DE69600875T2 - Staubtrennungsapparat - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Staubabscheidevorrichtung, besonders, aber nicht ausschließlich eine Staubabscheidevorrichtung zum Einsatz in Staubsaugern.
• Staubsauger, die eine Staubabscheidevorrichtung einschließen, die aus zwei Zyklonen und einer Verkleidung besteht, sind bekannt. Die Zyklone sind einer innerhalb des anderen angeordnet, wobei sich die Verkleidung zwischen ihnen befindet, so daß bei der Benutzung Luft zuerst in den Zyklon mit niedrigem Wirkungsgrad eintritt und dann durch die Verkleidung gelangt, bevor sie in den inneren, hocheffektiven Zyklon eintritt. Um zu gewährleisten, daß der Luftstrom in jedem Zyklon einer geeigneten spiralförmigen Bahn folgt, hat jeder Zyklon einen tangentialen Lufteinlaß, der aus einer Leitung besteht, die sich tangential an den relevanten Zyklon annähert und an der zylindrischen oder konischen Außenwand des Zyklons endet. Die längs der Leitung fließende Luft gelangt dann tangential in den Zyklon und folgt der geeigneten spiralförmigen Bahn.
• Ein Staubsauger mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 wird in EP-A- 489565 beschrieben.
• Die Notwendigkeit eines tangentialen Lufteinlasses in jeden Zyklon, verbunden mit der Ansicht, daß jeder unregelmäßige Vorsprung innerhalb der Außenwand des Zyklons den Luftstrom stört, hat dazu geführt, daß bisher alle Zyklonabscheidemittel, die in Staubsaugern eingesetzt worden sind, einen horizontalen Lufteinlaß hatten, d. h.. einen Lufteinlaß, der senkrecht zur Längsachse des Zyklons angeordnet war. Die Entwicklung eines kompakten Staubsaugers des Zylindertyps, der mit Zyklon-Staubabscheidemitteln arbeitet, hat nun zu der Notwendigkeit geführt, daß solche Vorrichtungen einen Lufteinlaß haben müssen, der senkrecht oder parallel zu den Achsen der Zyklone verläuft. Die Bereitstellung einer solchen Vorrichtung in einem Staubsauger würde es dann ermöglichen, an dem Einlaß ein Handrohr oder einen Schlauch mit Hilfe einer Schwenkkupplung anzubringen, die innerhalb einer allgemein waagerechten Ebene schwenkbar ist, wodurch das Handrohr oder der Schlauch dann eine größere Flexibilität und Bewegungsfreiheit erhalten.
• Die Erfindung sieht eine Staubabscheidevorrichtung nach Anspruch 1 und einen Staubsauger nach Anspruch 10 vor. Wünschenswerte und vorteilhafte Merkmale werden in den untergeordneten Ansprüchen dargelegt.
• Wie oben erwähnt wurde, erlaubt es die Erfindung, einen Schlauch oder ein Handrohr über eine Schwenkkupplung mit dem Einlaß zu verbinden. Da die Leitung außerdem in den Zyklon hineinragt, wird die Leitung leicht sichtbar und zugänglich gemacht, wodurch die Beseitigung von Blockierungen des Einlasses erleichtert wird. Das Hineinragen der Leitung in den Zyklon bedeutet auch, daß die Länge des Zyklons vergrößert werden kann, was zur Folge hat, daß der Zyklon zusätzliche Kapazität zum Auffangen von abgeschiedenem Schmutz und Staub hat.
• Es wird nun ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
• Fig. 1 eine im Schnitt gezeigte Seitenansicht einer Staubabscheidevorrichtung nach der Erfindung ist, und
• Fig. 2 eine perspektivische Seitenansicht des Einlasses und der Verkleidung ist, die einen Teil der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung bilden.
• Die Vorrichtung 10, die in den Zeichnungen gezeigt wird, ist für den Einsatz in einem Staubsauger geeignet. Die Vorrichtung 10 schließt einen Schmutzlufteinlaß 12, einen äußeren Zyklon mit niedrigem Wirkungsgrad 14, eine Verkleidung 16, einen inneren Zyklon mit hohem Wirkungsgrad 18, einen Feinstaubsammler 20 und eine Austrittsöffnung 22 ein. Der äußere Zyklon 14, die Verkleidung 16, der innere Zyklon 18, der Sammler 20 und die Austrittsöffnung 22 haben eine bekannte Konstruktion und sind keine wesentlichen Bestandteile der vorliegenden Erfindung. Sie werden daher hier nur kurz beschrieben.
• Der äußere Zyklon 14 hat eine Außenwand 14a, die eine Innenfläche 14b hat. Im Anschluß an das untere Ende der Außenwand 14a befindet sich ein Schmutz- und Staubauffangbereich 14c.
• Der innere Zyklon 18 besteht aus einer kegelstumpfförmigen Wand 18a, die eine Innenfläche 18b und eine Längsachse 18c hat. Die konische Wand 18a endet in einer Kegelöffnung 18d, die sich in den Feinstaubsammler 20 öffnet. Der Feinstaubsammler 20 hat an seinen Außenwänden 20a einen wesentlich größeren Durchmesser als die Kegelöffnung 18d. Die Außenwände 20a sind mit der kegelstumpfförmigen Wand 18a des inneren Zyklons 18 durch geneigte Wände 20b verbunden. Diese geneigten Wände 20b bilden auch die untere Grenze des Staubauffangbereichs 14c des äußeren Zyklons 14.
• Zwischen dem äußeren und dem inneren Zyklon 14, 18 ist die Verkleidung 16 angeordnet. Die Verkleidung 16 wird getrennt von der kegelstumpfförmigen Wand 18a des inneren Zyklons 18 hergestellt und während der Fertigung mit dieser verbunden. Die Verkleidung 16 hat einen zylindrischen Abschnitt 16a, der eine Viel zahl von Perforationen (nicht gezeigt) enthält. Abhängig von dem zylindrischen Abschnitt 16a ist ein ringförmiger Ansatz 16b, der einen parallelseitigen Abschnitt umfaßt, der eine geneigte Stirnfläche umfaßt. Die geneigte Stirnfläche ist vorzugsweise in einem Winkel von 45º zur Längsachse 18c des inneren Zyklons 18 geneigt. Bereitgestellt werden Mittel, die den Durchgang der Luft aus dem Inneren der Verkleidung 16 in das Innere des Zyklons 18 ermöglichen, sie werden aber aus Gründen der Klarheit nicht gezeigt. Die Luftweiterleitungsmittel gewährleisten, daß Luft, die aus dem Inneren der Verkleidung 16 in das Innere des inneren Zyklons 18 gelangt, auf tangentiale Weise in das obere Ende des inneren Zyklons 18 eintritt.
