗粒。得到清洁的空气50从出口52排出。

如上所述，在操作过程中，灰尘颗粒聚集在过滤器40的外表面上。这样降低了空气流动并阻碍了通用真空吸尘器的有效性，从而必须频繁手动清洁过滤器的表面或更换新的过滤器。可以通过拧下蝶形螺母60、拆下罩62并随后使污染的过滤器从过滤器壳体64上滑下，来更换过滤器。然后，新的过滤器被安装在其所在位置。

现在参照本发明，其中附图仅示出一种实施方式并且不是要限制本发明，图3和4表示双级旋流式通用真空吸尘器100。吸尘器100包括吸尘器主体110和限定了用于在其中收集被分离污染物的第一颗粒收集器、容器或罐112的一个壳体。罐的下部114可以安装在底部(未示出)上，所述底部在其下表面具有多个小脚轮(未示出)，用于使吸尘器100能够很容易沿下面的表面移动。备选地，多个小脚轮可以定向安装在罐的下部。罐112的上部116包括由可取下的盖122所封盖的开口118。盖可以经由任何常规方式(例如一个或多个在上面的中央闩锁或类似装置)来紧固到罐上。

为了避免发生与通用真空吸尘器所用的常规折叠式过滤器相关的问题(例如，在恶劣条件下利用真空进行处理之后，折叠过滤器很快由碎屑阻塞进而导致气流减小)，旋流组件120安装在盖122上，以使尘土从载有尘土的空气中分离。旋流组件包括定位在盖的顶部、并在盖开口128(图7)上方的第一过滤级或旋流部件124。盖具有外壁126和向下延伸的凸缘或侧缘130，其尺寸被设计成可装配在罐112的上部116的外表面上。外壁至少部分地以下述方式限定第一旋流部件124，即旋流组件120可以构成吸尘器100的外表面的至少一部分。尽管如此，这一点不是必须的。设置至少一个加强元件或角撑板134，以进一步增加第一旋流组件120的强度和稳定性。特别地，在所示实施方式中，多个间隔的加强元件134在盖122与第一旋流部件124之间延伸。这样提供了克服垂直偏转力影响的附加稳定性，并保持盖与第一旋流部件之间处于大体上垂直的关系。盖可以由适当的常规材料(例如塑料或金属)制成。

参照图3和5，通过在吸气口形成吸力以及在排气口形成排出力，由液槽支承的空吸式电动机140产生清洁操作所需的抽吸气流，并保持空气穿过通用真空吸尘器的流动。空吸式电动机靠近第一旋流部件124被容纳在电动机壳体142内，所述电动机壳体可拆除地固定在盖122上并且可以与盖122一起被取下。空吸式电动机安装在电动机支架144上。处于组装位置的垫圈146对电动机壳体的下部进行密封。空吸式电动机140具有与排气格栅150流体连通的排气口，所述排气格栅150覆盖位于电动机壳体142的壁上的排气开口152。如果需要的话，可以设置末级过滤器组件，用于在具有任何污染物(其可能在空吸式电动机内获取)的排出气流排入大气内的前一时刻对其进行过滤。另一方面，空吸式电动机的进气口与吸尘器主体112流体连通以在其中产生吸力。线缆卷轴装置(未示出)可以安装在吸尘器主体110上。线缆卷轴可以由弹簧加载或手动操作。

如图7-9所示，第一旋流部件124可以包括大体上截头圆锥形的第一级旋流分离器160。第一级分离器包括脏空气进口管道162、顶壁164和具有外表面和内表面的侧壁166。第一旋流部件的至少一部分安装在可取下的盖上，这样可以很容易对第一旋流部件进行维护。在所示实施方式中，盖122的外壁126限定了第一旋流部件，具体而言是第一级分离器的侧壁166的至少一部分；尽管如此，这不是必需的。这样可以降低吸尘器主体的重量和制造成本。

进口管道162与导管170流体连通，该导管170与吸气软管和喷嘴(未示出)相连以抽吸来自待清洁地面的灰尘、碎屑和其他污染物。分离器160的脏空气进口管道162横截面大体上为矩形。应该认识到，导管和管道中的至少一个可以具有可变尺寸，以允许通过文丘里效应(venturi effect)使气流被吸入第一级分离器160内，这样增大气流的速度并在分离器中形成增强的真空。

进入第一级分离器160内的气流沿着切线方向，从而引起涡流式的旋流或回旋流。这种涡流在第一级分离器内由顶壁164向下导向。在第一级分离器160中的旋流作用清除了吸入气流中所夹带的大部分尘土和灰尘，并促使尘土和灰尘沉积在罐112的下部114。

