ЦИКЛОННЫЙ РАЗДЕЛИТЕЛЬ И ПЫЛЕСОС, СОДЕРЖАЩИЙ ЦИКЛОННЫЙ РАЗДЕЛИТЕЛЬ

Область техники

Данное изобретение относится к циклонному разделителю и к пылесосу, в котором применяется такой разделитель.

Предпосылки изобретения

Как правило, в циклонном разделителе происходит разделение втягиваемого через всасывающий канал загрязненного воздуха на очищенный воздух и загрязнения, например пыль. Отделенная пыль проходит через трубку для выпуска пыли и осаждается в пылеосадительной камере, а очищенный воздух выпускается через трубку для выпуска воздуха наружу из циклонного разделителя. Во время этого процесса очищенный воздух, выпускаемый через трубку для выпуска воздуха, образует вихревой поток воздуха, при этом прохождение вихревого потока воздуха вызывает шум и потерю давления.

Для решения вышеуказанной проблемы была внедрена трубка для выпуска воздуха, в которой диаметр увеличивается по направлению к воздухозаборной стороне трубки, что раскрыто в заявке на патент Кореи KR 2001-0099572, поданной корпорацией LG Electronics Inc. Также в международной публикации WO 02067765, поданной Dyson, описана конструкция, в которой в центре трубки для выпуска воздуха помещено обтекаемое наклонное тело.

Однако в этих примерах, предложенных корпорацией LG Electronics Inc. и Dyson, невозможно устранить шум и потерю давления, которые возникают вследствие образования вихревого потока воздуха у наружной стенки трубки для выпуска воздуха. В частности, в примере Dyson обтекаемое наклонное тело и его опорная конструкция могут создавать препятствие для содержащейся в воздухе пыли, вызывая тем самым засорение трубки для выпуска воздуха.

Сущность изобретения

В одном аспекте данного изобретения предлагается решение по меньшей мере вышеуказанных проблем и/или устранение недостатков, а также обеспечение по меньшей мере приведенных ниже преимуществ. Соответственно, аспектом данного изобретения является создание циклонного разделителя, усовершенствованного с обеспечением снижения шума и потери давления, а также пылесоса, в котором применяется вышеупомянутый разделитель.

Для осуществления вышеизложенных аспектов данного изобретения предложен циклонный разделитель, содержащий корпус циклона, который содержит циклонную камеру и пылеосадительную камеру, закрывающий узел, присоединенный к верхней части корпуса циклона, дверной узел, прикрепленный с возможностью открытия к нижней части корпуса циклона, и по меньшей мере одно шумопонижающее ребро, выполненное в трубке для выпуска воздуха, расположенной в циклонной камере.

Шумопонижающее ребро выступает от внутренней стенки трубки для выпуска воздуха по направлению к центру этой трубки и имеет криволинейную и прямолинейную части.

Криволинейная часть расположена у входного отверстия трубки для выпуска воздуха, а прямолинейная часть - у выходного отверстия указанной трубки. Свободный конец криволинейной части закруглен для предотвращения скопления пыли.

В некоторых вариантах выполнения имеется несколько шумопонижающих ребер, расположенных с заданным интервалом на внутренней стенке трубки для выпуска воздуха.

В другом варианте выполнения имеется четыре шумопонижающих ребра, при этом их криволинейные части загнуты в определенном направлении.

Шумопонижающие ребра, соответственно, имеют ширину, составляющую приблизительно от 0,1 до 0,4 от внутреннего диаметра трубки для выпуска воздуха.

Шумопонижающие ребра выполнены на внутренней стенке трубки для выпуска воздуха на определенной глубине от ее верха и проходят на определенную длину по направлению к центру указанной трубки, не доходя до этого центра.

Трубка для выпуска воздуха имеет по существу круглое поперечное сечение, а четыре шумопонижающих ребра выполнены в системе координат X-Y, пересекающей центральную ось указанной трубки.

Шумопонижающие ребра имеют ширину, составляющую приблизительно от 0,1 до 0,4 от внутреннего диаметра трубки для выпуска воздуха.

