CN1322121A - 拾取与收集颗粒状物质的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于分离包含在流体中例如包含污物的空气中的颗粒的装置(10),使用一种附壁吹送槽(14)以捕获颗粒进入再循环流体流,并在分离室(31,15)中利用涡流系统,将颗粒从流体流中除去。这种装置可为一种零散发装置,该装置适用于传统真空清洁机不适合的区域。

Description

拾取与收集颗粒状物质的装置

                     发明领域

本发明涉及一种拾取与收集颗粒状物质的装置，本发明针对一种类型的真空清洁机，例如对地毯或类似物品清洁用的地板真空吸尘器。不过，本发明并不局限于真空吸尘器，而可扩展到从液体中去除颗粒的装置，以及从气体、液体或气/液混合体中去除颗粒的装置。本发明还可扩展到分离系统，该分离系统并非局限于必须使用真空清洁机，而是用旋转运动从流体流中分离颗粒。本发明将一般地结合真空清洁机进行说明，该真空清洁机可为家用、工业用或专用真空清洁机。

                      现有技术

真空清洁机借助于风扇产生抽吸作用，该风扇在机壳后部排放一强大的空气流。这就形成一强有力的空气进气流，该空气进气流携带从吸嘴所施加的地毯或地板捕获的任何污物颗粒。风扇具有沿某一角度设置的大量叶片，风扇的旋转沿其轴向形成空气流。此空气流通过一袋，污物在袋中沉积和收集而对空气流并无明地阻碍。

真空清洁机的一个缺点在于其整个体积的空气的体积要进入污物积聚室且必须穿过污物袋的壁。如果污物袋变得过满或堵塞，真空清洁机的效率将降低，并可能导致真空清洁机本身损坏。

真空清洁机的效率取决于空气流速和吸气功率两个因素。吸气的性能是此两因素的乘积。因此，当流速最大时吸气力低，反之，吸气功率大时流速低。一台真空清洁机要有效起作用，必须吸气力和流速适当。

传统的真空清洁机的另一缺点在于空气流的流速和流量较低。沿地毯或地面和进入真空清洁机头的气流速度在很大程度决定了真空清洁机的效率。因此希望高速空气和大量空气。

真空清洁机的其它缺点在于电机较高的功率消耗，通常超过1000kW就难于制造电池供电的真空清洁机；且风扇的效率低。

本人早期的专利申请WO97/08983介绍了一种真空清洁机，该真空清洁机具有曲线体，流体可在曲线体周围循环，曲线体具有下部，该下部使用中适于邻近抽真空区，此下部的尺寸设计成提供一较低压力的表面，曲线体还具有上部，该上部尺寸设计成提供一高压表面，流体加速装置用于加速曲线体附近的流体，流体流分割器设置在曲线体的上部，用于将流体流分割出再循环部，该再循环部继续在曲线体周围运动，而进入污物积聚室的废弃部分从积聚室排出。

曲线体的形状可为环形或螺环形(toroid)。曲线体不必对称，且其横截面可略呈椭圆形。曲线体并不整个为曲线形，如果需要曲线体的一部分可以为直线。使用真空清洁机时，流体流分割装置(splitter)将流体分割为再循环部和废弃部。进入废弃部的空气需要经过上排气管排出，此排气管可与一过滤网结合使用。

真空清洁机可能存在的缺点在于，从废弃流中去除颗粒物质是通过将空气流速度下降而使颗粒物质落到收集篮中。对于微细颗粒物质的分离，这并不总是有效的。此外，相当量的空气仍必须经过真空清洁机顶部排出。

已知可借助于使流体旋转而从流体流中分离颗粒，并用离心力去除颗粒。工业分离机(cyclone)就使用这一原理。不过，现有的此类分离机并不很有效，特别是如果要求分离机尺寸十分小，且需要分离十分小的颗粒。基于此理由，这些分离机尚未在商业上在众多应用领域例如真空清洁机方面获得成功。

所有已知真空清洁机和旋转式分离机的另一缺点在于，清洁后的气体或液体流从装置中排出。这使得此装置不适合于在要求排出散发物(exhuast emission)最小甚至没有的场合。例如，具有过敏症问题的人们发现，从清洁装置中排出的排出物能导致过敏反应。医院和其它洁净室发现从清洁装置排出的排出物仍然向空气中吐出污染物。

