专利名称：真空吸尘器的制作方法
技术领域：
本发明涉及设置有空气过滤单元的无袋型的真空吸尘器，尤其是但不限于家庭使用。根据本发明的真空吸尘器能自动去除堵塞空气过滤单元的异物、灰尘和尘土。
背景技术：
能自动去除堵塞过滤单元的异物的无袋真空吸尘器(bagless vacuumcleaner)从 文献 EP-A-1. 629. 761 可知。已知过滤单元包括具有孔的固定-类型过滤器和围绕在具有孔的过滤器周围的 多个旋转刷，以便去除阻塞过滤器外部表面的物体。这种已知解决方案的一个缺点是制造复杂且昂贵，因为必须提供作为附加构件的 清理装置，即刷和支撑它们的结构，以便清理过滤器。用于自动清理过滤器的另一已知解决方案提供按照控制方式旋转的过滤器，通过 为此目的设置的机动化装置，过滤器能在自身上旋转，且带有节奏定时。过滤器自身间隔时 间的旋转确定了堵塞过滤器外部表面的粒子上的离心推力，从而清理过滤器。这种第二已知解决方案的一个缺点是必须设置机动化装置和附加的相关控制装 置以驱动过滤器的旋转，这增加了整体的成本和复杂性。文献US-A-2004/098827示出了气旋装置，以便在真空吸尘器中收集尘土，这是前 言到独立权利要求所依据的。本发明的意图是实现具有带有自动清理能力的过滤单元的真空吸尘器，该真空吸 尘器经济且容易制造，并且同时允许过滤器的有效清洁。申请人:已经设计、测试和具体化了本发明，使得克服了现有技术水平的缺点，并且 得到了这些和其他的目的和优点。
发明内容
本发明在独立权利要求中被解释和描述，而附属权利要求描述了本发明的其他特 征或者主发明思想的变形。与以上目的相一致，根据本发明的无袋真空吸尘器包括能通过第一回路从外部吸 入空气和尘土的第一流的吸入装置，和能过滤由吸入装置吸入的尘土的过滤单元。根据本发明的一个特征，过滤单元包括流体连接到第一回路的第一室，第一室能 通过吸入装置而被置于低压，并且在第一室内部安装有第一过滤器，当第一过滤器被通过 吸入装置吸入的第一流撞击时，第一过滤器能在自身上相对于第一室自由旋转，或者空转。第一过滤器的自由转动确定阻塞其外部表面的尘土粒子上的离心力，使得允许其 自动清理。因此，通过来自吸入的同一空气，第一过滤器被实质上驱动，从而避免了现有技术 水平下已知真空吸尘器结构上的复杂性，且总之，得到了过滤器的自动清理。因而，通过使过滤器旋转的真空吸尘器吸入的空气流恰好地保持了过滤器清洁，而不需要清理附件或者辅助的机动化装置。根据本发明实施方式的一些形式，设置有支撑装置，例如轴承、青铜或者其他，它 们能旋转地支撑第一过滤器，以允许其相对于第一室自由转动。根据本发明的一些实施方式，真空吸尘器包括第二回路，从外部取得的清洁空气 的第三流能在第二回路中流动。第二回路经过支撑装置中的一个或多个，使得第三流能在 支撑装置上施加清理的动作。这样，一直保持了支撑装置清洁，防止了尘土的聚集，并且允 许第一过滤器的最优自由旋转。在本发明实施方式的一些形式中，第二回路在朝向外部环境的孔道和第二环境之 间形成，第二环境有利地为第一室，能相对于外部环境被置于低压力下或低压下。第二环境 的低压确定了第三流。在第二回路中，往往会在第二回路中的由第一室有利给出的负压和外部环境的正 压之间产生压力平衡。在第二回路中压力平衡的趋向产生了清理过滤器的支撑装置的第三 流，使得实质上防止灰尘聚集在旋转支撑装置上。根据实施方式的一个形式，第二回路包括接收来自孔道的空气并能将清洁空气至 少引导到支撑装置的第一个上的第一通路，和能将清洁空气至少引导到支撑装置的第二个 上的第二通路，使得在正常使用中保持它们清洁。典型地，第一过滤器设置有实质上圆柱形的外部形状，并能围绕其自身对称的中 心轴线旋转。根据本发明的一个特征，第一回路包括成形的第一管道，以便在过滤器的外部 圆柱形表面的切线方向将从外部吸入的第一流引向第一过滤器。根据变形，第一过滤器在外部表面上具有多个叶片，当被来自第一管道的流撞击 时，叶片能引起第一过滤器转动。根据本发明的变形，在内部区域，第一过滤器包括过滤器装置，有利地属于多孔类型。根据所述的变形，第一过滤器的外部表面具有孔，以便待过滤的空气通向第一过 滤器内部的过滤器装置。本发明提供了具有未被过滤器装置过滤的灰尘细微颗粒的空气的第二流的通过 内部区域的通道。根据本发明的变形，在第一室下面设置有第二室，第一过滤器过滤的粗尘土落入 其内。有利地，在第一室和第二室之间设置有输送元件，其能促进空气和尘土朝向第二 室底部的流通。有利地，第一过滤器的下游，设置有第二过滤器，其能至少部分地，有利地完全地， 过滤未被第一过滤器过滤的尘土微细颗粒的第二流。根据实施方式的其他形式，第一回路具有与外部环境相通的辅助空气入口和阀装 置，阀装置与所述辅助入口相配合，以根据从外部吸入的空气和尘土的第一流的入口是自 由的还是堵塞的来选择性的确定其打开或者关闭。在本发明的变形实施方式中，阀装置与 通常保持阀装置关闭的弹性装置有关，因此关闭辅助入口。如果空气的第一主流被堵塞，在 第一回路中的增加的低压带来了外部环境的大气压力以克服弹性装置的力，使得阀装置打 开并因此允许辅助空气流的进入，这具有保持真空吸尘器的过滤单元旋转的重大优势，甚至在偶然堵塞主入口的情况下，使得通过离心力作用而允许保持其清洁。
通过参照附图作为非限定性实施例给定的实施方式优选形式的以下描述，本发明 的这些和其他特征将变得明显，其中-图1是根据本发明的真空吸尘器底部的平面图；-图2是图1的从II到II的截面图；-图3是图1的从III到III的截面图；-图4是图3的放大图；-图5是图1的从V到V的截面图；-图6是图3的从VI到VI的截面图；-图7是图1中的真空吸尘器的不同实施方式的截面图；-图8是图7的放大图。为有助于理解，在可能指定附图共有的同一元件的地方，使用了相同的参照数字。 应该理解到，实施方式的一种形式的元素和特征能被方便地合并到实施方式的其他形式 中，而不必有任何进一步的澄清。实施方式优选形式的具体描述参照图1，根据本发明的无袋类型的真空吸尘器10包括吸入装置26和过滤单元 12，通过吸入装置26将尘土从外部吸进内部，在将吸进的空气再一次排出之前，通过过滤 单元12过滤吸进的尘土。真空吸尘器10包括第一回路19，通过第一回路19使吸进的空气在其内部流通，经 过多重过滤阶段，然后被排到外面，如此后所示。第一回路19提供通过吸入装置26吸进的脏空气的第一流的入口，箭头I。入口被 限定成与连接嘴16 —致，例如，用于特定的清理或吸入附件，在图中未显示。第一回路19从嘴16沿着随后切线通向过滤单元12的第一肘形状管道18(图2) 形成。在过滤单元12的出口处，第一回路19包括连接到吸入装置26的第二管道(图1、 3和5)，并随后设置有槽(36)(图5)，通过槽(36)将过滤的和干净的空气排到真空吸尘器 10的外部。过滤单元12包括具有第一上室20的外壳11，第一上室20是第一回路19的一部 分，在第一上室20中设置了第一过滤器14。第一过滤器14，在气旋类型的情况下，能过滤由来自于第一管道18的空气的第一 流引入的粗尘土。第一过滤器14空载旋转，当碰到空气的第一流时，以便由于它的旋转自动去除阻 塞外部表面的尘土。外壳11还包括第二下收集室38，为过滤包含有通过第一过滤器14的灰尘细微颗 粒的空气的第二流，第二过滤器22被置于第二下收集室38下部。在第一室20和第二室38之间设置有输送元件21，其带有双倾斜的平面23，有利 地带有螺旋设计。输送元件21能将通过第一过滤器14本身的旋转自动去除的空气和粗尘土朝向第二室38的底部输送(图2、3、4和5)。用箭头A示出了具有粗尘土的第一流的行进，而用箭头B示出了具有灰尘细微颗 粒的空气的第二流的行进。因此，第二过滤器22位于相对于图中所示的A和B空气流方向的第一过滤器14 的下游。第二过滤器22有利地是绝对过滤器，或者HEPA过滤器(“高效粒子捕捉过滤器 (High Efficiency Particulate Arresting filter)，，)。在这种情况下，第一过滤器14由具有对称的中心轴Y的并设置有具有通孔15的 外部圆柱体表面的过滤器体13形成。孔15被设置成在过滤器体13内部的朝向多孔过滤器装置25的要被过滤的空气 的通道，典型地为海绵或泡沫类型，例如聚氨基甲酸酯过滤器(图2、3、4、5和6)。