CN1108140C - 地毯吸尘器的气液分离器 - Google Patents

Abstract

一种气/液分离器具有中空的、最好为透明的可拆卸的盖，盖位于湿式吸尘器的回收箱上。盖子具有将其内部分为进口/分离腔和出口腔的壁。包含在工作气体中的液体和灰尘进入进口腔，在若干穿过盖底板的排放口上方，水平流过分离腔使脏的液体和气体流转向下，通过排放口进入回收箱。盖底板中若干排放口通常沿着进入并流过进口腔的液体和气体流方向逐个地布置。各个排放口的尺寸最好在朝入口腔下游方向，即离开入口进入进口腔的方向上逐渐增大。出口腔通过穿过盖底板的出口与回收箱流体联通。出口腔最好由电动风机抽真空，从而提供流过组合气/液分离器的所需工作气流。

Description

地毯吸尘器的气液分离器

发明背景

发明领域

本发明涉及一种气液分离器，尤其对抽吸型地毯吸尘器有用。

先有技术概述

地毯吸尘器通常将如水或合适的清洁液喷洒或浇注在地毯或其它待清洁的表面上，然后用吸嘴除去浇注的液体和含在液体中的灰尘。因此，需要一个气/液分离器装置来将液体和包含的灰尘与工作气体分开。曲折的气流通路、快速的流体膨胀或两者的结合通常用于从工作气体中回收液体和包含的灰尘。

发明概述

本发明的目的是提供一种改进的用于湿式地板吸尘器的气体和水的分离器。更正确地说，本发明的目的是提供一种具有增强的气液分离能力而不对通过分离器的气流产生负面影响的直立式地毯吸尘器的分离器。

本发明的上述及其它目的从下面的描述和附图中将更易看清，上述目的可在本发明的一个优选实施例中提供一个气/液分离器来达到，它用于湿式抽吸式吸尘器、尤其是用于图1所示的具有直立外形的吸尘器上。在直立式吸尘器中，回收箱和气/液分离器最好组合成一个易于排空回收清洁液的可拆卸组件。还要求该分离器配有操作者可观察吸尘器回收所抽液体流动情况的装置。

在本发明的一种形式或优选实施例中，回收箱具有空心的、最好是透明的可拆卸的盖，盖具有将其内部分成两个独立腔(一个是进口/分离腔和另一是出口腔)的壁。包含在工作气体中的液体和灰尘最好垂直地进入入口到进口腔，立即转90°转成水平流动，在盖底板的若干排放口上方穿过进口腔，这样使脏的液体和气体流向下转，通过排放口进入回收箱。因此包含液体和灰尘的工作气体经受第一个转折，并在进入进口腔时立即膨胀，接着发生第二个转折通过盖的排放口，在进入回收箱时进一步膨胀并减速，从而最终使液体和所包含的灰尘与工作气体分离。

在盖底板上的若干排放孔最好沿着进入和穿过进口腔的液体和气体流逐个地布置。各个排放口的尺寸在进口腔中朝下游移动，亦即离开进口进入进口腔方向上最好逐渐增大。

通过穿过盖底板的出口，出口腔也与回收箱内部液流联通。最好用吸尘器的抽风机将出口腔抽真空，从而提供所需的工作气流进出组合的气/液分离器和回收箱。

附图概述

现在参照附图以示例形式描述本发明。

图1是具有回收箱的直立地毯吸尘器的侧视图，回收箱具有包含一个与本发明的气液分离箱组合的盖；

图2是本发明的气液分离器沿图1中2-2线的剖面图，

图3是从回收箱中取出的图2箱盖的底视图，

图4是沿图3中4-4线的气液分离器的剖面图；以及

图5是回收箱的顶视图，其中包含分离器的盖已拆除。

本发明的详细描述

在本发明的一种形式或优选实施例中，气液分离器由空心的盖20构成，盖20可拆卸地安装在回收箱12的敞开顶部上，回收箱做成可拆卸地装在直立地毯吸尘器1的底架2上，如图1所示。底架2包括两个适宜装在底架后部的侧向置换的轮子，和一个马达/抽风机组件3(如图1中假想线所示)。把手组件4转动地安装到底架2上。清洁液箱6可拆卸地支撑在把手组件4上。在底架组件2的顶部装着罩子10，其中装有地板吸嘴11。

