УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТИ
SURFACE CLEANER

Данное изобретение относится к устройству для очистки поверхности. В своем предпочтительном варианте осуществления устройство представлено в виде вертикального пылесоса.
Пылесосы, которые используют циклонный отделительный блок, хорошо известны. Примеры данных пылесосов представлены в документах ЕР 0042473, US 4373228, US 3425192, US 660,572, и ЕР 1268076. Отделительный блок содержит первый и второй циклонные отделительные узлы, через которые последовательно проходит поступающий воздух. Это позволяет извлечь из воздушного потока более крупную грязь и мусор на первом отделительном узле, позволяя, при этом второму циклону работать в более оптимальных условиях, и, таким образом, эффективно удалять очень мелкие частицы.
В некоторых случаях второй циклонный отделительный узел включает в себя множество установленных параллельно циклонов. Данные циклоны обычно установлены в кольце, продолжающемся вокруг продольной оси отделительного блока. Благодаря обеспечению множества относительно небольших параллельных циклонов, вместо единственного относительно большого циклона, может быть повышена эффективность отделения отделительного узла, т.е., способность отделительного узла отделять из воздушного потока увлекаемые им частицы. Это происходит благодаря повышению центробежных сил, созданных внутри циклонов, которые выбрасывают частицы пыли из воздушного потока.
Увеличение числа параллельных циклонов может дополнительно повысить эффективность отделения или эффективность давления отделительного узла при том же самом общем сопротивлении давления. Однако когда циклоны установлены в кольце, это может увеличить внешний диаметр отделительного узла, что, в свою очередь, может нежелательно увеличить размер отделяющего блока. Несмотря на то, что данное увеличение размера может быть улучшено путем снижения размера отдельных циклонов, интервал, в котором циклоны могут быть уменьшены, ограничен. Очень небольшие циклоны могут быть быстро блокированы и могут быть губительными для скорости воздушного потока через пылесос и, тем самым, для его эффективности очистки.
Первым объектом изобретения является устройство для очистки поверхности, содержащее первый циклонный отделительный узел, расположенный по потоку после первого циклонного отделительного узла второй циклонный отделительный узел, содержащий множество циклонов, установленных параллельно вокруг оси, и пылесборник, установленный для приема пыли от каждого из множества циклонов, причем каждый циклон содержит впуск текучей среды и выпуск текучей среды, при этом множество циклонов разделено, по меньшей мере, на первый комплект циклонов и второй комплект циклонов, причем впуски текучей среды первого комплекта циклонов установлены в первой группе, а впуски текучей среды второго комплекта циклонов установлены во второй группе, разнесенной по упомянутой оси с первой группой.
Разделение циклонов второго циклонного отделительного узла на первый и второй комплекты, каждый из которых установлен на общей оси и имеет сгруппированные вместе впуски текучей среды, допускает разнесение комплектов по оси. Это дает возможность выбирать количество и размер циклонов второго циклонного отделительного узла с оптимальной эффективностью отделения и очистки в условиях ограничений отделительных блоков по размерам. Например, если оптимальное количество циклонов для второго циклонного отделительного узла равно 24, то, в зависимости от максимального диаметра отделительного блока и/или его максимальной высоты, данные циклоны могут быть установлены в два комплекта по 12 циклонов, три комплекта по 8 циклонов, или четыре комплекта по 6 циклонов. Обеспечение общего для каждого из комплектов циклонов пылесборника может облегчить освобождение и очистку второго циклонного отделительного узла.
Впуски текучей среды комплектов циклонов могут быть установлены в ряде разных устройств. Например, впуски могут быть установлены в винтообразных устройствах, продолжающихся по оси. Первая группа впусков текучей среды предпочтительно установлена, в общем, в первом кольцевом устройстве, а вторая группа впусков текучей среды установлена, в общем, во втором кольцевом устройстве, разнесенном по упомянутой оси с первым кольцевым устройством. Каждое из данных кольцевых устройств является предпочтительно, по существу, перпендикулярным оси. Кольцевые устройства выполнены предпочтительно, по существу, одного и того же размера. Впуски текучей среды внутри каждого кольцевого устройства расположены предпочтительно, по существу, внутри одной плоскости. Альтернативно, впуски текучей среды могут быть расположены в ряде разных плоскостей, каждая из которых предпочтительно перпендикулярна указанной оси.
Ось является предпочтительно продольной осью первого циклонного отделительного узла. Первый циклонный отделительный узел содержит предпочтительно единственный циклон, который является предпочтительно, по существу, цилиндрическим. Первый циклонный отделительный узел предпочтительно, по меньшей мере, частично окружает пылесборник. Устройство содержит предпочтительно второй пылесборник, установленный для приема пыли из первого циклонного отделительного узла. Данный второй пылесборник установлен предпочтительно с возможностью очистки одновременно с пылесборником для приема пыли от каждого из циклонов второго циклонного отделительного узла. Второй пылесборник выполнен предпочтительно кольцевым по форме.
