RU2034513C1

RU2034513C1 - Vacuum cleaner and method of its operation

Info

Publication number: RU2034513C1
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Геллер
Original assignee: Сергей Владимирович Геллер
Priority date: 1991-05-14
Filing date: 1991-05-14
Publication date: 1995-05-10

Abstract

FIELD: household appliances. SUBSTANCE: vacuum cleaner has detachable housing with draught stimulator (electroventilating or pneumoejecting type) fitted in one part of housing, and anticyclone filter installed in other part. Filter outlet branch pipe is connected with suction branch pipe of draught stimulator. Anticyclone filter is installed coaxially with branch pipe of draught stimulator. Outlet branch pipe of anticyclone is connected with draught stimulator suction branch pipe by means of pipe laid along anticyclone longitudinal axis. Pipe is brought out of housing, is hermetically sealed at outlet and is connected with pipe of bent air duct. Method of operation of described vacuum cleaner comes to connecting pressure branch pipe of draught stimulator with outlet branch pipe of anticyclone; draught stimulator suction branch pipe is simultaneously placed in communication with atmosphere. The draught stimulator is switched on, and dust accumulated in filter is blown out into independent dust collector. EFFECT: enhanced cleaning. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к портативным агрегатам рециркуляционной воздухоочистки и может применяться как для уборки помещений, так и для отсоса загрязнений от очаговых производственных источников (например, механическая обработка пылящих материалов). The invention relates to portable units for recirculation air purification and can be used both for cleaning rooms and for suctioning contaminants from focal industrial sources (for example, mechanical processing of dusty materials).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является пылесос, основанный на антициклонном принципе воздухоочистки. Недостатком известного пылесоса является неудачное взаимное расположение антициклонного фильтра и побудителя тяги ("мотора"). Скрещенное расположение осей побудителя и антициклона обуславливает пониженную пылеемкость пылесоса и малую технологичность конструкции. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed one is a vacuum cleaner based on the anticyclone principle of air purification. A disadvantage of the known vacuum cleaner is the unsuccessful mutual arrangement of the anticyclone filter and the traction stimulator ("motor"). The crossed arrangement of the axes of the inducer and the anticyclone leads to a lower dust absorption of the vacuum cleaner and low manufacturability of the design.

Целью изобретения является снижение трудоемкости изготовления пылесоса за счет повышения технологичности его конструкции, а также предотвращение рассеивания пыли при ее удалении из корпуса. The aim of the invention is to reduce the complexity of manufacturing a vacuum cleaner by increasing the manufacturability of its design, as well as preventing dust dispersion when it is removed from the housing.

На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый пылесос, продольный разрез, исполнение с электровентиляторным побудителем тяги, рабочий режим; на фиг. 2 то же, режим обратной продувки; на фиг. 3 пылесос с пневмоэжекционным побудителем тяги (промышленный вариант исполнения), рабочий режим; на фиг. 4 бытовое исполнение автономного пылеприемника. In FIG. 1 schematically shows the proposed vacuum cleaner, a longitudinal section, a version with an electric fan traction inducer, operating mode; in FIG. 2 the same, reverse purge mode; in FIG. 3 vacuum cleaner with pneumatic ejection traction inducer (industrial version), operating mode; in FIG. 4 domestic version of an autonomous dust collector.

