CN112386167A - 格栅过滤器，过滤***以及吸尘器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于过滤***的格栅过滤器，包括：过滤器壳体，设置在过滤器壳体上的进气口和排气口，设置成在过滤器壳体内部从进气口延伸至排气口的多个栅条，其中，多个栅条之间形成能够以液体填充的狭缝，使得气体在从进气口流动至排气口期间能够与狭缝中的液体接触。本发明还公开了一种用于吸尘器的过滤***，其包括上述格栅过滤器。本发明还公开了一种吸尘器，其包括负压源，连接到负压源的上述过滤***，以及连接到过滤***的第一进气通道的进气管或吸头。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于过滤***的格栅过滤器，一种包括所述格栅过滤器的过滤***，以及一种包括所述过滤***的吸尘器。
背景技术
早期的吸尘器通常采用集尘袋，即通过集尘袋实现污物和尘土与气体的分离，用于制造集尘袋的材料包括纸和无纺布等。集尘袋式吸尘器至今仍在使用。集尘袋式吸尘器的优点在于方便，因为集尘袋作为耗材可以用完即扔，大大简化吸尘器的维护。集尘袋式吸尘器的缺点在于吸尘器的吸力会随着使用时间而逐渐衰减。
当前主流的吸尘器通常采用旋风分离器，即仅通过离心力完成污物和尘土与气体的分离，而无需使用任何耗材。与集尘袋式吸尘器相比，旋风分离式吸尘器无需补充耗材，并且可以通过对吸尘器的深度清理恢复吸尘器的吸力。旋风分离式吸尘器的缺点在于其结构一般比集尘袋式吸尘器复杂，从而不易清洁。
为了综合上述集尘袋式吸尘器和旋风分离式吸尘器的优点同时克服二者的缺点，液体过滤式吸尘器得以诞生。液体过滤式吸尘器将液体作为核心过滤手段，通过液体捕获灰尘、微粒、过敏源、花粉、尘螨、细小微菌等，再以多道滤网进行辅助以将灰尘、微粒、过敏源、花粉、尘螨、细小微菌留在吸尘器内，而将气体排出到吸尘器外。液体过滤式吸尘器无需使用任何耗材，仅通过更换液体即可恢复除尘能力，并且其吸力不会随着使用时间而逐渐衰减。此外，液体过滤式吸尘器在日常维护时需要清洁的部件只有结构简单的储液盒，因此易于清洁。
液体过滤式吸尘器的除尘能力的高低主要取决于液体与气体的接触方式。JPH01-314530A公开了一种真空吸尘器。当电动机风扇工作时，包括灰尘的吸入气体从吸入口的吸入口出口被吸入到圆筒型液体罐中。在气体通过环形过滤体之后，气体被喷射到液体上并且随液体旋转。通过旋转液体的离心力，液体以涡流形状旋转，使得中心部分可以更低并且外周部分可以更高。液体撞击肋部并且溅出。在圆筒形壁和内周壁之间，在吸入口出口的前方形成由于溅出的液体引起的液膜。在被吸附的灰尘中，粗糙的灰尘被环形过滤器阻止，而细小的灰尘在吸入气体穿过液膜时通过主要喷射到外周部分的液体而与吸入气体完全分离。上述真空吸尘器主要通过气体与液膜的接触实现污物和尘土与气体的分离。由于气体与液膜的接触时间短，接触面积小，因此这样的接触方式的除尘效率并不理想。
CN1895151A公开了一种吸尘器的过滤除尘装置，包括集尘桶。集尘桶的侧壁上开有进风口。集尘桶的上部设有出风口。集尘桶的内腔适于容纳液体并构成灰尘分离室。灰尘分离室和出风口之间还设有用于进行液气分离的液气分离室。出风口通过液气分离室、灰尘分离室与进风口相连通。灰尘分离室内还设有灰尘分离罩。灰尘分离罩上开有通孔。携带着集尘桶中的液体沿集尘桶内壁作高速旋转转动，从而将气体中的灰尘、垃圾溶解于液体。由此可知，气体与液体接触的主要位置在集尘桶内壁，除尘效率较低。
发明内容
如上所述，期望开发一种除尘效率高并且结构简单的过滤***。
本发明公开了一种用于过滤***的格栅过滤器，包括：过滤器壳体，设置在所述过滤器壳体上的进气口和排气口，设置成在所述过滤器壳体内部从所述进气口延伸至所述排气口的多个栅条，其中，设置在所述多个栅条中的每个之间的狭缝能够以液体填充，并且所述多个栅条的尺寸设置成使得气体在从所述进气口流动至所述排气口期间能够与所述狭缝中的液体接触。
