Очищающее устройство с аэродинамическим осциллятором
Настоящее устройство относится к очищающему устройству. Очищающее устройство (1) для очистки ковра (70), содержащего покровные нити (74), которые продолжаются на расстоянии нескольких миллиметров от преимущественно плоской основы (72), образуя поверхность (76) ковра, причем упомянутое устройство содержит: осцилляторный узел (30), включающий в себя осциллятор (32), осцилляторное пространство (34), образованное посредством или вмещающее в себя по меньшей мере часть упомянутого осциллятора и достижимое через пропускное отверстие (36), через которое внешняя текучая среда периодически всасывается в упомянутое осцилляторное пространство и удаляется из упомянутого осцилляторного пространства во время работы осциллятора; насадку (10), включающую в себя средство (14) проникания внутрь поверхности ковра, в котором образовано упомянутое пропускное отверстие; опорную конструкцию (12), приспособленную для удерживания насадки вплотную к ковру так, что, в удерживаемом положении насадки вплотную к ковру, средство проникания проникает внутрь поверхности ковра и пропускное отверстие по меньшей мере частично расположено ниже поверхности ковра. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к очищающему устройству, содержащему осцилляторный узел, приспособленный для аэродинамического колебания поверхности, например покрытия пола, такого как ковер и тем самым сначала вытеснения и затем удаления частиц грязи, например, пыли, удерживаемой в нем.
Предпосылки к созданию изобретения
В данной области техники известно множество устройств вакуумного всасывания пыли, принцип действия которых основан на вибрирующих воздушных волнах или воздушных потоках, чтобы способствовать высвобождению грязи из ковра. Использование вибрирующих воздушных волн может обеспечить лучшую возможность высвобождению грязи по сравнению с обычными пылесосами, которые используют только всасывание устойчивого воздушного потока как для высвобождения, так и для удаления грязи из ковра, и предотвращает износ ковра, который обычно вызывается пылесосами, которые используют системы механического колебания, такие как выбивающие или вращающиеся щетки.
Пример пылесоса на основе вибрирующих воздушных волн описан в патенте США №5400466 (Alderman с соавторами). Данный пылесос содержит всасывающую насадку с вибрацией воздуха для приложения к ковру, в которой вибрация воздуха, осуществляемая посредством преобразователя, такого как громкоговоритель, расположенного и уплотненного в корпусе насадки, вызывает вибрацию ковра и удерживаемой в нем грязи с возможностью высвобождения частиц грязи из ковра, чтобы обеспечить возможность их всасывания в пылесос через всасывающую насадку.
Из DE880474С известно очищающее устройство для очистки ковра, содержащего покровные нити, которые продолжаются на расстоянии нескольких миллиметров от преимущественно плоской основы, образуя поверхность ковра, причем упомянутое устройство содержит: осцилляторный узел, включающий в себя осциллятор; осцилляторное пространство, которое по меньшей мере частично образовано посредством или вмещает по меньшей мере часть упомянутого осциллятора и которое является доступным через пропускное отверстие, через которое внешняя текучая среда периодически всасывается в упомянутое осцилляторное пространство и удаляется из упомянутого осцилляторного пространства во время работы осциллятора; и насадку, включающую в себя опорную конструкцию, приспособленную для удерживания упомянутой насадки вплотную к ковру.
Краткая сущность изобретения
Недостатки известных пылесосов на основе вибрирующих воздушных волн или воздушных потоков заключаются в том, что они часто не обеспечивают надлежащее качество очистки и полностью зависят от наличия дополнительной системы всасывания для обеспечения воздушного потока, который переносит грязь, высвобождаемую из ковра, в какую-либо пылесборную емкость.
Целью настоящего изобретения является преодоление или устранение одного или более вышеупомянутых недостатков, связанных с известными пылесосами на основе вибрирующего воздуха.
Очищающее устройство для очистки ковра, содержащего покровные нити, которые проходят на расстоянии нескольких миллиметров от преимущественно плоской основы, образуя поверхность ковра, в соответствии с настоящим изобретением отличается средством проникания внутрь поверхности ковра, которое образует упомянутое пропускное отверстие и выступает из упомянутой опорной конструкции так, что в удерживаемом положении насадки, в котором опорный элемент удерживается вплотную к ковру, упомянутое средство проникания внутрь поверхности ковра проникает внутрь поверхности ковра, и упомянутое пропускное отверстие расположено по меньшей мере частично под упомянутой опорной конструкцией и поверхностью ковра.
