DE60107089T2

DE60107089T2 - Staub-Teilchen-Sammelvorrichtung für Zyklonabscheider

Info

Publication number: DE60107089T2
Application number: DE60107089T
Authority: DE
Inventors: John Herbert North
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-07-06
Filing date: 2001-07-05
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2021-07-06
Also published as: GB2367511A; AU2001267730A1; WO2002003844A1; DE60117306D1; DE60117306T2; EP1520505B1; EP1520505A2; EP1299023A1; EP1520505A3; EP1299023B1; ATE317661T1; ES2232636T3; US20030159412A1; DE60107089D1; GB0116410D0; GB2367511B; US6818033B2; HK1056818A1; ATE281783T1

Description

Gebiet der Efindung
Die Erfindung betrifft Separatoren, die einen Stoff von einem anderen auf der Grundlage ihrer relativen Dichte trennen. In Anwendung auf einen Haushalt ist ein auf einem Zyklon beruhender Staubsauger ein Separator zum Abtrennen von Schmutz- und Staubpartikeln von Luft. Ähnliche Vorrichtungen werden bei industriellen und gewerblichen Verfahren verwendet, in Labors und in Kliniken und Krankenhäusem zum Abtrennen von partikelförmigen Stoffen von strömenden Medien, im allgemeinen Luft oder einem Gasgemisch oder partikelförmigen Stoffe für Flüssigkeiten. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, ist die Erfindung bei Staubsaugern anwendbar, bei denen ein oder mehrere Zyklone in dem Gerät zum Zwecke des wirksamen Abtrennens von Staub- und Schmutzpartikeln aus einem eintretenden Luftstrom eingesetzt werden.
Vorgeschichte der Efindung
In dem in der PCT/GB98/03 306 gezeigten Separator und/oder Staubsauger nimmt der Sammler 14 Staub- und Schmutzpartikel auf, die durch den sekundären Zykloneffekt in der konischen Kammer 73 abgetrennt wurden. Staub und Partikel vom primären Zyklon-Trennungseffekt im Gebiet 13 werden im Gebiet 31 des Sammlers 32 aufgenommen, und wenn die Höhe von Staub und Partikeln in 31 dem Flansch 21 nahekommt muß der Sammler 32 geleert werden. Für einen zufriedenstellenden Betrieb muß der Innenraum von 14 getrennt von 31 gehalten werden. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß selbst bei vollem 31 das Volumen von Staub und Schmutzpartikeln in 14 ein kleiner Bruchteil von dem in 31 ist und das nutzbare Volumen von 32 durch die sekundäre Zyklonsammelkammer 14 sehr beträchtlich herabgesetzt wird.
WO 98/35 601 zeigt einen Partikel/Luftseparator mit einem Klappenventil 36, 37, das bei Aufbau eines Luftstroms schließt. Die Klappe ist bei 38 angelenkt, und bei Beenden des Luftstroms schwingt sie unter Annehmen einer allgemeinen vertikalen Stellung nach unten, gibt die Öffnung 36 frei und gestattet das Herunterfallen des in 33 enthaltenen Staubs in den Hauptsammler 27. Die Anordnung leidet unter dem Nachteil, daß das untere Ende der Klappe 37 bei Füllen des Behälters 27 tatsächlich in die Ansammlung von Staub und anderem partikelförmigen Stoff in 27 fällt und unter dem Einfluß der Schwerkraft in die oberen Gebiete dieser Masse aus Staub usw. eindringt. Bei Wiederaufnahme des Luftstroms führt die Aufwärtsbewegung der Klappe 37 durch das angesammelte partikelförmige Material zu einem Schaufeln eines Teils dieses Materials in das Gehäuse 33 und damit zu einem Verschmutzen des Gebiets des zweiten Zyklons.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in dem Ausbilden einer verbesserten Partikelsammelanordnung zum Aufsammeln von Partikeln aus den beiden Trennstufen eines vielstufigen Luft/Partikelseparators.
Zusammenfassende Beschreibung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Gerät zum Abtrennen von partikelförmigen Material aus einem durch Sog erzeugten Luftstrom:

(1) eine primäre Trennkammer, in der Partikel durch Zentrifugalkraft von dem Luftstrom in dieser abgetrennt werden,
(2) ein Hauptpartikelsammelgebiet, in das die durch die primäre Abtrennung abgetrennten Partikel unter der Einwirkung der Schwerkraft hineinfallen können,
(3) eine sekundäre Trennkammer strömungsunterhalb der primären Kammer, in die in der ersten Kammer nicht abgetrennte Luft und nicht abgetrennte Partikel gelangen,
(4) einen Luftauslaß in der sekundären Kammer, durch den von Partikeln im wesentlichen freie Luft austreten kann,
(5) ein mit der sekundären Kammer zusammenwirkendes, dazwischenliegendes Partikelsammelgebiet, in dem sich Partikel nach der durch Zentrifugalkraft bewirkten Abtennung von der durch die sekundäre Kammer strömenden Luft sammeln,
(6) ein Ventil zwischen dem dazwischenliegenden Partikelsammelgebiet und einem zweiten Partikelsammelgebiet, das während des Luftstroms durch das Gerät geschlossen ist, aber bei Beendigung des Luftstroms geöffnet wird, damit in dem dazwischenliegenden Gebiet befindliche Partikel in das zweite Gebiet gelangen, wobei
(7) das Ventilschließglied eine kugelförmige, konische oder kegelstumpfförmige Oberfläche gegenüber einem ringförmigen Sitz darstellt, der einen O-Ring enthält, an den sich diese Oberfläche bei geschlossenem Ventil anlegt.

Das zweite Sammelgebiet kann vom Hauptsammelgebiet getrennt sein. Vorteilhafterweise umfaßt dieses aber auch das zweite Partikelsammelgebiet.
Das Ventilmittel ist von Hand oder elektrisch betätigbar. Vorzugsweise arbeitet das Ventil jedoch nach Maßgabe des Luftstroms durch das Gerät, um geschlossen zu werden, wenn der Luftstrom eine vorgegebene Durchflußmenge erreicht und überschreitet, und öffnet, wenn der Luftstrom unter eine vorgegebene Durchflußmenge abfällt.
Das Ventil kann ein Kugelventil mit einer unverlierbar gehaltenen ein geringes Gewicht aufweisenden Kugel sein, die zum Schließen einer Öffnung an einem Ende der sekundären Kammer durch den Luftstrom angehoben wird und die unter der Einwirkung der Schwerkraft bei Beenden des Luftstroms zum Schließen der Öffnung zurückfällt.
Strömungsunterhalb des Ventils kann zum Herabsetzen der Neigung des jenseits des Ventils befindlichen Materials zum Zurücksaugen durch das Ventil während des Aufbaus des Luftstroms eine Leitfläche vorgesehen sein.
