RU2826284C2 - Устройство для влажной уборки и чистящая головка - Google Patents

Устройство для влажной уборки и чистящая головка Download PDF

Info

Publication number
RU2826284C2
RU2826284C2 RU2023119603A RU2023119603A RU2826284C2 RU 2826284 C2 RU2826284 C2 RU 2826284C2 RU 2023119603 A RU2023119603 A RU 2023119603A RU 2023119603 A RU2023119603 A RU 2023119603A RU 2826284 C2 RU2826284 C2 RU 2826284C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
porous material
cleaning
pressure generator
liquid
fluid
Prior art date
Application number
RU2023119603A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2023119603A (ru
Inventor
Бастиан Йоханнес ДЕ ВИТ
Виллем ВИРСЕМА
Фокке Рулоф ВОРХОРСТ
Original Assignee
Версуни Холдинг Б.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Версуни Холдинг Б.В. filed Critical Версуни Холдинг Б.В.
Publication of RU2023119603A publication Critical patent/RU2023119603A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2826284C2 publication Critical patent/RU2826284C2/ru

Links

Abstract

Предложено устройство (278) для влажной уборки, содержащее чистящую головку (100). Чистящая головка имеет по меньшей мере одно впускное отверстие (142A) для грязи и пористый материал (168), содержащий слой пористого материала, прикрепленный с уплотнением к указанному по меньшей мере одному впускному отверстию для грязи. Устройство для влажной уборки также содержит узел (280) генератора пониженного давления, содержащий генератор (178) пониженного давления, который имеет выпускное отверстие. Генератор пониженного давления выполнен с возможностью приведения в действие для обеспечения потока от по меньшей мере одного впускного отверстия для грязи к выпускному отверстию генератора пониженного давления и через него и с возможностью отключения для прекращения потока. Узел генератора пониженного давления выполнен с возможностью ограничения прохода текучей среды из выпускного отверстия генератора пониженного давления к указанному по меньшей мере одному впускному отверстию для грязи при отключении генератора пониженного давления. Согласно другому аспекту чистящая головка включает в себя клапанный узел, выполненный с возможностью ограничения обратного потока по направлению к слою пористого материала, прикрепленному с уплотнением к впускному отверстию(-ям) для грязи. Технический результат заявленной группы изобретений заключается в повышении эффективности использования чистящей жидкости, а также исключении риска того, что плохо управляемая подача чистящей жидкости во время или даже после использования приведет к намачиванию окружающей среды чистящей жидкостью. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 57 ил., 9 табл.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к чистящей головке и устройству для влажной уборки, например устройству для влажной протирки, содержащему такую чистящую головку. Устройство для влажной уборки может использоваться, например, для очистки пола, поверхности внутри помещения или окна.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известны устройства для влажной уборки, например устройства для влажной протирки, которые удаляют воду с поверхности, подлежащей очистке. Такие устройства для влажной уборки также могут подавать чистящую жидкость, например воду, на поверхность, подлежащую очистке, а затем удалять жидкость, например, с помощью подходящей ткани.
Некоторые устройства для влажной уборки снабжены функцией сбора воды помощью электропривода для удаления воды с поверхности, подлежащей очистке. Например, пылесосы для влажной уборки могут собирать жидкость, создавая достаточную скорость воздуха (например, не менее 10 м/с) и /или мощность щетки, чтобы приложить достаточное усилие сдвига к каплям жидкости и заставить их попасть в устройство. Типичные значения энергопотребления для таких пылесосов являются относительно высокими, например порядка нескольких сотен ватт.
Дополнительная проблема может возникнуть, когда устройство для влажной уборки выполнено с возможностью подачи чистящей жидкости, а также сбора жидкости с помощью всасывания. Обеспечение обеих функций может, по меньшей мере в некоторых конструкциях, привести к неэффективному использованию чистящей жидкости.
Также может существовать риск того, что плохо управляемая доставка чистящей жидкости во время использования или даже после использования приведет к пропитыванию окружающего пространства чистящей жидкостью. Такое пропитывание поверхности, подлежащей очистке, по меньшей мере в некоторых обстоятельствах, не может быть легко устранено с помощью функции сбора устройства, в частности, когда используется система сбора с относительно низкой мощностью.
В некоторых конструкциях функция сбора может также создавать риск затруднения перемещения чистящей головки такого устройства для влажной уборки по влажной поверхности, подлежащей очистке.
В KR 940 001 037 Y1 раскрыт пылесос с влажной щеткой для влажной уборки.
В EP 366 182 A1 раскрыто чистящее устройство, содержащее слой взаимодействия с поверхностью, причем устройство подачи чистящей жидкости снабжен каналом для чистящей жидкости в слое взаимодействия с поверхностью для подачи чистящей жидкости на поверхность через слой взаимодействия с поверхностью, находящийся в контакте с поверхностью. Чистящее устройство дополнительно содержит отвод для грязной текучей среды, имеющий канал для грязной текучей среды в слое взаимодействия с поверхностью, для отвода грязной воды с поверхности через слой взаимодействия с поверхностью, находящийся в контакте с поверхностью, посредством пониженного давления.
В US 2019/082925 A1 раскрыто устройство для очистки поверхности, имеющее чистящую головку для поверхности, содержащую щетку для очистки твердой поверхности и щетку для чистки ковра. Устройство для очистки поверхности выполнено с возможностью работы в конфигурации для очистки твердой поверхности, при которой жидкость доставляется из по меньшей мере одной насадки на стержень мягкой щетки, и устройство для очистки поверхности может быть использовано в конфигурации для чистки ковров, при которой жидкость доставляется из по меньшей мере одной насадки к щетке для чистки ковров.
В DE 31 43 355 A1 раскрыта всасывающая насадка для всасывания жидкостей с практически горизонтальных поверхностей. Всасывающая насадка имеет корпус насадки, который снабжен всасывающей насадкой и может быть соединен с самовсасывающим насосом или всасывающим вентилятором.
В US 2020/187737 A1 раскрыто устройство и способ приема и удержания мусора в накопительной камере пылесоса. Накопительная камера имеет впускное отверстие, через которое воздух, содержащий мусор, поступает в накопительную камеру. Когда пылесос выключен, внутренний клапан предотвращает выход мусора из накопительной камеры через впускное отверстие. Внутренний клапан выполнен с возможностью перемещения из первого герметичного положения, в котором внутренний клапан закрывает впускное отверстие камеры, во второе негерметичное положение, в котором внутренний клапан не закрывает впускное отверстие камеры.
В WO 2016/008773 A1 раскрыто т устройство для уборки поверхностей, содержащее ткань, размещенную на пористом материале, резервуар для сбора жидкости, поглощаемой указанной тканью, и приспособление для создания пониженного давления резервуаре, чтобы перекачивать жидкость из ткани в резервуар. Размер пор пористого материала составляет от 1 мкм до 50 мкм.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение определено формулой изобретения.
Согласно примерам в соответствии с аспектом настоящего изобретения предложено устройство для влажной уборки, содержащее: чистящую головку, имеющую по меньшей мере одно впускное отверстие для грязи, и пористый материал, содержащий слой пористого материала, прикрепленный с уплотнением к указанному по меньшей мере одному впускному отверстию для грязи; и узел генератора пониженного давления, содержащий генератор пониженного давления, имеющий выпускное отверстие генератора пониженного давления, причем генератор пониженного давления выполнен с возможностью приведения в действие для обеспечения потока для втягивания текучей среды из по меньшей мере одного впускного отверстия для грязи к выпускному отверстию генератора пониженного давления и через него, и отключения для прекращения потока, при этом генератор разрежения выполнен с возможностью ограничения прохода текучей среды из выпускного отверстия генератора разрежения к указанному по меньшей мере одному впускному отверстию для грязи по меньшей мере при отключении генератора пониженного давления
Слой пористого материала, прикрепленный с уплотнением к впускному отверстию(-ям) для грязи, может способствовать поддержанию пониженного давления во впускном отверстии(-ях) для грязи с применением потока, подаваемым генератором пониженного давления, включенным в устройство для влажной уборки, или без него.
Область сбора жидкости слоя пористого материала может быть, например, ограничена креплением с уплотнением слоя пористого материала вокруг, например, каждого из по меньшей мере одного впускного отверстия для грязи.
Прикрепление с уплотнением может быть реализовано любым подходящим способом, например, путем приклеивания или присоединения сваркой слоя пористого материала вокруг каждого из по меньшей мере одного впускного отверстия для грязи, например, приклеивания и/или присоединения сваркой слоя пористого материала вокруг одной или более трубок, отверстие(-я) которых образуют впускные отверстие(-я) для грязи. В некоторых неограничивающих примерах непроницаемая часть, например полимерная пленка, прикрепленная с уплотнением на поверхности слоя пористого материала, поверхность которого открыта во впускное отверстие(-ия) для грязи и вокруг впускного отверстия(-ий) для грязи.
Пористый материал, хотя и не обязательно слой пористого материала, включенный в пористый материал, может быть выполнен с возможностью контакта с жидкостью на поверхности, подлежащей очистке.
Пористый материал может, например, содержать пористую ткань и/или пористый поролон. Пористая ткань может, например, представлять собой ткань из микроволокна.
Поверхностное натяжение жидкости, удерживаемой в порах пористого материала, может способствовать поддержанию пониженного давления. Это поверхностное натяжение может быть преодолено, что означает удаление воздушно-жидкостной поверхности в точке (или точках) на внешней стороне пористого материала, который входит в контакт с жидкостью на поверхности, подлежащей очистке, вызывая перенос жидкости через пористый материал в направлении впускного отверстия(-ий) для грязи.
Однако, когда генератор пониженного давления отключен, например, будучи выключенным после использования устройства для влажной уборки, потере пониженного давления может содействовать проникновение текучей среды, например окружающего воздуха, через выпускное отверстие генератора пониженного давления. Это может привести к выделению жидкости, например, в виде капель, из пористого материала.
После очистки, например протирки поверхности, подлежащей очистке, может оказаться нежелательным, чтобы после отключения генератора пониженного давления жидкость высвобождалась через пористый материал, например, обратно на поверхность, подлежащую (или подвергнутую) очистке, и/или во время переноса устройства для влажной уборки к месту его хранения.
По этой причине узел генератора пониженного давления выполнен с возможностью ограничения, например блокировки прохода текучей среды из выпускного отверстия генератора пониженного давления к впускному отверстию(-ям) для грязи по меньшей мере при отключении генератора пониженного давления, например, при выключении генератора пониженного давления. Таким образом, понижение давления в закрытом впускном отверстии(-ях) для грязи может быть лучше сохранено после отключения генератора пониженного давления. Это может устранить проблему высвобождения жидкости из пористого материала, например, после очистки поверхности, подлежащей очистке, и/или во время размещения устройства для влажной уборки в месте хранения после использования.
В некоторых вариантах осуществления генератор пониженного давления выполнен с возможностью ограничения обратного потока текучей среды из выпускного отверстия генератора пониженного давления в направлении по меньшей мере одного впускного отверстия для грязи по меньшей мере при отключении генератора пониженного давления.
Генератор пониженного давления может содержать насос прямого вытеснения. Такой насос прямого вытеснения может способствовать поддержанию пониженного давления во впускном отверстии(-ях) для грязи после того, как генератор пониженного давления был отключен, например выключен, поскольку конструкция насоса по своей сути ограничивает обратный поток из выпускного отверстия насоса. Это, в свою очередь, может устранить проблему выделения жидкости из пористого материала, например, после очистки поверхности, подлежащей очистке, и/или во время размещения устройства для влажной уборки в месте хранения после использования.
Если генератор пониженного давления содержит или представляет собой такой насос прямого вытеснения, узел генератора пониженного давления может, например, состоять из генератора пониженного давления, поскольку сам генератор пониженного давления обеспечивает ограничение прохода текучей среды из выпускного отверстия генератора пониженного давления к указанному по меньшей мере одному впускному отверстию для грязи при отключении генератора пониженного давления.
В некоторых вариантах осуществления генератор пониженного давления представляет собой шланговый насос, мембранный насос или поршневой насос. Эти типы насосов можно рассматривать в качестве примеров вышеупомянутого насоса прямого вытеснения.
Шланговый насос может, например, включать в себя сжимаемый шланг, имеющий конец, образующий выпускное отверстие генератора пониженного давления, и поворотный узел компрессионного башмака, содержащий по меньшей мере один компрессионный башмак. Поворот узла компрессионного башмака и сопутствующее сжатие сжимаемого шланга по меньшей мере одним компрессионным башмаком может обеспечивать поток. Когда шланговый насос отключен, вращение узла компрессионного башмака может прекратиться, но оставляя компрессионный башмак(и), сжимающий сжимаемый шланг и, таким образом, ограничивающий прохождение текучей среды из выпускного отверстия генератора пониженного давления к указанному по меньшей мере одному впускному отверстию для грязи.
Вышеупомянутый мембранный насос и поршневой насос могут использовать аналогичный тип конструкции, в которой состояние покоя насоса, другими словами, когда насос отключен, ограничивает обратный поток из выпускного отверстия насоса в направлении впускного отверстия(-ий) для грязи.
В некоторых вариантах осуществления узел генератора пониженного давления содержит клапанный узел, выполненный с возможностью ограничения обратного потока текучей среды к указанному по меньшей мере одному впускному отверстию для грязи по меньшей мере при отключении генератора пониженного давления.
Генератор пониженного давления может иметь впускное отверстие генератора пониженного давления, и клапанный узел может быть выполнен с возможностью ограничения указанного обратного потока текучей среды между впускным отверстием генератора пониженного давления и по меньшей мере одним впускным отверстием для грязи.
В качестве альтернативы или дополнительно проход для текучей среды может быть ограничен между выпускным отверстием генератора пониженного давления и впускным отверстием генератора пониженного давления, например, как описано выше в отношении насоса прямого вытеснения, входящего в состав или образующего генератор пониженного давления.
Клапанный узел может иметь любую подходящую конструкцию. В некоторых вариантах осуществления клапанный узел выполнен с возможностью ограничения обратного потока текучей среды к указанному по меньшей мере одному впускному отверстию для грязи, в ответ на отключение генератора пониженного давления.
Такой клапанный узел может рассматриваться как содержащий «активный» клапан, который срабатывает для закрытия системы (путем ограничения обратного потока текучей среды к впускному отверстию(-ям) для грязи) при отключении генератора пониженного давления.
В качестве альтернативы или дополнительно клапанный узел может содержать одноходовой клапан, выполненный с возможностью предотвращения переноса текучей среды в направлении по меньшей мере одного впускного отверстия для грязи.
Одноходовой клапан может рассматриваться как «пассивный» клапан. Такой одноходовой клапан может быть выполнен с возможностью обеспечения потока текучей среды, например воздуха и/или жидкости, из пористого материала, но предотвращения возврата текучей среды, например воздуха и/или жидкости, к впускному отверстию(-ям) для грязи при отключении генератора пониженного давления или после нее. Может быть предусмотрена любая подходящая конструкция одноходового клапана, такая как шаровой обратный клапан.
В неограничивающем примере дополнительная часть пористого материала, например, изготовленная из ткани из микроволокна, расположена между слоем пористого материала и выпускным отверстием генератора пониженного давления. Дополнительная часть пористого материала может обеспечивать поток текучей среды, например воздуха и/или жидкости, из слоя пористого материала, но ограничивать возврат текучей среды, например воздуха и/или жидкости, к слою пористого материала (по меньшей мере) при отключении генератора пониженного давления.
В некоторых вариантах осуществления между впускным отверстием(-ями) для грязи и выпускным отверстием генератора пониженного давления образован уплотненный путь для потока.
Он может способствовать поддержанию пониженного давления.
В альтернативных вариантах осуществления поступление текучей среды, например воздуха, может происходить через одну или более область устройства для влажной уборки, помимо выпускного отверстия генератора пониженного давления и пор пористого материала.
Однако в таких альтернативных вариантах осуществления конфигурация узла генератора пониженного давления может, тем не менее, способствовать поддержанию пониженного давления путем (по меньшей мере) ограничения прохода текучей среды от выпускного отверстия генератора пониженного давления в направлении впускного отверстия(-ий) для грязи.
В некоторых вариантах осуществления узел генератора пониженного давления содержит клапанный узел, например клапанный узел, описанный выше, расположенный между одной или более областями и впускным отверстием(-ями) для грязи, чтобы таким образом ограничивать обратный поток из одной или более областей к впускному отверстию(-ям) для грязи. В таких вариантах осуществления клапанный узел может, например, ограничивать обратный поток из одной или более областей в дополнение к ограничению прохода текучей среды из выпускного отверстия генератора пониженного давления в направлении впускного отверстия(-ий) для грязи.
В некоторых вариантах осуществления предельный диаметр пор пористого материала, измеренный с использованием ASTM F316 - 03, 2019, испытание A, равен или больше 15 мкм.
Опытным путем было обнаружено (как дополнительно описано в настоящем документе ниже), что предельный диаметр пор, равный или превышающий 15 мкм, может способствовать поддержанию относительно большого пониженного давления, обеспечивая при этом, чтобы поры были достаточно большими для эффективного переноса жидкости через них. В отношении последнего следует отметить, что это наблюдение подтверждается теорией, при этом отметим, что при аппроксимации с использованием уравнения Пуазейля при меньших порах сопротивление потоку может увеличиваться до четырех степеней.
Аналогичным образом, давление точки пузырька пористого материала, измеренное с использованием ASTM F316 - 03, 2019, испытание A, может быть равно или меньше 13 500 Па.
В некоторых вариантах осуществления предельный диаметр пор пористого материала, измеренный с использованием ASTM F316 - 03, 2019, испытание A, равно 105 мкм или менее. Эта верхняя граница для предельного диаметра пор способствует обеспечению того, что пористый материал может поддерживать достаточное пониженное давление.
Аналогичным образом, давление точки пузырька пористого материала, измеренное с использованием ASTM F316 - 03, 2019, испытание A, может быть равно или больше 2 000 Па.
В некоторых вариантах осуществления предельный диаметр пор пористого материала, измеренный с использованием ASTM F316 - 03, 2019, испытание A, равен или больше 15 мкм и равен или меньше 105 мкм.
Ограничение расхода верхним пределом может способствовать сведению к минимуму риска того, что поры не смогут выдержать пониженного давления и, следовательно, «прорвутся», вследствие чего значительное количество воздуха попадет внутрь устройства для влажной уборки, что, в свою очередь, может потребовать более мощного насоса, потребляющего больше энергии.
В некоторых вариантах осуществления генератор пониженного давления выполнен с возможностью обеспечения расхода через пористый материал, который меньше или равен 2 000 см3/мин.
Такой расход может быть значительно ниже, чем для обычных пылесосов для влажной уборки, упомянутых выше. Поскольку мощность равна расходу, умноженному на разность давлений, путем объединения этого максимального расхода жидкости 2 000 см3/мин (0,03 л/с) с максимальной разностью давлений 13 500 Па в качестве сценария максимального потребления энергии, потребление энергии устройством для влажной уборки может быть сведено к минимуму. Это может позволить сделать устройство для влажной уборки относительно компактным, например, используя батарею меньшего размера, и/или иметь относительно длительное время работы.
В качестве альтернативы или дополнительно, генератор пониженного давления может быть выполнен с возможностью обеспечения расхода через пористый материал, который равен или больше 15 см3/мин.
Это может содействовать достаточно быстрому сбору жидкости с поверхности, подлежащей очистке. В некоторых вариантах осуществления может быть установлен более низкий предел 15 см3/мин, чтобы быть равным или превышать расход чистящей жидкости из выпускного отверстия(-ий) для чистящей жидкости, также включенного в чистящую головку.
В более общем случае, генератор пониженного давления может быть выполнен таким образом, что расход жидкости, если поток обеспечивается приведенным в действие генератором пониженного давления, находится в диапазоне от 15 до 2 000 см3/мин, предпочтительно от 40 до 2 000 см3/мин, более предпочтительно от 80 до 750 см3/мин и наиболее предпочтительно от 100 до 300 см3/мин.
Такой поток, т.е. расход, может использовать способность пористого материала поддерживать пониженное давление и может обеспечить достаточный сбор жидкости, при одновременном ограничении потребления энергии.
В альтернативном или дополнительном варианте поток, обеспечиваемый генератором пониженного давления на внутренней стороне устройства для влажной уборки между пористым материалом и генератором пониженного давления, установлен таким образом, что разность давлений между давлением на указанной внутренней стороне устройства для влажной уборки и атмосферным давлением находится в диапазоне от 2 000 Па до 13 500 Па, предпочтительно от 2 000 Па до 12 500 Па, более предпочтительно от 5 000 Па до 9 000 Па, наиболее предпочтительно от 7 000 Па до 9 000 Па.
В некоторых вариантах осуществления устройство для влажной уборки содержит накопительную емкость для грязной жидкости для сбора жидкости, причем генератор пониженного давления выполнен таким образом, что поток втягивает жидкость из по меньшей мере одного впускного отверстия для грязи в накопительную емкость для грязной жидкости.
В некоторых вариантах осуществления чистящая головка содержит по меньшей мере одно выпускное отверстие для чистящей жидкости, через которое обеспечена возможность подачи чистящей жидкости.
Устройство для влажной уборки может содержать устройство подачи чистящей жидкости, содержащий резервуар для чистящей жидкости для хранения чистящей жидкости, причем резервуар для чистящей жидкости выполнен с возможностью сообщения по текучей среде или сообщается по текучей среде с указанным по меньшей мере одним выпускным отверстием для чистящей жидкости.
Такое устройство подачи чистящей жидкости может, например, содержать резервуар для чистящей жидкости и узел доставки, например узел доставки, содержащий насос, для переноса чистящей жидкости к указанному по меньшей мере одному выпускному отверстию для чистящей жидкости и через него.
Устройство подачи чистящей жидкости и по меньшей мере одно выпускное отверстие для чистящей жидкости могут, например, быть выполнены с возможностью обеспечения непрерывной доставки чистящей жидкости к поверхности, подлежащей очистке. Такая непрерывная доставка может быть обеспечена, например, в то же время, когда генератор пониженного давления обеспечивает поток.
В некоторых вариантах осуществления устройство подачи чистящей жидкости содержит насос, выполненный с возможностью перекачивания чистящей жидкости из резервуара для чистящей жидкости в указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие для чистящей жидкости и через него.
В некоторых вариантах осуществления подача чистящей жидкости и генератор пониженного давления выполнены таким образом, что поток чистящей жидкости, доставляемый через по меньшей мере одно выпускное отверстие для чистящей жидкости, слабее, чем поток, обеспечиваемый генератором пониженного давления.
Это может способствовать тоиу, что поверхность, подлежащая очистке, не будет чрезмерно смочена чистящей жидкостью. Например, поток чистящей жидкости может находиться в диапазоне от 20 до 60 см3/мин, а поток, обеспечиваемый генератором пониженного давления, может находиться в диапазоне от 40 до 2 000 см3/мин, более предпочтительно от 80 до 750 см3/мин и наиболее предпочтительно от 100 до 300 см3/мин.
По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления устройство для влажной уборки представляет собой устройство для влажной протирки.
В других примерах устройство для влажной уборки может представлять собой или содержать, например, устройство для чистки окон, устройство для подметания или пылесос для влажной уборки, например контейнерного типа, стержневого типа или вертикального типа.
В некоторых примерах устройство для влажной уборки может представлять собой или содержать роботизированный пылесос для влажной уборки или роботизированное устройство для влажной протирки, выполненное с возможностью автономного перемещения, например в одном направлении для уборки, чистящей головки на поверхности, подлежащей очистке, такой как поверхность пола.
Устройство для влажной уборки может представлять собой устройство для влажной уборки с питанием от батареи, в котором обеспечена возможность запитывания генератора пониженного давления от батареи, электрически соединенной с генератором пониженного давления.
Эффект снижения энергопотребления, который может быть обеспечен пористым материалом, покрывающим впускное отверстие(-я) для грязи, в которое обеспечивается всасывание генератора пониженного давления, может сделать устройство для влажной уборки особенно подходящим для работы с питанием от батареи.
Согласно другому аспекту предложена чистящая головка для устройства для влажной уборки, причем чистящая головка содержит: по меньшей мере одно впускное отверстие для грязи; пористый материал, содержащий слой пористого материала, прикрепленный с уплотнением к указанному по меньшей мере одному впускному отверстию для грязи; и клапанный узел, выполненный с возможностью: обеспечения потока для втягивания текучей среды через пористый материал в указанное по меньшей мере одно впускное отверстие для грязи; и ограничения обратного потока в направлении слоя пористого материала.
Чистящая головка может обеспечить альтернативное решение той же проблемы, описанной выше в отношении устройства для влажной уборки. В связи с этим, чистящая головка содержит клапанный узел, выполненный с возможностью ограничения обратного потока по направлению к слою пористого материала. С помощью клапанного узла, ограничивающего обратный поток по направлению к слою пористого материала, клапанный узел может способствовать поддержанию пониженного давления в закрытом впускном отверстии(-ях) для грязи и, таким образом, устранить описанную выше проблему выделения жидкости через пористый материал, например, при отключении генератора пониженного давления.
Следует отметить, что впускное отверстие(-я) для грязи может быть соединено с таким генератором пониженного давления, включенным в устройство для влажной уборки, для обеспечения потока для втягивания текучей среды через пористый материал в указанное по меньшей мере одно впускное отверстие для грязи.
Клапанный узел может иметь любую подходящую конструкцию. В некоторых вариантах осуществления клапанный узел выполнен с возможностью ограничения указанного обратного потока текучей среды в ответ на стимул, например в ответ на отключение генератора пониженного давления.
Такой клапанный узел может рассматриваться как содержащий «активный» клапан, который срабатывает для ограничения обратного потока в ответ на воздействие.
В качестве альтернативы или дополнительно клапанный узел может содержать одноходовой клапан, выполненный с возможностью предотвращения переноса текучей среды в направлении слоя пористого материала.
Одноходовой клапан может рассматриваться как «пассивный» клапан. Такой одноходовой клапан может быть выполнен с возможностью обеспечения потока текучей среды, например воздуха и/или жидкости, из пористого материала, но предотвращения возврата текучей среды, например воздуха и/или жидкости, к слою пористого материала, например, при отключении и после отключения генератора пониженного давления. Может быть рассмотрена любая подходящая конструкция одноходового клапана, например шаровой обратный клапан.
В качестве неограничивающего примера клапанный узел содержит дополнительную часть из пористого материала, например, изготовленную из ткани из микроволокна. Дополнительная часть пористого материала может обеспечивать поток текучей среды, например воздуха и/или жидкости, из слоя пористого материала, но не допускать возврата текучей среды, например воздуха и/или жидкости, к слою пористого материала, например при отключении генератора пониженного давления.
