CN1433280A - 真空吸尘器的分离器 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种用于液池类真空吸尘器的分离器，其中液池用于预分离和被吸入颗粒的排出。分离器包括底部(12)、具有涡轮叶片(15)的圆柱体以及在上端的密封环(11)。分离器由多个分段组成或为一个整体式元件。所述分离器(10)的分段被制造成涡轮叶片，径向支撑(17)具有周边(16)，在周边(16)上均匀并大致径向地分布着涡轮叶片(15)，该叶片(15)具有在和转动方向相反方向上稍微倾斜的外部部分。密封环(11)具有径向支撑(17)和环(19)，在盖(1a)的底部，具有成形为从周边向半径方向倾斜的延伸部形式的气流引导装置(20)。

Description

真空吸尘器的分离器
本发明涉及一种液池类真空吸尘器的分离器。所述液池提供预分离并且被吸入物以颗粒形式沉淀。该吸尘器涉及所谓的灰尘控制真空装置。
不同设计的吸尘器被公知用于居民住宅和商业设施。它们的共同特征是产生导致气流的抽吸，所述气流抽吸不希望的颗粒，在一些情况下，也将液体吸入真空装置。随后必须对吸入的气流进行分离，分离出颗粒和任意的液体。分离出颗粒和任意的液体之后，将空气排回到周围环境中。然而颗粒物质和任意的液体应该被保持在吸尘器内。这种从空气中分离出颗粒的方法是利用机械过滤器。另一方面，利用液池(过滤器)和特殊的分离器，从空气中分离出颗粒和被选择截留的任意的液体。这种利用液池从空气中分离并沉淀颗粒物质以及液体中的抽吸物的优点是：通常是水的液体总是能得到(而机械式过滤器不是)；液体例如清洁剂可以和颗粒一起被往里拉；在使用过程中，这种真空清洁型装置提供使房间稍微湿润的效果。上述所有被提到的液池类真空吸尘器所碰到的问题是这样的：除了颗粒之外，也必须将气流中所包含的液体从空气中排出。在大多数液池类真空吸尘器中，由于和颗粒物质或液体相比，空气的质量密度低，所以利用离心作用从气流中分离出颗粒和所包含的液体。
例如美国专利US4,640,697、US5,030,257、US5,125,129和德国专利DE36 32 992分别介绍了液池类型的真空吸尘器。这些专利文献中涉及从空气中分离出颗粒和液体的方案的主要缺点是：技术上要求苛刻，分离器的设计不充分。
根据专利文献WO92/03210，分三个阶段从空气中分离颗粒物质。在气流通过液阱期间，大的颗粒变湿，并被截留在液阱中。小的颗粒被气流沿分离器方向抽吸，并在其表面聚有微小液滴。由于分离器的高速转动(20,000～25,000rpm)，它们被强迫排回液体容器。最小的颗粒和液滴被截留在分离器内，并由于高达12,000Gs的离心加速等级而碰撞分离器的内壁。从空气中分离颗粒和液体的第三和最后阶段导致颗粒在分离器内积聚。这些颗粒阻塞分离器内的槽，因此削弱了分离器的效率和整个吸尘器的效率。分离器变得不平衡并经受振动。上述颗粒在分离器内的积聚要求周期性清洁分离器。由于它涉及拆卸分离器，所以这是非常不方便的，而且对于用户来说很危险。在此期间，由于转动可能伤害用户，所以应该停止电动机的操作。因此，这种从空气中分离出颗粒和液体的方案是有问题的，特别是安全性和可操作性方面。
美国专利US5,902,386介绍了一种采用和上述的WO92/03210类似的方式进行分离。其改进之处在于分离器的槽深度和宽度的比值，在分离器上方设置一迷宫式密封，其产生了逆气流，并阻止液滴和灰尘颗粒进入抽吸涡轮的内部。