                      发明目的

本发明针对一种可从流体中分离颗粒状物质的装置。

在一具体形式中，本发明包括一种拾取与收集颗粒状物质的装置，此装置可用作真空清洁机，且该装置在分离颗粒状物质方面可具有更高的效率。

在本发明的一种推荐形式中，此装置为一种“零散发物装置”，这意味着极少或没有从该装置通过的空气排放。这种形式的装置在无菌环境和必须拾取并安全收集危险废弃物的环境发现特殊的应用。

本发明以另一种形式应用于一种分离系统，该系统可与真空清洁机或其它装置一起使用，此系统利用一种特殊的旋转运动从流体流中分离颗粒。

本发明以一种形式设置在一种装置中以拾取并收集颗粒物质，该装置具有外壳，外壳内设有空气流或流体流再循环的通道，此具有底槽的通道可为环形，通道适于通过被拾取的颗粒材料，一曲线体设置在槽内并将槽分为两部分，槽和机体设置成使空气流或流体流经过槽的一部分，在曲线体一部分的周围，进入槽的另一部分，并在此过程拾取颗粒物质，分离室与通道连通或构成通道的一部分，在其中，颗粒物质被从空气流或流体流中分离，加速装置用于加速空气流或流体流通过通道。

本发明以另一种形式设置在一种用于从流体流中分离颗粒的装置中，此装置包括：分离室，此分离室具有一个或多个外壁；至少一流体入口，设置在邻近分离室的外壁；至少一流体出口，此出口设置在从流体出口向内一段距离，装置的结构和设置为，包含颗粒的流体从至少一个流体入口进入分离室，沿较大的第一直径作旋转运动，使旋转颗粒材料朝向分离室的外壁运动，随后，流体沿较小的第二直径作旋转运动，并通过具有第一旋转运动的流体中心部返回。

本发明以另一种形式应用于从包含颗粒的流体流中分离颗粒材料的方法，该方法包括：使第一流体流沿较大的第一直径作旋转运动，以借助于离心力从流体流中去除颗粒；随后使流体流沿较小直径的第二直径作旋转运动，并穿过流体返回第一流体流的中心部。

本发明以另一种形式设置在一种真空清洁机中，该真空清洁机具有：外壳，该外壳具有内循环空气通道，空气流通过该通道再循环；空气加速装置，用于经过通道加速空气流；通道，具有第一内通道和第二外通道，所述通道在外壳底部借助于一环形槽连接，该环形槽邻近将抽真空的区域；环形曲线体，设置在槽内，比槽的最下边缘略微向内，以将槽分为构成内通道一部分的内部和构成外通道一部分的外部，曲线体和槽设置成使被加速的空气流向下进入内环形通道，经过槽的内部，在曲线体的周围向上进入槽的外部，并进入外通道，在此过程中从所述区域拾取颗粒物质；分离室，与外通道连通，在分离室中空气流呈螺旋气流，以使颗粒物质旋转出并进入收集区，内通道与分离室连通，以允许分离出颗粒后的空气流经过内通道再循环并再流向槽。

此装置将结合其作为真空吸尘器应用进行说明，不过应当理解，“真空清洁机”这一术语应当广泛地解释，它可能包括从并非地毯和地板上拾取颗粒材料的装置。例如，此装置可用于在工业区和矿区拾取和收集颗粒物质。

分离室可以一种经过改进的方式分离包含在空气流中的颗粒材料，这种方式是通过使空气流在分离室内作螺旋运动。在这种方式中，颗粒材料利用离心力转出空气流。这样可较好地从空气流中分离颗粒材料。分离室可具有设有开口的环绕壁，颗粒材料可与一部分空气流通过此开口。环绕壁可与收集区连通，进入收集区的颗粒材料可被收集。收集区可包括使空气流速度下降的装置以使颗粒材料从中分离。

在本发明的一种形式中，真空清洁机设置成很少或没有散发物从真空清洁机中发散。这可借助于使在空气流通过槽并环绕曲线体时，不从周围区域将外部空气吸入空气流来实现。为此，在通过槽之前，可将一部分空气流分割出，被分割出的空气流可引至邻近槽，于是，分出的部分被经过管道的空气流带走(entrain)。这样，很少或没有额外的空气被空气流捕获。因此，没有使通过管道循环的空气量带来净增长，于是不需设空气出口，这种出口可导致各种微细颗粒弥散在室内。

