MX2007014937A

MX2007014937A - Aparato de separacion ciclonica de sucio y polvo.

Info

Publication number: MX2007014937A
Application number: MX2007014937A
Authority: MX
Inventors: James Dyson; Ricardo Gomiciaga-Pereda; Stephen Courtney
Original assignee: Dyson Technology Ltd
Priority date: 2005-05-27
Filing date: 2006-05-09
Publication date: 2008-02-15
Also published as: JP2008541816A; WO2006125946A1; EP1898768B1; GB0510862D0; AU2006251057B2; RU2007149242A; CN101184424A; TW200716046A; AU2006251057A1; EP1898768A1; KR20080019232A; CA2609935C; CA2609935A1; US7828866B2; RU2378974C2; IL187562A0; BRPI0610310A2; MY141322A; GB2426473B; CN100571595C

Abstract

Aparato de separacion ciclonica de acuerdo con la invencion, que comprende una primera unidad de separacion ciclonica (310, 410; 510) que incluye al menos un primer ciclon (102; 202; 312; 412; 512), una segunda unidad de separacion ciclonica (320; 420; 520) ubicada corriente abajo de la segunda unidad de separacion ciclonica (310, 410; 510) y que incluye al menos un segundo ciclon (130; 230; 322; 422; 522), y una tercera unidad de separacion ciclonica (330; 430; 530) ubicada corriente abajo de la segunda unidad de separacion ciclonica (320; 420; 520) y que incluye al menos un tercer ciclon (148; 248; 332; 432; 532). La eficiencia de separacion de la segunda unidad de separacion ciclonica (320; 420; 520) es sustancialmente la misma que la eficiencia de separacion de cualquiera de la primera unidad de separacion ciclonica (310, 410; 510) o la tercera unidad de separacion ciclonica (330; 430; 530). Esto proporciona un aparato que logra una eficiencia de separacion mayor que los aparatos de separacion conocidos.

Description

APARATO DE SEPARACIÓN CBCLONICA DE SÜC8Q Y POLVO La invención se refiere a un aparato para separación ciclónica. Particularmente, pero no de manera exclusiva, la invención se refiere a un aparato para separación ciclónica apropiado para su uso en aspiradoras. Las aspiradoras que utilizan un aparato para separación ciclónica son bien conocidas. Ejemplos de estas aspiradoras se muestran en EP 0042723, US 4,373,228, US 3,425, 192, US 6,607,572 y EP 1268076. En cada uno de estos arreglos, se proporciona una primera y una segunda unidades de separación ciclónica en donde el aire que entra pasa secuencialmente a través de cada unidad de separación. En algunos casos, la segunda unidad de separación ciclónica incluye una pluralidad de ciclones colocados en paralelo unos con otros. Ninguno de los arreglos de la técnica anterior logra eficiencia de separación del 100% (es decir, la capacidad para separar de manera confiable sucio y polvo incorporados provenientes del flujo de aire), particularmente en el contexto de uso en una aspiradora. Por lo tanto, un objeto de la invención es proporcionar un aparato para separación ciclónica que logra una eficiencia de separación mayor que la técnica anterior. La invención proporciona un aparato para separación ciclónica que comprende: una primera unidad de separación ciclónica que incluye al menos un primer ciclón; una segunda unidad de separación ciclónica ubicada corriente abajo de la primera unidad de separación ciclónica y que incluye al menos un segundo ciclón; y una tercera unidad de separación ciclónica ubicada corriente abajo de la segunda unidad de separación ciclónica y que incluye ai menos un tercer ciclón; caracterizado porque la eficiencia de separación de la segunda unidad de separación ciclónica es sustancialmente la misma que la eficiencia de separación de la primera unidad de separación ciclónica o la tercera unidad de separación ciclónica. El aparato para separación ciclónica de acuerdo con la invención tiene la ventaja de que, cuando el aparato se considera como un todo, tiene eficiencia de separación mejorada en comparación con las eficiencias de separación individuales de las unidades de separación ciclónica. La provisión de al menos tres unidades de separación ciclónica en serie aumenta la robustez del sistema de manera que cualesquiera variaciones en el flujo de aire presentado a las unidades corriente abajo tienen poco o ningún efecto sobre la capacidad de estas unidades para mantener su eficiencia de separación. La eficiencia de separación por lo tanto también es más confiable en comparación con el aparato para separación ciclónica conocido. Se entenderá que, mediante el término "eficiencia de separación", queremos decir la capacidad de una unidad de separación ciclónica para separar partículas incorporadas provenientes de un flujo de aire y que, para propósitos de comparación, las unidades de separación ciclónica relevantes son expuestas a flujos de aire idénticos. Por lo tanto, con el fin de que una primera unidad de separación ciclónica tenga una mayor eficiencia de separación que una segunda unidad de separación ciclónica, la primera unidad tiene que ser capaz de separar un porcentaje mayor de partículas incorporadas provenientes de un flujo de aire que la segunda unidad cuando ambas son expuestas bajo circunstancias idénticas. Los factores que pueden influir sobre la eficiencia de separación de una unidad de separación ciclónica incluyen el tamaño de la entrada y la salida, el ángulo de inclinación y la longitud del ciclón , el diámetro del ciclón y la profundidad del la parte de entrada cil indrica en el extremo superior del ciclón . Si la segunda unidad de separación ciclónica tiene una eficiencia de separación que es la misma que la de la primera unidad de separación ciclónica, esto tiene el efecto de proporcionar el flujo de aire de entrada con dos "barridos" a través de una unidad de separación ciclónica de eficiencia relativamente baja antes de que la tercera unidad de separación ciclónica de mayor eficiencia sea expuesta. El flujo de aire por lo tanto es limpiado de partículas de polvo y sucio más grandes, y también de una proporción significativa de polvo fino, antes de entrar a la tercera unidad de separación ciclónica. La tercera unidad de separación ciclónica de esta forma es capaz de funcionar bajo condiciones favorables que le permiten lograr una eficiencia de separación relativamente alta. De esta forma, el aparato como un todo limpia el flujo de aire de manera confiable y en un alto nivel .