Упомянутый осцилляторный узел может быть приспособлен для чередующимся образом (периодического), например с частотой несколько сотен герц, осуществления втекания и вытекания внешней текучей среды соответственно в и из осцилляторного пространства. Подвергание ковра воздействию быстро изменяющегося потока внешней текучей среды может встряхивать и вытеснять удерживаемую в нем грязь и вызывать захватывание грязи в поток текучей среды. Упомянутый осцилляторный узел может служить не только для высасывания грязи, захватываемой во внешнюю текучую среду из ковра при втекании, но и для удаления грязи при вытекании. Кроме того, упомянутый узел может быть выполнен таким образом, чтобы гарантировать, что направления втекания и вытекания внешней текучей среды будут неодинаковыми. Таким образом, втекание внешнего воздуха может включать поток текучей среды из/через ковер, а вытекание может включать поток текучей среды из ковра, например, в сторону пылесборной емкости или в дополнительный поток текучей среды для перемещения грязи к такому средству.
Ключевым аспектом настоящего изобретения является средство проникания внутрь поверхности ковра, которое образует пропускное отверстие осцилляторного узла и которое позволяет упомянутому пропускному отверстию быть расположенным по меньшей мере частично под поверхностью ковра, т. е. внутри/в пределах покровных нитей или ворса ковра. Как будет более подробно объяснено и описано ниже, положение пропускного отверстия относительно уровня поверхности ковра имеет первостепенное значение для эффективности осциллятора при вытеснении грязи из покровных нитей ковра. Упомянутое средство проникания, в удерживаемом положении насадки вплотную к ковру, проникает внутрь поверхности ковра в такой степени, что пропускное отверстие расположено по существу под поверхностью ковра. Более конкретно, учитывая то, что обычно длина покровных нитей составляет примерно девять миллиметров, во время работы упомянутое пропускное отверстие предпочтительно может находиться в пределах от 0,5 до 2 мм ниже поверхности ковра, причем данное расстояние (поскольку речь идет о положении пропускного отверстия) может измеряться от кольцевого крайнего участка пропускного отверстия, расположенного рядом с основой ковра.
Для того чтобы гарантировать, что упомянутое средство проникания внутрь поверхности ковра проникает внутрь ковра в оптимальной степени (точно так, как описано), насадка очищающего устройства снабжена опорной конструкцией. Упомянутая опорная конструкция приспособлена для удерживания насадки вплотную к ковру, либо вплотную к его основе, либо вплотную к поверхности ковра.
Для удерживания насадки вплотную к основе ковра упомянутая опорная конструкция насадки может включать в себя одно или несколько колес или промежуточных элементов.
Для удерживания насадки вплотную к поверхности ковра упомянутая опорная конструкция насадки может включать в себя преимущественно плоскую, предпочтительно гладкую, внешнюю опорную поверхность. По меньшей мере часть упомянутого средства проникания может выступать наружу из данной внешней опорной поверхности так, что упомянутое пропускное отверстие, образованное посредством упомянутого средства проникания, по меньшей мере частично расположено за пределами упомянутой опорной поверхности и предпочтительно так, что все пропускное отверстие расположено по существу за пределами упомянутой опорной поверхности, в частности на расстоянии в пределах 0,5-2 мм от нее (поскольку речь идет о положении пропускного отверстия, то данное расстояние может измеряться от кольцевого крайнего участка пропускного отверстия, удаленного от упомянутой внешней опорной поверхности). Во время использования упомянутая внешняя опорная поверхность может опираться на поверхность ковра, которая соответственно может удобно определять опорный уровень высоты для средства проникания. Гладкий профиль упомянутой опорной поверхности может дополнительно обеспечивать легкое, беспрепятственное перемещение насадки по ковру. Необходимо понимать, что для обеспечения такого беспрепятственного перемещения упомянутое выступающее средство проникания предпочтительно может также иметь гладкий профиль, чтобы предотвратить зацепление за покровные нити ковра.
В одном варианте осуществления очищающего устройства в осцилляторном узле может быть образован пропускной канал, обычно в форме трубы, в конце которого предусмотрено пропускное отверстие. В пропускном отверстии пропускной канал может продолжаться наружу в направлении струи.
В удерживаемом положении насадки вплотную к ковру направление струи предпочтительно может быть обращено от основы ковра, чтобы гарантировать, что внешняя текучая среда, содержащая грязь, которая засасывается из ковра, не будет снова выпущена/вытолкнута обратно в ковер. В удерживаемом положении насадки вплотную к ковру направление струи предпочтительно может быть обращено от основы ковра и включает угол в пределах 15-45°. Обнаружено, что углы в пределах данного диапазона обеспечивают как соответствующее втекание внешней текучей среды из ковра, так и вытекание внешней текучей среды в направлении от ковра.