Zum Ausblden eines gewundenen Weges für das partikelförmige Material kann zwischen dem dazwischenliegenden Gebiet und dem zweiten Gebiet eine Leitfläche angeordnet werden.
In beiden Fällen kann die Leitfläche eine Schnecke sein.
Der Einlaß zu der Schnecke kann in einem Abstand zum Auslaß aus der sekundären Trennkammer liegen.
Der Spalt zwischen dem Einlaß zu der Schnecke und dem Auslaß aus der sekundären Trennkammer liegt im Bereich von 4 bis 6,4 mm.
Die Schnecke kann zwei vollständige Windungen aufweisen.
Bei offenem Ventil besteht im typischen Fall ein Spalt in der Größenordnung von 4 mm zwischen der Kugel und dem Ventilsitz.
Der Ventilsitz kann eine ringförmige Dichtung aufweisen, so daß bei Anlage am Sitz durch Sog die Luft nicht zu einem Durchlecken neigt.
Mit Vorteil kann eine in Öffnungsrichtung des Ventils auf das Verschlußglied einwirkende Feder vorgesehen werden.
Mit Vorteil kann in dem oder in jedem Partikelsammelgebiet zur Anzeige, wann der Inhalt des Sammelgebiets einen ein Leeren erfordernden vorgegebenen Stand erreicht, eine Höhenmeßvorrichtung angebracht werden.
Im typischen Fall enthält diese einen Schalter zum Erzeugen eines Alarms und/oder Unterbrechen der Energiezufuhr zu einem einen Sog erzeugenden Mittel.
Anhand eines Beispiels wird die Erfindung nun unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Dabei ist:
1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines dreistufigen Zyklonstaubsaugers (Separators), in dem aus der sekundären Stufe stammende Staubpartikel gesammelt werden in einem ergänzendem Behälter, der von dem Behälter getrennt ist, der die Staubpartikel aus dem primären Separator sammelt,
2 eine Seitenansicht, auch teilweise im Schnitt, des abgeänderten unteren Endes der sekundären Trennkammer nach 1 mit einem Strömungssteuerventil zwischen dem unteren Ende des sekundären Separators und einem einzigen Staubpartikelsammelbehälter,
3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines alternativen bevorzugten dreistufigen Zyklonseparators mit einer Abänderung zur Aufnahme eines Ventils, das eine Dichtung der in 2 gezeigten Bauart enthält, um damit einen ergänzenden Staubsammelbehälter nicht zu benötigen,
4 ein Schnitt durch das abgewandelte untere Ende in das Strömungssteuerventil zum Messen, wann der Staub/Partikelgehalt des Behälters eine vorgegebene Höhe übersteigt,
5 ein Schnitt durch einen anderen dreistufigen Luft/Partikelseparator,
6 und 6A ein Schnitt und eine perspektivische Ansicht von unten eines anderen Kugelventils, das eine Dichtung zur Verwendung in dem Separator nach 5 enthält, und
7 und 8 zeigen eine alternative erste Stufe für den Separator nach 5, der ein anderes erfindungsgemäßes Ventil enthält.
Ins einzelne gehende Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Ausführungsform eines Zyklon-Staubsaugers (Separators) derjenigen Bauart, bei der die vorliegende Erfindung angewendet werden kann.
Gemäß der Darstellung in den Zeichnungen weist die Vorrichtung einen Saugeinlaß 10 auf, der an einen Schlauch und einen Staubsammler oder an eine rotierende Bürstenan- ordnung angeschlossen werden kann, wie sie im unteren Bereich eines Haushalts- oder eines industriellen hochstehenden Staubsaugers angeordnet ist.
Der Saugeinlaß tritt tangential in eine allgemein mit 12 bezeichnete zylinderförmige Umschließung und das obere Ende einer Staub- und Schmutzsammeltrommel 14 ein. Im typischen Fall ist das untere Ende 14 bei 16 auf das obere Gebiet 12 aufgeschoben und weist einen Handgriff 18 auf. Gefüllt wird die Trommel 14 vom oberen Ende 12 abgenommen und geleert. Zwischen 12 und 14 muß der Schiebesitz eine gute Abdichtung ausbilden, oder eine getrennte Ringdichtung muß verwendet werden.
Der tangentiale Eintritt des Luftstroms bewirkt ein Umlaufen der eintretenden Luft im Innenraum des zylinderförmigen Gebiets 12 und wegen der größeren Masse der Staub- gegenüber den Luftpartikeln neigen der in dem Luftstrom mitgeführte Staub und der mitgeführte Schmutz zu einem Wandern nach den Außenenden des rotierenden Luftstroms und Fallen in die Trommel 14, während verhältnismäßig staubfreie Luft zu einer Spiralbewegung nach innen neigt und schließlich durch die Vielzahl der Öffnungen wie 20 in der allgemein mit 22 bezeichneten axialzentrisch zum zylinderförmigen Gebiet 12 angeordneten halbkreisförmigen Schale durchtritt.
Nach dem Durchtritt durch die Löcher 20 steigt die Luft in den oberen zylinderförmigen Raum 24, aus dem sie über die Öffnung 26 austritt und in die Einlaßöffnung 28 am oberen Ende einer konischen Kammer 30, in der die zweite Stufe der Trennung erfolgt, geleitet wird.
Das obere Ende 32 des konischen Gehäuses 30 ist selbst zylinderförmig, und der Einlaß 28 steht mit diesem zylinderförmigen Gebiet in der gleichen Weise in Verbindung, wie der Einlaß 10 mit dem zylinderförmigen Gebiet 12 in Verbindung steht.
Es leuchtet ein, daß bei einem Beginn des Ansteigens der Höhe des Staubes und der Partikel in der Trommel 14 für den im Gebiet 12 rotierenden Luftstrom eine Tendenz bestehen könnte, Staub und Partikel aus der Häufung am Baden der Trommel 14 weg zurück in den Luftstrom zu ziehen, von dem sie durch die Zentrifugalkraft in dem oberen zylinderförmigen Gebiet 12 abgetrennt wurden. Zum Herabsetzen dieser Tendenz wird eine halbkreisförmige Leitfläche 34 vorgesehen, so daß nur ein schmales ringförmiges Gebiet 36 besteht, durch das die Partikel und Staub von dem im Gebiet 12 rotierenden Luftstrom in die Trommel 14 fallen können. Die Leitfläche 34 dient zum Trennen des in dem Gebiet 12 rotierenden Luftstroms von dem Staub- und Partikelgehalt der Trommel 14 und vermindert das Risiko eines Mitziehens von Staub und Partikeln in 14 in den in 12 rotierenden Luftstrom.
