Многоциклонный пылеуловитель и пылесос, содержащий многоциклонный пылеуловитель - RU2288628C1

Чертежи

Показать все 16 чертежа(ей)

Описание

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Приоритет данной заявки заявляется по заявке на патент Кореи No.2004-80358, которая подана 8 октября 2004 года в Управление Интеллектуальной Собственности Кореи и описание которой полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область изобретения

Настоящее изобретение относится к пылесосу и более конкретно к многоциклонному пылеуловителю, в котором параллельно расположено несколько циклонных пылеуловителей.

Описание уровня техники

Обычно циклонный пылеуловитель вращает всасываемый воздух с высокой скоростью для отделения и сбора загрязнений из воздуха. Циклонный пылеуловитель может использоваться почти постоянно, однако он уступает циклонному пылеуловителю, в котором применяется мешок для пыли или фильтр для сбора мелкой пыли. Соответственно был разработан многоциклонный пылеуловитель, способный собирать мелкую пыль.

Многоциклонный пылеуловитель содержит первую часть циклона и вторую часть циклона, причем первая часть циклона сначала отделяет крупные загрязнения, а затем вторая часть циклона путем центрифугирования отделяет воздух, очищенный в первой части циклона, собирая мелкую пыль. Многоциклонный пылеуловитель по сбору мелкой пыли превосходит традиционные циклонные пылеуловители.

Однако при использовании многоциклонного пылеуловителя в пылеулавливающем устройстве усложняется конструкция воздуховода, при этом возрастает нагрузка на источник создания разрежения для всасывания и создается шум от потока воздуха. В частности, воздух, очищенный во второй части циклона, образует вихревой поток, который должен быть выпущен через выпускную трубу, имеющуюся во второй части циклона, за счет силы инерции вихревого потока. На этом этапе воздух, выпускаемый из выпускной трубы, ударяется о внутреннюю поверхность выпускной трубы или сталкивается с воздухом, выпускаемым из второй части циклона, с созданием турбулентности и вызывает потерю давления в выпускной трубе. Потеря давления повышает нагрузку на источник всасывания и увеличивает энергопотребление.

Международная публикация WO 02/267755 A1, поданная 6 сентября 2002 года, представляет собой пример многоциклонного пылеуловителя. В этой публикации вторая часть циклона содержит центральное тело в выпускной трубе, предназначенное для уменьшения потери давления в выпускной трубе. Однако это тело перегораживает центральную часть выпускной трубы, и такие загрязнения, как волосы, часто затрудняют проходимость выпускной трубы.

Выпускная труба второй части циклона имеет центральное тело, поперечное сечение которого меньше, чем поперечное сечение выпускной трубы, так что скорость потока воздуха, проходящего через выпускную трубу, увеличивается. Резкое увеличение скорости потока выпускаемого воздуха создает шум от потока воздуха в выпускной трубе, при этом также усиливается рабочий шум циклонного пылеуловителя.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение было задумано для решения вышеуказанных проблем, встречающихся в предшествующем уровне техники, и в одном аспекте настоящего изобретения предлагается циклонный пылеуловитель, который уменьшает потерю давления из-за турбулентности, создаваемой во время выпуска очищенного воздуха, для снижения общего шума.

Для осуществления вышеуказанных аспектов предлагается циклонный пылеуловитель, содержащий, по меньшей мере, один второй узел циклона, имеющий первый узел циклона, воздуховод, предназначенный для направления воздуха, выпускаемого через первый узел циклона, и выпускную трубу, которая содержит направляющий канальный элемент, предназначенный для направления воздуха, выпускаемого из второго узла циклона.

Направляющий канальный элемент может содержать направляющие ребра, выполненные на внутренней поверхности выпускной трубы.

Направляющие ребра могут выступать от внутренней поверхности выпускной трубы внутрь.

Направляющие ребра могут оставлять свободный проход для воздуха в центре выпускной трубы.

Направляющие ребра могут быть расположены на расстоянии от входного конца выпускной трубы в направлении перемещения воздуха.

Направляющие ребра могут содержать изогнутую часть и прямолинейную часть.