В другом аспекте данного изобретения предложен корпус пылесоса, имеющий ведущий двигатель, всасывающую щетку, соединенную с корпусом пылесоса и предназначенную для втягивания пыли с очищаемой поверхности, и циклонный разделитель, прикрепленный с возможностью съема к корпусу пылесоса и предназначенный для отделения пыли из загрязненного воздуха, втягиваемого через всасывающую щетку, причем циклонный разделитель содержит корпус циклона, содержащий циклонную камеру и пылеосадительную камеру, закрывающий узел, присоединенный к верхней части корпуса циклона, дверной узел, прикрепленный с возможностью открытия к нижней части корпуса циклона, и по меньшей мере одно шумопонижающее ребро, выполненное в трубке для выпуска воздуха, расположенной в циклонной камере.

Шумопонижающее ребро выступает от внутренней стенки трубки для выпуска воздуха по направлению к ее центру и содержит криволинейную и прямолинейную части.

Шумопонижающие ребра выполнены на внутренней стенке трубки для выпуска воздуха на определенной глубине от ее верха и проходят на определенную длину к центру указанной трубки, не доходя до этого центра.

Краткое описание чертежей

Вышеуказанный аспект и другие свойства данного изобретения будут более очевидны из последующего подробного описания примерных вариантов выполнения изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 представляет собой вид в аксонометрии, схематично показывающий пылесос, содержащий циклонный разделитель в соответствии с вариантом выполнения данного изобретения;

фиг.2 представляет собой покомпонентный вид в аксонометрии циклонного разделителя, показанного на фиг.1;

фиг.3 представляет собой вид в аксонометрии корпуса циклона, показанного на фиг.2;

фиг.4 представляет собой увеличенный вид в аксонометрии шумопонижающего ребра и трубки для выпуска воздуха, показанных на фиг.3;

фиг.5 представляет собой диаграмму сравнения шума в децибелах в зависимости от наличия шумопонижающего ребра, приведенного на фиг.4;

фиг.6 представляет собой диаграмму сравнения шума в децибелах и потери давления в зависимости от наличия шумопонижающего ребра, приведенного на фиг.4;

фиг.7 представляет собой вид в аксонометрии шумопонижающего ребра в соответствии с другим вариантом выполнения данного изобретения; и

фиг.8 представляет собой диаграмму сравнения шума в децибелах в зависимости от наличия шумопонижающего ребра, приведенного на фиг.7.

Подробное описание примерных вариантов выполнения

Ниже описан более подробно вариант выполнения данного изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.

В последующем описании ссылки на чертежи для одинаковых элементов выполнены одинаковыми цифрами даже для разных чертежей. Понятия, определенные в данном описании, например детальная конструкция и элементы, не означают ничего, кроме того, что они способствуют всестороннему пониманию данного изобретения. Таким образом, очевидно, что данное изобретение может быть выполнено без этих определенных понятий. Кроме того, не приведено подробное описание известных функций или конструкции, поскольку наличие излишней детализации внесло бы неясность в изобретение.

Как показано на фиг.1, пылесос 200 содержит корпус 250, всасывающую щетку 210, предназначенную для втягивания загрязнений, например пыли с очищаемой поверхности, блок 230 управления, предназначенный для управления пылесосом 200, удлинительную трубку 220, предназначенную для соединения всасывающей щетки 210 с блоком 230 управления, гибкий шланг 240, предназначенный для соединения блока 230 и корпуса 250 пылесоса, а также циклонный разделитель 300.

Ведущий двигатель (не показан), служащий в качестве приводящего в действие источника, предназначенного для обеспечения всасывающей силы, установлен в корпусе 250 пылесоса. Циклонный разделитель 300 с возможностью съема установлен в корпусе 250 пылесоса и предназначен для отделения содержащейся в воздухе пыли за счет центробежной силы.

Как показано на фиг.2, разделитель 300 содержит закрывающий узел 330, дверной узел 350 и корпус 310 циклона.

Узел 330 с возможностью съема прикреплен к верхнему концу корпуса 310. При прикреплении узла 330 к корпусу 310 между циклонной камерой 313 и пылеосадительной камерой 315 естественным образом образуется канал для пыли (не показан). Центрифугированная в камере 313 из загрязненного воздуха пыль перемещается к камере 315 через канал для пыли (не показан).

