專利名稱：一種表面處理器具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種表面處理器具，特別是包括至少一個(gè)旋風(fēng)器的真空吸塵器。
背景技術(shù)：
表面處理器具，如真空吸塵器可以在不使用過濾袋的情況下從空氣流中分離出臟物和灰塵。這些所謂的無袋真空吸塵器是很受歡迎的。大多數(shù)無袋真空吸塵器使用旋風(fēng)分離器或離心分離器旋轉(zhuǎn)從空氣流中旋轉(zhuǎn)出臟物和灰塵。通過避免使用過濾袋作為分離器的主要形式，已被發(fā)現(xiàn)有可能保持在一貫地高水平的吸力，甚至在收集腔裝滿臟物時(shí)。家用真空吸塵器的旋風(fēng)分離的原理，描述在一些出版物中，包括EP 0 042723。一般來說，夾帶臟物和灰塵的空氣流通過切向入口進(jìn)入第一旋風(fēng)分離器，切向入口使得空氣流在收集室內(nèi)跟隨盤旋或螺旋路徑，這樣臟物和灰塵從空氣流中分離開。相對(duì)干凈的空氣從腔室離開，而分離出來的臟物和灰塵收集在其中。在一些應(yīng)用中，空氣流然后通過第二級(jí)或可能的第三級(jí)旋風(fēng)分離器，其可以比上游旋風(fēng)分離器分離更細(xì)小的臟物和灰塵。空氣流因此可以在更大程度的清潔，這樣，到空氣流退出旋風(fēng)分離裝置的時(shí)候，空氣流幾乎是完全沒有臟物和塵埃顆粒。小旋風(fēng)器可以是可取的，因?yàn)樗鼈兛赡芸梢苑蛛x較小的灰塵顆粒。尤其是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，旋風(fēng)器上的小的末端(臟物出口)直徑可以提高分離效率。但是，也發(fā)現(xiàn)，隨著旋風(fēng)器的尺寸減小，它們被阻塞的風(fēng)險(xiǎn)增加，這將影響該表面處理器具的整體分離效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一方面提供了表面處理器具或旋風(fēng)分離裝置，包括至少一個(gè)旋風(fēng)器， 其中至少一個(gè)旋風(fēng)器的至少一部分是柔性的。有利地，在使用該表面處理器具時(shí)，有柔性部分有助于防止臟物積聚在旋風(fēng)器里。在一個(gè)實(shí)施例中，整個(gè)旋風(fēng)器是柔性的。在另一個(gè)實(shí)施例中，該旋風(fēng)器包括剛性部分和柔性部分。柔性部分優(yōu)選至少包括旋風(fēng)器的柔性末端。該旋風(fēng)器可包括至少一個(gè)臟空氣進(jìn)口。該臟空氣進(jìn)口可提供在旋風(fēng)器的柔性部分上。替代地，該臟空氣進(jìn)口可提供在旋風(fēng)器的剛性部分上。臟空氣進(jìn)口可形成為旋風(fēng)器的一體進(jìn)口部分旋風(fēng)器可包括臟物出口。該臟物出口可提供在柔性部分里，特別是在該至少一個(gè)旋風(fēng)器的柔性末端的端部處。例如，至少一個(gè)臟空氣進(jìn)口可位于旋風(fēng)器的剛性部分中，且臟物出口可位于旋風(fēng)器的柔性部分中。該旋風(fēng)分可為截頭錐形(frusto-conical)形狀。在這種情況下，該旋風(fēng)器可有相對(duì)寬的剛性部分，該剛性部分包括至少一個(gè)臟空氣進(jìn)口，和相對(duì)窄的柔性部分，該柔性部分包括臟物出口，從而在使用旋風(fēng)器時(shí)，只有包括臟物出口的旋風(fēng)器的部分振動(dòng)。至少一個(gè)臟空氣進(jìn)口形成于旋風(fēng)器的剛性部分中使得在用旋風(fēng)器時(shí)該至少一個(gè)臟物進(jìn)口的尺寸能夠保持在固定位置，并可使得在用旋風(fēng)器時(shí)該至少一個(gè)臟空氣進(jìn)口的大小能夠保持恒定的。
旋風(fēng)器可以是反向流動(dòng)旋風(fēng)器。本文中所使用的術(shù)語“柔性”應(yīng)被理解為，至少一個(gè)旋風(fēng)器的柔性的部分將在承受圖13a到13c中所示和具體說明中的測(cè)試1和測(cè)試2中描述的測(cè)試條件時(shí)撓曲超過1mm。作為例子，柔性部分可有高達(dá)80肖氏A的肖氏A數(shù)值，比如柔性部分可有從20，或25，或30， 或35到40或45，或50，或55或60的肖氏A數(shù)值。整個(gè)旋風(fēng)器或旋風(fēng)器的柔性部分可由彈性體形成，例如，塑料材料或橡膠。整個(gè)旋風(fēng)器或旋風(fēng)器的柔性部分可由例如熱塑性彈性體，熱塑性聚氨酯(TPU)，硅橡膠或天然橡膠形成。本文中所使用的術(shù)語“剛性”應(yīng)被理解為，至少一個(gè)旋風(fēng)器的剛性的部分將在承受圖13a到13c中所示和具體說明中的測(cè)試1和測(cè)試2中描述的測(cè)試條件時(shí)撓曲少于1mm。。 作為例子，剛性部分可有60肖氏D以上的肖氏D數(shù)值，比如剛性部分可有從60，或65，或70 到75，或80，或85或90的肖氏D數(shù)值。剛性部分可由塑料或金屬材料，如聚丙烯，ABS或鋁形成。本文中所使用的術(shù)語“末端”應(yīng)理解為是至少一個(gè)旋風(fēng)器的端部部分。