Циклонный пылеуловитель для пылесоса - RU2221648C2

Чертежи

Показать все 7 чертежа(ей)

Описание

Изобретение относится к циклонному пылеуловителю и, более конкретно, к циклонному пылеуловителю для пылесоса.

Предшествующий уровень техники
В целом циклонный пылеуловитель представляет собой устройство, улавливающее загрязняющие примеси, такие как пыль, ворсинки и обрезки бумаги, содержащиеся в воздухе, используя принцип циклона. Циклонный пылеуловитель используется в различных областях и главным образом применяется для бытового пылесоса.

Различные типы циклонных пылеуловителей предложены в таких патентах, как патент США 4643748, патент США 4353008, патент США 5078761, патент США 145499 и так далее.

Могут быть два типа циклонных пылеуловителей: циклонный уловитель прямого направления, в котором направление, в котором всасывается воздух, содержащий загрязняющие примеси ("загрязненный воздух"), и направление, в котором выпускается очищенный воздух, по существу совпадают, и циклонный уловитель переменного направления, в котором указанные направления различаются.

Подробно будет описан известный однонаправленный циклонный пылеуловитель.

Известный однонаправленный циклонный уловитель включает пылеуловители, в которых всасывание воздуха выполняется в осевом направлении корпуса пылеуловителя (фиг.1 и 2), и другие пылеуловители, в которых всасывание воздуха выполняется в направлении по касательной (фиг.3 и 4).

Вариант осуществления известного однонаправленного циклонного пылеуловителя будет описан со ссылкой на фиг.1 и 2.

Впускной канал 2 для всасывания, предназначенный для всасывания загрязненного воздуха в аксиальном направлении, выполнен с одной стороны цилиндрического корпуса 1 циклонного пылеуловителя, и выпускной канал 4 для воздуха, предназначенный для выпуска очищенного воздуха в аксиальном направлении, выполнен с другой стороны цилиндрического корпуса 1 циклонного пылеуловителя. Средство 3 для создания завихрения выполнено внутри корпуса 1 циклонного пылеуловителя и предназначено для создания завихрения воздуха, всасываемого в аксиальном направлении или в направлении по касательной. Выпускной канал 5 для загрязняющих примесей образован у выпускного канала 4 для воздуха и предназначен для направления загрязняющих примесей, отделенных под действием центробежной силы, в направлении по касательной, и пылеулавливающий мешок 6 закреплен с возможностью отсоединения с одной стороны выпускного канала 5 для загрязняющих примесей. Как показано на фиг.3 и 4, другой вариант осуществления известного однонаправленного циклонного уловителя в основном имеет аналогичную конструкцию, за исключением того, что в нем отсутствует отдельное средство для создания усилия завихрения, поскольку впускной канал 12 для всасывания выполнен в направлении по касательной к корпусу 11 циклонного уловителя. Ссылочные позиции 13, 14 и 15 соответственно обозначают выпускной канал для воздуха, выпускной канал для загрязняющих примесей и пылеулавливающий мешок.

Между тем, в случае применения вышеупомянутого циклонного пылеуловителя для пылесоса циклонный пылеуловитель может быть смонтирован или в корпусе пылесоса, или между корпусом пылесоса и впускным элементом для всасывания.

Работа известного циклонного уловителя будет описана со ссылкой на фиг.1 и 2.

Когда циклонный пылеуловитель работает, средство для создания всасывающей силы, такое как вытяжной вентилятор (не показан), приводится в действие для создания всасывающей силы, и загрязняющая примесь всасывается в корпус 1 циклонного пылеуловителя вместе с воздухом через впускной канал 2 для всасывания.