При отделении узла 330 от корпуса 310 к камерам 313 и 315 отрывается доступ для проведения пользователем очистки и регулировки.

На передней центральной части узла 330 выполнен всасывающий канал 331, проточно сообщающийся с гибким шлангом 240 (фиг.1).

Дверной узел 350 шарнирно прикреплен к нижнему концу корпуса циклона, при этом он может быть открыт и закрыт соответственно в направлении "G" и "G'" относительно шарнира 351. При открытии узла 350 происходит открытие снизу соединительного канала 311 и камеры 315, так что пыль, собранная в канале 311 и камере 315, выпускается за счет силы тяжести.

Открытие узла 350 осуществляют следующим образом: нажимают кнопку 319а, выполненную на ручке 319, при этом отклоняется крючок (не показан), соединенный с одной стороной узла 350. Одновременно происходит разъединение узла 350 и крючка (не показан). В соответствии с этим один конец узла 350 поворачивается относительно шарнира 351.

Чтобы закрыть узел 350, пользователь поворачивает узел 350 в направлении "G'" по отношению к шарниру 351, при этом крючок (не показан) закрепляется одной стороной узла 350.

Как показано на фиг.3, корпус 310 содержит соединительный канал 311, камеру 313, камеру 315 и ручку 319.

Соединительный канал 311, расположенный в середине корпуса 310 и соединенный с всасывающим каналом 331 (фиг.2), направляет загрязненный воздух, втягиваемый через всасывающий канал 331 (фиг.2), к камере 313. В соединительном канале 311 выполнено монтажное отверстие 311а, предназначенное для установки сетчатого фильтра М, который отфильтровывает относительно мелкодисперсную пыль. Канал 311 проточно сообщается с приводящим в действие источником (не показан) через сетчатый фильтр М. При открытии нижней части канала 311 пыль, скопившаяся в канале 311, может свободно падать и затем может быть выброшена.

Камера 313, выполненная внутри корпуса 310 справа от канала 311, отделяет пыль из загрязненного воздуха за счет центробежной силы. В нижней части камеры 313 выполнен канал 313а для входа воздуха, пропускающий загрязненный воздух, втягиваемый через всасывающий канал 331 и канал 311, в камеру 313.

Трубка 314 для выпуска воздуха, имеющая по существу круглое поперечное сечение, выступает на определенную высоту в середине нижней части камеры 313. Трубка 314 служит в качестве выпускного канала для очищенного воздуха, из которого отделена пыль. Трубка 314 может быть выполнена за одно целое с камерой 313 или в виде отдельной части.

Трубка 314 содержит четыре шумопонижающих ребра 317, которые описаны ниже.

В камере 315, расположенной слева от канала 311, происходит осаждение пыли, отделенной в камере 313. У одной из сторон камеры 315 выполнен загораживающий элемент 315а, предназначенный для предотвращения возврата осажденной пыли обратно в камеру 313. Этот элемент 315а выполнен по существу в виде дуги, изогнутой вниз по отношению к камере 315. После открытия нижней части камеры 315 пыль, скопившаяся в камере 315, может выпасть под действием силы тяжести при открытии узла 350, при этом происходит ее выгрузка.

Ручка 319, имеющая по существу уплощенную U-образную форму, закреплена на передней части корпуса 310 и предназначена для захвата пользователем при отделении корпуса 250 циклона от корпуса 310 пылесоса. Кнопка 319а, предназначенная для открытия узла 350, расположена в нижней части ручки 319. Внутри ручки 319 выполнен соединительный элемент (не показан), предназначенный для соединения кнопки 319а с крючком (не показан).

Ниже со ссылкой на фиг.4 подробно описана конструкция и работа ребра 317, выполненного в трубке 314.

Для понижения шума, создаваемого очищенным воздухом, проходящим через трубку 314, и уменьшения потери давления на внутренней стенке 314b этой трубки 314 с равномерными интервалами закреплены четыре ребра 317. Ребра 317 могут быть выполнены отдельно и прикреплены к внутренней стенке 314b трубки 314 посредством клея или выполнены за одно целое с этой трубкой 314 в виде выступов на ее внутренней стенке 314b.