空气分割部的另一优点在于，这部分空气可以极高的速度引至将被清洁的区域，以有助于使污物松散和清洁作用。

                       附图简介

本发明之一实施例将结合附图予以说明，其中

图1为根据本发明一实施例之真空清洁机的剖视图；

图2为图1所示真空清洁机的底视图；

图3为根据本发明另一实施例之真空清洁机的剖视图；

图4A和4B图解说明真空清洁机的拐角附件；

图5图解说明根据本发明另一实施例从空气流分离颗粒的装置；

图6图解说明图5所示装置的一种方案；

图7图解说明一种拾取头的底视图，此拾取头为直线型；

图8示出图7所示拾取头的侧视图；

图9为一环形拾取头的底视图；

图10示出了图9所示拾取头的侧视图；

图11为用于向图9所示拾取头供给空气装置的平面视图；

图12示出了图11所示装置的剖视图；

图13示出了图11所示装置连接在一颗粒分离装置，该颗粒分离装置为图5.2所示装置的一种形式。

                     最佳实施方式

参看图1剖视图，图示真空清洁机10的主要组成部分包括：外壳11；空气内循环通道，该通道包括内环形通道12、外环形通道13、环形底槽14；曲线体15，设置在槽内；上分离室16；风扇式空气加速装置17；电机18，用于驱动风扇17。

真空清洁机10可用金属、塑料、复合材料或其它合适材料制成。真空清洁机相当小，其直径大约40cm，高度大约40cm。自然，根据使用需求可设想更大或更小的真空清洁机。真空清洁机外壳内11具有再循环空气通道，图1中箭头示出了空气气流的总体方向。风扇17可为国际专利申请PCT/AU93/00581所述的设计。风扇17具有轮毂19和数个延伸的叶片20。风扇17以高速旋转，使空气以高速下行至内环形通道12并流向槽14。槽14的宽度在5mm至20mm之间(不过此数值可根据需要改变)，设置在真空清洁机底部并邻近所抽真空的地板表面21。环形槽14由外壳11的下部22和电机壳的下部23所限定。自然，下部23不需是电机壳的一部分而可单独制成。设置在环形槽14内的为环形曲线体15。环形曲线体15将槽14分为两个分槽，即内分槽24(吹送槽)和外分槽25。曲线体15的最下部从槽向内离一段距离，这样当真空清洁机放置在地板21上时，在曲线体15底部与地板21之间形成一小间隙，此间隙使空气流能环绕曲线体通过。

曲线体15具有上环形部26，此环形部向上延伸并朝向分离室16的底部，此环形部起分离内环形通道12和外环形通道13的作用。环形部26设置成邻近风扇叶片20，以允许风扇叶片20在环形部26内旋转时，使风扇叶片20的外边缘与环形部26的内壁具有良好的接触。这样，环形部26的这部分起风扇17的屏障作用。

当风扇17以高速旋转时，空气经过风扇，并以高速通过内分槽24，该内分槽可视为一环形吹送槽。借助于通过吹送槽吹送，空气贴附曲线体15，并将借助于附壁效应，随曲线体表面流动。当空气以高速通过吹送槽并环绕曲线体15的最下部，空气拾取曲线体15周围诸如灰尘或污物等颗粒状物质，并环绕曲线体15携带这些颗粒状物质向上进入外环形通道13。

外环形通道13为锥形，该锥形从邻近槽14处之下端直径方向较宽变成上端处直径方向较窄，此环形通道与分离室16的底部连通。借助于此锥形，沿外环形通道13流过的空气流被迫以增高的每分钟转速呈螺旋线通过环形通道。就是说，当进入空气流的颗粒向上通过通道13时，在向分离室16前进过程中，也按螺旋线以越来越高的每分钟转速行进。螺旋作用可通过在通道13中设置偏折装置30而得到促进，该偏折装置为一种折角元件，例如槽凸片或叶片，这些元件使空气流变成螺旋线气流。

此第一实施例的外环形通道13下部制成具有球形增大部31，此增大部形成第一收集区的一部分。在此收集区，被吸入的较大颗粒32借助于其自身较大的质量从向上运动的空气流中分离，并落入收集区31以便随后清除。

在增大部31之前，外通道较窄以便在外通道中形成压力降。这种压力降使空气流具有增大速度的趋势。偏折装置30促进空气流转折成螺旋形气流，从而可增加速度。

较小的颗粒33仍旧被携带在向上运动的螺旋形气流中。空气流通过分离室16底部开口，在开口处的空气流以较高的每分钟转速作螺旋形运动。一旦进入分离室16，较小的颗粒33旋转出空气流，并通过分离室16四周壁上的开口34。较小颗粒穿过开口进入第二收集区35。在此区，空气流的速度下降，且可借助于在收集区设置挡板(未示出)而促使气流速度下降，空气流速度的下降使较小颗粒33下落并停留在第二收集区35中。被分离颗粒后的螺旋形旋转空气流到达分离室16的顶壁36，并成螺旋形向内向下流向内环形通道12的上部。标号37表示向下的螺旋形空气流。内环形通道12具有顶端开口38，该开口与分离室16的底端开口连通，但与外环形通道13向内相距一段距离。