В более общем случае, варианты осуществления, описанные в настоящем документе в отношении чистящей головки, могут быть применимы к устройству для влажной уборки, а варианты осуществления, описанные в настоящем документе в отношении устройства для влажной уборки, могут быть применимы к чистящей головке.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Примеры настоящего изобретения будут подробно описаны далее со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
на фиг. 1 схематично изображена нижняя сторона чистящей головки в соответствии с примером;
на фиг. 2 представлен схематический вид в разрезе распределительной полосы для чистящей жидкости, включенной в чистящую головку, показанную на фиг. 1;
на фиг. 3 схематически изображена нижняя сторона чистящей головки в соответствии со вторым примером, в котором материал для нанесения чистящей жидкости отсоединен от чистящей головки;
на фиг. 4 схематически изображена нижняя сторона чистящей головки, показанной на фиг. 3, с прикрепленной тканью для нанесения чистящей жидкости;
на фиг. 5A схематически изображен слой пористого материала и впускные отверстия для грязи приведенной в качестве примера чистящей головки;
на фиг. 5B представлен схематический вид в разрезе слоя пористого материала и впускных отверстий для грязи, показанных на фиг. 5A;
на фиг. 6A схематически изображен пример прикрепления с уплотнением слоя пористого материала вокруг впускных отверстий для грязи;
на фиг. 6B представлен схематический вид в разрезе приведенного в качестве примера прикрепления с уплотнением, показанного на фиг. 6A;
на фиг. 7А схематично изображен вариант прикрепления с уплотнением, показанного на фиг. 6А и 6В;
на фиг. 7B представлен схематический вид в разрезе приведенного в качестве примера прикрепления с уплотнением, показанного на фиг. 7A;
на фиг. 8 представлен схематический вид в разрезе варианта прикрепления с уплотнением, показанного на фиг. 7A и 7B;
на фиг. 9 представлен схематический вид в разрезе варианта прикрепления с уплотнением, показанного на фиг. 8;
на фиг. 10 представлены схематические изображения переноса текучей среды через три типовых пористых материала;
на фиг. 11 схематически изображено испытательное устройство для проверки поведения пористого материала при применении к нему жидкости и всасывания;
на фиг. 12 представлен график зависимости пониженного давления от времени на основе данных, полученных с использованием испытательного устройства, показанного на фиг. 11;
на фиг. 13 представлены несколько графиков зависимости давления от времени для пористых материалов, содержащих различное количество слоев пористого материала;
на фиг. 14 схематически изображено состояние переноса жидкости, промежуточный режим и последовательность конечного режима пористого материала при применении к нему всасывания;
на фиг. 15 представлено несколько графиков зависимости давления от времени для пористых материалов с различным размером пор;
на фиг. 16 схематически изображена приведенная в качестве примера чистящая головка, перемещаемая по поверхности, подлежащей очистке;
на фиг. 17-23 представлены схематические виды в разрезе пористого материала, установленного на опорном элементе;
на фиг. 24-30 схематически изображены различные приведенные в качестве примера чистящие головки;
на фиг. 31 схематически изображена приведенная в качестве примера чистящая головка, которая выполнена с возможностью качания на выступающем элементе таким образом, чтобы приводить часть нижней стороны чистящей головки в контакт с поверхностью, подлежащей очистке;
на фиг. 32A схематически изображен пример прикрепления с уплотнением слоя пористого материала вокруг впускных отверстий для грязи;
на фиг. 32B представлен схематический вид в разрезе приведенного в качестве примера прикрепления с уплотнением, показанного на фиг. 32A;
на фиг. 33A представлен вид конца чистящей головки в соответствии с примером;
на фиг. 33B представлен вид верхней стороны чистящей головки, показанной на фиг. 33A;
на фиг. 33C представлен схематический вид в разрезе выступающего элемента/съемного элемента в соответствии с одним примером;
на фиг. 33D представлен схематический вид в разрезе выступающего элемента/съемного элемента в соответствии с другим примером;
на фиг. 33E представлен схематический вид в разрезе приблизительного съемного элемента, содержащего дополнительный слой(-и) пористого материала и материал для нанесения чистящей жидкости;
на фиг. 33F представлен вид в перспективе чистящей головки, содержащей выступающий элемент/съемный элемент, показанный на фиг. 33C или 33D, и съемный элемент, показанный на фиг. 33E;
на фиг. 34 схематически изображено приведенное в качестве примера устройство для влажной уборки до (левая панель), во время (центральная панель) и после (правая панель) втягивания жидкости через пористый материал;
на фиг. 35 схематически изображено приведенное в качестве примера устройство для влажной уборки, содержащее генератор пониженного давления, который приведен в действие (левая панель) и отключен (правая панель);
на фиг. 36 схематически изображен генератор пониженного давления в виде шлангового насоса;
на фиг. 37A схематически изображены поры слоя пористого материала приведенного в качестве примера устройства для влажной уборки;
на фиг. 37B схематически изображено накопление пены в устройстве для влажной уборки, показанном на фиг. 37A;
на фиг. 37C графически проиллюстрировано рабочее окно устройства для влажной уборки, в частности, при запуске устройства для влажной уборки;
на фиг. 38 схематически изображено приведенное в качестве примера устройство для влажной уборки, содержащее узел генератора пониженного давления, имеющий генератор пониженного давления, датчик давления и контроллер;
на фиг. 39 схематически изображено приведенное в качестве примера устройство для влажной уборки, содержащее узел генератора пониженного давления, имеющий генератор пониженного давления и механический регулятор;
на фиг. 40 схематически изображено приведенное в качестве примера устройство для влажной уборки, генератор пониженного давления которого содержит гидравлический насос с ограничением давления;
на фиг. 41 схематически изображено приведенное в качестве примера устройство для влажной уборки, генератор пониженного давления которого содержит воздушный насос с ограничением давления;
на фиг. 42 схематически изображено приведенное в качестве примера устройство для влажной уборки в виде пылесоса для влажной уборки; и
На фиг. 43 схематически изображено приведенное в качестве примера устройство для влажной уборки в виде роботизированного пылесоса для влажной уборки.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение будет описано со ссылкой на фигуры.
Следует понимать, что хотя подробное описание и конкретные примеры представляют примеры осуществления аппарата, систем и способов, они предназначены исключительно для целей иллюстрации и не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения. Эти и другие признаки, аспекты и преимущества устройств, систем и способов согласно настоящему изобретению станут более понятными из нижеследующего описания, прилагаемой формулы изобретения и сопроводительных чертежей. Следует понимать, что фигуры являются лишь схематическими и изображены без соблюдения масштаба. Кроме того, следует понимать, что одинаковые ссылочные позиции использованы на всех фигурах для обозначения одинаковых или аналогичных деталей.
Предложено устройство для влажной уборки, содержащее чистящую головку. Чистящая головка имеет по меньшей мере одно впускное отверстие для грязи и пористый материал, содержащий слой пористого материала, прикрепленный с уплотнением к указанному по меньшей мере одному впускному отверстию для грязи. Устройство для влажной уборки также содержит узел генератора пониженного давления, содержащий генератор пониженного давления. Генератор пониженного давления имеет выпускное отверстие генератора пониженного давления. Генератор пониженного давления выполнен с возможностью приведения в действие для обеспечения потока от по меньшей мере одного впускного отверстия для грязи к выпускному отверстию генератора пониженного давления и через него и с возможностью отключения для прекращения потока. Узел генератора пониженного давления выполнен с возможностью ограничения прохода текучей среды из выпускного отверстия генератора пониженного давления к указанному по меньшей мере одному впускному отверстию для грязи по меньшей мере при отключении генератора пониженного давления. Согласно другому аспекту чистящая головка включает в себя клапанный узел, выполненный с возможностью ограничения обратного потока по направлению к слою пористого материала, прикрепленному с уплотнением к впускному отверстию(-ям) для грязи.
На фиг. 1 показана чистящая головка 100 в соответствии с неограничивающим примером. В частности, на фиг. 1 показана нижняя сторона 102 чистящей головки 100. Нижняя сторона 102 обращена к поверхности, подлежащей очистке (не видна на фиг. 1) с использованием чистящей головки 100.
На виде, представленном на фиг. 1, видно по меньшей мере одно выпускное отверстие 104 для чистящей жидкости, включенное в чистящую головку 100. Обеспечена возможность подачи чистящей жидкости через, например каждое из, по меньшей мере одного выпускного отверстия 104 для чистящей жидкости. Следует отметить, что на нижней стороне 102 чистящей головки 100 не обязательно должно быть предусмотрено по меньшей мере одно выпускное отверстие для чистящей жидкости, и в качестве альтернативы оно может быть предусмотрено в другом месте в чистящей головки 100 при условии, что чистящая жидкость может быть подана через выпускное отверстие(-ия) для чистящей жидкости для достижения поверхности, подлежащей очистке.
Чистящая жидкость может содержать воду или состоять из воды. Следовательно, чистящая жидкость может быть чистящей жидкостью на водной основе. В некоторых неограничивающих примерах, которые будут рассмотрены более подробно ниже, чистящая жидкость представляет собой водный раствор моющего средства.
В неограничивающем примере, показанном на фиг. 1, выпускные отверстия 104 для чистящей жидкости расположены в ряд по длине 106 чистящей головки 100. Это может помочь чистящей головке 100 смачивать поверхность, подлежащую очистке, чистящей жидкостью по длине 106 чистящей головки 100. Тем не менее, следует отметить, что может быть предусмотрена любая подходящая конфигурация или схема выпускных отверстий 104 для чистящей жидкости в случае, если могут применяться другие детали чистящей головки 100.
В конкретном примере, показанном на фиг. 1, в чистящую головку 100 включено шестнадцать выпускных отверстий 104 для чистящей жидкости, при этом отметим, что большее количество выпускных отверстий 104 для чистящей жидкости может способствовать повышению равномерности смачивания поверхности, подлежащей очистке. Таким образом, в чистящей головке 100 может быть предусмотрено любое подходящее количество выпускных отверстий 104 для чистящей жидкости, например, одно, два, три, четыре, пять, шесть, семь, восемь, девять, десять, одиннадцать, двенадцать, тринадцать, четырнадцать, пятнадцать, шестнадцать, семнадцать, восемнадцать, девятнадцать, двадцать или более.
В некоторых вариантах осуществления, например, в показанном на фиг. 1, чистящая головка 100 содержит полосу 108 для распределения чистящей жидкости. По меньшей мере некоторые, или в данном примере все выпускные отверстия 104 для чистящей жидкости, могут быть включены в полосу 108 для распределения чистящей жидкости, как показано.
На фиг. 2 представлен вид в разрезе полосы 108 для распределения чистящей жидкости, включенной в приведенную в качестве примера чистящую головку 100, показанную на фиг. 1. В этом неограничивающем примере полоса 108 распределения чистящей жидкости содержит канал 110, в который может подаваться чистящая жидкость, например, из подходящего резервуара для чистящей жидкости (не показанного на фиг. 2) через впускное отверстие 112.
Впускное отверстие 112 расположено на конце полосы 108 для распределения чистящей жидкости или вблизи него в примере, показанном на фиг. 2, однако также возможно, что впускное отверстие 112 расположено в центральном положении вдоль длины полосы 108 для распределения чистящей жидкости. В качестве альтернативы или дополнительно полоса 108 для распределения чистящей жидкости содержит множество впускных отверстий 112, например пару впускных отверстий 112, расположенных на противоположных концах полосы 108 для распределения чистящей жидкости.
Чистящая жидкость может выходить из полосы 108 для распределения чистящей жидкости через отверстия в полосе 108 для распределения чистящей жидкости, которые образуют выпускные отверстия 104 для чистящей жидкости. Такие отверстия могут иметь такой размер, чтобы прохождение чистящей жидкости, например чистящей жидкости на водной основе, через отверстия было ограничено благодаря поверхностному натяжению чистящей жидкости во время заполнения канала 110, но с одновременным прохождением чистящей жидкости через все отверстия полосы 108 для распределения чистящей жидкости после заполнения канала 110. Это может обеспечивать относительно равномерное смачивание поверхности, подлежащей очистке, по длине 106 чистящей головки 100.
С этой целью каждое выпускное отверстие 104 для чистящей жидкости может иметь, например, диаметр менее 1 мм, например диаметр в диапазоне от 0,1 до 1 мм, предпочтительно от 0,1 до 0,8 мм, наиболее предпочтительно от 0,1 до 0,5 мм, например около 0,3 мм.
Полоса 108 для распределения чистящей жидкости может быть выполнена из любого подходящего материала, такого как металл, металлический сплав, например, нержавеющая сталь, и/или полимер. Выполнение полосы 108 для распределения чистящей жидкости из полимера может сделать полосу 108 для распределения чистящей жидкости более легкой и/или дешевой в изготовлении.
Как показано на фиг. 1, чистящая головка 100 также содержит пористый материал, включающий слой 114 пористого материала или в некоторых примерах состоящий из него. Хотя на фиг. 1 это не видно, чистящая головка 100 имеет по меньшей мере одно впускное отверстие для грязи. Каждое из впускных отверстий для грязи покрыто слоем 114 пористого материала.
Слой 114 пористого материала может быть расположен между впускным отверстием(-ями) для грязи и поверхностью, подлежащей очистке, так что грязная жидкость на поверхности, подлежащей очистке, сначала переносится в поры слоя 114 пористого материала, а затем проходит из слоя 114 пористого материала во впускное отверстие(-я) для грязи.
На виде, представленном на фиг. 1, показана внешняя поверхность 116 слоя 114 пористого материала, причем внешняя поверхность 116 обращена к поверхности, подлежащей очистке.
Слой 114 пористого материала расположен на нижней стороне 102 чистящей головки 100 или вблизи нее. В более общем случае, пористый материал, хотя и не обязательно конкретно слой 114 пористого материала, включенный в пористый материал, может входить в контакт с поверхностью, подлежащей очистке, и/или жидкостью на поверхности, подлежащей очистке.
В неограничивающих примерах, в которых пористый материал содержит один или более дополнительных слоев пористого материала (не видны на фиг. 1), расположенных на внешней поверхности 116 слоя 114 пористого материала, внешняя поверхность дополнительного слоя пористого материала, наиболее удаленного от по меньшей мере одного впускного отверстия для грязи в направлении толщины пористого материала, может входить в контакт с поверхностью, подлежащей очистке.
Слой 114 пористого материала, покрывающий каждое из по меньшей мере одного впускного отверстия для грязи, может способствовать поддержанию пониженного давления во впускном отверстии(-ях) для грязи с приложением к нему постоянного потока или без него, например, с помощью генератора пониженного давления, например насоса, соединенного по текучей среде с впускным отверстием(-ями) для грязи.
Слой 114 пористого материала может, например, содержать пористую ткань и/или пористую пену или состоять из них. Пористая ткань может представлять собой, например, ткань из микроволокна.
Аналогично, каждый из вышеупомянутых одного или более дополнительных слоев пористого материала может содержать пористую ткань, например, ткань из микроволокна, и/или пористую пену или состоять из них.
Термином «ткань из микроволокна», используемым в настоящем документе, можно назвать ткань, образованную из синтетических волокон, причем ткань образована из нитей, титр которых составляет менее 1 децитекса.
Такие ткани из микроволокна могут содержать, например, полиэфирные волокна, полиамидные волокна и комбинации полиэфирных и полиамидных волокон.
Ткань из микроволокна может представлять собой, например, замшевую ткань из микроволокна.
В других примерах пористая ткань представляет собой натуральную замшу, например, изготовленную из замши, шкуры оленя, козы или овцы.
Поверхностное натяжение жидкости, удерживаемой в порах слоя 114 пористого материала, может способствовать поддержанию пониженного давления. Это поверхностное натяжение может быть преодолено в точке (или точках) на внешней поверхности 116 слоя 114 пористого материала, который входит в контакт с жидкостью, тем самым вызывая перенос жидкости через слой 114 пористого материала в направлении впускного отверстия(-ий) для грязи.
Пористый материал, например, содержащий ткань из микроволокна, может быть особенно подвержен износу, и такой износ может привести к риску ухудшения характеристик поддержания пониженного давления/сбора жидкости пористого материала. Соответственно, пористый материал может содержать множество слоев разного цвета, причем слои постепенно изнашиваются при использовании чистящей головки 100, так что цвет пористого материала служит индикатором износа.
В некоторых вариантах осуществления, например, в показанном на фиг. 1, пористый материал и/или слой 114 пористого материала, включенный в пористый материал, является или являются удлиненными таким образом, чтобы иметь наибольший размер, проходящий параллельно длине 106 чистящей головки 100.
В неограничивающем примере, изображенном на фиг. 1, слой 114 пористого материала расположен в другом месте по ширине 118 чистящей головки 100 относительно выпускных отверстий 104 для чистящей жидкости.
В некоторых вариантах осуществления, например, изображенном на фиг. 1, чистящая головка 100 содержит часть 120, обращенную к поверхности, подлежащей очистке. Одно или более выпускных отверстий 104 для чистящей жидкости могут быть выполнены с возможностью подачи чистящей жидкости в часть 120 чистящей головки 100.
Хотя выступающий элемент не виден на виде, представленном на фиг. 1, он может быть установлен рядом с частью 120, причем выступающий элемент выступает из чистящей головки 100 в направлении поверхности, подлежащей очистке. Выступающий элемент можно рассматривать как элемент, установленный в чистящей головке 100 отдельно относительно части 120.
Благодаря выступающему характеру выступающего элемента выступающий элемент может иметь ограниченный контакт с поверхностью, подлежащей очистке. Выступающий элемент может, например, иметь меньшую площадь контакта с поверхностью, подлежащей очистке, чем часть 120.
По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления выступающий элемент содержит пористый материал. Таким образом, сопротивление движению чистящей головки 100 по поверхности, подлежащей очистке, может быть уменьшено из-за ограниченной площади контакта между пористым материалом и поверхностью, подлежащей очистке. Это будет описано более подробно ниже со ссылкой на фиг. 31.
В некоторых вариантах осуществления чистящую головку 100 можно качать на выступающем элементе в первом направлении, чтобы заставить часть 120 входить в контакт с поверхностью, подлежащей очистке, и качать на выступающем элементе во втором направлении, противоположном первому направлению, чтобы заставить часть 120 отделяться от поверхности, подлежащей очистке.
В таких вариантах осуществления выступающий элемент может рассматриваться как коромысло, позволяющее чистящей головке 100 качаться на части 120. Чтобы обеспечить эту функцию качания, выступающий элемент имеет ограниченный контакт с поверхностью, подлежащей очистке.
В некоторых вариантах осуществления, например, в неограничивающем примере, показанном на фиг. 3, чистящая головка 100 содержит часть 120 и дополнительную часть 122, обращенную к поверхности, подлежащей очистке. В таких вариантах осуществления слой 114 пористого материала может быть расположен между частью 120 и дополнительным частью 122.
Хотя это и незаметно на виде, представленном на фиг. 3, если чистящая головка 100 содержит вышеописанный выступающий элемент, выступающий элемент может быть установлен между частью 120 и дополнительным частью 122. Таким образом, выступающий элемент может представлять собой элемент, установленный отдельно как относительно части 120, так и дополнительной части 122. Таким образом, чистящую головку 100 можно качать вперед на выступающем элементе, чтобы вызвать контакт части 120 с поверхностью, подлежащей очистке, и назад, чтобы вызвать контакт дополнительной части 122 с поверхностью, подлежащей очистке.
Независимо от того, содержит ли чистящая головка 100 выступающий элемент или нет, выпускное отверстие(-ия) 104 для чистящей жидкости может быть выполнено с возможностью подачи чистящей жидкости к части 120 и дополнительной части 122 чистящей головки 100.
В неограничивающем примере, показанном на фиг. 3, чистящая головка 100 содержит полосу 108 для распределения чистящей жидкости, отверстия в которой образуют выпускные отверстия 104 для чистящей жидкости, которые подают чистящую жидкость в часть 120, как описано выше в отношении фиг. 1 и 2, и дополнительную полосу 108 для распределения чистящей жидкости, дополнительные отверстия в которой образуют выпускные отверстия 104 для чистящей жидкости, которые подают чистящую жидкость в дополнительную часть 122.
Как полоса 108 для распределения чистящей жидкости, так и дополнительная полоса 124 для распределения чистящей жидкости могут проходить параллельно длине 106 чистящей головки 100, как показано на фиг. 3.
В некоторых вариантах осуществления, например, изображенном на фиг. 4, чистящая головка 100 содержит материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости, прилегающий к каждому из по меньшей мере одного выпускного отверстия 104 чистящей жидкости, причем материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости выполнен с возможностью нанесения чистящей жидкости на поверхность, подлежащую очистке. Другими словами, материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости может принимать чистящую жидкость, подаваемую из выпускного отверстия 104 для чистящей жидкости, и переносить чистящую жидкость на поверхность, подлежащую очистке.
Материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости может, например, включать полиамидные и/или полиэфирные волокна.
В качестве альтернативы или дополнительно материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости содержит комбинацию более тонких волокон и более толстых волокон.
Более тонкие волокна могут, например, быть меньше или равны 1 децитексу, а более толстые волокна могут иметь толщину более 0,01 мм, например, толщина более толстых волокон может составлять около 0,05 мм.
Более толстые волокна, которые могут быть изготовлены из полиамида или сложного полиэфира, могут способствовать уменьшению трения между материалом 126, 128 для нанесения чистящей жидкости и поверхностью, подлежащая очистке, в то время как более тонкие волокна, например, изготовленные из полиамида или сложного полиэфира, могут способствовать улучшению удержания грязи.
Более толстые волокна могут также обеспечивать упругость материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости, тем самым сводя к минимуму уплотнение материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости.
Способность к уменьшению уплотнения более толстых волокон может быть особенно полезной в вариантах осуществления, в которых материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости включен в часть 120 и/или дополнительную часть 122, прилегающую к коромыслу выступающего элемента. Это связано с тем, что сведенное к минимуму уплотнение может способствовать обеспечению того, что при продолжительном использовании чистящей головки 100 постоянная степень качания выступающего элемента приводит к контакту материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости с поверхностью, подлежащей очистке.
Толщина материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости может быть в качестве альтернативы или дополнительно выбрана или ограничена, например, с учетом степени выступа выступающего элемента относительно части 120 и/или дополнительной части 122, чтобы свести к минимуму уплотнение материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости во время использования чистящей головки 100.
В вариантах осуществления, в которых материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости содержит комбинацию более тонких волокон и более толстых волокон, эти волокна могут быть расположены относительно друг друга любым подходящим способом. Например, материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости может содержать полосу из более толстых волокон, прилегающую к полосе из более тонких волокон. Каждая из таких полос может проходить вдоль длины 106 чистящей головки 100 таким образом, что толщина волокна чередуется в направлении ширины 118. Такая конфигурация может способствовать уменьшению трения, когда чистящая головка 100 перемещается в направлении, параллельном направлению ширины 118.
В вариантах осуществления, в которых материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости содержит как полиамидные, так и полиэфирные волокна, эти волокна могут быть расположены относительно друг друга любым подходящим способом. Например, материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости может содержать полосу полиамидных волокон, прилегающую к полосе полиэфирных волокон. Каждая из таких полос может проходить вдоль длины 106 чистящей головки 100, так что тип волокна чередуется в направлении ширины 118.
Материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости может, например, содержать подкладочный слой, который поддерживает материал, например материал, содержащий полиамид и/или полиэфирное волокно, который входит в контакт с поверхностью, подлежащей очистке. Подкладочный слой может быть выполнен из любого подходящего материала подкладочный ткани, такого как полиэстер.
Такой подкладочный слой может быть снабжен пучками, например, образованными из полиамидных и/или полиэфирных волокон. Такие пучки могут помочь материалу 126, 128 для нанесения чистящей жидкости следовать контурам поверхности, подлежащей очистке, и/или могут помочь материалу 126, 128 для нанесения чистящей жидкости удерживать частицы грязи, а также свести к минимуму риск царапин на поверхности, подлежащей очистке.
В некоторых вариантах осуществления материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости может отличаться от пористого материала (по меньшей мере) подкладочным слоем, например, описанным выше подкладочным слоем, поддерживающим пучки, которые включены в материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости, но не включены в пористый материал.
В некоторых неограничивающих примерах волокна, составляющие материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости, идентичны волокнам, составляющим пористый материал.
В альтернативных примерах одним из способов, которым материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости можно отличить от пористого материала, является размер, например титр, нитей и/или волокон соответствующих материалов, например нитей и/или волокон соответствующих материалов, входящих в контакт с поверхностью, подлежащей очистке. Например, волокна слоя(-ев) пористого материала, составляющие пористый материал, могут быть более тонкими, чем волокна материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости. В альтернативном или дополнительном варианте нити слоя(-ев) пористого материала, составляющие пористый материал, могут быть более тонкими, чем нити материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости.
Пористый материал, как правило, может быть более плотным, например, вследствие более плотного переплетения ткани из микроволокна, чем материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости.
В некоторых вариантах осуществления материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости содержит множество слоев разного цвета, причем эти слои постепенно изнашиваются при использовании чистящей головки 100 таким образом, что цвет материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости служит индикатором износа.
В некоторых вариантах осуществления материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости выполнен с возможностью отсоединения от каждого из по меньшей мере одного выпускного отверстия 104 для чистящей жидкости. Это может обеспечивать возможность замены материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости, например, после чрезмерного износа материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости, и/или возможность промывки материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости между использованиями. Износ может, например, указываться с помощью вышеописанных цветных слоев, содержащих материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости.
Материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости может быть прикреплен к чистящей головке 100, в частности к нижней стороне 102 чистящей головки 100 в неограничивающих примерах, показанных на фиг. 1-4, любым подходящим способом.
Как показано на фиг. 3, изображенная чистящая головка 100 содержит по меньшей мере один крепежный элемент 130A, 130B, 132A, 132B, в этом примере в виде липучих лент Velcro, которые входят в зацепление с дополнительным крепежным элементом(-ами) (не видны), на материале 126, 128 для нанесения чистящей жидкости. Дополнительный крепежный элемент(ы) может быть, например, включен или прикреплен к вышеописанному подкладочному слою материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости.
