УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ
SURFACE PROCESSING DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству обработки поверхности. В предпочтительном варианте осуществления устройство выполнено в виде установленного вертикально пылесоса.
Уровень техники
Хорошо известны пылесосы, в которых используют циклонное разделительное устройство. Примеры таких пылесосов представлены в US 4373228, US 3425192, US 6607572 и в EP 1268076. Разделительное устройство содержит первый и второй модули циклонного разделения, через которые последовательно проходит поступающий воздух. Это позволяет удалять более крупные частицы пыли и грязи из потока воздуха в первом модуле циклонного разделения, обеспечивая оптимальные условия работы для второго циклона и для эффективного удаления очень мелких частиц.
В некоторых случаях, второй модуль циклонного разделения включает в себя множество циклонов, расположенных параллельно. Эти циклоны обычно расположены в виде кольца, продолжающегося вокруг продольной оси разделительного устройства. Благодаря тому что предусмотрено множество относительно малых циклонов, установленных параллельно, вместо одного, относительно крупного циклона, может быть повышена эффективность разделения модуля циклонного разделения, то есть, возможность модуля циклонного разделения отделять захваченные частицы из потока воздуха. Это связано с тем, что увеличиваются центробежные силы, генерируемые в циклонах, которые обеспечивают выброс частиц пыли из потока воздуха.
Увеличение количества параллельных циклонов позволяет дополнительно повысить эффективность разделения или эффективность давления модуля циклонного разделения при одинаковом общем сопротивлении давлению. Однако когда циклоны расположены в виде кольца, это может увеличить внешний диаметр модуля циклонного разделения, что, в свою очередь, может нежелательно увеличить размер разделительного устройства. В то время как увеличение размера может быть сдержано в результате уменьшения размера отдельных циклонов, при этом степень, в которой циклоны могут быть уменьшены в размере, ограничена. Очень малые циклоны могут быть быстро заблокированы и могут отрицательно влиять на скорость потока воздуха через пылесос и, таким образом, на эффективность его очистки.
Раскрытие изобретения
В первом аспекте настоящего изобретения предложено устройство для обработки поверхности, содержащее:
первый модуль циклонного разделения, включающий в себя, по меньшей мере, один первый циклон;
второй модуль циклонного разделения, расположенный по потоку после первого модуля циклонного разделения и включающий в себя, по меньшей мере, один второй циклон; и
третий модуль циклонного разделения, расположенный по потоку после второго модуля циклонного разделения и включающий в себя множество третьих циклонов, расположенных параллельно вокруг оси, причем каждый третий циклон содержит входное отверстие для текучей среды и выходное отверстие для текучей среды, при этом множество третьих циклонов разделены на, по меньшей мере, первый набор третьих циклонов и второй набор третьих циклонов, причем входные отверстия для текучей среды первого набора третьих циклонов расположены в первой группе, а входные отверстия для текучей среды второго набора третьих циклонов расположены во второй группе, расположенной на расстоянии вдоль оси от первой группы.
Настоящее изобретение, таким образом, обеспечивает устройство обработки поверхности, имеющее разделительное устройство, содержащее, по меньшей мере, три каскада циклонного разделения, при этом циклоны третьего модуля циклонного разделения разделены на наборы. Разделение циклонов третьего модуля циклонного разделения на первый и второй наборы, каждый из которых расположен вокруг общей оси и входные отверстия для текучей среды которого сгруппированы вместе, может обеспечить возможность разнесения вдоль оси наборов третьих циклонов. Это может обеспечить выбор, как количества, так и размера третьих циклонов для оптимизированной эффективности разделения и эффективности очистки в пределах размеров для разделительного устройства.
Каждый набор может содержать одинаковое количество третьих циклонов. Например, если оптимальное количество циклонов для третьего модуля циклонного разделения составляет двадцать четыре, тогда эти циклоны могут быть расположены в виде двух наборов по двенадцать циклонов, трех наборов по восемь циклонов или четырех наборов по шесть циклонов, в зависимости от максимального диаметра разделительного устройства и/или максимальной высоты разделительного устройства. В качестве альтернативы, каждый набор может содержать соответствующее разное количество циклонов. Например, если оптимальное количество циклонов для третьего модуля циклонного разделения представляет собой тридцать шесть, тогда эти циклоны могут быть расположены в первом наборе из восемнадцати циклонов, втором наборе из двенадцати циклонов и третьем наборе из шести циклонов.
Устройство предпочтительно содержит первый пылесборник, предназначенный для приема пыли из первого модуля циклонного разделения, второй пылесборник, предназначенный для приема пыли из второго модуля циклонного разделения, и третий пылесборник, предназначенный для приема пыли из третьего модуля циклонного разделения. Благодаря тому что предусмотрен общий пылесборник для каждого из наборов третьих циклонов обеспечивается возможность более простого опорожнения и чистки третьего модуля циклонного разделения. Первый пылесборник может продолжаться вокруг второго пылесборника и третьего пылесборника. Второй пылесборник может продолжаться вокруг третьего пылесборника. Например, третий пылесборник может иметь, по существу, цилиндрическую форму и каждый из первого и второго пылесборников может иметь кольцевую форму, которая продолжается вокруг цилиндрического первого пылесборника. В качестве альтернативы, третий пылесборник также может иметь кольцевую форму. Пылесборники предпочтительно выполнены с возможностью их одновременного опорожнения.
Второй пылесборник предпочтительно имеет больший объем, чем каждый из первого и третьего пылесборников. Объем второго пылесборника предпочтительно больше, чем сумма объемов первого и третьего пылесборников.
Входные отверстия для текучей среды наборов третьих циклонов могут быть расположены в виде одной из множества разных компоновок. Например, входные отверстия могут быть расположены в виде спиральных компоновок, продолжающихся вокруг оси, таким образом, что входные отверстия для текучей среды располагаются в разных осевых положениях, если измерять вдоль оси. В качестве альтернативы, первая группа входных отверстий для текучей среды может быть расположена в первой кольцевой компоновке, а вторая группа входных отверстий для текучей среды может быть расположена во второй кольцевой компоновке, расположенной на расстоянии вдоль оси от первой кольцевой компоновки. Кольцевые компоновки могут иметь, по существу, одинаковый размер, или они могут иметь, соответственно, разные размеры. Каждая компоновка входных отверстий для текучей среды может быть, по существу, ортогональной к оси. В пределах каждой компоновки входные отверстия для текучей среды могут быть наклонены относительно оси так, что входные отверстия для текучей среды представлены, в общем, в компоновке усеченного конуса, продолжающейся вокруг оси, или они могут быть расположены, по существу, ортогонально оси, в зависимости от угла уклона циклонов относительно оси.
В пределах каждого набора третьи циклоны предпочтительно расположены, по существу, равноудаленно от оси. В качестве альтернативы, или в дополнение, третьи циклоны могут быть расположены, по существу, равноудаленно или под одинаковыми углами, будучи разнесенными вокруг оси.
Ось предпочтительно представляет собой продольную ось первого модуля циклонного разделения. Первый модуль циклонного разделения предпочтительно содержит одиночный первый циклон, который предпочтительно по существу, выполнен цилиндрическим. Первый модуль циклонного разделения предпочтительно, по меньшей мере, частично окружает второй и третий пылесборники.
Первый набор третьих циклонов предпочтительно расположен выше, по меньшей мере, части второго набора третьих циклонов. Первый набор третьих циклонов может быть расположен вокруг части второго набора третьих циклонов, таким образом, чтобы первый набор третьих циклонов перекрывал вдоль окружности часть, предпочтительно верхнюю часть, второго набора третьих циклонов. Это позволяет ближе разместить первый и второй наборы третьих циклонов, уменьшая общую высоту разделительного устройства. По меньшей мере, часть внешней стенки каждого из циклонов первого набора третьих циклонов может формировать часть внешней поверхности устройства обработки поверхности. Внедрение, по меньшей мере, части внешних стенок конусовидных корпусов циклонов во внешнюю поверхность устройства позволяет поддерживать минимальным общий объем устройства.
Радиус первой кольцевой компоновки первой группы входных отверстий для текучей среды может быть больше, чем радиус второй кольцевой компоновки второй группы входных отверстий для текучей среды. В этом случае первый набор третьих циклонов может содержать большее количество циклонов, чем второй набор третьих циклонов.
Каждый из циклонов третьего модуля разделения циклонов предпочтительно имеет конусообразный корпус, который предпочтительно имеет форму усеченного конуса.
Каждый третий циклон имеет продольную ось, и третьи циклоны предпочтительно расположены так, что продольные оси, по меньшей мере, первого набора третьих циклонов приближаются друг к другу. Аналогично, второй набор третьих циклонов предпочтительно расположен таким образом, что продольные оси циклонов приближаются друг к другу. В любом случае продольные оси третьих циклонов предпочтительно пересекают ось, вокруг которой расположены циклоны, которые предпочтительно представляют собой продольную ось первого модуля циклонного разделения.
Продольные оси циклонов первого набора третьих циклонов предпочтительно пересекают ось под одним и тем же углом. Однако продольные оси циклонов первого набора третьих циклонов могут пересекать ось под двумя или больше разными углами. Аналогично, продольные оси циклонов второго набора третьих циклонов предпочтительно пересекают ось под тем же углом, но снова продольные оси циклонов второго набора третьих циклонов могут пересекать ось под двумя или больше разными углами.
