CN104736032A - 用于真空吸尘器的清洁器头 - Google Patents

Abstract

用于真空吸尘器的清洁器头，包括：抽吸入口，用于接收第一空气流；涡轮入口，用于接收第二空气流；出口，用于排出第一空气流和第二空气流。第一空气流路径于是将第一空气流从抽吸入口运输到出口，且第二空气流路径将第二空气流从涡轮入口运输到出口。该清洁器头还包括搅拌器和用于驱动搅拌器的驱动组件。该驱动组件包括涡轮，该涡轮由第二空气流驱动。挡板被定位在第二空气流路径中，且可在打开位置和关闭位置之间运动，其中在打开位置所述第二空气流路径未被限制，在关闭位置所述第二空气流路径被限制。其中所述挡板被偏压在打开位置中，且当第二空气流在挡板处的动压力超过阀值时运动到关闭位置。

Description

用于真空吸尘器的清洁器头

技术领域

本发明涉及一种用于真空吸尘器的清洁器头。

背景技术

该真空吸尘器的清洁器头通常包括由驱动组件驱动的搅拌器。该驱动组件可包括涡轮，该涡轮用于产生驱动搅拌器必须的扭矩。该涡轮可由脏空气驱动，该脏空气被抽吸穿过主抽吸入口。替代地，该涡轮可由清洁空气驱动，该清洁空气从不同于所述抽吸入口的入口抽入。

清洁空气涡轮具有的优势在于涡轮不暴露于脏空气，脏空气否则可能阻碍该涡轮。然而，如果运输脏空气的路径变得阻塞，清洁空气穿过涡轮的流动将增加。结果涡轮的速度将增加。速度的增加可比涡轮的正常操作速度高几个数量级。结果，驱动组件的部件(比如轴承)可被损坏。

用于阻止清洁空气涡轮的超速的方案是已知的。然而，这样的方案往往比较复杂，从而增加清洁器头的成本，尺寸和/或重量。

发明内容

本发明提供了一种用于真空吸尘器的清洁器头，包括：抽吸入口，用于接收第一空气流；涡轮入口，用于接收第二空气流；出口，用于排出第一空气流和第二空气流；第一空气流路径，用于将第一空气流从抽吸入口输送到出口；第二空气流路径，用于将第二空气流从涡轮入口输送到出口；搅拌器，用于搅拌要被清洁的表面；驱动组件，用于驱动搅拌器，该驱动组件包括涡轮，所述涡轮由第二空气流驱动；以及挡板，被定位在第二空气流路径中，且可在打开位置和关闭位置之间运动，其中在打开位置所述第二空气流路径未被限制，在关闭位置所述第二空气流路径被限制，其中所述挡板被偏压在打开位置中，且当在打开位置时第二空气流施加升力到挡板上，且当第二空气流在挡板处的动压力超过阀值时所述挡板运动到关闭位置。

该挡板因此当第二空气流的动压力超过阀值时自动地关闭。该挡板关闭以便限制第二空气流路径，从而减少第二空气流的质量流动速率。由于第二空气流负责驱动涡轮，驱动组件的超速可被避免。与现有的用于防止超速的方案相比，挡板不复杂，实施成本更低且更轻。而且，由于挡板被定位在第二空气流路径内，超速保护可在没有增加清洁器头的尺寸的情况下被实现。

该挡板可完全地限制第二空气流路径以致，除了意外泄漏，第二空气流被阻止从涡轮入口流动到出口。结果，驱动组件和搅拌器被停止。替代地，该挡板可部分地限制第二空气流路径以致第二空气流继续从涡轮流动到出口。第二空气流的质量流动速率可足以驱动驱动组件和搅拌器。然而，在部分限制第二空气流路径的情况下，质量流动速率被减少以致驱动组件的超速可被避免。

挡板可通过偏置力(比如由弹簧或弹性绳提供)偏压在打开位置中。挡板于是在由第二空气流施加的升力超过偏置力时运动到关闭位置。

当在关闭位置时，挡板可限制第二空气流路径以致第二空气流的质量流动速率不足以驱动驱动组件和搅拌器。于是优势在于，当堵塞发生在第一空气流路径时，提供给用户清晰的指示(也就是搅拌器的停止)：堵塞已发生。