Могут быть предусмотрены альтернативные способы прикрепления, например, с возможностью отсоединения, материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости к чистящей головке 100 и, в частности, к указанному по меньшей мере одному выпускному отверстию 104 для чистящей жидкости, такие как использование попперов, расположения кнопок и кнопочных отверстий, застежки-молнии и т.д.
В некоторых вариантах осуществления, например, изображенном на фиг. 4, материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости содержит первую часть 126 для нанесения и вторую часть 128 для нанесения, причем слой 114 пористого материала расположен между первой частью 126 для нанесения и второй частью 128 для нанесения.
Когда первая часть 126 для нанесения включена в чистящую головку 100, первая часть 126 для нанесения чистящей может быть включена в вышеописанную часть 120 чистящей головки 100.
В вариантах осуществления, в которых материал для нанесения чистящей жидкости, например первая часть 126 для нанесения, включена в часть 120, данная часть может быть подходящей как для контакта с поверхностью, подлежащей очистке, так и для оказания помощи в очистке поверхности, подлежащей очистке, например, путем оказания помощи в нанесении чистящей жидкости на поверхность, подлежащую очистке.
Однако также представляется возможным, что материал для нанесения чистящей жидкости не включен в часть 120, например, если чистящая головка 100 поставляется без такого материала для нанесения чистящей жидкости. При таком сценарии часть 120, тем не менее, может быть пригодна для контакта с поверхностью, подлежащей очистке (в том смысле, что часть 120 может быть приведена в контакт с поверхностью, подлежащей очистке, без необходимости того, чтобы часть 120 включала материал для нанесения чистящей жидкости), хотя и с потенциально меньшей способностью к очистке, чем при сценарии, в котором материал для нанесения чистящей жидкости, например первая часть 126 для нанесения, включена в часть 120.
Первая часть 126 для нанесения может содержать вышеописанный дополнительный крепежный элемент(ы), который входит в зацепление с крепежным элементом(-ами) 130A, 130B, предусмотренным на чистящей головке 100 для включения первой части 126 для нанесения в часть 120.
Аналогично, когда вторая часть 128 для нанесения включена в чистящую головку 100, вторая часть 128 для нанесения может быть включена в вышеописанную дополнительную часть 122 чистящей головки 100.
В таких вариантах осуществления вторая часть 128 для нанесения может содержать описанный выше дополнительный крепежный элемент(ы), который входит в зацепление с крепежным элементом(-ами) 132A, 132B, предусмотренным на чистящей головке 100 для размещения второй части 128 для нанесения в дополнительной части 122.
В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере одно выпускное отверстие 104 для чистящей жидкости содержит по меньшей мере одну пару выпускных отверстий 104 для чистящей жидкости, причем слой 114 пористого материала расположен между выпускными отверстиями 104 для чистящей жидкости каждой пары.
В вариантах осуществления, в которых материал 126, 128 для для нанесения чистящей жидкости содержит первую часть 126 для нанесения и вторую часть 128 для нанесения, первая часть 126 для нанесения может находиться рядом с одним из выпускных отверстий 104 для чистящей жидкости указанной пары, при этом вторая часть 128 для нанесения находится рядом с другим из выпускных отверстий 104 для чистящей жидкости из указанной пары. Пример этого показан на фиг. 3 и 4.
По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления пористый материал, хотя и не обязательно конкретно слой 114 пористого материала, включенный в пористый материал, входит в контакт с тканью 126, 128 для нанесения чистящей жидкости.
При контакте пористого материала с материалом 126, 128 для нанесения чистящей жидкости часть чистящей жидкости может быть перенесена из материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости в пористый материал и во впускное отверстие(-я) для грязи. Данная конфигурация может способствовать предотвращению образования избытка чистящей жидкости в материале 126, 128 для нанесения чистящей жидкости и, таким образом, может способствовать сведению к минимуму чрезмерное смачивание поверхности, подлежащей очистке, например, посредством стекания чистящей жидкости с материала для нанесения чистящей жидкости на поверхность, подлежащую очистке. В качестве альтернативы или дополнительно, посредством пористого материала, входящего в контакт с материалом 126, 128 для нанесения чистящей жидкости, чистящая жидкость в последнем может быть использована для эффективного промывания пористого материала, покрывающего впускное отверстие(-ия) для грязи.
В неограничивающем примере слой 114 пористого материала входит в контакт с материалом 126, 128 для нанесения чистящей жидкости. В примерах, в которых пористый материал содержит один или более дополнительных слоев пористого материала (не видны на фиг. 3 и 4), расположенных на внешней поверхности 116 слоя 114 пористого материала, слой 114 пористого материала и/или дополнительный слой(-и) пористого материала может входить в контакт с материалом 126, 128 для нанесения чистящей жидкости.
Несмотря на то, что пористый материал входит в контакт с материалом 126, 128 для нанесения чистящей жидкости, оба этих материала также могут быть выполнены с возможностью вхождения в контакт с поверхностью, подлежащей очистке. Это может быть достигнуто любым подходящим способом. В некоторых вариантах осуществления, например в показанном на фиг. 3 и 4, краевая часть 134 пористого материала упирается в противоположную краевую часть 136 материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости. Таким образом, чистящая жидкость может сначала переноситься в материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости и только затем переноситься из материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости в пористый материал через примыкающие краевые части 134, 136 соответствующих материалов. Это может обеспечить улучшенное управление влажностью материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости.
В качестве альтернативы или дополнительно материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости может быть деформируемым для приведения по меньшей мере части материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости в контакт с пористым материалом.
Благодаря тому, что материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости выполнен с возможностью деформации для приведения по меньшей мере части материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости в контакт с пористым материалом, часть чистящей жидкости может быть перенесена из материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости в пористый материал особенно управляемым образом. Таким образом, чрезмерное смачивание поверхности, подлежащей очистке, например, путем стекания чистящей жидкости из материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости на поверхность, подлежащую очистке, может быть сведено к минимуму. В качестве альтернативы или дополнительно, путем деформации материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости таким образом, что по меньшей мере часть материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости входит в контакт с пористым материалом, чистящая жидкость в последнем может быть использована для эффективного ополаскивания пористого материала.
По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости выполнен с возможностью деформации при контакте с поверхностью, подлежащей очистке, и/или при смачивании жидкостью, например водой.
Такое смачивание может быть результатом подачи чистящей жидкости к материалу 126, 128 для нанесения чистящей жидкости из выпускного отверстия(-ий) для чистящей жидкости и/или присутствия жидкости на поверхности, подлежащей очистке.
В неограничивающем примере материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости содержит пучки, образованные из волокон, и опорный слой, поддерживающий пучки. Такие пучки могут быть деформируемыми для контакта с пористым материалом, например при контакте с поверхностью, подлежащая очистке, и/или при смачивании жидкостью, например водой.
В то время как пучки сохраняют контакт с пористым материалом, чистящая жидкость может переноситься через пучки из материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости в пористый материал.
В некоторых вариантах осуществления материал для нанесения чистящей жидкости является деформируемым для приведения краевой части 136 материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости в контакт с пористым материалом, например в контакт с краевой частью 134 пористого материала.
Краевая часть 136 материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости может, например, примыкать к (противоположной) краевой части 134 пористого материала, когда материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости деформирован, чтобы ввести краевую часть 136 материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости в контакт с пористым материалом.
В некоторых вариантах осуществления краевая часть 136 материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости выполнена с возможностью контакта с поверхностью, подлежащей очистке по меньшей мере, когда материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости деформирован для введения краевой части 136 материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости в контакт с пористым материалом. Таким образом, может быть обеспечено управление влажностью материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости , когда материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости входит в контакт с поверхностью, подлежащей очистке, тем самым сводя к минимуму риск чрезмерного смачивания поверхности, подлежащей очистке.
В неограничивающем примере материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости выполнен с возможностью деформации для приведения по меньшей мере части материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости в контакт со слоем 114 пористого материала указанного пористого материала. В примерах, в которых пористый материал содержит один или более дополнительных слоев пористого материала, деформация материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости вызывает контакт по меньшей мере части, например краевой части 136, материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости со слоем 114 пористого материала и/или дополнительным слоем(-ями) пористого материала.
В вариантах осуществления, в которых чистящая головка 100 содержит вышеописанный выступающий элемент, примыкающие противоположные краевые части 134, 136 пористого материала и материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости предпочтительно расположены между выступающим элементом и частью 120. Таким образом, избыток чистящей жидкости, вызванный выдавливанием из материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости между выступающим элементом и материалом 126, 128 для нанесения чистящей жидкости, например, путем качания чистящей головки 100 через выступающий элемент, может эффективно переноситься во впускное отверстие(-я) для грязи через пористый материал.
Следует отметить, что контакт между пористым материалом и материалом 126, 128 для нанесения чистящей жидкости может быть обеспечен на стороне материалов, контактирующих с поверхностью, подлежащей очистке. Это может помочь избежать попадания чистящей жидкости непосредственно в пористый материал без надлежащего смачивания материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости или промывания пористого материала.
В некоторых вариантах осуществления материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости является деформируемым для приведения по меньшей мере части материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости в контакт с пористым материалом между выступающим элементом и частью 120.
Таким образом, избыток чистящей жидкости, вызванный выдавливанием из материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости между выступающим элементом и материалом для нанесения чистящей жидкости, например, путем качания чистящей головки 100 на выступающем элементе, может эффективно переноситься во впускное отверстие(-я) для грязи через пористый материал.
В вариантах осуществления, в которых материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости содержит описанную выше первую часть 126 для нанесения и вторую часть 128 для нанесения, противоположная краевая часть 136 материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости может быть включена в первую часть 126 для нанесения, как показано на фиг. 4. Кроме того, еще одна краевая часть 138 пористого материала может примыкать к другой противоположной краевой части 140 второй части 128 для нанесения. Пример этого проиллюстрирован на фиг. 3 и 4.
Если вышеописанный выступающий элемент расположен между частью 120 и дополнительным частью 122, примыкающие противоположные краевые части 134, 136 пористого материала и первая часть 126 для нанесения предпочтительно расположены между выступающим элементом и частью 120, а примыкающие противоположные дополнительные краевые части 138, 140 пористого материала и вторая часть 128 для нанесения предпочтительно расположены между выступающим элементом и дополнительной частью 122.
Таким образом, избыток чистящей жидкости, вызванный выдавливанием из материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости между выступающим элементом и первой и второй частями 126, 128 для нанесения чистящей жидкости, например, путем качания чистящей головки 100 вперед и назад, соответственно, может эффективно переноситься во впускное отверстие(-я) для грязи через пористый материал.
Противоположная краевая часть 136 и/или дополнительная противоположная краевая часть 140 (при ее наличии) материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости может, например, быть выполнена с возможностью контакта с поверхностью, подлежащая очистке. Таким образом, влажность материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости может контролироваться, когда материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости входит в контакт с поверхностью, подлежащей очистке, тем самым сводя к минимуму риск чрезмерного смачивания поверхности, подлежащей очистке.
В некоторых вариантах осуществления первая часть 126 для нанесения выполнена с возможностью деформации для приведения по меньшей мере части первой части 126 для нанесения чистящей жидкости в контакт с пористым материалом между частью 120 и выступающим элементом, и/или вторая часть 128 для нанесения чистящей жидкости выполнена с возможностью деформации для приведения по меньшей мере части второй части 128 для нанесения чистящей жидкости в контакт с пористым материалом между дополнительным частью 122 и выступающим элементом.
На фиг. 5A представлен вид сверху, показывающий слой 114 пористого материала и по меньшей мере одно впускное отверстие 142A, 142B для грязи приведенной в качестве примера чистящей головки 100. На фиг. 5B представлен схематический вид в разрезе слоя 114 пористого материала и по меньшей мере одного впускного отверстия 142A, 142B для грязи, показанного на фиг. 5A.
В некоторых вариантах осуществления, таких как показанный на фиг. 5A и 5B, каждый из по меньшей мере одного впускного отверстия 142A, 142B для грязи образован отверстием трубы или труб 144A, 144B, соединенных по текучей среде или выполненных с возможностью соединения с генератором пониженного давления (не видимого на фиг. 5A и 5B).
В неограничивающем примере, показанном на фиг. 5A и 5B, чистящая головка 100 содержит пару впускных отверстий 142A, 142B для грязи, хотя может быть предусмотрено любое подходящее количество впускных отверстий 142A, 142B для грязи, например, одно, два, три, четыре, пять, шесть или более.
Когда множество впускных отверстий 142A, 142B для грязи включены в чистящую головку 100, они могут, например, иметь одинаковые размеры друг с другом.
В качестве альтернативы или дополнительно, когда используется множество, например, пара, впускных отверстий 142A, 142B для грязи, впускные отверстия 142A, 142B для грязи могут быть разнесены вдоль направления длины 106 чистящей головки 100 таким образом, чтобы обеспечить относительно равномерное всасывание вдоль длины 106 чистящей головки 100. Например, расстояние вдоль длины 106 между центральным положением чистящей головки 100 и центром впускного отверстия 142A для грязи может быть таким же или практически таким же, что и расстояние вдоль длины 106 между центральным положением и центром впускного отверстия 142B для грязи.
Если используется одно впускное отверстие для грязи, оно может быть предусмотрено в центральном положении чистящей головки 100 для обеспечения относительно симметричного профиля всасывания по длине 106 чистящей головки 100.
В более общем случае, область PR сбора жидкости слоя 114 пористого материала ограничена прикреплением с уплотнением слоя 114 пористого материала вокруг, например, каждого из по меньшей мере одного впускного отверстия 142A, 142B для грязи.
Такое прикрепление с уплотнением может способствовать поддержанию пониженного давления в закрытом впускном отверстии(-ях) 142A, 142B для грязи, поскольку потеря пониженного давления посредством утечки между впускным отверстием(-ями) 142A, 142B для грязи и слоем 114 пористого материала сводится к минимуму или предотвращается.
Прикрепление с уплотнением может быть реализовано любым подходящим способом, например, путем приклеивания или присоединения сваркой слоя 114 пористого материала вокруг каждого из по меньшей мере одного впускного отверстия 142A, 142B для грязи, например, склеивания и/или присоединения сваркой слоя 114 пористого материала с вышеупомянутой трубкой(-ами) 144A, 144B вокруг отверстия(-ий), образующего впускное отверстие(-ия) 142A, 142B для грязи.
Особого внимания заслуживает прикрепление с уплотнением слоя 114 пористого материала к впускному отверстию(-ям) 142A, 142B для грязи путем присоединения термосваркой, например ультразвуковой сварки. Было обнаружено, что это обеспечивает наиболее воздухонепроницаемое уплотнение простым способом, что помогает поддерживать пониженное давление во впускном отверстии(-ях) 142A, 142B для грязи.
Как показано на фиг. 5B, 6A и 6B, неограничивающий пример прикрепления с уплотнением слоя 114 пористого материала к впускным отверстиям 142A, 142B для грязи реализован с помощью чистящей головки 100, содержащей непроницаемую часть 146, прикрепленную с уплотнением на слое 114 пористого материала, например, на внутренней поверхности 148 слоя 114 пористого материала и вокруг впускных отверстий 142A, 142B для грязи, при этом впускные отверстия 142A, 142B для грязи открыты в уплотненную полость 150 между слоем 114 пористого материала и непроницаемой частью 146.
Непроницаемая часть 146 может, например, содержать полимерную пленку, например термопластичную пленку, или состоять из нее. Различные альтернативные уплотнительные устройства, некоторые из которых не содержат такую полимерную пленку, описаны ниже в настоящем документе.
В неограничивающем примере, показанном на фиг. 6A и 6B, уплотнение 152, например, образованное с помощью адгезива и/или присоединения сваркой непроницаемой части 146, например полимерной пленки, проходит по периферии слоя 114 пористого материала и вокруг впускных отверстий 142A, 142B для грязи.
По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления, таких как показаны на фиг. 7A и 7B, область PR сбора жидкости расположена относительно по меньшей мере одного выпускного отверстия 104 для чистящей жидкости таким образом, чтобы позволить чистящей жидкости обходить, например проходить по периферии области PR сбора жидкости, чтобы достигать поверхности или по меньшей мере быть направленной к ней.
Это может обеспечить более эффективное использование чистящей жидкости. Это связано с тем, что чистящая жидкость имеет больше шансов достичь поверхности, подлежащей очистке, например, с помощью описанного выше материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости (когда он включен в чистящую головку 100).
В других примерах пористый материал может быть прикреплен, например, к чистящей головке 100 или компоненту чистящей головки 100, вокруг впускного отверстия(-ий) 142A, 142B для грязи, по меньшей мере частично, путем всасывания в него потока, обеспечиваемого генератором пониженного давления.
В некоторых вариантах осуществления чистящая головка 100 содержит опорную конструкцию 154 для переноса жидкости в полости 150, причем опорная конструкция 154 для переноса жидкости выполнена с возможностью обеспечения одного или более путей потока в области PR сбора жидкости между слоем 114 пористого материала и, в частности, порами слоя 114 пористого материала и по меньшей мере одним впускным отверстием 142A, 142B для грязи.
Слой 114 пористого материала, например ткань из микроволокна, и/или непроницаемая часть 146, например полимерная пленка, могут быть податливыми, так что понижение давления может вызывать притягивание слоя 114 пористого материала и непроницаемой части 146 друг к другу. Это может привести к ограничению прохода жидкости из слоя 114 пористого материала к указанному по меньшей мере одному впускному отверстию 142A, 142B для грязи. Опорная конструкция 154 для переноса жидкости может способствовать обеспечению того, что, несмотря на такое притягивание слоя 114 пористого материала и непроницаемой части 146 в направлении друг к другу, жидкость все еще может переноситься из слоя 114 пористого материала и, в частности пор слоя 114 пористого материала к указанному по меньшей мере одному впускному отверстию 142A, 142B для грязи.
Опорная конструкция 154 для переноса жидкости может быть реализована любым подходящим способом. В неограничивающем примере, показанном на фиг. 7A и 7B, опорная конструкция 154 для переноса жидкости содержит один или более сетчатый слой или образована ими. В таком примере вышеописанные один или более путей потока могут быть обеспечены зазорами между элементами, составляющими сетчатый слой(-и). Альтернативные примеры опорной конструкции 154 для переноса жидкости будут описаны ниже.
Как описано выше, в некоторых вариантах осуществления пористый материал может содержать один или более дополнительных слоев 156, 158 пористого материала в дополнение к слою 114 пористого материала. Примеры этого показаны на фиг. 8 и 9.
На данном этапе следует отметить, что, когда пористый материал является сухим, пористый материал может рассматриваться как находящийся в «состоянии воздушного переноса», в котором воздух переносится через каждую из сухих пор пористого материала. «Состояние переноса жидкости» соответствует жидкости, например воде, переносимой через (смоченные) поры пористого материала. Когда в пору(-ы) больше не подается жидкость, может быть выбрано «состояние блокировки текучей среды». «Состояние блокировки текучей среды» соответствует состоянию, при котором поверхностное натяжение (остаточной) жидкости, удерживаемой в увлажненной поре(-ах) пористого материала, предотвращает перенос текучей среды через пору(-ы). В последнем состоянии поверхность или барьер создается на границе между воздухом и жидкостью, например водой. Этот барьер может способствовать поддержанию описанного выше пониженного давления во впускном отверстии(-ях) 142A, 142B для грязи. Давление, необходимое для «прорыва» этого барьера, можно назвать «давлением прорыва».
Следует отметить, что тканая пористая ткань с более тонким переплетением может иметь поры меньшего размера, например микропоры, создающие более высокое давление прорыва. Однако может существовать предел того, насколько мелкие поры могут быть созданы с помощью ткацкой техники. В то же время некоторые волокна, например волокна, выбранные из-за их благоприятных характеристик очистки и/или износа, могут быть сотканы только для обеспечения более открытой структуры, которая не подходит для поддержания достаточного пониженного давления во впускном отверстии(-ях) для грязи 142A, 142B.
Тем не менее, «давление прорыва» может быть настроено различными способами. В неограничивающем примере, показанном на фиг. 8, пористый материал содержит слой 114 пористого материала и первый дополнительный слой 156 пористого материала или образован им.
Например, слой 114 пористого материала представляет собой ткань из микроволокна, и первый дополнительный слой 156 пористого материала представляет собой ткань из микроволокна.
При помощи пористого материала, содержащего стопку расположенных таким образом слоев 114, 156 пористого материала, давление прорыва может быть увеличено, например, по сравнению со сценарием, в котором пористый материал состоит только из слоя 114 пористого материала.
Не желая быть связанными какой-либо конкретной теорией, полагают, что этот эффект обусловлен изменением, например статистическим изменением, размера и формы пор. Например, ткань из микроволокна может быть выполнена из множества волокон и нитей, которые сплетены вместе в лист ткани. Таким образом, между волокнами и нитями могут быть созданы поры, например микропоры, поэтому размеры пор, присутствующие в ткани, не являются фиксированными до строго одного размера и формы, а варьируются статистически.
Одиночный слой 114 пористого материала может содержать меньшее количество относительно больших пор, для которых поверхностное натяжение остаточной жидкости меньше, так что эти относительно большие поры способствуют более низкому давлению прорыва одного слоя 114 пористого материала. За счет укладки дополнительного слоя 156 пористого материала на слой 114 пористого материала вероятность того, что описанное выше меньшее количество относительно крупных пор слоя 114 пористого материала будет выровнено/сообщаться с относительно крупными порами, включенными в дополнительный слой 156 пористого материала, может быть относительно небольшой. Соответственно, укладка слоев 114, 156 пористого материала может способствовать увеличению давления прорыва пористого материала.
В то время как пористый материал образован из слоя 114 пористого материала и первого дополнительного слоя 156 пористого материала в неограничивающем примере, показанном на фиг. 8, в пористый материал может быть включен более, чем один дополнительный слой 156 пористого материала, например, для дальнейшего увеличения давления прорыва. В неограничивающем примере, показанном на фиг. 9, пористый материал содержит слой 114 пористого материала, первый дополнительный слой 156 пористого материала и второй дополнительный слой 158 пористого материала или образован им.
Например, слой 114 пористого материала представляет собой ткань из микроволокна, первый дополнительный слой 156 пористого материала представляет собой ткань из микроволокна, и второй дополнительный слой 158 пористого материала представляет собой ткань из микроволокна.
Слои 114, 156, 158 пористого материала указанного пористого материала могут быть склеены или не склеены друг с другом. В неограничивающих примерах, в которых слои 114, 156, 158 пористого материала приклеены друг к другу, например, с помощью подходящего адгезива, наносимого между слоями пористого материала, это может способствовать дальнейшему увеличению давления прорыва пористого материала.
Не желая быть связанными какой-либо конкретной теорией, предполагается, что это связано с адгезивом, препятствующим горизонтальному переносу текучей среды между склеенными слоями пористого материала. Как показано на фиг. 10, перенос текучей среды через поры 160A, 160B слоя 114 пористого материала схематически изображен на верхней левой панели, в то время как горизонтальный перенос текучей среды между слоем 114 несклеенного пористого материала и порой 162A первого дополнительного слоя 156 пористого материала схематически изображен на нижней левой панели. Сравнивая последнюю с правой панелью по фиг. 10, очевидно, что адгезив 164 между слоем 114 пористого материала и первым дополнительным слоем 156 пористого материала ограничивает или предотвращает горизонтальный перенос текучей среды между порами 160A слоя пористого материала и порами 162A, 162B первого дополнительного слоя 156 пористого материала.
Для склеивания слоев 114, 156, 158 пористого материала друг с другом может быть использован любой подходящий адгезив 164, например термоактивированный тканевый клей. Коммерчески доступным примером термоактивируемого тканевого клея является Vliesofix®.
Преимущество слоев 114, 156, 158 пористого материала, которые не прилипают друг к другу, может заключаться в том, что сопротивление переносу жидкости через пористый материал может быть уменьшено, например, из-за возможности горизонтального переноса жидкости между слоями 114, 156, 158 пористого материала или по меньшей мере менее ограниченного по сравнению со сценарием, в котором адгезив 164 присутствует между слоями 114, 156, 158 пористого материала.
В качестве альтернативы или дополнительно к пористому материалу, содержащему один или более дополнительных слоев 156, 158 пористого материала в дополнение к слою 114 пористого материала, слой 114 пористого материала, например из ткани из микроволокна, может быть подвергнут уплотняющей обработке, например, ультразвуковой сваркой. Это может способствовать увеличению давления прорыва слоя 114 пористого материала.
В приведенном в качестве примера процессе уплотнения слой 114 пористого материала, например, пористой ткани, такой как ткань из микроволокна, помещают, например, сжатым, между двумя элементами (например, роликами), излучая относительно высокую частоту (например, около 40 кГц) вибрации в слой 114 пористого материала.
Эта вибрация может приводить к тому, что волокна пористой ткани, например ткани из микроволокна, будут перемещаться и тереться друг о друга, создавая тепло, что может привести к сварке отдельных волокон вместе. Такой сваркой можно управлять таким образом, чтобы получить более плотную пористую структуру, а не уплотненный сплошной блок. Поскольку этот процесс может происходить, когда пористая ткань находится в сжатом состоянии, плотность ткани может увеличиваться, в результате чего увеличивается давление прорыва.
Такой процесс уплотнения может быть использован в качестве альтернативы или дополнительно для уплотнения одного или более дополнительных слоев 156, 158 пористого материала, когда такой дополнительный слой(-и) 156, 158 пористого материала включен в пористый материал.
На фиг. 11 схематически изображено приведенное в качестве примера испытательное устройство 166 для испытания характеристик давления прорыва пористого материала 168. Пористый материал 168 зажат между зажимным элементом 170 и опорной пластиной 172. Зажимной элемент 170 разграничивает отверстия для болтов 174, причем болты 174 вставляются в резьбовые отверстия в опорной пластине 172. Поворот болтов 174 в соответствующем направлении обеспечивает возможность зажима/высвобождения пористого материала 168.
В данном конкретном примере зажимной элемент 170 представляет собой алюминиевое кольцо, имеющее толщину 10 мм, а опорная пластина 172 выполнена из поли (метилметакрилата), имеющего толщину 10 мм. Образец пористого материала представляет собой круглый диск диаметром 140 мм. Образец закреплен восемью болтами 174.
Впускное отверстие 142A для грязи в данном испытательном устройстве 166 образовано отверстием переносящей трубки 176, предусмотренной в опорной пластине 172. В полости между пористым материалом 168 и впускным отверстием 142A для грязи предусмотрена вышеописанная опорная конструкция 154 для переноса жидкости, в данном случае в виде сетки диаметром 80 мм.