Первый комплект циклонов установлен предпочтительно вокруг части второго комплекта циклонов. Каждый из циклонов второго циклонного отделительного узла имеет предпочтительно конусообразное тело, которое представлено предпочтительно в виде усеченного конуса. Внутри каждого комплекта циклоны являются предпочтительно, по существу, равноудаленными от упомянутой оси. Альтернативно, или дополнительно, циклоны могут быть, по существу, равномерно распределены вокруг упомянутой оси. Первый комплект циклонов установлен предпочтительно так, что продольные оси циклонов сближаются одна с другой. Подобным образом, второй комплект циклонов установлен предпочтительно так, что продольные оси циклонов сближаются одна с другой. В любом случае, продольные оси циклонов пересекают продольную ось первого циклонного отделительного узла.
Угол, под которым продольные оси первого комплекта циклонов пересекают ось первого циклонного отделительного узла, может быть, по существу, тем же самым, что и угол, под которым продольные оси второго комплекта циклонов пересекают продольную ось первого циклонного отделительного узла. Альтернативно, угол, под которым продольные оси первого комплекта циклонов пересекают продольную ось первого циклонного отделительного узла, может быть отличным от угла, под которым продольные оси второго комплекта циклонов пересекают продольную ось первого циклонного отделительного узла. Например, угол, под которым продольные оси второго комплекта циклонов пересекают продольную ось первого циклонного отделительного узла, может быть больше угла, под которым продольные оси первого комплекта циклонов пересекают продольную ось первого циклонного отделительного узла. Увеличение угла, под которым один из комплектов циклонов наклонен к продольной оси первого циклонного отделительного узла, может уменьшить общую высоту отделительного блока.
Устройство может содержать коллектор для приема текучей среды от первого циклонного отделительного узла, и для перемещения текучей среды во второй циклонный отделительный узел. В данном случае каждый из впусков циклонов первого и второго комплектов циклонов предназначен для приема текучей среды из коллектора. Альтернативно, устройство может содержать множество каналов для перемещения текучей среды из первого циклонного отделительного узла во второй циклонный отделительный узел. Впуск текучей среды каждого циклона может быть соединен с соответствующим каналом. Однако для снижения количества каналов циклоны установлены предпочтительно внутри каждого комплекта в виде множества полукомплектов с каждым полукомплектом, содержащим, по меньшей мере, два циклона, и с впусками текучей среды каждого полукомплекта циклонов, установленными для приема текучей среды от каждого соответствующего канала. Таким образом, по второму объекту данное изобретение обеспечивает устройство для очистки поверхности, содержащее первый циклонный отделительный узел, второй циклонный отделительный узел, содержащий множество циклонов, установленных параллельно, причем каждый циклон содержит впуск текучей среды и выпуск текучей среды, при этом множество циклонов разделено, по меньшей мере, на первый комплект циклонов и второй комплект циклонов, и множество каналов для перемещения текучей среды из первого циклонного отделительного узла во второй циклонный отделительный узел, в котором внутри каждого комплекта циклоны установлены в виде множества полукомплектов, причем каждый полукомплект содержит, по меньшей мере, два циклона, при этом впуски каждого полукомплекта циклонов установлены для приема текучей среды из соответствующего канала.
Устройство содержит предпочтительно защитный кожух, образующий выпуск из первого циклонного отделительного узла, причем защитный кожух содержит стенку, имеющую множество сквозных отверстий, и в котором каждый канал содержит впуск, расположенный позади стенки защитного кожуха.
Каждый канал может быть установлен для перемещения текучей среды к одному полукомплекту циклонов. Другими словами, множество каналов может быть разделено на первый комплект каналов, каждый из которых перемещает текучую среду из первого циклонного отделительного узла в соответствующий полукомплект циклонов первого комплекта циклонов, и второй комплект каналов, каждый из которых перемещает текучую среду из второго циклонного отделительного узла в соответствующий полукомплект циклонов второго комплекта циклонов. Каждый из первого комплекта циклонов может быть расположен между двумя соседними каналами второго комплекта каналов.
Альтернативно, каждый канал может быть предусмотрен для перемещения текучей среды к соответствующему полукомплекту циклонов каждого комплекта циклонов. Данное устройство может быть предпочтительным, когда второй циклонный отделительный узел содержит три, или более, циклона, поскольку это позволяет минимизировать количество каналов.
Устройство содержит предпочтительно выпускные каналы для перемещения текучей среды из второго циклонного отделительного узла в выпускную камеру. Каждый выпускной канал может быть установлен для перемещения текучей среды из соответствующего циклона в выпускную камеру. Альтернативно, каждый канал может быть установлен для перемещения текучей среды, по меньшей мере, от полукомплекта циклонов первого комплекта циклонов или полукомплекта циклонов второго комплекта циклонов в выпускную камеру. Выпускная камера установлена предпочтительно для перемещения текучей среды в выпускной канал. Каждый комплект циклонов предпочтительно продолжается вокруг выпускного канала.
Первый комплект циклонов и второй комплект циклонов содержат предпочтительно одно и то же количество циклонов. Каждый из первого комплекта циклонов и второго комплекта циклонов может содержать, по меньшей мере, шесть циклонов.