在優(yōu)選的實(shí)施例中，末端可以是至少一個(gè)旋風(fēng)器的下端部分。末端可包括多達(dá)旋風(fēng)器的總長度的95%， 但更優(yōu)選末端最好是至少一個(gè)旋風(fēng)器的總長度的50%或更少。例如，末端可是至少一個(gè)旋風(fēng)器的總長度的5%，或10%，或15%，或20%至25%，或30%，或；35%，或40%。在優(yōu)選的實(shí)施例中，末端可有0. 2，或0. 5到1或1. 5mm的壁厚。至少一個(gè)旋風(fēng)器的柔性部分的一部分可包括末端。替代地，末端可形成至少一個(gè)旋風(fēng)器的柔性部分。在特定的實(shí)施例中，其中旋風(fēng)器包括剛性部分和柔性部分，柔性部分可被包覆模制(over-moulded)到至少一個(gè)旋風(fēng)器的剛性部分上。替代地或附加地，柔性部分可用任何合適的方法或使用任何合適的固定裝置被粘合，被固定或被夾持到剛性部分。柔性部分優(yōu)選以氣密的方式連接到剛性部分。柔性部分可被固定到剛性部分，使得在柔性部分和剛性部分之間，內(nèi)部或外部，有臺(tái)階。優(yōu)選的，至少一個(gè)旋風(fēng)器的內(nèi)表面是光滑的，或以其他方式使得柔性部分和剛性部分之間沒有臺(tái)階。至少一個(gè)旋風(fēng)器的長度可以是從5mm到400mm，例如，至少一個(gè)旋風(fēng)器的長度可以是從10，或20，或30，或40，或50，或60或70，到100，或200，或300，或400mm。臟物出口的直徑可為0. 2到20mm，例如臟物出口可有從0. 2，或0. 4，或0. 5，或0. 6，或0. 8到1，或1. 5， 或2，或5，或IOmm的直徑。臟物出口可以被倒角(chamfered)。在臟物出口被倒角的實(shí)施例中，臟物出口直徑可被測(cè)定為臟物出口的最高點(diǎn)處的直徑。在使用過程中，至少一個(gè)旋風(fēng)器的一部分被配置為當(dāng)空氣流穿過表面處理器具時(shí)振動(dòng)。在使用過程中，已發(fā)現(xiàn)用具有從20到60肖氏A數(shù)值的材料構(gòu)建柔性部分可得到當(dāng)空氣流穿過表面處理器具時(shí)振動(dòng)的柔性部分。特別是發(fā)現(xiàn)柔性部分中的臟物出口振動(dòng)。在特別的優(yōu)選實(shí)施例中，形成柔性末端使用的材料有20肖氏A硬度且臟物出口的直徑為0. 5mm，柔性末端被發(fā)現(xiàn)振動(dòng)在大約500Hz，約0. 05mm的振幅。這能在堆積和堵塞旋風(fēng)器的柔性末端前破碎灰塵沉積。該振動(dòng)的頻率和振幅通過旋風(fēng)器在其固有頻率處刺激臟物出口而獲得。因此，使用這種旋風(fēng)器有利的可意味著以前本來容易堵塞的更小的旋風(fēng)器現(xiàn)在可以使用了。能夠使用更小的旋風(fēng)器，因此也有利地提高表面處理器具的整體分離效率。表面處理器具還可包括用于擴(kuò)張，膨脹，變形，壓縮和/或移動(dòng)的至少一個(gè)旋風(fēng)器柔性部分的裝置，并在第二方面，本發(fā)明提供了一種表面處理器具或旋風(fēng)分離裝置，其包括旋風(fēng)器，該旋風(fēng)器有柔性部分，以及擴(kuò)張，膨脹，變形，壓縮和/或移動(dòng)柔性部分的裝置。至少一個(gè)旋風(fēng)器的柔性部分，例如柔性末端，是可擴(kuò)張的，使得它可以擴(kuò)張和/或松弛，以改變其形狀和或大小。柔性部分可以被布置為在松弛狀態(tài)與當(dāng)它在擴(kuò)張狀態(tài)時(shí)相比，臟物出口具有更小的直徑。這樣，在表面處理器具使用過程中柔性部分是松弛的，使得它有小直徑的臟物出口，從而增加了旋風(fēng)器的分離效率。然后，使用后，柔性部分可擴(kuò)張，以增加臟物出口的直徑，幫助去除在使用過程中堆積在柔性部分的任何臟物。至少一個(gè)旋風(fēng)器的柔性部分，例如柔性末端，是可膨脹的，這樣它可部分或完全填充流體，以改變其形狀和/或尺寸。柔性部分可以被布置為在擴(kuò)張狀態(tài)與當(dāng)它在收縮狀態(tài)時(shí)相比，臟物出口具有更小的直徑。這樣，在表面處理器具使用過程中柔性部分是膨脹的， 使得它有小直徑的臟物出口，從而增加了旋風(fēng)器的分離效率。然后，使用后，柔性部分可收縮，以增加臟物出口的直徑，幫助去除在使用過程中堆積在柔性部分的任何臟物。附加地或替代地，旋風(fēng)分離裝置可進(jìn)一步包括設(shè)備，該設(shè)備用于手動(dòng)地或機(jī)械地， 移動(dòng)或壓縮旋風(fēng)器的柔性部分。例如，該設(shè)備可包括槳，墊，臂或桿，其可被布置為撞擊，壓縮或移動(dòng)旋風(fēng)器的柔性部分，例如柔性的末端，以便于試圖幫助去除使用表面處理器具時(shí)困在柔性部分中的任何臟物。在優(yōu)選實(shí)施例中，表面處理器具包括多個(gè)旋風(fēng)器，其中一個(gè)旋風(fēng)器的至少一部分， 但優(yōu)選為每個(gè)旋風(fēng)器的至少一部分，可以是柔性的。該多個(gè)旋風(fēng)器關(guān)于穿過旋風(fēng)器的氣流被并行地布置。