EP0651965B1 - Vacuum cleaner flow rate regulating sensor - Google Patents
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- EP0651965B1 EP0651965B1 EP19940420312 EP94420312A EP0651965B1 EP 0651965 B1 EP0651965 B1 EP 0651965B1 EP 19940420312 EP19940420312 EP 19940420312 EP 94420312 A EP94420312 A EP 94420312A EP 0651965 B1 EP0651965 B1 EP 0651965B1
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- A47L9/2842—Suction motors or blowers
Definitions
- the present invention relates to the operation of a dust vacuum cleaner, and more particularly a control and / or regulation of air flow and vacuum automatic.
- the present invention relates in particular to using the operation of a vacuum cleaner or more generally any household appliance using a air flow during operation.
- Another object of the invention lies in the implementation work of this optimization by extremely means simple and inexpensive, furthermore carrying out several functions.
- the objects of the present invention are achieved at using a vacuum cleaner with an electric motor controlling a fan, to create an internal depression and a suction air flow to transport the dust sucked into a dust collector as well as means engine speed control and / or regulation electric, connected to a pressure measuring device internal and at least one pressure measuring device differential air flow, said control means being suitable according to the result of the depression measurements and differential pressure to control and / or regulate in the speed of the electric motor to maintain below limit values, vacuum and flow rate air, characterized in that the device for measuring the differential pressure has at least two points of measurement mounted in the air flow on either side of a piece with a calibrated opening to create a loss dump.
- the vacuum cleaner 1 according to the invention and shown in Figure 1, comprises a frame 1a in which are formed a compartment 2, a measurement chamber 6 and a collector 4.
- the electric motor 2a driving the fan 2b is housed in compartment 2, which is in communication with Ambiant air.
- Compartment 2 also communicates with the measuring chamber 6 which leads to the collector 4.
- the manifold 4 is connected by an orifice 5b to a pipe 5 on which is arranged a nozzle (not shown in the figures) and intended to collect the dust sucked by the vacuum cleaner.
- the collector 4 contains a bag 3 allowing collect the dust collected and keep it in this last.
- the bag 3 is preferably made so as to be permeable to air flow 20 while trapping the dust sucked in and conveyed by said air flow 20, through the pipe 5, into the bag 3.
- the measuring chamber 6 providing the interface between compartment 2 and the manifold 4 comprises a part 10 provided with an opening 12 calibrated, to create a pressure drop in the air flow 20.
- Exhibit 10 shown in Figures 1, 2 and 3 shows an annular shape to partially obstruct the flow of the air flow 20. The latter therefore flows from the manifold 4 towards compartment 2 where the fan 2b is housed, in passing through the measurement chamber 6 and more particularly through the calibrated opening 12 presented by the part 10.
- the flow air 20 thus experiences a pressure drop when it passes through the measurement chamber 6.
- the part 10 has in a plane perpendicular to the direction of flow of the air flow 20, a solid disc 12a pierced with an opening 12 of preferably circular and calibrated.
- Exhibit 10 presents also a peripheral rim 14 and lugs of positioning 15 intended to position, stably, said part 10 inside the measurement chamber 6, by all known means.
- part 10 also comprises a tube 13 drilled and molded for example, whose drilling extends over the entire thickness of said piece 10, and intended to position a pressure sensor connected to a pressure switch for example. So room 10 is arranged in a room 6 measured between the dust collector 4 and the fan 2b, the suction air flow 20 circulating from manifold 4 to fan 2b.
- the vacuum cleaner according to the invention and shown in Figure 1 also includes a member for measuring a internal depression U3 produced by the fan, said member being arranged in the collector 4 in the vicinity of the orifice 5b for entering the air flow 20 coming from the pipe 5.
- the vacuum cleaner also includes a pressure measurement member differential U2 of the air flow 20, arranged in the measure 6.
- the measuring organs of depression U3 and differential pressure U2 are consisting of membrane pressure switches.
- U2 and U3 have two inputs separated by a membrane, which actuates a switch for a difference of determined pressure on either side of said membrane.
- the measurement points 7, 7a and 7b are for example constituted connecting tubes, one end of which opens into the atmosphere of a first pressurized zone, the other leading to a pressure switch input.
- the connecting tube can also be split and feed a second pressure switch.
- the second input of the pressure switch is either connected directly or via a tube connection to atmospheric pressure or to a pressurized area separate.
- the vacuum measurement unit U3 allows to detect through a measuring point 7 a pressure drop inside manifold 4 relative to at atmospheric pressure.
- the measuring device differential pressure U2 allows through measuring points 7a and 7b to detect a pressure drop between upstream and downstream of room 10, housed or fixed at inside the measuring chamber 6.
- the means of control and / or regulation include electrical contacts connected to an electrical circuit or electronic to vary the voltage electric motor supply. These electrical contacts are preferably made directly by the pressure switches U3 and U2 used in vacuum measurement devices U3 and differential pressure U2. So the contacts electric actuated by pressure switches allow partially or completely reduce engine power electric by any known means and in particular by a short circuit made at the terminals of an electrical resistance, which partially or fully performs the feeding electric of said electric motor. Preferably the electrical contacts actuated by pressure switches are connected in parallel in the electrical circuit or electric motor supply electronics. Of this way, the speed of the electric motor depends on the measurement made by the vacuum measurement unit U3 and the unit differential pressure measurement U2. Engine speed electric therefore has a variation either depending on the vacuum produced inside the manifold 4, ie function of the air flow flowing through the measure 6.
- the pressure switches U3 and U2 measuring and / or controlling depression and pressure respectively differential are tared on a value included between 130 and 150 millibars respectively and between 8 and 15 millibars, for calibrating the opening of the part 10 given annular, said pressure switches being intended to cut at least partially the power supply of the electric motor when the vacuum or differential pressure exceeds the taring value.
