CN1122495C - 用来从空气流中分离污物或尘土的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供用来从空气流中分离污物和尘土的装置，该装置包括一个收集器(32)，所述收集器(32)具有一个形成空气旋转表面的外壁(32a)，一个内壁(34b)，一个用来将所述气流基本上切向地引导到所述外壁(32a)的气流入口，一个用来从所述收集器(32)除去空气的气流出口，以及至少一个定位于所述收集器内部的翅片或者说挡板(30)，其特征为，所述或每个翅片或者说挡板(30)被设置在所述收集器(32)的所述内壁(34a)上并从此处向外伸出。在内壁(34a)上的翅片或者说挡板(30)在通过此处的气流被中断之后阻止该分离装置内的污物和尘土颗粒残留物重新被带走。

Description

用来从空气流中分离污物或尘土的装置

本发明涉及用来从空气流中分离污物或尘土的装置，尤其是，但不排他地，涉及用于真空吸尘器的这种装置。

利用旋风作用以便从空气流中分离污物或尘土的真空吸尘器是众所周知的。实质上，空气流以切向方式被引导到一个圆筒形或截顶圆锥形表面上，以致于该气流形成沿圆筒形或截顶圆锥形表面而下的盘旋或者说螺旋线行进形式的运动。离心力迫使污物和尘土颗粒沿径向向外直至它们与该旋风分离器的静止壁接触为止。然后污物和尘土颗粒从气流中分离出来并被收集在一个腔中。先前已有提议，在腔的外壁上或者说在该表面上提供多个翅片、挡板或者说肋以便促使已从气流中分离出的污物和尘土沉积在容器中。翅片或者说挡板还阻止已分离出的污物和尘土重新被带走，尤其是在真空吸尘器于收集腔没有首先排空的情况下被接通时是如此。在GB 2 298 598A，US 2 171 248和DE 754339中描述和介绍了这种类型的结构。

在所有现有技术结构中，打算促使污物和尘土沉积并阻止它们重新被带走的多个翅片、挡板或者说肋片已被定位在分离装置的外壁上。这是一个自然的位置，因为大多数在气流中带走或者在腔中沉积的污物和尘土残余物会定位在靠近外壁处。然而，在外壁上的翅片或者说挡板结构在制造或组装这种类型的真空吸尘器期间，尤其是当构件被符合需要地送入收集腔内部并具有与该腔接近的直径时，会造成一些困难。从外壁向内的多个翅片或者说挡板凸起使获得符合要求的结构发生困难或者不可能。

本发明的一个目标是提供具有上述类型但没有现有结构的缺点的污物和尘土分离装置。本发明的一个进一步目标是提供制造方便成本低廉，并且与现有结构相比具有相等或更高分离效率的污物和尘土分离装置。本发明的一个更进一步目标是提供能阻止原先从气流中分离出的污物和尘土重新被带走的污物和尘土分离装置。

本发明提供一种用来从空气流中分离污物或尘土的旋风分离器，它具有一个形成空气旋转表面的外壁，一个内壁，一个位于外壁和内壁之间用来收集从气流中分离出的污物或尘土的收集区域，一个用来将气流基本上切向地引导到外壁的气流入口，一个用来从分离器除去空气的气流出口，气流入口和气流出口与收集区域隔开，以及至少一个定位于分离器内部的翅片或者说挡板，其特征为，所述或每个翅片或者说挡板被至少部分地设置在分离器内壁上的收集区域内并从此处向外伸出。

进一步和有利的特征在附属权利要求中描述。

业已发现，翅片或者说挡板从旋风分离器收集区域的外壁移动到内壁不会降低装置的分离效率，而且能至少象上文介绍的现有技术结构一样地阻止重新带走。这是令人惊奇的，因为，如果离心力作用在分离器内部的污物和尘土上，理应指望安置在外壁上的翅片或者说挡板会具有更明显的效果。然而，将翅片或者说挡板移动到内壁就允许具有一个与外壁直径相近的直径的构件毫无困难地导入到容器之中。翅片或者说挡板能与内壁整体成形，或者作为替代，能在制作期间附加在此处。

