CN101152063A - 在马达上游带有空气流量调节装置的吸尘器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及吸尘器(1)，其包括一机架，在该机架内装纳有一电动马达(20)，该电动马达(20)与一风扇连接，运行时，在所述电动马达(20)上游，从一管道开始——该管道终止于一吸嘴，直到位于所述电动马达(20)下游的所述机架的空气出口，可以产生一空气的吸入，一过滤装置位于气动路径上，并优选位于所述马达(20)的上游，一调节所述吸尘器(1)中空气流量的调节装置(200、400)位于所述马达(20)上游的气动路径上，当所述马达(20)运行时，在流量产生变化的情况下，所述调节装置(200、400)引起穿过它的空气流通面积的改变，其特征在于，在预先确定的最大流量的80％至100％的范围内实现所述空气流通面积的改变。

Description

在马达上游带有空气流量调节装置的吸尘器

技术领域

[01]本发明涉及吸尘器家用电器领域，特别涉及吸尘器的结构。

[02]本发明的目的是提出可以自动调节吸尘器流量的装置。

[03]更特别的是，本发明的目的是限制吸尘器的最大流量，以便限制吸尘器的噪音，同时降低过滤器的堵塞速度，而这将保证大的有效功率。

[04]本发明的目的还在于限制气动吸入链中的流量波动，例如这种波动可能与收集袋的堵塞有关。

背景技术

[05]实际上，当垃圾收集袋被堵塞时，空气很难穿过所述收集袋，因此降低空气流量，并增加负压，因此降低总的吸入质量，并产生噪音。

[06]因此能够随着收集袋的堵塞增加流量并在一定程度上补偿流量损失是很有意义的，以便使吸尘器根据收集袋的堵塞尽可能长时间地具有大致恒定的吸入流量。

[07]同样，当流量突然增加、例如从地毯型地面过渡到木地板型地面时，最佳运行在于限制这种突然增加，以减小电器的噪音。

发明内容

[08]通过一吸尘器达到本发明的目的，该吸尘器包括一机架，机架内装有一电动马达，电动马达与一风扇连接，运行时可以从马达上游的一个管道吸入空气，直到位于马达下游的机架空气出口，管道的末端是一吸嘴，一过滤装置位于气动路径上，并优选在马达上游，一调节吸尘器中空气流量的装置位于马达上游的气动路径上，马达运行时，当流量产生变化时，该装置使穿过装置的空气流通面积产生变化，其特征在于，在预先确定的最大流量的80％到100％的范围内实现流通面积的改变。

[09]空气流通面积的改变导致空气吸入路径中负荷损失的改变，对同样的流量，通过截面越小，负荷损失越大。负荷损失的这种变化表现为以后吸入流量的变化。

[10]如果注意到，即减少空气链中特别是吸嘴中和构成该空气链的其它不同零件之间的连接处的其它负荷损失源，或者使用大功率的马达，对产品的特征，这种作用也不是有害的。

[11]另外，可以通过改变这种负荷损失调节吸入流量，降低流量的增加，或增加流量的下降，这些不同流量取决于吸入条件。

[12]该方法可以将使用流量减小到一个小于吸尘器最大流量的值，只在预先确定的最大流量80％到100％的范围实现空气流通面积的改变。这样可以降低吸尘器的运行噪音，同时在正常使用条件下保持流量和最大的有效功率。

[13]根据本发明，穿过调节装置的空气流通面积是调节装置上游截面面积的20％-80％。

[14]为了具有与流量变化相反的作用，空气流通面积的改变在于，流量增加时减小所述流通面积，并且当流量减小时，增加空气流通面积。

[15]根据一推荐实施例，调节装置由两个零件构成，这两个零件通过一弹性部件连接，并且能抵抗弹性部件的回复力互相运动，两个零件的相对运动改变穿过调节装置的两个零件中至少一个零件中形成的至少一个孔眼的空气流通面积。

[16]该机械运动具有在一有限体积内简单易行的优点。也可设计一些电子方法，但附加成本较大。

[17]有利地，通过马达运行产生的流量或流量变化实现两个零件的相对运动。

[18]根据第一实施技术，通过多个具有直径为1-4mm的圆形截面的孔眼得到穿过装置的空气流通面积。

[19]根据第二实施技术，通过一些扇形孔眼得到穿过装置的空气流通面积。

[20]有利地，孔眼在两个零件的移动区上的分布遵照一经验规律，使两个零件的相对移动与改变后的开口面积产生的负荷损失成比例，并且使两个零件向它们的平衡位置返回的弹性回位部件由一些线形弹簧构成。