Испытательное устройство 166 содержит генератор 178 пониженного давления для создания пониженного давления во впускном отверстии 142A для грязи и датчик 180 давления, например манометр, выполненный с возможностью измерения давления во впускном отверстии 142A для грязи.
Датчик 180 давления в данном конкретном примере содержит манометр в сочетании с блоком сбора данных (LabQuest® 2) для обеспечения возможности контроля давления в зависимости от времени.
Генератор 178 пониженного давления в данном конкретном примере выполнен в виде шлангового насоса или шприцевого насоса, например шприцевого насоса объемом 250 мл. Шланговый насос может обеспечивать импульсный поток воды. Было обнаружено, что шприцевой насос позволяет проводить более точные измерения, чем шланговый насос.
Испытательное устройство 166 также содержит фильтр 182 в напорной линии в виде камеры, выполненной с возможностью предотвращения попадания жидкости в линию 184 датчика давления, соединяющую фильтр 182 линии давления с датчиком 180 давления. Ниже по потоку от фильтра 182 в напорной линии и насоса 178 расположена накопительная емкость 186 для сбора жидкости, прокачиваемой через пористый материал 168.
Процедура испытания включает зажатие образца пористого материала 168 между зажимным элементом 170 и опорной пластиной 172, и затем настройку насоса 178 для обеспечения расхода, составляющего 100 см3/мин. Фильтр 182 в напорной линии проверяют, чтобы убедиться, что он пуст, манометр датчика 180 давления обнуляют и повторно подключают перед каждым измерением. Затем на образец пористого материала 168 выливают 25 см3 воды, оставляя слой воды на пористом материале, имеющем глубину приблизительно 4 мм. Затем осуществляют промывочный прогон путем запуска насоса 178 таким образом, что вода втягивается через образец пористого материала 168. После промывочного цикла насос 178 останавливают, и на образец пористого материала 168 выливают 25 см3 воды, и выполняют измерительный цикл путем запуска блока сбора данных для начала сбора данных и запуска насоса 178.
Типичный график зависимости пониженного давления от времени с момента получения данных представлен на фиг. 12 вместе со схемами пористого материала 168. Первоначально принято описанное выше «состояние переноса жидкости» 188, в котором жидкость 190, в данном примере вода, переносится через (предварительно смоченную) пору 192. Зарегистрированное «давление переноса» в этом случае соответствует разности давлений, необходимой для переноса жидкости 190 через пористый материал 168 и сетчатую опорную конструкцию 154 для переноса жидкости.
Основным уравнением, описывающим «состояние переноса жидкости» 188, может быть следующее уравнение Пуазейля:
где ΔP - разность давлений в поре 192; η - динамическую вязкость жидкости; L - длина поры 192; ϕ - объемный расход; и r - радиус поры 192.
Предположим, например, что диаметр пор составляет 20 мкм, причем поры проходят через пористый материал 168, имеющий толщину 0,8 мм, с расчетным объемным расходом около 4,96*10-14 м3/с на пору 192 (из типичного потока текучей среды 100 см3/мин), и с ηводой, составляющей 1*10-3 Па⋅с, ΔP = 10,1 Па.
После «состояния переноса жидкости» 188 принимается промежуточный режим 194, в котором почти вся жидкость 190 была удалена с поверхности образца пористого материала 168, так что большинство пор находятся в описанном выше «состоянии блокировки жидкости», в котором поверхностное натяжение (остаточной) жидкости 190, удерживаемой в смоченной поре(-ах) пористого материала 168, предотвращает перенос воздуха 196 через пору 192. Постоянно уменьшающееся количество пор 192 может находиться в «состоянии переноса жидкости» в промежуточном режиме 194. «Состояние блокировки текучей среды» обеспечивает значительно более высокое пониженное давление, поэтому во время промежуточного режима 194 пониженное давление увеличивается относительно быстро, как показано.
Основным уравнением, описывающим «состояние блокировки текучей среды», может быть следующее уравнение для капли dP:
где Pi и PO - внутреннее и внешнее давления, а R - радиус падения текучей среды, как схематически изображено на фиг. 12. T - поверхностное натяжение.
Предположим, например, что R составляет 10 мкм для типичной поры диаметром 20 мкм 192, а Tводы составляет 0,073 Н/м, Pi - PO = ΔP = 14600 Па.
Эта ΔP может быть увеличена до 18000 Па при добавлении моющего средства в воду. В то время как поверхностное натяжение воды уменьшается при добавлении моющего средства (Tмыльной воды составляет 0,045 Н/м), теперь создаются две поверхности в пузыре над порой 192: внутренняя и внешняя части пузыря. Таким образом, давление прорыва в случае добавления детергента в воду может быть приблизительно вдвое больше, чем у однослойной поверхности:
После промежуточного режима 194 применяется конечный режим 198, в котором вся свободная вода была удалена с поверхности пористого материала 168, и все поры 192 первоначально находятся в «состоянии блокировки текучей среды». Поскольку насос 178 продолжает втягивать воду через пористый материал 168, тем самым увеличивая пониженное давление, это может вызвать прорыв некоторых блоков текучей среды, так что воздух 196 переносится через соответствующие поры 192 в «состоянии переноса воздуха». Соответствующее проникновение воздуха может привести к равновесию в конечном режиме 198, в котором приложенный поток создает пониженное давление, которое не приводит к прорыву блоков текучей среды. Последнее соответствует «давлению прорыва» исследуемого пористого материала 168.
Основным уравнением, описывающим «состояние переноса воздуха», может быть уравнение Пуазейля, представленное выше для «состояния переноса воздуха». Предположим, например, что диаметр пор составляет 20 мкм, причем поры проходят через пористый материал 168, имеющий толщину 0,8 мм, с расчетным объемным расходом около 4,96*10-14 м3/с на пору 192 (из типичного потока текучей среды 100 см3/мин), и с ηвоздухом, составляющим 18,1*10-6 Па⋅с, ΔP = 0,18 Па.
В целом, давление переноса воздуха (например, 0,18 Па) и давление переноса воды (например, 10,1 Па) могут быть значительно меньше, например, незначительными, по сравнению с разностью давлений, обусловленной поверхностным натяжением (например, 14600 Па).
На фиг. 13 представлено несколько графиков зависимости давления от времени для пористых материалов 168, испытанных с использованием описанного выше испытательного устройства 166 и процедуры испытания. Графики 200 относятся к пористому материалу 168, имеющему только слой 114 пористого материала; графики 202 относятся к пористому материалу 168, имеющему слой 114 пористого материала и первый дополнительный слой 156 пористого материала; графики 204 относятся к пористому материалу 168, имеющему слой 114 пористого материала, первый дополнительный слой 156 пористого материала и второй дополнительный слой 158 пористого материала; и графики 206 относятся к пористому материалу 168, имеющему слой 114 пористого материала и три дополнительных слоя пористого материала. Эти данные указывают на то, что включение большего количества уложенных слоев пористого материала в пористый материал 168 увеличивает давление прорыва, как описано ранее.
Кроме того, внутри каждого из наборов графиков 202, 204 и 206 представлены графики для пористых материалов 168, в которых слои пористого материала являются и не являются приклеенными друг к другу. Было замечено, что использование адгезива для склеивания слоев пористого материала друг с другом дополнительно увеличивает давление прорыва, как описано выше.
На фиг. 14 схематически изображено вышеописанное «состояние переноса жидкости» 188, в котором жидкость втягивается через все поры 192 в а), конец «состояния переноса жидкости» 188 в b), промежуточный режим 194 в c) и конечный режим 198 в d). Пористый материал 168 показан на фиг. 14 покрывающим впускное отверстие(-я) 142A, 142B для грязи, соединенное с генератором 178 пониженного давления, например насосом.
Пористый материал 168 имеет поры 192, например микропоры, каждая из которых имеет разное давление прорыва. Последние представлены на фиг. 14 числом, указанным под каждой порой 192. Для простоты каждое число округляется до одного знака.
При запуске генератора 178 пониженного давления, например насоса, вся жидкость, например вода, всасывается с пола, и требуемое давление представляет собой давление переноса воды, в данном примере установленное на «1». Пониженное давление во впускном отверстии 142A для грязи, и в данном примере в полости 150 за пористым материалом 168, соответственно, составляет «1». Таким образом, a) на фиг. 14 схематически представлено «состояние переноса жидкости» 188, и b) показывает конец «состояния переноса жидкости» 188. В b) достигается точка, в которой начинает увеличиваться пониженное давление.
Когда вся жидкость, например вода, удалена с пола, все поры 192 могут быть заблокированы посредством поверхностного натяжения остаточной жидкости в них. В проиллюстрированном неограничивающем примере генератор 178 пониженного давления представляет собой насос с фиксированным потоком, и, следовательно, продолжение работы насоса может увеличивать пониженное давление. В определенный момент пониженное давление во впускном отверстии 142A для грязи позади пористого материала 168 может увеличиться до уровня давления прорыва самых слабых пор 192, например, «4», давление прорыва пор будет превышено, и воздух может начать проходить через них. Поскольку давление во впускном отверстии 142A для грязи после пористого материала 168 уже может быть значительным, когда эти первые поры 192 «прорываются», количество воздуха, переносимого этими порами 192 в данной точке, может быть значительным. Этап c) на фиг. 14, таким образом, можно рассматривать как схематически представляющий промежуточный режим 194.
В промежуточном режиме 194 поры 192 могут блокироваться, в то время как другие поры 192 все еще переносят жидкость из других областей (еще дальше от впускного отверстия(-ий) 142A для грязи), следовательно, создавая большее пониженное давление вблизи впускного отверстия(-ий) 142A для грязи. Это может привести к относительно медленному увеличению пониженного давления до тех пор, пока не уйдет вся свободная жидкость. На все это может влиять производительность насоса и, по меньшей мере в некоторых примерах, свойства опорной конструкции 154 для переноса жидкости, а также гибкость всех элементов, деформирующихся при приложении пониженного давления.
В качестве упрощенной иллюстрации, если бы расход был установлен на уровне 100 см3/мин, сопротивлением потоку между пористым материалом и насосом можно было бы пренебречь, и все элементы были бы бесконечно жесткими, тогда промежуточный режим 194 мог бы представлять собой вертикальную линию на фиг. 12, перемещающуюся в цифровом виде из «состояния переноса жидкости» 188 в конечный режим 198.
Этот процесс может продолжаться до тех пор, пока поток переносимого воздуха не станет равен производительности насоса в данном примере, а пониженное давление во впускном отверстии 142A для грязи за пористым материалом 168 не станет ниже, чем давление прорыва оставшихся «непрорванных» пор 192, имеющих самое низкое давление прорыва. Этап d) на фиг. 14, таким образом, можно рассматривать как схематически представляющий описанный выше конечный режим 198.
Следует отметить, что давление, измеренное в испытательной установке 166, может определять давление прорыва пористого материала 168. Были протестированы различные скорости потока, такие как 150 см3/мин, но они показали одинаковое давление прорыва, при этом отметим, что большее количество пор 192 может «прорваться», чтобы компенсировать увеличенный поток.
Размер пор, другими словами, диаметр пор, пор 192 пористого материала 168, может быть выбран для того, чтобы уравновесить относительно высокое пониженное давление с относительно низким сопротивлением переносу жидкости через пористый материал 168/давлением переноса жидкости.
Поры 192 меньшего размера могут увеличивать пониженное давление, которое может быть создано во впускном отверстии 142A для грязи, например, с помощью генератора 178 пониженного давления относительно малой мощности, например насоса. Более плотный пористый материал 168, имеющий меньшие поры 192, может создавать более высокие давления прорыва. Также с целью исследования нижнего предела размера пор было проведено исследование с использованием вышеописанного испытательного устройства 166 и процедуры испытания с использованием в качестве пористого материала 168 пивных фильтров, указанных в соответствии с размером частиц, которые они могут удерживать: были протестированы фильтры 0,25 мкм, 3 мкм, 10 мкм и 25 мкм. Для этого эксперимента предполагалось, что последняя характеристика пивного фильтра совпадает с «размер/диаметр пор».
Как показано на фиг. 15, графики 208 относятся к фильтру с диаметром пор 0,25 мкм; график 210 относится к фильтру с диаметром пор 3 мкм; график 212 относится к фильтру с диаметром пор 10 мкм; график 214 относится к фильтру с диаметром пор 25 мкм; и график 216 относится к эталонной ткани из микроволокна.
На фиг. 15 можно видеть, что пористый размер/диаметр пористого материала 168 оказывает значительное влияние на эксплуатационные характеристики. На основании полученных результатов подсчитано, что средний размер/диаметр пор 40 мкм (например, эквивалентный пивному фильтру 40 мкм) пористого материала 168 может соответствовать максимуму, исходя из соображений пониженного давления.
Средний размер/диаметр пор 0,25 мкм (например, эквивалентный пивному фильтру 0,25 мкм) пористого материала 168 может соответствовать минимуму, исходя из соображений давления переноса жидкости.
Из фиг. 15 очевидно, что фильтр с диаметром пор 0,25 мкм может привести к тому, что давление переноса воды будет значительно выше, чем в случае фильтра с диаметром пор 3 мкм. В случае фильтра с диаметром пор 0,25 мкм пониженное давление может повышаться до около 23000 Па во время переноса воды. Кроме того, время достижения сухого состояния может быть значительно больше для фильтра 0,25 мкм, что означает, что может потребоваться значительно больше времени для переноса жидкости/воды с поверхности, подлежащей очистке.
В неограничивающем примере средний размер/диаметр пор около 3 мкм (например, эквивалентный пивному фильтру 3 мкм) пористого материала 168 может обеспечить благоприятный баланс свойств.
На фиг. 15, очевидно, показано, что существует конечная разница между давлением переноса жидкости/воды и давлением прорыва пористого материала 168. Относительно небольшие поры 192 могут приводить к увеличению давления прорыва, например, до 39 000 Па в случае фильтра 0,25 мкм, а также давления переноса воды/жидкости, например, 33 000 Па в случае фильтра 0,25 мкм. Следует отметить, что эта разница между давлением переноса воды и давлением прорыва аналогична давлению прорыва эталонной ткани из микроволокна (давление переноса воды 1 000 Па; давление прорыва 7 000 Па).
Бактерии, как правило, характеризуются относительно небольшим размером. Например, клетка Escherichia coli, которую можно рассматривать как бактерию «среднего» размера, имеет длину около 2 мкм и диаметр 0,5 мкм.
Таким образом, пористые материалы 168, размер пор которых превышает 2 мкм, могут пропускать через себя такие бактерии. Таким образом, бактерии могут быть удалены с поверхности, подлежащей очистке.
В зависимости от выбранного пористого материала 168 с поверхности, подлежащей очистке, через пористый материал 168 может быть втянуто до 99,9% бактерий.
В некоторых вариантах осуществления пористый материал 168 образован одним или более слоями ткани из микроволокна, поры которых имеют размер/диаметр пор в диапазоне от 0,25 мкм до 40 мкм (например, эквивалент пивного фильтра от 0,25 мкм до 40 мкм).
Например, такой пористый материал 168 (образуемый одним или более слоями ткани из микроволокна) может иметь распределение размера/диаметра пор в вышеупомянутом диапазоне от 0,25 мкм до 40 мкм и средний размер пор от 20 до 40 мкм, например, около 35 мкм. Поскольку размеры пор значительно больше размера бактерий, бактерии могут проходить через пористый материал 168 и, таким образом, удаляться с поверхности, подлежащей очистке.
Хотя вышеприведенное объяснение было сосредоточено на принципе работы пористого материала 168 как такового, следует отметить, что пористый материал 168 может находиться в контакте с поверхностью, подлежащей очистке, и перемещаться по поверхности, подлежащей очистке, с определенной скоростью. Это схематически изображено на фиг. 16, на котором показана приведенная в качестве примера чистящая головка 100, содержащая впускное отверстие 142A для грязи, покрытое пористым материалом 168 на поверхности 218, подлежащей очистке. В этом неограничивающем примере поверхность 218, подлежащая очистке, является поверхностью пола 220, и между поверхностью 218, подлежащей очистке, и пористым материалом 168, присутствует слой жидкости 222, например, воды. Генератор 178 пониженного давления, например насос, предназначен для втягивания текучей среды через поры 192 пористого материала 168 в направлении стрелок 224. Стрелка 226 показывает внутреннее пониженное давление, втягивающее жидкость к впускному отверстию 142A для грязи. Стрелка 228 показывает скорость чистящей головки 100.
На фиг. 16 схематически изображено распределение 234 скорости в слое 222 текучей среды. Стрелка 230 показывает силу сдвига текучей среды на пористом материале 168, создаваемую распределением 234 скорости в слое 222 текучей среды. Стрелка 232 показывает силу сдвига, которая притягивает воду к полу 220.
Это поведение можно аппроксимировать с помощью следующего уравнения Бернулли:
где ρ - плотность текучей среды, υ - расход текучей среды, P - давление, h - высота над опорной плоскостью, в данном случае полом 220, и g - ускорение свободного падения.
Вышеприведенное уравнение Бернулли может быть переписано для давления под пористым материалом 168:
Для скорости 1,5 м/с ΔP = 1 125 Па; для скорости 3,16 м/с ΔP = 5 000 Па.
Это указывает на то, что при более высоких скоростях на полу 220 будет оставаться больше жидкости, поскольку при более высоких скоростях пол 220 будет сильнее втягивать жидкость, и это наблюдалось с чистящими головками 100 согласно настоящему изобретению.
Перемещение чистящей головки 100, например, со скоростью около 1,5 м/с, может создавать сдвиговый поток в слое жидкости 222, создавая силу 232 сдвига, действующую на жидкость, присутствующую в пористом материале 168, которая притягивает жидкость к поверхности 218, подлежащей очистке. Вода также нагнетается посредством пониженного давления 226 в направлении впускного отверстия 142A для грязи. Пониженное давление е может быть выбрано таким образом, что сила, вызывающая перемещение жидкости 222 по направлению к впускному отверстию(-ям) 142A для грязи, превышает силу 232 сдвига.
Была оценена эффективность сбора жидкости приведенной в качестве примера чистящей головки 100, содержащей пористый материал 168 и материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости, например воды на поверхность 218, подлежащую очистке, перемещаемой со скоростью 1,5 м/с по поверхности 218, подлежащей очистке, при различных пониженного давлениях на впускном отверстии для грязи. Результаты представлены в таблице 1.
Таблица 1
Пониженное давление/Па Производительность
<2 000 Очень мокрый пол;
Отсутствие заметной производительности сбора
3 000 Простой сбор воды, однако пол все еще довольно мокрый
5 000 Хорошая настройка: довольно сухой пол
>=7 000 Оптимальная производительность: почти сухой пол
Дополнительным преимуществом описанного в настоящем документе принципа сбора жидкости может быть более низкое энергопотребление, особенно в примерах, в которых приводится в действие генератор 178 пониженного давления.
Обычный пылесос, способный собирать воду, должен развивать значительную скорость движения воздуха и/или мощность щетки, чтобы создать достаточную силу сдвига капель воды, заставляющую их попадать в пылесос. Типичные значения энергопотребления для таких пылесосов составляют несколько сотен ватт.
Следующий расчет иллюстрирует относительно низкую механическую мощность, необходимую для сбора жидкости, например воды, согласно настоящему раскрытию.
где P - механическая мощность в ваттах; Ф - расход текучей среды в м3/с; и ΔP - пониженное давление во впускном отверстии(-ях) для грязи 142A в Па.
Например, при пониженном давлении, составляющем 5 000 Па и расходе жидкости 100 см3/мин мощность составляет 8,3*10-3 Вт.
Если генератор 178 пониженного давления питается с использованием, например, обычной батареи, обеспечивающей время работы 28 минут в устройстве для влажной уборки, механическое энергопотребление которого составляет около 50 Вт, время работы в данном случае составит 168 000 минут, другими словами, более 100 дней.
Приводимое в действие устройство для влажной уборки, имеющее чистящую головку 100 согласно настоящему раскрытию, может, следовательно, лишь в редких случаях требовать подзарядки своей батареи (в примерах, в которых такая батарея включена для питания устройства для влажной уборки) и/или может быть выполнено более легким благодаря минимальной емкости батареи, необходимой для, например, для 1 часа работы. Что касается последнего, следует отметить, что батарея для обычного ручного устройства для влажной уборки может весить около 0,5 кг и, таким образом, значительно увеличивать общий вес устройства для влажной уборки.
В таблице 2 представлено сравнение механической мощности между обычным пылесосом и различными состояниями, описанными выше в отношении устройства для влажной уборки согласно настоящему изобретению.
Таблица 2
Система ΔP
Па		 Поток
м3/с		 Механическая мощность
W
Обычный пылесос 20 000 600
Согласно настоящему изобретению; «состояние переноса текучей среды» 500 0.0015
Согласно настоящему изобретению; «состояние блокировки текучей среды» (только мгновенное, если датчик давления не включен в состав) 7 500 0,23
Согласно настоящему изобретению; «состояние воздушного переноса» 7 500 0,23
В более общем случае, настоящее изобретение относится к устройству для влажной уборки, содержащему чистящую головку 100. Чистящая головка 100 имеет по меньшей мере одно впускное отверстие 142A, 142B для грязи и пористый материал 168, покрывающий по меньшей мере одно впускное отверстие 142A, 142B для грязи. Устройство для влажной уборки дополнительно содержит генератор 178 пониженного давления, выполненный с возможностью обеспечения разности давлений между внутренней частью устройства для влажной уборки и атмосферным давлением для втягивания текучей среды через пористый материал 168 и в указанное по меньшей мере одно впускное отверстие 142A, 142B для грязи.
Генератор 178 пониженного давления включен в конструкцию генератора пониженного давления, причем последний выполнен с возможностью ограничения пропускания текучей среды из выпускного отверстия генератора 178 пониженного давления к указанному по меньшей мере одному впускному отверстию 142A, 142B для грязи по меньшей мере при отключении генератора 178 пониженного давления.
В некоторых вариантах осуществления перепад давления находится в диапазоне от 2 000 Па до 13 500 Па.
Обе конечные точки разности давлений в диапазоне от 2 000 Па до 13 500 Па выбраны специально.
Более низкий предел 2 000 Па отображает то, что чистящую головку 100 будут обычно перемещать по поверхности, подлежащей очистке, например по полу, и по мере увеличения скорости перемещения чистящей головки 100 по полу связанное с этим падение статического давления означает, что жидкость выталкивается к полу. Такое поведение может быть аппроксимировано уравнением Бернулли, как описано выше.
Ссылаясь на приведенную выше таблицу 1, было обнаружено, что при давлении ниже 2 000 Па на поверхности, подлежащей очистке, может оставаться слишком много жидкости, когда чистящая головка 100 перемещается по ней с обычной скоростью.
Минимальное пониженное давление 2 000 Па устанавливается соответственно минимальной типичной скорости, с которой пользователь перемещает чистящую головку 100 по поверхности, подлежащей очистке, чтобы тем самым гарантировать, что пониженное давление является достаточным для втягивания жидкости внутрь устройства для влажной уборки, не требуя от пользователя значительного замедления или прекращения перемещения чистящей головки 100 по поверхности, подлежащей очистке, для сбора жидкости.
Верхний предел 13 500 Па определен с целью обеспечения достаточно быстрого переноса жидкости через пористый материал 168.
Существует компромисс между величиной пониженного давления, которое может поддерживаться, и сопротивлением потоку через пористый материал 168, причем последний определяет скорость, с которой жидкость может проходить через пористый материал 168. Этот компромисс отражен в выборе верхней границы диапазона, равной 13 500 Па.
В некоторых вариантах осуществления разница давлений составляет от 2 000 Па до 12 500 Па, предпочтительно от 5 000 Па до 9 000 Па и наиболее предпочтительно от 7 000 Па до 9 000 Па. Эти диапазоны могут отражать особенно интенсивный сбор жидкости, наблюдаемый во время перемещения чистящей головки 100, в сочетании с относительно низким сопротивлением потоку через пористый материал 168.
Перепад давления может быть непосредственно и достоверно проверен в данном устройстве для влажной уборки, например, путем просверливания отверстия в трубке устройства для влажной уборки, которое соединено по текучей среде с впускным отверстием(-ями) 142A, 142B для грязи, и использования отверстия для соединения с самим пневматическим датчиком давления, имеющим трубку с мембраной, закрывающей ее конец; таким образом, датчик подключается с помощью воздухонепроницаемого соединения. Датчик может быть выполнен с возможностью предотвращения нарушения потока, следовательно, специалист в данной области техники установит датчик таким образом, чтобы избежать, например, создания обходящего потока. Поток не может быть направлен к датчику или от него: передается только давление. Таким образом, поток в устройстве никогда не может быть нарушен (следовательно, может оставаться на заданном уровне, несмотря на установку датчика).
Датчик давления соединен между пористым материалом 168 и генератором 178 пониженного давления и максимально приближен к пористому материалу 168, чтобы свести к минимуму влияние других факторов, таких как сопротивление потоку и т. д., на измеренную разность давлений.
Чувствительный элемент/мембрана датчика/манометра давления оптимально расположена/размещена в датчике давления таким образом, что чувствительный элемент может размещаться непосредственно (без необходимости подключения трубок) в трубке или в полости 150 за пористым материалом 168.
Располагая мембрану датчика давления, другими словами мембранный манометр, так, чтобы мембрана располагалась на стенке трубки, другими словами, на одной линии со стенкой (или была открыта к полости 150), ошибки измерения могут быть сведены к минимуму, что может быть оценено специалистом в данной области техники.
Следует отметить, что пузырьки воздуха внутри узких трубок могут создавать сопротивление (эффекты капиллярного/поверхностного натяжения) и, следовательно, могут влиять на измерение. Следовательно, специалисту в данной области техники также будет понятно, что следует позаботиться и о том, чтобы пузырьки воздуха (водно-воздушные поверхности) не оказывали чрезмерного влияния на измерение разности давлений.
Следует также отметить, что столб воды, присутствующий между датчиком давления и пористым материалом 168, должен быть вычтен из результата измерения (если такой столб воды присутствует во время измерения), чтобы компенсировать статическое давление, создаваемое столбом воды.
После того, как датчик давления установлен, как описано выше, может быть удостоверено, что поддержание пониженного давления происходит благодаря пористому материалу 168, а не какому-либо другому элементу, такому как клапан. Любой такой элемент, который влияет на пониженное давление, которое подается на пористый материал 168, должен быть приведен в неработоспособное состояние с целью выполнения измерения.
