外部过滤器室和摇动装置的制作方法

专利名称：外部过滤器室和摇动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于移动式表面养护机器的过滤系统。更具体地，本发明涉及一种使 用在碎屑漏斗外部的过滤器室的过滤系统。
背景技术：
多年来，已经开发出用于清洁和养护建筑内的地板以及诸如街道、人行道和停车 场的铺有路面的室外区域的多种机器。这些机器包括诸如旋转路帚清扫机、真空清扫机、翻 路机、辊光机、抛光机和洗涤器的这些机器。为了此处本发明的目的，这些机器可以分成将 水施加到所养护表面的机器和干式操作的机器。我们关心后一种机器，其包括许多真空清 扫机、翻路机和旋转路帚清扫机。这些机器都有本发明所要解决的一个问题。在其正常操 作中，这些机器容易从所养护的表面激起灰尘。如果灰尘不受控制，则该灰尘是十分令人讨 厌的。
在许多这些机器上，该问题已经得到一种一般的解决方案。诸如旋转路帚、翻路机 头部或者真空拾取器之类的产生灰尘的功能工具设有盖并且由壁围绕，所述壁具有几乎低 垂到所养护表面的橡胶裙部。机载排风机从由此产生的工具室持续地抽吸空气，从而在其 中产生低于大气压的空气压力，这就避免了含尘空气从裙部下方流出。排风机将该空气排 放到大气。在该空气路径中在排风机的上游或者下游放置有一个或者多个空气过滤器，以 便在空气释放之前从该空气去除灰尘，使得排放到大气的空气将是没有灰尘的。发明内容
本发明涉及一种用于移动式表面养护机器的过滤系统，其利用。以上已经相当广 泛地概述了本发明的特征和技术优点，以便可以更好地理解随后的本发明的详细说明。以 下将说明形成本发明的权利要求的主旨的本发明的额外的特征和优点。本领域的技术人员 应当理解，所公开的概念和具体实施例可以容易地用作修改或者设计执行与本发明相同目 的的其它结构的基础。本领域的技术人员还应当理解，这些等同构造并没有脱离在所附权 利要求中所阐述的本发明的精神和范围。当参照附图考虑时，从以下说明将更好地理解在 组织和操作方法方面认为是本发明特点的新颖特征以及其它目的和优点。然而，应当清楚 地理解，每个附图都仅为了示出和说明的目的而提供，并且不意欲作为本发明的限制的定 义。


为了更加完全地理解本发明，现在结合以下附图参照以下说明，其中
图1是使用根据本发明的过滤器清洁系统的清洁机器的一个实施例的透视图。
图2和3是图1的清洁机器的预滤器室和过滤器箱的透视图。
图4是圆圈C4中包含的图3的放大部分。
图5是图1的预滤器室和过滤器箱的透视图。
图6是圆圈C6中包含的图5的放大部分。
图7是图1的实施例的盖部件的透视图。
图8是图1的实施例的壳体的透视图。
图9是图1的过滤器和过滤器摇动机构的透视图。
图10是图9的部分的剖视图。
图11是图1的机器的透视图。
图12是操作期间的图1的部件的视图。
图13和14是机器操作期间的过滤器箱和预滤器的视图。
图15-17示出图1的机器10，其中漏斗处于直立的倾卸方位中。
具体实施方式
在以下本发明的说明中将使用传统的向前扔掷(forward throw)的旋转路帚清扫 机作为示例。然而应当理解，如已经阐述的，本发明也可以应用到其它类型的移动式表面养 护机器，例如，其它类型的旋转路帚清扫机、翻路机以及各种类型的真空清扫机。
