CN1620980B - 吸尘器的垃圾分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种垃圾分离及收集装置，垃圾由吸尘器的吸气机组产生的空气流(F)携带，该装置包括一个沿一切线方向通入一个垃圾分离室的空气进入管，分离室的中心部分设有一个具有多个开口(14)的管子(6)，管子(6)与吸气机组连接，分离室与一个垃圾收集槽连接，该装置的特征在于，管子(6)具有朝向分离室、在空气运动方向(F)上的倾斜壁(16)，每个壁(16)的端部具有一个基本为平面且与下面的管子(6)基本平行的开口(18)，管子(6)的开口(14)与倾斜壁(16)的开口(18)垂直。

Description

吸尘器的垃圾分离装置

技术领域

本发明涉及吸尘器类型的垃圾回收设备，特别是使用离心方法分离垃圾的设备。

本发明的目的之一是通过使用一个整体形状为柱形的分离室改进垃圾分离装置，其中，使空气旋转并且通过设在一个在分离室中心的管子中的孔从所述室排出。

背景技术

文献FR2786682描述了一个这样的设备。中心管钻了多个圆周形孔，这些开口的轴基本为径向。一个垃圾回收槽位于中心管的下面，并且关闭分离室。

因此，当主要吸气机组运行时，要清洁的地面上的垃圾通过一个管子被吸入，管子的末端一般是一个吸嘴，并且与分离室连接。因此携带垃圾的空气流沿一个切线方向进入到分离室内。

最重的垃圾通过离心作用与空气流分离，但是也通过钻孔管构成的障碍进行分离。因此这些垃圾落到储存槽中。

通过本申请人的WO03/047412可了解到一种垃圾分离装置，这种装置包括一个沿一个切线方向通到垃圾分离室中的空气进入管，分离室形成一个基本为柱形的内体积。

该发明的特征之一涉及该柱形分离室，该分离室包括一个中心部分也是柱形的分离网。该分离网使分离室与一个和吸气机组连接的管子分离，所述管子包括一组过滤装置。

分离室另外包括一个沿一个径向方向排出垃圾的通道，所述通道与一个密封的离心垃圾收集槽连接。该排出槽也可以位于切线方向。

与前面描述的文献类似，当主要吸气机组运行时，携带垃圾的空气流以一个高的速度进入到分离室内，高速通过该装置不同部分的尺寸设置、特别是分离室处小的通道截面得到。

则最重的垃圾通过离心作用与空气流分离，但是也通过柱形网分离。然后垃圾通过排出通道进入到密封槽中。

由于分离室中的空气速度很高，并且与分离网相切方向进入到分离室内的吸入空气必须穿过设在所述柱形网中的开口，这就导致方向改变平均接近四分之一圈，因此这种装置的垃圾分离比较好。

文献JP11290724描述了对一个刚才描述的分离装置的改进，该文献中，根据其中一个实施版本，中心管的孔被一些四分之一球形的壁遮盖。附图1、2a和2b示出现有技术的进步。图1示出一个离心分离室的原理，其中空气沿切线方向进入分离室2，并且被迫进入到钻在一个中心管6中的多个孔4中。分离的垃圾8则落到一个槽10中。

图2a用实线表示空气的路径，虚线表示图1所示分离器的一个开口4处的一些颗粒的路径。如该图中看到的，空气使它的路径倾斜90°进入到开口4中。最重的颗粒由于它们的速度而不能使它们的路径倾斜。另外，由于离心作用，这些颗粒向柱形室的周边移动，并在柱形室的周边被回收到一个容器10中。

有些颗粒，特别是最轻的颗粒留在开口4附近，并且可以进入到这些开口中，使它们的路径稍微倾斜，如图2a的虚线所示。

因此，这种分离器由于这种现象而具有局限性，最细小的颗粒分离不好。

图2b示出对文献JP11290724中所述分离装置的其中一个实施变型中描述的这种装置的改进。根据该简化的示意图，该装置具有一些在空气旋转的方向遮盖开口41的四分之一球形壁12。因此，由于存在这些壁，最小的颗粒朝向分离室的周边，因此遵循一个使它们远离开口的路径，如虚线所示。装置的分离能力整体提高。

