Brevet FR2878144A1 — publié le 20060526

La présente invention concerne un dispositif de collecte de poussière à cyclone. Plus particulièrement la présente invention concerne un dispositif de collecte de poussière à cyclones multiples, qui sépare par centrifugation des substances polluantes de l'air et sépare à nouveau par centrifugation de petites substances polluantes restantes. D'une manière générale, un aspirateur à cyclone sépare des substances polluantes de l'air chargé de saletés en utilisant une force centrifuge. Depuis peu, on a assisté au développement de ce qu'on appelle des dispositifs de collecte de poussière à cyclones multiples, dans lesquels deux ou plus de deux cyclones sont disposés en série ou en parallèle pour améliorer l'efficacité de séparation / de collecte de la poussière. Un problème évident avec des dispositifs de collecte de poussière à cyclones multiples est qu'ils comportent de multiples cyclones. De nombreuses pièces sont nécessaires dans un aspirateur à cyclones multiples par rapport à un dispositif de collecte de poussière à un seul cyclone, en plus des conduits additionnels requis pour raccorder chaque cyclone et former un trajet d'évacuation pour chaque cyclone, ce qui augmente le coût de fabrication d'un aspirateur à cyclones multiples. La présente invention élimine les problèmes mentionnés précédemment d'aspirateur à cyclones multiples en fournissant un dispositif de collecte de poussière à cyclones multiples comportant un nombre d'éléments réduits ou diminués. Un autre but de la présente invention est de fournir un dispositif de collecte de poussière à cyclones multiples présentant une capacité de fabrication améliorée. Pour atteindre les buts indiqués précédemment, il est prévu un dispositif de collecte de poussière à plusieurs cyclones, caractérisé en ce qu'il comprend une unité à cyclones multiples comportant un premier cyclone et une pluralité de cyclones secondaires, un capot supérieur monté sur une partie supérieure de l'unité à cyclones multiples et possédant une pluralité de capots de raccordement formant un trajet de raccordement pour le guidage de l'air sortant du premier cyclone en direction des cyclones secondaires, et un capot d'évacuation formant un trajet d'évacuation pour le guidage de l'air sortant des cyclones secondaires en direction de l'extérieur, les capots de raccordement et le capot d'évacuation étant formés d'un seul tenant avec le capot supérieur, et une unité de collecte de substances polluantes montée sur une partie inférieure de l'unité à cyclones multiples et servant à collecter des substances polluantes séparées du premier cyclone et des cyclones secondaires. Le capot d'évacuation peut comprendre une première zone collectant l'air refoulé par le cyclone secondaire, une pluralité de zones secondaires s'étendant en dérivation à partir de la première zone et placées en communication fluidique avec les cyclones secondaires et une troisième zone qui forme un passage pour évacuer l'air collecté à partir de la première zone. La première zone peut être formée dans une partie médiane du capot supérieur, et la seconde zone est formée radialement au niveau du capot supérieur de manière à guider l'air refoulé par le cyclone secondaire en direction de la zone secondaire. Le dispositif de collecte de poussière à cyclones multiples peut comprendre en outre une garniture d'étanchéité disposée entre le capot supérieur et l'unité à cyclones multiples et servant à fermer de façon étanche des espaces entre les cyclones multiples et guider l'air pénétrant dans ou sortant des cyclones secondaires. La garniture d'étanchéité peut comporter une pluralité de fentes de raccordement disposées radialement et une pluralité de canalisations d'évacuation disposés dans une direction circonférentielle. Le capot d'évacuation du capot supérieur peut recouvrir au moins une partie de la canalisation d'évacuation. La canalisation d'évacuation d'air est formé sur un côté de la troisième zone. Le premier cyclone et les cyclones secondaires sont formés d'un seul tenant. