Распределяющий жидкость щеточный узел и способ его работы



Распределяющий жидкость щеточный узел и способ его работы
Распределяющий жидкость щеточный узел и способ его работы
Распределяющий жидкость щеточный узел и способ его работы
Распределяющий жидкость щеточный узел и способ его работы
Распределяющий жидкость щеточный узел и способ его работы
Распределяющий жидкость щеточный узел и способ его работы
Распределяющий жидкость щеточный узел и способ его работы
Распределяющий жидкость щеточный узел и способ его работы
Распределяющий жидкость щеточный узел и способ его работы
Распределяющий жидкость щеточный узел и способ его работы
Распределяющий жидкость щеточный узел и способ его работы

 


Владельцы патента RU 2514751:

КОНИНКЛЕЙКЕ ФИЛИПС ЭЛЕКТРОНИКС Н.В. (NL)

Предложен щеточный узел устройства для влажной уборки полов. Щеточный узел содержит щетку с полым сердечником. Внутренняя поверхность сердечника разделена на ряд удлиненных отделений, проходящих вдоль продольной оси от первой торцевой стенки сердечника ко второй торцевой стенке сердечника. Наружная поверхность сердечника снабжена щеточным материалом, а сердечник пронизан рядом выпускных отверстий. Щеточный узел дополнительно содержит первый инжектор жидкости для подачи жидкости в сердечник и приводной механизм, выполненный с возможностью вращения щетки вокруг оси. Также раскрыт способ работы щеточного узла. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к распределяющему текучую среду или жидкость щеточному узлу, подходящему для использования в устройстве для уборки, например,устройстве для мытья полов.

Уровень техники

Устройство для уборки может содержать вращающуюся щетку, которая при введении в контакт с поверхностью, подлежащей очистке, и вращении будет осуществлять чистящее действие. Для улучшения работы устройства поверхность может быть увлажнена.

FR 2797895, например, раскрывает вращающийся щеточный узел для использования в устройстве для уборки улиц. Щеточный узел имеет полый опорный вал, образованный полым цилиндром. Один конец цилиндра является закрытым, тогда как еще один конец может быть связан с подающим воду устройством. Цилиндрическая стенка вала снабжена многочисленными рядами щетинок и имеет многочисленные отверстия, расположенные между ними, сквозь которые вода, которая может подаваться в полый цилиндр с помощью подающего воду устройства, может вытекать наружу. Центробежная сила, ассоциированная с вращением вала, выбрасывает воду на поверхность, подлежащую очистке. Там вода размягчает грязь, которая может впоследствии быть удалена посредством движения щетинок.

Сущность изобретения

Для усовершенствования современных щеточных очистительных машин для влажной уборки может быть необходимо минимизировать потребление воды. Устройство для уборки, которое расходует небольшое количество воды или чистящего раствора, требует только относительно небольшой емкости для чистящего раствора. Не считая экономичности, подобное устройство для уборки должно обеспечивать возможность компактной и удобной (т.е. эргономичной) конструкции, которая может быть особенно востребована при использовании в помещении.

Однако, чем меньше используется чистящего раствора, тем тяжелее распределять чистящий раствор по щеточной поверхности согласно необходимому профилю смачивания, например, профилю равномерного смачивания. Настоящее изобретение ставит целью предоставить экономичный и надежный распределяющий жидкость щеточный узел, способный осуществлять необходимый профиль смачивания поперек поверхности вращающейся щетки.

Согласно одному аспекту изобретения предоставлен щеточный узел, подходящий для использования в устройстве для влажной уборки полов. Щеточный узел содержит щетку, которая включает в себя полый сердечник. Внутренняя поверхность сердечника разделена на ряд отделений. Наружная поверхность сердечника снабжена щеточным материалом, а сердечник пронизан рядом выпускных отверстий. Щеточный узел дополнительно содержит первый инжектор жидкости для инжектирования жидкости в сердечник и приводной механизм, выполненный с возможностью вращения щетки вокруг оси.

Короче говоря, функционирование подобного щеточного узла происходит следующим образом. По мере того как приводной механизм вращает щетку вокруг оси, инжектор жидкости может инжектировать жидкость, например чистящий раствор, в полый сердечник. Инжектируемая жидкость контактирует с сердечником и оседает в отделениях, предоставленных на его внутренней поверхности. Центробежная сила, которая возникает вследствие вращательного движения щетки, непрерывно выравнивает уровень жидкости в любом заданном отделении и обеспечивает, чтобы практически вся жидкость, подаваемая в отделение, быстро из него вытекала сквозь одно или более выпускных отверстий в щеточный материал, предоставленный на наружной стороне сердечника. Требуемый профиль смачивания щетки легко может быть установлен посредством выбора подходящей конфигурации отделений и выпускных отверстий. Например, в предпочтительном варианте осуществления щеточного узла каждое отделение снабжено одним выпускным отверстием таким образом, чтобы положение выпускного отверстия точно определяло, где жидкость выпускается в щеточный материал, тогда как размер отделения, в частности радиальный угол, в соответствии с которым оно тянется, определяет, сколько жидкости выпускает отделение по сравнению с общим количеством жидкости, которое нагнетается в полый сердечник.

