CN102300493B - 用于真空吸尘器的灰尘箱 - Google Patents

Abstract

一种用于真空吸尘器的灰尘箱，该箱包括：具有灰尘用的入口的灰尘聚集室，该灰尘入口与进入到抽吸源的空气流连通；以及挤压装置，该挤压装置包括：可在室内移动以接触室内灰尘的挤压元件；可在挤压元件上操作以移动室内的挤压元件的中空可伸长单元，该可伸长单元可操作地延伸，其可操作地延伸以响应在其内部的高于其外部所经受的室内气压的气压，并且在其内部没有经受更高的气压时收缩，其中，可伸长单元间隔地经受更高的内部气压，然后该更高的压力被减轻，进而使可伸长单元在吸尘器在操作时连续地伸长和收缩。

Description

用于真空吸尘器的灰尘箱

技术领域

本发明一般地涉及吸尘器领域(其通常并在本文中指真空吸尘器)，更具体地是涉及用于真空吸尘器的灰尘箱。

背景技术

手控真空吸尘器通常包括：吸嘴，而泥土、灰尘和类似物通过该吸嘴被抽吸到吸尘器内；容纳电机和叶轮的主体，抽吸力通过该主体产生。布满灰尘的空气从吸嘴流入主体，其中，灰尘通过一些方法与空气隔离，例如通过气旋单元的漩涡运动和/或灰尘颗粒不能通过的多孔过滤器。被隔离的灰尘被保持在隔离装置的聚集部分内，并在后来被处理掉。

提及到本文所指的灰尘，应当理解的是，吸收并被真空吸尘器所产生的空气流所夹带的东西可包括各种不同范围的尺寸的，从微米到毫米甚至厘米的颗粒。包括动物和人类毛发的纤维以及织物、纸张、塑料等等的碎片也可能被吸取。所有这些东西均应理解为包含在本文所使用的术语“灰尘”之内，并且在真空吸尘器中无论使用何种系统用于灰尘隔离和聚集均应处理灰尘中所有组分。

这种系统而引起的问题是：低密度的灰尘颗粒意味着吸尘器的聚集部分所收集的灰尘占据了相对较大的体积。这在灰尘包含纤维和柔毛的情况下就尤其如此。在气旋分离装置中，一个或多个气旋分离器需要大量的空间，因此更少的空间可用来存储分离的灰尘。提供的灰尘存储空间越少，用户就需要越发频繁地从真空吸尘器中倒掉聚集的灰尘。

除上文提及的问题之外，从真空吸尘器倒出灰尘的过程通常导致稀疏存储的灰尘颗粒变成空气传播的。这就使清洗部件变得更为困难，并在一定程度上首先否定了从环境中移除灰尘。另外，空气传播的灰尘颗粒的增加可影响人们使他们忍受比如哮喘的症状。

用于将聚集的灰尘压实在真空吸尘器内的装置已被提出，因此它占用更少的空间。EP1671570公开了一种用于真空吸尘器的灰尘聚集单元，其中，真空吸尘器的灰尘聚集容器具有将容器分成上分离室和用于灰尘的下存储室的板，该板被可连接到真空吸尘器的电机和风扇所产生的负压的活塞和气缸所支撑。这就使活塞和气缸单元收缩，从而使板压缩容器的存储部分内的灰尘。

JP2003038396A公开了一种装置，其中，风箱置于气旋分离室内，并布置成在气旋分离器的内部在操作中经受低压时被收缩。当不处于操作状态时，风箱的内部经受大气压，并且风箱膨胀以压缩室内的灰尘。US4363156公开了一种具有风箱的真空吸尘器灰尘容器，该风箱的内部可经受吸尘器的电机和风扇所产生的正压，以膨胀风箱并压缩灰尘聚集袋内的灰尘。

发明内容

根据本发明的一个方面，我们提供一种用于真空吸尘器的灰尘箱，该箱包括：具有灰尘用的入口的灰尘聚集室，该灰尘入口与进入到抽吸源的空气流连通；以及挤压装置，该挤压装置包括：可在室内移动以接触室内灰尘的挤压元件；可伸长单元，其可操作地延伸以响应在其内部的高于其外部所经受的室内气压的气压，并且在其内部没有经受更高的气压时收缩，其中，可伸长单元间隔地经受更高的气压，然后该更高的压力被减轻，进而使可伸长单元在吸尘器在操作时连续地伸长和收缩。

