CN108348117A - 表面处理器具、过滤器及其部件 - Google Patents

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Abstract

描述了一种旋风过滤组件单元。该单元被构造为安装在真空清洁器中，并且包括：具有用于污浊空气流的壳体入口和用于经过滤空气流的壳体出口的壳体；安装在壳体中的一个或多个旋风分离器，所述一个或多个旋风分离器中的每一个均包括一个或多个旋风分离器入口、至少一个污物出口以及与所述壳体出口流体连通的至少一个清洁空气出口；以及一个或多个注入器单元，所述注入器单元被构造成将来自壳体外的清洁空气的气流以及来自壳体内的污浊空气输送到所述一个或多个旋风分离器入口，所述注入器单元包括：扩散器管道，该扩散器管道的入口端与壳体入口流体连通以将污浊空气从壳体入口引入旋风分离器入口；以及注入器管，该注入器管构造成将清洁空气注入所述扩散器管道中邻近所述入口端，所述注入器管与位于入口端处的壳体孔口流体连通以将来自壳体外部的清洁空气引入扩散器管道中。

Description

表面处理器具、过滤器及其部件
技术领域
本技术总体上涉及表面处理器具，包括真空清洁器、地板洗涤器等。本技术还涉及用于表面处理器具的过滤器以及过滤部件。
背景技术
利用旋风分离装置的表面处理器具是已知的。
旋风分离装置的高性能取决于旋风分离器内的良好的空气速度。每粒尘埃，其或为尘土或为另一种类型的颗粒物质，在旋风分离器内随着气流旋转，旋风分离器对其产生一定的向心力，根据已知公式：F＝mv2/r，该向心力与速度、质量和半径有关。
由于力取决于速度的平方，因而速度是旋风分离中最重要的因素。在具有旋风分离器的真空清洁器中，当气流速度降低时，旋风分离器的性能会降低。例如，当真空清洁器的缝隙工具或其他吸嘴被部分阻塞时，真空清洁器的旋风分离装置中的空气速度降低，并且旋风分离装置将不能正常工作。如果缝隙工具或其他吸嘴被完全堵塞，则旋风分离装置将完全停止其过滤/粉尘分离功能。
因此，旋风分离装置的性能取决于缝隙工具或其他吸嘴与待处理表面的接合，并且接合程度在从完全堵塞到完全打开的范围内不断变化。一些真空清洁器利用缝隙工具或其他吸嘴与集尘室之间的软管上的安全孔，来保持即使在缝隙工具或其他吸嘴在待处理表面处被完全堵塞的情况下仍有至少一些气流进入软管和旋风分离装置。这样的孔导致待处理表面处的吸力显著降低。由于这种安全孔，一些真空清洁器损失了50％以上的吸力。而且，如果诸如组织之类的大物体堵塞安全孔下游的入口、例如集尘室处，则安全孔不起作用。
一些已知的真空清洁器在旋风过滤器的下游并且马达的紧上游设置有旁通阀，以防在机器的某处或在地板吸嘴处或其下游的某处存在堵塞。旁通阀很重要、尤其是那些直接位于紧上游的阀，因为如果没有气流流入，这些阀会很快烧坏。这些是紧急阀，其操作导致地板吸嘴处的吸力立即丧失，并且导致机器本体中旋风过滤停止。显然这是不可取的，机器有时需要全部重新设置才能继续运行。
在具有旁通阀的机器中，旁通阀被设定为保持关闭直到软管或旋风分离器内的真空压力达到约-30千帕，并且在即将达到该吸入水平时，气流变得被阻滞并且缓慢。事实上，已经观察到，在-20千帕时，气流已经开始减速和减少。但是，如果旁通阀设置在-20千帕时跳闸，则机器不能提供良好的吸力。
一些机器利用旋风过滤器上游的旁通阀，但是已经发现这些旁通阀很快被污物堵塞。
本技术寻求改善上述缺点中的一个或多个，和/或至少提供新的过滤器和/或有用的过滤器替代品以及新的或有用的表面处理器具。
发明内容
大体上，本技术在操作中将清洁空气流注入到污浊空气流中，并且将注入的清洁空气与污浊空气入口流扩散，以在旋风分离器入口上游形成扩散空气入口流。
有利的是，从整个阅读本公开的内容可以看出，本文所公开的技术的实施例在与地板接合的吸嘴头处产生更大的抽吸，并且向旋风分离器吸入更多的空气以保持过滤器性能从而分离由更大吸力吸入的污物。其他已知的相关机器仅关注于将更多空气吸入旋风分离器以提供更好的向心灰尘分离性能。
概括地说，在另一方面，本技术提供了一种用于将清洁空气引入污浊空气流并在旋风分离器入口的上游提供扩散空气流的注入器。
概括地说，本技术在一个方面提供了一种旋风分离器，其具有直接位于旋风分离器入口上游的注入器，用于将清洁的空气引入污浊空气流，以在旋风分离器紧邻的上游提供扩散清洁和污浊的空气流。扩散的清洁和污浊的空气流通过注入器加速以提高过滤性能。
概括地说，在一个方面，本技术将大气压力或强制压力清洁空气引入污浊空气流以在地板吸嘴处产生较高的吸力，并在地板吸嘴和旋风分离器处形成较高速度的空气流以用于改善分离。在一些实施例中，为注入器和/或旋风分离器提供清洁空气的短路径是有利的，以在空气到达注入器管和旋风分离器之前减少对清洁空气的阻力和减少压力损失。
概括地说，本发明的技术在一个方面提供了一种表面处理装置，其具有至少一个旋风分离过滤器，所述旋风分离过滤器包括注入器和扩散器，用于将清洁的空气引入污浊空气流并在盖空气流即将引入之前提供扩散的空气流到旋风分离过滤器。
概括地说，在另一方面，提供了一种注入器，其将软管中的压力强制空气或大气压力空气的能量转换为喷嘴处的吸力和旋风分离器中的高速空气流。
概括地说，在另一方面中，本技术提供了沿曲折路径延伸的拉瓦尔(De Laval)喷嘴或拉瓦尔(De Laval)注入器或文氏(Venturi)注入器。一些实施例中的曲折路径终止于与旋风分离器流体连通的扩散器出口。
概括地说，本技术提供了一种集成式真空清洁器和压缩机。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于安装在真空清洁器中的旋风过滤组件单元，所述旋风过滤组件单元包括：
壳体，其具有用于污浊空气流的壳体入口和用于经过滤空气流的壳体出口；
安装在壳体中的一个或多个旋风分离器，所述一个或多个旋风分离器中的每个旋风分离器均包括一个或多个旋风分离器入口、至少一个污物出口以及与所述壳体出口流体连通的至少一个清洁空气出口；以及
一个或多个注入器单元，所述注入器单元被构造成从所述外壳外的输送清洁空气的气流，并且将来自所述外壳内的污浊空气输送到所述一个或多个旋风分离器入口，所述注入器单元包括：
扩散器管道，其具有与壳体入口流体连通的入口端，以将污浊空气从壳体入口引入旋风分离器入口；以及
注入器管，其构造成将清洁空气注入到扩散器管道中邻近入口端处，注入器管与入口端处的壳体孔口流体连通以将来自壳体外部的清洁空气引入到扩散器管道。
在一个实施例中，扩散器管道是文丘里管结构，其中在注入器管附近存在作为扩散器管道的直径限制的喉部。