现在参照附图描述三个本发明实施例，其中：

图1a和1b分别为装入了本发明分离装置的直立真空吸尘器的正视和侧视图；

图2a和2b是通过图1描述的分离装置的一部分剖切的垂直和水平横截面图；

图3a和3b分别为装入了本发明分离装置的圆筒真空吸尘器的侧视和顶视图；

图4a和4b分别为通过图3所示的分离装置剖切的垂直和水平横截面图；

图5a和5b是通过适于装入如图3所示圆筒吸尘器的分离装置的一替代结构的垂直和水平横截面图。

图1a和1b描述一台旋风真空吸尘器10，它基本上由一个上壳12、一个直立手柄14、一个下马达壳16和一个吸尘头18组成，其中直立手柄14是可分离的以便以一根棒的方式使用，而吸尘头18可旋转地安装在马达壳16上。轮20安装在马达壳16上以便于移动真空吸尘器10横越被清理表面。

上壳12含有污物和尘土分离装置22，而本发明就在于该污物和尘土分离装置。由于这个原因，吸尘器10的余部用点划线描绘，而部旋风分离器24、26之间安装着一个罩盖28。罩盖28形成来自外旋风分离器24的一个出口并通向内旋风分离器的一个入口。在使用中，空气或者经过吸尘头18或者在手柄14被松开和用作一根棒时经过手柄被抽入真空吸尘器10中。适当的导管(未画出)将肮脏空气传导到外旋风分离器24的切向入口。该空气流过绕外旋风分离器24内部一个盘旋的螺线通道，从而将绒毛、碎屑和一些大颗粒沉积在外旋风分离器24的底部。然后该空气向上并经过罩盖28退出外旋风分离器24。于是它被传送到内旋风分离器26内部并在那里加速到很高的速度。污物和尘土颗粒仍夹带在内旋风分离器26的上游气流中，然后从气流中分离出来并被收集在内旋风分离器26的底部之中。该空气经过一个位于内旋风分离器26上端的旋风定向器和适当的导管退出内旋风分离器，然后将洁净空气引导到真空吸尘器的洁净空气出口。

已经知晓一种具有上文描述特征的真空吸尘器。确实，迄今也已知晓被描述分离装置的这些零件。然而，图1所示实施例还包括位于构成外旋风分离器24一个内壁的内旋风分离器26外部的多个翅片或者说挡板30。所述翅片或者挡板30形成本发明的主要构件。

翅片或者说挡板30的特性和结构在图2a和2b中描述得更加清楚。图2a是沿分离装置22下部剖切的垂直横截面图，因而只是描述外旋风分离器24的壁和内旋风分离器26的收集腔。图2b是沿着b-b线剖切的截面图。

在图2a中，分离装置22由外旋风分离器24的外壁32确定界限。外壁32具有直立圆筒壁32a和一个圆底面32b。它用一种透明塑料模制而成，并用由已知的方式与图1所描述的主壳12上部密闭接合。在圆筒32的底面32b内形成一个凹陷32c，它被设计成与位于主壳12上的一个直立凸起(未画出)配合工作，以便于分离装置22在从主壳摘下弄空之后正确定位。

位于外旋风分离器24内部的是一个收集腔34，它构成内旋风分离器26的一部分。收集腔34具有一个上圆筒部分34a和一个与外腔32的底面32b密闭配合的下截顶圆锥部分34b。收集腔34还形成外旋风分离器24的内壁。在圆筒壁32a和收集腔34的下部34b倾斜壁之间确定一个大颗粒收集区域36a。在外旋风分离器24内分离出的绒毛、碎屑和大污物颗粒会收集在此区域之中。收集腔34的下部34b形成一个内旋风分离器26收集区36b。在使用中，收集腔34的上边缘34c将与形成内旋风分离器26一部分的一个截顶圆锥形的锥体部分(未画出)密闭接合。