Согласно еще одному аспекту изобретения предоставлен способ. Способ включает предоставление щеточного узла, который предоставляется изобретением. Способ дополнительно включает вращение щетки вокруг ее продольной оси и впрыскивание жидкости в сердечник таким образом, чтобы инжектируемая жидкость накапливалась отделениями, предоставленными на внутренней поверхности вращающегося сердечника, а центробежная сила, ассоциированная с вращением сердечника, выводила жидкость из отделений сквозь выпускные отверстия в щеточный материал.

Несмотря на то, что описание заканчивается формулой изобретения, которая подробно излагает и четко заявляет права на настоящее изобретение, можно предположить, что настоящее изобретение будет более полно понятно из следующего описания некоторых вариантов осуществления, сделанных в сочетании с прилагаемыми чертежами, которые предназначаются для иллюстрирования, а не для ограничения изобретения.

DE 1630527 A1 раскрывает моющее устройство для транспортных средств. Устройство имеет неподвижный вал, вокруг которого вращательно расположен полый ролик. Ролик снабжен щетками. Как вал, так и ролик снабжены отверстиями 3 и 5 для прохождения сквозь них моющей жидкости. Внутренняя часть ролика снабжена направляющими ребрами.

WO 99/04669 раскрывает чистящую насадку, имеющую элемент насадки с нижней поверхностью, которая выполнена с возможностью поддерживать чистящее средство для контакта с поверхностью, подлежащей очистке. Элемент насадки имеет верхнюю поверхность, множество отверстий, выполненных в элементе насадки, для того чтобы чистящая жидкость, подаваемая на верхнюю поверхность, могла проходить сквозь отверстия к нижней поверхности и в контакт с чистящим средством, и имеются дефлекторы для жидкости вблизи отверстий, чтобы заставлять чистящую жидкость проходить сквозь отверстия по мере вращения чистящей насадки.

US-A-3939521 раскрывает конструкцию вращающейся щетки, включающую продолговатые щетинки, располагающиеся на перфорированном полом цилиндрическом сердечнике. Хомутные узлы закрепляют сердечник на валу для вращения вместе с ним и расположены на расстоянии друг от друга вдоль внутренней части сердечника. Потоки смазывающей жидкости поступают в противоположные концы сердечника и проходят внутрь сквозь хомуты. Жидкость выходит сквозь отверстия сердечника, смазывая щетинки.

JP 2003 299602 раскрывает щетку для пола. Моющая вода подается в верхнюю часть щетки в процессе ее вращения. Устройство имеет канавку для приема воды. Канавка имеет вертикальную стенку. В вертикальной стенке образованы боковые отверстия. Каждое из боковых отверстий имеет кончик, который образован вертикальной трубкой, сообщающейся с кончиком щетки.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой перспективное изображение примера устройства для влажной уборки полов, в котором может быть использован щеточный узел согласно настоящему изобретению;

Фиг.2 представляет собой перспективное изображение примера щеточного узла согласно настоящему изобретению;

Фиг.3 представляет собой изображение поперечного сечения примера щеточного узла, показанного на Фиг.2;

Фиг.4A-C показывают ряд примеров профилей поперечного сечения сердечника;

Фиг.5A-C показывают ряд горизонтальных проекций развернутых, внутренних поверхностей сердечника, которые согласуются с профилями поперечного сечения сердечника, показанными на Фиг.4A-C соответственно;

Фиг.6 показывает горизонтальную проекцию развернутой, внутренней поверхности примера сердечника, которая содержит отделения, которые могут быть связаны исключительно с разными инжекторами жидкости; и

Фиг.7 показывает профиль поперечного сечения сердечника, имеющего ряд гребней в форме акульих плавников, выполненных с возможностью управляемым образом разрезать части струи инжектируемой жидкости, которая нагнетается в сердечник.

Подробное описание

На чертежах идентичные ссылочные позиции обозначают одни и те же или аналогичные элементы или действия. Формы, размеры, углы и относительные положения элементов на чертежах могут быть нарисованы не в определенном масштабе, и могут быть произвольно увеличены и расположены с целью улучшения удобочитаемости чертежей.

