專利名稱：抽吸式清洗設(shè)備和離心式分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濕法抽吸式清洗機(jī)。
技術(shù)背景
抽吸器是眾所周知的用于深度清洗地毯和其它織物表面(例如，室內(nèi)裝潢)的抽 吸式清洗裝置。大多數(shù)地毯抽吸器包括流體傳送系統(tǒng)和流體回收系統(tǒng)。流體傳送系統(tǒng)通 常包括一個(gè)或多個(gè)用于儲(chǔ)存一批洗滌液的流體供應(yīng)槽、用于將洗滌液施加至待清洗表面 的流體分配器、以及用于將洗滌液從流體供應(yīng)槽傳送至流體分配器的流體供應(yīng)管道。流 體傳送系統(tǒng)可選地包括用于混合和/或?qū)τ闪黧w分配器施加的流體加壓的閥和/或泵組 件。
流體回收系統(tǒng)通常包括回收槽組件、定位于待清洗表面處并經(jīng)由工作空氣管道 與回收槽流體連通的吸嘴、以及與回收槽流體連通的抽吸源?；厥詹劢M件通常包括被構(gòu) 造為將夾帶液體與工作氣流分離以防止液體吸入抽吸源的氣液分離器。在Kasper等人的 美國(guó)專利No.6,131,237中公開了具有代表性的流體傳送系統(tǒng)和流體回收系統(tǒng)的豎直抽吸器 的一個(gè)實(shí)例，其內(nèi)容整體結(jié)合于此以供參考。
Chui等人的美國(guó)專利Νο.7^93,324公開了一種具有離心流氣液分離器的濕法/ 干法真空清洗機(jī)，包括與圓柱形分離器整合在一起并位于其下方的液體收集室和位于液 體收集室中的控制器，當(dāng)液體收集室內(nèi)的液面上升至預(yù)定平面時(shí)，該控制器停止抽吸源 的操作。分離室包括具有切向進(jìn)口和圓柱形壁的圓柱形殼體，該圓柱形壁沿圍繞圓柱形 殼體的內(nèi)部周界的圓形路徑引導(dǎo)夾帶液體的空氣。分離室的排氣出口管道從分離室的上 端向上延伸，并與遠(yuǎn)處的抽吸源連通。圓柱形收集室位于分離室的下方，并進(jìn)一步包括 適于沿著內(nèi)壁豎直移動(dòng)以啟動(dòng)微型開關(guān)的浮子組件，當(dāng)收集室中的流體升高至預(yù)定平面 時(shí)，微型開關(guān)選擇性地?cái)嚅_真空電機(jī)的動(dòng)力。
Ponjican等人的美國(guó)專利Νο.7,048,783公開了一種用于濕法/干法真空清洗機(jī)的 離心流氣液分離器。該分離器包括具有形成液體和碎屑出口的敞開底部的分離殼體，并 進(jìn)一步包括從頂壁伸出并限定穿過其中的干燥空氣排出管道的排氣豎管。該排氣豎管與 安裝在分離器頂部上的抽吸源流體地連接。該分離器進(jìn)一步包括切向地設(shè)置在殼體的上 部的偏移(offset)進(jìn)口。該進(jìn)口進(jìn)一步包括引入軌道，該引入軌道從進(jìn)口并至少部分地圍 繞分離器室的圓周而延伸，以將進(jìn)入的氣液混和物沿向下的螺旋流動(dòng)路徑朝著分離器出 口弓丨導(dǎo)并使其進(jìn)入流體收集室。
Peebles的美國(guó)專利No. 1,568,413公開了一種離心式蒸汽霧沫分離器，其包括具 有向上貫穿底壁的中心的蒸汽排出管的錐形殼體，并被構(gòu)造為與遠(yuǎn)處的真空源連接。該 分離器進(jìn)一步包括與分離器殼體的底壁連接的液體排出管。切向的工作空氣進(jìn)口管位于 殼體的下部附近。據(jù)說該分離器分離在各種工業(yè)處理(例如，牛奶蒸發(fā)和植物丹寧酸提 取)的過程中通常都會(huì)遇到的液體-泡沫混合物。在使用中，將液體和泡沫的混合物以 高速傳送至分離器，在分離器中，旋渦作用、重力和對(duì)錐形殼體壁的摩擦的組合有效地打破泡沫泡并將液體與蒸汽分離。分離后的液體通過從底壁伸出的液體排出管離開分離 器，同時(shí)，排出空氣經(jīng)由蒸汽排出管離開分離器。
Kim的美國(guó)專利申請(qǐng)公開No.2006/0156699公開了一種用于干法真空清洗機(jī)的氣 旋分離器，該分離器具有設(shè)置在分離器殼體的下部處的切向進(jìn)口。排氣管穿過分離器底 壁的中心向上伸出，并具有敞開頂部，從而形成與遠(yuǎn)處的抽吸源流體連接的排氣管道。 臟氣流通過進(jìn)口引入分離器，并沿著分離器殼體的內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)。碎屑與空氣流離心地分 離，并沉積在圍繞分離室的圓柱形收集室中。排出空氣經(jīng)過排氣管向下流動(dòng)至抽吸源。
Maciula等人的美國(guó)專利No.3,776,385公開了一種用于將較重的液體和固體與較 輕的液體介質(zhì)分離的水力旋流器。該水力旋流器包括豎直的圓柱形部分和與其流體連接 的切向液體進(jìn)口。該圓柱形部分由具有出口的頂部封閉。向下逐漸變細(xì)的錐形部分同軸 地定位在圓柱形部分內(nèi)，以在錐形部分和圓柱形部分之間限定一環(huán)形空間，其中錐形部 分的上直徑比圓柱形部分的上直徑稍小。在操作中，兩種不能混合的液體與一些固體的 混和物被注入到水力旋流器中，并且由于較重的液體和一些較大的固體顆粒朝著圓柱形 壁向外并經(jīng)過環(huán)形空間進(jìn)入底流罐中的運(yùn)動(dòng)而通過離心力分離。同時(shí)，在較輕的液體中 夾帶的其余固體在錐形部分中分離，并通過錐形部分底部的豎直開口離開而進(jìn)入底流罐 中。然后，較輕的液體介質(zhì)經(jīng)過出口向上流動(dòng)。
