CN1387413A - 灰尘和污物分离系统 - Google Patents

Abstract

一种用在真空吸尘器中的灰尘和污物分离系统(10;50),包括:其间具有一条气流通道的污浊空气入口(12;52)和清洁空气出口(13;53),所述气流通道首先通过用于从污浊空气中分离较大颗粒的气旋分离器(11;55),然后通过用于从污浊空气中分离较小灰尘颗粒的过滤元件(20;66);污物收集室(16;56),用来接收来自气旋分离器的污物和来自过滤元件的灰尘;以及撞击机构(30;70),包括撞击部件(31;78),该部件可操作用来撞击过滤元件以从过滤元件中除去灰尘,从而灰尘进入到具有较大污物颗粒的收集室。撞击部件可以在气流通道的部分(32－35)内或通过机械促动器(72)响应于气流的停止而操作。

Description

灰尘和污物分离系统

技术领域

本发明涉及一种用在真空吸尘器中的灰尘和污物分离系统，在该真空吸尘器中灰尘和其它碎片在抽吸作用下被拾起并被夹带在气流中，随后通过使气流通过过滤元件从而至少部分与夹带它的空气分离。

背景技术

要理解的是，通过使污浊空气通过一个或多个过滤元件或部分，或部分者通过使空气通过其它分离装置例如旋风收尘器并且部分通过穿过一个或多个过滤器，从而可以完全实现这种灰尘和污物分离，并且根据本发明的装置可以单独使用或者与其它过滤器或其它分离装置组合使用。

滤尘元件本质上容易被它们所要收集的灰尘堵塞，并且已经提出各种用于试图振动或搅拌过滤元件以便从中除去所收集的灰尘的机构。

例如，EP860554披露了使用一种间歇供能的促动器来操纵在自走式街道清扫机中使过滤器运动的元件，从而使过滤器振动并且除去所收集的灰尘；GB1471035A披露了一种具有螺线管操纵的振动器的真空吸尘器，所述振动器通过压力开关根据由过滤器的部分阻塞引起的排气压力的下降来促动；US5090083披露了一种具有滤管的商用地毯除尘器，所述滤管一般通过弹簧而保持在伸展状态，所述弹簧能够在可手动操作的阻尼板的作用下压缩，以便使得滤管能够振动，从而使得所收集的物质能够掉进漏斗中；并且US5681363A披露了一种过滤器振动装置，其中真空除尘器灰尘袋装在可弹性变形的框架中，所述框架在过滤袋中的气压下膨胀，从而当气流中断时，框架的弹性收缩振动该袋子以从过滤材料中除去灰尘。

发明概述

本发明的目的在于提供一种简单而有效的机构，尤其在真空除尘器中用来从过滤元件中除去灰尘并且将灰尘送进污物收集室。

根据本发明的第一方面，提供一种灰尘和污物分离系统，它具有：污物收集室；其间具有一条气流通道的污浊空气入口和清洁空气出口，该气流通道通过用于从污浊空气中分离较大污物颗粒以将它收集在污物收集室中的第一分离装置，并通过用于从污浊空气中分离较小灰尘颗粒的第二分离装置，其中所述第二分离装置是一种过滤元件，并且该系统还包括撞击部件，该部件可以被促动来撞击过滤元件以从过滤元件中除去灰尘，从而使灰尘收集在具有较大污物颗粒的污物收集室中。

优选的是，第一分离装置是一种气旋分离器。

过滤元件可包括由具有不粘特性的过滤材料制成的过滤本体以在过滤元件受到撞击时有助于灰尘从其表面中分离。过滤材料最好具有PTFE等涂层。

优选的是，过滤元件还包括碰撞部件，当撞击过滤元件时撞击部件撞击在其上。

理想的是，当过滤元件受到撞击部件撞击时，灰尘向下落进污物收集室中并且与已经被收集在那里的较大污物混合。

撞击部件可以设置在所述气流通道中以便能够根据所述气流通道中的气流而移动并且能够与所述过滤元件保持间隔关系，但是在所述气流停止时能够撞击在所述过滤元件上，从而从所述过滤元件中除去灰尘。

另外，撞击部件可以在气流的作用下在所述碰撞部件上方与之保持间隔关系，并且在气流停止时能够在重力的作用下落到所述碰撞部件上。

该系统还可以包括导管，所述导管形成了在其中安放有所述撞击部件的所述过滤元件下游的部分气流通道。该导管优选包括有颈缩部，所述撞击部件可以具有间隙地通过该颈缩部，从而撞击部件对于大范围的气流而言保持在相对于所述颈缩部的基本上稳定的位置中。