Фиг.1 представляет собой перспективное изображение иллюстративного устройства 100 для уборки полов в помещении, в котором может быть использован распределяющий жидкость щеточный узел согласно настоящему изобретению. Устройство 100 включает в себя рукоятку 102, которая соединена с корпусом 106 через соединительную штангу 104. Корпус 106 вмещает в себя щеточный узел, который в данном конкретном примере содержит две щетки 210a, 210b. Корпус также включает в себя грязевой щиток 108, который закрывает щетки от пола вверх. Для подачи электрической энергии от питающей сети к приводному механизму щеточного узла с рукояткой 102 соединен шнур питания 114. Чистящий раствор может подаваться в щеточный узел из емкости 110 для чистящего раствора, которая прикреплена к соединительной штанге 104. При использовании щетки 210a, 210b предпочтительно действуют в противоположных направлениях. На изображении Фиг.1 это соответствует вращению против часовой стрелки и по часовой стрелке для щеток 210a и 210b соответственно. Щетки 210a, 210b, одна из которых или обе смачивается/смачиваются изнутри, скребут поверхность пола, на которую они опираются. В дополнение, они будут создавать направленный вверх воздушный поток между ними, несущий частицы грязи, соскобленные с пола. Воздушный поток может отклоняться грязевым щитком 108 в сторону емкости 112 для отходов, в которой частицы грязи могут осаждаться.

Следует понимать, что Фиг.1 предназначена всего лишь для того, чтобы предоставить читателю пример устройства 100 для уборки, в комбинации с которым может быть использован щеточный узел согласно изобретению. Ниже щеточный узел будет описан более подробно без ссылки на какое-либо конкретное базовое устройство.

Фиг.2 и Фиг.3 иллюстрируют иллюстративный щеточный узел 200 согласно настоящему изобретению. Фиг.2 показывает перспективное изображение щеточного узла 200, тогда как Фиг.3 рисует изображение его поперечного сечения. Щеточный узел 200 содержит щетку 210, инжектор 250 жидкости и приводной механизм 260.

Щетка 210 включает в себя полый цилиндрический кожухообразный сердечник 212, имеющий продольную ось 218. Внутренняя поверхность 226 сердечника подразделяется на продолговатые отделения 228, которые тянутся вдоль продольной оси 218, от первой торцевой стенки 214 ко второй торцевой стенке 216 сердечника. Между первой и второй торцевыми стенками отделения 228 отделены друг от друга гребнями 230, которые выступают из внутренней поверхности 226. Внутренняя поверхность 226 сердечника 212 предпочтительно является гладкой и ровной для того, чтобы обеспечить равномерный поток жидкости параллельно внутренней поверхности, в пределах границ отделений 228. Соответственно, предпочтительно необходимо избегать выемок на внутренней поверхности 226 сердечника 212 вследствие, например, усадки материала в процессе литьевого формования и внутренних неровностей вокруг кромок выпускных отверстий 240 в результате их штамповки. Хотя сердечник 212 может в принципе иметь любую необходимую форму, предпочтительными являются цилиндрические и призматические сердечники, поскольку их можно изготавливать легко и экономично, например, посредством экструзии.

Сердечник 212 снабжен рядом выпускных отверстий 240, которые пронизывают его внутреннюю и наружную поверхности 226, 232. Каждое отделение 228 может быть связано, по меньшей мере, с одним выпускным отверстием 240, которое обеспечивает возможность выпуска жидкости из отделений. Отделения без хотя бы одного выпускного отверстия 240 в процессе использования могут наполняться жидкостью и переполняться. Хотя отделение 228 может быть связано с множеством выпускных отверстий 240, во многих осуществляемых на практике вариантах осуществления может быть достаточно одного выпускного отверстия. Единственное выпускное отверстие 240 обеспечивает, чтобы вся жидкость, накапливаемая отделением 228, выходила сквозь это выпускное отверстие. При отделении 228, имеющем многочисленные выпускные отверстия 240, количество жидкости, вытесняемой сквозь разные выпускные отверстия, может немного отличаться, среди прочего вследствие геометрии отделения. Хотя проблема необязательно будет в этом, это может представлять собой фактор, который нобходимо принимать во внимание, при поиске конкретного профиля выпускного распределения/смачивания.

