分离设备的制作方法

专利名称：分离设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于从流体流动中分离颗粒的分离设备。特别是，但是并不排他地，本 发明涉及具有这样的用于从带尘气流中去除灰尘颗粒的分离设备的真空吸尘器。
背景技术：
已知分离设备包括用在真空吸尘器中的分离设备，例如旋风分离设备。已知所述 旋风分离设备包括用于分离相对较大颗粒的低效率旋风器；和位于低效率旋风器下游、用 于分离夹杂在气流中的细小颗粒的高效率旋风器(例如，参见EP0 042 723B)。无论使用哪种分离设备，都可能存在少量赃物和灰尘经过分离设备并被携带到马 达驱动的风扇单元的风险。不希望看到赃物和灰尘经过马达风扇和风扇单元，因为风扇会 发生损坏或者可能操作效率降低。为了缓解这些问题，一些真空吸尘器在分离设备和气流发生器之间的气流路径上 包括精细过滤器。该过滤器通常称为马达前过滤器，用来提取残留在经过分离设备之后的 气流中的任何细小赃物和灰尘颗粒。还知道在气流发生器下游气流路径中提供过滤器，从而在气流离开吸尘器之前， 提取任何残留赃物和灰尘颗粒。这种类型的过滤器称为马达后过滤器。马达后过滤器还俘 获马达电刷产生的颗粒。过滤组件应用在Dyson旗下的真空吸尘器中，例如型号为DC04、DC07、DC 12、DC14 和DC15。这种过滤组件的操作原理在GB2349105和EP1239760B中论述。在真空吸尘器应用领域，希望灰尘分离效率尽可能高，同时过滤器保持适当的使 用寿命。

发明内容
因此，本发明提供一种分离设备，包括第一旋风清洁级；布置在第一旋风清洁级 下游的第二旋风清洁级；和布置在第二旋风清洁级下游的过滤器，其中所述过滤器至少局 部被所述第一旋风清洁级包围。这种设置有利地提供了紧凑的结构。在优选实施方式中，过滤器可以是屏障式过 滤器。文中所用术语“屏障式过滤器”应该理解为表示将赃物和灰尘颗粒俘获并保持在过 滤器主体中的过滤器。在优选实施方式中，过滤器可以为细长形状。换句话说，过滤器优选 长度大于宽度。在优选实施方式中，过滤器可以穿过分离设备纵向布置。优选，过滤器的纵 轴线与分离设备的纵轴成一线。理想情况是，过滤器可以容纳为沿着分离设备中心。过滤器的截面可以为任何形状，例如可以为圆形、方形或三角形截面。作为可选方 案，过滤器可以是袋式过滤器。文中所用术语“袋式过滤器”应该理解为表示一般为筒状且 带有闭合下端的过滤器。所述过滤器可以变形，例如可以用软的可折叠材料或织物制成。所 述过滤器可以容纳在过滤器壳体中，例如容纳在细长的过滤器壳体中。所述过滤器可以进 一步包括一个或多个密封件，例如用可变形材料例如塑料或橡胶材料制成的密封件。所述密封件最优选布置成在使用分离设备的过程中，离开第二旋风清洁级的全部或基本上全部 空气都进入并经过所述过滤器。所述过滤器可以用任何适当材料形成，例如玻璃、羊毛、聚酯、聚丙烯、聚氨酯、聚 四氟乙烯或者任何其他适当塑料材料。在优选实施方式中，过滤介质可以是开放单元网状 塑料泡沫，例如聚氨酯泡沫。聚氨酯泡沫可以从聚酯或聚醚制成。在可选实施方式中，过滤器可以用有机材料形成，例如棉花、纤维素、纸或木炭。过 滤介质的孔尺寸为3、或10、或50、或100、或500、或1000孔每英寸(PPI)且孔直径为0. 1微 米或 0. 5mm、或 1mm、或 1. 5mm、或 2mm、或 2. 5mm、或 3mm、或 3. 5mm 至lj 4mm、或 4. 5mm、或 5mm、或 5. 5mm、或6mm、或6. 5mm、或7mm、或7. 5mm、或8mm。在特别优选实施方式中，过滤器是HEPA 过滤器或ULPA过滤器。孔尺寸或过滤介质类型可以沿着过滤介质长度发生变化。例如，孔尺寸可以向着 下游方向减小或增大。孔尺寸的变化可以是在单一过滤介质中发生的逐渐变化，或者多段 过滤介质可以集合在一起形成孔尺寸沿着其长度发生变化的过滤介质。