继续参照图8和9，多孔管184使第一旋流部件124与旋流组件的第二过滤级或旋流部件180流体相连。多孔管可以由盖122支承并且可拆除地布置在第一级分离器160内，并沿第一级分离器的纵向轴线从分离器的顶壁164纵向延伸。在本实施方式中，多孔管184具有与第一级分离器160的纵向轴线重合并偏离罐的纵向轴线的纵向轴线。多孔管184包括大体上的圆柱形部分186。多个开口或穿孔188沿圆柱形部分的一部分圆周进行布置。这些开口被用于清除流入多孔管内的气流中的线和纤维。

正如所料，多孔管184内的开口188的直径和那些开口的数量直接地影响发生在罐内的过滤过程。同时，附加开口导致更大的总开口面积，并由此降低了通过每个开口的气流速率。因此，更小的压降并且更轻的灰尘和尘土不太可能阻塞开口。开口188作为第一级分离器160的出口，从而使得到部分清洁的流体可以进入第二旋流部件180。应该认识到，圆柱形部分186可以具有可变尺寸，这样通过文丘里效应可使气流被吸入多孔管184内，其提高气流流过多孔管的速度并在开口188内形成增强的真空。例如，圆柱形部分可以包括递减的横截面面积。

多孔管的上端190可拆除地安装在从第一级分离器160的顶壁164向下延伸的开口嘴194上。特别地，多孔管的上端的内径比开口嘴的外径更大，使得开口嘴容纳在上端中。这两个元件可以通过所示的带槽开口、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第一旋流部件124上被取下。

护罩200连接在多孔管184的下封闭端196上，用于阻止已经落在第一级分离器160的下端202以下的灰尘和尘土颗粒向上流动。护罩具有向外扩张部分206和从扩张部分向下延伸的凸缘208。在图7-9中最清楚地示出，护罩(尤其是向外扩张部分的端部)的直径大于分离器下端202的直径，并且罐112的内径基本上大于分离器下端的直径。这样防止因气流从罐112向多孔管184的开口188的流动而携带尘土。护罩200的扩张部分206与盖122大体上平行，并与盖一起限定了第一空气通道210。护罩凸缘208与罐112的侧壁212大体上平行，并与罐的侧壁一起限定了第二空气通道214。第一和第二空气通道将空气从第一级分离器160引向罐。第一空气通道和第二空气通道可以具有用于保持空气流动速度的基本上恒定容积。同时，第一空气通道的容积可以大致等于第二空气通道的容积。

层流元件(例如一个或多个导流片或翅片220)可以安装在多孔管184的封闭下端196。层流元件的至少一部分由护罩200围绕。层流元件大体上沿多孔管的纵向轴线延伸，并部分地伸入罐112内。如图8和9所示，所示导流片220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件构成的十字叶片组件。应该认识到，导流片220并不局限于图8和9所示的构造，而是可以被形成多种形状。例如，如果使用叶片，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，还可以想到其他设计。这些设计包括以相互正交之外的其他角度进行定向的叶片或采用多于两组叶片。这些导流片会有助于灰尘和尘土颗粒从多孔管下端196与罐112的底壁224之间的气流中落下。

再次参照图3，8和9，多孔管184的上端或出气口190与布置在罐112的外侧并位于第一级分离器160上方的空气歧管232的进气口部分230流体连通。空气歧管包括上导向板234和下导向板236。这些导向板将从罐112流出并穿过多孔管184的部分得到清洁的空气引向第二旋流部件180。

上导向板234可以设置在外盖单元240下方并包括壁242。外盖单元可以得到铰接以提供清洁第二旋流部件180用的入口。大体上弧形的凸缘244从壁242向外延伸，其构成歧管进气口部分230的一部分。多个排气导向管250位于壁242上。如图8和9所示，每个排气导向管250具有大体上圆柱形的形状并从上导向板234向下突出。排气导向管将从第二旋流部件180排出的清洁空气引向外盖单元240。每个排气导向管可以包括层流元件以阻止空气在排气管内循环。如图3所示，层流元件可以是大体上十字形的导流片252。然而，应该认识到，还可以想到其他形状。导流片的一部分从每个排气导向管的最下端向第二旋流部件180的内部突伸出预定距离。导流片在沿其长度的任何点处的横截面大体上为十字形。

通过从壁260向上延伸的大体上连续的外周阻隔件258，下导向板236与上导向板234隔开。阻隔件抵靠着壁242的下表面和凸缘244以限定出从歧管进气口部分230到第二旋流部件180的空气通道。

