CN102202551A - 真空清洁过滤装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及真空清洁领域，特别是例如在过滤袋中收集由气体夹带的碎屑。本发明是一种在真空清洁装置中使用的过滤器，该过滤器包括细平面状过滤部件和粗平面状过滤部件，该细平面状过滤部件和该粗平面状过滤部件均适用于设置在的吸入产生的气流中，并且所述粗过滤部件设置在所述细过滤部件的上游，其中，所述细过滤部件用于提供细过滤器以滞留灰尘颗粒，并且其中，所述粗过滤部件包括相对粗的过滤材料，该相对粗的过滤材料至少具有4mm的厚度，所述粗过滤器提供能够收集灰尘的基体体积。所述细平面状过滤部件可以是设置为收集袋的形式的过滤网。所述粗过滤部件所占的体积包括由所述收集袋限定的最大内部体积的至少2％，优选地，包括至少5％，最优选地，包括至少10％。所述过滤袋提供了明显增强的细灰尘收集能力，尤其是在用于连续地产生大量容易弄脏传统的过滤器并使该传统的过滤器变劣的细陶瓷灰尘的磨削砖块或者灰泥板的工作中。

Description

真空清洁过滤装置
技术领域
本发明涉及真空清洁领域，特别是例如在过滤袋中收集由空气携带的碎屑。
背景技术
家用真空吸尘器和立式真空吸尘器通常设置有多孔的纸袋，从地面或地毯提升的载满灰尘的空气由真空驱动器吸入所述纸袋中。旋风分离器在家用和工业领域也都是公知的，用于将由空气携带的颗粒从气流中分离。
工业和商业的箱式吸尘器常常避免使用袋来收集，以避免更换袋。在这种情形下，灰尘从地板表面吸入到管状杆中，并直接收集在桶里或者箱子里，而不是收集在袋里。过滤漏斗(filter cup)或者过滤层可以用于覆盖真空驱动器端口，该端口通常位于箱子的上端区域。在使用时所述袋能够防止细颗粒逸出箱子以及弄脏真空驱动器(通常是组合的电机和叶轮)。为了进行湿式收集，过滤袋可以由塑料材料或塑料泡沫制成，以便过滤性能不会被空气携带的液体损害。
用于在建造或建筑场所收集工具磨削砖或灰泥材料时产生的细砖灰或灰泥灰(plaster dust)的真空吸尘器领域中存在一个突出的问题。例如，当在建筑物的墙体或者隔墙中形成通道或者轨道以使管道工程或者电缆等铺设(chasing-in)在墙体中时，这些过程产生大量的极细的灰尘。为了避免灰尘弄脏建筑物的内部，可以为磨削(grinding)工具设置真空吸尘器附件，以便可以收集灰尘。另外，健康和安全的需要，意味着灰尘污染应当被最小化。因而，外部空气再循环过滤器可以与真空吸尘器结合使用。
在收集细砖灰或灰泥灰时产生的问题是收集袋或者过滤器的上游内表面很快被表面层的灰尘堵塞。即使是高性能多层收集袋，也快速地被灰尘充 满，这阻止了气流通过收集袋或者过滤器并因此显著地降低了真空压降。实践证明，当在进行连续磨削或者切割的过程中收集细砖灰或者灰泥灰时，可以保持的抽吸时间总共是5-10分钟。
为了克服这一问题，已经采用了两种方法。一种方法是不使用收集袋，而是在邻近驱动电机的真空路径中使用高表面积的星形布置(star-plan)过滤器。这些过滤器可以摇动或者摆动，以使结块的灰尘移动。摆动件不是非常有效，因为脱落的灰尘颗粒仍然由空气携带，并因而很快被吸回到过滤器表面上。无收集袋的吸尘器中的一个严重问题是排空收集箱。因为没有收集袋，存在当收集箱向废物袋等排空时灰尘释放到空气中的危险。
第二种方法是使具有收集袋的吸尘器的操作者在抽吸下降太低时使吸尘器停止工作。这允许收集袋收缩和“松弛(relax)”，并允许形成在收集袋内表面上的灰尘层剥落。使真空吸尘器关闭大约一分钟，以使收集袋收缩，而且灰尘剥落并落到收集袋的下端区域，则收集袋的性能将回复到合适的水平。然而，当将机器置回到使用状态时，收集袋的性能将再次快速地降低。
