SI22922A - Separator sesalnika za prah - Google Patents

Abstract

Separator sesalnika za prah prednostno gospodinjskega sesalnika je izveden iz osrednjega vrteninastega dela ki ga sestavlja osnovni cilindrični odsek ki poteka na strani turbokolesa pri čemer so na plašču vrteninastega dela izvedene lopatice Značilnost separatorja po izumu je da je vrteninasti del v osni smeri podaljšan z odsekom ki je zasnovan kot plašč z odsekom koaksialno potekajočega prisekanega stožca ki se s stranjo z manjšim premeromstika z odsekom in da se lopatice nadaljujejo na odsek Zunanji robovi lopaticležijo na navideznem plašču prisekanega stožca katerega večji premer leži priležno turbokolesu Lopatice so med seboj povezane na strani turbokolesa s tesnilnim obročem ki leži v odprtini okrova turbokolesa

Description

Separator sesalnika za prah

Predmet izuma [θθΐ] Predmet izuma je separator sesalnika za prah, prednostno gospodinjskega sesalnika za prah.

Tehnični problem [002] Tehnični problem, ki ga rešuje izum je, kako zasnovati tak separator sesalnika za prah, ki bo ob načrtovanem delovnem podtlaku in pretoku dosegel predvideno izločanje prašnih delcev pri povišani vrtilni hitrosti celotne sesalne enote vključno s separatorjem, prednostno med 30 000 in 50 000 obr/min, in sicer z uporabo cenovno ugodnih materialov in postopkov izdelave, pri čemer naj konstrukcija separatorja omogoča zaradi predvidenih visokih vrtljajev uravnoteženje vrtečih se delov na enostaven, kakovosten način in ohranja enostavno sestavo sesalnega sklopa, pri čemer naj bo doseženo ustrezno tesnjenje med vrtečim separatorjem in mirujočim pokrovom sesalne enote zaradi zagotovitve ustrezne kakovosti ter načrtovane življenjske dobe izdelka ob tržno sprejemljivi ceni. Nadalje naj zasnova separatorja omogoča njegovo samostojno namestitev na os ali pa izdelavo v enem skupaj s turbokolesom.

WPM$62CE.doc/XII-08/Vr

Znano stanje tehnike [003] Znanih je več tovrstnih izumov, ki so predstavljeni v različnih patentnih spisih.

[004] EP 1 261 269 (Hyla Proizvodnja, razvoj in trgovina d.o.o.) predstavlja izum separatorja, ki je sestavljena iz več, aksialno sestavljenih segmentov, v katerih so po obodu nameščene lopatice v obliki letalskega krila. Vse lopatice so pozicionifane glede na ohišje separatoija enako. Konstrukcijska izvedba je mehansko relativno toga in ustrezna tudi za visoke vrtilne frekvence, saj so lopatice zaradi sestavljenosti iz segmentov relativno kratke. Pri omenjeni izvedbi je možno izvesti balansiranje separatoija nameščenega na gredi rotorja, pri čemer se pokrov sesalne enote vgradi naknadno. Slabost opisane izvedbe je zapletena konstrukcija iz večjega števila, prednostno šest sestavnih delov, in posledično visoka proizvodna cena. Tesnjenje med separatorjem in ohišjem je izvedeno s pomočjo zračnega protitoka, ki ga ustvarja turbokolo ob interakciji z zračnimi vodili na notranji strani pokrova sesalne enote. Slabost tesnjenja so velike aerodinamske izgube, do katerih prihaja zaradi dela zračnega toka z veliko energijo, ki je po izstopu iz turbokolesa uporabljen za povratni tok nazaj v tekočinsko kopel.

[005] US 6 391 101 (Gustafson, Kassien) opisuje tovrstni izum, pri katerem je izpopolnjena oblika (prečni prerez) sicer enakih lopatic. Za izboljšano separacijo sekundarnih delcev so po tem izumu · predvidene še dodatne kolobarjasto razporejene prosto štrleče lopatice, ki so nameščene na dnu separatorja.