参照图1，示出工业商的清扫机器10。如图所示，机器10是向前扔掷清扫机，其具 有由箭头标志FM指示的预定的运动方向。机器10还可以是本领域中也众所周知的类型的 过顶式后漏斗清扫机。机器10具有转动的圆柱形刷子12，其用于将碎屑从地板或者其它 表面扫到碎屑漏斗13中。漏斗臂(未示出)允许漏斗13在倾卸过程期间提升。刷子室大 体上在裙部14下方包围刷子12以控制围绕刷子12的气流。裙部14在很大程度上将由刷 子12所激起的任何灰尘容纳在刷子室内。为了完成灰尘控制，设置有将空气从刷子室沿着 由图1中的箭头所示的气流路径排放到大气的吸入式鼓风机或者真空风扇16。真空风扇 16容纳在过滤器箱18中并且包括由机器的液压系统所驱动的叶轮。真空风扇16维持刷子 室内的低于大气压的压力，以便使空气在裙部下方吸入而不是流出。因而，较少的灰尘从裙 部14附近逃脱。在机器10操作期间，真空风扇16将含有碎屑和灰尘的空气在排放之前抽 吸通过预滤器17和容纳在过滤器箱18内的过滤器19。预滤器17位于碎屑漏斗13内，并 且在例如碎屑漏斗13提升和倾卸期间与过滤器箱18分离开。摇动机构40设置在过滤器 箱18上。摇动机构的周期驱动摇动过滤器19以驱逐灰尘和碎屑。图1中已经去除了机器 10的多种部件，例如，已经省略驱动发动机、壳体和操作员站以提高对本发明的各方面的理 解。在美国专利号5，254，146和5，303，448中公开了适合于根据本发明进行改装的表面养 护机器的额外的示例，每个专利都通过引用包含于此以用于所有目的。
图2是预滤器17和过滤器箱18的透视图。过滤器箱18容纳圆柱形的过滤器19， 以下将详细地说明。充满了灰尘和碎屑的空气通过真空作用吸入到预滤器开口 20中。预 滤器17和过滤器箱18 —起从空气流去除灰尘和/或碎屑，所以真空风扇16将在机器10 操作期间将较清洁的空气排放到大气。预滤器17可以包括一组气旋式过滤器，含尘空气通 过所述一组气旋式过滤器，导致分离和留下至少部分较大的灰尘颗粒和碎屑。预滤器17组 件的附加特征可以参照题为“反转气旋过滤器”的美国申请序列号60/893，560找到，该文 献通过引用而包含于此。
在优选的实施例中，过滤器箱18包括圆柱形的褶式介质过滤器19，例如由明尼苏 达州明尼阿波利斯的Donaldson Company, Inc.所制造的过滤器。过滤器19具有褶式介质，褶状物与圆柱体的中心线平行地延伸，这使得这些褶状物当如图所示安装时是竖直的。 褶式介质用穿孔的金属套筒围绕以用于结构的整体性。金属套筒的外部可以设置有由光滑 的合成长丝编织的细筛孔套筒(未示出)，所述细筛孔套筒阻止较粗的灰尘并且在过滤器 清洁循环期间使其容易流出。圆柱形的过滤器的端部是打开的。在过滤器箱18的可替代 实施例中可以使用其它的过滤器技术。
本发明的优选示例使用圆柱形的褶式介质过滤器。然而，本发明也适用其它类型 的过滤器。可替代的设计包括两个或者更多个平板的褶式介质过滤器，并且也可以成功地 采用其它已知类型的空气过滤器。这些过滤器可能包括例如形成为袋、封套或者袜的布滤 器，所述布滤器是在空气过滤领域中众所周知的类型。
如图3中所示，过滤器箱18在机器10的前部处具有进气开口 22以接纳来自预滤 器组件17的空气。如图所示，诸如泡沫材料的柔性联接器用于在预滤器17和过滤器箱18 之间提供流体连通。由过滤器箱18所捕获的灰尘和碎屑可经由下碎屑出口 23去除。经过 滤的空气在出气口对处被指引离开过滤器箱18。在真空系统停用时，灰尘和碎屑的积聚物 通过碎屑出口 23处的密封件并进入机器漏斗13(未示出)中。在机器10操作期间，碎屑 出口密封件通过真空作用保持封闭。过滤器箱18包括联接到真空叶轮(未示出)的真空 风扇马达30。
图4是过滤器箱18的放大部分，其示出由图3中的圆圈C4所指示的摇动机构40 的细节。铰接的盖板41通过两个铰链组件42和两个夹持组件43而固定在过滤器箱18的 顶部上。当夹持组件43松开时，盖板41和连接的部件围绕铰链42转动以允许进出过滤器 箱18。盖板41在与圆柱形过滤器19的大致位置相对应的位置中具有大致矩形的大开口。