但是，空气进入开口41的路径太曲折，因为空气必须将它的路径改变180°才能进入到管子6中。这会造成附加的负荷损失，因此需要功率强得多的风扇，因此也更昂贵。

另外，壁12的底部与管子6倾斜成一个直角，这种形状产生破坏颗粒分离的涡流现象。人们担心会产生一些成堆灰尘聚集的区域，这些区域可能成为有害细菌繁殖的场所。

发明内容

本发明的目的是通过低成本的装置，改进离心分离装置内的垃圾分离，同时又不增加装置的体积，也不增加负荷损失。

本发明的目的通过一种分离和收集一个吸尘器的吸气机组产生的空气流携带的垃圾的装置而达到，所述装置包括一个空气进入管，该空气进入管沿一个切线方向通到一个垃圾分离室中，所述分离室的中心部分设有一个具有多个开口的管子，所述管子与吸气机组连接，所述分离室与一个垃圾收集槽连接，该装置的特征在于，管子具有朝向分离室的、在空气运动方向上的倾斜壁，每个壁的端部具有一个基本为平面并且与下面的管子平行的开口，管子的开口与倾斜壁的开口垂直。

在管子的开口处存在倾斜壁使颗粒远离空气吸入管。但是这些壁的端部存在开口减少了负荷损失，便于空气在管子中通过。因此这种方法可以结合倾斜壁产生的对颗粒的跳板作用，一定程度上便于空气进入到管子中。

实际上，由于使颗粒的路径与空气的路径分开的能力，每个开口像一个小的分离器。多个开口可以降低每个开口处的空气速度，这样就限制了负荷损失，而又不降低离心效果，离心效果一方面与空气速度有关，但也与空气路径的曲率半径有关。因此像这里的情况一样大大减小曲率半径可以得到良好的离心作用，同时又限制负荷损失。

有利的是，壁的两侧带有一些支撑在管子上的侧翼。存在这些侧翼避免颗粒在倾斜壁的旁边经过并进入到管子的开口中，造成某种程度的空气短路。颗粒的分离由此得到改进。

倾斜壁的几何形状的确定使它们不互相重叠，以便不会产生灰尘聚集的死区。因此通过存在一些侧翼在保持一个在所述壁的每一侧流动的轻的空气流，而不会直接进入到开口中。

最好，孔交错排列，以便在与空气通过方向F垂直的方向更好地覆盖在管子的高度上。

根据一个实施变型，管子处的开口在空气旋转的方向上延长，以便超过倾斜壁的垂直线。这种设置可以主要通过增加空气通道的面积进一步限制负荷损失，增加空气通道的面积会局部降低空气的速度。

试验表明倾斜壁相对管子的倾斜度在10°到35°之间得到最好的结果。

根据本发明的一个优选实施例，垃圾分离和收集装置具有至少500个倾斜壁，也即同样多的颗粒分离器。

其它有关开口大小的试验表明，壁的一个开口的直径小于2.5mm并最好等于1.5mm得到最好的结果。

本发明的一个优选实施例是具有一个呈环形的柱形分离室，环的柱形内表面限定与吸气机组连接的管子。这种设置可以很容易地形成分离室，垃圾被排向一个附加的容器。

有利的是，环的径向截面为从吸嘴携带垃圾的通道的最小截面的一到四倍之间，这样可以使空气保持高速，同时又使系统保持一个紧凑的外形。

根据该实施例，分离和收集垃圾的主要装置包括一个过滤器形状的第二过滤装置，该第二过滤装置位于分离室下面的一个凹槽中，并且与分离室进行空气动力连通。这种设置可以简化吸尘器的结构，同时对实施和过滤提供一个更大的范围。过滤器可以是一个折叠过滤器，这样可以增加它的分离面积，因此延缓所述过滤器的堆积。该整体可以有一个紧凑的系统，它的过滤效果可以根据所述折叠过滤器的过滤效果达到称为“HEPA”的水平。

附图说明

通过下面参照附图进行的描述可以更好地了解本发明，附图如下：

-图1、2a、2b示出现有技术；

-图2c是一个本发明的示意图；

-图3是一个本发明的主要分离装置的放大细节；

-图4是本发明第一实施例的示意图；

-图5示出本发明第二实施例的吸尘器；

-图6在示出本发明第二实施例的装置的部分分解图；

-图7是分离装置的一个组成零件的细节立体图；

-图8是图7零件的正视图；

-图9是图8所示零件沿A-A剖面的视图；

-图10示出图9的细节B。

具体实施方式

参照图2c并与前面提到的图1、2a、2b作比较，本发明的特征在于，在空气排管6的管子开口14处有一些支撑在所述管子上的倾斜壁16，并且这些倾斜壁16与同一个管子的角度为α。这些壁向进入分离室的空气的转动方向倾斜。

另外，这些倾斜壁的自由端有一个基本为平面并且在该地方与管子平行的开口18。开口18与开口14进行空气动力连接，这两个开口互相垂直。

通过这种设置，用虚线表示的最小颗粒的路径沿着倾斜壁，因此离开管子。颗粒被倾斜壁16形成的跳板作用弹起。

但是，空气可以通过在倾斜壁中的与下面的管子基本平行的开口18进入排管，而不明显改变它的路径。表示空气路径的实线表明，开口18的存在便于空气穿过管子流出，并且基本不破坏颗粒的分离。