可伸长单元内部的空气的更高压力可通过允许大气压力下的空气进入它的内部而建立。典型地，在真空吸尘器中，电机驱动风扇(产生真空吸尘器的抽吸气流)的上游气流通道的部分的压力主要是略微低于大气压力的，因为风扇上游的通道和灰尘分离器(不管是气旋类型的或是过滤类型的)所呈现的对气流产生的阻力。由于它连接到分离器以从分离器接收灰尘，灰尘聚集室可期望在吸尘器操作时在其内部具有低于大气压的压力。

可备选地，更高压力的空气可源自于产生真空吸尘器的抽吸气流的风扇的排气。绝大多数真空吸尘器具有紧跟风扇的排气过滤器，作为对任何有机会绕过吸尘器的灰尘隔离器的灰尘颗粒排放的最后一道安全措施，并且捕获任何颗粒，比如驱动风扇的电机的电刷齿轮所产生的灰尘。在这种排放过滤器的上游，空气压力可预期地为略微地高于大气压力。

阀可设定用来允许更高压力的空气，按照所需间隔进入可伸长单元的内部。这样的阀可被致使在预定的时间间隔打开，例如通过操作设备比如螺线管、电机或其他装置对电时钟的控制。

可备选地，只要可伸长单元处于或在其全收缩状态附近，就可促使阀打开一定时间。

泄漏孔可设定用来控制可伸长元件内部和外部之间的压力平衡。

可伸长元件可具有风箱配置，引入柔性材料的单元以使可伸长单元沿长度方向延伸和收缩。

便利地，可伸长单元可由一长度的通常用于真空吸尘器内的抽吸软管所构成，这就使可伸长单元在经受长度方向的张力时延伸，而在未施加这种张力时收缩。这种软管通常包括弹性螺旋单体，例如金属导线，柔性材料例如适宜的塑性材料可支撑在这种单体上。螺旋单体的弹性可配置成收缩软管。

挤压元件可包括在灰尘聚集室内移动的板。该挤压元件可包括延伸在对立表面之间的孔，以允许大的灰尘颗粒通过孔。

根据本发明的另一个方面，我们提供一种用于真空吸尘器的分离器和聚集器，其包括上文提出的灰尘箱以及具有灰尘出口的灰尘分离器，该分离器可布置成将分离的灰尘排入灰尘聚集室的入口内。

优选地，该灰尘分离器包括至少一个气旋分离器。

气旋分离器可为这种类型：灰尘被横向地排入分离室内，气旋气流可横向地，例如沿气旋气流旋转轴线的切线方向产生在分离室内。

灰尘分离器-聚集器可以是用于真空吸尘器的主灰尘分离器-聚集器，来自主分离器-聚集器的空气在到达吸尘器的风扇之前可被传递到一个或多个另外的分离器-聚集器内。这种另外的分离器-聚集器可包括一个或多个另外的气旋分离器(其可具有比主气旋分离器更小的尺寸)，以分离可能不被主气旋分离器和/或一个或多个过滤器分离的更小的灰尘颗粒。

根据本发明的另一个方面，我们提供一种具有根据本发明第二方面的灰尘分离器-聚集器的真空吸尘器。

附图说明

本发明的这些和其他特征以及优点现在可通过参考附图的示例得到描述，其中，

图1是连接有灰尘分离室的灰尘箱的侧视横截面；

图2是图1所示的装置的平面图，其示出了横靠图1装置的副气旋分离器；

图3是图1的灰尘箱的一部分的示意性透视图；

图4是包括根据本发明的灰尘箱的真空吸尘器的侧面图。

具体实施方式

首先参考附图中的图1和图3，用于真空吸尘器的灰尘箱10包括通常以14指示的灰尘聚集室以及旁侧的灰尘分离室12。灰尘聚集室14具有上部分38和下部分39，下部分具有底壁18，圆形外围壁20自底壁18向上延伸到室的上部分38。如图所示，外围壁20自底端向其顶端轻微地逐渐变细，但可能是圆筒形的。灰尘入口16在灰尘聚集室14的上部分38内，其将灰尘聚集室连接到灰尘隔离室12。

灰尘分离室12是具有切向入口48的气旋室，该入口48用于夹带灰尘的气流，入口48的切向定向使空气在室12内绕垂直的中心轴线旋转，使得灰尘与空气分离，并通过导向入口16的切向排出通道13从室横向地排出。将灰尘分离的空气通过室12的顶部处的中心轴线上的出口42离开室。