在这些实施方案中，所述撞击部件优选为大体上球形，并且导管为大体上圆柱形。

在可选的实施方案中，该撞击部件包括设置在过中心机构中的弹性元件。

弹性元件在恢复到其初始位置之前在它通过过中心状态并且撞击碰撞部件时可以与碰撞部件间隔开直到被促动。

该系统最好还包括促动部件，该部件可以手动地操纵以啮合弹性元件并且使它移动通过过中心状态。

污物收集室可以由锁定装置可拆卸地固定以便能够在倒空时拆除，并且促动部件可以在锁定装置被松开时被促动。

根据本发明的第二方面，提供一种过滤系统，它包括过滤元件和撞击部件，所述撞击部件被设置成可以移动以便撞击过滤元件，从而能够从过滤元件中除去灰尘。

根据本发明的第三方面，提供一种过滤系统，该系统包括具有进气口和出气口的外壳，过滤元件设置在所述进气口和所述出气口之间的气流通道中，撞击部件设置在所述气流通道中以便能够响应于在所述气流通道中的气流而移动并且与所述过滤元件保持间隔关系，但是能够在所述气流停止时撞击在所述过滤元件上以从所述过滤元件中除去灰尘。

根据本发明的另一个方面，提供一种过滤系统，该系统包括具有进气口和出气口的外壳，过滤元件设置在所述进气口和所述出气口之间的气流通道中，撞击部件设置成通常与所述过滤元件保持间隔关系，并且能够移动成与过滤元件接触，该系统还包括促动部件，用来使所述撞击部件移动成与所述过滤元件接触并且撞击在其上，以便从所述过滤元件中除去灰尘。

根据本发明还有一个方面，提供一种包含有如前面权利要求任一所述的灰尘和污物分离系统或过滤系统的真空吸尘器。

附图的简要说明

现在将只是参照附图以实施例的方式对本发明进行说明，其中：

图1在横向断面中用图解法说明了灰尘和污物分离系统的第一实施方案；

图2在横向断面中用图解法说明了灰尘和污物分离系统的第二实施方案；

图3为与图2对应的顶部平面图；并且

图4和5说明了第二实施方案的滤清机构的动作。

优选实施方案的详细说明

参照图1，所示的灰尘和污物分离系统10形成作为用于结合在用来从所要清洁的表面中拾取污物和灰尘的吸入压头和抽吸源例如设置在该设备内或其外部的电机驱动的叶轮之间的气流通道中的真空吸尘器设备中的装置。该系统10包括外部外壳11，该外壳具有在其上端处切向设置的进气口12和形成在顶壁14中的轴向设置的气体出气口13。外壳11在其下端处提供通向污物收集室16的向下引导的排气口15，为了排空该污物收集室可以从外部外壳11中拆卸下来，或者具有可以打开或拆除的底部封闭挡板。

具有切向进气口12的外部外壳11用作具有气旋作用的第一分离器，从而如箭头A所示通过进气口12进入的空气中的较大颗粒的灰尘或其它碎片与气流分开，并且通过排气口15掉进污物收集室16。

以过滤元件20形式的第二分离器设置在外部外壳11内的中心处，并且可以大体上以下面所述的图2的实施方案的方式安放在内部外壳(未示出)中。过滤元件包括由折叠过滤材料形成的大体上为截头圆锥形(或圆柱形)过滤本体21，该过滤本体在其下端处固定在那里的底部闭合板22，从而污浊空气在通过进气口12进入并且围绕着外部外壳11循环流动之后被迫流过过滤本体21并通过形成在也是固定在过滤本体上的顶部闭合板24中的开口23流到出气口13上。因此仍然包含在气流内的较小的灰尘颗粒在由旋风除尘器进行的第一阶段分离之后收集在过滤本体21上。

根据本发明，撞击机构30设置用来如此在过滤元件上产生出撞击以便短暂地振动过滤材料本体21，从而除去所收集的污物。在图1中所示的实施方案中，这被设置成在通过系统10的气流停止时自动地进行。为此，设有撞击部件31。在顶板24中的出气口23附近并且从那里悬吊着的是具有向下与出气口23隔开的环形端板33的短管状本体32。环形端板33将中心孔34的直径限定成这样，使得在所述的实施方案中为中空球形的撞击部件31能够以有限的间隙穿过。