本发明还公开了一种用于吸尘器的过滤***，其包括：集尘盒，其能够以液体填充，第一进气通道，其连接到所述集尘盒，以及旋风分离器，其安装在所述集尘盒中，其中，所述旋风分离器包括延伸到所述集尘盒中并且处于所述第一进气通道上方的一个或多个第二进气通道，所述旋风分离器的底部密封地连接到所述集尘盒的底部，所述过滤***还包括设置在所述第一进气通道与所述第二进气通道之间的如上文所述的格栅过滤器，所述格栅过滤器的所述进气口连接到所述第一进气通道，使得经由所述第一进气通道进入所述集尘盒的载有污物和尘土的气体能够在所述狭缝中与液体接触，以将气体中的污物和尘土附着于液体中。
本发明还公开了一种吸尘器，其包括负压源，连接到所述负压源的上述过滤***，以及连接到所述过滤***的所述第一进气通道的进气管或吸头。
借助于本发明的格栅过滤器，气体在狭缝中与液体接触。栅条可以将气体中较大的气泡打碎为较小的气泡，增加液体与气体中的污物和尘土的接触面积，提高了除尘效率。由于气体的推动，液体在狭缝中从进气口向排气口流动，从而减少了液体对气体的阻力。本发明的格栅过滤器和包括格栅过滤器的过滤***结构简单，无需耗材，并且易于生产。
附图说明
下面通过参考附图的示例描述本发明的优选实施例，其中：
图1示出了根据本发明的用于过滤***的格栅过滤器的立体图，
图2a示出了图1中的格栅过滤器的横截面示意图，
图2b示出了图1中的格栅过滤器的另一实施方式的横截面示意图，
图3示出了用于吸尘器的过滤***的示意图，所述过滤***包括图1中的格栅过滤器，
图4示出了图3中的过滤***的旋风分离器的剖视图，
图5示出了图4中的旋风分离器的立体图，其中省略上盖，
图6示出了图4中的旋风分离器的除尘原理的示意图，以及
图7示出了根据本发明的实施方式的吸尘器的示意图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的用于过滤***的格栅过滤器的立体图。格栅过滤器6包括过滤器壳体8，设置在过滤器壳体8上的进气口7和排气口11，设置成在过滤器壳体8内部从进气口7延伸至排气口11的多个栅条16。所述多个栅条16之间形成能够以液体填充的狭缝，使得气体在从进气口7流动至排气口11期间能够与狭缝中的液体接触。格栅过滤器6的排气口11用于将已过滤的气体排出到格栅过滤器6外部。在本具体实施方式中，格栅过滤器6还包括设置在进气口7附近的挡板9，用于阻挡一部分气体流动，以防止气体不经过狭缝而向相反方向流动。挡板9设置成使得向与狭缝相反方向流动的气体被挡板9阻挡以改变方向朝向狭缝流动。格栅过滤器6包括设置在过滤器壳体8上用于将狭缝与格栅过滤器6的外部流体连通的液体交换口10，使得已在格栅过滤器6中将气体中的污物和尘土捕获的液体可以经由液体交换口10与格栅过滤器6外部的液体交换，保持格栅过滤器6中的液体的清洁能力。
应当注意的是，虽然图1中示出液体交换口10设置在过滤器壳体8的侧部，但根据本发明的可选实施方式，液体交换口10也可以设置在过滤器壳体8的底部。应当注意的是，虽然图1中示出所述多个栅条16中的每个从进气口7不间断地延伸至排气口11，但根据本发明的可选实施方式，至少2/3所述多个栅条16中的每个从进气口7不间断地延伸至排气口11。此外，虽然图1中示出所述多个栅条16中的每个之间的距离从进气口7至排气口11不变，但根据本发明的可选实施方式，至少2/3所述多个栅条16中的每个之间的距离从进气口7至排气口11不变或逐渐减小，从而使得气泡随着栅格16之间的距离逐渐减小而被进一步打碎变小，增加了气体与液体的接触面积，提高了除尘效率。
图2a示出了图1中的格栅过滤器的横截面图，图2b示出了图1中的格栅过滤器的另一实施方式的横截面图。气体的流动方向如箭头所示。过滤器壳体8呈圆柱形。所述多个栅条16沿过滤器壳体8的周向方向设置。所述多个栅条16可以布置成在过滤器壳体8的周向方向上占据任意角度。在优选实施方式中所述多个栅条16布置成在过滤器壳体8的周向方向上占据小于或等于180°的角度，更优选地占据小于或等于90°的角度。这样布置所述多个栅条16的优点在于，避免所述多个栅条16过长而增加液体对气体的阻力。
