TW201735854A

TW201735854A - 具有用於將液體自液箱輸送至清潔元件之輸送裝置的濕式清潔裝置

Info

Publication number: TW201735854A
Application number: TW106105921A
Authority: TW
Inventors: Benjamin Strang
Original assignee: Vorwerk Co Interholding
Priority date: 2016-03-04
Filing date: 2017-02-22
Publication date: 2017-10-16
Also published as: DE102016103951A1; CN107149446A

Abstract

本發明首先係有關於一種濕式清潔裝置(1)，特別是擦拭裝置，包括：清潔元件(2)、液箱(3)及用於將液體自液箱(3)輸送至清潔元件(2)之輸送裝置。為了提供一種能消除關於能量消耗及空氣吸入之缺憾的濕式清潔裝置(1)，本發明提出：液箱(3)採用可壓縮設計，並且，輸送裝置具有用於壓縮液箱(3)之壓縮裝置(4)，而該壓縮裝置係被建構為自壓縮狀態出發以防止液箱(3)之沿反方向的膨脹。此外，本發明亦有關於一種操作濕式清潔裝置(1)之方法。

Description

具有用於將液體自液箱輸送至清潔元件之輸送裝置的濕式清潔裝置

本發明係有關於一種濕式清潔裝置，特別是擦拭裝置，包括：清潔元件、液箱及用於將液體自液箱輸送至清潔元件之輸送裝置。

此外，本發明更有關於一種操作濕式清潔裝置之方法，其中，藉由輸送裝置將液體自液箱輸送至清潔元件。

在先前技術中，濕式清潔裝置及操作濕式清潔裝置之方法已為吾人所知。

公開案DE 20 2007 018 652 U1例如揭露一種用於硬地板之地板吸嘴，適於承擔抽吸及擦拭工作，其中，此地板吸嘴具有用於擦拭構件之帶液箱的供液裝置，而該供液裝置包括設於地板吸嘴中的液體管道，以將液體自液箱輸送至擦拭構件。將液體自液箱吸入液體管道，其中由連接至輸送管道的隔膜泵產生吸取液體所需之負壓。

此類濕式清潔裝置之缺點在於，其具有能量消耗相應較高的高功率的泵。另一不足之處在於，由於液體在液箱中晃盪，有可能導致吸入空氣，尤其是，當液箱處於低液位時。

基於上述之先前技術，本發明之目的在於提出一種替代型濕式清潔裝置，能消除上述關於能量消耗及空氣吸入之缺憾。

為了達成此目的，本發明首先提出：液箱採用可壓縮設計，並且，輸送裝置具有用於壓縮液箱之壓縮裝置，而該壓縮裝置係被建構為自壓縮狀態出發以防止液箱之沿反方向的膨脹。

根據本發明，輸送裝置無需高功率的泵便能將液體自液箱輸送至清潔元件。另外，本發明之輸送裝置係自外部卡設於液箱上，以便壓縮液箱以達到輸送液體之目的，而非(如先前技術般)設於供液管中。藉此，可降低裝置安全性要求。壓縮裝置被建構為不斷地壓縮液箱以輸送液體，進而使液箱容積不斷地減小。同時，防止液箱之膨脹，以免空氣進入液箱而阻礙液體被輸送至清潔元件。為此，壓縮裝置形成為對向支承件，其係隨著液箱之持續壓縮而不斷地位移，並且僅允許液箱在壓縮方向而非膨脹方向上發生容積變化。