[006] Izkaže se, da je v zgornjem patentu opisana izvedba zaradi konstrukcije lopatic separatorja neustrezna za visoke vrtilne frekvence. Prav tako je izvedljivo balansiranje rotoija puhala in separatorja le zaporedno po tehnološkem postopku, pri katerem separator pred končno montažo montiramo in

WPM$62CE.doc/XII-08/Vr demontiramo, s čimer je celoten čas montaže in število operacij povečano, s tem pa tudi cena končnega produkta. Alternativa je dodatno balansiranje samega separatorja, prednostno v sestavu, npr. z odvzemanjem materiala separatorja, kar zmanjša mehansko trdnost ter negativno učinkuje na videz samega separatorja. Proizvajalci prednostno vgrajujejo separatorje brez uporabe zgoraj opisanih postopkov balansiranja, kar ima za posledico povečane vibracije in hrup sesalne enote in posledično skrajšano življenjsko dobo. Opisane težave so posebej izrazite pri visokih vrtilnih hitrostih sesalnih enot.

[007] Enake težave opisanim v zgorjnjem odstavku so prisotne tudi pri separatorjih, ki so razkriti v patentih spisih EP 1 219 223 (Gisovatt s.p.a. industria elettrodomestici) in EP 0 890 335 (Vetrella s.p.a.) ter v patentni prijavi P 2007 0 0143 (Domel d.d.).

Rešitev tehničnega problema [008] Opisani tehnični problem je rešen s separatorjem po izumu, katerega značilnost je v tem, da sestoji iz vrteninastega jedra, ki je izvedeno s koaksialno potekajočo izvrtino za sprejem osi elektromotorja, in ki se na prostem koncu razšiija stožčasto, medtem ko je v bližini nasprotnega dela, t.j. priležno turbokolesu, izveden z obročem, ki povezuje med seboj lopatice, in ki hkrati deluje kot dinamično tesnilni obroč glede na pokrov sesalne enote. Lopatice so nameščene po vsej svoji višini na vrteninastem jedru. Značilnost lopatic je, da njihov zunanji prosti rob poteka na plašču navideznega prisekanega stožca, katerega večji premer leži ob turbokolesu, oziroma je najmanjši premer na nasprotnem koncu, medtem ko njihov notranji rob leži na že opisanem vrteninastem jedru. S to zasnovo je doseženo tako strujanje zraka skozi separator zaradi podtlaka, ki ga ustvarja turbokolo, da se del zračnega curka v bližini turbokolesa zaradi centrifugalne sile, ki mu jo podeljuje odsek separatorja z večjim premerom, usmeri radialno navzven ob reži med obročem na separatorju in pokrovom sesalne enote tako, da glede na ostale spreminjajoče se vsakokratne

WPM$62CE.doc/XII-08/Vr pogoje dosežemo sorazmerno majhen zračni pretok zaradi majhne tlačne razlike na obeh straneh reže med obročem separatorja in pokrovom sesalne enote in sicer v smeri proti turbokolesu ali pa v nasprotni smeri. Zrak, ki potuje skozi režo, je v obeh primerih že očiščen in zato ne zmanjšuje kakovosti sesanja. Energija se prenaša na zračni curek za njegovo radialno navzven usmerjeno pot preko separatorja. Omenjeni del zračnega curka, ki se usmeri radialno navzven, ima v primerjavi z zrakom na izstopu iz turbokolesa nižjo energijo, zato je poraba energije za zagotavljanje fesnjenja med obročem separatorja in pokrovom sesalne enote znatno nižja, kot pri istovrstnih prej opisanih rešitvah. Končen rezultat je večji izkoristek naprave kot celote.

[009] Namreč, v separatorju poteka tok zračnega strujanja, ki teče iz okolice separatoija z višjim tlakom, skozi reže med lopaticami v notranjost separatoija, kjer potuje vzporedno z lopaticami od dna separatorja proti izhodu iz separatoija v smeri turbokolesa, ki ustvaija zračni podtlak in pretok. V notranjosti separatorja je zato potrebno urediti tlak in hitrost zračnega strujanja tako, da ne prihaja do turbulentnosti zračnega toka v notranjosti separatorja in posledično nižjega izkoristka naprave kot celote.

[0010] Navedena zasnova separatoija omogoča balansiranje sklopa, ki ga sestavljajo prednostno predhodno že balansirani rotor elektromotorja, nadalje na isti gredi nameščeno turbokolo in separator, pri čemer se tako balansiranje izvaja, ko je sklop že nameščen v njegovi delovni legi. Po tem zadnjem balansiranju sledi samo še zadnji montažni poseg, t.j. namestitev pokrova turbokolesa. S tem se bistveno zmanjša število montažnih operacij sesalne enote v primerjavi s prej opisanimi rešitvami.

