CN102984981B - 用于真空吸尘器的灰尘指示器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种真空吸尘器中的灰尘指示器，该灰尘指示器（200）设置在至少部分地限定真空吸尘器的空间的壁（102）中，在真空吸尘器操作期间，该空间被置于相对于壁外的负压下。灰尘指示器包括空气通道（211），其具有设置在壁的外侧的空气入口（212），和设置在壁的内侧的空气出口（213），使得气流在真空吸尘器操作期间在负压作用下被引入所述空间中。灰尘指示器还包括传感器（220），其配置用于通过发送和/或接收穿过所述空间传播的电磁信号探测灰尘。空气通道设置为使气流防止灰尘粘附在传感器的电磁信号的路径区域中。传感器设置在透明窗（232）后面，使其屏蔽于所述空间内的灰尘和碎片。

Description

用于真空吸尘器的灰尘指示器

技术领域

本发明大体涉及真空吸尘器领域。特别是，本发明涉及一种用于真空吸尘器的灰尘指示器，其利用气流保持灰尘指示器不受灰尘和污垢的影响。

背景技术

近年来，无袋式真空吸尘器即不使用一次性灰尘袋的真空吸尘器的使用增加。被吸入到真空吸尘器的含尘气流中的灰尘在灰尘分离室内被分离出来并收集在需要使用者频繁清空的垃圾箱中。只要垃圾箱中的灰尘水平低于临界水平，真空吸尘器的灰尘分离的正常功能就能够提供。然而，无袋式真空吸尘器的一个普遍的问题是，在达到临界水平之前，使用者忘记清空垃圾箱，这导致真空吸尘器的过滤器和其它部件的不必要的堵塞。这种情况导致的结果是清洁性能的损失以及维护工作量的增加，例如对主过滤器和过滤器屏的维护。因此，有必要向使用者指示在达到临界水平之前何时需要清空垃圾箱。

已知能够在真空吸尘器中设置光学灰尘指示器以用于探测灰尘。光学灰尘指示器通常基于光传感器提供探测系统，例如光线发射器结合光线接收器，设置为当灰尘出现在光线发射器发射的光信号的光线路径中时，使光线探测器探测到减弱的或阻断的光信号。光学灰尘指示器能够感应探测系统的光线路径中某处的灰尘堵塞，因为堵塞阻断了光信号。

专利号为5,163,202的美国专利公开了一种真空吸尘器中使用的灰尘探测器，用于指示含尘气流中灰尘的含量。灰尘探测器设置在吸入通道中，该吸入通道与真空吸尘器的地板吸嘴流体连通。发光元件和光探测元件设置在相应的开口中。所述开口径向相对地设置在吸入通道壁中。发光元件和光探测元件以光通信方式设置，当探测系统的光线路径中存在灰尘时能够将其探测到。并且，空气通道由吸入通道壁中限定的压敏阀控制。这些空气通道设置用于在真空吸尘器操作期间经由开口将周围空气引入吸入通道。在真空吸尘器操作期间，周围空间和吸入通道之间产生的压力差触发所述阀门，由此周围空气冲流过发光元件和光探测元件，使其免受灰尘颗粒的影响，否则灰尘颗粒会将其污染。由于包括很多机械复杂的运动组件，已知的灰尘探测器结构非常复杂。

