Щетка турбинного типа для пылесоса
Щетка предназначена для пылесоса и приводится во вращение с помощью турбин, вращаемых засасываемым в щетку воздухом. Щетка содержит корпус, в котором выполнен всасывающий канал для обеспечения прохождения через него воздуха, втягиваемого благодаря всасывающему усилию, создаваемому в корпусе пылесоса. На щетке размещен очистительный элемент, обращенный к очищаемой поверхности для удаления с нее частиц грязи. Вдоль вращающегося вала на расстоянии друг от друга расположены, по меньшей мере, две турбины, установленные с возможностью вращения во всасывающем канале для создания тягового усилия, приводящего в действие очистительный элемент, и имеющие, по меньшей мере, одну лопасть. Ширина, получаемая в результате сложения ширины лопастей турбин, меньше ширины всасывающего канала относительно направления вращающегося вала. Турбины симметричны по отношению друг к другу, соединены одна с другой и совершают совместное или независимое вращение. На турбине установлен кольцеобразный инерционный элемент для добавления силы инерции к тяговому усилию турбины. Концевая часть, по меньшей мере, одной лопасти турбины меньше остальной части лопасти. Технический результат состоит в том, что турбины, вращающие очистительный элемент, не создают препятствий во всасывающем канале щетки и одновременно способствуют повышению вращательного усилия для вращения очистительного элемента. 11 з.п. ф-лы, 7 ил.
Предпосылки изобретения
Область изобретения
Данное изобретение относится к пылесосу и, более конкретно, к щетке турбинного типа для пылесоса, которая приводится во вращение посредством турбины, для сметания частиц пыли с очищаемой поверхности.
Описание уровня техники
Обычные пылесосы содержат очистительный элемент, входящий в соприкосновение с очищаемой поверхностью для удаления с нее частиц пыли. Данный очистительный элемент осуществляет очистку поверхности во время перемещения по очищаемой поверхности за счет вращательного усилия или возвратно-поступательного движения. В качестве очистительного элемента в типичном случае используется обычная щетинная щетка или ткань для пыли.
Вращательное усилие сообщается очистительному элементу от дополнительного тягового электродвигателя или турбины. Тяговый электродвигатель, соединенный с очистительным элементом, избирательно сообщает ему вращательное усилие. В этом случае необходимость соединения тягового электродвигателя с очистительным элементом неизбежно усложняет конструкцию и приводит к повышению себестоимости. Таким образом, для приведения во вращение очистительного элемента в основном используется вращательное усилие турбины.
Через всасывающий канал, в котором расположена турбина, находящиеся в воздухе частицы пыли втягиваются внутрь за счет всасывающего усилия, создаваемого в корпусе пылесоса. Турбина приводится во вращение воздухом, втягиваемым через всасывающий канал. Создаваемое вращательное усилие передается от турбины к очистительному элементу для приведения его в действие посредством средства передачи энергии.
Однако поскольку данная турбина находится в области всасывающего канала, то происходит сужение этого канала. Соответственно частицы грязи, втянутые с очищаемой поверхности, обычно не проходят через суженный всасывающий канал, и существует большая вероятность засорения турбины, в результате чего вращательное движение турбины замедляется. Кроме того, соударение грязи, засоряющей турбину, с втягиваемым воздухом вызывает шум.
Указанная проблема приводит к снижению тягового усилия, прикладываемого к очистительному элементу, который подсоединен к турбине, что не позволяет равномерно провести уборку очистительным элементом.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение предлагается для решения вышеуказанных проблем в соответствующей области техники. Соответственно одним аспектом данного изобретения является создание щетки турбинного типа для пылесоса с улучшенной конструкцией, в которой турбина не образует препятствий во всасывающем канале, а также способной повысить вращательное усилие для приведения во вращение очистительного элемента.
Решение вышеуказанного аспекта достигается созданием щетки турбинного типа для пылесоса, содержащей корпус, в котором выполнен всасывающий канал для обеспечения прохождения через него воздуха, втягиваемого за счет всасывающего усилия, создаваемого в корпусе пылесоса; очистительный элемент, который расположен на щетке и обращен к очищаемой поверхности для удаления с нее частиц грязи; и турбину, установленную с возможностью вращения во всасывающем канале для создания тягового усилия, приводящего в действие очистительный элемент, и содержащую, по меньшей мере, одну лопасть, ширина которой меньше ширины всасывающего канала в направлении вращающегося вала.