- a calibration of such a pressure switch is obtained by the use of a membrane having rigidity determined.
- the pressure switch and in particular the membrane activates an electrical contact only when the difference in pressure between the two inputs of said pressure switch is higher than the setting value of said pressure switch.
- the annular part 10 has a circular opening 12 with a diameter between 35 and 45 millimeters and preferably between 39 and 41 millimeters.
- a calibration of the opening 12 associated with a setting of the pressure switches corresponds to a power of optimal operation of the electric motor between 800 and 1400 Watts and preferably close to 1200 Watts.
- the measurement point 7b is preferably located in the measuring chamber 6 downstream of the part 10 and the point of measure 7a is located in the collector 4 and preferably at the outside of the bag 3 positioned in said collector 4 and collecting dust. Measuring point 7a is located therefore upstream of the part 10.
- the measurement points 7, 7a and 7b consist essentially of inlet ports of connecting tubes connected to the inputs of the pressure switches.
- the vacuum cleaner comprises in association with the U3 pressure switches and U2 of the U3 vacuum measurement and differential pressure U2, a pressure switch U1 calibrated on a value between 50 and 70 millibars on the one hand and connected by its inputs at measurement points 7 and 7a to determine the filling rate of the collector 4. So when the rate filling the dust bag 3 and therefore the collector 4 reaches a certain level, a depression substantially equal to 60 millibars is manifested between measuring points 7 and 7a. The electrical contact of the pressure switch U1 can then reduce the engine speed and supply a seeing for example.
- the vacuum cleaner comprises, in association with the organ of vacuum measurement U3 and the pressure measurement device differential U2, a second pressure measuring device differential U1 to determine the filling rate of the collector 4.
- the pressure switch U2 has an input, which communicates with measuring point 7b via a connecting tube 8a and the other inlet of which communicates with the measurement point 7a by a tube 8b, said pressure switch U2 used to determine a differential pressure in the air flow 20 upstream and downstream of part 10, upper at a value between 8 and 15 millibars.
- the pressure switch U3 tared for example at 130 millibars has an entry in communication with atmospheric pressure and a second input connected to measuring point 7 via a connecting tube 9. The pressure switch U3 thus measures the vacuum produced inside the collector 4 and the pipe 5 suction.
- Figure 4 shows a curve C1 representing the depression H as a function of the flow rate Q for a constant supply voltage to the electric motor.
- the electric power consumed by the motor electric is about 800 Watts while for a flow maximum and therefore for minimum depression, the electrical power consumed is approximately 1400 Watts, for an example of a given electric motor.
- the pressure switch U2 reduces the speed of the electric motor when the differential pressure measurement exceeds a value between 8 and 15 millibars and preferably 13 millibars corresponding to a maximum flow Q2 of the air flow 20.
- the pressure switch U3 reduces the speed of the electric motor when said depression H exceeds a maximum value H2 between 130 and 150 millibars.
- the operating points extremes defining the portion F of optimal functioning of the curve C1 are defined by a maximum flow rate Q2 equal to 28 liters per second, a minimum flow Q1 equal to 23 liters per second and a maximum depression H2, for the example of preferential realization of the vacuum cleaner in accordance with the invention.
- the part 10 can easily be replaced by another part 10 having a different calibrated opening 12, so as to obtain a different differential pressure and therefore a separate optimum flow rate.
- one or the other of the pressure switches U2 or U3 can easily be replaced by other pressure switches calibrated differently.
- the electric motor can be chosen from a different power range, which also has the consequence of modifying the optimal operation of the vacuum cleaner, which can be corrected by the choice of a different opening 12 for example.
- the vacuum cleaner according to the invention therefore has several parameters for optimal operation said vacuum cleaner in all kinds of uses.
- the measurement point 7 is deleted and the input of the pressure switch U3 is connected to the measurement point 7a.
- the setting of the pressure switch U1 is raised to a value between 130 and 180 millibars and for example equal to 150 millibars, and one of its inputs is connected to the atmospheric pressure.
- An advantage of the vacuum cleaner according to the invention lies in the permanent regulation of the operation said vacuum cleaner whatever the surface to be cleaned on which it is used. Indeed the engine speed depends information read or measured by pressure switches U1, U2 or U3 which also allow to operate the vacuum cleaner with optimal air flow and vacuum optimal on all kinds of surfaces to be cleaned.
- Another advantage of the vacuum cleaner according to the invention lies in the positioning of part 10 in a room 6 located between the collector 4 and the compartment 2 containing the electric motor 2a.
- Such an assembly allows also to produce a sufficient pressure drop for measure the flow of air Q drawn in and not to alter significantly the sound insulation that can present the whole vacuum cleaner.
- the noise reduction suction is obtained by limiting the air flow Q below a maximum value Q2, as well as by a limitation of depression below a maximum value of depression H2.
- the parasitic or annoying noise comes basically the speed of the air flowing in the vacuum cleaner, the morphology of the path of said passage air flow 20 as well as the speed of the electric motor 2a. This latter increases significantly when flow increases or when depression increases. These phenomena are basically happen when the operating point no longer in the F portion of the curve C1 shown diagrammatically in FIG. 4.
- a regulation of the suction according to the invention makes it possible to reduce the operating noise of said vacuum cleaner as well as reducing power consumption, unnecessary, during operations unsatisfactory for the user. otherwise the user obtains a sleep state from the vacuum cleaner if the the latter's nozzle is kept in the open air.
- part 10 is a part in molded plastic very cheap and easily mountable and removable in the vacuum cleaner.
- the pressure switches U1, U2 or U3 whose ratings do not go below one worth around 8 millibars are very inexpensive.
- the circular shape therefore symmetrical with respect to a axis located in the path of the air flow 20 and in a plane of extension perpendicular to said path of the air flow 20, of part 10 also reduces turbulence during of the passage of the air flow 20 through said part 10.
- Another advantage of the vacuum cleaner according to the invention lies in the use of a room 10 in which is formed a calibrated opening 12 preferably circular. Such a calibration makes it possible to limit a flow or to adapt it depending on the use of pressure switches tared to specific values, or using a motor electric of determined power. Such a room 10 therefore adapts universally to any vacuum cleaner.
- An additional advantage of the vacuum cleaner conforms to the invention lies in the operation of said vacuum cleaner with a dry air flow or a flow partially made up of liquid and air.
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Description
La présente invention concerne le fonctionnement d'un aspirateur de poussières, et plus particulièrement un contrôle et/ou une régulation débit d'air et de dépression automatique. La présente invention concerne notamment l'utilisation du fonctionnement d'un aspirateur ou plus généralement de tout appareil électroménager utilisant un flux d'air lors de son fonctionnement.The present invention relates to the operation of a dust vacuum cleaner, and more particularly a control and / or regulation of air flow and vacuum automatic. The present invention relates in particular to using the operation of a vacuum cleaner or more generally any household appliance using a air flow during operation.
Il est déjà connu dans l'art antérieur, en particulier dans le brevet GB-2016910 d'utiliser en combinaison, une limitation de la dépression créée par l'aspirateur et un moyen de contrôle du débit, lequel est constitué d'une part de capteurs de pression et d'autre part d'un couvercle agencé sur la sortie d'air du moteur électrique entraínant un ventilateur. Le couvercle réalise ainsi une résistance au flux d'air sortant du moteur. L'agencement du couvercle sur le moteur contribue à réduire la surface d'expulsion de l'air entre le moteur et le couvercle. Une telle réduction réalise une perte de charge dans le flux d'air, correspondant à une variation de pression, laquelle est mesurée par un capteur de pression. L'air expulsé par le moteur et canalisé par le couvercle agencé sur ledit moteur est ensuite expulsé du bâti de l'aspirateur par une ouverture. Ainsi il se crée une différence de pression entre une zone en amont de la surface d'expulsion réduite et le volume interne du bâti de l'aspirateur, lequel est en relation à travers l'ouverture avec la pression ambiante. La différence de pression entre ces deux zones et plus précisément la chute de pression, permet de connaítre et plus particulièrement de limiter le débit d'air de l'aspirateur. Une telle conception, associée à l'utilisation de capteurs de pression permet effectivement d'obtenir une régulation du fonctionnement de l'aspirateur mais présente néanmoins un certain nombre d'inconvénients. L'inconvénient majeure réside dans la forme du couvercle utilisé pour réaliser une perte de charge dans le flux d'air aspiré ainsi que dans le positionnement dudit couvercle. En effet, pour garder une perte de charge suffisante dans le flux d'air sortant du moteur la surface d'expulsion périphérique doit être réduite de manière considérable. Une telle réduction engendre une vitesse d'écoulement de l'air plus importante et par conséquent augmente le niveau sonore de l'aspirateur. L'utilisation d'un couvercle insonorisant s'avère ainsi indispensable. Un autre inconvénient de l'aspirateur tel que décrit dans l'art antérieur ci-dessus, réside dans l'imprécision que présente la mesure d'une pression différentielle. En effet après un certain temps de fonctionnement, l'encrassement du moteur d'une part et l'encrassement ou colmatage de l'ouverture altère fortement le contrôle du débit de l'aspirateur. Les capteurs de pression sont leurrés et ne répondent plus à un débit d'air effectif et réel du flux d'air aspiré. Un autre inconvénient de l'aspirateur décrit par la demande GB-2016910 réside dans un encombrement important de l'ensemble moteur-couvercle lequel doit être logé dans un compartiment à l'intérieur du bâti dudit aspirateur.It is already known in the prior art, in particular in GB-2016910 to use in combination, a limitation of depression created by the vacuum cleaner and a flow control means, which consists on the one hand pressure sensors and on the other hand a cover arranged on the air outlet of the electric motor causing a fan. The cover thus achieves resistance to air flow leaving the engine. The arrangement of the cover on engine helps reduce air expulsion area between the motor and the cover. Such a reduction achieves a pressure drop in the air flow, corresponding to a pressure variation, which is measured by a pressure sensor pressure. The air expelled by the engine and channeled by the cover arranged on said motor is then expelled from the frame from the vacuum cleaner through an opening. So it creates a pressure difference between an area upstream of the surface reduced expulsion and the internal volume of the the vacuum cleaner, which is connected through the opening with ambient pressure. The pressure difference between these two zones and more precisely the pressure drop, allows to know and more particularly to limit the air flow from the vacuum cleaner. Such a conception, associated using pressure sensors actually allows to obtain a regulation of the operation of the vacuum cleaner but nevertheless has a number of drawbacks. The major drawback is the shape of the cover used to achieve a pressure drop in the air flow sucked as well as in the positioning of said cover. In effect, to keep a sufficient pressure drop in the air flow exiting the engine the expulsion surface device should be reduced significantly. A such reduction generates an air flow velocity more important and therefore increases the noise level of the vacuum cleaner. The use of a soundproof cover is therefore essential. Another disadvantage of the vacuum cleaner as described in the prior art above, lies in the imprecision of measuring a differential pressure. Indeed after a certain time of operation, engine fouling on the one hand and fouling or clogging of the opening greatly alters vacuum cleaner flow control. The sensors pressure are lured and no longer respond to air flow actual and actual flow of aspirated air. Another downside of the vacuum cleaner described in application GB-2016910 resides in large dimensions of the motor-cover assembly which must be housed in a compartment inside the frame of said vacuum cleaner.
On connaít également le document US-A-4 733 431 dans lequel un aspirateur est pourvu de différents moyens de prise de pression différentielle pour donner à l'utilisateur une indication sur la mise en place correcte ou sur l'absence du sac récupérateur à l'intérieur de l'aspirateur. Les prises de pressions différentielles sont localisées par exemple entre le compartiment moteur et le compartiment destiné à recevoir le sac récupérateur de poussières ou entre l'entrée d'aspiration traversé par le flux d'air et le compartiment destiné à recevoir le sac récupérateur de poussières. Ainsi en fonction de la disposition correcte ou mauvaise ou de l'absence du sac à l'intérieur de l'aspirateur, l'utilisateur est prévenu à l'aide d'un signal lumineux et le moteur électrique est susceptible d'être coupé aux fins de sécurité. Les prises de pression différentielle décrites permettent également de détecter un colmatage trop important du sac récupérateur de poussières.We also know the document US-A-4,733,431 in which a vacuum cleaner is provided with different differential pressure tap means to give the user an indication on the correct installation or on the absence of the bag recuperator inside the vacuum cleaner. Differential pressure taps are located for example between the engine compartment and the compartment intended for receive the dust collection bag or between the suction inlet through which the air flow and the compartment intended to receive the dust collection bag. So depending on the correct or wrong arrangement or the absence of the bag inside of the vacuum cleaner, the user is informed by means of a light signal and the motor may be cut for safety. Pressure taps differential described also make it possible to detect an excessive clogging of the dust collection bag.
Un autre objet de l'invention réside dans le mise en oeuvre de cette optimisation par des moyens extrêmement simples et peu coûteux réalisant en outre plusieurs fonctions. Another object of the invention lies in the implementation work of this optimization by extremely means simple and inexpensive, furthermore carrying out several functions.
Les objets de la présente invention sont atteints à l'aide d'un aspirateur comportant un moteur électrique pilotant un ventilateur, pour créer une dépression interne et un flux d'air d'aspiration afin de transporter la poussière aspirée vers un collecteur de poussière ainsi que des moyens de contrôle et/ou de régulation du régime du moteur électrique, reliés à un organe de mesure d'une pression interne et à au moins un organe de mesure d'une pression différentielle du flux d'air, lesdits moyens de contrôle étant aptes en fonction du résultat des mesures de dépression et de pression différentielle à contrôler et/ou réguler en permanence le régime du moteur électrique pour maintenir en deçà de valeurs limites, la dépression et le débit du flux d'air, caractérisé en ce que l'organe de mesure de la pression différentielle comporte au moins deux points de mesure montés dans le flux d'air de part et d'autre d'une pièce pourvue d'une ouverture calibrée pour créer une perte de charge.The objects of the present invention are achieved at using a vacuum cleaner with an electric motor controlling a fan, to create an internal depression and a suction air flow to transport the dust sucked into a dust collector as well as means engine speed control and / or regulation electric, connected to a pressure measuring device internal and at least one pressure measuring device differential air flow, said control means being suitable according to the result of the depression measurements and differential pressure to control and / or regulate in the speed of the electric motor to maintain below limit values, vacuum and flow rate air, characterized in that the device for measuring the differential pressure has at least two points of measurement mounted in the air flow on either side of a piece with a calibrated opening to create a loss dump.
Des modifications de l'aspirateur selon la revendication 1 sont specifiées dans les revendications dépendantes 2 à 11.Modifications to the vacuum cleaner according to claim 1 are specified in dependent claims 2 to 11.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux à la lecture de la description donnée ci-après à titre d'exemples, non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 représente une vue d'ensemble en coupe de l'aspirateur conforme à l'invention,
- la figure 2 représente une vue de face de la pièce annulaire conforme à l'invention,
- la figure 3 représente une vue en coupe selon la direction A-A de la pièce annulaire conforme à l'invention,
- la figure 4 représente une courbe schématisant le fonctionnement de l'aspirateur conforme à l'invention,
- la figure 5 représente un exemple de montage des organes de mesure de dépression et de pression différentielle dans un aspirateur conforme à l'invention.
- FIG. 1 represents an overall sectional view of the vacuum cleaner according to the invention,
- FIG. 2 represents a front view of the annular part in accordance with the invention,
- FIG. 3 represents a sectional view in the direction AA of the annular part according to the invention,
- FIG. 4 represents a curve diagramming the operation of the vacuum cleaner according to the invention,
- FIG. 5 shows an example of mounting of the vacuum and differential pressure measurement members in a vacuum cleaner according to the invention.
L'aspirateur 1 conforme à l'invention et représenté à
la figure 1, comporte un bâti 1a dans lequel sont ménagés un
compartiment 2, une chambre de mesure 6 et un collecteur 4.
Le moteur électrique 2a pilotant le ventilateur 2b est logé
dans le compartiment 2, lequel est en communication avec
l'air ambiant. Le compartiment 2 communique également avec la
chambre de mesure 6 laquelle débouche sur le collecteur 4. Le
collecteur 4 est relié par un orifice 5b à un tuyau 5 sur
lequel est agencé un suceur (non représenté aux figures) et
destiné à collecter la poussière aspirée par l'aspirateur.
Avantageusement le collecteur 4 contient un sac 3 permettant
de récolter les poussières aspirées et de les maintenir dans
ce dernier. Le sac 3 est de préférence réalisé de manière à
être perméable au flux d'air 20 tout en emprisonnant les
poussières aspirées et véhiculées par ledit flux d'air 20, à
travers le tuyau 5, dans le sac 3. La chambre de mesure 6
réalisant l'interface entre le compartiment 2 et le
collecteur 4 comporte une pièce 10 pourvue d'une ouverture 12
calibrée, pour créer une perte de charge dans le flux d'air
20. La pièce 10 représentée aux figures 1, 2 et 3 présente
une forme annulaire pour obstruer partiellement l'écoulement
du flux d'air 20. Ce dernier circule donc du collecteur 4
vers le compartiment 2 où est logé le ventilateur 2b, en
passant par la chambre de mesure 6 et plus particulièrement
par l'ouverture 12 calibrée que présente la pièce 10. Le flux
d'air 20 subit ainsi une perte de charge lorsqu'il passe dans
la chambre de mesure 6. Avantageusement la pièce 10, présente
dans un plan perpendiculaire au sens de passage du flux d'air
20, un disque plein 12a percé d'une ouverture 12 de
préférence circulaire et calibrée. La pièce 10 présente
également un rebord périphérique 14 et des ergots de
positionnement 15 destinés à positionner, de manière stable,
ladite pièce 10 à l'intérieur de la chambre de mesure 6, par
tous moyens connus. En outre la pièce 10 comporte également
un tube 13 percé et moulé par exemple, dont le perçage
s'étend sur toute l'épaisseur de ladite pièce 10, et destiné
à positionner un capteur de pression relié à un pressostat
par exemple. Ainsi la pièce 10 est agencée dans une chambre
de mesure 6 ménagée entre le collecteur 4 de poussières et le
ventilateur 2b, le flux d'air 20 d'aspiration circulant du
collecteur 4 vers le ventilateur 2b.The vacuum cleaner 1 according to the invention and shown in
Figure 1, comprises a frame 1a in which are formed a
compartment 2, a
L'aspirateur conforme à l'invention et représenté à la
figure 1 comporte également un organe de mesure d'une
dépression interne U3 produite par le ventilateur, ledit
organe étant agencé dans le collecteur 4 au voisinage de
l'orifice 5b d'entrée du flux d'air 20 venant du tuyau 5.The vacuum cleaner according to the invention and shown in
Figure 1 also includes a member for measuring a
internal depression U3 produced by the fan, said
member being arranged in the collector 4 in the vicinity of
the
L'aspirateur, conforme à l'invention et représenté à
figure 1, comporte également un organe de mesure de pression
différentielle U2 du flux d'air 20, agencé dans la chambre de
mesure 6. Préférentiellement les organes de mesure de
dépression U3 et de pression différentielle U2 sont
constitués de pressostats à membranes. Les pressostats U2 et
U3 comportent deux entrées séparées par une membrane,
laquelle actionne un interrupteur pour une différence de
pression déterminée, de part et d'autre de ladite membrane.
Les points de mesure 7, 7a et 7b sont par exemple constitués
de tubes de liaison dont une extrémité débouche dans
l'ambiance d'une première zone pressurisée, l'autre
débouchant sur une entrée du pressostat. Le tube de liaison
peut également être divisé et alimenter un deuxième
pressostat. La deuxième entrée du pressostat est soit
branchée directement ou par l'intermédiaire d'un tube de
liaison à la pression atmosphérique ou à une zone pressurisée
distincte. Ainsi l'organe de mesure de dépression U3 permet
de détecter par l'intermédiaire d'un point de mesure 7 une
chute de pression à l'intérieur du collecteur 4 par rapport
à la pression atmosphérique. En outre l'organe de mesure de
pression différentielle U2 permet par l'intermédiaire des
points de mesure 7a et 7b de détecter une chute de pression
entre l'amont et l'aval de la pièce 10, logée ou fixée à
l'intérieur de la chambre de mesure 6. Par point de mesure 7,
7a ou 7b il faut entendre un moyen mettant en liaison la
membrane d'un pressostat et plus particulièrement un côté de
ladite membrane avec l'ambiance dans laquelle une pression
doit être mesurée. Ceci peut être avantageusement réalisé par
l'intermédiaire du tube percé 13 moulé, par exemple, dans la
structure de la pièce 10.The vacuum cleaner, according to the invention and shown in
Figure 1, also includes a pressure measurement member
differential U2 of the
Les moyens de contrôle et/ou de régulation comportent
des contacts électriques reliés à un circuit électrique ou
électronique permettant de faire varier la tension
d'alimentation du moteur électrique. Ces contacts électriques
sont de préférence réalisés directement par les pressostats
U3 et U2 utilisés dans les organes de mesure de dépression U3
et de pression différentielle U2. Ainsi les contacts
électriques actionnés par les pressostats permettent de
réduire partiellement ou totalement l'alimentation du moteur
électrique par tous moyens connus et notamment par un court
circuit réalisé aux bornes d'une résistance électrique,
laquelle réalise en partie ou totalement l'alimentation
électrique dudit moteur électrique. Préférentiellement les
contacts électriques actionnés par les pressostats sont
branchés en parallèle dans le circuit électrique ou
électronique d'alimentation du moteur électrique. De cette
manière, le régime du moteur électrique dépend de la mesure
faite par l'organe de mesure de dépression U3 et de l'organe
de mesure de pression différentielle U2. Le régime du moteur
électrique présente donc une variation soit en fonction de la
dépression réalisée à l'intérieur du collecteur 4, soit en
fonction du débit d'air s'écoulant à travers la chambre de
mesure 6.The means of control and / or regulation include
electrical contacts connected to an electrical circuit or
electronic to vary the voltage
electric motor supply. These electrical contacts
are preferably made directly by the pressure switches
U3 and U2 used in vacuum measurement devices U3
and differential pressure U2. So the contacts
electric actuated by pressure switches allow
partially or completely reduce engine power
electric by any known means and in particular by a short
circuit made at the terminals of an electrical resistance,
which partially or fully performs the feeding
electric of said electric motor. Preferably the
electrical contacts actuated by pressure switches are
connected in parallel in the electrical circuit or
