CN111202464B - 一种吸尘器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种吸尘器，包括外壳和吸尘头；外壳两端分别连接电机和吸尘头，电机输出端连接涡轮；还包括电机，电机包括转子系统，转子系统，包括转轴，转轴上设置一对动压滑片轴承，动压滑片轴承包括至少两块相同的轴承单元，各轴承单元拼装组成圆环状的轴承体，轴承体外壁平行于端面设置至少一圈凹槽，凹槽内设置弹性体；动压滑片轴承套设于转轴上且与转轴外周设有预定间隙，动压滑片轴承外周套设有固定件且与固定件之间存在间隙。本发明的吸尘器吸风量大，清扫更干净，且成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及吸尘器技术领域，具体涉及一种吸尘器。
背景技术
吸尘器电机要求具有小体积和高转速的特点。目前，国内外主要的吸尘器产品大都采用串激电机或有刷直流电机，为了实现体积的小型化和轻量化，同时满足更大的吸力效果，常常需要提高转速。然而，这类电机一般是由机壳、永久磁钢、碳刷、转子和转子绕组构成，其在运转时，因碳刷和换向器之间会产生高速摩擦同时使转子绕组不断切换电流，导致了碳刷与换向器之间容易产生火花，若转速过高将导致碳刷与换向器之间严重磨损，从而影响产品寿命，甚至迅速烧毁。若采用常规无刷电机作为吸尘器电机，在高转速下，其轴承由于机械摩擦导致能量损耗、温度升高，从而造成轴承损坏，使检修和更换更频繁，导致现有的无刷电机其无法承受过高转速，使得转速最大只能做到80000RPM左右，无法实现超高转速150000RPM的高性能，吸风量小。使用磁悬浮轴承的电机存在成本过高的问题，进而导致吸尘器成本上升。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种吸尘器，可解决现有吸尘器吸风量小、易损坏的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种吸尘器，包括外壳和吸尘头；所述外壳两端分别连接电机和吸尘头，所述电机输出端连接涡轮；还包括电机，所述电机包括转子系统，所述转子系统，包括转轴，所述转轴上设置动压滑片轴承，所述动压滑片轴承包括至少两块相同的轴承单元，各所述轴承单元拼装组成圆环状的轴承体，所述轴承体外壁平行于端面设置至少一圈凹槽，所述凹槽内设置弹性体；所述动压滑片轴承套设于转轴上且与转轴外周设有预定间隙，所述动压滑片轴承外周套设有固定件且与固定件之间存在间隙。
进一步的，所述转轴上设置一对动压滑片轴承；所述电机包括电机组件，所述电机组件包括套设于转轴上的定子磁极及线圈，所述转轴位于定子磁极及线圈内的轴段设置磁芯；所述外壳内设置过滤装置、将外壳隔成两部分，靠近所述吸尘头的部分为集尘腔，远离所述吸尘头的部分容纳所述电机，所述转轴靠近过滤装置的一头上套设涡轮。
进一步的，所述外壳和吸尘头之间设置把杆。
进一步的，所述把杆和外壳之间设置软管。
进一步的，所述电机外部罩设箱体，所述箱体底部设置滚轮。
进一步的，所述集尘腔内设置有防回流罩。
进一步的，所述电机组件设置在一对所述动压滑片轴承的中间或左侧或右侧。
进一步的，所述轴承外壁和固定件之间设有防止周向转动的防转动件，所述防转动件为销、销钉或键。
进一步的，所述防转动件沿径向连接轴承的外壁和固定件，所述轴承和防转动件在径向方向滑动配合。
进一步的，所述固定件为轴承壳体或定子。
进一步的，所述转子系统还包括推力盘和推力轴承，所述推力盘与转轴固定连接或一体成型。
进一步的，所述推力轴承包括箔片、弹性体和推力轴承壳体，所述推力轴承壳体罩设在推力盘外并套设于转轴上；所述推力轴承壳体的两个内侧端面或一个内侧端面通过弹性体固定所述箔片。
进一步的，所述箔片为环形，所述箔片的外径大于推力盘的外径，所述箔片与推力盘端面之间留有间隙；所述推力轴承壳体上设置推力轴承进气口。
进一步的，所述推力盘及推力轴承设置在动压滑片轴承的左侧或/和右侧。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的吸尘器时吸风量大，清扫更干净，且成本低廉。
(2)本发明吸尘器电机可用于低转速，同样适用于高转速工况，电机所用轴承在没有气源的情况下也可以启动使用，其通过空气作为润滑剂，具备传统空气轴承的优点，且可解决传统空气轴承必须设置气源和气道、在无气源状态下无法启动的技术问题。
(3)本发明电机的轴承无气源，所以不需要密封，结构简单、成本低、生产工艺简单，适于批量生产。电机同一转轴上的多个径向轴承的转速可以自适应调节，不需要人为设定或调节转速，能够达到同步转动的效果。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1-3是本发明提供的三种吸尘器的结构示意图。
图4是本发明一种电机的结构示意图。
图5是本发明的轴承横截面示意图；
图6是本发明的第一种转子系统轴截面示意图；
图7是本发明的第二种转子系统轴截面示意图。
图8-11是本发明电机中转子系统的布设方式示意图。
附图编号：100-转轴，101-磁芯，200-推力轴承,201-箔片,202-弹性体,203-推力轴承进气口,204-推力轴承壳体,210-推力盘,300-第一径向轴承,400-电机组件,401-定子磁极及线圈,500-第二径向轴承,501-轴承单元,502-固定件,503-销,700-涡轮，700-涡轮，851-外壳，8511-把手，852-电机，853-吸尘头，854-箱体，855-过滤装置，856-电路板，857-集尘腔，8571-防回流罩，858-把杆，859-软管，860-滚轮。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参见图1-3，本发明提供一种吸尘器，包括外壳851和吸尘头853；所述外壳851两端分别连接电机852和吸尘头853，所述电机852的输出端连接涡轮700；所述电机852包括转子系统和电机组件400，所述转子系统，包括转轴100，所述转轴100上设置有用于安装到所述转轴100，以在径向上支撑所述转轴100的轴承，本实施例中的轴承包括第一径向轴承300和第二径向轴承500。
优选的，参见图4，所述电机组件400包括套设于转轴100上的定子磁极及线圈401，所述转轴100位于定子磁极及线圈401内的轴段设置磁芯101；所述外壳851内设置过滤装置855、将外壳851隔成两部分，靠近所述无气源轴承电机852的部分容纳涡轮700，靠近所述吸尘头853的部分为集尘腔857。
优选的，所述电机852输入端连接电路板856，所述电路板856连接电源。
所述外壳851上设置把手8511。
所述外壳851和吸尘头853之间设置把杆858。
所述把杆858和外壳851之间设置软管859。
所述电机852外部罩设箱体854，所述箱体854底部设置滚轮862。
所述集尘腔857内设置有防回流罩8571。
所述防回流罩8571为漏斗形，所述防回流罩8571的漏斗室朝向吸尘头853固定在集尘腔857内。
所述电机组件400设置在一对所述无气源轴承的中间或左侧或右侧。
所述转子系统还包括推力盘210和推力轴承210，推力盘210与所述转轴100固定或一体成型。
优选的，所述推力盘210及推力轴承200设置在一对动压滑片轴承的左侧或/和右侧。
优选的，所述电机852外部罩设壳体。
吸尘器实施例一
参见图1，一种使用无气源轴承电机的吸尘器，包括外壳851、电机852和吸尘头853；外壳851两端分别连接电机852和吸尘头853，电机852输出端连接涡轮700，过滤装置8585设置在外壳851内，将外壳851隔成两部分，靠近电机852的部分容纳涡轮700，靠近吸尘头853的部分为集尘腔857，电机852输入端连接电路板856，电路板856连接电源，用于控制电机852的启停，外壳851上设置把手8511，集尘腔857内设置有漏斗形的防回流罩8571，防回流罩8571的漏斗室朝向吸尘头853，以防止集尘腔857内的灰尘从吸尘头853落出。