翅片或者说挡板30定位于收集腔34的圆筒部分34a的外侧，并向下延伸以便碰到下部34b的倾斜壁。从图2b可以看到，有四个等间隔的翅片或者说挡板30。每个翅片或者说挡板30从圆筒部分34a向外朝圆筒壁32a径向延伸。在该最佳实施例中，每个翅片或者说挡板30从圆筒部分34a向外伸出20和25mm之间，最好为21.6mm的一个距离。在圆筒部分34a和圆筒壁32a之间的距离为38和40mm之间，最好是38.15mm。每个翅片或者说挡板30的上边缘相对于内旋风分离器26的纵向轴线向下倾斜一个角度。在该最佳实施例中，每个翅片或者说挡板30的上边缘相对于该纵向轴线的倾斜度为45°。虽然该倾斜度能变化，但在30°和60°之间最好。

业已根据实验发现，在由内旋风分离器收集腔34的圆筒部分34a形成的内壁上提供翅片或者说挡板30不会减低分离装置22作为一个整体的分离效率，而且能在很大程度上阻止已被收集在收集区域36a内的污物和尘土颗粒重新被带走的任何可能，尤其是真空吸尘器10在收集区域36a没有首先弄空的情况下起动时是如此。

本发明同样地被应用于圆筒吸尘器，图3a和3b描述一台纳入本发明的圆筒吸尘器。基本上，该真空吸尘器50包括一个上面装有轮54的底架52，一个装有马达的马达壳56、一根软管58以及污物和尘土分离装置60，一种用来将肮脏空气引到吸尘器的适当地板工具能附加到软管58上。按照惯例，肮脏空气经由软管58在由马达驱动的一台风扇产生的吸力影响下被引导到分离装置60。

实质上，分离装置60与在图1和2中显示和描述的分离装置具有一些完全相同的构件。然而，在这种情况下，装置60的总体尺寸与先前附图中描述的装置不同，而且内旋风分离器也具有一个截顶圆锥形的下部。然而，这些区别无论如何不影响分离装置60的工作。象以前一样，空气经由一个切向入口64进入外旋风分离器62并围绕外壁盘旋以致于使绒毛、碎屑和大污物颗粒沉淀在一个第一污物收集区域66中。然后该空气经过罩盖68退出外旋风分离器62并流到内旋风分离器70的内部，在那里它被加速致使尘土和污物从气流中分离出来并被收集在收集腔72中。洁净空气经过内旋风分离器70顶部的旋风定向器74退出，并由适当的导管传送到机器以外。

图4a和4b分别显示通过污物和尘土分离装置60剖切的垂直和水平横截面图。该水平横截面图是沿4-4线剖切的。圆筒形外壁62a被连接到一个截顶圆锥下壁62b上。圆筒外壁62a和下壁62b也用一种透明塑料制造。内旋风分离器的收集腔72具有一个圆筒部分72a和一个截顶圆锥部分72b，而且截顶圆锥部分72b延伸到并密闭紧靠截顶圆锥部分62b。象以前那样，圆筒部分72a的上端缘72c被安排成与能从气流中分离出细污物和尘土颗粒的截顶圆锥旋风分离器70的密闭接合。

四个径向挡板80围绕收集腔72的圆筒部分72a等间隔布置。如同前面那样，翅片或者说挡板80向下碰到截顶圆锥部分62b。翅片或者说挡板80从圆筒部分72a向外延伸大约21.5mm距离，而在圆筒部分72a和外壁62a之间的距离为大约38-40mm。每个翅片或者说挡板80的上边缘对于内旋风分离器70的纵向轴线倾斜约50°。

如同前面那样，翅片或者说挡板80起到阻止被收集在外旋风分离器66内的污物和尘土颗粒重新被带走以及在真空吸尘器被关闭之后将它们保持在外旋风分离器66内的作用。

图5a和5b描述本发明的第三实施例。这些图与图4a和4b接近于一致并用来描述下面的事实：还能在外壁62a上原先翅片或者说挡板80的径向向外位置安装附加的翅片或者说挡板90。围绕外旋风分离器66隔开的多个位置处的相对翅片或者说挡板80、90之间形成一个空隙。其效果是更进一步地阻止污物和尘土颗粒在真空吸尘器被关闭之后重新被带入气流。