[21]也可考虑使穿过装置的空气流通面积的变化与两零件的相对移动成比例，使两零件向它们的平衡位置返回的弹性部件由非线性弹簧构成。

[22]由于负荷损失不与空气通过表面成线性关系，这种实现可以使调节装置最佳运行，使两个零件的相对移动与流量成比例，这样可以使装置在两个调节方向(增加或减小流量变化)具有相似的运行。

[23]根据本发明一实施例，两零件的运动是平移运动，其中一零件包括另一零件的引导杆，弹性部件在两零件之间安装在所述引导杆上。该实施例限制产生的负荷损失产生的噪音。

[24]作为变型，两零件的运动是旋转运动，所述零件转动安装在同一轴上，并且弹性部件位于该轴与其中一零件或另一零件之间。该变型具有体积小的优点。

附图说明

[25]下面参照附图进行的描述将给出本发明的其它优点和特征，附图仅构成一些非限定实施例。

[26]图1是本发明设置的吸尘器的俯视透视图。

[27]图2是没有内体的吸尘器底视透视图。

[28]图3是图2吸尘器的纵剖面图。

[29]图4是吸尘器一零件的细节透视图。

[30]图5是本发明装有的吸尘器马达和其整流罩的分解透视图。

[31]图6是本发明的对象的第一实施例分解图。

[32]图7是一符合第一实施例的零件的立面图。

[33]图8是沿图7的A-A的剖面图。

[34]图9和10在一后视图中表示本发明第一实施例的运行原理。

[35]图11是本发明第二实施例的分解图。

[36]图12是与第二实施例有关零件的细节透视图。

[37]图13和14在一透视图中表示本发明第二实施例的运行原理。

[38]图15是表示存在或不存在本发明的吸尘器的特征测量数据的图表。

具体实施方式

[39]如图1-3所示，吸尘器1由一吸尘器主体构成，该主体由下体2、上体4和盖子6构成，盖子6封闭吸尘器袋子的槽8。槽8的后表面包括一些与马达室空气连通的开口。

[40]盖子6还带有可以连接吸入管与空气过滤和吸入垃圾的储存袋的连接件10。上体前部的圆形部分形成手柄11。

[41]上体4上还设有分别控制马达的启动和停止以及电线的缠绕和马达功率的机构12、14和16。穿过位于装置后部的上体4上的组件18实现从马达排出空气。

[42]吸尘器马达20位于与收集袋槽8的空气输出孔连接的整流罩22中。

[43]图5在分解图中更准确地表示马达区的结构。因此马达20位于整流罩22中，该整流罩包括覆盖马达空气入口的上部202和覆盖马达空气出口的底部210。因此整流罩完全包围马达，因此可以通过这样形成的封闭减小噪音。

[44]密封垫216可以防止空气从马达进入到整流罩内，而密封垫218可以使包含垃圾袋的槽8与马达区之间的空气连接密封。

[45]另外，密封垫214保证整流罩两部分之间的密封。

[46]另外，整流罩的底部部分210钻有多个可以使空气从整流罩流出的孔眼212。一吸收零件如泡沫材料230与这些孔眼相对。该泡沫材料基本位于整个气动路径上，从整流罩的出口到吸尘器机架的出口，该出口的前面可以有一个穿过一HEPA型过滤器240或其它过滤部件(泡沫材料、微型过滤器等)的通道。

[47]另外，如图3和5所示，马达的下整流罩210以及泡沫材料230和过滤器HEPA 240位于支座220上，该支座220将固定在上整流罩202上，因此所述支座构成第二整流罩，该第二整流罩可以通过具有的壁进一步减小电器外感到的噪音。

[48]孔眼212的总面积至少为10cm²，每个孔眼的面积为0.75mm²到40mm²之间。如图4所示，这些孔眼优选形成一个网，并且位于整流罩下部的后下表面上，即与电器机架空气输出孔相对。

