CN1669518A - 轻质无袋真空吸尘器 - Google Patents

Abstract

一种真空吸尘器，具有一轻质立式真空容器，包括一圆柱形的气旋空气分离和污物收集容器，该容器具有一组合套筒和折叠的过滤器滤筒支架。该容器在上部具有一径向的空气入口，并具有一关闭的底部和一开口顶部，该开口顶部通向位于该真空吸尘器壳体上部的一马达，用于改善空气分离和污物收集。该套筒具有一开口侧壁和一封闭的底部，且具有一向外并向下延伸的裙缘，该裙缘延伸至该容器高度的中点附近。在该裙缘上方的从气流中分离出来的污物颗粒掉落至该裙缘下方的下部。随后，清洁的空气流出该套筒的开口上部，直至该容器上方的吸引源。流出该套筒的空气通过一截头圆锥体区域，并在进入真空马达前进入一径向折叠的过滤器。

Description

轻质无袋真空吸尘器

技术领域

本发明主要涉及真空吸尘器，尤其涉及轻质立式无袋真空吸尘器，其包括一圆柱形的气旋分离/污物收集容器，在该容器中具有一组合的中央套筒和过滤器支架，在该容器的顶端具有一出口，并且具有一可打开的底部，以增强从气流中对于污物的分离和对于该容器底部上污物颗粒的保持力。

背景技术

气旋真空吸尘器已公知一段时间。例如，欧洲专利No.EP 0 042 723和詹姆士·戴森(James Dyson)的美国专利No.4,593,429揭示了一种真空吸入式清洁装置，包括串联的两个旋流器(cyclone)单元，连续工作以从气流中抽出污物颗粒。两个旋流器中的一个具有大体上截头圆锥体的形状，用以提高污物颗粒的速度，以使该旋流器能够将细小的污物颗粒沉积在相对该圆锥体开口直径而言的小直径收集腔室中。在空气进入该旋流器之前，脏空气抵靠一圆柱形外腔室的壁切线地进入，该圆柱形外腔室用作一旋流器，以从进入该装置的脏空气中去除粗大的污物颗粒。

如上述公开出版物中的装置，其中的连续旋流器是同轴的，除此而外，在美国专利No.4,373,288中，戴森将截头圆锥体的旋流器并排放置。在此结构中，该装置被设计为通过连续工作的两个旋流器来去除污物。在所有这些装置中，首要目的是避免像在传统真空吸尘器中那样需要使用一袋子。在这些传统装置中，由一鼓风机将空气牵引通过该用具，当该袋子充满污物时产生一较大程度的压力下降。压力下降的增大降低了该设备的清洁效率。正因为此，无袋真空吸尘器的结构非常具有吸引力。

基于PCT/GB99/00507，其申请人在WO 99/42198中揭示了一无袋清洁装置。此公开出版物的全文在此可并入参考。在此装置中，脏的入口空气流通进入一具有圆柱形横截面和较低的截头圆锥体部分的旋流器的上部。此旋流器的分离台被设计为在圆锥体开口下面的一收集腔室中来分离细小的污物颗粒。该装置的圆柱部分包括连接到一用于收集粗大污物颗粒的相邻侧腔室的过渡区域。在其中揭示的另一实施例中，粗大的污物是在环绕该内部截头圆锥体旋流分离器的一较大的外部圆柱形腔室中被收集的。

基于在1999年12月21日最初发表为美国专利No.6,003,196的一篇申请，Royal Appliance Mfg.Co.的一系列相关申请示出了其它的无袋真空吸尘器设计。这些专利揭示了各种类型的立式真空吸尘器，其包括可为一气旋分离装置的一空气分离腔室。在这些专利中描述的全部真空吸尘器都包括一过滤器，该过滤器设置在气旋空气流腔室中或吸引源的污物杯逆流中。

三洋电机株式会社(Sanyo Electric Co.，Ltd.)的美国专利No.6,192,550也揭示了一真空清洁装置，其具有设置在一气旋空气分离腔室中的一可旋转过滤器。此装置特别有效，因为该过滤器的可旋转特性允许将夹杂在该过滤器中的污物移至该污物杯的底部，所以当该污物杯移开进行清洁时，易于处理。此专利的内容在此可并入参考。