同样，孔尺寸可以 向着下游方向减小或增大，或者作为可选方案，可以以其他随机或非随机的方式变化。在可选实施方式中，过滤器是静电过滤器，例如可以是摩擦静电过滤器、驻极介质 过滤器或者可以是连接到高压电源的静电过滤器。在优选实施方式中，高压电源可以由PCB 提供，PCB优选位于分离设备中，例如位于分离设备的排气集流管内。但是，PCB也可以位于 表面处理装置的主体内，在使用过程中，分离设备可拆卸地连接到所述主体。所述过滤器可选地由任何上述材料相结合地形成。例如，可以由一层或多层过滤 介质形成，这些过滤介质层可以通过任何适当方式粘接或缝合在一起。理想的情况是，第一旋风清洁级包括单一圆柱形旋风器和灰尘收集仓。灰尘收集 仓可以由圆柱形旋风器本身的下段形成，或者可以表现为可拆卸地连接到圆柱形旋风器基 座的单独灰尘收集仓。第一旋风清洁级或其一部分布置在所述过滤器周围，以使过滤器局 部或全部被所述第一旋风清洁级包围。理想的情况是，过滤器外表面不会受到第一旋风清 洁级内侧的漩涡气流影响。换句话说，所述过滤器并不位于单一圆柱形旋风器内侧，而是容 纳在第一旋风清洁级内侧并被其包围。在优选实施方式中，第一旋风清洁级可以布置在第二旋风清洁级或者第二旋风清 洁级一部分的周围，以使第二旋风清洁级或其一部分被第一旋风清洁级包围。因此，在该实 施方式中，第二旋风清洁级或其一部分可以容纳在第一旋风清洁级内。在优选实施方式中， 第二旋风清洁级或其一部分可以穿过第一旋风清洁级纵向定位。因此，第一旋风清洁级形 状可以为环形。在特定实施方式中，第二旋风清洁级可以包括多个平行布置的次级旋风器和灰尘 收集仓，所述灰尘收集仓布置在次级旋风器之下。在优选实施方式中，次级旋风器可以在第 一旋风清洁级上方或者至少部分在其上方形成环圈。理想的情况是，次级旋风器围绕第一 旋风清洁级的纵轴线定心。在优选实施方式中，第二旋风清洁级的灰尘收集仓可以穿过分离设备纵向布置， 以使该灰尘收集仓被第一旋风清洁级包围并容纳在其中。理想的情况是，所述过滤器穿过第二旋风清洁级纵向定位。在这种实施方式中，第 二旋风清洁级的灰尘收集仓的形状也可以为环形。在这种实施方式中，第一旋风清洁级、第二旋风清洁级和所述过滤器可以同心布置。优选，它们围绕分离设备共用中轴线布置。优 选，次级旋风器包围所述过滤器的顶部，并且第二旋风清洁级的灰尘收集仓包围所述过滤 器的下部。在优选实施方式中，所述过滤器与第二旋风清洁级分开，但是与其流体连通。文中 所用术语“分开”应该理解为指的是在使用过程中，过滤器不会受到旋风清洁级内形成的漩 涡气流的影响。所述过滤器可以直接位于第二旋风清洁级的下游，或者可以经由空气通道与第二 旋风清洁级流体连通。在特定实施方式中，所述过滤器可以从第二旋风清洁级的顶边缘延伸到分离设备 基部或者基部附近。优选，所述过滤器可以沿着第二旋风清洁级的顶边缘和分离设备基部 之间距离的40%、或45%、或50%、或55%、或60%、或65%、或70%、或75%、或80%、或 85 %、或90 %、或95 %、或100 %延伸。可以选择或者在此之外，过滤器可以从分离设备长度 的 50%、或 55%、或 60%、或 65%、或 70%、或 75%、或 80%、或 85%、或 90%、或 95%、或 100%延伸。本发明的第二方面提供一种真空吸尘器，包括上述分离设备。在特定实施方式中， 分离设备可拆卸地安装到真空吸尘器的主体。


下面将通过示例的方式，参照

本发明，在附图中图1是包含根据本发明的分离设备的罐式真空吸尘器；图2是包含根据本发明的分离设备的立式真空吸尘器；图3a是穿过图1和2所示分离设备的纵截面；图3b是穿过图1和2所示分离设备的水平截面；图4是穿过图3所示静电过滤器的示意截面；图5是穿过分离设备替代实施方式的截面；图6a是穿过分离设备替代实施方式的纵截面；图6b是穿过图6a所示的实施方式的水平截面；图7是穿过分离设备替代实施方式的截面；图8a是穿过分离设备替代实施方式的截面；图8b是图8a所示分离设备的交叠管 组件的透视图；图9a是穿过根据本发明的过滤器的示意截面；和图9b是穿过根据本发明的过滤器的示意截面。