吸尘器实施例二
参见图2，本吸尘器实施例是在吸尘器实施例一的基础上，在外壳851和吸尘头853之间设置把杆858，以延长吸尘器的长度。
吸尘器实施例三
参见图3，本吸尘器实施例是在吸尘器实施例二的基础上，在把杆858和外壳851之间设置软管859，以增大吸尘头853的吸尘范围。另外，电机852外部罩设箱体854，箱体854底部设置滚轮860。
上述实施例的吸尘过程是：通电后，涡轮700以高转速产生较高的吸力，在吸力的作用下，空气高速排出，而吸尘头853内部产生瞬时真空，和外界大气压形成负压差，在此压差的作用下，可吸入含灰尘的空气。灰尘等杂物通过吸尘头进入集尘腔857，灰尘等杂物滞留在集尘腔857内，空气经过滤装置8585净化后，再由机体尾部排出。
具体地，本发明电机的转子系统的布设方式包括但不限于以下四种：
(1)无推力轴承：参见图8，转轴100上依次套设第一无气源轴承300、电机组件400、第二无气源轴承500、涡轮700；
(2)左端设推力轴承：参见图9，转轴100上依次设置推力盘210及推力轴承200、第一无气源轴承300、电机组件400、第二无气源轴承500、涡轮700；
(3)右端设推力轴承：参见图,10，转轴100上依次设置第一无气源轴承300、电机组件400、第二无气源轴承500、推力盘210及推力轴承200、涡轮700；
(4)左右端均设置推力轴承：参见图11，转轴100上依次设置推力盘210及推力轴承200、第一无气源轴承300、电机组件400、第二无气源轴承500、推力盘210及推力轴承200、涡轮700。
参见图5，本实施例提供的一种动压滑片轴承，用于安装到转轴100，以在径向上支撑转轴100。具体的，所述第一径向轴承300和第二径向轴承500结构相同，均为动压滑片轴承。如图5所示，所述动压滑片轴承500包括至少两块相同的轴承单元501，各所述轴承单元拼装组成圆环状的轴承体，所述轴承体外壁平行于端面设置至少一圈凹槽，所述凹槽内设置弹性体202；所述动压滑片轴承套设于所述转轴100上且与所述转轴100外周设有预定间隙，所述动压滑片轴承外周套设有固定件502,且与所述固定件502之间存在间隙。
作为优选，所述弹性体202为圆环形橡胶圈，橡胶圈使各个轴承单元501抱于转轴100上而不松散，且轴承单元501可以在径向上外扩。
作为优选，所述轴承单元501呈扇形，图2所示的动压滑片轴承500具体包括三块轴承单元501，在横截面方向，每块轴承单元501含有弧形的外沿、内沿和两侧直边沿。
本实施例的动压滑片轴承没有气源，但也是以空气作为润滑剂的，所以属于空气轴承，具备传统空气轴承的优点；同时由于轴承无气源，所以不需要密封，结构简单、成本低、生产工艺简单，适于批量生产。
作为优选，所述动压滑片轴承500的外壁和固定件502之间设置有防转动结构，用于限制二者之间的周向转动。具体方式为可通过销连接、销钉连接或键连接实现。
作为优选，本实施例通过销503沿径向连接所述动压滑片轴承500的外壁和固定件502，且动压滑片轴承500和销503滑动配合连接。所述动压滑片轴承500和固定件502之间由于销连接，无法发生相对转动，但是可以沿销503产生径向位移。
作为优选，所述固定件502为轴承壳体或定子。
作为优选，所述动压滑片轴承500的材质为镍或钢。
作为优选，与所述动压滑片轴承500相配合的转轴100表面涂覆防磨涂料，如镍涂料。
本实施例的轴承启动原理及过程如下：