在室14的外围壁20的上端，在灰尘入口16的上部间隔开短距离，是径向向内地延伸的环形壁36。在壁36之上，是图示为截头圆锥形的壁部37和另一个向上延伸的环形壁，其逐渐地变细以形成外壳部46。在箱的顶部，具有隔离外壳部46的顶部的顶壁32。灰尘聚集室14具有挤压设备，包括中空的可延伸单元30和挤压元件22。挤压元件22在配置上是圆形的，并具有上表面26和下表面24，其具有从上表面26的中心向上延伸的连接部28。挤压元件22在室14内在上极限位置和下极限位置之间是向上和向下可移动的。在上极限位置(在图1中以实线表示)，挤压元件的上表面26接触环形壁部36，而在下极限位置(以虚线表示)，挤压元件的下表面24接触底壁18。在上极限位置，挤压元件22精密地装配在室的周向壁20内，而在下极限位置，由于壁20轻微地向上变细，挤压元件与周向壁20间隔开小的距离。

挤压装置进一步包括中空可伸长单元30，该单元30连接在挤压元件的连接部28和室的顶壁32上的连接配件之间。可伸长单元在挤压元件处于最上极限位置时收缩，并在挤压元件处于较低的极限位置时以图1中所示的虚线延伸。可伸长单元30是弹性的，以便在其不经受任何外部力时收缩以将挤压元件22推到最上位置。可伸长单元通常具有中空配置，并且便利地可由众所周知的用于真空吸尘器的可伸长抽吸软管的一部分组成。这种软管通常包括支撑在螺旋弹性线单元的柔性塑性材料，使得它通常地处于收缩条件，但在经受长度方向的张力时能够延伸。

挤压元件26是圆形的板状单元，并具有多个延伸在上表面26和下表面24之间的孔27。元件内的孔允许灰尘和碎片穿过单元，此时，如下所描述的那样，挤压元件处于聚集室内的灰尘入口1之下的适当位置。从而灰尘可驻留在室的下部分39内，在底壁18之上。为了倒空室，底壁18可例如通过相对于室的壁20的转动而可打开。

挤压元件内的孔可具有任何适宜的外形和尺寸，但是必须能用于真空吸尘器能处理的尽可能大的灰尘颗粒，以穿过挤压元件而达到室的最低部分。置于室的顶壁32之上的是一个装置，可伸长单元30的内部可通过该装置连接到外部大气，并因此处于大气压力下。这可包括可操作地用来打开和关闭顶壁32内的孔的阀40。当真空吸尘器操作时，由于空气流通过吸尘器的抽吸源抽吸通过分离室12，灰尘聚集室14内的空气压力通常低于大气压10至20千帕，并且如果在吸尘器的入口内具有任何堵塞可能产生更大的压差。当然，在真空吸尘器操作时，可伸长单元30的外部经受室14内的大气压力。

可伸长单元30具有非渗透材料，但是小的泄漏孔被设定用来允许空气以预定速率通过内部和外部之间。泄漏孔可设定在可伸长单元的壁内，或者可设定在挤压元件22的连接部内。当空气通过可伸长单元的内部和外部之间时，内外部之间的压差减少，而不引起其他任何影响。

阀40可采取不同形式。它可被操作以打开并允许大气压力下的空气通过设定在挤压元件22上的元件进入可伸长单元30的内部，使得阀在挤压元件在最上端位置时或附近时打开，并在挤压元件从其最上端位置向下移动预定距离时关闭。例如，伸长杆可设定在可伸长单元30内部，并被连接以便自挤压元件的连接部分28向上地延伸。这种伸长杆可接合瓣阀以在挤压单元处于其最高位置时推动阀开启。在挤压单元从其最上端位置向下移动之后，瓣阀单元的闭合可被抑制，使得挤压元件下降直到伸长杆与阀单元分离时，阀单元保持打开短的附加时间，例如大约0.3秒。

当真空吸尘器在挤压元件处于其最上端位置而开始操作时，当低于大气压力的压力在室14内建立时，同时可伸长单元的内部处于大气压力时，挤压元件开始下降。当挤压元件下降到阀单元闭合的点时，可伸长单元的内部压力将开始通过上述的泄漏孔与聚集室内的压力平衡。挤压元件将继续下降直到减少的压差所引起的力被可伸长单元内的张力平衡为止。当压力平衡时，挤压元件将经由延伸的可伸长单元施加的张力被提起。只要真空吸尘器继续操作，挤压元件将连续地降低，然后升起以在一定程度上致使下方的灰尘变得紧凑。如上所提及的，在挤压元件22内具有孔，使得灰尘可跌落通过室14内的挤压元件。由于挤压元件不在聚集室精确地引导，在挤压元件每一次到达聚集室内的行程最低点时，挤压元件可能以略微不同的方位操作，因而效果是将室的底部的所有灰尘压缩到一定程度。