Пылесос содержит разъемный полый корпус 1 с патрубком 2 для грязного воздуха. Одна из разъемных частей корпуса 1 выполнена в виде антициклонного фильтра 3 (на фиг. 1-3 эта часть корпуса находится снизу, но в общем случае пылесос может иметь горизонтальное исполнение). Вторая из двух разъемных частей корпуса служит для размещения в ней побудителя тяги 4 (электровентиляторного, как на фиг. 1 и 2, или пневмоэжекционного, как на фиг. 3). Совместно с электровентиляторным побудителем 4 полость верхней части корпуса образует воздуходувку с всасывающим патрубком 5 и нагнетательным патрубком 6. Патрубок 5 расположен вдоль центральной оси пылесоса, а патрубок 6 в общем случае может располагаться соосно корпусу (фиг. 1 и 2) и эксцентрично. Патрубок 7 антициклона 3 тангенциально вмонтирован в боковую поверхность корпуса 1. Всасывающий патрубок 5 герметично соединен с выходным патрубком 7 антициклона 3 с помощью трубы 8 и гибкого воздуховода 9. Труба 8 проходит внутри антициклона 3 соосно последнему и герметично выведена за пределы корпуса пылесоса. Гибкий воздуховод 9 скреплен с выступающим из корпуса 1 концом трубы 8, а также с выходным патрубком 7 антициклона 3. При этом выступающий из корпуса конец трубы 8 и нагнетательный патрубок 6 побудителя 4 выполнены с одинаковыми посадочными поверхности (в виде штуцеров, резьбы) либо одинаковыми присоединительными элементами (в виде быстродействующих муфт) 10. Одинаковые присоединительные элементы (посадочные поверхности) 10 обеспечивают возможность переключения гибкого воздуховода с конца трубы 8 на патрубок 6 в зависимости от режима работы пылесоса. При этом второй конец гибкого воздуховода 9 неизменно остается скрепленным с выходным патрубком 7 антициклона 3. The vacuum cleaner contains a detachable hollow body 1 with a pipe 2 for dirty air. One of the detachable parts of the housing 1 is made in the form of an anticyclone filter 3 (in Fig. 1-3, this part of the housing is located below, but in the general case the vacuum cleaner can have a horizontal design). The second of the two detachable parts of the housing serves to accommodate the thrust stimulator 4 (electric fan, as in Fig. 1 and 2, or pneumo-ejection, as in Fig. 3). Together with the electrofan driver 4, the cavity of the upper part of the housing forms a blower with a suction pipe 5 and a discharge pipe 6. The pipe 5 is located along the central axis of the vacuum cleaner, and the pipe 6 can generally be aligned with the body (Figs. 1 and 2) and eccentric. The nozzle 7 of the anticyclone 3 is tangentially mounted in the side surface of the housing 1. The suction nozzle 5 is hermetically connected to the outlet nozzle 7 of the anticyclone 3 using the pipe 8 and the flexible duct 9. The pipe 8 passes inside the anticyclone 3 coaxially to the latter and is hermetically removed outside the vacuum cleaner body. The flexible duct 9 is fastened to the end of the pipe 8 protruding from the housing 1, as well as to the outlet pipe 7 of the anticyclone 3. The pipe end 8 protruding from the housing and the discharge pipe 6 of the inducer 4 are made with the same seating surface (in the form of fittings, threads) or the same connecting elements (in the form of quick couplings) 10. The same connecting elements (seating surfaces) 10 provide the ability to switch the flexible duct from the end of the pipe 8 to the pipe 6 depending on the operating mode of the dust EWOS. In this case, the second end of the flexible duct 9 invariably remains attached to the outlet pipe 7 of the anticyclone 3.