Die halbkreisförmige Oberfläche 22 verschmilzt mit der entgegengesetzt gekrümmten halbkreisförmigen Oberfläche der Leitfläche 34, wo beide Flächen in das untere Ende des konischen Gehäuses 30 übergehen.
Das letztere bildet damit die zentrale Abstützung für die Leitfläche 34 und die die Austrittsöffnungen 20 aufweisende halbkreisförmige Oberfläche 22.
Es leuchtet ein, daß die Gegenwart des unteren Endes des konischen Gehäuses 30 die beiden halbkreisförmigen Oberflächen 22 und 34 durchdringt und deshalb unvollständig macht.
In dem oberen zylinderförmigen Gebiet 32 befindet sich die von einer zentralen hohlen Achse 40 getragene, mit 38 bezeichnete Turbine. Das untere Ende der Achse ist mit einer kegelstumpfförmigen Fläche 42 ausgebildet, die für die konische Kammer 30 als Zyklonstarter dient.
Die über die Öffnung 28 in das zylinderförmige Gebiet 32 eintretende Luft führt zu einer Drehung der Turbine, und der rotierende Luftstrom, der sich durch den tangentialen Einlaß der Öffnung 28 in das zylinderförmige Gebiet 32 ergibt, führt in an sich bekannter Weise zu einem sich schraubenförmig nach unten bewegenden Zyklon. In dem sich schraubenförmig bewegenden Luftstrom mitgenommener Staub und mitgenommene Partikel neigen zu einem Absetzen am unteren Ende der konischen Kammer 30, wo sie durch eine kreisförmige Öffnung 44 in einen sekundären Sammelbehälter 46 eintreten, nach dem sie sich zuerst am oberen Ende des sekundären Behälters 46 sich um eine schraubenförmige Leitfläche 48 herum bewegt haben.
Auch der sekundäre Behälter 46 ist in seiner Gestalt konisch und komplementär zum konischen Gehäuse 30. Der Innenraum 50 des konischen sekundären Behälters dient zum Sammeln von Staub und Partikeln, die von dem in der konischen Kammer 30 bewirkten Zyklon abgetrennt wurden. Man sieht jedoch, daß die Wand des sekundären Behälters 46 den Innenraum 50 vom ringförmigen Gebiet 52 abtrennt, in dem von dem primären Luftstrombehälter 12 abgetrennter Staub und abgetrennter Partikelinhalt aufgesammelt werden.
Der Mittelpunkt der Schraubenlinie 48 bildet ein ebenes kreisförmiges Ende 54 in kurzer Entfernung unter dem zylinderförmigen Durchgang 44, der vom Ende der konischen Kammer 30 ausgeht. Im typischen Fall liegt der Durchmesser von 44 in der Größenordnung von 10 mm und die Entfernung zwischen dem offenen Ende von 44 und der Platte 54 in der Größenordnung von wenigen Millimetern. Die nach unten fortschreitende Schraubenlinie der Luft innerhalb von 30 kehrt ihre Richtung in der Nähe des unteren Endes 30 um und bildet einen sich schraubenförmig nach oben bewegenden zentralen Zyklon, nicht dargestellt, der sich in der allgemeinen Richtung des Pfeiles 56 bewegt und in den hohlen Innenraum 58 der Achse 40 eintritt und diesen durchläuft zum Eintreten in ein zylinderförmiges Gebiet oberhalb des die Turbine 38 aufnehmenden zylinderförmigen Gebiets 32. Der Durchgang von 58 nach 60 erfolgt durch Fenster wie 62 in einer kegelstumpfförmig gestalteten Haube 63, die auf der Achse 40 befestigt ist und sich mit der Turbine 38 dreht. Obere und untere Wände der Haube 64 bzw. 66 sind geschlossen, so daß in das zentrale Gebiet der Haube 63 eintretende Luft nur durch die Fenster, wie zum Beispiel 62, austreten kann. Radial verlaufende und zwischen den Fenstern angeordnete Flansche, wie zum Beispiel 65, erteilen der austretenden Luft beim Eintritt in das zylinderförmige Gebiet 60 eine Drehung, und die Luft strömt durch die Kammer 60 schraubenförmig nach oben. Dies wird durch eine auf einer sich mit der Haube 63 drehenden zweiten horizontalen Achse 70 befestigte, sich drehende Schnecke 68 unterstützt.
Luft aus 58 kann nicht axial in den Innenraum 78 der zweiten hohlen Achse 70 eintreten, sondern muß durch die Fenster 62 durchtreten und nach Umwälzen in der Kammer 60 entweder in den Innenraum 78 der oberen Achse 70 eintreten über Löcher, wie zum Beispiel 80, in der Wand der oberen Achse, oder sie kann über den Auslaß 82 die Kammer 60 verlassen zum Wiedereintritt in den Luftstrom unterhalb der Haube 63 über eine am oberen Ende der konischen Zyklonkammer 30 in dem zylinderförmigen Gebiet 32 angeordnete Einlaßöffnung 84. Wie die Eintrittsöffnung 28 verschmilzt die Öffnung 84 mit dem zylinderförmigen Gebiet 32 in einer tangentialen Richtung, so daß die aus 82 eintretende Luft um das zylinderförmige Gebiet 32 umläuft und das Drehen der Turbine 38 weiter unterstützt. Schließlich wird sie mit dem über 28 eintretenden Luftstrom verschmelzen und die konische Kammer 30 wieder einmal durchqueren vor dem Aufwärtsströmen in der Mitte von 30, wie dies zuvor beschrieben wurde, und in das Gebiet 58 eintreten.
Wegen der Art und Weise, in der Luft aus der oberen Kammer 60 über die Öffnung 82 gesammelt wird, wird jede über die Öffnung 82 austretende Luft bevorzugt Staub oder Partikel schwerer als Luft gegenüber denen in der Nähe der Mitte der Kammer 60 enthalten. Damit wird der Rückführungsweg nach 84 bevorzugt Staub und Partikel enthalten, die durch die endgültige Trennstufe im Gebiet 60 nicht abgetrennt wurden. Über die Löcher 80 in das Gebiet 78 eintretende Luft wird dagegen dazu neigen frei von Staub und Partikeln sein.
Obgleich es in Einzelheiten nicht gezeigt ist, ist 78 mit einer über einen Elektromotor oder dergleichen angetriebenen Saugvorrichtung 79, wie zum Beispiel einem Gebläse oder einer Turbine, verbunden, deren Wirkung darin lieft, daß Luft in Richtung des Pfeils 74 aus dem im übrigen Teil der Zeichnung dargestellten Gerät abgezogen wird. Es ist dieser durch das rotierende Gebläse oder die rotierende Turbine (nicht dargestellt) bewirkte Sogeffekt, der den bei 10 eintretende Luftstrom und die allgemeine Luftströmung durch das Gerät, wie dies vorstehend beschrieben wurde, bewirkt.
