CN101449949A - 旋风分离装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种旋风分离装置(100)，包括用于从气流中分离污物和尘土的旋风分离器(112)、旋风分离器(112)的入口(116)和外罩(122)，该外罩(122)包括具有多种通孔(126)的壁(124)，通孔(126)形成旋风分离器(112)的出口。多个分开的通道(134)紧接于通孔(126)的下游设置。通过提供这样的布置方式，分开的通道(134)可以在外罩(122)内部围绕旋风分离装置(100)的其它部件设置，使得旋风分离装置(100)的组件能更好地包装。由于单个大通道以前占用的空间能被用于旋风分离装置(100)的其它部件，如集尘器或旋风器，这使得外罩(122)的尺寸可以减小。外罩(122)尺寸的减小使得旋风分离装置(100)更加紧凑。

Description

旋风分离装置
技术领域
本发明涉及一种旋风分离装置。特别地，但非排他地，本发明涉及一种用于真空吸尘器的旋风分离装置。
背景技术
采用旋风分离器的真空吸尘器是广为人知的。这样的真空吸尘器的例子在EP0042723、EP1370173和EP1268076中示出。通常，带走污物和尘土的气流通过切向入口进入第一旋风分离器，切向入口使气流沿着在第一旋风分离器中的螺线形或螺旋形路径行进以使得污物和尘土被从气流中分离。相对干净的空气从第一旋风分离器中离开，同时被分离的污物和尘土被收集在其中。在一些应用中，并且如EP0042723中描述的，气流于是通过第二旋风分离器，该第二旋风分离器能够比第一旋风分离器分离更细小的污物和尘土。
然而，一个常见的问题是未被第一旋风分离器分离的大颗粒污物和尘土(例如绒毛或头发)能够进入第二旋风分离器，引起潜在的阻塞和分离效率的损失。因此，人们发现在第一旋风分离器和第二旋风分离器之间的气流路径中设置阻挡部件(如外罩)是有用的。典型外罩的实例在EP0800360中示出。
外罩通常包括具有大量通孔的壁，这些通孔在其上游侧与第一旋风分离器连通。外罩上的这些通孔因此形成第一旋风分离器的出口。使用时，外罩上的这些通孔用于阻止大颗粒的污物和尘土从这里通过。然而，未被第一旋风分离器分离的小颗粒污物和尘土穿过外罩上的这些通孔，进入通往第二旋风分离器的入口的通道。
EP1377196描述了一种位于外罩下游的环形通道。挡板位于环形通道内远离外罩，用来在形成第二旋风分离器的多个旋风器之间分隔气流。
EP1786568中给出了一种替代的通道设置，其中公开了一种用于具有两个旋风分离器的真空吸尘器的外罩。该外罩形成第一旋风分离器的出口，并且通道位于该外罩的下游。在通道中，多个挡板布置在外罩的内表面上。该通道形成外罩和形成第二旋风分离器的一部分的多个旋风器的入口之间的连通路径。旋风器的主体延伸通过该通道进入位于通道下部的集尘器。众所周知该布置方式用于具有两个旋风分离器的旋风分离装置。
然而，近年来，一些真空吸尘器的旋风分离装置包括超过两个的旋风分离器或分离级。在WO2006/125944中公开了一种具有三个旋风分离器的旋风分离装置。在该申请中描述的布置方式中提供了三个集尘器用以收集污物和尘土，每一个集尘器用于一个旋风分离器。
在这样的布置方式中，旋风分离器和集尘器的数量的增加，减少了对于外罩下游的通道可使用的空间。为了提供足够的空间以容纳通道，应该增加外罩的直径，而这将导致旋风分离装置的整体尺寸产生不应有的增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种比已知的布置方式更加紧凑的旋风分离装置。本发明进一步的目的是提供一种旋风分离装置内的通道布置，以与已知的布置相比允许更加有效地使用空间。