再次参照图5，8和9，第二旋流部件的至少一部分安装在盖上。在所示实施方式中，第二旋流部件180可以通过盖122支承并与盖122一起被取下。这样使第二旋流部件很容易得到维修。第二旋流部件包括多个间隔开的截头圆锥形的下游第二级旋流分离器270。下游分离器270可以平行布置并且可以安装在第一旋流部件124径向外侧的空气歧管232上。在所示实施方式中，如图9所示，下游分离器270从下导向板236的壁260向下突出，使得每个下游分离器的最上端272大致位于与由第一级分离器160的顶壁164所限定的相同平面上。每个下游分离器270包括脏空气进口274，其与由导向板234限定的独立空气管道276和导向板236的阻隔件258中的其中一个流体连通，所述空气管道和导向板至少部分地环绕每个下游分离器270的脏空气进口274。每个歧管空气管道276将部分得到清洁的空气体积大体上成切线地引向每个第二级分离器270的进口274。这样引起涡流型旋流或回旋流。由于下游分离器的顶端由壁260的下表面阻塞，因此所述涡流在下游分离器中被引导向下。每个第二级或下游分离器270可以具有这样的尺寸关系，即其上端的直径是其下端直径的三倍。这种关系被证明提高了旋流分离的效率。

再次参照图8和9，每个下游分离器270包括具有连接元件282和尘土阻隔板284的尘土阻隔元件280。连接元件安装在每个下游分离器270的下端286。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。尘土阻隔板284连接在连接元件的下部，以与每个下游分离器的颗粒出口290隔开预定距离。尘土阻隔板使尘土偏移并还防止从旋流装置中排出的尘土再次进入旋流装置内。第二独立颗粒收集器或尘土收集容器300(在本实施方式中)可拆除地连接在下导向板236上并防止已经落入灰尘收集容器内的尘土被再次夹带到从每个下游分离器排出的清洁空气内。每个第二级分离器270的下端286和尘土阻隔板284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。这种构造使灰尘可以很容易地向下穿过颗粒出口290并进入尘土收集容器300内，从而降低了颗粒出口区域中灰尘聚集和引起阻塞的危险。

如上所述，由每个下游分离器270分离的灰尘被收集在独立尘土收集容器300内，该容器在本实施方式位于罐盖122上方并且可以与罐盖一起被取下。因而，罐112和尘土收集容器300完全相互分离，使得其中一个中的气流不会影响另一个中的气流。这样进一步提高了吸尘器主体的尘土收集效率。

参照图3，至少部分地包围或环绕着多个下游分离器270的尘土收集容器包括侧壁302和底壁304。侧壁302包括可以清除容器中所收集灰尘颗粒的开口306。在所示实施方式中，开口外盖310可拆除地连接在侧壁上。外盖的一部分可以由透明材料制成，使得可以看到尘土收集容器300中存在的灰尘。密封件(未示出)可以绕外盖310装配以在外盖与侧壁302之间形成密封。可以采用铰链和闩锁组件(未示出)将外盖安装在侧壁上。应该认识到，可以构想用于清除由下游分离器270所分离尘土的备选装置。例如，抽屉(未示出)可拆除地容纳在开口306内，用于收集被分离的尘土颗粒。抽屉可以包括把手或用于使使用者可以抓住抽屉并从尘土收集容器300中取出抽屉从而使得其中收集的尘土得到清空的类似装置。可以采用常规闩锁组件将抽屉保持在关闭位置。侧壁在直径方向上与侧壁开口306相对的部分316朝向尘土收集容器300弯曲，使得尘土收集腔可以与第一级分离器160的壁166匹配。

如前所示，在从第二旋流部件180排出的清洁空气被排向独立过滤级或过滤器组件320之前，每个排气导向管250将其引入到外盖单元240。过滤器组件位于第二旋流部件180的下游以及空吸式电动机140的上游。如图3和7所示，可以由盖122支承并可以与其一起被取下的过滤器组件包括可拆除地固定在底部压力通风系统324上的顶部压力通风系统322。压力通风系统限定了用于在其中容纳过滤器元件330的封罩。顶部压力通风系统的进气口连接在外盖单元240上。顶部压力通风系统使来自下游分离器270的清洁空气流动集中，并引导清洁空气穿过过滤器元件330，以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324使来自过滤器元件330的清洁空气流集中，并将清洁空气流汇入电动机和风扇组件140的进气口。

在该实施方式中，披露了一个两级过滤器元件330。其可以包括至少一个泡沫过滤器。这种泡沫过滤器可以是具有至少部分地容纳在底部压力通风系统324中的粗糙泡沫层332和细泡沫层334的复合组件。如果需要的话，这两个泡沫层可以通过常规装置相互固定。通过从底部压力通风系统取下顶部压力通风系统，而很容易地对所述两级过滤器元件330进行维修。例如，顶部压力通风系统322可以得到铰接以提供清洁过滤器元件330的入口。备选地或另外地，可以采用折叠过滤器。

