ПЫЛЕСОСНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2016 года по МПК A47L9/04 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к пылесосному устройству, содержащему узел для аэродинамического воздействия на частицы пыли и/или поверхность, подлежащую чистке, для удаления частиц с поверхности и перенесения по воздуху, причем узел содержит корпус, имеющий стенку, окружающую два внутренних отделения, подвижную поверхность, расположенную на контактной поверхности двух отделений, и средство для приведения в действие подвижной поверхности, которое выполнено с возможностью осуществления колебательного движения поверхности.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Чистка пылесосом является хорошо известным способом для удаления пыли с поверхностей, особенно полов. Обычно, в области чистки пылесосом всасывающая сила генерируется и прикладывается для принудительного перемещения частиц пыли с поверхности, подлежащей чистке, в другое место, такое как контейнер для сбора частиц. В процессе работы может быть желательным взъерошивать поверхность для обеспечения удаления частиц с поверхности под действием всасывающей силы, как упомянуто. С этой целью, можно использовать приспособление для фактического контакта с поверхностью, подлежащей очистке. Однако, также известно как использовать другой способ, то есть, способ, который включает в себя использование типа воздушного насоса, причем воздушные волны генерируются для вибрации поверхности, что может способствовать отделению частиц пыли с поверхности.

US 7383607 раскрывает устройство для взъерошивания, которое является подходящим для использования в очищающей головке пылесоса, и которое включает в себя первый и второй каналы для прохода. Каждый из этих каналов для прохода имеет резонирующую полость и впускное/выпускное отверстие, которое соединяет полость с областью внутри очищающей головки. Генератор, такой как громкоговоритель с диафрагмой, генерирует переменную волну давления между отверстиями. Волны давления излучаются из одного из отверстий в противофазном отношении с волнами давления из другого отверстия, таким образом, уменьшая рабочий шум. Когда пылесос, устройство для взъерошивания которого является частью, используется для чистки ковра, движение воздуха в/из отверстий приводит в колебание ворс ковра и используется для извлечения пыли между волокнами ковра.

Следует отметить, что устройство для взъерошивания, известное из US 7383607, способствует удалению пыли с ковра, но имеется проблема, связанная с этим устройством, которая состоит в том, что обе резонирующие полости находятся в сообщении с областью в очищающей головке через отверстие. В результате, среди прочего, возможно, чтобы частицы пыли достигали задней стороны генератора, который находится в одной из полостей. Таким образом, работа средства для приведения в действие подвижной поверхности генератора, которое расположено на задней стороне генератора, может нарушаться, и, в конечном счете, может случиться так, что накопление пыли приведет к общему повреждению генератора.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является создание пылесосного устройства, содержащего узел для удаления пыли с поверхности, подлежащей чистке, который является более надежным, чем устройство, известное из US 7383607, в котором больше не существует проблема накопления пыли на задней стороне генератора, т.е. стороне, где расположено средство для приведения в действие подвижной поверхности генератора, без каких-либо отрицательных воздействий на работу устройства. Для этой цели первый аспект настоящего изобретения относится к пылесосному устройству, содержащему узел для аэродинамического воздействия на частицы пыли и/или поверхность, подлежащую чистке, для удаления частиц с поверхности и перенесения по воздуху. Узел содержит корпус, имеющий стенку, окружающую первую внутреннюю область или отделение и вторую внутреннюю область или отделение, причем подвижная поверхность расположена на контактной поверхности двух областей, и, причем первый участок стенки корпуса, ограничивающий первую внутреннюю область, содержит, по меньшей мере, одно отверстие, через которое первая внутренняя область находится в сообщении с наружной стороной узла. Узел также содержит средство для колебания подвижной поверхности, причем средство для приведения в действие расположено во второй внутренней области. Узел дополнительно содержит средство выравнивания давления для уравнивания давления в первой внутренней области с давлением во второй внутренней области посредством регулирования степени, при которой второй участок стенки корпуса, ограничивающий вторую внутреннюю область, может обеспечивать прохождение воздуха и/или посредством изменения отношения между объемом первой внутренней области и объемом второй внутренней области, а не посредством колебания подвижной поверхности.