该挡板可联接到用户可操作促动器，比如拨盘或突钮。于是用户能够在不考虑第二空气流的动压力的情况下在打开和关闭位置之间移动挡板。在该挡板完全地限制第二空气流路径的情况下，用户可操作促动器可被用于关闭和打开搅拌器。替代地，当挡板部分地约束第二空气流路径时，用户可操作促动器可被用于在搅拌器的两个不同功率设置之间切换。

第一空气流和第二空气流响应在出口处的吸力而产生。该挡板被布置为使得当在关闭位置时，吸力保持挡板在关闭位置，且当吸力撤掉时挡板回到打开位置。于是优势在于，当真空吸尘器被使用时，挡板保持关闭直到当真空吸尘器关闭或清洁器头从真空吸尘器卸下时。清洁器头意图在搅拌器打开(当挡板完全地约束第二空气流路径时)或在高功率模式(当挡板部分地约束第二空气流路径时)的情况下使用。通过一旦吸力被移除确保挡板回到打开位置，当真空吸尘器随后被打开或底板工具随后被连接的真空吸尘器时，搅拌器再次打开或恢复到高功率模式。

当挡板运动到关闭位置时，一个或多个小的间隙可存在挡板和第二空气流路径的壁之间。当第二空气流被抽吸穿过这些间隙时，讨厌的噪音或震动可被产生。该挡板可因此包括柔性密封部，当在关闭位置时，该柔性密封部变形以在第二空气流路径内建立密封。结果，这样的间隙可被避免或最小化。

该挡板可包括体部，该密封部被附接到该体部。该体部于是由比密封部的材料更刚硬的材料形成。例如，该体部可由热塑性材料形成，而该密封部可由天然橡胶或合成橡胶形成，该密封部被包覆模制到体部。在使用期间，在出口处的吸力用于保持挡板在关闭位置。如果挡板仅仅由柔顺材料形成，当在关闭位置时该挡板将很可能变形。通过使得挡板包括刚硬的体部和柔性的密封部，挡板能够在处于关闭位置时保持其位置且变形以在第二空气流路径内建立密封。

当在打开位置时该挡板可基本平行于第二空气流路径的壁定位且当在关闭位置时正交于壁。结果，相对紧凑的配置可被实现。当挡板在打开位置时，通过平行于壁定位，该挡板不会不利地干扰第二空气流路径。

附图说明

为了本发明可被更容易地理解,本发明的实施例现在将要参考附图通过实例而被描述，其中：

图1是示出依照本发明的清洁器头的分解图；

图2是清洁器头从上方观察的等距视图；

图3是清洁器头从下方观察的等距视图；

图4是清洁器头的驱动-控制机构的分解图；

图5是穿过该驱动-控制机构的挡板的截面图；

图6是沿平面A-A穿过清洁器头的截面图；

图7是沿平面B-B穿过清洁器头的截面图，其中驱动-控制机构的挡板在打开位置；以及

图8是沿平面B-B穿过清洁器头的截面图，其中驱动-控制机构的挡板在关闭位置。

具体实施方式

图1-8中的清洁器头1包括壳体2、搅拌器3、驱动组件4和驱动-控制机构5。

该壳体2包括几个不同的区段2a-2c，当被组装时，其限定抽吸入口6、涡轮入口7、出口8、用于将第一空气流从抽吸入口6运输到出口8的第一空气流路径9和用于将第二空气流从涡轮入口7运输到出口8的第二空气流路径10。

该抽吸入口6形成在壳体2的下侧上。在使用期间，污浊空气被通过抽吸入口6抽吸进入且通过第一空气流路径9被运输到出口8。

涡轮入口7形成在壳体4的后部处。由于它的位置，在操作期间，清洁空气而不是污浊空气被通过涡轮入口7抽入。从那里，该清洁空气通过第二空气流路径10被运输到出口8.