Изогнутая часть может быть размещена у входного конца выпускной трубы, а прямолинейная часть размещена у выходного конца выпускной трубы, при этом изогнутая часть и прямолинейная часть составляют единое целое.

Изогнутая часть может содержать закругленную часть, предназначенную для предотвращения засорения выпускной трубы загрязнениями, находящимися в воздухе. Изогнутая часть может быть закручена.

Для осуществления вышеуказанных аспектов предлагается циклонный пылеуловитель, содержащий узел корпуса циклона, содержащий вторые корпуса циклона, расположенные вдоль первого циклона; входной и выходной узел, соединенный с верхней частью узла корпуса циклона и имеющий воздуховод и выпускную трубу второго узла циклона; крышку, собирающую воздух, выпускаемый из вторых узлов циклона, для его направления в корпус пылесоса; уплотняющий элемент, расположенный между узлом корпуса циклона и входным и выходным узлом; пылесборник, соединенный с нижней частью узла корпуса циклона и предназначенный для сбора загрязнений, причем выпускная труба содержит, по меньшей мере, одно направляющее ребро, выступающее от ее внутренней поверхности по направлению к центру.

Направляющие ребра могут быть расположены на расстоянии друг от друга с определенным интервалом по внутренней поверхности выпускной трубы. Направляющие ребра могут выступать от внутренней поверхности на расстояние, составляющее от 0,05 до 0,45 процентов внутреннего диаметра выпускной трубы.

Направляющие ребра могут содержать прямолинейную часть и изогнутую часть, при этом изогнутая часть выполнена закрученной.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Вышеуказанные и другие аспекты, особенности и преимущества настоящего изобретения станут более очевидны из последующего подробного описания со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 представляет собой вид в аксонометрии циклонного пылеуловителя в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения;

фиг.2 представляет собой поперечный разрез циклонного пылеуловителя по линии II-II на фиг.1;

фиг.3 представляет собой вид в аксонометрии циклонного пылеуловителя со снятой крышкой;

фиг.4 представляет собой вид сверху первой крышки циклонного пылеуловителя в соответствии с первым вариантом выполнения настоящего изобретения;

фиг.5 представляет собой вид в аксонометрии нижней поверхности входного и выходного узла циклонного пылеуловителя в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения;

фиг.6 представляет собой вид в аксонометрии выпускной трубы циклонного пылеуловителя в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения;

фиг.7 представляет собой поперечный разрез важного участка, показанного на фиг.2;

фиг.8 представляет собой вид развертки выпускной трубы, показанной на фиг.6;

фиг.9А-9Е представляют собой виды в аксонометрии типовых вариантов выполнения направляющих ребер согласно настоящему изобретению;

фиг.10 представляет собой диаграмму, наглядно иллюстрирующую результат работы циклонного пылеуловителя, содержащего канальную направляющую часть;

фиг.11 и 12 представляют собой увеличенные виды выпускных труб, содержащих канальный направляющий элемент в соответствии с типовыми альтернативными вариантами выполнения настоящего изобретения;

фиг.13 представляет собой вид в аксонометрии выпускной трубы, содержащей изогнутое направляющее ребро в соответствии с другим типовым альтернативным вариантом выполнения настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ТИПОВЫХ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ

Некоторые варианты выполнения настоящего изобретения описаны здесь более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи.

В последующем описании одинаковые номера позиций относятся к одинаковым элементам, даже на разных чертежах. Определенные в описании объекты, такие как конструктивное исполнение и элементы, являются лишь средствами лучшего понимания изобретения. Таким образом, очевидно, что настоящее изобретение может быть выполнено без определения этих объектов. Помимо того, хорошо известные функции или конструктивные исполнения не описаны подробно, поскольку они мешают пониманию описания введением несущественных деталей.

Со ссылкой на фиг.1-3 следует, что циклонный пылеуловитель 100 содержит узел 110 корпуса циклона; входной и выходной узел 120, соединенный с верхней поверхностью узла 110 корпуса циклона; крышку 130; пылесборник 140, соединенный с нижней поверхностью узла 110 корпуса циклона с - возможностью отсоединения; уплотняющий элемент 150, расположенный между узлом 110 и входным и выходным узлом 120 и предназначенный для предотвращения ослабления всасывания; направляющий канальный элемент 200 (см. фиг.2), расположенный в выпускной трубе 122 входного и выходного узла 120.