Угол, под которым продольные оси первого набора третьих циклонов пересекают ось, может быть, по существу, тем же, что и угол, под которым продольные оси второго набора третьих циклонов пересекают ось. В качестве альтернативы, угол, под которым продольные оси первого набора третьих циклонов пересекают ось, может отличаться от угла, под которым продольные оси второго набора третьих циклонов пересекают ось. Например, угол, под которым продольные оси первого набора третьих циклонов пересекают ось, может быть больше, чем угол, под которым продольные оси второго набора третьих циклонов пересекают ось. Увеличение угла, под которым наборы циклонов наклонены к оси, может уменьшить общую высоту разделительного устройства.
В дополнение к первому и второму наборам третьих циклонов, третий модуль циклонного разделения может содержать третий набор третьих циклонов. Входные отверстия для текучей среды третьего набора третьих циклонов могут быть расположены в третьей группе, которая расположена на расстоянии вдоль оси от первой группы и второй группы. И снова, входные отверстия третьего набора третьих циклонов могут быть размещены в виде спиральной компоновки, продолжающейся вокруг оси. Предпочтительно, однако, третья группа входных отверстий для текучей среды, в общем, расположена в виде третьей кольцевой компоновки, которая расположена на расстоянии вдоль оси от первой и второй кольцевых компоновок. Как упомянуто выше, компоновка входных отверстий для текучей среды может рассматриваться, как ортогональная к оси. В этой третьей компоновке входные отверстия для текучей среды могут быть наклонены относительно оси таким образом, что входные отверстия для текучей среды располагаются, в общем, в виде компоновки усеченного конуса, продолжающейся вокруг оси, или они могут быть расположены, по существу, ортогонально оси, в зависимости от угла наклона циклонов относительно оси.
Второй набор третьих циклонов предпочтительно расположен выше, по меньшей мере, части третьего набора третьих циклонов. Для уменьшения высоты разделительного устройства второй набор третьих циклонов может быть распложен вокруг части третьего набора третьих циклонов, таким образом, что второй набор третьих циклонов перекрывает вдоль окружности часть, предпочтительно верхнюю часть, третьего набора третьих циклонов. Первый набор третьих циклонов также может продолжаться вокруг части третьего набора третьих циклонов таким образом, что этот первый набор третьих циклонов перекрывает вдоль окружности, по меньшей мере, часть каждого из второго и третьего наборов циклонов. Это может дополнительно обеспечить возможность сведения ближе вместе третьих циклонов, для уменьшения общей высоты разделительного устройства.
Радиус второй кольцевой компоновки второй группы входных отверстий для текучей среды может быть больше, чем радиус третьей кольцевой компоновки третьей группы входных отверстий для текучей среды. В этом случае второй набор третьих циклонов может содержать большее количество циклонов, чем третий набор третьих циклонов.
Как упомянуто выше, каждый из циклонов в третьем модуле циклонного разделения предпочтительно имеет конический корпус, который предпочтительно имеет форму усеченного конуса. Циклоны третьего набора третьих циклонов могут быть расположены таким образом, что их продольные оси приближаются друг к другу. В качестве альтернативы, циклоны третьего набора третьих циклонов могут быть расположены так, что их продольные оси располагаются, по существу, параллельно. Эти продольные оси могут быть расположены так, чтобы они были, по существу, параллельны оси, вокруг которой расположены третьи циклоны.
Второй модуль циклонного разделения может содержать одиночный второй циклон. В качестве альтернативы, второй модуль циклонного разделения может содержать множество вторых циклонов, расположенных параллельно. Множество вторых циклонов может быть расположено вокруг оси, вокруг которой расположены третьи циклоны.
Множество вторых циклонов может быть расположено, по меньшей мере, частично выше, по меньшей мере, одного первого циклона в первом модуле циклонного разделения. Множество вторых циклонов может быть расположено, по меньшей мере, частично ниже, по меньшей мере, некоторых из множества третьих циклонов. Множество вторых циклонов может быть расположено выше, по меньшей мере, некоторых из третьих циклонов. Например, множество вторых циклонов может быть расположено вокруг части одного или больше наборов третьих циклонов. Множество вторых циклонов может продолжаться вокруг первого набора третьих циклонов, при этом первый набор третьих циклонов продолжается вокруг второго набора третьих циклонов. Множество вторых циклонов может также продолжаться вокруг второго набора третьих циклонов, при этом множество вторых циклонов перекрывает первые и вторые наборы третьих циклонов в соответствующей разной степени.
Компоновка вторых циклонов вокруг оси может быть, по существу, такой же, как и компоновка первого набора третьих циклонов вокруг оси. Множество вторых циклонов и первого набора третьих циклонов может быть равноудаленным от оси. Каждый второй циклон может быть расположен непосредственно под соответствующим циклоном первого набора третьих циклонов. Другими словами, каждый второй циклон содержит входное отверстие для текучей среды и выходное отверстие для текучей среды, причем входные отверстия для текучей среды вторых циклонов могут быть расположены в группе входных отверстий второго циклона, которая расположена на расстоянии вдоль оси от, по меньшей мере, первой группы. В качестве альтернативы, множество вторых циклонов может быть смещено по углу вокруг оси относительно первого набора третьих циклонов. По меньшей мере, часть внешней стенки каждого из вторых циклонов может формировать часть внешней поверхности устройства обработки поверхности.
Количество третьих циклонов может быть большим, чем количество вторых циклонов. Второй модуль циклонного разделения и первый набор третьих циклонов могут содержать одинаковое количество циклонов.
Каждый второй циклон может, по существу, быть таким же, как и каждый из третьих циклонов. В качестве альтернативы, каждый второй циклон может быть большим или меньшим, чем каждый из третьих циклонов. Каждый из циклонов второго модуля циклонного разделения может иметь конусный корпус, который предпочтительно имеет форму усеченного конуса. Каждый второй циклон может иметь продольную ось, при этом вторые циклоны расположены так, чтобы продольные оси вторых циклонов приближались друг к другу. Продольные оси вторых циклонов могут пересекать ось, вокруг которой эти циклоны размещены под одинаковым углом, как продольные оси первого набора третьих циклонов. Другими словами, множество вторых циклонов и множество первого набора третьих циклонов может быть размещено в первой ориентации относительно оси, и второй набор третьих циклонов может быть размещен во второй ориентации, отличной от первой ориентации относительно оси.
Каждый второй циклон может содержать гибкий участок. Благодаря тому что предусмотрен гибкий участок на каждом втором циклоне, можно предотвратить накопление грязи внутри циклона во время использования устройства обработки поверхности. Каждый второй циклон может содержать конический корпус, имеющий относительно широкий участок и относительно узкий участок, при этом относительно узкий участок каждого второго циклона выполнен гибким. Относительно широкий участок предпочтительно имеет большую жесткость, чем относительно узкий участок. Например, относительно широкий участок конического корпуса может быть сформирован из материала, обладающего большой жесткостью, чем относительно узкий участок конического корпуса. Относительно широкий участок может быть сформирован из пластиков или металлического материала, например из пропилена поликристаллического кремния, ABS или алюминия, тогда как относительно узкий участок может быть сформирован из термопластичного эластомера, TPU, силиконового каучука или натурального каучука. В качестве альтернативы, относительно широкий участок конического корпуса может иметь большую толщину, чем относительно узкий участок конического корпуса. Относительно узкий участок может представлять собой кончик циклона. Кончик может вибрировать во время использования устройства, что может оказывать влияние на разрыв накоплений пыли прежде, чем ее агломерация приведет к блокированию циклона.
По меньшей мере, первый набор третьих циклонов также может содержать такой гибкий участок.
Устройство может содержать первый коллектор для приема текучей среды из первого модуля циклонного разделения и для передачи этой текучей среды во второй модуль циклонного разделения. В этом случае каждое из входных отверстий для текучей среды вторых циклонов выполнено с возможностью приема текучей среды из первого коллектора. Устройство предпочтительно содержит колпак, формирующий выходное отверстие из первого модуля циклонного разделения, колпак, содержащий стенку, имеющую множество сквозных отверстий, при этом первый коллектор расположен с возможностью приема текучей среды из этого колпака. Первый коллектор может содержать множество входных каналов для приема текучей среды из колпака. Входные каналы могут быть расположены под углом вокруг оси.
Устройство может содержать второй коллектор, предназначенный для приема текучей среды из второго модуля циклонного разделения и для передачи этой текучей среды в третьи циклоны третьего модуля циклонного разделения. В этом случае каждое из входных отверстий для текучей среды третьих циклонов выполнено с возможностью приема текучей среды из второго коллектора. Второй коллектор предпочтительно расположен над первым коллектором.
Устройство может содержать выходную камеру для приема текучей среды из выходных отверстий для текучей среды третьих циклонов. Третий набор третьих циклонов предпочтительно расположен ниже выходной камеры, тогда как первый и второй наборы третьих циклонов предпочтительно расположены вокруг выходной камеры. Размещение третьего набора третьих циклонов ниже выходной камеры может дополнительно обеспечить возможность установки максимального количества циклонов третьего модуля циклонного разделения. В этом случае второй коллектор может продолжаться вокруг и ниже выходной камеры для передачи потока текучей среды из циклонов с третий модуль циклонного разделения.