借助于这种设置，从外环形通道13进入分离室16的空气绕分离室16旋转，并被迫适应紧缩的螺旋形37运动，此时，该空气向下通过风扇17进入内循环通道12。由于空气流采取较小直径(tighter)的螺旋形运动，空气流将以更高的每分钟转速旋转，这有助于使细微颗旋转向外，微细颗粒随后在分离室16内将成为夹带在螺旋向上旋转的留下的空气中(注意：向上取决于观察者的观察角度)。这样，得以避免灰尘经过风扇或流体驱动装置返回。仅仅极细的颗粒穿过风扇返回，而在大范围内并不削弱清洁机的功能。

为辅助清洁作用，也为了使外界空气的夹带最小，在紧邻槽14处设有开口40。开口40可为孔阵列的形式或制成环形槽。

向下至内环形通道12的空气流将有一部分空气分裂出，并穿过开口40，该分裂空气部具有在地板21上高速吹气以使颗粒状物质松散的作用。此外，分裂出的空气部将被环绕曲线体15流动的留下的空气流夹带，这意味着将很少有或没有额外的空气穿过槽。因此，在收集区不需要出口(vent)以排放任何压力的积聚，这种压力积聚是由于夹带在流体流中的外界空气所引起。如果有某些空气被夹带在流体流中，且需要设置出口，这些出口可制成很小，并可以一种极有效的过滤器覆盖，这种过滤器不可用于传统的真空清洁机，传统的真空清洁机必须排放大量的空气。

流经孔40的流体作为一种喷射流撞击地毯、地板或地面。这使得颗粒物质松散。然后，随着流体的速度本质上降为零，空气在一瞬间不流动。这就使得静压力瞬时升高，而流体流冲向低压区，该低压区由从槽24流出的附壁射流所造成。从槽24喷出的高速射流向任何射流那样希望带走什么。在此情况下，它夹带从孔40排出的流体，而并不夹带装置之外的任何大量空气。

图3示出了本发明之第二实施例。在此实施例中，风扇50距环形槽51一段距离。除此之外，本发明以类似方式工作。例如，图3所示真空清洁机中，风扇50使空气流加速，通过一内部管形通道52流向环形槽51。环形槽51借助于锥形塞55与外环形通道54壁而形成。环形曲线体55设置在槽51内，也略向内相距一段距离，这样，空气可通过在曲线体附近的吹送槽56吹送入外通道54。

如图1所述，孔40也可设置成邻近图3中的槽56，不过，图中并未示出。图3所示拾取头的下视图本质上类似于图2所示视图具有孔40。

剖切线57图解说明环形槽51距风扇50可为任何方便的距离。外通道54还具有：第一环形收集区62，用于收集较重的颗粒；分离室58，在该分离室使微细颗粒以类似于参考图1所述的方式旋转。在收集区62之前，通道变窄以形成压力降，这种压力降使空气流速度升高。空气沿通道运动时可用转折装置帮助空气旋转。

分离室58在侧壁上还具有开口59，颗粒物质可通过此开口并进入第二积聚室60。使用过程中，空气流通过风扇50，在此处，空气被加速并以高速被推动通过环形吹送槽56，环绕曲线体55，上升进入外通道54，穿过外通道54进入第一收集区62，在此，较重的颗粒离开空气流。空气流继续通过通道54并进入分离室58，在此过程中，通道54向内成锥形，这使得空气流增加每分钟转速。空气流在分离室58内旋转，当其到达外壁61时，空气螺旋形盘旋成更小的圆环，以返回进入内通道52的进气口并穿过风扇50。

图4A和4B示出了真空清洁机所用转角附件。转角附件80的平面视图大体为三角形(见图4B)，并具有两直线外边81、82及一曲线形内边82A，此内边与真空清洁机壁的外部曲线互补。一对气流管83A、83B延伸通过孔95、96，此管具有突出入内通道12的端部84、85，此端部制成勺形，以促进空气流的一部分通过管道流动。管的另一端86、87具有较低的开口88、89，当转角附件处于图4A和4B所示位置时，此开口被封闭。(自然，管的数量和尺寸可能更改)。转角附件由弹簧90施加偏压，这就允许将转角附件推靠在真空清洁机的外壁上。此时，管83A、83B被进一步推入孔95、96，而管的开口88、89现在与孔91连通，该孔本身与具有一组下部小孔93的室92连通。