因此，该领域需要一种用于指示垃圾箱内的灰尘水平的光学灰尘指示器。尤其是，具有仅包括固定部件并能够防止灰尘颗粒污染与光线路径重叠的区域的光学灰尘指示器是有利的。

发明内容

鉴于以上情况，本发明的目的是提供一种用于真空吸尘器的改进的灰尘指示器，其适于设置在例如垃圾箱内，并且能够至少减轻上述问题。

根据独立权利要求限定的灰尘指示器能够实现上述一个或多个目标。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于真空吸尘器的灰尘指示器，所述灰尘指示器设置在壁内，所述壁至少部分地限定了真空吸尘器的空间，所述空间在真空吸尘器操作期间置于相对于壁外侧的负压下。所述灰尘指示器包括空气通道，所述空气通道具有设置在壁的外侧的空气入口，和设置在壁的内侧的空气出口。空气通道由此提供了在真空吸尘器操作期间因负压进入所述空间内的气流。灰尘指示器还包括传感器，所述传感器设置用于通过发送和/或接收穿过所述空间传播的电磁信号探测灰尘。所述空气通道设置为使得气流防止灰尘粘附在传感器的电磁信号的路径区域。灰尘指示器还包括透明窗，传感器设置在透明窗后面，由此获得所述传感器对所述空间内的灰尘和污垢的屏蔽。

因此设置了灰尘指示器，其中通过在传感器和垃圾箱的布满灰尘的内部之间设置透明窗，使得用于探测空间（例如垃圾箱）中的灰尘的传感器被保护起来，免受垃圾箱内灰尘和碎片的影响。而且，气流用来防止灰尘粘附在传感器的前面区域。本发明具有这样的优点，即在真空吸尘器的操作期间，当垃圾箱置于负压下时，气流自动产生。因为空气通道提供来自垃圾箱外部的空气，所以气流通常不包含灰尘，但是在操作中的真空吸尘器的例如灰尘分离系统和垃圾箱中存在的任意气流则相反。而且，灰尘指示器不包括移动部件，这使其可靠、简单且省事。

根据灰尘指示器的实施例，气流指向透明窗的清洁区域，所述清洁区域设置在传感器的电磁信号的路径内。通过将气流指向传感器的电磁信号穿过的透明窗区域，能够防止灰尘和污垢粘附在该区域并由此影响电磁信号的传播。因此改进了传感器功能。

根据灰尘指示器的实施例，气流设置为具有相对于所述清洁区域的入射角，所述入射角在0至90°的范围内选定，用于保持清洁区域上没有灰尘和污垢。

根据灰尘指示器的实施例，空气通道的横截面积随其延伸改变。横截面积的形状和尺寸能够改变以适合特定设计的或特定应用的灰尘指示器。而且，空气通道的形状能够设计为产生朝向清洁区域的明确限定的高速气流。

根据灰尘指示器的实施例，空气入口的横截面积大于空气出口的横截面积。空气出口的小的横截面积是有利的，因为它减小了灰尘从垃圾箱进入空气通道的可能，当真空吸尘器关闭时，灰尘进入空气通道的可能性最高。例如在清洁或清空垃圾箱时，如果真空吸尘器倾斜着、落下或以相对空气出口推动灰尘的方式移动时，就存在这种风险。

根据灰尘指示器的实施例，空气通道的形状选自矩形、斜切形和漏斗形中的一个有利的形状。

根据灰尘指示器的实施例，空气通道在空气出口处的输出长度L小于5毫米。

根据灰尘指示器的实施例，空气出口沿透明窗的宽度大于空气出口在透明窗的法线方向上的高度。空气出口的广和低的设计提供了关于空气通道的横截面积的大的清洁区域，同时保持经由空气通道提供的气流处于最低水平。

根据灰尘指示器的实施例，空气出口的宽度/高度的比例在1.1至4.0的范围内选定。

根据灰尘指示器的实施例，透明窗与壁齐平设置。

根据灰尘指示器的实施例，透明窗设置在埋头孔中。

根据灰尘指示器的实施例，空气通道和透明窗设置在盖部中，所述盖部设置用于安装在所述壁中。因此，灰尘指示器的一部分能够设置为独立式单元，该独立式单元能够单独制造并安装在所述壁上。而且，盖部能够设置为包括用于传感器的支座。由此，整个灰尘指示器可以是单独的部件，用于安装在例如垃圾箱的壁中。