Si la segunda unidad de separación fiene una eficiencia de separación que es la misma que la tercera unidad de separación ciclónica, el flujo de aire tiene dos "barridos" a través de una unidad de separación ciclónica con eficiencia relativamente alta antes de ser expulsado del aparato. Al haber sido eliminado el sucio y escombros del flujo de aire el flujo de aire, el flujo de aire realiza entonces un primer barrido a través de una unidad de separación ciclónica con eficiencia relativamente alta en el cual se separa una gran proporción del polvo remanente. La tercera unidad de separación ciclónica se hace funcionar entonces bajo condiciones ventajosas en las cuales se puede lograr una alta eficiencia de separación. Preferiblemente, la primera unidad de separación ciclónica comprende un primer ciclón solo y más preferiblemente, el primer ciclón o cada primer ciclón es sustancialmente cilindrico. Este arreglo favorece que partículas de sucio y escombros más grandes sean recolectadas y almacenadas de manera confiable con un riesgo de reincorporación relativamente bajo. Preferiblemente, la segunda unidad de separación ciclónica comprende una pluralidad de segundos ciclones dispuestos en paralelo y la tercera unidad de separación ciclónica comprende una pluralidad de terceros ciclones dispuestos en paralelo y más preferiblemente, la cantidad de segundos ciclones es menor que la cantidad de terceros ciclones. La cantidad de ciclones en aumento en cada unidad de separación ciclónica sucesiva permite que el tamaño de cada ciclón individual disminuya en la dirección del flujo de aire. El hecho de que el flujo de aire haya pasado a través de una cantidad de ciclones corriente arriba significa que las partículas de polvo y sucio más grandes habrán sido eliminadas, lo que permite a cada ciclón más pequeño funcionar eficientemente y sin riesgo de bloqueo. Se describirá modalidades de la invención ahora con referencia a los dibujos anexos, en los cuales: Las figuras 1 y 2 muestran aspiradoras cilindrica y vertical que incorporan respectivamente un aparato para separación ciclónica de acuerdo con la invención; La figura 3 es una vista lateral seccional a través del aparafo para separación ciclónica que forma parte de cualquiera de las aspiradoras que se muestran en las figuras 1 y 2; La figura 4 es una vista seccional en el plano del aparato para separación ciclónica de la figura 3 que muestra el despliegue de las unidades de separación ciclónica; La figura 5 es una vista lateral seccional de una modalidad alternativa del aparato para separación ciclónica de acuerdo con la invención ; La figura 6 es una vista seccional en el plano del aparato para separación ciclónica de la figura 5 que muestra el despliegue de las unidades de separación ciclónica; La figura 7 es un diagrama esquemático de una primera alternativa de aparatos para separación ciclónica apropiado para formar parte de cualquiera de las aspiradoras que se muestran en las figuras 1 y 2; y Las figuras 8 y 9 son diagramas esquemáticos de la segunda y tercera alternativa de aparatos para separación ciclónica apropiado para formar parte de cualquiera de las aspiradoras de las figuras 1 y 2. La figura 1 muestra una aspiradora de cilindro ( 1 0) que tiene un cuerpo principal ( 1 2), ruedas ( 14) montadas sobre el cuerpo principal ( 1 2) para maniobrar la aspiradora ( 1 0) a través de una superficie que va a ser limpiada, y un aparato para separación ciclónica (1 00) también montado sobre el cuerpo principal ( 1 2). Una manguera ( 1 6) se comunica con el aparato para separación ciclónica ( 1 00) y una unidad de motor y ventilador (no se muestra) alojada dentro del cuerpo principal ( 12) para atraer una corriente de aire sucio hacia el interior del aparato para separación ciclónica ( 1 00) por medio de la manguera (16). Comúnmente, un cabezal de limpieza que se acopla al piso (no se muestra) está acoplado al extremo distal de la manguera ( 1 6) por medio de una varilla para facilitar la manipulación de la entrada de aire sucio sobre la superficie que se va a limpiar. En el uso, el aire atraído hacia el aparato para separación ciclónica ( 1 00) a través de la manguera ( 1 6) ha separado de él el polvo y sucio incorporados, en el aparato para separación ciclónica ( 1 00). El polvo y el sucio se recolectan dentro del aparato para separación ciclónica ( 1 00) mientras que el aire limpio es canalizado después del motor para propósitos de enfriamiento antes de ser expulsado de la aspiradora ( 10) por un puerto de salida en el cuerpo principal (12). La aspiradora vertical (20) que se muestra en la figura 2 también tiene un cuerpo principal (22) en