WO92/03210和US5,902,386中所介绍的分离器的基本的和一般的缺点是分离器的锥形筒式设计，在分离器的侧壁上具有垂直槽。侧壁由多个被槽分开的凸缘形成。由于分离器的高的转动速度和由此导致的增大的离心力，凸缘和侧壁中凸地变形。由于分离器和槽上开口的变形增加，所以分离器失效。分离器也变得不平衡并经受振动。避免采用上述方式设计的分离器的变形的唯一途径是增强侧壁的凸缘，从而缩小槽上的开口。侧壁被加固，然而槽变小。槽宽度和凸缘宽度的比值的下降导致渗透性降低，破坏了分离器的效率。更宽的凸缘意味着灰尘颗粒和其它污染物质(脏颗粒)的沉淀面积增加。这种类型的分离器由于其设计而具有低效率，并由于灰尘颗粒和其它污染物质的累积而效率下降。正如已讨论的那样，需要进行周期性的清洁。
美国专利US5,908,493介绍了一种有趣的基于完全不同的三级分离的方案。
本发明的一个目的是设计具有分离器的真空吸尘器装置，以确保从气流中高效地分离出颗粒和所夹带的液体，并阻止灰尘颗粒和其它污染物质沉淀在分离器中。该分离器不变形并十分安全。这意味着用户无须清洁任何转动的元件或进行其它服务。因此，用户无须处理分离器。
本发明的另一个目的是简单和可靠地阻止液滴、灰尘颗粒和其它污染物进入涡轮区域。
根据本发明的独立权利要求，可以实现上述目的。
下文将结合实施例和附图详细地介绍本发明，其中：
图1是一个包括分离器、密封环和涡轮的装置的实施例；
图2是一个分离器和密封环的实施例；
图3是一个分离器和密封环的分解透视图；
图4是分离器一部分的正视图；
图5是分离器一部分的横截面视图；
图6是处于空气流内的涡轮叶片的横截面视图；
图7a是密封环的正视图；
图7b是密封环的横截面的部分侧视图；
图7c是密封环的透视图；
图8a是锥形分离器的实施例；
图8b是阶梯式锥形分离器的实施例；
图9是涡轮上方的盖。
利用包括分离器10、密封环11和壳体1内具有电动机2的涡轮的一个装置，液池类型的吸尘器进行操作。在原理上，通过电动机2驱动涡轮4、密封环11和轴3上的分离器10，真空吸尘器进行操作。图1显示了该装置及其操作。涡轮4产生流动，该流动作为包括空气、水滴和其它污染物的混合物6被导入分离器10。由于分离器10的高速转动，基本上阻止了高密度的小滴和其它污染物进入分离器10的内部。涡轮4所生成的真空导致低密度的空气进入分离器10，并在这里被涡轮4吸入，然后如箭头8所示被排出。偶然进入分离器10的小滴和其它污染物在分离器10内转动，然后如箭头7所示通过离心力从分离器10中排出。重要的是，通过阻止空气流、小滴和污染物穿过槽9而进入涡轮4的区域5中，分离器10和涡轮4的区域5被连接在一起。由于摩擦和磨损，垫圈和类似密封不适合。根据这个发明，可以预见位于盖1a底部的空气流引导装置20。通过气体转动，所述装置产生压力，该压力和区域5内的涡轮压力平衡。在内部，盖1a具有延长部分21，以确保将盖1a稳定和对中地固定在壳体1上，这将结合图9进行详细介绍。
下文结合图2～6介绍分离器的结构和操作。
如图2所示，分离器10包括底部12、具有涡轮叶片15的圆柱体以及一个相对于涡轮4的方向位于上端的密封环。包括分离器10和密封环11的组件被固定在电动机2的轴上，其转动方向如箭头13所示。
图3等同于图2，是一个分解图，其中分离器10具有一个用于封闭分离器10的底部2，使得包括分离器10和密封环11的装置被固定在电动机2的轴3上。在这个实施例中，分离器10包括4个叠置的分段，通过定位接头18，将这4个叠置分段部分定位。在这个实施例中，定位接头18采用这种形式，即分离器10的下方分段上具有孔洞，上方分段上具有突起，相应地在密封环11和盖1a上也采用这种连接形式。
