用于真空清洁器的分离器的制作方法

1.本发明涉及一种用于基于液槽(liquid bath)操作的真空清洁器的分离器，该液槽用作对于被抽吸的颗粒的预分离和用作倾倒区域。真空清洁器是所谓的“灰尘真空清洁器”并且旨在用于清洁。


背景技术：

2.已知各种设计的真空清洁器用于住宅和商业场所。所有真空清洁器共享的共同特征是它们产生空气负压，并且从而产生将不希望的颗粒以及在一些实施例中将液体抽吸到真空清洁器中的空气流。在真空清洁器内，然后有必要将被抽吸的空气与被抽吸的颗粒和可能的被抽吸的液体分离。空气在已经与颗粒和可能的液体分离之后返回到房间，而颗粒和任何可能的液体必须保留在真空清洁器中。颗粒与空气的分离可以用机械过滤器来完成，而颗粒和可能的被抽吸的液体与空气的分离可以用液槽(过滤器)和特殊的分离器来完成。颗粒和可能的被抽吸的液体借助于液槽从空气的分离和处置的优点在于，与机械过滤器不同，通常为水的液体总是可获得的的，因此除了固体之外，液体也可以被抽吸，并且从而例如清洁剂也可以被抽吸，以及在于，该类型的真空清洁器在被使用时稍微润湿其被使用的房间中的空气。所有液槽真空清洁器的共同问题是，除了颗粒之外，加入空气流的流体也必须从空气中去除。大多数液槽真空清洁器通过离心作用将空气与颗粒和相关的液体分离，因为空气具有比颗粒或液体显著较低的比重。
3.液槽真空清洁器例如在专利us4640697或de3632992、us5030257和us5125129中被公开。根据这些专利的空气和颗粒分离的解决方案的主要缺点在于分离器的结构在技术上要求高并且不是足够有效的。
4.根据专利ep0496837b1，空气与颗粒的分离以三个阶段进行。在空气流过沉积液体时，该液体中的大颗粒被润湿并保留在其中。小颗粒随空气流朝向分离器流动，并在其表面上结合到液体的细液滴，并且由于分离器的高速旋转(从20000到25000rpm)，受迫回到液体容器。最小的颗粒与液体的微滴一起被截留在分离器内，在该处，由于高达12000g的巨大离心加速度，它们粘到分离器的内壁。空气与颗粒和液体分离的该第三阶段即最后阶段意味着颗粒被积聚在分离器内侧，所述颗粒使分离器狭槽(separator slot)减小，由此降低分离器和整个真空清洁器二者的效率，并且使分离器不平衡，由此造成振动。由于颗粒在分离器内侧的上述积聚，分离器需要被定期清洁，这对于使用者来说是不方便的，并且最重要的是，由于分离器必须被拆卸，所以存在潜在的危险。在执行该操作时，不应该驱动真空清洁器马达，因为这会由于旋转而对用户造成伤害。这种将空气与颗粒和液体分离的解决方案是需要解决的问题，尤其是从使用者的安全的角度来看，而且还由于其不切实际。
5.根据us5902386的分离以与ep0496837b1中类似的方式解决。改进体现在分离器的狭槽深度与宽度的比率以及体现在分离器上方增加的曲径(labyrinth)，该曲径产生反向空气流，用于防止液滴和灰尘颗粒进入进气涡轮机叶轮。
6.根据ep0496837b1和us5902386的分离器的解决方案的主要和共同缺点是分离器
被构造为带有形成在分离器的侧壁中的竖直狭槽的锥形篮。侧壁形成为肋阵列，在各肋之间形成有狭槽。由于分离器的高速旋转以及随之的高离心力，肋以及因此侧壁变形，即向外凸出。分离器变形，狭槽变大，并且分离器变得低效。分离器不再平衡，并且产生振动。在该结构中，加强侧壁的肋是避免分离器变形的唯一方式。这使侧壁更坚固，狭槽更小，由此降低分离器的效率。另外，较宽的肋意味着灰尘颗粒和其它杂质积聚在其上的增加的面积。因此，该类型的分离器由于其结构而低效，由于灰尘颗粒和其它杂质的积聚，其变得甚至更低效，并且需要如前描述地被定期清洁。
7.在us5908493中公开了一种有趣的解决方案，其基于完全不同的三阶段分离。
8.从ep1261269b1还已知一种解决方案，其中分离器由若干区段组成，并且分离器的一个区段被制成具有在径向支撑件上的周边的轮，该周边设有均匀分布的叶片。
9.根据专利ep1426093设计的叶片也是已知的。叶片以在叶片的前部后方产生湍流空间的方式被设计。