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention, ressortiront de la description donnée ci-après, prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective du dispositif de collecte de poussière à cyclones multiples selon une forme de réalisation de la présente invention; - la figure 2 est une vue en perspective éclatée du dispositif de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe de l'unité à cyclones multiples, prise suivant la ligne III-III sur la figure 2; - la figure 4 est une vue en coupe de l'unité à cyclones multiples, prise suivant la ligne IV-IV sur la figure 2; - la figure 5 est une vue en perspective à plus 25 grande échelle d'une garniture d'étanchéité du dispositif de la figure 2; et - la figure 6 est une vue en perspective à plus grande échelle d'un capot supérieur du dispositif de la figure 2. Dans la description qui va suivre, on a utilisé les mêmes chiffres de référence pour les mêmes éléments, et ce sur différents dessins. Les fonctions ou constructions bien connues ne seront pas décrites de façon détaillée étant donné que cela obscurcirait la description de l'invention par des détails inutiles. En référence à la figure 1, un dispositif de collecte de poussière à cyclones multiples 10 comprend une chambre ou unité à cyclones multiples 11, une unité formant chambre de collecte de substances polluantes 12 et un capot 13. En référence aux figures 2 à 4, l'unité à cyclones multiples 11 comprend un premier cyclone 20 qui sépare des particules de taille relativement importante portées par l'air, de multiples cyclones secondaires 30 qui reçoivent l'air de la part du premier cyclone 20 et qui ensuite séparent des particules plus petites portées par l'air. Comme cela est représenté sur les figures 3 et 4, le premier cyclone 20 comprend un boîtier intérieur cylindrique 21. Comme cela est représenté sur la figure 1, le cyclone possède également un orifice d'aspiration 23 servant à introduire l'air dans le boîtier intérieur 21, et un élément formant grille 27 qui sépare ou tamise des particules de grande taille et qui est raccordé à une sortie pour l'air 25 du boîtier intérieur 21. Le boîtier intérieur 21 est formé d'un seul tenant avec un boîtier extérieur 31, ce qui sera expliqué plus loin. Le fond du boîtier intérieur 21 est ouvert et sa partie supérieure est ouverte pour son raccordement à la sortie 25 pour l'air. La sortie 25 pour l'air est configurée de manière à posséder un diamètre inférieur à celui du boîtier intérieur 21. Comme cela est représenté sur la figure 3, une paroi 26 de guidage de l'air dirige l'air de manière qu'il se déplace vers le bas et applique une force centrifuge aux particules portées par l'air. La paroi 26 de guidage de l'air comprend une partie supérieure en forme de dôme 26A et une partie de fond plate 26B. La partie supérieure en forme de dôme 26A est raccordée à l'orifice d'aspiration 23. L'orifice d'aspiration 23 guide l'air chargé de substances polluantes pour l'introduire dans le boîtier intérieur 21. L'orifice d'aspiration 23 établit une communication fluidique depuis l'extérieur du boîtier extérieur 22 avec le boîtier intérieur 21. L'orifice d'aspiration 23 guide l'air de manière qu'il se déplace graduellement selon un mouvement descendant. L'élément formant grille 27 comprend un corps cylindrique 27a possédant une pluralité de petits trous s, une jupe 27b qui coopère avec une partie inférieure du corps 27a de manière à empêcher que des substances polluantes ayant une taille relativement importante, séparées par centrifugation, dans le boîtier intérieur 21, ne refluent en arrière et sortent par la sortie 25 pour l'air. La partie supérieure du corps 27a est raccordée à la sortie 25 pour l'air. La partie inférieure du corps 27a est fermée et la jupe 27b s'étend le long de la circonférence extérieure de la partie inférieure. La jupe 27b possède un diamètre inférieur à celui du boîtier intérieur 21 et un diamètre supérieur à celui du corps 27a de manière à empêcher un reflux en arrière des substances polluantes séparées par