直立吸尘器1仅用作举例说明。应该看到，本发明的气液分离器可用于其它类型的吸尘器中，例如罐式吸尘器、干湿两用真空吸尘器或任何其它形式的抽湿清洁机。因此，图1和相应的描述不应限制本发明气液分离器，一定要与所述直立式吸尘器结合使用。直立式吸尘器的结构和操作并不构成本发明的一部分，因而这里不作详细描述。在共同拥有的授权日为1996年3月26日的美国专利5500977中，可以找到图1所示直立式吸尘器结构和操作的详细描述，这里提出仅供参考。

现在参见图2，回收箱12(仅在图1示出)的顶部由组合的分离器和回收箱盖20良好地密封。盖20包括顶板24和底板26(见图4)，它们焊接或胶接在一起以在它们之间形成压力通风区。压力通风区由隔板32分成两个独立不同的腔，进口或分离腔28和出口腔30，隔壁32最好与盖模铸成一体，并延伸于盖顶板24和盖底板26之间。分离腔28通过底板26上的入口34与吸管5液体相通(如图1中假想线所示)，吸管5与地板吸嘴联通。在吸管5和入口34之间可采用如垫片那样的任何合适的密封装置，该垫片和所有本发明的垫片最好用密闭挤压泡沫橡胶制成，吸管可与回收箱12模铸成一体或从底架组件2向上伸展。

若干输入腔排放口36、38、40和42穿过盖底板26，在箱12和输入腔28之间提供液体联通。同样，出口腔30包括穿过底板26的出口44，在箱12和出口腔30之间提供液体联通。最好在常规的浮动盒(未示出)中提供一个常规的关闭浮动器，以便在回收箱12内的回收液体到达所要求的高度时，堵住通过出口44的工作气流。

出口腔30还包括排放口或输出口50。与箱12模铸成一体(图5所示)或从底架组件2上伸出的排放管51，当回收箱组件装到吸尘器上和盖装到箱12上时，通过底架组件上的出口管53(图1所示)联通出口50和马达风机组件。盖组件由任何合适的锁闩装置(未示出)可拆卸地安装到箱12上。可采用垫片之类的任何合适的密封件来密封回收箱顶上的盖。

工作时，正如图1中虚线箭头所示，马达抽风机组件3的入口通过出口管53、排放管51和出口腔30(见图2)与回收箱12液体联通，因而在回收箱内产生部分真空。正如图1中实线箭头所示，回收箱内的真空使工作气体、包括含有的液体和灰尘通过地板吸嘴11、吸管5、分离腔28(图2)被吸入回收箱12。

现在参见图2和4，工作气体和包含的液体通过入口34进入分离腔28，由顶板24的倾斜部分52使它们转向，按图2和4中箭头所示水平地流过分离腔28。正如图2所示，排放口36、38、40和42一个接一个地沿气体和液体流动方向A排列成这样：使进口34处的气体和液体流A逐步流过排放口36、38、40和42。

可以相信，当气体及它含有的液体流通过第一个排放口36上方时，大多数气体(如图4箭头B所示)转弯向下通过第一个排放口，而由于液体比空气的惯性重量大，大多数的液体残留下的气体一起继续水平流到排放口38、40和42上。

可以相信，当部分空气通过第一个排放口36从空气和液体流A中抽出后，使分离腔中的剩下的空气和液体流膨胀并降速，加强了液体与流A中剩余气体的分离。在液体和气体依次流过每个排放口38、40和42(如图4中箭头C、D和E所示)时顺序重复上述膨胀和降速过程，从而与单个排放口的分离器相比，大大加强了在分离腔内液体和气体的分离能力。另外在底板26上提供若干开口可分散进入回收箱12的气体和液体流，并有助于减少回收箱内飞溅、晃动和起泡。

正如图2所示，部分流体A完全通过排放口，并由隔壁32重新导向，这样，这部分流体转向相反方向并碰撞到转向壁48的转向面46上，转向壁伸展在盖顶板24和底板26之间。转向面46最好位于与第三个排放口40相交的平面(如点划线47所示)上，这样，转向表面46使余下的流体A转向；横越分离腔28、一般如箭头F所示朝向第三个排放口。转向后的气体和所含液体流F与通过排放口的流体A碰撞，使流体A降速，从而增强了脏液体与气体的分离能力。

在该优选实施例中，排放口36、38、40和42的总的截面积最好大于吸管5和进口34的截面积，从而降低气体和所包含液体的流速，增强了液体与气体的分离。另外，各个排放口最好在朝分离腔下游方向、亦即沿离开进口34方向上尺寸逐渐增大。