[0011] Podrobneje je izum pojasnjen na osnovi opisa izvedbenega primera in risb, na katerih kaže

WPM$62CE.doc/XI Ι-08/Vr sl. 1 delni prečni prerez sesalne enote s separatorjem po izumu, sl. 2 osni prerez separatorja po izumu, sl. 3 perspektivni pogled separatorja po izumu s turbokolesom v enem, sl. 4 perspektivni pgled separtorja po izumu.

[0012] Separator 1 sesalnika za prah, prednostno gospodinjskega sesalnika, je izveden iz osrednjega vrteninastega dela 2, ki ga sestavljata cilindrični odsek 3, ki poteka na strani tutbokolesa 4 po vsaj polovici dolžine separatorja 1 in odsek 5, ki je zasnovan kot plašč z odsekom 3 koaksialno potekajočega prisekanega stožca, ki se s stranjo z manjšim premerom stika z odsekom 3. V cilindričnem odseku 5 se nahaja koaksialno potekajoča izvrtina 6 za sprejem gredi 7 elektromotoija 8. Na plašču navedenega vrteninastega dela 2 so izvedene lopatice 9, ki potekajo prednostno v radialni smeri in so na znan način oblikovane v prečnem preseku za dosego dobrega prehoda zračnega curka med njimi, ki ga ustvarja turbokolo 4. Pri tem je značilno to, da ležijo zunanji robovi lopatic 9 na navideznem plašču prisekanega stožca, katerega večji premer leži priležno turbokolesu 4. Glede na navedeno obliko vrteninastega dela 2 in poteka zunanjih robov 10 je širina lopatic 9 različna. S tem je dosežen optimalen, čim bolj laminaren pretok zračnega curka med lopaticami 9, kar pripomore k dobremu izkoristku naprave kot celote.

[0013] Lopatice 9 so med seboj povezane na strani turbokolesa 4 s tesnilnim obročem 11, ki hkrati podeljuje lopaticam-9 zadostno togost, ki je nujno potrebna zaradi predvidenih visokih vrtljajev separatorja 1. Hkrati je obroč predviden, da leži v odprtini 12 pokrova sesalne enote in 13 turbokolesa 4 tako, da s svojo zunanjo ploskvijo tvori z odprtino 12 režo 14. Tako zasnovana reža 14 omogoča namestitev okrova 15 brez oviranja šele po zadnjem balansiranju vseh vrtečih se delov, ko so že sestavljeni v celoto.

WPM$62CE.doc/XII-08ZVr [0014] Že opisana geometrija zunanjih robov 10 lopatic 9, da ležijo na plašču navideznega prisekanega stožca, podeli delu zračnega curka v bližini turbokolesa 4 zadostno centrifugalno silo, da premaga silo podtlaka, ki jo ustvaraja turbokolo 4, da se ta del curka usmeri radialno navzven mimo reže 14. Tlačne razmere zračnega curka so lahko ob reži 14 spreminjajoče zaradi možnega in predvidenega širšega delovnega območja sesalnika kot posledica vgradnje v različne sesalnike, uporabe različnih sesalnih nastavkov, spreminjajoče površine tdl, morebitne uporabe in čistoče izstopnega zračnega filtra. Namreč sesalna enota s separatorjem po izumu je predvidena za vgradnjo v sesalnik z ali brez zračnega filtra na izstopni strani zračnega curka. Če je nameščen zračni filter, je potrebno upoštevati, da se zračni upor v filtru povečuje z njegovo zamazanostjo. V slučaju, ko je zračni upor na izstopni strani sesalne enote majhen (čist zračni filter) je podtlak v območju turbokolesa 4 majhen in je zato zračni curek v reži 14 usmeijen navzven proti separatoiju 1, kjer se združi z radialno usmeijenim delom curka zraka.

[0015] Če pa podtlak v bližini turbokolesa 4 naraste zaradi povečanega zračnega upora na izstopni strani iz sesalne enote, npr. zaradi zamazanega filtra, se zračni curek skozi režo 14 usmeri skozi režo 14 proti turbokolesu 4. Zrak, ki teče skozi režo 14, je del radialno navzven usmerjenega zračnega curka, ki ga usmerja separator 1. Ta zrak je namreč že očiščen in ne zmanjšuje stopnje filtracije prašnih delcev in vodnih kapljic sesalnika.