Для того чтобы увеличить асимметрию между втеканием внешней текучей среды в трубчатый пропускной канал осцилляторного пространства и вытеканием внешней текучей среды из него, и более конкретно для того, чтобы предотвратить всенаправленное втекание внешней текучей среды, структурная стенка, образующая пропускной канал, может содержать выступ. То есть в пропускном отверстии пропускной канал может быть образован посредством стенки пропускного канала, содержащей первый участок и второй участок. В удерживаемом положении насадки вплотную к ковру упомянутый первый участок может быть ближайшим к основе ковра, а упомянутый второй участок может быть удаленным от основы ковра, и упомянутый второй участок может продолжаться за пределами упомянутого первого участка в направлении струи. Упомянутый выступ второго участка относительно первого может увеличивать втекание внешней текучей среды в пропускной канал со стороны ковра и в то же время он может уменьшать втекание внешней текучей среды в пропускной канал со стороны, противоположной ковру. Таким образом, мощность всасывания, обеспечиваемая осциллятором, предпочтительно может быть сконцентрирована на ковре. В практических вариантах осуществления упомянутый второй участок предпочтительно может продолжаться на 0,5-5 мм за пределами упомянутого первого участка. Выступы меньшего размера, оказывается, создают слабый эффект, а выступы большего размера затрудняют выход внешней текучей среды спереди пропускного отверстия и лишь занимают пространство внутри насадки, таким образом без необходимости увеличивая ее размер.
В одном варианте осуществления упомянутое очищающее устройство может дополнительно содержать узел всасывания текучей среды, включающий в себя выпускную трубу для грязи, содержащую всасывающий конец, который, в удерживаемом положении насадки вплотную к ковру, обращен к ковру, и генератор потока текучей среды, который в рабочем состоянии соединен с упомянутой выпускной трубой для грязи и который приспособлен для генерирования потока текучей среды через впускную трубу для грязи посредством создания пониженного давления (относительно давления наружного воздуха) на всасывающем конце. Пропускное отверстие осцилляторного узла может быть обращено к всасывающему концу выпускной трубы для грязи так, что во время работы текучая среда, удаляемая из осцилляторного пространства через пропускное отверстие, эффективно вводится в генерируемый поток текучей среды на всасывающем конце и увлекается в него.
Эти и другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут более понятными из приведенного ниже подробного описания некоторых вариантов осуществления изобретения, воспринимаемого вместе с прилагаемыми чертежами, которые предназначены для иллюстрации, но не ограничения изобретения.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 представляет собой схематичный вид сбоку в разрезе примерного варианта осуществления очищающего устройства в соответствии с настоящим изобретением, включающего в себя осцилляторный узел с осциллятором, который, во время работы, периодически вызывает всасывание внешней текучей среды в и удаление из осцилляторного пространства осцилляторного узла;
фиг. 2 представляет собой схематичный вид сбоку в разрезе очищающего устройства в соответствии с фиг. 1, показанного в рабочем состоянии, в котором осциллятор вызывает всасывание внешней текучей среды в осцилляторное пространство;
фиг. 3 представляет собой схематичный вид сбоку в разрезе очищающего устройства в соответствии с фиг. 1, показанного в рабочем состоянии, в котором осциллятор вызывает удаление внешней текучей среды из осцилляторного пространства; и
фиг. 4 представляет собой схематичный чертеж, показывающий зависимость между вертикальным расстоянием между пропускным отверстием осцилляторного пространства и поверхностью ковра (показанным на горизонтальной оси графика) и вертикальной скоростью текучей среды (νM) в точке М в открытой части ковра, находящейся на несколько миллиметров выше основы ковра.
Подробное описание
Фиг. 1 представляет собой схематичный вид сбоку в разрезе примерного варианта осуществления очищающего устройства 1 в соответствии с настоящим изобретением, расположенного на ковре 70. В примерном варианте осуществления устройство 1 содержит насадку 10, которая в свою очередь содержит встроенный осцилляторный узел 30. Понятно, что насадка 10 и осцилляторный узел 30, взаимно объединенные или нет, могут быть реализованы в и/или использованы с другими известными по существу (вакуумными) очищающими устройствами. Например, насадка 10 может быть преимущественно использована в положении насадки или очищающей головки такого (вакуумного) очищающего устройства, а осцилляторный узел 30 может быть целиком расположен внутри насадки 10 или частично расположен за пределами/снаружи насадки 10, но всегда так, что насадка 10 содержит пропускное отверстие 36, через которое промежуточная внешняя среда насадки 10 сообщается по текучей среде с осцилляторным пространством 34 осцилляторного узла 30. В одном варианте осуществления, например, очищающее устройство 1 может содержать обычный насос, включающий в себя обычно расположенный на колесах основной корпус (вмещающий воздушный насос, пылевой мешок и др.) и насадку, которая подсоединена к нему посредством гибкого вакуумного шланга, причем осциллятор 32 расположен в основном корпусе, а пропускное отверстие 36 расположено в насадке, и при этом осциллятор 32 сообщается по текучей среде с пропускным отверстием через осцилляторное пространство 34, которое образовано посредством трубы, которая продолжается из осцилляторного пространства 34 в насадку 10, например, внутри или параллельно с вакуумным шлангом.