具体实施例方式在说明书中，类似的附图标记指代类似的部件。参照图1和2，示出了真空吸尘器，并且总体以附图标记1表示。在图1中，真空吸尘器1包括主体2、安装在主体2上用来在待清洁表面上挪动真 空吸尘器1的轮子4 ；和可拆卸地安装在主体2上的分离设备6。软管8与分离设备6连 通，马达和风扇单元(未示出)容纳在主体2内，用来将带尘空气经由软管8吸入分离设备
56。通常，接合地板的清洁头(未示出)经由棒耦接到软管8远端，以便于在待清洁表面上 操纵脏空气入口 10。使用时，经由软管8吸入分离设备6的带尘空气在分离设备6中将灰尘颗粒从其 分离。赃物和灰尘收集在分离设备6中，而清洁空气在从真空吸尘器1排出之前，被引导经 过马达，用于冷却目的。图2所示立式真空吸尘器1具有主体2，马达和风扇单元(未示出)安装在主体2 中，并且轮子4安装在主体上，允许真空吸尘器1在待清洁表面上挪动。清洁头14可枢转 地安装在主体2的下端，且脏空气入口 10设置在清洁头14下侧，面对待清洁表面。分离设 备6可拆卸地设置在主体2上，且导管16在脏空气入口 10和分离设备6之间建立连通。棒 和手柄组件18可释放地安装到主体2上，位于分离设备6后部。使用时，马达和风扇单元将带尘空气经由脏空气入口 10或棒18吸入真空吸尘器 1。带尘空气经由导管16输送到分离设备6，并且在分离设备6中，夹带的灰尘从空气中分 离并被保持在分离设备中。清洁空气经过马达，用于冷却目的，然后从真空吸尘器1排出。形成每个真空吸尘器1的一部分的分离设备6在图3a、3b、5、6a、6b和7中更为详 细地显示。分离设备6的具体总体形状可以根据采用分离设备6的真空吸尘器1的类型而 发生变化。例如，分离设备6的总长可以相对于分离设备6的直径增大或减小。分离设备6包括第一旋风清洁级20、第二旋风清洁级22和纵向穿过分离设备6定 位的静电过滤器70。静电过滤器的实施方式在图4中更为具体地显示。可以看到第一旋风清洁级20为位于基本上圆柱形外壁24和第二圆柱形壁36之 间的环形室38，第二圆柱形壁相对于外壁24径向向内定位并与其隔开。第一旋风清洁级 20的下端被基座26闭合，基座借助枢轴28枢转连接到外壁24并由卡扣30保持在闭合位 置。在所述闭合位置，基座26抵靠壁24、36下端密封。释放卡扣30则允许基座26从外壁 24和第二圆柱形壁36枢转离开，以清空第一旋风清洁级20和第二旋风清洁级22。在该实施方式中，环形室38的顶部形成第一旋风清洁级20的圆柱形旋风器32，而 环形室38的下部形成灰尘收集仓34。第二旋风清洁级22包括十二个并行布置的次级旋风 器50和第二灰尘收集仓64。带尘空气入口 40设置在第一级旋风器20的外壁24上。带尘空气入口 40相对于 外壁24切向布置，从而保证将到来的带尘空气被迫绕环形室38遵循螺旋路径行进。第一 旋风清洁级20的流体出口设置成遮罩42形式。遮罩42包括圆柱形壁44，许多穿孔46形 成在该圆柱形壁上。第一旋风清洁级20唯一的流体出口由遮罩42上的穿孔46形成。通道48形成在遮罩42下游。通道48与第二旋风清洁级22连通。通道48可以 呈环形室形式，导向次级旋风器50的入口 52，或者可以呈多个不同的空气通道形式，每个 空气通道导向单独的次级旋风器50。第三圆柱形壁54从漩涡溢流板(vortex finder plate) 56向下向着基座26延伸， 漩涡溢流板形成每个次级旋风器50的顶表面。第三圆柱形壁54位于第二圆柱形壁36的 径向内部，并且从圆柱形壁36隔开，从而在两者之间形成第二环形室58。当基座26处于闭合位置时，第三圆柱形壁54可以向下达到基座26并抵靠基座26 密封，如图5和6a所示。作为可选方案，如图3a和7所示，第三圆柱形壁54可以终止而未 到达基座26，并且可以借助静电过滤器基板60密封。