Выходная камера предпочтительно содержит смещенный или подпружиненный соединительный элемент, выполненный с возможностью перемещения относительно модулей циклонного разделения для соединения выходного канала, для приема потока текучей среды из разделительного устройства, соединительный элемент, содержащий выходное отверстие для текучей среды, через которое выпускают поток текучей среды из разделительного устройства. Это позволяет обеспечить возможность поддержания воздухонепроницаемого уплотнения между разделительным устройством и выходным каналом, только благодаря смещению участка разделительного устройства, а именно соединительного элемента в направлении выходного канала.
Модули циклонного разделения предпочтительно формируют часть разделительного устройства, которое предпочтительно установлено с возможностью съема на основном корпусе устройства.
Устройство предпочтительно содержит модуль вентилятора с приводом от электродвигателя, который предназначен для протягивания потока воздуха через устройство. Предоставление разделительного устройства с тремя каскадами циклонного разделения, в котором каждый из второго и третьего модулей циклонного разделения содержит множество циклонов, расположенных параллельно, может обеспечить возможность достаточно высокой эффективности разделения разделительного устройства для обеспечения возможности пропуска потока текучей среды через третий модуль циклонного разделения непосредственно к модулю вентилятора, то есть, без пропуска через узел фильтра, расположенный перед модулем вентилятора.
Устройство обработки поверхности предпочтительно выполнено в виде пылесоса. Термин ′′устройство обработки поверхности′′ должен иметь широкое значение и включает в себя широкий диапазон устройств, имеющих головку для перемещения по поверхности для очистки или обработки поверхности определенным образом. Он включает в себя, помимо прочего, устройства, которые применяют всасывание к поверхности для отвода материала от нее, такие как пылесосы (для сухой, влажной и влажной/сухой уборки), а также устройства, которые наносят материал на поверхность, такие как полировочные устройства/устройства для нанесения воска, стиральные машины, работающие под давлением, устройства для разметки земли и устройства для обработки шампунем. Он также включает в себя газонокосилки и другие режущие устройства.
Во втором аспекте настоящего изобретения также предусмотрено циклонное разделительное устройство, содержащее:
первый модуль циклонного разделения, включающий в себя, по меньшей мере, один первый циклон;
второй модуль циклонного разделения, расположенный по потоку после первого модуля циклонного разделения и включающий в себя, по меньшей мере, один второй циклон; и
третий модуль циклонного разделения, расположенный по потоку после второго модуля циклонного разделения и включающий в себя множество третьих циклонов, расположенных параллельно вокруг оси, при этом каждый третий циклон содержит входное отверстие для текучей среды и выходное отверстие для текучей среды, причем множество третьих циклонов разделены на, по меньшей мере, первый набор третьих циклонов и второй набор третьих циклонов, при этом входные отверстия для текучей среды первого набора третьих циклонов расположены в первой группе, а входные отверстия текучей среды второго набора третьих циклонов расположены во второй группе, которая расположена на расстоянии вдоль оси от первой группы.
Свойства, описанные выше, в связи с первым аспектом изобретения, в равной степени применимы ко второму аспекту изобретения, и наоборот.
Краткое описание чертежей
Предпочтительные особенности изобретения будут описаны только в качестве примера со ссылкой на приложенные чертежи.
На фиг.1 показан вид спереди в перспективе, сверху пылесоса;
на фиг.2(a) - вид сбоку пылесоса, с каналом пылесоса в опущенном положении, и на фиг.2(b) - вид сбоку пылесоса с каналом в поднятом положении;
на фиг.3 - вид спереди в перспективе, сверху пылесоса, со снятым разделительным устройством пылесоса;
на фиг.4 - вид сбоку разделительного устройства;
на фиг.5 - вид в плане разделительного устройства;
на фиг.6(a) - вид сверху в разрезе разделительного устройства вдоль линии А-А, обозначенной на фиг.5, на фиг.6(b) - вид сверху в разрезе вдоль линии В-В, обозначенной на фиг.5, на фиг.6(c) - вид сверху в разрезе вдоль линии С-С, обозначенной на фиг.5, на фиг.6 (d) - вид сверху в разрезе вдоль линии D-D, обозначенной на фиг.5, и на фиг.6(e) - вид сверху в разрезе вдоль линии Е-Е, обозначенной на фиг.5;
на фиг.7(а) - вид сбоку в разрезе разделительного устройства вдоль линии F-F, обозначенной на фиг.4, и на фиг.7(b) - тот же вид в разрезе, как и на фиг.7(a), но без фонового изображения; и
на фиг.8(a) - вид в плане узла качения, и на фиг.8(b) - вид сбоку в разрезе вдоль линии G-G, обозначенной на фиг.8(a).
Осуществление изобретения
На фиг.1 и 2(а) представлены внешние виды устройства обработки поверхности в виде пылесоса 10. Пылесос 10 выполнен как цилиндрический пылесос или пылесос контейнерного типа. В общем пылесос 10 содержит разделительное устройство 12 для отделения грязи и пыли из потока воздуха. Разделительное устройство 12 выполнено в виде циклонного разделительного устройства и содержит внешний сборник 14, имеющий внешнюю стенку 16, которая имеет, по существу, цилиндрическую форму. Нижний конец внешнего сборника 14 закрыт основанием 18, которое прикреплено с возможностью шарнирного поворота к внешней стенке 16. Модуль вентилятора с приводом от электродвигателя для генерирования всасывания, чтобы втягивать воздух, несущий загрязнение, в разделительное устройство 12, расположен внутри узла 20 качения, который расположен позади разделительного устройства 12. Со ссылкой также на фиг.3, узел 20 качения содержит основной корпус 22 и два колеса 24, 26, соединенные с возможностью их вращения с основным корпусом 22, для взаимодействия с поверхностью пола. Входной канал 28, расположенный ниже разделительного устройства 12, передает воздух, несущий загрязнение, в разделительное устройство 12, а выходной канал 30 передает воздух, выпускаемый из разделительного устройства 12, в узел 20 качения.
Рама 32 соединена с основным корпусом 22 узла 20 качения. Рама 32, в общем, имеет форму стрелы и содержит вал 34, соединенный на его заднем конце с основным корпусом 22 узла 20 качения, и, в общем, треугольную головку 36. Наклон боковых стенок головки 36 рамы 32 может способствовать маневрированию пылесоса 10 вокруг углов, мебели или других предметов, вертикально стоящих на поверхности пола, поскольку при контакте с таким предметом такие боковые стенки проявляют тенденцию скольжения относительно вертикально стоящего предмета, для направления узла 20 качения вокруг вертикально стоящего предмета.
Пара узлов 38 колес для зацепления с поверхностью пола соединена с головкой 36 рамы 32. Каждый узел 38 колес соединен с соответствующим углом головки 36 рулевым рычагом 40, имеющим такую форму, чтобы узлы 38 колес были расположены позади головки 36 рамы 32, но находились в контакте с поверхностью пола перед колесами 24, 26 узла 20 качения. Узлы 38 колес, таким образом, поддерживают узел 20 качения при выполнении им маневров на поверхности пола, ограничивая вращение узла 20 качения вокруг оси, которая ортогональна горизонтальным осям узлов 38 колес, и, по существу, параллельно поверхности пола, по которой маневрирует пылесос 10. Расстояние между точками контакта узлов 38 колес с поверхностью пола больше, чем между точками контакта колес 24, 26 узла 20 качения с поверхностью пола. В этом примере каждый рычаг 40 управления соединен на его первом конце с рамой 32 для поворотного движения вокруг соответствующей оси втулки. Каждая ось втулки, по существу, ортогональна осям поворота узлов 38 колес. Второй конец каждого рычага 40 управления соединен с соответствующим узлом 38 колес так, что узел 38 колес может свободно вращаться при движении пылесоса 10 по поверхности пола.
Движением рычагов 40 управления и, таким образом, узлов 38 колес относительно рамы 32, управляют с помощью удлиненного рычага 42 управления траекторией движения. Каждый конец рычага 42 управления траекторией движения соединен со вторым концом соответствующего рычага 40 управления так, что движение рычага 42 управления траекторией движения относительно рамы 32 приводит к тому, что каждый рычаг 40 управления поворачивается вокруг своей оси втулки. Это, в свою очередь, приводит к тому, что каждый узел 38 колес поворачивается вокруг своего соответствующего угла рамы 32 для изменения направления движения пылесоса 10 по поверхности пола.
Движение рычага 42 управления траекторией движения относительно рамы 32 выполняется в результате движения входного канала 28 относительно рамы 32. Так же, как показано на фиг.3, рычаг 42 управления траекторией движения проходит ниже держателя 44 канала, продолжающегося вперед от корпуса 22 узла 20 качения и предпочтительно выполненного как единая деталь с корпусом 22 узла 20 качения. В качестве альтернативы, держатель 44 канала может быть соединен с рамой 32. Входной канал 28 шарнирно соединен с возможность поворота с держателем канала 44 для движения вокруг оси, которая, по существу, ортогональна осям вращения узлов 38 колес. Входной канал 28 содержит продолжающийся назад рычаг 46, который проходит под держателем 44 канала, соединяясь с рычагом 42 управления траекторией движения таким образом, что рычаг 42 управления траекторией движения движется относительно рамы 32 по мере движения рычага 46 с входным каналом 28.