在第三個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種表面處理器具或旋風(fēng)分離裝置，其包括并行布置的截頭錐形的旋風(fēng)器，且每個(gè)旋風(fēng)器有相對(duì)寬的，剛性截頭錐形部分和連接到相對(duì)寬的部分的相對(duì)窄的，柔性截頭錐形部分，相對(duì)寬的部分包括至少一個(gè)臟空氣進(jìn)口，和相對(duì)窄的部分包括臟物出口。多個(gè)旋風(fēng)器還可以布置為使它們?cè)谖锢砩舷嗷テ叫?。例如，可能繞軸安排旋風(fēng)器， 且旋風(fēng)器到軸線具有同等間距，優(yōu)選在軸線的周圍被同等間距的隔開。替代地，一個(gè)或多個(gè)旋風(fēng)器可被布置為單排或成群的堆疊。例如，多個(gè)旋風(fēng)分可包括在繞軸線以第一配置布置的第一組旋風(fēng)器，和繞軸線以第二配置布置且與第一組旋風(fēng)器間隔開的第二組旋風(fēng)器。表面處理器具還可包括一個(gè)或多個(gè)剛性的旋風(fēng)器，其布置在所述一個(gè)或多個(gè)旋風(fēng)器的上游或下游。一個(gè)或多個(gè)剛性旋風(fēng)器可關(guān)于流過剛性旋風(fēng)器的氣流并行布置或串聯(lián)布置。在特定實(shí)施例中，多個(gè)旋風(fēng)器可至少形成濾芯的一部分，其可從表面處理器具的剩余部分移除。這可有利地在需要時(shí)允許該濾芯更容易清洗和/或更換。多個(gè)旋風(fēng)器可取向?yàn)槭沟盟鼈兊目v向軸線是垂直(vertical)或大致垂直的。在優(yōu)選的實(shí)施例中，它們的縱向軸線可大致平行或平行，優(yōu)選地平行于旋風(fēng)器被布置圍繞的上述軸線。在替代實(shí)施例中，可布置旋風(fēng)器為環(huán)形配置，它們的臟物出口大致向內(nèi)指向。旋風(fēng)器可取向?yàn)槭沟盟鼈兊目v向軸線是水平或大致水平的。替代地，旋風(fēng)器可取向?yàn)樗鼈兊目v向軸線朝向旋風(fēng)器被布置圍繞的所述軸線傾斜。
在存在剛性部分和柔性末端或部分的實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)部分柔性末端可被彎折，彎曲或成形為遠(yuǎn)離剛性部分的縱向軸線。兩個(gè)或多個(gè)層或組的旋風(fēng)器可被堆疊，以形成旋風(fēng)器的列，其被布置為具有穿過每一個(gè)旋風(fēng)器的平行空氣流路徑。旋風(fēng)器優(yōu)選形成旋風(fēng)分離裝置的一部分，該旋風(fēng)分離裝置包括第一個(gè)旋風(fēng)清潔級(jí)和位于第一個(gè)旋風(fēng)清潔級(jí)的下游的第二個(gè)旋風(fēng)清潔級(jí)，該第二旋風(fēng)清潔級(jí)包括多個(gè)旋風(fēng)
ο術(shù)語“表面處理器具”趨向于具有廣泛的含義，并包含大范圍的機(jī)械，其中該機(jī)械有用于在表面上行進(jìn)以利用某些方式清潔或處理該表面的頭部。它包括施加吸力到表面的機(jī)械，以便從其吸取材料，譬如真空吸塵器(干，濕和濕/干)，以及施加材料到表面的機(jī)械， 譬如拋光/打蠟機(jī)，壓力清洗機(jī)，地面打標(biāo)機(jī)，地毯清洗機(jī)。它還包括割草機(jī)和其他切割機(jī)。 在優(yōu)選實(shí)施例中，表面處理器具是真空吸塵器。上述關(guān)于本發(fā)明的第一方面的特征描述也同樣適用于本發(fā)明的第二和第三方面中的每一個(gè)，反之亦然。


現(xiàn)在將參考附圖僅通過舉例的方式描述本發(fā)明，在附圖中圖1顯示了立式真空吸塵器的透視圖，圖2顯示了圖1中顯示的真空吸塵器的旋風(fēng)分離裝置的透視圖，圖3顯示了穿過旋風(fēng)分離裝置的第一實(shí)施例的截面，其中旋風(fēng)器完全是由柔性材料制成的，圖如顯示了穿過旋風(fēng)分離裝置的第二實(shí)施例的截面，其中旋風(fēng)器有剛性部分和柔性末端，而圖4b顯示了處于(i)旋轉(zhuǎn)，(ii)壓縮，(iii) 一邊到另一邊移動(dòng)的柔性末端的示意圖，圖如顯示了穿過旋風(fēng)分離裝置的第三實(shí)施例的旋風(fēng)器的截面，該旋風(fēng)器有剛性部分和可擴(kuò)張的柔性末端，其顯示柔性末端處于其松弛狀態(tài)，圖恥顯示了圖fe中的旋風(fēng)器，其中柔性末端在其擴(kuò)張狀態(tài)，圖6a到圖6d顯示了穿過旋風(fēng)分離裝置的第四實(shí)施例的截面，且顯示出用于控制旋風(fēng)器的柔性末端的單向球閥，顯示柔性末端處于其松弛狀態(tài)，和圖6e顯示了穿過該旋風(fēng)分離裝置的截面，顯示柔性末端在其擴(kuò)張狀態(tài)，圖7a顯示了穿過旋風(fēng)分離裝置的第五實(shí)施例的截面，示出了用于控制的旋風(fēng)器柔性部分的擴(kuò)張的控制閥，顯示了柔性末端處于其松弛狀態(tài)，圖7b顯示了穿過旋風(fēng)分離裝置的截面，顯示柔性末端在其擴(kuò)張狀態(tài)，圖8示出了穿過旋風(fēng)分離裝置的第六實(