centrifugation dans le boîtier intérieur 21. Chacun des cyclones secondaires 30 est constitué par le boîtier extérieur 31 et un élément formant corne en forme de cône ou d'entonnoir 33. De façon préférée, treize cyclones secondaires 30 sont disposées à un certain intervalle dans la direction circonférentielle, sur le côté extérieur du premier cyclone 20 hormis au niveau de la partie formée par l'orifice d'aspiration 23. L'homme du métier notera qu'on peut utiliser un nombre différent de cyclones secondaires dans le cadre de l'invention décrite, moyennant naturellement une reconfiguration appropriée des autres structures ici décrites. La partie supérieure et la partie inférieure de l'élément en forme de corne 33 sont ouvertes de telle sorte que l'air peut former un tourbillon ou un cyclone avec l'élément en forme de corne 33 et peut descendre et remonter pour sortir de l'élément en forme de corne 33. Le déplacement tourbillonnaire de l'air à l'intérieur du corps en forme de corne 33 applique une force centrifuge aux fines poussières situées dans l'élément en forme de corne 33, cette force provoque la séparation centrifuge de telles poussières de sorte qu'elles sortent de l'élément en forme de corne 33. Le premier cyclone 20 est formé d'un seul tenant avec une pluralité de cyclones secondaires 30 comme cela est représenté sur la figure 2, et ce de façon typique par moulage. Ainsi, le nombre de pièces requises pour l'utilisation de plusieurs cyclones est réduit. Il en résulte que le coût de fabrication est réduit et que la capacité d'assemblage est améliorée. Une unité 12 de collecte des substances polluantes est fixée de façon amovible à la partie inférieure de l'unité à cyclones multiples 11. L'unité de collecte de substances polluantes comprend un réceptacle principal 70 et un élément d'isolation 80. Le réceptacle principal 70 possède le même diamètre intérieur que le boîtier extérieur 31 et est de préférence transparent de sorte que le niveau de saletés dans le réceptacle principal 70 peut être contrôlé visuellement sans qu'il faille retirer le réceptacle principal 70. Comme cela est représenté sur les figures 3 et 4, une tige 91 s'étend ou fait saillie à partir du fond 95 du réceptacle principal 70. La tige 91 contribue à empêcher que les substances polluantes situées dans la première zone d'espace A ne sortent en remontant du réceptacle principal 70 sous l'action d'un écoulement d'air tourbillonnant dans la première zone d'espace A. Une paroi de séparation 93 est prévue sur le fond du réceptacle principal 70, cette partie raccordant la tige 91 à la partie intérieure du réceptacle principal 70. La paroi de séparation 93 empêche que des substances polluantes collectées dans le réceptacle principal 70 ne soient entraînées en rotation ou ne s'écoulent sous l'effet de l'écoulement d'air. En référence à la figure 3, un élément d'isolation 80 comprend un corps cylindrique 81 coopérant avec le boîtier intérieur 21 et une partie formant jupe 83 qui s'étend depuis l'extrémité inférieure du corps 81 et coopère avec l'intérieur du réceptacle principal 70. Cette partie formant jupe 83 de l'élément isolant 80 est de préférence inclinée d'un côté. En tant que tel, lorsque de fines poussières sont collectées dans la partie inclinée de la partie formant jupe 83, la quantité de substances polluantes collectée peut être aisément contrôlée de l'extérieur. Des substances polluantes ayant une taille relativement grande, séparées par le premier cyclone 20, sont collectées dans la première zone d'espace A, formée par l'intérieur de l'élément d'isolation 80 et de la partie inférieure du réceptacle principal 70. La zone d'espace secondaire B, formée par l'extérieur de l'élément d'isolation 80 et la partie supérieure du réceptacle principal 70, est raccordée aux cyclones secondaires 30, et des substances polluantes de taille relativement petite, séparées par centrifugation par le cyclone secondaire 30, sont collectées dans la zone d'espace secondaire B. L'unité formant capot 13 est montée sur la partie supérieure de l'unité