图3示出了用于吸尘器的过滤***的示意图。过滤***1包括：集尘盒2，其呈圆柱形并且能够以液体填充，第一进气通道5，其连接到集尘盒2；旋风分离器3，其安装在集尘盒2中；覆盖在集尘盒2的顶部的上盖4。旋风分离器3包括延伸到集尘盒2中并且处于第一进气通道5上方的一个或多个第二进气通道15。过滤***还包括设置在第一进气通道5与第二进气通道15之间的格栅过滤器6。
经由第一进气通道5进入集尘盒2的气体通常会形成较大的气泡，不利于气体中的污物和尘土附着于液体中。如图3所示，在集尘盒2的底部设置有与第一进气通道5流体连通的格栅过滤器6，使得经由第一进气通道5进入集尘盒2的载有污物和尘土的气体借助于格栅过滤器6与液体接触，以将气体中的污物和尘土附着于液体中。第一进气通道5相对于集尘盒2的外周切向地连接到集尘盒2，因此气体在格栅过滤器6中的流动方向为集尘盒2的圆周方向，如图1中的箭头所示。由于气体的推动，液体在狭缝中围绕格栅过滤器6的中心轴线沿与气体相同的方向旋转，从而减少了液体对气体的阻力，提高了吸尘器的吸力。
图4示出了图1中的过滤***的旋风分离器的剖视图。旋风分离器3包括上部直径大于下部直径的旋转体外壳。旋转体外壳从上到下依次包括圆柱形部分12和截头圆锥形部分13。截头圆锥形部分13的上部直径大于下部直径。旋风分离器3包括从旋转体外壳的内部一定深度处竖直向上延伸到旋转体外壳外部并且连接到负压源(未示出)的导气管14，用于提供负压。根据本发明，集尘盒2、旋风分离器3和格栅过滤器6同心设置，如图3所示。这样设置集尘盒2、旋风分离器3和格栅过滤器6的优点在于，集尘盒2的内部空间得到了高效利用，仅需要与旋风分离器3的外径和高度基本相同的集尘盒2就能够容纳旋风分离器3和格栅过滤器6两者。
图5示出了图4中的旋风分离器的俯视图，其中省略上盖。沿旋转体外壳的外周面切向向外延伸到集尘盒2中并且处于第一进气通道5上方的多个第二进气通道15(图中示出三个第二进气通道)用于将集尘盒2中的气体导入到旋风分离器3中。旋风分离器3可以去除集尘盒2中的已将污物和尘土除去的气体中尚含有的液体微粒，使得清洁且干燥的气体从导气管14排出到外界环境中。旋风分离器3的底部形成液体密封或者结构密封，并靠近集尘盒2的底部。集尘盒2中填充的液体液位高于格栅过滤器6的狭缝，且旋风分离器3的底部通过集尘盒2中填充的液体形成密封。旋风分离器3去除气体中的液体微粒的原理在下文中结合图6详述。
图6示出了图4中的旋风分离器的除尘原理的示意图。进入旋风分离器3的气体中的液体微粒由于与气体相比密度较大，从而在沿切向进入旋风分离器3之后通过离心作用而被甩到旋风分离器3的外壁上并且沿螺旋路线向下运动到旋风分离器3的底部并且在底部累积，如图6中的实线箭头所示。与此相对，气体的密度较小，从而汇聚在旋风分离器3的中央并且经由导气管14排出到外界环境中，如图6中的虚线箭头所示。旋风分离器3的底部密封地连接到集尘盒2的底部，使得旋风分离器3中累积的液体不会流动到集尘盒2中，反之亦然。
由于液体不会经由导气管14排出，因此集尘盒2中的液体与旋风分离器3中的液体的总量是一定的。随着旋风分离器3中的液体逐渐累积，集尘盒2中的用于附着气体中的污物和尘土的液体会逐渐变少。集尘盒2的侧壁由透明材料或半透明材料制成，并且在侧壁上包括最高液位标记和最低液位标记。最高液位标记指示出集尘盒2中能够填充的液体量的上限，注液不应超过该上限。最低液位标记指示出集尘盒2中能够用于附着气体中的污物和尘土的液体量的下限，在集尘盒2中的液体量低于该下限的情况下，应当补充集尘盒2中的液体，并且相应地将旋风分离器3中累积的液体排出。通过打开覆盖在集尘盒2的顶部的上盖4来补充集尘盒2中的液体并且排出旋风分离器3中累积的液体。