在一个实施例中，扩散器管道包括与相关联的旋风分离器流体连通的出口，扩散器管道被构造成将清洁空气流与污浊空气流混合。
在一个实施例中，扩散器管道布置在曲折路径上。
在一个实施例中，根据权利要求1至4中任一项所述的过滤组件单元，其中所述曲折路径是螺旋线。
在一个实施例中，设置有与注入器管流体连通的阀以控制通过其中的清洁空气入口流。
在一个实施例中，设置有用于该阀的电子控制器，该电子控制器被配置为响应该扩散管中的压力变化。
在一个实施例中，设置有可操作地连接到压力响应元件上的阀关闭元件，该压力响应元件响应于扩散器管道中的压力变化。
在一个实施例中，文丘里喉管部或文丘里管限制件与阀门一体地形成，以在扩散器管道中提供可变节流，并响应于在扩散器管道中的压力降低而提供新鲜空气注入。
在一个实施例中，设置有偏置元件以偏置阀关闭元件，偏置元件设置在清洁空气管道中。
在一个实施例中，注入器管相对于扩散器管道成角度，以便在扩散器管道中提供加速的污浊空气。
在一个实施例中，扩散器管道的喉部分响应于扩散器管道中的压力变化而内径可变。
在一个实施例中，扩散器管道的喉部包括柔性壁，以便改变扩散器管道的内部横截面积。
在一个实施例中，调节器与扩散器管道的壁是一体的并且布置成通过阻塞喉部来响应扩散器管道中的低压。
在一个实施例中，调节器通过打开注入器管中的孔口来响应扩散器管道中的低压以允许新鲜空气进入扩散器管道。
在一个实施例中，注入器管在壳体孔口处与真空清洁器马达流体连通，以通过注入器提供强制的清洁空气吸入。
在一个实施例中，注入器单元是拉瓦尔喷嘴结构，使得喷嘴是用于将清洁空气输送到扩散器的会聚喷嘴，并且然后所述喷嘴的下游设有分流区域，用于混合流体的动能并将其转换成压力。
在一个实施例中，所述分流区域邻近所述污浊空气入口，并且所述扩散器管道然后再次会聚以提供更多的动能并进一步混合，然后在所述扩散器管道的下游于所述扩散器管道的出口处将混合流体输送到旋风分离器元件。
在一个实施例中，所述注入器入口与所述扩散器管道之间的角度在110度与150度之间，以减少其中的压力损失。
在一个实施例中，所述注入器管的横截面面积在所述扩散器管道的横截面面积的大约15％与35％之间，以提供更大的吸力和效率过滤。
一种真空清洁器，包括：
用于从表面吸取污物的软管和吸嘴入口；
通过软管和吸嘴入口吸入空气的马达；
如上所述的旋风过滤组件单元。
在一个实施例中，注入器与主旋风分离器相关联。
在一个实施例中，注入器与主旋风分离器下游的辅助旋风分离器相关联。
根据本发明的一个方面，提供了一种从污浊空气流中过滤污物的方法，该方法包括以下步骤：
通过注入器将清洁空气流引入污浊空气流中；
将清洁空气流与污浊空气流在紧邻旋风分离器上游的扩散器中混合以形成混合空气流；以及
将混合空气流引入旋风分离器进行旋风分离。
根据本技术的一个方面，提供了一种用于表面处理器具的注入器，所述注入器包括：
清洁空气入口，其用于将清洁空气引入扩散器；
污浊空气入口，其用于将污浊空气引入扩散器；以及
扩散器管道，其用于在旋风分离器的紧上游混合清洁的空气和污浊的空气。
根据本技术的一个方面，提供了一种用于从污浊空气流过滤污物的旋风分离器，所述旋风分离器包括：
混合空气入口，用于将混合空气流引入旋风分离器进行过滤；
用于将清洁空气与污浊空气混合的扩散器管道，所述扩散器管道包括：
用于将清洁空气注入扩散器管道的注入器；
污浊空气入口，用于将污浊空气引入扩散器管道；
混合空气扩散器出口；
其中，混合空气扩散器出口与旋风分离器的混合空气入口流体连通。
根据本技术的一个方面，提供了一种用于安装在主过滤器下游的真空清洁器过滤罐中用于进行二次过滤的二级旋风过滤组件单元，所述旋风过滤组件单元包括：
一个或多个旋风分离器，每个旋风分离器具有旋风分离器入口、污物出口和清洁空气出口；
注入器，其构造成从主过滤器的清洁侧输送初级过滤空气的混合气流，并且将空气从真空清洁器外部输送到每个旋风分离器入口。
在一个实施例中，注入器包括一个或多个污浊空气入口，所述一个或多个污浊空气入口被配置为通过主过滤器吸入污浊空气流。
在一个实施例中，注入器包括扩散器，扩散器具有与一个或多个旋风分离器的入口流体连通的出口，扩散器被配置为将清洁空气流与污浊空气流扩散。
在一个实施例中，注入器包括具有入口管道端部和入口管道出口端部的入口管道，出口端部与歧管流体连通。
在一个实施例中，歧管包括多个将入口管道的出口端连接到多个注入器管的管道。
在一个实施例中，每个注入器管包括会聚喷嘴端，其中喷嘴出口邻近污浊空气入口，会聚喷嘴端和污浊空气入口位于扩散器的上游端。
在一个实施例中，扩散器是提供将清洁空气和污浊空气混合以提供用于输送到一个或多个旋风分离器的入口的混合空气流的管道。
在一个实施例中，所述注入器或每个注入器大体上沿着各自的旋风分离器的外壁延伸，所述旋风分离器的外壁大致平行于旋风分离器纵向轴线，并与其内部径向间隔开。当存在多个注入器或注入器组件时，其可以最适合径向布置到旋风分离器的径向结构的内部，以利于空间的有效利用。
在一个实施例中，注入器入口管道布置在二级旋风分离器过滤组件的中心处，并且每个扩散器管道从其径向向外间隔开，但是与旋风分离器本身相比径向远离入口管道不是那么远，以便当空气被引入到扩散器和旋风分离器中时有助于保持尽可能多的动能。
在一个实施例中，可以提供对入口的强制吸入。在一个实施例中，可以使用单独的马达或者在所示的实施例中提供对待处理表面抽吸的相同马达通过强制空气注入器管道迫使清洁空气进入注入器管。
在一个实施例中，注入器装置是拉瓦尔喷嘴结构，使得喷嘴是用于将清洁空气输送到扩散器的会聚喷嘴，并且在那里的下游具有分流区域，混合流体的动能并将其转换成压力。分流区域靠近污浊空气入口。然后扩散器管再次会聚以提供更多的动能和进一步的混合，然后在扩散器管的下游的出口处将混合流体输送到旋风分离器元件。
可以理解，这是文丘里效应，为了更清楚起见，下面结合图29更详细地描述操作。也就是说，文丘里效应可以用伯努利方程来解释：
其中：
P2是污物空气入口压力，
P1是大气压力(环境空气压力)
P4是吸气风机的吸气压力。
P3是压缩空气压力。
V2是新鲜空气的速度(由大气压力P1或压缩空气P3建立并且与P1和P3成比例)
V1是污浊空气流的速度。
而且，应该理解的是，ρ是流体的密度(kg/m3)。当温度为0℃时，空气的量约为1.2kg/m3。
根据本技术的一个方面，提供了一种表面处理器具，其包括：
用于从表面吸取表面污物的软管和吸嘴入口；
通过软管和吸嘴入口吸入空气的马达；
过滤单元，包括：
旋风分离器，用于从污浊空气流过滤污物，所述旋风分离器包括：
混合空气入口，用于将混合空气流引入旋风分离器进行过滤；