技术实现要素：

10.本发明的目的和目标是一种改进的真空清洁器分离器的结构，其将增加颗粒和相关的液体从空气流的提取的效率，并将防止灰尘或其它杂质积聚在分离器或叶片上，由此避免分离器的清洁并防止液滴、灰尘颗粒和其它杂质进入涡轮机叶轮空间。
11.经验已表明，有效的分离要求叶片之间的空气狭槽尽可能小，其中狭槽的总面积应当尽可能大。叶片的形状也是重要的。叶片基本上具有飞行器机翼的形状，其中叶片的前侧被急剧地截断，并且叶片的厚度朝向尾部、即叶片在分离器内部中的端部连续地减小，使得叶片的尾部形成为尖锐的边缘。急剧地截断的前侧增加固体颗粒的排出效率，而叶片尾部的尖锐的边缘减少灰尘在分离器叶片上的积聚。
12.本发明的任务通过独立专利权利要求解决。
附图说明
13.将通过实施例和附图的方式更详细地描述本发明，附图表示在：
14.图1是分离器和涡轮机组件的实施例，
15.图2是拆开的分离器的透视图(“分解图”)，
16.图3是分离器的区段，俯视图，
17.图4是经组装的分离器。
具体实施方式
18.由分离器1和带有在壳体4内的马达3的涡轮机叶轮2组成的组件是基于液槽(liquid
‑
bath)的真空清洁器的操作基础。原理上，真空清洁器以这样的方式操作：其轴上的马达3驱动涡轮机叶轮2和分离器1。该组件和操作在图1中示出。涡轮机叶轮2生成负压，作为结果，产生包括空气、水滴和其它杂质的混合物的流，该流在箭头5的方向上被指引朝向分离器1。在分离器1以高速旋转时，由于离心力，具有高比重的液滴和其它杂质无法进入分离器1，或者只能异常地进入分离器1。然而，具有低比重的空气由于涡轮机叶轮2生成的压力而进入分离器1，空气被涡轮机叶轮2吸入并被吹到房间中。偶然穿透分离器1的液滴和
其它杂质借助于径向支撑件12在分离器1中旋转，并通过离心力从分离器1排出，如由箭头6所示。
19.将通过附图的方式解释分离器的结构和操作。
20.图2至图4中示出的本发明的分离器1优选地具有筒形形状并且由区段7组成，区段7中的每个形成为经由径向支撑件12在中央被固定到轮毂11的径向平坦的环13，并且具有分离器叶片8，叶片8大致上垂直于环13的表面等距地形成，使得在每个区段7的每两个相邻叶片8之间形成间隙9，并且叶片8以这样的方式被定位在每个独立区段7上：当各独立区段7被一个堆叠在另一个之上时，一个区段7的叶片8延伸到下一个区段7的叶片8之间的间隙9中，使得在经组装的分离器1的两个相邻叶片8之间形成新形成的间隙91。区段7中的每个具有轴向形成的轮毂11，该轮毂11带有用于将分离器1附接到马达3的轴的开口。
21.在径向平坦的环13上，分离器叶片8从环13的外周向内延伸，并且以这样的方式定位：在径向方向r与叶片的方向a之间的旋转的相反方向上存在角度α，其中角度α在0至40度角的范围内。旋转的方向由箭头10指示。
22.每个间隙9的最小宽度大约为叶片8的最大厚度的1.2到3.5倍。各间隙9的宽度优选地是相同的。
23.叶片8具有其被急剧地截断的前侧81，即外侧。叶片8具有基本上飞行器机翼的轮廓，然而，实验已经表明，如果叶片8的前侧81相对于圆周的切线以大约15至45度角的角度被切割，则颗粒变得更好地偏转。因此，叶片8的前侧物理地偏转、撞击来自分离器1的颗粒和水。
24.叶片8的厚度朝向尾部82、即叶片8在分离器的内部中的端部连续地减小，使得叶片8的尾部82形成为尖锐的边缘，这减少污物在分离器1的叶片8上的积聚。
25.叶片8在它们的上边缘处设有突出部14，径向平坦的环13在间隙9中设有凹部15，使得当各区段7被组装时，叶片8上的突出部14接合径向平坦的环13上的凹部15，从而各叶片8还被额外地固定。
26.当两个相邻的区段7被组装时，第一区段7的叶片8接合另一个区段7的叶片8之间的间隙9，优选地接合间隙9的中央，使得当两个相邻的区段7被组装时，在经组装的分离器1的两个相邻叶片8之间形成新形成的间隙91。新形成的间隙91的最小宽度在叶片8的最大厚度的0.1至1.25倍之间。新形成的间隙91的宽度优选地是相同的。
27.当组装各区段7时，一个区段7的叶片8与另一个区段7的叶片8之间的间隙9的接合通过形成在相应区段7的轮毂11上的定位连接器16来确保。
28.该分离器优选地由第一端部区段71、第二端部区段72以及至少一个中间区段73组成。