與先前技術中所使用之諸如隔膜泵之類的泵相比，前述將可壓縮的液箱與按需要僅在壓縮方向上可被操縱的壓縮裝置相結合的方案，能減小能量消耗。此外，液箱之容積持續減小，有助於防止液體在液箱中晃盪，尤其是，當液箱之液位較低時，能防止空氣進入液箱。相應地，亦不必在液箱之最低部位處(以濕式清潔裝置之常規使用狀態觀之)設置液箱之排出口。確切而言，已壓縮的液箱之當前的容積始終與液體量相匹配，從而使液箱中裝滿了液體。不必再確保空氣之補充流入，因而不必在液箱上設置附帶空氣閥。液箱較佳係由彈性材料所構成，藉此，提高了液箱受到衝擊負荷及熱負荷時之堅固性，並防止液箱在受到相應的負荷時發生洩漏。儘管本發明之輸送裝置係被建構為能夠防止液箱之膨脹，但，能酌情將液箱與清潔元件間之管道系統中的液體回輸至液箱，其實現方式為液箱在膨脹方向上進行簡單的回程運動。在此，液箱與管道系統之間需要建立氣密且液密的連接。

液箱有益地具有排出閥，自特定的壓力如50hPa起打開。液箱例如可具有300ml之最大容積。舉例而言，此係透過20cm之長度及大約16cm²之基面面積而實現。液箱之長度同時亦可決定自液箱輸送液體之最大行程長度。其中，於可設置數個特別是相同大小的單一行程，例如，十個分別對應於30ml輸送容積之行程。其中，輸送液體所需之力一方面取決於打開排出閥所需要的力，另一方面取決於壓縮液箱所需之力。根據壓縮液箱期間之運動速度，在壓縮方向上操作輸送裝置例如僅需<1W之功率，此遠小於隔膜泵之功率。

本發明提出：壓縮裝置具有卡設於液箱上的滑塊。特別是，滑塊係卡設於液箱與排出口相對立設置的端區上，故，壓縮裝置實質上相當於滑塊之在液箱上的卡設位置與排出口之間的一條連接直線。滑塊可有益地成為主軸機構之一部分。其中，滑塊係沿著主軸之螺紋而在壓縮方向上滑動，且同時無法在反方向(即，液箱之膨脹方向)上運動。

本發明提出：壓縮裝置、特別是滑塊對應於一馬達，特別是，步進馬達，其係被建構為在液箱之壓縮方向上操縱壓縮裝置，尤其是，移動該滑塊。據此，壓縮裝置較佳係具有用於移動滑塊之馬達，特別是電動馬達。若該電動馬達為步進馬達，則可實現滑塊之明確的行程長度，進而亦可實現自液箱中排出明確體積之液體。舉例而言，電動馬達之一個步進可定義30ml之輸送容積，故，最大容積(未壓縮狀態)為300ml之液箱可在十個行程內被清空。其間，電動馬達驅動滑塊在壓縮方向上漸進移動。特別有益地，馬達驅動螺紋主軸旋轉，而滑塊係在該螺紋主軸上滑動。視情況，亦可觸發返回行程，即，滑塊在反方向上位移，以便實現濕式清潔裝置之液體管道中之液體之回輸。針對主軸機構，此點係藉由反轉主軸之旋轉方向而實現。

本發明進一步提出：壓縮裝置、特別是滑塊係對應於一彈性元件，其復位力係指向液箱之壓縮的位置。在此技術方案中，壓縮液箱所需要的能量僅由彈性元件之復位力所提供。其中，按照利用彈簧機構裝入釘書釘之辦公用釘書機樣式以操縱壓縮裝置。較佳地，在將裝有液體之液箱插入濕式清潔裝置之前，張緊彈性元件，插入液箱之後則釋放之。彈性元件可設於濕式清潔裝置之殼體上，尤其是，佈置在用於液箱之容置槽中。彈性元件較佳地在整個彈簧動程上產生恆定的復位力，其中，此處亦可酌情使用帶有滑座的主軸機構，以便達到恆定的行程長度。彈性元件例如可為螺旋彈簧。