用于将清洁空气与污浊空气混合的扩散器管道，所述扩散器管道包括：用于将清洁空气注入所述扩散器管道的注入器；污浊空气入口，用于将污浊空气引入扩散器管道；以及混合空气扩散器出口；
其中混合空气扩散器出口与旋风分离器的混合空气入口流体连通。
在一个实施例中，注入器与主旋风分离器相关联。在一个实施例中，注入器与主旋风分离器下游的辅助旋风分离器相关联。在一个实施例中，注入器与三级旋风分离器相关联。
在一个实施例中，旋风分离器是主旋风分离器，尽管旋风分离器可以是在主旋风分离器下游的第二旋风分离器或在第二旋风分离器下游的第三旋风分离器。
在一个实施例中，提供了一级旋风分离器组件或二级旋风分离器组件或三级旋风分离器组件，其包括多个旋风分离器过滤元件，每个旋风分离器过滤元件具有扩散器入口、污物出口、旋风分离器主体和清洁空气出口。
在一个实施例中，主旋风分离器组件或辅旋风分离器组件或三级旋风分离器组件包括多个旋风分离器元件、设置在旋风分离器元件的污物出口处的集尘室以及注入器组件。在一个实施例中，注入器组件包括一个或多个清洁空气入口管道、一个或多个清洁空气歧管、一个或多个清洁空气注入器端口、一个或多个污浊空气入口以及一个或多个扩散器管道。
在一个实施例中，提供了包括六个旋风分离器元件的一级或二级或三级旋风分离器组件。可以有第二旋风分离器组件，其包括1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16或任何其他合适数量的旋风分离器元件。
在一个实施例中，旋风器元件可以径向地布置，使得它们围绕中心点间隔开，使得它们的纵轴线大致彼此平行且平行于中心轴线。应该理解的是，纵向轴线可以稍微向内翻转，并且可以具有如本文所述和附图中所示的其他分层特征。该布置可以在200mm侧的正方形上，或者其他类似的间隔布置上。
根据本发明的另一方面，提供了一种从在管道中流动的污浊空气流中过滤污物的方法，所述方法包括以下步骤：
通过注入器管道将清洁空气流引入管道中；
将清洁空气流与污浊空气流在紧邻旋风分离器上游的扩散器中混合以形成混合空气流；以及
将混合空气流引入旋风分离器进行旋风分离。
根据本发明的又一方面，提供了一种用于表面处理器具的注入器，所述注入器包括：
用于将清洁空气引入扩散器的清洁空气入口管道；用于将污浊空气引入扩散器管道的污浊空气入口管道；以及
扩散器管道，用于在旋风分离器的紧上游混合清洁的空气和污浊的空气。
根据本发明的另一方面，提供了一种与真空清洁器一起使用的裂缝工具，所述裂缝工具包括：
吸嘴本体，其具有构造成从缝隙吸入灰尘的入口和用于固定到真空清洁器软管的出口；
注入器管，其连接到吸嘴本体并从其延伸以从远离入口的位置注入清洁空气。
在实施例中，吸嘴本体的入口与吸嘴本体成角度以便于伸入裂缝中。
在实施例中，注入器管相对于吸嘴本体成角度，以利于清洁空气加速进入吸嘴本体。
在实施例中，注入器管在出口处为吸嘴本体的直径的约10％至33％。
在实施例中，注入器管布置在出口附近。
在实施例中，注入器管长度是直径的约2至10倍。
在实施例中，如在此针对其它实施例所描述的那样在注入器中提供阀。在实施例中，阀被构造和控制，如其他实施例所述的。
一种用于安装在真空清洁器中的旋风过滤组件单元，所述旋风过滤组件单元包括：
壳体，其具有用于污浊空气流的壳体入口和用于经过滤空气流的壳体出口；
安装在壳体中的一个或多个旋风分离器，一个或多个旋风分离器中的每个旋风分离器均包括一个或多个旋风分离器入口管道、污物出口和与壳体出口流体连通的清洁空气出口；
注入器单元，所述注入器单元被构造成将清洁空气的清洁空气流从所述壳体外部输送到所述一个或多个旋风分离器入口管道，所述注入器与壳体孔口流体连通以将来自所述真空清洁器外部的清洁空气引入到所述一个或多个旋风分离器进口管道。
注入器理论-文丘里原理
但是，如参考图21所讨论的那样，该技术的结构与传统的文丘里泵不完全相同，因为驱动力来自抽吸源p4而不是来自与地板接合的吸嘴。泵内的抽风机产生负压，来自注入器的正常吸气成为较高的压力驱动流体。因此，污浊空气入口压力p2受驱动流体压力p1和吸入压力p4两者的影响，使得(p1)是正压或驱动压力，而另一个(p4)是负压或吸入压力。如果来自注入器的空气是通过与真空清洁器马达的后部流体连通(管)而被强制的压缩空气p3，那么在与地板接合的吸嘴头处的吸力将大得多。传统文丘里泵仅具有一个驱动力p3，然而应该理解，在本公开的实施例中，该结构被称为“注入器”。
伯努利公式不能完全解释注入器，但是是足够接近地近似来解释工作原理，因为在真空清洁器中没有这种注入器容易获得的公式，并且使得给出的数学模型是极其困难的完整描述注入器。
在操作中，真空清洁器的手持式吸嘴将与地面接合，并且污浊空气的速度v1将比新鲜空气v2慢。即：
v2>v1
因此，与大气压力p1(当真空清洁器工作时)相比，p2总是负的，因为在文丘里效应下，高速v2将在污浊空气入口处产生吸力。然后，v2由大气压力p1或压缩空气压力p3产生。如果v2的速度比v1的速度更大，则整体效果是在污浊空气吸嘴入口处产生更大的吸力。
有趣的是，p2可以小于p4，因此：
P4>p2
已知的真空清洁器不以这种方式操作。其他已知的真空清洁器的工作原理是，污浊空气入口吸力p2只取决于吸气风机的空气压力p4，因此p2等于p4或更大。因此，在已知的真空清洁器中，污浊空气入口永远不会比吸气风机有更大的吸力。但是在本公开内容中，优选实施例提供了一种注入器，其使污浊空气入口提供比吸气风机更大的抽吸压力。这就是为什么当我们在手持式吸嘴处有很大的吸力(-30千帕)时，我们在本发明的一个实施例中当阀存在时不会使泄放阀跳闸。在某些型号的真空清洁器中，泄放阀在-25kpa时跳闸。与手持式吸嘴相比，阀靠近吸气风机，吸力较小。
特别是当使用压缩空气时，v2可以远远高于v1并且p2可以非常低。因此可以看出，本公开的实施例在实施时在注入器的污浊空气入口处以及沿着喷杆在真空清洁器的手持吸嘴处产生更多的抽吸。
可以看出，即使当更多的空气进入旋风式灰尘分离器时，旋风分离器也提高了其效率。如果真空清洁器没有将污浊空气从地面上吸走，(例如，如果手持式吸嘴端处于空气中间)，则
p2＝p1，v2＝v1，(如果没有压缩空气使用)并且
注入器没有任何作用。但是在这种情况下，本公开的技术的实施例不需要注入器具有任何效果。
然而，如果使用压缩空气p3，则
v2＞＞v1，因此注入器在污浊空气入口处产生更多的吸力，手持式吸嘴是否与地面接触是无关紧要的。
此处至少存在本公开中所描述的实施例的一个优点：广义而言，本公开中描述的实施例在与地板接合的吸嘴头处产生更大的抽吸。其他已知的相关机器只专注于向旋风分离器吸入更多的空气以提供更好的向心灰尘分离性能。可以看出，本公开中描述的实施例吸入更多的空气并同时产生更大的吸力。