la cual una unidad de motor y ventilador (no se muestra) está montada y sobre la cual están montadas las ruedas (24) para permitir que la aspiradora (20) sea maniobrada a través de una superficie que va a ser limpiada. Un cabezal limpiador (26) está montado de manera pivotante sobre el extremo inferior del cuerpo principal (22) y una entrada para aire sucio (28) se proporciona en el lado inferior del cabezal limpiador (26) orientado hacia el piso. El aparato para separación ciclónica ( 1 00) se proporciona sobre el cuerpo principal (22) y el conducto (30) proporciona comunicación entre la entrada para aire sucio (28) y el aparato para separación ciclónica (1 00). Un mango (32) está montado de manera liberable sobre el cuerpo principal (22) detrás del aparato para separación ciclónica ( 1 00) de tal forma que el mango (32) se puede usar ya sea como un mango o en forma de una varilla. Este tipo de arreglo es bien conocido y se describirá ahora en mayor detalle aquí En el uso, la unidad de motor y ventilador atrae el aire sucio hacia el interior de la aspiradora (20) ya sea por la entrada para aire sucio (28) o por el mango (32) (si el mango (32) está configurado para su uso como una varilla). El aire sucio se lleva hasta el aparato para separación ciclónica (100) por el conducto (30) y se separa el sucio y el polvo del flujo de aire y se retiene en el aparato para separación ciclónica ( 1 00). El aire limpio se hace pasar a través del motor para fines de enfriamiento y luego se saca de la aspiradora (20) por una pluralidad de puertos de salida (34). La presente invención se refiere solamente al aparato para separación ciclónica ( 1 00) tal como se describirá más adelante y por ello el detalle de las características remanentes de las aspiradoras ( 1 0), (20) es comparativamente inmaterial . El aparato para separación ciclónica ( 1 00) que forma parte de cada una de las aspiradoras ( 1 0), (20) es el que se muestra en las figuras 3 y 4. La forma global específica del aparato para separación ciclónica ( 100) puede variar de acuerdo con el tipo de aspiradora en la cual el aparato ( 1 00) se va a usar. Por ejemplo, la longitud total del aparato se puede aumentar o disminuir con respecto al diámetro del aparato, o se puede alterar la forma de la base de tal forma que sea, por ejemplo, frusto-cónica. El aparato para separación ciclónica (1 00) que se muestra en las figuras 3 y 4 comprende un cubo de basura exterior (1 02) que tiene una pared exterior ( 1 04) que es de forma sustancialmente cil indrica. El extremo inferior del cubo de basura exterior ( 1 02) se cierra mediante una base ( 1 06) que está unida de manera pivotable a la pared exterior por medio de un pivote (1 08) y se mantiene en una posición cerrada (ilustrada en la figura 3) mediante un pestillo ( 1 1 0). En la posición cerrada , la base está sellada contra el extremo inferior de la pared exterior ( 104). La liberación del pestillo ( 1 1 0) permite que la base (106) pivote alejándose de la pared exterior (104) para propósitos que se explicarán más adelante. Una segunda pared cilindrica (112) está ubicada radialmente en dirección hacia adentro de la pared exterior (104) y separada de ella para formar una cámara anular (114) entre ellas. La segunda pared cilindrica (112) se encuentra con la base (106) (cuando la base está en la posición cerrada) y se sella contra ella. La cámara anular (114) está delimitada de manera general por la pared exterior (104), la segunda pared cilindrica (112), la base (106) y una pared superior (116) colocada en el extremo superior del cubo de basura exterior (102). Una entrada para aire sucio (118) se proporciona en el extremo superior del cubo de basura exterior (102) debajo de la pared superior (116). La entrada para aire sucio (118) está colocada tangencialmente con respecto al cubo de basura exterior (102) (véase la figura 4) de manera de asegurar que el aire sucio que entra sea empujado para seguir una ruta helicoidal alrededor de la cámara anular (114). Una salida para fluido se proporciona en el cubo para basura exterior (102) en la forma de un deflector (120). El deflector (120) comprende una pared cilindrica (122) en la cual está formada una gran cantidad de perforaciones (124). La única salida de fluido desde el cubo para basura exterior (102) está formada por las perforaciones (124) en el deflector. Un conducto (126) está formado entre el deflector y la segunda pared cilindrica (112), dicho conducto (126) se comunica con una cámara anular (128). La cámara anular (128) está arreglada radialmente en dirección hacia afuera del extremo superior de un ciclón con sección decreciente (130) el