本發明特別針對上述設有彈性元件的壓縮裝置提出：液箱係對應於可用致動器加以操縱的排出閥，可藉由控制裝置自動地依時間而打開及/或關閉。排出閥若非可直接對應於液箱之排出口，則是設於液箱與清潔元件之間的液體管道中。在開口橫剖面為恆定且彈性元件之復位力為恆定之情況下，藉此可自液箱中排出恆定的液體量。排出閥係藉由控制裝置而在明確的時間跨度內呈打開狀態，以便能藉由彈性元件以自液箱中排出一定的液體量。經此時間跨度後，排出閥再度關閉，並且，彈性元件之復位力作用於已關閉的排出閥，而不發生液體之輸送。其中，排出閥較佳為無流地(stromlos/streamless)自我關斷。在此變體中，液箱之排出口較佳係對應於一排出閥，而該排出閥係處於彈性元件所產生之壓力下。

本發明進一步提出：滑塊係對應於被配置給液箱之液位指示器的指示元件，特別是，形成一指示元件。藉此，可直接透過滑塊之位置指示出液箱之液位，或者，亦可藉由電子設備間接地以分析滑塊之當前的位置之方式，以指示液箱之液位。在假定液箱中幾乎僅裝有液體(即，無空氣成分)之情況下，滑塊之當前的位置係對應於直到那時所定量施加的液體量。舉例而言，滑塊可直接地對應於指示出液箱之當前的液位的液位標度。此外，滑塊亦可透過其他諸如傳動元件之類的機械組件，與液位指示器之指示元件配合作用。

本發明提出：液箱係按照波紋管之樣式進行建構。壓縮液箱時，波紋管之褶皺併攏以減小容積。特別有益地，液箱可由彈性材料構成，較佳係由塑膠構成。特別是，液箱可藉吹管工藝(Ausblasen/blow-out)製成。液箱之壓縮係透過波紋管之相鄰的褶皺之合攏而實現，由此，在液箱之內部形成過壓，此過壓將液體壓出較佳係自我關斷式的端部的排出閥。根據本發明，壓縮裝置防止波紋管復位。作為按照波紋管之樣式進行建構的技術方案之替代方案，液箱亦可採用伸縮式設計，其中，沿液箱之縱向延伸而彼此相鄰的壁部區域可疊縮在一起。

根據一項實施方案，例如提出：液箱具有剛性的箱體分區及撓性的箱體分區，其中，撓性的箱體分區可藉由壓縮裝置而移入剛性的箱體分區。根據此技術方案，壓縮裝置係卡設於可位移的撓性的箱體分區上，撓性的箱體分區可內翻而移入剛性的箱體分區，從而排擠出包含於液箱中之液體。如前所述，撓性的箱體分區亦可藉由主軸機構及/或彈性元件以實現其位移。此外，撓性的箱體分區亦可至少部分地按照波紋管之樣式以進行建構。

本發明進一步提出：液箱具有包含可變形的壓力平衡裝置的剛性的箱體分區。其中，壓力平衡裝置可特別是一個將液箱與環境空氣予以密封隔離的撓性的壁部，而該壁部之剛度較佳係小於液箱之撓性的箱體分區。剛性的箱體分區例如可建構為可旋接於液箱上之蓋子，該蓋子同時具有排出口及/或排出閥。可變形的壓力平衡裝置可為形成於剛性的箱體分區內之空氣室，而與環境空氣相連通。因此，剛性的箱體分區內設有空氣室，其特別是可藉由起密封隔離作用的撓性的壁部而改變大小，而且，一方面對抗周圍環境之空氣壓力，另一方面對抗液體之壓力。舉例而言，可變形的壓力平衡裝置亦可按照風箱之樣式進行建構。壓力平衡裝置之容積可透過壓縮裝置之位移而改變，因而能夠例如在液箱每次釋放液體之後、或者在每次重新啟動濕式清潔裝置之後，主動地重建此容積。

壓力平衡裝置之空氣體積較佳係占液箱之最大容積的5%至10%。其中，壓力平衡裝置(具體上係指撓性的壁部)所具有的固有剛度，係用於確保壁部在濕式清潔裝置之空間上定向改變時不塌陷。當液箱中不僅裝有液體，亦部分裝有遇熱膨脹的空氣時，壓力平衡裝置提供過壓保護。