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次级旋风器50布置成圆圈，基本上或者全部位于第一旋风清洁级20上方。次级 旋风器50的一部分可以伸入第一旋风清洁级20的顶部。次级旋风器50布置成环圈，该环 圈定心在第一旋风清洁级20的轴线上。每个次级旋风器50具有向下朝着第一旋风清洁级 20轴线倾斜的轴线。每个次级旋风器50形状为截头圆锥形，且包括锥形开口 62，该开口向着第二环形 室58顶部开放。使用时，被次级旋风器50分离的灰尘通过锥形开口 62排出，并且收集在 第二环形室58内。第二环形室58因此形成第二旋风清洁级22的灰尘收集仓64。漩涡溢 流器66设置在每个次级旋风器50的上端。漩涡溢流器66可以是旋涡溢流板56的整体部 分，或者可以穿过漩涡溢流板56。在所示的全部实施方式中，漩涡溢流器流体连接静电过滤 器70。在图3a、5和7所示实施方式中，漩涡溢流器66导向漩涡指状件68，在图3a和5 中，漩涡指状件68与导向静电过滤器70下端的空气通道74连通，而在图7中直接与静电 过滤器70的顶端连通。但是，也可以让漩涡溢流器66与增压室或集流管98连通，而后者 与空气通道连通或者直接与静电过滤器70连通。在图6a中，可以看出漩涡溢流器66与增 压室98连通，增压室直接与静电过滤器70顶端连通。在图3a和3b中，可以看出空气通道74沿着分离设备6中心纵向地布置。静电过 滤器70布置在空气通道74周围，以使空气通道74局部或者全部被静电过滤器70包围。静 电过滤器70上端经由排气集流管94流体连接到分离设备6的排出端口 96。排气集流管 94至少局部包围漩涡指状件68，从而形成包含两条不同流体空气通道的排气集流管，第一 空气通道是排气集流管94本身，而第二空气通道是漩涡指状件68。在图5中，可以看出，空气通道74为环形，且至少局部被静电过滤器70包围。空 气通道74布置成向静电过滤器70下端提供流体通道，或者个别流体通道。排气通道100 在静电过滤器70的上端和位于分离设备6下端的排出端口 96之间提供流体通道。排气通 道100沿分离设备6中心纵向布置。空气通道74布置在排气通道100周围，以使排气通道 100局部或全部被空气通道74包围。在图6a中，可以看出增压室98流体连接漩涡溢流器66和静电过滤器70。静电过 滤器70的下端流体连接到位于分离设备6下端的分离设备6的排出端口 96。在该实施方 式中，不存在空气通道或排气通道。在图7中，可以看出漩涡指状件68直接导向静电过滤器70。环形排气通道100布 置在静电过滤器70周围，以使静电过滤器70沿分离设备6中心纵向布置，并且局部或全部 被环形排气通道100包围。环形排气通道100的上端通过位于分离设备6上端的排气集流 管94流体连接到分离设备6的排出端口 96。同样，排气集流管94至少局部包围漩涡指状 件68，以形成包含两个不同流体空气通道的排气集流管94，第一个是排气集流管94本身而 第二个是漩涡指状件68。在上述全部实施方式中，静电过滤器70沿分离设备6纵向布置，以使次级旋风器 50和灰尘收集仓70至少一部分包围静电过滤器70。可以看出次级旋风器50包围静电过 滤器70的顶部，而灰尘收集仓64包围静电过滤器70的下部。还可以看出静电过滤器70 从漩涡溢流板56延伸到基座26附近。在图3a、3b、4和5中所示的实施方式中，静电过滤器70包括同心布置的圆柱形第