该第一和第二空气流路径9,10由壳体2的壁限定。该第一空气流路径9包括搅拌器腔11，且第二空气流路径10包括涡轮腔12。该两个空气流路径9,10在出口8处汇合，出口8被定位于壳体2的后部处。

搅拌器3包括细长体部13，用于搅拌清洁表面的鬃毛、击打条带或其他器具14被附接到该体部13。搅拌器3可旋转地安装到搅拌器腔11。更具体地说，该搅拌器3在一个端部处被安装到轴套15，该轴套15位于可移除的盖16中。搅拌器3的相对端部被安装到形成驱动组件4的一部分的夹头19。

驱动组件4包括涡轮17和传动装置18，该传动装置18用于传输由涡轮17产生的扭矩到搅拌器3。除了其它部件，该传动装置18包括夹头19，搅拌器3的一个端部被安装到该夹头19。该涡轮17被安装在涡轮腔12内，且由第二空气流驱动。该驱动组件4的细节与本发明无关，且适于使用在该清洁器头2中的驱动组件4是已知的。作为实例，由Dyson Limited售出的DC12真空吸尘器的清洁器头，和由Dyson Limited售出作为用于去除宠物毛发的配件的微型轮机头，每个包括驱动组件，该驱动组件适于包含在本清洁器头2中。

该驱动-控制机构7包括轴20，挡板21，保持器22，扭力弹簧23和用户可操作促动器24。

挡板21为半圆形形状，且沿它的直边缘被附接到轴20。挡板21包括由相对硬的材料形成的体部25，其中更具柔顺性的覆盖物26被模制在该体部25上。覆盖物26突出超过体部25以便限定柔性密封件。

保持器22包括盘形体部，该体部在一侧上具有钩。保持器22被附接到轴20且从轴20向外径向地突出。

弹簧23在保持器22处被安装到轴20。而且，弹簧23的一个臂由保持器22的钩保持。

该用户可操作促动器24包括圆柱形拨盘，该拨盘被附接到轴20的一端。转动促动器24因此导致轴20绕它的轴线旋转。

轴20，挡板21的体部25和保持器22形成为单个模制部件。这则简化了驱动-控制机构5的制造。同样地，然而，各部件可分别地形成，且然后附接到彼此。

除了用户可操作促动器24和被附接到促动器24的轴20的那部分以外，驱动-控制机构5被定位于壳体2内。

保持器22位于壳体2中的凹处内。如上所述，弹簧23的一个臂由保持器22保持。弹簧23的另一个臂由壳体2保持。因此，当轴20旋转时，弹簧23被扭动且施加沿相反方向的偏置力。

挡板21被定位于第二空气流路径10内，在涡轮腔12的下游和出口8的上游位置处。挡板21可在打开位置和关闭位置之间移动。在打开位置，如图7中所示，该挡板21平贴抵靠第二空气流路径的壁。在关闭位置，如图8中所示，该挡板21相对壁正交定位。挡板21被成形且设置大小为使得当在关闭位置时，挡板21关闭第二空气流路径10。在本实施例中，在挡板21处的第二空气流路径10横截面形状是大体半圆形的，因此挡板21的形状也是如此。该第二空气流路径10的壁包括小的支柱28，当在关闭位置时挡板21邻接抵靠支柱28。该支柱28阻止挡板21运动超过关闭位置，如下面更详细地解释。

旋转用户可操作促动器24导致挡板21在打开位置和关闭位置之间运动。促动器24可因此被认为具有接通位置(其中挡板21在打开位置)和断开位置(其中挡板21在关闭位置)。由于扭力弹簧23的偏置力，促动器24被偏压在接通位置中。

该清洁器头1用于形成真空吸尘器的一部分。例如，该清洁器头1可形成真空吸尘器的主清洁器头。替代地，该清洁器头1形成附件，该附件用于附接到真空吸尘器的棒，软管等。

在使用期间，该真空吸尘器在清洁器头1的出口8处产生吸力。该吸力导致第一空气流穿过抽吸入口6被抽入且第二空气流穿过涡轮入口7被抽入。该第一空气流通过第一空气流路径9运输到出口8，且第二空气流通过第二空气流路径10运输到出口8。