在使用气旋分离器提供其自身的优点的同时，有关于真空吸尘器结构作为整体的考虑也可能影响该设计的生存能力(viability)。用于给鼓风机供能以引起气流的马达是该真空吸尘器中最重的单个组件。此重量的位置可影响该真空吸尘器可否被容易地使用。马达重量的位置在哪儿与该真空吸尘器的其它组件高度地相关，该真空吸尘器的高重心的结果趋于使此装置对于使用者来说较不稳定。因此，低位安装马达的能力可以提供附加的稳定性和使用上的便利。

将马达安装在分离腔室下面降低了该真空吸尘器的重心，这在小型轻质的设计中很重要。此结构影响到分离腔室的设计选择。气旋分离器的使用需要该腔室大体上为圆柱形，并具有足够的直径以允许用于其内的气旋气流。该分离腔室必须是可移动的，以允许其可被倒空、清洁或替换。在该分离腔室下面放置马达可能导致供给牵引空气穿过该分离腔室进入位于顶端的该分离腔室的能量低效。

因此，虽然许多无袋设计是在使用袋子技术的传统真空吸尘器上的改进，仍然需要提供持续的改进及可选的设计，以改进从空气中对于污物颗粒的分离和在小型轻质的设计中的空气分离器腔室。

发明内容

总的来说，按照本发明，提供了一种轻质立式真空吸尘器，其具有圆柱形的污物分离和收集装置。该污物分离和收集装置为一大体上圆柱形的容器，在上部具有一切向的空气入口，且具有一可选择性操作的底部，用于移除分离的污物。一组合套筒和过滤器支架(holder)从该容器打开的顶端延伸，该容器具有一上过滤器支架部分，一下套筒延伸进入该容器，而且一截头圆锥体的过渡区域将该套筒连接至该过滤器支架部分。一向外且向下延伸的凸缘或裙缘从该套筒的底部延伸，以防止污物再飞散入气流中而逸出该容器。该容器关闭的底部枢接于该容器侧壁，并且可选择性地打开以清空。

按照本发明的真空吸尘器具有一与一吸嘴铰接的伸长的壳体，该吸嘴具有一空气入口，用于从将要清洁的表面上去除污物。该壳体具有延伸到一管子的一上端，且在该管子的顶部具有一使用者手柄。该壳体包括一容器腔，其接收该分离和收集容器。一马达位于该壳体的上部内，在该壳体中的容器开口之上，用于接收该空气分离和污物收集容器。排出空气从该容器被牵引到一径向折叠的过滤器，该过滤器置于该分离过滤器支架中，且在该过渡区域和该套筒之上。一圆柱形的径向折叠的过滤器滤筒位于该支架中且在该马达之下。进入该容器的空气在该裙缘之上切向地环流，将污物沉积至该底部，随后被牵引进入该套筒的该开口部分，并向上进入该过滤器滤筒。该过滤器折叠是径向设置的，以在清洁空气被牵引进入该马达之前，增加过滤表面积。

因此，本发明的一个目的是提供一种污物分离容器，用于一小型立式真空吸尘器，提供改善的污物分离。

本发明的另一目的是提供一种污物分离容器，其包括具有一向下凸出裙缘的一套筒，以改善污物分离。

本发明的又一目的是提供一种空气分离和污物收集容器，其具有一套筒且在该套筒上方具有一分离过滤器腔室，以与一真空吸尘器一起使用，该真空吸尘器在该真空壳体的上部内具有一真空源。

本发明的再一目的是提供一种小型真空吸尘器，其具有一易于拆卸的折叠的过滤器滤筒位于外部，且在该套筒之上、该真空源之下。

本发明的其它目的及优点将通过以下的详细说明而更加显而易见、清楚明了。

因此，本发明包括构造的特性、元件的组合及部件的排列，其将被举例说明于下文所述的解释当中，并且本发明的范围将在权利要求书中表明。

附图说明

为更加详尽地理解本发明，请结合附图参考以下说明，其中：

图1是按照本发明的小型立式真空吸尘器的侧视图，其构造并设置有一可拆卸的圆柱形气旋空气分离和收集容器以及一圆柱形的过滤器滤筒；

图2是用于图1的真空吸尘器中的分离和收集容器的横截面图，其在适当位置具有套筒和过滤器支架，且示出了空气和污物的模式；

图3是图2中的位于套筒和过滤器支架中的折叠的过滤器滤筒沿3-3线的顶部平面图；

图4是图3中的过滤器滤筒沿4-4线的横截面图；

图5是组合套筒和过滤器支架在图2的容器中的立体图；以及

图6是按照本发明另一实施例的组合套筒和过滤器支架的立体图。

具体实施方式

图1示出了按照本发明构造和设置的轻质真空吸尘器11的主要组件。真空吸尘器11具有一伸长的壳体12，该壳体具有一向上延伸的管子13，该管子终结于一使用者手柄14。在壳体12的下部内形成有一空气分离和污物收集容器腔21。一吸嘴16铰接于壳体12，用于在要被清洁的表面上通过。在壳体12的底部后侧的一轮轴18上装有一对轮子17或滚筒，以易于在要被清洁的表面上移位。一真空马达19位于壳体12的上部，且在容器腔21之上。