Очищающее устройство 1 в соответствии с настоящим изобретением, в частности, приспособлено для очистки ковра или напольного покрытия 70 типа ковра, содержащего покровные нити или (покровный) ворс 74, которые продолжаются (продолжается) на расстоянии нескольких миллиметров, обычно примерно 5-13 мм, например 9 мм, из преимущественно плоской основы 72, образуя поверхность 76 ковра. Каждый из фиг. 1-4 соответственно показывает очищающее устройство 1 в рабочем положении на таком ковре 70.
Как показано на фиг. 1, насадка 10 очищающего устройства 1 может включать в себя корпус 11. Корпус 11 насадки в принципе может быть выполнен из любого пригодного материала, однако легкий и прочный корпус 11 предпочтительно может быть изготовлен посредством литьевого формования пластмассы.
Очищающее устройство 1 включает в себя осцилляторный узел 30, который в показанных вариантах осуществления объединен с корпусом 11 насадки. Осцилляторный узел 30 включает в себя осциллятор 32, осцилляторное пространство 34, которое по меньшей мере частично образовано посредством или которое вмещает по меньшей мере часть осциллятора 32 и которое является доступным через пропускное отверстие 36.
Осциллятор 32 обычно может включать в себя электроакустический преобразователь, например громкоговоритель, приспособленный для создания колебаний давления в текучей среде, находящейся в осцилляторном пространстве 34, в ответ на электрический входной сигнал из источника сигнала (не показанного). Осциллятор 32 может быть выполнен с возможностью генерирования колебаний с частотами порядка нескольких сотен герц, например, в пределах 100-300 Гц. Каждое колебание может определять фазу всасывания и фазу удаления, во время которых внешняя текучая среда соответственно всасывается в осцилляторное пространство 34 и удаляется из осцилляторного пространства 34 через пропускное отверстие 36. Осцилляторный узел 30 может быть выполнен так, что скорость текучей среды в пропускном отверстии 36 находится в пределах приблизительно 30-60 м/с, когда частота осциллятора находится в пределах 100-300 Гц.
Осцилляторное пространство 34 может быть образовано посредством полости внутри корпуса 11 насадки и по меньшей мере частично образовано посредством осциллятора 32. Например, в случае если осциллятор 32 представляет собой динамический громкоговоритель, подвижная диафрагма или конус громкоговорителя может образовать часть стенки, ограничивающей упомянутую полость. В качестве альтернативы осцилляторное пространство 34 может быть преимущественно образовано посредством статической (т. е. неподвижной) внутренней стенки насадки 10, и осциллятор 32 может быть просто расположен внутри осцилляторного пространства 34. В осцилляторном пространстве 34 может быть образован трубчатый пропускной канал 38, в конце которого может быть предусмотрено пропускное отверстие 36. В принципе пропускной канал 38 может иметь любое пригодное поперечное сечение, и пропускное отверстие может иметь любую пригодную форму.
Осцилляторный узел 30 в целом предпочтительно может быть выполнен так, что во время его работы существует асимметрия между фазой всасывания и фазой удаления колебания. Во время фазы всасывания внешняя текучая среда может всасываться в осцилляторное пространство 34 через пропускное отверстие 36 с разных направлений, а во время фазы удаления, ранее всосанное во внешнюю текучую среду, может быть выпущено в направленную, так называемую «искусственную», струю. Данная асимметрия схематично показана на фиг. 2 и 3, первая из которых показывает фазу всасывания, а последняя - фазу удаления. Математически требуемая асимметрия может быть описана числом Струхаля, связанным с исполнением и работой осцилляторного узла 30. В данном контексте число Струхаля, St, может быть определено как:
где f - частота (Гц) осциллятора 32, d - характеристический размер (м) пропускного отверстия 36 и ν - средняя скорость текучей среды (м/с) в пропускном отверстии 36 во время фазы удаления колебания. В качестве эмпирического правила число Струхаля ⋅ 1 может быть рассчитано так, чтобы обеспечить минимум асимметричной работы и образования струи после удаления текучей среды из осцилляторного пространства 34 через пропускное отверстие 36. При этом максимальное значение, которое число Струхаля не должно превышать, может быть связано определенно с характеристиками пропускного отверстия 36. Например, если пропускное отверстие 36 является осесимметричным, например круглым отверстием, то его диаметр может быть принят как его характеристический размер d, и число Струхаля предпочтительно может быть равно * 0,5. В качестве альтернативы, если пропускное отверстие 36 имеет удлиненную прямоугольную форму, при этом короткая сторона имеет длину а, а длинная сторона имеет длину b, причем b>>а, то длина а короткой стороны может быть принята как характеристический размер пропускного отверстия 36, и число Струхаля предпочтительно может быть равно * 0,25 и более предпочтительно * 0,10. Более подробная информация об образовании и критериях искусственной струи может быть получена из статьи «Formation Criterion for Synthetic Jets», R. Holman, Y. Utturkar, R. Mittal, B. L. Smith and L. Cattafesta, AIAA Journal, vol. 43(10), pp. 2110-2116, 2005, и статьи «A Study of the Formation and Scaling of Synthetic Jet», J. M. Shuster and D. R. Smith, AIAA Paper 2004-00090, 2004, которые включены в данный документ посредством ссылки.