涡轮17(被定位在第二空气流路径10内)由第二空气流驱动。由涡轮17产生的扭矩通过传动装置18被传输到搅拌器3。当搅拌器3旋转时，鬃毛或其他器件14突出超过抽吸入口6，且搅拌清洁表面。搅拌器促使脏物从清洁表面升起，于是该脏物穿过抽吸入口6被抽入。该第一空气流路径9因此用于运输污脏空气，而第二空气流路径10用于运输清洁空气。为了防止脏物疏忽地由第二空气流运输，涡轮入口7可由细筛或其他丝网覆盖。

挡板21由扭力弹簧23偏压在打开位置中。当在打开位置时，该第二空气流路径10是打开的，且因此该第二空气流自由地从涡轮入口7流动到出口8。结果，涡轮17由第二空气流驱动，且因此该搅拌器3旋转。

搅拌器3的旋转可通过将用户可操作促动器24从接通位置转到断开位置而停止。转动促动器24到断开位置使得挡板21从打开位置运动到关闭位置。当挡板21在关闭位置时，该第二空气流路径10被关闭，且因此该第二空气流被阻止从涡轮入口7流动到出口8。结果，涡轮17停止旋转且因此搅拌器3停止旋转。

当该挡板在关闭位置中时，由真空吸尘器产生的吸力在挡板21的一侧上产生部分真空。在另一方面,该挡板21的相对侧是大气。结果，存在静力，该净力超过弹簧23的偏置力，且保持挡板21在关闭位置。该挡板21以两个方法中的一个被恢复到打开位置。第一，用户可操作促动器24可被转动到接通位置。促动器24可因此被用于打开和关闭搅拌器3。第二，由真空吸尘器产生的吸力可从清洁器头1移除，举例来说，通过关闭真空吸尘器或通过从真空吸尘器分离清洁器头1。结果，挡板21在弹簧23的偏置力作用下转动到打开位置。该清洁器头1用于主要在搅拌器打开情况下使用。一旦吸力被移除确保挡板21回到打开位置具有的益处在于，当真空吸尘器随后被打开或清洁头1随后被重新附接到真空吸尘器时，搅拌器3已经被打开。

在使用期间，第一空气流路径9可变得阻塞，举例来说由意外地被抽吸穿过抽吸入口6的脏物或一些其他物体阻塞。该障碍物可导致第一空气流的质量流动速率减少。由于在出口8处的吸力是大体不变的，第二空气流的质量流动速率增加。结果，涡轮17的速度增加。涡轮17的超速可损坏驱动组件4的部件，比如轴承。然而，如现在将要解释的，该挡板21每当第二空气流的质量流动速率达到一水平(在该水平否则将导致超速)时自动地运动到关闭位置。

当挡板21在打开位置时，该第二空气流在施加升力到挡板21上。当第二空气流的质量流动速率处于正常的运行范围内时，弹簧23的偏置力超过第二空气流的升力。因此，挡板21在清洁器头1的正常使用期间被保持在打开位置。当阻塞出现在第一空气流路径9中时，第二空气流的质量流动速率增加。结果，第二空气流在挡板21处的动压力增加且因此由第二空气流施加在挡板21上的升力增加。当在挡板21处的动压力超过阀值，升力超过弹簧23的偏置力且挡板21运动到关闭位置。该挡板21因此每当第二空气流的质量流动速率达到一水平(否则在该水平将导致驱动组件4的超速)时，自动地运动到关闭位置。

当挡板21自动地运动到关闭位置时，搅拌器3停止旋转。用户因此被提供由指示：阻塞在第一空气流路径中发生。由于任意阻塞都可能危害清洁器头1的清洁性能，这是特别有用的。在没有挡板21的情况下，用户将不必要知道阻塞已发生。由于搅拌器3将继续旋转，这是特别准确的。

当阻塞发生时，用户可尝试清除障碍物同时打开真空吸尘器且继续在出口8处应用吸力。如上所述，在出口8处产生的吸力将挡板2维持在关闭位置中。因此，在清洁障碍物时，搅拌器3保持静止。对用户的潜在危害(举例来说被用于移除障碍物的手)因此被避免。