Компонент(ы), который подает чистящую жидкость (если устройство для влажной уборки выполнено с возможностью подачи чистящей жидкости), отключен при выполнении измерения перепада давления.
Устройство для влажной уборки включается (в требуемой настройке), так что приводится в действие система сбора, содержащая генератор 178 пониженного давления. Запускается запись данных с датчика давления.
Область сбора чистящей головки 100 погружают в слой воды на глубину не более 5 мм.
Затем область сбора поднимают из воды без какого-либо наклона (так что чистящая головка 100 остается в положении очистки, как если бы она была расположена для очистки пола), так что вода больше не касается пористого материала 168. В этот момент «свободная вода» будет удалена из пористого материала 168, все поры перейдут в свое «заблокированное состояние», и можно будет определить давление прорыва. Результат измерения будет напоминать график, показанный на фиг. 12, причем еще раз отметим, что равновесие устанавливается в конечном режиме 198, в котором приложенный поток создает пониженное давление, которое больше не приводит к прорыву блоков текучей среды.
Давление прорыва, полученное из этого результата измерения, относящегося к конечному режиму 198, представляет собой «разность давлений между внутренней частью устройства для влажной уборки и атмосферным давлением для втягивания текучей среды через пористый материал 168 и в указанное по меньшей мере одно впускное отверстие 142A, 142B для грязи». По результатам измерений проверяется, удовлетворяет диапазон от 2 000 Па до 13 500 Па или нет.
Следует отметить, что пористый материал 168 может быть выполнен с возможностью контакта с жидкостью на поверхности, подлежащей очистке, как описано ранее. Таким образом, пористый материал 168 может быть образован от внешней поверхности пористого материала 168, подверженной воздействию жидкости на поверхности, подлежащей очистке, до внутренней поверхности пористого материала 168, открытой к указанному по меньшей мере одному отверстию для впуска грязи.
ASTM F316 - 03, 2019, испытание A обеспечивает измерение давления точки пузырька. Хотя этот стандартный способ был разработан для неволокнистых мембранных фильтров, способ может быть воспроизведен для пористого материала 168 согласно настоящему изобретению.
Испытание по методу «точки пузырька» для определения предельного диаметра пор, другими словами, максимального размера пор, выполняется путем предварительного смачивания образца пористого материала 168, увеличения давления газа выше по потоку от пористого материала 168 с заданной скоростью и наблюдения за пузырьками газа ниже по потоку от пористого материала 168 для указания прохождения газа через поры максимального диаметра пористого материала 168.
Как и в случае мембранных фильтров, описанных в ASTM F316-03, 2019, испытание А, пористый материал 168 может (по меньшей мере в приблизительной степени) иметь дискретные поры, проходящие от одной стороны пористого материала 168 к другой, аналогично капиллярным трубкам. Испытание по методу «точки пузырька» основано на принципе, согласно которому смачивающая жидкость удерживается в этих капиллярных порах за счет капиллярного притяжения и поверхностного натяжения, а минимальное давление, необходимое для вытеснения жидкости из этих пор, является функцией диаметра пор. Давление, при котором в этом испытании появляется устойчивый поток пузырьков, называется «давлением точки пузырька».
Следует отметить, что ASTM F316 - 03, 2019, испытание A основано на аппроксимации пор как капиллярных пор, имеющих круглые поперечные сечения, и, следовательно, предельный диаметр пор следует рассматривать как просто эмпирическую оценку максимального диаметра пор на основе этой предпосылки.
Испытательное устройство, предусмотренное в ASTM F316 - 03, 2019, испытание A, было воспроизведено, как и процедура испытания.
1. Образец пористого материала (диаметром 2 дюйма (50,8 мм), удерживаемый в круглом держателе таким образом, чтобы иметь открытую/активную область диаметром 47 мм) полностью смачивали путем погружения его в емкость с жидкостью (при этом отметим, что для облегчения этого можно использовать вакуумную камеру при смачивании образца, если это необходимо). Для образцов, смачиваемых водой, образец помещается в воду и полностью смачивается.
2. Влажный образец пористого материала помещали в фильтродержатель испытательного аппарата.
3. На образец пористого материала размещали мелкодисперсную (100 на 100) сетку; мелкодисперсная сетка является первой частью двухслойной конструкции, предусмотренной стандартом.
4. Вторую часть 2-слойной конструкции, в виде перфорированного металлического компонента для придания жесткости, размещали на тонкой сетке.
5. На стопку устанавливали опорное кольцо и закрепляли на месте с помощью болтов. В этот момент можно приложить небольшое давление газа, чтобы исключить возможный обратный поток жидкости.
6. Перфорированный металлический компонент покрывали тестируемой жидкостью толщиной от 2 до 3 мм (вода IV типа в соответствии со стандартом, если образец можно смачивать водой).
7. Затем повышали давление газа и регистрировали самое низкое давление, при котором устойчивый поток пузырьков поднимается из центральной области резервуара (см. рис. 5 ASTM F316 - 03, 2019, испытание A; при этом отметим, что пузырьки, наблюдаемые на краю резервуара, игнорируются при определении точки пузырька).
Было сочтено целесообразным сначала относительно быстро повышать давление, например, приблизительно при 200 Па/секунду, чтобы приблизительно определить точку пузырька. Затем с образца сбрасывали давление, чтобы вода вернулась в образец. Затем давление повышали приблизительно до 80% от ожидаемого значения давления, поддерживали на уровне 80% в течение около 15 секунд (чтобы обеспечить вытеснение всей «свободной» воды из образца), и затем снова повышали с более низкой скоростью ≤ 50 Па/с до тех пор, пока не наблюдался постоянный поток пузырьков.
Предельный диаметр d пор затем определяли из зарегистрированного давления p точки пузырька, используя уравнение 1 ASTM F316 - 03, 2019, Испытание A: d = Cγ/p, где γ - поверхностное натяжение в мМ/м (72,75 для дистиллированной воды при 20°C), и C составляет 2860, если p измеряется в Па.
Было обнаружено, что давление точки пузырька в испытании А по ASTM F316-03, 2019, было сопоставимо для образцов пористого материала 168 с вышеописанным давлением прорыва, за исключением случая пивного фильтра 0,25 мкм, что можно просто объяснить присутствием принудительного потока в испытании на давление прорыва, а не в испытании по методу "точки пузырька". Результаты для различных образцов пористого материала 168 приведены в таблице A.
Таблица A
Номер образца пористого материала Описание образца пористого материала Давления прорыва/
Па		 Давление точки пузырька по ASTM F316 - 03, 2019, испытание A/
Па		 Ограничение диаметра пор по ASTM F316 - 03, 2019/
мкм
1 Поставщик: A
Ткань 1		 3500 3145 66
2 Поставщик: B
Ткань 1		 6 250 6 130 34
3 Поставщик: C
Ткань 1		 4 796 4 405 47
4 Поставщик: D
Ткань 1		 6 500 5 975 35
5 Поставщик: D
Ткань 2		 1400 2115 98
6 Поставщик: D
Ткань 3		 5 000 5 165 40
7 Поставщик E
Ткань 1		 8 000 7 225 29
8 b2 5 500 5 240 40
9 2l 7 500 6 360 33
10 3l 8 000 7 430 28
11 4l 8 500 7 265 29
12 WSC 10 500 9 635 22
13 Пивной фильтр «25 мкм» 4 000 3940 53
14 Пивной фильтр «3 мкм» 7 000 7 760 27
15 Пивной фильтр «0,9 мкм» 13 920 12 840 16
16 Пивной фильтр «0,25 мкм» 39500 (почти нет потока) 28 755 7
17 Пивной фильтр «10 мкм» 5 000 4 635 45
В некоторых вариантах осуществления предельный диаметр пор пористого материала 168, измеренный с использованием ASTM F316 - 03, 2019, испытание A, равен или больше 15 мкм.
Такой предельный диаметр пор, равный или превышающий 15 мкм, может способствовать поддержанию относительно большого пониженного давления, при этом обеспечивая, что поры достаточно большие для эффективного переноса жидкости через них. Что касается последнего, следует отметить, что это наблюдение подтверждается теорией, при этом отметим, что при аппроксимации с использованием уравнения Пуазейля, представленного выше, с меньшими порами сопротивление потоку может увеличиваться до степени четырех.
В некоторых вариантах осуществления предельный диаметр пор пористого материала 168, измеренный с использованием ASTM F316 - 03, 2019, испытание A, составляет 105 мкм или меньше. Указанный верхний предел для ограничивающего диаметра пор позволяет обеспечить возможность поддержания достаточного пониженного давления с помощью пористого материала 168.
Как отмечено выше, ASTM F316 - 03, 2019, испытание A предполагает цилиндрические поры. Исключительно в целях пояснения/иллюстрации (следовательно, не следует рассматривать как предельные значения, представленные в настоящем документе для предельного диаметра пор из ASTM F316 - 03, 2019, испытание A), следует отметить, что предельный диаметр пор может быть отрегулирован с помощью коэффициента извилистости (TF), который является эмпирическим коэффициентом, полученным для сплошных проволочных фильтров, для компенсации некруглости пор. Разброс от 1,3 до 1,65 для TF, предложенный в ASTM E3278 - 21 (см. Раздел 4.2.1 этого стандарта), может привести к разбросу размеров пор приблизительно на 27%. Исключительно в целях иллюстрации в Таблице B показаны вышеописанные предельные конечные точки предельного диаметра пор при регулировке с использованием TF. Обратите внимание, что предельный диаметр пор из ASTM F316 - 03, 2019, Испытание A, обеспечивает меру наибольшего размера пор для прохождения частиц, следовательно, TF может компенсировать тот факт, что «треугольная» пора может пропускать только сферическую частицу, поверхность которой значительно меньше поверхности треугольника.
Таблица B
Давление точки пузырька по ASTM F316 - 03, 2019, испытание A/
Па		 Ограничение диаметра пор по ASTM F316 - 03, 2019/
мкм		 Компенсированный предельный диаметр пор (с использованием ASTM E3278 - 21)/мкм
TF = 1,3 TF = 1,65
2 000 104 80 63
13 500 15 11,5 9
В некоторых вариантах осуществления генератор пониженного давления выполнен с возможностью обеспечения скорости потока через пористый материал 168, которая меньше или равна 2 000 см3/мин.
Такой расход может быть значительно ниже, чем у обычных пылесосов для влажной уборки, упомянутых выше. Поскольку мощность равна расходу, умноженному на разность давлений, путем объединения этого максимального расхода 2 000 см3/мин с описанной выше максимальной разностью давлений 13 500 Па в качестве сценария максимального потребления энергии, потребление энергии устройства для влажной уборки может быть сведено к минимуму. Ссылаясь на приведенную выше таблицу 2, это может позволить сделать устройство для влажной уборки относительно компактным, например, используя батарею меньшего размера, и/или обеспечить относительно длительное время работы.
В качестве альтернативы или дополнительно генератор пониженного давления может быть выполнен с возможностью обеспечения расхода через пористый материал 168, который равен или больше 15 см3/мин. Это может содействовать тому, что сбор жидкости с поверхности, подлежащей очистке, будет достаточно быстрым. Более низкий предел 15 см3/мин в некоторых вариантах осуществления может быть установлен равным или превышающим расход чистящей жидкости из выпускного отверстия(-ий) 104 для чистящей жидкости, также включенного в чистящую головку 100.
В некоторых вариантах осуществления генератор пониженного давления выполнен с возможностью обеспечения расхода через пористый материал 168, который равен или больше 40 см3/мин. Помимо содействия эффективному сбору жидкости, в некоторых вариантах осуществления значение 40 см3/мин может быть установлено равным или превышающим расход чистящей жидкости из выпускного отверстия(-ий) для чистящей жидкости, также включенного в чистящую головку, при этом минимальный расход чистящей жидкости устанавливается для обеспечения обильной подачи чистящей жидкости на поверхность, подлежащую очистке.
Генератор пониженного давления может быть выполнен с возможностью обеспечения расхода через пористый материал в диапазоне от 80 до 750 см3/мин, более предпочтительно от 100 до 300 см3/мин и наиболее предпочтительно от 150 до 300 см3/мин. При таком расходе можно использовать преимущество способности пористого материала 168 поддерживать пониженное давление и можно обеспечивать достаточный сбор жидкости, при этом ограничивая потребление энергии.
В некоторых вариантах осуществления пористый материал 168 имеет толщину не более 10 мм, более предпочтительно не более 5 мм и наиболее предпочтительно не более 3 мм. Такая максимальная толщина может способствовать сведению к минимуму сопротивления потоку через пористый материал 168.
Толщину пористого материала 168 можно определить с помощью прецизионного датчика 0,01 мм и двух шлифованных металлических пластин (при этом размер верхней пластины, на которую прикладывается нормальное давление, составляет 70 мм х 30 мм, а нижняя пластина, на которую опирается образец пористого материала, имеет большую площадь, чем поверхность верхней пластины размером 70 мм х 30 мм для удобства выравнивания) для размещения пористого материала 168 между ними. Устройство выполнено с возможностью приложения давления, нормального к образцу пористого материала (70 мм х 30 мм), равного 864,2 Н/м2. Соответствующие параметры измерения приведены в таблице C:
Таблица C
Параметры металлической пластины Длина 70 мм Площадь образца 2 100 мм2
Ширина 30 мм Общая масса 185 г
масса 85 г Общая сила 1,81 Н
Fn (калибровочная сила) 100 г Давление 864,2 Н/м2
С помощью этого метода определяли толщину нескольких образцов, и данные приведены в таблице D:
Таблица D
Номер образца пористого материала Описание образца пористого материала Количество слоев в образце пористого материала Толщина образца пористого материала/мм Толщина одного слоя образца пористого материала/мм
18 Поставщик F 1 0,6 0,6
19 2 1,23 0,63
20 3 1,87 0,64
21 4 2,42 0,55
22 Поставщик А;
Ткань 2; два слоя, предварительно склеенные друг с другом		 2 1,26 0,63
23 4 2,55 0,645
24 6 3,83 0,64
25 8 5,08 0,625
26 10 6,35 0,635
27 12 7,62 0,635
В некоторых вариантах осуществления давление переноса текучей среды при потоке 200 см3/мин через пористый материал 168 составляет менее, чем 0,25, умноженное на давление точки пузырька, как определено ASTM F316 - 03, 2019, испытание A.
Это может означать, что сопротивление потоку через пористый материал 168 поддерживается на относительно низком уровне.
Был проведен ряд дополнительных испытаний на давление прорыва (аналогично экспериментам, описанным выше) с использованием пористых материалов, соответствующих образцу № 18 в таблице A, образцам № 22-25 в таблице D, и ткани поставщика F толщиной 0,8 мм. Падение давления потока и давление прорыва регистрировали для каждого образца, а результаты (средние значения по меньшей мере двух измерений) представлены в таблице E. В этих экспериментах использовали расход 89 см3/мин, а диаметр круглой сетки под образцом (проходящей через «активную площадь» образца) составлял 80 мм.
Таблица E
Номер/описание образца пористого материала Падение давления потока/Па Давление прорыва/Па
15 19 000 13 920
Ткань поставщика F; толщина 0,8 мм 120 5 539
22 2 910 11 495
23 8 921 12 405
24 12 359 13 000
25 15 830 13 363
26 16 617 14 100
27 18 127 14 173
Можно видеть, что давление прорыва возрастает при укладке большего количества слоев друг на друга, как описано ранее. Однако давление переноса потока может увеличиваться быстрее, чем давление прорыва, по мере добавления большего количества слоев, и в случае образцов с номерами 22 по 27 давление переноса потока превышает давление прорыва, когда пористый материал имеет четыре уложенных друг на друга двойных слоя (в образце с номером 25).
Возможна ситуация, когда давление переноса потока повышается быстрее при большем количестве слоев, чем это видно из образцов 22-27; однако наличие воздуха в системе может означать, что данные начинают показывать сжимаемость, в частности, для образцов с номерами с 25 по 27.
В более общем случае, эти данные могут указывать на то, что устройство для влажной уборки может работать, когда давление переноса потока (при требуемой скорости потока) ниже, чем давление прорыва.
Для испытаний, результаты которых приведены в таблице Е, расход составлял 89 см3/мин, а активная площадь ткани - 5 030 мм2. В случае чистящей головки 100 активная площадь может составлять около 1 750 мм2. Следовательно, когда давление переноса потока приложено к пористому материалу 168 чистящей головки 100, фактический поток через пористый материал 168 может быть в (1750/5030) 0,35 раза слабее, чем поток, используемый в этих испытаниях.
Это может означать, что в точке, где давление переноса потока равно давлению прорыва (например, в образце № 24), максимальный поток, который может пропустить пористый материал 168, составляет приблизительно (0,35*98) 31 см3/мин. Даже если в пористый материал 168 добавлено больше слоев, давление прорыва может оставаться в основном неизменным, в то время как давление переноса потока увеличивается, тем самым еще больше снижая это значение.
Следует отметить, что в вышеописанных испытаниях на давление прорыва вся поверхность испытуемого образца покрыта водой, поэтому вся площадь пористого материала 16 пропускает воду. Однако на практике область чистящей головки 100, которая входит в контакт с полом (например, шириной 5 мм и длиной 350 мм), переносит воду, в то время как область пористого материала 168, прилегающая к этой области, также может переносить воздух. Это может означать, что, когда, например, используются четыре двойных слоя (в случае образца № 25), и давление прорыва пористого материала ниже, чем давление переноса воды, периферийная часть пористого материала 168 может начать прорываться, пропуская внутрь воздух, следовательно, вызывая оседание при давлении прорыва. В активной площади/области сбора может сохраняться относительно низкое давление, следовательно, жидкость может собираться относительно медленно, и, таким образом, жидкость может оставаться на поверхности, подлежащей очистке. И наоборот, в случае, когда пористый материал 168 имеет относительно низкое давление переноса потока и значительно большее давление прорыва (например, в случае ткани Поставщика F толщиной 0,8 мм, в которой давление прорыва в 50 раз выше, чем давление переноса потока), собирающий поток может быть очень сильным.
В целом, устройство для влажной уборки может работать при давлении прорыва, превышающем давление переноса потока, но для обеспечения возможности сбора с более высокой скоростью давление прорыва может быть по меньшей мере в два раза выше давления переноса потока.
В некоторых неограничивающих примерах чистящая головка 100 может подавать чистящую жидкость с расходом 40 см3/мин. При расходе через пористый материал 168, составляющей 85% от этого расхода чистящей жидкости на гладкой поверхности, подлежащей очистке, т.е. при скорости сбора, составляющей 34 см3/мин, скорость сбора сопоставима с 31 см3/мин, оцененной выше для образца № 24.
В некоторых неограничивающих примерах может быть введен некоторый допуск, например, для учета потока чистящей жидкости 20 см3/мин, что приводит к верхнему пределу толщины пористого материала 168, составляющему приблизительно 5 мм (см. образец № 25).
Как описано выше, пористый материал 168 может содержать один или более из пористой ткани, пористого пластика и пены.
Такой пористый пластик может, например, иметь форму спеченной сетки из пластиковых гранул.
В вариантах осуществления, в которых пористый материал 168 содержит такой пористый пластик, один или более дополнительных слоев пористого материала, например, содержащих пористую ткань, такую как тканая пористая ткань, могут быть расположены на внешней поверхности пористого пластика. Такой дополнительный слой(-и) пористого материала может быть более смачиваемым водой, чем пористый пластик, и, таким образом, более подходящим для контакта с поверхностью, подлежащей очистке, при смачивании водой.
Особого внимания заслуживает пористый материал, содержащий пористый тканый материал и наиболее предпочтительно тканый материал из микроволокна. Такая тканая ткань из микроволокна может способствовать достижению требуемого пониженного давления в устройстве для влажной уборки.
Такой пористый тканый материал, и, в частности, такой тканый материал из микроволокна, может быть выполнен, в частности, за счет плотности его переплетения, таким образом, чтобы удовлетворять вышеуказанным диапазонам для предельного диаметра пор.
Спецификации особенно подходящего тканого материала приведены в таблице F в качестве иллюстративного неограничивающего примера.
Таблица F
Характеристика Спецификация
Набор тканей -гладкое переплетение
Плотность -> 60 нитей/см в основе
-> 60 нитей/см в утке
Базовый вес -~200 г/м2
Состав -Полиэстер 80%, Полиамид 20%
Нить основы -Нить с низкой скруткой из полиэфирных нитевидных волокон диаметром ~ 18 мкм, предпочтительно с обрезанным поперечным сечением.
-Количество нитей: 60-70 нитевидных волокон в поперечном сечении, низкая скрутка.
Уточная нить -Пряжа из полиэфирных/полиамидных микроволокон с низкой скруткой (круговое поперечное сечение). Сечение волокна до 16 мкм
-Количество нитей: ~ 100 микроволокон в поперечном сечении, низкая скрученность.
Проницаемость -15 л/ч/см2
На фиг. 17-23 схематично показаны примеры того, как пористый материал 168 может быть установлен в чистящей головке 100.
Пористый материал 168 может быть установлен любым подходящим образом. В некоторых вариантах осуществления, например в показанном на фиг. 17, чистящая головка 100 содержит опорный элемент 236, например жесткий опорный элемент 236, для поддержки пористого материала 168. Опорный элемент 236 может быть выполнен из любого подходящего материала, такого как инженерный термопласт.
В некоторых вариантах осуществления чистящая головка 100 содержит эластомерный материал 238, на котором расположен пористый материал 168. Упругая деформация такого эластомерного материала 238 может снизить риск повреждения пористого материала 168, если, например, на поверхности 218, подлежащей очистке, присутствует относительно жесткий выступ, который входит в контакт с пористым материалом 168. В качестве альтернативы или дополнительно эластомерный материал 238 может способствовать тому, чтобы пористый материал 168 следовал любым контурам поверхности 218, подлежащей очистке.
Например, эластомерный материал 238 может представлять собой или содержать силиконовый каучук. Другие эластомерные материалы, такие как полидиен, например, полибутадиен, термопластичный эластомер и т.д., также могут быть предусмотрены для включения или образования эластомерного материала 238.
Альтернативно или дополнительно эластомерный материал может быть менее 50 по Шору A, предпочтительно менее 20 по Шору A, наиболее предпочтительно менее 10 по Шору A.
В неограничивающем примере эластомерный материал представляет собой силиконовый каучук 4 по Шору A.
В вариантах осуществления, в которых чистящая головка 100 содержит опорный элемент 236, например жесткий опорный элемент 236, эластомерный материал 238 может быть предусмотрен между опорным элементом 236 и пористым материалом 168. Пример этого показан на фиг. 17.
В вариантах осуществления, в которых чистящая головка 100 содержит вышеописанный выступающий элемент, выступающий элемент может содержать эластомерный материал 238, как будет описано более подробно ниже в настоящем документе.
Возвращаясь к неограничивающему примеру, изображенному на фиг. 17, непроницаемая часть 146 выполнена в виде полимерной, например термопластичной пленки, с уплотнением 152, расположенным между полимерной пленкой и слоем 114 пористого материала, включенным в пористый материал 168. Кроме того, опорная конструкция 154 для переноса жидкости, включенная в данный конкретный пример, выполнена в форме сетки или стопку слоев сетки.
В некоторых вариантах осуществления, таких как неограничивающий пример, показанный на фиг. 18, непроницаемая часть 146 образована непроницаемой уплотнительной частью(-ями), например кусками полимерной пленки, проходящими от эластомерного материала 238 до слоя 114 пористого материала пористого материала 168. В этом случае может отсутствовать необходимость в прохождении полимерной пленки в боковом направлении по внутренней поверхности слоя 114 пористого материала.
В некоторых вариантах осуществления эластомерный материал 238 содержит непроницаемую часть 146, уплотненную на слое 114 пористого материала пористого материала 168. Таким образом, вышеописанная полимерная пленка и кусочки полимерной пленки исключены в этом примере и могут отсутствовать. Таким образом, количество компонентов в чистящей головке 100 может быть уменьшено, что облегчает изготовление.
В некоторых вариантах осуществления, например, показанном на фиг. 19, опорная конструкция 154 для переноса жидкости по меньшей мере частично или полностью обеспечивается рисунком поверхности на поверхности эластомерного материала 238 и/или в поверхности, обращенной к слою 114 пористого материала 168. Замена сетки(-ок) с рисунком поверхности на поверхности эластомерного материала 238 может способствовать уменьшению количества компонентов в чистящей головке 100. В других отношениях пример, показанный на фиг. 19, соответствует примеру, показанному на фиг. 18.
В некоторых вариантах осуществления, например, в показанном на фиг. 20, опорный элемент 236 содержит непроницаемую часть 146, прилегающую с уплотнением к слою 114 пористого материала пористого материала 168. Иными словами, уплотнение, присутствующее между опорным элементом 236 и пористым материалом 168, обеспечивается выступающими частями опорного элемента 236, которые уплотняют пористый материал 168. Следовательно, описанная выше полимерная пленка не является необходимой в данном примере, поскольку уплотнение может быть создано с использованием прямого соединения между слоем 114 пористого материала и опорным элементом 236. В других отношениях пример, показанный на фиг. 20, соответствует примеру, показанному на фиг. 17.
Неограничивающий пример, показанный на фиг. 21, соответствует примеру, показанному на фиг. 20, за исключением опорной конструкции 154, переносящей жидкость, которая по меньшей мере частично или полностью обеспечивается рисунком поверхности на поверхности эластомерного материала 238, обращенной к слою 114 пористого материала пористого материала 168 и/или в ней.
Неограничивающий пример, показанный на фиг. 22, соответствует примеру, показанному на фиг. 18, за исключением эластомерного материала 238, расположенного внутри полости 150, предусмотренной между полимерной пленкой в качестве непроницаемой части 146 и слоем пористого материала 114 пористого материала 168.
Неограничивающий пример, показанный на фиг. 23, соответствует примеру, показанному на фиг. 22, за исключением того, что опорная конструкция 154 для переноса жидкости, по меньшей мере частично или полностью выполнена в виде рисунка поверхности на поверхности эластомерного материала 238 и/или в поверхности, обращенной к слою 114 пористого материала 168.
На этом этапе повторяется, что вышеописанная область PR сбора жидкости слоя 114 пористого материала (ограниченная прикреплением слоя 114 пористого материала вокруг, например, каждого из по меньшей мере одного впускного отверстия 142A, 142B для грязи) может быть расположена относительно каждого из по меньшей мере одного выпускного отверстия 104 для чистящей жидкости таким образом, чтобы позволить чистящей жидкости обходить область PR сбора жидкости и достигать или по меньшей мере направляться к поверхности 218, подлежащей очистке. Такое расположение области PR сбора жидкости относительно каждого из выпускных отверстий 104 для чистящей жидкости может быть достигнуто любым подходящим способом.