По меньшей мере в пропускном отверстии 36 пропускной канал 38 осцилляторного пространства 34 может продолжаться наружу в направлении J струи. Во время работы, когда насадка 10 размещается вплотную к ковру 70, направление J струи предпочтительно может быть обращено от основы 72 ковра, чтобы гарантировать, что содержащая грязь внешняя текучая среда, которая была всосана из ковра 70 во время фазы всасывания, не будет выпущена обратно на ковер 70 во время последующей фазы удаления. В предпочтительном варианте осуществления направление J струи предпочтительно может быть обращено от основы 72 ковра и образует с ним угол ⋅ (альфа) в пределах 15-45°. Обнаружено, что углы в пределах данного диапазона обеспечивают как надлежащее втекание внешней текучей среды из ковра 70, так и вытекание внешней текучей среды в направлении от ковра 70.
Кроме того, для увеличения асимметрии между втеканием внешней текучей среды в трубчатый пропускной канал 38 осцилляторного пространства 34 и вытеканием внешней текучей среды из него и более конкретно для предотвращения всенаправленного втекания внешней текучей среды структурная стенка 18, 20, образующая пропускной канал 38, может содержать выступ. То есть в пропускном отверстии 36 пропускной канал 38 может быть образован посредством стенки пропускного канала, содержащей первый участок 18 и второй участок 20. В удерживаемом положении насадки 10 вплотную к ковру 70 первый участок 18 может быть ближайшим к основе 72 ковра, а второй участок 20 может быть удаленным от основы 72 ковра, и второй участок 20 может продолжаться за пределами первого участка 18/пропускного отверстия 36 в направлении J струи. Выступ второго участка 20 относительно первого участка может увеличивать втекание внешней текучей среды в пропускной канал 38 со стороны ковра 70, одновременно он может уменьшать втекание внешней текучей среды в пропускной канал 38 со стороны, противоположной ковру 70. Таким образом, мощность всасывания, обеспечиваемая осциллятором 32, предпочтительно сконцентрирована на ковре 70. В практических вариантах осуществления второй участок 20 предпочтительно может продолжаться на 0,5-5 мм за пределами первого участка 18/пропускного отверстия 36. Выступы меньшего размера создают слабый эффект, а выступы большего размера затрудняют выход внешней текучей среды спереди пропускного отверстия 36 и лишь занимают пространство внутри насадки 10, таким образом без необходимости увеличивая ее размер.