过滤器装 置25被设置在过滤器体13的内部区域17中，并过滤和空气一起通过孔15的粗尘土。有利地，过滤器装置25被设置在过滤器体13内部，直接邻近并和过滤器体13的 具有孔15的表面接触，使得其占据了所有设置的空隙，以免制造能聚集尘土的任何空隙， 以免过早地堵塞过滤器。内部区域17允许带有未被过滤器装置25的孔过滤的灰尘细微颗粒的空气的第二 流B朝向第二过滤器22流通。第一过滤器14还包括为延续空气的正常移动的内部区域17下游的第三管道40， 以便和第二过滤器22相连。 第三管道40从第一过滤器14的下底向下延伸，通过第二室38，并且通往第二过滤 器22，但是与第二室38相分开且不互通，即并不与它流体连接。在过滤器体13和第三管道40之间设置有轮32或其他圆盘状元件，以连接过滤器 体13和第三管道40 (图2、3和4)。还设置有轴承48、50、53，用于第一过滤器14的自由转动，之后将在描述中详述。形成第一回路19的一部分的第三管道40提供给第二流B，以使其从第一过滤器 14的内部区域17排向下面的第二过滤器22。第二过滤器22的出口朝向第一回路19的第三室46打开，通过第二管道24，第三 室46被流体连接到吸入装置26的吸入进口，尤其与相关电马达28 —致。吸入装置26，当被驱动时，由此在第一室20和第三管道40中输入低压，使得从嘴 16和从第一管道18吸入空气，并且因此通过第一过滤器14过滤粗尘土，箭头A，以及通过 第二过滤器22过滤灰尘细微颗粒，箭头B。根据本发明，当空气切线地进入第一室20时，通过空气自身使得第一过滤器14的 过滤器体13围绕轴线Y旋转。为此目的，过滤器体13在其具有孔15的外部表面上，具有沿着过滤器14的轴线 Y形成螺旋的多个成形的叶片42。对螺旋形状可选地，能设置线状叶片，或者其他形状。但 是，从流体_动力学观点，螺旋形状是有利的。当螺旋叶片42被从肘-形状管道18的进入的空气流切线撞击时(图6)，螺旋叶 片42使得整个过滤器体13围绕轴线Y在其自身上旋转。第一过滤器14的过滤器体13因 此能以恒定的高角速度旋转，例如，包括在大约800rpm和大约3000rpm之间。
利用第一过滤器14的所述角转速产生的离心力允许自动清理已经成为堵塞的第 一过滤器14的孔15，使得从其去除粗尘土。尘土被推向离心方向，经过双倾斜平面23输 送，并且通过降落、倾注在第二室38底部而被收集。空气的第二流B于是流过马达28，穿过有利地作用以减弱噪声并且由于它们的物 理构造还过滤剩余细微颗粒的一系列的隔音材料层30和34。穿过了层30和34，通过槽36，过滤的空气的第二流B出现在真空吸尘器10的外 部(图5)。包括第三管道40的第一过滤器14悬吊安装在第一室20内部，并且在自身上自由 旋转，即，相对于第一室20和外壳11，在轴承48、50、52内部空转。代替轴承，能使用青铜或者能旋转地支撑气旋过滤器的其他支撑装置，以便允许 其自由旋转，有利地具有有限的或者实质上零摩擦。轴承或者相当的支撑装置是有利的，因为借助产生有限的摩擦，它们促进了第一 过滤器14的最优空转，即使被吸入的空气流驱动并且未被外部马达机动化，恰恰相反于如 在现有技术发展水平下发生的。尤其是，设置有下轴承4，第三管道40在其内部旋转。还设置有中间轴承50，过滤器体13的下部部分13a在其内部旋转，并且置于过滤 器体13和第三管道40之间的轮32设置在其上。最后，设置有上轴承52，过滤器体13的上部部分13b在其内部旋转。根据另一创新特征，本发明提供自动系统以保持下轴承48和中间轴承50清洁。典 型地，下轴承48和中间轴承50更易变脏，因此易引起第一过滤器14的旋转性能的降低。事实上，因为轴承48和50位于低压区域，所以尘土沉积在它们上面，并损害了它 们的性能。相反，上轴承52，因为它的上部位置没有低压，所以更被免于了尘土的任何聚集。尤其是，本发明引进了从外部取得的清洁的空气的第三流，如图4中的箭头P所 示，以便清洁轴承。第三流P在经过至少下轴承48和中间轴承50的第二回路55中流动，使得保持它 们清洁。通过小通道孔道54，从外部取得了第二回路55的清洁空气，如箭头C所示。