Второй комплект циклонов расположен предпочтительно, по меньшей мере, над частью первого комплекта циклонов, которые, в свою очередь, расположены предпочтительно, по меньшей мере, над первым циклонным отделительным узлом. Каждый циклон второго комплекта циклонов может быть расположен непосредственно над соответствующим циклоном первого комплекта циклонов. Однако для уменьшения высоты отделительного блока, второй комплект циклонов может быть смещен под углом вокруг продольной оси первого циклонного отделительного узла относительно первого комплекта циклонов. Например, каждый циклон второго комплекта циклонов может быть расположен под углом между смежной парой циклонов первого комплекта циклонов, и разнесен с ней по оси. Это может обеспечить более близкое совместное сближение первого и второго комплектов циклонов и, тем самым, уменьшение общей высоты отделительного блока.
Первый циклонный отделительный узел и второй циклонный отделительный узел образуют предпочтительно часть отделительного блока, установленного на основном корпусе устройства с возможностью удаления. Выпускной канал имеет выпуск, предпочтительно расположенный в основании отделительного блока.
Устройство очистки поверхности выполнено предпочтительно в виде устройства вакуумной очистки. Термин "устройство очистки поверхности" подразумевает широкое смысловое содержание, и включает в себя широкий диапазон машин, имеющих блок передвижения по поверхности с целью ее очистки или обработки каким-то образом. Он включает в себя машины, которые оказывают вытягивающее воздействие на поверхность с извлечением из нее материала, например, пылесосы (сухая, влажная и влажно/сухая очистка), а также машины, которые воздействуют материалом на поверхность, например полировальные/восковочные машины, промывочные машины с оказанием давления, машины для нанесения разметки на поверхности и моечные машины с использованием шампуней. Он также включает в себя газонокосилки и другие режущие машины.
Описанные выше в связи с первым объектом изобретения признаки являются в равной степени применимыми ко второму объекту изобретения, и наоборот.
Далее будут описаны варианты осуществления данного изобретения,только с помощью примера со ссылкой на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 показан первый пример вертикального пылесоса, вид в перспективе спереди и сверху;
на фиг.2 - вид в перспективе спереди и сверху отделительного блока пылесоса из фиг.1;
на фиг.3 - вид сверху отделительного блока;
на фиг.4(а) - вертикальное сечение отделительного блока по линии А из фиг.3, на фиг.4(b) - вертикальное сечение отделительного блока по линии В из фиг.3, и на фиг.4(с) - вертикальное сечение отделительного блока по линии С из фиг.3;
на фиг.5 - вид сверху сечения отделительного блока по линии D из фиг.4(а);
на фиг.6 - схематичная иллюстрация устройства циклонов второго циклонного отделительного узла по центральной оси отделительного блока;
на фиг.7 - схематичная иллюстрация первого альтернативного устройства циклонов второго циклонного отделительного узла по центральной оси отделительного блока;
на фиг.8 - схематичная иллюстрация второго альтернативного устройства циклонов второго циклонного отделительного узла по центральной оси отделительного блока;
на фиг.9 - вид в перспективе спереди и сверху второго примера пылесоса;
на фиг.10 - вид в перспективе спереди и сверху отделительного блока пылесоса из фиг.9;
на фиг.11 - вид спереди отделительного блока из фиг.10;
на фиг.12 - вид сбоку сечения, взятого по линии А-А из фиг.11;
на фиг.13 - вид сверху сечения, взятого по линии В-В из фиг.11;
на фиг.14 - вид в перспективе спереди отделительного блока из фиг.10;
на фиг.15 - вид сечения, взятого по линии С-С из фиг.14; и
на фиг.16 - вид сбоку сечения части альтернативного отделительного блока для применения с пылесосом из фиг.9.
На фиг.1 показан первый пример устройства очистки поверхности, которое выполнено в виде вертикального пылесоса. Пылесос 10 содержит чистящую головку 12, основной корпус 14 и опорный блок 16 для обеспечения возможности перекатывания пылесоса 10 по поверхности пола. Чистящая головка 12 имеет впускное отверстие для загрязненного воздуха, расположенное на нижней стороне чистящей головки 12, обращенной к подлежащей чистке поверхности. Чистящая головка 12 шарнирно соединена с обоймой 18 опорного блока 16, которая, в свою очередь, шарнирно соединена с нижним концом основного корпуса 14. Опорный блок 16 содержит пару колес 20, 22, соединенных с обоймой 18 с возможностью вращения. Каждое колесо 20, 22 выполнено полусферическим и имеет наружную поверхность, по существу, сферической кривизны, так что обойма 18 и колеса 20 образуют сводчатую поверхность. Двигатель и вентилятор (не показан) основного корпуса 14 для протягивания воздушного потока через пылесос 10 расположены между колесами 20, 22 опорного блока 16. Для откачивания потока воздуха из пылесоса 10 одно из колес 20, 22 имеет множество выпускных отверстий для воздуха (не показаны). Опорный блок 16 дополнительно содержит стойку 24, которая является подвижной относительно основного корпуса 14 между опорным положением, как показано на фиг.1, для поддержания основного корпуса 14 в вертикальном положении, и сложенным положением, обеспечивающим пылесосу 10 возможность маневрирования по поверхности пола.