Насадка 10 дополнительно включает в себя средство или наконечник 14 для проникания внутрь поверхности ковра, который выступает из корпуса 11 насадки и который образует пропускное отверстие 36 осцилляторного узла 30. Средство 14 проникания внутрь поверхности ковра может служить для разнесения покровных нитей 74 ковра, когда насадка 10 перемещается поперек них, и для размещения пропускного отверстия 36 по меньшей мере частично под поверхностью 76 ковра, т. е. в пределах/посередине покровных нитей 74. Положение пропускного отверстия 36 относительно уровня 76 поверхности ковра имеет первостепенное значение для эффективности осцилляторного узла 30 при выбивании и удалении грязи из покровных нитей 74 ковра 70. Это можно проиллюстрировать с помощью фиг. 4, на которой показан график зависимости между расстоянием ⋅ h между пропускным отверстием 36 и поверхностью 76 ковра (показанным на горизонтальной оси графика) и скоростью νM текучей среды в точке М в пределах раздвинутого участка ковра, на расстоянии нескольких миллиметров выше основы 72 ковра, во время фазы всасывания. Расстояние ⋅ h и скорость νM текучей среды измеряются перпендикулярно основанию 72 ковра так, что ⋅ h является положительным, когда пропускное отверстие 36 расположено выше/за пределами покровной нити 74 ковра 70, и νM является положительной, когда локальная скорость внешней текучей среды направлена от ковра 70. Как показано, положение пропускного отверстия 36 измеряется от кольцевого крайнего участка пропускного отверстия 36 ближайшего к основанию 72 ковра. Кривая на графике фиг. 4 показывает очевидный максимум νM в положении прямо под поверхностью 76 ковра. Это можно понять так, что, с одной стороны, отрицательное значение ⋅ h получается при внедрении средства 14 проникания внутрь поверхности ковра в покровную нить 72. Данное внедрение вызывает сжатие и локальное уплотнение покровных нитей 72, которое в свою очередь препятствует перемещению внешней текучей среды через нити 72 и соответственно подводу внешней текучей среды к пропускному отверстию 36 во время фазы всасывания. С другой стороны, положительная величина ⋅ h означает, что пропускное отверстие 36 расположено выше поверхности 76 ковра, что позволяет внешней текучей среде всасываться через поверхность 76 ковра, а не через ворс 74 ковра. Таким образом, оказывается, что оптимальным является положение пропускного отверстия 36 по меньшей мере частично и предпочтительно по существу полностью под поверхностью 76 ковра. Более конкретно, учитывая, что обычно длина покровной нити составляет примерно девять миллиметров, пропускное отверстие 36 во время работы может быть расположено в пределах от 0,5 до 2 мм ниже поверхности 76 ковра.
Для того чтобы гарантировать, что средство 14 проникания внутрь поверхности ковра проникает через ворс 74 ковра в оптимальной степени (точно так, как описано), насадка 10 очищающего устройства 1 снабжена опорной конструкцией. Упомянутая опорная конструкция приспособлена для удерживания корпуса 11 насадки вплотную к ковру 70 либо вплотную к его основе 72, либо вплотную к поверхности 76 ковра.
В случае если насадка 10 приспособлена для удерживания вплотную к основе 72 ковра, опорная конструкция, например, может включать в себя колеса или другие промежуточные элементы, расположенные в нижней или контактной стороне насадки 10, чтобы позволять насадке 10 катиться или скользить по ковру 70, подвергаемому очистке. Одним из недостатков такого подхода является то, что перемещение по ковру 70 может быть не совсем плавным, например, поскольку вращение колес несвободное или поскольку промежуточные элементы периодически зацепляются за покровные нити 74. Другой недостаток заключается в том, что опорная конструкция, опирающаяся на основу 72 ковра, по существу образует плоскость основы 72 как опорный уровень высоты для средства 14 проникания (вместо поверхности 76 ковра). Например, если насадку помещают в такое положение, когда точечное пропускное отверстие 36 в средстве 14 проникания находится на расстоянии семи миллиметров от плоскости, на которую будет опираться опорная конструкция во время использования, то пропускное отверстие будет расположено на надлежащие два миллиметра ниже поверхности 76 ковра, в случае если покровные нити 74 ковра имеют длину 9 мм. Однако в случае длинноворсового ковра с покровными нитями 74 длиной примерно 13 миллиметров оно будет расположено на субоптимальные шесть миллиметров ниже поверхности 76 ковра, а в случае коротковорсового ковра 70 с покровными нитями 74 длиной примерно 4 мм - на субоптимальные три миллиметра над поверхностью 76 ковра. Поэтому опорная конструкция, приспособленная для удерживания насадки 10 вплотную к основе 72 ковра, предпочтительно может включать в себя регулировочный механизм, позволяющий пользователю регулировать расстояние средства проникания относительно соответствующего опорного уровня высоты в зависимости от длины покровных нитей 74.
Для того чтобы предотвратить данные проблемы, опорная конструкция насадки 10 может включать в себя преимущественно плоскую, предпочтительно гладкую, внешнюю опорную поверхность 12 для удерживания насадки 10 вплотную к поверхности 76 ковра. По меньшей мере часть средства 14 проникания может выступать наружу из данной внешней опорной поверхности 12 так, что пропускное отверстие 36, образованное в средстве 14 проникания, по меньшей мере частично расположено за пределами опорной поверхности 12, и предпочтительно так, что по существу все пропускное отверстие 36 расположено за пределами опорной поверхности 12, в частности на расстоянии в пределах 0,5-2 мм от нее.