根据灰尘指示器的实施例，空气通道设置在管状部件中。

根据灰尘指示器的实施例，还包括密封元件，所述密封元件用于将传感器与空气通道和空气通道从中导入周围空气的周围空间相隔离地密封传感器。

根据本发明的第二方面，提供了一种包括至少一个灰尘指示器、或包括至少一个包括至少两个灰尘指示器的灰尘指示器系统的真空吸尘器，其中，两个指示器设置为彼此相对，并且具有共同的用于穿过空间的电磁信号的路径，其中灰尘指示器的传感器设置用于通信。因此，灰尘指示器能够用于具有单独的发射器和探测器的系统，所述发射器和探测器共同工作用于探测灰尘。

通过以下的详细描述以及所附权利要求和附图，将更清楚地了解本发明的其它目标、特征和优势。

大体上，权利要求中用到的所有术语均根据它们在技术领域内的普通含义进行解释，除非另外明确限定。所有引用“一/所述（部件、单元、零件、设备等）”均开放性地解释为如至少一个部件、单元、零件、设备等，除非另外明确限定。

附图说明

本发明的上述以及其它目标、特征和优势，将通过以下参照附图进行的示意性而非限定性的对本发明的优选实施例的详细描述，得到更好的理解，其中贯穿各视图的相同的附图标记将用于表示相同或相应的元件，其中：

图1示出真空吸尘器的立体图，所述真空吸尘器包括设有根据本发明的灰尘指示器系统的实施例的垃圾箱；

图2示出根据本发明的示例性实施例的垃圾箱的示意性的横截面俯视图和灰尘指示器的近距离横截面视图；

图3a和图3b分别示出根据本发明的盖部的实施例的前侧方立体图和后侧方立体图；

图4a和图4b分别示出根据本发明的盖部的实施例的示意性的横截面俯视图；

图5示出根据本发明的灰尘指示器的实施例的示意性的横截面俯视图；

图6示出根据本发明的灰尘指示器的实施例的立体图；

图7示出根据本发明的灰尘指示器的实施例的立体图；以及

图8示出朝向透明窗的气流的入射角的示意性视图。

具体实施方式

遍及说明书的本发明的示例性实施例是基于利用光信号的灰尘的光学探测。所述示例仅为了解释说明目的。本发明还能够用于使用其它波长还有可见光波长的电磁信号探测灰尘，可以认为，这些用途均落入本发明的范围。

图1示意性示出真空吸尘器100，所述真空吸尘器100包括用于容纳从含尘气流中收集的灰尘的垃圾箱101。垃圾箱101可拆卸地安装在真空吸尘器100中，能够将其取出并清空。垃圾箱101大体包括实质上空心的一件式部件，并且包括接收来自污垢分离室104的灰尘、污垢和空气的入口103，如图2所示。如图1示意性示出，真空吸尘器100还包括以下部件，例如真空吸尘器主体110和用于容纳供电单元等的外壳120。但是，所述附加部件110、120并不是实施本发明的重要内容，因此关于它们的详细说明将省略。

可以理解，真空吸尘器100还包括用于实现真空吸尘器的清除灰尘和污垢功能的真空源、抽吸管、地板吸嘴等（未示出）部件，即这些部件需要用来将污垢从通常经由地板吸嘴进入真空吸尘器的含尘气流中分离出来。但是，由于真空吸尘器的灰尘和/或污垢抽吸操作原理并不是实施本发明的重要内容，因此这里将省略对其的详细描述。

下面参照图2，示出两个灰尘指示器200、200′相向地设置在垃圾箱101的壁102内。其中一个灰尘指示器200设置用于将光信号发送至垃圾箱101内，而相对的灰尘指示器200′设置用于接收该光信号。就是说，灰尘指示器200、200′的光线路径OP穿过垃圾箱101的空间延伸。只要垃圾箱101内收集的污垢没有达到阻断光线路径OP的临界水平，接收器，即灰尘指示器200′将探测到高水平的光信号。随着污垢水平增加，最终将阻断光线路径OP，灰尘指示器200′将探测到较低或完全阻断的光信号。因此，实现对污垢水平达到临界值的指示。灰尘指示器200、200′优选地连接至控制电路，用于处理垃圾箱已满的指示，或者可选择地直接连接至光或声音警报器，例如LED光源或蜂鸣器，所述光或声音警报器设置用于引起使用者的注意，并且提醒使用者清空垃圾箱（未示出）。