29.第一端部区段71是邻接涡轮机叶轮2的区段，第二端部区段72是离涡轮机叶轮2最远的区段。
30.分离器1的中间区段73在径向平坦的环13的两侧上设有叶片8。在图2和图3中所示的一个实施例中，径向平坦的环13的任一侧上的叶片8被布置成在径向平坦的环13的一侧上朝向径向平坦的环13的另一侧上的叶片8偏移。各叶片8优选地以间隙9的宽度的一半偏移。
31.在径向平坦的环13的任一侧上的叶片8也可以以不同的方式布置，例如径向平坦
的环13的两侧上的叶片8可以没有偏移地布置，它们一个在另一个之上地对齐。
32.在图1的纵向横截面中，径向支撑件12成形为沿着轮毂11覆盖轮毂11的总高度的50％至100％，而它们的高度朝向环13降低。径向支撑件12用作从分离器喷射可能穿透分离器的颗粒和液体的附加涡轮。轮毂11的高度与叶片8的高度近似相同。
33.第一端部区段71和第二端部区段72仅在径向平坦的环13的一侧上设有叶片8。第一端部区段71在径向平坦的环13的背离涡轮机叶轮2的一侧上设有叶片8。第二端部区段72在径向平坦的环13的面向涡轮机叶轮2的一侧上设有叶片8。
34.根据一个实施例，第一端部区段71和第二端部区段72可形成为独立元件，底部20和密封环30也形成为独立元件。在这种情况下，端部区段71、72均形成为通过径向支撑件12在中央被附接到轮毂11的径向平坦的环13。在这种情况下，径向支撑件12和轮毂11足够地适于不阻碍密封环30和底部20在端部区段71、72上的装配。
35.第一端部区段71优选地具有设有一体的密封环30的径向平坦的环13，并且第二端部区段72具有设有一体的底部20的径向平坦的环13。以这种方式，由于密封环30和底部20不需要被单独地制造，因此，生产分离器需要较少的零件，并且分离器的结构强度与材料消耗之间的关系得到改进。
36.在各图中所示的实施例中，根据本发明的分离器由五个区段组成，即，具有一体的底部20的第二端部区段72、三个中间区段73以及具有一体的密封环30的第一端部区段71，所有区段都被一个组装在另一个上，并且利用设置在每个区段73、71、72的轮毂11上的定位连接器16相互定位。在该实施例中，定位连接器16被制成为轮毂11的上部上的匹配突出部以及分离器1的每个区段73、71、72的轮毂11的下部上的凹部。
37.因此，分离器1包括带有一体的底部20的第二端部区段72，第一中间区段73在由定位连接器16确定的对应位置被布置到该第二端部区段72，使得第一中间区段73的设置在径向平坦的环13的底侧处的叶片8定位在设置在第二端部区段72的径向平坦的环13上的叶片8之间的间隙9的中央。第二端部区段73被放置到第一中间区段73上并由定位连接器16定位，使得第二中间区段73的设置在径向平坦的环13的底侧处的叶片8定位在设置在第一中间区段73的径向平坦的环13的上侧上的叶片8之间的间隙9的中央。中间区段73的数量对应于分离器1的容量。分离器1终止于具有带有一体的密封环30的第一端部区段71的上部，使得第一端部区段的叶片8定位在设置在最后一个中间区段73的径向平坦的环13的上侧上的叶片8之间的间隙9的中央。当分离器1被组装时，在经组装的分离器1的两个相邻叶片8之间形成新形成的间隙91。
38.当分离器1旋转时，由于涡轮机叶轮2生成的负压，空气进入内部。液滴、灰尘和其它杂质由于它们的大比重而大部分被叶片8偏转。偶然进入分离器1的液滴、灰尘和其它杂质进一步被径向支撑件12旋转，并在各叶片8之间从分离器1排出。各叶片8具有基本上飞行器机翼的轮廓，但它们的外边缘不是空气动力学的，其在外端处被切割成一定角度的尖锐的边缘，以便使杂质和液体的颗粒远离分离器偏转，由此防止杂质沉淀。根据本发明的构造是力学上坚固的，因为径向平坦的环13在径向支撑件12上的几个点处被悬挂，并且叶片8在径向平坦的环13上。从而，分离器1不会由于离心力而经受变形。在该实施例中，分离器由区段73、71、72组成，这是模制工具可以简单的原因。通过改变区段的数量，任何高度都是可能的，由此增加分离器1的容量。不言而喻，本发明还包括在整个高度上制成为一个一体件的
分离器。
39.本发明的分离器提供叶片8之间的最小间隙以及叶片8之间的间隙的大的总表面。
40.本发明已经通过一个实施例进行了描述，然而，不言而喻，分离器具有叶片、其中一个区段的叶片接合在另一个区段的叶片之间的所有结构都落入本发明的范围内。