Устройство для циклонной сепарации
CYCLONE SEPARATION DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к устройству для циклонной сепарации, и к пылесосу, содержащему такое устройство для циклонной сепарации.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Циклонная технология может быть использована в безмешковых пылесосах для отделения частиц грязи от загрязненного воздуха, проходящего через устройство. Частицы грязи собираются в специальном пылеприемнике после отделения от основного воздушного потока. Циклонные сепараторы позволяют пылесосам поддерживать постоянные характеристики вакуума. Воздух поступает в циклонную камеру в нижней части и проходит циклонно благодаря геометрической форме. Частицы грязи выталкиваются во внешнем направлении создаваемыми центробежными силами и следуют по спиральной траектории вверх в направлении выпуска циклонной камеры в пылеприемник. Воздушный поток в циклонной камере выходит из системы в центральной части. Воздух внутри циклонной камеры быстро вращается и проходит через выходные ребра в верхней части. Благодаря большому зазору в сочетании с ребрами создаются завихрения, вызывающие пульсации воздуха. Они усиливаются за счет объемов и форм пылеприемника и выходного отверстия циклонной камеры (напоминающих основной объем и горловину стандартного резонатора Гельмгольца). Примером такого механизма является обдув открытого горлышка бутылки.
US 2014373307 раскрывает устройство для циклонной сепарации для отделения частиц от воздуха и циклонный пылесос. Его цель заключается в снижении уровня шума без ухудшения характеристик отделения грязи. Это достигается за счет конструкции, содержащей циклонную камеру, камеру для сбора грязи, расположенную рядом с циклонной камерой для сбора частиц грязи, отделенных от воздуха, канал для грязи между циклонной камерой и камерой сбора грязи, обеспечивающий возможность прохождения частиц грязи из циклонной камеры в направлении камеры сбора грязи, воздуховод, расположенный рядом с каналом для грязи для уменьшения количества движения воздуха в канале для грязи.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Помимо прочего, задачей изобретения является обеспечение усовершенствованного устройства для циклонной сепарации, создающего еще меньше шума. Изобретение определено независимыми пунктами формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Один аспект изобретения обеспечивает устройство для циклонной сепарации, которое содержит циклонную камеру для отделения грязи от поступающего воздуха, камеру сбора частиц грязи, расположенную рядом с циклонной камерой для сбора частиц грязи, отделенных от воздуха, и канал для грязи между циклонной камерой и камерой сбора грязи для обеспечения возможности выхода частиц грязи из циклонной камеры в камеру сбора грязи. Для уменьшения образования шумогенерирующих воздушных вихрей канал для грязи имеет кромку, выступающую под углом в направлении канала для грязи на выходном ребре циклонной камеры, с которым воздух, вращающийся в циклонной камере, встречается в первую очередь. Предпочтительно кромка образована тангенциальным продолжением стенки циклонной камеры. Предпочтительно ширина кромки составляет по меньшей мере 5 мм, более предпочтительно по меньшей мере 8 мм и еще более предпочтительно 12 мм. Пылесос предпочтительно содержит такое устройство для циклонной сепарации.
Варианты осуществления изобретения обеспечивают решение для выпускного отверстия для грязи из циклонной камеры к пылеприемнику, имеющего специальную новую геометрическую форму, которое не требует разъединяющей части внутри циклонной камеры по US 2014373307. Вихреобразование на первом выходном ребре выхода грязи ограничено. Эти вихри вызывают знакопеременные силы, снижающие массу системы Гельмгольца. Ограничение вихреобразования означает, что величина вихрей становится меньшей. За счет создания острого выходного ребра вихреобразование снижается. Таким образом, данное решение, касающееся размещения параллельно направлению основного потока, не оказывает влияния на вращательное движение воздушного столба в циклонной камере. Это приводит к значительно лучшей эффективности отделения, а также к снижению уровня тонального шума. В настоящем описании термин «острый» означает, что воздух не может легко следовать за поверхностью, вдоль которой он проходит, чтобы попасть в канал для грязи, так как воздух должен был бы изменить направление не менее чем на 90°, чтобы следовать за этой поверхностью для попадания в канал для грязи. В результате такой необходимости выполнения поворота не менее чем на 90°, чтобы следовать за поверхностью, вдоль которой он проходит, способность воздуха создавать большие вихри, приводящие к неприятным уровням шума, снижается.