在操作中，通过相对于分离器160的侧壁166切向定向的脏空气进口管道162，夹带灰尘的空气进入上游的第一旋流分离器160。空气随后绕分离腔旋流式地前进，其中通过离心力使空气中夹带的许多颗粒和液体沿分离腔160的侧壁的内表面行进并通过重力脱离旋转气流。这些颗粒集中在罐112的底壁224上。然而，相对较轻的细尘土承受更小的离心力。因而，在罐112的底部附近循环的空气流中会包含细尘土。由于十字叶片220延伸到罐112的底部，因此循环的气流撞击叶片组件并阻止进一步旋转，由此形成层流。另外，如果需要的话，层流元件(不可见)可以从罐壁212的底部向内延伸，这样进一步防止空气在罐的底部旋转。因此，也会使空气中夹带的大部分细尘土落下。

部分得到清洁的空气穿过多孔管184的开口188行进。部分得到清洁的空气随后穿过安装在多孔管上方的空气歧管232行进，并进入第二旋流级的截头圆锥形下游旋流分离器270。在那里，空气沿几个旋流分离器的内表面发生旋流或螺旋下降，以使残留细灰尘分离出来。此时得到双重清洁的空气穿过排气导向管250向上流动并进入外盖单元240。导流片252促使空气流过每个排气导向管以呈现层流。在下游旋流分离器中得到分离的细灰尘积聚在尘土收集容器300内。清洁空气流出外盖单元240进入顶部压力通风系统322内，并穿过两级过滤器组件330而进入底部压力通风系统324内。底部压力通风系统与电动机和风扇组件140的空气进口流体连通。清洁后的空气通过覆盖着位于电动机壳体142上的排气开口152的排气格栅150被排入大气。

罐112和收集容器300被构造成彼此相互独立地进行排空。这样使得在罐排空的过程中以及真空吸尘器维修的过程中引入周围空气内的细尘土量最小化。特别地，为了排空收集在罐112内的灰尘，盖122与罐拆开，使得罐可以倾斜以排空其中的内容物。为了排空收集在收集容器300内的灰尘，外盖310被打开，使得例如通过拉动存放尘土的抽屉(未示出)而使容器被排空。为了减少在收集容器300排空过程中可能会被引入大气内的细尘土量，收集容器可以包括常规的尘土吸收材料。备选地，为了排空，收集在容器300内的灰尘可以被转移到罐112内。

应该认识到，大多的碎屑或灰尘将在第一旋流清洁级中被分离出来，并被收集在罐112内。这就是为什么罐112比第二级容器300要大的多的原因。同时，罐112有可能必须比收集在容器300内的碎屑更频繁地得到排空。必须指出，第二颗粒收集器可以被排空到第一颗粒收集器。在该设计中，盖122作为第二颗粒收集器的底部。可以利用倾倒门将第二颗粒收集器排空到第一颗粒收集器内。还可以通过按钮或杠杆使门致动。

与上述实施方式类似，在图10-13中示出了旋流式通用真空吸尘器500(具体为湿式/干式通用真空吸尘器)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(例如旋流组件120由附图标记120’表示)，并且新的附图标记代表在附加实施方式中的新部件。

参照图10-13，吸尘器500包括壳体或液体罐512和至少部分地容纳在由液体罐所限定的腔520内的吸尘器主体514。液体罐512形状大体上可以是圆柱形；尽管如此，也可以构思出罐的备选的构造。液体罐包括侧壁522、底壁524和顶壁526。顶壁包括尺寸被设计成至少部分地容纳吸尘器主体514的腔开口530。液体进口管道532至少部分地延伸穿过位于罐顶壁526上的第一开口534。管道包括进口部分536，其与常规软管和喷嘴组件(未示出)选择性连通，用于从待清洁表面以及延伸到腔520内的出口部分538吸入液体和湿碎屑。液体罐可以由适当的常规材料(例如塑料或金属)制成。

如图11所示，吸尘器主体514包括用于在其中收集被分离污染物的第一颗粒收集器、贮藏器或罐550。在所示实施方式中，液体罐512的纵向轴线大体上与贮藏器550的纵向轴线重合；尽管如此，这一点不是必须的。容器的开口上部由可取下的盖552封盖。盖可以通过任何常规装置(例如一个或多个中心以上的闩锁或类似装置)固定在容器上。盖具有向下延伸的凸缘或侧缘554，其尺寸被设计成压靠在液体罐顶壁526上。在该位置，贮藏器550悬挂在腔520的上部中。盖552可以通过任何常规方式被紧固在顶壁526上。