注入器管不一定会聚，但可以是急剧扩展至扩散器的直管中。在一个实施例中，污浊空气入口成135度角以减少扩散管中的压力损失。该角度可以是用于减少损失的任何合适的角度，例如110、120、130、140、150或180等。在实验中已经评估，当角度9是135°时，管道具有良好的空气流率，但是在该结构处可能存在比在扩散器中的90°角弯曲更低的吸力。角度9的计算可以通过特定真空清洁器环境和应用的特定抽吸和空气流量要求进一步改进。较低的角度提供更多的吸力，但是较低的流量。对于真空清洁器来说，135°的角度可能是一个优选的角度。
在一个实施例中，扩散器的扩散部分可以是球或者可以是用于更大混合和减少损失的椭圆。
在一个实施例中，喷嘴可以不仅是会聚的，而且其横截面积可以比扩散器的下游部分小得多，特别是邻近但恰好在注入器管下游的污浊空气入口。注入器管的横截面积可以是喉部或混合器(在污浊空气入口和扩散器之间)污浊空气入口的横截面面积的0.5％到35％之间，以提供更大的吸力和过滤效率。在一些实施例中，注入器管的横截面面积将是喉部的横截面面积的大约20％。
尽管如本文所述，扩散器管道可平行于旋风分离器和注入器入口管道延伸，但在一个实施例中，扩散器是设置在旋风分离器顶端的螺旋状结构。螺旋状结构是壁式管道，并且内壁可以为旋风分离器的清洁空气出口提供外壁。也就是说，旋风分离器的清洁空气出口通道穿过螺旋扩散器的内部。
附图说明
为了能够更清楚地理解本技术，将在下文中参考附图来描述示例性实施方式，附图全部示出了本技术的实施例，并且其中：
图1是具有多个注入器单元的旋风过滤器的等距视图，示出了每个注入器单元具有污物入口端口和清洁的注入器管，后者在使用中连接到真空清洁器过滤器壳体中的孔，以便在大气压力和清洁度下进入空气；
图2是图1中所示的旋风过滤器的等距视图，其中在图1中的旋风器下游具有第二组旋风过滤器，第二级还具有带歧管的注入器单元以将混合空气分配到第二级旋风分离器，如图3所示；
图3为第二级的等距视图，该第二级示出为带有注入器组件；
图4为根据本技术实施例的两级旋风过滤器结构的等距视图，所述两级均带有注入器；
图5是另一个多旋风过滤器级的等距视图，其中歧管连接到注入器单元；
图6是用于注入器单元中的阀组件的等距视图，该阀组件用于在非阻塞情况下限制新鲜空气的流动，这会减小扩散器管道内的压力；
图7示出了包括压力传感器的电子控制阀的等距视图；
图8示出调节器(阀)的等距剖视图，该调节器(阀)与注入器管集成使得扩散器管道中的压力降低引起调节器在一次运动中阻塞扩散器管道并吸入新鲜空气；
图9示出了调节器(阀)响应于压力降低而处于为节流位置的打开位置。
图10示出了响应于扩散器管道中的压力减小的阀结构的视图，并且示出了布置在扩散器管道的壁中的可变的喉管元件；
图11示出了图10的结构处于阻塞情况下的视图，在该阻塞情况下，系统中某处阻塞并且在扩散器管道中存在低压；
图12示出了用于控制清洁空气经由注入器管进入扩散器管道的另一种阀结构；
图13是图10中所示的可变喉管元件的截面图；
图14是为了清楚而切开的旋风过滤组件单元，其中清洁空气注入器阀关闭，真空清洁器处于正常操作中；
图15为示出处于堵塞情况下的旋风过滤组件单元、新鲜空气注入阀被致动以及文丘里喉管被部署到节流位置中以利于清洁空气和污浊空气通过其加速混合；
图16类似于图16，但是具有防止污物进入运动部件中的防护罩；
图17是旋风过滤单元的剖视图，该旋风过滤单元具有位于通往旋风分离器的入口处的螺旋扩散器管道以及中央新鲜空气入口管道和歧管；
图18为图17的旋风结构的剖视图，示出了歧管辐条；
图19是具有中央歧管清洁空气注入器的旋风结构的另一个实施方式；
图20是图19的旋风结构的类似视图；
图21是示出用于讨论理论的扩散器管道和注入器管的注入器单元的剖视图；
图22是具有注入器管的缝隙工具的等距视图。
图23是真空清洁器地板头；
图24是具有手柄部分的真空清洁器地板头；
图25是强制吸入注入器单元的示意图，其中，空气从真空清洁器马达提取；
图26是另一个强制吸入注入器单元的示意图；
图27是具有注入器管的螺旋缠绕的扩散器管道；以及
图28是旋风过滤组件单元壳体。
定义
在整个说明书和随后的权利要求书中，与气流有关的词语“清洁”并非意在表示完全没有污物，而是表示从环境空气或大气空气中取得的处于大气压下的气流，该气流取自与待处理的污浊地板表面相距选定距离的区域。术语“清洁”不同于污浊地板表面上的污浊空气，即其中夹带有与污浊表面相关联的多个污垢的气流。
以相同的方式，术语“污物”应被理解为不限于土团，而是应被理解为包括细尘、灰尘、谷壳和其它大小的颗粒、以及头发和其他不活动的留在地板上的元素。
具体实施方式
图1至图3和图28示出了旋风过滤组件单元14，当其设置有围绕旋风器14的轮缘周边安装的切向设置的注入器单元25时，该旋风过滤组件单元14的空气流量和抽吸可增大。
旋风过滤组件单元14构造成安装在真空清洁器(未示出)中，并且旋风过滤组件单元14包括壳体(图28中的99，但为了清楚起见，在图1中未示出)，壳体具有用于污浊空气流的壳体入口98和用于经过滤气流的壳体出口97。壳体99中安装有旋风分离器14，旋风分离器14具有多个旋风分离器入口16、一个污物出口18、与壳体出口97流体连通的一个清洁空气出口20。存在多个注入器单元25，注入器单元25构造成将来自壳体99的外部的清洁空气的气流和来自壳体内部的污浊空气输送到一个或多个旋风分离器入口16。每个注入器单元包括：扩散器管道35，扩散器管道35具有与壳体入口98流体连通的入口端以将污浊空气从壳体入口引入到旋风分离器入口；以及注入器管42，该注入器管42构造成将清洁空气注入扩散器管道中邻近入口端处，注入器管与位于壳体入口端处的壳体孔口96流体连通以将清洁空气从壳体99外部引入到扩散器管道35中。
结构和操作如本文所述，其中一个注入器管或多个注入器管42经由管或歧管通过如图25和图26所示的自然抽吸或强制吸入与外部空气孔口96流体连通。注入器单元还通过扩散器管道入口端引入污浊空气27，扩散器管道入口端与来自地板的污浊空气流体连通。
图2和图3示出了图1中旋风器下游的第二过滤级，其中，来自旋风器14的经过滤的空气被抽吸到歧管中，用于经由切向设置在第二旋风器级入口处的通道进行进一步的旋风过滤。部分经过两次过滤的空气可被抽回并注入如上文中所述的喷嘴42中，或者第二级的喷嘴42可通过孔口96连接至外部高压空气。
图3示出了第一级和第二级均可以包括如本文所描述的喷嘴以提高过滤的效率。