Второй аспект настоящего изобретения относится к пылесосному устройству, содержащему узел для аэродинамического воздействия на частицы пыли и/или поверхность, подлежащую чистке, для удаления частиц с поверхности и перенесения по воздуху. Узел содержит корпус, имеющий стенку, окружающую первую внутреннюю область или отделение и вторую внутреннюю область или отделение, причем подвижная поверхность расположена на контактной поверхности двух областей, и, причем первый участок стенки корпуса, ограничивающий первую внутреннюю область, содержит, по меньшей мере, одно отверстие, через которое первая внутренняя область находится в сообщении с наружной стороной узла. Узел также содержит средство для приведения в действие для колебания подвижной поверхности, причем средство для приведения в действие расположено во второй внутренней области. Узел дополнительно содержит средство выравнивания давления для уравнивания давления в первой внутренней области с давлением во второй внутренней области, причем упомянутое средство выравнивания давления включает в себя, по меньшей мере, одно отверстие на участке стенки корпуса внутри между первой областью и второй областью, так что вторая область находится в сообщении с наружной стороной узла через первую область.

В соответствии с настоящим изобретением участок стенки корпуса, ограничивающий вторую область или отделение, в котором расположено средство для приведения в действие, выполнен с возможностью, по меньшей мере, замедления обмена воздуха между внутренней частью этого отделения и наружной стороной корпуса в местоположении этого отделения, который называется вторым отделением. За счет предотвращения свободного обмена воздуха с наружной стороны корпуса во внутреннюю часть второго отделения, достигнуто то, что пыль не может свободно достигать внутренней части второго отделения или не может достигать вообще внутренней части этого отделения. В любом случае, если происходит накопление пыли, это будет происходить с более низкой скоростью, чем в устройстве, известном из US 7383607, так что надежность пылесосного устройства увеличена.

Важным достижением настоящего изобретения является то, что нет конструкции с отверстием, обеспечивающим свободный доступ из наружного пространства во второе отделение, в то время как наличие такого отверстия является необходимым в устройстве, известным из US 7383607. Дело в том, что в известной конструкции необходимо подвергать обе стороны подвижной поверхности генератора одинаковому статическому давлению для обеспечения надежной работы генератора. Понятно, что когда одно отделение изолировано от окружающей среды, по меньшей мере, до некоторой степени, в то время как другое отделение все еще находится в сообщении с этой окружающей средой через, по меньшей мере, одно отверстие, принцип наличия одинакового статического давления нарушен. Особенно, когда используется всасывающая сила в пылесосном устройстве для перемещения удаленных частиц из очищающей головки в другую область внутри пылесосного устройства, это имеет место в устройстве, известном из US 7383607, пониженное давление возникает в первом отделении, т.е. отделении, имеющем отверстии. Это явление отрицательно влияет на работу и эффективность генератора. Тем не менее, настоящее изобретение предлагает наличие более или менее закрытого второго отделения, так как в соответствии с идеей, лежащей в основе настоящего изобретения, можно иметь другие способы выравнивания давления, чем через открытое сообщение между каждым из отделением и наружной средой, т.е. средой, в которой расположен корпус, отделения которого являются частью.

В первом аспекте настоящего изобретения выравнивание давления осуществляется средствами, которые обеспечивают временные изменения в конфигурации узла, которые могут осуществляться во время работы средства для приведения в действие. В соответствии с идеей, лежащей в основе настоящего изобретения, разности давлений между двумя отделениями могут компенсироваться посредством регулирования степени, при которой участок стенки корпуса, ограничивающий второе отделение, может обеспечивать прохождение воздуха и/или посредством изменения отношения объемов отделений. Для полноты, следует отметить, что в связи с этим колебательные движения самой подвижной поверхности и возможные перемещения средства для приведения в действие, которое необходимо для вызывания этих колебательных движений подвижной поверхности не должны рассматриваться как временные изменения в конфигурации узла, которые являются изменениями на большем уровне по сравнения с перемещениями, как упомянуто.