Основной корпус 14 включает в себя отделительный блок 26 для удаления грязи, пыли и/или других отходов из несущего пыль воздушного потока, который всасывается в пылесос двигателем и вентилятором. Первый воздуховод 28 обеспечивает связь между впускным отверстием для загрязненного воздуха чистящей головки 12 и отделительным блоком 26, в то время как второй воздуховод (не показан), выступающий сверху опорного блока 16, обеспечивает связь между отделительным блоком 26, двигателем и вентилятором. Первая часть первого воздуховода 28 проходит через опорный блок 16, а вторая часть первого воздуховода 28 проходит по боковой стороне отделительного блока 26 для перемещения воздушного потока в отделительный блок 26. Основание 30 отделительного блока 26 установлено на впускном участке (не показан) второго воздуховода, а управляемый вручную запор 32 удерживает с возможностью удаления отделительный блок 26 на выступе 34 основного корпуса 14. Для облегчения удаления отделительного блока с основного корпуса 14 отделительный блок 26 может содержать рукоятку 36. Основной корпус 14 также содержит гибкий шланг и жесткое переходниковое устройство 38, которое с возможностью удаления соединено с выступом 34 основного корпуса 14, и рукоятку 39.
При применении двигатель и вентилятор всасывают в пылесос 10 насыщенный пылью воздух либо через впускное отверстие чистящей головки 12 для загрязненного воздуха, либо шланг и жесткое переходниковое устройство 38. Насыщенный пылью воздух, через первый воздуховод 28, переносится в отделительный блок 26. Захваченные воздушным потоком частицы грязи и пыли отделяются от воздуха и удерживаются в отделительном блоке 26. Очищенный воздух перемещается вторым воздуховодом к двигателю и вентилятору, расположенному внутри, и затем удаляется через выпускные отверстия 24 для воздуха.
В общих чертах, отделительный блок 26 содержит первый циклонный отделительный узел 40 и второй отделительный узел 42, расположенный по потоку после первого циклонного отделительного узла 40. Второй циклонный отделительный узел 42 расположен сверху первого циклонного отделительного узла 40, и, в данном примере, первый циклонный отделительный узел 40 продолжается над частью второго циклонного отделительного узла 42;
Более подробно отделительный блок 26 показан на фиг.2-6; для более четкого показа устройства второго циклонного отделительного узла 42 рукоятка 36 опущена. Конкретная общая форма отделительного блока 26 может быть изменена в соответствии с типом пылесоса 10, в котором должен быть использован отделительный блок 26. Например, общая длина отделительного блока 26 может быть увеличена, или уменьшена по отношению к диаметру отделительного блока 26.
Отделительный блок 26 содержит наружную емкость 50, имеющую наружную стенку 52, которая имеет, по существу, цилиндрическую форму и продолжается вокруг продольной оси Y. Наружная емкость 50 является, предпочтительно прозрачной, и элементы отделительного блока 26, которые видны через наружную емкость 50, показаны на фиг.2. Нижний конец наружной емкости 50 закрыт основанием 30 отделительного блока. Основание 30 шарнирно прикреплено к наружной стенке 52 посредством шарнира 54 и удерживается в закрытом положении запором (не показан). Отделительный блок 26 дополнительно содержит вторую цилиндрическую стенку 58, которая является коаксиальной с наружной стенкой 52. Вторая цилиндрическая стенка 58 находится в зацеплении и изолирована от основания 30, когда основание 30 находится в закрытом положении. Вторая цилиндрическая стенка 52 расположена радиально внутри наружной стенки 52 и разнесена с ней с образованием между ними кольцевой камеры 60. В данном примере верхний участок кольцевой камеры 60 образует цилиндрический циклон 62 первого циклонного отделительного узла 40, а нижний участок кольцевой камеры 60 образует пылесборник 64 первого циклонного отделительного узла 40.
С целью приема воздушного потока из первого воздуховода 28 на верхнем конце наружной емкости 50 обеспечен впуск 66 для загрязненного воздуха. Впуск 66 для загрязненного воздуха выполнен тангенциально к наружной емкости 50, чтобы гарантировать принудительное следование поступающего загрязненного воздуха в кольцевой камере 60 по винтовой траектории.
Выпуск текучей среды в наружную емкость 50 выполнен в виде защитного кожуха. Защитный кожух имеет верхнюю стенку 68, выполненную в виде усеченного конуса, нижнюю цилиндрическую стенку 70 и юбку 72, зависящую от цилиндрической стенки 70. Юбка 72 сходит на конус наружу от нижней цилиндрической стенки 70 в направлении наружной стенки 52. В нижней цилиндрической стенке 70 защитного кожуха выполнено множество отверстий 74, и они обеспечивают исключительно выпуск текучей среды из наружной емкости 50.
Вторая кольцевая камера 76 расположена позади защитного кожуха. Для перемещения воздуха из первого циклонного отделительного узла 40 во второй циклонный отделительный узел 42 с камерой 76 сообщается множество каналов. Второй циклонный отделительный узел 42 содержит множество циклонов 80, установленных параллельно, для приема воздуха из первого циклонного отделительного узла 40. Как показано на фиг.4(а) - 4(с), в данном примере циклоны 80 являются, по существу, идентичными, и каждый циклон 80 содержит цилиндрический участок 82 и сужающийся на конус, зависящий от него, участок 84. Для приема текучей среды от одного из каналов цилиндрический участок 82 содержит впуск 86 для воздуха. Сужающийся на конус участок 84 каждого циклона 80 выполнен в виде усеченного конуса и завершается коническим отверстием 88. Для допуска воздуха в циклон 80 на верхнем конце каждого циклона 80 расположена разгрузочная насадка 90. Каждая разгрузочная насадка 90 продолжается вниз от плиты 92 разгрузочной насадки, которая расположена на цилиндрическом участке 82.