导管35从端板33向下延伸并且终止在过滤元件的底部闭合板22上方的位置处。可以看出，导管35的内径显著比中心孔34的直径大。如此进行布置，通过过滤本体21流进过滤元件20的内部的气流被迫围绕着导管35的下端向出气口13流动。最初，球形撞击部件31将安放在底部闭合板22上，但是通过导管35的气流能够如所述一样升起撞击部件31朝着并通过开口34并且进入管状本体32。因为撞击部件31和开口34之间的间隔是有限的，所以撞击部件31在系统10正在操作期间在大范围的气流速度上保持在基本上相同的位置中。

但是，当气流停止时，撞击部件31能够在重力的作用下下落并且撞击在底部闭合板22上，以便能够给过滤本体21施加短暂的振动运动，从而从起外部表面除去灰尘以通过排出口15掉进已经装有较大的污物颗粒的污物收集室16中。微小的灰尘掉进较大的污物颗粒中，并且在某种程度上与它们混合，而不是铺设作为单独的层。这就在要将污物收集室16倒空时提供了非常显著的且实际的优点，由于微小的灰尘不容易象云一样飞起来吞没正在将该腔室倒空的人，从而使得该过程比以往更干净并且更舒服。

要理解的是，通过系统10的气流一般由电机驱动的叶轮产生出，该叶轮设置在出气口13(位于设备的本体内或者在其外部处以便以任意方便的方式与该设备连接)下游以在系统10结合在真空吸尘器设备中时从抽吸清洁头(未示出)中抽进空气，并且一般来说通过使驱动叶轮的电机断电来终止清洁操作。但是，叶轮不会突然停止，而是经过几秒钟慢慢地停下来，在这期间该叶轮产生出的气流逐渐地消失。孔34相对于撞击部件31的节流效应是这样的，撞击部件31在基本上保持悬浮在所示的位置中直到气流的速度降低到使得该球能够通过孔34落下。在通过孔34之后，因为导管35比孔宽，所以撞击部件31碰到的阻力减小，因此能够以最小的空气阻力基本上自由地下落，直到它接触到底部闭合板22从而在其上施加猛烈的撞击。相反，如果管状本体32的端板33中的孔与导管35的直径相同，则撞击部件31在气流降低时将相对缓慢地沿着导管35的长度下降，因此它撞击底部闭合板22的力小得多。

实际上已经发现，重为120克并且下落20厘米的球形撞击部件足以从涂覆有PTFE过滤材料的表面中除去灰尘，可是在保持在管状本体32内时只吸收大约0.5W(air-watt)的空气能量。

虽然对于撞击部件31来说采用中空球形是特别适宜的，但是可以采用其它形式。而且，虽然对于撞击部件来说单独由气流来支撑是特别适宜的，但是可以提供一些机械支撑方式例如轻质片簧作为选择，该片簧将确实用来将撞击部件保持在升起的位置中，并且设置有手动或自动可操作释放部件以在必要时使撞击部件下落。

参照图2-4，这些图显示出灰尘和污物分离系统50的第二实施方案。该系统50包括具有切向进气口52和在顶壁54中的轴向出气口53的外壳51。外壳51的上面部分55用作气旋分离器，并且外壳51的加宽的下面部分56用作污物和灰尘收集容器，为了倒空该容器可从外壳51的上面部分55中拆卸下来，或者具有可以打开或拆除的底部闭合挡板。

内部过滤器外壳60位于下面并且围绕着出口53。该过滤器外壳包括包含有实心壁的上面圆柱形部分61和包含有空气可以外壳51中流动穿过的网壁的下面圆柱形部分62。过滤器外壳的底部由底板63封闭，但是在网壁部分下面具有孔64并且在底板周围具有截头圆锥形节流板65。

位于过滤器外壳60内的是过滤部件66，它包括由具有不粘特性的波纹状过滤材料形成的大体上为圆柱形的过滤本体67，所述不粘特性可以通过涂覆PTFE或其它类似材料来提供。在其上端处，过滤本体67连接在环形顶板68上，该顶板限定有与出口53对准的中心孔69。

通过入口52将污浊空气抽进外壳51中，并且在上面部分55中，较大的污物颗粒和其它碎片例如头发和纤维由于气旋分离作用而被分离，并且与前面所述的图1实施方案类似掉落进用作污物收集室下面部分56中。该空气然后通过过滤器外壳60的网壁部分62并且穿过过滤本体67，在空气中的微小灰尘被收集在所述过滤本体中。然后该清洁的空气通过出口53离开外壳50。