В пределах объема настоящего изобретения возможно, чтобы участок стенки корпуса, ограничивающий второе отделение узла, содержал, по меньшей мере, одно отверстие, причем обеспечено средство, которое является подвижным между положением для закрытия отверстия и положением для оставления отверстия открытым. В таком случае ситуации, в которых пыль может достигать второго отделения, максимально предотвращены. Даже когда отверстие оставлено открытым подвижно расположенным средством, которое может содержать обратный клапан или ему подобное, вряд ли существует опасность проникновения пыли во второе отделение, поскольку открытое положение отверстия является особенно важным, если необходимо уменьшить давление, существующее во втором отделении. В такой ситуации, можно ожидать, что воздух выходит из второго отделения, причем практически не возможно, чтобы пыль перемещалась в противоположном направлении.

В преимущественном варианте осуществления стенка корпуса, ограничивающая второе отделение узла, является полностью закрытой. В таком случае обеспечено то, чтобы пыль не могла достигнуть средства для приведения в действие, так что работа этого средства не может нарушаться исходя из проблем, вызванных пылью. Кроме того, в таком случае для предотвращения того, чтобы пониженное давление возникало в первом отделении узла, предприняты меры для обеспечения изменения отношения объемов отделений таким образом, чтобы давление постоянно выравнивалось.

В соответствии с одной возможностью узел содержит средство для обеспечения смещения системы подвижной поверхности и средства для приведения в действие внутри корпуса. Следует отметить, что в практическом варианте осуществления система подвижной поверхности и средства для приведения в действие является частью устройства, подобного громкоговорителю. Ниже для ясности эта система будет называться генератором. При смещении генератора внутри корпуса и возникновении пониженного давления в первом отделении, можно предпринимать действие, которое направлено на получение одинакового давления в обоих отделениях снова. С этой целью генератор смещается таким образом, чтобы уменьшить размер первого отделения, так что давление внутри этого отделения повышается, и увеличить размер второго отделения, так что давление внутри этого отделения уменьшается.

В соответствии с другой возможности узел содержит гибкую мембрану, которая расположена на участке стенки корпуса, ограничивающем второе отделение. Для предотвращения достижения пылью средства для приведения в действие, расположенного во втором отделении, предпочтительно, если мембрана является воздухонепроницаемой. Тем не менее, такая мембрана может быть звукопроницаемой, особенно когда масса мембраны является относительно малой, и/или объем между подвижной поверхностью и мембраной является относительно небольшим. Кроме того, чтобы обеспечить звукопроницаемость мембраны, предпочтительно, если упругая деформация мембраны значительно выше упругой деформации подвижной поверхности. В этом случае обеспечивается то, что остаточная разность статических давлений между отделениями узла является минимальной. Кроме того, увеличение объема между подвижной поверхностью и мембраной, вызывающее уменьшение давления во втором отделении, затем в основном устанавливается за счет смещения мембраны, причем смещение подвижной поверхности поддерживается минимальным.

В соответствии с еще одной возможностью генератор подвижно расположен в узле, причем узел содержит средство для направления генератора в заданном направлении, и генератор закреплен на стенке корпуса с помощью упругого средства. В этом исполнении генератор может перемещаться подобно поршню в цилиндре, составляющем одно целое с корпусом, причем возможно, чтобы исполнение было достаточно воздухонепроницаемым, так что перемещение генератора может фактически использоваться для обеспечения практически одинаковых давлений в обоих отделениях корпуса. Упругое средство используется для увеличения упругой деформации генератора. При падении давления в первом отделении генератор смещается таким образом, что объем второго отделения увеличивается, и давление, существующее во втором отделении, также падает.

Как проиллюстрировано вторым аспектом настоящего изобретения, нет необходимости использовать один или более элементов, имеющих подвижное/смещаемое исполнение для компенсации разности давлений между отделениями за счет изменения конфигурации узла соответствующим способом. В вариантах осуществления узла в соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения по меньшей мере одно отверстие образовано между первым отделением и вторым отделением внутри корпуса. Следует понимать, что для предотвращения насколько возможно перемещения пыли из первого отделения во второе отделение, предпочтительно иметь как можно меньше отверстий, и иметь также ограниченный размер, по меньшей мере, одного отверстия. Предпочтительно, чтобы отверстие или общее количество отверстий не было больше, чем необходимо для осуществления выравнивания давления до достаточной степени. В любом случае в варианте осуществления, как предложено, прямой впуск пыли во второе отделение с наружной стороны корпуса узла в целом предотвращен. Практически, впуск пыли из первого отделения является незначительным, так как впуск пыли с наружной стороны корпуса узла в первое отделение ограничен ввиду того, что первое отделение открыто только на наружную сторону через, по меньшей мере, одно отверстие, и так как существует в основном поток воздуха в направлении из второго отделения в первое отделение, то есть, когда пониженное давление существует в первом отделении, что является ситуацией, которая, по-видимому, имеет место в связи с чисткой пылесосом.