一可选择性拆卸的圆柱形空气分离和收集容器22位于壳体12的腔21内。更多细节示于图2，空气分离和收集容器22具有一大体上圆柱形的侧壁26、一带有手柄29的封盖31以及一可选择性打开的铰接的底部23。侧壁26在该上部具有一空气入口27。一导管28提供从吸嘴16至入口27的气流连接。一组合套筒和过滤器支架组件24位于容器22的上部。一过滤器滤筒52位于壳体12内，且在马达19之下。

再请参考图2，空气分离和收集容器22具有一封盖31，该封盖带有一开口顶部33。一枢轴销36(pivotable latch)由一销钉39安装到侧壁26的前面，该枢轴销36通过销钉39在下端有一接合唇缘37，且在顶部有一解锁按钮38。销36在顶部被一弹簧41所偏压，以在产生真空和从腔21上拆卸的期间，接合底部23并将其保持在一关闭的位置。底部23装配有一垫圈42，以确保当关闭时与侧壁26的气密连接。

组合套筒和过滤器支架24包括带有一封闭底部的一较低的圆柱形套筒部分46，在该封闭底部上带有一向外延伸且朝向下的裙缘48，该裙缘延伸到圆柱形容器22的中点附近。套筒46无需延伸至容器22的准确中点，但应在容器22高度的正或负10％之内。这将允许在裙缘48上方充分的空气分离和在裙缘48下方对收集的污物的保持力。一漏斗形或截头圆锥体的过渡部分49从套筒46的顶部延伸至侧壁26顶部的高度，并且向上延伸以形成一圆柱形的过滤器支架部分51。

过滤器支架部分51容纳有一个径向折叠的过滤器滤筒52，详见图3和图4。一封盖31装在过滤器支架部分51上。侧壁26包括三个翼片(未示出)，通过形成在封盖31内侧的三个相应的键槽而接合，以在装配使用时，在封盖31和侧壁26之间提供牢固的锁定连接。这也使得为清洁或替换过滤器滤筒52而很容易将其拆卸。在封盖31的侧壁上也设有一垫圈56，用于与过滤器滤筒52形成密封。

过滤器滤筒52包括一圆柱形的侧壁58，并且在顶部和底部是开口的。侧壁58的顶部具有一朝向内的凸缘59和一向上延伸的边缘61，该边缘61用于与封盖31中的垫圈56相接触，以形成密封。一对交叉梁62提供支撑，并容纳有带有一下扣状物(lower button)65的一中央销钉63，用于将一折叠的过滤器元件64固定在适当位置。

该过滤器介质可以是一高密度的、基于聚乙烯的、开放穴窝的(open-celled)多孔渗水介质，例如Porex，或空气等效微孔(foraminous)过滤器。一种适合的过滤器介质是一硬质开放穴窝泡沫材料，其可被模压成或可洗成所需的形状。优选地是，该过滤器介质是一高效特吸(HEPA)过滤器元件，以径向折叠的形式置于滤筒52中。

在裙缘48和过渡部分49之间的套筒部分46朝向通到过滤器支架区域51的气流开口。一滤网(screen)50位于套筒46中的开口上方，以防止大块的碎片和纤维堵塞过滤器元件64。图2所示的套筒46的细节示出于图5的立体图中。图6示出组合套筒和过滤器支架组件66的另一实施例，该组件66在图5所示的开口套筒和组合支架24的滤网50的适当位置具有多个孔67。

图2示出按照本发明构造的气流模式及空气分离和收集容器22的污物收集。脏空气进入吸嘴16并在导管28中向上行进至入口27，如箭头A所示。随后，空气在收集容器22的侧壁26内切向行进，如箭头B所示；并且，污物71被收集在底部23上。如箭头C所示，清洁的空气随后被牵引通过滤网50，进入过渡区域49。然后，由于过滤器支架24上方的马达19产生真空，空气被牵引通过出口33并进入过滤器滤筒52。可在马达19的入口处放置一可洗涤的泡沫过滤器圆盘，用作最终过滤器。