shí)施例的截面，其中旋風(fēng)分離裝置具有電動(dòng)機(jī)械泵用于控制旋風(fēng)器的柔性部分的擴(kuò)張，顯示了柔性末端在其擴(kuò)張狀態(tài)，圖9a示出了穿過旋風(fēng)分離裝置的第七實(shí)施例的截面，其中旋風(fēng)分離裝置具有輕打每個(gè)旋風(fēng)器的柔性末端的電動(dòng)漿，圖％顯示了旋風(fēng)分離裝置的槳和旋風(fēng)器的倒轉(zhuǎn)透視圖，和圖9c顯示了用于轉(zhuǎn)動(dòng)圖9b中顯示的漿的棘輪機(jī)構(gòu)的底部透視圖，圖IOa顯示了穿過旋風(fēng)分離裝置的第八實(shí)施例的截面，其中旋風(fēng)分離裝置有多個(gè)并行布置的旋風(fēng)器，每個(gè)旋風(fēng)器有柔性部分，圖IOb顯示了圖IOa中帶圈的部分的放大圖， 圖IOc顯示了 IOa和圖IOb中的可移除濾芯形式的旋風(fēng)器從上方觀察的透視圖，圖Ila顯示了旋風(fēng)分離裝置的第九實(shí)施例的透視圖，其中，旋風(fēng)器被布置為圓形， 且它們的臟物出口大致指向內(nèi)部，圖lib示出了穿過該旋風(fēng)分離裝置的截面，且顯示了多個(gè)旋風(fēng)器層的堆疊形成旋風(fēng)器列，且圖Ilc顯示了沿圖lib線B-B截取的截面，顯示了用于敲擊柔性末端的槳葉，圖12顯示了穿過旋風(fēng)分離裝置的第十實(shí)施例的截面，其中多個(gè)旋風(fēng)器堆疊形成旋風(fēng)器列，旋風(fēng)器被傾斜，且其中柔性末端成形為遠(yuǎn)離剛性部分的縱向軸線，和圖13a顯示了如何用試驗(yàn)1 Qmm直徑，末端具有Imm半徑的觸針)測(cè)試旋風(fēng)器的一部分的柔性，其中A和B示出可選擇觸針的形狀，圖1 顯示了當(dāng)負(fù)載施加于旋風(fēng)器的內(nèi)表面上的點(diǎn)時(shí)，試驗(yàn)1中的柔性末端的撓曲，圖13c顯示了如何用試驗(yàn)2測(cè)試旋風(fēng)器的一部分的柔性，其中楔形工具被用來將負(fù)載應(yīng)用于旋風(fēng)器的末端。
具體實(shí)施例方式說明書中相似的參考標(biāo)號(hào)指示相似的部件。圖1示出表面處理設(shè)備，其在此例中為真空吸塵器1。真空吸塵器1包括主體2和滾動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)4，該結(jié)構(gòu)安裝在主體2上以跨要清潔的表面操控真空吸塵器。清潔頭6可樞轉(zhuǎn)地安裝在滾動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)4的下端，且臟空氣進(jìn)口 8設(shè)置在清潔頭6的下側(cè)面向要清潔的表面。分離裝置10可移除地設(shè)置在主體2上，且導(dǎo)管12在臟空氣進(jìn)口 8和分離裝置10之間提供連通。棒和手柄組件14安裝在主體2上，分離裝置10的后面。在使用過程中，位于滾動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)4內(nèi)的馬達(dá)和風(fēng)扇單元(未顯示)通過臟空氣進(jìn)口 8或棒14將含塵空氣吸入真空吸塵器1中。通過導(dǎo)管12，含塵空氣被送入分離裝置 10且夾帶的灰塵顆粒被從空氣分離并保留在分離裝置10中。清潔的空氣穿過馬達(dá)，然后自真空吸塵器1噴射出。圖2大致顯示了分離裝置10，該裝置形成真空吸塵器1的一部分。分離裝置10具體的整體形狀可根據(jù)真空吸塵器1的類型而發(fā)生改變，其中該吸塵器使用分離裝置10。例如，分離裝置10的總長度可以相對(duì)于分離裝置10的直徑增加或減少。分離裝置10包括第一旋風(fēng)清潔級(jí)16和第二旋風(fēng)清潔級(jí)18。在一些實(shí)施例中，分離裝置10還包括馬達(dá)前過濾器20，該過濾器定位為縱向穿過分離裝置10。第一旋風(fēng)清潔級(jí)16包括環(huán)形腔22，其中環(huán)形腔22位于分離裝置10的外壁M和第二圓柱形壁26之間，該壁M大致為圓柱形，第二圓柱形壁沈處于外壁M的徑向內(nèi)部且自外壁M間隔開?；?8封閉了第一旋風(fēng)清潔級(jí)16的下端，該基座28通過樞軸30可樞轉(zhuǎn)地連接到外壁M且通過卡扣32保持在關(guān)閉位置。在關(guān)閉位置，基座28被抵靠壁M，26 的下端密封。釋放卡扣32允許基座觀樞轉(zhuǎn)離開外壁M和第二圓柱形壁26，以清空第一旋風(fēng)清潔級(jí)16和第二旋風(fēng)清潔級(jí)18。環(huán)形腔22的頂部形成第一旋風(fēng)清潔級(jí)16的圓柱形旋風(fēng)器34且環(huán)形腔22的下部形成集塵容器36。第二旋風(fēng)清潔級(jí)18包括十二個(gè)次級(jí)旋風(fēng)器38和第二集塵腔40，這些旋風(fēng)器38布置為相對(duì)于流過旋風(fēng)器38的氣流是并行的。帶塵空氣進(jìn)口 42設(shè)置在外壁M內(nèi)。