除了前述之濕式清潔裝置之外，本發明最後亦提出一種操作濕式清潔裝置、特別是前述之濕式清潔裝置的方法，其中，藉由輸送裝置將液體自液箱輸送至清潔元件，且其中，壓縮液箱以輸出液體，而且，液箱自壓縮狀態出發係無法沿反方向膨脹。關於此方法之其他特徵請參閱前述之濕式清潔裝置。

下面結合實施例詳細闡述本發明。

1‧‧‧濕式清潔裝置

2‧‧‧清潔元件

3‧‧‧液箱

4‧‧‧壓縮裝置

5‧‧‧滑塊

6‧‧‧(電動)馬達

7‧‧‧彈性元件

8‧‧‧指示元件

9‧‧‧液位指示器

10‧‧‧排出閥

11‧‧‧(剛性)箱體分區

12‧‧‧(撓性)箱體分區

13‧‧‧壓力平衡裝置

14‧‧‧(撓性)壁部

15‧‧‧本體

16‧‧‧附加件

17‧‧‧柄部

18‧‧‧把手

19‧‧‧導液裝置

20‧‧‧開口

21‧‧‧管道

22‧‧‧閥門

23‧‧‧主軸

24‧‧‧開口

圖1為本發明之濕式清潔裝置之示意圖；圖2為具有第一實施方案所提供之液箱且其液箱未壓縮的濕式清潔裝置之一分區之示意圖；圖3為濕式清潔裝置如圖2所示之分區而液箱已壓縮之示意圖；圖4為具有第二實施方案所提供之液箱且其液箱未壓縮的濕式清潔裝置之一分區之示意圖；圖5為具有第三實施方案所提供之液箱且其液箱已壓縮的濕式清潔裝置之一分區；圖6為另一實施方案所提供之液箱且其液箱未壓縮之示意圖；圖7為圖6所示之液箱處於壓縮狀態之示意圖。

圖1示出濕式清潔裝置1，在此係建構為具有本體15及附加件16之擦拭裝置。在本體15上設有帶把手18的柄部17，使用者可藉由該柄部以操控濕式清潔裝置1在待清潔之面上移行。柄部17可有益地採用伸縮式設計，以便使用者根據其身高調整濕式清潔裝置1之高度。在常規的擦拭操作期間，使用者操控濕式清潔裝置1在待清潔之面上做前後運動，其間，使用者交替地推開及拉近濕式清潔裝置1。

附加件16具有殼體，在其中設有用於清潔液(例如水)之液箱3。液箱3較佳地可自附加件16中被取出以裝灌液體。在附加件16中進一步設有清潔元件2。清潔元件2在此為呈平面狀設於布塊載具(未示出)上之清潔布。布塊載具又可對應於一搖板，使清潔元件2循環地在待清潔之面上移行。可藉由導液裝置19(圖1中未示出)將包含於液箱3中之液體轉移至清潔元件2以將之弄濕。

圖2及圖3示出本發明之第一實施方案，其中，圖2示出未壓縮的液箱3，圖3則示出已壓縮的液箱3。

液箱3具有剛性的箱體分區11及撓性的箱體分區12。撓性的箱體分區12係以撓性的塑膠按照波紋管之樣式以形成。剛性的箱體分區11為可連接撓性的箱體分區的蓋子元件，其主要具有排出閥10。在剛性的箱體分區11內更設有壓力平衡裝置13，其設有帶有撓性的壁部14的空氣室。壓力平衡裝置13係透過開口24與而環境空氣相連通。