如上所述，每当第二空气流在挡板21处的动压力超过阀值时挡板21运动到关闭位置。几个因素影响这个阀值的大小。其间主要的是第二空气流路径10的横截面面积、扭力弹簧23的弹簧常数，挡板21的质量和挡板21的升力系数。除了其他方面，该升力系数是由挡板21的冲角的形状和角度所决定的。调整这些因素中的任何一个将影响动压力阀值(在该值处挡板21运动到关闭位置)。所以，例如，减少扭力弹簧23的弹簧常数将导致挡板21响应更低的动压力和因此响应更低的质量流动速率运动到关闭位置。

当挡板21在关闭位置时，该挡板21邻接在第二空气流路径10的壁中的支柱28。于是这阻止挡板21运动超过关闭位置。在没有支柱28的情况下，在出口8处的吸力将导致挡板21运动超过关闭位置。该第二空气流于是将继续流动且因此涡轮17的超速保护将不再被提供。在本实施例中，挡板21通过支柱28止动。然而，用于阻止挡板21的行程超过关闭位置的其他器件可同样地被使用。例如，第二空气流路径10的壁可包括脊部或壁可些微狭窄的。作为另一替代，轴20或保持器22可包括仅仅准许旋转通过90度的结构。

挡板21包括由相对硬的材料形成的体部25，其中更具柔顺性的覆盖物26被形成在该体部25上。该覆盖物26突出超过体部25以在挡板21的周边处建立柔性密封部27。当在关闭位置时，该密封部27变形以抵靠第二空气流路径10的壁形成密封。结果，绕挡板21的潜在泄漏(其否则可能产生噪音和/或震动)可被避免。

如果挡板21仅仅由柔顺材料形成，当在关闭位置时该挡板21将很可能在真空吸尘器的吸力作用下变形。结果，第二空气流将继续流动越过挡板21。实际上，挡板21可变形到如此程度，以致超速保护和/或手动打开/关闭控制不再被提供。通过具有挡板21，该挡板21包括由相对刚硬的材料形成的体部25，挡板21具有必要的硬度，以在关闭位置时确保挡板21不会在真空吸尘器的吸力作用下变形。该刚硬体部25和柔性密封件26的组合因此确保当在关闭位置时该挡板21保持它的位置同时在周边处变形以在第二空气流路径10中建立密封。

不管上述的优势，该密封部27不被认为是必要的，因为任何围绕挡板21的泄漏不大可能足以驱动驱动组件4和搅拌器3。即使驱动组件4和搅拌器3要被旋转，速度将是相对慢的。而且，任何由挡板21周围的泄漏产生的噪音实际上用于提供用户阻塞出现在第一空气流路径9中的进一步指示。因此，密封部27和被用于建立密封部27的覆盖物26可被省略。

在上述实施例中，该挡板21被设置尺寸和形状以致当在关闭位置时，该挡板完全地关闭第二空气流路径10。因此，除了意外泄漏，第二空气流被阻止从涡轮入口7流动到出口8，且由此驱动组件4和搅拌器3被停止。可以想象，挡板21被设置尺寸和形状，以致挡板21仅仅部分地关闭第二空气流路径10。在此情况下，该第二空气流将继续从涡轮入口7流动到出口8。而且，该第二空气流的质量流动速率可足以驱动驱动组件4和搅拌器3。然而，在部分地关闭第二空气流路径10的情况下，第二空气流的质量流动速率被减少。结果，驱动组件4的超速可被避免。附加地，用户可操作促动器24可被用于在用于驱动组件4和搅拌器3的两个不同功率设置之间切换。例如，当挡板21在打开位置时，第二空气流具有较高的质量流动速率且因此驱动组件4和搅拌器3在较高功率下被驱动。与此相反，当挡板21在关闭位置时，第二空气流具有较低的质量流动速率且因此驱动组件4和搅拌器3在较低功率下被驱动。由于挡板21可被配置为部分地或完全地关闭第二空气流路径10，该第二空气流路径10可以被认为当挡板21在关闭位置时被限制(举例来说部分地或完全地关闭)且挡板21在打开位置时未被限制(举例来说打开)。