如图4和5所示，分离器10的分段被制造成涡轮叶片，它具有径向支撑17上的周边16。在周边16上均匀并大致径向地分布着涡轮叶片15，它的外部在与转动相反的方向上稍微倾斜。转动方向如箭头13所示。分离器10的转动和涡轮4所产生的真空导致空气径向进入内部。由于密度大的缘故，大多数小滴、灰尘和其它污染物被排出。偶然进入分离器10内部的小滴、灰尘和其它污染物在径向支撑17的作用下转动，位于叶片15之间并从分离器10中排出。叶片15和周边16具有终止于边缘的空气动力学轮廓，该轮廓类似于飞机机翼的边缘。因此，气流被改善，并阻止污染物的沉淀。和公知的设计相比较，本发明相对于径向具有大的表面，导致污染物沉淀和气流被削弱。本发明的结构具有良好的机械强度，这是由于周边16在径向支撑17上的几个位置被悬挂，并且叶片15被悬挂在周边16上。因此，分离器10不会产生由离心力而引起的变形。在这个实施例中，分离器包括用于确保使用简单的挤压工具的分段。所述分段数量的变化确保最佳高度并导致分离器10具有最佳效率。应该理解的是，本发明也包括一整体式分离器，该分离器可选择包括密封环11和底部12。
图6代表两个叶片的具有计算机模拟的空气流的横截面。由于叶片15沿方向13的转动以及所引起的真空，所以空气进入叶片15之间并被压缩。然而污染物大约沿方向14被排出。
如图7a、7b和7c所示，采用相同的方式将密封环11制造成分离器10的分段。类似于分离器的分段，密封环11上也具有径向支撑17、定位接头18和环19。为了减小位于盖1a和环19之间以及位于涡轮4和环19之间的槽9，环19的上周边具有阶梯形状，从图1中可清楚地看出。
如图9所示，相对于涡轮4的转动方向22，空气在涡轮4下面沿方向22转动。在盖1a的底部设置延长部形式的空气引导装置20，它从周边向半径方向倾斜。由于空气在涡轮4的下方旋转，所以在装置20的作用下，空气被朝向半径引导，即向着槽9。因此在槽9上方形成过压。在槽9内，压力变得平衡，没有产生气流。在盖1a内周边上的延伸部分21确保将盖1a稳定地和对中地固定在壳体1上，同时确保如图1中箭头8所示，将空气排出到周围环境中。
图9中的实施例示出了5个流线20。应该理解的是，在本发明的范围内，流线20的数目是可选择的，但是要大于1。
图8a和8b示出了一种锥形分离器10的实施例。因此，本发明也包括一分离器10，但是这个分离器并不是上述实施例中的圆柱形分离器，而是锥形的，这意味着在朝向盖1a的方向上，分离器10的半径是减小的。
在工作示例中已经介绍了本发明。应当理解，本发明包含所有设计，无论分离器是由单个分段、密封环11和底部12组成的或是为各个部件的整体式组合，分离器10都可以具有径向支撑17和周边16上的空气运动学涡轮叶片15。在本发明的范围内，可以具有各种设计，其中利用槽9内的密封环11和盖1a底部的气流引导装置20进行密封。

Claims (6)

1、一种用于液池类真空吸尘器的分离器，其中液池用于预分离及被吸入颗粒的排出，涡轮产生气流，利用离心式分离器实现分离，包括分离器和密封环的装置被安装在电动机的轴上，其特征在于：所述分离器包括底部(12)、具有涡轮叶片(15)的本体、在上端的密封环(11)和在盖(1a)底部的气流引导装置(20)。
2、根据权利要求1所述的用于真空吸尘器的分离器，其特征在于：所述分离器由多个分段组成或成形为一整体。
3、根据权利要求1或2所述的用于真空吸尘器的分离器，其特征在于：所述分离器是圆柱形、锥形或阶梯锥形。
4、根据权利要求1所述的用于真空吸尘器的分离器，其特征在于：所述分离器(10)的分段被制造成涡轮叶片，径向支撑(17)具有周边(16)，在周边(16)上均匀并大约径向地分布着涡轮叶片(15)，该叶片(15)在和转动方向相反的方向上具有稍微倾斜的外部部分。
5、根据权利要求1所述的用于真空吸尘器的分离器，其特征在于：所述叶片(15)的轮廓类似于飞机机翼的轮廓。
6、根据权利要求1所述的用于真空吸尘器的分离器，其特征在于：所述密封环(11)具有径向支撑(17)和环(19)，在盖(1a)的底部，具有多于一个的采用从周边向半径方向倾斜的延伸部形式的气流引导装置(20)。
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