SE508525C2

SE508525C2 - Cyclone separator for a vacuum cleaner

Info

Publication number: SE508525C2
Application number: SE9700498A
Authority: SE
Inventors: Evert Krantz
Original assignee: Electrolux Ab; Freshman Ab
Priority date: 1997-02-13
Filing date: 1997-02-13
Publication date: 1998-10-12
Also published as: WO1998035601A1; SE9700498D0; SE9700498L

Abstract

A cyclone separator for a vacuum cleaner including an inlet part (17), an outlet part (19), and first and second cyclones which are connected in series to each other and disposed between the inlet and outlet parts. The first and second cyclones are each provided with an opening (24, 36) facing a common collecting container (27). The collecting chamber receives particles separated by the cyclones and is placed below the two cyclones. The opening (36) of the second cyclone is provided with a valve (37) which automatically closes the second cyclone opening (36) when the cyclone separator is used.

Description

508 525 2 med fördel utrustas med en konventionell plastpåse i vilken dammpartiklarna uppsamlas. Detta ernås medelst en anordning som erhållit de i patentkraven angivna kännetecknen. 508 525 2 is advantageously equipped with a conventional plastic bag in which the dust particles are collected. This is achieved by means of a device which has obtained the features stated in the claims.

Ett utföringsexempel av uppfinningen kommer nu att beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar på vilka fig 1 är en schematisk vertikalprojektion som visar en dammsugare försedd med en cyklonavskiljare som i sin tur innefattar en anordning enligt uppfinningen, fig 2 är en delvis skuren vertikalprojektion genom sistnämnda cyklonavskiljare, fig 3 är är en planvy av den i fig 2 visade cyklonavskiljaren under det att fig 4 är ett snitt längs linjen IV-IV i fig 2.An embodiment of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings in which Fig. 1 is a schematic vertical projection showing a vacuum cleaner provided with a cyclone separator which in turn comprises a device according to the invention, Fig. 2 is a partially cut vertical projection through the latter cyclone separator, Fig. 3 is a plan view of the cyclone separator shown in Fig. 2, while Fig. 4 is a section along the line IV-IV in Fig. 2.

Fig 1 visar en dammsugare som innefattar ett dammsugarhus 10 inneslutande en vakuumkälla i form av ett motorfläktaggregat 11. Fläktens inloppsida står i förbindelse med en cyklonavskiljare 12 anordnad vid dammsugarens främre del under det att cyklonavskiljaren via en slang 13, ett rörhandtag 14 och ett rörskaft 15 kommunicerar med ett munstycke 16.Fig. 1 shows a vacuum cleaner comprising a vacuum cleaner housing 10 enclosing a vacuum source in the form of a motor fan assembly 11. The inlet side of the fan communicates with a cyclone separator 12 arranged at the front part of the vacuum cleaner while the cyclone separator via a hose 13, a pipe handle 14 and a pipe shaft 15 communicates with a nozzle 16.

Cyklonavskiljaren 12 har dels en inloppsdel 17 med en stos 18, till vilken slangen 13 är kopplad, dels en utloppsdel 19 med en öppning 20 vilken på icke närmare visat sätt är ansluten till fläktens inloppssida och dels två, mellan inloppsdel och utloppsdel placerade, seriekopplade cykloner.The cyclone separator 12 has partly an inlet part 17 with a socket 18, to which the hose 13 is connected, partly an outlet part 19 with an opening 20 which is in a manner not shown in more detail connected to the inlet side of the fan and two series cyclones connected between inlet part and outlet part .