7一、第二和第三电极76、78和80。过滤介质82位于第一和第二电极76、78与第二和第三电 极78、80之间。静电过滤器70还包括呈电晕放电电极84和两个曲率较小的电极86形式的电晕 放电装置。但是，没有电晕放电装置，静电过滤器70也可以工作。曲率较小的第一电极86是第一电极76在过滤介质82下表面88以下的延伸部， 而曲率较小的第二电极86是第三电极80在过滤介质82下表面88以下的延伸部。电晕放电电极84为在过滤介质82下表面88以下延伸的第二电极78的锯齿形下 边缘90的形式。曲率较小的电极86可以看做向电晕放电电极84的锯齿形下边缘90上游 和下游伸出。第一和第三电极76、80处于0伏，而第二电极78处于_4kV到-10kV。电极76、78、 80连接到高压电源。高压电源由PCB93产生，PCB93优选位于排气集流管94内。电极76、78、80可以由任何适当导电材料例如铝形成。在图6a和6b所示的实施方式中，静电过滤器70包括多个平行布置的第一和第二 平板电极76、78。过滤介质82位于每个相邻的第一和第二电极76、78之间，形成分层的静 电过滤器70。静电过滤器70的截面可以为任何形状，但是优选为圆柱形。第一和第二电 极76、78布置在第三圆柱形壁54内侧，第三圆柱形壁提供形成静电过滤器70外表面的管 状通道。第一和第二电极76、78纵向布置成提供多个平行空气通道，它们穿过静电过滤器 70纵向伸展。静电过滤器70还包括呈电晕放电电极84和曲率较小的电极86形式的电晕放电 装置。但是，在没有电晕放电装置的情况下，静电过滤器70也可以工作。每个曲率较小的 电极86是第一电极76在过滤介质82上表面102上方的延伸部。电晕放电电极84为在过 滤介质82上表面102上方延伸的第二电极78的锯齿形上边缘91的形式。可以看出，曲率 较小的电极86向电晕放电电极84的锯齿形上边缘91上游和下游伸出。第一电极76处于0V，而第二电极78处于-4到-10kV。电极76、78连接到高压电 源。在图7中，可以看出上述静电过滤器70被替代形式的静电过滤器70取代。在该 实施方式中，静电过滤器70可以是摩擦静电过滤器或驻极介质静电过滤器70。作为可选方 案，静电过滤器可以是任何适当的过滤器类型，例如由塑料和/或有机材料形成的过滤器。静电过滤器70当然可以由针对图3a、3b、4、5、6a和6b所述的静电过滤器70所取 代。同样，在图3a、3b、4、5、6a和6b中所述的静电过滤器70可以由不同类型的过滤器70 取代，例如摩擦静电过滤器、驻极介质过滤器、由塑料和/或有机材料形成的过滤器。在上述实施方式使用过程中，带尘空气经由带尘空气入口 40进入分离设备6，由 于入口 40切向布置，所以带尘空气遵循外壁24周围的螺旋路径。较大的赃物和灰尘颗粒 被环形室38内的气旋作用沉积并收集在灰尘收集仓34内。被部分清洁的带尘空气经由遮 罩42上的穿孔46离开环形室38，并进入通道48。被部分清洁的带尘空气然后进入次级旋 风器50的切向入口 52。旋风分离作用产生于次级旋风器50内，以便仍然夹杂在气流中的 一些灰尘颗粒发生分离。在次级旋风器50内从气流中分离的灰尘颗粒沉积在第二环形室 58内，该环形室至少形成第二旋风清洁级22的灰尘收集仓64的一部分。被进一步清洁的 带尘空气然后经由漩涡溢流器66离开次级旋风器50。被进一步清洁的带尘空气然后进入
8静电过滤器70。在图3a和3b所示实施方式中，被进一步清洁的带尘空气离开漩涡溢流器66，沿着 漩涡指状件68并从空气通道74向下，向着静电过滤器70的下端行进。然后空气行经由电 晕放电电极84和曲率较小的电极86形成的电晕放电装置，以便残留在被进一步清洁的带 尘空气中的任何灰尘颗粒都带有电荷。包含有带电灰尘的被进一步清洁的带尘空气然后向 上经过过滤介质82。在过滤介质82上产生电势差，以使带电灰尘颗粒被吸引到过滤介质 82的各正负端，从而将它们俘获在过滤介质82内。被清洁的空气然后经由涡旋溢流板56上的孔92离开静电过滤器70的顶部并进 入排气集流管94。