[49]根据本发明，吸尘器包括一空气流量调节装置200。该装置优选包括在马达的上整流罩202中，这样可以明显节省占据的空间。但是本发明不局限于这个还起马达整流罩作用的装置，这两个功能是互相独立的。因此完全可以考虑提出位于马达更上游的本发明的调节装置，马达可以设有或不设有专门的整流罩。

[50]因此，上整流罩202是包括延伸部分204的整块零件，吸尘器的绕线器位于该延伸部分中。一个放置缠绕器的补充部分位于支座220上。除了放置绕线器的部分外，零件202的形状基本为与马达形状相配的柱形。实心扇形208和空心扇形209交错位于该零件的中心，实心扇形来自零件202。形成这些扇形的半径的中心207基本相当于没有放置绕线器的部分204的零件202的对称轴x-x’。

[51]根据本发明，流量调节装置200包括一整体形状为凸起的圆形并且也由实心扇形312和空心扇形314交替构成的旋转零件310。为了使该零件具有足够的刚性，空心扇形314具有一些圆弧形同心加固件315。

[52]另外，零件310包括基本径向的空心扇形316以及一些位于周边环冠317上的雉堞形孔眼318。

[53]最后，如图8所示的剖面中看到的，实心扇形的形状不是凸起的、而是内弯的凹形，与相邻的有孔扇形形成孔眼320。

[54]因此零件310具有多个不同的孔眼：圆弧形上孔314、径向孔316、周边孔318以及横向内孔320。

[55]轴311位于零件310的旋转中心，该轴与位于零件202的中心207的槽相嵌。

[56]旋转零件310的实心扇形的尺寸与固定零件202的实心扇形的尺寸基本相同。

[57]另外，一未出示的弹簧位于活动零件310与固定零件202之间，在中心207的轴x-x’上，弹簧的一端与零件202连接，另一端与零件310连接。

[58]因此零件310可以抵抗弹簧的回复力和两个零件之间的摩擦力围绕轴x-x’相对固定的零件202旋转，因此可以形成两个零件202和310的有孔扇形或多或少的重叠。

[59]图9和10表示零件310相对零件202的两个极端位置。图9相当于调节装置具有最大空气流通面积的位置，零件310和202的实心扇形重叠。该位置相当于弹簧的平衡位置，即马达停止时。

[60]相反，图10表示调节装置的空气流通面积最小的位置。在该位置，空气流通面积可以估计为装置上游空气流通面积的大约25％。

[61]运行时，当马达起动时，迫使空气在空气吸入线路中流动。空气在穿过过滤袋然后穿过调节装置和马达后沿图3箭头所指从马达流出。然后通过孔眼212从整流罩流出，再沿吸收零件230、以便然后穿过过滤器220从组件18的孔眼180从机架流出。

[62]孔眼212可以使空气流在该整流罩出口的分布更均匀，因此有助于降低空气流的噪音。

[63]空气在调节装置处通过导致负荷损失，因此导致装置上、下游之间的压力差。该压力差在活动零件310尤其是实心扇形312上施加一个力。由于它们的内弯形状，该力在活动零件310处有一个能够使所述零件抵抗弹簧的回复力围绕轴x-x’转动的切向分量。

[64]流量越大，施加在零件310上的力越增加，从而导致零件310越来越大的旋转运动。

[65]相反，流量减小时，施加在实心扇形上的力减小，这导致零件310通过弹簧的回复力在增加空气流通面积的方向移动。

[66]图15表示显示符合实施例的调节装置的不同运行曲线。曲线A和B是吸尘器不同运行状态的空气动力曲线(堵塞、在光滑或地毯类型的表面吸尘等)，这些曲线实际上通过模拟这些不同运行状态得到：横坐标为流量(升/秒)，纵坐标为负压(毫巴)，将一给定形态加到吸入空气链上。