在图2示出的灰尘指示器200的实施例的近距离俯视图中，可以看到，灰尘指示器200包括设置在垃圾箱101的壁102中的盖部210。盖部210在这里为模制塑料狭长体230，包括与壁102齐平设置的透明窗232，以及形成在体230中并且邻近透明窗232设置的空气通道211。空气通道211包括空气入口212和空气出口213，空气入口212设置在垃圾箱101的壁102的外侧，空气出口213设置在垃圾箱101的壁102的内侧，由此提供周围空间与垃圾箱101内部之间的流体连通。空气通道211从限定空气入口212的开口延伸，经由从盖部210伸出至垃圾箱101内的通道部分231的内部通路，到达至空气出口213。所述通道部分的内部通路的一部分与壁102的内表面平行且齐平地设置。

应该强调的是，对应于灰尘指示器的实施例，盖部是垃圾箱的壁的整体部件。而且，尽管这里示出的实施例是针对灰尘指示器设置在真空吸尘器的垃圾箱的壁中的情况，本发明理念还能够通过设置在真空吸尘器的其它空间内实现，在真空吸尘器操作期间，所述空间置于负压下。

在真空吸尘器操作期间，真空源（未示出）产生真空，以将空气和污垢抽吸至真空吸尘器内。这进一步产生了垃圾箱与周围空间之间的压力差。垃圾箱内的负压促使周围空气从垃圾箱101外侧经由空气通道211流入垃圾箱101内。由于空气出口213（以及空气通道的端部，如下文将描述的）邻近透明窗232设置，或者空气出口213设置在透明窗232附近，空气通道211由此将空气引向透明窗232，由此利用空气喷射流喷射透明窗的至少一部分，这部分限定为清洁区域233。因此，利用来自空气通道211的气流（在真空吸尘器操作期间产生的气流），能够将灰尘颗粒从清洁区域233上清除。

现在参照图2，在透明窗232处和垃圾箱101外侧，设有光发射器220，并且该光发射器220直接朝向透明窗232，使得光发射器220发出的光线穿过透明窗232传播并且进入垃圾箱101。光发射器220设置为使得其光线路径OP与清洁区域233重叠。由此，能够防止灰尘颗粒弄脏光发射器220的前面区域。光发射器能够安装在盖部的整体部件中，使得灰尘指示器为一体式部件（这里未示出），这在组装真空吸尘器时是有利的。可选择地，一体式部件能够安装在真空吸尘器的外壳的一部分中（未示出）。

在真空吸尘器100操作期间，光发射器220发射具有波长λ的光信号，λ为电磁频谱内的预设波长或预设波长范围，例如可见光、特定色彩的光线、红外线（IR）或紫外线（UV）。通过利用特定波长的电磁信号，灰尘指示器能够设置为对杂散光或周围存在的其它电磁能量较低敏感度。此外，通过调制电磁信号，例如通过频率调制或任意其它适合的调制技术，能够提供对周围噪声以及对灰尘指示器的反射的降低的敏感度。

为了得到光信号进入垃圾箱101的高效传播，透明窗232的材料选择具有对预设波长λ的光传导率高的材料。

光信号在垃圾箱内发送，并且由第二灰尘指示器200′接收，第二灰尘指示器200′与上文中描述的灰尘指示器200具有基本上相同的结构，除了其包括光接收器而不是光发射器。只要光线路径没有被灰尘阻断，光接收器就能够接收高水平的光信号。

在灰尘指示器的实施例中，采用收发器代替单独的光发射器或光接收器。因此，收发器发出光信号，经由透明窗进入垃圾箱内，所述信号在垃圾箱内设置的例如相向的反射部分中被反射。反射的光信号由收发器探测到。当光信号被灰尘阻断时，提供污垢水平达到临界水平的指示。