Турбина может содержать несколько турбин, расположенных вдоль вращающегося вала на расстоянии друг от друга.
Эти турбины могут быть соединены друг с другом и при этом совершать совместное вращение, или они могут быть соединены друг с другом так, чтобы совершать независимое вращение.
Эти турбины могут быть расположены по существу симметрично по отношению друг к другу, а также могут быть выполнены в виде пары турбин.
Турбина может содержать несколько лопастей одинаковой ширины.
Турбина может содержать инерционный элемент, предназначенный для добавления силы инерции к тяговому усилию турбины, при этом концевая часть, по меньшей мере, одной лопасти может быть меньше, чем остальная часть лопасти.
Концевая часть лопасти может быть изогнута.
Инерционный элемент, который может представлять собой тело кольцеобразной формы, поддерживается боковой стороной турбины с обеспечением совместного вращения с турбиной.
Лопасть может иметь неравномерную толщину в направлении радиуса вращения.
Лопасть может иметь поверхность, которая не подвергается воздействию сопротивления воздуха, причем эта поверхность образует неравномерную дугу.
Концевая часть лопасти может быть толще, чем остальная часть лопасти.
Краткое описание чертежей
Вышеописанные аспекты и другие свойства будут очевидны из последующего подробного описания варианта выполнения настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Фиг.1 представляет собой вид в аксонометрии, показывающий пылесос с щеткой турбинного типа в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения;
фиг.2 представляет собой вид снизу щетки турбинного типа, приведенной на фиг.1;
фиг.3 представляет собой покомпонентный вид в аксонометрии турбины, приведенной на фиг.2;
фиг.4 представляет собой вид в аксонометрии турбины, приведенной на фиг.3, в сборе;
фиг.5 представляет собой поперечное сечение по линии I-I на фиг.4;
фиг.6 представляет собой покомпонентный вид в аксонометрии турбины в соответствии с другим вариантом выполнения данного изобретения;
фиг.7 представляет собой поперечное сечение по линии II-II на фиг.6.
Подробное описание примерных вариантов выполнения
Ниже приведено более подробное описание щетки турбинного типа для пылесоса в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Фиг.1 представляет собой вид в аксонометрии, показывающий пылесос с щеткой турбинного типа в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения.
Обратимся к фиг.1, где показано, что пылесос 1 содержит корпус 10, щетку 200 турбинного типа и соединительную трубку 30.
Корпус 10 пылесоса содержит генератор всасывающего усилия (не показан), например тяговый электродвигатель, предназначенный для создания всасывающего усилия, и пылеулавливающую камеру (не показана), предназначенную для осаждения частиц грязи, отделенных центробежным способом из втягиваемого воздуха за счет всасывающего усилия. Кроме того, трубка 30, соединяющая корпус 10 со щеткой 200, снабжена управляющим переключателем 31, предназначенным для включения/выключения пылесоса 1.
Как показано на фиг.2, щетка 200 содержит корпус 210, очистительный элемент 220 и турбину 230.
В корпус 210 щетки, соединенный с корпусом 10 пылесоса посредством соединительной трубки 30, подается всасывающее усилие от генератора всасывающего усилия (не показан). Корпус 210 содержит верхнюю раму (не показана) и нижнюю раму 211, соединенную с верхней рамой для создания внешнего контура корпуса щетки. Нижняя рама 211, обращенная к очищаемой поверхности, имеет всасывающее отверстие (не показано), через которое втягивается воздух за счет всасывающего усилия. Всасывающее отверстие (не показано) образовано путем создания проема на одной из сторон нижней рамы 211. В более предпочтительном случае возможно выполнение всасывающего отверстия в зависимости от местоположения очистительного элемента 220.
