旋风真空吸尘器的制作方法

专利名称：旋风真空吸尘器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种采用旋风分离器(cyclonic s印arator)的真空吸 尘器。
背景技术：
旋风分离器是已知的可用来分离气流中的尘埃和灰尘的设备。由于 这种设备能作为传统的灰尘袋的替代物，因此，在真空吸尘器领域非常 受欢迎。
已知这种所谓的无袋式真空吸尘器的总体分离效率可以通过以下方 式进行改善真空吸尘器具有两个分离部，第一分离部(stage)包括从气 流中分离出粗的尘埃和灰尘的低效率旋风分离器，第二分离部包括从不 完全洁净的空气中分离出细小的尘埃颗粒的位于第一阶段的下游的高效 率旋风分离器。
美国专利2171248公开了一个这种旋风真空吸尘器，其中第二高效 率分离部位于外圆周低效率旋风分离器的内部。
为了进一步改善无袋式真空吸尘器的分离效率，有人建议在低效率 旋风分离器的下游平行安装多个高效率旋风分离器。国际专利申请 W002/067757公开一个这种直立式真空吸尘器，其中高效率旋风分离器以 环形排列的形式并列安装在低效率旋风分离器之上。这种排列方式的缺 点是这种排列方式的分离器的总体长度太大，使之难以用于更加紧凑的 圆筒式吸尘器中。
公开于W002/067757中的排列方式的其他缺点是，高效率旋风分离 器的排列取决于低效率旋风分离器的结构，因而限定了低效率旋风分离 器的尺寸并限制了它的效率。
英国专利申请GB2406065公开上述问题的一种解决方案，其中高效 率旋风分离器以环形的阵列，同心地围绕在低效率旋风分离器周围的形 式安装。在任意旋风真空吸尘器中，大部分尘埃和灰尘都由低效率的第 一分离部收集，并且众所周知的是，第一分离部的收集室的侧壁的至少 一部分由透明材料构成，因此用户可以确定吸尘器的填满水平。
然而，英国专利申请GB2406065的这种排列方式的缺点是在低效率 分离器周围安装高效率分离器将模糊用户对第一分离部的收集室的观
现在，我们己经设计出一种可减少上述问题的真空吸尘器。

发明内容
根据本发明，正如第一方面所见的，提供了一种包括低效率旋风分 离器和多个安装在低效率旋风分离器外部的高效率旋风分离器的真空吸 尘器，其中至少两个所述高效率旋风分离器设置在距离低效率旋风分离 器的转动轴具有各自不同距离的位置上。
因而，这种高效率旋风分离器可远离低效率旋风分离器以行或簇的 形式设置，因而暴露了低效率旋风分离器一侧的至少一部分。因此，低 效率旋风分离器的填满水平将不会模糊并且可以很容易地确定。
本发明的旋风分离器的结构不受任何已知的吸尘器的限制。因此， 可以采用各种各样不同的结构。
高效率旋风分离器位于远离低效率旋风分离器的位置上，因而，多 个高效率旋风分离器(即较小直径的)可优选用于第一分离部，并因而 减少第二阶段旋风分离器的尘埃浓度和改善总体分离效率。
优选的是，所述第一分离部的多个旋风分离器以串连或并联的方式 来彼此连接。具有多个低效率并联连接的旋风分离器可以减少第一分离 部的尘埃浓度，并因而进一步改善吸尘器的分离效率。
在一个实施例中，每个低效率旋风分离器的出口均与多个相关的高 效率旋风分离器连接。
在一个可选的实施例中，每个低效率旋风分离器的出口均与相同数 量的多个高效率旋风分离器连接。
优选的是，高效率旋风分离器以并联、串联或彼此串联/并联结构设置。
在一个实施例中，高效率旋风分离器以簇的形式设置， 一个或多个 所述低效率旋风分离器设置在该簇的外围。
在一个可选的实施例中，高效率旋风分离器以簇的形式围绕一个或 多个低效率旋风分离器设置。
优选的是，气流管从某个或每个低效率旋风分离器中辐射延伸出， 至少一些高效率旋风分离器连接到这种气流管上。
优选的是，这种气流管是细长形的，高效率旋风分离器位于沿着该 细长形管的长度的各个位置上。