• Der innere Zyklon 18 ist auch mit einer Austrittsöffnung 22 versehen, die sich im wesentlichen in der Mitte des Endes des inneren Zyklons 18 befindet, das den größeren Durchmesser hat. Die Austrittsöffnung 22 ist praktischerweise mit einer entsprechenden Reinluft-Austrittsöffnung verbunden.
• Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung wird normalerweise folgendermaßen eingesetzt. Schmutzbeladene Luft tritt tangential über einen Lufteinlaß in den äußeren Zyklon 14 ein. Der Luftstrom bewegt sich in einer Spirale längs der Innenfläche 14b der Außenwand 14a nach unten, und während sich der Luftstrom dann weiter längs der Luftstrombahn durch die Bewegung nach oben hin zur Verkleidung 16 bewegt, werden größere Teilchen von Staubflocken und Schmutz im Schmutz- und Staubauffangbereich 14c des äußeren Zyklons 14 aufgefangen. Während der Luftstrom hin zur Verkleidung 16 gelangt, wirkt der Ansatz 16b jeder Blockierung der Perforationen der Verkleidung 16 entgegen. Der Luftstrom gelangt durch die Perforationen im zylindrischen Abschnitt 16a der Verkleidung 16 und gelangt dann aus dem Inneren der Verkleidung 16 zum oberen Ende des inneren Zyklons 18. Auf Grund des tangentialen Eintritts in den inneren Zyklon 18 bewegt sich der Luftstrom in einer Spirale längs der Innenfläche 18b der kegelstumpfförmigen Wand 18a des inneren Zyklons 18 nach unten. Der größte Teil der Luft bewegt sich anschließend hin zur Achse 18c des inneren Zyklons 18 und tritt dann über die Austrittsöffnung 22 aus. Schmutz- und Staubteilchen aber, die vorher innerhalb des Luftstroms mitgerissen worden sind, bewegen sich in einer Spirale nach unten zu der Kegelöffnung 18d und treten mit sehr hohen Geschwindigkeiten in den Sammler 20 aus. Die Schmutz- und Staubteilchen werden gegen die Seitenwände 20a des Sammlers 20 geschleudert und sammeln sich am Boden des Sammlers 20. Die verbleibende Luft gelangt durch die Kegelöffnung 18d zurück in den inneren Zyklon 18 und tritt anschließend über die Austrittsöffnung 22 aus der Vorrichtung aus.
• Bei allen Vorrichtungen nach dem bekannten technischen Stand besteht der Lufteinlaß 12 aus einer Leitung, die im wesentlichen waagerecht, d. h., senkrecht zur Längsachse 18c des inneren Zyklons 18, angeordnet ist und die an der Außenwand 14a des äußeren Zyklons 14 endet. Das hat bisher einen tangentialen Eintritt in den äußeren Zyklon 14 bewirkt, ohne den Luftstrom innerhalb des äußeren Zyklons 14 unnötigerweise zu stören. Nach der vorliegenden Erfindung dagegen besteht der Einlaß 12 aus einer Leitung 12a, die im wesentlichen senkrecht oder parallel zur Achse 18c des inneren Zyklons 18 angeordnet ist. Die Leitung 12a führt in das Innere des äußeren Zyklons 14 zwischen der Außenwand 14a und dem zylindrischen Abschnitt 16a der Verkleidung 16. Die Leitung 12a umfaßt auch einen rechtwinkligen Bogen 12b, der bewirkt, daß der ankommende Luftstrom in einer Weise aus der Leitung 12a austritt, die tangential zur Außenwand 14a verläuft. Es wurde festgestellt, daß diese Anordnung den Luftstrom innerhalb des äußeren Zyklons 14 nicht in unangemessener Weise stört. Der Abstand zwischen der Außenwand 14a des äußeren Zyklons 14 und dem zylindrischen Abschnitt 16a der Verkleidung 16 liegt vorzugsweise zwischen 15 mm und 30 mm, und der Wirkungsgrad der Vorrichtung ist besonders hoch, wenn dieser Abstand im wesentlichen 20 mm beträgt.
• Es ist außerordentlich vorteilhaft, den Luftstrom von oberhalb des äußeren Zyklons 14 in den äußeren Zyklon einführen zu können. Insbesondere ist es dadurch möglich, einen Schlauch 12c mit Hilfe einer Schwenkkupplung an der Leitung 12a anzubringen. Wenn die Vorrichtung 10 in einem Staubsauger des Zylindertyps eingesetzt wird, ist es dadurch möglich, den Schlauch 12c, an dessen Ende ein Reinigungsgerät angesetzt wird, in einem Winkel von 360º um die Achse 12d der Leitung 12a, d. h., innerhalb einer im wesentlichen waagerechten Ebene, zu schwenken. Das wiederum ermöglicht eine größere Flexibilität und Manövrierfähigkeit des Staubsaugers, als sie ohne die Schwenkkupplung erreicht werden könnte.
• Man wird erkennen, daß es nicht notwendig ist, den Schlauch 12c in einer Ebene, die senkrecht zur Achse 12d der Leitung verläuft, an der Leitung 12a anzubringen. Es könnte eine schräge Verbindung vorgesehen werden, die es ermöglichen würde, den Schlauch 12c in einer Ebene zu schwenken, die zur Achse 12d geneigt ist. Das ist besonders dann nützlich, wenn die Vorrichtung 10 auf schräge Weise in einen Staubsauger einbezogen wird, d. h.. wenn die Achse 18c zur Senkrechten geneigt ist. Das wiederum bedeutet, daß die Achse 12d zur Senkrechten geneigt ist, aber die Schwenkkupplung zwischen dem Schlauch 12c und der Leitung 12a kann so ausgeführt sein, daß der Schlauch 12c in einer im wesentlichen waagerechten Ebene oder tatsächlich in jeder anderen zweckmäßigen Ebene schwenken kann.
• Es dürfte jedem auf dem Fachgebiet erfahrenen Leser offensichtlich sein, daß die Erfindung nicht auf das hier beschriebene spezielle Ausführungsbeispiel begrenzt ist.
• Verschiedene Modifikationen und Änderungen liegen innerhalb des Rahmens der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist.