[67]曲线A表示包括阻挡在图10位置的调节装置的吸尘器的运行空气动力曲线，即调节装置在通过减小空气流通面积导致最大负荷损失的位置。

[68]曲线B表示带有与曲线A相同调节装置的吸尘器的运行，调节装置随意放置，因此如上面解释的，零件310可以以大的流量抵抗弹簧的回复力围绕轴x-x’转动。

[69]孔眼和弹簧的形状经过选择，使引起流量变化的装置只对高的流量值进行操作。

[70]曲线A和B的比较表明，实际上，相当于空气流通面积减小的两个曲线重合的区域只对大于约28升/秒的流量产生，可以将吸尘器的最大流量限制在接近35升/秒的值。

[71]另外，在一个小的流量范围内实现旋转零件的两个极端位置之间的过渡，以便迅速限制流量(当流量增加时)，并且达到可以得到高功率的高负压值(当流量减小时)。

[72]对小于28升/秒的流量，调节装置保持在图9所示的空气流通面积最大的状态。如果将调节装置停留在该状态，对高流量的空气动力曲线将为虚线曲线表示的状态，将达到40升/秒以上的最大流量值。

[73]限制吸尘器的最大流量可以通过降低速度来限制噪音。将最大流量从42升/秒降到35升/秒估计可以使噪音降低大约4分贝。

[74]另外，高流量可能使吸嘴产生很大的移动力。

[75]因此这种流量调节可以有更好的吸入稳定性，因为可以部分补偿流量变化，并且吸嘴的运行也有更好的稳定性(移动和效率)。

[76]图15还表示了两条代表空气功率(有效功率)的曲线C和D，即流量与作为流量函数的负压的乘积。从数字的观点看，纵坐标的比例与曲线A和B相同，其值为watt。

[77]曲线C和D分别相当于曲线A和B的条件。因此实际上可以看出，有效功率比“bridé”运行的有效功率增加，最大有效功率增加接近15％。

[78]当吸尘器的运行点位于bride运行范围内时，有效功率的增加导致吸尘器的能量效率增加。

[79]因此可以使用可以产生很大功率的大功率马达，并自动限制吸尘器的最大流量。

[80]本发明的第二实施例示于图11-14。根据该第二实施例，调节装置400与调节装置200的不同在于活动零件与固定零件之间的运动，以改变空气流通面积。根据该第二实施例，该运动是平移运动，而不是第一实施例的旋转运动。

[81]因此，相当于马达整流罩上部的固定零件402的中心部分包括一圆形开口404，开口404的边缘是一圆周环冠406。环冠406包括多个圆形孔眼405。该环冠上还设有三个与形成开口404的平面基本垂直的引导件408，这三个引导件支撑在一个形成圆周环冠406底部的平面部分410上。

[82]这些引导件408上设有一活动零件420，该活动零件包括多个中心孔422以及一些使零件420在引导件408上滑动的轴承424。

[83]这些中心孔的分布使它们保证以最佳方式给马达提供空气，特别是在空气速度最大的压制(bridée)位置。

[84]活动零件420的设计用于以最小的间隙与周边环冠406的内径相配，保证压板(bride)运行需要的最小摩擦。

[85]因此该活动零件可以在固定零件402的引导件408上抵抗回位弹簧430的力滑动，弹簧430位于两个零件402、420之间的引导件408周围。该滑动受到位于周边环冠406边缘的销子412的限制。

[86]对活动零件404的运动原因，运行在前面解释的相同原理上进行。图13和14表示活动零件404相对固定零件402的两个极端位置。例如，在图13中，活动零件404阻挡在固定零件402的销子412上，被弹簧430的回复力保持在该位置，则空气可以穿过活动零件404的孔眼420，但是也穿过固定零件402的所有孔眼405，因此提供最大流通面积。

[87]相反，图14表示活动零件404靠近周边环冠406的底部410的情况，则弹簧430被强烈压缩。在该位置，周边环冠的孔眼不参与空气穿过调节装置，则只有孔眼422决定空气流通面积。

[88]在吸尘器的停止位置并直到接近28升/秒的流量，调节装置在图13所示的空气流通面积最大的位置。

[89]当流量超过该28升/秒的阈值时，流量产生的力大于弹簧430的回复力，因此活动零件向周边环冠支座的底部410滑动，压缩弹簧430，并减小空气流通面积。

[90]该实施例中，孔眼直径优选小于4mm，并优选约为2mm。

[91]根据这两个实施例，活动零件的行程是流量的线性函数以保证装置的对称运行可能是很有意义的。负荷损失不随流量线性变化，可以考虑几种方法：

[92]一使空气流通面积以与负荷损失随流量变化类似的方式变化。

[93]一使用非线性弹簧和面积随移动的线性变化，如第一实施例所示。也可使用硬度根据施加的负荷变化的移动弹簧，如截锥形弹簧。这些弹簧的直径更大的螺旋圈最软。因此，这些弹簧越下沉，它们就“越硬”。