Ребра 317 имеют определенную толщину ″t″ и содержат криволинейную часть 317а и прямолинейную часть 317с, проходящие в направлении от входного отверстия 314а к выходному отверстию 314с трубки 314.

Криволинейная часть 317а, расположенная у входного отверстия 314а трубки 314, изогнута в направлении "А" для сведения к минимуму шума, который вызывается столкновением очищенного воздуха с криволинейной частью 317а, и потери давления. Четыре ребра 317 закреплены в одинаковом направлении на внутренней стенке 314b трубки 314.

Для предупреждения скопления пыли свободный конец 317b криволинейной части 317а выполнен закругленным. В соответствии с вышеописанной конструкцией вращающийся поток очищенного воздуха, проходящий во входное отверстие 314а трубки 314, постепенно теряет энергию вращательного движения благодаря криволинейной части 317а. Таким образом можно предотвратить образование вихревого потока воздуха, возникающего при столкновении вращающегося потока очищенного воздуха с внутренней стенкой 314b трубки 314.

Прямолинейная часть 317с расположена у выходного отверстия 314с трубки 314. Очищенный воздух, потерявший энергию вращательного движения благодаря криволинейной части 317а, преобразуется в прямолинейный поток воздуха и направляется к выходному отверстию 314с трубки 314.

Допустим, что ссылочная позиция "а" обозначает внутренний диаметр трубки 314, а ребра 317 имеют ширину "b" от внутренней стенки 314b трубки 314 к центру. Ширина "b" составляет приблизительно от 0,1 до 0,4 от внутреннего диаметра трубки 314. То есть ширина "b" ребра 317 меньше радиуса трубки 314, так что ребра 317 не доходят до центра трубки 314. Благодаря открытой центральной части трубки 314 очищенный воздух, втягиваемый во входное отверстие 314а трубки 314, может быть легко пропущен к выходному отверстию 314с трубки 314.

Ниже подробно описана работа пылесоса, имеющего вышеописанную конструкцию, показанную на фиг.1-4.

При запуске тягового электродвигателя создается всасывающее усилие, которое передается к всасывающей щетке 210 через циклонный разделитель 300. Всасывающая щетка 210 втягивает пыль с очищаемой поверхности вместе с воздухом. Втягиваемый воздух, содержащий пыль, направляется к всасывающему каналу 331 закрывающего узла 330 в направлении "F" через всасывающую щетку 210, удлинительную трубку 220 и гибкий шланг 240.

В канале 311 часть загрязненного воздуха проходит через сетчатый фильтр М, установленный в отверстии 311а, и выпускается за пределы циклонного разделителя 300 в направлении "F1" через выпускной фильтр (не показан), расположенный за корпусом 310. Оставшаяся часть загрязненного воздуха втягивается в канал 313а камеры 313 в направлении "F2".

Загрязненный воздух совершает вращательное движение, поднимаясь от нижней части камеры 313 к верхней части узла 330. Пыль выбрасывается за счет центробежной силы к камере 315, расположенной слева от корпуса 310, в направлении "F3". Осажденная в камере 315 пыль не может вернуться обратно благодаря элементу 315а.

Очищенный воздух, из которого удалена пыль, соударяется с верхним концом узла 330 и вследствие этого спускается в направлении "F4", совершая вращательное движение. Нисходящий воздух выпускается через трубку 314 для выпуска воздуха, выполненную в центре нижней части камеры 313. В этом случае часть вращающегося очищенного воздуха выпускается непосредственно через центр трубки 314, в то время как оставшаяся часть вращающегося очищенного воздуха теряет энергию вращательного движения благодаря криволинейной части 317а и преобразуется в прямолинейный поток воздуха, проходя через прямолинейную часть 317с, и затем выпускается из трубки 314.

Очищенный воздух, проходящий через трубку 314, выпускается за пределы циклонного разделителя 300 в направлении "F5" через выпускной фильтр (не показан), расположенный за корпусом 310.