Pinkham 的美國(guó)專利 No.1,737,680 ； Frykhult 的美國(guó)專利 No.4,175,036 ； Lilleker 等人的美國(guó)專利No.4,308,134 ； Brombach等人的美國(guó)專利No.4,816,156 ；以及Lott的美國(guó) 專利No.6,024,874公開了水力旋流器型分離器的其它實(shí)例。發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，涉及一種具有離心式分離器的濕法抽吸式清洗機(jī)，該 離心式分離器適于在抽吸處理過程中將夾帶液體(entrained liquid)、泡沫和碎屑與工作氣 流分離。在本發(fā)明的另一方面中，涉及一種具有靈活總體結(jié)構(gòu)的濕法抽吸式清洗機(jī)，該 結(jié)構(gòu)具有單獨(dú)的液體分離器和回收槽。在本發(fā)明的另一方面中，涉及一種具有更易于清 空的回收槽的濕法抽吸式清洗機(jī)。在本發(fā)明的又一方面中，涉及一種具有氣液分離器的 濕法抽吸式清洗機(jī)，該氣液分離器將所抽吸的流體的泡沫產(chǎn)生減到最少。在本發(fā)明的再 一方面中，涉及一種具有離心式氣液分離器的抽吸式清洗機(jī)，該離心式氣液分離器適于 將工作空氣進(jìn)口和排氣出口之間的壓降減到最小，以便更有效地進(jìn)行抽吸操作。在本發(fā) 明的又一方面中，涉及一種具有氣液分離器的濕法抽吸式清洗機(jī)，該氣液分離器被構(gòu)造 為安裝于抽吸式清洗機(jī)上的多個(gè)位置中，包括安裝至流體回收槽或其附近，或替代地遠(yuǎn) 離回收槽安裝，例如，安裝在遠(yuǎn)離流體回收槽的豎直把手部分上。在本發(fā)明的再一方面 中，涉及一種具有相對(duì)小外形的空氣-水分離器和回收槽的濕法抽吸式清洗機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明，適于在待清洗表面上運(yùn)動(dòng)的抽吸式清洗設(shè)備包括流體傳送系統(tǒng)， 該流體傳送系統(tǒng)包括流體分配器和與之流體連接的流體供應(yīng)裝置。流體分配器適于將洗 滌液從流體供應(yīng)裝置傳送至待清洗表面。流體回收系統(tǒng)包括定位于待清洗表面處且具有 出口的吸嘴、適于收集液體和碎屑并具有進(jìn)口的回收槽、抽吸源、以及離心式分離器。
該離心式分離器包括限定分離室并具有分離器進(jìn)口的圓柱形殼體，該分離器進(jìn) 口流體地定位在圓柱形殼體的下部處，并與吸嘴出口連接，以在分離室和吸嘴出口之間提供流體連通。圓柱形殼體進(jìn)一步包括分離器液體出口和排氣豎管。分離器進(jìn)口和分離 器液體出口定位在圓柱形殼體的下部處。分離器液體出口與分離器進(jìn)口隔開，并在分離 室和回收槽進(jìn)口之間流體連通。分離室的底部具有用于從分離室排出空氣的空氣出口。 排氣豎管在分離室內(nèi)與空氣出口流體連通，并從空氣出口向上延伸至敞開的上端，以排 出在分離室中與液體分離的空氣。抽吸源與吸嘴和圓柱形分離器流體連通，以從待清洗 表面抽吸空氣和液體并將它們運(yùn)送至分離室。
進(jìn)一步根據(jù)本發(fā)明，離心式分離器包括限定分離室的圓柱形殼體；適于流體 地連接至吸嘴并定位在圓柱形殼體的下部處的分離器進(jìn)口；在圓柱形殼體的下部中的分 離器液體出口，與分離器進(jìn)口隔開并在分離室和回收槽進(jìn)口之間流體連通；在分離室的 底部中的用于從分離室排出空氣的空氣出口；以及分離室內(nèi)的排氣豎管，其與空氣出口 流體連通并向上延伸至敞開的上端，以排出在分離室中與液體分離的空氣。
在一個(gè)實(shí)施方式中，抽吸源定位在分離室的下游，從而將空氣/水的混和物抽 吸到分離室中。在另一實(shí)施方式中，抽吸源定位在分離室的上游，從而在壓力下將空氣 /水的混和物運(yùn)送至分離室中。
在另一實(shí)施方式中，分離器進(jìn)口包括將空氣和液體通過分離室的側(cè)壁以與分離 室成切向角度并通過引入口引入分離室中的管道，所述引入口形成垂直于分離器進(jìn)口的 切向角度并平行于圓柱形殼體的中心軸線的線性邊緣。優(yōu)選地，該引入口是軸向細(xì)長(zhǎng)的 矩形孔，其中，該引入口的長(zhǎng)度尺寸平行于分離室的中心軸線。另外，軸向細(xì)長(zhǎng)的矩形 進(jìn)口孔的橫截面尺寸的高度與寬度之比可在2 1至50 1的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，軸向細(xì) 長(zhǎng)的矩形進(jìn)口孔的橫截面尺寸的高度與寬度之比在20 1至40 1的范圍內(nèi)，最優(yōu)選地 是大約30 1。