Den första cyklonen inefattar ett första cyklonhus 21 med cirkulärt tvärsnitt i vilket luft inströmmar tangentiellt genom ett första inlopp 22. Cyklonhuset 21 'uppbär en :ringformad insats 23 som har formen av en ihålig, stympad upp och nedvänd kon med en centralt anordnad första öppning 24. Cyklonhuset 21 är utdraget nedanför insatsen och bildar på så sätt ett cirkulärt flänsparti 25 vilket kan placeras i en hylsformad utvidgning 26 hos en cylindrisk behållare 27. Den första cyklonen är vidare försedd med ett första utlopp 28 som utgöres av ett antal öppningar anordnade längs periferin på en cirkel placerad på avstånd från och innanför cyklonhuset 21. Öppningarna som bildar det första utloppet 28 övergår i varsin, gradvis avsmalnande, kanal 29 med sidoväggar som bildas av två närliggande skivformade element 30 infästa mellan en övre ringformad platta 31 och en nedre ringformad platta 32 där den 508 525 3 övre plattan även utgör ett takparti i det första cyklonhuset 21.The first cyclone comprises a first cyclone housing 21 with a circular cross-section in which air flows tangentially through a first inlet 22. The cyclone housing 21 'carries an annular insert 23 in the form of a hollow, truncated upside down cone with a centrally arranged first opening 24. The cyclone housing 21 is extended below the insert and thus forms a circular flange portion 25 which can be placed in a sleeve-shaped extension 26 of a cylindrical container 27. The first cyclone is further provided with a first outlet 28 which is constituted by a number of openings arranged along the periphery. on a circle placed at a distance from and inside the cyclone housing 21. The openings forming the first outlet 28 merge into respective, gradually tapering, channels 29 with side walls formed by two adjacent disc-shaped elements 30 attached between an upper annular plate 31 and a lower annular plate 32 where the upper plate also forms a roof portion in the first cyclone housing 21.

Plattan 31 uppbär ett andra cyklonhus 33 för den andra cyklonen varvid detta cyklonhus har en övre cylinderformad del 34 vilken omges av den nedre ringformade plattan 32.The plate 31 carries a second cyclone housing 33 for the second cyclone, this cyclone housing having an upper cylindrical part 34 which is surrounded by the lower annular plate 32.

Cyklonhuset 33 har dessutom en nedre rörformad del 35 med gradvis avtagande diameter och med en andra öppning 36 som vetter mot behållaren 27. Denna öppning är försedd med en klaff 37 som är svängbart upphängd vid öppningens periferi medelst en gångled 38. Mynningarna hos de ovan nämnda kanalerna 29 bildar ett andra inlopp 39 som är tangentiellt riktat i förhållande till det andra cyklonhuset 33. Kanalerna 29 är så orienterade att luftriktníngen i den andra cyklonen omkastas i förhållande till luftriktníngen i den första cyklonen. Den andra cyklonen har dessutom ett andra utlopp 40 som utgöres av ett centralt cirkulärt hål i den övre plattan 31 varvid detta utlopp via den rörformade utloppsdelen 19, står i förbindelse med öppningen 20.The cyclone housing 33 also has a lower tubular part 35 with gradually decreasing diameter and with a second opening 36 facing the container 27. This opening is provided with a flap 37 which is pivotally suspended at the periphery of the opening by means of a hinge 38. The mouths of the above-mentioned the channels 29 form a second inlet 39 which is tangentially directed relative to the second cyclone housing 33. The channels 29 are oriented so that the air direction in the second cyclone is reversed in relation to the air direction in the first cyclone. The second cyclone also has a second outlet 40 which consists of a central circular hole in the upper plate 31, this outlet via the tubular outlet part 19, communicating with the opening 20.

Behållaren 27 har en cirkulär platta 41 som medelst glest placerade distansorgan 42 är fixerad ovanför behållarens botten 43 varigenom det bildas en kammare 44 mellan plattan 41 och botten 43. Plattan 41 har en något mindre diameter än behållarens innerdiameter varigenom det skapas en periferiell springa 45 mellan behållarväggen och sagda platta 41. Ev. är också plattan perforerad. Kammaren 44 är medelst en nippel 46 och en rörförbindelse 47 ansluten till en ventil 48 placerad på utloppsdelen 19 varvid ventilen manövreras medelst ett manöverorgan 49. ventilen 48 är dessutom via en rörförbindelse 50 ansluten till utloppsdelen 19 varigenom kammaren 44 med ventilen i öppet läge kommunicerar med utloppsdelen 19.The container 27 has a circular plate 41 which by means of sparsely placed spacers 42 is fixed above the bottom 43 of the container thereby forming a chamber 44 between the plate 41 and the bottom 43. The plate 41 has a slightly smaller diameter than the inner diameter of the container thereby creating a peripheral gap 45 between the container wall and said plate 41. Possibly. the plate is also perforated. The chamber 44 is connected by means of a nipple 46 and a pipe connection 47 to a valve 48 placed on the outlet part 19, the valve being operated by means of an operating member 49. the valve 48 is further connected via a pipe connection 50 to the outlet part 19 whereby the chamber 44 communicates with the valve in the open position. the outlet part 19.