与之前的实施方式类似，旋流组件120’安装在盖552上，并包括位于盖顶部并在盖开口574上方的第一旋流部件122’。旋流组件可以与盖一起从罐上被取下。盖552的外壁至少部分地限定第一旋流部件。盖的侧缘554的尺寸被设计成装配在贮藏器550的上部外表面上。可以设置至少一个加强元件或角撑板576，以进一步增加旋流组件120’的强度和稳定性。盖可以由适当的常规材料(例如塑料或金属)制成。

参照图11和12，空吸式电动机140’由吸尘器500支承。通过在吸气口形成吸力以及在排气口形成排出力，空吸式电动机产生清洁操作所需的抽吸气流。空吸式电动机靠近第一旋流部件122’地被容纳在电动机壳体142’内，所述电动机壳体可拆除地固定在盖552上并且可以与盖552一起被取下。电动机排气口与排气格栅150’流体连通。另一方面，空吸式电动机进气口与液体罐512和吸尘器主体514中的其中一个流体连通，以在其中产生抽吸力。

第一旋流部件122’可以包括大体上截头圆锥形的第一级旋流分离器160’。第一级分离器包括脏空气进口管道162’、顶壁164’以及具有外表面和内表面的侧壁166’。进口管道162’与导管600流体连通，所述导管连接在吸气软管和喷嘴(未示出)上，用于从待清洁表面吸入灰尘、碎屑和其他污染物。如果需要的话，脏空气进口管道横截面大体上可以为矩形。

进入第一级分离器160’内的气流沿着切线方向，从而引起涡流式旋流或回旋流(vortex-type cyclonic or swirling flow)。这种涡旋流动在第一级分离器内被顶壁164’向下导向。在第一级分离器中的旋流作用清除了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贮藏器550的下部。

继续参照图11和12，多孔管184’使第一旋流部件122’与旋流组件的第二旋流部件180’流体相连，用于清除流入多孔管内的气流中的线和纤维。多孔管可拆除地布置在第一级分离器160’内，并从分离器的顶壁164’纵向延伸。多孔管作为第一级分离器160’的出口，从而使得到部分清洁的流体可以进入第二旋流部件180’内。

护罩200’连接在多孔管184’的下封闭端196’上，用于阻止已经落在第一级分离器160’以下的灰尘和尘土颗粒向上流动。层流元件(例如一个或多个导流片或翅片220’)可以安装在多孔管上。层流元件大体上沿多孔管的纵向轴线延伸并部分地延伸进入贮藏器550内。这些导流片有助于使灰尘或尘土颗粒脱离多孔管下端196’与贮藏器550的底壁610之间的气流。

再次参照图11，多孔管184’的上端或空气出口190’与位于第一级分离器90上方的空气歧管232’的进气口部分230’流体连通。空气歧管包括上导向板234’和下导向板236’。这些导向板将从贮藏器550流出并穿过多孔管184’的得到部分清洁的空气引向第二旋流部件180’。

上导向板可以设置在外盖单元240’下方。外盖单元可以得到铰接以提供第二旋流部件的入口用于清洁。多个排气导向管250’位于上导向板上。排气导向管将从第二旋流部件180’排出的清洁空气引向外盖单元240’。每个排气导向管可以包括层流元件252’以阻止空气在排气管内循环。上导向板和下导向板共同限定了从歧管进气口部分230’到第二旋流部件180’的空气通道。

另外参照图13，第二旋流部件180’包括多个间隔开的截头圆锥形的下游第二级旋流分离器270’。下游分离器可以平行布置并且可以安装在第一旋流部件122’径向外侧的空气歧管232’上。每个下游分离器包括脏空气进口274’。歧管将部分得到清洁的空气体积大体上成切线地引向每个第二级分离器270’的脏空气进口。这样产生了向下的涡流式旋流或回旋流。

由每个下游旋流分离器270’分离的污染物被收集在第二分离颗粒收集器或尘土收集容器300’内，从而降低了灰尘集中在颗粒出口区域并引发堵塞的危险。位于容器盖552上方的尘土收集容器可拆除地连接在下导向板236’上。尘土收集容器还可以与盖552一起被取下。参照图11和13，尘土收集容器至少部分地包围或环绕多个下游分离器270’。开口外盖310可拆除地连接在尘土收集容器300’上。