在过滤本体67迟早会被收集在其中的灰尘堵塞并且需要清理，但是在所有情况下无论何时倒空容器56都最好确保它是清洁的。为此，在外壳51的顶壁54上安装有撞击系统70，如在图3和4中所更详细地显示出的一样。

过滤本体67的顶板68形成或设有向上延伸的突起71，如将在下面所知道的一样，该突起用作撞击部件，用来将撞击力传递给过滤本体67。外壳51的顶壁54具有带有中心孔58的矩形凹槽57，所述向上延伸的突起通过所述中心孔伸出，凹槽57具有阶梯状端壁，它们限定有台肩，这些台肩为以片簧72形式的弹性部件提供安装手段。从图4中可以看出，片簧72的端部位于台肩59和凹槽57的端壁之间接合处的拐角中，并且片簧的长度使得它能够保持在受应力的状态中，其中如图4中所示它向上凸起地弯曲以便与突起71间隔开。

撞击系统70还包括促动部件73，该部件在必要时优选至少在容器56的倒空之前由该设备的使用者手动地操纵。促动部件73包括安装在枢销75上的一个端部处的杆74，所述枢销在凹槽57的纵向边缘附近在一对凸缘76之间延伸。在其另一端处，杆74形成有向上导向的指状件77和向下延伸的突出部78。

当促动部件73由施加在指状件77上的向下压力操纵时，由于突出部78与片簧72的接触所以对运动存在初始阻力，但是当施加了足够的压力克服了那个阻力时，从而片簧快速穿过中心状态，并且如图5中所示中心区域迅速地向下移动进入向下凸起的形态，其中它撞击在由过滤元件66的顶板68所支承的突起71上。这导致过滤本体受到短暂的振动从而除去所收集的灰尘。然后所收集的灰尘能够掉进过滤器外壳60中并且通过孔64排出以便在节流板65上面被输送进容器56。从过滤本体67震落下来的灰尘落到过滤器支承件53的底部，然后穿过孔54并且向下进入污物收集室56。在那里它掉进先前收集的污物和碎片中并且在某种程度上与之混合。在所有情况中，当在倒空容器之前再次使用该装置形成其部分的真空吸尘器时，较大的污物将进一步收集在微小灰尘的顶部上。这意味着，与前面所述的实施方案一样，在倒空收集容器56时微小灰尘更不容易膨胀成云。

片簧72在其中央区域处于如图4中所示的向下凸起形态时是不稳定的，因此当指状件77松开时它回到如图3中所示的其初始向上凸起的形态，从而使促动部件73返回到其初始位置，如图4中所示。虽然只有片簧72的中央区域向下挠曲成一种不稳定形态，但是通过在到达稳定形态之前设置成与凸起71接触，从而整个片簧也可以在经过过中心状态之后但还没有到达稳定状态的情况下可能采取一种向下凸起的形态。或者，促动部件可以具有单独的复位弹簧。

要理解的是，可以采用其它形式的撞击机构，例如一种撞杆，它在弹簧的作用下偏离突起71并且通过定位装置等与之保持间隔关系以给突然发生的撞击件的向下运动提供额外的阻力，或者一种撞杆，它偏转成与突起71接触并且设置成通过促动部件升起离开突起并且自动地或随意地松开，从而撞击突起。

如上所述，虽然促动部件73设置在污物和灰尘分离系统50(可从真空吸尘器设备中拆卸下来以便倒空)的顶部处并且优选被设置成使用者在任意时刻尤其是在拆除该装置以便倒空时都能进行操作，但是该布置可以是这样的，促动部件可以通过为那个目的设置在设备的外面的按钮来选择地或另外地进行操作。或者，它可以方便地结合进一种机构，通过该机构在要求倒空收集容器56时可以从真空吸尘器设备的主体结构中将该系统50拆下来。这就意味着，在容器56被倒空之前过滤器67总是被清洁，并且不需要使用者要记着进行清洁。

在本发明中，“包括”表示“包含或由…构成”。

在上述说明书或下面权利要求或附图中所披露的在它们的特定形式中或以用于实施所披露的功能的装置或用于实现所披露的结果的方法或过程的方式表示的特征酌情可以单独地或以这些特征的任意组合方式用来以各种方式实现本发明。

Claims (24)