Как показано на фиг.2, узел 110 содержит первый узел 111 циклона, расположенный, по существу, в центре корпуса, и второй корпус 112а узла циклона, расположенный вокруг первого узла 111 циклона. Крупные загрязнения собираются в первом узле 111, а мелкая пыль или загрязнения собираются во втором узле 112 циклона.

Входной и выходной узел 120 соединен с верхней частью узла 110, как показано на фиг.3, воздуховод 121 и выпускная труба 122 второго узла 112 циклона установлены в каждом из вторых корпусов 112а циклона, при этом воздуховод 121 и выпускная труба 122 распределяют воздух, выпускаемый из первого узла 111 циклона, ко второму корпусу 112а циклона.

Воздуховод 121 охватывает выпускную трубу 122 с обеспечением соединения с каждым из вторых корпусов 112а циклона, расположенных вокруг первого узла 111 циклона, как показано на фиг.4.

Выпускная труба 122 расположена, по существу, в центре второго корпуса 112а циклона, а входной конец 122а выпускной трубы 122 вставлен во второй корпус 112а циклона на некоторой высоте Н (см. фиг.7). В выпускной трубе 122 расположен направляющий канальный элемент 200, предназначенный для уменьшения скорости потока выпускаемого воздуха и направления ламинарного потока воздуха. Направляющий элемент 200 более подробно описывается ниже.

Крышка 130, соединенная с верхней частью узла 120, как показано на фиг.3, собирает воздух, выпускаемый из выпускной трубы 122, для подачи воздуха через соединительное отверстие в корпус пылесоса.

Пылесборник 140 прикреплен с возможностью отсоединения к нижней поверхности узла 110 корпуса циклона.

Направляющий элемент 200, установленный в выпускной трубе 122, как показано на фиг.4, снижает скорость потока воздуха, проходящего в выпускной трубке 122, и направляет ламинарный поток проходящего воздуха, предотвращая возникновение турбулентности.

Направляющий элемент 200 может быть отдельно установлен в выпускной трубе 122 или в соответствии с типовым вариантом выполнения настоящего изобретения может выступать к центру от внутренней поверхности выпускной трубы 122, как показано на фиг.5.

Направляющий элемент 200, который в соответствии с типовым вариантом выполнения настоящего изобретения описан ниже, выполнен за одно целое с выпускной трубой 122 и содержит четыре закрученных направляющих ребра 210, как показано на фиг.5 и 6.

Направляющий элемент 200 содержит четыре направляющих ребра 210, расположенных на расстоянии друг от друга с определенным интервалом с созданием прохода 211 для воздуха в центре выпускной трубы 122, как показано на фиг.5. Проход 211 сформирован, по существу, в центральной части внутри выпускной трубы 122, при этом направляющие ребра 210 не мешают очищенному воздуху, выпускаемому через воздушный канал 211, проходить быстрее, чем выпускаемый воздух, направляемый направляющими ребрами 210. Загрязнения, например волосы, не задержанные вторым узлом 112 циклона, могут быть выпущены через воздушный канал 211. Направляющие ребра 210 выступают от внутренней поверхности выпускной трубы 122 в направлении центра этой трубы 122 на длину, составляющую приблизительно от 0,05 до 0,45 процентов ее внутреннего диаметра.

Направляющие ребра 210 содержат изогнутую часть 210а и прямолинейную часть 210b, как показано на фиг.5 и 6, при этом они в выпускной трубе 122 отстоят от входного конца 122а на некоторое расстояние D.

Изогнутая часть 210а закручена в направлении входного конца 122а выпускной трубы 122. Изогнутая часть 210а уменьшает скорость потока воздуха, выпускаемого из второго корпуса 112а циклона через выпускную трубу 122, а также направляет выпускаемый воздух к прямолинейной части 210b. Закрученная изогнутая часть 210а плавно направляет вращающийся воздух, выпускаемый из второго узла 112 циклона, для предотвращения возникновения турбулентности воздуха, выпускаемого через выпускную трубу 122, из-за резкого изменения воздушного канала.