此外，液體出口可由圓柱形殼體的側(cè)壁中的矩形開口形成。另外，液體出口也 可由從圓柱形殼體以切向角度延伸至分離室的管道形成。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，分離器進(jìn)口在分離室中定位在比液體出口高的位置。 此外，分離器進(jìn)口可定位在關(guān)于圓柱形殼體距離分離器液體出口大約180°的位置。
在另一實(shí)施方式中，出口豎管在其敞開上端處向外擴(kuò)張。另外，分離器進(jìn)口可 定位在出口豎管的擴(kuò)張上端的下方。
離心式氣液分離器適于將工作空氣進(jìn)口和排氣出口之間的壓降減到最小，以更 有效地進(jìn)行抽吸操作。
離心式氣液分離器被構(gòu)造為安裝在抽吸式清洗機(jī)上的多個(gè)位置中，包括安裝至 流體回收槽或其附近，或替代地遠(yuǎn)離回收槽安裝，例如，安裝在遠(yuǎn)離流體回收槽的豎直 把手部分上。
仍進(jìn)一步根據(jù)本發(fā)明，多個(gè)離心式分離器可以串聯(lián)構(gòu)造或并聯(lián)構(gòu)造，或以其組 合方式布置。


在附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的豎直抽吸器的前部透視圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的豎直抽吸式清洗機(jī)的示意性側(cè)視圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的豎直抽吸式清洗機(jī)的示意性正視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的空氣/水離心式分離器的透視圖。
圖5是沿著圖4中的線5-5剖開的空氣/水離心式分離器的截面圖。
圖6是沿著圖4中的線6-6剖開的空氣/水離心式分離器的截面圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的豎直抽吸式清洗機(jī)的示意性部分側(cè)視圖， 與圖3類似。
具體實(shí)施方式
參考附圖，尤其參考圖1至圖3，抽吸式清洗機(jī)或抽吸器10包括底部組件12和 樞轉(zhuǎn)地安裝至底部組件以便以眾所周知的方式在待清洗表面上引導(dǎo)底部組件12的把手組 件14。這里參照具有傳統(tǒng)的“清潔空氣”旁路抽吸風(fēng)扇/電機(jī)組件的豎直抽吸式清洗機(jī) 描述并示出本發(fā)明，但是本發(fā)明也可用在具有傳統(tǒng)的“臟空氣”旁路抽吸風(fēng)扇/電機(jī)組 件的罐型清洗機(jī)和抽吸器中。豎直抽吸式清洗機(jī)10是通常眾所周知的裝置，包括Kasper 等人的美國(guó)專利No.6,131,237中描述的幾個(gè)特征和操作。這里將不再詳細(xì)描述這種眾所 周知的特征和操作，除了為完全理解本發(fā)明所必需描述的以外。
抽吸器10包括流體傳送系統(tǒng)，用于儲(chǔ)存洗滌液并將洗滌液傳送至待清洗表面。 該流體傳送系統(tǒng)包括用于儲(chǔ)存一批洗滌液的流體供應(yīng)槽22、用于將洗滌液施加至待清 洗表面的流體分配器M、以及用于將洗滌液從流體供應(yīng)槽22傳送至流體分配器M的流體 供應(yīng)管道26。流體傳送系統(tǒng)16可選地包括用于混合和/或?qū)νㄟ^流體分配器M待施加 的流體加壓的閥和/或泵組件(未示出)?？蛇x地，流體傳送系統(tǒng)可包括多個(gè)流體供應(yīng)槽 22，以容納各種不同的洗滌液或表面處理液。
抽吸器10進(jìn)一步包括流體回收系統(tǒng)，用于從清洗表面去除用過的洗滌液和碎 屑。該流體回收系統(tǒng)包括位于待清洗表面處并與改進(jìn)的離心式分離器30流體連接的吸嘴 28,該離心式分離器用于將夾帶液體、泡沫和碎屑與工作氣流分離。離心式分離器30可 被構(gòu)造為以各種不同的布置安裝至抽吸式清洗機(jī)10，包括將離心式分離器30安裝至底部 組件12或安裝至把手組件14。離心式分離器30可包括單個(gè)分離器，或替代地包括多個(gè) 分離器，這多個(gè)分離器以串聯(lián)方式構(gòu)造、并聯(lián)方式構(gòu)造、或組合方式布置。回收槽32與 分離器30流體連接，以收集分離后的液體和碎屑。真空電機(jī)/風(fēng)扇組件34具有通風(fēng)進(jìn) 口 35，該通風(fēng)進(jìn)口經(jīng)由排氣管道36與分離器30流體連接。該真空電機(jī)/風(fēng)扇組件34進(jìn) 一步具有通風(fēng)出口 37，該通風(fēng)出口從真空電機(jī)/風(fēng)扇組件34排出空氣。用于底部組件的 殼體具有用于將空氣從通風(fēng)出口 37排至大氣的排放口 13。流體傳送系統(tǒng)和流體回收系統(tǒng) 的各部件由底部組件12和把手組件14中的至少一個(gè)支撐。這些系統(tǒng)和其它共有的抽吸 器子系統(tǒng)和組件(例如，攪拌系統(tǒng)、洗滌液混合系統(tǒng)、真空電機(jī)/風(fēng)扇組件、流體加熱器 等)的詳細(xì)描述可在Kasper等人的美國(guó)專利No.6,131,237和Lenkiewicz等人的美國(guó)專利 申請(qǐng)公開No.2007/0226943中找到，這兩篇專利公開了代表性的抽吸機(jī)，并整體結(jié)合于此 以供參考。這里，將不再詳細(xì)描述與本發(fā)明關(guān)系不密切的各種部件。