除了机械地操作阀以响应挤压元件的位置，可备选地可通过螺线管机构例如通过时钟或其他方式的控制操作阀。可备选地，阀例如转阀可通过电机或类似物基于定时基础操作。

挤压元件下降的速率通过可伸长单元的横截面面积和内、外部之间的压差确定。挤压元件返回到聚集室顶部的速度将依赖于空气溢出与可伸长单元相关的泄漏孔的速度以及可伸长单元内、外部之间的压差下降的速度。

如果大规模碎片落入灰尘聚集室14内并沉积在挤压元件22以下时，这可有效地防止挤压元件的下表面24接触灰尘。然而，在上文所描述的实施例中，挤压元件不被固定在水平位置，并可在室内倾斜，以便在一定程度上仍然有效地压实聚集的灰尘。

在一些情况下，挤压元件可优选地稳定，使得挤压元件在聚集室内的整个向上和向下运动期间保持大约水平的方位。用于此目的的导轨或多个导轨可被提供。例如，挤压元件可具有多个间隔开的引导结构，该引导结构自挤压元件的外围向上和/或者向下延伸，以通过与室的外围壁接触而维持挤压元件的方位。可备选地，挤压元件可具有外围裙部结构，该裙部结构自挤压元件向上和/或者向下延伸，以在挤压元件明显地偏离水平方向时接触室的外围壁。

在进一步的备选方案中，一个或多个垂直引导结构可设定在室的外围壁内，接合挤压元件内的相应结构，以引导后者。更进一步地，圆柱形导轨可中心地设定在灰尘聚集室内，其从室内挤压元件的最上运动极限和最低运动极限处或附近的位置向上延伸。这种导轨可具有比可伸长元件的内直径更小的直径，以便在挤压元件下降时，可伸长元件将导轨接收在其内部。挤压元件可具有足够精确地接合导轨的结构，以控制挤压元件的方位。

作为由一长度的可伸长抽吸软管方便地提供风箱型可伸长元件的备选方案，应当落在本发明的范围内是对于可伸长单元而言，可包括沿长度方向可滑动的中空部分的伸缩式-伸展式组件或活塞和气缸装置。

如本文所描述的，尽管“抛弃”型气旋分离器(分离灰尘的横向排放)布置在灰尘聚集室的旁侧，其他类型的分离器可在本发明中得到使用。图2示出了旁靠在灰尘聚集室14的气旋灰尘分离室12的布置的平面图，以及到分离室12的入口48和导向聚集室12的灰尘排出通道13的布置的平面图。分离室的空气出口42可通过适宜的未示出的管道系统延伸到通常以50指示的副气旋分离器和聚集器组件。该副气旋灰尘分离和聚集单元50可包括多个单独的副气旋分离器52，其与分离器12的出口42彼此并联连接，使得总气流在它们之间共享。单独的副气旋分离器52各自具有相对较小的直径，以致它们能从可被气旋分离器12移除的气流中移除小得多的颗粒，使得大体上所有的颗粒可通过分离器12、50的成功作用而得以从空气流中有效地移除。气旋分离器52可具有圆锥截头型气旋室，从气旋分离器的更小直径的下端涌现的分离灰尘被聚集在气旋分离器下的灰尘聚集室的内。

通过副气旋分离器52将灰尘颗粒有效分离出的空气通过适当的通道和管道系统以及可能的预电机过滤单元被再次导向产生真空吸尘器的抽吸空气流的点击和风扇。从此，清洁的空气可经由排气过滤器排放到大气环境中，该排气过滤器可移除任何逃逸前述分离阶段的精细颗粒并能捕获风扇电机排出的任何碎片。

本发明可应用到援助类型和垂直类型的真空吸尘器的灰尘分离器和聚集器。灰尘分离和聚集室12、14相对于彼此的精确布置可被选择，以适合它们被使用并布置成适合式样的特定机器以及适合这种机器的技术特征。类似地，副灰尘分离器和聚集器单元相对于主单元的适宜配置可被布置成适合特定机器。例如，垂直类型的吸尘器比圆筒型的吸尘器更易于适应相对高但狭窄的灰尘分离器和聚集器组件，因而副气旋分离器-聚集器组件横靠主分离器和聚集器组件的布置(如图2中所示)可更易于在圆筒型吸尘器中采用，尽管它可能适应另一种类型的吸尘器。