electric motor supply electronics. Of this
way, the speed of the electric motor depends on the measurement
made by the vacuum measurement unit U3 and the unit
differential pressure measurement U2. Engine speed
electric therefore has a variation either depending on the
vacuum produced inside the manifold 4, ie
function of the air flow flowing through the
Avantageusement les pressostats U3 et U2 mesurant et/ou
contrôlant respectivement la dépression et la pression
différentielle sont tarés sur une valeur comprise
respectivement entre 130 et 150 millibars et entre 8 et 15
millibars, pour un calibrage de l'ouverture de la pièce 10
annulaire donné, lesdits pressostats étant destinés à couper
au moins partiellement l'alimentation du moteur électrique
lorsque la dépression ou la pression différentielle dépasse
la valeur de tarage. Un tarage d'un tel pressostat est obtenu
par l'utilisation d'une membrane présentant une rigidité
déterminée. Ainsi le pressostat et en particulier la membrane
n'actionne un contact électrique que lorsque la différence de
pression entre les deux entrées dudit pressostat est
supérieure à la valeur de tarage dudit pressostat. En outre
pour obtenir un fonctionnement optimal de l'aspirateur
conforme à l'invention, la pièce 10 annulaire présente une
ouverture 12 circulaire de diamètre compris entre 35 et 45
millimètres et de préférence compris entre 39 et 41
millimètres. Un calibrage de l'ouverture 12 associé à un
tarage des pressostats correspond à une puissance de
fonctionnement optimale du moteur électrique comprise entre
800 et 1400 Watts et de préférence voisine de 1200 Watts.Advantageously, the pressure switches U3 and U2 measuring and / or
controlling depression and pressure respectively
differential are tared on a value included
between 130 and 150 millibars respectively and between 8 and 15
millibars, for calibrating the opening of the
Le point de mesure 7b est de préférence situé dans la
chambre de mesure 6 en aval de la pièce 10 et le point de
mesure 7a est situé dans le collecteur 4 et de préférence à
l'extérieur du sac 3 positionné dans ledit collecteur 4 et
récoltant les poussières. Le point de mesure 7a se trouve
donc en amont de la pièce 10. Les points de mesure 7, 7a et
7b sont constitués essentiellement d'orifices d'entrée de
tubes de liaison reliés aux entrées des pressostats.The measurement point 7b is preferably located in the
measuring
Selon un mode préférentiel de réalisation de
l'aspirateur conforme à l'invention et schématisé à la figure
5, ce dernier comporte en association avec les pressostats U3
et U2 des organes de mesure de dépression U3 et de mesure de
pression différentielle U2, un pressostat U1 taré sur une
valeur comprise entre 50 et 70 millibars d'une part et relié
par ses entrées aux points de mesure 7 et 7a pour déterminer
le taux de remplissage du collecteur 4. Ainsi lorsque le taux
de remplissage du sac de poussières 3 et par conséquent du
collecteur 4 atteint un certain niveau, une dépression
sensiblement égale à 60 millibars se manifeste entre les
points de mesure 7 et 7a. Le contact électrique du pressostat
U1 peut alors réduire le régime du moteur et alimenter un
voyant par exemple.According to a preferred embodiment of
the vacuum cleaner according to the invention and shown diagrammatically in the figure
5, the latter comprises in association with the U3 pressure switches
and U2 of the U3 vacuum measurement and
differential pressure U2, a pressure switch U1 calibrated on a
value between 50 and 70 millibars on the one hand and connected
by its inputs at
Ainsi, l'aspirateur comporte, en association avec l'organe de mesure de dépression U3 et l'organe de mesure de pression différentielle U2, un second organe de mesure de pression différentielle U1 pour déterminer le taux de remplissage du collecteur 4.Thus, the vacuum cleaner comprises, in association with the organ of vacuum measurement U3 and the pressure measurement device differential U2, a second pressure measuring device differential U1 to determine the filling rate of the collector 4.
Le pressostat U2 présente une entrée, laquelle
communique avec le point de mesure 7b par l'intermédiaire
d'un tube de liaison 8a et dont l'autre entrée communique
avec le point de mesure 7a par un tube 8b, ledit pressostat
U2 servant à déterminer une pression différentielle dans le
flux d'air 20 en amont et en aval de la pièce 10, supérieure
à une valeur comprise entre 8 et 15 millibars. Le préssostat
U3 taré par exemple à 130 millibars présente une entrée en
communication avec la pression atmosphérique et une seconde
entrée reliée au point de mesure 7 par l'intermédiaire d'un
tube de liaison 9. Le pressostat U3 mesure ainsi la
dépression réalisée à l'intérieur du collecteur 4 et du tuyau
5 d'aspiration.The pressure switch U2 has an input, which
communicates with measuring point 7b via
a connecting tube 8a and the other inlet of which communicates
with the
Selon un mode de fonctionnement préférentiel de l'aspirateur conforme à l'invention et schématisé à la figure 4, il est avantageux de limiter le fonctionnement dudit aspirateur par un débit maximum d'une part et une dépression maximale d'autre part. La figure 4 représente une courbe C1 représentant la dépression H en fonction du débit Q pour une tension d'alimentation du moteur électrique constante. Pour une valeur du débit minimal correspondant à une dépression H maximale, la puissance électrique consommée par le moteur électrique est d'environ 800 Watts tandis que pour un débit maximum et par conséquent pour une dépression minimale, la puissance électrique consommée est d'environ 1400 Watts, pour un exemple de moteur électrique donné.According to a preferred operating mode of the vacuum cleaner according to the invention and shown diagrammatically in the figure 4, it is advantageous to limit the operation of said vacuum cleaner with maximum flow on the one hand and a vacuum maximum on the other hand. Figure 4 shows a curve C1 representing the depression H as a function of the flow rate Q for a constant supply voltage to the electric motor. For a minimum flow value corresponding to a vacuum H maximum, the electric power consumed by the motor electric is about 800 Watts while for a flow maximum and therefore for minimum depression, the electrical power consumed is approximately 1400 Watts, for an example of a given electric motor.
