高压抽洗机的制作方法

专利名称：高压抽洗机的制作方法
技术领域：
本发明涉及室内清洁设备。其特别适用于利用清洁溶液清洁 地面和地面上方表面。
背景技术：
在做家务时，广泛使用一种便携式地毯抽洗机(extractor)来 清洁铺地毯和硬表面地面，该抽洗机向地面表面施加清洁溶液、 然后从表面回收脏液体。 一般而言，回收罐设置在抽洗机上，用 于储存回收的液体。真空源，例如真空泵，安装在抽洗机的机架 上，并且向靠近地面表面安置的嘴供应真空。为了便于操纵抽洗 机，回收罐还可以安装于底座上。这种类型的地毯抽洗机显示于， 例如，美国专利No， 6,325,864、 6,378,162、 6，513，188、 6,533,871、 6，536，071和6，721，990中，它们的全部内容以引用的方式结合于 此。装于运载车的商用地毯抽洗机通常使用水蒸汽或高温液体来 提高清洁效率。在一些商用抽洗机中，清洁流体在压力下被从输 送嘴传输。美国专利No. 3,974,541 、 5,400,462、 6,571,421和 6,898,820公开了便携式系统，用于利用加热的液体或水蒸汽清洁 地毪。尽管对便携式抽洗机做出了种种改进，便携式抽洗机的清
洁效率和清洁溶液回收率通常无法与大型商用型号的抽洗机相 比。清洁性能差异可以部分地归因于训练有素的操作人员使商用 抽洗机清洁棒经过地面表面的移动速度最佳的能力。希望提供一 种改进的地毯抽洗机，其能够克服现有技术设计中遇到的一些困 难，同时获得更好、更有益的结果。发明内容根据本发明示范性实施例的一个方面， 一种地面清洁装置包 括底座，由底座承载的清洁流体供应罐，以及压力源，其与清洁 流体供应罐连通，用于将清洁流体供应罐中保持的清洁流体加压 到大气压之上。流体输送系统将加压清洁流体从清洁流体供应罐 传输至待清洁表面。在另一方面， 一种表面清洁方法包括将受压气体供应至清洁 液体供应罐，并且加压保持在液体供应罐中的清洁液体。加压清 洁液体被传输至分配器，分配器供应清洁液体至待清洁表面。清 洁流体被从地面抽吸到回收罐中。在另一方面， 一种地毯抽洗机包括壳体，以及安装在壳体上 的清洁液体罐。流体输送系统将清洁液体从清洁液体罐传输到待 清洁表面。加热器在清洁液体离开流体输送系统之前加热清洁液 体。在升温状态，加热器以第一功率级别操作，在操作模式，以 低于第一功率级别的第二功率级别操作。由底座承载的吸力源在 操作模式下操作。抽吸嘴与流体连通吸力源，用于从所述表面抽 取清洁液体。在另一方面， 一种抽洗机包括壳体。清洁流体供应罐由壳体 承载，用于保持清洁流体。由壳体承载的加热器加热清洁流体。 流体输送系统将清洁流体从清洁流体供应罐传输至待清洁表面。
抽吸嘴从所述表面抽取脏的流体。吸力源与抽吸嘴流体连通。控 制系统控制向吸力源和加热器的供电。控制系统具有升温模式， 其中电能以第一级别被传输至加热器，并且没有电能被传输至吸 力源，以及操作模式，其中电能被以低于第一级别的第二级别传 输至加热器，并且电能被传输至吸力源。


本发明由特定部件和部件的配置构成，其优选实施例将在下 面的详细说明中进行描述并且显示在构成本说明书一部分的附图 中，附图包括图1是根据本发明第一示范性实施例的地毯抽洗机的透视图；图2是图1中的地毯抽洗机的局部放大透视图；图3是图1中的地毯抽洗机的底座的局部剖切的放大透视图；图4是图1中的地毯抽洗机的放大侧向剖视图；图5是图1中的抽洗机的清洁液体供应罐的替代性实施例的 底侧透视图；图6是根据一个示范性实施例的图5中的供应罐的侧向剖视图；图7是根据另一示范性实施例的图1中的抽洗机的清洁液体 供应罐的侧向剖视图；图8是图1中的抽洗机的喷射嘴组件和抽吸嘴的放大分解透 视图；图9是图1中的抽洗机的抽吸嘴的末端的放大侧向剖视图； 图IO是根据另一示范性实施例的图1中的地毯抽洗机的底座的上端的放大侧向剖视图；图11是根据另一替代性实施例的清洁液体供应罐的下端的放 大侧视图，以显示文丘里嘴；图12是图1中的抽洗机1的流体输送和回收系统的示意图；图13是图1和11中的抽洗机的显示板的放大透视图；图14是图8中的喷射嘴的喷射图案的示意图；图15是流速与图8中的喷射嘴的喷射口宽度之间关系的曲线图；图16是图1和11中的抽洗机在启动和操作模式下估测的功 率分配；图17是根据本发明的抽洗机替代性实施例的透视图；图18是图17中的地毯抽洗机的透视图，其中回收罐被显示 为抬离底座；图19是图17中的地毯抽洗机的底座的局部剖切透视图，显 示了底座的内部元件；图20是图17中的抽洗机的侧向剖视图； 图21是图17中的抽洗机的仰视图；图22是根据本发明第四示范性实施例的地毯抽洗机的液体输 送系统和回收系统的示意图；图23是根据本发明第五示范性实施例的地毯抽洗机的液体输 送系统和回收系统的示意图；图24是根据本发明第六示范性实施例的液体输送系统和回收 系统的示意图。
具体实施方式