Как показано на фиг.5 и 6, в данном примере циклоны второго циклонного отделительного узла 42 разделены на первый комплект 100 циклонов и на второй комплект 102 циклонов. Каждый комплект 100, 102 циклонов предпочтительно содержит одинаковое количество циклонов 80, а в данном примере каждый комплект 100, 102 содержит десять циклонов. Каждый комплект 100, 102 циклонов установлен в кольце, которое отцентрировано на продольной оси Y наружной стенки 52. Внутри каждого комплекта 100, 102 циклонов каждый циклон 80 имеет продольную ось С, которая наклонена вниз и к продольной оси Y наружной стенки 52. Все продольные оси С наклонены под одним и тем же углом к продольной оси Y наружной стенки 52. Внутри каждого комплекта 100, 102 циклоны 80 являются, по существу, равноудаленными от продольной оси Y, и, по существу, равномерно распределены вокруг продольной оси Y.
1
2
1
2
1
2
Для уменьшения наружного диаметра отделительного блока 26 расположение комплектов 100, 102 циклонов является таким, что впуски 86 для воздуха первого комплекта 100 циклонов установлены в первой группе 104, а впуски 86 для воздуха второго комплекта 102 установлены во второй группе 106, которые разнесены с первой группой 104 по продольной оси Y. В данном примере каждая группа 104, 106 из впусков 86 для воздуха расположена внутри соответствующей плоскости P, Р, причем каждая из данных плоскостей P, P, по существу, является перпендикулярной продольной оси Y. Плоскости P, Р расположены по продольной оси Y так, что второй комплект 102 циклонов расположен сверху первого комплекта 100 циклонов. Для минимизации увеличения высоты отделительного блока 26 первый циклонный отделительный узел 40 продолжается вокруг нижней части первого комплекта 100 циклонов, а первый комплект 100 циклонов продолжается вокруг нижней части второго комплекта 102 циклонов.
Внутри каждого комплекта 100, 102 циклонов циклоны 80 дополнительно разделены на множество полукомплектов, которые, каждый, содержат, по меньшей мере, два циклона 80. В данном примере полукомплект циклонов 80 содержит смежную пару циклонов 80, так что первый комплект 100 циклонов разделен на пять полукомплектов 110, 112, 114, 116, 118 циклонов, а второй комплект 102 циклонов также разделен на пять полукомплектов 120, 122, 124, 126, 128 циклонов. Внутри каждого полукомплекта циклоны 80 установлены так, что впуски 86 для воздуха расположены противоположно друг другу.
В данном примере каждый полукомплект циклонов предназначен для приема воздуха от соответствующего одного из множества каналов для перемещения воздуха из первого циклонного отделительного узла 40 во второй циклонный отделительный узел 42. Таким образом, множество каналов разделено в первом комплекте на относительно короткие каналы 130, каждый из которых перемещает воздух из кольцевой камеры 76, расположенной позади защитного кожуха, к впускам 86 для воздуха соответствующего одного из пяти полукомплектов 110, 112, 114, 116, 118 циклонов первого комплекта 100 циклонов, а второй комплект - соответственно длинных каналов 132, каждый из которых перемещает воздух из кольцевой камеры 76 к впускам 86 для воздуха соответствующего одного из пяти полукомплектов циклонов 120, 122, 124, 126, 128 второго комплекта 102 циклонов. Как показано на фиг.5, каждый комплект каналов 130, 132 выполнен вокруг 'продольной оси Y, причем каналы первого комплекта каналов 130 установлены альтернативно второму комплекту каналов 132. Верхний конец каждого канала первого комплекта каналов 130 может быть закрыт частью плиты 92 разгрузочной насадки, общей между циклонами соответствующего полукомплекта 110, 112, 114, 116, 118 первого комплекта 100 циклонов. Подобным образом, верхний конец каждого канала второго комплекта каналов 132 может быть закрыт частью плиты 92 разгрузочной насадки, общей между циклонами соответствующего полукомплекта циклонов 120, 122, 124, 126, 128 второго комплекта 102 циклонов.
Возвращаясь к фиг.4(а) - 4(с), каждая разгрузочная насадка 90 ведет в соответствующий циклонный наконечник-переходник 134, который сообщается с полостью, или коллектором 136, расположенным вверху отделительного блока 26, и который закрыт на верхнем конце крышкой 138 отделительного блока 26. Крышка 138 может также ограничивать часть циклонных наконечников-переходников 134 для перемещения воздуха из второго комплекта 102 циклонов в коллектор 136. Коллектор 136 сообщается с выпускным каналом 140, по которому воздух выдается из отделительного блока 26. Выпускной канал 140 установлен продольно вниз по центру отделительного блока 26 и ограничен третьей цилиндрической стенкой 142, которая зависит от второго циклонного отделительного узла 42. Третья цилиндрическая стенка 142 расположена радиально внутри второй цилиндрической стенки 58 и разнесена со второй цилиндрической стенкой 58 с образованием между ними третьей кольцевой камеры 144. Когда основание 30 находится в закрытом положении, третья цилиндрическая стенка 142 может доходить до основания 30 и быть изолированной от него.