При первичном запуске пылесоса загрязненный воздух, втягиваемый во всасывающий канал 311, по большей части выпускается через сетчатый фильтр М, установленный в отверстии 311а. Однако при закупоривании сетчатого фильтра М пылью наибольшая часть загрязненного воздуха втягивается в канал 313а камеры 313. Происходящее обусловлено свойствами газообразной среды (в данном случае загрязненного воздуха), которые заключаются в способности прохождения к стороне, которая имеет сравнительно более низкое сопротивление. Наличие сетчатого фильтра М позволяет уменьшить потерю давления, возникающую во время первичного запуска пылесоса.

Далее со ссылкой на фиг.5 и 6 рассмотрено воздействие ребер 317 на снижение шума и уменьшение потери давления.

Что касается воздействия на снижение шума благодаря наличию ребер 317, то в каждой полосе частот шум понижается на 2,8 дБ, по сравнению со случаем, когда ребер 317 нет. В частности, при проверке методом Анализа Потоков в определенных полосах частот (1,2 КГц, 2,4 КГц) влияния шумоподавления в отношении шума, создаваемого в трубке 314а, было установлено, что при наличии ребер 317 наблюдалось значительное понижение шума соответственно на 16,9 дБ и 7,5 дБ.

Ниже изложено, каким образом влияют ребра 317 на снижение потери давления.

Обратимся к фиг.6, где показано, что при наличии ребер 317 потеря давления составляет около 472 мм Н₂O. С другой стороны, при отсутствии ребер 317 потеря давления составляет около 527 мм Н₂O. Таким образом, ребра 317 уменьшают потерю давления приблизительно на 55 мм H₂O. Другими словами, при наличии ребер 317 потеря давления снижается приблизительно на 11%.

Ниже описан еще один вариант выполнения ребер 317.

Обратимся к фиг.7, на которой в трубке 414 для выпуска воздуха выполнены четыре шумопонижающих ребра 417 на определенной глубине "d" от верха этой трубки 414 и, соответственно, в системе координат X-Y, пересекающей центральную ось трубки 414.

Ребра 417, выполненные в форме прямоугольника, имеют определенную толщину "t1" и расположены на внутренней стенке 414а трубки 414. Допустим, что ссылочная позиция ″а1″ обозначает внутренний диаметр трубки 414, ребра 417 проходят на длину "b1" от внутренней стенки трубки 414 к ее центру. Ширина "b1" составляет приблизительно от 0,1 до 0,4 от внутреннего диаметра "а1" трубки 417 для выпуска воздуха. То есть длина "b1" ребра 417 меньше радиуса трубки 414, так что ребра 417 не доходят до центра трубки 414.

Вышеописанная конструкция ребер 417 препятствует преобразованию очищенного воздуха в вихревой поток в трубке 414 и, соответственно, способствует понижению шума, вызываемого подобным вихревым потоком воздуха.

Обратимся к фиг.8, где показано, что при наличии ребер 417 снижение шума составило в среднем 3 дБ на каждую полосу частот по сравнению со случаем, когда ребер 417 нет.

В частности, при проверке методом Анализа Потоков в определенных полосах частот (1,2 КГц, 2,4 КГц) влияния шумоподавления в отношении шума, создаваемого в трубке 414, было установлено, что при наличии ребер 417 наблюдалось значительное понижение шума соответственно на 15 дБ и 7 дБ.

Как можно видеть, в циклонном разделителе 300 и пылесосе, в котором применяется указанный разделитель, в соответствии с определенными вариантами выполнения данного изобретения ребра 317 и 417, установленные в трубках 314 и 414, могут ограничивать образование очищенным воздухом вихревого потока и, тем самым, понижать шум, вызываемый в трубках 314 и 414 вихревым потоком воздуха. При этом также снижается потеря давления. Соответственно, потребитель может работать в более комфортных условиях благодаря снижению шума, помимо этого улучшается эффективность уборки за счет снижения потери давления.

В то время как изобретение показано и описано со ссылкой на определенные варианты выполнения изобретения, специалистам в данной области техники следует понимать, что возможно выполнение различных изменений в форме и деталях без отклонения от сущности и объема изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения.