CN1319370A - 清洁表面用的涡轮刷 - Google Patents

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Abstract

一种清洁表面用的涡轮刷(1;10),它具有配备抽气口(19)的外罩(6),转动刷(2),涡轮(8),此涡轮具有配备叶片(11)的转子(10)和与刷子(2)工作连接,抽吸嘴(15)和抽气管(14)连接至抽气装置;该外罩(6)具有壳体(13),在其中涡轮(8)被转动支承以便沿转动轴转动;抽吸嘴(15)位于上述刷子(2)和上述涡轮(8)之间,以便由抽气口(19)抽取空气流,通入刷子(2)和随后通向涡轮(8);涡轮(8)的壳体(13)具有至少一个唇部(21;30)从涡轮(8)叶片(11)的外端(22)突起一定距离,此距离范围为上述涡轮(8)的上述转子(10)直径的约0.001%至约0.1%。

Description

清洁表面用的涡轮刷
本发明涉及一种清洁表面用的涡轮刷，例如用于清洁织物表面，挂毯，家具，绒面布，地毯等。
通常，涡轮刷具有配备硬毛的转动刷，该刷由设有径向叶片的涡轮带动。转动刷和涡轮被转动地支承在外罩的两个相应的壳体内。外罩具有抽气口，其中放置转动刷，以及位于转动刷和涡轮之间的抽吸嘴。与抽气装置连接的抽气管与抽吸嘴和涡轮壳体连通。
当抽气装置工作时，空气流，尘土和其它碎屑通过抽气口，抽吸嘴和抽气管以及撞击涡轮的叶片，引起它转动。涡轮借助齿带传输转动运动至刷子，以及带硬毛的刷子转动通过被清洁的表面(织物表面，它可能是垫层，挂毯，家具，绒面布，地毯等)，以及尘土和碎屑被抽气装置产生的空气流抽走。
在这种类型的涡轮刷中，涡轮必须供给的动力除了要克服刷子和涡轮轴与它们的支承轴承之间产生的摩擦外，还要克服刷子硬毛与被清洁表面之间产生的摩擦。
当空气流通过抽吸嘴以足够的能量撞击涡轮时，涡轮供给该功率。
为了发挥空气流能量的最大效率，涡轮的叶片必须被抽吸嘴释放的整个气流撞击。为此目的，涡轮通常定位成使其底部叶片对着抽吸嘴出口以及其外端非常接近外罩的底部。
涡轮这样定位的缺点是由于离开抽吸嘴的气流和涡轮叶片之间的间歇相互作用而产生的高空气动力噪声水平。
为了降低噪声水平，曾尝试增加叶片外端和外罩底部之间的距离。然而，这样做的结果使涡轮功率减少。
本发明人认为，这种功率的减少是由于部分空气流在涡轮壳体内倒流，设有传输能量至上述涡轮和变成耗散源。
本发明的目的是降低涡轮刷的噪声水平，而又不损害涡轮供给的功率。
按照本发明，实现上述目的的方法是提供一种清洁表面用的涡轮刷，包括配备抽气口的外罩，配备硬毛的转动刷，具有配备叶片转子的涡轮，与上述刷子工作连接，抽吸嘴和抽气管与抽气装置连接，上述外罩具有壳体，上述涡轮被可转动地支承着，以便绕转动轴转动，上述抽气口位于上述刷子和上述涡轮之间，用以从上述抽气口抽取空气流，传送至上述刷子和随后至上述涡轮，其特征在于上述涡轮的上述外罩具有至少一个唇部，从上述涡轮的叶片外端突起的距离为上述涡轮转子直径的约0.001％至约0.1％。
在特殊情况下，上述距离范围为上述转子直径的约0.002％至约0.02％。
最好，上述距离为上述转子直径的约0.002％。
有利的是，上述至少一个唇部设成相对于平行于被清洁表面的轴的角度为约-60°至约180°，唇部的起点在上述涡轮转动轴上并指向上述刷子，在相对于上述涡轮转动方向的相反方向上测量的角度为正角度。
最好，上述角度范围为约-40°至约130°。
有利的是，上述角度为约1°。
按照一项改型，上述角度为约120°。
有利的是，上述涡轮的上述外罩具有两个唇部，从上述叶片的外端突起至上述距离，上述两个唇部设成各相对于平行于被清洁表面轴的角度为约-60°至约180°，唇部的起点在上述涡轮转动轴上并指向上述刷子，在相对于上述涡轮转动方向的相反方向测量的角度为正角度。
最好，上述两个唇部设成相对于平行于被清洁表面轴的角度由约-40°至约130°。
在特殊的情况下，上述两个唇部中的一个设成相对于平行于被清洁表面轴的角度约20°，而另一个设成相对于被清洁表面轴的角度约45°。