Прямолинейная часть 210b расположена параллельно выпускной трубе 122 вдоль ее длины, при этом она делает более плавным поток воздуха, направляемый от изогнутой части 210а, для направления воздуха к выходному концу 122b выпускной трубки 122.

Фиг.8 представляет собой вид развертки выпускной трубы 122, предназначенный для рассмотрения схемы расположения направляющих ребер 210. На фиг.8 изогнутые части 210а закручены в одном направлении.

Работа циклонного пылеуловителя 100 описана со ссылкой на чертежи.

При всасывании загрязненного воздуха в циклонный пылеуловитель 100 в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения воздух совершает вращательное движение вдоль внутренней поверхности первого узла 111 циклона, как показано стрелками на фиг.2, и опускается к пылесборнику 140. Загрязненный воздух совершает вращательное движение и опускается для отделения загрязнений из воздуха путем центрифугирования, при этом крупные загрязнения сначала собираются на нижней поверхности пылесборника 140.

Отделенные от воздуха загрязнения из первого узла 111 циклона поднимаются к верхней части первого узла 111 циклона и распространяются по каждому из вторых корпусов 112а циклона через воздуховоды 121 входного и выходного узла 120.

Воздух, поступающий во второй узел 112 циклона через воздуховод 121, образует во втором корпусе 112а циклона вихревой поток, способствующий отделению мелкой пыли и сбору отделенной пыли в пылесборнике 140. Очищенный воздух выпускается через выпускную трубу 122 в часть пространства, образованного под крышкой 130.

Выпускная труба 122 вставлена во второй корпус 112а циклона на некоторую глубину Н (ссылка на фиг.7) для предотвращения возникновения турбулентности очищенного воздуха, выпускаемого через выпускную трубу 122, из возмущенного и вращающегося потока, образованного во втором корпусе 112а циклона.

Направляющий элемент 200 содержит четыре направляющих ребра 210, расположенных в выпускной трубе 122 и предназначенных для упорядочения и выпуска очищенного воздуха, выпускаемого через выпускную трубу 122. Направляющий элемент 200 предотвращает появление турбулентности внутри выпускной трубы 122, возникающей от возмущения проходящего воздуха и выпуска воздуха. Таким образом, возможно уменьшение потери давления в выпускной трубе 122.

Для упорядочения воздуха, выпускаемого через выпускную трубу 122, направляющие ребра 210 содержат изогнутую часть 210а, которая закручена в одном направлении, как показано на фиг.7 и 8. Изогнутая часть 210 плавно направляет вихрь воздуха, проходящего в выпускной трубе 122, для уменьшения вращения очищенного воздуха. Изогнутая часть 210 может также перекрывать проходящий воздух, уменьшая его скорость и препятствуя, таким образом, созданию шума в выпускной трубе 122.

В центре выпускной трубы 122 расположен воздушный канал 211 (см. сриг.5) без направляющих ребер 210, препятствующий засорению выпускной трубы 122 спутанными загрязнениями, например волосами.

Воздух, выпускаемый через воздушный канал 211, проходит к выходному концу 122b (ссылка на фиг.7) выпускной трубы 122 во время формирования основного потока. Поток воздуха, формируемый вдоль внутренней поверхности выпускной трубы 122 направляющими ребрами 210, может предотвратить появление турбулентности, возникающей при столкновении основного потока, выпускаемого через воздушный канал 211, с внутренней поверхностью выпускной трубы 122.

Направляющие ребра 210 в выпускной трубе 122 отстоят от входного конца 122а на некоторое расстояние D, как показано на фиг.8, для предохранения неподвижного потока, образующегося при столкновении воздуха, выпускаемого через второй узел 112 циклона, с изогнутой частью 210а, от влияния вращающегося потока, формирующегося во втором корпусе 112а циклона.

Направляющий элемент 210 уменьшает потерю давления, вызываемую турбулентностью, возникающей при выпуске очищенного воздуха из выпускной трубы второго узла 112 циклона, снижая тем самым нагрузку на источник всасывания, а также энергопотребление, необходимое для работы циклонного пылеуловителя 100.

