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CN107529928B - 无袋式真空清洁器 - Google Patents

无袋式真空清洁器 Download PDF

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CN107529928B CN201680021573.XA CN201680021573A CN107529928B CN 107529928 B CN107529928 B CN 107529928B CN 201680021573 A CN201680021573 A CN 201680021573A CN 107529928 B CN107529928 B CN 107529928B
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Abstract

一种无袋式真空清洁器包括:具有旋风管(6)的旋风分离器和用于容纳液体的桶(3),桶(3)的直径是旋风管(6)的直径的至少两倍。优选地,在桶(3)中存在主体(8),主体(8)具有与旋风管(6)的中心一致的中心,主体(8)的形状为蘑菇形或者接近蘑菇形。

Description

无袋式真空清洁器
技术领域
本发明涉及使用旋风器将灰尘与空气分离的无袋式真空清洁器。
背景技术
US 2012/0145009公开了真空清洁器的湿型灰尘收集装置,其包括:被配置为通过使经由第一空气入口进入的空气旋转而过滤出并且排放灰尘的第一分离单元,以及多个第二离心分离单元,多个第二离心分离单元被配置为从(从第一分离单元排放的)空气中过滤出灰尘,并且被配置为经由被填充在第二离心分离单元内部的水将灰尘从进入的空气中消除。
发明内容
除其他之外,本发明的一个目的是提供经改善的真空清洁器。本发明由独立权利要求限定。有利的实施例在从属权利要求中限定。
在本发明的一个方面中,在无袋式真空清洁器中,该无袋式真空清洁器包括具有旋风管的旋风分离器和用于容纳液体的桶,桶的直径为旋风管的直径的至少两倍。优选地,在桶中,存在中心与旋风管的中心一致的主体,该主体的形状是蘑菇形或者接近蘑菇形的。
本发明的这些方面和其它方面将通过下文描述的实施例而明显,并且参照下文描述的实施例阐明。
附图说明
图1示出了本发明的第一实施例;
图2示出了本发明的一个实施例的第一组尺寸;
图3示出了本发明的一个实施例的优选尺寸;并且
图4示出了具有被成形以调节进入旋风管的液体量的边缘的本发明的一个优选实施例。
具体实施方式
真空清洁器以两个基本版本可用:有袋式和无袋式。无袋式版本基于凭借旋风作用、过滤器、水过滤、以及这些系统的组合的灰尘分离。
水过滤使用水作为主要过滤器介质。空气被迫使进入水中,其中在空气通过时,粒子被捕获在水中。代替水,可以使用另一清洁液体。
在旋风系统中,离心力通过使腔室内部的空气旋转来创建。高速旋转(空气)流在称为旋风器的柱形或者锥形容器内建立。空气以螺旋形模式流动,在旋风器的顶部开始,并且在从顶部通过旋风器的中心离开旋风器之前,在底部端部结束。旋转流中的粒子具有过大的惯性以至于不能跟随该流的小半径曲线,而撞击外壁,然后落到旋风器的底部,在底部处它们可以被移除。旋风器的几何形状与流速一起限定旋风器的分割点,即将以50%的效率从流中移除的粒子的大小。
为了得到真空清洁器的最佳性能输出,挑战在于:达到最高的分离性能,同时在系统中具有尽可能低的压力降。一般,更高的分离性能伴随着更高的压力降,这导致较低的抽吸能力并且因此导致较差的真空清洁器性能。因此,本发明聚焦于更好的过滤性能,而不在抽吸能力性能上做出妥协。
如上文所述,旋转流中的具有过大惯性以至于不能跟随流的小半径曲线的粒子将撞击外壁。然后,它们落到旋风器的底部,它们被存储在底部处,而清洁空气在中间分段通过所谓的涡流寻迹器(vortex finder)离开旋风器。然而,撞击外壁的粒子中的一些粒子通过出现的小的空气运动(湍流)被从壁拽回到旋风器的中心。此外,难以在灰尘收集空间中将粒子保持在旋风器的底部,因为即使很小的流动速度也可以将它们拾起并且将它们再次拽到旋风器。这两个现象都会降低旋风器的分离性能。
图1示出了本发明的第一实施例,其中水7被提供在旋风器的底部处,使得粒子被水捕捉,并且防止粒子被再次引入到旋风器。此外,旋风器壁的一部分在处理中被润湿,使得粒子首先粘附到壁并且然后被冲洗向污垢收集所处的旋风器的底部。
旋风器被放置为使得污垢桶3位于旋风器的底部。当填充有水7时,涡流寻迹器5指向水。污浊空气1被直接吸入旋风器中。灰尘和空气在旋风器中被分离。灰尘粒子与空气流2一起向下沿着旋风管6的壁流动,并且落入在桶3底部的水中。清洁空气4经由涡流寻迹器被吸向抽吸马达(未示出)。桶3的直径大于旋风管6的直径。