如在前所示，在从第二旋流部件180’排出的清洁空气被排向过滤器组件320’之前，每个排气导向管250’将其引入到外盖单元240’。如图11和12所示，过滤器组件包括可拆除地固定在底部压力通风系统324’上的顶部压力通风系统322’。顶部压力通风系统使来自下游分离器270’的清洁空气流集中，并引导清洁空气穿过过滤器元件330’，以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140’的进气口。可以设置密封件620，以在底部压力通风系统与电动机和风扇组件之间形成密封。

根据吸尘器500的操作，进气关闭元件或进气门630来选择性关闭导管600和液体进入导管532中的其中一个。特别地，在“仅湿条件”操作中，可移动或通过铰链安装在吸尘器主体514和盖552中的其中一个上的进气门630(图14B)是位于导管600的进气口上方。这样可防止空气直接流入第一旋流部件122’内。灰尘、液体和湿的污染物穿过液体进口管道532流入液体罐512的腔520内。液体和湿的污染物收集在液体罐的底壁524上。下文将参照“仅干条件”操作更详细描述的是，夹带灰尘的空气通过出口管道632流出腔520，所述出口管道至少部分地延伸穿过位于罐顶壁526上的第二开口634。如图10和11所示，出口管道632包括与腔520连通的进口部分636和与第一旋流部件122’(或通向第一旋流分离器的进口)连通的出口部分638。设置浮子640，以在腔内液体水位达到预定极限时堵塞进口部分636。因而，可防止液体从液体罐512发生倒流。

在“仅干条件”操作中，进气门630(图14A)位于液体进口管道532的进口部分536之上方。夹带灰尘的空气穿过脏空气进口管道162’进入上游的第一旋流分离器160’。空气随后绕分离腔旋流式前进，其中通过离心力迫使空气中夹带的许多颗粒和液体沿分离器160’的侧壁的内表面行进并通过重力脱离旋转气流。这些颗粒集中在贮藏器550的底壁524上。得到部分清洁的空气穿过多孔管184’行进。得到部分清洁的空气随后穿过安装在多孔管上方的空气歧管232’行进，并进入第二旋流级的截头圆锥形下游旋流分离器270’。在那里，空气沿几个旋流分离器的内表面发生旋流或螺旋下降以使残留细灰尘分离出来。此时得到两次清洁的空气穿过排气导向管250’向上流动并进入外盖单元240’。在下游旋流分离器中分离的细灰尘积聚在尘土收集容器300’内。清洁后的空气流出外盖单元进入顶部压力通风系统322’内，并穿过两级过滤器组件330’进入底部压力通风系统324’内。底部压力通风系统与电动机和风扇组件140’的空气进口流体连通。清洁后的空气通过电动机壳体142’的排气格栅150’被排入大气。

为了排空液体罐，可移去的插塞650位于罐的壁522的下部上并选择性关闭其中的开口652。与之前的实施方式类似，贮藏器550和收集容器300’可以彼此相互独立地被排空。这样降低了使容器排空过程以及真空吸尘器维修过程中被引入周围空气内的细尘土量。为了排空收集在贮藏器550内的灰尘，盖552与容器可拆开，使得容器可以倾斜以排空其中的内容物。为了排空收集在收集容器300’内的灰尘，外盖310’被打开，以使得例如通过拉出存放尘土的抽屉而使容器被排空。备选地，为了排空，收集在容器内的灰尘可以被转移到贮藏器550内。

应该认识到，大多碎屑或灰尘将在第一旋流清洁级被分离出来，并被收集在贮藏器550内。这就是为什么贮藏器550比第二级容器300’大很多的原因。同时，贮藏器550将有可能必须比收集在容器300’内的碎屑更频繁地得到排空。必须指出，第二颗粒收集器可以被排空到贮藏器内。在该设计中，盖552作为第二颗粒收集器的底部。可以利用倾倒门将第二颗粒收集器排空到第一颗粒收集器内。可以通过按钮或杠杆使倾倒门致动。

与第二实施方式类似，在图15-17中示出了旋流式通用真空吸尘器700(具体为湿式/干式通用真空吸尘器)的第三实施方式。由于大多结构和功能与之前的实施方式完全类似，因此具有撇后缀(’)的附图标记指代同一部件(例如旋流组件120由附图标记120’表示)，并且新的附图标记代表在附加实施方式中的新的部件。

参照图15-17，吸尘器700包括液体罐512’和至少部分地容纳在由液体罐所限定的腔520’内的吸尘器主体514’。吸尘器主体514’包括第一颗粒收集器、贮藏器或罐550’，用于在其中收集得到分离的污染物。贮藏器的开口上部由可取下的盖552’封盖。旋流组件120’安装在盖上，并包括位于盖顶部上方的第一旋流部件122’和第二旋流部件180’。液体进口管道710至少部分地延伸穿过位于罐顶壁526’上的第一开口534’。