根据本发明，提供了一种旋风分离装置，该旋风分离装置包括用于从气流中分离污物和尘土的旋风分离器、旋风分离器的入口和外罩，所述外罩包括具有多个通孔的壁，所述通孔形成旋风分离器的出口，其中，紧接于通孔的下游设置多个分离通道。
通过提供这样的布置方式，所述分离通道可以在外罩内部围绕旋风分离装置的其它部件设置，使得旋风分离装置的组件能更好地组装。由于单个大通道以前占用的一些空间能被用于旋风分离装置的其它组件，如集尘器或旋风器，这使得外罩的尺寸可以减小。随着外罩尺寸的减小，进而使得旋风分离装置更加紧凑。
进一步，以上的布置减少了可能的大颗粒污物和尘土引起外罩下游的阻塞。这是因为紧接于外罩下游设置的多个分开的通道，减少了外罩下游的气流的滞流。因此，大颗粒污物和尘土在紧接外罩下游的区域产生阻塞的机会很小。
优选地，通道围绕外罩的内周面布置。这种布置使得外罩的内表面形成通道的一部分，这减少了通道的长度和形成所述通道所需的材料量。以上都能减少旋风分离装置的尺寸。
优选地，通孔布置成多个分开的组，每个组对应于单个通道。通过把通孔布置成多个组的形式，所述通道能够保持彼此分开的同时依然和最优个数的通孔相连通。
优选地，在旋风分离器的下游设置另一个旋风分离器。更优选地，该另一个旋风分离器具有用以收集被分离的污物和尘土的收集区域和用以连接该另一个旋风分离器和所述收集区域的多个通路。更优选地，所述收集区域和所述多个通路形成用于该另一个旋风分离器的集尘器。
优选地，通路位于相邻通道之间。这种布置方式紧凑并且有效地使用了可用空间。
优选地，共用壁将通道与通路分开。通过在通路和通道之间提供共用壁，简化了结构，节省了空间并且减少了制造成本。
优选地，通道与该另一个旋风分离器的入口连通。
优选地，中间旋风分离器设置于旋风分离器的下游和该另一个旋风分离器的上游。额外增加的旋风清洁级有助于提高旋风分离装置的整体分离效率。
优选地，中间旋风分离器位于通道内部。这种布置方式紧凑并且能最佳地利用外罩内部的可用空间。
优选地，通道与中间旋风分离器的入口连通。更优选地，管道位于中间旋风分离器的入口的上游，该管道与每个通道连通。
附图说明
现在将参考附图对本发明的实施方式进行描述，其中：
图1是包括根据本发明的旋风分离装置的圆筒式真空吸尘器的侧视图；
图2是图1中的圆筒式真空吸尘器的俯视图；
图3是从图1中的圆筒式真空吸尘器的其他部分移出后的旋风分离装置的侧视图；
图4是图3中的旋风分离装置沿图3中的A-A线的剖面图；
图5是图3中的旋风分离装置沿图4中的B-B线的侧剖面图；和
图6是图3中的旋风分离装置的部件的分解图。
具体实施方式
图1和2中示出了包括根据本发明的旋风分离装置的圆筒式真空吸尘器10。真空吸尘器10具有主体12，该主体容纳电机和风扇单元(未示出)并且附连上一对轮子14。轮子14允许真空吸尘器10的主体12受操纵而经过地板表面。脏空气入口16在主体12上形成。软管和杆组件(未示出)能连接到脏空气入口16，为了使得使用者能够清洁地板表面。
根据本发明的旋风分离装置100可拆卸地附在主体12上。旋风分离装置100的内部与脏空气入口16相通，载有污物的气流通过脏空气入口16进入旋风分离装置100。旋风分离装置100能从主体12移走以用于清空目的。
在图3至6中更详细地示出了旋风分离装置100，其中为了清楚起见示出的旋风分离装置100从真空吸尘器10的其他部分移走。首先参考图3，旋风分离装置100包括上部102和下部104。上部102和下部104可以互相分离，以保证旋风分离装置100的各部件能被清洁。上部102包括用以搬运旋风分离装置100的把手106。如果旋风分离装置100连接到真空吸尘器10上，把手106还能用以搬运整个真空吸尘器10。