В этот момент загрязненному воздуху, всасываемому в осевом направлении, сообщается усилие завихрения в направлении по касательной, когда он проходит через средство 3, предназначенное для создания усилия завихрения, в результате чего загрязненный воздух совершает вихревое движение в корпусе 1 циклонного пылеуловителя. Соответственно, относительно легкий воздух концентрируется в направлении центра корпуса 1 циклонного пылеуловителя и образует вихрь, поскольку на относительно легкий воздух действует меньшая центробежная сила. Этот воздух выпускается через выпускное отверстие 4 для воздуха, когда в некоторый момент времени образуется воздушный поток в направлении выпускного отверстия для воздуха (выходящий воздух).

С другой стороны, на загрязняющие примеси, более тяжелые по сравнению с воздухом, действует центробежная сила большей величины, и эти примеси проходят вдоль внутренней стенки корпуса 1 циклонного уловителя так, что они перемещаются в пылеулавливающий мешок 6, закрепленный у выпускного канала 5 для загрязняющих примесей.

Когда в пылеулавливающем мешке 6 скопятся загрязняющие примеси в количестве, превышающем определенное количество, пользователь может отделить пылеулавливающий мешок от выпускного канала 5 для загрязняющих примесей и удалить загрязняющие примеси, а затем присоединить пылеулавливающий мешок к выпускному каналу 5 для загрязняющих примесей для повторного использования этого мешка.

Принцип работы другого варианта осуществления известного циклонного уловителя (фиг. 3 и 4) в основном аналогичен описанному принципу работы за исключением того, что центробежная сила сообщается загрязненному воздуху без использования какого-либо отдельного средства, предназначенного для создания усилия завихрения, поскольку загрязненный воздух поступает в корпус циклонного пылеуловителя в направлении по касательной.

Известный циклонный пылеуловитель переменного направления будет описан со ссылкой на фиг.5.

Впускной канал 32 для всасывания выполнен в верхней части цилиндрического корпуса 31 циклонного пылеуловителя и предназначен для всасывания загрязненного воздуха в направлении по касательной, и выпускной канал 34 для загрязняющих примесей, предназначенный для направления загрязняющих примесей, отделенных за счет действия центробежной силы, в направлении по касательной, выполнен в нижней части корпуса 31 циклонного уловителя. Пылеулавливающий мешок 35 закреплен с возможностью отсоединения в выпускном канале 34 для загрязняющих примесей.

Между тем, в отличие от однонаправленного циклонного уловителя, в циклонном уловителе переменного направления выпускной канал 33 для воздуха, предназначенный для выпуска очищенного воздуха, выполнен рядом с впускным каналом 32 для всасывания воздуха, то есть в верхней части корпуса 31 циклонного уловителя, и проходит в аксиальном направлении.

Ниже будет описана работа вышеупомянутого циклонного пылеуловителя переменного направления.

Загрязненный воздух, который всасывается в впускной канал 32 для всасывания, совершает вихревое движение вдоль внутренней стенки корпуса 31 циклонного пылеуловителя и одновременно опускается вниз. При этом загрязняющие примеси отделяются от корпуса 31 циклонного уловителя и скапливаются в пылеулавливающем мешке 35. Между тем, очищенный воздух перемещается вверх под действием всасывающей силы, прилагаемой через выпускной канал 33 для воздуха, при этом очищенный воздух изменяет свое направление перемещения от перемещения вниз, в сторону нижней части корпуса 1 циклонного уловителя, к перемещению вверх, в сторону выпускного канала 33 для воздуха, для выпуска его наружу из корпуса 31 циклонного пылеуловителя.

То есть в циклонном пылеуловителе переменного направления поток (вихрь), совершающий вихревое движение вдоль внутренней стенки корпуса 31 циклонного уловителя, становится потоком выходящего воздуха, который изменяет свое направление в нижней части корпуса циклонного пылеуловителя (противоположной выпускному каналу для воздуха) и перемещается вверх.

Однако известный циклонный пылеуловитель имеет ряд недостатков.