帶塵空氣進(jìn)口 42相對(duì)外壁M切向地布置，以保證進(jìn)入的帶塵空氣被迫遵循繞環(huán)形腔22的螺旋路徑。從第一旋風(fēng)清潔級(jí)20的流體出口設(shè)置為網(wǎng)狀遮罩44的形式。網(wǎng)狀遮罩44包括圓柱形壁46，該壁上形成大量的孔眼48。 從第一旋風(fēng)清潔級(jí)16的唯一流體出口通過遮罩44上的孔眼48形成。圖3顯示了穿過旋風(fēng)分離裝置10的第一實(shí)施例的截面。在遮罩44的下游形成通道50。通道50與第二旋風(fēng)清潔級(jí)18相通。通道50可為環(huán)形腔的形式，該腔引向次級(jí)旋風(fēng)器38的進(jìn)口 52，或可為多個(gè)不同的空氣通道的形式，其中每個(gè)通道引向單獨(dú)的次級(jí)旋風(fēng)器 38。第三圓柱形壁M向下朝著基座觀延伸。第三圓柱形壁M定位為第二圓柱形壁 26的徑向內(nèi)部，且自第二圓柱形壁沈間隔開，以形成第二集塵腔40。當(dāng)基座觀處于關(guān)閉的位置時(shí)，第三圓柱形壁M被抵靠基座觀密封。次級(jí)旋風(fēng)器38大體上或全部被布置在第一旋風(fēng)清潔級(jí)16的上方。次級(jí)旋風(fēng)器38 被布置為環(huán)形配置，其以第一旋風(fēng)清潔級(jí)16的軸線為中心。在此實(shí)施例中，每個(gè)次級(jí)旋風(fēng)器38都有軸線，其與第一旋風(fēng)清潔級(jí)的軸線大致平行。每個(gè)次級(jí)旋風(fēng)器38大致為截頭錐形形狀。每個(gè)次級(jí)旋風(fēng)器38的相對(duì)較窄部分包括臟物出口 58，其開口到第二集塵腔40的頂部。在使用中，被次級(jí)旋風(fēng)器38分離的灰塵將通過臟物出口 58離開且被收集在第二集塵腔40中。在每個(gè)次級(jí)旋風(fēng)器38較寬的上端設(shè)置漩渦溢流器60以提供從次級(jí)旋風(fēng)器38的空氣出口。在提供之處，漩渦溢流器60與馬達(dá)前過濾器20連通。每個(gè)漩渦溢流器60延伸通過次級(jí)旋風(fēng)器38的大致環(huán)形的頂壁61。在圖3所示的實(shí)施例中，次級(jí)旋風(fēng)器38完全由柔性材料制成，例如橡膠，從而次級(jí)旋風(fēng)器38為可變形的。柔性材料優(yōu)選是橡膠，在此實(shí)施例中肖氏A數(shù)值為22。在真空吸塵器1的使用過程中，當(dāng)空氣流穿過它們時(shí)，次級(jí)旋風(fēng)器38振動(dòng)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這種振動(dòng)有助于避免臟物積聚在次級(jí)旋風(fēng)器38里。第二集塵腔40理想地與大氣壓隔離，以避免次級(jí)旋風(fēng)器38坍塌。每個(gè)次級(jí)旋風(fēng)器38都有次級(jí)旋風(fēng)器臟空氣進(jìn)口 52，其由與次級(jí)旋風(fēng)器38剩余部分相同的材料形成。另外，漩渦溢流器60和次級(jí)旋風(fēng)器38的上壁61也可由柔性材料形成。圖如示出旋風(fēng)分離裝置10的第二實(shí)施例。在此第二實(shí)施例中，每個(gè)次級(jí)旋風(fēng)器 38有個(gè)剛性上部62和包括柔性末端64的柔性下部。形成柔性末端的柔性材料優(yōu)選是橡膠，其肖氏A數(shù)值為20。剛性材料優(yōu)選是聚丙烯，該聚丙烯的肖氏D數(shù)值為60。發(fā)現(xiàn)在真空吸塵器1的使用過程中，當(dāng)空氣流穿過次級(jí)旋風(fēng)器38時(shí)，柔性末端64 振動(dòng)。這種振動(dòng)有助于避免臟物積聚在次級(jí)旋風(fēng)器38里。圖4b示出(i)旋轉(zhuǎn)，(ii)壓縮和(iii) 一邊到另一邊的移動(dòng)，作為已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)空氣流穿過次級(jí)旋風(fēng)器38時(shí)，在柔性末端 64中發(fā)生的振動(dòng)類型的例子。正如圖如所示，柔性末端64的長度優(yōu)選小于次級(jí)旋風(fēng)器38總長度的三分之一。 次級(jí)旋風(fēng)器38的長度為65. 5mm且灰塵出口的直徑為3. 3mm。柔性末端64的長度是15mm。 柔性末端64包覆模制在剛性部分62上，使得次級(jí)旋風(fēng)器38的內(nèi)表面68是平滑的。在此實(shí)施例中，次級(jí)旋風(fēng)器38被布置為使得次級(jí)旋風(fēng)器38的軸線向內(nèi)相對(duì)于第一旋風(fēng)清潔級(jí) 16的縱向軸線并朝向該縱向軸線傾斜?，F(xiàn)在參考圖5到圖9，真空吸塵器1也可進(jìn)一步包括用于擴(kuò)張，膨脹，變形，壓縮和 /或移動(dòng)次級(jí)旋風(fēng)器38的柔性末端64的裝置。圖5到8顯示了一些實(shí)施例，其中在不同方式下，柔性末端64為可擴(kuò)張的或可膨脹的。圖9顯示了實(shí)施例，在該實(shí)施例中，真空吸塵器 1具有用于接觸，輕擊或敲擊柔性末端64的裝置。