Эти и другие аспекты изобретения будут очевидны и разъяснены со ссылкой на варианты осуществления изобретения, описанные далее в настоящем документе.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 показан вариант осуществления устройства для циклонной сепарации согласно настоящему изобретению.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 1 показан вариант осуществления устройства для циклонной сепарации согласно настоящему изобретению. Аналогично US 2014373307 устройство для циклонной сепарации имеет циклонную камеру C, камеру D сбора грязи, расположенную рядом с циклонной камерой C, для сбора частиц грязи, отделенных от воздуха, канал DD для грязи между циклонной камерой C и камерой D сбора грязи для обеспечения возможности прохождения частиц грязи из циклонной камеры C в камеру D сбора грязи. Как показано на фигуре, канал DD для грязи в целом может проходить в продольном направлении, которое является радиальным по отношению к циклонной камере C. Циклонная камера C может иметь сливную насадку F цилиндрической формы, имеющую множество неподвижных лопаток на своей внешней окружности или какой-либо другой выход для воздуха, для обеспечения возможности воздуху покидатиь циклонную камеру C с меньшим количеством грязи. В циклонной камере C воздух A вращается по часовой стрелке.
В соответствии с одним признаком настоящего изобретения кромка E выступает в канал DD для грязи на первом выходном ребре канала DD для грязи. В результате воздух не может легко выйти из циклонной камеры C в канал DD для грязи и, таким образом, не может легко создавать вихри, которые вызывают шум. В этом примере кромка E образована тангенциальным продолжением стенки циклонной камеры и имеет ту же толщину, что и эта стенка. Ширина w кромки Е составляет по меньшей мере 5 мм, предпочтительно по меньшей мере 8 мм и более предпочтительно 12 мм. Целесообразно, если кромка E проходит по всей высоте канала DD для грязи, как показано.
Следует отметить, что вышеупомянутые варианты осуществления скорее иллюстрируют, чем ограничивают изобретение, и что специалисты в данной области техники смогут разработать множество альтернативных вариантов осуществления, не выходя за рамки прилагаемой формулы изобретения. Канал DD для грязи может иметь верхнюю стенку. Кромка E также может быть зубчатой кромкой или кромкой, расположенной под углом по отношению к направлению воздушного потока, и т.д. для предотвращения когерентного вихреобразования. Например, кромка E может быть перпендикулярна стенке канала DD для грязи. Толщина кромки E может отличаться от толщины стенки циклонной камеры C. Как правило, предотвращение когерентных (одновременно генерируемых) вихрей уменьшает уменьшение системы Гельмгольца. Для упрощения очистки пространство между кромкой E и стенкой канала DD для грязи можно заполнить так, что грязь не остается в этом пространстве, при условии, что это не сделано таким образом, что воздух может легко следовать по кривой из циклонной камеры C в канал DD для грязи.
Помимо использования в пылесосах, изобретение может быть использовано для применения в циклонах, которые можно использовать в других отраслях промышленности, таких как горнодобывающая промышленность, системы очистки воздуха и т. д..
Никакие ссылочные позиции в формуле изобретения, помещенные в скобки, не должны рассматриваться как ограничивающие объем изобретения. Слово «содержащий» не исключает наличия элементов или этапов, отличных от перечисленных в формуле изобретения. Присутствие одного элемента не исключает наличия множества таких элементов. Изобретение может быть реализовано посредством оборудования, содержащего несколько отдельных элементов, но циклонная камера C и камера D сбора грязи также могут быть отформованы как одно целое. В пунктах формулы изобретения , относящихся к устройству и перечисляющих несколько средств, несколько из этих средств могут быть реализованы одним и тем же элементом аппаратного обеспечения. Меры, изложенные во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, могут быть в комбинации использованы для получения преимущества.