现在参看附图，附图仅仅是为了解释本发明示范性实施例， 而非对本发明构成任何限制。图1示出了地面清洁装置的第一实施例，其形式为地毯抽洗机10。抽洗机IO包括地面抵接部分或底 座12，其移动经过地面表面14，例如地毯或硬地面，包括油毡或 木质地面。两个横向相隔的大后轮16轴接于底座12后部，用于 抵接地面。所示出的实施例没有前轮，当然可以预期，抽洗机可 以设有前轮。导向手柄18从底座12向后和向上延伸，用于引导 底座移经地面表面。为了方便操作人员，导向手柄18可以在示于图1的第一或操 作位置与示于图2的第二或縮回位置之间调节高度，在第一位置， 手柄的下端20延伸到底座上方，在第二位置，手柄18的下端20 基本上容纳于底座12内。这使得使用者能够调节手柄18的适合 高度，并且縮回手柄以减小抽洗机的尺寸以便储存。在一个实施 例中，手柄18大致为U形，并且包括从水平杆26垂下的相隔的 臂22、 24。臂22、 24的端部穿过底座壳体30中的适宜定位的孔 洞28被容纳。臂22、 24可以通过传统锁定机构(未示出)被相 对于底座12锁定就位，以将杆26安置在示于图1的升高位置和 示于图2的縮回(降低)位置之间的不同高度。如显示于图2，手柄臂22、 24的下端20在平移过程中被安装 在底座壳体30中的相应成对的导向件32、 34引导，从而在所有 可选位置维持手柄18在底座上的相同的定向。因此，不是像传统 直立真空吸尘器那样操作，手柄18相对于底座的固定定向使得抽 洗机更像是一个手拖车，当手柄沿着箭头A的方向向下转动时， 其底座在前端36 (图1)向上翘起。在这个实施例中，清洁因此 主要随着抽洗机10向后牵拉而实现，而非像传统铰链式抽洗机那
样沿两个方向牵拉。当向前移动时，使用者使前端36略微向上翘 起，以抬离地面，从而便于移动。在替代性实施例中，手柄18可 以包括伸縮手柄部分或其它用于调节手柄18相对于底座12高度 的装置。在又一实施例中，导向手柄18的下端20可以在基本上位于 轮16上方的位置刚性安装在底座12上。在又一实施例中，导向 手柄可以可枢转地连接着底座，如公开于例如美国专利No. 6,145,159，其全部内容以引用的方式结合于此。可选地，横构件38可以在与下端20相隔的位置连接臂22、 24。横构件可以向导向手柄提供结构刚度。横构件38上的释放钮 39允许手柄以传统可縮回手提箱手柄的方式选择性地移动到多个 锁定位置中的一个。可以理解，手柄18可以具有少于或多于两个的臂22、 24。例 如，手柄可以是T形的，具有单一的大致对中安置的由水平杆垂 下的臂。现在参看图3，抽洗机包括清洁液体供应罐40以及液体回收 罐42， 二者均由底座12承载。然而，所述罐中任一个的其它位置 也是可以预期的，例如位于导向手柄18上。在所示出的实施例中， 液体供应罐40永久性地安装在底座12上，而回收罐42是可移除 的。可以理解， 一个或两个所述罐40、 42可以是可移除的或永久 性地安装的。供应罐40大致上被这样布置，即其和其容纳的清洁 液体的重量对中地位于轮轴线上方或紧密靠近轮轴线。这样可以 减轻操作人员清洁时的劳动量。所示出的供应罐40是大容量压力 容器，其可以容纳大约两加仑(大约7.6升)的清洁液体，例如水 或清洁溶液，尽管其它尺寸也可以考虑。
在这个实施例中，供应罐40可以安置在底座壳体30内(图2) 并且保持固定于抽洗机上。回收罐42可被承载于清洁液体罐40 前面，并且可被从底座12移除以便清空。可以理解，回收罐和供 应罐的位置可以颠倒。另外，回收罐42可以安置在供应罐40上 方或下方。或者，回收罐可以安装在清洁液体供应罐后方或前方。现在参看图4，在一个实施例中，液体供应罐40包括侧壁44， 所述侧壁包括衬层46和外壳47。侧壁44的上端限定了液体入口， 其形式为向上延伸的充填管道48。充填管道48限定了开口 50， 用于向罐40的内室52充填清洁液体54。在充填后，开口 50可以 由螺纹充填盖56密封，充填盖还可以用作卸压阀。充填盖使得室 52基本上是气密性的并且能够以高于大气压的压力加压。在操作 过程中，充填盖56可以被可枢转的罩盖件58罩盖，罩盖件形成 壳体30的上侧部分。罩盖件可以在靠近手柄18的枢点59处可枢 转地安装在壳体30的上侧部分。清洁液体被初始充填至高度h，在液体上面留下小的顶部空间 60。该顶部空间容纳初始处在大气压的空气。在地面清洁之前， 室52被加压至高于大气压的压力。在一个实施例中，室52被加 压到至少大约1.4kg/cm2 (大约20psi)，在另一实施例中，加压到 至少大约3.5kg/cr^(大约50psi)。在又一实施例中，所述室可以 加压到至少大约5.3kg/cm2 (75psi)，所有上述压力均被表达为高 于大气压。事实上，压力可以最高达大约50kg/cm、大约700 psi)， 尽管对于家庭使用，通常希望较低的压力。在一个实施例中，室 的内部压力低于大约17.6 kg/cm2 (250 psi)。例如，压力可以是从 大约5.3 kg/cm2至大约10.6 kg/cm2 (75-150 psi)，或大约7.0-9.1 kg/cm2 ( 100-130 psi)，例如8.75 kg/cm2。还请参看图2，压力源64连接着罐40，用于通过气体(例如， 空气)管线66对罐加压。压力源64可以包括，例如，空气泵， 例如传统空气压縮泵和相关的电机，该电机可以在相对低功率下 操作。空气泵使用空气以在罐中液体之上产生压力。在一个实施 例中，罐在大约三分钟或以下时间内被加压到预期压力。受压空 气(或其它适宜的加压气体)通过位于罐40上端的气体充填端口 68进入罐。在泵64和罐40之间位于气体管线66中的压力调节器 69控制供应至罐40的压縮空气的流动。如显示于图4，供应罐40中的液体54可以由加热器70加热。 在所示出的实施例中，加热器包括加热板72，其形成罐壁的一部 分。如图所示，加热板72可以形成罐的底壁。加热板72可以被 可移除地安装在罐侧壁44上(如图所示)，或与其形成一体。加 热板72支撑着嵌入其中的加热元件74、 76，例如电阻加热元件。 加热元件可以是独立启动式的。翅片78从板72向上延伸进入罐 内室52，并将热量从加热板72传达到清洁液体54中。翅片78 和加热板72可以由导热金属、合金或其它适宜的材料制成。其它 加热装置也是可以预期的，例如外部罐加热器或位于罐内或下游 的热交换器，等等。现在参看图3，供应罐40还包括液体出口 80，加压清洁液体 从该液体出口离开供应罐。在所示出的实施例中，液体出口80包 括通道82,其延伸穿过加热板72 (图4)。清洁流体供应系统83 从出口 80供应清洁流体至地面表面。供应系统83包括管道84， 其从通道82延伸，呈部分环的形式(图3)。管道84可以由导热 金属制成。管道84可以接触或紧密靠近加热板72安置，因此从 其将热量传导至经过管道84的流动液体中。离开供应罐40的液 体因此随着离开供应罐而被强制经过翅片78、加热板72和管道 84，从而被加热。