当反抗弹簧90的偏压将转角附件80推靠真空清洁机时，高压空气可沿管83、84流经孔91进入室92，并通过小孔93抵达地面以搜集灰尘和污物颗粒。返回管97与外通道13连通，但仅当转角附件80被向上推靠真空清洁机时连通。

应当指出，拾取头在平面视图中不必是环形，在平面视图中可为任何合适的形状。

此真空清洁机具有许多优点。借助于其低发散或没有发散，此真空清洁机可用于诸如医院的无菌环境。此真空清洁机可用于拾取和收集有害颗粒，而减少或没有可能从真空清洁机排出的任何颗粒。电机18可由流经真空清洁机的通风(未示出)冷却，但流经通风口的空气并不与任何循环空气混合。空气流经过环绕图1所示曲线体15后，空气流通道横截面增加，空气每分钟转速较低，以有利于去除较大的颗粒32。通道随后成锥形以使横截面变窄，因此增加空气的每分钟转速。

应当指出，液体可被这种真空清洁机以与吸取颗粒的方式相同的方式吸起和收集，只要电机与液体隔绝，不会损坏系统。

此真空清洁机的基本特征在于，一方面只排出微量空气或没有空气排出，另一方面也没有任何其它流体排出，此种真空清洁机并不局限于如上所提及仅适于家庭使用。某些形式的装置可浸泡在诸如水之类的任何液体中工作以从液体中去除颗粒物质。流体的再循环本质上是在系统内部进行，并不需要从周围吸取外界流体。因此没有或极少流体从系统中排出，本质上可描述为封闭回路系统。

充满水或任何液体中的颗粒，可用某种形式的此种装置处理。无论附壁拾取头(Coanga pick up head)设置成距电机和风扇或其它流体加速装置一段距离，还是极其靠近它们。均能使这一封闭回路起作用，且大部分污物和其它颗粒物质可借助于任何装置去除，不过推荐使用在此所述的涡流装置(vortex)。并不需要在第一次循环中把每一片余下的颗粒状物质去除，因为它们会再次循环，且随后并不返回周围环境。

本发明的一种变型设计可浸泡在游泳池中，以从水中分离和收集颗粒状材料。

图5示出了根据本发明又一实施例之真空式清洁机。在此实施例中，真空清洁机的下部类似于参考图1所作的说明，因此相似的部分用相似的数字表示。例如，图5所示真空式清洁机也具有：外壳11；内部空气再循环通道，该通道包括内环形通道12、外环形通道13、环形底槽14和设置在槽内的环形曲线体15。由电机18驱动的风扇17设置在外壳内。环形曲线体15将槽14分为两分槽，即内吹送槽24和外槽25。流体，例如空气，由风扇17加速以向下流经内槽12、环绕曲线体15、并向上通过外槽13。在风扇17之上为涡流室110，该涡流室设置成U形。包含灰尘或其它颗粒材料的空气从通道13向上，由于参考图1所作说明的缘故，空气作螺旋运动。空气经过进气口111进入涡流室110，该进气口邻近涡流室110的壁。空气在涡流室110内形成涡流112，该涡流在邻近涡流室110壁处形成较大直径的涡流。涡流流经涡流室110的曲线形路径并进入收集区113。随后，涡流形成较小直径的第二涡流114(又称内涡流)，该内涡流向返回外涡流112中部附近运动，以通过风扇返回。重力帮助使污物和颗粒物质保持在收集区113的底部。收集区113可为一种用卡圈115紧固的可移去室或杯，该卡圈可拆卸，因此收集区113可移去并将其排空。卡圈115可用传统的方法安装，例如可用螺纹连接或设置连接卡口将两部分连接在一起。

为了使较大颗粒最后在收集区113内，球形增大部31具有比图1中增大部较小的横截面。这有助于将较大、较重颗粒经过通道13沿涡流室110向上冲去，并进入收集区113。于是，借助于形成更强烈的涡流，这可以更容易地实现。在图5和6所示实施例中，通道13并不需要向内倾斜，但在任何点，特别是在进入涡流室110上部的入口处可能向外倾斜或采取其它的设置，以便帮助较重颗粒随涡流向上行进。