Es wurde gefunden, daß ein Gerät von der in 1 gezeigten Art mit einem sehr hohen Trennwirkungsgrad arbeiten kann, so daß nur sehr geringer Staub- oder Partikelanteil in dem bei 78 austretenden Luftstrom verbleibt, und ein Verzicht auf das Filter, das im Nor malfall an einer solchen Stelle in dem Staubsauger gerade vor dem den Unterdruck erzeugenden Gebläse oder der den Unterdruck erzeugenden Turbine angeordnet ist, hat sich als möglich herausgestellt. Das Vorhandensein eines solchen Filters vermindert den Luftstrom und damit den durch das Gebläse und/oder Turbine bewirkten Saugeffekt wesentlich, und durch den Verzicht auf ein solches Filter können der Lufstrom durch das Gerät und damit die Luftgeschwindigkeiten in den verschiedenen sich drehenden Luftströmen und Zyklonen erhöht und der Trennwirkungsgrad verbessert werden.
Da sich die hohle Achse 70 mit der Haube 63 dreht und ein Drehen der Wand 86 nicht erwünscht ist, wird zwischen dem sich drehenden Abschnitt 70 und dem ortsfesten Abschnitt 86 eine Rotationsdichtung 88 benötigt. Diese kann zum Beispiel zwischen den beiden zylinderförmigen Wänden komplementäre abgeschrägte Stirnseiten mit Lagermaterial bei 90 und 92 aufweisen. Dies wird in 1a gezeigt.
Obwohl sie als eine einzige Turbine beschrieben wird, kann 38 aus zwei ähnlichen Turbinenblattanordnungen bestehen, die beide die halbe axiale Länge der Turbine 38 einnehmen, wie dies gezeigt wird, und jede kann auf der Achse 40 befestigt werden. Die Blätter einer Turbine sind um die halbe Teilung der Blätter der anderen Turbine versetzt, so daß die Zahl der Turbinenblätter effektiv verdoppelt und damit deren Wirkungsgrad erhöht wrid.
1b ist ein Schnitt durch das zylinderförmige Gebiet 12 von 1 und zeigt den tangentialen Einlaß 10 und die Zylinderform der Wand der konischen Kammer 30, wo sie geschnitten ist, und die kleine Öffnung am unteren Ende der Kammer 30 und den dazwischenliegenden zylinderförmigen Umriß der Wand 22, wo die halbkreisförmige Oberfläche 22 durch den Querschnitt geschnitten wird.
1c ist ein Querschnitt durch CC in 1 und zeigt, wie die Austrittsöffnung 26 mit dem zylinderförmigen Gebiet 24 in Verbindung steht und dazu beiträgt, daß die Luftmasse bei ihrem Austritt in das Gebiet 24 aufgrund des von diesem ausgehenden tangentialen Auslasses 26 ihre Rotation beibehält.
1d ist ein Querschnitt entlang DD in 1 und zeigt eine Anordnung der Einlaßöffnung 28 und der Rückführungsöffnung 84 im Gebiet der Turbine 38.
1e ist ähnlich zu 1d, zeigt aber alternative Stellungen für die Öffnungen 28 und 84, falls dies gewünscht wird.
Der entscheidende Gesichtspunkt ist, daß eine in 32 rotierende Luftmasse bei Eintritt von Luft bei 28 an der Öffnung 84 vorbeiwirbelt und diese kreisförmige Bewegung in 32 fortsetzt, statt in 84 einzutreten. Auf die gleiche Weise wird über 84 erneut in 32 eingeführte Luft ebenso in den durch den Eintritt von Luft durch 28 induzierten rotierenden Luftstrom hineingeführt, und es besteht keine Tendenz, daß die Luft bei ihrer Drehbewegung in 32 in die Öffnung 28 eintritt.
Aus Gründen der Klarheit werden die Turbinenblätter in den 1d und 1e nicht gezeigt. Stattdessen wird die Turbine in 1f gezeigt. Diese zeigt die hohle Achse 40, das zentrale Gebiet 58 und acht gebogene Turbinenblätter, von denen eins mit 41 bezeichnet ist. Gemäß der Darstellung in 1f wird die Turbine von oben betrachtet, da es einleuchtet, daß in das Gebiet 32 eintretende Luft zum Auslösen einer Drehung der Turbine gegen die Fläche 43 des Blattes 41 und die entsprechende Fläche jedes der anderen Blätter gerichtet werden sollte.
Bei Montage von zwei Turbinen auf der Achse 40 weist jede die gleiche Ausgestaltung auf, wie sie in 1f gezeigt wird, aber die halbe axiale Tiefe von 38, so daß die beiden in den gleichen axialen Raum passen, und sie werden so montiert, daß die Blätter einer Turbine bei axialer Betrachtung die Räume zwischen den Blättern der anderen Turbine einnehmen. Die Blätter der zweiten Turbine werden bei Einbau in 1f in gestrichelten Linien dargestellt, und eines dieser Blätter trägt das Bezugszeichen 45.
1g ist ein Schnitt durch 1 entlang der Linie GG und zeigt die tangentiale Verbindung der Austrittsöffnung 82 mit dem zylinderförmigen Innenraum 60 und der zylinderförmigen Wand 70 der hohlen Achse, auf der die Schnecke 68 montiert ist, deren oberes Ende bei 69 gezeigt wird.
Es leuchtet ein, daß die Schnecke mit verhältnismäßig enger Passung in dem die Kammer 60 bildenden zylinderförmigen Gehäuse sitzt.
Obwohl es in der Zeichnung nicht dargestellt ist, hat es sich für die Öffnungen 80 in der Wand 70 als vorteilhaft herausgestellt, ein kurzes Stück nach dem Beginn der Schnecke am unteren Ende 70 zu beginnen und ein kurzes Stück vor dem Ende der letzten Windung der Schnecke am oberen Ende von 70 zu enden.
Im typischen Fall sind die Öffnungen 80 kreisförmig und weisen einen Durchmesser von 1,7 mm auf, und etwa 1.200 solcher Löcher sind in der Wand 70 ausgebildet.
Im typischen Fall weist die Schnecke einen Winkel im Bereich von 2 bis 10°, im typischen Fall 4°, auf.
2 zeigt eine Abwandlung am unteren Ende des konischen Zyklontrennrohrs 30. Das untere Ende läuft in der Kammer 31 anstelle der zylinderförmigen Düse 44 von 1 aus, und im Gehäuse 31 ist eine dem Teil 48 von 1 entsprechende Schnecke angeordnet.