图5和6示出了清洁流体供应罐的替代性实施例，其中类似 的元件被加上引号(')角标。在图5和6中的实施例中，罐40' 具有侧壁44'，其横截面的直径保持基本上与底座板72'相同。在 图4中的实施例中，作为比较，罐侧壁44从板72鼓出，以使得 罐40可以矮些，但能容纳与罐40'大体相同体积的液体。在显示于图7的另一替代性实施例中，其中类似的元件被加 上双引号(")角标，加热元件74"、 76"延伸进入翅片78"。这样 的设计的优点是可以向容纳于罐40"的清洁液体传送更多的热量。如显示于图3，柔性流体供应管线86通过液体分配器92的入 口 90 (图2)处的可选择性地启动的阀88与罐出口管道84流体 连接(即以可传输流体的方式连接)。分配器92包括至少一个喷 射嘴94，其释放清洁流体到地面表面14上。流体管线86可选地 包括过滤器95，其将颗粒物质从清洁液体移除。这种颗粒可能会 堵塞喷射嘴94或阀88。图8示出了分配器92的一个实施例的分解图。该实施例包括 多个喷射嘴94 (在所示出的实施例中为五个；见图3)，只有一个 显示于分解图中，作为举例。喷射嘴可以布置成一排，共包含大 约四个或五个喷射嘴94，大致垂直于抽洗机的运行方向布置。每 个喷射嘴94可以被可移除地支撑于分流板98的空腔96中。具体 而言，每个喷射嘴94由螺纹盖IOO容纳就位，该螺纹盖啮合分流 板下表面上的接头102 (图4)的相应螺纹。喷射嘴94均安置在 底座壳体30的朝向下方的凹座104 (图4)中。清洁液体54可以 以液体喷流、雾或蒸气的形式供应，特别是如果液体温度高于其 沸点时，以蒸气的形式。在示范性实施例中，液体在7.0-9.1 kg/cm2 (100-130psi)的压力下被加热到大约65-95°C (例如75-85。C)， 液体离开嘴94时的压降导致加热的液体蒸发。凹座104容纳着大
部分蒸气并将其朝向地面表面引导。可选地，从嘴94排出的清洁流体蒸气或喷流被光线106 (图 4)照亮，以有助于操作人员看到蒸气/喷流的位置。如显示于图8， 嘴94可以从分配器去除，以便于清洁或维护。如显示于图4，流体回收系统110从地面抽取脏的清洁流体并 将其与工作空气一起传送到回收罐42。流体回收系统110包括抽 吸嘴112，其限定了流体入口 114以及流体出口 116。所示出的抽 吸嘴112安置在底座的前端36。为了使清洁液体与地面的接触时 间最大化，抽吸嘴112相隔地位于分配器92前面。抽吸嘴112可 以具有三角形形状，其入口 114位于下端，靠近地面，并且横向 跨越底座延伸。如显示于图9，抽吸嘴112包括前和后横向延伸板 120、 122，它们之间限定了一部分的流体回收通道138。通道138 从入口 114延伸到回收罐42并且将回收的清洁液体和空气承载至 回收罐。在地面清洁过程中抽吸嘴112被底座壳体30的可移除的 或可移动的前侧板140覆盖。罩盖144可以移除或枢转以提供通 向工具端口的进口。移除罩盖144允许被插入地面上方清洁工具 的抽吸软管。底座壳体30限定了位于前侧板140上方的凹座142，用于将 回收罐42容纳于其中。还请参看图4，抽吸嘴112通过抽吸管150流体连接着回收罐 42。抽吸管在其敞开上端具有接头152，其密封接合回收罐下端的 入口 154，回收的流体通过该入口进入回收罐。在一个实施例中， 抽吸管150可以被移除，以便安装地面上方清洁工具(未示出) 的抽吸软管。回收罐42包括入口管156，其从入口154延伸进入 罐42，并且在其上端具有出口 158。
还请参看图2，流体回收系统110还包括吸力源160，例如风 扇/电机，其流体连接着回收罐42并且供应吸力至嘴112和/或回 收罐，以通过通道138抽吸工作空气并将清洁液体从地毯回收至 回收罐。风扇/电机160可以被支撑在底座壳体30中，或安置在抽 洗机上的任何位置。风扇/电机可以在操作模式(即，当抽洗机IO 沿清洁和非清洁方向运行时)下恒定地运转，或者可以被控制为只在清洁(反)方向操作。在一个实施例中，风扇/电机160在升 温时段不操作。还请参看图9，抽吸嘴112的后侧板122的下端164向外翻巻 以限定出U形唇缘，其流畅地滑动移经地毯表面。前侧板120具 有沿其下端延伸的锋利边沿166，其功能类似于刮刀，其有助于当 抽洗机沿向后方向移动时拾取液体。边沿166陷入地毯绒毛预订 的距离，该距离由弯曲的、横向延伸U形凸缘168确定，该凸缘 在板120后面延伸。凸缘的下端170从边沿向上相隔距离d，该距 离可以为大约0.5-1.5 cm的量级。凸缘168滑动移经地毯的顶表 面，维持边沿166略低于该表面。可以理解，当抽洗机被沿着清 洁方向(即，大致向后)牵拉时，前侧板120在运行方向上位于 后侧板122后面。板120、 122和凸缘168可以由硬质材料制成， 例如塑料或不锈钢。嘴的结构，再加上吸力源，可以提供大约 90-205" (229-308 cm)的水真空升程；而95-105" (321-267 cm) 的水真空升程，大约为传统地毯抽洗机的水真空升程的两倍，适 合于家庭使用。由于锋利边沿166，并且由于抽洗机只安装在靠近其后端的单 轴上，地毯抽洗机在向前方向上的移动不是同样地容易。因此， 当沿向前方向操纵抽洗机时，使用者应当使抽洗机翘起。这使得 抽洗机前端36从地面14抬升，以便向前移动。