Behållaren 27 innesluter också en påse 51 av icke luftgenomsläppligt material ex.vis plast varvid påsen är inklämd mellan behållarens utvidgning 26 och cyklonhusets flänspartiet 25.The container 27 also encloses a bag 51 of non-air-permeable material, eg plastic, the bag being sandwiched between the extension 26 of the container and the flange portion 25 of the cyclone housing.

Anordningen fungerar på följande sätt. När dammsugaren igångsättes skapas ett undertryck i cyklonavskiljaren varvid luftens turbulens medför att klaffen 37 kommer i svängning och 508 525 4 tillsluter den andra öppningen 36 på grund av den tryckdifferens som uppstår mellan den första och andra cyklonen. Samtidigt kommer dammbemängd luft att insugas i cyklonavskiljaren genom inloppsdelen 17. Luften strömmar via den tangentiellt riktade öppningen 22 in i det första cyklonhuset 21 och skapar en virvel som omger det andra cyklonhusets 33 cylindriska del 34 varvid partiklar separeras och faller ner i den i behållaren 27 införda påsen 51 via den första öppningen 24. Samtidigt avgår delvis renad luft från virvelns mer centrala delar genom det första utloppet 28 och' kanalerna 29 in i det andra cyklonhuset 33 genom det andra inloppet 39. Kanalerna 29 är därvid så riktade att luftströmmen omlänkas 180° vilket medför att merparten av partiklarna kommer att medbringas i virveln i den första cyklonen. Eftersom det andra inloppet 39 är tangentiellt riktat i förhållande till det andra cyklonhuset 33 kommer den inströmmande luften att i det andra cyklonhuset skapa en virvel med mindre diameter och som roterar åt motsatt håll mot den tidigare nämnda virveln. I det 'andra cyklonhuset 33 separeras ytterligare partiklar varvid dessa faller ner och lägger sig ovanpå klaffen 37. Den renade luften strömmar därefter ut genom det andra utloppet 40 och in i utloppsdelen 19 från vilken den via öppningen 20, ev. via konventionella, icke visade, mekaniska filter, avgår till motorfläktaggregatet ll. När dammsugaren avstänges kommer det att ske en tryckutjämning mellan de på ömse sidor om det andra cyklonhuset 33 befintliga utrymmena vilket medför att klaffen 37 på grund av sin tyngd kommer att fällas ner till ett vertikalt läge varvid de på klaffen liggande partiklarna faller ner i påsen 51.The device works as follows. When the vacuum cleaner is started, a negative pressure is created in the cyclone separator, whereby the turbulence of the air causes the flap 37 to oscillate and close the second opening 36 due to the pressure difference that occurs between the first and second cyclone. At the same time, dust-laden air will be sucked into the cyclone separator through the inlet part 17. The air flows via the tangentially directed opening 22 into the first cyclone housing 21 and creates a vortex surrounding the cylindrical part 34 of the second cyclone housing 33 whereby particles are separated and fall into the container 27. inserted bag 51 via the first opening 24. At the same time partially purified air departs from the more central parts of the vortex through the first outlet 28 and the channels 29 into the second cyclone housing 33 through the second inlet 39. The channels 29 are then directed so that the air flow is diverted 180 ° which means that most of the particles will be carried in the vortex of the first cyclone. Since the second inlet 39 is tangentially directed relative to the second cyclone housing 33, the inflowing air will create in the second cyclone housing a vortex of smaller diameter and which rotates in the opposite direction to the previously mentioned vortex. In the second cyclone housing 33 further particles are separated, whereby they fall down and settle on top of the flap 37. The purified air then flows out through the second outlet 40 and into the outlet part 19 from which it via the opening 20, ev. via conventional, not shown, mechanical filters, depart to the motor fan assembly ll. When the vacuum cleaner is switched off, there will be a pressure equalization between the spaces located on either side of the second cyclone housing 33, which means that the flap 37 will be lowered to a vertical position due to its weight, the particles lying on the flap falling into the bag 51 .

