旋流吸尘器
阅读说明：本技术 旋流吸尘器 (Cyclone dust collector ) 是由 H-P.阿诺尔德 P.拉克什曼 I.艾琳 J.巴豪森 K.施密茨 于 2021-05-31 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种旋流吸尘器(1),其具有吸嘴(2)、分离装置(3)和风机,所述风机设置为在所述旋流吸尘器(1)的抽吸运行期间将带有抽吸物的空气通过所述吸嘴(2)吸入到所述分离装置(3)中,其中,所述分离装置(3)具有带有纵轴线(5)的柱形的分离滚筒(4)、切向的流体进入路径(6)、轴向的空气排出路径(7)和相对于所述空气排出路径(7)分开构成的颗粒排出路径(8)。为了实现一种尽可能不受干扰的旋流吸尘器(1),其还在结构形状方面可以优化,建议所述颗粒排出路径(8)具有沿所述分离滚筒(4)的切向指向的颗粒排出口(9),使得颗粒空气流能相对于所述纵轴线(5)基本上横向地离开所述分离滚筒(4)。(The invention relates to a cyclone dust collector (1) having a suction nozzle (2), a separating device (3) and a fan which is provided to suck air with suction into the separating device (3) through the suction nozzle (2) during a suction operation of the cyclone dust collector (1), wherein the separating device (3) has a cylindrical separating drum (4) with a longitudinal axis (5), a tangential fluid inlet path (6), an axial air outlet path (7) and a particle outlet path (8) which is formed separately from the air outlet path (7). In order to achieve a cyclone dust collector (1) which is as undisturbed as possible and which can also be optimized with regard to its structural shape, it is proposed that the particle discharge path (8) has a particle discharge opening (9) which is directed tangentially to the separating drum (4) such that a particle air flow can leave the separating drum (4) substantially transversely with respect to the longitudinal axis (5).)
技术领域
本发明涉及一种旋流吸尘器，其具有吸嘴、分离装置和风机，所述风机设置为在所述旋流吸尘器的抽吸运行期间将带有抽吸物的空气通过吸嘴吸入到分离装置中，其中，所述分离装置具有带有纵轴线的柱形的分离滚筒、切向的流体进入路径、轴向的空气排出路径和相对于所述空气排出路径分开构成的颗粒排出路径。
背景技术
上述种类的旋流吸尘器在现有技术中是充分已知的。它们具有柱形设计的分离滚筒作为中心元件，所述分离滚筒相对于纵轴线方向或者具有恒定的滚筒直径，或者通常具有渐细的直径。抽吸空气流借助风机被吸入分离滚筒并在那里沿分离滚筒的周向流动，其中，较大的颗粒由于重力而向下沉降并到达捕集容器中。去除了较大颗粒的空气流通过所谓的潜管到达外部，所述潜管沿轴向从分离滚筒中导出。然后通常连接有细灰尘过滤器。