cual descansa coaxialmente con el cubo para basura exterior (102). El ciclón (130) tiene una parte de entrada superior (132) la cual generalmente es de forma cilindrica y en la cual están formadas dos entradas de aire (134). Las entradas (134) están separadas sobre la circunferencia de la parte de entrada superior (132). Las entradas (134) tienen forma de ranura y se comunican directamente con la cámara anular (128). El ciclón (130) tiene una parte de sección decreciente (136) dependiente de la parte de entrada superior (132). La parte de sección decreciente (136) tiene forma frusto-cónica y termina en su extremo inferior en una abertura de cono (138). Una tercera pared cilindrica (140) se extiende entre la base (106) y una parte de la pared exterior de la parte de sección decreciente (136) del ciclón (130) sobre la abertura del cono (138). Cuando la base (106) está en la posición cerrada, la tercera pared cilindrica (140) se sella contra ella. La abertura del cono (138) se abre así en una cámara cilindrica (142) que de otra forma estaría cerrada. Un enfocador de vórtice (144) se proporciona en el extremo superior del ciclón (130) para permitir que el aire salga del ciclón (130). El enfocador de vórtice (144) se comunica con una cámara impelente (146) ubicada sobre el ciclón (130). Dispuestas circunferencialmente alrededor de la cámara impelente (146) están una pluralidad de ciclones 148 colocados en paralelo unos con otros. Cada ciclón (148) tiene una entrada tangencial (150) que se comunica con el cámara impelente (146). Cada ciclón (148) es idéntico a los otros ciclones (148) y comprende una parte cilindrica superior (152) y una parte de sección decreciente (154) que depende de ella. La parte de sección decreciente (154) de cada ciclón (148) se extiende en y se comunica con una cámara anular (156) que está formada entre la segunda y la tercera paredes cilindricas (112), (140). Se proporciona un enfocador de vórtice (158) en el extremo superior de cada ciclón (148) y cada enfocador de vórtice (158) se comunica con una cámara de salida (160) que tiene un puerto de salida (162) para conducir el aire limpio por un ducto fuera del aparato (100). Como se ha mencionado anteriormente, el ciclón (130) es coaxial con el cubo para basura exterior (102). Los ocho ciclones (148) están arreglados en un anillo que está centrado sobre el eje (164) del cubo de basura exterior (102). Cada ciclón (148) tiene un eje (166) que está inclinado hacia abajo y en dirección al eje (164). Los ejes (166) están inclinados hacia el eje (164) en el mismo ángulo. También, el ángulo de inclinación del ciclón (130) es mayor que el ángulo de inclinación de los ciclones (148) y el diámetro de la parte de entrada superior (132) del ciclón (130) es mayor que el diámetro de la parte superior cilindrica (152) de cada de los ciclones (148). En el uso, el aire cargado de sucio entra en el aparato (100) por la entrada de aire sucio (118) y, debido al arreglo tangencial de la entrada (118), el flujo de aire fluye en una ruta helicoidal alrededor de la pared exterior (104). Las partículas de sucio y polvo más grandes son depositadas por la acción ciclónica en la cámara anular (114) y recolectadas en ella. El flujo de aire parcialmente limpio sale de la cámara anular (114) por las perforaciones (124) en el deflector (122) y entra en el conducto (126). El flujo de aire pasa entonces en la cámara anular (128) y desde allí hacia las entradas (134) del ciclón (130). La separación ciclónica se realiza dentro del ciclón (130) por lo que ocurre la separación de una parte del sucio y polvo que todavía está incorporado dentro del flujo de aire. El sucio y el polvo que se separan del flujo de aire en el ciclón (130) se depositan en la cámara cilindrica (142) mientras que el flujo de aire limpio adicional sale del ciclón (130) por el enfocador de vórtice (144). El aire pasa entonces en la cámara impelente (146) y desde allí en uno de los ocho ciclones (148) en donde la separación ciclónica adicional elimina parte del sucio y polvo que todavía están incorporados. Este polvo y sucio se depositan en la cámara anular (156) mientras que el aire limpio sale de los ciclones (148) por los enfocadores de vórtice (158) y entra en la cámara de salida (160). El aire limpio deja entonces el aparato (100) por el puerto de salida (162). El sucio y el polvo que han sido separados del flujo de aire serán recolectados en las tres cámaras (114), (142) y (156). Con el fin de vaciar estas cámaras, el pestillo (110) es liberado para permitir que la base (106) pivote sobre la bisagra (108) de tal forma que la base caiga fuera de los extremos inferiores