В некоторых вариантах осуществления, например, в показанном на фиг. 24, каждое из выпускных отверстий 104 для чистящей жидкости расположено в одной или более распределительных частях, которые пространственно отделены от слоя 114 пористого материала. При размещении выпускного отверстия(-ий) 104 для чистящей жидкости в такой отдельной распределительной части или частях чистящая жидкость может подаваться к поверхности 218, подлежащей очистке, в направлении стрелок 240 на фиг. 24, без первоначального контакта со слоем 114 пористого материала.
В неограничивающем примере, показанном на фиг. 24, распределительные части соответствуют вышеописанным полосам 108, 124 для распределения чистящей жидкости.
Пространственное разделение показано на фиг. 24 зазорами 242, например, воздушными зазорами 242, расположенными между слоем 114 пористого материала и полосами 108, 124 распределения чистящей жидкости.
В некоторых вариантах осуществления, таких как показанный на фиг. 25, пористый материал 168 содержит вышеописанный один или более дополнительных слоев 156 пористого материала, а чистящая головка 100 содержит съемный элемент 244, содержащий один или более дополнительных слоев 156 пористого материала, с отсоединением съемного элемента 244, отделяющего один или более дополнительных слоев 156 пористого материала от слоя 114 пористого материала.
В некоторых вариантах осуществления съемный элемент 244 содержит описанный выше материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости. Таким образом, один или более дополнительных слоев 156 пористого материала могут быть непосредственно заменены одновременно с заменой материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости. Например, материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости может быть прикреплен, например, приклеен, к одному или более дополнительным слоям 156 пористого материала в съемном элементе 244.
В некоторых вариантах осуществления, например, в неограничивающем примере, показанном на фиг. 25, материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости содержит описанные выше первую и вторую части 126, 128 для нанесения чистящей жидкости с первым крепежным элементом 246A, соединяющим один или более дополнительных слоев 156 пористого материала с первой частью 126 для нанесения чистящей жидкости, и вторым крепежным элементом 246B, соединяющим один или более дополнительных слоев 156 пористого материала со второй частью 128 для нанесения чистящей жидкости. Другой пример этого описан ниже со ссылкой на фиг. 33E.
В некоторых вариантах осуществления чистящая головка 100 содержит опору для поддержки слоя 114 пористого материала, а чистящая головка 100 содержит съемный (и/или прикрепляемый) элемент 248, содержащий слой 114 пористого материала, с отсоединением съемного элемента 248, отделяющего слой 114 пористого материала от опоры.
Такой съемный элемент 248 может содержать, в дополнение к слою 114 пористого материала, описанную выше непроницаемую часть 146, например, содержащую полимерную пленку или в форме полимерной пленки, причем по меньшей мере одно впускное отверстие 142A для грязи образовано отверстием или отверстиями в непроницаемой части 146.
В некоторых неограничивающих примерах, например, в примере, показанном на фиг. 26, съемный (и/или прикрепляемый) элемент 248 дополнительно содержит вышеописанную опорную конструкцию 154 для переноса жидкости.
Например, опорная конструкция 154 для переноса жидкости может быть предусмотрена в полости 150 между слоем 114 пористого материала и непроницаемой частью 146.
Когда чистящая головка 100 содержит как съемный элемент 244, так и съемный элемент 248, съемный элемент 244 может, например, быть съемным независимо от съемного элемента 248, а съемный элемент 248 может быть съемным независимо от съемного элемента 244.
В некоторых вариантах осуществления, например, в показанном на фиг. 27, съемный элемент 248 также содержит материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости. Когда, например, съемный элемент 248 содержит непроницаемую часть 146, материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости может быть прикреплен, например, приклеен, к непроницаемой части 146.
В неограничивающем примере, показанном на фиг. 27, материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости содержит описанные выше первую и вторую части 126, 128 для нанесения чистящей жидкости с первым соединением 250A, соединяющим первую сторону непроницаемой части 146 с первой частью 126 для нанесения чистящей жидкости, и вторым соединением 250B, соединяющим вторую сторону непроницаемой части 146 со второй частью 128 для нанесения чистящей жидкости.
На фиг. 28 схематически изображена приведенная в качестве примера чистящая головка 100, содержащая съемный элемент 248, не содержащий материал 126, 128 для для нанесения чистящей жидкости. Однако материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости, тем не менее, выполнен с возможностью отсоединения, причем каждая из первой и второй части 126, 128 для нанесения чистящей жидкости в этом примере выполнена с возможностью отсоединения от выпускных отверстий 104 для чистящей жидкости независимо друг от друга и независимо от съемного элемента 248.
В более общем случае, настоящее изобретение относится к прикрепляемому (и/или съемному) элементу 248 как таковому. Присоединяемый элемент 248 может быть пригоден для прикрепления к устройству для влажной уборки, содержащему генератор 178 пониженного давления. По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления присоединяемый элемент 248 содержит слой 114 пористого материала; и по меньшей мере одно впускное отверстие 142A, 142B для грязи, к которому генератор 178 пониженного давления выполнен с возможностью присоединения по текучей среде, когда присоединяемый элемент 248 прикреплен к устройству для влажной уборки, при этом область PR сбора жидкости слоя 114 пористого материала ограничена посредством прикрепления с уплотнением слоя 114 пористого материала вокруг по меньшей мере одного впускного отверстия 142A, 142B для грязи.
Такой прикрепляемый элемент 248 может обеспечивать замену слоя 114 пористого материала без необходимости повторного уплотнения слоя 114 пористого материала во впускном отверстии 142A, 142B для грязи.
В некоторых вариантах осуществления прикрепляемый элемент 248 содержит непроницаемую часть 146, и по меньшей мере одно впускное отверстие 142A, 142B для грязи образовано отверстием или отверстиями, выполненными в непроницаемой части 146 и/или между непроницаемой частью 146 и слоем 114 пористого материала. Такой присоединяемый элемент 248 может обеспечивать возможность замены слоя 114 пористого материала без необходимости повторного уплотнения непроницаемой части 146 к слою 114 пористого материала.
В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере одно впускное отверстие 142A, 142B для грязи открыто в полость 150 между слоем 114 пористого материала и непроницаемой частью 146, причем опорная конструкция 154 для переноса жидкости расположена в полости 150 и обеспечивает один или более путей потока в области PR сбора жидкости между слоем 114 пористого материала и по меньшей мере одним впускным отверстием 142A, 142B для грязи.
Устройство для влажной уборки, например чистящая головка 100, содержащаяся в устройстве влажной уборки, может содержать по меньшей мере одно выпускное отверстие 104 для чистящей жидкости через которое обеспечена возможность подачи чистящей жидкости, как описано ранее. Когда по меньшей мере одно впускное отверстие для грязи присоединяемого элемента 248 соединено по текучей среде с генератором 178 пониженного давления, область PR сбора жидкости может быть расположена относительно каждого из по меньшей мере одного выпускного отверстия 104 для чистящей жидкости таким образом, что область PR сбора жидкости обходится чистящей жидкостью, подаваемой к поверхности 218, подлежащей очистке.
На фиг. 29 схематически изображена приведенная в качестве примера чистящая головка 100, содержащая съемный элемент 244, причем съемный элемент 244 состоит в данном примере из одного или более дополнительных слоев 156 пористого материала. Кроме того, в этом неограничивающем примере каждая из первой и второй частей 126, 128 для нанесения в этом примере выполнена с возможностью отсоединения от выпускных отверстий 104 для чистящей жидкости независимо друг от друга и независимо от съемного элемента 244.
На фиг. 30 показана приведенная в качестве примера чистящая головка 100, в которой пористый материал, в данном случае слой 114 пористого материала, входит в контакт с тканью 126, 128 для нанесения чистящей жидкости. Как объяснялось ранее, эта конфигурация может помочь предотвратить образование избытка чистящей жидкости в материале 126, 128 для нанесения чистящей жидкости и, таким образом, может помочь свести к минимуму чрезмерное смачивание поверхности 218, подлежащей очистке, например, путем стекания чистящей жидкости из материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости на поверхность 218, подлежащую очистке.
В данном конкретном примере может быть обеспечено улучшенное управление влажностью материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости за счет того, что краевая часть 134 слоя 114 пористого материала примыкает к противоположной краевой части 136 материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости.
Более конкретно, в этом неограничивающем примере материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости содержит первую часть 126 для нанесения и вторую часть 128 для нанесения, так что противоположная краевая часть 136 материала 126 для нанесения чистящей жидкости включена в первую часть 126 для нанесения, как показано. Кроме того, в данном примере дополнительная краевая часть 138 слоя 114 пористого материала упирается в дополнительную противоположную краевую часть 140 второй части 128 для нанесения.
Область PR сбора жидкости слоя 114 пористого материала (ограниченная посредством прикрепления с уплотнением слоя 114 пористого материала вокруг, например, каждого из по меньшей мере одного отверстия 142A, 142B для сбора грязи), тем не менее, расположена относительно каждого из выпускных отверстий 104 для чистящей жидкости в примере, показанном на фиг. 30, таким образом, чтобы чистящая жидкость могла обходить область PR сбора жидкости. В этом отношении выпускные отверстия 104 для чистящей жидкости в этом примере расположены в распределительных частях, в этом примере в виде полос 108, 124 для распределения чистящей жидкости, которые пространственно отделены от слоя 114 пористого материала. Последнее отражается зазорами 242, например воздушными зазорами 242, предусмотренными между слоем 114 пористого материала и распределительными частями 108, 124.
Следует подчеркнуть, что пористый материал 168, включая слой 114 пористого материала, может отличаться от материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости тем, что пористый материал 168 является более плотным, например, из-за более плотного плетения ткани из микроволокна, чем материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости.
В некоторых вариантах осуществления, например в показанном на фиг. 31, чистящая головка 100 содержит часть 120, обращенную к поверхности 218, подлежащей очистке, при этом выступающий элемент 252 установлен рядом с частью 120. Таким образом, выступающий элемент 252 представляет собой элемент, установленный отдельно относительно части 120. Выступающий элемент 252 выступает из чистящей головки 100 в направлении поверхности 218, подлежащей очистке. Таким образом, чистящую головку 100 можно качать на выступающем элементе 252 в первом направлении, чтобы вызвать контакт части 120 с поверхностью, подлежащей очистке, и качать на выступающем элементе 252 во втором направлении, противоположном первому направлению, чтобы вызвать отделение части 120 от поверхности 218, подлежащей очистке, как объяснено ранее.
В некоторых вариантах осуществления, например в показанном на фиг. 31, чистящая головка 100 содержит опорный элемент 236, например жесткий опорный элемент 236, а выступающий элемент 252 установлен посредством крепления к опорному элементу 236.
Следует отметить, что чистящая головка 100 может быть прикреплена или может быть выполнена с возможностью крепления к подходящей рукоятке (не видна), чтобы способствовать перемещению чистящей головки 100. С этой целью, чистящая головка 100 может содержать точку 254 соединения, к которой такая рукоятка может быть присоединена, например присоединена с возможностью поворота.
Как показано на фиг. 31, перемещение чистящей головки 100 по поверхности 218, подлежащей очистке, путем приложения усилия Fперемещения, может происходить не без сопротивления. Вес чистящей головки 100, Fсила тяжести, и/или пользователь, прижимающий чистящую головку 100 к поверхности 218, подлежащей очистке, могут создавать усилие, Fn, перпендикулярное поверхности 218, подлежащей очистке.
Чистящая головка 100 может быть влажной и, следовательно, может работать в режиме вязкого трения и в сухом режиме; первый создает силу вязкого трения Fv, а второй создает кулоновское трение Fc, определяемое нормальной силой Fn и коэффициентом трения f. Результирующая сила, Fr сопротивления аппроксимируется в следующем уравнении.
где силы Fr, Fv, Fc и Fn в ньютонах; µ - динамическая вязкость в Па⋅с; A - площадь контакта в м2; u - скорость в м/с; и y - толщина слоя жидкости в м.
Вышеприведенное уравнение показывает, что как большая площадь контакта, A, так и жидкий слой, толщина которого y стремится к нулю, могут увеличивать коэффициент вязкого трения, тем самым увеличивая результирующую силу Fr сопротивления.
Следует также отметить, что относительно большая площадь A контакта, которая необходима для эффективного сбора жидкости на неровных поверхностях 218, подлежащих очистке, может приводить к относительно высокой силе Fr сопротивления, особенно на относительно плоских/гладких поверхностях 218, подлежащих очистке.
Следовательно, по меньшей мере в некоторых вариантах осуществления выступающий элемент 252 содержит пористый материал 168. Таким образом, сопротивление движению чистящей головки 100 по поверхности, подлежащей очистке, может быть уменьшено из-за ограниченной площади контакта A между пористым материалом 168 и поверхностью 218, подлежащей очистке.
Слой 114 пористого материала из пористого материала 168 может быть включен в выступающий элемент 252.
В некоторых вариантах осуществления область PR сбора жидкости слоя 114 пористого материала включена в выступающий элемент 252 и заканчивается между выступающим элементом 252 и частью 120. Таким образом, область слоя 114 пористого материала, в которой осуществляется всасывание, ограничена выступающим элементом 252, что способствует уменьшению сопротивления движению.
В качестве альтернативы или дополнительно по меньшей мере одно впускное отверстие 142A, 142B для грязи может быть образовано в выступающем элементе 252. Таким образом, всасывание может прилагаться к части чистящей головки 100, другими словами, к выступающему элементу 252, контакт которого с поверхностью 218, подлежащей очистке, уменьшается, например, благодаря его функции качания.
В вариантах осуществления, в которых чистящая головка 100 содержит часть 120 и дополнительную часть 122, обращенную к поверхности 218, подлежащей очистке, выступающий элемент 252 может быть установлен между частью 120 и дополнительной частью 122. Таким образом, чистящую головку 100 можно качать вперед на выступающем элементе 252 для обеспечения контакта части 120 с поверхностью 218, подлежащей очистке, как показано на фиг. 31, и назад для обеспечения контакта дополнительной части 122 с поверхностью 218, подлежащей очистке.
В таких вариантах осуществления область PR сбора жидкости слоя 114 пористого материала может проходить между частью 120 и дополнительным частью 122 и заканчиваться между выступающим элементом 252 и частью 120, а также между выступающим элементом 252 и дополнительным частью 122.
В неограничивающем примере, показанном на фиг. 31, примыкающие противоположные краевые части 134, 136 пористого материала 168 и материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости расположены между выступающим элементом 252 и частью 120. Таким образом, избыток чистящей жидкости, вызванный выдавливанием из материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости между выступающим элементом 252 и материалом 126, 128 для нанесения чистящей жидкости, например, посредством качания чистящей головки 100, может эффективно переноситься во впускное отверстие(-я) 142A, 142B для грязи через пористый материал 168.
В частности, часть 120, показанная на фиг. 31, содержит первую часть 126 для нанесения, а дополнительная часть 122 содержит вторую часть 128 для нанесения. Кроме того, примыкающие противоположные краевые части 134, 136 пористого материала 168 и первая часть 126 для нанесения в данном примере расположены между выступающим элементом 252 и частью 120, а примыкающие противоположные дополнительные краевые части 138, 140 пористого материала 168 и вторая часть 128 для нанесения расположены между выступающим элементом 252 и дополнительным частью 122. Таким образом, избыточная чистящая жидкость, выдавливаемая из материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости между выступающим элементом и первой частью 126 для нанесения чистящей жидкости, а также между выступающим элементом и второй частью 128 для нанесения чистящей жидкости, например, посредством качания чистящей головки 100 вперед и назад, соответственно, может эффективно переноситься во впускное отверстие(-я) 142A, 142B для грязи через пористый материал 168.
В некоторых вариантах осуществления, например в показанном на фиг. 31, выступающий элемент 252 имеет криволинейную поверхность, выполненную с возможностью вхождения в контакт с поверхностью 218, подлежащей очистке.
Такая криволинейная, например закругленная поверхность выступающего элемента 252 может дополнительно способствовать минимизации площади контакта выступающего элемента 252 с поверхностью 218, подлежащей очистке, и, таким образом, способствовать сведению к минимуму сопротивления движению чистящей головки 100 по поверхности 218, подлежащей очистке.
Криволинейная поверхность выступающего элемента 252 может, например, изгибаться между частью 120 и дополнительной частью 122, как показано на фиг. 31.
В некоторых вариантах осуществления выступающий элемент 252 содержит описанный выше эластомерный материал 238, на котором расположен пористый материал 168. Эластомерный материал 238 может, например, представлять собой или содержать силиконовый каучук и/или иметь твердость менее 50 по Шору A, предпочтительно менее 20 по Шору A, наиболее предпочтительно менее 10 по Шору A.
Со ссылкой на фиг. 31, эластомерный материал 238 может быть расположен между опорным элементом 236, например жестким опорным элементом 236, и пористым материалом 168.
Упругая деформация такого эластомерного материала 238 может снизить риск повреждения пористого материала 168, если, например, на поверхности 218, подлежащей очистке, присутствует относительно жесткий выступ, который входит в контакт с пористым материалом 168. В качестве альтернативы или дополнительно эластомерный материал 238 может способствовать тому, чтобы пористый материал 168 следовал любым контурам поверхности 218, подлежащей очистке.
В качестве альтернативы или дополнительно, выступающий элемент 252 может быть упруго установлен рядом с частью 120. Например, выступающий элемент 252 может быть установлен подпружиненным на опорном элементе 236. Это может помочь пористому материалу 168 следовать за любыми контурами поверхности 218, подлежащей очистке, тем самым облегчая сбор жидкости.
В вариантах осуществления, в которых эластомерный материал 238 включен в состав выступающего элемента 252, за кривизной криволинейной поверхности эластомерного материала 238, например, дугой между частью 120 и дополнительным частью 122, может следовать пористый материал 168 для обеспечения криволинейной поверхности выступающего элемента 252.
Хотя на фиг. 31 это не видно, выступающий элемент 252 может дополнительно содержать описанную выше непроницаемую часть 146, содержащую полимерную пленку или в форме полимерной пленки, уплотненной на слое 114 пористого материала и вокруг впускных отверстий 142A, 142B для грязи. В таком примере пониженное давление, присутствующее за пористым материалом 168 во время использования чистящей головки 100, может отсутствовать в эластомерном материале 238, а, скорее, содержится в уплотненной полости 150 между слоем 114 пористого материала и непроницаемой частью 146. Это может способствовать тому, чтобы эластомерный материал 238 по существу не подвергался воздействию пониженного давления, в частности, в примерах, в которых эластомерный материал 238 сам является пористым и, следовательно, в противном случае может быть подвержен сжатию вследствие пониженного давления.
В других неограничивающих примерах эластомерный материал 238 сам по себе не является пористым, так что эластомерный материал 238 может быть включен в непроницаемую часть 146, уплотненную на слое 114 пористого материала пористого материала 168, например, как описано выше в отношении фиг. 18.
В неограничивающем примере, показанном на фиг. 31, вышеописанная опорная конструкция 154 для переноса жидкости также предусмотрена между пористым материалом 168, в частности, слоем 114 пористого материала, и непроницаемой частью 146. Опорная конструкция 154 для переноса жидкости может быть образована или включать в себя, например, один или более слоев сетки и/или рисунок поверхности на поверхности, например, криволинейной поверхности, и/или в ней, эластомерного материала 238.
В более общем случае, выступающий элемент 252 может содержать опорную конструкцию 154 для переноса жидкости, например, расположенную между слоем 114 пористого материала и по меньшей мере одним впускным отверстием 142A, 142B для грязи.
Пористый материал 168 может быть размещен на эластомерном материале 238, например, на криволинейной поверхности эластомерного материала 238, любым подходящим способом.
На фиг. 32A и 32B схематически показан пример прикрепления с уплотнением слоя 114 пористого материала вокруг впускных отверстий 142A, 142B для грязи для образования области PR сбора жидкости. Кроме того, на фиг. 32A и 32B показана непроницаемая часть 146, в данном случае в виде полимерной пленки, и опорная конструкция 154, переносящая жидкость, в данном случае в виде сетки или множества уложенных друг на друга слоев сетки. Пористый материал 168 в данном примере содержит слой 114 пористого материала или образован им, и дополнительные слои 156, 158 пористого материала. Таким образом, слоистый материал содержит дополнительные слои 156, 158 пористого материала, слой 114 пористого материала, опорную конструкцию 154 для переноса жидкости и непроницаемую часть 146, причем трубки 144A, 144B обеспечивают впускные отверстия 142A, 142B для грязи, частично зажатые между непроницаемой частью 146 и слоем 114 пористого материала.
В неограничивающем примере, показанном на фиг. 32A и 32B, непроницаемая часть 146, слой 114 пористого материала и дополнительные слои 156, 158 пористого материала выходят за пределы опорного слоя 154 для переноса жидкости в направлении трубок 144A, 144B. Уплотнение 152, в данном случае тепловое уплотнение, также выходит за пределы опорного слоя 154, переносящего жидкость, в направлении трубок 144A, 144B.
Уплотнение 152, то есть воздухонепроницаемое уплотнение, обеспечивается между слоем 114 пористого материала и непроницаемой частью 146 путем введения глины в область между слоем 114 пористого материала и непроницаемой частью 146, через которую проходят трубки 144A, 144B. В данном примере вокруг слоя 114 пористого материала, непроницаемой части 146, трубок 144A, 144B и глины затем наматывают кусок ленты, чтобы обернуть глину во избежание ее прилипания к другому объекту.
Этот слоистый материал может быть достаточно податливым, чтобы располагаться на криволинейной поверхности, например, эластомерного материала 238. Кроме того, слоистый материал может, например, быть снабжен подходящим крепежным элементом или крепежными элементами 256A-D, в данном случае в виде липучих лент Velcro®, для закрепления слоистого материала в чистящей головке 100.
Обращаясь к неограничивающему примеру, показанному на фиг. 33A и 33B, слоистый материал, аналогичный описанному выше в связи с фиг. 32A и 32B, содержащий слой 114 пористого материала и первый дополнительный слой 156 пористого материала, расположен на криволинейной поверхности 258 эластомерного материала 238 и прикреплен к опорному элементу 236 с помощью крепежного элемента(-ов) 256A-D, например, Velcro®. Таким образом, выступающий элемент 252 в данном примере содержит эластомерный материал 238 и слои 114, 156 пористого материала.
Вследствие того, что слои 114, 156 пористого материала следуют за кривизной криволинейной поверхности 258 эластомерного материала 238 в этом примере, сам выступающий элемент 252 содержит криволинейную поверхность, выполненную с возможностью вхождения в контакт с поверхностью 218, подлежащая очистке.
В неограничивающем примере, показанном на фиг. 33A и 33B, выступающий элемент 252 установлен рядом с частью 120 (и, в частности, между частью 120 и дополнительной частью 122 в этом примере) эластомерным материалом 238 и прикреплен к опорному элементу 236 чистящей головки 100. В данном неограничивающем примере указанное крепление достигается, по меньшей мере частично, за счет эластомерного материала 238, содержащего выступ 260, который входит в паз 262, образованный в опорном элементе 236, и взаимодействует с ним. Выступ 260 может, например, представлять собой нажимную вставку в паз 262.
На фиг. 33A показана деформация материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости для введения по меньшей мере части материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости в контакт с пористым материалом. Таким образом, часть чистящей жидкости может переноситься из материала 126, 128 для нанесения чистящей жидкости в пористый материал особенно контролируемым образом.
В неограничивающем примере, показанном на фиг. 33A, материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости содержит пучки, образованные из волокон, и подкладочный слой (не виден), поддерживающий пучки. Как показано, такие пучки могут быть деформируемыми для контакта с пористым материалом, например, при контакте с поверхностью, подлежащей очистке, и/или при смачивании жидкостью, например водой.
В некоторых вариантах осуществления устройство для влажной уборки содержит чистящую головку 100 и генератор 178 пониженного давления (не виден на фиг. 33A и 33B), соединенный по текучей среде по меньшей мере с одним впускным отверстием 142A, 142B для грязи. Это соединение по текучей среде может быть выполнено посредством трубок 144A, 144B, которые в данном конкретном неограничивающем примере проходят к одной трубке, ведущей к генератору пониженного давления в точке 266 разветвления.
Генератор 178 пониженного давления может, например, представлять собой насос, например насос прямого вытеснения или содержать его (технические преимущества последнего более подробно описаны в настоящем документе ниже). Может быть использован любой подходящий насос при условии, что насос способен выдерживать рабочее давление, выбранное для устройства для влажной уборки, например, около 5 000 Па (см. таблицу 1 выше).
В некоторых вариантах осуществления генератор 178 пониженного давления выполнен с возможностью подачи всасывания путем обеспечения потока в диапазоне от 15 до 2 000 см3/мин, предпочтительно от 40 до 2 000 см3/мин, более предпочтительно от 80 до 750 см3/мин и наиболее предпочтительно от 100 до 300 см3/мин.
При таком потоке, т.е. расходе, может быть использована способность пористого материала 168 поддерживать пониженное давление и может быть обеспечен достаточный сбор жидкости при одновременном ограничении потребления энергии.
Устройство для влажной уборки может также содержать накопительную емкость для грязной жидкости (не видима на фиг. 33A и 33B). В таких вариантах осуществления генератор пониженного давления может быть выполнен с возможностью всасывания жидкости из по меньшей мере одного впускного отверстия 142A, 142B для грязи в накопительную емкость для грязной жидкости.
В таких вариантах осуществления накопительная емкость для грязной жидкости может быть расположена любым подходящим образом относительно генератора 178 пониженного давления, например, выше или ниже по потоку от него.
В некоторых вариантах осуществления устройство для влажной уборки, содержащее чистящую головку 100, содержит устройство подачи чистящей жидкости (не показана на фиг. 33A и 33B) для подачи чистящей жидкости к чистящей головке 100 для доставки к поверхности, подлежащей очистке, по меньшей мере через одно выпускное отверстие 104 для чистящей жидкости. Такой устройство подачи чистящей жидкости может, например, содержать резервуар для чистящей жидкости и узел доставки, например узел доставки, содержащий насос для переноса чистящей жидкости к указанному по меньшей мере одному выпускному отверстию 104 для чистящей жидкости и через него.
Устройство подачи чистящей жидкости и по меньшей мере одно выпускное отверстие 104 для чистящей жидкости могут быть выполнены с возможностью обеспечения непрерывной доставки чистящей жидкости к поверхности 218, подлежащей очистке.