Для ясности, Фиг.4A иллюстрирует профиль поперечного сечения цилиндрического сердечника 212, показанного на Фиг.2 и Фиг.3. Фиг.4B и 4C дополнительно показывают два профиля поперечного сечения альтернативных вариантов осуществления сердечника. Все три профиля поперечного сечения демонстрируют вращательную симметрию n-го порядка, причем n представляет собой количество отделений 228, имеющихся на внутренней поверхности 226 соответствующего сердечника 212. Например, восьмигранное поперечное сечение, показанное на Фиг.4C, которое соответствует иллюстративному призматическому сердечнику 212, образует восемь отделений 228 и имеет вращательную симметрию 8-го порядка. Иначе говоря, вращение поперечного сечения вокруг его центра на 360/8=45 градусов дает один и тот же восьмиугольник. Сердечники 212 с поперечными сечениями, имеющими вращательную симметрию, в частности вращательную симметрию n-го порядка, являются особенно предпочтительными, когда необходима щетка 210 с профилем равномерного смачивания. Вот почему все отделения 228 естественно являются идентичными, а профиль равномерного смачивания может легко быть установлен за счет равноудаленных в осевом направлении выпускных отверстий 240, по одному для каждого отделения.

В этой связи Фиг.4 также иллюстрирует, что могут быть использованы гребни 230 с различными профилями поперечного сечения. Гребни 230, показанные на Фиг.4A, 4B и 4C соответственно, имеют простой прямоугольный, типа акульего плавника и треугольный профили поперечного сечения. В принципе, профиль гребней 230 может быть выбран по необходимости. Хотя должно быть ясно, что профиль поперечного сечения сердечника, имеющего гребни 230 с взаимно различающимися формами, не обладает вращательной симметрией n-го порядка. Соответственно, накопление жидкости различными отделениями 228 может быть неравномерным, благоприятствуя некоторым отделениям, в то же время помещая другие в невыгодное положение.

Необходимо отметить, что в альтернативном варианте осуществления, отделения могут быть образованы без выступающих из внутренней поверхности сердечника гребней, но за счет определенной внутренней формы сердечника. Например, сердечник с треугольным или прямоугольным профилем поперечного сечения может иметь отделения в углах профиля, в то время как выпускные отверстия также могут быть расположены в этих углах (на пересечениях граней или сторон) с разнесением по длине сердечника.

С целью дополнительно прояснить конфигурацию Фиг.2 и Фиг.3, Фиг.5A иллюстрирует горизонтальную проекцию развернутой внутренней поверхности 226 изображенного сердечника 212. Гребни 230 и отделения 228 тянутся четко параллельно и прямо в осевом направлении 218. Каждое отделение 228 дополнительно снабжено именно одним выпускным отверстием 240, при этом выпускные отверстия располагаются равноудаленно в осевом направлении, целиком покрывая осевую длину сердечника 212. Фиг.5B и Фиг.5C дополнительно показывают два изображения сверху развернутых внутренних поверхностей альтернативных сердечников, которые могут соответствовать профилям поперечного сечения сердечников, показанных на Фиг.4B и Фиг.4C соответственно. Фиг.4B подробно иллюстрирует ориентацию двух гребней 230 и двух отделений 228, которые тянутся вдоль продольной оси 218 спиральным образом. Фиг.5C иллюстрирует расположение выпускных отверстий 240, которое создает неравномерный с загрузкой по центру профиль смачивания (т.е. профиль смачивания, в котором щетка 210 максимально смачивается около своего осевого центра и в котором степень смачивания падает в направлении сторон 214, 216 сердечника щетки).

Несмотря на то, что все три варианта осуществления, показанные на Фиг.4 и Фиг.5, имеют идентичные отделения 228, это, конечно, не является обязательным. Фактически, целенаправленно могут быть использованы отделения с различными размерами и формами, например, чтобы создать неравномерный профиль смачивания. Например, сердечник 212, схематично показанный на Фиг.4A и Фиг.5A, содержит восемь отделений 228, каждое из которых тянется по радиальной дуге, составляющей 45 градусов. При заданной постоянной скорости вращения и постоянной скорости инжектирования жидкости в процессе использования, каждое отделение 228 будет накапливать одинаковое количество жидкости. Однако, если гребень 230a и выпускное отверстие 240a были бы удалены, было бы создано отделение 228, имеющее одно выпускное отверстие 240b и тянущееся по радиальной дуге, составляющей 90 градусов. Данное отделение накапливало бы приблизительно двойное количество жидкости, накапливаемой другими отделениями, наряду с тем, что данное двойное количество жидкости все-таки было бы выпущено сквозь единственное выпускное отверстие 240.

Следует понимать, что варианты осуществления, показанные на Фиг.4 и Фиг.5, являются иллюстративными и что квалифицированный специалист в данной области может сделать множество модификаций для создания сердечника 212 щетки, который подходит для конкретного варианта применения. Параметрами, которые могут быть изменены, являются, например, профиль поперечного сечения сердечника 212, включая профиль гребней 230, количество выпускных отверстий 240 на отделение 228 и их относительные расположения, и геометрическая форма отделений 228.