下部104具有大致圆筒形的外壁108和底部110。外壁108和底部110限定了第一旋风分离器112和第一集尘器114。污物和尘土由第一旋风分离器112分离并被收集到第一集尘器114中。入口116形成于外壁108内。入口116形成脏空气入口16与第一旋风分离器112内部之间的连通路径。空气入口116设置成与第一旋风分离器112相切，使得吸入的空气被强制地沿着围绕外壁108内部的螺旋路径流动。底部110能打开用于清空目的。底部110可绕枢轴118枢转，并且通过卡持部120保持在合适的位置。
外罩122位于第一旋风分离器112的外壁108的内部。外罩122包括具有圆柱形下部和圆锥形上部的壁124。多个通孔126形成于壁124中，并且形成第一旋风分离器112的出口。通孔126设置成绕壁124的圆周间隔的多个组128。唇缘130位于外罩122的底部并垂直向下。唇缘130包括绕其圆周按列布置的多个通孔132。唇缘130有助于防止被分离的污物和尘土再次被夹带到第一旋风分离器112内的气流中。
现在参考图4至图6，多个通道134紧接于通孔126的下游形成。每个通道134对应于通孔126的单个组128，并由外罩122的壁124的内表面和通道壁136界定。通道134绕外罩122的内圆周被隔开。这最好如图4所示。隔板137位于每个通道134下端的任何一侧上(参见图6)。因此，每个通道134的下端与邻近的通道134被隔板137分开。这在图6中非常清楚地进行了显示。该通道134向上远离通孔126延伸，并且在下游方向变得更窄但更深。换句话说，在下游方向，通道134沿圆周方向的宽度减小但沿径向的深度增加。这可以从图5和图6中更清楚地看出。在该实施例中，通道134沿径向的最小深度为8.5mm。
管道138(图5)位于通道134的上端部。管道138是与每个通道134连通的环形空间。管道138提供了通道134与第二旋风分离器139之间的连通路径。管道138使得从通道134出来的独立气流路径在进入第二旋风分离器139前再汇合。这样的布置有助于使进入第二旋风分离器139的空气压力保持更加恒定。第二旋风分离器139包括位于通道134内部的单个旋风器140。该单个旋风器140具有空气入口142和空气出口144，两者都位于单个旋风器140的第一端。锥形开口146位于单个旋风器140的第二端。
第二集尘器148也位于该单个旋风器140的第二端，并与该锥形开口146连通。该第二集尘器148由壁150界定，该壁150从限定管道138的壁的外表面悬垂并且位于外罩122和通道壁136的内部。该单个旋风器140的空气出口144与管道152连通。该管道152提供了第二旋风分离器139与第三旋风分离器154之间的连通路径。因此，第二旋风分离器139作为低效的第一旋风分离器112和高效的第三旋风分离器154之间的中间旋风分离器。
第三旋风分离器154包括并行布置的多个高效旋风器156。在该实施例中，设置有18个高效旋风器156。14个高效旋风器156布置在围绕旋风分离装置100的上部102的外圆周的环上。在此环上的每个高效旋风器156的一部分形成了旋风分离装置100的外表面的一部分，如图3和图5所示。剩下的4个高效旋风器156(如图4所示)位于14个高效旋风器156所在的环的内侧。每个高效旋风器156具有切向设置的空气入口158和空气出口160。每个空气入口158和空气出口160位于各自高效旋风器156的第一端。锥形开口162位于每个高效旋风器156的第二端。
第三集尘器164位于高效旋风器156的第二端，并与高效旋风器156的锥形开口162相通。第三集尘器164包括环形底部166和多个连接通路168。底部166作为被分离的污物和尘土的收集区域，并由圆柱形壁170和壁150的外表面限定。通路168提供了每个锥形开口162和底部166之间的连通路径。每个通路168对应单个高效的旋风器156，并由通道壁136的外表面和壁150限定。因此，通道134和通路168通过该通道壁136而互相分开。这在图4中非常清楚地进行了显示。通路168和通道134沿着壁面124的内圆周交替布置，使得通路168位于相邻的通道134之间。这种布置方式是有益的，因为通道134和通路168可容纳在一个环形空间中，而不需要增加外罩122的壁124的直径。