Корпус 210 щетки содержит выполненный в нем всасывающий канал 212, проточно сообщающийся с соединительной трубкой 30, для направления находящихся в воздухе частиц грязи, втягиваемых с очищаемой поверхности благодаря всасывающему усилию, создаваемому генератором всасывающего усилия (не показан). Для этого всасывающий канал 212 выполнен так, что втянутые частицы грязи проходят последовательно очистительный элемент 220, турбину 230 и соединительную трубку 30, а затем поступают в пылеулавливающую камеру (не показана) корпуса 10 пылесоса.
Очистительный элемент 220 расположен в корпусе 210 щетки и обращен к очищаемой поверхности. Очистительный элемент 220, расположенный снаружи во всасывающем отверстии (не показано), соприкасается с очищаемой поверхностью.
В качестве очистительного элемента 220 может использоваться щетинная щетка с щетиной, расположенной с заданным интервалом. Щетинная щетка удаляет частицы грязи с очищаемой поверхности, проходя по этой поверхности или соударяясь с ней. В качестве очистительного элемента 220 может использоваться тканевая щетка, которая удаляет частицы грязи с очищаемой поверхности, оттирая очищаемую поверхность влажной тканью. В этом варианте выполнения очистительный элемент 220 содержит первую и вторую тканевые щетки 221 и 222. В силу того, что конструкция очистительного элемента 220 хорошо известна в данной области техники, ее подробное описание опускается.
Турбина 230 с возможностью вращения размещена во всасывающем канале 212 для приведения в действие очистительного элемента 220. Турбина 230 содержит первую турбину 231 и вторую турбину 232, которые вращаются на вращающемся валу 233 на расстоянии друг от друга.
Первая и вторая турбины 231 и 232 разделены друг от друга заданным промежутком G2. Соответственно всасывающий канал 212 открыт настолько, насколько позволяет промежуток G2. Например, при ширине G1 всасывающего канала 212, равной приблизительно 10 см, промежуток G2 между первой и второй турбинами 231 и 232 составляет приблизительно 9˜30 мм.
Как показано на фиг.3, первая и вторая турбины 231 и 232 содержат первый соединительный элемент 231а и второй соединительный элемент 232а, которые соединены друг с другом. Первый и второй элементы 231а и 232а соединены друг с другом так, что первая и вторая турбины 231 и 232 вращаются вместе. Предпочтительно, чтобы первая и вторая турбины 231 и 232 были по существу симметричны друг другу относительно места соединения первого и второго элемента 231а и 232а. Первая и вторая турбины 231 и 232 соединены друг с другом с образованием вращающегося вала 233.
Хотя в этом варианте первая и вторая турбины 231 и 232 совершают вращение на совмещенном вращающемся валу 233, это обстоятельство не должно рассматриваться как ограничивающее условие. В другом варианте выполнения турбины 231 и 232 могут совершать вращение независимо друг от друга.
Как показано на фиг.3-5, обе турбины 231 и 232 содержат лопасти 234, инерционный элемент 235 и узел 236 передачи тягового усилия.
Ширина D каждой лопасти 234 меньше ширины G1 всасывающего канала 212 с тем, чтобы не создавать помехи во всасывающем канале 212. В этом случае величина, получаемая в результате сложения ширины двух лопастей (D×2), меньше значения G1. Толщина концевой части 234а каждой лопасти меньше толщины ее остальной части, при этом концевая часть изогнута, как показано на фиг.5.
Концевая часть 234а лопасти 234 выполнена в форме крыла самолета для создания подъемной силы, которая в типичном случае прикладывается в вертикальном направлении к объекту, находящемуся в текучей среде, при прохождении воздуха мимо объекта. Соответственно лопасти 234 создают подъемную силу, повышая при этом вращательное усилие.
Лопасти 234 первой и второй турбин 231 и 232 приводятся во вращение по мере прохождения воздуха, втягиваемого всасывающим усилием, создаваемым генератором всасывающего усилия (не показан), мимо одной поверхности 234b каждой лопасти 234.
Инерционный элемент 235, помещенный на соответствующие боковые стороны первой и второй турбины 231 и 232, как показано на фиг.3, добавляет силу инерции к тяговым усилиям первой и второй турбины 231 и 232. Для этого инерционный элемент 235 выполнен в виде тела кольцеобразной формы, которое совершает вращение совместно с турбинами 231 и 232.