圖fe和恥示出可擴(kuò)張的柔性末端64。柔性末端64包括內(nèi)壁70和外壁72，其可整體形成或結(jié)合以在它們之間形成末端腔室74。圖如示出處于松弛狀態(tài)下的柔性末端64， 且圖恥示出處于擴(kuò)張狀態(tài)下的柔性末端64。柔性末端64可響應(yīng)旋風(fēng)分離裝置10內(nèi)的壓力變化在它們的松弛和擴(kuò)張狀態(tài)之間移動(dòng)。柔性末端64被包覆模制到次級(jí)旋風(fēng)器38的剛性部分62上。如圖恥所示，當(dāng)柔性末端64處于其擴(kuò)張狀態(tài)時(shí)，臟物出口 58是最大的。在可替換的實(shí)施例中，末端腔室74可以是可膨脹的，且可以通過傳遞流體流入和流出末端腔室74來縮小。運(yùn)行的優(yōu)選方式是柔性末端64為松弛的，從而在真空吸塵器1的使用過程中，臟物出口 58處于其最小直徑。當(dāng)真空吸塵器1關(guān)掉時(shí)，柔性末端64擴(kuò)張以釋放捕捉在次級(jí)旋風(fēng)器38中的臟物，例如，釋放進(jìn)入第二集塵腔40中。圖6a到6e顯示的實(shí)施例中，真空吸塵器1正常的運(yùn)作狀態(tài)顯示在圖6a到6d中， 其中柔性末端64處于它們的松弛狀態(tài)。穿過旋風(fēng)分離裝置10的空氣流在圖6a和6c中用箭頭表示。圖6c顯示來自第一旋風(fēng)清潔級(jí)16的空氣流穿過遮罩44，沿著通道50且進(jìn)入次級(jí)旋風(fēng)器38的進(jìn)口 52。圖6a顯示來自次級(jí)旋風(fēng)器38的空氣流朝著馬達(dá)和風(fēng)扇組件的方向穿過馬達(dá)前過濾器20。圖6e顯示了真空吸塵器1的關(guān)閉狀態(tài)，在此狀態(tài)下，柔性末端64 處于它們的擴(kuò)張位置。在真空吸塵器1的正常運(yùn)行中(就是，圖6a到6d)，第二集塵腔40大約在低于大氣壓處。在次級(jí)旋風(fēng)器38中也有類似的壓力。為防止柔性末端64膨脹和堵塞臟物出口 58，末端腔室74的壓力要與第二集塵腔40內(nèi)的壓力及次級(jí)旋風(fēng)器38內(nèi)的壓力相平。 這可以通過連接末端腔室74到類似的低壓來實(shí)現(xiàn)。這樣，每個(gè)末端腔室74被流體連接到壓力孔76，其位于馬達(dá)前過濾器20的下游。壓力孔76位于馬達(dá)前過濾器20的下游是有利的，因?yàn)樵诖藚^(qū)域的空氣是很干凈， 且因而將減少灰塵進(jìn)入壓力孔76，由此進(jìn)入末端腔室74。這還是有利的，因?yàn)樵隈R達(dá)的風(fēng)眼處的壓力可以達(dá)到相對(duì)大氣的最大壓力差，并給予柔性末端64最大擴(kuò)張。這時(shí)候的壓力經(jīng)常低于第二集塵腔40中的壓力，且柔性末端64的膨脹不會(huì)發(fā)生。在真空吸塵器1的正常運(yùn)行過程中在壓力孔76處的壓力通常在約1. 5kPa(與穿過馬達(dá)前過濾器20的壓力降相等)。這具有這樣的效果施加很小的擴(kuò)張力到柔性末端64 上，但不足以使它們顯著變形。每個(gè)末端腔室74通過大存儲(chǔ)腔室80中的單向球閥78連接到壓力孔76。此存儲(chǔ)腔室80需要保持低壓差大約在lOltfa足夠長時(shí)間，使柔性末端64擴(kuò)張。這樣當(dāng)真空吸塵器1關(guān)掉時(shí)，次級(jí)旋風(fēng)器38和第二集塵腔40中的壓力返回到大氣壓。但是因?yàn)閱蜗蚯蜷y 78，末端腔室74保持低于大氣壓的壓力。這就意味著當(dāng)真空吸塵器1關(guān)掉時(shí)，大氣壓朝著柔性末端64的外壁72推動(dòng)柔性末端64的內(nèi)壁70，使得臟物出口 58擴(kuò)張，如圖6e所示。球閥78的座82被刻槽以允許受控的空氣泄露返回到存儲(chǔ)腔室80和末端腔室74 中以使得柔性末端64在幾秒內(nèi)松弛回它們的松弛位置。每次真空吸塵器1關(guān)掉時(shí)，該機(jī)構(gòu)允許柔性末端64擴(kuò)張且然后再次迅速松弛，從而有助于保持次級(jí)旋風(fēng)器38無塵。圖7a和7b所示的實(shí)施例中，控制閥84位于馬達(dá)前過濾器外殼86中以允許柔性末端64在任何時(shí)候的瞬時(shí)擴(kuò)張。在任何規(guī)定的時(shí)間間隔上，控制閥84都能被任意適當(dāng)?shù)碾姎饣驒C(jī)械裝置操作。例如控制閥84可通過連接到真空吸塵器1的on/off開關(guān)的機(jī)械裝置或空氣肌(air muscle)而被控制。圖7a示出了真空吸塵器正常的運(yùn)作狀態(tài)。在正常的運(yùn)行中，控制閥84是打開的且因此第二集塵腔40將為低于空氣壓9kPa左右。在次級(jí)旋風(fēng)器38內(nèi)有相似的壓力。為了防止柔性末端64膨脹和阻塞臟物出口 58，末端腔室74的壓力要與第二集塵腔40和次級(jí)旋風(fēng)器38內(nèi)的壓力相平。這通過連接末端腔室74到類似的低壓實(shí)現(xiàn)。這樣，末端腔室74流體連接到壓力孔76，該孔位于馬達(dá)前過濾器20的下游。