de las paredes cilindricas (104), (112) y (140). El sucio y el polvo recolectados en las cámaras (114), (142), (156) pueden ser vaciados fácilmente del aparato (100). Se apreciará a partir de la descripción precedente que el aparato (100) incluye tres etapas distintas de separación ciclónica. El cubo para basura exterior (102) constituye una primera unidad de separación ciclónica que consiste en un primer ciclón solo el cual generalmente es de forma cilindrica. En esta primera unidad de separación ciclónica, el diámetro relativamente grande de la pared exterior (104) significa que, primordialmente, las partículas comparativamente grandes de polvo y escombros que serán separadas del flujo de aire debido a que las fuerzas centrífugas aplicadas al polvo y escombros son relativamente pequeñas. También se separará algo del polvo fino. Una proporción grande de los escombros más grandes será depositada de manera confiable en la cámara anular (114). El ciclón (130) forma una segunda unidad de separación ciclónica. En esta segunda unidad de separación ciclónica, el radio del segundo ciclón (130) es menor que el de la pared exterior (104). La longitud del segundo ciclón (130) es relativamente pequeña y la abertura del cono (138) es relativamente grande. Las entradas (134) y el enfocador de vórtice (144) son agrandadas en comparación con un ciclón sintonizado finamente de tal forma que la velocidad del flujo de aire dentro del segundo ciclón (130) sea relativamente baja. La selección apropiada de las dimensiones del segundo ciclón (130) permite seleccionar la eficiencia de separación de la segunda unidad de separación ciclónica para que sea la misma que la de la primera unidad de separación ciclónica. Sin embargo, el desempeño de la segunda unidad de separación ciclónica es mejorado en comparación con el de la primera unidad de separación ciclónica debido a que éste está expuesto a un flujo de aire en el cual está incorporada una gama de tamaños de partícula más pequeños, habiendo sido eliminadas las partículas más grandes en el primer ciclón de la primera unidad de separación ciclónica. La tercera unidad de separación ciclónica está formada por los ocho ciclones más pequeños ( 1 48). En esta tercera unidad de separación ciclónica, cada tercer ciclón ( 1 48) tiene un diámetro aún menor que el segundo ciclón ( 1 30) de la segunda unidad de separación ciclónica y por tanto es capaz de separar el sucio y las partículas de polvo más finas que la segunda unidad de separación ciclónica. También tiene la ventaja añadida de ser expuesto a un flujo de aire que ya ha sido limpiado por la primera y la segunda unidades de separación ciclónica y por tanto la cantidad y el tamaño promedio de las partículas incorporadas es menor de lo que sería si otro fuera el caso. La eficiencia de separación de la tercera unidad de separación ciclónica es considerablemente mayor que la de la primera y la segunda unidades de separación ciclónica. La eficiencia de separación de la segunda unidad de separación ciclónica es la misma que la eficiencia de separación de la primera unidad de separación ciclónica y la eficiencia de separación de la tercera unidad de separación ciclónica es mayor que la eficiencia de separación de la primera y la segunda unidades de separación ciclónica. Con esto queremos decir que cada una de las eficiencias de separación del primer y del segundo ciclones es menor que la eficiencia de separación de todos los terceros ciclones tomados juntos. Una segunda modalidad del aparato para separación ciclónica (200) es el que se muestra en las figuras 5 y 6. El aparato (200) es similar en estructura a las modalidades que se muestran en las figuras 3 y 4 y se describen en detalle en lo anterior en las que éste es apropiado para su uso en cualquiera de las aspiradoras (10), (20) que se muestran en las figuras 1 y 2 y comprende tres unidades de separación ciclónica sucesivas Como en la modalidad descrita previamente, la primera unidad de separación ciclónica consiste en un primer ciclón cilindrico (202), solo, que está delimitado por una pared exterior cilindrica (204), una base (206) y una segunda pared cilindrica (212). Una entrada de aire sucio (218) se proporciona tangencialmente a la pared exterior (204) para asegurar que la separación ciclónica ocurra en el primer ciclón 202 y las partículas de polvo y escombros más grandes sean recolectadas en la cámara anular (214) en el extremo inferior del ciclón (202). Como antes, la única salida del primer ciclón (202) es por las perforaciones (224) en el deflector (222) en un conducto (226) ubicado entre el deflector (222) y la segunda pared cilindrica (212).