Третья кольцевая камера 144 окружена первой кольцевой камерой 64, и установлена так, что конусные отверстия 88 циклонов 80 второго циклонного отделительного узла 42 выступают в третью кольцевую камеру 144. Поэтому при работе пыль, отделенная циклонами 80 второго циклонного отделительного узла 42, будет выходить через конусные отверстия 88 и собираться в третьей кольцевой камере 144. Таким образом, третья кольцевая камера 144 образует пылесборник второго циклонного отделительного узла 42, и может быть очищена одновременно с пылесборником 64 первого циклонного отделительного узла 40.
При работе пылесоса 10 насыщенный пылью воздух через впуск 66 для загрязненного воздуха входит в отделительный блок 26. Благодаря тангенциальному расположению впуска 66 для загрязненного воздуха насыщенный пылью воздух следует по винтовой траектории вокруг наружной стенки 52. Более крупная грязь и частицы пыли оседают под действием циклона в первой кольцевой камере 60 и скапливаются в пылесборнике 64. Частично очищенный насыщенный пылью воздух, через отверстия 74 в защитном кожухе, выходит из первой кольцевой камеры 60 и поступает во вторую кольцевую камеру 76. Затем частично очищенный воздух проходит в каналы 130, 132 и перемещается во впуски 86 для воздуха циклонов 80. Внутри циклонов 80 устанавливается циклонная сепарация, так что отделение частиц пыли, которые еще увлечены, происходит внутри воздушного потока. Частицы пыли, которые удалены из воздушного потока в циклонах 80, оседают в третьей кольцевой камере 144. Дополнительно очищенный воздух далее выходит из циклонов 80 через разгрузочные насадки 90 и проходит в коллектор 136, из которого воздух поступает в выпускной канал 140. Затем дополнительно очищенный воздух, через выпускной порт 146, расположенный в основании 30 отделительного узла 26, поступает в отделительный блок 26.
Таким образом, отделительный блок 26 включает в себя две отдельные стадии циклонной сепарации. Первый циклонный отделительный узел 20 содержит единственный цилиндрический циклон 62. Относительно большой диаметр наружной стенки 52 означает, что, в основном, из воздуха будут отделяться сравнительно большие частицы грязи и мусора, поскольку воздействующие на грязь и мусор, центробежные силы являются относительно небольшими. Значительная часть более крупного мусора будет безопасно осаждена в пылесборнике 64.
Второй циклонный отделительный узел содержит двадцать циклонов 80, каждый из которых имеет меньший, чем цилиндрический циклон 62, диаметр, и является более подходящим для отделения более мелких частиц грязи и пыли, чем цилиндрический циклон 62. Они обладают дополнительным преимуществом, состоящим в том, что они сталкиваются с воздухом, который был уже очищен цилиндрическим циклоном 62, и поэтому количество и средний размер захваченных воздушным потоком частиц пыли меньше, чем было бы в противном случае. Эффективность отделения циклонов 80 значительно выше эффективности цилиндрического циклона 62.
При желании для удаления более мелких частиц пыли, остающихся в выдаваемом вторым циклонным отделительным узлом 42 воздухе, далее него по ходу, может быть также расположен фильтр (не показан). Данный фильтр может быть расположен в отделительном блоке 26, например, внутри одного коллектора 136 и выпускном канале 140, или он может быть расположен во втором воздуховоде для перемещения воздуха из отделительного блока 26 к двигателю или вентилятору.
Первое альтернативное расположение циклонов 80 второго циклонного отделительного узла 42 представлено на фиг.7, в котором каждый из каналов 150 для перемещения воздуха из первого циклонного отделительного узла 40 во второй циклонный отделительный узел 42 выполнен для подачи перемещаемой воздухом текучей среды в полукомплект циклонов первого комплекта 100 циклонов и в полукомплект циклонов второго комплекта 102 циклонов. Это может уменьшить количество каналов с десяти до пяти.
3
Данное расположение циклонов 80 может быть легко разделено на три или более комплектов циклонов. Например, как показано на фиг.8, третий комплект 158 циклонов может быть расположен над вторым комплектом 102 циклонов. Впуски 86 для воздуха третьего комплекта циклонов 180 установлены в третьей группе 159, которая разнесена по продольной оси Y со второй группой 106. Третья группа 159 впусков 86 для воздуха расположена в плоскости Р, которая, по существу, является перпендикулярной продольной оси Y. Опять, для минимизации увеличения высоты отделительного блок 26, второй комплект 102 циклонов продолжается вокруг нижней части третьего комплекта 158 циклонов. Третий комплект 158 циклонов также разделен на пять полукомплектов 160, 162, 164, 166, 168 циклонов, причем каждый из каналов 150 предназначен для перемещения воздуха к соответствующему полукомплекту каждого первого, второго и третьего комплектов циклонов.