在真空吸塵器1正常運(yùn)作過程中，第二集塵腔40和壓力孔76之間的壓力差通常為左右(與跨馬達(dá)前過濾器20的壓力降相等)。這具有這樣的效果施加很小的擴(kuò)張力到柔性末端64上，但不足以使其顯著變形。這樣，當(dāng)真空吸塵器1運(yùn)行及控制閥84 打開時(shí)，柔性末端64將處于松弛位置。如果需要的話，例如當(dāng)真空吸塵器1關(guān)掉時(shí)，控制閥84就關(guān)閉，如圖7b所示。關(guān)閉控制閥84限制空氣流穿過次級(jí)旋風(fēng)器38并在末端腔室74中建立大壓力降，該末端腔室 74將保持低于大氣壓的壓力，而第二集塵腔40和次級(jí)旋風(fēng)器38回到大氣壓。這使得柔性末端64擴(kuò)張到如圖7b所示的位置。一旦柔性末端64擴(kuò)張以幫助清除捕獲的臟物，控制閥 84就能返回到圖7a所示的打開位置，從而柔性末端64返回到它們的松弛狀態(tài)。圖8所示的實(shí)施例中，受控的機(jī)電泵88被布置以去除柔性末端64周圍的空氣以拉開柔性末端64進(jìn)入擴(kuò)張位置。在任何特定的時(shí)間間隔上都能控制機(jī)電泵88或它的行為能與旋風(fēng)分離裝置10從真空吸塵器1主體2的移除相關(guān)。替代地，機(jī)電泵88的控制可以與真空吸塵器1的開或關(guān)相關(guān)。圖9a到9c所示的實(shí)施例中，次級(jí)旋風(fēng)器38有剛性上部62和柔性末端64。另外真空吸塵器1還包括多個(gè)槳92，其被布置為使得他們能擊打，輕彈或擦拭柔性末端64?？捎么蟮臋C(jī)械運(yùn)動(dòng)以將柔性末端64相對(duì)緩慢地拉到一側(cè)。當(dāng)槳92移動(dòng)超過柔性末端64時(shí)， 柔性末端64將被釋放。由于柔性末端64的材料特性，該行為有助于加快柔性末端64的移動(dòng)及允許它們伴隨一系列快速振蕩輕彈返回靜止位置。在這行為中，被捕獲在柔性末端64 中的任何臟物都能被從次級(jí)旋風(fēng)器38的內(nèi)表面68擾亂并驅(qū)出，且落入第二集塵腔40中。 圖9a顯示出電動(dòng)馬達(dá)90，該馬達(dá)被布置為使得槳92相對(duì)次級(jí)旋風(fēng)器38移動(dòng)。在此實(shí)施例中，槳92被布置為繞圈運(yùn)動(dòng)，使得它們依次輕彈每個(gè)次級(jí)旋風(fēng)器38的柔性末端64。圖9c 顯示棘輪設(shè)備94，以相對(duì)次級(jí)旋風(fēng)器38轉(zhuǎn)動(dòng)槳92。這樣的棘輪設(shè)備94可連接到空氣肌或者替代地在真空吸塵器1的主體2上的旋風(fēng)分離裝置10的拆卸或更換時(shí)操作。根據(jù)本發(fā)明的旋風(fēng)分離裝置10和旋風(fēng)器96的替代結(jié)構(gòu)如圖10到12所示。在這些實(shí)施例的每個(gè)中，多個(gè)旋風(fēng)器96中的每一個(gè)都有剛性部分62和柔性末端64.圖IOa和IOb示出就穿過旋風(fēng)器96的空氣流而言并行布置的多個(gè)旋風(fēng)器96。多個(gè)旋風(fēng)器96還被布置為使得它們?cè)谖锢砩舷嗷テ叫?。在此?shí)施例中，多個(gè)旋風(fēng)器96形成濾芯98，如圖IOc所示，如果需要，該濾芯能從真空吸塵器1的剩余部分移除以用于清潔或者更換。在圖IOa和IOb中，多個(gè)旋風(fēng)器96被取向?yàn)槭沟盟鼈兊目v向軸線相互平行。圖Ila到Ilc所示的替代的實(shí)施例中，旋風(fēng)器96被布置為環(huán)形配置，其中它們的臟物出口 58大致向內(nèi)指向。旋風(fēng)器96被取向?yàn)槭沟盟鼈兊目v向軸線是水平的或大致水平。 在此實(shí)施例中，旋風(fēng)器96形成濾芯98，該濾芯能從真空吸塵器1的剩余部分移除以用于清潔或者更換。在圖12中，旋風(fēng)器96被取向?yàn)槭沟盟鼈兊目v向軸線傾斜且柔性末端64被成形為遠(yuǎn)離剛性部分62的縱向軸線。圖11和12顯示的實(shí)施例中，多個(gè)旋風(fēng)器96的層或組被堆疊起來以形成旋風(fēng)器96 列，其布置有穿過每個(gè)旋風(fēng)器96的平行氣流路徑。在圖12中，旋風(fēng)器組被沿著第一旋風(fēng)清潔級(jí)16軸線分隔開。在這些實(shí)施例中，真空吸塵器1包括敲和/或刷柔性末端64的移動(dòng)裝置。圖11中，移動(dòng)裝置為槳92，該槳被布置為繞圓形路徑掃掠以相繼接合和釋放柔性末端64。在圖12中，移動(dòng)裝置為桿100，該桿有圍繞和沿其長度布置的多個(gè)凸起102。桿100 被布置為使得它能相對(duì)柔性末端64移動(dòng)。在所示實(shí)施例中，桿100被布置為向上和向下移動(dòng)，使得每個(gè)凸起輕彈柔性末端64以助于移走位于柔性末端64里的任何臟物。如果需要的話，空氣肌促動(dòng)能用來驅(qū)使桿100的移動(dòng)。在此實(shí)施例中，旋風(fēng)器96被布置作為第三級(jí)旋風(fēng)分離器104。這些旋風(fēng)器因而被安排在次級(jí)旋風(fēng)器38的下游代替馬達(dá)前過濾器。