Во время работы осцилляторный узел 30 будет периодически удалять из пропускного отверстия 36 струю внешней текучей среды, содержащей частицы грязи. Для того чтобы предотвратить попадание частиц грязи, захваченных во внешнюю текучую среду, обратно на ковер 70, струя может быть направлена на емкость для сбора грязи, например, в виде камеры (не показанной) для сбора/осаждения грязи, предусмотренной в корпусе 11 насадки, в которой может собираться грязь. В качестве альтернативы, струя может служить для введения захваченных частиц грязи во вспомогательный поток текучей среды, который предусмотрен для емкости для сбора грязи. Для данной цели очищающее устройство 1 может содержать узел 50, 52 всасывания текучей среды, который показан на чертежах. Узел всасывания текучей среды может включать в себя отводную трубу 50 для грязи, содержащую всасывающий конец 51, который, в удерживаемом положении насадки 10 вплотную к ковру 70, обращен к ковру 70, и генератор 52 потока текучей среды, который в рабочем состоянии подсоединен к отводной трубе 50 для грязи и который приспособлен для генерирования потока текучей среды через отводную трубу 50 для грязи посредством создания пониженного давления (относительно давления наружного воздуха) на всасывающем конце 51. Отводная труба 50 для грязи обычно может вести в емкость для сбора грязи, такую как пылевой мешок или циклонный пылеуловитель (не показанный). На чертежах генератор 52 потока текучей среды схематично показан в виде вентилятора, расположенного внутри отводной трубы 50 для грязи. Однако понятно, что генератор 52 потока текучей среды может быть любого пригодного типа и может включать в себя, например, (электрический) вакуумный или воздушный насос, как принято в пылесосах. Пропускное отверстие 36 осцилляторного узла 30 может быть обращено к всасывающему концу 51 отводной трубы 50 для грязи так, что во время работы текучая среда, удаляемая из осцилляторного пространства 34 через пропускное отверстие 36, эффективно вводится в генерируемый поток текучей среды на всасывающем конце 51 и захватывается в него с возможностью отведения в емкость для сбора грязи.
Хотя упомянутый осцилляторный узел 30 потенциально описан выше как содержащий одно пропускное отверстие 36, понятно, что по существу он может содержать множество пропускных отверстий 36, образованных посредством одного или нескольких средств проникания внутрь поверхности. Вообще говоря, множество пропускных отверстий 36 могут быть расположены в любой пригодной конфигурации. Например, в одном варианте осуществления множество пропускных отверстий 36 могут быть выровнены по ширине или длине корпуса 11 насадки. В другом варианте осуществления могут быть предусмотрены два множества пропускных отверстий 36, расположенных симметрично против друг друга, например, на противоположных сторонах всасывающего конца 51 отводящей трубы 50 для грязи узла всасывания текучей среды.
Хотя выше были описаны примерные варианты осуществления настоящего изобретения, частично со ссылкой на прилагаемые чертежи, необходимо понимать, что изобретение не ограничено данными вариантами осуществления. Изменения в раскрытых вариантах осуществления могут быть очевидны и осуществлены специалистами в данной области техники при практической реализации заявленного изобретения, на основе изучения чертежей, описания изобретения и прилагаемой формулы изобретения. В данном описании ссылка на «один вариант осуществления» или «вариант осуществления» означает, что конкретный признак, конструкция или характеристика, описанные в связи с данным вариантом осуществления, включены в по меньшей мере один вариант осуществления настоящего изобретения. Таким образом, словосочетания «в одном варианте осуществления» или «в варианте осуществления», встречающиеся в разных местах в данном описании, необязательно все относятся к одному и тому же варианту осуществления. Кроме того, отмечается, что конкретные признаки, конструкции и характеристики одного или нескольких вариантов осуществления могут быть объединены любым пригодным способом, чтобы получить новые, не описанные подробно варианты осуществления.
Перечень ссылочных позиций
1 очищающее устройство
10 насадка
11 корпус насадки
12 внешняя опорная конструкция
14 средство проникания
16 стенка пропускного канала
18 первый или нижний участок стенки пропускного канала
20 второй или верхний участок стенки пропускного канала
30 осцилляторный узел
32 осциллятор
34 осцилляторное пространство
36 пропускное отверстие
38 пропускной канал
50 отводная труба для грязи
51 всасывающий конец отводной трубы для грязи
52 генератор потока текучей среды
70 ковер
72 основа
74 покровные нити
76 поверхность ковра
J направление струи
α угол пропускного канала относительно поверхности ковра
d характеристический размер пропускного отверстия
f частота осциллятора
Δh вертикальное расстояние между пропускным отверстием и поверхностью ковра
ν средняя скорость текучей среды в пропускном отверстии при удалении текучей среды из осцилляторного пространства
νM вертикальная скорость текучей среды в точке М в раздвинутом участке ковра, на несколько миллиметров выше основы ковра
1. Очищающее устройство (1) для очистки ковра (70), содержащего покровные нити (74), которые проходят на расстояние нескольких миллиметров от преимущественно плоской основы (72), образуя поверхность (76) ковра, причем очищающее устройство содержит:
осцилляторный узел (30), включающий в себя:
осциллятор (32);
осцилляторное пространство (34), которое по меньшей мере частично образовано посредством по меньшей мере части осциллятора или вмещает эту по меньшей мере часть в себя и которое является доступным через пропускное отверстие (36), через которое внешняя текучая среда чередующимся образом всасывается в осцилляторное пространство и удаляется из упомянутого осцилляторного пространства во время работы осциллятора;
насадку (10), включающую в себя
опорную конструкцию (12), выполненную с возможностью удерживания насадки вплотную к ковру, отличающееся средством (14) проникания внутрь поверхности ковра, которое образует пропускное отверстие и выступает из опорной конструкции (12) так, что в удерживаемом положении насадки, в котором опорная конструкция (12) удерживается вплотную к ковру, средство (14) проникания внутрь поверхности ковра проникает в поверхность ковра и пропускное отверстие расположено по меньшей мере частично ниже опорной конструкции (12) и поверхности ковра.