Der Spalt zwischen der Oberseite 54 des zentralen Gebiets der Schnecke 40 und dem unteren Ende des konischen Rohrs 30 wird so ausgewählt, daß die gewünschten Ziele erreicht werden, nämlich ein freier Eintritt von Staub und Partikeln in der Richtung der Pfeile 33 und 35 in die Schnecke und anschließend in das untere Gebiet der Kammer 31, aber ein minimaler Übertritt von Staub oder Partikeln in der umgekehrten Richtung.
Ein Käfig 39 verläuft unterhalb der Kammer 31 symmetrisch angeordnet gegenüber dem durch die Dichtung 37 gebildeten Ventilsitz. Im Käfig befindet sich eine Kugel 41, die zum Schließen der zur Kammer 31 führenden Öffnung mit der Ventilsitzdichtung 37 zusammenarbeiten kann. Das spezifische Gewicht der Kugel wird so ausgewählt, daß ein in Aufwärtsrichtung durch den Käfig in die Kammer 31 strömender ansteigender Luftstrom zu einem Anheben der Kugel führt und diese ein Ventilschließglied wird, das sich an die Lippendichtung 37 anlegt.
Der Käfig weist eine Basis 43 auf, deren innere Oberseite bei 45 als flache Pyramide ausgebildet ist. Damit wird die Kugel bei einem Luftstrom Null von der Basis des Käfigs ferngehalten, und die Kugel kann unter der Einwirkung der Schwerkraft fallen und die durch die Ventilsitzdichtung 37 gebildete Öffnung offen lassen.
Bei Abänderung des Geräts nach 1 gemäß der Darstellung in 2 kann der sekundäre Behälter 46 weggelassen werden. Die Gesamtheit der Trommel 14 steht nun zum Lagern jeglichen durch den Trennvorgang angesammelten Staubs und jeglicher angesammelten Partikel zur Verfügung, unabhängig davon, ob dies in der primären Trennstufe in dem zylinderförmigen Gebiet 12 oder in der sekundären Stufe erfolgt, hervorgerufen durch den umgekehrten Zykloneffekt im konischen Gehäuse 30.
Die Anordnung nach 2 ermöglicht dies, da sofort nach dem Aufbau des Luftstroms im Gerät ein Teil der bei 10 eintretenden Luft in den unteren Teil der Trommel 14 abgelenkt wird und durch den Käfig 39, die durch den Ventilsitz 37 gebildete Öffnung, durch die Schnecke 48 und in das konische Gehäuse 30 nach oben steigt. Der Luftstrom wird jedoch die Kugel 41 anheben und in Anlage mit der in gestrichelten Linien gezeigten Dichtung 37 drücken zum Schließen des Ventils am unteren Ende der Kammer 31, und anschließend wird das Gerät im wesentlichen so arbeiten, wie es mit Bezug auf 1 beschrieben wurde. Der Hauptunterschied liegt dann, daß durch den Zykloneffekt in dem konischen Gehäuse 30 abgetrennte Partikel und abgetrennter Staub nun in Richtung der Pfeile 33 und 35 austreten und nach dem Durchtritt durch die Schnecke 48 in der kleinen Kammer 31 verbleiben. Bei Beendingung des Luftstroms am Ende eines Reinigungsabschnitts fällt die Kugel 41 sofort aus ihrer in 2 in gestrichelten Linien gezeigten Lage in ihre unter Lage, und sämtliche Staub- und Schmutzpartikel in der Kammer 31 fallen nun durch die die Kugel umschließende Öffnung und durch die Öffnungen im Käfig 39 zum Anschließen an den Rest der in der Haupttrommel 14 gesammelten Staub- und Schmutzpartikel.
Bei erneutem Anschalten des Geräts wird der Luftstrom wieder ausgebildet, und der Vorgang wiederholt sich mit anfänglichem Schließen der Öffnung durch Anlage der Kugel 41 an der Dichtung 37 und Sammeln von Staub- und Schmutzpartikeln in der Kammer 31. Bei erneutem Abschalten des Geräts verlassen die in 31 gesammelten Staub- und Schmutzpartikel die Kammer wieder über den nun offenen Ventilsitz und schließen sich dem Rest der Staub- und Schmutzpartikel in der Haupttrommel 14 an.
Die Kugel 41 und die Dichtung 37 stellen damit ein Einwegventil dar, das bei Aufbau des Luftstroms in Kombination mit der Schnecke 48 den Eintritt von Staub- und Schmutzpartikeln in das untere Ende des konischen Gehäuses 30 verhindert. Dies bildet wirksam einen sekundären Behälter für die aus der sekundären Trennung, die im konischen Gehäuse 30 stattfindet, gesammelten Staub- und Schmutzpartikel bis sich ein Mischen der im Gehäuse gesammelten Schmutzpartikel und des gesammelten Staubs mit denen im übrigen Teil der Trommel 14 empfiehlt.
3 zeigt ein alternatives Zyklon Trenngerät ebenfalls mit den mit der primären Trennstufe und dem Staubsammelbehälter 14 verbundenen Merkmalen. Die mit Staub beladene und bei 10 eintretende Luft wird wie zuvor zu einer Bewegung auf einer kreisförmigen Bahn im Gebiet 12 gebracht. Staubpartikel neigen zu einem Fallen auf den Boden des Behälters 14, und Luft mit einem wesentlich geringeren Gehalt an Staubpartikeln tritt durch die kleinen Löcher 20 durch und in das darüber befindliche Sammelleitungsgebiet zum Ausgang über 26.
Bei der in 3 gezeigten Anordnung tritt der nun von Staub befreite Luftstrom über eine Einlaßöffnung 92 in das obere Ende einer Zwischenkammer 90 ein. Wie bei der Einlaßöffnung 20 liegt die Einlaßöffnung 92 tangential zu dem allgemein kreisförmigen Querschnitt der Kammer 90, und wie zuvor wird die eintretende Luft auf einen Rotationspfad gebracht, wobei sie wegen des Fehlens eines Auslasses im oberen Gebiet der Kammer 90 eine Bewegung nach unten auf einer durch eine Schnecke 94 bestimmten schraubenförmigen Weg beginnt. Die Schnecke 94 sitzt mit enger Passung in der Kammer 90 und umschließt den zentralen hohlen Schaft 96.
Der Luftstrom aus der Kammer 90 erfolgt über eine sehr große Zahl von in der Wand des hohlen Schaftes 96 ausgebildeten sehr kleinen Löchern. Der Schaft steht mit einer oberen Kammer 98 in Verbindung, in der eine weitere Schnecke 100 aus nachstehend noch erläuterten Gründen angeordnet ist.
Eines der Löcher in der Wand des Schaftes 96 trägt das Bezugszeichen 102. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, daß die Löcher in einem in Umfangsrichtung des Schaftes gemessenen kurzen Abstand beginnen, nachdem die Schnecke 96 begonnen hat, und in einem in Umfangsrichtung des Schaftes gemessenen kurzen Abstand vor dem Ende der Schnecke auslaufen.