最好出口50、排放管51和出口管53所有它们的横截面积都比吸管5的横截面积要大，这样它们就不会限制气体流过分离器。在本发明的系统中，吸管5和进口最好具有约1平方英寸的横截面积。另外在盖底板26上最好开有四个排放口，它们的直径在分离腔28中沿着下游方向分别为1.11厘米、2.86厘米，3.49厘米和3.81厘米英寸。然而，排放口的确切数量和尺寸及吸管的尺寸可在不影响盖具有分离器效能的情况下进行变化。符合有效分离要求的排放口的数量和尺寸取决于输入腔的尺寸、回收箱的尺寸、包含在气体中的液体量、液体和气体的流速、输入腔和回收箱的布局和形状、以及很多其它因素。对任何已知系统来说，排放口的数量和尺寸可最优化。

正如图3和4所示，集水壁54最好从底板26的下表面向下伸出，包围着排放口36、38、40和42。集水壁54防止附着在底板26下表面的水滴越过底板到出口44和被吸入马达风机组件内。附着在底板下表面上的水滴将碰到集水壁并从集水壁上边缘58滴入箱12内。

在出口44和最大排放口42的中心上方盖顶板24的下表面上最好形成小的水滴状隆起或凸出60和62(如图3和4所示)。水滴状隆起60和62可为附着在顶板24下表面上的水滴提供滴水点，在吸风机关机时通过出口和最大的排放口滴入箱12中。

现在参见图5，放在回收箱12里面的是几块垂直隔板，如图所示的隔板64，66和68。这些隔在吸尘器清洁地板作前后推拉操作时限制液体的晃动程度，防止吸尘器操作时的飞溅，并有助于液体从工作气体中的最终分离。除了它们的防晃动功能以外，隔板还用于防止在箱中的工作气流从排放口直接到出口44形成“短路”。依靠迫使工作气体通过隔板之间及隔板和箱壁之间的开口，隔板还可在隔板上游回收箱部分容积上，分配送入的工作气体。因此，就使气体通过箱子的速度减慢到最小值，而工作气体在箱内所在的时间达到最大值，从而使液体更为完全地沉落在箱内。隔板62、64和66固定到回收箱的底板上并从底板向上伸展。

盖子或至少是盖顶板24最好用透明材料制成，这样在脏水通过盖时操作者可以看到从被清洁表面吸出的脏水。同样回收箱12最好也用清洁的或半透明的材料制成，从而使操作者可以看到箱内回收液的高度。

前面描述的优选实施例表示并描述了若干排放口36、38、40和42，它们沿分离腔中气体和液体流逐个地排成一排或一条直线，它们基本与入口34对准的。然而可以看出，若干排放口还可逐个地沿气体和液体的弯曲的流线设置。例如，排放口也可逐个地沿上述布局中隔壁32的曲线部分来设置。另外若干排放口也可逐个地按任何合适的非线性布局沿气体和液体流方向来设置。例如，排放口中心可逐个地放置在沿着气体和液体流、朝向气流的左侧、朝向气流的右侧，或以上方式的合适组合。若干排放口尺寸在沿分离腔内气体和液体流向下游方向上也可以逐渐减小而不是逐渐增大。

从上可知，在前面的描述及所附权利要求中描述若干排放口布局的措词“若干排放口逐个地沿气体和液体流布置并不是企图将本发明的范围限制在具有沿气体和液体流线性布置的若干排放口的分离器。措词“逐个沿流体”企图描述逐个向下游排列的若干排放口、亦即它们以线性或非线性布置、或以任何其它所要求的型式离开入口逐个地向前。

可以看出，本发明的分离器不是一定要做成一个可拆卸的回收箱盖。该分离器既可与回收箱做成一体，也可是它的一个可拆卸部分，或者对于与回收箱分开的地毯吸尘器或其它地板处理器，既可与它们做成一体，也可是它们的可拆卸部分。另外，排放口或出口44也可做在回收箱12的外壁上，而不是在盖底板上。

虽然结合一个优选实施例描述了本发明，对于本专业技术人员来说，在研究了前面优选实施例和附图的描述后，显而易见可作很多修改和改型。因此，本发明不受这里专门说明的限制，而仅受以下权利要求的限制。

Claims (45)

1.一种与地毯吸尘器一起使用的组合的气液分离器和液体回收箱，上述组合的气液分离器和液体回收箱包括：

一个液体回收箱；

一个分离器包括：一个位于回收箱上部的通常为水平的顶板，一个位于回收箱上部、顶板下方的通常为水平的底板，一个延伸在顶板和底板之间的周向壁，它封住在顶板和底板之间空间中的分离腔；