Для осуществления совместного вращения с первой и второй турбинами 231 и 232 инерционный элемент 235 имеет фиксирующие отверстия 235а, в которые вставлены фиксирующие выступы 237, выполненные на соответствующих боковых поверхностях первой и второй турбин 231 и 232.
Наружная поверхность инерционного элемента 235 закрыта и защищена закрывающим элементом 238. Закрывающий элемент 238 имеет другие фиксирующие отверстия 238а, в которые вставлены фиксирующие выступы 237 первой и второй турбин 231 и 232.
Узел 236 передачи тягового усилия сообщает вращательные усилия от первой и второй турбин 231 и 232 к очистительному элементу 220. Для этого, как показано на фиг.2, узел 236 содержит червяк 236а, подсоединенный к вращающемуся валу 233, проходящему от первой и второй турбин 231 и 232, и червячное колесо 236b, соединенное с червяком 236а.
Червяк 236а и колесо 236b подсоединены к первой и второй тканевым щеткам 221 и 222 для приведения их в действие. Предпочтительно, чтобы первая и вторая щетки 221 и 222 отличались друг от друга направлением вращения. Однако это условие не следует рассматривать в качестве ограничивающего. Поскольку принцип передачи тягового усилия, создаваемого червяком 236а и червячным колесом 236b, хорошо известен в родственной области техники, его подробное описание опускается.
В этом варианте выполнения узел 236 содержит червяк 236а и червячное колесо 236b. В другом варианте выполнения узел 236 может содержать зубчатый ремень для передачи тягового усилия.
Со ссылкой на фиг.1-5 далее описана работа щетки 200 пылесоса 1, имеющей вышеприведенную конструкцию.
Обратимся к фиг.1, на которой показано, что при введении пользователем щетки 200 в соприкосновение с очищаемой поверхностью и включении переключателя 31 на соединительной трубке 30, возникает всасывающее усилие, создаваемое тяговым электродвигателем (не показан), расположенным в корпусе 10 пылесоса. При этом воздух, втягиваемый в корпус пылесоса за счет всасывающего усилия, приводит в действие первую и вторую турбины 231 и 232.
Первая и вторая турбина 231 и 232 вращаются вместе с инерционным элементом 235. Вращательное усилие сообщается от узла 236 к очистительному элементу 220. При этом очистительный элемент 220 вращается и удаляет грязь с очищаемой поверхности первой и второй тканевыми щетками 221 и 222.
Грязь, отделенная очистительным элементом 220, втягивается в пылеулавливающую камеру (не показана) корпуса 10 пылесоса через канал 212 и трубку 30 за счет всасывающего усилия.
Как описано выше, канал 212 имеет отверстие заданной ширины G2, которое образовано благодаря расположению первой и второй турбин 231 и 232 на определенном расстоянии друг от друга. Таким образом, частицы грязи могут проходить через всасывающий канал 212, не испытывая при этом значительного сопротивления или помех движению. Также, поскольку происходит постепенное сужение ширины первой и второй турбин 231 и 232, то они меньше подвергаются воздействию сопротивления воздуха, что приводит к ослаблению вращательного усилия. Однако форма лопасти 234 и инерционный элемент 235 компенсируют это ослабление вращательного усилия.
В предлагаемой выше конструкции щетки 200 первая и вторая турбины 231 и 232 не образуют препятствий во всасывающем канале 212 и также повышают вращательное усилие.
В соответствии с другим вариантом выполнения данного изобретения щетка турбинного типа для пылесоса содержит турбину 330, как показано на фиг.6 и 7.
Турбина 330 содержит первую турбину 331 и вторую турбину 332. Каждая турбина 331 и 332, первая и вторая, содержит лопасти 334. Каждая лопасть 334 выполнена в направлении Rb радиуса вращения и имеет неодинаковую толщину. Для этого одна поверхность 334b лопасти 334, которая не подвергается воздействию сопротивления втянутого воздуха, выполнена в форме неравномерной дуги. Более конкретно, поверхность 334b лопасти 334 выполнена в форме неравномерной дуги, так что толщина Tm концевой части 334а лопасти 334 превышает толщину Tb остальной части лопасти 334. Соответственно к лопасти 334 добавляется вес.