Bei einer Anordnung besteht an einem Ende der Schnecke eine Umfangslänge von annähernd 15 mm der ungelochten Wand des Schaftes und, in Umfangsrichtung der ungelochten Wand des Schaftes gemessen, annähernd 40 mm am anderen Ende der Schnecke. In jedem Fall wird die Umfangslänge vom benachbarten Ende der Schnecke aus um den Schaft gemessen.
Unter der letzten Windung der Schnecke verläuft der Schaft 96 nach unten in die unteren Gebiete der Kammer 90 und läuft in einen konischen Verschluß 104, der auch gelocht sein kann, aus.
Die sich schnell bewegenden Staubpartikel neigen zu einem Wegfliegen in die äußeren Umfangsgebiete der Schnecke und setzen ihren Weg nach unten in die unteren Gebiete der Kammer 90 fort. Anschließend wandern sie durch die Schnecke 48 nach unten und sammeln sich in dem unteren Gebiet der kleinen Sammelkammer oberhalb des durch die Kugel 41 gebildeten Rückschlagventils und werden am Ende des in Verbindung mit 2 beschriebenen Staubsaugevorgangs in den Sammelbehälter 14 entsorgt.
Die Luft, die durch die kleinen Löcher 102 durchtritt und durch den hohlen Innenraum des Schaftes 96 nach oben steigt, wird von Staub und Schmutzpartikeln befreit, und wird in die obere Kammer 98 hochsteigen und durch das nach unten verlaufende konische Ende 106 am unteren Ende des zylinderförmigen Rohrs 108 abgelenkt, wobei das obere En de des Rohrs 108 mit der nichtgezeigten Unterdruckquelle, wie zum Beispiel einem motorisch angetriebenem Gebläse oder einer Turbine, in Verbindung steht.
Zwischen seinen Enden läuft die Schnecke 100 um das Rohr 108 und sitzt mit enger Passung in dem zylinderförmigen Gehäuse 98 in einer ähnlichen Weise, wie die Schnecke 94 die Kammer 90 einnimmt. In der Wand des Rohrs innerhalb der Windungen der Schnecke sind jedoch keine Öffnungen ausgebildet. Stattdessen ist ein Gebiet 110 des Rohrs zwischen dem unteren Ende der Schnecke und dem nach unten zeigenden konischen Verschluß 106 mit einer gelochten Wand mit einer großen Zahl von kleinen Öffnungen, von denen eine mit dem Bezugszeichen 112 versehen ist, ausgebildet.
Die in die Kammer 98 eintretende Luft wird zum Teil durch die Löcher 112 durchtreten und durch das Rohr 108 nach oben steigen. Die Luft, die tatsächlich zirkuliert, wird diejenige sein, die in dem zentralen Gebiet des Luftstroms durch die Einwirkung des nach unten ablenkenden Konus 106 nicht wesentlich abgelenkt wurde. Es wurde gefunden, daß die Wirkung des Konus im Einleiten eines weiteren Ausmaßes an Trennung liegt, indem die mit Partikeln beladene Luft auf einer geraden Linie weiterströmt nach dem Ablenken durch den Konus, und sie wird in die Schnecke 100 eintreten, statt ihre Richtung zu ändern und in die kleinen Löcher 112 im Abschnitt 110 einzutreten. Nach Eintritt der mit Partikeln beladenen Luft in die Schnecke kann sie nur die Kammer 98 über die Schnecke durchqueren und über den Auslaß 114 am oberen Ende der Kammer 98 austreten, von wo sie in einen zweiten oder Rückkehreinlaß 116 am oberen Ende der Zwischenkammer 90 zurückgeführt wird. Dort wird sie von dem über den Einlaß 92 eintretenden Luftstrom mitgerissen, und in dem Luftstrom verbleibende Staubpartikel werden durch die Kreisbewegung der Luft bei deren Weiterlauf in der Schnecke 94 nach unten herausgeworfen, wieder einmal in der kleinen Kammer unter der Schnecke 48 nach der Beschreibung, und es verbleibt reine Luft zum Durchtritt durch die Öffnungen 102.
Unter Verwendung des in 3 gezeigten Gerätes wurden sehr hohe Trennwirkungsgrade erzielt.
Das in 2 und in 3 gezeigte untere Ende des Käfigs 39 enthält eine Höhenmeßvorrichtung, wie sie in 4 gezeigt wird. Nach der Darstellung in den 2 und 3 weist das untere Ende des Käfigs 39 ein einen flachen Winkel aufweisendes kegelstumpfförmiges Gehäuse auf, und dies wird im Schnitt in 4 mit mehr Einzelheiten gezeigt.
Der Innenraum des kegelstumpfförmigen Gehäuses 118 nimmt einen Mikroschalter 122 mit einem Betätigungsarm 124 auf, der bei Drücken nach oben den Schalterzustand ändert.
Eine biegsame Membranplatte 126 verläuft über einer Öffnung in der Unterseite des Gehäuses 118. An ihrer Stelle wird die Membran durch eine Klammer oder eine andere Haltevorrichtung 128 gehalten und ist so konstruiert, daß, falls die Höhe der Anhäufung aus Staub- und Schmutzpartikeln in dem Behälter 14 zu einem Kontakt mit und einem Drücken gegen die Membranplatte 126 führt, der Schalter betätigt und die Kontakte geschlossen oder geöffnet, falls dies der Fall sein sollte, werden.
Eine elektrische Verbindung wie 128 schließt die Schalterkontakte an ein Relais oder einen Kontaktgeber an, so daß die Energie bei einem Betätigen des Schalters vom Saugmotor abgenommen wird und das Gerät seinen Betrieb einstellt. Ein entweder sicht- oder hörbares Signal kann erzeugt werden und zeigt dem Anwender, daß der Behälter nun voll ist und vor jedem weiteren Betrieb geleert werden sollte.
Obwohl eine Darstellung fehlt, kann ein vorzugsweise sichtbares Signalwarnmittel am Gerät vorgesehen sein, um mit einer Warnmitteilung oder einem verschlüsselten Signal anzuzeigen, daß der ein Leeren des Behälters verlangende Zustand eingetreten ist. Im typischen Fall handelt es sich um eine LED-Anzeige oder eine einfache elektromechanisch verschiebbare Platte, die sich bewegt und eine andersfarbige Fläche der Platte in einem Fenster freigibt, zum Beispiel wird ein grünes Gebiet der Platte nun durch ein rotes Gebiet ersetzt und zeigt nach Betätigen des Mikroschalters an, daß der Behälter voll ist.