Входной канал 28 содержит относительно жесткий входной участок 48, относительно жесткий выходной участок 50 и относительно гибкий шланг 52, продолжающийся между входным участком 48 и выходным участком 50. Входной участок 48 содержит соединение 54 для соединения с узлом, состоящим из трубы пылесоса и шланга (не показан), для передачи потока воздуха, несущего загрязнения, во входной канал 28. Узел из трубы и шланга соединен с головкой очистителя (не показана), которая имеет всасывающее отверстие, через которое поток воздуха, несущий загрязнения, отбирают в пылесос 10. Входной участок 48 соединен с хомутом 56 и поддерживается им. Хомут 56 содержит элемент 58 качения, катящийся по полу и предназначенный для поддержания хомута 56 на поверхности пола. Задний участок хомута 56 соединен с рамой 32 для поворотного движения вокруг оси поворотного хомута, которая отнесена от и, по существу, расположена параллельно оси поворота входного канала 28. Рама 32 имеет такую форму, чтобы ограничивать поворотное движение хомута 56 относительно рамы 32 в диапазоне приблизительно ±65°.
Выходной участок 50 входного канала 28 соединен с возможностью поворота с держателем 44 канала и продолжается вдоль внешней поверхности разделительного устройства 12. Для перемещения пылесоса 10 по поверхности пола, пользователь тянет за шланг узла, состоящего из шланга и трубы и соединенного с соединением 54, для того, чтобы перемещать пылесос 10 по поверхности пола, что, в свою очередь, заставляет вращаться колеса 24, 26 узла 20 качения, узлы 38 колес и элемент 58 качения и двигаться пылесос 10 по поверхности пола. Для управления пылесосом 10 с поворотом, например, налево, при его движении по поверхности пола, пользователь тянет шланг узла, состоящего из шланга и трубы, влево таким образом, что входной участок 48 входного канала 28 и хомут 56, соединенный с ним, поворачиваются влево вокруг оси поворота хомута. Такое поворотное движение входного участка 48 приводит к изгибу шланга 52 и приложению силы к выходному участку 50 входного канала 28. Эта сила обеспечивает поворот выходного участка 50 вокруг оси поворота канала. Из-за гибкости шланга 52, величина, на которую поворачивается входной участок 48 вокруг оси поворота хомута, больше, чем величина, на которую выходной участок 50 поворачивается вокруг оси поворота канала. Например, когда входной участок 48 поворачивается на угол 65°, выходной участок 50 поворачивается на угол приблизительно 20°. Когда выходной участок 50 поворачивается вокруг оси поворота канала, рычаг 46 двигает рычаг 42 управления траекторией движения относительно рамы 32. Движение рычага 42 управления траекторией движения обеспечивает поворот каждого рычага 40 управления таким образом, что узлы 38 колес поворачивают влево, изменяя, таким образом, направление, в котором движется пылесос 10 по поверхности пола.
Входной канал 28 также содержит держатель 60, на котором устанавливают разделительное устройство 12 с возможностью съема. Держатель 60 соединен с выходным участком 50 входного канала 28 для движения вместе с ним, когда выходной участок 50 поворачивается вокруг оси поворота канала. Держатель 60 продолжается вперед и, в общем, горизонтально, от выходного участка 50, так, что он продолжается поверх шланга 52 входного канала 28. Держатель 60 выполнен из относительно жесткого материала, предпочтительно пластикового материала, таким образом, что держатель 60 не сдавливает шланг 52, когда разделительное устройство 12 устанавливают на держателе 60. Держатель 60 содержит наклоненный передний участок 62, на котором установлен фиксатор 64, который продолжается вверх от него и предназначен для установки внутри выемки 66, сформированной в основании 18 внешнего сборника 14. Когда разделительное устройство 12 установлено на держателе 60, продольная ось внешнего сборника 14 наклонена к оси поворота канала, в данном примере на угол в диапазоне от 30 до 40°. Следовательно, поворотное движение входного канала 28 вокруг оси поворота канала, при маневрировании пылесосом 10 по поверхности пола приводит к повороту разделительного устройства 12 или качанию вокруг оси поворота канала, относительно рамы 32, узла 20 качения и выходного канала 30.
Выходной участок 50 входного канала 48 имеет выпускное отверстие 68 для воздуха, из которого поток воздуха, несущий загрязнение, поступает в разделительное устройство 12. Разделительное устройство 12 представлено на фиг.4-7. Конкретная общая форма разделительного устройства 12 может изменяться в соответствии с размером и типом пылесоса, в котором должно использоваться разделительное устройство 12. Например, общая длина разделительного устройства 12 может быть увеличена или уменьшена относительно диаметра устройства, или форма основания 18 может быть изменена.
Как упомянуто выше, разделительное устройство 12 содержит внешний сборник 14, который имеет внешнюю стенку 16, которая имеет, по существу, цилиндрическую форму. Нижний конец внешнего сборника 14 закрыт изогнутым основанием 18, которое закреплено с возможностью поворота на внешней стенке 16 с помощью шарнира 70 и удерживается в закрытом положении захватом 72, который зацепляется с канавкой, расположенной на внешней стенке 16. В закрытом положении основание 18 герметично закрыто на нижнем конце внешней стенки 16. Захват 72 упруго деформируется таким образом, что в случае, когда направленное вниз давление будет приложено к самому верхнему участку захвата 72, захват 72 выходит из канавки и отсоединяется от нее. В этом случае основание 18 отделяется от внешней стенки 16.
В частности, как показано на фиг.7 (а), разделительное устройство 12 содержит три каскада циклонного разделения. Разделительное устройство 12 содержит первый модуль 74 циклонного разделения, второй модуль 76 циклонного разделения, который расположен ниже по потоку от первого модуля 74 циклонного разделения, и третий модуль 78 циклонного разделения, который расположен ниже по потоку от второго модуля 76 циклонного разделения.
Первый модуль 74 циклонного разделения содержит один первый циклон 80. Первый циклон 80 имеет, в общем, кольцевую форму и имеет продольную ось L1. Первый циклон 80 расположен между внешней стенкой 16 внешнего сборника 14 и первой внутренней стенкой 82 разделительного устройства 12. Первая внутренняя стенка 82 продолжается вокруг продольной оси L1. Первая внутренняя стенка 82 имеет, в общем, цилиндрический нижний участок 84 и кольцевой верхний участок. Верхний участок содержит участок 88 внутренней стенки и, в общем, участок 90 внешний стенки в виде усеченного конуса, продолжающийся вокруг верхнего участка на участке 88 внутренней стенки. Как показано на фиг.6(а) и фиг.7(а), участок 88 внутренней стенки имеет, в общем, зубчатый профиль.
Фланец 92 продолжается радиально наружу от верхнего конца участка 90 внешней стенки. Кольцевой уплотнитель (не показан) может быть расположен на фланце 92, для соединения с внутренней поверхностью внешней стенки 16 и, таким образом, для формирования уплотнения между внешней стенкой 16 и первой внутренней стенкой 82.
Входное отверстие 96 для грязного воздуха предусмотрено в направлении верхнего конца внешней стенки 16 для приема потока воздуха из выходного отверстия 68 для воздуха входного канала 28. Входное отверстие 96 для грязного воздуха расположено поверх выходного отверстия 68 для воздуха входного канала 28, когда разделительное устройство 12 установлено на держателе 60. Входное отверстие 96 для грязного воздуха расположено по касательной к внешнему сборнику 14 для обеспечения принудительного следования поступающего грязного воздуха по спиральному пути при его попадании в разделительное устройство 12.
Выходное отверстие для текучей среды из первого модуля 74 циклонного разделения предусмотрено в виде перфорированного колпака 98. Колпак 98 имеет кольцевую верхнюю стенку 100, которая соединена с внешней поверхностью участка 90 внешней стенки на верхнем участке первой внутренней стенки 82, в общем, цилиндрическую боковую стенку 102, которая свисает с верхней стенки 100 таким образом, что она отнесена радиально от цилиндрического нижнего участка 84 первой внутренней стенки 82, и кольцевую нижнюю стенку 104, которая продолжается радиально внутрь от нижнего конца боковой стенки 102, для соединения с внешней поверхностью нижнего участка 84 первой внутренней стенки 82. В таком варианте осуществления боковая стенка 102 содержит сетчатое отверстие, которое продолжается между верхней стенкой 100 и нижней стенкой 104. На фиг.6(а), сетчатое отверстие радиально поддерживается множеством продолжающихся вдоль оси ребер 105, разнесенных под углом вокруг внешней поверхности первой внутренней стенки 82. Нижняя стенка 104 может иметь, по существу, цилиндрическую внешнюю стенку, как показано на фиг.7(а), или она может иметь внешнюю стенку, которая постепенно сужается наружу от нижнего конца боковой стенки 102.
Разделительное устройство 12 включает в себя первый пылесборник 106 для приема пыли, отделенной от потока воздуха первым циклоном 80. Первый пылесборник 106, в общем, имеет кольцевую форму и продолжается от нижнего конца нижней стенки 104 колпака 98 до основания 18 и от внешней стенки 16 до нижнего участка 84 первой внутренней стенки 82. Когда основание 18 находится в закрытом положении, нижний конец нижнего участка 84 герметично соединен с первым кольцевым уплотнительным элементом 108, который установлен на основании 18.