空吸式电动机140’容纳在可拆除地固定在盖552’上的电动机壳体142’内，并通过在吸气口形成吸力以及在排气口形成排出力而产生清洁操作所需的抽吸气流。空吸式电动机排气口与排气格栅150’流体连通，所述排气格栅覆盖着位于电动机壳体142’的壁上的排气开口。

第一旋流部件122’可以包括大体上截头圆锥形的第一级旋流分离器(不可见)。第一级分离器包括脏空气进口管道162’、顶壁164’以及具有外表面和内表面的侧壁166’。进口管道与导管600’流体连通，所述导管连接在吸气软管和喷嘴(未示出)上，用于从待清洁表面吸入灰尘、碎屑和其他污染物。可拆除的多孔管184’使第一旋流部件与第二旋流部件流体连接。护罩200’连接在多孔管的下封闭端上，用于阻止已经落在第一级分离器下端之下的灰尘和尘土颗粒向上流动。层流元件220’可以安装在多孔管184’的封闭下端上。

多孔管120’的空气出口190’与位于第一级分离器上方的空气歧管232’的进气口部分230’流体连通。空气歧管包括上导向板234’和下导向板236’。两个导向板一起将从贮藏器550’流出并穿过多孔管184’的得到部分清洁的空气引向第二旋流部件180’。第二旋流部件包括多个分隔开的截头圆锥形的下游第二级旋流分离器270’。下游分离器可以平行布置并且可以安装在第一旋流部件122’径向外侧的空气歧管232’上。

位于贮藏器盖552’上方的单独尘土收集容器300’收集通过每个下游分离器270’进行分离的灰尘。至少部分地包围或环绕多个下游分离器270’的尘土收集容器包括开口(不可见)，以清除容器中收集的尘土颗粒。在所示实施方式中，开口外盖310’可拆除地连接在侧壁上。

在从第二旋流部件180’排出的清洁空气被排向过滤器组件320’之前，歧管232’将其引入到外盖单元240’。如图15所示，过滤器组件包括可拆除地固定在底部压力通风系统324’上的顶部压力通风系统720。顶部压力通风系统的进气口连接到外盖单元240’的出气口。顶部压力通风系统收集来自下游分离器270’的清洁空气流，并引导清洁后的空气穿过过滤器元件330’，以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。底部压力通风系统收集来自过滤器元件的清洁空气流，并将清洁空气流动汇入电动机和风扇组件140’的进气口。

进气门630’选择性闭塞液体进口管道710的进口部分(“仅干条件”操作)和导管600’的进口(“仅湿条件”操作)中的其中一个。如图16和17所示，在“仅湿条件”操作中，通过铰链安装在盖552’上的进气门630’是位于导管600’的进气口上。这样防止空气直接流入第一旋流部件122’内。灰尘、液体和湿的污染物穿过液体进口管道710流入液体罐512’的腔520’内。夹带灰尘的空气通过出口管道730流出所述腔，所述出口管道至少部分地延伸穿过位于罐顶壁526’上的第二开口524’。如图15所示，出口管道730包括与腔520’连通的进口部分732以及包括与顶部压力通风系统720直接连通的出口部分734。换句话说，在该实施方式中，在“仅湿条件”结构中不采用旋流分离级。相反地，来自腔520’的空气直接流到过滤器组件320’。

与第二和第三实施方式类似，在图18中示出了旋流式通用真空吸尘器800(具体为湿式/干式通用真空吸尘器)的第四实施方式。由于大多结构和功能与之前的实施方式非常类似，因此具有撇后缀(’)的附图标记代表同一部件(例如旋流组件120由附图标记120’表示)，并且新的附图标记代表其他实施方式中新的部件。

参照图18，吸尘器800包括液体罐812和至少部分地容纳在由液体罐限定的腔820内的吸尘器主体514’。液体进口管道830位于液体罐812的壁832的顶部。吸尘器主体514’可以包括第一颗粒收集器、贮藏器或罐550’，用于在其中收集得到分离的污染物。贮藏器的开口上部由可取下的盖552’封盖。备选地，如图19所示，分离罐不被用于收集得到分离的污染物。替代的是，污染物被收集在液体罐812内，并且盖552’的尺寸被设计成封盖着液体罐的开口上部。

旋流组件120’安装在盖上并包括位于盖顶部的第一旋流部件122’和第二旋流部件180’。通过在吸气口形成吸力以及在排气口形成排出力，可拆除地固定在盖552’上的空吸式电动机140’产生清洁操作所需的抽吸气流。