為了確定旋風(fēng)器的一部分是否是“柔性的”或“剛性的”，可以執(zhí)行以下的一個(gè)或兩個(gè)測(cè)試。測(cè)試1旋風(fēng)器的柔性可用2mm直徑且在末端有Imm半徑的觸針進(jìn)行測(cè)試。觸針能被成形為如A或B的形狀，如圖13a所示。使用的觸針將20N的負(fù)載Ll施加到旋風(fēng)器內(nèi)表面上的一個(gè)點(diǎn)上。然后就能確定旋風(fēng)器表面的撓曲。旋風(fēng)器內(nèi)表面任何一點(diǎn)的形狀變形如圖Hb 中的C或D。至少Imm的撓曲(X)被用來意味著測(cè)試的旋風(fēng)器的該部分是柔性的。少于Imm 的撓曲被用來意味著測(cè)試的旋風(fēng)器的該部分是剛性的。試驗(yàn)2圖13c中E處所示的楔形工具用來施加一個(gè)50N的負(fù)載L2。旋風(fēng)器的延伸量被測(cè)量。至少Imm的撓曲(X)被用來意味著測(cè)試的旋風(fēng)器的該部分是柔性的。少于Imm的撓曲被用來意味著測(cè)試的旋風(fēng)器的該部分是剛性的。
權(quán)利要求
1.一種表面處理器具，包括多個(gè)并行布置的截頭錐形旋風(fēng)器，且每個(gè)旋風(fēng)器都有相對(duì)寬的、剛性截頭錐形部分和連接到該相對(duì)寬的部分的相對(duì)窄的、柔性截頭錐形部分，相對(duì)寬的部分包括至少一個(gè)臟空氣進(jìn)口，而相對(duì)窄的部分包括臟物出口。
2.如權(quán)利要求1所述的表面處理器具，其中，柔性部分的肖氏A數(shù)值高達(dá)60肖氏A。
3.如權(quán)利要求1所述的表面處理器具，其中，剛性部分具有60以上的肖氏D數(shù)值。
4.如權(quán)利要求1所述的表面處理器具，其中，在使用過程中，每個(gè)旋風(fēng)器的柔性部分被配置為在空氣流穿過表面處理裝置時(shí)振動(dòng)。
5.如權(quán)利要求1所述的表面處理器具，包括用于移動(dòng)每個(gè)旋風(fēng)器柔性部分的裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的表面處理器具，其中，移動(dòng)裝置被布置為通過柔性部分的擴(kuò)張， 膨脹，變形和壓縮中的一種來移動(dòng)每個(gè)旋風(fēng)器的柔性部分。
7.如權(quán)利要求1所述的表面處理器具，其中，多個(gè)旋風(fēng)器形成濾芯的至少一部分，其可從表面處理器具的剩余部分移除。
8.如權(quán)利要求1所述的表面處理器具，其中，旋風(fēng)器被繞一軸線布置。
9.如權(quán)利要求8所述的表面處理器具，其中，旋風(fēng)器被取向?yàn)槭沟盟鼈兊目v向軸線大致平行于所述軸線。
10.如權(quán)利要求8所述的表面處理器具，其中，旋風(fēng)器被取向?yàn)槭沟盟鼈兊目v向軸線朝向所述軸線延伸。
11.如權(quán)利要求8所述的表面處理器具，其中，多個(gè)旋風(fēng)器被至少分成第一組旋風(fēng)器和第二組旋風(fēng)器，第一組旋風(fēng)器沿著所述軸線自第二組旋風(fēng)器分隔開。
12.如權(quán)利要求1所述的表面處理器具，包括旋風(fēng)分離裝置，該旋風(fēng)分離裝置包括第一旋風(fēng)清潔級(jí)和第二旋風(fēng)清潔級(jí)，第二旋風(fēng)清潔級(jí)位于第一旋風(fēng)清潔級(jí)下游，并包括多個(gè)旋風(fēng)器。
13.如權(quán)利要求1所述的表面處理器具，其中，每個(gè)旋風(fēng)器的柔性部分連接到該旋風(fēng)器的剛性部分，使得在柔性部分和剛性部分之間的內(nèi)部界面是平滑的。
14.如上述任一權(quán)利要求所述的表面處理器具，其中，每個(gè)旋風(fēng)器的柔性部分包覆模制在該旋風(fēng)器的剛性部分上。
15.如權(quán)利要求1至13中的任一權(quán)利要求所述的表面處理器具，進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)剛性的旋風(fēng)器。
16.如權(quán)利要求1至13中的任一權(quán)利要求所述的表面處理器具，其為真空吸塵器形式。
全文摘要
一種表面處理器具，包括多個(gè)并行設(shè)置的截頭錐形旋風(fēng)器。每個(gè)旋風(fēng)器都有相對(duì)寬的，剛性截頭錐形部分和連接到該相對(duì)寬的部分的相對(duì)窄的柔性截頭錐形部分。該相對(duì)寬的部分包括至少一個(gè)臟空氣進(jìn)口，而相對(duì)窄的部分包括臟物出口。使用該器具時(shí)，相對(duì)較窄的部分振動(dòng)，用于去除相對(duì)窄的部分內(nèi)表面的臟物，并使得去除的臟物從臟物出口排出。
文檔編號(hào)A47L9/16GK102309289SQ20111018158
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者A.W.塞梅斯, R.D.尼古拉奧, T.J.D.弗洛斯 申請(qǐng)人:戴森技術(shù)有限公司