Разделительное устройство 12 включает в себя вторую внутреннюю стенку 110. Первая внутренняя стенка 82 продолжается вокруг второй внутренней стенки 110 и, по существу, коаксиально выровнена со второй внутренней стенкой 110. Вторая внутренняя стенка 110 имеет, в общем, форму воронки и имеет цилиндрический нижний участок 112, который отнесен радиально от цилиндрического нижнего участка 84 внутренней стенки 82 для определения кольцевой камеры между ними. Вторая внутренняя стенка 110 также имеет верхний участок 114 в форме усеченного конуса, который расширяется радиально наружу от верхнего конца нижнего участка 112 второй внутренней стенки 110 и который радиально отнесен от участка 88 внутренней стенки первой внутренней стенки 82.
Как упомянуто выше, второй модуль 76 циклонного разделения расположен дальше по потоку от первого модуля 74 циклонного разделения. Второй модуль 76 циклонного разделения содержит, по меньшей мере, один второй циклон для приема потока воздуха, выходящего из первого модуля 74 циклонного разделения. В этом варианте осуществления второй модуль 76 циклонного разделения содержит множество вторых циклонов 120, расположенных параллельно. Вторые циклоны 120 скомпонованы в виде, в общем, компоновки усеченного конуса, которая продолжается вокруг и с центром на продольной оси L1. В пределах такой компоновки вторые циклоны 120 равноудаленно разнесены от продольной оси L1 и, в общем, расположены через равные углы вокруг продольной оси L1. Каждый второй циклон 120 идентичен другим вторым циклонам 120. В этом варианте осуществления второй модуль 76 циклонного разделения содержит восемнадцать вторых циклонов 120. В пределах этой компоновки вторые циклоны 120 могут иметь зазор 191 между двумя соседними циклонами 120, в котором расположена кнопка 121 или некоторое другое устройство, которое захватывает или фиксирует механизм.
Каждый второй циклон 120 имеет цилиндрический верхний участок 122 и участок конического корпуса, который предпочтительно имеет форму усеченного конуса. Участок корпуса разделен на верхний участок 124 и нижний участок 126. Верхний участок 124 корпуса каждого второго циклона 120 выполнен как единая деталь с верхним участком 122 и формирует часть первого формованного конусного блока 128 разделительного устройства 12. Нижний участок 126 корпуса сформирован из материала, который имеет большую гибкость, чем верхний участок 124. В этом варианте осуществления корпус каждого второго циклона 120 имеет нижний участок 126, который предпочтительно сформирован поверх его верхнего участка 124. В качестве альтернативы, нижний участок 126 может быть приклеен, закреплен или зафиксирован на верхнем участке 124 любым соответствующим способом или используя любое соответствующее средство фиксации. Независимо от используемой технологии для соединения нижнего участка 126 с верхним участком 124, соединение предпочтительно выполнено таким образом, что отсутствует существенный выступ или другой разрыв на внутренней поверхности участка корпуса в месте соединения между верхним участком 124 и нижним участком 126. Нижний участок 126 предпочтительно сформирован из резинового материала, который может иметь значение по Шору А от приблизительно 20 до 50 и предпочтительно 48, тогда как верхний участок 124 предпочтительно сформирован из полипропилена или ABS, который может иметь значение по Шору D приблизительно 60.
Первый конусный блок 128 имеет пару внешних опорных стенок 130а, 130b. Первая внешняя опорная стенка 130а установлена на фланце 92 первой внутренней стенки 82, и вторая внешняя опорная стенка 130b установлена на верхнем конце участка 88 внутренней стенки из первой внутренней стенки 82. Первый конусный блок 128 также имеет пару внутренних опорных стенок 132а, 132b, которые поддерживают верхний участок 114 второй внутренней стенки 110.
Первый конусный блок 128 выровнен по углу относительно внутренних стенок 82, 110 таким образом, что верхний участок 124 корпуса каждого второго циклона 120 продолжается в камеру, расположенную между внутренними стенками 82, 110. Нижний участок 126 каждого второго циклона 120 заканчивается в отверстии 134 конуса, через которое извлекают грязь и пыль из второго циклона 120. Конусное отверстие 134 расположено между внутренними стенками 82, 110, и, таким образом, кольцевая камера, расположенная между внутренними стенками 82, 110, обеспечивает второй пылесборник 136 для приема пыли, отделенной от потока воздуха вторыми циклонами 120. Второй пылесборник 136, таким образом, в общем, имеет кольцевую форму и продолжается от основания 18 до верхнего края, расположенного на 10 мм ниже самых нижних краев вторых циклонов 120, которые в этом варианте осуществления являются самыми нижними краями кончиков вторых циклонов 120. Когда основание 18 находится в закрытом положении, нижний конец нижнего участка 112 второй внутренней стенки 110 герметично соединяется вторым кольцевым уплотнительным элементом 138, который установлен на основании 18. Первый пылесборник 106 продолжается вокруг второго пылесборника 136.
Вторые циклоны 120 расположены в первой ориентации относительно продольной оси L1. Каждый второй циклон 120 имеет продольную ось L2, и вторые циклоны 120 расположены так, что продольные оси L2 вторых циклонов 120 приближаются друг к другу. В этом варианте осуществления продольные оси L2 вторых циклонов 120 пересекают продольную ось L1 первого циклона 80 под первым углом а, который в этом варианте осуществления составляет приблизительно 33°. Ориентация вторых циклонов 120 относительно продольной оси L1 является такой, что первый циклон 80 продолжается вокруг нижней части каждого из вторых циклонов 120, тогда как верхняя часть каждого из вторых циклонов 120 расположена выше первого циклона 80. Как можно видеть на фиг.4, внешняя поверхность первого конусного блока 128 включает в себя часть верхнего участка 122 и часть верхнего участка 124 на участке корпуса каждого второго циклона 120. Внешняя поверхность первого конусного блока 128 также формирует часть внешней поверхности разделительного устройства 12, которая, в свою очередь, также формирует часть внешней поверхности пылесоса 10.
i
i
Каждый второй циклон 120 имеет входное отверстие 140 для текучей среды и выходное отверстие 142 для текучей среды. Для каждого второго циклона 120 входное отверстие 140 для текучей среды расположено на цилиндрическом верхнем участке 122 второго циклона 120 и расположено так, что воздух поступает во второй циклон 120 по касательной. Входные отверстия 140 для текучей среды, в общем, расположены в виде кольцевой компоновки вокруг продольной оси L1. Кольцевая компоновка, по существу, ортогональна продольной оси L1, хотя, конечно, в пределах этой кольцевой компоновки, входные отверстия 140 для текучей среды выполнены наклонными к продольной оси L1, с учетом наклона вторых циклонов 120 относительно продольной оси L1. На фиг.6 (b) показан вид сверху в разрезе разделительного устройства 12 вдоль плоскости P, проходящей через входные отверстия 140 для текучей среды вторых циклонов 120. Плоскость P, обозначена на фиг.4 и, по существу, ортогональна продольной оси L1. Выходное отверстие 142 для текучей среды выполнено в виде разгрузочной насадки циклона, которая предусмотрена на верхнем конце каждого второго циклона 120. Разгрузочные насадки циклона расположены в первой кольцевой вихревой пластине 144 разгрузочной насадки циклона, которая закрывает открытые верхние концы вторых циклонов 120. Кольцевой уплотнительный элемент 145 формирует не проницаемый для воздуха уплотнитель, для предотвращения утечки воздуха между первым конусным блоком 128 и первой пластиной 144 разгрузочной насадки циклона.
Воздух поступает из первого модуля 74 циклонного разделения во входные отверстия 140 для текучей среды вторых циклонов 120 второго модуля 76 циклонного разделения по первому коллектору 146. Первый коллектор 146 продолжается вокруг продольной оси L1 и содержит последовательность входных каналов 148, которые принимают воздух из пространства между боковой стенкой 102 колпака 98 и нижним участком 84 первой внутренней стенки 82. Каналы 148 определены между участком 88 внутренней стенки и участком 90 внешней стенки верхнего участка первой внутренней стенки 82 и, таким образом, расположены вокруг верхнего края второго пылесборника 136. Каждый канал 148 продолжается между соседними нижними участками 126 вторых циклонов 120. Входные отверстия 140 для текучей среды вторых циклонов 120 сообщаются с первым коллектором 146 для приема воздуха из входных каналов 148. Первый коллектор 146 закрыт первым конусным блоком 128 и верхним участком 114 второй внутренней стенки ПО. Вторые циклоны 120 можно, поэтому, рассматривать, как продолжающиеся через первый коллектор 146.
Как упомянуто выше, третий модуль 78 циклонного разделения расположен по потоку после второго модуля 76 циклонного разделения. Третий модуль 78 циклонного разделения содержит множество третьих циклонов, расположенных параллельно. В этом варианте осуществления третий модуль 78 циклонного разделения содержит тридцать шесть третьих циклонов. Каждый третий циклон является идентичным другим третьим циклонам. В данном варианте осуществления каждый третий циклон, также, по существу, является таким же, как и каждый из вторых циклонов 120. Однако третьи циклоны могут иметь другой размер по сравнению со вторыми циклонами 120.