Далее снова со ссылкой на Фиг.2 и Фиг.3. Наружная поверхность 232 сердечника 212 снабжена щеточным материалом 234. В показанном варианте осуществления щеточный материал 234 содержит мягкие микроволоконные волоски, которые предоставлены на проницаемой для жидкости основе 236, посредством которой щеточный материал 234 прикреплен, например приклеен, к наружной поверхности 232 сердечника 212. В общем, может быть использован любой тип щеточного материала 234 при условии, что материал предпочтительно удовлетворяет минимальным требованиям, касающимся износостойкости и эффективности очистки. В дополнение, щеточный материал может предпочтительно быть настолько мягким, чтобы щетки могли приспосабливаться к неровным поверхностям, например поверхностям, имеющим глубоко расположенные стыки или небольшие трещины.

Инжектор 250 жидкости может быть частично вставлен в сердечник 212 сквозь отверстие 238 в первой торцевой стенке 214 сердечника 212. Инжектор 250 жидкости может быть выполнен в виде куска трубки, первая часть 252 которой может тянуться вдоль продольной оси 218 сердечника 212, тогда как вторая часть 254 может тянуться в направлении, непараллельном оси 218, например в направлении, имеющем основную составляющую в радиальном направлении относительно данной оси. Вторая часть 254 может содержать отверстие 256, сквозь которое жидкость может быть инжектирована в полый сердечник 212, например, в виде пучка жидкости, выпускаемой из отверстия 256 в направлении, имеющем основную составляющую в радиальном направлении относительно оси 218. В варианте осуществления Фиг.2 и Фиг.3 вторая часть 254 инжектора 250 жидкости соответственно тянется в направлении, по существу перпендикулярном внутренней поверхности 226 сердечника 212. Преимущество пучка жидкости, имеющей основную составляющую в радиальном направлении относительно оси 218, состоит в том, что она может быть легко разделена на части и распределена по разным отделениям хорошо регулируемым образом, без существенного неравномерного разбрызгивания. Это может быть особенно важно в вариантах осуществления/ситуациях, в которых сердечник 212 не обладает вращательной симметрией n-го порядка, в которых сердечник имеет особую конфигурацию, которые требуют хорошо нацеленного инжектирования (например, см. Фиг.6, которая будет обсуждаться далее), в которых скорость вращения является относительно низкой и/или в которых скорость подачи жидкости является относительно большой (например, см. ниже обсуждение Фиг.7). В других вариантах осуществления/обстоятельствах, ориентация пучка жидкости, т.е. ее угол относительно сердечника 212, может не иметь значения. Например, при использовании сердечник 212 может вращаться с высокой скоростью, притом что инжектор 250 предпочтительно остается устойчивым. Если разделение на отделения внутренней поверхности 226 является вращательно симметричным, так что все гребни 230 и отделения 228 являются идентичными, отделения будут накапливать равный запас жидкости независимо от угла, при котором инжектор 250 жидкости инжектирует жидкость в сердечник 212.

Инжектор 250 жидкости может инжектировать жидкость, например чистящий раствор, в виде струи жидкости. Для подачи струи жидкости, инжектор 250 жидкости может быть соединен с емкостью для жидкости, возможно при посредстве насоса для регулирования давления и/или скорости потока, с которой подается жидкость. Квалифицированный специалист в данной области должен принимать во внимание, что в полый сердечник 212 также возможно инжектировать газ. Упомянутый ранее чистящий раствор может, например, быть нагрет и испариться до отверстия 256. После инжектирования пар будет наполнять полый сердечник 212 и конденсироваться на его относительно холодной внутренней поверхности 226, поступая в отделения 228. Необходимо упомянуть, что парообразование не является ни необходимым, ни используемым для получения требуемого профиля смачивания щетки; это всего лишь опция, которая обеспечивает возможность подачи жидкости при высоких температурах, при которых чистка может быть более эффективной. Инжектор 250 жидкости может представлять собой многоканальный инжектор жидкости, который обеспечивает возможность инжектирования в сердечник различных жидкостей, либо одновременно, либо последовательно. Подобный инжектор жидкости мог бы, например, обеспечивать возможность смачивания щетки жидкостью с изменяющимся составом.

Хотя скорость потока, с которой жидкость подается в сердечник 212, является предпочтительно приблизительно постоянной, наблюдается, что колебания скорости потока, которые существуют на протяжении, по меньшей мере, одного вращения сердечника, должны оказывать минимальное воздействие на профиль смачивания щетки 210. Это происходит потому, что все отделения 228 затрагиваются приблизительно пропорционально. А поскольку сердечник 212 вращается предпочтительно с высокой скоростью, т.е. при 2500 об./мин или выше, так что один оборот занимает не более чем 2,4 мс, влиянием отклонений скорости потока на профиль смачивания в целом можно пренебречь. Конечно, колебания скорости потока должны оказывать воздействие на абсолютную степень увлажнения щетки.