如图4所示，在14个高效旋风器156所在的环上的每个高效旋风器156的一部分也位于相邻的通道134之间。在本实施例中，在环上的每个高效旋风器156的锥形开口162由对应的通道壁136间隔一定距离，该距离大约等于锥形开口162的直径，以减少由高效旋风器156分离的污物和尘土再次被离开第三旋风分离器154的气流夹带的风险。
高效旋风器156的空气出口160与出口172连通。出口172提供从旋风分离装置100进入真空吸尘器10的其他部分的气流路径。在出口172的下游设置了电机前过滤器(未示出)、电机和风扇单元及电机后过滤器(未示出)。
使用时，电机和风扇单元将含有污物的气流通过软管和杆吸进脏空气入口16，通过入口116并进入旋风分离装置100。由于入口116的切线布置，气流被迫使沿环绕外壁108内部的螺旋形通道行进。因此，大的污物和尘土颗粒被第一旋风分离器112的气旋运动所分离。这些颗粒收集在第一收集器114中。
部分清洁的气流然后流回第一旋风分离器112的内部，并通过外罩122中的通孔126离开第一旋风分离器112。一旦气流通过通孔126后，将被紧接于通孔126下游的多个通道134分开。气流沿通道134向上移动并穿过管道138，随之每个通道134的气流重新汇合。气流然后从管道138进入第二旋风分离器139的单个旋风器140的入口142。单个旋风器140具有小于第一旋风分离器112的外壁108的直径并成锥形。因此，单个旋风器140能从部分清洁的气流中比第一旋风分离器112分离更小的污物和尘土颗粒。被分离的污物和尘土通过锥形开口146离开单个旋风器140并被收集到第二集尘器148中。被清洁的空气然后向上流回单个旋风器140的中央，通过空气出口144离开单个旋风器140并进入管道152。
从管道152，气流然后在第三旋风分离器154的18个高效旋风器156的切向空气入口158之间被分开。每一个高效旋风器156的直径小于第一旋风分离器112的直径又小于第二旋风分离器139的单个旋风器140的直径。因此，高效旋风器156能从气流中比第一旋风分离器112和第二旋风分离器138分离更细小的污物和尘土颗粒。被分离的污物和尘土通过锥形开口162离开高效旋风器156并进入第三集尘器164。一旦进入第三集尘器164中，被分离的污物和尘土向下通过通路168并被收集到底部166中。
被清洁的空气然后流回高效旋风器156，通过空气出口160离开高效旋风器156并进入出口172。从出口172出来的清洁空气在被真空吸尘器10通过位于真空吸尘器10的外表面上的空气出口(未示出)排出前，依次通过电机前过滤器、电机和风扇单元以及电机后过滤器。
当清洁作业完成后，旋风分离装置100的集尘器114、148、164可能充满污物和尘土，并需要清空。当清空时，使用者关闭真空吸尘器10，并通过按下释放卡持部(未示出)使旋风分离装置100从主体12上移去。使用者然后使用把手106将旋风分离装置100放在诸如垃圾箱的适当容器之上，按下另一释放按钮(未示出)以松开底部110。
松开后，底部110绕枢轴112向下枢转以方便且高效地清空收集在第一集尘器114、第二集尘器148和第三集尘器164中的污物和尘土。在这个过程中，第一集尘器114、第二集尘器148和第三集尘器164同时被清空。
如上所述，当旋风分离装置100被清空后，使用者手动将底部110移回到如图3所示的关闭位置。旋风分离装置100然后可以放回到真空吸尘器10的主体12上(如图1和图2所示)，以继续进行清洁作业。