На фиг.9 показан второй пример устройства для очистки поверхности, которое выполнено в виде вертикального пылесоса. Подобно пылесосу 10 из фиг.1, пылесос 200 содержит чистящую головку 12, основной корпус 14 и опорный блок 16 для обеспечения возможности перекатывания пылесоса 10 по поверхности пола. Данные элементы пылесоса 200 являются, в общем, теми же самыми, что и соответствующие элементы пылесоса 10 из фиг.1, и поэтому для элементов основного корпуса 14 и опорного блока 16 использованы те же самые ссылочные номера.
Как и в пылесосе 10, основной корпус 14 пылесоса 200 включает в себя отделительный блок 202 для удаления грязи, пыли и/или другого мусора, из несущего грязь воздушного потока, который всасывается в пылесос 200. Первый воздуховод 28 обеспечивает сообщение между впускным отверстием для загрязненного воздуха чистящей головки 12 и отделительным блоком 202, в то время как второй воздуховод (не показан), выступающий из верхней части опорного блока 16, обеспечивает сообщение между отделительным блоком 202, двигателем и вентилятором, расположенными внутри опорного блока 16. Для облегчения извлечения отделительного блока 202 из основного корпуса 14, отделительный блок 202 может включать в себя рукоятку 204.
Подобно отделительному блоку 26 отделительный блок 202 содержит первый циклонный отделительный узел 206 и второй циклонный отделительный узел 208, расположенный далее по ходу от первого циклонного отделительного узла 206. Второй циклонный отделительный узел 208 расположен над первым циклонным отделительным узлом 206, и в данном примере первый циклонный отделительный узел 206 продолжается вокруг части второго циклонного отделительного узла 208.
Отделительный блок 202 более подробно показан на фиг.10-15; на некоторых из данных фигур рукоятка опущена. Отделительный блок 202 содержит наружную емкость 210, которая имеет наружную стенку 212, являющуюся, по существу, цилиндрической по форме, и которая продолжается вокруг продольной оси Y. Нижний конец наружной емкости 212 закрыт основанием 214 отделительного блока 202. Основание 214 шарнирно прикреплено к наружной стенке 212 посредством шарнира 216 и удерживается в закрытом положении запором. Отделительный блок 202 дополнительно содержит вторую цилиндрическую стенку 218, которая является коаксиальной с наружной стенкой 212. Вторая цилиндрическая стенка 218 расположена радиально внутри наружной стенки 212 и разнесена с ней с образованием между ними кольцевой камеры 220. В данном примере верхний участок кольцевой камеры 220 образует цилиндрический циклон 222 первого циклонного отделительного узла 206, а нижний участок кольцевой камеры образует пылесборник 224 первого циклонного отделительного узла 206.
С целью приема воздушного потока из первого воздуховода 28, на верхнем конце наружной емкости 210 обеспечен впуск 226 для загрязненного воздуха. Впуск 226 для загрязненного воздуха выполнен тангенциально к наружной емкости 210, чтобы гарантировать принудительное следование поступающего загрязненного воздуха вокруг кольцевой камеры 220 по винтовой траектории.
Выпуск текучей среды в наружную емкость 210 выполнен в виде защитного кожуха. Защитный кожух имеет верхнюю стенку 228, выполненную в виде усеченного конуса, нижнюю цилиндрическую стенку 230 и юбку 232, зависящую от цилиндрической стенки 230. В данном примере юбка 232 является, в общем, цилиндрической. В нижней цилиндрической стенке 230 защитного кожуха выполнено множество отверстий (не показаны), и они обеспечивают исключительно выпуск текучей среды из наружной емкости 210.
Вторая кольцевая камера 234 расположена позади защитного кожуха. В данном примере коллектор 236 сообщен с камерой 234 для перемещения воздуха из первого циклонного отделительного узла 206 во второй циклонный отделительный узел 208. Второй циклонный отделительный узел 208 содержит множество циклонов 238, установленных параллельно, для приема воздуха из первого циклонного отделительного узла 206. В примере, показанном на фиг.12 и 15, циклоны 238 являются, в общем, идентичными. Каждый циклон 238 содержит цилиндрический участок 240 и сужающийся на конус, зависящий от него, участок 242. Для приема текучей среды из коллектора 236, цилиндрический участок 240 содержит впуск 244 для воздуха. Сужающийся на конус участок 242 каждого циклона 238 выполнен в форме усеченного конуса и завершается конусным отверстием 246. Для допуска воздуха в циклон 238, на верхнем конце каждого циклона 238 расположена разгрузочная насадка 248. Каждая разгрузочная насадка 90 продолжается вниз от плиты 250, 252, которая расположена на цилиндрическом участке 240.
Как и при отделительном блоке 26, циклоны 238 второго циклонного отделительного узла 208 разделены на первый комплект 254 циклонов и второй комплект 256 циклонов. Каждый комплект 254, 256 предпочтительно содержит одинаковое количество циклонов 238, и в данном примере каждый комплект 254, 256 циклонов содержит одиннадцать циклонов 238. Каждый комплект 254, 256 циклонов выполнен в виде кольца, которое отцентрировано на продольной оси Y наружной стенки 212, и, таким образом, первого циклонного отделительного узла 206. Внутри каждого комплекта 254, 256 циклонов каждый циклон 238 имеет продольную ось С, которая наклонена вниз и к продольной оси Y наружной стенки 212. Как и при отделительном блоке 26, продольные оси С наклонены под одним и тем же углом к продольной оси Y наружной стенки 212. Внутри каждого комплекта 254, 256 циклонов циклоны 238 являются, по существу, равноудаленными от продольной оси Y и, по существу, равномерно распределенными вокруг продольной оси Y.
