自清洁过滤器和含有自清洁过滤器的真空吸尘器 背景技术
【技术领域】
本发明总体上涉及真空吸尘器和具体地说涉及含有过滤器的真空吸尘器。
背景技术
真空吸尘器的过滤器过滤穿过该真空吸尘器的空气流。带有脏灰尘的空气保持在该过滤器的一个侧面上，同时清洁的空气流过，通向风扇并从真空吸尘器排出。随着使用，来自流过该真空吸尘器的空气流的灰尘往往会聚集在该现有技术过滤器中。由于过滤器变得更堵塞，可被抽入通过该过滤器的空气越来越少。这减少了被吸入真空吸尘器的空气量，这从而减弱了该真空吸尘器的效力。于是，现有技术真空吸尘器在它们的过滤器的寿命过程中不断地丧失效力。最终该过滤器变得如此堵塞以致它必须被卸下以及或者被更换或者被清洗。因此，需要有满足下列目标的一种真空吸尘器。
【发明内容】
本发明的一个目的是提供一种真空吸尘器过滤器，它将不会随着使用而变得被堵塞。
本发明地另一个目的是延长真空吸尘器过滤器的使用寿命。
本发明还有的另一个目的是提供一种真空吸尘器，它不会随着时间而损失功率。
本发明仍有的另一个目的是提供应用于真空吸尘器及其它类似装置中的一种自清洁的过滤器。
本发明还有的另一个目的是清洁一种真空吸尘器的该过滤器，同时基本上不使该真空吸尘器马达的负载过重。
本发明仍有的一个目的是清洁一种真空吸尘器的该过滤器，同时基本上不使该真空吸尘器电电源负载过重。
本发明包括一刷子，它被构造用来反复地移过一真空吸尘器过滤器或其它过滤装置。该刷子将除去灰尘颗粒以防它们堵塞该过滤器。在本优选实施例中，该刷子安装在一转动轴上。当该转轴动时，它使该刷子的刷毛移过该过滤器的表面，从而可除去灰尘颗粒。在一个实施例中，该轴连接在该真空吸尘器马达上并由该马达直接使该轴转动，在这个实施例中，可以使用一减速器以减慢该刷子的转动速度。在另一个实施例中，一涡轮连接在该轴上，该涡轮被设置在移动通过该真空吸尘器的空气流的路径中。流过该涡轮的空气导致该涡轮及该轴转动，由此减小该马达的负载。
【附图说明】
图1是一已组装的真空吸尘器的一优选实施例的侧剖视图，该已组装的真空吸尘器使用了本发明的一优选实施例，该优选实施例具有一涡轮驱动的刷子；
图2是本发明一个优选实施例的侧剖视图，示出与一过滤器相连的刷子，其中该刷子由一真空吸尘器马达直接驱动；
图3是本发明另一个优选实施例的侧剖视图，示出与一过滤器相连的刷子，其中该刷子由一真空吸尘器马达驱动并使用了一减速器；
图4是一刷子、过滤器及涡轮的一优选实施例的分解视图；
图5是带有就位的转动刷子的一过滤器的优选实施例的立体视图；
图6是一涡轮驱动的刷子和过滤器组件的优选实施例的立体后视图；
图7是一刷子架槽的优选实施例的立体视图；
图8是具有一弹簧的刷子的优选实施例的立体视图；
图9是具有一弹簧的刷子的优选实施例的侧视图；
图10是位于一刷子架槽内的刷子的优选实施例的剖面端视图；和
图11是第二过滤器的优选实施例的立体视图。
实施本发明的最佳模式的详细说明
本发明的一个实施例包括对真空吸尘器1的改进。大多数真空吸尘器1包括一外罩2，外罩2含有驱动一风扇4的普通马达3。风扇4通过入口5或其它小孔把空气抽入一灰尘收集腔6中。灰尘收集腔6和外罩2可以是一体的或者它可以是一分离的结构。在本优选实施例中，灰尘收集腔6是一刚性容器，但在是一次性的真空吸尘袋的情况下，它也可以是一柔软的容器，或者也可以是任何其它便利的真空吸尘器灰尘收集器。
当空气从真空吸尘器1外部被吸入入口5及灰尘收集腔6中时，该吸尘器1收集灰尘及其它垃圾并把它们带入真空吸尘器1内。该空气通过一出口51离开灰尘收集腔6。出口51应与通往风扇4的一吸入孔52连通，吸入孔52可能在外罩2上并且它可能是与出口51相同的孔。重要的是出口51与风扇4流体连通。