进气门630’选择性闭塞液体进口管道710的进口部分(“仅干条件”操作)和导管600’的进口(“仅湿条件”操作)中的其中一个。在“仅湿条件”操作中，灰尘、液体和湿的污染物穿过液体进口管道830流入液体罐812的腔820内。为了排空液体罐，可取下的插塞840位于罐的壁832的下部并且选择性关闭其中的开口842。在“仅干条件”操作中，夹带灰尘的空气穿过导管600’流入旋流组件120’。在该实施方式中，在“仅湿条件”构造中不采用旋流分离级。

关于对吸尘器700、800和900的使用和操作方式的进一步论述，相同的部分应该从针对第一和第二实施方式的描述中清楚地了解到。因而，在此不再提供有关使用和操作方式的进一步论述。

已经在此描述了旋流式通用真空吸尘器的几个实施方式。显而易见地，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。需要说明的是，所示的实施方式应该被理解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 (16)

1.一种具有多个清洁级的真空吸尘器，包括：

第一旋流级；

限定出与第一旋流级连通的第一颗粒收集器的壳体，所述第一颗粒收集器包括开口；

用于封盖第一颗粒收集器的开口的可取下的盖；

与第一旋流级相分隔的第二旋流级；

与第二旋流级连通的第二颗粒收集器，所述第二颗粒收集器可以与盖一起从第一颗粒收集器上被取下；以及

由真空吸尘器支承的空吸式电动机，所述空吸式电动机形成并维持着空气穿过真空吸尘器进行流动。

2.如权利要求1所述的真空吸尘器，其特征在于，第一旋流级的至少一部分安装在可取下的盖上。

3.如权利要求1所述的真空吸尘器，其特征在于，第二旋流级的至少一部分安装在盖上。

4.如权利要求1所述的真空吸尘器，其特征在于，第一颗粒收集器和第二颗粒收集器被构造成相互独立地进行排空。

5.如权利要求1所述的真空吸尘器，其特征在于，第一旋流级包括用于使尘土从载有尘土的空气中分离的上游旋流分离器，并且第二旋流级包括多个下游旋流分离器,用于使残留尘土颗粒从已通过第一旋流分离器得到部分清洁的空气中分离。

6.如权利要求5所述的真空吸尘器，其特征在于，还包括沿第一旋流分离器的纵向轴线延伸的多孔管。

7.如权利要求1所述的真空吸尘器，其特征在于，还包括位于第一旋流级和第二旋流级的下游以及位于空吸式电动机的上游的过滤级。

8.如权利要求1所述的真空吸尘器，其特征在于，还包括支承着壳体的外罐，其中所述外罐可以容纳液体并包括液体排放口。

9.一种两级旋流式通用真空吸尘器，包括：

用于在其中收集被分离污染物的第一颗粒收集器，所述第一颗粒收集器包括上开口；

用于封盖第一颗粒收集器的开口的可取下的盖；

安装在盖上的旋流组件，该旋流组件包括与第一颗粒收集器连通的第一上游旋流级以及包括第二下游旋流级；

与第二旋流级连通的第二颗粒收集器，其中旋流组件可以与盖一起从第一颗粒收集器上被取下；以及

由通用真空吸尘器支承的空吸式电动机，所述空吸式电动机形成并维持空气穿过通用真空吸尘器的流动。

10.如权利要求9所述的通用真空吸尘器，其特征在于，还包括与第一颗粒收集器相连通的第一进口管道和包括与旋流组件相连通的第二进口管道。

11.如权利要求10所述的通用真空吸尘器，其特征在于，还包括进气门，其用于选择性地关闭第一进口管道和第二进口管道当中的其中一个。

12.如权利要求9所述的通用真空吸尘器，其特征在于，第一颗粒收集器和第二颗粒收集器被构造成相互独立地排空。

13.如权利要求9所述的通用真空吸尘器，其特征在于，第二旋流级包括多个下游旋流分离器，其用于使残留尘土颗粒从已通过第一旋流级得到部分清洁的空气中进行分离。

14.如权利要求9所述的通用真空吸尘器，其特征在于，还包括：

由盖支承并沿第一旋流级的纵向轴线进行延伸的多孔管，以及

布置在第一颗粒收集器外侧的空气歧管，其中多孔管和空气歧管使第一旋流级与第二旋流级流体相连。

15.如权利要求9所述的通用真空吸尘器，其特征在于，还包括位于旋流组件下游以及空吸式电动机上游的过滤级，该过滤级包括压力通风系统，其限定了用于在其中容置过滤器的外壳。

16.如权利要求9所述的通用真空吸尘器，其特征在于，旋流组件的至少一部分构成通用真空吸尘器的外表面。

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