US 6183536公开了一种多层真空吸尘器收集袋，该收集袋由高渗透性的相对粗糙的过滤层制成，该收集袋设置在细级过滤器的上游。该粗糙层用于俘获大的灰尘颗粒，并且阻止这些大的灰尘颗粒对细过滤层产生冲击载荷。公开的实施方式值得注意的是多层过滤器的整体厚度小，通常不到1mm。尽管有人主张这些过滤器在正常工作条件下能够延长寿命，但是这些过滤器不适合用于需要收集大量细砖灰或者灰泥灰的建筑工业应用。当过滤器不能处理产生的这些大量的灰尘时，细砖灰或者灰泥灰会快速结块成几厘米厚。
US 2004/0211160公开了一种多层过滤器结构，用于从空气中移除灰尘。该过滤器具有精细层和粗糙层，各个过滤器由具有不同直径的纤维构成，使得过滤器的直径从过滤器的入口侧到出口侧逐渐减小。
实用新型DE 202008007717U1公开了一种过滤袋，在该过滤袋中， 内部的隔间作为预过滤器，该预过滤器在过滤袋的其他区域被填充前首先被填充。
发明内容
本发明的目的是提供一种真空吸尘器，该真空吸尘器能够收集由磨削或者其他加工砖块和灰泥产生的细砖灰和灰泥灰并具有提高的抽吸性能，从而能够不中断地收集灰尘或者至少比现有的产品使用更长的时间。另一方面，本发明提供了一种过滤袋，该过滤袋用于收集砖灰和灰泥灰，并在真空吸尘器中提供长时间的提高的抽吸性能。
根据本发明的一个方面，提供了一种在真空清洁装置中使用的过滤器，该过滤器包括细平面状过滤部件(fine planar filtration means)和粗平面状过滤部件(coarse planar filtration means)，该细平面状过滤部件和该粗平面状过滤部件均适用于设置在的由抽吸产生的气流中，并且所述粗平面状过滤部件设置在所述细平面状过滤部件的上游，其中，所述细过滤部件用于提供细过滤器以滞留灰尘颗粒，并且其中，所述粗过滤部件包括相对粗的过滤材料，该粗的过滤材料具有一定厚度，优选地，该厚度为至少4mm。所述粗过滤器能够提供基体体积，灰尘能够积聚在该基体体积中，以防止过早地弄脏所述细过滤器。
已经令人惊讶地发现，在细灰尘过滤器的上游使用粗厚的过滤层或者多个过滤层提高了性能。特别是在真空吸尘器的抽吸性能变劣到需要更换过滤袋的程度之前，能够收集到明显更多的砖灰/灰泥灰。这是超乎预期的，因为通常粗过滤器不被考虑到适用于收集细灰尘，细灰尘理论上可以不受阻碍地移动穿过所述过滤器。粗过滤层提供的深度和弯曲的路径使大量灰尘在到达下游的细过滤器之前下沉并且固定。在建筑时产生大量灰尘且产生的灰尘容易快速填满现有的真空吸尘器过滤器的磨削和铺设作业中本发明非常实用。
所述细平面状过滤部件可以是设置为收集袋的形式的过滤网。在这种情形下，上游过滤器侧与袋的内部邻接，下游过滤器侧是袋的位于上游过滤器外侧的区域。
所述粗过滤部件所占的体积包括由收集体积(例如袋的内部)限定的最大内部体积的至少2％，优选地，所述粗过滤部件所占的体积包括由收集体积限定的最大内部体积的至少5％，最优选地，所述粗过滤部件所占的体积包括由收集体积限定的最大内部体积的至少10％。
所述粗过滤部件优选地包括一片或者多片堆叠的纤维毡(fibre felt)或者绒织物(fleece)，每片纤维毡或者绒织物的厚度至少为4mm。可以通过使用多片分散的过滤层实现堆叠，或者通过折叠一片或者多片单独的伸长的片来实现堆叠。在使用单独的毡层或绒织物层的情况下，所使用的毡层或绒织物层的厚度至少为4mm，优选大于8mm。
在优选的结构中，所述粗过滤部件包括网或纤维毡，所述网或纤维毡折叠多次以形成堆叠结构。所述纤维毡可以是熔喷(melt blown)纤维聚合物材料，例如聚乙烯(polyethylene)或者聚丙烯(polypropylene)。