优选的是，气流管的横截面区域随着其长度改变而改变，优选的是 该横截面与连接至其下游的旋风分离器的数目成一定比例。这样，可以 沿着该管获得均衡的气流，从而气流可以同等地分到每个高效率旋风分 离器中。
在细长形气流管上连接多个旋风分离器的缺点是必须通过这个管或 者围绕上游的一个或多个旋风分离器，才能到达下游的一个或多个旋风 分离器。
因而，依据本发明的，正如另一方面可见的，提供了一种包括多个 在各自沿着管长度的位置上连接至细长形气流管的旋风分离器的真空吸 尘器，其中每个旋风分离器包括与该管连接的入口，这些入口相对于彼
此呈阶梯状地位于沿着该管的轴的贯穿该管的宽度的方向上。
横穿管的这些入口的阶梯状结构避免了必须经由整个管或者围绕上 游的一个或多个旋风分离器的过程。
优选的是，这些旋风分离器相对于彼此在沿着管轴的该管的纵轴横 切的延长方向上呈阶梯状排列。
优选的是，这些旋风分离器包括一转动轴，每个旋风分离器的转动 轴都是并行的，并且优选的是，垂直于该管的纵轴而延伸。
优选的是，该管包括第一平面壁部分和第二相对的壁部分，其中第 二部分优选以阶梯状的方式，朝着第一平面壁部分汇聚到一点，该旋风 分离器包括位于沿着所述汇聚的第二壁部分的入口 。
优选的是，第一和第二壁部分分别形成管的顶部和底部，旋风分离 器悬挂于底部。


现在只参照附图、通过举例来描述本发明的实施例，其中: 图1是依据本发明一个实施例的真空吸尘器的透视图； 图2是图1的吸尘器的分离部的透视图3是沿着图2的线in-in的截面图4是沿着图2的线IV-IV的截面图；以及
图5A至5E是依据本发明的真空吸尘器的可选的实施例的旋风分离
部的排列方式的示意图。
具体实施例方式
参看附图的图l至4，示出了一种罐式的真空吸尘器。正如以下将阐
述的，该真空吸尘器实质上包括两个对称地安装在吸尘器相对两侧上的 分离部分，这两部分还可以以并联方式连接位于吸尘器的污浊空气入口 和洁净空气出口之间。每个分离部分均包括连接至多个并联连接的低效 率旋风分离器上游的高效率旋风分离器。为了清楚起见，相同的参考标 记用于描述两个分离部的相同部分，对于图1的左手边和右手边的部分
分别给出后缀a和b。将仅针对于图1的左手部分进行描述分离部的操作， 尽管如此，可以理解，可以相同方式操作具有相同构造的右手部分。
真空吸尘器包括位于其前端用来经由细长形柔性软管(未示出)连接 地面清洁工具的污浊空气入口 10。该入口 IO与朝后延伸穿过吸尘器的水 平进气道11相连。管11的后部与垂直的直立管12相连，直立管12具 有一对位于各自的相对侧壁的顶端的开口 13a、 13b。开口 13a、 13b成切 线地引导至各自分离部的低效率旋风分离器14a、 14b的顶端。
低效率旋风分离器14a包括下端闭合的透明的管状侧壁15a。管状的 出口管，或者所谓的旋涡溢流管16a，沿轴方向从其顶端壁突起进入旋风 分离室中。在出口 16a的下端设置了一有孔的圆锥形罩17a。
较大的柱状收集箱18设置在真空吸尘器的前方，局部位于两个低效 率从旋风分离器14a、 14b之间。该箱18包括由透明塑料材料形成的管 状侧壁19。低效率旋风分离器14a的侧壁15a和与其下端壁相邻的出口 孔20a—起形成，其中该口 14a穿过侧壁19引入收集灰尘箱18中。
管状分界壁21设置在箱18内部，分界壁21与箱18的外部侧壁19 同心地延伸。分界壁21将收集箱18划分成一个较大的环形外部22和一 个较小的内部柱状部分23。
低效率旋风分离器14a的旋涡溢流管16与细长形管24a相连，细长 形管成切线地从设置在旋风分离器14a之上的漩涡输出室延伸。管24a、 24b以逐渐縮小的方式朝着吸尘器的前方延伸至收集灰尘箱18的顶壁 28。
管24a与3个位于沿着管24a的长度的各自位置上的各个高效率旋 风分离器25a、 25b、 27a相连。高效率旋风分离器25a、 26a、 27a穿过 箱18的上壁28，并与设置在箱18内部的管状分界壁21整体形成。高效 率旋风分离器25a、 26a、 27a的侧壁在形状上是截头圆锥形的，优选具 有相同的直径和轴长。每个高效率旋风分离器25a、 26a、 27a的下端均 通向收集灰尘箱18的内部23。