摇动机构40包括联接到偏心质量件45的电动马达44。电动马达44联接到摇动 板47，所述摇动板47接合过滤器19的顶部。摇动机构40还包括隔离振动的马达安装组 件，所述马达安装组件允许摇动板47在过滤器摇动过程期间相对于盖板41大致独立地振 动。
参照图5，马达安装组件包括马达夹具50、马达鞍座51和一对滑板52，所述一对滑 板52固定到铰接的盖板41的朝上的法兰53。在该视图中已经去除了电动马达44和偏心 质量件45。图6是过滤器箱18组件的放大部分，其示出由图5中的圆圈C6所指示的摇动 机构40的细节。
马达44固定在马达夹具50和鞍座51之间。鞍座51刚性地联接到摇动板47。鞍 座51经由一对紧固件61可运动地联接到滑板52。在该示例中，紧固件61在槽62内自由 运动，以在过滤器摇动过程期间允许鞍座51、夹具50、马达44和偏心质量件45大致竖直位 移。在槽62的限制下，垫圈64抵靠滑板52滑动。
图7示出铰接的过滤器盖41和滑板52。紧固件(未示出)穿过开口 71并且将滑 板52固定到盖板41的法兰53。狭槽62延伸通过滑板52和法兰53中的大致相等尺寸的 开口。在一个示例中，滑板52由相对于盖板41具有大大改进的耐磨性的耐用材料制成。
图8示出过滤器箱18的壳体80和过滤器箱盖81。在该示例中，盖81经由螺纹紧 固件固定到壳体80。销状部件82被包括在铰链组件42中，并且当盖板41打开时，例如在 过滤器更换期间，该销状部件82支撑盖板41和连接的部件。
图9示出摇动机构40和过滤器19的部件。在该示例中，摇动板47总体上与过滤器19的一个端部直接接触。过滤器19的相对的端部由壳体80内的基部(未示出)支撑。 上环状密封件90和下环状密封件91控制通过过滤器19的顶部开口的气流。
图10示出处于操作方位中的图9的摇动机构40和过滤器19的剖视图。顶盖100 保持在过滤器19的顶面之间，并与摇动板47直接接触。上环状密封件90与铰接的盖板41 的下表面接触。在马达44和偏心质量件45转动期间所产生的力直接施加到过滤器19的 顶部并且导致过滤器19摇动和驱逐过滤器19表面上的灰尘和碎屑。
图11示出处于打开方位中的铰接的盖板41和连接的部件，例如在过滤器19的检 查或更换期间。夹持组件43包括固定在螺纹紧固件112上的旋钮111，该螺纹紧固件112 保持在过滤器箱盖81上方。如图所示，从螺纹紧固件112移除旋钮111允许打开盖板41 并接近过滤器19。
图12是过滤器箱18的剖视操作视图，其中气流大致由箭头指示。在操作中，含尘 气流首先通过预滤器17并且在进气开口 22处进入过滤器箱19。在叶轮121激活时空气被 抽吸通过过滤器箱18，并且在出气口 M处朝向机器的后部排出，所述叶轮121通过真空风 扇马达30驱动。因为空气在通过真空叶轮之前被清洁，减少了叶轮上的磨蚀，所以这是优 选的布置。然而，某些清扫机使空气首先通过鼓风机并继而通过过滤器。本发明也可以容 许该布置。
在机器10操作期间，灰尘和碎屑积聚在碎屑出口 23附近。在机器10使用期间， 密封件123通过真空作用保持封闭。在没有叶轮121转动的情况下，碎屑强迫打开密封件 123并且通过开口 IM从漏斗箱18落出来。在一个示例中，开口 1 位于延伸导管125的 端部附近，所述延伸导管125至少部分地位于机器10的前漏斗13内。从漏斗箱18落出的 灰尘和碎屑被引导通过延伸部125并且通过开口 IM落到漏斗13的表面上。