本发明并不限于以上所给出的详细描述。其它的变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。例如，通道无需布置成围绕外罩的整个内圆周。它们可以布置成仅围绕外罩的一部分内圆周。可以采用替代的布置方式，例如螺旋形通道或成排的通道。
此外，外罩上的通孔无需布置成多个组。通孔可以成排或成列布置，每个通道对应一排、一列或其中的一部分。
可以设置任意数量的旋风分离器。例如，单个旋风分离器能够选择性地在外罩下游设置过滤器或其他分开的媒介。替换地，也可串联设置两个旋风分离器。每个旋风分离器可采用任意数量的旋风器。此外，可采用任意数量的集尘器来收集被分离的污物和尘土。
虽然通路是优选的，但通路并非本发明的本质。另外，如提供通路，它们无需形成第三集尘器的一部分。它们可以形成第一集尘器或第二集尘器的一部分，或采取多个通往单个集尘器的导管的形式。
清洁设备不必是圆筒式真空吸尘器。本发明能应用于其他类型的真空吸尘器，例如直立式机器、杆式真空吸尘器或手持式吸尘器。此外，本发明能应用于其他类型的清洁设备，例如，干湿机(a wet and dry machine)或者地毯清洗机。

Claims (18)

1.一种旋风分离装置，包括用于从气流中分离污物和尘土的旋风分离器、所述旋风分离器的入口和外罩，所述外罩包括具有多种通孔的壁，所述通孔形成所述旋风分离器的出口，其中，多个分开的通道紧接于所述通孔的下游设置。
2.如权利要求1所述的旋风分离装置，其中，所述通道围绕所述外罩的内圆周设置。
3.如权利要求1或2所述的旋风分离装置，其中，所述通孔布置成多个分离的组，每个组对应于单个通道。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的旋风分离装置，其中，另一旋风分离器设置在所述旋风分离器的下游。
5.如权利要求4所述的旋风分离装置，其中，所述另一旋风分离器包括多个并行的旋风器。
6.如权利要求4或5所述的旋风分离装置，其中，所述另一旋风分离器的每个旋风器或至少一部分旋风器位于相邻的通道之间。
7.如权利要求4、5或6中任意一项所述的旋风分离装置，其中，所述另一旋风分离器具有用以收集被分离出的污物和尘土的收集区域和用以连接所述另一旋风分离器和所述收集区域的多个通路。
8.如权利要求7所述的旋风分离装置，其中，所述收集区域和所述多个通路形成用于所述另一旋风分离器的集尘器。
9.如权利要求7或8所述的旋风分离装置，其中，所述通路位于相邻的通道之间。
10.如权利要求7、8或9中任意一项所述的旋风分离装置，其中，共用壁将所述通道与所述通路分开。
11.如权利要求4至10中任意一项所述的旋风分离装置，其中，所述通道与所述另一旋风分离器的入口连通。
12.如权利要求4至10中任意一项所述的旋风分离装置，其中，中间旋风分离器设置在所述旋风分离器的下游和所述另一旋风分离器的上游。
13.如权利要求12所述的旋风分离装置，其中，所述中间旋风分离器位于所述通道的内部。
14.如权利要求12或13所述的旋风分离装置，其中，所述中间旋风分离器具有用以收集被分离的污物和尘土的集尘器。
15.如权利要求12、13或14中任意一项所述的旋风分离装置，其中，所述通道与所述中间旋风分离器的入口连通。
16.如权利要求15所述的旋风分离装置，其中，管道位于所述中间旋风分离器的入口的上游，所述管道与每个所述通道连通。
17.一种包括前述权利要求中任一项所述的旋风分离装置的清洁设备。
18、如权利要求17中所述的清洁设备，其中，所述清洁设备为真空吸尘器。
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