à cyclones multiples 11. Un trajet de raccordement F1 guide l'air sortant du premier cyclone 20 pour l'introduire dans les cyclones secondaires 30 et est formé d'un seul tenant avec un trajet d'évacuation F2 servant à évacuer, à l'extérieur, l'air sortant des cyclones secondaires 30. L'unité formant capot 13 comprend une garniture d'étanchéité 100 et un capot supérieur 200. Comme cela a été décrit précédemment, l'unité formant capot 13 possède à la fois le trajet de raccordement Fl et le trajet d'évacuation F2, qui sont formés d'un seul tenant entre eux et par conséquent le nombre d'éléments et le coût de fabrication diminuent de façon notable par rapport à un dispositif classique de collecte de poussière à cyclones multiples qui requiert un grand nombre d'éléments de raccordement pour le trajet de raccordement F1 et le trajet d'évacuation F2. En outre, les possibilités d'assemblage sont considérablement améliorées par rapport à un dispositif classique de collecte de poussière à cyclones multiples, dans lequel on doit réaliser un assemblage un par un du trajet de raccordement F1 et du trajet d'évacuation F2 avec la pluralité de cyclones. En référence aux figures 2 et 5, la garniture d'étanchéité 100 est disposée entre le capot supérieur 200 et l'unité à cyclones multiples 11 de manière à fermer de façon étanche un espace situé entre eux, et guide l'air pénétrant dans le cyclone secondaire 30 ou en sortant. La garniture d'étanchéité 30 comprend une pluralité de fentes de raccordement 110 qui sont disposées radialement autour du centre ou de la garniture d'étanchéité, et une pluralité de canalisations d'évacuation 120 qui sont disposées également autour du centre de la garniture d'étanchéité. Une fente linéaire de raccordement 110 accouple fluidiquement le premier cyclone 20 et les cyclones secondaires 30. La fente de raccordement 110 est agencée en forme de crochet et entoure la canalisation d'évacuation 120. De l'air sortant du premier cyclone 20 est guidé dans une direction centrifuge dans le cyclone secondaire 30 en raison de la présence de la fente de raccordement en forme de crochet 110 de sorte que de fines substances polluantes peuvent être séparées d'une manière plus efficace dans le cyclone secondaire 30. Une pluralité de canalisations d'évacuation 120 sont disposées dans une direction circonférentielle de la garniture d'étanchéité 100. De l'air, qui a été filtré d'une manière centrifuge, remonte et sort des canalisations d'évacuation 120. Lorsque la garniture d'étanchéité recouvre les cyclones secondaires 30, une partie de la canalisation d'évacuation 120 fait saillie vers le bas hors de la garniture d'étanchéité 100 à l'intérieur de l'élément en forme de corne 33 du cyclone secondaire 30, et fait saillie vers le haut à partir de la garniture d'étanchéité 30 pour pénétrer dans le capot supérieur 200. La canalisation d'évacuation 120 peut être formé séparément de la garniture d'étanchéité 100 ou être solidaire de cette dernière. En référence aux figures 2 et 6, un trajet d'air 210 du capot de raccordement et un capot d'évacuation 220 sont formés d'un seul tenant par moulage du capot supérieur 200. En tant que tel, le trajet d'air 210 du capot et le capot d'évacuation 220 peuvent être fabriqués en une seule fois, ce qui réduit le nombre d'éléments et le coût de fabrication. Le capot supérieur possédant le trajet d'air 210 du capot de raccordement et le capot d'évacuation 220 recouvrent la garniture d'étanchéité 100, et le trajet de raccordement F1 et le trajet d'évacuation F2 sont formés d'un seul tenant, ce qui contribue à améliorer la capacité de fabrication. Une pluralité de trajets d'air 210 du capot de raccordement sont disposés radialement, ces trajets possédant la configuration de crochets comme la fente de raccordement 110. Lorsque les trajets d'air 210 du capot de raccordement recouvrent la fente de raccordement 110, le trajet de raccordement F1 est défini d'une manière étanche, ce trajet guidant l'air circulant par l'intermédiaire du premier cyclone 20 en direction du cyclone