Каждая турбина 331 и 322 имеет боковую поверхность заданной толщины, которая соответствует инерционному элементу 235, показанному на фиг.3. Данная толщина боковой поверхности каждой турбины 331 и 332 равна толщине Т2, прибавленной к толщине Т1 боковой поверхности каждой турбины 231 и 232, как показано на фиг.6.
Данная форма лопасти 334 и толщина боковой поверхности каждой турбины 231 и 232 способствуют повышению вращающего усилия.
В соответствии с данным изобретением при втягивании мелких частиц грязи, например волос, с очищаемой поверхности не происходит взаимодействия этой грязи с турбиной 230 или 330, в результате чего вращательное усилие повышается.
В соответствии с данным изобретением, поскольку турбина, приводящая в действие очистительный элемент, не создает препятствий во всасывающем канале, мелкие частицы грязи или волосы не засоряют турбину. Таким образом, вероятность повреждения турбины уменьшается, а образование шума предотвращается.
Кроме того, вращающий момент, создаваемый центробежной силой турбины, можно повысить путем изменения либо формы лопасти и толщины инерционного элемента, либо боковой поверхности лопасти. Это приводит к повышению вращательного усилия турбины и соответственно к возможному повышению эффективности уборки, осуществляемой щеткой турбинного типа.
Вышеупомянутые варианты выполнения и преимущества являются всего лишь примерными и не могут рассматриваться как ограничивающие данное изобретение. Описание данного изобретения предназначено для иллюстрации и не ограничивает объем формулы изобретения. Для специалистов в данной области техники очевидно множество вариантов, модификаций и изменений. В формуле изобретения пункты, описывающие средства плюс функция, предназначены для охвата конструкций, описанных в данном документе, как выполняющих указанную функцию, и не только конструктивных эквивалентов, но также схожих конструкций.
1. Щетка турбинного типа для пылесоса, содержащая:
корпус, в котором выполнен всасывающий канал, предназначенный для обеспечения прохождения через него воздуха, втягиваемого благодаря всасывающему усилию, создаваемому в корпусе пылесоса;
очистительный элемент, расположенный на указанной щетке и обращенный к очищаемой поверхности для удаления с нее частиц грязи; и
по меньшей мере две турбины, расположенные вдоль вращающегося вала на расстоянии друг от друга и установленные с возможностью вращения во всасывающем канале для создания тягового усилия, приводящего в действие очистительный элемент, и имеющие каждая по меньшей мере одну лопасть,
причем ширина, получаемая в результате сложения ширины лопастей турбин, меньше ширины всасывающего канала относительно направления вращающегося вала.
2. Щетка по п.1, содержащая более двух турбин.
3. Щетка по п.1 или 2, в которой турбины соединены друг с другом и совершают совместное вращение.
4. Щетка по п.1 или 2, в которой турбины соединены друг с другом так, что они совершают независимое вращение.
5. Щетка по п.1 или 2, в которой турбины, по существу, симметричны по отношению друг к другу.
6. Щетка по п1. или 2, в которой турбины содержат лопасти одинаковой ширины.
7. Щетка по п.1 или 2, в которой турбина содержит инерционный элемент, предназначенный для добавления силы инерции к тяговому усилию турбины, при этом концевая часть по меньшей мере одной лопасти меньше остальной части лопасти.
8. Щетка по п.7, в которой концевая часть лопасти изогнута.
9. Щетка по п.7, в которой инерционный элемент представляет собой тело кольцеобразной формы, которое поддерживается стороной турбины с обеспечением совместного вращения с турбиной.
10. Щетка по п.1 или 2, в которой лопасть имеет неравномерную толщину в направлении радиуса вращения.
11. Щетка по п.10, в которой лопасть имеет поверхность, которая не подвергается воздействию сопротивления воздуха, причем эта поверхность имеет вид неравномерной дуги.
12. Щетка по п.10, в которой концевая часть лопасти толще, чем остальная часть лопасти.