每个高效率旋风分离器例如25a的纵轴垂直于细长形管24a和平行 于另一个高效率旋风分离器例如26a、 27a和25b、 26b、 27b而延伸。每 个高效率旋风分离器25a、 26a、 27a包括一个漩涡形入口 ，旋风分离器 25a、 26a、 27a相对于细长形进气道24a的横轴的相对位置是可以使连续 的旋风分离器的入口在该管24a的底部和顶壁之间的宽度间呈阶梯状排 列。管24a的横截面区域在第一旋风分离器25a的入口处分出三分之一， 并且在第二旋风分离器26a的入口处再分出相同的量。
包括电动叶轮的鼓风器件安装在吸尘器主体部分30中，位于收集箱 18之后低效率旋风分离器14a、 14b的另一侧的位置上。 一对后轮32安 装在主体部分30的相对侧面上。前轮(未示出)安装在收集箱18之下。
在使用中，当鼓风器件通电时，空气从地面吸尘工具吸到入口 10中。 然后空气朝后沿着水平进气道11流入，然后沿着垂直管12向上流动。然后空气被分流进入位于管12顶端的2个旋风分离器中，使一半体积的 空气分别成切线地输入位于顶端的每个低效率旋风分离器14a、 14b中。 低效率旋风分离器14a内部的空气朝下旋流，由管状侧壁15a将其 限定在其中。气流中任何粗的尘埃和灰尘朝外地抛到侧壁15a上，然后 沿着旋风分离器的下壁向下移动，并穿过出口孔20a进入收集箱18的外 圆周部分22。
低效率旋流分离器14a是回流式的，借此旋流气流在旋风室中下降， 然后反转朝着旋涡溢流管16a上升。有孔罩17a用来防止任何程度的尘 埃和灰尘颗粒被吸入旋涡溢流管16a中。然后不完全洁净的空气朝上沿 着旋涡溢流管16a的管状主体流动，然后成切线地朝外沿着管24a进入 高效率旋风分离器25a、 26a、 27a中。
设置鼓风器件来在每个高效率旋风分离器25a、 26a、 27a的出口29 中提供吸力，借此使得沿着管24的气流可以同等地吸入到每个旋风分离 器25a、 26a、 27a和25b、 26b、 27b中。在每个旋风分离器入口的管24a 的横截面的减少将有助于确保气流均匀分布到每个并行连接的高效率旋 风分离器25a、 26a、 27a中。旋风分离器25a、 26a、 27a的阶梯状排列 方式避免了经由管24a或围绕上游的旋风分离器25a、 26a来到达下游的 旋风分离器27a的过程。
高效率旋风分离器25a、 26a、 27a按照与低效率旋风分离器14a类 似的方式进行工作，但是它们狭窄的圆锥形状使其具有更强大的力度施 加在气流中的任何细小的粉尘颗粒上，借此将颗粒抛向截头圆锥形的壁 上。分离的尘粒离开旋风分离器的最下端并进入收集灰尘箱18的内部23。
第一分离部的低效率旋风分离器14a、 14b将大部分尘埃和灰尘从气 流中分离出，灰尘收集在收集箱18的外圆周部分22中。可以理解的是，
对于用户来说将相对容易地通过收集箱18的透明外壁19确定真空吸尘 器的填满水平。当填满时，收集箱18从吸尘器中分开，用传统方式清空。
参看附图中的图5a至5e,依据本发明的真空吸尘器的可选的实施例 可包括多个连接各个高效率分离器例如S2a、 S2b、 S2c和T2a、 T2b、 T2c 等的上游的低效率分离器例如Sl、 Tl。高效率分离器可以彼此并联、彼 此串联或两者的组合的方式连接。
可以理解的是，依据本发明的真空分离器具有相对简单的结构，并 且由于具有大量的旋风分离器使其具有较高的分离度。
权利要求
1.一种真空吸尘器，包括低效率旋风分离器和多个安装在低效率旋风分离器外部的高效率旋风分离器，其中至少两个所述高效率旋风分离器设置在距离低效率旋风分离器的转动轴具有各自不同距离的位置上。
2. 如权利要求1所述的一种真空吸尘器，其中所述高效率旋风分离器远离所述低效率旋风分离器按照行的形式延伸设置。