Par l'intermédiaire d'un aspirateur conforme à
l'invention, il est aisé de se limiter à une portion F de
fonctionnement optimal sur la courbe C1. En effet le
pressostat U2 réduit le régime du moteur électrique lorsque
la mesure de la pression différentielle dépasse une valeur
comprise entre 8 et 15 millibars et de préférence 13
millibars correspondant à un débit maximum Q2 du flux d'air
20. A l'inverse lorsque le débit du flux d'air 20 diminue,
c'est à dire que la dépression H augmente, le pressostat U3
réduit le régime du moteur électrique lorsque ladite
dépression H dépasse une valeur maximale H2 comprise entre
130 et 150 millibars. Le fonctionnement et par conséquent la
régulation automatique et permanente de l'aspirateur conforme
à l'invention sont obtenus entre deux points de
fonctionnement H1, Q1 et H2, Q2 extrêmes. Ces derniers
correspondent respectivement à une puissance électrique
consommée comprise entre 800 et 1400 Watts. Le maintien en
deçà de valeurs limites Q2 pour le débit, et H2 pour la
dépression, permet d'une part de ne pas dépasser un certain
niveau sonore et d'autre part de ne pas être confronté au
phénomène de collage ou d'accrochage du suceur sur la surface
à nettoyer, tout en maintenant un débit d'air Q aspiré
important ou suffisant pour le nettoyage, ledit débit Q se
trouvant compris entre 23 et 28 litres par seconde et de
préférence égal à 25 litres par seconde, pour l'exemple de
réalisation donné. Ainsi les points de fonctionnement
extrêmes définissant la portion F de fonctionnement optimal
de la courbe C1 sont définis par un débit maximal Q2 égal à
28 litres par seconde, un débit minimal Q1 égal à 23 litres
par seconde et une dépression maximale H2, pour l'exemple de
réalisation préférentielle de l'aspirateur conforme à
l'invention.Via a vacuum cleaner conforming to
the invention, it is easy to limit oneself to a portion F of
optimal operation on curve C1. Indeed the
pressure switch U2 reduces the speed of the electric motor when
the differential pressure measurement exceeds a value
between 8 and 15 millibars and preferably 13
millibars corresponding to a maximum flow Q2 of the
En outre la pièce 10 peut aisément être remplacée par
une autre pièce 10 présentant une ouverture 12 calibrée
différente, de manière à obtenir une pression différentielle
différente et par conséquent un débit optimal distinct. Il
est clair que pour adapter le niveau de dépression H à des
applications particulières on peut facilement remplacer l'un
ou l'autre des pressostats U2 ou U3 par d'autres pressostats
tarés de manière différente. A ce titre la relation entre le
débit Q et la pression différentielle h pour un fluide est
donnée par la formule :
L'aspirateur conforme à l'invention présente donc plusieurs paramètres pour obtenir un fonctionnement optimal dudit aspirateur dans tous genres d'utilisations.The vacuum cleaner according to the invention therefore has several parameters for optimal operation said vacuum cleaner in all kinds of uses.
Selon une variante de réalisation de l'aspirateur
conforme à l'invention, le point de mesure 7 est supprimé et
l'entrée du pressostat U3 est reliée au point de mesure 7a.
En outre, le tarage du pressostat U1 est porté à une valeur
comprise entre 130 et 180 millibars et par exemple égale à
150 millibars, et l'une de ses entrées est reliée à la
pression atmosphérique.According to an alternative embodiment of the vacuum cleaner
in accordance with the invention, the
Un avantage de l'aspirateur conforme à l'invention réside dans la régulation en permanence du fonctionnement dudit aspirateur quelque soit la surface à nettoyer sur laquelle il est employé. En effet le régime du moteur dépend des informations lues ou mesurées par les pressostats U1, U2 ou U3 lesquels permettent également de faire fonctionner l'aspirateur avec un débit d'air optimal et une dépression optimale sur tous genres de surfaces à nettoyer.An advantage of the vacuum cleaner according to the invention lies in the permanent regulation of the operation said vacuum cleaner whatever the surface to be cleaned on which it is used. Indeed the engine speed depends information read or measured by pressure switches U1, U2 or U3 which also allow to operate the vacuum cleaner with optimal air flow and vacuum optimal on all kinds of surfaces to be cleaned.