В объеме настоящего изобретения очень возможно использование активного управления для обеспечения того, чтобы давление было одинаковым. Практически, если узел содержит средство для изменения объема второго отделения, как это имеет место в различных возможностях, упомянутых выше, узел может дополнительно содержать средство для измерения разности давлений между первым отделением и вторым отделением, определения объема второго отделения, при котором исключена разность давлений, и управления средством для изменения объема второго отделения для установки объема, как определено. Другим примером средства для изменения объема второго отделения является средство, содержащее трубчатый элемент и поршень, который подвижно расположен внутри трубчатого элемента, причем участок стенки корпуса, ограничивающий второе отделение, содержит отверстие, и причем трубчатый элемент соединен с корпусом в положении отверстия. Второе отделение и трубчатый элемент образуют закрытую систему, так что не возможно, чтобы пыль достигала части генератора, который расположен во втором отделении, т.е. части, где расположено средство для приведения в действие.

В соответствии с другим примером в контексте активного управления узел содержит канал, проходящий между первым отделением и вторым отделением, средство, которое является подвижным между положением для закрытия канала и положением для оставления канала открытым, и средство для измерения разности давлений между первым отделением и вторым отделением, определения положения подвижного средства, в котором разность давлений исключена, и управления подвижным средством для принятия положения, как определено. В практическом варианте осуществления подвижное средство, например, может содержать клапан.

В соответствии с еще одним примером в контексте активного управления генератор подвижно расположен в узле, причем узел содержит средство для перемещения генератора в заданном направлении, причем генератор закреплен на этом средстве, и причем узел дополнительно содержит средство для измерения разности давлений между первым отделением и вторым отделением, определения положения генератора, в котором разность давлений исключена, и управления средством для перемещения генератора для установки генератора в положении, как определено. В случае подвижного расположения генератора давление, существующее внутри как первого отделения, так и второго отделения узла, может изменяться без необходимости обеспечения отверстия на участке стенки корпуса, ограничивающем второе отделение, так что второе отделение будет всегда оставаться без пыли.

Что касается активного управления, следует отметить, что разность давлений между первым отделением и вторым отделением может определяться за счет непосредственного измерения полного сопротивления генератора. Как только оказывается, что полное сопротивление отклоняется от линейного режима, получают указание того, что градиент давления в генераторе является таким, что он отрицательно влияет на работу генератора. Следовательно, градиент давления определяют косвенным способом, после чего может быть предпринято соответствующее действие за счет обеспечения, по меньшей мере, одного отверстия на участке стенки корпуса, ограничивающем второе отделение, и/или изменения объема второго отделения, и/или изменения положения подвижной поверхности внутри корпуса, в результате чего изменяется отношение объемов первого отделения и второго отделения.

В предпочтительном варианте осуществления узла средство для приведения в действие выполнено с возможностью осуществления колебательного движения подвижной поверхности, которая заставляет воздух попеременно всасываться в первое отделение через отверстие из разных направлений к отверстию и вытесняться из первого отделения через отверстие в виде направленной струи. В таком случае подвижная поверхность, которая является частью узла, и которая используется для генерации воздушных волн, приводится в действие таким образом, что возникает асимметрия между фазами всасывания и выдувания. После впуска воздух всасывается из разных направлений в корпус узла, и после выпуска образуется направленная струя воздуха. Следовательно, узел, который является частью пылесосного устройства в соответствии с настоящим изобретением может рассматриваться, как средство для генерации так называемой синтетической струи. Во время работы пылесоса колеблющийся синтетический воздушный поток используется для аэродинамического воздействия на частицы пыли и/или поверхность, подлежащую чистке, так что частицы удаляются с поверхности и переносятся по воздуху. Кроме того, можно использовать выходящую направленную струю воздуха для переноса частиц пыли в заданное положение, причем обычный всасывающий воздушный поток, генерируемый вентилятором или ему подобным, может быть исключен.