Cyklonavskiljaren töms genom att behållaren 27 avlägsnas från cyklonavskiljarens flänsparti 25 varigenom påsen 51 tillsammans med de uppsamlade partiklarna kan lyftas ut ur behållaren och kastas. Vid insättning av en ny påse i behållaren kläms denna fast mellan flänspartiet 25 och behållarens 27 övre del varefter dammsugaren igångsättes.The cyclone separator is emptied by removing the container 27 from the flange portion 25 of the cyclone separator, whereby the bag 51 together with the collected particles can be lifted out of the container and thrown away. When inserting a new bag into the container, it is clamped between the flange portion 25 and the upper part of the container 27, after which the vacuum cleaner is started.

Normalt står därvid ventilen 48 i öppet läge. Detta medför att det uppstår ett undertryck i kammaren 44 varvid 508 525 5 tryckdifferensen mellan behållarens 27 insida och utloppsdelen 19 kommer att medföra att luft som befinner sig mellan påsen och behållarväggen kommer att utsugas genom rörförbindelsen 47, 50 varigenom påsen 51 kommer till anliggning mot behållarväggen och mot plattan 41. I de fall man ej önskar använda en påse i behållaren stängs ventilen 48.Normally, the valve 48 is in the open position. This causes a negative pressure in the chamber 44 whereby the pressure difference between the inside of the container 27 and the outlet part 19 will cause air which is between the bag and the container wall to be sucked out through the pipe connection 47, 50 whereby the bag 51 comes into contact with the container wall. and against the plate 41. In cases where it is not desired to use a bag in the container, the valve 48 is closed.

För att hindra att ventilen 37 endast delvis öppnas vid tryckfall i cyklonavskiljaren ex.vis när dammsugaren avstängsﬂ vilket skulle kunna medföra att på ventilen uppsamlade partiklar medföljer luftströmmen till utloppsdelen 19, utrustas dammsugaren lämpligen med ett organ som avkänner tryckfallet och aktiverar en ventil som blockerar tillförseln av luft till cyklonen.In order to prevent the valve 37 from only partially opening in the event of a pressure drop in the cyclone separator, for example when the vacuum cleaner is switched off, which could cause particles collected on the valve to accompany the air flow to the outlet part 19, the vacuum cleaner is suitably equipped with a pressure sensing means. of air to the cyclone.

Claims

508,525 Claims

A cyclone separator for a vacuum cleaner, the separator comprising an inlet part (17), an outlet part (19) and an intermediate first and second cyclone which are connected in series to each other, characterized in that the first as well as the second cyclone each have an opening (24, 36) facing a common collecting container (27) located below the two cyclones for particles separated by the cyclones, the opening (36) of the second cyclone being provided with a valve (37) which automatically closes the opening (36) when the cyclone separator is used.

Cyclone separator according to claim 1, characterized in that the second cyclone is concentric with the first cyclone and placed inside it.

Cyclone separator according to claim 2, characterized in that the first cyclone has a tangentially directed first air inlet (22) and a first outlet (28) which communicates with the second cyclone via at least one tangentially directed second inlet (39) and the second cyclone. has a second centrally arranged outlet (40) through which the air exits from the second cyclone separator to said outlet part (19).

Cyclone separator according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the valve (37) comprises a flap which is pivotally suspended at one edge of the opening (36).

Cyclone separator according to Claim 4, characterized in that the flap (37) is actuated in the opening position by gravity.

Cyclone separator according to one of Claims 2 to 5, characterized in that the direction of rotation of the air in the two cyclones is opposite.

Cyclone separator according to one of the preceding claims, characterized in that the collecting container (27) has an air distribution system by means of which the space between the container and a bag of non-air-permeable material inserted in the container can be evacuated. 508 525 7

8. characterized in that the air distribution system comprises a plate (41) arranged at a distance from the bottom (43) of the container and having one or more openings (45) extending towards the container, the chamber (44) formed between the bottom and the plate via a pipeline ( 47.50) outlet part (19).

Cyclone separator according to claim 8, characterized in that said pipeline (47, 50) is connected to a valve (48) by means of which the air flow in the pipeline can be blocked.

Cyclone separator according to any one of the preceding claims, characterized therefrom. Cyclone separator according to claim 7, can be connected to said that it comprises * a pressure sensing which momentarily blocks the air supply to the cyclone at a certain pressure drop therein. means activating a valve