根据该实施例，增加管子处开口的尺寸就可减小负荷损失。因此如图2c和图3看到的，开口14向倾斜壁的前部延长，这样可以使空气较少弯曲路径地到达这些开口，这就意味着减少负荷损失。

但是开口的增加应比较小，以便不会为颗粒提供便捷的通道。这样就导致减少负荷损失与降低分离效果之间的折中。

图3示出一个建立在上述原理基础上的具体的垃圾分类装置。例如，管子6为柱形，并且基本在它的整个高度上包括多个空气通过的孔14。

倾斜壁16沿空气通过的方向F位于每个开口14前面。这些倾斜壁16的自由端有一个通过前自由边与开口14连接的开口18。另外，倾斜壁16包括一些支撑在管子6上的侧翼20，避免颗粒在倾斜壁16的周围进入开口14。因此保护开口14，并成倍增加倾斜壁，迫使颗粒到所述倾斜壁上，在倾斜壁上被弹射离开开口14。

需要指出的是，开口14、壁16和侧翼20附近的设置构成真正的分离器。

图4在一个与图1类似的图中示出一个包括一个本发明的分离装置的离心分离器的原理。

该装置包括一个分离室2，一个与吸尘器的风扇机组连接的管子6位于分离室2的中心。分离室另外与一个收集该装置分离出的垃圾的收集槽10连接。根据本发明，管子60包括多个上面所述的分离器40，每个分离器由一个与两个侧翼20连接的倾斜壁16和一个设在管子60中并与倾斜壁垂直的开口14结合形成。

因此，携带从要清洁的地面收集到的垃圾的空气沿切线方向进入分离室2。这些空气应该进入到管子60中。然后，这些空气沿着分离器40的倾斜壁16，如前面在图2c中解释的，垃圾28在分离器40中被分离，其中包括细小颗粒。然后这样分离出的垃圾28被空气输送，并随后通过重力落到收集槽10中。

图5以及后面的图示出本发明的第二实施例。图5以整体的方式示出一个包括本发明所述分离装置的吸尘器。

这种吸尘器70包括一个位于几个轮子、特别是两个后轮72上的主体71。一个空气接头74使吸尘器的主体与一个接触要清洁的地面并且可以把垃圾引入到吸尘器的主体中的吸嘴连接。吸尘器设有一组未示的风扇，风扇可以产生一个空气流，该空气流能够收集弄脏要清洁的地面的垃圾。一个按钮76可以起动或停止电机。

可以通过一个保护盖78接触到本发明分离装置的分离室。该装置分离出的垃圾排向一个使用者很容易触及并有一个抓握手柄80的槽82。该手柄也作为移动吸尘器的手柄，吸尘器的整体倾斜和存在该位于高位的手柄有利于手柄的抓握，同时避免吸尘器在它的重心处的摆动。吸尘器的侧面设有一个使槽82解锁的按钮84。还可以在吸尘器的每一侧都有一个这样的解锁按钮。

如图6详细示出的，垃圾分离装置50包括一个通向一个分离室53的空气进入管52，分离室53属于一个纵剖面为矩形的环形。另外，空气进入管52具有一个可以减少某些垃圾直接撞击中心管子的概率的弯头152。

一个圆形外壁54、一个圆形内壁55、一个作为盖子78的上壁以及一个底壁57限定气流在分离室中的通过截面。

环形内壁形成空气排出管56。该管子的上部是封闭的，并且与一个室58空气动力连接，室58具有一个过滤器，最好为折叠过滤器。该室还与风扇机组空气动力连接。这种设置可以在过滤器的尺寸方面有更大的范围。

本发明的该实施例还具有分离室相对垃圾进入管的高度较小的明显优点。分离室的截面保持为垃圾从吸嘴进入的最小截面的1-4倍，如申请WO03/047412所述。当然还设有密封装置，避免分离室处的任何空气泄漏。

根据本发明，并且如图7中看到的，管子56具有多个前面定义的分离器40。这些分离器按照6个相等的扇形分布，根据提出的例子，每个扇形具有136个分离器，即总共816个颗粒分离器，由于装置的体积小，这是很可观的。

根据提出的例子，倾斜壁16处开口的尺寸约为1.5mm，倾斜壁与管子的角度约为30°，每个倾斜壁的长度为1.8mm。管子56的直径为106mm。

图7还示出管子56和底壁57形成一个单一的零件，避免此处产生密封问题。

另外，管子56的封闭上端包括两个对称的圆弧形凹槽62，凹槽62使使用者可以抓握分离装置，避开与灰尘接触的区域，即管子壁和底壁57。

分离室53中被分离的垃圾的排出通过一个设在分离室的圆形壁54中的基本为径向的开口来保证，该开口通过一个短管59通向回收槽82。回收槽82可以从分离室拆卸，并且可以用于几种实施例。根据提出的例子，回收槽可以通过它的一个或另一个侧边排空，这些侧边中的每一个被一个可拆卸的盖子81堵塞。这种设置可以很容易地从每一侧，无论是右边还是左边排空回收槽。