再次参看图2，回收罐42包括竖管170，其具有位于回收罐 下侧壁中的出口 172。当回收罐42安装在底座上时，竖管自动连 接至电机/风扇160的抽吸端，以从回收罐抽取空气。环形浮子174 由竖管170携带，并且在回收罐中的液体到达预定液位时关闭竖 管的敞开上端175。如最佳显示于图IO，回收罐限定了倾泻口 176， 以便于排空。在抽吸过程中，倾泻口 176由盖子58相对于大气密 封。现在参看图11，可以用在图1中的地毯抽洗机中的替代性实 施例清洁液体罐40"的下端被示出，其中类似的元件被加上三引号 ("')角标，新的元件以新的标记表示。在这个实施例中，第二清洁液体罐180 (图12)通过出口下 游的通道82'"与清洁液体罐连通。第二清洁液体罐180可以永久 性地固定至底座或可从其移除。其还可以保持清洁液体浓縮物的 供应。在这个实施例中，主罐40'"可以保持水而没有任何清洁添 加剂。清洁液体浓縮物可以通过文丘里嘴或孔眼182被抽吸进入 出口 82"'，并且与来自从罐40'"的压力水混合。文丘里嘴182以受 控的速度从供应罐180抽吸清洁液体浓縮物(例如，皂液)，以在 离开喷射嘴94之前形成清洁溶液。参看图12，图中示意性地示出了图1中的抽洗机的液体供应 系统83和回收系统110，以及图U中的第二清洁液体罐180。在 这个实施例中，供应罐40的出口管道84通过流体管线86连接着 分配器92和喷射嘴94。管线86中的清洁流体的流率可以高于500 ml/min，(例如，至少大约1200 ml/min)，最高达大约2000 ml/min。 在一个实施例中，流率为大约1300-1700 ml/min。例如，在罐压力 为大约7.0kg/cm2 (100psi)时，液体以大约325 ml/min的流率离 开每个嘴94(即，四个嘴总共1300 ml/min;或者在五个嘴的情况
下，每个嘴260 ml/min)。流体管线86中的阀88选择性地从流体分配系统下游端关闭 罐40，以防止从罐40流向喷射嘴94。在所示出的实施例中，阀 88安置在分配器92的入口。然而，也可以预期，阀88可以位于 罐出口管道84和喷射嘴之间，或在出口管道84中或与其以紧密 的间距相隔。阀88可以是公知的电磁阀，其受控制系统200控制。 控制系统200可以包括传统微处理器。在一个实施例中，阀88由 通断开关204启动，该通断开关设置在抽洗机手柄18 (图1)上， 并与控制系统200连通。操作人员可以被建议选择性地使用喷射(例如，只在向后牵 拉抽洗机时)。在另一实施例中(未示出)，只在地毯抽洗机被沿 向后方向移动时(即，当被操作人员牵拉时)，阀88被启动而使 罐40与分配器92流体连接。当抽洗机沿着向前方向移动(即， 被操作人员牵拉)，阔处在关闭位置而清洁液体不从分配器释放。 为此，控制系统200与传感器(未示出)连通，该传感器探测轮 16是顺时针还是逆时针旋转。例如，传感器可以连接着轮轴。或 者，不论开关204是否处在操作位置，阀88都保持打开。在一个实施例中，阀210选择性地通过流体管线212将管线 86与回收罐42连接。这使得清洁流体罐40在清洁过程结束时可 以排空全部或大部分残余清洁液体。阀210可以电磁阀，其受使 用者操作的开关214控制。清洁液体54可以在施加到地面表面之前被加热。在所示出的 实施例中，清洁液体在被释放到流体分配系统83中之前在罐室52 中加热。在这个实施例中，加热元件74、 76通过以120V或240V AC电源供应的加热电流加热而实现电阻式加热。或者， 一或多个 加热元件74、 76可以是浸没式加热元件(见图20)。可以理解，
清洁液体可选地通过围绕着罐40的加热器、通过流体管线86中 的热交换器或通过其它加热方法例如感应加热而被加热。对于家庭使用，抽洗机可以通过双孔插座由通常被局限为15 安培的家庭用电源供电，加热器70可以具有升温模式，其中加热 器使用高功率，以及操作模式，其中低功率被使用。例如，在升 温模式，加热器可以被供电大约1500瓦(消耗大约12.5安培)， 而在操作模式，加热器的电力消耗可以局限于最大值低于1000瓦 (例如，最大值为大约500瓦)(4.2安培)，以使得更大部分的可 用电流用于为抽洗机的其它元件供电。如显示于图12，加热器70 可以包括两个分支222、 224，它们受控制系统200控制。 一个分 支222连接着1500瓦输出，另一分支224连接着500瓦输出。取 决于哪个分支被选择，任一元件74 (或元件76)或两个元件74、 76被加热。抽洗机可以被编程，以便在接通时自动进入升温模式。为减小清洁液体的升温时间，供应罐40可以被充填预加热的 液体，例如温度为大约60-65t:或以上的热自来水。对于两加仑的 罐，热自来水可以在大约三至四分钟由加热器70加热升温大约 8-20。C，从而达到大约71-85。C。在该升温时段，罐的加压还可以 进行，因此整个升温时段只有大约三分钟。在500瓦的操作模式 中， 一或两个加热元件74、 76以大约rC/分钟(对于两加仑)加 热液体，以补偿液体的热量损失。作为在操作模式中加热的替代 或补充，罐壁44可以被绝热，例如，通过提供双壁式供应罐40,以使热损失最小化。在升温时段，控制系统200可以阻止阀88释放。这可以防止 清洁液体释放，直至升温时段结束。作为替代或补充，抽洗机可 以包括指示器226 (图13)，其在升温时段结束并且地毯清洁可以 开始时提示操作人员。所示出的指示器226可以是LED/LCD显示