Во-первых, поскольку центробежная сила не оказывает достаточного воздействия на загрязненный воздух, который всасывается в корпус циклонного уловителя, то не происходит эффективного улавливания загрязняющих примесей и они выходят наружу из корпуса циклонного пылеуловителя вместе с выходящим воздухом, в результате чего снижается степень пылеулавливания.

Во-вторых, вихревой поток и поток выходящего воздуха, образованные в корпусе циклонного уловителя, взаимодействуют друг с другом, что создает аэродинамическое сопротивление, тем самым увеличивая потери давления и повышая уровень шума. Эта проблема является особенно серьезной в случае циклонного пылеуловителя переменного направления. Причина этого состоит в том, что поток, совершающий вихревое движение в нижней части корпуса циклонного пылеуловителя, сталкивается с потоком выходящего воздуха, когда поток изменяется, превращаясь в поток выходящего воздуха, в результате чего появляется теплый воздух, который служит в качестве фактора, обуславливающего повышение сопротивления воздуха.

Описание изобретения
Соответственно, объектом настоящего изобретения является циклонный пылеуловитель для пылесоса, который позволяет по существу устранить одну или более проблем, связанных с ограничениями и недостатками известных устройств.

Целью настоящего изобретения является создание циклонного пылеуловителя для пылесоса, который позволяет повысить степень улавливания пыли.

Другая цель настоящего изобретения заключается в создании циклонного пылеуловителя для пылесоса, который позволяет уменьшить аэродинамическое сопротивление с тем, чтобы снизить уровень шума и потери давления.

Дополнительные признаки и преимущества изобретения будут раскрыты в нижеследующем описании и частично станут ясны из описания, или могут быть осознаны при практической реализации изобретения. Цели и другие преимущества изобретения будут реализованы и достигнуты с помощью конструкции, подробно раскрытой в описании и в формуле изобретения, а также в приложенных чертежах.

Для достижения этих и других преимуществ и в соответствии с целью настоящего изобретения в том виде, как оно воплощено и описано, циклонный пылеуловитель для пылесоса согласно настоящему изобретению, включающий в себя корпус циклонного пылеуловителя, впускной канал для всасывания загрязненного воздуха, предназначенный для всасывания загрязняющих примесей и воздуха в корпус циклонного пылеуловителя, выпускной канал для воздуха, предназначенный для выпуска воздуха, очищенного в корпусе циклонного пылеуловителя, и выпускной канал для загрязняющих примесей, предназначенный для выпуска загрязняющих примесей, отделенных от корпуса циклонного пылеуловителя, отличается тем, что в корпусе циклонного пылеуловителя имеется средство для направления потока, которое расположено напротив выпускного канала для воздуха для предотвращения взаимодействия вихревого потока и потока выходящего воздуха друг с другом. Средство для направления воздуха выполнено с диаметром, увеличивающимся в направлении к выпускному отверстию для воздуха, для предотвращения взаимодействия вихревого потока и потока выходящего воздуха друг с другом. Средство для направления потока также на одном своем конце имеет цилиндрический направляющий элемент, который служит опорой элементу для предотвращения взаимодействия потоков и предотвращает проход всасываемого воздуха в зону, на которую воздействует всасывающая сила, созданная посредством выпускного канала для воздуха.

Следует понимать, что как предшествующее краткое описание, так и нижеследующее подробное описание, приведены в качестве примера и пояснения и предназначены для дополнительного пояснения изобретения в том виде, как оно заявлено.

Краткое описание чертежей
Прилагаемые чертежи, которые приведены для того, чтобы обеспечить более полное понимание изобретения, и включены в данное описание и составляют его часть, иллюстрируют варианты осуществления изобретения и вместе с описанием служат для разъяснения принципов изобретения.