3. 如权利要求1或2所述的一种真空吸尘器，其中所述高效率旋风分离 器远离所述低效率旋风分离器成簇的形式延伸设置。
4. 如之前任一项权利要求所述的一种真空吸尘器，包括多个彼此串联的 低效率旋风分离器。
5. 如之前任一项权利要求所述的一种真空吸尘器，包括多个彼此并联的 低效率旋风分离器。
6. 如权利要求4或权利要求5所述的一种真空吸尘器，其中每个低效率 旋风分离器的出口均与各组高效率旋风分离器相连。
7. 如权利要求4或权利要求5所述的一种真空吸尘器，其中一个低效率 旋风分离器的出口与另一个低效率旋风分离器一样，连接相同数量的 高效率旋风分离器。
8. 如之前任一项权利要求所述的一种真空吸尘器，其中所述高效率旋风 分离器以彼此并联、串联或串联/并联的结构设置。
9. 如之前任一项权利要求所述的一种真空吸尘器，其中所述高效率旋风 分离器以簇的形式设置， 一个或多个所述低效率旋风分离器设置在该 簇的外围。
10. 如之前任一项权利要求所述的一种真空吸尘器，其中所述高效率旋风 分离器以簇的形式围绕一个或多个低效率旋风分离器设置。
11.如之前任一项权利要求所述的一种真空吸尘器，其中气流管从某个或 每个低效率旋风分离器中辐射延伸出，至少一些高效率旋风分离器连 接至这种气流管上。
12. 如权利要求11所述的一种真空吸尘器，其中气流管是细长形的，高 效率旋风分离器位于沿着该细长形管的长度的各个位置上。
13. 如权利要求12所述的一种真空吸尘器，其中气流管的横截面区域随着其长度变化而变化。
14. 如权利要求13所述的一种真空吸尘器，其中气流管的横截面区域随 着其长度变化而变化，与连接其下游的旋风分离器的数目成一定比 例。
15. 如权利要求11-14任一项所述的真空吸尘器，其中每个高效率旋风分 离器包括一连接该管的入口，这些入口相对于彼此来说是沿着管轴在 横穿管的宽度的方向上呈阶梯状。
16. —种真空吸尘器，包括多个在各自沿着管长度的位置上连接至细长形 气流管的旋风分离器的真空吸尘器，其中每个旋风分离器包括与该管 连接的入口，这些入口相对于彼此位于沿着该管的轴的贯穿该管的宽 度的方向上。
17. 如权利要求16所述的一种真空吸尘器，其中这些旋风分离器相对于 彼此在位于沿着该管的轴的从该管的纵轴横切的延长反向上呈阶梯 状排列。
18. 如权利要求17所述的一种真空吸尘器，其中旋风分离器包括一转动 轴，每个旋风分离器的转动轴是平行的。
19. 如权利要求17或18所述的一种真空吸尘器，其中每个旋风分离器的 转动轴在垂直于管的纵轴的方向上延伸。
20. 如权利要求16-19任一项所述的一种真空吸尘器，其中该管包括第一平面壁部分和第二相对的壁部分，其中第二部分朝着第一平面壁部分 汇聚到一点，旋风分离器包括位于沿着所述汇聚的第二壁部分的入□。
21. 如权利要求20所述的真空吸尘器，其中第一和第二壁部分分别形成 管的顶部和底部，旋风分离器悬挂于底部。
22. 基本如这里参看附图1-4描述的一种真空吸尘器。
23. 基本如这里参看附图5A-5E任一个描述的一种真空吸尘器。
全文摘要
一种真空吸尘器，包括一对低效率旋风分离器14a.14b，其通过各自的细长形管24a、24b连接上游的各组高效率旋风分离器25a、26a、27a&25b、26b、27b。因而，各组高效率旋风分离器可以远离各自的低效率旋风分离器以行的或者簇的形式设置，因而暴露了低效率旋风分离器一侧的至少一部分。因此，低效率旋风分离器的填满水平将不会模糊并且可以很容易地确定。这种排列方式容许采用各种各样的旋风分离器的结构，并且允许多个小型高效率旋风分离器用作第一分离部，借此减少第二分离部的旋风分离器的尘埃浓度和改善总体分离效率。
文档编号A47L9/16GK101103887SQ20071008661
公开日2008年1月16日 申请日期2007年3月26日 优先权日2006年3月24日
发明者大卫·本杰明·史密斯 申请人:胡佛有限公司