图3a示出从垃圾箱101的内部观察得到的盖部210的前视立体图。凸出部231实质上成形为具有斜切边缘的矩形挡块。在此处，空气出口213为具有宽度2毫米和高度1.5毫米的矩形孔隙。图3b示出从垃圾箱101的外侧观察得到的盖部210的后视立体图。空气入口212在此处为具有宽度4毫米和高度2毫米的矩形孔隙。空气通道211的横截面积因此随其延伸而改变，并且空气入口212的横截面积大于空气出口213的横截面积。这样设置是为了防止当真空吸尘器关闭时灰尘粘附在空气通道211内。只要真空吸尘器工作，空气通道211内的气流就能防止来自垃圾箱101的灰尘积存在空气通道211中。但是，当真空吸尘器关闭时，以及真空吸尘器倾斜、落下或以对着空气出口213驱使灰尘的方式移动时，就存在灰尘粘附在空气出口213中的风险。空气出口的小的面积减少了这种风险。

下面参照图4a和图4b，为了进一步防止灰尘阻塞空气出口213，空气通道211的横截面积设置为迅速地从大变小，因为空气通道211在空气出口213处的短输出长度L是有利的。输出长度L优选地选定为小于5毫米。首先看一下图4a所示的内容，与图4b所示的内容相比，其中输出长度L是长的，空气入口212的横截面是小的，而在图4b中，输出长度L是短的，空气入口212的横截面是大的。在第一种情况中，灰尘比在第二种情况中更容易堵塞在空气通道211的输出口处。

在灰尘指示器的实施例中，空气出口213的宽度和高度分别选定为2毫米和1.5毫米。空气出口的尺寸选定为提供大尺寸的清洁区域233，由此便于保持传感器前面的区域清洁。而且，空气出口的宽度与高度比优选地在范围1.1–4.0内选择。

在参照图2和图3描述的灰尘指示器的实施例中，空气出口213设置在靠近透明窗232的法线的平面内。空气通道的形状在这里所示的实施例中，实质上为矩形，但是在替代实施例中，空气通道形状可以是更加倾斜的形状，或漏斗形。

根据图5所示的灰尘指示器500的实施例，与之前对图2和图3的灰尘指示器描述相类似的，灰尘指示器500在垃圾箱的壁102中设有盖部210。这里，盖部210由注模塑料材料制成。盖部210随后通过超声波焊接紧固至垃圾箱壁102。另一种选择是利用粘合剂将盖部210紧固至壁102。而且，传感器（即光发射器、光接收器或光收发器）220设置在透明窗232处，以及真空吸尘器主体510的一部分之外。为了保护传感器220，通过在透明窗232和真空吸尘器主体510之间并包围传感器220施加密封材料515，将传感器与空气通道211、以及空气通道211从中引导周围空气的周围空间相隔离地进行密封。

在灰尘指示器的实施例中，空气出口朝向透明窗成角度地设置，下面将在参照图6至图8描述的实施例中进行说明。

在图6中示出，灰尘指示器600具有传感器220和空气通道211，传感器220设置在透明窗232后面，空气通道211设置在管状部件内，管状部件为具有空气入口212和空气出口213的刚性管611，空气入口212设置在垃圾箱的外侧，空气出口213设置在垃圾箱内侧。所述管611是弯曲的，使得空气出口213指向透明窗232，由此当存在经由空气通道211的气流时，产生传感器220前面的清洁区域233。所述管能够采用替代的设置方式，可以是可弯曲的和/或可调整的，使得气流的入射角能够改变。

在图7中示出灰尘指示器的实施例，在该灰尘指示器700中，透明窗232设置在垃圾箱的壁内的锥形埋头孔234中，或者替代地设置在盖部中。而且，空气通道211设置为埋头孔的相对副部中的通孔，该副部实质上垂直于壁平面，使得从空气通道211的空气出口213输出的气流关于透明窗232倾斜。图6和图7所示的实施例中相应的气流优选地设置为具有相对于清洁区域233的入射角θ，该入射角在范围0至90°内选定。入射角θ定义为入射气流“af”关于透明窗232的平面的法线的角度，如图8所示。