secondaire 30. De façon spécifique, le trajet de raccordement F1 guide l'air évacué vers la sortie d'air 25 du premier cyclone 20 en direction du centre pour pénétrer dans le cyclone secondaire 30. Le capot d'évacuation 220 et la garniture d'étanchéité 100 forment le trajet d'évacuation F2 pour évacuer, vers l'extérieur, l'air qui sort de la canalisation d'évacuation 120. A cet effet, le capot d'évacuation 220 renferme au moins une partie de la canalisation comprend une conjointement secondaires 30 s'étendant en dérivation à partir de la première zone 221 et raccordées aux cyclones secondaires 30 selon une communication fluidique, et une troisième zone 223 qui est un passage pour évacuer l'air réuni à partir de la première zone 221. La première zone 221 est une zone cylindrique formée dans la partie centrale du capot supérieur 200 et possède un espace qui collecte l'air évacué par la canalisation d'évacuation 120 lorsque le capot supérieur 200 recouvre la garniture d'étanchéité 100. seconde zone 222 s'étend radialement en partir de la première zone 221 et possède une pluralité de passages guidant l'air évacué par la première canalisation d'évacuation 120 en direction de la première zone 221 lorsque le capot supérieur 200 recouvre la garniture d'étanchéité 100. La seconde zone 222 possède une configuration en Y de manière à recouvrir chacune de douze parmi les treize canalisations d'évacuation 120, deux par deux, et sinon une canalisation pour recouvrir le reste de canalisation d'évacuation 120. Le capot de raccordement 210 recouvre la zone secondaire 222 afin d'utiliser la surface d'évacuation 120. Le capot d'évacuation 220 première zone 221 qui fait circuler ou réunit l'air évacué des cyclones à une pluralité de zones secondaires 222 La dérivation à maximale du capot supérieur 200. La troisième zone 223 s'étend linéairement en dérivation à partir de la première zone 221 et forme un passage pour évacuer l'air collecté dans la première zone 221 lorsque le capot supérieur 200 recouvre la garniture d'étanchéité 100. Une canalisation d'évacuation d'air 230 est formée sur un côté de la troisième zone 223. La canalisation cylindrique d'évacuation d'air 230 est un passage servant à évacuer finalement l'air et est formée d'un seul tenant avec la troisième zone 223 ou séparément de cette dernière. Une source d'entraînement servant à générer la source d'aspiration peut être montée directement ou indirectement sur la canalisation d'évacuation 230. En référence aux figures 3 et 4, l'air chargé de substances polluantes pénètre en passant par l'orifice d'aspiration 23, dans le dispositif de collecte de poussière à cyclones 10. La paroi 26 de guidage de l'air guide l'air de manière à former un écoulement rotatif, puis l'air pénètre dans le boîtier intérieur 21. Des substances polluantes d'une taille relativement grande tombent et sont collectées dans la première zone d'espace A du réceptacle principal sous l'action d'une force centrifuge formée par la rotation de l'écoulement d'air. Une fois purifié, l'air traverse l'élément formant grille 27 et sort par la sortie 25 pour l'air et pénètre dans des cyclones secondaires pour subir une filtration centrifuge supplémentaire. L'air ascendant passant par la sortie 25 pour l'air rencontre une surface intérieure 100a de la garniture d'étanchéité 100 et diffuse. Il en résulte que cet air circule du trajet de raccordement F1 formé par la fente de raccordement 110 et le capot de raccordement 210 pour pénétrer dans les cyclones secondaires 30. Les cyclones secondaires 30 séparent par centrifugation des substances polluantes ayant une taille relativement petite, qui n'ont 2878144 12 pas été séparées par le premier cyclone 20. Les substances polluantes de petite taille séparées par les cyclones secondaires 30 tombent dans la zone d'espace secondaire B et s'y accumulent. L'air, qui est séparé des substances polluantes de petite taille, circule dans la canalisation d'évacuation 120 de la garniture d'étanchéité 100 puis est évacué le long du trajet de décharge F2 formé par la