[94]一将上述两种方法结合。

[95]本发明不局限于提出的两个实施例和上述改进，而是也包括所考虑的方法的所有等效技术。

[96]特别是，所示的圆形或扇形孔可以没有区别地单独或结合用于本发明的一个或另一实施例。作为扩展，可以考虑其它更复杂的孔眼形状，而不超出本发明的范围。

[97]可以减小空气流通面积的两个零件的运动也可以比所示的两种移动和转动的简单运动更复杂。

[98]另外，实现空气流道通面积变化的流量范围可以比描述中所述的范围大得多，并且/或者不同。

Claims (11)

1.吸尘器(1)，其包括一机架，在该机架内装纳有一电动马达(20)，该电动马达(20)与一风扇连接，在运行时，，从一在所述电动马达(20)上游的管道开始——该管道终止于一吸嘴，直到位于所述电动马达(20)下游的所述机架的空气出口，可以产生一空气的吸入，一过滤装置位于气动路径上，并优选位于所述马达(20)的上游，一调节所述吸尘器(1)中空气流量的调节装置(200、400)位于所述马达(20)上游的气动路径上，当所述马达(20)运行时，在流量产生变化的情况下，所述调节装置(200、400)引起穿过它的空气流通面积的改变，

其特征在于，在预先确定的最大流量的80％至100％的范围内实现所述空气流通面积的改变。

2.如权利要求1所述的吸尘器(1)，其特征在于，穿过所述调节装置(200、400)的空气流通面积在所述调节装置(200、400)的上游截面面积的20％至80％之间。

3.如权利要求1或2所述的吸尘器(1)，其特征在于，所述空气流通面积的改变包括在流量增加时减小所述流通面积。

4.如上述权利要求中任一项所述的吸尘器(1)，其特征在于，所述调节装置(200、400)由两个零件(202、310、402、420)构成，这两个零件通过一弹性部件(430)联接在一起，并且能够抵抗所述弹性部件(430)的回复力实现一个相对另一个的相对运动，所述两个零件(202、310、402、420)的相对运动改变穿过至少一个孔眼(209、314、318、320、405、422)的空气流通面积，所述至少一个孔眼实施在所述调节装置(200、400)的零件的至少一个中。

5.如权利要求4所述的吸尘器(1)，其特征在于，通过所述马达(20)运行产生的流量，实现所述两个零件(202、310、402、420)的相对运动。

6.如权利要求5所述的吸尘器(1)，其特征在于，通过多个具有直径在1mm至4mm之间的圆形截面的孔眼(405、422)得到所述的穿过所述调节装置(200、400)的空气流通面积。

7.如权利要求5所述的吸尘器(1)，其特征在于，通过具有扇形形状的孔眼(209、314)得到所述的穿过所述调节装置(200、400)的空气流通面积。

8.如权利要求6或7所述的吸尘器(1)，其特征在于，所述孔眼(209、314、318、320、405、422)在所述两个零件(202、310、402、420)的移动区的分布使得所述两个零件(202、310、402、420)的相对移动与改变后的孔眼面积产生的负荷损失成比例；并且使所述两个零件(202、310、402、420)返回它们的平衡位置的所述弹性部件由线性弹簧(430)构成。

9.如权利要求5或6所述的吸尘器(1)，其特征在于，穿过所述调节装置(200、400)的空气流通面积的变化与所述两个零件(202、310、402、420)的相对移动成比例；并且，使所述两个零件返回它们的平衡位置的所述弹性部件由非线性弹簧构成。

10.如权利要求5至8中任一项所述的吸尘器(1)，其特征在于，所述两个零件(402、420)的运动是平移运动，其中的一零件(402)包括引导另一零件(420)的引导杆(408)，所述弹性部件(430)安装在所述两个零件(402、420)之间的所述引导杆(408)上。

11.如权利要求5至8中任一项所述的吸尘器(1)，其特征在于，所述运动是所述两个零件(202、310)的旋转运动，所述两个零件(202、310)转动安装在同一轴(x-x’)上；并且所述弹性部件位于所述轴(x-x’)或所述两个零件(202)之一、和另一零件(310)之间。

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