例如公开文献DE 10 2015 106 663 A1公开了一种尤其用于家用吸尘器的离心分离器，其具有用于导入带有颗粒的空气流的进入通道、颗粒分离器、配属于颗粒分离器的分离室和用于导出空气流的排出通道。在颗粒分离器中，带有抽吸物颗粒的空气流由于其流速而进行旋转运动，其中，作用在抽吸物颗粒上的离心力导致颗粒与载体空气流的分离。颗粒在此由于重力而被导入分离室，而载体空气流则通过所谓的潜管离开分离室。
在这种带有切向分离器的旋流吸尘器中不利的是，较长的抽吸物颗粒，主要是毛发，会缠绕潜管并堵塞分离滚筒。尤其连接分离滚筒和分离室的环形间隙也可能被塞住。此外，现有技术中已知的切向分离器具有相对较大的尺寸，尤其相对较大的纵向延伸，这是由分离滚筒和分离室沿轴向的先后布置造成的。
发明内容
以上述现有技术为出发点，本发明要解决的技术问题因此在于，提供一种旋流吸尘器，其可以在分离滚筒不被塞住的情况下并且以此尽可能不受干扰地运行。本发明的另一个目的是，提供一种旋流吸尘器，其具有相对于现有技术更小或几何方面更有利的形状。
为了解决上述技术问题建议，分离滚筒的颗粒排出路径具有沿分离滚筒的切向指向的颗粒排出口，使得颗粒空气流可以基本上相对于纵轴线横向地离开分离滚筒。
因此，根据本发明，颗粒空气流不是轴向地从分离滚筒中导出，确切而言而是基本上相对于此横向地从分离滚筒中导出，使得颗粒空气流沿切向离开分离滚筒。因此，颗粒不是通过重力作用而转移到收集室中，确切而言而是由于离心力从分离滚筒中排出，即通过颗粒排出口排出。优选的是，颗粒排出口可以位于例如分离滚筒的轴向的对称平面内，即优选相对于分离滚筒的纵轴线方向居中。分离滚筒沿纵轴线方向的宽度优选与切向的流体进入路径的入口尺寸相似，以保持流入分离滚筒的颗粒空气流处于高速。相对于此，颗粒排出路径的颗粒排出口可以设计为更大一些，以便抽吸物颗粒可以不受干扰地分离到位于其后方的捕集容器中。相较于传统的具有分离滚筒的轴向颗粒排出的切向分离器，根据本发明构成不同的构造形状，其特点是分离滚筒的直径相对于宽度更大的尺寸比。通过根据本发明的构造形状，分离滚筒中主要颗粒部分的分离是在沿分离滚筒的周向运行少于一圈的过程中进行的。相反，在通常的切向分离器中，抽吸物颗粒通过转多圈才能分离。因此整体上根据本发明实现抽吸物颗粒更快速的分离。分离滚筒的在流体进入路径和颗粒排出路径之间的周向部段优选具有10度至270度的角度。角度越大，就能分离越多的颗粒和越小的颗粒。分离滚筒的周向壁可以以不同的方式和方法成形。例如，分离室可以相对于其轴向宽度具有恒定的直径。然而备选的是，也可以设置拱曲部，使得分离滚筒的直径沿轴向改变，例如向端侧的方向逐渐变细。此外，分离滚筒的周向壁也可以具有沿周向变化的直径，尤其分离滚筒可以据此具有螺旋形构造的周向壁。分离滚筒的沿周向减小的直径可以有助于分离成功，然而相较于例如分离滚筒基于周向的恒定的直径在结构上更复杂。总体上，根据本发明可以实现具有与现有技术相比设计更为紧凑而不是细长的构造形状的分离装置，此外，还可以实现从颗粒空气流中简单和运行安全地分离抽吸物颗粒，而不必受限于颗粒尺寸的最大可实现的分离性能。
尤其建议，颗粒排出路径和/或流体进入路径位于分离滚筒的与分离滚筒的纵轴线正交定向的横截面中。根据这个优选设计方案，分离出的抽吸物颗粒与分离滚筒的纵轴线正交地离开分离滚筒。然而原则上也可行的是，颗粒排出路径和/或流体进入路径相对于纵轴线具有不等于90度的角度。这例如当分离滚筒的周向壁具有螺旋形结构时是有利的。
此外建议，分离装置沿流动方向在颗粒排出口后方或者说下游具有粗粒物捕集容器。粗粒物捕集容器用于捕获、收集和存储分离出的粗颗粒，这些粗颗粒通过所述颗粒排出口离开分离滚筒。因此与现有技术相反的是，粗粒物捕集容器并不相对于分离滚筒的纵轴线位于分离滚筒的后方，而是确切而言沿轴向观察与分离滚筒并排。分离装置由此整体上以新的方式成形并提供分离装置在旋流吸尘器壳体中安装方面的优势。