板，其安置在底座壳体30或手柄杆26上，尽管其它位置或视频/ 音频指示器也是可以预期的。图13示出了显示板226的一个实施 例，其显示清洁液体温度、供应罐压力和液体液位，并且提供了 指示器，其在温度和压力达到最佳清洁条件时进行显示。当升温 时段结束后，控制系统200可以自动开关风扇/电机160。或者， 显示器226可以在清洁液体达到操作温度和压力时进行显示。此 时，使用者可以操作真空开关228，以使风扇/电机160通电。电 源开关229控制对抽洗机的供电。再次参看图7，可选地， 一或多个传感器可以被采用。它们可 以包括温度传感器230、压力传感器232和/或液体液位传感器234。 这些传感器可以安置在罐40中或与其连通，以监视罐40中的清 洁液体温度、压力，和/或罐中的液体液位。还请参看图12，当液 体温度超过预选定的最大温度，或者液体液位下降到低于预确定 的最小液位时，控制系统200可以中断或减小向一或多个加热元 件74、 76供应的电能。空气泵64由控制系统200控制，以在室 52中维持压力于预确定的可接受范围内。所示出的液体液位传感 器234 (图7)包括管道236，其在两端连接着室52。管道236中 的浮子238通过检测装置239而被检测。检测的温度和压力以及 清洁溶液液位可以图示于显示器226上，如示出于图13。 一般而 言，正常清洁操作中清洁液体压力和温度对于使用者而言不是可 选的，而是已被预选定的以提供最佳清洁效率。然而，也可以预 期，使用者可以被提供选择开关，以便可以在安全操作极限内一 定程度地控制温度和/或压力。在所示出的实施例中，气体管线66将加压泵64与罐入口 68 连接。如下面详细讨论，作为加压罐40的替代，可以采用液体泵， 例如，在液体输送管线86中，其在清洁液体通向分配器92的途 中对其加压。高压齿轮式或活塞式流体泵是用于在罐和地毯之间 加压清洁液体的适宜的泵。这种类型的泵被描述于，例如，美国专利No.6,836，928中，其全部内容以引用的方式结合于此。在又 一实施例中，如下面详细讨论，不需要被加压的可移除的流体罐 被可移除地连接着固定加压罐。再次参看图10，在一个实施例中，收集容器240为围绕充填 管道48的锥形漏斗形状，以引导清洁流体进入供应罐40。漏斗 240可以包含管道形式的溢流特征，该管道限定了通道242，清洁 流体在被供应过多时可通过该通道从罐40溢出，从而从漏斗240 的下端排放到回收罐42中。在这个实施例中，回收罐具有开口 244,当回收罐安装在抽洗机上时，该开口与通道242的下端相配 合。开口 244可以在抽洗机操作过程中打开。在所示出的实施例 中，当盖子58关闭时，盖子58与锁定件246接合。这种接合导 致可移动封闭件248如箭头B所示向上移动到这样的位置，即允 许进入回收罐开口 244。当盖子58打开时(如虚线所示)，锁定件 246使得封闭件248自动向下移动，从而防止从通道进入回收罐。抽洗机IO移经地面的速度可以控制，以提供最佳清洁效率和 回收率。在一个实施例中，速度限制器，例如齿轮螺线管249 (图 12)可以限制抽洗机沿地毯清洁(向后)方向的最大速度。当向 后(牵拉)运动开始时，齿轮螺线管249被启动。随着速度增加， 摩擦机构向运行提供逐渐增大的阻力，以使得操作人员难以向后 太快地牵拉抽洗机。操作人员因此受到限制，以维持最大速度为 大约0.3-0.35 cm/sec (0.6-0.7 ft/min)。或者，轮可以通过电机(未 示出)以最佳速度驱动。如示意性显示于图12，手持工具的地面上方分配器254，例 如喷射嘴，可以流体连接着供应管线86。为此，二软管式管道包
括适宜的液体输送管线256。该管道还包括抽吸入口管线258，其 将手持式抽吸嘴257与回收罐42流体连接。
现在参看图14，从喷射嘴94的喷流可以具有S形图案(样式)， 喷射角度[a]为大约60-80° (例如，大约65-75°)，在一个实施例中 为大约71°。在一个实施例中，嘴94设置在从地面表面算起的大 约2.0"(大约5 cm)的高度J，以提供覆盖宽度W为大约2.75" (大约7 cm)。 S形喷射图案提供了在整个覆盖宽度上的相对均匀 分配。如示出于图15，宽度为大约6.3cm时，流率的标准偏差低 于2ml/min。嘴的输出可以略微重叠，从而实现相对均匀的分配。 液体清洁溶液撞击地面时，S形图案附加的搅动作用。这种类型的 适宜的嘴可以从Bowles Fluidic Corporation, Columbia, MD 21045 获得。
在被喷射并且到达地毯表面之前，水的温度下降。例如，在 从嘴94到地毯下落的过程中，喷出的水可以降温大约2-4°C/cm。 因此，对于地毯上方大约2.5-5 cm的嘴，预期具有大约10-17t:的 温降。通过将水加热到温度为大约8(TC或以上，清洁液体到达地 毯时的温度为大约54-70。C。这为清洁流体提供了有效温度。在一 个实施例中，水温度被选择，以便提供地面温度为大于66'C，从 而提供防微生物污染和/或杀菌温度级别。清洁液体罐40在使用前被充填清洁液体54，例如自来水，其 中可以混合浓縮清洁溶液，包括去污剂，以有助于清洁地毯。为 了使加热板72和/或加热元件74、 76的腐蚀最小化，清洁液体可 以包括螯合剂，以从水中去除导致水硬度的盐类，例如镁和钙。 净水本身可以用于以这里讨论过的温度和压力清洁和/或漂洗地 面。在替代性实施例中，清洁溶液在供应罐下游与加热了的水混 合，如后文详细讨论。 所示出的抽洗机io可以高效操作，而不需要搅拌器。然而，可以预期，底座可以被提供电机驱动的旋转刷辊，或其它适宜的 己知类型的搅拌器(未示出)，例如围绕竖直轴线旋转的一或多个刷。所述一或多个搅拌器可以设置在喷射嘴空腔104中，以有助 于将清洁液体引向地毯。当然， 一或多个搅拌器可以安置在喷射 嘴和真空嘴之间的任何理想位置。为了操作抽洗机，罐40被充填干净的加热了的自来水。