Un autre avantage de l'aspirateur conforme à l'invention
réside dans le positionnement de la pièce 10 dans une chambre
de mesure 6 située entre le collecteur 4 et le compartiment
2 contenant le moteur électrique 2a. Un tel positionnement de
la pièce 10, associé aux points de mesure 7a et 7b liés aux
deux entrées du pressostat U2 permet de mesurer le débit
effectif et réel de l'aspirateur indépendamment d'un
colmatage éventuel de filtres ou d'ouvertures par lesquels
passe le flux d'air aspiré 20. Un tel montage permet
également de produire une perte de charge suffisante pour
mesurer le débit d'air Q aspiré et de ne pas altérer
significativement l'isolation acoustique que peut présenter
l'ensemble de l'aspirateur. En outre la diminution du bruit
d'aspiration est obtenue par la limitation du débit d'air Q
en deçà d'une valeur maximale Q2, ainsi que par une
limitation de la dépression en deçà d'une valeur maximale de
dépression H2. En effet le bruit parasite ou gênant provient
essentiellement de la vitesse de l'air s'écoulant dans
l'aspirateur, de la morphologie du chemin de passage dudit
flux d'air 20 ainsi que du régime du moteur électrique 2a. Ce
dernier augmente significativement lorsque le débit augmente
ou lorsque la dépression augmente. Ces phénomènes se
produisent essentiellement lorsque le point de fonctionnement
de l'aspirateur ne se situe plus dans la portion F de la
courbe C1 schématisée à la figure 4. Ainsi une régulation de
l'aspiration conforme à l'invention permet de diminuer le
bruit de fonctionnement dudit aspirateur ainsi que de réduire
la consommation électrique, inutile, lors de fonctionnements
peu satisfaisants pour l'utilisateur. Par ailleurs
l'utilisateur obtient un état de veille de l'aspirateur si le
suceur de ce dernier est maintenu à l'air libre.Another advantage of the vacuum cleaner according to the invention
lies in the positioning of
Un autre avantage de l'aspirateur conforme à l'invention
réside dans l'utilisation de moyens extrêmement simples et
peu coûteux pour réaliser la régulation et/ou le contrôle
dudit aspirateur. En effet la pièce 10 est une pièce en
plastique moulé très bon marché et facilement montable et
démontable dans l'aspirateur. En outre les pressostats U1, U2
ou U3 dont les tarages ne descendent pas en dessous d'une
valeur de l'ordre de 8 millibars sont très peu coûteux. La
forme circulaire, par conséquent symétrique par rapport à un
axe situé dans le chemin du flux d'air 20 et dans un plan
d'extension perpendiculaire audit chemin du flux d'air 20, de
la pièce 10, permet également de réduire les turbulences lors
du passage du flux d'air 20 à travers ladite pièce 10.Another advantage of the vacuum cleaner according to the invention
lies in the use of extremely simple means and
inexpensive to perform regulation and / or control
of said vacuum cleaner. Indeed
Un autre avantage de l'aspirateur conforme à l'invention
réside dans l'utilisation d'une pièce 10 dans laquelle est
ménagée une ouverture calibrée 12 de préférence circulaire.
Un tel calibrage permet de limiter un débit ou de l'adapter
en fonction de l'utilisation de pressostats tarés à des
valeurs bien précises, ou d'une utilisation d'un moteur
électrique de puissance déterminée. Une telle pièce 10
s'adapte donc de manière universelle à tout aspirateur.Another advantage of the vacuum cleaner according to the invention
lies in the use of a
Un avantage supplémentaire de l'aspirateur conforme à l'invention réside dans le fonctionnement dudit aspirateur avec un flux d'air sec ou un flux constitué partiellement de liquide et d'air.An additional advantage of the vacuum cleaner conforms to the invention lies in the operation of said vacuum cleaner with a dry air flow or a flow partially made up of liquid and air.
Claims (11)
- A vacuum cleaner (1) including an electric motor (2a) driving a fan (2b) for creating internal suction and a sucked-up flow of air (20) so as to convey sucked-up dust to a dust collector (4), as well as control and/or regulation means for controlling and/or regulating the speed of the electric motor, which means are connected to an internal pressure measuring member (U3) for measuring an internal pressure, and at least one differential pressure measuring member (U2) for measuring a differential pressure of the flow of air, said control means being suitable for continuously controlling and/or regulating the speed of the electric motor to maintain the suction and the flow rate of the flow of air within limit values, as a function of the results of the suction measurements and of the differential pressure measurements, said vacuum cleaner being characterized in that the differential pressure measuring member (U2) comprises at least two measurement points (7a and 7b) mounted in the flow of air on either side of a part (10) provided with a calibrated aperture (12) for creating headloss.
- A vacuum cleaner according to claim 1, characterized in that the part (10) is annular in shape so that it obstructs in part the flow of air.
- A vacuum cleaner according to claim 1 or 2, characterized in that the part (10) is disposed in a measurement chamber (6) provided between the dust collector (4) and the fan (2b), the sucked-up flow of air flowing from the dust collector (4) to the fan (2b).
- A vacuum cleaner according to any preceding claim, characterized in that the suction measuring member for measuring the suction produced by the fan is disposed in the dust collector (4) in the vicinity of an inlet orifice (5b) for the flow of air (20).
- A vacuum cleaner according to any preceding claim, characterized in that the suction measuring member (U3) and the differential pressure measuring member (U2) are constituted by diaphragm pressure-sensitive switch assemblies.
- A vacuum cleaner according to any preceding claim, characterized in that the control and/or regulation means comprise electrical contacts connected to an electrical or electronic circuit making it possible to vary the power supply voltage fed to the electric motor.
- A vacuum cleaner according to claim 6, characterized in that the electrical contacts are actuated by the pressure-sensitive switch assemblies (U2 and U3), said contacts being connected in parallel in the electrical or electronic circuit for powering the electric motor.
- A vacuum cleaner according to any one of claims 5 to 7, characterized in that the pressure-sensitive switch assemblies (U3 and U2) are rated at values lying respectively in the range 130 millibars to 150 millibars, and in the range 8 millibars to 15 millibars for a given calibration of the aperture in the annular part (10), said pressure-sensitive switch assemblies serving to interrupt or at least reduce the power supply to the electric motor whenever the suction or the differential pressure exceeds the corresponding rated value.
- A vacuum cleaner according to claim 8, characterized in that the annular part (10) is provided with a calibrated aperture (12) that is circular, that is of diameter lying in the range 35 millimeters to 45 millimeters, and preferably in the range 39 millimeters to 41 millimeters.
- A vacuum cleaner according to any one of claims 1 to 9, characterized in that, in association with the suction measuring member (U3) and the differential pressure measuring member (U2), it includes a second differential pressure measuring member (U1) for determining the filling level of the dust collector (4).
- A vacuum cleaner according to claim 10, characterized in that the second differential pressure measuring member (U1) is constituted by a diaphragm pressure-sensitive switch assembly rated at a value lying in the range 50 millibars to 70 millibars, and connected via its inlets to measurement points (7 and 7a) situated in the dust collector (4).
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