在过滤器摇动过程期间，马达驱动的偏心质量件45施加振动到过滤器19，以便驱 逐灰尘和碎屑的积聚物。可以设想到用于开始清洁循环的多种装置。在一个优选的实施例 中，在每次真空系统关闭之后激活摇动马达44。在另一个实施例中，经由机器控制器响应于 过滤器19上的压差变化而控制摇动马达44。也可以在过滤器箱18处安装用于低于大气压 的压力的压力开关，该压力开关的一个压力端口连接到通向排气扇的管道并且其另一个压 力端口向大气开放。在正常使用中，随着灰尘逐渐积聚在过滤器上，压差将升高。当压差到 达预定值时，压力开关将用信号通知控制器以开始自动的过滤器清洁循环。
图12和3是过滤器箱18和预滤器17的剖视操作视图，其示出大致由箭头指示的 气流。在操作中，含尘气流首先通过预滤器17并且在进气开口 22处进入过滤器箱19。在 叶轮121激活时空气被抽吸通过过滤器箱18并且在出气口 M处朝向机器的后部排出，所 述叶轮121通过真空风扇马达30驱动。除了包含圆柱形过滤器19以外，过滤器箱18还限 定有真空风扇壳体，以用于抽吸空气通过过滤器和导管131并且通过导管132将空气引导 出去，所述导管132具有随着从叶轮132延伸到出口 IM而扩展的横截面。在本发明的一 个示例中，过滤器箱18是转动模制的聚合物部件。
图14是预滤器17和过滤器箱18的前透视图。预滤器17包括顶部壳体141和底 部部分壳体。沿着上部壳体141的下表面限定进气口 20。
图15示出去除了顶部壳体141的图14的组件。密封件143用作衬垫，以便最小 化在顶部壳体141和底部壳体142之间的连结处的空气泄漏。密封件143包括多个开口，以允许空气在顶部壳体141和底部壳体142之间流动。在另一个示例中，密封件143可以 具有较少的开口，由此阻止空气流过一个或者多个气旋过滤器段。螺纹杆144和螺母145 用于将顶部壳体141固定到下部壳体142。螺母145示出为翼形螺母，虽然其它螺纹的紧固 件也可以用在本发明的其它示例中。螺母145可从预滤器17的顶部壳体141的上方接近， 由此允许在不去除下部壳体142的情况下检查预滤器17内部。
图16是预滤器17的剖视图。锥形部162形成气旋过滤器的下部。在所示的示例 中，锥形部162 —体地形成到下部壳体142中。每个锥形部都具有下孔口 163，灰尘在机器 操作期间通过所述下孔口 163。灰尘收集在下部壳体142的内表面上，直到在倾卸过程期间 漏斗13被清洁为止。
图17是在比图16更加靠近过滤器箱18的位置得到的预滤器17的另一个剖视 图。下部壳体142还包括腔体171，所述腔体171接合顶部壳体141的下表面上的销构造。 参照图18，销构造172的尺寸设定成被接收到腔体171中，由此在检查之后的组装或者更换 期间将顶部壳体141和底部壳体142对准。
如图18中所示，进气口 20由壁193限定，所述壁193延伸到顶部壳体141中并且 沿着一个方向或者另一个方向盘旋。在所示的示例中，壁193限定沿着顺时针方向和逆时 针方向延伸的螺旋形。流入到进气口 20中的空气和灰尘被引导通过由具有螺旋形构造的 壁193所限定的通道，而在锥形部162的顶部开口处产生旋转的气流。气流继续通过开口 191并进入顶部壳体141的内部中。
图19是通过一排锥形部162得到的预滤器17的剖视图。顶部壳体141包括允许 气流进入过滤器箱18的进气口 22中的开口。图20是通过另一排锥形部162得到的预滤 器17的剖视图。
图21示出例如在机器10操作期间的通过预滤器17和过滤器箱18的气流。含尘 空气在开口 20处进入预滤器17并且被引导通过顶部壳体141的形成螺旋的部分，通过气 旋过滤器元件，并且进入顶部壳体141的内部。然后部分过滤的空气在经由真空作用抽吸 通过过滤器19之前流过进口 22。