图4示出了图29所示的德拉瓦尔形式的注入器喷嘴或文丘里注入器喷嘴或直的注入器喷嘴可以用于各种场所，以通过引入自然吸入的清洁空气或强制吸入的清洁空气来提高旋风式分离的效率，所述场所包括如图所示，在为了清楚起见以剖面图示出的多级旋风分离器的两级之间的管道中。
旋风过滤单元的一些结构可以使其自身如上文所示和所述的绕第二级过滤装置如卫星般运行或绕其公转，或使其自身更适合于成为如图5所示的直线结构，其中，两个歧管39彼此平行布置并馈给用于二级过滤的一排平行旋风分离器。同样，通往每个旋风器的每个入口均包括喷嘴，该喷嘴由来自歧管39的、取决于该空气是强制吸入还是自然吸入而经两次过滤的空气和/或清洁空气进给，以便与来自端口27的污浊空气混合。
图17、图18、图19和图20中所示的旋风过滤组件单元10构造成安装在主过滤器15的后面用于二次过滤。图17中所示的旋风过滤组件单元10包括六个旋风分离器14，每个旋风分离器具有旋风分离器入口16、污物出口18和过滤或清洁空气出口20。旋风分离器14径向地布置成使得每个旋风分离器的纵轴15大致平行于中心轴线17延伸。旋风分离器14通常设置在直径大约200mm的节圆上，但是当然该直径可以根据真空清洁器的容量和其它特性而改变——例如旋风分离器14可以是长而细的结构、方形结构、或更宽结构，如本文中所讨论的。
旋风分离器14的污物出口18与用于对污浊空气流中的污物保持的污物室30流体连通。在图1所示的旋风过滤组件单元10中，污物室30设置在旋风过滤组件单元10的基端，以便至少在真空清洁器5不工作时至少部分地利用重力来保持污物室30中的污物，以及以便易于从污物室30释放污物。
为清楚起见未示出壳体，但其包括壳体入口，该壳体入口用于连接到运输来自污浊表面的污物的真空清洁器软管。还设置有壳体出口，经过滤的气流在通过任何一个旋风分离器14之后穿过壳体出口。
旋风分离器14可以是如图19和图20所示的截头圆锥形，但也可以是如图17和图18所示的喇叭形。喇叭形旋风分离器提供了比截头圆锥形在某些情况下的一些性能改进。喇叭形分离器包括用于内壁的至少一部分的直的或规则的圆柱形内壁，然后在旋风分离器的入口部分中包括腹部，并且在污物出口16处渐缩成头端。这提供了在清洁空气入口处的宽的腹部分离区域，使得从清洁空气出口吸出污物的可能性较小，并且迅速将污物抽出到污物出口的中心，由此提供垂直空间优势。在一些实施例中，旋风分离器14是圆柱形的，其呈现为子弹形状的圆顶头。
旋风过滤组件单元10还包括注入器单元25，该注入器单元25构造成将来自主过滤器的清洁侧的污浊空气27与从真空清洁器外部的空气28的混合气流26输送到每个旋风分离器入口16。注入器单元25包括三个主要部分：
一个或多个清洁空气入口管道36(加注入管41)；
一个或多个污浊空气入口32和32以及
一个或多个扩散器管道35。
注入器单元25包括六个具有污浊空气入口32的扩散器管道35，所述污浊空气入口32被配置成将污浊的空气流抽出，每一个污染空气流都被引入相关联的旋风分离过滤器14中。在附图所示的实施例中，六个污浊空气入口32通过主过滤器抽吸空气以在旋风分离器14中进行二次过滤，主过滤器是无源或有源网或其他滤网过滤器40，具有或不具有污物吸收介质。
如上所述，注入器单元25还包括六个扩散器管道35，扩散器管道35具有与一个或多个旋风分离器14的入口16流体连通的出口，扩散器管道35被配置为将清洁空气28与污浊空气流27扩散(或混合)以提供混合空气流26。
如上所述，注入器单元25还包括具有入口管道端部37和入口管道出口端部38的清洁空气入口管道36，出口端部与歧管39流体连通。歧管39包括多个清洁空气分配器管道41，其将清洁空气入口管道36的出口端38连接到扩散器35。
另外，清洁空气分配器管道41中的每一个都包括注入器管42。也就是说，每个注入器管42包括通向扩散器35的开口。注入器管42可以是如图29所示的会聚喷嘴出口或直管。注入器管42在一些布置中可以是如图29所示的拉瓦尔(De Laval)喷嘴中所示的连续注入器管的会聚部分。一般而言，注入器管42出口通常通向污浊空气入口32打开或与其流体连通并邻近污浊空气入口32，注入器管42末端和污浊空气入口32布置在扩散器35的上游端处。
如上所述，扩散器管道35是提供清洁空气28和污浊空气27的混合以提供混合空气流26用于输送到一个或多个旋风分离器14的入口端16的管道。管道可以是任何合适的形状以便于装配到空间包络中，并且扩散器管道35在这方面可以是螺旋状的，如图27所示，或者扩散器管道可以是直的。为了清楚起见，如果需要的话，注入器管42可以通过管和歧管连接到壳体99中的外孔口96。
虽然主要是为了空间考虑，但为了有效的性能，大部分或全部注入器通常径向布置在旋风分离器14的内部，在这里设想的大多数实施例中，清洁空气入口管36布置成沿着旋风过滤组件单元10的中心轴线并邻近相应的旋风分离器的外壁，通常平行于旋风分离器的纵向轴线，径向与其内部隔开。
当存在多个扩散器管道35或者注入器组件时，它们可以最适合径向布置在旋风分离器的径向布置的内部，以促进有效使用空间和有效的性能。
在一个实施例中，注入器入口管42布置在二级旋风分离器过滤组件的中心处，并且每一个扩散器管道从其径向向外间隔开，但是与旋风分离器本身相比径向远离入口管道不是那么远，以便当空气被引入到扩散器和旋风分离器中时，保持尽可能多的动能。
在如图29所示的一个实施例中，注入器装置是拉瓦尔(De Laval)喷嘴结构，使得喷嘴是用于将清洁空气输送到扩散器的会聚喷嘴，然后在那里的下游具有分流区域用于将流动的动能混合并转换成压力。分流区域靠近污浊空气入口。然后扩散器管再次会聚以提供更多的动能和进一步的混合，然后在扩散器管的下游的出口处将混合流体输送到旋风分离器元件。
如上所述，注入器管可以不在某些结构中会聚，而是可以是与扩散器管道35的混合器部分43流体连通并且扩展到混合器部分43中的直管。在一些实施例中，扩散器管道35是直的。进入混合器部分43的扩展部分可以是陡的或者可以是逐渐的，并且可以存在作为混合器部分的一部分的混合碗(图29)，所述混合器部分是球或者可以是用于更大混合且减少损失的椭圆形。
在一个实施例中，污浊空气入口成135度角以减少扩散器管道35中的压力损失。该角度可以是任何合适的角度，例如110，120，130，140，150或180等以减少损失。在实验中已经评估，当角度9是135°时，管道具有良好的空气流率，但是在该结构处可能存在比在扩散器中的90°角弯曲更低的吸力。角度9的计算还要通过抽吸和空气流量要求来确定。较低的角度提供更多的吸力，但是较低的流量。对于真空清洁器来说，135°的角度可能是一个优选的角度。