Поскольку направляющий элемент 210 уменьшает скорость потока очищенного воздуха, проходящего в выпускной трубе 122, то возможно снижение общего шума, возникающего в выпускной трубе 122 из-за резкого изменения скорости потока воздуха, что обеспечивает бесшумность циклонного пылеуловителя 100.

Для проверки результата действия закрученных направляющих ребер 210 (F-тип на фиг.5 и 6) в эксперименте была использована пыль восьмого (8) класса, имеющая средний размер частиц 7,5 мкм, при скорости выпуска 20 м/сек через выпускную трубу 122, при этом варьировалась форма элемента 200 от А-типа до F-типа, как показано на фиг.9А-9Е. На фиг.9А показано прямолинейное направляющее ребро (А-тип), расположенное поперек выпускной трубы 122; на фиг.9В показано крестообразное направляющее ребро (В-тип), пересекающее выпускную трубу 122; на фиг.9С показано S-образное направляющее ребро (С-тип), разделяющее выпускную трубу 122; на фиг.9D показаны два S-образных направляющих ребра (D-тип), пересекающих друг друга, и на фиг.9Е показаны два направляющих ребра (Е-тип), разделяющих выпускную трубу 122 и имеющих две изогнутые части, которые изгибаются в противоположных направлениях.

Если сравнивать эффективность сбора пыли между стандартным типом, в случае демонтажа направляющих ребер 210, и А-С типами, в случае установки направляющих ребер 210, то можно определить, что направляющие ребра 210 не влияют на эффективность сбора пыли. Этот результат является следствием того, что направляющие ребра не влияют на воздух, проходящий в первом узле 111 циклона и втором корпусе 112а циклона. Как показано на диаграмме на фиг.10, при установке направляющих ребер А-Е-типов, как показано на фиг.9А-9Е, и направляющих ребер 210 F-типа, имеющих закрученную изогнутую часть в соответствии с настоящим вариантом выполнения, как показано на фиг.5 и 6, потеря давления уменьшается на 7-15% по сравнению со случаем (стандартного типа), когда направляющие ребра отсутствуют. В частности, при использовании направляющих ребер F-типа в соответствии с настоящим вариантом выполнения потеря давления уменьшается по сравнению со случаем применения направляющих ребер А-Е типов.

В соответствии с другим вариантом выполнения настоящего изобретения направляющий элемент 200 может содержать три (3) или два (2) закрученных направляющих ребра, выходящих из прохода 211 в центре, как показано на фиг.11 и 12, или четыре направляющих ребра 220, имеющих изогнутую часть 220а и прямолинейную часть 220b, как показано на фиг.13. В этом случае работа устройства аналогична работе при наличии четырех направляющих ребер, и поэтому для краткости ее описание опущено.

Как описано выше, при установке направляющего элемента 200 в выпускной трубе 122 второго узла 112 циклона возможно уменьшение потери давления, которая вызывается турбулентностью во время процесса выпуска. Следовательно, уменьшается нагрузка на источник всасывания, при этом снижается энергопотребление, необходимое для работы циклонного пылеуловителя 100.

Направляющий элемент 200 понижает скорость потока воздуха, выпускаемого через выпускную трубу, и, следовательно, возможно уменьшение общего шума в выпускной трубе 122, возникающего вследствие резкого изменения потока воздуха.

Вышеприведенные варианты выполнения и преимущества являются иллюстративными и не должны толковаться как ограничения настоящего изобретения. Настоящая идея может быть легко применена к другим типам устройств. Также, описание вариантов выполнения настоящего изобретения предназначено для иллюстрации и не ограничивает объема правовой охраны изобретения, а также множества альтернатив, модификаций и вариаций, очевидных для специалистов в этой области техники.

Реферат

Циклонный пылеуловитель, содержащий: первый узел циклона и по меньшей мере один второй узел циклона, содержащий воздуховод, предназначенный для направления воздуха, выпускаемого через первый узел циклона, в указанный по меньшей мере один второй узел циклона, и выпускную трубу, причем выпускная труба содержит направляющий канальный элемент, предназначенный для направления воздуха, выпускаемого из второго узла циклона. Использование данного изобретения позволяет снизить шум пылеуловителя. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 13 ил.

Формула