參考圖2，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的流體回收系統(tǒng)包括吸嘴觀，該吸嘴具 有定位在待清洗表面附近的進(jìn)口 38和經(jīng)由工作空氣管道42與離心式分離器30流體連通 的出口 40。離心式分離器30可位于非常接近吸嘴出口 40的地方，例如安裝在底部組件12上。替代地，在圖3所示的本發(fā)明的第二實(shí)施方式中，離心式分離器30可位于遠(yuǎn)離 吸嘴出口 40處。例如，離心式分離器30可安裝在把手組件14上，并經(jīng)由在離心式分離 器與吸嘴出口之間延伸的細(xì)長(zhǎng)的柔性的工作空氣管道43與吸嘴出口 40流體連接。離心 式分離器30定位在豎直的把手組件14上，而不是定位在底部組件12上，可增加整體的 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活性。例如，減小整個(gè)底部組件12的大小可允許更小外形的底部組件12的 設(shè)計(jì)，從而增強(qiáng)單元可接近性(unitaccessibility)，包括在家具等下方的接近。通常，分離 器30的模塊化特性允許其輕松地適應(yīng)于各種抽吸器結(jié)構(gòu)，并允許其輕松地結(jié)合到具有不 同美學(xué)設(shè)計(jì)的機(jī)器中。而且，在優(yōu)化分離性能的基礎(chǔ)上，模塊化分離器設(shè)計(jì)可重新使用 并結(jié)合到新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，從而縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開發(fā)和測(cè)試所需的整個(gè)研制周期。
現(xiàn)在參考圖4至圖5，離心式分離器30包括具有圓柱形側(cè)壁46的圓柱形殼體 44，該圓柱形側(cè)壁具有在其中限定有分離室52的封閉的頂壁48和底壁50。分離器進(jìn)口 討和分離器液體出口 56切向地設(shè)置在圓柱形殼體44的下部。分離器進(jìn)口 M包括通常豎 直細(xì)長(zhǎng)的矩形橫截面的敞開管道，該敞開管道具有兩個(gè)比相應(yīng)的頂壁62和底壁63長(zhǎng)的細(xì) 長(zhǎng)的豎直側(cè)壁60。在分離器進(jìn)口 M與圓柱形側(cè)壁46的接合處形成有與豎直細(xì)長(zhǎng)的矩形 進(jìn)口 M形狀相同的進(jìn)口孔61。分離器進(jìn)口 M的底壁63優(yōu)選地在圓柱形殼體44的底壁 50的上方隔開。頂壁62優(yōu)選地在排氣進(jìn)口 64的下方隔開，在下文中將更詳細(xì)地描述。
分離器進(jìn)口 M的形狀會(huì)直接影響分離功效。雖然可使用除了豎直細(xì)長(zhǎng)的矩形 引入口以外的液體進(jìn)口橫截面形狀，例如圓形、橢圓形、正方形、三角形、或其它不均 勻或不對(duì)稱的弧形形狀，但是，更優(yōu)選地是以切向角度將空氣和液體引入分離室中并形 成線性邊緣(該線性邊緣垂直于分離器進(jìn)口的切向角度且平行于圓柱形殼體的中心軸線) 的引入口和管道，例如，豎直細(xì)長(zhǎng)的矩形引入口，因?yàn)檫@些開口趨向于使液體沿著圓柱 形側(cè)壁46的內(nèi)表面移動(dòng)(sheet)。在此過程中，起泡的液體/清潔劑混和物沿著圓柱形 側(cè)壁46的內(nèi)表面平穩(wěn)地行進(jìn)一延長(zhǎng)的時(shí)間段，在此時(shí)間段，泡沫泡由于沿著側(cè)壁的摩擦 而破裂。通過實(shí)驗(yàn)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，與引入分離室52的傳統(tǒng)的圓形或橢圓形的引入口相比，引 入分離室52的豎直細(xì)長(zhǎng)的矩形進(jìn)口管道和開口的分離效率顯著地提高。豎直細(xì)長(zhǎng)的矩形 進(jìn)口孔和進(jìn)口管道M的橫截面尺寸的高度與寬度之比可在一定范圍內(nèi)變化，并且，通常 在2 1至50 1的范圍內(nèi)，優(yōu)選地，在20 1至40 1的范圍內(nèi)，最優(yōu)選地是大約 30 1。