注入管42可以不仅仅是会聚的，而是其横截面积可以比扩散器35的下游部分小得多，特别是与注入管相邻但恰好在其下游的污浊空气入口27。注入器管的截面积为污浊空气入口横截面积的0.5％至35％，以提供更高的过滤效率。在所选实施例的测试中已经确定，在使用大气的情况下，某些实施例中的注入器应该具有污浊空气入口的CSA(横截面面积)的约20％的横截面面积以获得最佳性能，但是较小的横截面面积比率例如当使用真空马达强制空气回到清洁空气入口时的空气吸入。
应该理解，强制吸气可以是多级的。
因此，如图25以及图26所示，并且在这里结合其它附图一起讨论，在一些实施例中提供了对注入器清洁空气入口36的强制吸入。在该实施例中，使用单独的马达或者在所示的实施例中提供对待处理表面抽吸的相同马达通过从真空马达9出口端延伸的强制空气注入器管道迫使清洁空气经由清洁空气入口37进入注入器管41、42。
这种强制引入可以以这样的方式递送，即通过两级旋风分离过滤处理过的至少一部分经过滤空气可以经由拉瓦尔喷嘴1(其对应于喷嘴42)被强制送回过滤回路(如图25和26所示)。强制过滤的空气在混合器3中混合，并且扩散器4(扩散器35)为一个或多个灰尘分离器锥体5(在其它图中与一个或多个旋风器14对应)中的污浊空气提供额外的速度。
图26示出了来自压缩机10的离开管道9所实施的强制吸入，该压缩机10通过将超级速度双级过滤后的空气注入到注入器管1中而通过拉瓦尔注入器(1，2，3)更快速地吸入清洁空气，以通过入口2吸入清洁的空气从而混合然后被迫进入第二注入器管4，以将污浊空气更快地吸入旋风分离器14(图26中的7)。由于在污物上的向心力，这具有通过给污浊空气流中的污物赋予更高的速度以显着增加旋风分离效率的效果。
这对于基本模型来说非常重要。在基本模型中，来自注入器管42的空气不断地流动。在这些实施例中，在扩散器中具有永久的限制以改善流动是有用的。描述了其他实施例，其中清洁空气由在扩散器管道中保持良好流量的阀门控制，并且除了当清洁空气流动时不需要节流器。
关于图22、图23和图24，喷嘴设置在图23和图24所示的手持式真空杆的上部。该结构使得至少在优选实施例中，其中
S1-喷嘴CSA(横截面积)
S2-喉咙CSA
S3-清洁空气出口CSA(旋风锥中心口的总CSA)或图中旋风口出口20的总数，杆中的喷嘴将通过保持
S1＝约10-33％S2而工作良好。
也就是说，当图22至图24的注入器被自然抽吸时，示例性注入器的CSA的尺寸设定为在混合器(喉部)的10％和33％之间时工作良好。此外，手持杆注入器在
S2＝约30-55％S3时工作零号。
这是因为，由于旋风分离器的尘土和灰尘上的可变的向心力，清洁空气出口20的CSA仅有30-55％有效。现在，杆式注入器的扩散器被很好地布置在旋风分离器的上游，并且因此杆式扩散器的CSA不应当沿着到真空清洁器的过滤出口的回路的任何地方减小。所以混合器(喉)尺寸S2应该是注入器和过滤出口之间的最窄点。
此外，在至少图22至图24等所示的示例性实施方式中，注入器管的轴线应大致与混合器和扩散器的轴线对齐。
当杆在使用中时，在杆的上端设置喷嘴封闭件以关闭喷嘴；由于靠近脚部的吸嘴入口处有附加的气孔，除非手持杆端部的喷嘴关闭，否则旋风过滤的效率受损。
尽管如本文所述，扩散器管道可以平行于旋风分离器和注入器入口管道延伸，但是在一个实施例中，扩散器是设置在旋风分离器顶端的螺旋结构。螺旋状结构是壁式管道，并且内壁可以为旋风分离器的清洁空气出口提供外壁。也就是说，旋风分离器的清洁空气出口通道穿过螺旋扩散器的内部。
在操作中，马达通过污浊空气入口和清洁空气入口吸入空气。污浊的空气通过柔性管道穿过地板头，然后通过主过滤器40进入机器主体，主过滤器40将一些灰尘过滤至初级集尘室中。然后，一次过滤后的空气进入污浊空气入口27进行二次过滤。同时，来自真空清洁器过滤室外部的清洁空气28也被吸入到注入器25中，向下通过入口管道36，通过歧管39，分配器管道41并且到达喷嘴42，然后在直的或螺旋的扩散器35中混合。在直的扩散器中，单个入口管向下延伸穿过组件10的中心，然后进入歧管39，然后沿着直的扩散器35返回并进入旋风分离器入口16以在旋风主体14中就行分离。
大约5％至50％的清洁空气添加通过保持旋风分离器14中的空气流动速度高而有助于过滤，稍微稀释它以减少内壁上的磨损，并且在缝隙工具/地板吸嘴被堵塞以及污浊空气流速受到影响特别有助于进行过滤。
在所描述和考虑的实施例中，与污浊空气相比，注入的清洁空气应当具有相对的压力。注入的空气可以是来自真空清洁器的离心风机或压缩机的输出端的高压空气，如图25或图26所示。也就是说，空气可以是注入的清洁空气的能源，因为真空清洁器是一个低压系统。这些优点是由注入器提供的。
注入器的阀门控制
在测试和建模过程中已经显示出优于基本模型的改进结果的一个实施例包括可操作地连接到注入器25的阀50，从而仅当由于在某些情况下回路堵塞需要清洁空气时仅注入清洁空气。阀50构造成控制注入器25中的流动，特别是控制注入器管42中的流动。参照图6至图16，本文的公开内容考虑和公开了多种不同类型的阀50和多种不同的各种阀门控制。
在图6中所示的一个实施例中，提供了可操作地连接到注入器的一种形式的自动致动阀50。阀50设置在注入器管42中，并且包括致动组件52，该致动组件52包括在扩散器端具有开口端55的皮托管54或压力传递管54。皮托管54在扩散器端处与扩散器35流体连通并且在阀端处与压力响应阀致动器56流体连通。在所示的实施例中，压力响应阀致动器56是关闭皮托管的薄膜57，并且其足够薄并且具有合适的材料以响应小直径皮托管中的气压变化。因此，材料可以是橡胶、硅或类似材料。
薄膜57连接到可动阀关闭元件58，所述可动阀关闭元件58构造成在关闭位置和打开位置之间移动(图6中示出关闭)。阀关闭元件可以是圆锥形，或者可以是一些其他合适的形状，以便提供选定的阀控制特性。图中所示的圆锥形状提供线性控制特性。
在操作中，如果缝隙工具/地板吸嘴完全被堵塞，则在软管中形成真空或低压区域，并且皮托管54暴露于扩散器管道35中的真空压力。薄膜57被吸向皮托管54和并且薄膜57然后将阀关闭元件58从其座移动到打开位置，以允许通过与真空清洁器的外部或吸尘器内部选定的清洁位置相连接的清洁空气入口42将新鲜/清洁的空气引入到扩散器35中。可以看出，连接到注入器管42的新鲜空气通过阀流入，以在地板吸嘴水平处保持尽可能多的吸力，而且还保持空气流过旋风分离器，以维持对于任何可能通过软管被抽吸灰尘的过滤能力。当马达运转时，尽可能保持空气流过系统也是至关重要的，因为如果没有空气输送到马达，马达将很快烧坏。