一个排气口，

该分离器具有通向分离腔的入口，用以接纳进入分离腔的充满液体的气流，底板具有若干排放口，通过它们使分离腔与回收箱联通，由此液体从通过分离腔的充满液体的气流中分离出来，通过排放口落下，并回收在回收箱内；和

其中若干排放口沿通过分离腔的充满液体的气流方向逐个布置。

2.按照权利要求1的组合的气液分离器和液体回收箱，其中各个排放口的尺寸在沿离开入口方向上逐渐增大。

3.按照权利要求2的组合的气液分离器和液体回收箱，其中有四个排放口。

4.按照权利要求3的组合的气液分离器和液体回收箱，其中排放口的总面积大于入口的横截面积。

5.按照权利要求1的组合的气液分离器和液体回收箱，其中底板具有靠近周向壁的入口。

6.按照权利要求1的组合的气液分离器和液体回收箱，其中排放口布置成基本与入口对准的一排，这样使充满液体的气流顺序流过若干排放口。

7.按照权利要求1的组合的气液分离器和液体回收箱，还包括从底板下表面伸出、包围若干排放口的集水壁。

8.按照权利要求1的组合的气液分离器和液体回收箱，其中排气口和周围大气工作联通，从而使进入入口的气体通过分离腔、回收箱和排气口排放到周围大气中。

9.按照权利要求1的组合的气液分离器和液体回收箱，还包括延伸在顶板和底板之间、将顶板、底板和周向壁内部之间的空间分为分离腔和出口腔的隔壁；和

其中底板具有一个出口，使回收箱与出口腔联通，排气口联通出口腔与周围大气。

10.按照权利要求9的组合的气液分离器和液体回收箱，其中回收箱是一个顶部敞开的箱子，顶板和底板限定了一个中空的盖，盖子可拆卸地安装到并密封箱子的顶部。

11.按照权利要求1的组合的气液分离器和液体回收箱，其中至少顶板由大致透明的材料制成，从而使操作者可看到流过分离腔的液体。

12.按照权利要求1的组合的气液分离器和液体回收箱，其中入口对面的周向壁部分是朝入口的凹面，并布置成该周向壁使完全通过若干排放口上方的气体和液体转向相反方向，沿着分离腔的一侧、通常朝向入口前进。

13.按照权利要求12的组合的气液分离器和液体回收箱，还包括位于分离腔一侧上的转折表面，用于使气体和液体沿分离腔一侧转折，横越分离腔，这样使转折后的气体和液体与进入分离腔的气体和液体流碰撞。

14.按照权利要求1的组合的气液分离器和液体回收箱，还包括顶板下表面上的水滴状隆起，其中心位于至少在一个排放口上方。

15.按照权利要求9的组合的气液分离器和液体回收箱，还包括顶板下表面上的水滴状隆起，其中心位于一个出口和至少一个排放口的上方。

16.按照权利要求15的组合的气液分离器和液体回收箱，其中具有两水滴状隆起，一个的中心位于出口的上方，另一个位于排放口的上方。

17.按照权利要求9的组合的气液分离器和液体回收箱，其中各个排放口的尺寸在沿离开入口方向上逐渐增大。

18.一种组合的气液分离器和液体回收箱，用于与湿式吸尘器组合，该吸尘器具有一个湿式吸嘴和一个通过吸嘴抽吸气体和液体流的马达风机组件，上述组合的分离器和回收箱包括：

一个适于可拆卸地安装到湿式吸尘器上的顶部敞开的回收箱；

一个中空的盖密封地并可拆卸地安装到箱的顶部，该中空的盖限定了一个进口腔，进口腔具有入口，当箱装到吸尘器上和盖安装到箱上时，它使进口腔与吸嘴液流联通，进口腔具有若干排放口，使进口腔与箱液流联通，从而使马达风机组件与吸嘴和进口液流联通，这样，马达风机组件使气体和液体流被抽入吸嘴并通过入口进入使液体与气体分离的进口腔，通过排放口滴落并回收在回收箱内；