撓性的箱體分區係對應於壓縮裝置4，此壓縮裝置具有主軸機構及馬達6，即，電動馬達。壓縮裝置4具有主軸23，其一方面連接馬達6，另一方面則承載著滑塊5，而該滑塊係卡設於液箱3上。藉由在馬達6上測量功率，可測定壓縮裝置4之當前位置。滑塊5係卡設於撓性的箱體分區12之與壓力平衡裝置13相對立設置的端區上。液箱3之縱軸係平行於壓縮裝置4之主軸23而定向。在相對立側上，導液裝置19連接至液箱3之剛性的箱體分區11，而該導液裝置係將透過排出閥10以自液箱3排出的液體導向管道21。導液裝置19在此係按照沖洗箱之樣式進行建構，而該沖洗箱係透過開口20以實現通風。環境空氣可經由開口20以進入導液裝置19，且能將壓縮裝置4所輸送的液體幾乎完全排入管道21。

圖3示出處於壓縮位置之液箱3，其中，撓性的箱體分區12(即，波紋管)係完全收縮，並且，滑塊5係處於對應於壓縮位置的端部位置。

圖4示出第二實施方案，其中，導液裝置19係與環境空氣呈密封隔離。在此情況下，可使壓縮裝置4朝液箱3之膨脹方向位移，以除去導液裝置19中之殘液，此殘液隨後被回輸至液箱3。透過壓縮裝置4之選擇性的返回行程，徹底除去管道21與導液裝置19中之液體。藉此，防止滴漏及/或不衛生的乾涸現象。

圖2及圖3所示之實施方案與圖4所示之實施方案的工作原理相同，包括導液裝置19在內，故以下將一併予以說明。

首先，僅例示性地說明液箱3、壓縮裝置4及排出閥10之參數。排出閥10在此例如為雙向閥(two-way valve)，其係自50hPa之壓力起打開。壓力平衡裝置13採用壁部14在25hPa之壓力下被壓癟或塌陷的設計。壓力平衡裝置13之容積為30ml。液箱3之撓性的箱體分區12具有4cm×4cm、即16cm²之基面面積。撓性的箱體分區12之長度為20cm。由此算出液箱3之容積約為300ml，相當於撓性的箱體分區12之20cm之總行程長度。舉例而言，若液箱3經過10個行程達到壓縮狀態，則每行程產生30ml之分容積。由排出閥10之開啟壓力(50hPa)及撓性的箱體分區12之基面面積(16cm²)得出：為了打開排出閥10而需由壓縮裝置4之滑塊5施加的力為8N。使撓性的箱體分區12變形所需要之最大的力在此為2N。若滑塊5之最高運動速度例如為5秒輸送60ml之容積，則得出最高所需之機械功率為每行程0.08W。若假定壓縮裝置4之效率為10%(包括主軸23之摩擦損耗在內)，則得出馬達6之需用功率約為0.8W。

本發明之工作原理如下：濕式清潔裝置1之使用者將裝有液體之液箱3插入濕式清潔裝置1。藉由馬達6使滑塊5沿壓縮方向及/或反方向小幅位移，且同時測量馬達6之當前功率，藉此，檢驗出滑塊5是否處於壓縮裝置4(即，主軸23)之兩個端部位置其中一者上。在未插入液箱3之情況下，可用最小功率移動滑塊5，以便區分「液箱3未插入」狀態與「液箱3已插入」狀態。

一旦發現液箱3已被正確插入濕式清潔裝置1，滑塊5遂克服25hPa之壓力而移動例如2cm，以便壓縮壓力平衡裝置13，即，向外擠壓壁部14。而後，滑塊5克服約50hPa之壓力而位移4cm，以便自液箱3中壓出例如60ml之液體。接著，滑塊5再度返回其初始位置。藉此，重建壓力平衡裝置13所提供之平衡容積。由馬達6之步進數及壓縮裝置4之主軸23之機械傳動比，可算出滑塊5之位置，此位置係保存於濕式清潔裝置1之控制裝置之記憶體中。接著，可透過壓縮裝置4之數個行程以徹底清空液箱3。每個行程之後亦可視情況而再度用上述方式主動地建立壓力平衡裝置13之平衡容積。而後，馬達6使滑塊5返回其初始位置，而該初始位置係對應於未壓縮之液箱3。若濕式清潔裝置1在液箱3達到完全壓縮之前被關斷，則滑塊5可保持其當前位置，而且，該當前位置接下來可在濕式清潔裝置1被重新接通時作為初始位置。