如果在喷嘴12中只有部分阻塞，那么地板吸嘴处的气压仍然远低于扩散器35中的气氛，并且在软管和扩散器35中形成真空。然后，阀关闭元件58被吸向打开位置，并且空气流过注入器管42。因为注入器25按文丘里原理工作(如果在扩散器35中存在收缩)，则扩散器35将承受更多的负压，并且阀关闭元件58将被进一步拉开打开。其结果是注入阀将保持空气在旋风分离器和马达中流动，并且由于软管中的真空而保持吸入。
在图6和图7所示的实施例中，阀关闭元件是圆锥形的。清洁空气喷嘴42中的空气流量取决于阀关闭元件的开口的大小，并受到喷嘴处的负压的大小的影响，并且取决于地板吸嘴处的堵塞的大小。阀门的这些气流量和运动被编程到控制器中，下面将参照图7进行讨论。也就是说，当在地板吸嘴处存在部分阻塞时，将要求来自喷嘴管42的小的气流，并且当在喷嘴处存在完全堵塞时，将需要喷嘴注入器的完全打开。通过线性控制，比已知的真空清洁器中已知的泄放阀有更好的性能。
在图8中还示出了一体式自动收缩部，其在新鲜空气通过入口管42进入扩散器管道35的同时产生文丘里收缩。
优点
可将阀门打开至完全打开位置，以使气旋良好地流动，从而保持旋风式灰尘分离器和电机冷却的良好性能。已知的泄放阀在其性能上是不可预测的，并且在其相关的管道系统中不能提供良好的空气流动，因为一旦泄放阀打开，泄放阀后面的空气压力将增加，然后泄放阀被限制而不能进一步打开。
当泄放阀在已知的真空清洁器中打开时，真空清洁器的吸力显着降低。一些已知的真空清洁器必须关闭电源并再次打开以重置泄放阀从而获得正常的吸力。本文优选实施例中描述的阀在操作中限制了吸力的减小。已知的泄放阀通常在或接近-30千帕时打开，这几乎是真空清洁器可以输送的最大负压。但是，在达到这个压力之前，旋风分离器的性能已经降低，并且没有得到足够的空气流动，并且马达由于太热而已经被损坏。如果泄放阀驱动设定点降低，则吸尘器不会输送强吸力。本技术的阀门——线性的更受控制的方式打开——甚至可以在-14kPa下打开，这是因为该阀门打开时地板吸嘴的吸力几乎没有减小。
Airwatt(空气瓦数)计算
本技术的阀具有如下所述的改善的气压计算。
空气瓦数关系：
P＝0.117354*F*S
其中
P是空气瓦数的功率，
F是以立方英尺/分钟为单位的气流速率。
S是作为水头压力的抽吸能力。
因此，当空气流量F高，并且吸力S高时，空气瓦数增加。
应该理解的是，如上所述以及落入上述实施例的精神和范围内的各种实施例旨在被本说明书所涵盖。
当空气在软管中正常流动时，偏置元件提供偏置力以将阀关闭元件保持在其座上，如图30所示，并且在一个或多个电机和旋风分离器中提供气流，从而提供吸气和气流。如果没有阀门，空气流经清洁的空气入口，这是可以接受的，因为它提供了很好的吸力和气流，但是在实验中已经发现，机器输送的总空气量稍微减少了。
如图32所示，提供了另一种压力响应阀机构，并示出用于本技术的实施例中。在该实施例中，皮托管和注入器管一体化，使得如果软管中存在阻塞物，则在该实施例中与压力响应阀致动器集成的阀盘或活塞将从关闭位置到打开位置，以便从真空清洁器外部提供新鲜空气。
如图34所示，压力响应阀机构已被电子阀致动器81代替，该电子阀致动器81包括马达(例如伺服马达)、电子控制器和压力传感器82。电子控制器80可以是可编程的或者预编程的并且是自主的，或者它可以是可由来自遥控器的命令启动的继电器开关。电子控制器可以在板上具有一些处理元件，或者可以具有安装在远程设置的控制中心上的一些其他处理元件，诸如安装在板上的控制中心，并且可以通过无线控制，或者通过继电器进行布线和控制。因此，远程或中央或本地的控制器可以是适用于从扩散器或其他地方——包括其他喷嘴和设置在空气回路中的旋风过滤器——接收压力读数等的PLC、PCB、芯片、继电器、arduino、树莓派或其它控制器。
根据以下描述，电子阀致动器将操作以提供具有闭环状态的可变控制。首先，当传感器检测到真空压力在扩散器中处于高(负)水平时，给出启动阀的指示。此时，真空压力会进一步增加(进一步变为负值)，当阀门开启超过选定的水平时——真空压力将达到静态水平，阀门将保持打开直到压力改变。
控制器平衡其输入以找到喷嘴阀关闭元件、扩散器宽度和喉部内径(如果使用柔性喉部)的最佳比率。喷嘴的直径也可以改变(从扩散器内径的10-35％)。扩散器的大小受到路径的整个系统大小的限制。在所考虑的实施例中，对于标准家用真空清洁器，扩散器的直径大约为30-35mm。因此，我们可以减小喉部的直径，但是具有较大直径的扩散器是不切实际的。
在机械控制下，阀门具有类似的性能，但是电子方法更加灵敏和准确。阀关闭元件不一定会找到并保持在最佳位置，而是会围绕该最佳点一点点寻找，这将取决于反馈回路响应时间。为了抑制这种情况，电子控制器可以采用先进的控制技术，在阀关闭元件移动之前发送驱动信号，并且在阀关闭元件达到最佳位置之前，再次发送相反的驱动信号。信号发生振荡，但阀门停留在正确的位置，噪音降低。所示实施例中的控制器使用具有RC或LC滤波器的单片微处理器或模拟电路来平滑阀关闭元件的运动。对于机械控制器，可以使用机械阻尼器。阀门的形状可以减少振动。
图35示出了阀的另一实施例，其操作和结构与图30中所示和上面讨论的相似，该阀类似地包括皮托管和类似的部件，但包括对如果在系统中发生皮托管中的负压进行协助响应的手风琴状膜。
可变的注入器喉部直径
图6至图16示出了可收缩的喉部70，以改善注入器的操作。可收缩的喉部70在选定的条件下提供注入器的增加的效率。喉部70的直径可变，并且包括对压力作出响应的柔性且弹性的喉部本体。喉部形成扩散器的壁的一部分，其中扩散器壁的一部分沿着选定长度被喉部主体替代。在一个实施例中，喉部体是一段橡胶并且形成为扩散器壁的形状。
也就是说，在扩散器壁是正方形截面的情况下，喉部是正方形的。该结构如图9所示。这些图中的结构是当空气在扩散器中正常流动时处于关闭位置(不让空气通过注入器)的调节器60的结构。当扩散器中存在阻塞时，调节器被低压吸到打开位置以使扩散器的喉部70变窄。新鲜空气因此通过注入器管42被吸入，该注入器管42保持空气流向旋风分离器14。通过调节器60使喉部70变窄有助于通过注入器吸入更多空气，直到找到平衡。该调节器60与阀集成在一起，使得一个部件可以执行两个任务——打开新鲜空气并且还阻塞扩散器管道35以加速流动。这是一种协同效应，并且当扩散器管道35内的压力保持低时阀保持打开。
为了便于制造某些部件，喉部主体70是圆柱形的，如图10所示。喉部主体70包括连接元件72，以在其任一端连接到扩散器的壁。连接元件包括法兰和紧固件。喉部主体也可以被模制到扩散器壁中。还可以设想的是，壁的部分可以足以提供效率上的改进——也就是说，穿过设置在扩散器壁中的窗或孔的橡胶条可以提供益处。