Антициклон 3 состоит из внешнего корпуса (которым является нижняя часть корпуса 1 пылесоса) и внутренней обечайки 11 с фланцем 12. Обечайка 11 соответствует центральному контуру традиционного антициклона и не содержит каких-либо отличительных особенностей за исключением того, что ее выходной срез выполнен в виде диффузора 13. Последний нужен для формирования заданного направления воздушного потока в режиме обратной продувки. Внешняя поверхность диффузора 13 совместно с коническим участком корпуса антициклона в режиме обратной продувки формирует высокоскоростной воздушный поток в форме полого конуса. Этот поток, отражаясь от днища антициклона, создает восходящий поток, уносящий скопившуюся в корпусе пыль в обечайку 11, патрубок 2 и автономный пылеприемник. Внутрення поверхность диффузора 13 обеспечивает плавность перетекания восходящего потока в кольцевой цилиндрический канал, образованный поверхностями трубы 8 и обечайки 11. Фланец 12 обечайки 11 обеспечивает ее центрирование, а также отделение полости обечайки и патрубка 2 от патрубка 7. Фланец 12 установлен с осевым зазором относительно днища побудителя тяги 4. Этот зазор обеспечивает возможность для перетекания воздуха из патрубка 2 в полость обечайки 11 (в рабочем режиме), а также движение грязного воздуха в обратном направлении (режим обратной продувки). The anticyclone 3 consists of an outer casing (which is the lower part of the vacuum cleaner casing 1) and an inner shell 11 with a flange 12. The shell 11 corresponds to the central contour of a traditional anticyclone and does not contain any distinctive features, except that its output cut is made in the form of a diffuser 13. The latter is necessary for the formation of a given direction of air flow in the reverse purge mode. The outer surface of the diffuser 13, together with the conical section of the anticyclone body in the reverse purge mode, forms a high-speed air flow in the form of a hollow cone. This flow, reflected from the bottom of the anticyclone, creates an upward flow, which carries away the dust accumulated in the housing into the shell 11, pipe 2 and an autonomous dust collector. The inner surface of the diffuser 13 ensures smooth flow of the upward flow into the annular cylindrical channel formed by the surfaces of the pipe 8 and the shell 11. The flange 12 of the shell 11 provides its centering, as well as the separation of the cavity of the shell and the pipe 2 from the pipe 7. The flange 12 is installed with an axial clearance relative to the bottom traction stimulator 4. This gap allows air to flow from the pipe 2 into the cavity of the shell 11 (in operating mode), as well as the movement of dirty air in the opposite direction (reverse mode purging the second).

В режиме обратной продувки (фиг. 2) гибкий воздуховод 9, оставаясь одним концом подключенным к патрубку 7, вторым концом (снятым для этого с трубы 8) подключается к напорному патрубку 6. В остальном конструкция остается неизменной. Поскольку отличительные признаки пылесоса не связаны с каким-либо конкретным видом побудителя тяги, то пылесос может быть снабжен пневмоэжекционным побудителем (прямоточным либо вихревым эжектором). На фиг. 3 дан пример выполнения пылесоса (промышленный вариант) с побудителем 4 в виде вихревого эжектора. In the reverse purge mode (Fig. 2), the flexible duct 9, while remaining one end connected to the nozzle 7, the second end (removed for this from the pipe 8) is connected to the discharge pipe 6. The rest of the design remains unchanged. Since the distinguishing features of a vacuum cleaner are not associated with any particular type of traction stimulator, the vacuum cleaner can be equipped with a pneumo-ejection inducer (direct-flow or vortex ejector). In FIG. 3 shows an example of a vacuum cleaner (industrial version) with a driver 4 in the form of a vortex ejector.

Вихревой эжектор имеет тонкостенный корпус с внутренней камерой 14 в виде тела вращения. Тангенциально к камере 14 выполнен канал 15 подвода рабочей среды (сжатого воздуха, пара либо же флегматизирующего газа при уборке взрывоопасной пыли). Соосно камере 14 выполнено сужающееся сопло ввода пассивной среды, очищенной в антициклоне. Входная часть сопла является эквивалентом всасывающего патрубка ранее описанного электровентиляторного побудителя, поэтому он на фиг. 3 обозначен той же позицией 5. Входная часть сопла 5 с помощью трубы 8 и гибкого воздуховода 9 соединен с выходным патрубком 7 антициклона. Камеры 14 сообщена с соосной камерой 16, в дне которой укреплен конус 17 с внутренним каналом, образующим сопло 5. Посредством кольцевого зазора 18 камера 16 сообщается с камерой 19 смешения. Камера 19 заканчивается диффузором 20, замедляющим поток среды, выбрасываемой в атмосферу. The vortex ejector has a thin-walled housing with an internal chamber 14 in the form of a body of revolution. A channel 15 for supplying a working medium (compressed air, steam or phlegmatizing gas during the extraction of explosive dust) is made tangentially to the chamber 14. Coaxially to the chamber 14, a tapering nozzle for introducing a passive medium purified in an anticyclone is made. The nozzle inlet is the equivalent of the suction nozzle of the previously described electric fan actuator, therefore, it is shown in FIG. 3 is indicated by the same position 5. The inlet of the nozzle 5 is connected to the outlet pipe 7 of the anticyclone by means of a pipe 8 and a flexible duct 9. The chamber 14 is in communication with a coaxial chamber 16, in the bottom of which a cone 17 is fixed with an internal channel forming a nozzle 5. By means of an annular gap 18, the chamber 16 communicates with the mixing chamber 19. The chamber 19 ends with a diffuser 20, which slows down the flow of medium discharged into the atmosphere.