浓縮 清洁溶液可被添加，倒置的盖56被用作计量器。所述盖被连接， 并且抽洗机接通。控制系统200可以在开始加压和加热之前检测 盖56是否就位。例如，盖可以完成一个电路，或者，可以提供其 它措施以确保罐密封(见图4)。大约三分钟的升温时段的结束由 指示器226提示给操作人员。例如"升温"和"加压"指示可以变为" 准备待用"。操作人员操纵抽洗机移经地面待清洁表面。在牵拉(向 后)运动中，当开关204被启动时，清洁液体被传输至地面表面， 并且在短时间后由抽吸嘴112吸起。当回收罐42中的回收的液体到达预定液位时，浮子174关闭 竖管。现在，回收罐可以被从底座移除，例如，借助于安装在罐 上端的握持手柄260 (图1)。回收罐42通过倾泻口 176 (图10) 被排空。此时，操作人员可以选择重新充填清洁液体罐42以及开 始进一步升温时段。对于地面上方清洁，手持工具喷射器254和手持式抽吸嘴257 分别流体连接着供应罐40和回收罐42。图16示出了图l中的抽洗机在升温和操作模式中的估测的功 率分配。可以看到，在升温时，电能主要由压力源64和加热器70 使用。 一旦升温时段结束，电能由风扇电机160以及压力源64和 加热器70消耗。
现在参看图17-21，显示了根据本发明第二实施例的地面清洁 装置，其形式为地毯抽洗机310。抽洗机310类似于抽洗机10， 除了另加指出的外。可以理解，抽洗机310的各项特征可以组合 在抽洗机10中，反之亦然。抽洗机310包括底座312，轮316， 以及导向手柄318。可选地，横构件(未示出)，类似于横构件38， 可以连接手柄318的臂322、 324。在这个实施例中，臂322、 324 可以分别包括上和下伸縮部分，其中一个部分在另一部分中伸缩， 以改变杆326的高度。或者，臂322、 324可以縮回到底座中，如 图2中的实施例所示的那样。在这个实施例中，清洁液体供应罐340 (图20)布置成低于 清洁液体回收罐342。罐340、 342被大体上布置成使得罐和容纳 在其中的清洁液体的重量对中地位于轮轴线上方或紧密靠近它。 这降低了操作人员清洁时的劳动量。如示出于图20，供应罐340 被定向为使其纵向轴线大致水平布置，而非图2中的实施例那样 竖直布置。结果，充填管道348从罐的侧壁344延伸。在操作中， 压力承受盖356被回收罐342覆盖，从而防止使用者意外释放加 热的处在压力下的液体。参看图19，压力源364连接着供应罐340用于对罐加压。受 压空气(或其它适宜的加压气体)通过供应罐340上端的充填端 口 368 (图20)进入罐。供应罐340中的液体通过加热器370被 加热，加热器在所示出的实施例中包括浸没式加热元件374、 376。 它们可以分开或一起操作，以便为升温和操作模式提供不同的加 热速度，如图4-7所示的实施例那样。管形式的液体出口 380竖直布置在供应罐中。其在下端具有 入口 381，其定位于清洁液体中，靠近罐340的下端。管380流体 连接着液体分配器392 (图21)，清洁液体通过所述液体分配器散
布到地面上。清洁液体在压力下进入管380并强制向上。抽洗机310的流体输送系统和流体回收系统可以类似于显示 于图12的抽洗机10中的那些。现在参看图20，液体分配系统383在所示出的实施例中包括 流体管线(未示出)，其连接着罐40的竖管380的出口端393，用 于将清洁液体传送至喷射嘴394。清洁液体354可以在施加到地面表面之前被加热。在所示出 的实施例中，清洁液体在被释放到流体分配系统383中之前在罐 室352中被加热。加热元件374、 376在这个实施例中是浸没式加 热元件。它们可以安装在罐室352中，并且通过以120V或240VAC 电源供应的加热电流加热而实现电阻式加热，如图12所示的实施 例那样。继续参看图20，清洁流体通过设置在底座前端436的抽吸嘴 412被从地毯抽取到回收罐中。现在参看图18，所示出的抽吸嘴 412可以由刚性安装在底座下端的安装板413承载。如显示于图 17,在地面清洁过程中，抽吸嘴412被底座壳体330的前侧板415 覆盖。板415可以向上延伸，并且向后延伸至手柄18的下端(图 18)。在其它实施例中，抽吸嘴412可以以另一种方式由底座承载。 如显示于图18，前侧板415在其朝向上方的表面限定了凹槽610， 其内容纳着回收罐342下端的突出边缘612。板415限定了孔洞 614，当回收罐被移除时，可通过该孔洞触及压力盖。如显示于图20，抽吸嘴412通过柔性抽吸软管450流体连接 着回收罐342。抽吸软管在其远端具有连接器或接头452 (图18)， 其延伸穿过前侧板415。连接器或接头452被构造成选择性地与回 收罐下端上的相应连接器互连，类似于图4所示方式，回收的流
体通过所述相应连接器进入回收罐342。在抽吸过程中，回收罐排 空出口 476被可移除的罩盖620 (图18)封闭。如示出于图19，吸力源460，例如风扇/电机，流体连接着回 收罐342，并且将吸力供应至嘴412和/或回收罐，以抽吸工作空 气并将清洁液体从地毯回收到回收罐通过通道438中。风扇/电机 可以被支撑在壳体330中，支撑在底座上，或者位于抽洗机上的 任何位置上。地毯抽洗机10、 310的效率可以与很多大型商用地毯抽洗机 相媲美，同时又容易便携，并且能够在低于15安培的电流负载下 操作。图22示出了根据本发明抽洗机中的流体系统的替代性实施 例。该实施例以类似于图12的方式构成，除了另加指出的外。在 这个实施例中，可移除的液体供应罐740通过已知的快连式连接 器可释放地连接着载置供应罐(on-board supply tank) 741。载置 罐741的尺寸可以小于可移除的罐(例如，罐741为大约l-4升； 可移除的罐740为大约6-10升)。在这个实施例中，非可移除的载 置罐中嵌装着加热器770，类似于加热器370或加热器70。可移 除的罐740由类似于压力源64的压力源764加压，其也对小尺寸 载置罐741加压。在这个实施例中，在将罐740安装到抽洗机底 座的过程中，罐740可以向上钩挂于气体管线766。管线766中的 调节器768启动泵764的截止开关769。与其它实施例类似，加热 加压清洁流体在阀788的控制下被从罐741传输至分配器792的 喷射嘴794，或是在阀858的控制下传输至地面上方清洁工具的嘴 854。清洁流体可以被过滤器795过滤。未显示于图22的流体回 收系统可以类似于图12中的流体回收系统110。图23示出了根据本发明的抽洗机的流体系统的另一替代性实