此外，分離器進(jìn)口 M的橫截面面積A會(huì)影響參數(shù)，例如，工作氣流的旋轉(zhuǎn)速度 V、以及分離器30上的壓降ΔΡ。通常，抽吸過程中產(chǎn)生的工作氣流包含夾帶水、清洗 溶液、泡沫泡、污物和碎屑的混和物。工作氣流必須達(dá)到最小旋轉(zhuǎn)速度V，以將夾帶液 體、泡沫和污物有效地離心分離。當(dāng)達(dá)到最小旋轉(zhuǎn)速度V時(shí)，工作氣流圍繞分離室52旋 轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)流產(chǎn)生作用在密集夾帶物料(例如，液體和碎屑)上的慣性離心力，將夾帶物料 朝著圓柱形側(cè)壁46向外推動(dòng)，從而產(chǎn)生會(huì)打破夾帶泡沫泡并釋放任何殘存空氣的摩擦。 重力也作用在混和物上，并朝著分離器30的底部向下拉動(dòng)密度較大的/較重的物料。從 而，夾帶液體和碎屑與工作氣流離心地分離。引入的工作氣流的旋轉(zhuǎn)速度V與分離器進(jìn) 口 M開口的橫截面面積A成反比，使得如果所有其他變量保持恒定，那么當(dāng)分離器進(jìn)口 的橫截面面積A減小時(shí)，旋轉(zhuǎn)速度V將增大。然而，應(yīng)該指出，過大的旋轉(zhuǎn)速度V會(huì)導(dǎo) 致分離室52內(nèi)過大的湍流，這會(huì)增加泡沫的產(chǎn)生并導(dǎo)致不期望的分離問題。因此，分離器進(jìn)口 M的設(shè)計(jì)被構(gòu)造為允許工作氣流適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)速度，以便實(shí)現(xiàn)有效分離同時(shí)將過大 湍流的可能性減到最小，并且，泡沫的產(chǎn)生是適當(dāng)?shù)摹Ｍㄟ^適當(dāng)?shù)某叽鐓?shù)，迫使泡沫 進(jìn)入由切向進(jìn)口導(dǎo)致的一層旋轉(zhuǎn)液體，從而迫使泡沫變得與液流結(jié)合。
分離器進(jìn)口的橫截面面積A還與分離器30上的壓降ΔΡ成反比。分離器30上 的壓降ΔΡ是分離器出口處的真空壓力Pa口和分離器進(jìn)口處的真空壓力Pa口之間的差。 通常，如果所有其它因素保持恒定，那么，當(dāng)分離器進(jìn)口 M的尺寸減小時(shí)，在出口處產(chǎn) 生更高的真空壓力Pm，從而增加分離器30上的壓降ΔΡ。其它變量(例如，分離器排 氣口的尺寸和形狀)也會(huì)影響壓降。分離器30上的最小壓降是期望的，以確保有效的抽 吸器操作。過大的壓降會(huì)影響真空電機(jī)/風(fēng)扇的選擇，并最終影響總的產(chǎn)品成本和能量 利用。因此，希望將分離器進(jìn)口 M設(shè)計(jì)為將壓降ΔΡ減到最小，同時(shí)使流體分離性能的 考慮因素平衡。
分離器液體出口 56在分離器30的圓柱形側(cè)壁46的下部處從該處切向地向外伸 出。分離器液體出口 56包括具有細(xì)長(zhǎng)豎直側(cè)壁65、頂壁69和底壁67的矩形橫截面管 道。液體出口 56進(jìn)一步包括形成于圓柱形側(cè)壁46中的出口孔71。分離器液體出口 56的 底壁67優(yōu)選地位于與分離器底壁50相同的平面處或位于其下方，以便于從分離室52排 出液體。分離器液體出口 56可起始于圓柱形側(cè)壁46上的與分離器進(jìn)口 M隔開的位置， 使得進(jìn)口孔61和出口孔71成對(duì)角線地相對(duì)。替代地，進(jìn)口孔61和出口孔71可沿著圓 柱形側(cè)壁46在15至345°的角度范圍內(nèi)隔開。在另一替代構(gòu)造中，液體出口 56可從分 離器30的底壁50向下伸出。分離器液體出口 56可進(jìn)一步構(gòu)造成與流體回收槽32或與 中間流體出口管道57流體連接，將在下文中更詳細(xì)地描述。
現(xiàn)在參考圖5，離心式分離器30進(jìn)一步包括圓柱形排氣豎管58，其從底壁50中 的排氣口 51向上延伸至敞開的上端。豎管58包括形成于其頂部的排氣口 64和形成于其 底部的排氣出口 66。豎管58從分離器底壁50的中心向上伸出至高度H，該高度是相鄰 的圓柱形側(cè)壁高度H2的大約75%。替代地，豎管58的高度H可以是圓柱形側(cè)壁高度 H2的30%至95%范圍內(nèi)的任何高度。豎管的高度H可被構(gòu)造為通過確保排氣進(jìn)口 64在 分離器液體進(jìn)口 M的頂壁62上方隔開而將液體再次夾帶到排出氣流中的可能減到最小。 排氣出口 66適于經(jīng)由密封件、管道、通道、軟管等(未示出)的任何適當(dāng)?shù)慕M合與遠(yuǎn)處 的抽吸源(例如，真空電機(jī)/風(fēng)扇組件34)流體連接。