2. Очищающее устройство по п. 1, в котором, в удерживаемом положении насадки (10) вплотную к ковру (70), средство (14) проникания проникает в поверхность (76) ковра и пропускное отверстие (36) расположено по существу ниже поверхности ковра.
3. Очищающее устройство по п. 1, в котором, в удерживаемом положении насадки (10) вплотную к ковру (70), средство (14) проникания проникает в поверхность (76) ковра и пропускное отверстие расположено на расстоянии 0,5-2 мм ниже поверхности ковра.
4. Очищающее устройство по любому из пп. 1-3, в котором упомянутая опорная конструкция включает в себя преимущественно плоскую внешнюю опорную поверхность (12) для удерживания насадки (10) вплотную к поверхности (76) ковра, и причем по меньшей мере часть средства (14) проникания выступает наружу из упомянутой внешней опорной поверхности так, что пропускное отверстие (36), образованное в упомянутом средстве проникания, по меньшей мере частично расположено за пределами упомянутой опорной поверхности.
5. Очищающее устройство по п. 4, в котором по меньшей мере часть средства (14) проникания выступает наружу из внешней опорной поверхности (12) так, что пропускное отверстие (36), образованное в упомянутом средстве проникания, расположено по существу за пределами упомянутой опорной поверхности, в частности на расстоянии в пределах 0,5-2 мм от нее.
6. Очищающее устройство по любому из пп. 1-3, в котором осцилляторное пространство (34) образует пропускной канал (38), в конце которого предусмотрено пропускное отверстие (36), и
в котором пропускной канал (38) у пропускного отверстия (36) продолжается наружу в направлении (J) струи.
7. Очищающее устройство по п. 6, в котором направление (J) струи, в удерживаемом положении насадки (10) вплотную к ковру (70), обращено от основы (72) ковра.
8. Очищающее устройство по п. 7, в котором направление (J) струи, в удерживаемом положении насадки (10) вплотную к ковру, образует угол в пределах 15-45°с основой (72) ковра.
9. Очищающее устройство по п. 6, в котором пропускной канал (38) у пропускного отверстия (36) образован посредством стенки пропускного канала, содержащей первый участок (18) и второй участок (20),
в котором, в удерживаемом положении насадки (10) вплотную к ковру (70), первый участок (18) является ближайшим к основе (72) ковра, а второй участок (20) является удаленным от основания ковра, и
в котором второй участок (20) проходит за пределы первого участка (18) в направлении (J) струи.
10. Очищающее устройство по п. 9, в котором второй участок (20) проходит на 0,5-5 мм за пределы первого участка (18).
11. Очищающее устройство по любому из пп. 1-3, выполненное так, что во время работы выполняется следующий критерий:
f·d/ν≤1,
где f - частота осциллятора (32), d - характеристический размер пропускного отверстия (36) и ν - средняя скорость текучей среды в пропускном отверстии, когда текучая среда удаляется из осцилляторного пространства (34).
12. Очищающее устройство по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащее:
узел всасывания текучей среды, включающий в себя:
отводную трубу (50) для грязи, содержащую всасывающий конец (51), который, в удерживаемом положении насадки (10) вплотную к ковру (70), обращен к ковру;
генератор (52) потока текучей среды, в рабочем состоянии подсоединенный к отводной трубе (50) для грязи и выполненный с возможностью генерирования потока текучей среды через отводную трубу для грязи посредством создания пониженного давления во всасывающем конце (51);
причем пропускное отверстие (36) осцилляторного узла (30) обращено к всасывающему концу (51) отводной трубы (50) для грязи так, что, во время работы, текучая среда, удаляемая из осцилляторного пространства (34) через пропускное отверстие (36), эффективно вводится в генерируемый поток текучей среды на всасывающем конце (51) и захватывается в него.