Obgleich es in Verbindung mit der Ausführungsform nach den 2 und 3 beschrieben wurde, kann auch eine Höhenmeßvorrichtung in entweder den inneren oder den äu ßeren Sammler 50, 52 von 1 eingebaut werden. Bei Erzeugen eines Warnsignals in Verbindung mit der Anordnung nach 1 zeigt dies in einfacher Weise an, ob es der innere oder der äußere Sammelbehälter ist, der voll wurde.
Bei dem in 5 gezeigten Separator wird mit Partikeln beladene Luft nach Aufbau eines Unterdrucks durch Betreiben einer motorisch angetriebenen, einen Unterdruck erzeugenden Gebläse/Turbine 176 in den Einlaß 174 gesaugt. Die eintretende Luftströmung verläuft im allgemeinen tangential zu der Wand des zylinderförmigen Gehäuses 178 und wird dadurch zum Ausbilden einer im Gebiet 180 am oberen Ende des Gehäuses rundlaufenden Luftmasse gebracht. Zentrisch sitzt ein zylinderförmiger Luftwirbelausbilder 182, der in eine halbkreisförmige Hülle 184 mit einer sehr großen Zahl von sehr kleinen Öffnungen 186, durch die Luft durchtreten kann, verläuft.
Unter der Fläche 184 ist eine ähnliche, aber entgegengesetzt konvex gebogene Ummantelung 188 angeordnet, die fast bis zur Innenwand des Gehäuses 178 reicht. Zentrisch zu 182 und 184 verläuft eine kegelstumpfförmige rohrförmige Fläche 185 zum Anschluß an eine Öffnung 190 im Mittelpunkt der Ummantelung 184 axial nach unten. Eine ein geringes Gewicht aufweisende Kugel 192, die normalerweise das untere Ende des Gehäuses 194 einnimmt, wird unter der Einwirkung eines im Gehäuse 194 nach oben strömenden Luftstroms angehoben, gerät mit der Öffnung 190 in Anlage und schließt sie ab. Dies wird bei 192' in gestrichelten Linien gezeigt.
Das schnelle Umwälzen der Luft in 180 neigt aufgrund der Zentrifugalkräfte zu einem Abtrennen der in dem Luftstrom enthaltenen Partikel von der Luft, so daß die Partikel zu der Wand des Gehäuses 178 wandern und unter der Einwirkung der Schwerkraft an der Ummantelung 188 vorbei nach unten fallen in das Partikelsammelgebiet 196 des Gehäuses 178. Das letztere weist zwei Teile auf, das obere Teil 180 und das untere Teil 196, und das letztere weist zum Erleichtern des Tragens im vollen Zustand zum Leeren einen Handgriff 198 auf.
Die Unterdruckquelle 176 löst einen Luftstrom durch 174 aus, und zwar über die Öffnungen 186, so daß der eintretende Luftstrom schließlich die Richtung ändert und durch die Öffnungen 188 durchtritt und durch den hohlen Innenraum der Hülle 184 und den Luftwirbelbetätiger 180 in eine Sammelleitung 200 eintritt, die bei 201 einen Auslaß aufweist, aus dem die nun größtenteils partikelfreie Luft über eine (nichtgezeigte) Leitung einem Einlaß 202 einer weiteren Trennstufe zugeführt wird, die in einem koaxial über dem Gehäuse 178 und der Sammelleitung 200 befestigten zylinderförmigen Gehäuse 204 enthalten ist. Das Gehäuse 204 enthält eine erste, nach unten verlaufende kegelstumpfförmige axiale Verlängerung 203, die zu einem zweiten kegelstumpfförmigen Glied 206 führt. Bei offenem Kugelventil 190, 192 steht der Innenraum von 204 mit dem die Partikel aufsammelnden Behälter 196 in Verbindung und das kegelstumpfförmige Glied 106 bildet die zuvor genannte kegelstumpfförmige Oberfläche 85.
Zentrisch zum Gehäuse 204 gibt es das nach unten verlaufende Rohr 208, dessen unteres Ende bei 210 eine Kappe aufweist, deren zylinderförmige Wand bei 212 geöffnet ist.
Über der Kappe 210 befindet sich am oberen Ende von 204 eine zwei Windungen aufweisende schraubenförmige Leitfläche 214 in Umfangsrichtung abgelegen von 202 in einem zweiten Einlaß 216, zu dem die Partikel enthaltende Luft aus der dritten Stufe zurückgeführt wird.
Das Rohr 208 dient als Luftauslaß aus 204, und der sich durch 208 nach oben bewegende Luftstrom wird in sämtlichen Richtungen durch ein nach unten zeigendes konisches Ende 218 eines zylinderförmigen Verschlusses eines axialverlaufenden rohrförmigen Glieds 210 in einem zylinderförmigen Gehäuse 222 in Umfangsrichtung abgelenkt. Die zylinderförmige Wand des Verschlusses ist zum Bilden eines Auslasses aus dem Innenraum von 222 zu der Unterdruckquelle 176 wie bei 224 geöffnet.
Die Partikel enthaltende Luft aus 208 neigt zum Abgeben der Partikel, während die bei Auftreffen auf die konische Stirnfläche 218 in einer radialen Richtung abgelenkte Luft ihre Richtung plötzlich ändert und in einer radialen Richtung in Richtung auf die Kappe 218 zurückkehrt während ihres Eintreffens im Innenraum des Gehäuses 222. Die Partikel neigen dazu, in das untere Ende einer drei Windungen aufweisenden Schraubenfläche 226 herabgezogen zu werden, und nach dem Durchtritt durch die Schnecke verlassen die Par tikel das Gehäuse 222 über den Auslaß 228 zur Rückkehr über eine nichtgezeigte Leitung zum Einlaß 216 in die Kammer 204 zum Vermischen mit der aus 202 eintretenden, mit Partikeln beladenen Luft zum Abtrennen von dieser durch erneutes Durchwandern der Schnecke 214 und des zum und vom unteren Ende von 206 wandernden Luftwirbels.
Im wesentlichen partikelfreie Luft tritt über die Öffnungen 224 durch das Rohr 220 zur Unterdruckquelle 176 aus, und es wurde gefunden, daß die Gesamttrennung so wirkungsvoll sein kann, daß für ein Filter im Weg durch 220 bis zur Quelle 176 kein Bedarf besteht.
Gemäß der Darstellung in 6 ist die Kugel frei in einem zylinderförmigen Gehäuse 194 gehalten, dessen oberes Ende 230 abgedichtet am unteren Ende der Ummantelung 184 von 5 befestigt ist. Radiale Vorwölbungen 232, 234 hindern die Kugel an einem Durchfallen durch das untere offene Ende des Gehäuses 194 – und gemäß der Darstellung in 6A sind vier solcher radialer Vorwölbungen 232, 234, 236 und 238 vorgesehen. Nahe dem offenen oberen Ende des Gehäuses 194 befindet sich eine ringförmige Vorwölbung 240, die einen Ventilsitz bildet, der mit der Kugel 192 zusammenwirkt zum Abschließen des Luftdurchgangs durch die durch die ringförmigen Vorwölbungen 240 gebildete Öffnung 242 bei Anheben der Kugel (durch den Luftstrom in Aufwärtsrichtung) bei ersten Anlegen des Unterdrucks an das System.