Третьи циклоны имеют, по существу, такой же размер и форму, как и вторые циклоны 120. Как и во вторых циклонах 120, каждый третий циклон имеет цилиндрический верхний участок 152 и участок конического корпуса, который предпочтительно выполнен в форме усеченного конуса. Участок корпуса разделен на верхний участок 154 и нижний участок 156. Верхний участок 154 каждого третьего циклона 150 выполнен, как единая деталь с верхним участком 152. Верхние участки 154 и нижние участки 156 корпусов третьих циклонов каждый предпочтительно выполнен из того же материала, что и верхние участки 124 и нижние участки 126 вторых циклонов 120, соответственно. Нижние участки 156 предпочтительно соединены с верхними участками 154 аналогично тому, как нижние участки 126 вторых циклонов 120 соединены с верхними участками 124 вторых циклонов 120. Каждый третий циклон имеет входное отверстие 158 для текучей среды и выходное отверстие 160 для текучей среды. Для каждого третьего циклона входное отверстие 158 для текучей среды расположено на цилиндрическом верхнем участке 152 третьего циклона и расположено так, что воздух поступает в третий циклон по касательной. Выходное отверстие 160 для текучей среды выполнено в форме разгрузочной насадки циклона, которая предусмотрена на верхнем конце каждого третьего циклона.
Для уменьшения диаметра разделительного устройства 12, третьи циклоны расположены в виде множества наборов. В этом варианте осуществления третий модуль 78 циклонного разделения содержит первый набор третьих циклонов 162, второй набор третьих циклонов 164 и третий набор третьих циклонов 166. Каждый набор содержит соответствующее разное количество третьих циклонов. Первый набор третьих циклонов 162 содержит восемнадцать третьих циклонов, второй набор третьих циклонов 164 содержит двенадцать циклонов и третий набор третьих циклонов 166 содержит шесть третьих циклонов.
Первый набор третьих циклонов 162 расположен над вторыми циклонами 120. В этом примере компоновка третьих циклонов в пределах первого набора третьих циклонов 162, по существу, является такой же, как и компоновка вторых циклонов 120. Третьи циклоны расположены в виде, в общем, компоновки усеченного конуса, которая продолжается вокруг, и ее центр установлен на продольной оси L1. В пределах такой компоновки третьи циклоны расположены на равноудаленном расстоянии от продольной оси L1 и разнесены, в общем, через равные углы вокруг продольной оси L1. Радиальный разнос третьих циклонов от продольной оси L1, по существу, является таким же, как и радиальный разнос вторых циклонов 120 от продольной оси L1. И снова, здесь может быть сформирован зазор 131 между двумя третьими циклонами 162, в котором расположена кнопка 151 или некоторое другое устройство, захват или механизм.
Первый набор третьих циклонов 162 также расположен в такой же ориентации относительно продольной оси L1, как и вторые циклоны 120. Другими словами, в пределах этого набора третьи циклоны расположены в первой ориентации относительно продольной оси L1. Каждый циклон первого набора третьих циклонов 162 имеет продольную ось L3a, и циклоны расположены так, что их продольные оси L3a приближаются друг к другу и пересекают продольную ось L1 под первым углом α.
Каждый циклон первого набора третьих циклонов 162 расположен непосредственно над соответствующим одним из вторых циклонов 120. Для минимизации увеличения высоты разделительного устройства 12 первый набор третьих циклонов 162 расположен таким образом, что верхний участок вторых циклонов 120 продолжается вокруг или накладывается на нижний участок первого набора третьих циклонов 162.
Первый набор третьих циклонов 162 продолжается вокруг второго набора третьих циклонов 164. Циклоны второго набора третьих циклонов 164 также расположены, в общем, в виде компоновки усеченного конуса, которая продолжается вокруг и центр которой находится на продольной оси L1. В пределах этой компоновки третьи циклоны разнесены на равном расстоянии от продольной оси L1 и разнесены под равными углами вокруг продольной оси L1, но радиальный интервал циклонов от продольной оси L1 меньше, чем у циклонов первого набора третьих циклонов 162.
Для обеспечения возможности компактной компоновки первого и второго наборов третьих циклонов в пределах третьего модуля 78 циклонного разделения второй набор третьих циклонов 164 расположен в другой ориентации к продольной оси L1. В этом втором наборе циклоны расположены во второй ориентации к продольной оси L1. Каждый из циклов второго набора третьих циклонов 164 имеет продольную ось L3b, и циклоны расположены так, что их продольные оси L3b приближаются друг к другу и пересекают продольную ось L1 под вторым углом β, который меньше, чем угол α. В этом варианте осуществления угол β приблизительно равен 20°.
Для уменьшения высоты разделительного устройства 12 второй набор третьих циклонов 164 расположен частично ниже первого набора третьих циклонов 162 так, что нижний участок первого набора третьих циклонов 162 продолжается приблизительно до верхнего участка второго набора третьих циклонов 164. Следовательно, вторые циклоны 120 продолжаются приблизительно, как до первого набора третьих циклонов 162, так и до второго набора третьих циклонов 164, перекрывая каждый набор на соответствующую разную величину.
1
2
1
2
1
2
1
2
Компоновка первого и второго наборов третьих циклонов 162, 164 выполнена таким образом, что входные отверстия 158 для текучей среды первого набора третьих циклонов 162 расположены в первой группе, и входные отверстия 158 для текучей среды второго набора третьих циклонов 164 расположены во второй группе, которая отнесена вдоль продольной оси L1 от первой группы. В пределах каждой группы входные отверстия 158 для текучей среды, в общем, расположены в кольцевой компоновке вокруг продольной оси L1, при этом кольцевая компоновка, по существу, ортогональна продольной оси L1. И снова, в каждой кольцевой компоновке входные отверстия 158 для текучей среды наклонены к продольной оси L1, с учетом наклона третьих циклонов к продольной оси L1. На фиг.6(е) показан вид сверху в разрезе разделительного устройства 12 вдоль плоскости Р, проходящий через входные отверстия для текучей среды первого набора третьих циклонов 162, и на фиг.6(d) показан вид сверху в разрезе разделительного устройства 12 вдоль плоскости Р, проходящей через входные отверстия для текучей среды второго набора третьих циклонов 164. Как представлено на фиг.4, каждая из этих плоскостей P, Р, по существу, ортогональна продольной оси L1. Плоскости P, Р разнесены вдоль продольной оси L1, при этом плоскость P расположена выше плоскости Р.
Второй набор третьих циклонов 164 продолжается вокруг третьего набора третьих циклонов 166. Циклоны третьего набора третьих циклонов 166 также расположены, в общем, в виде кольцевой компоновки, которая продолжается вокруг и центр которой находится на продольной оси L1. В такой компоновке третьи циклоны разнесены равноудаленно от продольной оси L1 и разнесены через равный угол вокруг продольной оси L1, но радиальный разнос третьих циклонов от продольной оси L1 меньше, чем у циклонов первого и второго наборов третьих циклонов 162, 164.
Для обеспечения максимального количества циклонов в третьем наборе третьих циклонов 166 третий набор третьих циклонов 166 расположен в другой ориентации, чем второй набор третьих циклонов 164. В этом третьем наборе циклоны расположены в третьей ориентации к продольной оси L1. Каждый циклон второго набора третьих циклонов 164 имеет продольную ось L3c, и циклоны расположены так, что их продольные оси L3c приближаются друг к другу и пересекают продольную ось L1 под третьим углом γ, который меньше, чем угол β. В этом варианте осуществления угол γ приблизительно равен 10°.
Третий набор третьих циклонов 166 также расположен частично под вторым набором третьих циклонов 164 так, что нижний участок второго набора третьих циклонов 164 продолжается вокруг верхнего участка третьего набора третьих циклонов 166. Как показано на фиг.4, вторые циклоны 120 продолжаются вокруг каждого из наборов третьих циклонов, перекрывая каждый набор на соответствующую разную величину.
3
3
1
2
3
Компоновка третьего набора третьих циклонов 166 также выполнена таким образом, что входные отверстия 158 для текучей среды третьего набора третьих циклонов 166 расположены в третьей группе, которая отнесена вдоль продольной оси L1 от первой и второй групп. В этой третьей группе входные отверстия 158 для текучей среды, в общем, расположены в кольцевой компоновке вокруг продольной оси L1, причем кольцевая компоновка выполнена, по существу, ортогонально продольной оси L1. И снова, в каждой кольцевой компоновке входные отверстия 158 для текучей среды наклонены к продольной оси L1, с учетом наклона третьих циклонов к продольной оси L1. На фиг.6(с) показан вид сверху в разрезе разделительного устройства вдоль плоскости Р, проходящей через входные отверстия для текучей среды третьего набора третьих циклонов 166. Как показано на фиг.4, плоскость Р, по существу, ортогональна продольной оси L1. Плоскости P, Р расположены выше плоскости Р.