Устройство подачи чистящей жидкости и генератор 178 пониженного давления могут, например, быть выполнены таким образом, что поток чистящей жидкости, доставляемый через по меньшей мере одно выпускное отверстие 104 для чистящей жидкости, слабее, чем поток, доставляемый на по меньшей мере одно впускное отверстие 142A, 142B для грязи генератором 178 пониженного давления. Это может способствовать обеспечению того, чтобы поверхность 218, подлежащая очистке, не становилась избыточно смоченной чистящей жидкостью. Например, поток чистящей жидкости может находиться в диапазоне от 20 до 60 см3/мин, а поток, обеспечиваемый генератором 178 пониженного давления, может находиться в диапазоне от 40 до 2 000 см3/мин, более предпочтительно от 80 до 750 см3/мин и наиболее предпочтительно от 100 до 300 см3/мин.
Если в качестве генератора 178 пониженного давления используется насос прямого вытеснения с расходом 1 или 2 л/мин, такой насос может стать относительно громоздким и шумным, следовательно, более низкие раходы могут способствовать сохранению устройства для влажной уборки относительно небольшим, бесшумным и легким.
В принципе, достаточным может быть расход генератора 178 пониженного давления, который равен расходу чистящей жидкости, обеспечиваемой устройством подачи чистящей жидкости.
Однако это может привести к относительно значительному нарушению равновесия системы (необходимого пониженного давления), если, например, пористый материал 168 (например, только что прикрепленный) столкнется с разливом воды. Например, лужа воды объемом 50 см3, которую встретит устройство для влажной уборки, имеющее расход чистящей жидкости, составляющий 40 см3/мин и расход, обеспечиваемый генератором 178 пониженного давления, составляющий 50 см3/мин, может означать, что потребуется около 5 минут, чтобы впитать всю воду (что приводит к 5-минутному падению пониженного давления, следовательно, 5-минутному периоду, в течение которого пол остается значительно более влажным (потому что лужа продолжает распространяться). С другой стороны, расход 250 см3/мин, обеспечиваемый генератором 178 пониженного давления, может уменьшить это до 14-секундного периода. Поскольку расход, обеспечиваемый генератором 178 пониженного давления, превышает расход чистящей жидкости, обеспечиваемый устройством подачи чистящей жидкости, это может позволить системе быстрее вернуться к равновесию после такого нарушения.
В неограничивающем примере, показанном на фиг. 33A и 33B, чистящая жидкость доставляется, например, из вышеупомянутого резервуара для чистящей жидкости через трубку 268, которая разветвляется для подачи чистящей жидкости к выпускным отверстиям 104 полосы 108 для распределения чистящей жидкости через первую трубку 270A, и к выпускным отверстиям 104 для чистящей жидкости дополнительной полосы 124 для распределения чистящей жидкости через вторую трубку 270B.
В вариантах осуществления, в которых устройство для влажной уборки содержит чистящую головку 100, генератор пониженного давления и устройство подачи чистящей жидкости, генератор пониженного давления может быть выполнен с возможностью обеспечения всасывания к указанному по меньшей мере одному впускному отверстию 142A, 142B для грязи в то же время, другими словами, одновременно с устройством подачи чистящей жидкости, подающим чистящую жидкость к указанному по меньшей мере одному выпускному отверстию 104 для чистящей жидкости и через него.
В приведенной в качестве примера чистящей головке 100, показанной на фиг. 33A и 33B, полосы 108, 124 для распределения чистящей жидкости соединены друг с другом и с опорным элементом 236 посредством соединительных элементов 272A, 272B.
В некоторых вариантах осуществления устройство для влажной уборки содержит рукоятку (не показанную на фиг. 33A и 33B), соединенную с чистящей головкой 100 или прикрепленную к ней. Такая рукоятка может способствовать перемещению чистящей головки 100.
В неограничивающем примере, показанном на фиг. 33A и 33B, точка 254 соединения, к которой может быть присоединена такая рукоятка, содержит вертикально проходящую прорезь для регулировки высоты, на которой предусмотрено соединение. В данном примере такая точка 254 соединения предусмотрена в каждой из пары держателей 274A, 274B, между которыми шарнирно установлен элемент 276 зацепления рукоятки. Элемент 276 зацепления рукоятки может входить в зацепление, например, с концом рукоятки.
В некоторых вариантах осуществления рукоятка может поддерживать или включать в себя по меньшей мере часть генератора 178 пониженного давления, соединенного по текучей среде по меньшей мере с одним впускным отверстием 142A, 142B для грязи и/или накопительной емкостью для грязной жидкости. В альтернативном или дополнительном варианте по меньшей мере часть устройства подачи чистящей жидкости, например резервуар для чистящей жидкости и/или узел доставки, может поддерживаться рукояткой или быть включенным в нее.
В некоторых вариантах осуществления, например, показанных на фиг. 33C и 33D, вышеописанный прикрепляемый элемент 248 (в котором область PR сбора жидкости слоя 114 пористого материала ограничена прикреплением с уплотнением слоя 114 пористого материала вокруг по меньшей мере одного впускного отверстия 142A, 142B для грязи) содержит (или образует) выступающий элемент 252.
В неограничивающем примере, показанном на фиг. 33C, выступающий элемент 252 содержит эластомерный материал 238, на котором расположен слой 114 пористого материала. В этом конкретном примере слой 114 пористого материала прикреплен с уплотнением к опорному элементу 236 посредством уплотнений 152, например термосклеек.
Таким образом, слой 114 пористого материала прикреплен с уплотнением к впускному отверстию(-ям) 142A для грязи, причем впускное отверстие(-я) 142A для грязи в данном примере образовано или ограничено опорным элементом 236 и эластомерным материалом 238. В этом конкретном примере впускные отверстия 142A, 142B для грязи имеют форму каналов, проходящих через опорный элемент 236 и эластомерный материал 238.
В более общем случае, опорный элемент 236, к которому с уплотнением прикреплен слой 114 пористого материала, может быть включен в прикрепляемый элемент 248. В таком примере опорный элемент 236 может быть прикреплен к опоре, включенной в (оставшуюся часть) чистящей головки 100.
Присоединяемый элемент 248 может быть прикреплен к опоре любым подходящим способом, например посредством прикрепляемого элемента 248, например опорного элемента 236, имеющего гребневой элемент, который вдавливается в паз, образованный в опоре, или с помощью опоры, имеющей такой гребневой элемент, который вдавливается в паз, образованный в опоре, или с помощью опоры, имеющей такой гребневой элемент, который вдавливается в паз образованный в прикрепляемом элементе 248, например в опорном элементе 236.
Еще один слой 156 пористого материала также включен в выступающий элемент 252 в примере, показанном на фиг. 33C. Следует отметить, что процесс термосклеивания, например, посредством ультразвуковой сварки, слоя 114 пористого материала с пластиковым опорным элементом 236 также приводит к тому, что дополнительный слой 156 пористого материала приклеивается к слою 114 пористого материала.
Примеры, показанные на фиг. 33C и 33D, отличаются друг от друга тем, что опорная конструкция 154 для переноса жидкости, показанная на фиг. 33C, образована рисунком поверхности, расположенным на поверхности эластомерного материала 238 и/или в ней, тогда как опорная конструкция 154 для переноса жидкости, показанная на фиг. 33D, имеет форму сетчатого слоя.
На фиг. 33E показан пример съемного элемента 244, содержащего дополнительные слои 158A, 158B пористого материала и материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости. Этот пример имеет некоторое сходство со съемным элементом 244, показанным на фиг. 26, за исключением того, что в данном случае материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости установлен на дополнительных слоях 158A, 158B пористого материала.
Следует отметить, что дополнительные слои 158A, 158B пористого материала могут быть приклеены друг к другу, например, посредством термосклеивания, такого как ультразвуковая сварка.
Кроме того, на фиг. 33E показан подкладочный слой BL и пучки TU, включенные в материал 126, 128 для нанесения чистящей жидкости. Подкладочный слой BL поддерживает пучки TU, как описано ранее.
На фиг. 33F представлен вид в перспективе чистящей головки 100, содержащей выступающий элемент 252/прикрепляемый элемент 248, показанный на фиг. 33C или 33D, и съемный элемент 244, показанный на фиг. 33E. Таким образом, в этом случае пористый материал 168 содержит слой 114 пористого материала и дополнительный слой 156 пористого материала, включенный в выступающий элемент 252/прикрепляемый элемент 248, и дополнительный слой(-и) 158A, 158B пористого материала, включенный в съемный элемент 244.
Съемный элемент 244 может быть соединен с возможностью отсоединения с остальной частью чистящей головки 100 любым подходящим способом, например с помощью съемного элемента 244, содержащего набор башмаков, расположенных вдоль одной продольной стороны съемного элемента 244, и липучую ленту Velcro®, расположенную на противоположной продольной стороне. В таком примере каждый комплект обуви принимает и входит в зацепление с ногой, предусмотренной на одной продольной стороне остальной части чистящей головки 100, и липучая лента Velcro® может быть соединена с комплементарной липучей лентой Velcro®, расположенной на противоположной продольной стороне остальной части чистящей головки 100. Такой узел башмаков с комплектом ножек может способствовать сведению к минимуму нежелательного перемещения съемного элемента 244 относительно остальной части чистящей головки 100 как в поперечном, так и в продольном направлениях.
Кроме того, на фиг. 33F показана этикетка LA съемного элемента 244. Эта этикетка может содержать инструкции по прикреплению/отсоединению и/или промывке для промывки съемного элемента 244 после его отсоединения от остальной части чистящей головки 100.
В более общем случае, устройство для влажной уборки в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения содержит генератор пониженного давления и чистящую головку 100, имеющую по меньшей мере одно впускное отверстие 142A, 142B для грязи, и пористый материал 168, содержащий слой 114 пористого материала, прикрепленный к указанному по меньшей мере одному впускному отверстию 142A, 142B для грязи.
Чистящая головка 100 может быть, например, выполнена в соответствии с любым из вариантов осуществления, описанных в настоящем документе.
Узел генератора пониженного давления содержит генератор 178 пониженного давления, имеющий выпускное отверстие генератора пониженного давления, причем генератор 178 пониженного давления выполнен с возможностью приведения в действие для обеспечения потока от по меньшей мере одного впускного отверстия 242A, 242b для грязи к выпускному отверстию генератора пониженного давления и через него и с возможностью отключения для прекращения потока.
По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления изобретения узел генератора пониженного давления выполнен с возможностью ограничения прохода текучей среды от выпускного отверстия генератора пониженного давления к указанному по меньшей мере одному впускному отверстию 242A, 242b для грязи по меньшей мере при отключении генератора пониженного давления.
Поток, обеспечиваемый генератором 178 пониженного давления, может создавать разрежение в указанном по меньшей мере одном впускном отверстии 142A, 142B для грязи. Пористый материал 168, в частности смоченный пористый материал 168, может способствовать поддержанию пониженного давления, и жидкость может быть втянута через пористый материал 168 во впускное отверстие(-я) для грязи, как описано ранее.
На фиг. 34 схематически изображено приведенное в качестве примера устройство 278 для влажной уборки до (левая панель), во время (центральная панель) и после (правая панель) втягивания жидкости 190 через пористый материал 168. Панель слева на фиг. 34 можно рассматривать как изображение полностью сухой системы, например, в начале цикла очистки. На центральной панели по фиг. 34 показано устройство 278 для влажной очистки в рабочем состоянии, во время которого жидкость 190, например вода, находящаяся в контакте с пористым материалом 168, переносится через него в направлении впускного отверстия 142A для грязи. Таким образом, поверхность 218, подлежащая очистке, может стать сухой или по меньшей мере более сухой, но не вся жидкость 190 может быть перенесена из чистящей головки 100, например, в накопительную емкость для грязной жидкости (не видна на фиг. 34), включенную в состав устройства 278 для влажной уборки. В данном неограничивающем примере некоторая часть жидкости 190 может оставаться в пути(-ях) потока опорной конструкции 154 для переноса жидкости, как показано. Во время работы эта жидкость 190 может быть полезной, поскольку она служит для сохранения пористого материала 168 влажным, даже если на поверхности 218, подлежащей очистке, жидкость 190 может отсутствовать. Остаточная жидкость 190 в порах 192 пористого материала 168 помогает поддерживать пониженное давление, как описано ранее. В то время как в отверстии(-ях) 142A для впуска грязи поддерживается разрежение, жидкость 190 остается на стороне(-ах) впускного отверстия для грязи пористого материала 168, как показано на центральной панели по фиг. 34.
Однако, когда генератор 178 пониженного давления отключается, например, выключается после использования устройства 278 для влажной уборки, потере пониженного давления может содействовать проникновение текучей среды, например окружающего воздуха, через выпускное отверстие генератора пониженного давления. Это может привести к высвобождению жидкости 190, например стеканию, из пористого материала 168, как проиллюстрировано на правой панели по фиг. 34.
После очистки, например протирки поверхности, подлежащей очистке, оказаться нежелательным, чтобы после отключения генератора 178 пониженного давления жидкость 190 высвобождалась через пористый материал 168, например, обратно на поверхность 218, подлежащую (или подвергнутую) очистке, и/или во время транспортировки устройства для влажной уборки 278 к месту его хранения.
По этой причине узел генератора пониженного давления может быть выполнен с возможностью ограничения, например блокировки прохода текучей среды, например окружающего воздуха, из выпускного отверстия генератора пониженного давления к впускному отверстию(-ам) для грязи по меньшей мере, когда генератор 178 пониженного давления отключен, например когда генератор 178 пониженного давления выключен. Это может устранить проблему выделения жидкости из пористого материала 168, например, после очистки поверхности 218, подлежащей очистке, и/или во время размещения устройства для влажной уборки в месте хранения после использования.
На фиг. 35 схематически изображено приведенное в качестве примера устройство 278 для влажной уборки, содержащее такой узел 280 генератора пониженного давления. На левой панели по фиг. 35 генератор 178 пониженного давления, в данном примере насос приведен в действие. Это обозначено как «Насос включен». На правой панели по фиг. 35 генератор 178 пониженного давления отключен, что обозначено как «Насос выключен». В отличие от утечки жидкости, описанной выше со ссылкой на фиг. 34, проход текучей среды от выпускного отверстия генератора пониженного давления к впускному отверстию(-ям) 142A для грязи ограничено, например, заблокировано, как обозначено на фиг. 35, крестиком 282. Таким образом, разрежение может лучше поддерживаться после отключения генератора 178 пониженного давления, тем самым уменьшая проблемное высвобождение жидкости из пористого материала 168.
Может быть рассмотрен любой подходящий способ конфигурирования генератора 280 пониженного давления для ограничения прохода текучей среды от выпускного отверстия генератора пониженного давления к впускному отверстию 142A для грязи по меньшей мере при отключении генератора 178 пониженного давления.
В некоторых вариантах осуществления сам генератор 178 пониженного давления выполнен с возможностью ограничения обратного потока текучей среды, например воздуха, из выпускного отверстия генератора пониженного давления в направлении впускного отверстия(-ий) 142A для грязи, когда генератор 178 пониженного давления отключен.
В некоторых вариантах осуществления, например в показанном на фиг. 36, генератор 178 пониженного давления представляет собой насос прямого вытеснения или содержит его. Конструкция такого насоса прямого вытеснения означает, что обратный поток текучей среды, например воздуха из выпускного отверстия генератора пониженного давления, другими словами, выпускного отверстия насоса, в направлении впускного отверстия(-ий) 142A для грязи, по своему характеру ограничен.
Примеры такого насоса прямого вытеснения включают шланговый насос, мембранный насос и поршневой насос. Соответственно, генератор 178 пониженного давления может содержать одно или более из шлангового насоса, мембранного насоса и поршневого насоса или состоять из них.
Как показано на фиг. 36, изображенный шланговый насос может содержать сжимаемый шланг 284 между впускным отверстием 286 насоса/генератора пониженного давления и выпускным отверстием 288 насоса/генератора пониженного давления, который сжимается по меньшей мере в одном положении, когда шланговый насос отключен. Таким образом, обратный поток текучей среды, например воздуха, от выпускного отверстия насоса к впускному отверстию(-ям) 142A для грязи может быть ограничен, например заблокирован, когда шланговый насос отключен. Таким образом, выбор шлангового насоса может свести к минимуму потерю пониженного давления во впускном отверстии(-ях) для грязи и, таким образом, свести к минимуму проблему выделения жидкости наружу чистящей головки 100 через пористый материал 168.
Шланговый насос может, например, включать в себя поворотный узел 290 сжимающего башмака, содержащий по меньшей мере один сжимающий башмак 292, и при вращении узла 290 сжимающего башмака и сопутствующем сжатии сжимаемого шланга 284 по меньшей мере одним сжимающим башмаком 292, обеспечивается поток.
Вышеупомянутые мембранный насос и поршневой насос используют конструкцию аналогичного типа, в которой состояние покоя насоса, то есть, когда насос отключен ограничивает обратный поток от выпускного отверстия 288 насоса в направлении впускного отверстия 142A для грязи.
В некоторых вариантах осуществления, например, в качестве альтернативы или в дополнение к вышеописанному насосу прямого вытеснения, составляющему генератор 178 пониженного давления, узел 280 генератора пониженного давления содержит клапанный узел, например, представленный крестиком 282 на фиг. 35, выполненный с возможностью ограничения прохода текучей среды от выпускного отверстия 288 генератора пониженного давления к указанному по меньшей мере одному впускному отверстию 142A для грязи.
В неограничивающем примере, показанном на фиг. 35, клапанный узел выполнен с возможностью ограничения указанного прохода текучей среды между впускным отверстием 286 генератора пониженного давления и по меньшей мере одним впускным отверстием 142A для грязи.
В качестве альтернативы или дополнительно, проход для текучей среды может быть ограничен между выходом 288 генератора пониженного давления и впускным отверстием 186 генератора пониженного давления, например, как описано выше в отношении насоса прямого вытеснения, входящего в состав генератора 178 пониженного давления или образующего его.
Клапанный узел может иметь любую подходящую конструкцию. В некоторых вариантах осуществления клапанный узел выполнен с возможностью ограничения указанного прохода воздуха, в ответ на отключение генератора 178 пониженного давления. Это можно рассматривать как «активный» клапан, который срабатывает для закрытия системы (путем ограничения прохода текучей среды от выпускного отверстия 288 генератора пониженного давления к впускному отверстию(-ям) 142A для грязи) путем отключения генератора 178 пониженного давления.
В некоторых вариантах осуществления клапанный узел содержит одноходовой клапан, выполненный с возможностью предотвращения переноса текучей среды в направлении по меньшей мере одного впускного отверстия 142A для грязи. Одноходовой клапан может рассматриваться как «пассивный» клапан. Такой одноходовой клапан может быть выполнен с возможностью обеспечения потока текучей среды, например воздуха и/или жидкости, из пористого материала 168, но предотвращать возврат текучей среды, например воздуха и/или жидкости, к впускному отверстию(-ям) 142A для грязи при отключении генератора 178 пониженного давления и после нее. Может быть рассмотрена любая подходящая конструкция одноходового клапана, например шаровой обратный клапан.
В неограничивающем примере дополнительная часть пористого материала, например, изготовленная из ткани из микроволокна, расположена между слоем 114 пористого материала и выпускным отверстием 288 генератора пониженного давления. Дополнительная часть пористого материала может обеспечивать поток текучей среды, например воздуха и/или жидкости, из слоя 114 пористого материала, но ограничивать возврат текучей среды, например воздуха и/или жидкости, к слою 114 пористого материала (по меньшей мере), когда генератор 178 пониженного давления отключен.
В более общем случае, генератор 178 пониженного давления может быть выполнен таким образом, что поток, когда поток обеспечивается (приведенным в действие) генератором 178 пониженного давления, находится в диапазоне от 15 до 2 000 см3/мин, предпочтительно от 40 до 2 000 см3/мин, более предпочтительно от 80 до 750 см3/мин и наиболее предпочтительно от 100 до 300 см3/мин.
Такой поток, т.е. расход, может использовать преимущество способности пористого материала 168 поддерживать пониженное давление и может обеспечивать достаточный сбор жидкости при одновременном ограничении потребления энергии.
Следует повторить, что устройство 278 для влажной уборки может содержать накопительную емкость для грязной жидкости (не видна на фиг. 35 и 36) для сбора грязной жидкости с узлом генератора пониженного давления выполненным таким образом, что поток к выпускному отверстию 288 генератора пониженного давления и через него втягивает грязную жидкость из по меньшей мере одного впускного отверстия 142A для грязи в накопительную емкость для грязной жидкости. В таких вариантах осуществления вышеописанный клапанный узел может быть расположен любым подходящим образом относительно, например, выше по потоку или ниже по потоку от накопительной емкости для грязной жидкости.
В некоторых вариантах осуществления между впускным(и) отверстием(-ями) 142A для грязи и выпускным отверстием 288 генератора пониженного давления определен уплотненный путь для потока.
Он может способствовать поддержанию пониженного давления.
В альтернативных вариантах осуществления проникновение текучей среды, например воздуха, может осуществляться через одну или более областей устройства 278 для влажной уборки, отличных от выпускного отверстия 288 генератора пониженного давления и пор 192 пористого материала 168.
Однако в таких альтернативных вариантах осуществления конфигурация узел 280 генератора пониженного давления может, тем не менее, способствовать поддержанию пониженного давления путем (по меньшей мере) ограничения прохода текучей среды из выпускного отверстия 288 генератора пониженного давления в направлении впускного отверстия(-ий) 142A для грязи.
В некоторых вариантах осуществления узел 280 генератора пониженного давления содержит клапанный узел 282, например, клапанный узел 282, описанный выше, расположенный между одной или более областями и впускным отверстием(-ями) 142A для грязи, тем самым ограничивая обратный поток из одной или более областей к впускному отверстию(-ям) 142A для грязи. В таких вариантах осуществления клапанный узел 142A может, например, ограничивать обратный поток из одной или более областей в дополнение к ограничению прохода текучей среды из выпускного отверстия 288 генератора пониженного давления в направлении впускного отверстия(-ий) 142A грязи.
В более общем случае, устройство для влажной уборки согласно другому аспекту настоящего раскрытия содержит узел 280 пониженного давления и чистящую головку 100, имеющую по меньшей мере одно впускное отверстие 142A, 142B для грязи, и пористый материал 168, покрывающий по меньшей мере одно впускное отверстие 142A, 142B для грязи. В некоторых вариантах осуществления пористый материал 168 содержит слой 114 пористого материала, прикрепленный с уплотнением к указанному по меньшей мере одному впускному отверстию 142A, 142B для грязи. Чистящая головка 100 может быть, например, выполнена в соответствии с любым из вариантов реализации, описанных в настоящем документе. В данном аспекте узел 280 генератора пониженного давления содержит генератор 178 пониженного давления, выполненный с возможностью обеспечения потока внутри устройства для влажной уборки для втягивания текучей среды в указанное по меньшей мере одно впускное отверстие(-я) для грязи через пористый материал 168, причем узел 280 генератора пониженного давления выполнен с возможностью управления потоком на основе давления внутри устройства для влажной уборки между пористым материалом 168 и генератором 178 пониженного давления, например, в указанном по меньшей мере одном закрытом впускном отверстии 142A, 142B для грязи.
С помощью генератора 280 пониженного давления, управляющего потоком на основе давления внутри устройства для влажной уборки между пористым материалом 168 и генератором 178 пониженного давления, можно предпочтительно управлять переносом текучей среды через пористый материал 168. В некоторых неограничивающих примерах такое управление может свести к минимуму накопление пены в пористом материале 168 и ниже по потоку от него.
В некоторых вариантах осуществления узел 280 генератора пониженного давления выполнен с возможностью управления потоком таким образом, что давление поддерживается на уровне или выше заданного порогового значения давления.
Управляя потоком таким образом, чтобы поддерживать давление равным заданному пороговому значению или превышающим его (другими словами, равным пороговому значению пониженного давления или ниже него), можно облегчить стабильную и эффективную работу устройства 278 для влажной уборки. В частности, поддержание давления на уровне заданного порогового значения или выше него может означать, что генератор 178 пониженного давления может работать более эффективно, например, путем периодического отключения/выключения, таким образом используя описанную выше способность пористого материала 168 способствовать поддержанию пониженного давления в закрытом впускном отверстии(-ях) 142A, 142B для грязи.
Управление потоком также может помочь контролировать влажность поверхности, подлежащей очистке как описано ранее.
На фиг. 37A схематически показаны поры 192, например микропоры 192 слоя 168 пористого материала, заполненные жидкостью 190, например водой. Удерживаемая таким образом жидкость 190 может способствовать поддержанию пониженного давления во впускном отверстии(-ях) 142A для грязи, с приложением потока генератором 178 пониженного давления или без него, как описано выше.
Как также объяснялось ранее, каждая пора 192 пористого материала 168 может иметь определенное давление прорыва, при котором поверхностное натяжение (остаточной) жидкости 190, находящейся в поре 192, больше не может выдерживать внутреннего пониженного давления и дает проход. Когда это происходит, поры 192 больше не могут быть эффективно закрыты жидкостью, содержащейся в них, а вместо этого могут начать переносить воздух во впускное отверстие(-я) 142A для грязи.
Типичный насос, используемый в качестве генератора 178 пониженного давления, может представлять собой, например, насос, приводимым в действие потоком, или насос прямого вытеснения, например, поршневой насос, и может достигать своего максимального рабочего давления, например, 20 000 Па, когда пористый материал 168 заблокирован. Последнее может быть выше, чем среднее давление прорыва пористого материала 168, например, около 5 000 Па, так что в определенный момент пористый материал 168 может начать пропускать воздух.
Работа, например, с чистой водой в качестве жидкости 190 может представлять незначительные трудности, если таковые вообще имеются. Однако может возникнуть проблема, когда в чистящую жидкость 190 включено пенообразующее моющее средство. Как показано на фиг. 37B, прорванные поры 294 могут начать переносить воздух на уровне производительности генератора 178 пониженного давления, например, насоса, что может создать риск образования относительно больших количеств пены 296, которые могут, например, относительно быстро заполнить накопительную емкость для грязной жидкости (не виден на фиг. 37B).