Приводной механизм 260 может быть выполнен в виде мотора, например электромотора 262. Следует понимать, что приводной механизм может приводить в действие единственную щетку (которая показана на Фиг.3) или более чем одну щетку, например, при посредстве разветвляющейся передачи, если есть такая необходимость. В общем, нет необходимости, чтобы каждая щетка щеточного узла имела свой собственный специализированный приводной механизм, хотя в некоторых вариантах осуществления это может быть предпочтительно, поскольку это обеспечивает возможность независимого управления различными щетками. Приводной вал 264 электромотора 262 может быть связан со второй торцевой стенкой 216 сердечника таким образом, чтобы вращательное движение приводного вала 264 передавалось щетке 210. Приводной механизм 260 может быть способен приводить щетку 120 в действие со скоростями вращения, составляющими, по меньшей мере, 2500 оборотов в минуту (об./мин), предпочтительно, по меньшей мере, 5000 об./мин и более предпочтительно, по меньшей мере, 7000 об./мин. Чем больше скорость вращения, с которой щетка 210 приводится в действие, тем больше центробежная сила, испытываемая жидкостью, находящейся в отделениях 228 на внутренней поверхности 226 сердечника 212 щетки. Так как центробежная сила представляет собой движущую силу выпуска жидкости из отделений 228, большая скорость вращения соответствует большей способности выпуска жидкости из отделений до самой последней капли и за счет этого большей способности распределения очень маленьких количеств жидкости. Однако необходимо подчеркнуть, что центробежная сила присутствует при любой (кроме нуля) скорости вращения, так что для практического осуществления изобретения может быть достаточно только приводного механизма, способного вращать щетки с относительно низкими скоростями вращения.

Очевидно, центробежная сила, испытываемая жидкостью, находящейся на внутренней поверхности 226 сердечника 212 щетки, также зависит от внутреннего радиуса сердечника. При заданной определенной угловой скорости, чем больше внутренний радиус сердечника 212, тем больше испытываемая сила. Например, сердечник 212 щетки может иметь внутренний диаметр, составляющий 20 мм. Если он вращается при 8000 об./мин, жидкость, находящаяся на внутренней поверхности сердечника, будет испытывать направленное наружу ускорение, составляющее приблизительно 14037 мс-2, которое соответствует 1431-кратному ускорению свободного падения. Жидкость, находящаяся на внутренней поверхности 226 сердечника 212 щетки, имеющей внутренний диаметр, равный 40 мм, должна испытывать такое ускорение и, следовательно, двойную центробежную силу.

Теперь, когда был подробно описан иллюстративный щеточный узел 200, показанный на Фиг.2 и Фиг.3, будет объяснено его действие. Допустим, что непрерывная струя чистящего раствора выходит из отверстия 256 инжектора 250 жидкости, и что щетка 210 вращается со скоростью, составляющей несколько тысяч оборотов в минуту. Вращение сердечника 212 заставляет отделения 228 последовательно проходить мимо отверстия 256. На протяжении временного интервала, когда отделение 228 находится под отверстием 256, в отделение тонкой струей поступает чистящий раствор. Несмотря на то, что отделение 228 получает чистящий раствор рядом с первой торцевой стенкой 214 (вследствие местоположения и ориентации инжектора 250 жидкости), он почти мгновенно распределяется по внутренней поверхности 226 отделения 228 в результате действия центробежной силы. Центробежная сила, ассоциированная с высокой скоростью вращательного движения сердечника 212, может легко достигать величины в сотни раз больше силы тяжести. Это не только обеспечивает быструю стабилизацию уровня жидкости в каждом отделении 228, но также то, что жидкость быстро выходит из отделения сквозь одно или более выпускных отверстий 240. Таким образом, жидкость направляется из отделений 228 сквозь выпускные отверстия 240 в проницаемую основу 236, предоставленную на наружной стороне поверхности 232 сердечника 212. Оттуда она проходит сквозь щеточный материал 234, который контактирует с очищаемой поверхностью или полом.

Предпочтительно, щеточный узел 200 имеет такие размеры, что вытекание жидкости из отделения 228 происходит за время одного оборота сердечника 212 или, по меньшей мере, таким образом, что обеспечивается создание ситуации равновесия, в которой скорость выходного потока жидкости сквозь выпускные отверстия 240 соответствует скорости инжектирования жидкости инжектором 250. На самом деле, если бы это было не так, отделения 228 должны были бы в конце концов наполняться и переполняться. Правильное задание размеров предполагает, в частности, что выпускные отверстия 240 не являются ограничением для вытекания жидкости. Иначе говоря, их размеры/диаметры предпочтительно не выполняют функцию дозировки. Дозировка может определяться посредством объединенного влияния инжектирования жидкости и конфигурации отделений. Скорость потока, при которой действует инжектор 250 жидкости, может определять абсолютное количество жидкости, распределяемой щеткой 210 за единицу времени, тогда как конфигурация отделения может определять, какая доля этого количества жидкости выходит в щеточный материал 234, для того чтобы получить требуемый профиль смачивания щетки. Предпочтительно, использование относительно больших выпускных отверстий 240 также уменьшает риск ее скапливания и за счет этого увеличивает надежность щеточного узла 200.