图8、9、10详细示出管子56和分离器40。图8示出室58的保持槽64，实际上，室58可以从管子上拆卸，以便能够很容易地清洗位于所述室中的过滤器。

正如可以管子56的A-A截面的细节B中看到的，每个分离器包括一个倾斜壁16，倾斜壁16的端部设有一个开口18，管子56另外包括一个在倾斜壁16的下游沿分离室中空气流的整体移动方向F延伸的开口14。

运行时，使用者起动主要吸气机组，并且借助一个通过管子52与分离室53连接并且末端带有或没有吸嘴的管子抽吸要清洁的地面上的垃圾。携带垃圾的空气流以接近60米/秒的速度沿F方向进入分离室，空气流的速度在有些地方可能达到100米/秒，可以通过装置不同部分的尺寸设置得到高速。

则最重的垃圾通过离心作用从主要空气流分离。另外，细小颗粒也可以通过管子55的分离器40与空气流分离。然后这些垃圾通过管子59进入并储存在收集槽82中。

则空气通过开口18，然后通过开口14进入管子56，在管子56中被装在室58中的过滤器过滤。该过滤器可以进行高度过滤，以便阻止最细小的颗粒。然后净化空气被送往吸气机组。

本发明可以有其它实施变型。特别是可以使开口14不向空气旋转方向延长，而是向与流动垂直的方向延长，这样避免颗粒的路径弯曲以便进入开口的可能性，同时又增加了空气通过开口的尺寸。

因此，本发明提供了一个非常紧凑同时又不破坏过滤质量的系统，过滤质量一方面需要高的空气速度，主要通过保持分离室内的高速度实现，另一方面需要一个有效的垃圾分离装置，即通过“微分离器”40的存在，这种装置比具有简单孔的装置有所改进。

Claims (10)

1.垃圾的分离及收集装置(50)，垃圾由一吸尘器(70)的吸气机组产生的一空气流(F)携带，所述装置(50)包括一空气进入管(52)，所述空气进入管沿一切线方向通入一垃圾(28)的分离室(2，53)，所述分离室(2，53)的中心部分设有一个具有多个开口(14)的管子(6，56，60)，所述管子(6，56，60)与所述吸气机组连接，所述分离室(2，53)与一个垃圾(28)的收集槽(10，82)连接；其特征在于，所述管子(6，56，60)具有朝向分离室(2，53)的、在空气运动方向(F)上的倾斜壁(16)；并且，每个壁(16)的端部具有一个基本为平面并且与在下面的管子(6，56，60)基本平行的开口(18)；并且，所述管子(6，56，60)的开口(14)与所述壁(16)的开口(18)垂直。

2.如权利要求1所述的垃圾分离及收集装置(50)，其特征在于，所述壁(16)的两侧带有支撑在所述管子(6，56，60)上的侧翼(20)。

3.如上述权利要求之一所述的垃圾分离及收集装置(50)，其特征在于，所述管子(6，56，60)处的开口(14)在空气旋转的方向(F)上延长，以便垂直超过倾斜壁(16)，或者所述开口(14)与空气的旋转方向(F)垂直。

4.如上述权利要求之一所述的垃圾分离及收集装置(50)，其特征在于，所述壁(16)相对所述管子(6，56，60)倾斜一个10°到35°之间的角度。

5.如上述权利要求之一所述的垃圾分离及收集装置(50)，其特征在于，该装置具有至少500个倾斜壁(16)。

6.如上述权利要求之一所述的垃圾分离及收集装置(50)，其特征在于，所述壁(16)的开口(18)小于2.5mm。

7.如上述权利要求之一所述的垃圾分离及收集装置(50)，其特征在于，柱形分离室(53)呈一个环的形状，它的柱形内表面(55)限定与所述吸气机组连接的所述管子(56)。

8.如述权利要求7所述的垃圾分离及收集装置(50)，其特征在于，所述环的径向截面为从吸嘴引入垃圾的通道的最小截面的一到四倍之间。

9.如上述权利要求之一所述的垃圾分离及收集装置(50)，其特征在于，该装置具有一第二过滤装置，所述第二过滤装置呈一过滤器的形式，位于所述分离室(53)下面的一槽(58)中，并与该分离室进行空气动力连通。

10.如权利要求9所述的垃圾分离及收集装置(50)，其特征在于，所述第二过滤装置是一个折叠过滤器。

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