一个排气口；和

其中沿进入进口腔的气体和液体流方向逐个安置若干排放口。

19.按照权利要求18的组合的分离器和回收箱，其中若干排放口的尺寸在沿离入口方向上逐渐增大。

20.按照权利要求18的组合的分离器和回收箱，其中具有四个上述的排放口。

21.按照权利要求20的组合的分离器和回收箱，其中排放口具有的总截面积大于入口的截面积。

22.按照权利要求18的组合的分离器和回收箱，其中箱盖包括周向外壁连接的顶板和底板，并把上述进口腔限定在顶板、底板和周向壁之间，底板具有若干排放口。

23.按照权利要求22的组合的分离器和回收箱，其中隔壁延伸在顶板和底板之间，将盖分成进口腔和出口腔。

24.按照权利要求23的组合的分离器和回收箱，其中上述底板具有出口，它使出口腔与回收箱联通，出口腔具有出口，它使出口腔与马达风机组件的吸入一侧联通。

25.按照权利要求22的组合的分离器和回收箱，其中上述入口安置在上述进口腔的一侧。

26.按照权利要求24的组合的分离器和回收箱，其中若干排放口的尺寸在沿离开入口方向上逐渐增大。

27.按照权利要求26的组合的分离器和回收箱，其中具有四个上述排放口。

28.按照权利要求27的组合的分离器和回收箱，其中排放口具有的总截面积大于入口的截面积。

29.一种用于与地毯吸尘器联合使用的组合的液体回收箱和气液分离器，吸尘器具有产生工作气流的马达/风机组件，在地毯吸尘器使用时，工作气流含有液体，该组合的清洁液回收箱和气液分离器包括：

一个箱子，

一个位于箱子上部的分离腔，该分离腔具有与工作气流液流联通的入口，工作气流流过入口的分离腔，分离腔具有若干供分离腔和箱子之间液流联通的排放口，

一个排气口；

其中若干排放口通常逐个地沿离开入口方向上布置。

30.按照权利要求29的组合的液体回收和气液分离器，其中若干排放口的尺寸在沿离开入口方向上逐渐增大。

31.按照权利要求30的组合的液体回收和气液分离器，其中具有四个上述排放口。

32.按照权利要求31的组合的液体回收和气液分离器，其中四个排放口具有的总截面积大于入口截面积。

33.按照权利要求29的组合的液体回收和气液分离器，还包括包围若干排放口并伸入到箱内的集水壁。

34.按照权利要求29的组合的液体回收和气液分离器，其中分离腔是由可拆卸地安装到箱顶上的盖限定的。

35.按照权利要求34的组合的液体回收和气液分离器，其中入口位于分离腔的一侧。

36.按照权利要求34的组合的液体回收和气液分离器，其中盖是由顶板和顶板下方与顶板隔开的底板所限定，底板具有在盖的一侧附近的入口，进入分离腔的工作气流垂直通过入口，突然转折90°，并水平流过分离腔。

37.按照权利要求36的组合的液体回收和气液分离器，其中具有四个排放口。

38.按照权利要求37的组合的液体回收和气液分离器，其中四个排放口具有的总截面积大于入口的截面积。

39.按照权利要求29的组合的液体回收和气液分离器，其中一个隔壁延伸在顶板和底板之间，将顶板和底板之间的空间分为两个腔，一个腔是分离腔，另一个是出口腔，

底板具有出口，它使出口腔与回收箱联通，排气口联通出口腔与外部大气，由此已与液体分离的气体通过出口、出口腔和排气口离开箱子，并排放到大气中。

40.按照权利要求39的组合的液体回收和气液分离器，其中排放口是与马达/风机组件流体相通的，马达/风机组件通过进口腔和箱子抽吸工作气流，从而使液体与气体分离，并回收在箱中，箱中的气体由马达/风机组件通过出口腔排放到大气中。

41.按照权利要求39的组合的液体回收和气液分离器，还包括从底板伸入箱内并包围排放口的集水壁。

42.一种用于湿式地板清洁器的气体和水的分离器，上述分离器包括：

一个通常是水平的上壁，一个通常是水平的下壁，它们由延伸在上、下壁之间的周向壁连在一起，限定了一个分离腔，该分离腔具有一入口，用以接纳进入并通过分离腔的气和水流，

下壁具有若干穿过它的排放口，若干排放口通常逐个沿离开入口的方向布置，气体和液体流通常顺序地流过若干排放口的上方，同时气和水通常顺序地被每个排放口抽吸，使分离腔中残余的气和水膨胀并减速，从而使水从气中分出，并通过排放口滴下。

43.按照权利要求42的分离器，其中排放口的尺寸在沿离开入口的方向逐渐增大。

44.按照权利要求43的分离器，其中具有四个排放口。

45.按照权利要求42的分离器，其中一个集水壁从底板伸出并包围住排放口。

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