设置了一过滤器7以把灰尘收集腔6与通往风扇4的吸入区域81隔开。这是为了保证灰尘或者其它垃圾保留在灰尘收集腔6中，使得它们能被弃除以及保证该灰尘不会进入马达3或风扇4，在马达3或风扇4中它可能导致损坏。当然通过风扇4被吸入的空气必须被排出，通常是通过出口9排出。没有过滤器7，灰尘将与该空气一起被排出，大大地失去真空吸尘器1的目的。
当带有灰尘的空气连续流过过滤器7时，灰尘颗粒将聚集在过滤器7上。这将降低过滤器7的透过性。由于过滤器7的透过性下降，能够流过过滤器7的空气量也下降，导致降低真空吸尘器1的总效力。过一段时间后，过滤器7将越来越堵塞直至最终必须被卸下及被清洗或被更换掉。
本发明提出了连续清洁过滤器7。在本优选实施例中提供了一转动的刷子8。刷子8被构造用来连续地扫过过滤器7的表面，以防灰尘颗粒粘附在过滤器7上。被扫下的灰尘颗粒将留在灰尘收集腔6内，它们最终可被从灰尘收集腔6弃除。这将防止过滤器7堵塞及防止降低真空吸尘器的效力。这也将消除更换或清洁过滤器7的需求或至少是降低需要这种清洁或更换的频率。
在本优选实施例中，过滤器7具有一修正的圆锥形状，该修正圆锥顶部已变平。一小框架10为过滤器7提供刚性，虽然过滤器7当然可以设计成自支承的。刷子8安装在一轴11上，轴11穿过过滤器7的中心而转动。在本优选实施例中，刷子8安装在与轴11连接的一刷架8A上。在本优选实施例中，当刷架8A绕过滤器7转动时它将安置在套筒26上。当刷架8A及刷子8转动时，刷子8的刷毛12接触过滤器7的表面，除去沉积在该处的灰尘。
在本优选实施例中，刷子8包含布置在刷子8底板的一弹簧40。在本实施例中，刷子8将被安装在刷架8A的槽41之内，当刷毛12磨损时，弹簧40将使刷子8进一步从槽41伸出。当刷毛12磨损时，这将使刷毛12与过滤器7的表面保持接触。
本领域的技术人员将会理解，过滤器7的定位及形状对刷子8的工作是不重要的。如果过滤器7的定位或形状改变了，刷子8和/或刷架8A的定位及形状也可以改变，以允许刷子8接触过滤器7。类似地，当需要时刷子8的运动路径可以改变以在使用中接触过滤器7的该实施例。
在本优选实施例中，刷子8的转动由转动轴11产生，轴11的转动可通过一种或数种方法来实现。轴11可直接或间接地连接于马达3，使得马达3的转动将导致轴11的转动。这将增加马达3上的负载。当真空吸尘器1与来自墙壁或其它输出口的连续电源是“插电”模式的关系时，该附加负载通常不会造成显著的问题。然而，在当真空吸尘器1是电池驱动器的场合下，马达3上的该附加负载将导致该电池被消耗的更快，在此情况下由刷子8造成的该附加负载将成为一更加显著的问题。
解决来自刷子8的马达3上的潜在额外负载的一个方法将是有选择地开动刷子8，当需要时限制刷子8的开动次数。刷子8与马达3之间的连接可以是机械完成的，由一电磁线圈或其它电控的连接器的操作来中断。可设置一开关，当需要时它可允许使用者让该连接器结合并由此使由刷子8提供的自清洁性能起作用。另外，可以提供一定时器，它将使得该连接器周期性地结合及脱开。还有一个选择是提供一传感器，该传感器也许通过检测马达3的转速能够检测通过过滤器1的空气流量的下降。如果该流量下降至低于一预设的流量，该传感器将引起该连接器结合并启动该自清洁功能。
轴11及刷子8的感应转动的另一个方法是提供带有一涡轮13的轴11。涡轮13应布置在通向风扇4的空气路径中，使得进入风扇4的空气必须流过涡轮13。流过涡轮13的空气将引致涡轮13转动，于是引起轴11、刷架8A及刷子8转动。不同于轴11与马达3之间的直接连接，涡轮13将不会显著地增大马达3上的负载，由此当真空吸尘器1由电池供电时，延长了电池寿命。这个实施例在本真空吸尘器领域之外的本发明的其它应用方面也是有用的，特别是在刷子8的电源不容易获得的场合下。