在图5描述的最佳实施例中，附加挡板90被安装在圆筒形外壁62a上并向上延伸到安装在内壁72a上的翅片或者说挡板80的上边缘为止。每个附加翅片或者说挡板90的上边缘也相对于内旋风分离器70的纵向轴线倾斜与翅片或者说挡板80上表面相同但是方向相反的角度。附加翅片或者说挡板90向下延伸以便碰到截顶圆锥底部62b。在翅片或者说挡板80和附加翅片或者说挡板90之间留下的空隙为5和10mm之间，最好为8.6mm。附加翅片或者说挡板90伸进外旋风分离器66约8.4mm距离。

显而易见，熟悉本行的读者可对此作出各种变形和变化。这些变形和变化应被包括在本发明的范围之中。

Claims (19)

1.一种用来从空气流中分离污物或尘土的旋风分离器，它具有一个形成空气旋转表面的外壁，一个内壁，一个在所述外壁和所述内壁之间用来收集从所述气流中分离出的污物或尘土的收集区域，一个用来将所述气流基本上切向地引导到所述外壁的气流入口，一个用来从所述分离器除去空气的气流出口，所述气流入口和所述气流出口与所述收集区域隔开，以及至少一个定位于所述分离器内部的翅片或者说挡板，其特征为，所述的每个翅片或者说挡板被至少部分地设置在所述分离器内壁上的所述收集区域内并从此处向外伸出。

2.一种根据权利要求1的旋风分离器，其特征为，提供许多所述翅片或者说挡板。

3.一种根据权利要求2的旋风分离器，其特征为，提供二至六个所述翅片或者说挡板。

4.一种根据权利要求3的旋风分离器，其特征为，提供四个所述翅片或者说挡板。

5.一种根据权利要求1的旋风分离器，其特征为，所述的每个翅片或者说挡板从所述内壁沿径向向外伸出。

6.一种根据权利要求1的旋风分离器，其特征为，所述的每个翅片或者说挡板具有一个相对于所述收集器的纵向轴线倾斜的上边缘。

7.一种根据权利要求6的旋风分离器，其特征为，所述上边缘相对于所述纵向轴线的所述倾斜角度是在30°和60°之间。

8.一种根据权利要求7的旋风分离器，其特征为，所述上边缘相对于所述纵向轴线的所述倾斜角度是在45°和50°之间。

9.一种根据权利要求1的旋风分离器，其特征为，所述每个翅片或者说挡板在所述内壁和所述外壁间距离的四分之一到四分之三之间延伸。

10.一种根据权利要求9的旋风分离器，其特征为，所述的每个翅片或者说挡板延伸出大致所述内壁和所述外壁间距离的一半。

11.一种根据权利要求1的旋风分离器，其特征为，所述外壁大致呈圆筒形。

12.一种根据权利要求1的旋风分离器，其特征为，所述内壁大致呈圆筒形。

13.一种根据权利要求12的旋风分离器，其特征为，所述内壁由一个第二旋风分离器的一部分形成。

14.一种根据权利要求13的旋风分离器，其特征为，所述第二旋风分离器与所述第一旋风分离器相比具有较高的分离效率。

15.一种根据权利要求13或14的旋风分离器，其特征为，所述第二旋风分离器基本上整个地设置在所述第一旋风分离器内部。

16.一种根据权利要求1的旋风分离器，其特征为，在所述外壁上的翅片或者说挡板径向向外位置提供多个附加的翅片或者说挡板。

17.一种根据权利要求16的旋风分离器，其特征为，所述附加的翅片或者说挡板与所述翅片或者说挡板具有基本上相同的形状。

18.一种根据权利要求16或17的旋风分离器，其特征为，在每对所述翅片或者说挡板之间的距离为在所述内壁和所述外壁之间距离的八分之一到一半。

19.一种根据权利要求18的旋风分离器，其特征为，在每对所述翅片或者说挡板之间的距离为在所述内壁和所述外壁之间距离的大致四分之一。

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