1
2
1
2
1
2
Опять, для уменьшения наружного диаметра отделительного блока 202, комплекты 254, 256 циклонов расположены так, что впуски 244 для воздуха первого комплекта 254 циклонов установлены в первой группе, а впуски 244 для воздуха второго комплекта 256 циклонов установлены во второй группе, которая разнесена по продольной оси Y с первой группой. Подобно отделительному блоку 202 и как показано на фиг.15, каждая группа впусков 244 расположена внутри соответствующей плоскости P, Р, причем каждая из данных плоскостей P, P является, по существу, перпендикулярной продольной оси Y. Плоскости P, Р расположены по продольной оси Y так, что второй комплект 256 циклонов расположен сверху первого комплекта 254 циклонов.
Опять, чтобы минимизировать увеличение высоты отделительного блока 202, первый циклонный отделительный узел 206 продолжается вокруг нижней части первого комплекта 254 циклонов, а первый комплект 254 циклонов продолжается вокруг нижней части второго комплекта 256 циклонов. Однако в отличие от отделительного блока 26 циклоны 238 второго комплекта 256 циклонов смещены около продольной оси Y относительно циклонов 238 первого комплекта 254 циклонов. В данном примере каждый циклон 238 второго комплекта 256 циклонов расположен посередине угла между соседней парой циклонов 238 первого комплекта 256 циклонов и разнесен с ней по продольной оси Y, чтобы использовать некоторую часть пространства между парой циклонов 238. Это может обеспечить большее совместное сближение первого и второго комплектов 254, 256 циклонов, дополнительно уменьшая общую высоту отделительного блока 202.
Как отмечалось выше, каждый из циклонов 238 второго циклонного отделительного узла 208 предназначен для приема текучей жидкости из коллектора 236. Таким образом, может быть оправданным наличие рядом с цилиндрической стенкой 230 защитного кожуха впускного отверстия для текучей среды и множества выпусков для текучей среды с целью перемещения текучей среды к впуску 244 соответствующего циклона 238 второго циклонного отделительного узла 208.
Каждая разгрузочная насадка 248 циклонов 238 первого комплекта 254 ведет в соответствующий циклонный наконечник-переходник 258, который сообщается с наружной камерой 260, расположенной в верхней части отделительного блока 202. Циклонные наконечники-переходники 258 проходят через отверстия, выполненные в плите 252 разгрузочных насадок. Каждая разгрузочная насадка 248 циклонов 238 второго циклонного комплекта 256 циклонов выдает текучую среду непосредственно в наружную камеру 260. Наружная камера 260 закрыта на верхнем своем конце крышкой 261 отделительного блока 202. Наружная камера 260 сообщается с выпускным каналом 262, по которому воздух удаляется из отделительного блока 202. Выпускной канал 262 установлен продольно вниз по центру отделительного блока 202 и ограничен третьей цилиндрической стенкой 264, которая зависит от плиты 252 разгрузочных насадок. Третья цилиндрическая стенка 264 расположена радиально внутри второй цилиндрической стенки 218 и разнесена со второй цилиндрической стенкой с образованием между ними третьей кольцевой камеры 266.
Третья кольцевая камера 266 окружена первой кольцевой камерой 224, и выполнена так, что конусные отверстия 246 циклонов 238 второго циклонного отделительного узла 208 выступают в третью кольцевую камеру 266. Поэтому при работе пыль, отделенная циклонами 238 второго циклонного отделительного узла 208, будет выходить через конусные отверстия 246 и собираться в третьей кольцевой камере 266. Таким образом, третья кольцевая камера 266 образует пылесборник второго циклонного отделительного узла 208.
Опять, при желании для удаления более мелких частиц пыли, остающихся в выдаваемом вторым циклонным отделительным узлом 208 воздухе, далее него по ходу, может быть также расположен фильтр (не показан). Данный фильтр может быть расположен внутри одного выпуска камеры 260 и выпускного канала 262.
2
1
В каждом рассмотренном выше отделительном блоке 26, 202 продольные оси С циклонов 80, 238 установлены под одним и тем же углом к продольной оси первого циклонного отделительного узла 40, 204. Однако циклоны могут быть установлены так, что продольные оси циклонов одного из комплектов циклонов наклонены под другим углом к циклонам другого комплекта циклонов. Увеличение угла, под которым один из комплектов циклонов наклонен к продольной оси первого циклонного отделительного узла, может уменьшить общую высоту отделительного блока. Например, фиг.16 показывает вариант устройства циклонов отделительного блока 26. На фиг.16 показан эквивалентный вид фиг.4(b) и представляет продольные оси С циклонов 80 второго комплекта 102 циклонов, наклоненные под большим углом к продольной оси Y первого циклонного отделительного узла 40, чем продольные оси C циклонов 80 первого комплекта 100 циклонов.