图2和图3示出了本发明的实施例的相对尺寸。当桶的直径减小时,水旋转速度增加,并且因此,水变得更加湍急。因此,从水到涡流寻迹器5顶部的距离需要被增加,以避免水被吸入到涡流寻迹器5中。这导致用具的总高度的增加。换句话说,在水量相同的情况下,桶3的增加的宽度允许其高度降低。
优选地,桶中至少有0.5公升的水。更小的直径结合对0.5公升水的需求导致更高的桶,以允许0.5公升水的存储。
考虑到真空清洁器的最佳高度以保证稳定的用具(当被移动时不倾斜),图2中所示的尺寸设置显得非常有益,而图3的尺寸设置甚至更加优选。下表将图2和图3的相对尺寸与US 2012/0145009所涵盖的三星(Samsung)真空清洁器的实际实施例的相对尺寸进行比较。
Figure GDA0002614740050000031
涡流寻迹器5的端部被理解为空气可以进入涡流寻迹器5的最低部分。
包含水的旋风系统的挑战(现有技术的旋风系统或者图1的旋风系统)是保持水远离抽吸马达。一般地,旋风作用通过将水滴离心到外壁来对此进行处理,使得在空气进入涡流寻迹器之前将空气和水分离。负责将水滴与空气分离的力是离心力。该力由下式给出:Fc=mω2r(ω=角速度,m=质量,r=相对于旋风器中心的距离)
根据该公式,遵循当到中心的距离接近零时,得到的力也去向零。因此,中心处的水滴不经历离心力并且不与空气分离。这可能导致水滴从中心经过涡流寻迹器被吸入到抽吸马达中。
图1的系统一启动,由于污垢桶3中的水的旋转,中心处就没有水存在(堪比漩涡)。污垢桶3中的水旋转,并且中间处出现干点。然而,当启动用具时,水还没有旋转,并且因此干点还未被创建并且水通过涡流寻迹器被吸入到抽吸马达中。
为了那个目的,图2中所示的本发明的实施例包括具有特定形状的主体8,主体8在启动时防止水存在于污垢桶3的中间,当系统处于稳定状态时不干扰旋风器。注意,这一特定形状的优势可以在图1的本发明的实施例和如例如US 2012/0145009所示的现有技术两者中使用。
主体8的优选形状是如图2所示的蘑菇形状。在这一形状中,没有水可以积累的“平点”(诸如当主体将具有平坦的上表面时),并且旋风器下方的空间的中心仍然被“填充”,直到如下程度:存在的水将总是经历离心力。如图2所示的类似于蘑菇的这种形状将不起到涡流稳定器的作用(如果主体在水表面上方具有三角形形状,则这种情况将发生)。
蘑菇形主体8不应该接触涡流寻迹器5或者过于接近涡流寻迹器5,因为蘑菇形主体8的表面和涡流寻迹器5表面之间的毛细作用力将“抓获”水。这将导致水通过涡流寻迹器5被吸起。
纯粹的三角形形式将导致水有机会沿着三角形主体的斜坡被吸起进入涡流寻迹器5。特别地,当水由于用具的移动而移动时,水将存在于斜坡处并且因此可以容易地被吸起。然而,主体可能具有多个斜坡,例如在主体的最上部分与水平面成小于45°(例如20°)角的第一斜坡,接着是与水平面成大于45°(例如70°)角的第二斜坡:这将接近理想蘑菇形状。
此外,主体8优选地具有部分9,部分9具有较小的直径(如图2所示)。这一部分(凹部)9应该具有与水的高度相同的高度。当用具被移动/震动时,这一特征防止水被容易地迫使向主体的斜坡。
结合了水的旋风系统中的另一挑战是保持系统尽可能清洁。越少的部分变脏,则就清洁能力而言,用具将越方便。
旋风部分的沾污量高度依赖于从污垢容器3进入旋风器的水量。如果越多的水进入旋风管6,则越多的旋风管6变湿并且因此变脏。类似种类的关系可以针对分离性能找到,分离性能也高度依赖于旋风器中的水量。旋风器变得越湿润,则分离性能将越好。从消费者的观点看,分离性能应该尽可能好,同时用具应该保持尽可能干净。这造成了进入旋风器的优选水量的矛盾。
为了最优化设置,希望能够控制去往旋风器的水量。
在没有图2所示的边缘10的实施例中,水将被吹向污垢容器3的顶部,通过从旋风器的中间经由桶的顶部再次进入旋风器的二级流,水将从污垢容器3的顶部被吸进旋风管6中。去往旋风器的水量在这种没有边缘10的实施例中不可控。
由于图2中的边缘10,水从桶3的顶盖行进到边缘10,在边缘10处陡峭的拐角结合重力迫使水从边缘落下。旋转的空气然后将水从旋风器离心走。这一解决方案提供了最小量的进入旋风器的水。如图2所示,边缘10位于旋风管6的端部,处于旋风管6至污垢容器3的过渡处。
边缘10的高度优选地大于1mm并且应该具有锐缘端部。在一个实施例中,边缘10具有开口11以便使得部分水能够进入旋风管6。这种开口11的数目和形状允许调节进入旋风管6的水量。
根据消费者的喜好,本发明可以在将水容纳在桶3中的最佳设置下使用,还可以在桶3中没有水的次优设置下使用。
应该注意,上述实施例说明本发明而非限制本发明,并且本领域技术人员将能够设计很多备选实施例,而不脱离所附权利要求的范围。在权利要求中,放置在括号之间的任何附图标记不应被解释为限制权利要求。词语“包括”不排除存在权利要求中罗列的那些之外的元素或者步骤。元素之前的词语“一(a)”或者“一个(an)”不排除存在多个这种元素。在列举若干装置的设备权利要求中,这些装置中的若干装置可以由同一硬件项体现。仅凭在互相不同的从属权利要求中记载某些措施的事实不表示这些措施的组合不能被有利地使用。