En esta modalidad , la segunda unidad de separación ciclónica consiste en dos segundos ciclones (230) de sección decreciente colocados en paralelo unos con otros. Los segundos ciclones (230) están colocados lado con lado dentro de la pared exterior del aparato (200) como puede verse en la figura 6. Cada segundo ciclón (230) tiene una parte de entrada superior (232) en la cual se proporciona al menos una entrada (234). Cada entrada (234) está orientada para introducción tangencial de aire en la parte de entrada superior (232) y se comunica con una cámara (228) la cual, a su vez, se comunica con el conducto (226). Cada segundo ciclón (230) tiene una parte frusto-cónica (236) dependiendo de la parte de entrada superior (232) y que termina en una abertura de cono (238). Los segundos ciclones (230) se proyectan en una cámara cerrada (242). Cada segundo ciclón (230) tiene un enfocador de vórtice (244) ubicado en su extremo superior y que se comunica con una cámara (246). La tercera unidad de separación ciclónica consiste en cuatro terceros ciclones (248) dispuestos en paralelo. Cada tercer ciclón (248) tiene una parte de entrada superior (252) que incluye una entrada (250) que se comunica con la cámara (246). Cada tercer ciclón (248) también tiene una porción frusto-cónica (254) que depende de la parte de entrada (252) y que se comunica con una cámara cerrada (256) por medio de una abertura de cono. La cámara (256) está cerrada con respecto a la cámara (242) por medio de un par de paredes (270) (véase la figura 6). Cada tercer ciclón (248) tiene un enfocador de vórtice (258) ubicado en su extremo superior y que se comunica con una cámara de salida (260) que tiene un puerto de salida (262). El primer ciclón (202) tiene un eje (264), cada segundo ciclón (230) tiene un eje (265) y cada tercer ciclón tiene un eje (266). en esta modalidad , los ejes (264), (265) y (266) descansan paralelos uno con el otro. Sin embargo, los diámetros del primer, segundo y tercer ciclones (202), (230), (248) disminuyen de tamaño. El aparato (200) funciona de manera similar a la operación del aparato ( 100) que se muestra en las figuras 3 y 4. El aire cargado de sucio entra en el primer ciclón (202) del primer aparato para separación ciclónica por la entrada (21 8) y circula alrededor de la cámara (214) de tal forma que se separan las partículas de polvo y escombros más grandes mediante la acción ciclónica. El sucio y el polvo se recolectan en la parte inferior de la cámara (21 4) mientras que el aire limpio sale de la cámara (21 4) por las perforaciones (224) en el deflector (222). El aire pasa a través del conducto (226) hacia la cámara (228) y luego hacia las entradas (234) de los segundos ciclones (230). Una separación ciclónica adicional tiene lugar en los segundos ciclones (230), los cuales funcionan en paralelo. El sucio y el polvo separados del flujo de aire se depositan en la cámara (242) mientras que el aire limpiado adicionalmente sales de los segundos ciclones (230) por los enfocadores de vórtice (244). Luego el aire entra en los terceros ciclones (248) por las entradas (250) y tiene lugar otra separación ciclónica all í, y el sucio y el polvo separado son depositados en la cámara (256). El flujo de aire limpio sale del aparato (200) por la cámara (260) y el puerto de salida (262). En las modalidades que se muestran en las figuras 5 y 6, los segundos ciclones (230) están diseñados de tal forma que la segunda unidad de separación ciclónica fiene una eficiencia de separación que es la misma que la eficiencia de separación de la tercera unidad de separación ciclónica. Esto se puede lograr proveyendo a los segundos ciclones (230) con entradas (234) y enfocadores de vórtice (244) relativamente pequeños y proveyendo a cada segundo ciclón (230) con una parte frusto-cónica (236) relativamente larga, relativamente delgada. Cada unidad de separación ciclónica elimina una proporción de sucio y polvo incorporados provenientes del flujo de aire. Esto permite a la segunda y tercera unidad de separación ciclónicas funcionar más efectivamente, debido a que ellas son expuestas a un flujo de aire en el cual está incorporada una gama de partículas más pequeñas. Cada de las unidades de separación ciclónica puede consistir en diferentes cantidades y diferentes formas de ciclón. Las figuras 7 hasta 9 ilustran esquemáticamente tres configuraciones alternativas adicionales, las cuales caen dentro del alcance de esta invención. En estas ilustraciones, todo detalle distinto al número y forma general de los ciclones que constituyen cada unidad de separación ciclónica será omitido. En primer lugar, en la figura 7, el aparato (300) comprende una primera unidad de separación ciclónica (310), una segunda unidad de separación ciclónica (320) y una tercera unidad de separación ciclónica (330). La primera unidad de