优选的是建议，分离滚筒的空气排出路径具有两个空气出口，它们分别各构造在分离滚筒的两个相对的端侧上。空气出口用于排出去除了粗颗粒的空气。柱形设计的分离滚筒具有两个相对的端侧，这两个端侧优选分别具有空气出口。特别优选的是，整个端侧构造成空气出口。空气出口用于使得清除掉粗脏物颗粒的空气流沿分离滚筒的至少初始沿轴向的方向流出。根据这种设计方案有利地取消了本来在现有技术中常见的潜管，其突伸到分离滚筒中并且在那里会导致粗大脏物附着。
尤其建议空气出口具有格栅。通过这些格栅，去除了粗粒物的空气流可以从两侧离开分离滚筒。格栅导引分离滚筒中的涡流并保持涡流效应。网格彼此之间的距离连同流体进入路径的开口直径一起确定可以在分离滚筒中循环的最大颗粒直径。通过借助离心力分离粗大脏物颗粒，会使在分离滚筒中循环的吸入物颗粒发生不太清晰的分离。尤其在抽吸物颗粒的原本可以被分离的理论极限直径范围中的这些颗粒会留在分离滚筒中。同样地，小于极限直径的颗粒也可以部分地分离到粗粒物捕集容器中。这种分离精度或者说清晰度可以通过使用所建议的格栅优化。原则上，格栅可以构造成任意形状，例如平的、凸的、凹的、具有指向分离滚筒的尖端的锥形或具有从分离滚筒向外指向的尖端的锥形。然而优选的是这些格栅是内凹构造的，即朝分别对置的格栅的方向弯曲。以此可以尽可能长地维持在分离滚筒内部的高流速。
可以规定的是，分离滚筒的端侧构造成不相互平行，尤其彼此呈锐角地定向，特别优选在它们之间围成30度至60度的角度。可以规定的是，这些格栅布置成不相互平行，使得分离滚筒的宽度向颗粒排出口的方向加宽。特别优选的是，格栅关于与分离滚筒的纵轴线正交的平面彼此镜像对称地定向。
建议空气排出路径具有细尘过滤器，其中，沿通过格栅从分离滚筒流出的空气流的流动方向，细尘过滤器优选布置在格栅后方或者说下游。细尘过滤器用于捕集所有可以通过格栅的颗粒。多个细尘过滤器的布置也可以用于进一步优化过滤结果。
建议格栅具有多个格栅开口，其中，格栅开口沿从格栅中心到格栅边缘的方向具有开口直径减小的尺寸变化。原则上，格栅开口的开口直径也可以是恒定的或不规则变化的。然而优选格栅开口具有一尺寸变化，其在格栅的边缘规定较小的开口直径，但在格栅的中心规定较大的开口直径。在此，这有助于使在分离滚筒中循环的颗粒保持在尽可能接近轴线的环绕轨道中并且以此使得粗大脏物颗粒容易分离。
此外可以规定，分离滚筒相对于颗粒排出口相邻地具有扰流板，所述扰流板不齐平地连接在分离装置的粗粒物捕集容器上，使得所述扰流板连条式覆盖粗粒物捕集容器的容器开口的局部区域。颗粒在分离滚筒内的分离基于颗粒空气流的离心力进行。由于那里的速度相对较高，在颗粒刚刚进入分离滚筒中之后的分离效果最大。在进一步的循环过程中，滚筒壁的局部半径和颗粒在分离滚筒内的局部速度确定颗粒向滚筒壁的方向的流动。然后颗粒可以通过颗粒排出口离开分离滚筒并进入粗粒物捕集容器中。在此还通过扰流板确定哪些颗粒被分离。扰流板构造为导板，其相邻但不齐平地连接在粗粒物捕集容器的容器开口上。扰流板至少部分覆盖粗粒物捕集容器的容器开口并以此确定颗粒和空气在从分离滚筒到粗粒物捕集容器中的过渡区域中的分离机制。此外，扰流板还防止形成二次涡流和由此导致的已被分离的颗粒重新回到分离滚筒中。连接分离滚筒的纵轴线与扰流板的端侧的端面边缘的直线与从分离滚筒到粗粒物捕集容器中的颗粒排放方向之间的角度优选在从0度至90度的范围中。在此，较小的角度导致通过粗粒物捕集容器的穿流增强，大的角度使分离率恶化，因此在优选25度至65度的中等的角范围内确定针对分离装置的最佳功能的良好的中等程度。
此外建议，分离滚筒的最大的滚筒直径大于分离滚筒沿纵轴线方向的最大滚筒长度。相较于传统的切向分离器，在此建议的实施方式是，与优势上具有纵向延伸量的上更为细长的传统型分离滚筒相比，本发明的分离滚筒看上去紧凑。由此还可以得到在分离滚筒在旋流吸尘器内部的安装位置方面的益处。
附图说明
下面根据实施例进一步阐述本发明。附图中：
图1以外部三维视图示出按照本发明的旋流吸尘器，
图2以三维视图示出旋流吸尘器的分离装置，
图3以另外的视图示出分离装置，
图4示出按照备选实施方式的分离滚筒，
图5a至图5d示出分离滚筒的不同的滚筒周向部段，
图6a以横截面示出分离装置的原理草图，
图6b以横截面示出按照可行的实施方式的分离装置，