При подаче рабочей среды она ускоряется в сопле 15, закручивается в камере 14 (создавая вихревой поток) и ускоряется в этой камере по мере движения от периферии к стоку в камеру 16. Затем вихревой поток ускоряется в зазоре 18 и смешивается с пассивной средой в камере 19. При этом пассивная среда подсасывается в камеру смешения через сопло 5. Центробежная сила вихревого потока создает в камере 19 разрежение, которое достигает максимальной величины в приосевой зоне камеры 19. When the working medium is supplied, it accelerates in the nozzle 15, swirls in the chamber 14 (creating a vortex flow) and accelerates in this chamber as it moves from the periphery to the drain into the chamber 16. Then the vortex flow accelerates in the gap 18 and mixes with the passive medium in the chamber 19 In this case, the passive medium is sucked into the mixing chamber through the nozzle 5. The centrifugal force of the vortex flow creates a vacuum in the chamber 19, which reaches its maximum value in the axial zone of the chamber 19.

Работают все вышеописанные варианты исполнения пылесоса одинаково. В рабочем режиме (фиг. 1 и 3) побудитель тяги 4 создает разрежение в антициклоне 3. Загрязненный воздух через патрубок 2 поступает в обечайку 11, а из нее в кольцевое пространство между обечайкой 11 и корпусом 1. В этом пространстве поток приобретает вихревую структуру. В результате те твердофазные примеси, что не отделились от потока при инерционном соударении с бункером антициклона, под действием центробежных сил отбрасываются к стенкам корпуса 1 и оседают в бункер. Очищенный воздух через патрубок 7, гибкий воздуховод 9 и трубу 8 поступает на всасывающий патрубок 5 побудителя 4, а затем выбрасывается в атмосферу через нагнетательный патрубок 6. В режиме регенерации (фиг. 2) гибкий воздуховод 9, оставаясь одним концом соединенным с патрубком 7 антициклона, вторым концом соединяется с напорным патрубком 6 побудителя 4. Патрубок 2 для загрязненного воздуха соединяется с автономным пылеприемником (аспирационной сетью предприятия, либо в быту с патрубком 21 устройства, изображенного на фиг. 4). Включением побудителя 4 атмосферный воздух через трубу 8 поступает на всасывающий патрубок 5, а затем через нагнетательный патрубок 6 по гибкому воздуховоду 9 атмосферный воздух подается в полость антициклона через патрубок 7. Внешняя поверхность диффузора 13 формирует совместно со стенками конического бункера корпуса 1 кольцевой высокоскоростной поток, который, отражаясь от тех же стенок бункера, приобретает восходящее движение, увлекая вместе с собой скопившиеся в бункере твердые (а также, жидкие или смешанные) загрязнения. По обечайке 11 восходящий поток выносит загрязнения к патрубку 2 (он в этом случае может предварительно отниматься от корпуса пылесоса, чтобы не мешать удалению скоагулированных загрязнений), а затем в автономный пылеприемник. All of the above vacuum cleaner options work the same way. In the operating mode (Figs. 1 and 3), the traction stimulator 4 creates a vacuum in the anticyclone 3. The polluted air through the pipe 2 enters the shell 11, and from it into the annular space between the shell 11 and the housing 1. In this space, the flow acquires a vortex structure. As a result, those solid-phase impurities that did not separate from the flow during an inertial collision with the anticyclone hopper are discarded by the action of centrifugal forces to the walls of the housing 1 and settle into the hopper. The purified air through the nozzle 7, the flexible duct 9 and the pipe 8 enters the suction nozzle 5 of the inducer 4, and then is released into the atmosphere through the discharge nozzle 6. In the regeneration mode (Fig. 2), the flexible duct 9, remaining at one end connected to the nozzle 7 of the anticyclone , the second end is connected to the pressure pipe 6 of the inducer 4. The pipe 2 for contaminated air is connected to a stand-alone dust collector (suction network of the enterprise, or at home with the pipe 21 of the device shown in Fig. 4). By turning on the inducer 4, atmospheric air through the pipe 8 enters the suction pipe 5, and then through the discharge pipe 6 through the flexible duct 9, atmospheric air is supplied to the anticyclone cavity through the pipe 7. The outer surface of the diffuser 13 forms, together with the walls of the conical hopper of the housing 1, an annular high-speed flow, which, being reflected from the same walls of the bunker, acquires an upward movement, dragging along with it the solid (as well as liquid or mixed) accumulated in the bunker. On the side of the shell 11, the upward flow carries pollution to the pipe 2 (in this case, it can be preliminarily taken away from the vacuum cleaner body so as not to interfere with the removal of coagulated contaminants), and then to an autonomous dust collector.