[0016] V notranjem območju stožčastega odseka 3, torej na prosti čelni strani vrteninastega dela 2 so lahko izvedene dodatne lopatice 16, ki prispevajo k tvorbi čim bolj homogene vodne megle v smislu enakomerne velikosti posameznih vodnih delcev, kar zagotavlja učinkovito sprejemanje prašnih delcev s posameznimi vodnimi delci, kar je eden osnovnih pogojev za učinkovito filtracijo prašnih delcev. Prednostno je število lopatic 16 enako številu lopatic 9. Za dosego predvidene togosti separatorja kot takega potekajo lopatice 9 in 16

WPM$62CE.doc/XII-08/Vr tako, da se stikajo v odseku 3 v najmanjši možni medsebojni razdalji, pri čemer taka konstrukcija dovoljuje zmanjšano debelino stene dela 3, s tem zaželeno zmanjšanje mase separatorja.

[0017] Pri separatorjih prednostno večjih gabaritov se lahko pojavi med lopaticami 9 tako turbulentno gibanje zračnega curka, ki bi zmanjševalo izkoristek sesalne enote. V takem primeru so predvidene dodatne lopatice 17 v območju med sosednjima! lopaticama 9 za zmanjšanje turbulentnosti zračnega curka. Te dodatne lopatice 17 so lahko krajše in s poljubnim presekom ter so postavljene tam, kjer ugotovimo s preizkusi porušitev laminamosti zračnega toka.

[0018] Kot prispevek k čim bolj laminamemu zračnemu toku prispeva tudi obdelava območja lopatic 9 ob prostem delu separatorja 1, t.j. nasproti turbokolesu 4. Lopatice 9 so v tem delu izvedene s posnetjem 18, ki je lahko poševno ravno ali zaokroženo.

[0019] Razume se, da lahko strokovnjak s tega področja na osnovi poznavanja opisa gornjega izuma in njegovega opisanega izvedbenega primera, zasnuje tudi drugačne izvedbe, zlasti v smislu drugačnega industrijskega oblikovanja oziroma poljubnega dimenzioniranja lamel in rež med njimi, ne da bi obšel značilnosti izuma, kot so opredeljene v sledečih patentnih zahtevkih.

Claims (5)

1. Patentni zahtevki

   1. Separator (1) sesalnika za prah, prednostno gospodinjskega sesalnika, ki je izveden iz osrednjega vrteninastega dela (2), ki ga sestavlja osnovni cilindrični odsek (3), ki poteka na strani turbokolesa (4) in vsebuje koaksialno potekajočo izvrtino (6), pri čemer so na plašču vrteninastega dela (2) izvedene lopatice (9), označen s tem, daje vrteninasti del (2) v osni smeri podaljšan z odsekom (5), ki je zasnovan kot plašč z odsekom (3) koaksialno potekajočega prisekanega stožca, ki se s stranjo z manjšim premerom stika z odsekom (3), in da se lopatice (9) nadaljujejo na odsek (5), pri čemer ležijo zunanji robovi (10) lopatic (9) na navideznem plašču prisekanega stožca, katerega večji premer leži priležno turbokolesu (4) in da so lopatice (9) med seboj povezane na strani turbokolesa (4) s tesnilnim obročem (11), ki leži v odprtini (9) okrova (12) turbokolesa (4).
2. 2. Separator po zahtevku 1, označen s tem, da so v notranjem območju stožčastega odseka (3), torej na prosti čelni strani vrteninastega dela (2) lahko izvedene dodatne lopatice (16).
3. 3. Separator po zahtevkih 1 in 2, označen s tem, daje prednostno število lopatic (15) enako številu lopatic (9) in da potekajo lopatice (9) in (16) tako, da se stikajo v odseku (3) v najmanjši možni medsebojni razdalji.
4. 4. Separator po zahtevkih 1 do 3, označen s tem, da so lahko predvidene dodatne lopatice (17) v območju med sosednjima lopaticama (9), pri čemer so lahko lopatice (17) krajše ter s poljubnim presekom.
5. 5. Separator po zahtevkih 1 do 4, označen s tem, daje lahko območje lopatic (9) ob prostem delu separatoija (1), t.j. nasproti turbokolesu (4) izvedeno s posnetjem (18), ki je lahko poševno ravno ali zaokroženo.