施例。该系统可以类似于图11中所示的，除了另加指出的外。在这个实施例中，可移除的液体供应罐940可释放地流体连接着载 置罐941。载置罐941可以类似于罐741，并且尺寸小于可移除的 罐。载置罐941可以包括加热器970，类似于加热器70或370。 加热器可以受控制系统972控制，类似于控制系统200。可移除的 罐940可以敞开于大气压并且不受压。当罐940安装在底座上时， 泵964设置在将罐940和罐941互连的流体管线965中。或者， 泵964可以安置在将罐941和分配器992互连的流体管线986中。 高压齿轮式或活塞式流体泵可以用作泵964，用于在罐940和地毪 之间加压清洁液体。这种类型的泵描述于，例如，美国专利No. 6,836,928中，其全部内容以引用的方式结合于此。与实施例类似， 手持工具(未示出)可以选择性地连接至流体管线986。未显示于 图23的流体回收系统可以类似于图12中的流体回收系统110。图24示出了根据本发明的抽洗机的流体系统的另一替代性实 施例。该系统可以类似于图12所示的，除了另加指出的外。在这 个实施例中，液体供应罐1040连接在抽洗机的底座上。然而，可 以预期，罐1040可以是可移除的，具有电连接部，以便在罐安装 在抽洗机底座上时为加热器1070供电。罐1040中的水或其它清 洁液体被加热器1070加热。加热器可以类似于图4、 6和7中所 示的任何一种加热器。供应罐1040可以敞开于大气压并且不受压。 在这个实施例中，液体不在供应罐1040中加压，而是在供应罐下 游加压。具体而言，高压泵1064可以在罐1040和嘴1094之间设 置在流体管线1065中。泵1064可以类似于图23中的泵964。与 图12中的实施例类似，第二供应罐1080，类似于罐180，容纳清 洁浓縮物，所述清洁浓縮物被选择性地供应到流体管线1065中。 在这个实施例中，浓縮物文丘里嘴1082处被引入，该文丘里嘴在 泵1064下游设在管线1065中。供应罐1080的尺寸可以小于主供 应罐1040。在一个实施例中，管线1065中的蓄积器1090临时储存加热 加压清洁流体。由于由泵1064在管线1065中加压的流体的容积 相对较小，因此蓄积器为加压流体提供了附加容积。在需要量大 的情况下，蓄积器1090有助于维持管线1中的清洁液体的压力。 在相对短时间段内有大量清洁流体从供应罐1040释放的情况下， 泵1064可能应付不了。加压加热清洁液体临时储存在蓄积器1090 中，以有助于维持喷射嘴1094处的压力。另外，通过限制沿向前 (非清洁)方向喷射的清洁流体量，可以避免过度压降。可以理 解，这样的蓄积器1090可以被用于这里公开的其它实施例，例如 图12、 22和23中的。在图24中，清洁浓縮物罐1080、蓄积器1090以及过滤器1095 布置在泵1064下游。然而，其它布置方式也可以考虑。例如，泵 1064可以在文丘里嘴1082的下游布置在流体管线1065中。如显示于图24，用于将与清洁流体浓縮物混合的水向地面上 方清洁工具的喷射嘴1098供应的清洁流体管线1096可以在泵1064、 浓縮物罐1080、文丘里嘴1082和过滤器1095的下游选择 性地连接至管线1065。当然，它也可以在其它位置连接到管线1065。流体回收系统1102可以类似于图12中的流体回收系统110。 例如，回收罐1042通过抽吸通道1150与抽吸嘴1112流体连通(即 以可传输流体的方式连通)，同时与吸力源1160流体连通。尽管未被示出，但地面上方清洁工具的抽吸嘴可以选择性地 连接至管线1150，类似于显示于图12的抽吸嘴257。
控制系统1200控制加热器1070和吸力源1160，并将温度信 息从传感器1230发送至显示器1226，类似于显示器226。控制系 统1200还与管线1065中的阀1088连通，以便在通过类似于开关 204的使用者操作开关1204构成完整的电路时启动喷射嘴1094。 类似的阀1097可以设置在管线1096中，以控制清洁流体向地面 上方清洁工具的嘴1098的流动。在这个实施例中，控制系统不需 要检测罐1040中的压力。然而，可以预期，控制系统1200可以 连接温度传感器1230和容积传感器1231。另外，可以设置压力感 应器或其它压力传感器(未示出)，以检测管线1065中的压力。
在这个实施例中，升温时段是将加热罐1040中的水加热到预 期温度的时间。 一旦达到预期温度，控制系统1200在显示器1226 上显示升温时段的结束，然后使用者可以开始地毯清洁。泵1064 可以在升温时段结束后启动，加热的液体开始流经管线1065。
前面参照若干优选实施例描述了本发明。显然，在阅读并理 解了本说明书后，可以做出各种改型和变化。本发明应被理解为 包含那些位于权利要求或等同替换所确定的本发明范围内的那些 改型和变化。
权利要求