Описанные выше варианты осуществления щеточного узла 200 выполнены с возможностью увлажнения щетки в соответствии с определенным профилем, который основывается на единственной жидкости, хотя, возможно, с изменяемым составом. Однако вариант осуществления щеточного узла может быть использован для создания профиля смачивания, основанного также на множестве жидкостей. В качестве примера Фиг.6 показывает горизонтальную проекцию развернутой внутренней поверхности сердечника, который содержит восемь по существу идентичных L-образных отделений 248a-248a''', 248b-248b'''. Отделения 248a-248a''' отделяют поперечную зону 250a (заштрихованную для ясности), которая проходит на угол, равный 360 градусам. Аналогичным образом отделения 248b-248b''' отделяют поперечную зону 250b (заштрихованную для ясности), которая также проходит на угол, равный 360 градусам. Каждое из отделений 248a-248a''', 248b-248b''' и т.д. снабжено выпускным отверстием 240. Должно быть понятно, что, когда щеточный узел снабжен двумя инжекторами жидкости, один из которых предназначен для первой жидкости в зоне 250a, тогда как другой предназначен для второй жидкости в зоне 250b, может быть создан профиль смачивания, основанный на двух различных жидкостях.

Как описано выше, высокая скорость вращения щетки и по существу идентичные гребни, ограничивающие отделения на внутренней поверхности сердечника, почти автоматически обеспечивают прогнозируемое распределение инжектируемой жидкости по разным отделениям. Однако, для того чтобы сохранить данную прогнозируемость при относительно низких скоростях вращения, вариант осуществления щеточного узла, возможно, должен будет соответствовать определенным условиям. Далее подобный вариант осуществления будет описан со ссылкой на Фиг.7.

Фиг.7 показывает профиль поперечного сечения сердечника 212, снабженного рядом гребней 230 в виде акульих плавников. Также показана оконечная часть 254 инжектора жидкости, инжектирующей пучок 258 жидкости в сердечник 212. В варианте осуществления Фиг.7 гребни 230 служат не только для разграничения отделений 228, но также для разрезания управляемым образом пучка 258 жидкости, инжектируемого в сердечник 212 оконечной частью 254 инжектора жидкости, на отчетливо выраженные части. Отрезанная часть пучка 258 жидкости вслед за этим поступает в отделение 228, предшествующее соответствующему гребню 230. В идеале, пучок 258 разрезается на части без образования брызг или капель жидкости, которые разлетаются в различных, неконтролируемых направлениях. Брызги могут вызывать разрушающие действия, такие как блокировка пучка 258 инжектируемой жидкости.

Наблюдается, что разрезанный пучок 258 жидкости возникает четко без образования брызг или капель, когда выполняются следующее условия: (a) вершина 242 гребня 230 составляет первую часть гребня, которая пересекает пучок 258 жидкости и (b) задняя, боковая поверхность 244 гребня 230 тянется под таким углом относительно внутренней поверхности 226 сердечника 212, что конец пучка 258 жидкости ослабляет контакт с данной поверхностью 244 по мере того, как гребень продолжает свое вращательное движение. Первое условие, которое может быть выполнено с помощью подбора подходящей формы гребней 230 и/или направления подходящим образом пучка 258 жидкости, обеспечивает ровный разрез через пучок жидкости. Последнее условие, которое может быть выполнено за счет выбора соответствующим образом угла задней, боковой поверхности 244, скорости вращения сердечника 212 и скорости инжектирования жидкости, предотвращает накопление воды на задней боковой поверхности 244 гребня 230 и неуправляемое ее размывание. Вместе условия обеспечивают управляемое разделение пучка 258 жидкости, предотвращая за счет этого нарушения подачи жидкости в сердечник 212, особенно при низких скоростях вращения и/или в условиях относительно большой подачи воды.