涡流室110不需向图5所示那样是准确的U形或环绕180°的曲线形。例如，从某种方便、几何要求和实际需要考虑，曲线部的包容角可以更小或更大。任何形式的设置都可以实现，只要形成两种涡流，即外涡流和内涡流，内涡流的行进方向与外涡流行进方向相反。

参看图6，该图示出了一种类似于图5所述装置，只不过包括了管116。此管设置成其一端本质上处于涡流室的中部，而其另一端在收集区113内，并邻近涡流室的端壁(涡流室被设置成沿收集区113整个底部延伸)。涡流中部的压力略低于接近涡流外周边的压力。在图6中，收集区113内设有污物收集袋117，例如一种半透明薄袋。管116在紧接收集区113壁内侧生成较低压力。这样，尽管整个系统内部压力低于大气压，管116借助于生成的较低压力，使袋吸靠收集区113的壁。管116可能并不需要，因为可以在邻近流体速度最高的内壁处存在低压区。这使得袋保持开着，于是涡流可在袋内旋转。收集区113随后可卸下并将袋取下带走或清洁。

塑料袋或其它类型的袋117可借助于摩擦约束保持，即借助于卡圈115内的O型圈或类似装置，污物的重量使袋的其余部分在用标号119表示室壁的腔内特别是与底部紧贴，该底部可具有任何形状的沟槽或肋条，这样，邻近卡圈115的袋顶部保持相对静止，而袋下部的其余部分随可旋转、可拆开的收集区旋转。

这样，塑料或其它材料的袋的上部本质上根据需要的次数旋转，并与收集区113脱离，而污物收集袋的颈部被扭转以封闭存在袋下部的污物。这样，完全卸下的收集袋可提出收集区，并将其拧紧使污物与大气完全隔绝(seal)。如果污物收集袋是生物可降解材料，随后即可将其掩埋或焚烧。

本发明的进一步改进在于，一旦收集区域可旋转地脱离，经过管116的空气路径也断开，而因进一步旋转，通往大气的孔或通路打开。在此情况下，如果真空清洁机在所述脱离时允许运行，在收集区113内的收集袋外与污物收集袋内部之间将形成显著的压力差。这样，袋将紧裹在被封闭的污物上并压住它，随后，由于进一步的脱离旋转，污物收集袋内的污物将被发现成为更压缩的形式，而可拆卸袋上部同样的系结可如上所述产生。

回到图3，需要指出的是，图3所示形式的装置也可具有在此所述的特征，其积聚室62与槽59一样被取消，涡流室58的外壁可沿任何方向延伸至任何距离处。它不需呈绕180°的曲线而只绕90°或其它角度，只要能像与在此所述方式一致的方式运行，即，它可具有使用螺纹连接或卡圈的卡口、可旋转脱离、可包括一污物收集袋和可借助于重力使污物保持在积聚室的底部。

还需指出，图3所示实施例可具有手柄，此手柄可在图的最上部示出，但没有示出作为一种筒式真空清洁机，可在地板上使用。通道52和54可具有柔性壁，例如在柔性管内的柔性管。球形区62的横截面可减小。积聚室62与槽59一样被取消，且由于图5和6中之涡流室110面向下，涡流室不需具有上述弯曲部分。事实上它仍可为所示直线而仍可具有同样特征。实际上，增加螺纹连接或卡口卡圈以使一部分相对于其它部分旋转脱离，增加设置在内部的污物收集袋，以及其它全部特征如图6中诸如管116所示。

本发明之另一实施例中附壁拾取头，从下面观察，并不是圆形、环形或其它某种形状，而可能设置成图7和图8所示形状。

图7和8示出具有一排嘴120(或槽)的拾取头，从流体驱动器送来的一部分流体从此嘴中穿过。设有附壁吹送槽121，另一部分流体从吹送槽通过。设置了一种曲线形附壁表面。这些通道可为可逆的。123是吸入槽。124是流体输送通道。125是用于将流体返回涡流室并随后送至流体驱动器(未示出)的通道。126为侧栅栏用于将运转过程与大气在两端隔断。

在图7和8中，箭头线表示空气流。嘴的排列可以沿一条直线或沿一条曲线路径就像附壁吹送槽那样。在平面图中观察，吸取头可为直线或曲线。

应当理解，从正下方观察时，所示为环形的嘴和附壁槽可能是直线。从下面观察，拾取头不仅可设置成本质上为圆形，也可设置成矩形、正方形、椭圆形或其它形状。嘴可能瞄准任何角度。