在图示的实施例中，小型真空吸尘器11为约1.25米或48英寸高，同时容器22具有约108毫米或4又3/8英寸的直径。套筒46具有约43毫米的外径。裙缘48位于套筒46的底部，并且从套筒46的外径延伸约16.6毫米。这样，裙缘48延伸至侧壁26的内径约60％到80％之间。优选地是，裙缘48应延伸约65％到75％，并且最优为约70％。容器21的总高度约为25厘米。过滤器滤筒52约为3.5厘米高。

可见，前述说明使本发明更加清楚，并且上述目的已被有效地达到。因为在不脱离本发明精神和范围的前提下，可对上述构造做出某些改变，因此上述说明书中所含的或附图中所示的全部内容仅被用作示意性的解释，不具限制性。

还需理解，所附的权利要求书力图覆盖在此描述的发明的全部的一般或特殊的特性，并且作为语言修辞的本发明范围的全部叙述，都应落入该权利要求书中。

Claims (14)

1、一种空气分离和污物收集装置，用于无袋真空吸尘器，包括：

一伸长的容器，其具有一圆柱形的侧壁、一开口顶部和一关闭的底部，该底部能打开以清空收集的污物；

一切向的空气入口，其形成在该侧壁的上部；

一组合套筒和过滤器支架组件，该套筒具有一开口侧壁和封闭的底部，并且在该套筒的该封闭的底部上设有一向外且向下延伸的裙缘；

一倒置的截头圆锥体过渡部分，从该套筒的上部延伸至该过滤器支架部分，该过滤器支架部分在该容器侧壁的上部上方延伸，并且对空气通道是开口的；以及

一径向折叠的过滤器滤筒，位于该组件的该过滤器支架部分中。

2、如权利要求1的空气分离和污物收集装置，其中该裙缘的外径延伸至该圆柱形容器直径的约60％到80％之间。

3、如权利要求1的空气分离和污物收集装置，其中该套筒的外径处于该容器侧壁直径的约35％到45％之间。

4、如权利要求1的空气分离和污物收集装置，其中该底部铰接至该侧壁，并且能选择性地打开以移除其上收集的污物。

5、如权利要求1的空气分离和污物收集装置，其中在该套筒的该开口侧壁上包括有一滤网。

6、如权利要求1的空气分离和污物收集装置，其中该套筒的该侧壁包括有多个孔。

7、如权利要求6的空气分离和污物收集装置，其中该过滤器滤筒包括一径向折叠的过滤器。

8、如权利要求6的空气分离和污物收集装置，其中该折叠的过滤器是一HEPA过滤器。

9、一种真空吸尘器，包括与一吸嘴铰接的一伸长的壳体，在其上部带有一脏空气入口和一吸引源，并且具有一开口以接收一污物分离和收集容器，该容器包括：

一伸长的容器，其具有一圆柱形的侧壁、一开口顶部和一关闭的底部，该底部能打开以清空收集的污物；

一切向的空气入口，其形成在该侧壁的上部；

一组合套筒和过滤器支架组件，该套筒具有一开口侧壁和封闭的底部，并且在该套筒的该封闭的底部上设有一向外且向下延伸的裙缘；

一倒置的截头圆锥体过渡部分，从该套筒的上部延伸至该过滤器支架部分，该过滤器支架部分在该容器侧壁的上部上方延伸，并且对空气通道是开口的；以及

一径向折叠的过滤器滤筒，位于该组件的该过滤器支架部分中。

10、一种组合套筒和过滤器支架，用于无袋真空吸尘器，包括：

一圆柱形过滤器支架容器部分，其具有一开口顶部和底部；

一截头圆锥体部分，连接至该支架的该开口底部，具有远离该底部设置的较小的开口；

一圆柱形套筒，连接至该较小的圆锥形开口；

该套筒的该侧壁对空气通道是开口的；以及

该套筒的该底部具有一向外且向下朝向的裙缘，该裙缘从该套筒的该封闭底部延伸。

11、如权利要求10的组合支架，其中在该套筒的该侧壁内的开口覆盖有一网状物。

12、如权利要求10的组合支架，其中该套筒的该侧壁具有多个孔。

13、如权利要求10的组合支架，其中在该支架部分内设有一圆柱形过滤器滤筒。

14、如权利要求13的组合支架，其中该过滤器滤筒包括一圆柱形的侧壁，并具有一位于该侧壁内的径向折叠的过滤器。

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