如圖5所示，排氣豎管進(jìn)口 64可包括向外的擴(kuò)口 68。擴(kuò)口 68包括倒鐘形的弧 形壁70，該弧形壁在豎管58的上部朝著圓柱形側(cè)壁46向上和向外延伸。擴(kuò)口 68用作可 以降低分離器30上的壓降的流量噴嘴。擴(kuò)口 68通過防止液體再次夾帶到干燥的排出氣 流中來改進(jìn)分離功效，其中排出氣流經(jīng)過擴(kuò)口 68流入排氣豎管58中。當(dāng)排出空氣經(jīng)過 排氣進(jìn)口 64時(shí)，增加排氣進(jìn)口的有效內(nèi)徑D可減小排出空氣的軸向速度，因?yàn)檫M(jìn)口 64具 有的橫截面面積比排氣豎管58的下游頸縮部分的橫截面面積大，從而增強(qiáng)分離性能。經(jīng) 過排氣進(jìn)口 64的較慢速度的氣流不太容易再次夾帶液體和碎屑。而且，減小擴(kuò)口 68的 外周邊和圓柱形側(cè)壁46的內(nèi)表面之間的有效距離Z可增大該區(qū)域中的工作氣流的旋轉(zhuǎn)速 度。更高的旋轉(zhuǎn)速度增大其中夾帶的任何密集顆粒上的慣性離心力，并進(jìn)一步減少進(jìn)入 排氣進(jìn)口 64的干燥排出氣流中再次夾帶的水和碎屑。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，擴(kuò)口 68 的外周邊突出到高旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域，使得可能在豎管58的外表面上移動(dòng)的液體將由高旋轉(zhuǎn)9速度氣流區(qū)域中的高離心力從擴(kuò)口 68帶離。
返回參考圖2至圖3，回收槽32適于與分離器液體出口 56流體連接，以將所分 離的流體收集在其中。如果離心式分離器30位于遠(yuǎn)離回收槽32處，如圖3所示，那么 可包含一中間流體出口管道57，以將液體出口 56與回收槽進(jìn)口 59流體連接。在一個(gè)非 限制性構(gòu)造中，回收槽32包括具有側(cè)壁76、底壁78和蓋子80的殼體74，并進(jìn)一步包括 從蓋子80向上突出且終止于流體進(jìn)口孔(未示出)的流體進(jìn)口端口 82?；厥詹?2可進(jìn) 一步包括從側(cè)壁76突出的支承把手86。替代地，可由側(cè)壁76中的凹入或任何其它適當(dāng) 的把手裝置形成手柄特征?？煽紤]其它的非限制性回收槽構(gòu)造，包括各種槽的形狀、具 有可移除蓋子的槽，等等。
回收槽32可進(jìn)一步包括已知的自動(dòng)真空關(guān)閉機(jī)構(gòu)(未示出)，當(dāng)回收槽32內(nèi)的 液面達(dá)到預(yù)定的最大填裝高度時(shí)，該關(guān)閉機(jī)構(gòu)啟動(dòng)。該關(guān)閉機(jī)構(gòu)(未示出)可防止流體 進(jìn)入到真空電機(jī)/風(fēng)扇組件34中的可能性，并可包括如在之前參考的Kasper等人的美國(guó) 專利No.6,131,237中所公開的機(jī)械關(guān)閉浮子。可考慮其它已知的關(guān)閉裝置，例如，那些 結(jié)合了流體探針、微型開關(guān)等的裝置，并且這里將不再對(duì)其詳細(xì)公開。
在操作中，通過用洗滌液填充流體供應(yīng)槽22，使抽吸器10做好使用的準(zhǔn)備。將 抽吸器10接通電源，使得真空電機(jī)/風(fēng)扇組件34變得通電，從而在流體回收系統(tǒng)中產(chǎn)生 工作氣流。將洗滌液經(jīng)由流體傳送系統(tǒng)選擇性地傳送至清洗表面，同時(shí)，在清洗表面上 前后移動(dòng)抽吸器10。工作空氣流過位于清洗表面附近或位于清洗表面處的噴嘴進(jìn)口 38。 工作空氣中夾帶有水、泡沫、清洗溶液、以及污物和碎屑。工作空氣混和物流過噴嘴出 口 40，并進(jìn)入工作空氣管道42，由此，將工作空氣混和物通過切向定位的分離器進(jìn)口 M 而傳送至離心式分離器30。當(dāng)工作空氣混和物從進(jìn)口 M進(jìn)入時(shí)，其圍繞分離室52的外 部旋轉(zhuǎn)。當(dāng)混合物圍繞分離室52旋轉(zhuǎn)時(shí)，離心力作用在液體和密度大的碎屑上，將其朝 著圓柱形側(cè)壁46向外推動(dòng)，同時(shí)，密度較小的干燥空氣朝著分離器30中心處的擴(kuò)張的排 氣進(jìn)口 64向內(nèi)運(yùn)動(dòng)。豎直細(xì)長(zhǎng)的矩形進(jìn)口 M趨向于把工作空氣混和物壓平，以使混和物 與圓柱形側(cè)壁46的內(nèi)表面的接觸最大化。工作空氣混和物和圓柱形側(cè)壁46之間的摩擦 易于打破夾帶的泡沫泡，從而釋放殘存空氣并使?jié)駳獬练e在圓柱形側(cè)壁46的內(nèi)表面上。 重力將密度大的液體和碎屑向下拉動(dòng)，以收集液體和碎屑。另外，擴(kuò)張的進(jìn)口 64的外周 邊周圍的工作空氣的高旋轉(zhuǎn)速度減少了排出氣流中的再次夾帶液體。因此，干燥的排出 空氣與工作空氣混和物分離，并且，朝著擴(kuò)張的排氣進(jìn)口 64向內(nèi)被抽吸。