На чертежах:
фиг.1 - продольное сечение, показывающее вариант осуществления известного циклонного пылеуловителя;
фиг.2 - сечение по линии 1-1 на фиг.1;
фиг. 3 - продольное сечение, показывающее другой вариант осуществления известного циклонного пылеуловителя;
фиг.4 - сечение по линии II-II на фиг.3;
фиг. 5 - продольное сечение, показывающее известный циклонный пылеуловитель прямого направления;
фиг. 6 - продольное сечение, показывающее известный циклонный пылеуловитель в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.7 - продольное сечение, показывающее циклонный пылеуловитель в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения; и
фиг.8 - продольное сечение, показывающее циклонный пылеуловитель в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Наилучший способ реализации изобретения
Далее подробно рассматриваются предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, примеры которых проиллюстрированы на прилагаемых чертежах.

Вариант осуществления настоящего изобретения будет разъяснен со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Фиг. 6 представляет собой продольное сечение, показывающее циклонный пылеуловитель в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Первый вариант осуществления циклонного пылеуловителя в соответствии с настоящим изобретением будет описан со ссылкой на фиг.6.

Те же элементы, что и в известном циклонном пылеуловителе, имеют те же названия и ссылочные номера, и пояснения, относящиеся к этим элементам, будут опущены.

Циклонный пылеуловитель согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения по существу включает в себя корпус 1 циклонного пылеуловителя, впускной канал 2 для всасывания загрязненного воздуха, выпускной канал 4 для воздуха, пылеулавливающий мешок 6 и средство 3 для создания усилия завихрения таким же образом, как и в известном циклонном пылеуловителе.

Однако в циклонном пылеуловителе по настоящему изобретению в определенном месте внутри корпуса циклонного пылеуловителя предусмотрено средство для направления потока. Средство для направления потока служит для увеличения центробежной силы воздуха, который всасывается в корпус 1 циклонного пылеуловителя, и для уменьшения аэродинамического сопротивления. В данном случае средство для направления потока предпочтительно расположено напротив выпускного отверстия 4 для воздуха. Более конкретно, средство для направления потока размещено у выхода средства 3 для создания усилия завихрения.

Средство для направления потока включает в себя направляющий элемент 7 и элемент 8 для предотвращения взаимодействия потоков, соединенный с направляющим элементом 7 и предназначенный для направления воздуха к внутренней стенке корпуса 1 циклонного пылеуловителя и для уменьшения аэродинамического сопротивления.

Направляющий элемент 7 предпочтительно имеет цилиндрическую форму.

Элемент 8 для предотвращения взаимодействия потоков выполнен увеличивающимся от части, предназначенной для всасывания воздуха, к части, предназначенной для выпуска воздуха, и конец большего размера предпочтительно выполнен открытым для образования углубления 8а. Это сделано для того, чтобы элемент 8 для предотвращения взаимодействия потоков, выполненный, как указано выше, мог направлять воздух более эффективно к внутренней стенке корпуса циклонного пылеуловителя по мере того, как воздух проходит от части, предназначенной для всасывания воздуха, к части, предназначенной для выпуска воздуха. Это также сделано для того, чтобы элемент 8 для предотвращения взаимодействия потоков мог эффективно предотвращать взаимодействие вихревого потока и потока выходящего воздуха друг с другом.

Элемент 8 для предотвращения взаимодействия потоков может иметь любую форму, размер которой увеличивается от части, предназначенной для всасывания воздуха, к части, предназначенной для выпуска воздуха. Например, элемент 8 может иметь форму воронки, форму рупора, полусферическую форму или форму юбки для предотвращения взаимодействия потоков.

Работа однонаправленного циклонного пылеуловителя в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения будет описана со ссылкой на фиг.6.

Если циклонный пылеуловитель приводится в действие, загрязненный воздух всасывается в корпус 1 циклонного пылеуловителя через впускной канал 2 для всасывания, выполненный в корпусе 1 циклонного пылеуловителя. Всасываемому загрязненному воздуху сообщается усилие завихрения, действующее в направлении по касательной, при прохождении этого воздуха через средство 3 для создания усилия завихрения.