上文中主要参照一些实施例对本发明进行描述。但是对于本领域技术人员来说，可以理解，除上述实施例以外的其它实施例同样能够涵盖在所附权利要求限定的本发明的范围内。

Claims (16)

1.一种用于真空吸尘器的灰尘指示器(200)，所述灰尘指示器设置在所述真空吸尘器的垃圾箱(101)的壁(102)中，在真空吸尘器操作期间，所述垃圾箱置于相对于所述壁的外侧的负压下，所述灰尘指示器包括：

空气通道(211)，所述空气通道具有设置在所述壁的外侧的空气入口(212)和设置在所述壁的内侧的空气出口(213)，

所述空气通道由此提供在真空吸尘器操作期间由于所述负压进入所述垃圾箱的气流；以及

传感器(220)，设置用于通过发送和/或接收穿过所述垃圾箱传播的电磁信号探测灰尘，其中所述空气通道设置为使得所述气流防止灰尘粘附在所述传感器的电磁信号的路径区域；以及

透明窗(232)，所述传感器设置在所述透明窗后面，由此获得所述传感器对所述垃圾箱内的灰尘和污垢的屏蔽。

2.根据权利要求1所述的灰尘指示器，其特征在于，所述气流指向所述透明窗(232)的清洁区域(233)，所述清洁区域设置在所述传感器(220)的电磁信号的路径内。

3.根据权利要求2所述的灰尘指示器，其特征在于，所述气流设置为具有相对于所述清洁区域(233)的入射角，所述入射角在0至90°的范围内选定。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的灰尘指示器，其特征在于，所述空气通道(211)的横截面积随其延伸改变。

5.根据权利要求1所述的灰尘指示器，其特征在于，所述空气入口(212)的横截面积大于所述空气出口(213)的横截面积。

6.根据权利要求1所述的灰尘指示器，其特征在于，所述空气通道(211)的形状选自矩形、斜切形和漏斗形中的一个。

7.根据权利要求1所述的灰尘指示器，其特征在于，所述空气通道(211)在所述空气出口(213)处的输出长度(L)小于5毫米。

8.根据权利要求1所述的灰尘指示器，其特征在于，所述空气出口(213)沿透明窗(232)的宽度大于所述空气出口在所述透明窗的法线方向上的高度。

9.根据权利要求8所述的灰尘指示器，其特征在于，所述空气出口(213)沿所述透明窗(232)的宽度与所述空气出口(213)的高度的比例在1.1至4.0的范围内选定。

10.根据权利要求1所述的灰尘指示器，其特征在于，所述透明窗(232)与所述壁(102)齐平设置。

11.根据权利要求1所述的灰尘指示器，其特征在于，所述透明窗(232)设置在埋头孔(234)中。

12.根据权利要求1所述的灰尘指示器，其特征在于，所述空气通道(211)和所述透明窗(232)设置在盖部(210)中，所述盖部设置用于安装在所述壁(102)中。

13.根据权利要求1所述的灰尘指示器，其特征在于，所述空气通道设置在管状部件(611)中。

14.根据权利要求1所述的灰尘指示器，还包括密封元件(515)，所述密封元件用于将所述传感器(220)与所述空气通道(211)和所述空气通道从中导入周围空气的周围空间相隔离地密封所述传感器。

15.一种包括至少一个根据权利要求1-14中任一项所述的灰尘指示器的真空吸尘器。

16.一种包括至少一个包括两个根据权利要求1-14中任一项所述的灰尘指示器(200、200′)的灰尘指示器系统的真空吸尘器，其中，所述两个灰尘指示器设置为彼此相对，并且具有用于穿过所述垃圾箱的所述电磁信号的共同路径，其中所述灰尘指示器的传感器设置用于通信。