所述转轴100启动前，其顶部与所述动压滑片轴承500内圈接触，当转轴100逐渐开始转动，在所述动压滑片轴承500内圈内呈现为涡动，涡动气压迫使所述动压滑片轴承500的各个轴承单元501向外括张，扩张后，所述动压滑片轴承500内圈和转轴100之间的气体从相邻轴承单元501之间的缝隙排出，所述动压滑片轴承500内圈和转轴100之间气压稳定后形成稳定的气膜，转轴100在所述动压滑片轴承500内稳定浮起、正常工作。所述动压滑片轴承500外壁上设置的橡胶圈可以束缚轴承单元501，同时起到阻尼器的作用，减震吸能，防止所述动压滑片轴承500与定子之间产生刚性碰撞。
上述转子系统中涉及的推力轴承200为非接触式轴承。
优选的，推力轴承200为气体轴承，其具体可以为动压轴承、静压轴承或者动静压混合轴承中的任一种。
优选的，所述推力轴承210的推力轴承壳体204的两个内侧端面或一个内侧端面通过弹性体202固定有箔片201，弹性体202与箔片201、推力轴承壳体204之间均为粘接。
作为优选，箔片201为环形，箔片201的外径大于推力盘300的外径，箔片201与推力盘300端面之间留有间隙，推力轴承壳体204上设置推力轴承进气口203，进气时，气流流入箔片201与推力盘300之间的空隙形成气膜，在轴向上对转轴100进行位移限制。
本实施例中，推力轴承壳体204与固定件502固定为一体或各自分别固定。
优选的，所述推力盘210端面涂覆四氟乙烯防磨涂层。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种吸尘器，包括外壳和吸尘头；其特征在于，所述外壳两端分别连接电机和吸尘头，所述电机输出端连接涡轮；还包括电机，所述电机包括转子系统，所述转子系统，包括转轴，所述转轴上设置动压滑片轴承，所述动压滑片轴承包括至少两块相同的轴承单元，各所述轴承单元拼装组成圆环状的轴承体，所述轴承体外壁平行于端面设置至少一圈凹槽，所述凹槽内设置弹性体；所述动压滑片轴承套设于转轴上且与转轴外周设有预定间隙，所述动压滑片轴承外周套设有固定件且与固定件之间存在间隙；
所述转子系统还包括推力盘和推力轴承，所述推力盘与转轴固定连接或一体成型，所述推力轴承包括箔片、弹性体和推力轴承壳体，所述推力轴承壳体罩设在推力盘外并套设于转轴上；所述推力轴承壳体的两个内侧端面或一个内侧端面通过弹性体固定所述箔片，所述箔片为环形，所述箔片的外径大于推力盘的外径，所述箔片与推力盘端面之间留有间隙；所述推力轴承壳体上设置推力轴承进气口，
所述转轴上设置一对动压滑片轴承；所述电机包括电机组件，所述电机组件包括套设于转轴上的定子磁极及线圈，所述转轴位于定子磁极及线圈内的轴段设置磁芯；所述外壳内设置过滤装置、将外壳隔成两部分，靠近所述吸尘头的部分为集尘腔，远离所述吸尘头的部分容纳所述电机，所述转轴靠近过滤装置的一头上套设涡轮。
2.根据权利要求1所述的吸尘器，其特征在于，所述外壳和吸尘头之间设置把杆。
3.根据权利要求2所述的吸尘器，其特征在于，所述把杆和外壳之间设置软管。
4.根据权利要求1所述的吸尘器，其特征在于，所述电机外部罩设箱体，所述箱体底部设置滚轮。
5.根据权利要求1所述的吸尘器，其特征在于，所述集尘腔内设置有防回流罩。
6.根据权利要求1所述的吸尘器，其特征在于，所述电机组件设置在一对所述动压滑片轴承的中间或左侧或右侧。
7.根据权利要求1所述的吸尘器，其特征在于，所述轴承外壁和固定件之间设有防止周向转动的防转动件，所述防转动件为销、销钉或键。
8.根据权利要求7所述的吸尘器，其特征在于，所述防转动件沿径向连接轴承的外壁和固定件，所述轴承和防转动件在径向方向滑动配合。
9.根据权利要求1所述的吸尘器，其特征在于，所述固定件为轴承壳体或定子。
10.根据权利要求1所述的吸尘器，其特征在于，所述推力盘及推力轴承设置在动压滑片轴承的左侧或/和右侧。
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