在一种具体的实施方式中，堆叠的或者层叠的毡片或者网的外表面相互间不粘接，并且/或者堆叠的或者层叠的毡片或者网的外表面不与细过滤部件粘接，从而多个片或多个网部可以相对于相邻的片或者网部位移(shift)或移动，或者多个片或多个网部可以相对于细过滤部件位移或移动。
所述粗过滤部件可以通过分散的连接部件与所述细过滤部件连接，例如在多个点或者沿多条线通过折边(crimping)、缝合、粘合或者熔接(meltbonding)连接。这种连接通常沿着袋的外周或者边缘区域延伸。
在一种实施方式中，所述粗过滤部件包括多片材料或者折叠的材料网，该多个片或者网的边缘区域不是闭合的，从而当使用过滤器时空气可以从片的一侧围绕该片溢流(spill)到另一侧。
在另一种实施方式中，粗过滤片或者网的外周边缘区域是闭合的，例如在多个点或者沿多条线通过折边、缝合、粘合或者熔接闭合。这增强了收集性能，但是使制作更为复杂。
适用于在已知的工业或者家用真空吸尘器中使用的结构中，细平面状过滤部件可以是设置为收集袋的形式的过滤网。可以穿过细过滤网形成通气口(air port)，以使气流直接进入袋的内部。
本发明另一方面提供一种真空清洁装置，该装置包括抽吸驱动电机和适用于可拆卸地安装如前面所述的过滤器的壳体，其中过滤器安装在由驱动电机形成的空气路径中，以使灰尘收集在过滤器上或者收集在过滤器中。
吸尘器可以设置有真空导管，该真空导管与砖灰或者灰泥的磨削工具或者切割工具相连接，以便收集在使用该工具时由该工具产生的灰尘。
附图说明
下面仅以举例的方式说明用于实现本发明的一种方式。
附图中：
图1是根据发明的一种实施方式的过滤袋的前视图；
图2是沿着图1中的线A-A’的截取的横截面视图；
图3是表示现有技术的细过滤袋与本发明的实施方式的过滤袋的砖灰收集性能比较的图表；
图4A是根据本发明的第二实施方式的袋的前视图，图4B和图4C是该袋的侧视图和后视图；
图5是沿着图4A中的中心线CL截取的纵向剖示图。
具体实施方式
第一实施方式
在图1中，用于工业真空吸尘器的过滤袋通常由10指示。所述袋的外膜11由两片基本为方形的细过滤网形成，该两片细过滤网相互重叠并且沿 着外周接合部(seam)12彼此加热焊接在一起。所述袋具有60cm的宽度和70cm的高度。所述袋的上部中心区域形成有圆形的进气口9，该进气口9通过环形卡圈部13与所述膜连接。
细过滤网膜11是一种多层的多微孔过滤结构，用于保持细砖灰和灰泥灰。所述过滤网由已知的成分和结构形成，基本上包括相互层叠的三层。内(上游)层包括约17g/m2的纺粘聚合物纤维织物(spun bonded polymer scrim)层。中间层(夹层)是由聚丙烯纤维形成的约40g/m2的熔喷合成毛毡(meltblown synthetic felt)。外(吸尘侧)层是重量约为40g/m2的纺粘的用于支撑的细过滤层。这三层过滤膜本身是本领域已知的，而且可以从商业供应商如Airflo Europe B.V.公司获得。
所述袋的内部结构如图2所示。单片粗过滤网15重复折叠以形成松散地叠置排列的过滤层。如图所示，从位于过滤器中的中心空隙16到所述膜的空气路径将经过三层粗过滤网。
所述粗过滤网是重量约为80g/m2、厚度约为8-10mm的熔喷聚酯(polyester)材料。每个纤维大约40mm长，直径大约为0.25-0.30mm。这是一种比传统的灰尘收集过滤器所用的粗过滤网更粗糙而且更具有渗透性的结构。巧合地，该粗过滤网的特性与厨房中抽油烟机(cooker hood)使用的熔喷聚合物纤维过滤器的特性类似。