Описанный порядок регенерации фильтра методом обработной продувки относится к нереверсивным электровентиляторным побудителям тяги. В случае комплектации пылесоса реверсивным побудителем порядок переключения режима работ еще более упрощается, так как отпадает надобность переключения конца воздуховода 9 с трубы 8 на нагнетательный патрубок 6. В этом случае изменением направления вращения лопаток осевого вентилятора меняется направление тока воздуха. Патрубок 5 становится нагнетательным, а патрубок 6 всасывающим. Принцип работы пылесоса остается неизменным. The described procedure for filter regeneration by the purge purge method refers to non-reversible electric fan traction drives. If the vacuum cleaner is equipped with a reversible inducer, the procedure for switching the operating mode is even more simplified, since there is no need to switch the end of the duct 9 from the pipe 8 to the discharge pipe 6. In this case, the direction of air flow changes by changing the direction of rotation of the blades of the axial fan. The pipe 5 becomes discharge, and the pipe 6 is suction. The principle of operation of the vacuum cleaner remains unchanged.

В случае реверсирования вращения ротора электровентилятора отпадает необходимость в гибком исполнении воздуховода 9, что позволяет выполнить его в виде изогнутой трубы, жестко скрепленной с прямой трубой 8 и патрубком 7. Такой вариант исполнения позволяет использовать воздуховод 9 в виде несущего элемента конструкции, например в качестве опоры при горизонтальном пространственном расположении продольной оси пылесоса. In the case of reversing the rotation of the rotor of the electric fan, there is no need for a flexible design of the duct 9, which allows it to be made in the form of a bent pipe rigidly fastened to a straight pipe 8 and a nozzle 7. This embodiment allows the duct 9 to be used as a supporting structural member, for example, as a support with a horizontal spatial arrangement of the longitudinal axis of the vacuum cleaner.

Claims

1. A vacuum cleaner comprising a housing in which a dirty air supply pipe, an anticyclone with an inlet and an outlet pipe, and a traction drive with a discharge pipe and a suction pipe connected to an output pipe of an anticyclone are installed in series, characterized in that, in order to improve ease of use , the anticyclone is installed along the axis of symmetry of the housing and on the same axis as the traction inducer, the suction nozzle of the traction inducer is connected to the outlet of the anticyclone by means of a pipe and curved air ode, wherein the tube is disposed axially anticyclone one end connected with the suction nozzle driving force of thrust, and the opposite withdrawn outside the housing and is connected with a curved duct communicating with an outlet High.

2. A method of operating a vacuum cleaner containing a traction inducer and an anticyclone, characterized in that, in order to improve ease of use, the traction induction nozzle is connected to the outlet of the anticyclone, the suction nozzle of the traction inducer is connected to the atmosphere, and the inlet of the anticyclone is equipped with an autonomous dust collector, moreover, the operation of turning on the traction stimulator is carried out after connecting the inlet of the anticyclone to an autonomous dust collector, and the operation of cleaning the anticyclone from contaminants is carried out aniem of blown air stream.