在到達(dá)擴(kuò)張的排氣進(jìn)口 64時(shí)，干燥的排出空氣的速度減慢，從而使得不太容易 再次夾帶液體或碎屑。通過排氣豎管58將排出空氣抽吸至排氣出口 66，經(jīng)過排氣管道 36，并最終經(jīng)過真空電機(jī)/風(fēng)扇組件34，然后，在此處通過底部組件12中的排放口 13將 空氣排出到大氣中。分離后的液體和臟漿液流過分離器液體出口孔52，經(jīng)過出口 56，并 經(jīng)過流體進(jìn)口端口 82進(jìn)入回收槽32?？蛇x地，可包含一中間管道57或軟管，以將分離 器液體出口 56與流體進(jìn)口端口 82流體地連接，從而對(duì)于分離器30和回收槽32位于底部 12、把手14，或其組合上的位置方面，適應(yīng)于多種結(jié)構(gòu)選擇。當(dāng)回收槽32內(nèi)的液面上 升至預(yù)定的填裝高度時(shí)，關(guān)閉機(jī)構(gòu)(未示出)啟動(dòng)，以關(guān)閉排氣進(jìn)口 64或斷開電機(jī)，從 而以已知方式中斷工作氣流。在斷開裝置的電源之后，使用者可經(jīng)由支承把手86抓住回 收槽32，并將流體進(jìn)口端口 82與分離器液體出口 56分開。然后，使用者可倒轉(zhuǎn)回收槽32，以在將回收槽32更換到一個(gè)底部12或把手組件14上之前，將分離后的液體和污物 從流體進(jìn)口端口 82倒出，以便重復(fù)使用。
現(xiàn)在參考圖7，其中，相似的數(shù)字用來描述相似的部件，吸嘴觀通過工作空氣 管道4 與真空電機(jī)/風(fēng)扇組件34的通風(fēng)進(jìn)口 35流體地連接。真空電機(jī)/風(fēng)扇組件34 的通風(fēng)出口 37通過工作空氣管道42b與分離器進(jìn)口 M流體地連接。另外，排氣豎管58 具有敞開的底端，該底端伸入底部組件12的殼體中，并通過排放口 13排出至大氣。因 此，在此實(shí)施方式中，抽吸源(真空電機(jī)/風(fēng)扇組件34)從吸嘴觀抽吸包含液體的空氣 和碎屑，對(duì)其加壓并將其在壓力下運(yùn)送至回收槽的分離器進(jìn)口 M。然后，分離器與以上 參考圖1至圖6公開的實(shí)施方式類似地起作用。
雖然已經(jīng)結(jié)合本發(fā)明的某些具體實(shí)施方式
具體描述了本發(fā)明，但是，應(yīng)該理 解，這是示意性的而不是限制性的，并且，將所附權(quán)利要求的范圍解釋為與現(xiàn)有技術(shù)一 樣寬泛將是允許的。在不背離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的實(shí)質(zhì)的前提下，在上述描 述和附圖的范圍內(nèi)進(jìn)行合理的改變和修改是可行的。
權(quán)利要求
1.一種適于在待清洗表面上移動(dòng)的抽吸式清洗設(shè)備，包括流體傳送系統(tǒng)，所述流體傳送系統(tǒng)包括流體分配器和與之流體連接的流體供應(yīng)槽， 所述流體分配器適于將洗滌液從所述流體供應(yīng)槽傳送至待清洗表面； 流體回收系統(tǒng)，所述流體回收系統(tǒng)包括吸嘴，具有適于從待清洗表面回收洗滌液和碎屑的吸嘴進(jìn)口和出口 ； 回收槽，適于收集液體和碎屑，并具有進(jìn)口 ； 離心式分離器，所述離心式分離器包括圓柱形殼體，所述圓柱形殼體限定一分離室，并具有分離器進(jìn)口，流體地定位在 所述圓柱形殼體的下部處，并與所述吸嘴出口連接；分離器液體出口，位于所述圓柱形 殼體的下部，與所述分流器進(jìn)口隔開并與所述回收槽的進(jìn)口流體地連通；空氣出口，位 于所述分離室的底部中，用于從所述分離室排出空氣；以及排氣豎管，位于所述分離室 內(nèi)，與所述空氣出口流體連通，并從空氣出口向上延伸至敞開上端，以排出在分離室中 與液體分離的空氣；以及抽吸源，與所述吸嘴和所述圓柱形分離器流體連通，并適于從待清洗表面通過所述 吸嘴抽吸空氣、污染的洗滌液和碎屑，并將它們運(yùn)送至所述分離室。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽吸式清洗設(shè)備，其中，所述抽吸源定位在所述分離室的下游。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽吸式清洗設(shè)備，其中，所述抽吸源定位在所述分離室的上游。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽吸式清洗設(shè)備，其中，所述分離器進(jìn)口包括一管道，所述 管道將空氣和液體以與所述分離室成切向角度并通過引入口引入所述分離室中，所述引 入口形成垂直于所述分離器進(jìn)口的切向角度并平行于所述圓柱形殼體的中心軸線的線性 邊緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抽吸式清洗設(shè)備，其中，所述引入口是軸向細(xì)長(zhǎng)的矩形孔， 其中，所述引入口的長(zhǎng)度尺寸平行于所述分離室的中心軸線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的抽吸式清洗設(shè)備，其中，所述軸向細(xì)長(zhǎng)的矩形進(jìn)口孔的橫截 面尺寸的高度與寬度之比在2 1至50 1的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的抽吸式清洗設(shè)備，其中，所述軸向細(xì)長(zhǎng)的矩形進(jìn)口孔的橫截 面尺寸的高度與寬度之比在20 1至40 1的范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽吸式清洗設(shè)備，其中，所述液體出口由所述圓柱形殼體的 側(cè)壁中的矩形開口形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的抽吸式清洗設(shè)備，其中，所述液體出口還包括從所述圓柱形 殼體以一切向角度延伸至所述分離室的管道。