В конкретном неограничивающем примере насос вышеупомянутого устройства подачи чистящей жидкости (не показан на фиг. 37B) доставляет поток чистящей жидкости в объеме 40 см3/мин. При этом в наличии может быть только 40 см3 чистящей жидкости, например воды, которая может быть собрана. В данном примере генератор 178 пониженного давления, например, насос, доставляет поток, с расходом около 150 см3/мин. Эта комбинация может генерировать по меньшей мере (150 см3/мин - 40 см3/мин = ) 110 см3/мин пены. Если, например, в состав устройства 278 для влажной уборки включена накопительная емкость для грязной жидкости объемом 400 см3, она может быть заполнена приблизительно за 4 минуты (или 10 минут при скорости сбора 40 см3/мин).
Это иллюстрирует, что если не будут приняты меры по исправлению положения, и, в частности, когда водное моющее средство включено в чистящую жидкость, быстрое накопление пены может привести к нарушению использования устройства 278 для влажной уборки. Такие сбои могут включать частые перерывы в уборке для опорожнения накопительной емкости для грязной жидкости.
Соответственно, вышеупомянутое заданное пороговое значение давления может быть, например, установлено таким образом, чтобы избежать достижения давления прорыва по меньшей мере некоторых пор 192, например, большей части или всех пор пористого материала 168. Это может помочь избежать проблем с пенообразованием при работе с использованием моющего средства.
Пороговое значение давления может быть установлено/задано в соответствии с давлением прорыва пористого материала 168 (измеренным с использованием испытательного устройства 166 и процедуры испытания, описанной выше). Соответственно, заданное пороговое значение давления может быть установлено для ограничения пониженного давления, другими словами, разницы давлений между внутренней частью устройства для влажной уборки между пористым материалом и генератором пониженного давления и наружной частью чистящей головки 100, например, атмосферным давлением, до (например, не более) значения в диапазоне от 2 000 Па до 13 500 Па, предпочтительно от 2 000 Па до 12 500 Па, более предпочтительно от 5 000 Па до 9 000 Па, наиболее предпочтительно от 7 000 Па до 9 000 Па.
Исследования показали, что чем выше пониженное давление, тем более сухой может стать поверхность, подлежащая очистке, как объяснялось ранее (см. Таблицу 1 выше). Это приводит к заключению, что устройство 278 для влажной уборки желательно эксплуатировать при давлении прорыва пористого материала 168.
Вышеописанные исследования показали, что работа при пониженном давлении 5 000 Па может обеспечить благоприятные результаты сушки поверхности. Следовательно, может быть определено рабочее окно, в котором можно предотвратить образование пены. В таблице 3 приведен конкретный неограничивающий пример рабочих параметров приведенного в качестве примера устройства 278 для влажной уборки.
Таблица 3
Поток от насоса устройства подачиа чистящей жидкости 40 см3/мин
Поток, подаваемый генератором 178 пониженного давления, например, насосом 150 см3/мин
Давление прорыва пористого материала 168 6 500 Па
Рабочее давление 5 000 Па
Вышеуказанные параметры могут отражать то, что пористый материал 168 может проявлять хорошую способность к сушке поверхности при 5 000 Па и «прорыв» может начинаться только при 6 500 Па.
Следовательно, образование пены может быть сведено к минимуму или предотвращено путем регулирования давления, другими словами, выбора вышеупомянутого порогового значения давления таким образом, чтобы пониженное давление после пористого материала 168 не достигало давления прорыва пористого материала 168.
На фиг. 37C графически проиллюстрировано рабочее окно устройства влажной уборки, в частности, при запуске устройства влажной уборки. На фиг. 37C показано давление относительно атмосферного давления в зависимости от времени.
Давление BP прорыва пористого материала 168 можно рассматривать как отрицательное (относительно атмосферного давления). Соответственно, давление внутри устройства для влажной уборки между пористым материалом 168 и генератором 178 пониженного давления может поддерживаться выше этого отрицательного давления BP. С другой стороны, если давление прорыва пористого материала равно абсолютному давлению (со ссылкой на вакуум, 0 Па), то давление внутри устройства для влажной уборки между пористым материалом 168 и генератором 178 пониженного давления может поддерживаться выше такого абсолютного давления, в частности, посредством управляемого потока, чтобы поддерживать давление на уровне или выше заданного порогового значения PT.
На фиг. 37C также показана «безопасная зона» SZ, на уровне порогового значения PT или выше него, при котором устройство для влажной уборки может работать не приближаясь к давлению BP прорыва пористого материала 168. Кроме того, на фиг. 37C показана оптимальная рабочая зона OZ, в которой требование избегать достижения давления BP прорыва пористого материала 168 сочетается с достижением достаточного сбора жидкости с поверхности, подлежащей очистке.
В более общем случае, управление потоком на основе давления в указанном по меньшей мере одном закрытом впускном отверстии 142A для грязи может быть достигнуто любым подходящим способом. В некоторых вариантах осуществления, например, в показанном на фиг. 38, узел 280 генератора пониженного давления содержит датчик 180, выполненный с возможностью измерения давления внутри устройства для влажной уборки между пористым материалом 168 и генератором 178 пониженного давления, и контроллер 298, выполненный с возможностью управления генератором 178 пониженного давления для обеспечения потока на основе измеренного уровня давления.
Контроллер 298, например, микроконтроллер, может принимать сигнал датчика от датчика 180, как показано на фиг. 38 стрелкой 300, и на основе сигнала датчика, посылать управляющий сигнал 302 на генератор 178 пониженного давления.
Управляющий сигнал 302 может, например, запускать генератор 178 пониженного давления, чтобы привести в действие для обеспечения потока, или отключить для прекращения потока. В альтернативном или дополнительном варианте осуществления управляющий сигнал 302 может, в зависимости от сигнала 300 датчика, увеличивать или уменьшать поток. Отключение или уменьшение потока, обеспечиваемого генератором 178 пониженного давления, таким образом, может способствовать снижению энергопотребления устройства 278 для влажной уборки. Это может способствовать сохранению заряда батареи в примерах, в которых устройство для влажной уборки питается от батареи/способно питаться от батареи, и, таким образом, увеличивает время работы.
Управление потоком также может помочь контролировать влажность поверхности, подлежащей очистке как описано ранее.
В некоторых вариантах осуществления контроллер 298 выполнен с возможностью управления потоком, обеспечиваемым генератором 178 пониженного давления, таким образом, что давление внутри устройства для влажной уборки между пористым материалом 168 и генератором 178 пониженного давления поддерживается на уровне или выше вышеупомянутого заданного порогового значения давления. В неограничивающем примере генератор 178 пониженного давления может управлять генератором 178 пониженного давления для отключения , чтобы остановить или уменьшить поток, если измеренный уровень давления указывает на то, что давление ниже заданного порогового значения давления.
В неограничивающем примере контроллер 298, например, содержащий пропорциональный интегральный контроллер или выполненный в виде него, выполнен с возможностью сравнения измеренного уровня давления с требуемым рабочим давлением (например, установленным со ссылкой на давление прорыва пористого материала 168, как описано ранее) и управления генератором 178 пониженного давления на основе сравнения.
В некоторых вариантах осуществления датчик 180 выполнен с возможностью измерения давления по меньшей мере в одном из следующего: полости 150 между пористым материалом 168 и по меньшей мере одним впускным отверстием 142A для грязи, и трубкой 144A (или трубками 144A, 144B), соединяющей по меньшей мере одно впускное отверстие 142A для грязи с генератором 178 пониженного давления.
Измерение давления в полости 150 может быть особенно предпочтительным, поскольку поток может быть настроен более конкретно в соответствии со свойствами пористого материала 168 во время использования.
Расположение датчика 180 таким образом, что измерение давления измеряется в трубке(-ах) 144A, 144B, может обеспечить относительно простой способ включения датчика 180 в состав устройства для влажной уборки.
В вариантах осуществления, в которых генератор 178 пониженного давления расположен ниже по потоку от накопительной емкости для грязной жидкости, датчик 180 также может быть расположен в резервуаре для сбора грязной жидкости. В таком сценарии высота накопительной емкости для грязной жидкости, например, расположенной на рукоятке или в ней, может создавать шум (dP=H*cos(α) * ρ*g, где H - высота накопительной емкости для грязной жидкости в вертикальном положении, α - угол рукоятки относительно вертикали). Однако этот шум может быть компенсирован включением датчика угла наклона, например, акселерометра, в датчик 180.
В более общем случае, датчик 180 может быть датчиком любого подходящего типа при условии, что датчик выполнен с возможностью измерения давления внутри устройства для влажной уборки между пористым материалом 168 и генератором 178 пониженного давления. Например, датчик содержит датчик давления, например, датчик давления микроэлектромеханической системы (МЭМС).
В некоторых вариантах осуществления, например, в показанном на фиг. 39, узел 280 генератора пониженного давления содержит механический регулятор 304, выполненный с возможностью управления потоком на основе давления внутри устройства для влажной уборки между пористым материалом 168 и генератором 178 пониженного давления.
Например, механический регулятор 304 может содержать клапан 306, 308, выполненный с возможностью управления сообщением по текучей среде между генератором 178 пониженного давления и по меньшей мере одним впускным отверстием 142A для грязи в соответствии с давлением в указанном по меньшей мере одном закрытом впускном отверстии 142A для грязи.
В неограничивающем примере, показанном на фиг. 39, клапан 306, 308 содержит седло 306 клапана и клапанный элемент 308, выполненный с возможностью принятия начального положения, в котором клапанный элемент 308 отделен от клапанного седла 306 таким образом, чтобы обеспечить сообщение по текучей среде между генератором 178 пониженного давления и по меньшей мере одним впускным отверстием 142A для грязи, и закрытое положение, в котором клапанный элемент 308 находится напротив клапанного седла 306 для ограничения сообщения по текучей среде между генератором 178 пониженного давления и по меньшей мере одним впускным отверстием 142A для грязи.
В некоторых вариантах осуществления клапан 306, 308 выполнен таким образом, что клапанный элемент 308 под действием давления в указанном по меньшей мере одном закрытом впускном отверстии 142А для грязи перемещается к седлу 306 клапана, когда давление ниже вышеупомянутого заданного порогового значения давления.
Клапанный элемент 308 может, например, быть в виде гибкой резиновой мембраны, которая принимает плоский профиль в исходном положении и, соответственно, пространственно удалена из седла 306 клапана, когда в закрытом впускном отверстии(-ях) 142A для грязи нет пониженного давления. После приведения в действие генератора 178 пониженного давления, например, насоса, может быть создано пониженное давление в закрытом впускном отверстии 142A для грязи и механическом регуляторе 304. Пониженное давление может воздействовать на открытую поверхность резиновой мембраны в механическом регуляторе 304, которая, следовательно, может начать отклоняться внутрь в направлении седла 306 клапана.
В этом неограничивающем примере пороговое значение давление может быть установлено/задано расстоянием между гибкой резиновой мембраной и седлом 306 клапана. Чем больше расстояние, тем выше пониженное давление (или, что эквивалентно, ниже давление) в закрытом впускном отверстии(-ях) 142A для грязи, необходимое для деформации резиновой мембраны для контакта с седлом 306 клапана.
Как только пониженное давление достигает уровня, который заставляет резиновую мембрану входить в контакт с седлом клапана, сообщение по текучей среде между генератором 178 пониженного давления и пористым материалом 168 может быть прекращено, что тем самым предотвращая достижение пониженного давления более высоких уровней, чем те, которые установлены механическим регулятором 304. Генератор 178 пониженного давления может продолжать работать с той же скоростью в направлении своего максимального рабочего пониженного давления. Когда пониженное давление в закрытом впускном отверстии (ях) 142A для грязи снижается, гибкая мембрана может перемещаться обратно в вышеупомянутое плоское состояние, тем самым открывая клапан 306, 308 и позволяя генератору 178 пониженного давления восстановить требуемый уровень пониженного давления.
В другом неограничивающем примере механический регулятор 304 содержит переключатель, приведение в действие которого управляет генератором 178 пониженного давления, и отклоняемый элемент, например мембрану, выполненный с возможностью приведения в действие переключателя в ответ на давление.
Такой механический регулятор, в данном случае электромеханический регулятор, может быть выполнен таким образом, что приведение в действие переключателя, например, для отключения генератора 178 пониженного давления, мембраной происходит, когда, например, давление находится на уровне или выше заданного порогового значения давления.
Такое расположение переключающей мембраны может обеспечить простой и недорогой способ управления потоком на основе давления без необходимости в дополнительном контроллере, например, микроконтроллере.
В некоторых вариантах осуществления, таких как показанные на фиг. 40 и 41, генератор 178 пониженного давления сам по себе содержит насос, выполненный с возможностью управления потоком в ответ на давление в указанном по меньшей мере одном закрытом отверстии 142A для грязи.
Такой насос можно рассматривать как насос с ограниченным давлением. Насос с ограниченным давлением выполнен с возможностью создания определенного перепада давления по трубке, к которой он присоединен. В принципе, это давление насоса может быть настроено на давление, необходимое для пористого материала 168, покрывающего впускное отверстие(-я) 142A для грязи.
Насос с ограниченным давлением может содержать центробежный насос или быть им, например. Насос, например центробежный насос, может представлять собой гидравлический насос или содержать его. Например, такой гидравлический насос может быть расположен между впускным отверстием(-ями) 142A для грязи и накопительной емкостью 310 для грязной жидкости.
В неограничивающем примере, показанном на фиг. 40, генератор 178 пониженного давления, например, центробежный и/или гидравлический насос, расположен в чистящей головке 100.
В качестве альтернативы, насос, например, центробежный насос, может представлять собой воздушный насос или содержать его. Такой воздушный насос может быть расположен ниже по потоку от накопительной емкости 310 для грязной жидкости.
Следует отметить, что накопительная емкость 310 для грязной жидкости может быть расположена на определенной высоте 312, например, 0,5 м, на рукоятке. Таким образом, может потребоваться дополнительный напор воды:
При учете положения рукоятки, в том числе положения, в котором рукоятка лежит на горизонтальной поверхности 218, подлежащей очистке, например, поверхности пола (в котором водяной напор становится нулевым), изменение давления на пористый материал 168 может быть равно его рабочему давлению. Последнее может быть устранено путем прикрепления трубки 144А на фиксированной высоте относительно пола, независимо от положения рукоятки, например, путем прикрепления (части) накопительной емкости 310 для грязной жидкости непосредственно к пористому материалу 168.
На фиг. 41 схематически изображено устройство 278 для влажной уборки, в котором давление регулируется с использованием воздушного насоса с ограниченным давлением генератора 178 пониженного давления, например, центробежного воздушного насоса. Это может обеспечить преимущества запуска по сравнению с примером, показанным на фиг. 40, поскольку насос всегда может работать с использованием воздуха, тем самым гарантируя, что насос способен создавать требуемое пониженное давление при запуске (с полностью сухим пористым материалом 168).
В некоторых вариантах осуществления генератор 178 пониженного давления, независимо от его конструкции, выполнен таким образом, что когда поток доставляется, расход находится в диапазоне от 15 до 2 000 см3/мин, предпочтительно от 40 до 2 000 см3/мин, более предпочтительно от 80 до 750 см3/мин и наиболее предпочтительно от 100 до 300 см3/мин.
Такой поток, т.е. расход, может использовать преимущество способности пористого материала поддерживать пониженное давление и может обеспечивать достаточный сбор жидкости при одновременном ограничении потребления энергии, как описано ранее.
В более общем случае, устройство 278 для влажной уборки может представлять собой или содержать, например, устройство для влажной протирки, устройство для чистки окон, устройство для подметания или пылесос для влажной уборки, например, контейнерного типа, стержневого типа или вертикального типа.
В конкретном неограничивающем примере устройство 278 для влажной уборки представляет собой устройство для влажной уборки с питанием от батареи (или с возможностью питания от батареи), такое как устройство для влажной протирки с питанием от батареи (или с возможностью питания от батареи), в котором обеспечена возможность запитывания (или с питанием) генератора 178 пониженного давления, напримера насоса, от батареи, электрически соединенной (или подключаемой) с ним. Особого внимания данный пример заслуживает из-за описанного выше эффекта снижения энергопотребления, который может быть обеспечен пористым материалом 168, покрывающим впускное отверстие(-я) 142A, 142B для грязи, к которому подается всасывание генератора 178 пониженного давления.
На фиг. 42 схематически изображено типовое устройство 278 для влажной уборки в виде пылесоса для влажной уборки. В этом неограничивающем примере устройство 278 для влажной уборки содержит вышеописанную накопительную емкость 310 для грязной жидкости и резервуар 313 для чистящей жидкости. Чистящая головка 100, включенная в пылесос для влажной уборки, может перемещаться по поверхности 218, подлежащая очистке, в данном примере с помощью колес 314, включенных в состав пылесоса для влажной уборки.
Устройство 278 для влажной уборки в некоторых примерах может представлять собой или содержать роботизированный пылесос для влажной уборки или роботизированное устройство для влажной протирки, выполненное с возможностью автономного перемещения чистящей головки 100 на поверхности, подлежащей очистке, например, на поверхности пола.
На фиг. 43 схематически изображено приведенное в качестве примера устройство 278 для влажной уборки в виде роботизированного пылесоса для влажной уборки. Роботизированный пылесос для влажной уборки может автономно перемещаться по поверхности 218, подлежащей очистке, например, посредством автоматического управления колесами 314.
Чистящая жидкость, хранящаяся в резервуаре 313 для чистящей жидкости, может подаваться на поверхность, подлежащая очистке, и жидкость может собираться через закрытое впускное отверстие(-я) 142A для грязи чистящей головки 100 и накапливаться в накопительной емкости 310 для грязной жидкости во время автономного перемещения роботизированного пылесоса для влажной уборки. Генератор 278 пониженного давления/узел 280 генератора пониженного давления и/или устройство подачи чистящей жидкости также могут находиться под автоматическим управлением.
Другие вариации раскрытых вариантов осуществления изобретения могут быть поняты и реализованы специалистами в данной области техники при осуществлении настоящего изобретения на практике на основании изучения чертежей, текста описания и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения слово «содержащий» не исключает наличия других элементов или этапов, а грамматические показатели единственного числа не исключают множества. Сам факт того, что определенные меры изложены в отличающихся друг от друга зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что сочетание этих мер не может быть использовано для получения преимущества. Никакие ссылочные позиции в формуле изобретения не должны рассматриваться как ограничивающие объем изобретения.

Claims (25)

1. Устройство (278) для влажной уборки, содержащее:
чистящую головку (100), имеющую по меньшей мере одно впускное отверстие (142A, 142B) для грязи, и пористый материал (168), содержащий слой (114) пористого материала, прикрепленный с уплотнением к указанному по меньшей мере одному впускному отверстию для грязи; и
узел (280) генератора пониженного давления, содержащий генератор (178) пониженного давления, имеющий выпускное отверстие (288) генератора пониженного давления, причем генератор пониженного давления выполнен с возможностью приведения в действие для обеспечения потока для втягивания текучей среды из по меньшей мере одного впускного отверстия для грязи к выпускному отверстию генератора пониженного давления и через него и с возможностью отключения для прекращения потока, при этом узел генератора пониженного давления выполнен с возможностью ограничения прохода текучей среды из выпускного отверстия генератора пониженного давления к указанному по меньшей мере одному впускному отверстию для грязи при отключении генератора пониженного давления.
2. Устройство (278) для влажной уборки по п. 1, в котором генератор (178) пониженного давления выполнен с возможностью ограничения обратного потока текучей среды из выпускного отверстия (288) генератора пониженного давления в направлении по меньшей мере одного впускного отверстия (142A, 142B) для грязи по меньшей мере при отключении генератора пониженного давления.
3. Устройство (278) для влажной уборки по п. 1 или 2, в котором генератор (178) пониженного давления содержит насос прямого вытеснения.
4. Устройство (278) для влажной уборки по любому из пп. 1-3, в котором генератор (178) пониженного давления содержит по меньшей мере одно из следующего: шланговый насос, мембранный насос и поршневой насос.
5. Устройство (278) для влажной уборки по любому из пп. 1-4, в котором узел (280) генератора пониженного давления содержит клапанный узел (282), выполненный с возможностью ограничения обратного потока текучей среды в направлении по меньшей мере одного впускного отверстия (142A, 142B) для грязи по меньшей мере при отключении генератора (178) пониженного давления.
6. Устройство (278) для влажной уборки по п. 5, в котором генератор (178) пониженного давления имеет впускное отверстие (286) генератора пониженного давления, при этом клапанный узел (282) выполнен с возможностью ограничения указанного обратного потока текучей среды между впускным отверстием (286) генератора пониженного давления и по меньшей мере одним впускным отверстием (142A, 142B) для грязи.
7. Устройство (278) для влажной уборки по п. 5 или 6, в котором клапанный узел (282) выполнен с возможностью ограничения указанного обратного потока текучей среды в ответ на отключение генератора (178) пониженного давления.
8. Устройство (278) для влажной уборки по любому из пп. 5-7, в котором клапанный узел (282) содержит одноходовой клапан, выполненный с возможностью предотвращения переноса текучей среды в направлении по меньшей мере одного впускного отверстия (142A, 142B) для грязи.
9. Устройство (278) для влажной уборки по любому из пп. 1-8, содержащее накопительную емкость (310) для грязной жидкости для сбора жидкости, причем узел (280) генератора пониженного давления выполнен таким образом, что указанный поток втягивает жидкость из по меньшей мере одного впускного отверстия (142A, 142B) для грязи в накопительную емкость для грязной жидкости.
10. Устройство (278) для влажной уборки по любому из пп. 1-9, в котором чистящая головка (100) содержит по меньшей мере одно выпускное отверстие (104) для чистящей жидкости, через которое обеспечена возможность подачи чистящей жидкости.
11. Устройство (278) для влажной уборки по п. 10, содержащее устройство подачи чистящей жидкости, содержащее резервуар (313) для чистящей жидкости для хранения чистящей жидкости, причем резервуар для чистящей жидкости выполнен с возможностью сообщения по текучей среде или сообщается по текучей среде по меньшей мере с одним выпускным отверстием (104) для чистящей жидкости.
12. Устройство (278) для влажной уборки по п. 11, в котором устройство подачи чистящей жидкости содержит насос, выполненный с возможностью перекачивания чистящей жидкости из резервуара (313) для чистящей жидкости в указанное по меньшей мере одно выпускное отверстие (104) для чистящей жидкости и через него; и/или в котором устройство подачи чистящей жидкости и генератор (178) пониженного давления выполнены таким образом, что поток чистящей жидкости, поданный через по меньшей мере одно выпускное отверстие (104) для чистящей жидкости, слабее потока, обеспеченного генератором пониженного давления.
13. Устройство (278) для влажной уборки по любому из пп. 1-12, в котором устройство для влажной уборки представляет собой устройство для влажной протирки.
14. Устройство (278) для влажной уборки по любому из пп. 1-13, в котором генератор (178) пониженного давления выполнен с возможностью обеспечения расхода через пористый материал (168), который меньше или равен 2 000 см3/мин.
15. Устройство (278) для влажной уборки по любому из пп. 1-14, в котором генератор (178) пониженного давления выполнен с возможностью обеспечения разности давления между внутренней частью устройства для влажной уборки и атмосферным давлением для втягивания текучей среды через пористый материал (168) в указанное по меньшей мере одно впускное отверстие (142A, 142B) для грязи в диапазоне от 2 000 Па до 13 500 Па.
16. Устройство (278) для влажной уборки по любому из пп. 1-15, в котором генератор (178) пониженного давления выполнен таким образом, что расход жидкости, когда обеспечен поток, находится в диапазоне от 15 до 2 000 см3/мин, от 40 до 2 000 см3/мин, от 80 до 750 см3/мин или от 100 до 300 см3/мин.
17. Устройство (278) для влажной уборки по любому из пп. 1-16, причем устройство для влажной уборки представляет собой устройство для влажной уборки с питанием от батареи, в котором обеспечена возможность запитывания генератора (178) пониженного давления от батареи, электрически соединенной с генератором пониженного давления.
18. Чистящая головка (100) для устройства для влажной уборки, содержащая:
по меньшей мере одно впускное отверстие (142A, 142B) для грязи;
пористый материал (168), содержащий слой (114) пористого материала, прикрепленный с уплотнением к указанному по меньшей мере одному впускному отверстию для грязи; и
клапанный узел (282), выполненный с возможностью:
обеспечения потока для втягивания текучей среды через пористый материал в указанное по меньшей мере одно отверстие для впуска грязи и
ограничения обратного потока по направлению к слою пористого материала.
RU2023119603A 2022-01-11 2023-01-09 Устройство для влажной уборки и чистящая головка RU2826284C2 (ru)

Applications Claiming Priority (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22150888.0 2022-01-11
EP22150898.9 2022-01-11
EP22150906.0 2022-01-11
EP22150883.1 2022-01-11
EP22150912.8 2022-01-11
EP22150862.5 2022-01-11
EP22150879.9 2022-01-11
EP22150901.1 2022-01-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2023119603A RU2023119603A (ru) 2024-07-09
RU2826284C2 true RU2826284C2 (ru) 2024-09-09

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940001037Y1 (ko) * 1992-01-07 1994-02-25 강진구 걸레 기능을 갖는 진공 청소기
RU2555660C2 (ru) * 2009-08-11 2015-07-10 БИССЕЛЛ ХОУМКЭА, Инк. Вертикальная паровая швабра со вспомогательным ручным приспособлением
WO2016008773A1 (en) * 2014-07-14 2016-01-21 Koninklijke Philips N.V. Surface cleaning device
EP3366182A1 (en) * 2017-02-27 2018-08-29 Koninklijke Philips N.V. Cleaning device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940001037Y1 (ko) * 1992-01-07 1994-02-25 강진구 걸레 기능을 갖는 진공 청소기
RU2555660C2 (ru) * 2009-08-11 2015-07-10 БИССЕЛЛ ХОУМКЭА, Инк. Вертикальная паровая швабра со вспомогательным ручным приспособлением
WO2016008773A1 (en) * 2014-07-14 2016-01-21 Koninklijke Philips N.V. Surface cleaning device
EP3366182A1 (en) * 2017-02-27 2018-08-29 Koninklijke Philips N.V. Cleaning device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102699947B1 (ko) 청소기 헤드 및 이를 포함하는 습식 청소 장치
RU2826284C2 (ru) Устройство для влажной уборки и чистящая головка
RU2826257C2 (ru) Чистящая головка и устройство для влажной уборки, содержащее ее
CN116897004B (zh) 清洁头和包括该清洁头的湿式清洁装置
EP4209160A1 (en) Wet cleaning apparatus
EP4209165A1 (en) Attachable member, cleaner head and wet cleaning apparatus
EP4209166A1 (en) Cleaner head and wet cleaning apparatus comprising the same
EP4209162A1 (en) Wet cleaning apparatus
CN118843416A (zh) 湿式清洁装置