若液箱3在濕式清潔裝置1被接通時僅部分地壓縮，則濕式清潔裝置1之控制裝置會根據保存於控制裝置之記憶體中的資料識別其當前位置。透過滑塊5之小幅位移，可檢驗出液箱3是否存在。其中，幅度小於2cm之位移不會使液箱3排出液體，因為壓力平衡裝置13能夠藉由改變其容積來平衡此位移。若未識別到液箱3，則滑塊5移行至初始位置，此初始位置係對應於液箱3之膨脹狀態。此時可得出以下結論，即，在濕式清潔裝置1被關斷之前，液箱3已被取出。

若使用者將未裝滿液體之液箱3插入濕式清潔裝置1，則空氣之壓縮會造成定量誤差。此處可酌情在液箱3上設置透氣而阻水的膜，當濕式清潔裝置1處於常規使用狀態時，空氣可透過該膜而逸出。藉此，避免定量誤差，在50hPa之壓力及最大300ml之空氣體積下，此定量誤差估計可達15ml。

圖5示出本發明之另一實施方案，其中，壓縮裝置4具有彈性元件7，其係卡設於液箱3之與排出閥10相對立設置的端區上，此端區同時形成為滑塊5。彈性元件7在此被建構為螺旋彈簧，將撓性的箱體分區12包覆。排出閥10在此例如被建構為推桿閥，其係在液箱3被插入濕式清潔裝置1時自動打開，且在液箱3被取出時自動關閉。此外，在導液裝置19中設有另外的閥門22，而該閥門係可藉由控制裝置依時間而打開，且在無流時(streamless)自動關斷。濕式清潔裝置1進一步具有液位指示器9，其指示元件8與壓縮裝置4之滑塊5處於操作性連接，以便指示元件8透過滑塊5之當前位置以提供液箱3之當前的液位資訊。

在此實施方案中，壓縮液箱3所需之功率僅由彈性元件7之復位力所提供。工作原理與利用彈簧機構以裝入卡釘之普通辦公用釘書機的工作原理相似。此處，濕式清潔裝置1之使用者在將液箱3插入濕式清潔裝置1之前，先張緊彈性元件7。插入液箱3之後，釋放被張緊的彈性元件7。釋放彈性元件7時，閥門22尚處於關閉位置，使得液體尚無法到達管道21。閥門22可藉由致動器依時間而打開。彈性元件7在整個彈簧動程上皆具有恆定的力，因而，在開口橫剖面為恆定之情況下，透過閥門22之時控的打開與關閉，可實現近乎恆定的液體定量。當排出閥10打開時，閥門22係處於彈性元件7所產生之壓力下。閥門22一旦打開，遂將液體透過管道21釋放至清潔元件2。在經過明確的時間跨度後，閥門22自行關閉。此實施方案設置閥門22作為唯一的受控元件。如此一來，僅需最小功率便能將液體自液箱3運送至管道21。

最後，圖6及圖7示出本發明之另一變體，其中，液箱3具有剛性的箱體分區11及撓性的箱體分區12，且其中，撓性的箱體分區12可移入剛性的箱體分區11，以減小液箱3之容積。其中，撓性的箱體分區12若非可藉由利用馬達6而實現位移的滑塊5以實現上述位移，則是藉由彈性元件7以實現上述位移。

此處雖參照僅適於實施擦拭操作之濕式清潔裝置1對本發明進行說明，但可以理解的是，濕式清潔裝置1亦可指組合式抽吸及擦拭裝置及/或執行不同於擦拭任務之濕式清潔任務的濕式清潔裝置1。此外，濕式清潔裝置1可建構為此處所示之手持濕式清潔裝置，或者亦可建構為例如自動移行式清潔機器人。