然后被清洁的空气经由排出端口 96排出分离设备6。在图5所示实施方式中，被进一步清洁的带尘空气离开漩涡溢流器66，沿着漩涡 指状件68并从空气通道74下降，向着静电过滤器70底端行进。然后空气经过由电晕放电 电极84和曲率较小的电极86形成的电晕放电装置，以使残留在被进一步清洁的带尘空气 中的任何灰尘颗粒都变得带电。包含带电灰尘的被进一步清洁的带尘空气然后向上经过过 滤介质82。穿过过滤介质82产生电势差，使得带电灰尘可以被吸引到过滤介质82各正负 端，从而将它们俘获到过滤介质82内。然后被清洁的空气离开静电过滤器70顶部，并进入排气通道100，排气通道引导 空气向下经过分离设备6的中心，到达位于分离设备6下端的排出端口 96。在图6a和6b所示实施方式中，被进一步清洁的带尘空气离开漩涡溢流器66并进 入增压室98。所述空气经过增压室98并进入静电过滤器70顶部。然后所述空气经过由电 晕放电电极84和曲率较小的电极86形成的电晕放电装置，以使残留在被进一步清洁的带 尘空气中的任何灰尘颗粒都变得带电。包含带电灰尘的被进一步清洁的带尘空气然后向下 经过过滤介质82。穿过过滤介质82产生电势差，使得带电灰尘颗粒吸引到过滤介质82的 各正负端，从而将它们俘获到过滤介质82内。然后被清洁空气离开静电过滤器70下端并经由位于分离设备6下端的排出端口 96排出分离设备6。在图7所示实施方式中，被进一步清洁的带尘空气离开漩涡溢流器66，沿着漩涡 指状件68进入静电过滤器70。被进一步清洁的带尘空气向下经过静电过滤器70。被清洁 的空气离开静电过滤器70下端并向上经过排气通道100经由位于分离设备6上端的排出 端口 96离开分离设备6。从说明书中应该理解，分离设备6包括两个不同的旋风分离级，和不同的静电过 滤级。第一旋风清洁级20包括单一圆柱形旋风器32。直径相对较大的外壁24意味着颗粒 相对较大的灰尘和赃物将从空气中分离，因为施加在灰尘和赃物上的离心力相对较小。一 些细小的灰尘也可以被分离。较大比例的较大赃物将可靠地沉积在灰尘收集仓34中。存在十二个次级旋风器50，每一个具有比圆柱形旋风器32小的直径，所以较之圆 柱形旋风器32能分离更细小的赃物和灰尘颗粒。它们还具有的额外优势是，应对已经被圆 柱形旋风器32清洁的空气的挑战，并且夹杂灰尘颗粒的数量和平均尺寸更小，除此之外， 情况相同。次级旋风器50的分离效率显著高于圆柱形旋风器32，但是一些较小的颗粒仍然 能经过次级旋风器50，到达静电过滤器70。在上述全部实施方式中，过滤介质82可以由任何适当材料形成，例如由聚酯制成的开放单元网状聚氨酯泡沫。过滤介质82的孔尺寸介于6到12PPI的范围，优选介于8到10PPI的范围。图3 所示过滤介质82的孔尺寸沿着其长度变化，因为由两个部分形成，每个部分具有不同的孔 尺寸。在图4所示实施方式中，上游部分的孔尺寸为8PPI，而下游部分的孔尺寸为10PPI。进一步的实施方式在图8中示出。在该实施方式中，可以看出分离设备包括过滤 器136。该过滤器包括支圈600、基座盖602和位于支圈600和基座盖602之间的四个圆柱 形过滤构件。过滤器136基本上为圆柱形，并包括由支圈600、基座盖602和最内侧第一过 滤构件604界定的中央开口室612。过滤器136构造成容易挠曲、柔性和具有弹性。支圈600形状为环形，沿着垂直于 X轴的Z轴方向的宽度为W。支圈600利用硬度和变形性能让使用者用手压紧或握紧支圈 600并扭曲和挤压过滤器136而使支圈600 (以及过滤器136)发生变形的材料制造。在该 实施方式中，支圈600和基座盖602用聚氨酯形成。过滤器136的每个过滤构件制造成矩形。四个过滤构件通过缝制、粘接或其他适 当技术沿着它们最长的边接合并固紧在一起，以形成具有大体开口的圆柱形形状的过滤器 材料管段。