粗糙片的上边缘区域17在外过滤膜的外接合部之间折边。所述膜的下边缘区域18同样地折边，但是略去粗糙片。两侧区域19、20不折边，以便折叠的片部松散地层叠并且能够彼此相对位移和移动。但是，在可选择的实施方式中，所述侧区域可以通过折边连接，以便获得最佳的抽吸性能。即使在多个边缘折边或者连接/固定时，多个层或者片也可以彼此独立地移动(flex)一定范围。因而，与形成单一膜的层叠的过滤膜不同，相对的摆动(agitation)有利于在性能受损前防止孔堵塞并提高了含尘量(dust loading)。
入口的卡圈部13具有颈部区域21，该颈部区域21延伸到空隙16中，以便载有灰尘的空气可以进入过滤器的内部。位于颈部区域中的粗过滤网22折边并与卡圈部/颈部结合，以确保入口在使用过程中保持打开。
实践证明，在用于真空清洁机械时，根据本发明的过滤袋比在外膜的上游处不具有粗的多层过滤层的过滤袋的性能显著提高。图3表示的是暴露于细砖灰的两个真空袋的空气流速(Y轴，公升每秒)相对于含尘量(X轴，袋中收集的灰尘的克数)的曲线图。显示的两条曲线标示为“标准(菱形)”和“特殊(正方形)”。标准袋是简单的三层袋，该袋具有在前面描述的膜11的结构。特殊袋是如上面所描述的本发明的结构，与标准袋不同，特殊袋还包括折叠的粗的熔纺的毡片材料15。
该曲线图表明，对于标准袋来说，含尘量少于2kg已导致流速降低50％。对于同样的流速下降量，本发明的实施方式的袋将能够很好地收集超过6kg的砖灰。特别地，实践证明，现有技术的袋在抽吸不足以收集更多的灰尘以达到合理的标准之前，使用者可以持续地磨削砖块大概5-10分钟。与之相比，本发明的袋可以持续地收集45分钟或者更多时间。
当检测本发明的袋时，发现砖灰穿过粗糙片材料均匀分布，并且固定在其中。这是令人惊讶且违反直觉(counter-intuitive)的结果，因为通常会认为使用这种类型的粗过滤层将不会对细砖灰提供明显的阻碍。事实上，该粗过滤层及其厚度用于提供敞开的并且大的表面区域，在到达细袋膜之前，灰尘可以落在所述表面区域上。当然，一些细的灰尘确实会穿过粗过滤层并最后在膜的内表面结块，但是在这发生之前相当大的量的细灰尘已经收集在粗过滤层上了。
第二实施方式
真空吸尘器过滤袋的第二实施方式在图4A、图4B、图4C和图5中表示为110。所述袋的外膜111由两片大致为矩形的细过滤网形成，该两片细 过滤网相互叠置并且彼此沿着连续的外周接合部112(参见图5)加热焊接(通过超声法)。所述袋具有大约为60cm的宽度和大约为72cm的高度。袋的上部中心区域形成有圆形进气口109，该进气口109通过矩形背板(backingplate)113与所述膜连接。矩形的弹性舌部107从袋的上部中心区域向上伸出。该舌部可以夹紧在真空吸尘器(未示出)中以牢固地定位所述袋。
细过滤网膜111是一种如前面关于第一实施方式描述的多层多微孔过滤器结构。这种三层过滤膜是本领域已知的，并且可以从商业供应商如AirfloEurope B.V.公司获得。
袋110的内部结构如图5所示。袋中设置有前内粗过滤片130和后内粗过滤片131。这些内粗过滤层由厚度大约为10mm的220gsm的聚酯绒织物(polyester fleece)材料形成。这些内过滤层在所述内片的上部的面向外的区域和下部的面向外的区域通过热熔融粘合点132与前外膜的内表面和后外膜的内表面连接。
入口109开放到袋的内部116中以便载有灰尘的空气可以进入该内部。
本发明的过滤袋具有明显的增强的细灰尘收集能力，尤其是用于持续产生大量容易弄脏传统的过滤器并使传统的过滤器变劣的细陶瓷灰尘(ceramicdust)的磨削砖块或者灰泥板(plasterwork)的工作中。袋的清理提供了一种安全而且清洁的清除所收集的灰尘的方法。在工作日，需要很少的袋，使工作人员(trandesman)的工作基本上不受打扰。消除了对二次循环过滤的需求，以及避免了清空和清洁带有少量袋的机器的问题。