第二回路55包括直接为通道孔道54的下游的第一通路56，通过第一通道56使得 空气流P经过下轴承48，使得保持它清洁(图4)。之后，同一清洁空气流P经过第二回路55的第二通路58，并且上升到中间轴承 50，使得同样保持其清洁，在这种情况下，第二通路58被做成在第三管道40外部的同轴的 空隙。最后，第二回路提供了第三通路60，同一清洁空气流P通过第二通路60进入第一 室20。此处，空气流P混有第一吸入回路19的空气，使得继续了其随后的流动，直到出口 槽36。尤其是，在第一室20中随吸入装置26的吸入动作产生的在图4中为方便以符号 (_)所示的低压，相对于正的外部压力，倾向于在第二回路55中制造与在图4中为方便以符 号(+)所示的正的外部压力的平衡，结果产生空气的第三流P，其保持至少下轴承48和中间轴承50清洁。图7和8示出了根据本发明的真空吸尘器的变形实施方式，为方便以参照数字110 所示。在此变形中，真空吸尘器110设置有阀112，阀112能够根据进入嘴16的空气流是 自由的还是因为一些原因而被阻塞的来确定与外部环境相通的第一回路19的辅助空气入 口 114的开启/闭合。辅助的空气流补偿了从嘴16进入的主空气流可能的不足，例如，因 为偶然地堵塞。结果，即使空气的入口被完全堵塞，仍能保持过滤单元12，具体地是第一过滤器 14的过滤器体13旋转，因此使得允许通过离心作用来保持过滤器清洁。此外，由入口 114的开启产生的辅助空气流不仅保持了旋转运动，而且非常有效 的在收集灰尘和/或者尘土的第二收集室38中保持平稳状况，使得防止在其内部产生任意 的扰动。如果在吸入中通过嘴16的主空气入口被堵塞，那么在大气压和实质上同时在第 一回路19中产生的增加的低压之间的压力差异确定了阀112的打开，以允许辅助空气流进 入，这保持了过滤器体13的旋转并且重新平衡压力在第一回路19中的作用。尤其是，在如图7和8所示的实施方式形式中，第一管道18的肘的下游，真空吸尘 器Iio的第一回路19具有孔道116，管状连接部分118从孔道116延伸，阀112连接到管状 连接部分118，则与辅助空气入口 114相配合。尤其是，阀112包括具有连接121以连接到管状连接部分118的主体120。闭合元件122安装在主体120中，闭合元件112的轴向位置由弹簧124，或此处相 关的其他弹力或者弹性元件确定。在下降位置和在上升位置之间，闭合元件122起滑动件 作用，在下降位置，它关闭辅助入口 114，并且在上升位置，它允许空气通过辅助入口 114， 如图7箭头M所示。在下降位置，闭合元件122紧靠连接元件126，使得保证辅助入口 114的关闭，这 样，不损害真空吸尘器110在它正常运行下的吸入性能。在闭合元件122的上升位置，外部 空气能通过辅助入口 114进入，沿通入管状连接部分118的一通道，进入第一回路19的第 一管道18，并且能与过滤单元12相作用，使得允许过滤器体13旋转和保持清洁。在这种情况下，由于弹簧124的向下的推力作用，闭合元件122被正常保持在下降 位置，以关闭辅助入口 114。弹簧124配置有弹性系数，以便在正常运行中比较内部负压，并且确定闭合元件 122的下降位置。但是，当第一回路19中的低压因为嘴116的完全堵塞而显著增加时，弹簧124的 弹性系数不再能抵抗外部大气压的作用，这将闭合元件122向上推动，克服了弹簧124的弹 力，使得将闭合元件122带到它的上升位置，这允许空气通过辅助入口 114进入。明确的是，能对如之前描述的真空吸尘器10、110做出零件的修改和/或添加，而 不偏离本发明的领域和范围。同样明确的是，尽管已经参照特定实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员 必定能实现真空吸尘器的许多其他同等的形式，而具有如在权利要求中所描述的特征和因 此在于此限定的保护领域内发生的所有。
9
权利要求