图4图示了垂直类型的真空吸尘器的侧视图，该吸尘器具有可在地面上移动以在轮62上被清洗的清洗头60，该清洗头相对于轮62在头60的前端具有抽吸开口64。灰尘分离-聚集组件以66表示，并具有灰尘聚集室14的下部分68。副气旋分离器-聚集器组件70的单个气旋分离器52表示为相比较聚集室68而言置于相对较高的水平上。例如，它们可置于主灰尘聚集室68的最上部分的外围部分的旁边或周围，并可将从空气流中分离的任何灰尘排入置于分离器-聚集器单元的最上部分内的聚集室内。主和副气旋分离和聚集组件的许多可能布置可被提出以用于真空吸尘器中，并且本发明原则上可应用到它们中的多个。

本发明可应用到“垂直”类型和“圆筒”类型或“罐状”类型的真空吸尘器。

当用于本说明书和权利要求中时，术语“包括”和“包含”以及它们的变型意味桌具体的调整、步骤或数字被包含进来。该术语不能解释为排除其他特征、步骤或部件的存在。

前述描述中所公开的特征或下面的权利要求或附图以它们的特定形式表达或根据用于执行所公开功能的装置或者用于获得所公开结果的方法或过程表达，其可单独地或以此特征的任何组合被使用以实现不同表现形式的发明。

Claims (15)

1.一种用于真空吸尘器的灰尘箱，该灰尘箱包括：

具有灰尘用的入口的灰尘聚集室，该灰尘聚集室用于聚集灰尘，该灰尘入口与进入到抽吸源的空气流连通；

以及挤压装置，该挤压装置包括：

可在所述灰尘聚集室内移动以接触该灰尘聚集室内灰尘的挤压元件；

可伸长单元，该可伸长单元是中空的并且可在挤压元件上操作以移动所述灰尘聚集室内的挤压元件，所述可伸长单元具有内部和外部，而且能可操作地延伸以响应于在所述内部建立的较高的气压，该较高的气压高于在所述灰尘聚集室内被所述外部承受的气压，并且所述可伸长单元在其内部没有经受较高的气压时收缩，

其中，所述可伸长单元的内部间隔地经受所述较高的气压，然后该较高的气压被减轻，进而使可伸长单元在真空吸尘器在操作时连续地伸长和收缩，

并且，其中，所述挤压元件为圆形的板状单元，该圆形的板状单元具有在其上表面和下表面之间延伸的多个孔以允许灰尘和碎片穿过。

2.根据权利要求1所述的灰尘箱，其中所述可伸长单元内部的所述较高的气压通过使至少达到大气压力的空气进入所述可伸长单元的内部而建立。

3.根据权利要求1所述的灰尘箱，进一步包括阀，该阀可允许具有较高的气压的空气按照所需间隔进入所述可伸长单元的内部。

4.根据权利要求3所述的灰尘箱，其中，以预定时间间隔致使所述阀打开。

5.根据权利要求3所述的灰尘箱，其中，只要所述可伸长单元处于其全收缩状态，就可致使所述阀打开一定时间。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的灰尘箱，进一步包括泄漏孔，该泄漏孔用来平衡所述可伸长单元的所述内部和所述外部之间的空气压力。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的灰尘箱，其中，所述可伸长单元为风箱结构。

8.根据权利要求7的灰尘箱，其中，所述可伸长单元具有支撑在螺旋弹性单元上的柔性材料。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的灰尘箱，其中，所述挤压元件能在灰尘聚集室内改变方位。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的灰尘箱，其中，所述挤压元件被引导以在灰尘聚集室内保持大体上不变的方位。

11.一种用于真空吸尘器的灰尘分离器和聚集器装置，其包括根据前述权利要求中的任一项所述的灰尘箱以及具有灰尘出口的灰尘分离器，该灰尘分离器布置成将分离的灰尘排入所述灰尘箱的灰尘聚集室的入口内。

12.根据权利要求11所述的灰尘分离器和聚集器装置，其中，所述灰尘分离器包括至少一个气旋分离器。

13.根据权利要求12所述的灰尘分离器和聚集器装置，其中，所述至少一个气旋分离器包括分离室，气旋气流发生在该分离室内，并且灰尘被横向地排出所述分离室。

14.根据权利要求11-13中任一项所述的灰尘分离器和聚集器装置，该灰尘分离器和聚集器装置是用于真空吸尘器的主灰尘分离器和聚集器装置，来自该主灰尘分离器和聚集器装置的空气被传递到一个或多个另外的灰尘分离器和聚集器装置内。

15.一种具有根据权利要求1-10中任一项所述的灰尘箱或根据权利要求11-14中任一项所述的灰尘分离器和聚集器装置的真空吸尘器。