图7示出按照图6a，VII的分离装置剖视图，
图8示出在分离滚筒的扰流板和分离装置的粗粒物捕集容器的容器开口之间的过渡区域，
图9示出用于分离装置的空气排出路径的格栅。
具体实施方式
图1首先示出示例性的旋流吸尘器1，其具有设计成可取下的附件设备的吸嘴2和基础设备20。旋流吸尘器1在此仅示例性设计成手持吸尘器，但也可以备选地设计成地面吸尘器，其中，在布置在吸管上的吸嘴2和在地面上滚动的基础设备20之间使用柔性的抽吸软管。同样，旋流吸尘器1也可以是电池驱动的设备。此外，旋流吸尘器1可以设计成自动行进的吸尘设备。
在此所选示例中，旋流吸尘器1具有长度可变的手柄21以及布置在手柄上的带有开关14的把手22。手柄21例如可以可伸缩地构造，使得使用者能个性化适应于其身高地调整把手22的位置。开关14例如用于启动和关停旋流吸尘器1。此外可以建议，借助开关14可以选择风机的确定的功率级、清洁元件的转速、如刷毛辊子或其他设备参数。
图2和图3示出旋流吸尘器1的分离装置3的示例性实施方案。分离装置3具有带有纵轴线5的分离滚筒4。此外，分离滚筒4具有用于富含抽吸物的空气的流体进入路径6、用于排出清洁后空气的空气排出路径7和颗粒排出路径8，所述颗粒排出路径用于将粗颗粒分离到沿流动方向位于其后面或者说下游的粗粒物捕集容器10中。分离滚筒4和粗粒物捕集容器10通过颗粒排出路径8的颗粒排出口9和粗粒物捕集容器10的容器开口19相互连接，其中，在过渡区域中，在分离滚筒4上设有扰流板18(尤其见图6a、6b和8)。分离滚筒4具有两个沿纵轴线5的纵向相对置的端侧11，它们是用于清洁后空气的空气出口12。例如端侧11在此具有格栅13，格栅分别带有多个格栅开口15，所述格栅开口从格栅中心16直至格栅边缘17分布，在此例如均匀布置地分布并具有一样大的开口横截面。
沿纵轴线5的延伸方向测量，分离滚筒4具有滚筒直径DT和滚筒长度L。分离滚筒4的滚筒壁27在轴向方向上是平的，即滚筒直径DT沿纵轴线5的方向是恒定的。
相反，图4示例性示出分离滚筒4，其具有沿轴向弯曲的滚筒壁27，使得滚筒直径DT沿轴向从外向内变化。
图5a至图5d示例性示出备选地设计的滚筒周向部段23、24、25、26，为了更好地说明，这些部段是与纵轴线5平行地切割的。滚筒周向部段23例如具有相对于纵轴线5或分离滚筒4的延伸方向的平坦的切割边缘。备选地，滚筒周向部段24具有弓形圆段的形状。滚筒周向部段25在横截面中构造成基本上是U形的，而滚筒周向部段26则V形地成形。所示的滚筒周向部段23、24、25、26可以理解为滚筒壁27的备选的设计方案。然而也可行的是，它们一起通过先后布置形成滚筒壁27，其中，例如一些周向部段平坦地成形，而沿周向后续的部段例如具有球形的拱曲。
图6a和6b示出分离装置3的横截面，其中，图6a示出理想化的草图，根据图6b的分离装置3示出与实际相关的设计。如图所示，分离滚筒4具有与其相切定向的流体进入路径6以及基本上同样相切定向的颗粒排出路径8。分离滚筒4在颗粒排出路径8的颗粒排出口9的区域中具有扰流板18，所述扰流板至少部分地遮挡粗粒物捕集容器10的容器开口19，使得沿流动方向在扰流板18后方构成底切。流体进入路径6和颗粒排出路径8彼此可以具有角度，该角度在从大约10度至270度的范围中。在流体进入路径6的纵轴线和颗粒排出路径8的纵轴线之间测定所述角度。例如所述角度在此约为180度，因为流体进入路径6和颗粒排出路径8基本上相互反平行地延伸。
图7示出根据图6a和6b中的观察方向VII的分离装置3。可以看到，分离滚筒4的端侧11不是彼此平行定向的，而是彼此具有角度，所述角度在此大约是20度。布置在端侧11上的格栅13(图7中未示出)，例如是平坦地设计的，其中备选地也可行的是，这些格栅例如是凹形地弯曲到分离滚筒4的内部的或者凸形地从分离滚筒4向外超出。
图8示出分离滚筒4和粗粒物捕集容器10之间的过渡区域。在这个过渡区域中，分离滚筒4具有扰流板18，扰流板部分遮挡容器开口19。从分离滚筒4的纵轴线5延伸到扰流板18的端侧的直线与颗粒排出路径8的直线延伸形成的角度β在此例如是大约40度。备选的是，在0度至90度范围内的其他角度也是可行的，其中，小的角度β导致通过粗粒物捕集容器10的穿流增强，而大的角度β使分离率恶化。优选的是，该角度β在25度至65度的角度范围内。