无袋真空吸尘器，包括能通过第一回路(19)从外部吸入空气和尘土的第一流(A)的吸入装置(26)和能过滤由所述吸入装置(26)吸入的尘土的过滤单元(12)，所述过滤单元(12)包括与所述第一回路(19)流体连接的第一室(20)，所述第一室(20)能通过所述吸入装置(26)被置于低压中，并且在所述第一室(20)内部安装有第一过滤器(14)，当所述第一过滤器(14)被由所述吸入装置(26)吸入的所述第一流(A)撞击时，所述第一过滤器(14)能在自身上相对于所述第一室(20)自由旋转，或者空转，设置有能转动地支撑所述第一过滤器(14)以允许其相对于所述第一室(20)自由转动的支撑装置(48、50、52)，其特征在于，所述无袋真空吸尘器包括第二回路(55)，从外部取得的清洁空气的第三流(P)能在所述第二回路(55)中流动，所述第二回路(55)经过所述支撑装置(48、50、52)中的一个或多个，使得所述第三流(P)能在所述支撑装置(48、50、52)上施加清理的动作。
2.如权利要求1所述的真空吸尘器，其特征在于，所述第二回路(55)在朝向外部环境 用作清洁空气入口的孔道(54)和能被置于相对于外部环境较低的压力下的第二环境之间 形成，由此确定了所述第三流(P)。
3.如权利要求2所述的真空吸尘器，其特征在于，所述第二回路(55)包括接收来自所 述孔道(54)的清洁空气并能将清洁空气至少引导到所述支撑装置的第一(48)上的第一通 路(56)和能将清洁空气至少引导到所述支撑装置的第二(50)上的第二通路(58)。
4.如权利要求1、2或3所述的真空吸尘器，其中，所述第一过滤器(14)具有实质上圆 柱形的外部形状，其特征在于，所述第一回路(19)包括成形的第一管道(18)，以便在所述 第一过滤器(14)的圆柱形的外部表面的切线方向上将所述第一流(A)引向所述第一过滤 器(14)。
5.如权利要求4所述的真空吸尘器，其特征在于，在所述第一过滤器(14)的外部表面 上设置有叶片(42)，当所述叶片(42)被来自所述第一管道(18)的所述流㈧撞击时，所述 叶片(42)能使所述第一过滤器(14)旋转。
6.如权利要求5所述的真空吸尘器，其特征在于，所述第一过滤器(14)在内部区域 (17)内包括过滤器装置(25)。
7.如权利要求6所述的真空吸尘器，其特征在于，所述过滤器装置(25)是多孔类型的。
8.如权利要求6或7所述的真空吸尘器，其特征在于，所述第一过滤器(14)的外部 表面具有孔(15)，以便使待过滤的空气通向所述第一过滤器(14)内部的所述过滤器装置 (25)。
9.如权利要求6、7或8所述的真空吸尘器，其特征在于，通过所述内部区域(17)，其提 供具有未被所述过滤器装置(25)挡住的灰尘细微颗粒的空气的第二流(B)的通道。
10.如权利要求9所述的真空吸尘器，其特征在于，在所述第一过滤器(14)下游，其包 括能至少部分地过滤所述第二流(B)的第二过滤器(22)。
11.如前述任一权利要求所述的真空吸尘器，其特征在于，在所述第一室(20)下面，设 置有第二室(38)，过滤的粗尘土落入所述第二室(38)内。
12.如权利要求11所述的真空吸尘器，其特征在于，在所述第一室(20)和所述第二室 (38)之间，设置有促进空气和尘土朝向所述第二室(38)底部流通的输送元件(21)。
13.如前述任一权利要求所述的真空吸尘器，其特征在于，所述第一回路(19)具有与 外部环境相通的辅助空气入口(114)和阀装置(112)，所述阀装置(112)与所述辅助入口(114)相配合，以便根据从外部吸入的空气和尘土的第一流㈧的入口(I)是自由的还是堵 塞的来确定其选择性的打开或关闭。
全文摘要
一种无袋真空吸尘器(10，110)包括通过第一回路(19)从外部吸入空气和尘土的第一流(A)的吸入装置(26)和过滤由吸入装置(26)吸入尘土的过滤单元(12)。过滤单元(12)包括与第一回路(19)流体连接的第一室(20)，第一室(20)通过吸入装置(26)被置于低压中，并且在第一室(20)内部安装第一过滤器(14)，当第一过滤器(14)被由吸入装置(26)吸入的第一流(A)撞击时，第一过滤器(14)在自身上相对于第一室(20)自由旋转，或者空转。
文档编号A47L9/20GK101897560SQ20101018856
公开日2010年12月1日 申请日期2010年5月28日 优先权日2009年5月28日
发明者G·德隆奇 申请人:德隆奇电器单一股东有限责任公司