Воздух поступает из второго модуля 76 циклонного разделения к третьему модулю 78 циклонного разделения по второму коллектору 168. Второй коллектор 168 содержит последовательность каналов 170 входного отверстия, каждый из которых получает воздух из выходного отверстия 140 для текучей среды соответствующего второго циклона 120. На фиг.7(а) и 7(b) показан верхний участок 154 корпуса каждого циклона первого набора третьих циклонов 162 как единое целое с верхним участком 152 каждого циклона и формирует часть второго формованного конусного блока 172 разделительного устройства 12. Второй конусный блок 172 имеет нижнюю кольцевую опорную стенку 174, которая установлена на первом конусном блоке 128. Опорная стенка 174 продолжается поверх первой вихревой пластины 144 разгрузочной насадки циклона для определения с нею каналов 170 входного отверстия. Как можно видеть на фиг.4, внешняя поверхность второго конусного блока 172 включает в себя часть верхнего участка 152 и часть верхнего участка 154 участка корпуса каждого циклона первого набора третьих циклонов 162. Внешняя поверхность второго конусного блока 172 также формирует часть внешней поверхности разделительного устройства 12, которая, в свою очередь, формирует часть внешней поверхности пылесоса 10. Как упомянуто выше, выходное отверстие 160 для текучей среды каждого циклона первого набора третьих циклонов 162 выполнено в форме разгрузочной насадки циклонов, которая предусмотрена на верхнем конце каждого из циклонов. Такие разгрузочные насадки циклонов расположены на второй пластине 176 разгрузочной насадки циклонов, которая закрывает открытые верхние концы циклонов первого набора третьих циклонов 162. Кольцевой уплотнительный элемент 179 формирует непроницаемый для воздуха уплотнитель для предотвращения утечки воздуха между вторым конусным блоком 172 и второй пластиной 176 разгрузочной насадки циклонов.
Второй коллектор 168 определен в части второго конусного блока 172, а также частично третьим формованным конусным блоком 177. Второй конусный блок 172 продолжается вокруг третьего конусного блока 177. Второй конусный блок 172 может представлять собой отдельный компонент для третьего конусного блока 177, или он может быть выполнен, как единая деталь с третьим конусным блоком 177. Третий конусный блок 177 определяет верхний участок 152 и верхний участок 154 корпуса каждого циклона второго и третьего наборов третьих циклонов 164, 166. Третьи циклоны могут, поэтому, рассматриваться, как продолжающиеся через второй коллектор 168. Третий конусный блок 177 имеет опору 178, которая продолжается вокруг внешней поверхности третьего конусного блока 177 и которая установлена на первом конусном блоке 128. Разгрузочные насадки циклона, которые обеспечивают выходные отверстия 160 для текучей среды циклонов каждого из второго и третьего наборов третьих циклонов 164, 166, также расположены на второй пластине 176 разгрузочной насадки циклона, которая также закрывает открытые верхние концы циклонов второго и третьего наборов третьих циклонов 164, 166. Воздухонепроницаемые уплотнительные элементы 180, 182 формируют непроницаемые для воздуха уплотнения для предотвращения утечки воздуха между третьим конусным блоком 177 и второй пластиной 176 разгрузочной насадки циклона.
Нижний участок 156 корпуса каждого третьего циклона заканчивается в отверстии 184 конуса, через которое грязь и пыль выводят из третьего циклона. Внутренняя поверхность второй внутренней стенки 110 образует третий пылесборник 185, предназначенный для приема пыли, отделенной от потока воздуха третьими циклонами. Третий пылесборник 185, в общем, имеет цилиндрическую форму и продолжается от основания 18 до верхнего края, расположенного на 10 мм под самым нижним краем третьих циклонов, которые в данном варианте осуществления представляют собой самые нижние края кончиков циклонов третьего набора третьих циклонов 166. Следовательно, в зависимости от положения третьего набора третьих циклонов 166 вдоль продольной оси L1 третий пылесборник 185 может иметь, в общем, верхний участок в виде усеченного конуса. Каждый из первого пылесборника 106 и второго пылесборника 136 продолжается вокруг третьего пылесборника 185.
Объем второго пылесборника 136 больше, чем объем каждого из первого пылесборника 106 и третьего пылесборника 185. В этом варианте осуществления объем второго пылесборника 136 больше, чем сумма объемов первого и второго пылесборников 106, 185.
Воздух, выпускаемый из циклонов в третьем модуле 78 циклонного разделения, поступает в выходную камеру 186 для текучей среды. Верхние участки первого и второго наборов третьих циклонов 162, 164 продолжаются вокруг выходной камеры 186 для текучей среды, в то время, как третий набор третьих циклонов 166 расположен под выходной камерой 186 для текучей среды. Выходная камера 186 для текучей среды определена вторым конусным блоком 172, третьей пластиной 180 разгрузочной насадки циклона и крышкой 188, которая определяет верхнюю стенку разделительного устройства 12. Крышка 188 установлена на втором конусном блоке 172.
Крышка 188 содержит соединительный элемент 190, предназначенный для соединения разделительного устройства 12 с каналом 30 выходного отверстия пылесоса. Соединительный элемент 190 поддерживается соединительным элементом 192 опоры. Элемент 192 опоры поддерживается крышкой 88. Элемент 192 опоры предпочтительно представляет собой элемент в виде одной детали, предпочтительно формованный из пластического материала, но в качестве альтернативы, элемент 192 опоры может быть сформирован из множества компонентов, соединенных вместе. Элемент 192 опоры, в общем, имеет трубчатую форму и содержит центральное отверстие для приема воздуха из выходной камеры 186. Как также показано на фиг.5 и 6 (е), элемент 192 опоры содержит центральную втулку 194, которая расположена на одном его конце и множество спиц 196, в этом примере четыре спицы, которые продолжаются радиально наружу от втулки 194 до внешней стенки элемента 192 опоры, так, что они образуют множество отверстий в форме квадрантов между соседними спицами 196. Втулка 194 продолжается вдоль продольной оси L1. Возвращаясь к фиг.7 (а), кольцевой фланец 198 продолжается радиально наружу от внешней поверхности элемента 192 опоры и поддерживается внутренней стенкой 200 крышки 188.
Соединительный элемент 190 содержит выходное отверстие 202 для воздуха, через которое поток воздух выпускают из разделительного устройства 12. Соединительный элемент 190 установлен, по существу, коаксиально с элементом 192 опоры. В частности, как показано на фиг.7(а) и 7(b), соединительный элемент 190, в общем, имеет форму чаши и содержит основание 204 и внутреннюю стенку 206, продолжающуюся вверх от кромки основания 204. Аналогично элементу 192 опоры, основание 204 содержит множество спиц 208, продолжающихся радиально наружу от центральной втулки 210. Втулка 210 соединительного элемента 190 также продолжается вдоль продольной оси L1 и окружает втулку 194 элемента 192 опоры. Соединительный элемент 190 содержит такое же множество спиц 208, как и у элемента 192 опоры. В этом примере каждая спица 208 соединительного элемента 190 зацепляется с соответствующей спицей 196 элемента 192 опоры; спицы 196 элемента 192 опоры видны на фиг.5 через окошко, сформированное в спицах 208 соединительного элемента 190. Основание 204 соединительного элемента 190, таким образом, также образует множество отверстий в форме квадрантов между соседними спицами 208, в которые поступает воздух из выходной камеры 186 для текучей среды.
Соединительный элемент 190 выполнен с возможностью движения относительно элемента 192 опоры. К соединительному элементу 190 прикладывают силу смещения, которая прижимает соединительный элемент 190 в направлении, продолжающемся вдоль продольной оси L1, для соединения с выходным каналом 30 пылесоса 10. В этом примере сила смещения прикладывается упругим элементом 212, предпочтительно спиральной пружиной, которая расположена между элементом 192 опоры и соединительным элементом 190. Упругий элемент 212 расположен на продольной оси L1. В этом примере втулки 194, 210 выполнены полыми и упругий элемент 212 расположен внутри втулок 194, 210. Один конец упругого элемента 212 соединяется с пружинным гнездом 214, которое расположено внутри втулки 194 элемента 192 опоры, тогда как другой конец упругого элемента 212 соединяется с верхним концом 216 втулки 210 соединительного элемента 190.
Внутренняя стенка 206 соединительного элемента 190 имеет вогнутую или имеющую форму чаши внутреннюю поверхность, которая соединяется с выходным каналом 30 пылесоса 10. На фиг.2(b), 8(а) и 8(b) выходной канал 30 содержит кольцевой уплотнительный элемент 300, соединенный с входным отверстием 302 для воздуха выходного канала 30, для соединения с вогнутой внутренней поверхностью соединительного элемента 190 непрерывно вокруг продольной оси L1. Входное отверстие 302 для воздуха выходного канала 30 имеет, в общем, куполообразную форму. Как описано выше, движение выходного участка 50 входного канала 28 вокруг оси поворота канала во время операции по очистке приводит к качанию разделительного устройства 12 вокруг оси поворота канала относительно выходного канала 30. Непрерывное соединение между внутренней поверхностью соединительного элемента 190 и уплотнительного элемента 300 выходного канала 30, которые соединены со смещением соединительного элемента 190 в направлении выходного канала 30, обеспечивает возможность поддержания постоянного непроницаемого для воздуха соединения между разделительным устройством 12 и каналом 30 выходного отверстия при движении разделительного устройства 12 относительно выходного канала 30 во время движения пылесоса 10 по поверхности пола.