有利的是，上述涡轮刷具有消声器与上述涡轮的上述壳体连接，上述消声器具有预定的体积和借助挡板连接至上述涡轮的上述壳体，挡板具有预定数目的预定尺寸的孔，上述体积，上述孔数及其尺寸的数值足以阻尼至少一种预定的声频。
最好，上述消声器的体积范围为上述涡轮总体积的约1％至约20％，以及上述孔的直径范围为约0.5mm至约5mm和长度范围为约0.5至约4mm，其数目范围为1至100。
在特殊情况下，上述消声器的体积为上述涡轮总体积的约7％，以及上述孔的直径为约2.5mm和长度为约1.5mm，其数目等于35。
有利的是，上述挡板具有的孔隙率，即其孔隙与实体面积之比为约1％至约50％。
最好，上述孔隙率的范围为约5％至约20％。
有利的是，上述消声器具有的高度是相对于上述挡板和纵向横截面的平面之间的相互作用线测定的，它假设该值与被阻尼的频率呈反比。
最好，上述挡板具有高度的范围为约1mm至约30mm。
在特殊的情况下，上述高度的范围为约6mm至约12mm。
有利的是，上述抽吸嘴具有宽度b和高度h之间的宽高比b/h的范围为由约3至约7。
在按照本发明的涡轮刷中使用一个或两个唇部，它从涡轮壳体突起和非常接近涡轮叶片的外端，对在涡轮顶部和它的壳体之间循环空气流的形成构成了有效的障碍，因此，它可以发挥撞击涡轮的空气喷气流中所含的全部能量以及获得它最大的功率。
作为其结果，可以绕着涡轮保留适合于吸收噪声的空间，事实上，在按照本发明的涡轮刷内有可能将叶片的外端安排在除去唇部区外离开涡轮壳体一定距离处，由于不存在循环气流而不会损害涡轮的性能。
此外，与涡轮壳体连接的消声器可以选用适合的尺寸以阻尼最困拢的声频。因此，它可以是多功能的，即可以消除一个以上的声频，从而大大降低涡轮产生的噪声。
本发明的其它特征和优点将通过下述的本发明相关实施例和附图来说明，附图中：
图1是按照本发明的涡轮刷的纵向局部剖面图；
图2是沿图1内平面Ⅱ-Ⅱ的横剖面图；
图3是按照图1的涡轮刷改进型的纵向局部剖面图；
图4是沿图3内平面Ⅳ-Ⅳ的横剖面图。
图1和2示出的涡轮刷1用于清洁表面，例如挂毯，家具，绒面布，地毯等。涡轮刷1具有配备硬毛3的转动刷2。
刷子2具有轴4，可转动地支承在外罩6的壳体5内。刷子2按图1平面内反时针方向转动，它由涡轮8通过齿带9和带齿的轮带动(图中未示出)。涡轮8具有轴7和配备径向叶片11的转子10，两个端盘12与叶片整体制成。涡轮8的轴7可转动地支承在外罩6的壳体13内。抽气管14固定在外罩6上与涡轮8的壳体13贯通，以及连接至抽气装置(图中未示出，因为它是技术熟练人员已知的)。刷子2位于壳体5的底部区的抽气口19内，抽吸嘴15位于刷子2的壳体5和涡轮8的壳体13之间外罩6的底部区。抽吸嘴15具有进气口16，它开在刷子2的底部附近，以及出气口18，它暴露在涡轮8叶片11的底部附近。
涡轮8的壳体13被带有孔23的带孔的挡板20和带有孔27的带孔的挡板26限定，它们的功能见下述。带孔的挡板20具有与它整体制成的唇部21，该唇部21向涡轮8突出。唇部21具有的高度范围为由约3mm至约8mm，在特殊情况下为约5mm。唇部21的末端24离开叶片11的外端22一定距离，根据涡轮刷的结构特征，此距离应尽可能小。此距离的范围为涡轮8转子10直径的约0.001％至0.1％。在特殊的情况下，它的范围为转子10直径的约0.002％至约0.02％，以及最好为约0.002％。例如，此距离的范围为约0.05mm至约5mm；在特殊情况下，它的范围为约0.1mm至约1mm以及最好，为约0.1mm，而涡轮的直径为约55mm。唇部21倾斜定位，相对于平行于被清洁表面的轴的角度为-60°至约180°，唇部的起点在涡轮8转动轴7的轴线17上并指向刷子2，在相对于涡轮转动方向的相反方向上测量的角度为正角度。例如，上述角度的范围为由约-40°至约130°。在特殊情况下，唇部21位于相对于平行于被清洁表面的轴约1°。
唇部21的功能是当抽气装置工作时，防止进入抽气口19和通过抽气喷嘴15的空气流形成在壳体13顶部内围绕涡轮8的反向气流。
多功能消声器25也位于刷子2的壳体5和涡轮8的壳体13之间。消声器25具有与带孔挡板20连接的消声室35和与带孔挡板26连接的消声室36。带孔的挡板20和26设置的孔23和27将消声器25的消声室35和36与涡轮壳体13连接起来。
消声器25按亥明霍兹(Helmholtz)谐振器原理工作。因此消声室35和36的体积及孔23和27的尺寸是这样选择的，使得可以阻尼被认为是最困扰的声频，以及按照技术熟练人员已知的准则在特殊的涡轮刷中定期测定。
消声器25的体积范围为涡轮转子总体积的约1％至约20％，以及在特殊的情况下，为上述总体积的约7％。消声器25的体积等于约6cm3。孔23和27具有直径范围为约0.5mm至5mm，以及在特殊的情况下为约2.5mm，以及其长度范围为从约0.5mm至约4mm，以及在特殊的情况下为约1.5mm。孔23的长度等于挡板20的厚度，而孔27的长度等于挡板26的厚度。孔23和27的数目范围为1至100，在特殊的情况下为35。挡板20和26的孔隙率指其孔隙与实体面积之比，其范围为从约1％至约50％，在特殊的情况下，其范围为从约5％至约20％。
消声器25具有的高度是相对于挡板20和26与纵向横截面的平面之间的相互作用线测定的，其假设该值与被阻尼的频率呈反比。因此，消声器的体积具有的高度在规定阻尼较高频率的区域内较小。消声器具有高度的范围为约1mm至约30mm，最好为约6mm至约12mm。例如，消声室36确定用于阻尼高频率和消声室35确定用于阻尼低频率。然而，消声器25也可由单个消声室组成。
抽吸嘴15具有宽度b和高度h之间的宽高比b/h的范围为从约3至约7。抽吸嘴15的尺寸有助于降低涡轮产生的噪声，而不引起功率损失。
当抽气装置工作时，空气流通过抽气口19，抽吸嘴15和抽气管14以及清除通过绒面布或地毯的转动刷2硬毛3作用卷起的灰尘和碎屑。由抽吸嘴15释放的空气流撞击涡轮8的叶片11，引起它转动。涡轮8依次借助带有预定减速比的齿带9引起刷子2转动。
涡轮刷1提供了双重的优点，以有效的方式利用撞击涡轮空气流的能量以及由于空气流和涡轮叶片之间的间歇相互作用而大大降低了噪声。
按照本发明的涡轮刷有可能实现降低噪声水平至3dB(分贝)以及提高功率，以及，因此，相对于没有唇部的结构，提高涡轮的转数至50％。
图3和4示出按照图1涡轮刷1的改进型涡轮刷100，图中相同的部件标注以相同的图号。
涡轮刷100具有带有孔23的带孔挡板120以及带有孔27的带孔挡板26，这些挡板以约180°角度绕着涡轮8。唇部30与涡轮刷1的唇部21相似，与带孔挡板120制成整体。唇部30的末端31位于离叶片11的外端22一定距离处，此距离的范围为由涡轮8的转子10的直径约0.001％至约0.1％，在特殊的情况下为约0.002％。例如，此距离的范围为0.05mm至约5mm，以及在特殊的情况下为约0.1mm，而涡轮转子10的直径为约55mm。唇部30设成相对于平行于被清洁表面的轴夹约120°的角度，唇部30的起点在涡轮8转动轴7的轴线17上并指向刷子2，在相对于上述涡轮转动方向的相反方向上测量的角度为正角度。唇部30类似于唇部20，它可防止在隔段13的顶部形成绕着涡轮8的反向气流。
按照此改型，在涡轮刷100内，除了唇部30外，还可以在带孔挡板120上设置类似于涡轮刷1的唇部20的第二唇部，在这种情况下，唇部20和30设成各相对于平行于被清洁表面的轴的角度的范围为约60°至约180°，在特殊的情况下，为约-40°至约130°。例如，唇部30设成相对于平行于被清洁表面的轴的角度为约-20°。唇部21配合唇部30工作，以防止空气流反向流动至隔段13的顶部绕着涡轮8。
涡轮刷100具有多功能消声器125，它具有连接带孔挡板120的消声室135和连接带孔挡板26的消声室36。消声器125的尺寸和工作形式与涡轮刷1的消声器25相似。消声器125也可以由单消声室组成。
涡轮刷100的功能与涡轮刷1相似以及具有相同的优点。

Claims (19)

1．一种清洁表面用的涡轮刷(1；100)，包括配备抽气口(19)的外罩(6)；配备硬毛(3)的转动刷(2)，涡轮(8)，此涡轮具有配备叶片(11)的转子(10)和与上述刷子(2)工作连接；抽吸嘴(15)和抽气管(14)连接至抽气装置，上述外罩(6)具有壳体(13)，在其中上述涡轮(8)被可转动地支承着以便绕转动轴转动，上述抽吸嘴(15)位于上述刷子(2)和上述涡轮(8)之间，以便从上述抽气口(19)抽取空气流，通向上述刷子(2)和随后通向上述涡轮(8)，其特征在于，上述涡轮(8)的上述壳体(13)具有至少一个唇部(21；30)从上述涡轮(8)叶片(11)的外端(22)突起的距离为上述涡轮(8)的上述转子(10)直径的约0.001％至约0.1％。
2．按照权利要求1的涡轮刷(1；100)，其特征在于上述距离范围为上述转子(10)直径的约0.002％至约0.02％。
3．按照权利要求1的涡轮刷(1；100)，其特征在于上述距离为上述转子(10)直径的约0.002％。
4．按照权利要求1的涡轮刷(1；100)，其特征在于上述至少一个唇部(21,30)设成相对于平行于被清洁表面的轴的角度范围为约-60°至约180°，该唇部的起点在上述涡轮(8)转动轴上并指向上述刷子(2)，在相对于上述涡轮(8)转动方向的相反的方向上测量的角度为正角度。
5．按照权利要求4的涡轮刷(1；100)，其特征在于上述角度范围为-40°至约130°。
6．按照权利要求5的涡轮刷(1；100)，其特征在于上述角度为约1°。
7．按照权利要求5的涡轮刷(1；100)，其特征在于上述角度为约120°。
8．按照权利要求1的涡轮刷(1；100)，其特征在于上述涡轮(8)的上述壳体(13)具有两个唇部(30,21)由上述叶片(11)的外端(22)突起至上述距离，上述两个唇部(30,21)设成各相对于平行于被清洁表面的轴的角度范围为约-60°至约180°，唇部的起点在上述涡轮(8)转动轴上并指向上述刷子(2)，在相对于上述涡轮(8)转动方向的相反的方向上测量的角度为正角度。
9．按照权利要求8的涡轮刷(1；100)，其特征在于上述两个唇部(30,21)设成各相对于平行于被清洁表面的上述轴的角度范围为约一40°至约130°。
10．按照权利要求9的涡轮刷(1；100)，其特征在于上述两个唇部(30,21)中的一个设成相对于平行于被清洁表面的上述轴的角度为约-20°，和另一个设成相对于平行于被清洁表面的上述轴的角度为约45°。
11．按照权利要求1的涡轮刷(1；100)，其特征在于它具有消声器(25；125)连接至上述涡轮(8)的上述壳体(13)，上述消声器(25,125)具有预定的体积以及借助设置预定数量的预定尺寸的孔(23,27)的挡板(20；26；120)连接至上述涡轮(8)的上述壳体(13)，上述体积，孔(23；27)的上述数量及它们的尺寸值足以阻尼至少一种预定的声频。
12．按照权利要求11的涡轮刷(1；100)，其特征在于上述消声器(25,125)的体积范围为上述涡轮总体积的约1％至约20％，以及上述孔(23；27)具有直径范围为约0.5mm至约5mm以及长度范围为约0.5mm至约4mm及数量范围为1至100。
13．按照权利要求12的涡轮刷(1；100)，其特征在于上述消声器(25；125)的体积为上述涡轮总体积的约7％，以及上述孔(23；27)具有直径约2.5mm，长度约1.5mm及数量等于35。
14．按照权利要求11的涡轮刷(1；100)，其特征在于上述挡板(20；26；120)具有的孔隙率，即孔隙与实体面积之比为由约1％至约50％。
15．按照权利要求14的涡轮刷(1；100)，其特征在于上述孔隙率范围为约5％至约20％。
16．按照权利要求11的涡轮刷(1；100)，其特征在于上述消声器(25；125)具有的高度是相对于至少一个挡板(20；26；120)和纵向横截面的平面之间的相互作用线测定的，它假设该值与被阻尼的频率呈反比。
17．按照权利要求16的涡轮刷(1；100)，其特征在于上述消声器(25；125)具有高度范围为约1mm至约30mm。
18．按照权利要求17的涡轮刷(1；100)，其特征在于上述高度范围为约6mm至约12mm。
19．按照权利要求1的涡轮刷(1；100)，其特征在于上述抽吸嘴(15)具有宽度b和高度h之间的宽度比b/h范围为约3至约7。
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