Воздух, подлежащий выпуску, которому передается усилие завихрения средством 3 для создания усилия завихрения, направляется к внутренней стенке корпуса 1 циклонного пылеуловителя. В этот момент загрязненный воздух распространяется по направлению к внутренней стенке корпуса циклонного уловителя, при этом данное распространение происходит более эффективно благодаря элементу 8 для предотвращения взаимодействия потоков, диаметр которого увеличивается от части, предназначенной для всасывания воздуха, к части, предназначенной для выпуска воздуха. То есть загрязненный воздух, который всасывается в корпус 1 циклонного уловителя, принудительно распространяется в направлении внутренней стенки корпуса 1 циклонного уловителя с помощью средства для направления потока.

На воздух и загрязняющие примеси, эффективно направленные к внутренней стенке корпуса 1 циклонного пылеуловителя с помощью средства 8 для направления потока, действуют различные центробежные силы из-за разницы весов.

Соответственно, воздух, который является сравнительно легким, концентрируется в направлении центра корпуса 1 циклонного пылеуловителя и образует вихрь, затем в определенный момент превращается в поток выходящего воздуха и выпускается через выпускной канал 4 для воздуха. С другой стороны, сравнительно более тяжелые загрязняющие примеси непрерывно перемещаются вдоль внутренней стенки корпуса 1 циклонного пылеуловителя и затем выходят в направлении по касательной через выпускной канал 5 для загрязняющих примесей для того, чтобы в конце концов скопиться в пылеулавливающем мешке 6.

При данном процессе исходный поток воздуха (вихрь), которому сообщается усилие завихрения с помощью средства 3 для сообщения усилия завихрения, направляется к внутренней стенке корпуса 1 циклонного пылеуловителя с помощью средства для направления потока. Соответственно, обеспечивается возможность эффективного предотвращения прямого попадания загрязняющих примесей в выпускной канал 4 для воздуха вместе с выходящим воздухом без прохождения к внутренней стенке корпуса 1 циклонного пылеуловителя за счет давления выходящего воздуха, созданного в выпускном канале 4 для воздуха.

Циклонный пылеуловитель в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения описан со ссылкой на фиг.7.

В основном конструкция второго варианта осуществления аналогична конструкции первого варианта осуществления, то есть второй вариант осуществления также включает корпус 11 циклонного пылеуловителя, впускной канал 12 для всасывания загрязненного воздуха, выпускной канал 13 для воздуха и пылеулавливающий мешок 15. Однако впускной канал 12 для всасывания воздуха выполнен в направлении по касательной к корпусу 11 циклонного уловителя, и, таким образом, не предусмотрено создание средства для создания усилия завихрения.

Во втором варианте осуществления также имеется средство для направления потока, предусмотренное напротив выпускного канала 14 для воздуха, и средство для направления потока включает в себя направляющий элемент 17 и элемент 18 для предотвращения взаимодействия потоков.

Принцип работы второго варианта осуществления такой же, что и принцип работы вышеуказанного первого варианта осуществления, и его описание будет опущено.

Циклонный пылеуловитель в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения описан со ссылкой на фиг.8.

В третьем варианте осуществления средство для направления потока, которое представляет собой основной признак настоящего изобретения, используется для циклонного пылеуловителя переменного направления. В третьем варианте осуществления так же, как и в вышеупомянутых вариантах осуществления, средство для направления потока включает в себя направляющий элемент 37 и элемент 38 для предотвращения взаимодействия потоков. Средство для направления потоков также образовано напротив выпускного канала 33 для воздуха, то есть в нижней части корпуса 31 циклонного пылеуловителя. Естественно, больший конец элемента 38 для предотвращения взаимодействия потоков направлен в сторону выпускного канала 33 для воздуха и выполнен с углублением. В третьем варианте осуществления направляющий элемент 37 служит не для направления всосанного воздуха, а для направления загрязняющих примесей, отделенных за счет действия центробежной силы, с тем, чтобы обеспечить эффективный выпуск их в пылеулавливающий мешок 35.