Несмотря на то, что изобретение было подробно проиллюстрировано и описано на чертежах и в предшествующем описании, необходимо рассматривать подобное иллюстрирование и описание как иллюстративное или приведенное в качестве примера, а не для ограничения; изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления. Квалифицированным специалистам в данной области при изучении чертежей, раскрытии и приложенной формуле изобретения могут быть понятны изменения к раскрытым вариантам осуществления, которые они могут осуществить при реализации на практике заявленного изобретения. В формуле изобретения слово 'содержащий' не исключает другие элементы или стадии, а неопределенный артикль 'a' или 'an' не исключает множество. Простой факт, что определенные единицы измерения повторяются во взаимно отличающихся зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что сочетание данных единиц измерения не может быть использовано для предоставления преимущества. Любые ссылочные обозначения в формуле изобретения не должны истолковываться как ограничение объема правовых притязаний.

1. Щеточный узел (200) для использования в устройстве (100) для влажной уборки полов, содержащий:
щетку (210), содержащую полый сердечник (212), причем внутренняя поверхность (226) сердечника разделена на удлиненные отделения (228), а наружная поверхность (232) сердечника имеет щеточный материал (234), и в сердечнике выполнены выпускные отверстия (240);
первый инжектор (250) жидкости для инжектирования жидкости в сердечник; и
приводной механизм (260), выполненный с возможностью вращения щетки вокруг продольной оси (218) сердечника (212),
при этом в процессе вращения сердечника инжектируемая жидкость собирается отделениями (228), имеющимися на внутренней поверхности (226), а центробежная сила от вращения сердечника выпускает жидкость из отделений через выпускные отверстия (240) в щеточный материал (234), отличающийся тем, что указанные удлиненные отделения проходят вдоль продольной оси (218) от первой торцевой стенки (214) сердечника (212) ко второй торцевой стенке (216) сердечника (212).

2. Щеточный узел по п.1, отличающийся тем, что сердечник (212) является по существу цилиндрическим или призматическим.

3. Щеточный узел по п.1, отличающийся тем, что отделения (228), по меньшей мере, частично образованы гребнями (230), выступающими из внутренней поверхности (226) сердечника (212).

4. Щеточный узел по п.3, отличающийся тем, что гребень (230) имеет вершину (242), причем гребню (230) придана такая форма и/или струя жидкости (258) направлена таким образом, что при использовании вершина (242) является первой частью гребня (230), которая пересекается со струей (258) жидкости.

5. Щеточный узел по п.3, отличающийся тем, что гребень (230) имеет заднюю боковую поверхность (244), при этом задняя боковая поверхность (244) проходит под таким углом относительно внутренней поверхности (226) сердечника (212), что при использовании конец струи (258) жидкости ослабляет контакт с данной поверхностью (244) по мере того, как гребень продолжает свое вращательное движение, причем такое условие может быть выполнено посредством выбора угла задней боковой поверхности (244), скорости вращения сердечника (212) и скорости инжектирования жидкости.

6. Щеточный узел по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что профиль поперечного сечения сердечника (212) обладает вращательной симметрией n-го порядка относительно продольной оси (218) сердечника, причем n - число отделений (228).

7. Щеточный узел по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что каждое отделение (228) связано, по меньшей мере, с одним выпускным отверстием (240).

8. Щеточный узел по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что щетка (210) может быть приведена в действие со скоростью вращения, составляющей, по меньшей мере, 2500 оборотов в минуту, при этом можно пренебречь влиянием колебаний скорости потока на профиль смачивания.

9. Щеточный узел (200) для использования в устройстве (100) для влажной уборки полов, содержащий:
щетку (210), содержащую полый сердечник (212), причем внутренняя поверхность (226) сердечника разделена на удлиненные отделения (248a'-248a''', 248b'-248b'''), наружная поверхность сердечника имеет щеточный материал (234), и в сердечнике выполнены выпускные отверстия (240);
- первый инжектор (250) жидкости для инжектирования жидкости в сердечник; и
- приводной механизм (260), выполненный с возможностью вращения щетки вокруг продольной оси (218) сердечника (212),
при этом при вращении сердечника инжектируемая жидкость собирается отделениями (248a'-248a''', 248b'-248b'''), имеющимися на внутренней поверхности (226), а центробежная сила от вращения сердечника выпускает жидкость из отделений (248a'-248a''', 248b'-248b''') через выпускные отверстия (240) в щеточный материал (234), отличающийся тем, что щеточный узел содержит второй инжектор жидкости и каждый из первого инжектора (250) жидкости и второго инжектора жидкости щеточного узла связан исключительно с одним или более отделениями (248a'-248a''', 248b'-248b'''), при этом отделения, связанные с первым инжектором жидкости, отделяют боковую зону (250a), и отделения, связанные со вторым инжектором жидкости, отделяют дополнительную боковую зону (250b), при этом удлиненные отделения проходят вдоль продольной оси между указанными боковыми зонами (250a, 250b).

10. Устройство (100) для влажной уборки полов, содержащее щеточный узел (200) по любому из предшествующих пунктов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к очистной технике. .
Наверх