每个圆柱形过滤构件的上端然后接合到支圈600，而每个过滤构件的下端接合到 基座盖602，优选通过在过滤组件136制造过程中包覆模制支圈600和基座盖602的聚氨酯 材料来实现。用来连接过滤构件的可选制造技术包括将聚氨酯粘接和离心铸造到过滤构件 上下端周围。这样，在制造过程中，过滤构件被聚氨酯包封，从而形成能承受使用者操作和 装卸，特别是过滤器136清洗过程中的操作的增强型配置。第一过滤构件604包括具有开放编织或网状结构的稀松布或织物材料层。第二过 滤构件606包围第一过滤构件604，并以非织造过滤介质诸如羊毛形成。第二过滤构件606 的形状和体积经过选择，以便基本上充满由支圈600的宽度W和过滤器136的高度限定的 体积。因此，第二过滤器606的宽度基本上与支圈600的宽度W相同。第三过滤构件608包围第二过滤构件606，并且包括两侧被保护性织物覆盖的静 电过滤介质。这些层通过已知方式借助缝制或其他密封装置保持在一起。第四过滤构件610包围第三过滤构件608，并且包括具有开放织造或网状结构的 稀松布或网材层。在制造过程中，第一过滤构件604的上部接合到支圈600和基座盖602，紧靠第二 过滤构件606。第三过滤构件608的上部接合到支圈600和基座盖602，紧靠第二过滤构件 606，并且第四过滤构件610的上部接合到支圈600和基座盖602，紧靠第三过滤构件608。 这样，过滤构件604、606、608、610在过滤组件136内相对于支圈600和基座盖602保持就 位，以便气流在依次冲击第二、第三和第四过滤构件之前，首先冲击第一过滤构件。对于第 三过滤构件608来说，包括两侧被保护性织物覆盖的静电过滤介质，优选第三过滤构件608 的全部层都接合到支圈600和基座盖602，以便使用过程中第二过滤构件608脱层的风险减 小。在该实施方式中，在使用时，一旦空气离开第二旋风清洁级22，就经过中央开放室 612，并被迫切向地向外朝着过滤器136的过滤构件行进。气流首先进入第一过滤构件604， 然后依次经过第二过滤构件606、第三过滤构件608和第四过滤构件610，在气流经过每个 过滤构件时，灰尘和赃物从气流中除去。
从过滤器136排出的气流进入圆柱形室132并被吸入过滤器出口管176，以从分离 设备顶端72排出。由于过滤器136在该实施方式中的配置，分离设备进一步包括交叠(cross-over) 管组件138。交叠管组件138在图8b中示出，包括环形密封件162和交叠管164。在优选 实施方式中，密封件162是橡胶件，并通过摩擦配合固紧在交叠管164外表面周围。交叠管 164包括上部和下部。密封件162位于交叠管164的上部。交叠管164的上部包括基本上为 杯形的部分166，该杯形部分提供始于分离设备的流体出口，并且该杯形部分具有凸起的、 优选半球形的外表面。交叠管164下部包括唇部168和圆柱形外壳体170，圆柱形外壳体构 造成与圆柱形室132的尺寸和形状对应。唇部168构造成具有略大于圆柱形外壳体170直 径的直径，并且向着圆柱形外壳体170的上端定位。入口室172形成在交叠管164的上部 和下部之间。入口室172由杯形部分166下表面、圆柱形外壳体170上表面和唇部168界 定。交叠管164包括第一组管，其中空气沿着第一方向经过交叠管164 ；和第二组管， 其中空气沿着不同于第一方向的第二方向经过交叠管164。在本实施方式中，八条管位于交 叠管164的圆柱形外壳体170内。这些管包括第一组四条过滤器入口管174 ；和第二组四 条过滤器出口管176。过滤器入口管174布置成环形结构，定心在X轴上，并且过滤器入口 管174均勻分隔在所述环形结构上。过滤器出口管176类似地围绕X轴均勻布置并隔开， 但是相对于过滤器入口管174角度偏移大约45度。参照图8a，漩涡指状件68与交叠管组件138连通。每个漩涡指状件68的出口终 止于交叠管组件138的入口室172。