separación ciclónica (310) comprende un primer ciclón solo (312) el cual tiene forma cilindrica. La segunda unidad de separación ciclónica (320) comprende dos segundos ciclones (322) frusto-cónicos dispuestos en paralelo y la tercera unidad de separación ciclónica (330) comprende ocho terceros ciclones (332) frusto-cónicos, también dispuestos en paralelo. En esta modalidad, las dimensiones de los terceros ciclones (332) son mucho más pequeñas que las de los segundos ciclones (322) y la eficiencia de separación de la tercera unidad de separación ciclónica (330) es mayor que la de la segunda unidad de separación ciclónica (320). La eficiencia de separación de la segunda unidad de separación ciclónica (320) está dispuesta para que sea sustancialmente la misma que la de la primera unidad de separación ciclónica (310). En el arreglo que se muestra en la figura 8, el aparato (400) comprende una primera unidad de separación ciclónica (410), una segunda unidad de separación ciclónica (420) y una tercera unidad de separación ciclónica (430). La primera unidad de separación ciclónica (410) comprende un primer ciclón solo (412) el cual tiene forma cilindrica. La segunda unidad de separación ciclónica (420) comprende tres segundos ciclones (422) cilindricos dispuestos en paralelo y que tienen diámetros que son considerablemente más pequeños que el diámetro del primer ciclón (410). La tercera unidad de separación ciclónica (430) comprende veintiún terceros ciclones frusto-cónicos (432), también dispuestos en paralelo. Las dimensiones de los terceros ciclones (432) serán mucho más pequeñas que las de los segundos ciclones (422) y por tanto la eficiencia de separación de la tercera unidad de separación ciclónica (430) será mayor que la de la segunda unidad de separación ciclónica (420). La eficiencia de separación de la segunda unidad de separación ciclónica (420) está dispuesta de nuevo para que sea sustancialmente la misma que la de la primera unidad de separación ciclónica (410). En el arreglo que se muestra en la figura 9, el aparato (500) comprende una primera unidad de separación ciclónica (510), una segunda unidad de separación ciclónica (520) y una tercera unidad de separación ciclónica (530). La primera unidad de separación ciclónica (510) comprende dos primeros ciclones (512) relativamente grandes que tienen forma frusto-cónica. La segunda unidad de separación ciclónica (520) comprende tres segundos ciclones (522) frusto-cónicos dispuestos en paralelo pero que tienen diámetros que son considerablemente más pequeños que el diámetro de los primeros ciclones (510). La tercera unidad de separación ciclónica (530) comprende cuatro terceros ciclones frusto-cónicos (532), también dispuestos en paralelo. Las dimensiones de los terceros ciclones (532) de nuevo serán menores que las de los segundos ciclones (522) pero la eficiencia de separación de la segunda unidad de separación ciclónica (520) esfá dispuesta para que sea sustancialmente la misma que la de la tercera unidad de separación ciclónica (530). Estas eficiencias de separación son mayores que la eficiencia de separación de la primera unidad de separación ciclónica (510). Los arreglos ilustrados en las figuras 7 hasta 9 pretenden mostrar que la cantidad y forma de los ciclones que forman cada unidad de separación ciclónica puede variar. Se entenderá que también son posibles otros arreglos. Por ejemplo, la primera y la segunda unidades de separación ciclónica pueden comprender cada una un solo ciclón y la tercera unidad de separación ciclónica puede comprender catorce ciclones dispuestos en paralelo. Adicionalmente, otro arreglo apropiado es usar una primera unidad de separación ciclónica que comprende a single ciclón, una segunda unidad de separación ciclónica que comprende dos ciclones en paralelo y una tercera unidad de separación ciclónica que comprende dieciocho ciclones en paralelo. Se entenderá que se puede añadir más unidades de separación ciclónica corriente abajo de la tercera unidad de separación ciclónica si se desea. También se entenderá que las unidades de separación ciclónica pueden ser dispuestas físicamente para ajustarse a la aplicación relevante. Por ejemplo, la segunda y/o la tercera unidades de separación ciclónica pueden ser colocadas físicamente fuera de la primera unidad de separación ciclónica si el espacio lo permite. Igualmente, si cualquiera de las unidades de separación ciclónica incluye una gran cantidad de ciclones, los ciclones pueden ser colocados en dos o más grupos o incluir ciclones de diferentes dimensiones. Adicionalmente, los ciclones incluidos dentro de una unidad de separación con múltiples ciclones pueden ser colocados de tal forma que sus ejes descansen en ángulos de inclinación diferentes con respecto al eje central del aparato . Esto puede facilitar las soluciones de empaque compacto