拾取头的外周边可具有硬毛以便在其经过不规则表面时帮助其与表面贴合。其它用于与不规则表面贴合的柔性装置也可采用。

在本发明的一实施例中，另一种形式的积聚室可本质上平行于涡流室设置，而污物从中剧烈运动的通道可能靠近涡流室的顶部，此通道或孔可以制成各种尺寸。

当将拾取头从地板至天花板重新定位时，可采用一种使空气与嘴断开的装置，反之亦然。这可以自动进行或手动进行。

本发明之另一实施例在于，可发现其吸气或进气槽比附壁吹送槽或嘴更适居中(medially)。

在此情况下，当从下面观察时，无论拾取头是圆形、矩形或任何其它形状，嘴或作为其替换的槽可能设置在靠近拾取头的周边。

当从下面观察时，附壁吹送槽相对于嘴可设置成向内并朝向中心瞄准射流。嘴可以删除或可以不删除。

在最后一种情况下，居中的吸气槽可以删除，而由一简单的、本质上设置在中央的孔替代，以将空气或其它流体返回至流体驱动器或涡流室。

应当理解，在此情况下，经过管的流体路径，可能通过将空气引导至嘴和吹送槽的通道壁。

否则，污物的去除通过已经谈及的装置完成。

图9示出了根据本发明又一实施例之拾取头130的下视图。图10示出此拾取头130的侧视图。拾取头为环形，具有尖部131以便进入室内的角落。拾取头130设有一圈嘴132，这些嘴距拾取头130外周边一段距离。附壁槽133设置在偏向拾取头130的外边。嘴132构成的圆环(ring)将空气向下引向地毯以便如前所述使污物松散。空气从地毯表面通过中央空气进气口134离开。拾取头130还包括三个圆垫片135。这些垫片具有平滑的表面，允许拾取头容易地在地毯表面滑动，并用于使拾取头略微高于平滑的地板。

拾取头附近的空气流由箭头示出。(穿过嘴132的空气流未示出)。

对拾取头130的空气供给由如图11和12所示的风扇136提供。图11为风扇136的平面视图，图12为剖面图。风扇136安装在壳体137内该壳体具有空气进气口138和空气出气口139。

空气进气口138由刚性的或柔性的管连接至拾取头130的进气口134。出气口139由柔性的或刚性的管连接至附壁槽133。究竟用刚性管还是柔性管取决于真空清洁机的类型。柔性管可用于风扇在使用过程中需要座放置在地板上的情况。刚性管可用于风扇是直接安装在拾取头130之上。

从图11可见，空气进气口138将空气本质上沿内壁的切线方向送进，以帮助空气像参考图1所述呈现漩涡的或螺旋盘旋的气流。

空气进气口138供给通道140空气。从图12可见空气出气口通道与由空气进气口138供气的通道140连通。这使得空气路径交叉，使拾取头130的空气进气口134能本质上设置在中央。

图13示出图12的风扇136与涡流室141连通。涡流室以类似于参考图5和6已说明的方式运行。不过将涡流室141安装在清洁机上的装置不同于如上所述。如上所述，涡流室内141具有连接桶(bowl)142和污物收集袋(未示出)。吊架143通过铰链连接安装在本装置连接桶142上方。吊架可从连接桶转出以卸下连接桶并能转向连接桶，以与连接桶连接。当连接桶安装成如图13所示状态时，连接桶被保持在板状元件143上，并借助于向上压力夹持就位。可见在此情况下，并不需要按上述利用旋转作用使连接桶142连接。还可看出，通过将吊架从连接桶142转出，连接桶142可迅速落下以将其清空。

涡流室142设有小孔或通道144，该通道经过连接桶的底部到达吊架。吊架是空的，于是吊架允许空气流在连接桶与吊架之间连通。

空气通道144传递空气压力差，这种压力差使连接桶142内的袋当涡流在袋内旋转时保持充气。这样，通道144像参考图6所作说明那样起到类似于管116的作用。

当吊架是空的，空气压力差从在安装点的枢转处通过吊架传递，这样，下横截面的区域和由此产生的下部压力可通过吊架连通，并背压桶下面内侧。空气压力可能不会立刻在吊架连接点形成，但一通道可从系统内一更合适的低压区引向这些点。

可见，这种结构代表一种很迅速、方便的方式装卸污物收集连接桶142和装在桶内的可充气袋。这种改进后的连接桶及其设置方法的另一特征在于，连接桶通过简单地在插入侧间的转动，污物收集袋可如上所述可旋转密封在污物上，并容易拆卸以便处理。