garniture d'étanchéité 100 et le capot supérieur 200, en direction de l'extérieur. Dans un dispositif de collecte de poussière à cyclones multiples utilisé conformément à la présente invention telle que décrite précédemment, le premier cyclone 20 et le cyclone secondaire 30 sont formés d'un seul tenant de sorte que le nombre d'éléments pour le dispositif de collecte de poussière à cyclones multiples peut être réduit, que le coût peut être réduit et que la capacité d'assemblage peut être améliorée. La forme de réalisation précédente est un exemple et ne doit pas être considérée comme limitant la portée de l'invention. L'homme du métier notera que les enseignements de la présente invention peuvent être aisément appliqués à d'autres types de séparateurs de particules et n'est pas limitée à des utilisations dans des aspirateurs. REVENDICATIONS 1. Dispositif de collecte de poussière à plusieurs cyclones, caractérisé en ce qu'il comprend: une unité (11) à cyclones multiples comportant un premier cyclone (20) et une pluralité de cyclones secondaires (30), un capot supérieur (200) monté sur une partie supérieure de l'unité à cyclones multiples (11) et possédant une pluralité de capots de raccordement formant un trajet de raccordement (F1) pour le guidage de l'air sortant du premier cyclone (20) en direction des cyclones secondaires (30), et un capot d'évacuation (220) formant un trajet d'évacuation (F2) pour le guidage de l'air sortant des cyclones secondaires en direction de l'extérieur, les capots de raccordement et le capot d'évacuation étant formés d'un seul tenant avec le capot supérieur (200), et une unité (70) de collecte de substances polluantes montée sur une partie inférieure de l'unité à cyclones multiples (11) et servant à collecter des substances polluantes séparées du premier cyclone (20) et des cyclones secondaires (30). 2. Dispositif de collecte de poussière à cyclones multiples selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capot d'évacuation (220) comprend une première zone (221) collectant l'air refoulé par les cyclones secondaires, une pluralité de zones secondaires (222) s'étendant en dérivation à partir de la première zone et placées en communication fluidique avec le cyclone secondaire (30) et une troisième zone (223) qui forme un passage pour évacuer l'air collecté à partir de la première zone (221). 3. Dispositif de collecte de poussière à cyclones multiple selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première zone (221) est formée dans une partie médiane du capot supérieur (200), et la seconde zone (222) est formée radialement au niveau du capot supérieur (200) de manière à guider l'air refoulé par le cyclone secondaire (30) en direction de la zone secondaire. 4. Dispositif de collecte de poussière à cyclones multiples selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une garniture d'étanchéité (100) disposée entre le capot supérieur (200) et l'unité à cyclones multiples (11) et servant à fermer de façon étanche des espaces entre les cyclones multiples et guider l'air pénétrant dans ou sortant des cyclones secondaires (30). 5. Dispositif de collecte de poussière à cyclones multiples selon la revendication 4, caractérisé en ce que la garniture d'étanchéité (100) comprend une pluralité de fentes de raccordement (110) disposées radialement et une pluralité de canalisations d'évacuation (120) disposés dans la direction circonférentielle. 6. Dispositif de collecte de poussière à cyclones multiples selon la revendication 5, caractérisé en ce que le capot d'évacuation (220) du capot supérieur (200) recouvre au moins une partie de la canalisation d'évacuation (120). 7. Dispositif de collecte de poussière à cyclones multiples selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une canalisation d'évacuation d'air (230) est formée sur un côté de la troisième zone (223). 8. Dispositif de collecte de poussière à cyclones multiples selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier cyclone (20) et les cyclones secondaires (200) sont formés d'un seul tenant.