Выходной канал 30, в общем, выполнен в форме изогнутого рычага, продолжающегося между разделительным устройством 12 и узлом 20 качения.
Удлиненная трубка 304 обеспечивает канал 306 для передачи воздуха из входного отверстия 302 для воздуха к узлу 20 качения.
Выходной канал 30 выполнен с возможностью движения относительно разделительного устройства 12 для обеспечения возможности съема разделительного устройства 12 с пылесоса 10. Конец трубки 304, удаленный от входного отверстия 302 для воздуха выходного канала 30 соединен с возможностью поворота с основным корпусом 22 узла 20 качения, для обеспечения возможности движения выходного канала 30 между нижним положением, показанным на фиг.2(а), в котором выходной канал 30 сообщается по текучей среде с разделительным устройством 12, и приподнятым положением, показанным на фиг.2(b), которое обеспечивает возможность съема разделительного устройства 12 с пылесоса 10.
Как показано на фиг.8(b), выходной канал 30 смещен в направлении приподнятого положения торсионной пружины (не показана), расположенной в основном корпусе 22. Основной корпус 22 также содержит смещенный захват 312 для удержания выходного канала 30 в его опущенном положении с преодолением силы торсионной пружины и кнопку 314 высвобождения захвата. Выходной канал 30 содержит ручку 316, которая обеспечивает возможность перемещения пылесоса 10 пользователем, когда выходной канал 30 удерживается в его нижнем положении. Захват 312 выполнен с возможностью взаимодействия с пальцем 318, соединенным с выходным каналом 30, для поддержания выходного канала в его нижнем положении. Нажатие на кнопку 314 высвобождения захвата обеспечивает отвод захвата 312 от пальца 318, с преодолением силы смещения, приложенной к захвату 312, что обеспечивает возможность перемещения под действием торсионной пружины выходного канала 30 в его приподнятое положение.
Узел 20 качения будет описан ниже со ссылкой на фиг.8(а) и 8(b). Как упомянуто выше, узел 20 качения содержит основной корпус 22 и два изогнутых колеса 24, 26, соединенных с возможностью вращения с основным корпусом 22, для сцепления с поверхностью пола. В этом варианте осуществления основной корпус 22 и колеса 24, 26 определяют, по существу, сферический узел 20 качения. Оси вращения колес 24, 26 наклонены вверх, в направлении основного корпуса 22 относительно поверхности пола, на которой расположен пылесос 10 таким образом, что ободья колес 24, 26 сцеплены с поверхностью пола. Угол наклона осей поворота колес 24, 26 предпочтительно находится в диапазоне от 4 до 15°, более предпочтительно в диапазоне от 5 до 10° и в данном варианте осуществления составляет приблизительно 6°. Каждое из колес 24, 26 узла 20 качения выполнено в форме купола и имеет внешнюю поверхность, по существу, сферической кривизны, таким образом, чтобы каждое колесо 24, 26 имело, в общем, полусферическую форму.
Внутри узла 20 качения установлен модуль 320 вентилятора с приводом от электродвигателя, узел 322 намотки кабеля, предназначенный для уборки и содержания внутри основного корпуса 22 части электрического кабеля (не показан), на конце которого установлена вилка 323, обеспечивающая подачу электроэнергии к, помимо прочего, электродвигателю модуля 220 вентилятора, и фильтр 324. Модуль 220 вентилятора содержит электродвигатель и лопастное колесо, которое приводится в движение электродвигателем для засасывания потока воздуха, несущего загрязнения, внутрь и через пылесос 10. Модуль 320 вентилятора установлен в моторной корзине 326. Моторная корзина 326 соединена с основным корпусом 22 таким образом, что модуль 320 вентилятора не поворачивается при маневрировании пылесоса 10 на поверхности пола. Фильтр 324 расположен после модуля 320 вентилятора. Фильтр 324 выполнен трубчатым и расположен вокруг части моторной корзины 226.
Основной корпус 22, кроме того, содержит порт выпуска воздуха, предназначенный для выпуска очищенного воздуха из пылесоса 10. Порт выпуска сформирован в направлении задней части основного корпуса 22. В предпочтительном варианте осуществления порт выпуска содержит множество выходных отверстий 328, расположенных на нижнем участке основного корпуса 22, которые расположены таким образом, что они представляют минимальную турбулентность окружающего воздуха снаружи от пылесоса 10.
Первый переключатель 330 для операций пользователя предусмотрен на основном корпусе и расположен таким образом, что, когда на него нажимают, подается питание к модулю 320 вентилятора. Модуль 320 вентилятора также может быть отключен при нажатии на первый переключатель 330. Второй переключатель 332 для операции пользователя предусмотрен рядом с первым переключателем 330. Второй переключатель 332 обеспечивает для пользователя возможность активации узла 22 намотки кабеля. Схема для привода 320 вентилятора и узла 322 намотки кабеля также расположена внутри узла 20 качения.
При использовании пользователь активирует модуль 320 вентилятора и поток воздуха, несущий загрязнения, всасывается в пылесос 10 через всасывающее отверстие в очистительной головке. Воздух, несущий загрязнения, проходит через узел шланга и трубы и поступает во входной канал 28. Воздух, несущий загрязнения, проходит через входной канал 28 и поступает в первый модуль 74 циклонного разделения разделительного устройства 12 через входное отверстие 96 для грязного воздуха. Благодаря размещению по касательной входного отверстия 96 для грязного воздуха, поток воздуха следует по спиральному пути относительно внешней стенки 16 при проходе через первый модуль 74 циклонного разделения. Более крупные частицы грязи и пыли оседают под действием циклона в первом пылесборнике 106 и собираются в нем.
Частично очищенный поток воздуха выходит из первого модуля 74 циклонного разделения через отверстия в решетке боковой стенки 102 колпака 98 и поступает в первый коллектор 146. Из первого коллектора 146 поток воздуха поступает во вторые циклоны 120, в которых дополнительные циклонные разделения удаляют определенную часть грязи и пыли, все еще захваченные потоком воздуха. Эти грязь и пыль оседают во втором пылесборнике 136, в то время как очищенный воздух выходит из вторых циклонов 120 через выходные отверстия 142 для текучей среды и поступает во второй коллектор 168. Из второго коллектора 168 поток воздуха поступает в третьи циклоны, в которых в ходе дополнительного циклонного разделения удаляют грязь и пыль, все еще захваченные в потоке воздуха. Эти грязь и пыль оседают в третьем пылесборнике 185, в то время как очищенный воздух выходит из третьих циклонов через выходные отверстия 160 для текучей среды и поступает в камеру 186 выходного отверстия для текучей среды. Поток воздуха поступает в отверстие элемента 192 опоры и проходит вдоль оси через отверстия и между спицами 196, 208 элемента 192 опоры и соединительного элемента 190 и выпускается через выходное отверстие 202 для воздуха соединительного элемента 190 во входное отверстие 302 для воздуха в виде купола выходного канала 30.
Поток воздуха проходит вдоль прохода 306 внутри выходного канала 30 и поступает в основной корпус 22 узла 20 качения. В узле 20 качения поток воздуха направляется в модуль 320 вентилятора. Поток воздуха затем выходит из моторной корзины 326, например, через отверстия, сформированные в боковой стенке моторной корзины 326, и проходит через фильтр 324. В конечном итоге, поток воздуха выпускают через выходные отверстия 328 в основном корпусе 22.
Когда выходной канал 30 находится в его приподнятом положении, разделительное устройство 12 может быть отсоединено от пылесоса 10 для опорожнения и очистки. Разделительное устройство 12 содержит ручку 340, которая способствует съему разделительного устройства 12 с пылесоса 10. Ручка 340 соединена с крышкой 188, например, используя соединение с защелкой. Для опорожнения разделительного устройства 12, пользователь нажимает на кнопку для активации механизма, для приложения направленного вниз давления к верхнему участку захвата 72, для деформации захвата 72 и отсоединения его от канавки, расположенной на внешней стенке 16 внешнего сборника 14. Это обеспечивает возможность съема основания 18 с внешней стенки 16 для обеспечения возможности удаления грязи и пыли, которые собрались в пылесборниках разделительного устройства 12, в мусорный ящик или другую емкость. Как показано на фиг.4, механизм активации содержит механизм 342 штанги толкателя, который установлен с возможностью скольжения на внешней поверхности разделительного устройства 12 и который прижимается к захвату 72 для перемещения захвата 72 от канавки, обеспечивая возможность сброса к основанию 18 с внешней стенки 16 таким образом, чтобы грязь и пыль, собранные в разделительном устройстве 12, могли быть удалены.
В этом варианте осуществления третий модуль 78 циклонного разделения содержит три набора третьих циклонов. Конечно, третий модуль 78 циклонного разделения может содержать больше чем три набора третьих циклонов или меньше чем три набора третьих циклонов. Например, второй набор третьих циклонов 164 может быть исключен таким образом, что третий набор третьих циклонов 166 обеспечивает второй набор третьих циклонов. В качестве другой альтернативы, первый набор вторых циклонов 162 может быть исключен таким образом, что второй набор третьих циклонов 164 обеспечивает первый набор третьих циклонов и третий набор третьих циклонов 166 обеспечивает второй набор третьих циклонов.