图7示出了包括根据本发明的过滤***的吸尘器的示意图。吸尘器20包括负压源21，连接到负压源21的过滤***1，以及连接到过滤***1的第一进气通道5的进气管或吸头22。在吸尘器20运转时，负压源21产生负压，使得进气管或吸头22附近的污物和尘土通过气体携带进入进气管或吸头22，随即通过与格栅过滤器6中的液体接触而附着到液体中。另一方面，进入吸尘器20的气体经由格栅过滤器6、集尘盒2、旋风分离器3，通过负压源21排出到外界环境中。为了进一步过滤气体，还可以在负压源21与过滤***1之间，或在过滤***1与第一进气通道5之间布置过滤器。过滤器的类型包括但不限于HEPA滤网、液汽分离挡板和回流通道等。
本发明决不限于附图所指的实施例，而是可以在权利要求的范围内自由地变化。
Claims (12)
1.一种用于过滤***的格栅过滤器，包括：
过滤器壳体(8)，
设置在所述过滤器壳体(8)上的进气口(7)和排气口(11)，
设置成在所述过滤器壳体(8)内部从所述进气口(7)延伸至所述排气口(11)的多个栅条(16)，
其中，所述多个栅条(16)之间形成能够以液体填充的狭缝，使得气体在从所述进气口(7)流动至所述排气口(11)期间能够与所述狭缝中的液体接触。
2.根据权利要求1所述的格栅过滤器，其中，还包括：
设置在所述过滤器壳体(8)上用于将所述狭缝与所述格栅过滤器的外部流体连通的液体交换口(10)。
3.根据权利要求1所述的格栅过滤器，其中，
至少2/3所述多个栅条(16)中的每个从所述进气口(7)不间断地延伸至所述排气口(11)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的格栅过滤器，其中，
至少2/3所述多个栅条(16)中的每个之间的距离从所述进气口(7)至所述排气口(11)不变或逐渐减小。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的格栅过滤器，其中，
所述过滤器壳体(8)呈圆柱形，
所述多个栅条(16)沿所述过滤器壳体(8)的周向方向设置。
6.一种用于吸尘器的过滤***，其包括：
集尘盒(2)，其能够以液体填充，
第一进气通道(5)，其连接到所述集尘盒(2)，以及
旋风分离器(3)，其安装在所述集尘盒(2)中，
其中，所述旋风分离器(3)包括延伸到所述集尘盒(2)中并且处于所述第一进气通道(5)上方的一个或多个第二进气通道(15)，
所述旋风分离器(3)的底部形成液体密封或者结构密封，并靠近所述集尘盒(2)的底部；
所述过滤***还包括设置在所述第一进气通道(5)与所述第二进气通道(15)之间的根据权利要求1-5中任一项所述的格栅过滤器。
7.根据权利要求6所述的过滤***，其中，
所述集尘盒(2)中填充的液体液位高于所述格栅过滤器(6)的所述狭缝，且所述旋风分离器(3)的底部通过所述集尘盒(2)中填充的液体形成密封。
8.根据权利要求6所述的过滤***，其中，
所述集尘盒(2)呈圆柱形，
所述集尘盒(2)、所述旋风分离器(3)和所述格栅过滤器(6)同心设置，以及
所述第一进气通道(5)相对于所述集尘盒(2)的外周切向地连接到所述集尘盒(2)。
9.根据权利要求6或7所述的过滤***，其中，
所述旋风分离器(3)包括旋转体外壳和导气管，
所述旋转体外壳的上部直径大于下部直径，以及
所述导气管从所述旋转体外壳的内部一定深度处竖直向上延伸到所述旋转体外壳外部并且连接到负压源以提供负压。
10.根据权利要求8所述的用于吸尘器的过滤***，其中，
所述一个或多个第二进气通道(15)沿所述旋转体外壳的外周面切向向外延伸到所述集尘盒(2)中。
11.根据权利要求6-9中任一项所述的过滤***，其中，
所述集尘盒(2)的侧壁由透明材料或半透明材料制成，并且在侧壁上包括最高液位标记和最低液位标记，
所述最高液位标记指示出所述集尘盒(2)中能够填充的液体量的上限，以及
所述最低液位标记指示出所述集尘盒(2)中能够用于附着气体中的污物和尘土的液体量的下限。
12.一种吸尘器，其包括负压源，连接到所述负压源的根据权利要求6-10中任一项所述的过滤***，以及连接到所述过滤***的所述第一进气通道(5)的进气管或吸头。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210223 |