Claims (10)

1. Staubabscheidevorrichtung (10), die einen Zyklon (14) mit einer Außenwand (14a) und einem Lufteinlaß (12), eine Verkleidung (16) und eine Luftstrombahn umfaßt, wobei die Luftstrombahn so angeordnet ist, daß sie bei der Benutzung einen Luftstrom in der Staubabscheidevorrichtung über den Lufteinlaß (12) in den Zyklon (14) und aus dem Zyklon durch die Verkleidung (16) führt, bei welcher der Lufteinlaß (12) des Zyklons (14) durch eine Leitung (12a) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (12a) in das Innere des Zyklons (14) zwischen dessen Außenwand (14a) und der Verkleidung (16) in einer Richtung hineinragt, die im wesentlichen parallel zur Längsachse (18c) des Zyklons (14) verläuft.

2. Staubabscheidevorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Abstand zwischen der Außenwand (14a) des Zyklons (14) und der Verkleidung (16) zwischen 15 mm und 30 mm beträgt.

3. Staubabscheidevorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher der Abstand zwischen der Außenwand (14a) des Zyklons (14) und der Verkleidung (16) im wesentlichen 20 mm beträgt.

4. Staubabscheidevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Leitung (12a), die den Lufteinlaß (12) bildet, so angeordnet ist, daß sie im wesentlichen parallel zur Längsachse (18c) des Zyklons in den Zyklon eintritt.

5. Staubabscheidevorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Leitung (12a) einen rechtwinkligen Bogen einschließt, um so zu bewirken, daß der Luftstrom bei der Benutzung in einer tangentialen Weise in den Zyklon (14) fließt.

6. Staubabscheidevorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, bei der zwischen der Leitung (12a) und einer Luftstrombahn unmittelbar oberhalb der Leitung (12a) eine Schwenkkupplung bereitgestellt wird.

7. Staubabscheidevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Leitung (12a) integral mit der Verkleidung (16) gebildet wird.

8. Staubabscheidevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Verkleidung (16) einen Ansatz (16b) einschließt, der von der Kante der Verkleidung (16) abhängig ist, der von der Leitung (12a) entfernt ist.

9. Staubabscheidevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die außerdem einen zweiten Zyklon (18) einschließt, der unterhalb der Verkleidung (16) angeordnet ist.

10. Staubsauger, der eine Staubabscheidevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche einschließt.