图9示出用于分离滚筒4的端侧11的格栅13的示例性设计。例如格栅13在此具有多个格栅开口15，它们具有从格栅13的格栅中心16向格栅13的格栅边缘17的方向上越来越小的开口直径
本发明现在如此发挥作用，颗粒借助未示出的风机通过直的(图6a)或弯的(图6b)流体进入路径6进入分离滚筒4。在那里，颗粒流沿分离滚筒4的滚筒壁27的周向导引至颗粒排出口9，颗粒排出口9将分离滚筒4与粗粒物捕集容器10在流体技术上连接。粗颗粒被分离到粗粒物捕集容器10中是基于离心力和分离滚筒4的结构条件进行的。尤其确定颗粒是否能进入粗粒物捕集容器10中的极限直径通过(必要时局部的)滚筒直径DT和那里存在的颗粒流速确定。此外，限制颗粒排出路径8的扰流板18确定哪些颗粒可以通过颗粒排出口9。尤其是，扰流板18由于其形状和尺寸，一方面确定用于分离粗颗粒和细颗粒或颗粒和空气的极限直径，另一方面它防止二次涡流的形成和与之关联的已经在粗粒物捕集容器10中分离的颗粒重新回到分离滚筒4中。颗粒排出口9的借助扰流板18空出的角范围优选在25度至65度之间，以便一方面实现令人满意的分离率，另一方面把低于极限直径的颗粒保留在分离滚筒4中。
分离滚筒4的滚筒长度L优选基本相当于颗粒排出口9的宽度，但是其中，端侧11可以相互不平行地定向，以便气流在流体进入路径6和颗粒排出路径8之间沿滚筒壁27保持在相对高的速度。在分离出粗大的脏物颗粒后留在分离滚筒4内的空气流连同直径低于定义的极限直径的细尘颗粒，接着通过分离滚筒4的端侧11离开分离滚筒4，并且例如可以输送到沿流动方向后续的细尘过滤器。相对于分离滚筒4的内部空间，与端侧11对应的格栅13一方面引导循环流动，然而允许空气和细尘颗粒在端侧排出。优选的是，格栅13是凹形构造的，即向分别相对的格栅13的方向弯曲，以便可以在尽可能长的时间内确保高流速。此外，可以通过分离滚筒4的滚筒壁27的特殊的造型(见图5a至图5d)优化分离，其中，分离滚筒4内的颗粒流例如可以通过弯曲的滚筒周向部段24或V形构造的滚筒周向部段26更近地在分离滚筒4的轴向中心(相对于纵轴线5)区域中导引。
根据此处所示的根据本发明的分离装置3的优选实施方案，流体进入路径6和颗粒排出路径8相对于纵轴线5的延伸居中地位于分离装置3中。带有格栅13的空气出口12此外相对于分离滚筒4的轴向对称平面对称地布置。虽然在此没有示出，但格栅13也可以是凸形或锥形构造的。此外可行的是，格栅13具有与此处不同的数量、布局、构造和尺寸的格栅开口15。尤其格栅开口15也可以具有彼此相同的开口直径等距布置或彼此以不同间距布置。此外，分离滚筒4的滚筒壁27也可以是螺旋形构造的，使得滚筒直径DT沿分离滚筒4的周向变化。由此可以有利于针对粗颗粒的分离过程。总体上根据本发明的分离装置3的分离滚筒4优选获得一外部形状，其中，滚筒长度L小于滚筒直径DT。与现有技术相比，大部分粗颗粒的分离在少于分离滚筒4内的一个完整的循环内进行。若以此导致不清楚地分离出粗颗粒和细颗粒，则布置在端侧11上的格栅13必要时用于将未分离的粗颗粒存储在分离滚筒4内，然后它们可以在例如另一次循环后通过颗粒排出口9离开分离滚筒4并收集在粗粒物捕集容器10中。
附图标记列表
1 旋流吸尘器
2 吸嘴
3 分离装置
4 分离滚筒
5 纵轴线
6 流体进入路径
7 空气排出路径
8 颗粒排出路径
9 颗粒排出口
10 粗粒物捕集容器
11 端侧
12 空气出口
13 格栅
14 开关
15 格栅开口
16 格栅中心
17 格栅边缘
18 扰流板
19 容器开口
20 基础设备
21 手柄
22 把手
23 滚筒周向部段
24 滚筒周向部段
25 滚筒周向部段
26 滚筒周向部段
27 滚筒壁
开口直径
DT 滚筒直径
L 滚筒长度
α 角度
β 角度
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种清洁设备