该驱动-控制机构5提供了两个功能。第一，它向用户提供了控制搅拌器3的器件。特别地，促动器24可被用于将搅拌器3关闭和打开或在不同的功率设置之间切换。第二，它通过响应过大的质量流动速率自动地限制第二空气流路径10而提供了驱动组件4的超速保护。可以想象，用户可操作促动器24可被省略以致驱动-控制机构5仅仅提供了超速保护。附加地，轴20和保持器22可被省略且挡板21可被直接地附接到壳体2。例如，挡板21可在值边缘的每个端部处包括销，该销被壳体2保持以致挡板21自由地在第二空气流路径10内枢转。因此，在它最简单的情况下，驱动-控制机构5可被认为是被定位于第二空气流路径10内的挡板21，其可在打开位置(在其中第二空气流路径10是未被限制的(例如打开))和关闭位置(在其中第二空气流路径10是被限制的(例如部分地或完全地关闭))之间运动。该挡板于是被偏压在打开位置中(例如通过弹簧、有弹性的绳或其他器件)且当第二空气流在挡板21处的动压力超过阀值时被运动到关闭位置。

在上述实施例中，用户可操作促动器24包括拨盘，该拨盘通过轴20联接到挡板21。然而，促动器24可包括替代器件(举例来说旋钮，杆诸如此类)，当被联接到挡板21时，其可由用户操作以便将挡板21从打开位置运动到关闭位置。

上述实施例中的搅拌器3包括细长体部13，该体部13具有鬃毛、击打条带或用于搅拌清洁表面的其他器具14。这个类型的搅拌器通常被称为刷棒或击打棒。然而，能够用驱动组件4驱动的搅拌器的替代类型可同样地被使用。通过举例的方式，该搅拌器3可包括一对旋转的盘，如在US2012/0144621中所述的。

本发明提供了相对简单的机构5，用于对驱动组件4的超速提供保护。与现有机构相比，挡板21是相对便宜且轻质的。而且，由于挡板21被定位于路径10内，该路径10被用于运输用于驱动驱动组件4的空气流，超速保护可在没有增加清洁器头1的尺寸的情况下被实现。

Claims (8)

1.一种用于真空吸尘器的清洁器头，包括：

抽吸入口，用于接收第一空气流；

涡轮入口，用于接收第二空气流；

出口，用于排出第一空气流和第二空气流；

第一空气流路径，用于将第一空气流从抽吸入口输送到出口；

第二空气流路径，用于将第二空气流从涡轮入口输送到出口；

搅拌器，用于搅拌要被清洁的表面；

驱动组件，用于驱动搅拌器，该驱动组件包括涡轮，所述涡轮由第二空气流驱动；以及

挡板，被定位在第二空气流路径中，且可在打开位置和关闭位置之间运动，其中在打开位置所述第二空气流路径未被限制，在关闭位置所述第二空气流路径被限制，其中所述挡板被偏压在打开位置中，且当在打开位置时第二空气流施加升力到挡板上，且当第二空气流在挡板处的动压力超过阀值时所述挡板运动到关闭位置。

2.如权利要求1所述的清洁器头，其中所述挡板由偏置力偏压在打开位置中，且当所述升力超过所述偏置力时所述挡板运动到关闭位置。

3.如权利要求1或2所述的清洁器头，其中所述挡板限制第二空气流路径以致第二空气流的质量流动速率不足以驱动驱动组件和搅拌器。

4.如前述权利要求中任一项所述的清洁器头，其中所述挡板被联接到用户可操作促动器，以致用户可将挡板在打开和关闭位置之间运动。

5.如前述权利要求中任一项所述的清洁器头，其中所述第一空气流和第二空气流响应在出口处的吸力而产生，且所述挡板被配置为使得吸力将挡板保持在关闭位置，且当吸力被移除时所述挡板回到打开位置。

6.如前述权利要求中任一项所述的清洁器头，其中所述挡板包括柔性的密封部，当所述挡板在关闭位置中时所述密封部变形以在第二空气流路径中建立密封。

7.如权利要求6所述的清洁器头，其中所述挡板包括体部，所述密封部被附接到所述体部，所述体部由比密封部的材料更刚硬的材料形成。

8.如前述权利要求中任一项所述的清洁器头，其中当在打开位置时所述挡板大体平行于第二空气流路径的壁定位，当在关闭位置时所述挡板大体正交于所述壁定位。