本发明的实质是使用相对厚并且粗的上游过滤层来提供一种用于收集细灰尘的基体(matrix)。这通过在后附的权利要求中说明的过滤装置来实现。
通过使用多层粗过滤材料和/或通过使多层过滤材料松散地保持在袋中而不是紧密地层压相邻的过滤层，增强了过滤效果。因而多层过滤材料可以彼此相对移动，至少可以移动有限的范围。尽管尚未证明，但可以理解的是，这样可以促使穿过过滤层的灰尘均匀分布。

Claims (13)

1.一种用于真空清洁装置的过滤器，该过滤器包括细平面状过滤部件和粗平面状过滤部件，所述细平面状过滤部件和所述粗平面状过滤部件均适用于设置在抽吸产生的气流中，所述粗平面状过滤部件设置在所述细平面状过滤部件的上游，其中，所述细平面状过滤部件用于提供细过滤器，以滞留细的灰尘颗粒，并且其中，所述粗平面状过滤部件包括厚度为至少4mm的相对粗的过滤材料，该相对粗的过滤材料提供能够收集灰尘的基体体积。
2.根据权利要求1所述的过滤器，其中，所述细平面状过滤部件是设置为收集袋的形式的过滤网。
3.根据权利要求2所述的过滤器，其中，由所述粗平面状过滤部件占据的体积包括由所述收集袋限定的最大内部体积的至少2％，优选地，包括由所述收集袋限定的最大内部体积的至少5％，最优选地，包括由所述收集袋限定的最大内部体积的至少10％。
4.根据上述任意一项权利要求所述的过滤器，其中，所述粗平面状过滤部件包括一片或者多片层叠的纤维毡或网，每片纤维毡或网的厚度至少为4mm。
5.根据权利要求4所述的过滤器，其中，所述粗平面状过滤部件包括纤维毡网，该纤维毡网折叠多次以形成堆叠结构。
6.根据权利要求4或5所述的过滤器，其中，粗毡片或网的外表面相互间不层压，从而多个片或多个网部能够相对于相邻的片或网部位移或移动。 
7.根据权利要求4-6中任意一项所述的过滤器，其中，粗毡片或网的外表面不与所述细平面状过滤部件层压，从而多个片或多个网部能够相对于相邻的片或网部或者相对于所述细平面状过滤部件位移或移动。
8.根据上述任意一项权利要求所述的过滤器，其中，所述粗平面状过滤部件与所述细平面状过滤部件能够通过分散的连接部件沿着所述片的外周边缘区域连接，例如在多个点处或者沿多条线通过缝合、折边、粘合或者熔接连接。
9.根据上述任意一项权利要求所述的过滤器，其中，所述粗平面状过滤部件包括多片或者包括折叠的网状材料，所述片或者网的外周边缘区域不是闭合的，从而在使用所述过滤器时空气能够从片的一侧围绕该片溢流到另一侧。
10.根据上述任意一项权利要求所述的过滤器，其中，所述粗平面状过滤部件包括多片或者包括折叠的网状材料，所述片或者网的外周边缘区域是闭合的，但是所述片的朝向部不连接，从而使一个片能够相对于与该片相邻的片进行受限制的独立移动。
11.根据上述任意一项权利要求所述的过滤器，其中，所述细平面状过滤部件是设置为收集袋的形式的过滤网，并且穿过细过滤网形成有入口，以允许气流绕过所述细过滤网并直接进入所述粗过滤部件。
12.真空清洁装置，该真空清洁装置包括抽吸驱动电机和适用于可拆卸地装根据上述任意一项权利要求所述的过滤器的壳体，其中所述过滤器安装 在由所述驱动电机形成的空气路径中，以使灰尘收集在所述过滤器上。
13.根据权利要求12所述的真空清洁装置，其中，该真空清洁装置设置有真空导管，该真空导管与砖灰或者灰泥的磨削工具或者切割工具相连接，以便收集当使用时由所述工具产生的灰尘。 
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