1. 一种地面清洁装置，包括 底座；由底座承载的清洁流体供应罐；压力源，其与清洁流体供应罐连通，用于将清洁流体供应罐 中保持的清洁流体加压到大气压之上；以及流体输送系统，其将加压清洁流体从清洁流体供应罐输送到 待清洁表面。
2. 如权利要求1所述的地面清洁装置，还包括由底座支撑着 的吸力源。
3. 如权利要求2所述的地面清洁装置，还包括与吸力源流体 连通的抽吸嘴，所述抽吸嘴由底座支撑。
4. 如权利要求3所述的地面清洁装置，还包括由底座承载的 回收罐，用于收集脏的清洁流体，回收罐与抽吸嘴和吸力源流体 连通。
5. 如权利要求3所述的地面清洁装置，其中，抽吸嘴包括前 侧板以及与前侧板纵向相隔的后侧板，所述前侧板限定了边沿， 后侧板限定了唇缘。
6. 如权利要求5所述的地面清洁装置，其中，抽吸嘴还包括 在前侧板前面延伸的凸缘，所述凸缘限定了滑动表面，其在前侧 板边沿之上的高度在地毯上滑动。
7. 如权利要求1所述的地面清洁装置，还包括导向手柄，用 于引导地面清洁装置移经所述表面。
8. 如权利要求7所述的地面清洁装置，其中，导向手柄可选 择性地伸出和縮回。
9. 如权利要求1所述的地面清洁装置，其中，压力源包括空 气泵，其将罐中位于清洁流体之上的空气加压到至少3.5 kg/cm2 的压力。
10. 如权利要求1所述的地面清洁装置，还包括加热器，其加 热流体供应罐中的清洁流体。
11. 如权利要求IO所述的地面清洁装置，其中，加热器包括 安装在清洁流体罐的壁上的加热元件和位于清洁流体罐内的浸没 式加热器中的至少一种。
12. 如权利要求IO所述的地面清洁装置，其中，加热器具有 第一操作模式，其中加热器以第一功率级别操作，以及第二操作 模式，其中加热器以低于第一功率级别的第二功率级别操作。
13. 如权利要求1所述的地面清洁装置，还包括阀，其选择性 地限制流体从清洁流体供应罐向流体输送系统的流动，流体输送 系统包括分配器。
14. 如权利要求13所述的地面清洁装置，其中，所述阀具有操作模式，其中清洁流体被允许在地面清洁装置沿第一方向运行 时流向分配器，并被禁止在地面清洁装置沿第二方向运行时流向 分配器。
15. 如权利要求1所述的地面清洁装置，还包括运行限制器， 其限制地面清洁装置沿清洁方向的运行速度。
16. 如权利要求1所述的地面清洁装置，还包括第二清洁流体 供应罐，所述第二清洁流体供应罐由底座承载，用于选择性地与 第一清洁流体供应罐流体连接。
17. 如权利要求1所述的地面清洁装置，其中，流体输送系统 包括至少一个喷射嘴，所述至少一个喷射嘴具有S形喷射图案。
18. 如权利要求1所述的地面清洁装置，其中，流体输送系统 包括分配器和多个嘴，所述嘴可选择性地从所述分配器移除。
19. 如权利要求1所述的地面清洁装置，还包括收集容器，其 从开口向供应罐收集溢流的清洁流体，所述收集容器选择性地连 接着回收罐，用于将溢流的清洁流体排放到回收罐中。
20. —种表面清洁方法，包括将受压气体供应到清洁液体供应罐；对保持在液体供应罐中的清洁液体进行加压；将加压清洁液体输送到分配器，所述分配器将清洁液体施加 到待清洁表面；以及
21. 如权利要求20所述的方法，还包括将液体供应罐中的液 体加热到至少65"C的温度。
22. 如权利要求20所述的方法，其中，所述输送步骤包括以 大约1300-2000 ml/min的速率和大约7.1-8.75 kg/cn^的压力将清 洁液体施加到地毯。
23. —种地毯抽洗机，包括 壳体；第一清洁液体罐，其安装于壳体；流体输送系统，其将清洁液体从清洁液体罐输送到待清洁表面；加热器，其在清洁液体离开所述流体输送系统之前加热清洁 液体，加热器在升温状态以第一功率级别操作，在操作模式下以 低于第一功率级别的第二功率级别操作；吸力源，其由壳体承载，并且只在操作模式中起作用；以及 抽吸嘴，其与吸力源流体连通，用于从所述表面抽取清洁液体。
24. 如权利要求23所述的地毯抽洗机，还包括压力源，其对 清洁液体罐中的清洁液体加压。
25. 如权利要求23所述的地毯抽洗机，还包括位于流体输送 系统中的泵，其对清洁液体加压。
26. 如权利要求25所述的地毯抽洗机，还包括蓄积器，其布 置在泵和分配器之间，所述蓄积器临时储存加压清洁流体。
27. 如权利要求23所述的地毯抽洗机，还包括第二清洁液体 罐，其与第一清洁液体罐和流体输送系统中的至少一个流体连通。
28. 如权利要求23所述的地毯抽洗机，还包括回收罐，其安 装于壳体，并且与所述抽吸嘴连通。
29. —种抽洗机，包括 壳体；清洁流体供应罐，其由壳体承载，用于保持清洁流体；加热器，其由壳体承载，用于加热清洁流体；流体输送系统，其将清洁流体从清洁流体供应罐输送至待清 洁表面；抽吸嘴，其从所述表面抽取脏的流体； 吸力源，其与抽吸嘴流体连通；以及控制系统，其控制向吸力源和加热器的供电，所述控制系统 具有升温模式，其中电能被以第一级别传输至加热器，并且没有 电能被传输至吸力源，以及操作模式，其中电能被以低于第一级 别的第二级别传输至加热器，并且电能被传输至吸力源。
30. 如权利要求29所述的抽洗机，还包括压力源，其对清洁 流体加压，并且，在升温模式，控制系统控制向加压罐的压力源 的供电。
全文摘要
一种地面清洁装置(10)包括底座(12)。清洁流体供应罐(40)由底座承载。压力源(160)与清洁流体供应罐连通，以将清洁流体供应罐中保持的清洁流体加压到大气压之上。流体输送系统(92，94)将加压清洁流体从清洁流体供应罐输送到待清洁表面。
文档编号A47L11/34GK101123909SQ200680005561
公开日2008年2月13日 申请日期2006年2月21日 优先权日2005年2月22日
发明者A·A·安贝里克, A·L·霍斯特, G·M·克勒佩尔, G·毛图斯, M·伊尔科 申请人:皇家器具有限公司