1.一种用于真空吸尘器的灰尘和污物分离系统，该系统具有污物收集室、其间具有气流通道的污浊气体入口和清洁气体出口、气流通道且其通过用于从污浊空气中分离较大颗粒的污物从而使它收集在污物收集室中的第一分离装置以及用于从污浊空气中分离较小灰尘颗粒的第二分离装置，

其中所述第二分离装置是一种过滤元件，并且该系统还包括撞击部件，该部件可被促动撞击过滤元件以从过滤元件中除去灰尘，从而该灰尘被收集在具有较大颗粒污物的污物收集室中。

2.如权利要求1所述的系统，其中第一分离装置是一种气旋分离器。

3.如权利要求1或2所述的系统，其中所述过滤元件包括由具有不粘特性的过滤材料制成的过滤本体以有助于灰尘在过滤元件受到撞击时与其表面分离。

4.如权利要求3所述的系统，其中过滤材料具有PTFE等涂层。

5.如权利要求3或4所述的系统，其中过滤元件还包括碰撞部件，当撞击过滤元件时撞击部件碰撞在该部件上。

6.如前面权利要求中任一所述的系统，其中当过滤元件受到撞击部件撞击时灰尘向下掉进污物收集室中并且与已经收集在那里的较大污物混合。

7.如前面权利要求中任一所述的系统，其中撞击部件被设置成响应于在所述气流通道中的气流停止来操作。

8.如权利要求7所述的系统，其中所述撞击部件被设置成可以响应于在所述气流通道中的气流而移动并且在气流超过预定的最小值时处于与所述过滤元件保持间隔开的关系，但是当所述气流停止时使该撞击部件碰撞在所述过滤元件上，从而从所述过滤元件中除去灰尘。

9.如权利要求8所述的系统，其中所述撞击部件在气流的作用下在所述碰撞部件的上方与之保持间隔关系，并且在气流停止时能够在重力的作用下下落到所述碰撞部件上。

10.如权利要求9所述的系统，其中设有导管，该导管在所述过滤元件下游形成部分气流通道，在导管内设置有撞击部件。

11.如权利要求10所述的系统，其中导管包括一个颈缩部，所述撞击部件可以具有间隙地通过该颈缩部，从而撞击部件对于大范围的气流而言保持在相对于所述颈缩部的基本上稳定的位置中。

12.如权利要求10所述的系统，其中所述撞击部件为大体上球形，并且导管为大体上圆柱形。

13.如权利要求1-6所述的系统，其中设有用来操纵撞击部件的机械促动机构。

14.如权利要求13所述的系统，其中促动机构包括快动弹性元件，在施加了足够力时该元件从第一稳定状态改变到第二状态。

15.如权利要求14所述的系统，其中所述弹性元件在它快速进入其第二状态以在恢复到其第一状态之前撞击碰撞部件时与碰撞部件间隔开直到被促动。

16.如权利要求14或15所述的系统，其中该系统还包括可以手动操作的的促动部件。

17.一种用于真空吸尘器的过滤器系统，该系统包括过滤元件和撞击部件，所述撞击部件被设置成可移动的以便撞击过滤元件，从而从过滤元件中除去灰尘。

18.一种用于真空吸尘器的过滤系统，该系统包括具有进气口和出气口的外壳，过滤元件设置在所述进气口和所述出气口之间的气流通道中，撞击部件设置在所述气流通道中以便能够响应于在所述气流通道中的气流而移动并且与所述过滤元件保持间隔关系，但是能够在所述气流停止时撞击在所述过滤元件上以从所述过滤元件中除去灰尘。

19.一种用于真空吸尘器的过滤系统，该系统包括具有进气口和出气口的外壳，过滤元件设置在所述进气口和所述出气口之间的气流通道中，撞击部件设置成通常与所述过滤元件保持间隔关系，并且能够移动成与过滤元件接触，该系统还包括促动部件，用来使所述撞击部件移动成与所述过滤元件接触并且撞击在其上，以便从所述过滤元件中除去灰尘。

20.一种结合有如前面权利要求任一所述的系统的真空吸尘器。

21.一种根据权利要求1并且基本上如前面参照附图中的图1或2-4所述的灰尘和污物分离系统。

22.一种根据权利要求17-19中任一项的并且基本上如前面参照附图中的图1或2-4所述的灰尘和污物分离系统。

23.一种结合有如权利要求21或22所述的系统的真空吸尘器。

24.任意新颖的特征或在这里所述的或在附图中的特征的新颖组合。

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