При использовании вышеуказанной конструкции с помощью средства для направления потока можно эффективно уменьшить столкновение и взаимодействие в процессе превращения вихря, всосанного через впускной канал 32 для всасывания загрязненного воздуха и совершающего вихревое движение в нижней части корпуса 31 циклонного пылеуловителя, в поток выходящего воздуха, в результате чего уменьшается аэродинамическое сопротивление. Соответственно, также могут быть снижены потери давления и шум.

Более точно, вихрю, совершающему вращательное движение по направлению к нижней части корпуса 31 циклонного пылеуловителя, сообщается давление выходящего воздуха через выпускной канал для воздуха, и этот вихрь превращается в поток выходящего воздуха. В данном случае поток действительно может измениться вдоль углубления внутри средства для направления потока, в результате чего исключается взаимодействие между воздушными потоками и столкновение их. Кроме того, средство для направления потока обеспечивает отделение загрязняющих примесей, проходящих у входа выпускного канала для загрязняющих примесей внутри корпуса 31 циклонного пылеуловителя, от воздуха, поток которого превращается из вихревого потока в поток выходящего воздуха, так что можно предотвратить попадание загрязняющих примесей в выходящий воздух вследствие взаимодействия.

Между тем циклонный пылеуловитель в соответствии с настоящим изобретением может быть установлен или в основном корпусе пылесоса, или между основным корпусом пылесоса и впускной деталью пылесоса, предназначенной для всасывания, как описано в работах, характеризующих уровень техники.

Как было указано выше, циклонный пылеуловитель согласно настоящему изобретению имеет следующие преимущества.

Поскольку загрязненный воздух, который всосан в корпус циклонного пылеуловителя через впускной канал для всасывания, эффективно направляется к внутренней стенке корпуса циклонного пылеуловителя на начальной стадии, воздух подвергается воздействию достаточной центробежной силы. Соответственно, загрязняющие примеси, отделенные от воздуха, перемещаются в зону, находящуюся дальше всего от центра корпуса циклонного уловителя, на который действует давление выходящего воздуха (давление вакуума), в результате чего эффективно предотвращается выпуск загрязняющих примесей наружу вместе с выходящим воздухом.

Кроме того, когда вихревой поток и поток выходящего воздуха формируются внутри корпуса циклонного пылеуловителя, происходит образование явно выраженной области вихревого потока и явно выраженной области потока выходящего воздуха за счет наличия средства для направления потока, в результате чего предотвращается воздействие их друг на друга. Соответственно, могут быть снижены потери давления и шум.

Для специалистов в данной области техники очевидно, что могут быть выполнены различные модификации и варианты циклонного пылеуловителя для пылесоса согласно настоящему изобретению, не отходя от идеи или объема изобретения. Таким образом предусмотрено, что настоящее изобретение охватывает модификации и варианты изобретения при условии, что они находятся в рамках объема пунктов приложенной формулы изобретения и их эквивалентов.

Реферат

Изобретение предназначено для пылеулавливания. Циклонный пылеуловитель для пылесоса, включающий корпус циклонного пылеуловителя, впускной канал для всасывания загрязненного воздуха, предназначенный для всасывания загрязняющих примесей и воздуха в корпус циклонного пылеуловителя, выпускной канал для воздуха, предназначенный для выпуска воздуха, очищенного в корпусе циклонного пылеуловителя, и выпускной канал для загрязняющих примесей, предназначенный для выпуска загрязняющих примесей, отделенных от корпуса циклонного пылеуловителя, отличается тем, что в корпусе циклонного пылеуловителя имеется средство для направления потока, которое расположено напротив выпускного канала для воздуха для повышения усилия завихрения внутри корпуса циклонного пылеуловителя и предотвращения взаимодействия вихревого потока и потока выходящего воздуха друг с другом. В устройстве обеспечивается высокая степень улавливания пыли. 3 с. и 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Формула