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的抽吸式清洗設(shè)備，其中，所述分離器進(jìn)口在所述分離室中 定位在比所述液體出口高的位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的抽吸式清洗設(shè)備，其中，所述分離器進(jìn)口定位在關(guān)于所述 圓柱形殼體距離所述液體出口大約180°的位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的抽吸式清洗設(shè)備，其中，所述分離器進(jìn)口定位在所述出口 豎管的敞開上端的下方。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的抽吸式清洗設(shè)備，其中， 外擴(kuò)張。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽吸式清洗設(shè)備，其中， 定位在比所述液體出口高的位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的抽吸式清洗設(shè)備，其中， 圓柱形殼體距離所述液體出口大約180°的位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽吸式清洗設(shè)備，其中， 外擴(kuò)張。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的抽吸式清洗設(shè)備，其中， 圓柱形殼體距離所述分離器進(jìn)口大約180°的位置。
18.—種離心式分離器，包括圓柱形殼體，限定一分離室；分離器進(jìn)口，適于流體地連接至一吸嘴并定位在所述圓柱形殼體的下部處；分離器液體出口，位于所述圓柱形殼體的下部，與所述分流器進(jìn)口隔開，并在所述 分離室和回收槽進(jìn)口之間流體連通；空氣出口，位于所述分離室的底部，用于從所述分離室排出空氣；以及排氣豎管，位于所述分離室內(nèi)，與所述空氣出口流體連通，并從空氣出口向上延伸 至敞開上端，以排出在分離室中與液體分離的空氣。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的離心式分離器，其中，所述分離器進(jìn)口包括一管道，所述 管道將空氣和液體以與所述分離室成切向角度并通過側(cè)壁引入口引入所述分離室中，所 述引入口形成垂直于所述分離器進(jìn)口的切向角度并平行于所述圓柱形殼體的中心軸線的 線性邊緣。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的離心式分離器，其中，所述液體出口由所述圓柱形殼體的 側(cè)壁中的矩形開口形成，所述液體出口還由從所述圓柱形殼體以一切向角度延伸至所述 分離室的管道形成，所述分離器進(jìn)口在所述分離室中定位在比所述液體出口高的位置， 所述出口豎管在其敞開上端處向外擴(kuò)張，所述分離器進(jìn)口定位在所述出口豎管的敞開上 端的下方，所述引入口是軸向細(xì)長(zhǎng)的矩形孔，其中，所述引入口的長(zhǎng)度尺寸平行于所述 分離室的中心軸線，并且，所述軸向細(xì)長(zhǎng)的矩形進(jìn)口孔的橫截面尺寸的高度與寬度之比 在2 1至50 1的范圍內(nèi)。所述出口豎管在其敞開上端處向 所述分離器進(jìn)口在所述分離室中 所述分離器進(jìn)口定位在關(guān)于所述 所述出口豎管在其敞開上端處向 所述分離器進(jìn)口定位在關(guān)于所述
全文摘要
本發(fā)明涉及抽吸式清洗設(shè)備和離心式分離器。該抽吸式清洗設(shè)備包括流體傳送系統(tǒng)和流體回收系統(tǒng)。流體回收系統(tǒng)包括用于將夾帶液體和碎屑的工作氣流分離的離心式分離器，在分離器的下部具有切向的空氣/水進(jìn)口、水出口和空氣出口。空氣出口具有在切向的空氣/水進(jìn)口和水出口的上方向上延伸的豎直豎管。離心式分離器可安裝在抽吸式清洗設(shè)備的多個(gè)位置中，從而提供更大的結(jié)構(gòu)靈活性。
文檔編號(hào)A47L9/16GK102018474SQ20101027923
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月10日
發(fā)明者查爾斯·A·里德 申請(qǐng)人:碧潔家庭護(hù)理有限公司