图22示出图21的气流，其中顶部壳体141的更大部分被切除。图23示出例如在 机器10操作期间的通过气旋过滤器元件的气流。含尘空气被抽吸通过开口 20并且引导通 过螺旋形成壁193以在锥形部162内产生旋转的气流。灰尘和碎屑与空气流分离并且沉积 在下部壳体142内。
图23是大致通过顶部壳体141的开口 200所得到的剖视图。该视图示出，顶部壳 体141的顶面和底面连结在一起以在开口 200处限定开口腔体，紧固件145和144(未示 出)被引入所述开口腔体中。紧固件145接合被限定在开口腔体内的座部，以便在机器10 操作期间将壳体部分固定在一起。已经认识到转动模制工艺也适于形成预滤器17的两个 壳体部分。
图M示出被提升到倾卸方位中而由此通过开口 241使污垢和碎屑离开的漏斗13。 在清扫操作期间，刷子11通过开口 241扔掷污垢和碎屑。漏斗13经由液压缸2M绕机器 臂253上的铰链252枢转。如图所示，当漏斗13提升时过滤器箱18和预滤器17分离。当 漏斗13降下时过滤器箱18与预滤器17之间的流体联接恢复。
图25是被提升到竖立方位中的漏斗13的另一个视图。在该视图中，刷子11与延伸导管125 —样都是可见的，在正常操作期间灰尘和碎屑从过滤器箱18流动通过所述延伸 导管125并且被捕获在漏斗13内。很清楚，在正常操作期间在漏斗13和外部过滤器箱18 之间建立起两种联接。第一联接允许含尘空气流到开口 22中，并且第二联接容许灰尘和碎 屑从过滤器箱18通过导管125流到漏斗13的表面上。
图沈是被提升到相对于过滤器箱18竖立的方位中的漏斗13的另一个视图。在 该视图中可见到的是预滤器17的出口 271，所述出口 271在过滤器箱18的开口 22处与联 接器262配合。联接器262可以是泡沫材料或者其它弹性的材料以用于在真空系统中容纳气流。
虽然已经详细地说明本发明及其优点，但应理解，可以在不脱离由所附权利要求 书所限定的本发明的精神和范围的情况下，进行多种改变、替换和改造。此外，本发明的 范围不限于本说明书中说明的工艺、机器、制造、物质成分、装置、方法以及步骤的特定实施 例。本领域的技术人员将从本发明的公开内容容易地理解，根据本发明可以使用执行与此 处说明的相对应的实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的现有的或者以 后待发展的工艺、机器、制造、物质成分、装置、方法或者步骤。因此，所附权利要求书意欲在 其范围内包括这些工艺、机器、制造、物质成分、装置、方法或者步骤。
权利要求
1.一种用于表面养护机器的过滤器系统，包括适于接收从清扫刷子扔掷的碎屑的漏斗，所述漏斗能够在倾卸过程期间被提升；和过滤器箱，所述过滤器箱容纳空气过滤器并相对于所述漏斗设置在外部，所述过滤器 箱与所述漏斗有选择地空气连通以在所述漏斗降低到操作配置中时支持通过所述漏斗和 所述空气过滤器的基于真空的气流。
2.根据权利要求1所述的过滤器系统，其中，连接到所述过滤器箱的真空叶轮抽吸空 气通过所述漏斗和空气过滤器，所述过滤器箱限定用于将经过滤的空气指引出所述过滤器 箱的空气导管。
3.根据权利要求2所述的过滤器系统，还包括从所述空气过滤器的表面驱逐灰尘和碎 屑的过滤器摇动机构，所述灰尘和碎屑积聚在过滤器箱的底表面上。
4.根据权利要求3所述的过滤器系统，其中，所述过滤器箱的灰尘和碎屑有选择地通 过开口以沉积在漏斗表面上。
5.根据权利要求4所述的过滤器系统，其中，通过真空叶轮的操作被偏压的活动折片 控制灰尘和碎屑通过所述开口而进入所述漏斗中的流动。