在一个实施例中，沿着喉部主体的长度或周围设置加强肋。在一个实施例中，这些加强肋是以弹性元件或其他加强板条的形式设置的，这些板条设置在纵向凹槽内或附接到喉部主体的外部或内部。
使用中的喉管在扩散器35内的负压下被向内吸，这具有增加扩散器内部的空气速度并进一步增加压力减小的作用，从而更快地吸入空气并更高效率地提供空气沿着清洁空气入口36进行抽吸。这可以具有缩短扩散器的长度的效果，因此可以在诸如清洁空气管道36或皮托管之类的一个或多个连接元件中设置减压接头。该接头可以是弹性支架或滑动接头、伸缩接头或六角手套或类似元件。
在本申请的提交日期之前已知的任何文件或技术不应被视为承认这些文件或技术在本申请的提交日期是共同的常识。
还应理解的是，词语“包括”以及类似的包括“包含”的语法变体应被认为是包含性的，并且不排除其他组件或特征。
本领域技术人员将会理解，可以对具体实施方式中所示的本发明进行多种变化和/或修改，而不偏离如广泛描述的技术的精神或范围。因此，本实施例在所有方面都被认为是说明性的而不是限制性的。

Claims (23)

1.一种用于安装在真空清洁器中的旋风过滤组件单元，所述旋风过滤组件单元包括：
壳体，所述壳体具有用于污浊空气流的壳体入口和用于经过滤空气流的壳体出口；
安装在所述壳体中的一个或多个旋风分离器，所述一个或多个旋风分离器中的每个旋风分离器均包括一个或多个旋风分离器入口、至少一个污物出口以及与所述壳体出口流体连通的至少一个清洁空气出口；以及
一个或多个注入器单元，所述注入器单元被构造成从所述外壳外输送清洁空气的气流以及将来自所述外壳内的污浊空气输送到所述一个或多个旋风分离器入口，所述注入器单元包括：
具有入口端的扩散器管道，所述入口端与壳体入口流体连通以将污浊空气从所述壳体入口引入到所述旋风分离器入口；以及
注入器管，所述注入器管被构造成将清洁空气注入到扩散器管道中邻近入口端处，注入器管在入口端处与壳体孔口流体连通以将来自壳体外部的清洁空气引入扩散器管道。
2.根据权利要求1所述的旋风过滤组件单元，其中所述扩散器管道是文丘里管结构，其中邻近所述注入器管具有喉部，所述喉部是对所述扩散器管道的直径的限制。
3.根据权利要求1或2所述的旋风过滤组件单元，其中，扩散器管道包括与相关联的旋风分离器流体连通的出口，扩散器管道被构造成将清洁空气流与污浊空气流混合。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的旋风过滤组件单元，其中所述扩散器管道布置在曲折路径上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的旋风过滤组件单元，其中曲折路径是螺旋线。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的旋风过滤组件单元，其中设置有与所述注入器管流体连通的阀以控制通过其中的清洁空气入口流。
7.根据权利要求6所述的旋风过滤组件单元，还包括用于所述阀的电子控制器，所述电子控制器被配置为响应所述扩散器管道中的压力变化。
8.根据权利要求6或7所述的旋风过滤组件单元，还包括可操作地连接到压力响应元件的阀关闭元件，所述压力响应元件响应所述扩散器管道中的压力变化。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的旋风过滤组件单元，其中所述文丘里管喉部或文丘里管限制部与所述阀一体地形成，以便在所述扩散器管道中提供可变节流，并响应于所述扩散器管道中的压力降低而提供新鲜空气注入。
10.根据权利要求9所述的旋风过滤组件单元，还包括用以偏置所述阀关闭元件的偏置元件，所述偏置元件设置在清洁空气管道中。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的旋风过滤组件单元，其中，所述注入器管相对于所述扩散器管道成角度，以便在所述扩散器管道中提供加速的污浊空气。
12.根据权利要求6至11中任一项所述的旋风过滤组件单元，其中，所述扩散器管道的所述喉部响应于所述扩散器管道中的压力变化而在内径上是可变的。
13.根据权利要求6至12中任一项所述的旋风过滤组件单元，其中，所述扩散器管道的所述喉部包括柔性壁，以便改变所述扩散器管道的内部横截面积。
14.根据权利要求2至13中任一项所述的旋风过滤组件单元，其中，调节器与所述扩散器管道的壁是一体的，并被布置为通过阻塞所述喉部来响应所述扩散器管道中的低压。
15.根据权利要求14所述的旋风过滤组件单元，其中所述调节器通过打开所述注入器管中的孔口以允许新鲜空气进入所述扩散器管道来响应所述扩散器管道中的低压。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的旋风过滤组件单元，其中，所述注入器管在所述壳体孔口处与真空清洁器马达流体连通，以通过所述注入器提供强制的清洁空气吸入。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的旋风过滤组件单元，其中，所述注入器单元是拉瓦尔喷嘴结构，使得所述喷嘴是用于将清洁空气输送到所述扩散器的会聚喷嘴，并且然后所述喷嘴的下游设有分流区域，用于混合流体的动能并将其转换成压力。
18.根据权利要求17所述的旋风过滤组件单元，其特征在于，所述分流区域邻近所述污浊空气入口，并且所述扩散器管道然后再次会聚以提供更多的动能并进一步混合，然后在所述扩散器管道的下游于所述扩散器管道的出口处将混合流体输送到旋风分离器元件。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的旋风过滤组件单元，其中，所述注入器入口与所述扩散器管道之间的角度在110度与150度之间，以减少其中的压力损失。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的旋风过滤组件单元，其中，所述注入器管的横截面面积在所述扩散器管道的横截面面积的大约15％与35％之间，以提供更大的吸力和效率过滤。
21.一种真空清洁器，包括：
用于从表面吸取污物的软管和吸嘴入口；
通过所述软管和所述吸嘴入口吸入空气的马达；
根据权利要求1至20中任一项所述的旋风过滤组件单元。
22.根据权利要求21所述的表面处理器具，其中所述注入器与主旋风分离器相关联。
23.根据权利要求21或22所述的表面处理器具，其中，所述注入器与主旋风分离器下游的辅助旋风分离器相关联。
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