Claims

REIVINDICACIONES

1 . Un aparato para separación ciclónica que comprende: una primera unidad de separación ciclónica que incluye al menos un primer ciclón; una segunda unidad de separación ciclónica ubicada corriente abajo de la primera unidad de separación ciclónica y que incluye al menos un segundo ciclón; y una tercera unidad de separación ciclónica ubicada corriente abajo de la segunda unidad de separación ciclónica y que incluye al menos un tercer ciclón; caracterizado porque la eficiencia de separación de la segunda unidad de separación ciclónica es sustancialmente la misma que la eficiencia de separación de la primera unidad de separación ciclónica o la tercera unidad de separación ciclónica.

2. Un aparato para separación ciclónica de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la eficiencia de separación de la segunda unidad de separación ciclónica es la misma que la eficiencia de separación de la primera unidad de separación ciclónica.

3. Un aparato para separación ciclónica de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la eficiencia de separación de la segunda unidad de separación ciclónica es la misma que la eficiencia de separación de la tercera unidad de separación ciclónica.

4. Un aparato para separación ciclónica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 hasta 3, caracterizado además porque la primera unidad de separación ciclónica comprende un primer ciclón solo.

5. Un aparato para separación ciclónica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el primer ciclón o cada primer ciclón es sustancialmente cilindrico.

6. Un aparato para separación ciclónica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la segunda unidad de separación ciclónica comprende una pluralidad de segundos ciclones dispuestos en paralelo y la tercera unidad de separación ciclónica comprende una pluralidad de terceros ciclones dispuestos en paralelo.

7. Un aparato para separación ciclónica de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado además porque los segundos ciclones son sustancialmente idénticos uno al otro y los terceros ciclones son sustancialmente idénticos uno al otro.

8. Un aparato para separación ciclónica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el segundo y tercer ciclón o cada uno de los segundos y terceros ciclones tiene forma con sección decreciente.

9. Un aparato para separación ciclónica de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado además porque el segundo y tercer ciclones o cada uno de los segundos y terceros ciclones es frusto cónico. 1 0. Un aparato para separación ciclónica de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado además porque el ángulo de inclinación del segundo ciclón o de cada uno de los segundos ciclones es mayor que el ángulo de inclinación del tercer ciclón o de cada uno de los terceros ciclones. 1 1 . Un aparato para separación ciclónica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el segundo ciclón o cada uno de los segundos ciclones tiene al menos dos entradas que se comunican con la primera unidad de separación ciclónica. 12. Un aparato para separación ciclónica de acuerdo con la reivindicación 1 1 , caracterizado además porque las entradas al segundo ciclón o a cada uno de los segundos ciclones están separadas circunferencialmente sobre un eje del segundo ciclón relevante. 1 3. Un aparato para separación ciclónica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque cada unidad de separación ciclónica tiene un colector que puede ser vaciado simultáneamente con los otros colectores. 14. Un aparato para separación ciclónica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes y que además comprende unidades de separación ciclónica adicionales corriente abajo de la tercera unidad de separación . 1 5. Un aparato de separación ciclónica sustancialmente como se describió aquí en lo anterior con referencia a cualquiera de las modalidades que se muestran en los dibujos anexos. 16. Una aspiradora que incorpora un aparato de separación ciclónica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes. RESUM EN Aparato de separación ciclónica de acuerdo con la invención, que comprende una primera unidad de separación ciclónica (31 0, 410; 51 0) que incluye al menos un primer ciclón ( 1 02 ; 202; 312 ; 41 2; 51 2), una segunda unidad de separación ciclónica (320; 420; 520) ubicada corriente abajo de la segunda unidad de separación ciclónica (31 0, 41 0; 51 0) y que incluye al menos un segundo ciclón ( 1 30; 230; 322; 422; 522), y una tercera unidad de separación ciclónica (330; 430; 530) ubicada corriente abajo de la segunda unidad de separación ciclónica (320; 420; 520)y que incluye al menos un tercer ciclón (1 48; 248; 332; 432; 532). La eficiencia de separación de la segunda unidad de separación ciclónica (320; 420 ; 520) es sustancialmente la misma que la eficiencia de separación de cualquiera de la primera unidad de separación ciclónica (31 0; 41 0; 51 0) o la tercera unidad de separación ciclónica (330; 430; 530). Esto proporciona un aparato que logra una eficiencia de separación mayor que los aparatos de separación conocidos.