在一个优选实施例中，马达3将设置用于驱动轴11的马达轴20。在本实施例中，一连接销21将与马达轴20结合。一第一轴承22将把连接销21连接至一第一连接装置23A上。第一连接装置23A将与第二连接装置23B相配合，使得当第一连接装置23A被转动时，第二连接装置23B也将转动。第二连接装置23B在一个端部与轴11结合。在相对的端部，轴11连接于刷架8A。设置了一密封垫或阻挡件24以防灰尘在这个连接点渗入过滤器7。当马达3及马达轴20转动时，轴11、刷架8A及刷子8将转动。当刷子8转动时，刷子8将接触并清洁过滤器7。
当马达3被用于转动刷架8A及刷子8时，希望减慢刷子8的转速。应用于普通真空吸尘器中的马达可在每分钟23,600转(“rpm’s)及更高的的速度下驱动马达轴，而在不同形式的真空吸尘器之中，这个速度可以显著地改变。这种高速度在刷子8中通常是不需要的，并在某些应用中可能损伤刷子8或过滤器7。在本优选实施例中需要的刷子8的转速通常仅为约20rpms，虽然当特殊应用需要时可以使用更高的速度。
为达到这样一种减速，可使用一减速器25。减速器25可使用任意数量的机构来降低从马达3传递至刷子8的转动速度。这种普通机构包括行星齿轮装置、摆动齿轮装置、小齿轮装置和皮带与带轮。在本优选实施例中，当减速器25应用于刷子8时，在马达3的rpms上将实现1000∶1的减速比。该优选的减速器25的型号是R-20C1，这样的减速器25可从Sayama Precision CO.Ltd.of 15-1，2 Chome，Fujimi，Sayama City，Saitama，Japan 350-1393购买到。
在本实施例中，连接销21将仍与马达轴20结合，第一轴承22将把连接销21连接于第一连接装置23A，连接装置23A将与第二连接装置23B相结合，而第二连接装置23B将仍与轴11结合。然而，轴11将不与刷架8A直接结合。相反地，轴11将与减速器25结合。减速器25将与刷架8A结合并将导致刷架8A以所需速度转动。虽然本发明人打算相对于马达3减慢刷子8，而如果需要增加速度，在需要时可使用类似的但反转的装置或皮带轮机构。
在本优选实施例中，过滤器7将使用一有弹性的坚硬材料，诸如具有每平方英寸约200小孔的孔尺寸的不锈钢；然而，需要时可使用塑料及有不同孔尺寸的其它材料。为了为马达3及风扇4提供附加的保护，可能希望包含一第二过滤器30。第二过滤器30将含有一过滤介质，该介质最好每平方英寸具有约200小孔。过滤介质31最好是一织品，诸如通常应用于现有技术真空吸尘器中的HEPA品质的纸。将会理解到：在一使用第二过滤器30的实施例中，过滤器7及刷子8的存在将显著地延长第二过滤器30的使用寿命。
第二过滤器30最好应布置在过滤器7与风扇4之间以截获穿过过滤器7的任何颗粒。当使用了第二过滤器30时，过滤器7可被构造成用螺纹旋拧的或快速卡上及脱开的或另外可拆卸的，以便可处置第二过滤器30，使得需要时第二过滤器30可被更换和/或被清洁。
在本优选实施例中，第二过滤器30是平板橡胶框板。过滤介质31布置在橡胶框32内。使用涡轮13的实施例中，不需要通过第二过滤器30的通路。然而，当应用马达3直接转动刷子8时，用于轴11的孔可设置在第二过滤器30上。其它的代替办法将是用磁性使轴11与马达3结合，使得马达3的转动可导致轴11转动，而不用使轴11不得不穿过第二过滤器30。当然，需要时可以使用其它形状的第二过滤器30和/或吸入孔52。
虽然显示于各图中的真空吸尘器1的实施例是手握型的，但本发明不受此限制。本领域的技术人员将会理解本发明可应用于竖式真空吸尘器、全部尺寸的真空吸尘器和使用过滤器的任何其它真空吸尘器1。此外，本发明也可应用于不涉及真空吸尘器的其它过滤器装置上。本发明也可以应用于被过滤的流体是气体而不是空气或甚至是液体的环境下。因此，希望保护的范围与下面的权利要求书一致。