每个过滤器入口管174具有向着圆柱形外壳体170上表面定位并靠近入口室172 的入口开口，和向着圆柱形外壳体170的基座定位的出口开口。每个过滤器入口管174包 括在入口开口和出口开口之间延伸的通道184。通道184具有平滑变化的截面，用来降低经 过交叠管164的气流中的噪音和湍流。每个过滤器出口管176包括位于圆柱形外壳体170的外表面中的入口开口 188 ； 和用来从过滤组件136导送清洁空气离开的排出端口 190。在入口开口 188和排出端口 190 之间延伸的通道186从圆柱形外壳体170的外表面向着X轴经过圆柱形外壳体170。因此， 排出端口 190较之外部开口 188位置更靠近X轴。排出端口 190优选形状为环形。在图9a和9b中，示出了可选布置。在这些实施方式中，第一和第二旋风清洁级被 去掉。过滤器136将定位在与如图8所示的过滤器136相同的位置。但是，不再需要上述 交叠管。在图9a所示实施方式中，来自第二旋风清洁级的空气向下行进到包围过滤器136 的外部空气路径650。所述空气然后经过过滤器136并经由中央排气通道652离开过滤器 136的顶部。在图9b所示实施方式中，来自第二旋风清洁级的空气经过中央开放室612，并且 被迫切向地向外朝向过滤组件132的过滤构件运动。在该实施方式中，从过滤器136排出 的气流进入外圆柱形室132，并朝着分离设备下端72处的排出端口 96前进。
权利要求
一种分离设备，包括第一旋风清洁级；布置在第一旋风清洁级下游的第二旋风清洁级；和布置在第二旋风清洁级下游的细长过滤器，其中所述过滤器至少局部被第一旋风清洁级包围。
2.如权利要求1所述的分离设备，其特征在于，该分离设备具有纵轴线，其中所述过滤 器的纵轴线与所述分离设备的纵轴线成一线。
3.如权利要求1所述的分离设备，其特征在于，所述过滤器由塑料材料形成。
4.如权利要求1所述的分离设备，其特征在于，所述过滤器由有机材料形成。
5.如前述权利要求任一项所述的分离设备，其特征在于，所述过滤器是袋式过滤器。
6.如前述权利要求任一项所述的分离设备，其特征在于，所述过滤器是静电过滤器。
7.如权利要求6所述的分离设备，其特征在于，所述静电过滤器连接到高压电源。
8.如权利要求7所述的分离设备，其特征在于，所述高压电源由位于所述分离设备中 的PCB提供。
9.如前述权利要求任一项所述的分离设备，其特征在于，所述第二旋风清洁级包括多 个次级旋风器和灰尘收集仓。
10.如权利要求9述的分离设备，其特征在于，所述第二旋风清洁级的灰尘收集仓被所 述第一旋风清洁级包围。
11.如权利要求10所述的分离设备，其特征在于，所述静电过滤器局部或全部被所述 第二旋风清洁级包围。
12.如前述权利要求任一项所述的分离设备，其特征在于，所述第一旋风清洁级、第二 旋风清洁级和过滤器围绕所述分离设备的共用中轴线同心布置。
13.如前述权利要求任一项所述的分离设备，其特征在于，所述过滤器从所述第二旋风 清洁级顶边缘或顶边缘附近延伸到分离设备基部或基部附近。
14.一种真空吸尘器，包括如前述权利要求任一项所述的分离设备。
15.如权利要求14所述的真空吸尘器，其特征在于，所述分离设备可拆卸地安装到所 述真空吸尘器的主体。
全文摘要
本发明涉及用于从流体流中分离颗粒的分离设备。特别是，但不排他，本发明涉及具有这种用来从带尘气流中分离灰尘颗粒的分离设备的真空吸尘器。所述分离设备包括第一旋风清洁级、布置在第一旋风清洁级下游的第二旋风清洁级和布置在第二旋风清洁级下游的细长过滤器，其中所述过滤器至少局部被所述第一旋风清洁级包围。
文档编号A47L9/16GK101849805SQ20101015785
公开日2010年10月6日 申请日期2010年3月31日 优先权日2009年3月31日
发明者卢卡斯·霍恩, 戴维·C·沃克, 纪尧姆·K·斯特德曼, 马修·R·朱普 申请人:戴森技术有限公司