Falls der Durchmesser der Kugel 192 etwas unter dem des Innenraums des Gehäuses 194 liegt, können sich oberhalb der Kugel 192 ansammelnde Partikel (sofern sich die Kugel in ihrer bei 192' gezeigten oberen Stellung befindet) an der Kugel vorbei und durch die Räume wie bei 244, 246, 248 und 250 durch zum Austritt aus dem Gehäuse in Richtung auf den Behälter 196 fallen.
Die 7 und 8 zeigen die Art und Weise der Verwendung des Ventils nach der Erfindung. Das Ventil ist in einem Gehäuse 251 angeordnet und weist am unteren Ende einer Spindel 254, an deren oberem Ende eine Tasse 256 befestigt ist, einen konischen Ventilkegel 252 auf. Ein Ventilsitz 258 hält einen O-Ring 260, gegen den die konische Oberfläche des Ventilkegels 252 zum Schließen des Ventils bei Aufbau eines Luftstroms durch das Gerät gedrückt wird. Die Spindel 254 läuft durch den Ventilkegel durch und wird in einer Führung 262 in einem Querglied 264, das über das untere Ende des Gehäuses 251 verläuft, verschiebbar aufgenommen. Das Querglied 264 und die Führung 262 werden in der Teilansicht von 4A gezeigt.
Während des Betriebs können Partikel durch das offene Ende des (in 5 gezeigten) Rohres 185 nach unten durchtreten und oberhalb des Ventilkegels 252 bis zum Beenden des Luftstroms verbleiben, worauf der Ventilkegel fällt und Partikel an der konischen Oberfläche des Ventilkegels vorbei und um das Querglied 264 herum in den gemeinsamen Behälter 196 fallen können.
Eine (nichtgezeigte) Feder kann zwischen der konsichen Oberfläche 252 und dem oberen Ende 266 der Umschließung 251 (oder zwischen der Kappe 256 und dem Ende 266) eingepaßt werden, so daß bei Abfall des Luftstroms das Kegelventil unter der Einwirkung der Feder öffnet.
Eine (nichtgezeigte) Höhenmeßvorrichtung kann in die Konstruktion des in den 5 bis 7 gezeigten Separators eingeschlossen werden.
Bei Darstellung einer Schnecke in irgendeiner der Zeichnungen liegt der Winkel der Schnecke im typischen Fall im Bereich von 2° bis 10° und vorzugsweise in der Größenordnung von 4°.

Claims

Gerät zum Abtrennen von Partikeln aus einem durch Sog erzeugten Luftstrom mit: (1) einer primären Trennkammer (12, 180), in der die Partikel durch Zentrifugalkraft von dem Luftstrom in dieser abgetrennt werden, (2) einem Hauptpartikelsammelgebiet (14, 196), in das die durch die primäre Abtrennung abgetrennten Partikel unter der Einwirkung der Schwerkraft hineinfallen können, (3) einer sekundären Trennkammer (90, 204) strömungsunterhalb der primären Kammer, zu der in der ersten Kammer nicht abgetrennte Luft und nicht abgetrennte Partikel gelangen, (4) einem Luftauslaß (102, 112) in der sekundären Kammer, durch die von Partikeln im wesentlichen freie Luft austreten kann, (5) einem mit der sekundären Kammer zusammenwirkenden, dazwischenliegenden Partikelsammelgebiet (31, 185, 251), in dem sich Partikel nach der durch Zentrifugalkraft bewirkten Abtennung von der durch die sekundäre Kammer strömenden Luft sammeln, (6) einem Ventil zwischen dem dazwischenliegenden Partikelsammelgebiet und einem zweiten Partikelsammelgebiet mit einem Ventilverschlußglied (41, 192, 252), welches das Ventil während des Luftstroms durch das Gerät schließt, aber bei Beendigung des Luftstroms öffnet, um zu ermöglichen, daß die in dem dazwischenliegenden Gebiet befindlichen Partikel in das zweite Gebiet gelangen, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilschließglied (41, 192, 252) eine kugelförmige, konische oder kegelstumpfförmige Oberfläche gegenüber einem ringförmigen Sitz darstellt, der einen O-Ring enthält, an den sich diese Oberfläche bei geschlossenem Ventil anlegt.
Gerät wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei ein zweites Sammelgebiet (50) vom Hauptpartikelsammelgebiet (52) getrennt ist.
Gerät wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei das Hauptsammelgebiet (196) auch das zweite Partikelsammelgebiet umfaßt.
Gerät wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3 beansprucht, bei dem das Ventilmittel von Hand betätigbar ist.
Gerät wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3 beansprucht, bei dem das Ventilmittel elektrisch betätigbar ist.
Gerät wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3 beansprucht, wobei das Ventil nach Maßgabe des Luftstroms durch das Gerät arbeitet, um geschlossen zu werden, wenn der Luftstrom eine vorgegebene Durchflußmenge erreicht und überschreitet, und öffnet, wenn der Luftstrom unter eine vorgegebene Durchflußmenge abfällt.
Gerät wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei eine Leitfläche (54) zwischen dem dazwischenliegenden Gebiet und dem zweiten Gebiet angeordnet ist zum Ausbilden eines gewundenen Weges für die Partikel.
Gerät wie in Anspruch 7 beansprucht, wobei die Leitfläche eine Schnecke (48) ist.
Gerät wie in Anspruch 8 beansprucht, wobei zwischen dem Einlaß zu der Schnecke und dem Auslaß aus der sekundären Trennkammer ein Spalt besteht, der im Bereich von 4 bis 6,4 mm liegt.
Gerät wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9 beansprucht, wobei ein Federmittel auf das Schließglied in einer Richtung zum Offenhalten des Ventils einwirkt.
Gerät wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10 beansprucht, weiter mit einer Pegelmeßvorrichtung (122, 124, 126) in dem oder in jedem Partikelsammelgebiet zur Anzeige, wann der Inhalt des Sammelgebiets einen vorgegebenen ein Leeren verlangenden Pegel erreicht.
Gerät wie in Anspruch 11 beansprucht, wobei die Pegelmeßvorrichtung einen Schalter enthält zum Erzeugen eines Alarms und/oder zum Unterbrechen der Energiezufuhr zu einem einen Sog erzeugenden Mittel (79, 176).