6.根据权利要求5所述的过滤器系统，其中，所述折片在机器操作期间被抽吸关闭以 防止气流通过所述开口。
7.根据权利要求3所述的过滤器系统，其中，所述过滤器摇动机构包括连接到电动马 达的偏心质量件，摇动板接合所述空气过滤器并对其施加摇动运动以从所述空气过滤器的 外表面驱逐积聚的灰尘。
8.根据权利要求7所述的过滤器系统，其中，所述摇动板接合所述空气过滤器的顶部 平表面。
9.根据权利要求1所述的过滤器系统，包括空气导管，所述空气导管在机器操作期间将所述漏斗连接到所述过滤器箱，使得来自 所述漏斗内的含灰尘空气能够流入所述过滤器箱中，所述导管在漏斗倾卸过程期间被断开 并在漏斗倾卸过程完成时重新建立。
10.根据权利要求9所述的过滤器系统，其中，所述管道在所述过滤器箱与由所述漏斗 承载的预滤器组件的出口之间延伸。
11.根据权利要求10所述的过滤器系统，其中，用柔性联接器将所述过滤器箱的开口 相对所述预滤器组件的排出开口进行密封。
12.根据权利要求1所述的过滤器系统，还包括用于从过滤器驱逐碎屑的过滤器摇动 组件。
13.根据权利要求12所述的过滤器系统，还包括位于所述过滤器箱和所述漏斗之间的 碎屑导管，所述碎屑导管将驱逐的碎屑从所述过滤器箱送入所述漏斗中。
14.根据权利要求13所述的过滤器系统，其中，碎屑通过所述碎屑导管的流动受到活 动密封件的控制。
15.根据权利要求14所述的过滤器系统，其中，所述密封件响应空气压力以允许或阻 止通过碎屑导管的流动。
16.根据权利要求1所述的过滤器系统，其中，所述过滤器箱包括铰接的盖板，摇动板 位于所述空气过滤器的一端，所述摇动板支撑电动马达和偏心质量件，所述马达联接到所述盖板。
17.根据权利要求16所述的过滤器系统，其中，所述摇动板经由包括一对槽的一对滑 动连接件联接到所述盖板。
18.根据权利要求17所述的过滤器系统，其中，所述一对槽限定在所述盖板上的法兰中。
19.根据权利要求16所述的过滤器系统，其中，所述盖板经由一对铰链固定到所述过 滤器箱的壳体。
20.根据权利要求19所述的过滤器系统，其中，所述盖板经由一对夹具固定到所述壳体。
21.根据权利要求19所述的过滤器系统，其中，当所述盖板绕所述一对铰链打开时，所 述电动马达从与圆柱形过滤器的联接脱开。
22.根据权利要求16所述的过滤器系统，其中，所述电动马达和摇动板枢转成与由过 滤器的平坦端支撑的顶盖接触。
23.根据权利要求1所述的过滤器系统，其中，所述空气过滤器是容纳在所述过滤器箱 内的圆柱形过滤器。
24.根据权利要求23所述的过滤器系统，还包括用于从所述过滤器驱逐碎屑的过滤器 摇动机构。
25.根据权利要求M所述的过滤器系统，还包括用于将驱逐的碎屑引入所述漏斗中的导管。
26.根据权利要求25所述的过滤器系统，其中，所述导管由活动折片响应于所述过滤 器箱和大气之间的压力变化而有选择地控制。
27.根据权利要求1所述的过滤器系统，还包括预滤器组件。
28.根据权利要求27所述的过滤器系统，其中，所述预滤器组件承载在所述漏斗内。
全文摘要
一种用于具有漏斗的表面养护机器的外部过滤器箱，在过滤器箱与漏斗之间具有有选择的连通以允许含灰尘的空气从漏斗流到过滤器箱并允许由过滤器箱捕获的灰尘和碎屑流入漏斗中。在一个示例中，漏斗包括预滤器组件，该预滤器组件在清扫操作期间联接到过滤器箱的进口并在漏斗倾卸过程期间从过滤器箱移除。
文档编号E01H1/04GK102037187SQ200880128837
公开日2011年4月27日 申请日期2008年4月1日 优先权日2008年3月6日
发明者K·C·阿代尔曼, K·汉森, M·T·巴沙姆, R·W·韦伦斯 申请人:坦南特公司