Claims (6)

1.一种无袋式真空清洁器,包括
旋风分离器,具有旋风管(6)、清洁空气出口管和连接至所述清洁空气出口管的涡流寻迹器(5),以及
桶(3),用于容纳液体,
其中所述涡流寻迹器(5)的一端部被连接至所述清洁空气出口管,并且另一端部指向所述液体,以使得所分离的清洁空气经由所述涡流寻迹器(5)和所述清洁空气出口管而离开所述旋风分离器,
其中所述桶(3)的直径是所述旋风管(6)的直径的至少两倍,以及
其中所述桶(3)的直径是所述桶(3)的底部至所述旋风分离器的所述涡流寻迹器(5)的所述另一端部之间的距离的至少2.8倍。
2.根据权利要求1所述的无袋式真空清洁器,其中所述桶(3)的直径是所述旋风管(6)的直径的2.5倍。
3.根据权利要求1所述的无袋式真空清洁器,其中所述桶(3)的直径是所述桶(3)的所述底部至所述旋风分离器的所述涡流寻迹器(5)的所述另一端部之间的所述距离的至少3倍。
4.根据权利要求1或2所述的无袋式真空清洁器,其中在所述桶(3)中存在主体(8),所述主体具有与所述旋风管(6)的中心一致的中心,所述主体(8)的形状为蘑菇形或者接近蘑菇形。
5.根据权利要求4所述的无袋式真空清洁器,其中所述主体(8)具有部分(9),所述部分具有比所述主体(8)的最大直径小的直径,所述部分(9)的高度对应于所述液体的预期水平。
6.根据权利要求1或2所述的无袋式真空清洁器,其中所述旋风管(6)延伸到所述桶(3)中,以便形成边缘(10),所述边缘具有用于调节进入所述旋风管(6)中的液体量的开口(11)。
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