本发明比其它真空装置还具有若干优点。它可比其它许多真空装置更小、更轻和更简单。

此外，外壳或壳体可简单地借助于其自身内部的低压而保持就位，使其容易清空、清洁内表面，维护修理时可迅速进入。

本发明可能有许多的几何设置，都不超出本发明思想的精神与范围。

应当理解，只要不超出实施例所述之本发明的精神与范围可进行各种其它的变更和修改。

Claims (12)

1.一种拾取与收集颗粒状物质的装置，此装置具有外壳，外壳内具有再循环空气流的通道，此具有底槽的通道适于通过所拾取的颗粒材料，一曲线体设置在槽内，将槽分为两部分，槽和曲线体设置成使空气流通过槽的一部分，在曲线体周围，并进入槽的另一部分，在此过程中拾取颗粒材料，一分离室与通道连通或构成通道的一部分，在分离室中，颗粒材料从空气流中分离，一种加速装置通过通道使空气流加速。

2.如权利要求1所述的装置，其中，流入分离室的空气呈螺旋气流，以在其返回底槽之前，使颗粒物质旋转向外进入一积聚室。

3.如权利要求2所述的装置，其中，槽为环形。

4.如权利要求3所述的装置，该装置为真空清洁机形式，具有：外壳，该外壳具有内部再循环空气通道，空气流通过该通道再循环；空气加速装置，用于经过通道加速空气流；通道，具有第一内通道和第二外通道，所述通道在外壳底部借助于一环形槽连接，该环形槽邻近将抽真空的区域；环形曲线体，设置在槽内，比槽的最下边缘略微向内，以将槽分为构成内通道一部分的内部和构成外通道一部分的外部，曲线体和槽设置成使被加速的空气流向下进入内环形通道，经过槽的内部，在曲线体的周围向上进入槽的外部，并进入外通道，在此过程中从所述区域拾取颗粒物质；分离室，与外通道连通，在分离室中空气流呈螺旋气流，以使颗粒物质旋转出并进入收集区，内通道与分离室连通以允许分离出颗粒后的空气流经过内通道再循环并流向槽。

5.如权利要求4所述的装置，其中，分离室本质上为倒置U形，收集区在U形分离室的一个分支的底端。

6.一种从包含颗粒物质的流体流中拾取与收集颗粒状物质的装置，此装置具有外壳，外壳内设有循环流体流的通道，此具有底槽的通道适于接触包含颗粒的流体流，一曲线体设置在槽内，将槽分为两部分，槽和曲线体设置成使流体流通过槽的一部分，在曲线体周围，并进入槽的另一部分，在此过程中拾取颗粒材料，一分离室与通道连通或构成通道的一部分，在分离室中，颗粒材料从流体流中分离，一种加速装置通过通道使流体流加速。

7.一种用于从流体流中分离颗粒的装置，此装置包括：分离室，此分离室具有一个或多个外壁；至少一流体入口，设置在邻近分离室的外壁；至少一流体出口，此出口设置在从流体出口向内一段距离，装置的结构和设置为，包含颗粒的流体从至少一个流体入口进入分离室，沿较大的第一直径作旋转运动，使旋转颗粒材料朝向分离室的外壁运动，随后流体沿较小的第二直径作旋转运动，并通过具有第一旋转运动的流体中心部返回。

8.一种从包含颗粒的流体流中分离颗粒状物质的方法，该方法包括：使第一流体流沿较大的第一直径作旋转运动，以借助于离心力从流体流中去除颗粒；随后使流体流沿较小直径的第二直径作旋转运动，并穿过流体返回第一流体流的中心部。

9.一种拾取和收集颗粒状物质的装置，此装置具有：流体加速装置，用于通过通道加速流体流；流体入口，与通道连通，包含颗粒的流体可从此入口通过，其中，此装置还包括一颗粒分离装置，该装置包括一分离室，此分离室具有一个或多个外壁，至少一流体入口邻近分离室的一外壁，且至少一流体出口从流体出口向内相距一段距离，装置的结构和设置为，包含颗粒的流体从至少一个流体入口进入分离室，沿较大的第一直径作旋转运动，使旋转颗粒材料朝向分离室的外壁运动，流体随后沿较小的第二直径作旋转运动，并通过具有第一旋转运动的流体中心部返回。

10.如权利要求9所述的装置，此装置制成一种真空清洁机。

11.如权利要求10所述的装置，该装置具有外壳，其涡流室可旋转地设置在外壳上。

12.如权利要求11所述的装置，该装置包括一机架形元件，用于夹持涡流室，机架形元件用铰链连接设置在机体外壳上。

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