При заданной частоте вибрации и заданной геометрии отверстия на участке стенки корпуса, ограничивающем первое отделение узла, направленная струя воздуха образуется, когда скорость воздуха через отверстия является достаточно высокой. Общеизвестным числом, которое применяется в данном документе, является так называемое число Струхаля, которое определяется следующим образом:

,

в котором Sr - число Струхаля, f - частота перемещения поверхности, которая является частью генератора, расположенного внутри корпуса узла, d - характеристический размер отверстия, и v - средняя скорость воздуха в отверстии в фазе выпуска цикла всасывания и вытеснения воздуха. В общем, с целью обеспечения того, чтобы была получена синтетическая струя, является преимущественным, если число Струхаля ниже определенного максимума, причем значение максимума относится к характеристикам рассматриваемого отверстия, особенно, форме отверстия. Если отверстие является осесимметричным отверстием, например круглым отверстием, предпочтительно, если удовлетворен нижеследующий критерий: Sr ≤ 0,5. В этом случае диаметр отверстия является характеристическим размером. Кроме того, если отверстие имеет удлиненную прямоугольную форму с длинной стороной, которая, по меньшей мере, в 10 раз длиннее короткой стороны, предпочтительно, если удовлетворен нижеследующий критерий: Sr ≤ 0,25, и, более предпочтительно, если удовлетворен нижеследующий критерий: Sr ≤ 0,1. В этом случае длина короткой стороны отверстия является характеристическим размером. В основном, предпочтительно, если число Sr Струхаля не больше 1.

В принципе, отверстие на участке стенки корпуса, ограничивающем первое отделение, может иметь любую подходящую форму. Примером другой возможности, отличной от осесимметричной формы и удлиненной прямоугольной формы, является квадратная форма. В этом случае длина стороны отверстия является характеристическим размером. При выполнении отверстия в квадратной форме является практичным использование критерия, который применим в случае осесимметричной формы. При выполнении отверстия в прямоугольной форме, которая не обязательно является удлиненной прямоугольной формой, а также не квадратной формой, возможно необязательно использование критерия, который применим в случае удлиненной прямоугольной формы.

Для полноты следует отметить, что нижеследующие две публикации относятся к области критериев формирования струй:

R. Holman, Y. Utturkar, R. Mittal, B.L. Smith и L. Catafesta; Критерий формирования синтетических струй; AIAA журнал, т.43(10), стр. 2110-2116, 2005; и J.M. Shuster и D.R. Smith; Исследование формирования и масштабирования синтетической струи; AIAA документ 2004-0090, 2004.

В случае генерации синтетической струи в противоположность настоящему уровню техники, известному из US 7383607, не уделяется внимание вибрации поверхности, подлежащей чистке, и регулировки частоты работы, чтобы осуществлять вибрации, которые являются наиболее эффективными. Вместо этого важно осуществить характеристики геометрии и приведение в действие/работу для получения синтетической струи, причем имеется асимметрия воздушного потока. В фазе выпуска формируется направленная струя, которая является гораздо более эффективной для удаления частиц пыли с ковра или другой поверхности, подлежащей чистке, чем известный воздушный поток, который в основном используется для осуществления воздействия вибраций. Кроме того, направленная струя может использоваться для переноса частиц пыли в заданное положение.

В контексте настоящего изобретения многие практические варианты осуществления являются практически осуществимыми, причем внутренняя часть второго отделения узла, который является частью пылесосного устройства в соответствии с настоящим изобретением, защищена от пыли до, по меньшей мере, значительной степени, хотя предприняты меры для исключения разностей давлений между первым отделением и вторым отделением. Меры, предложенные настоящим изобретением, являются достаточно эффективными, даже в случаях, в которых воздушный поток генерируется в пылесосном устройстве для переноса удаленных частиц с поверхности, подлежащей чистке, исходя из чего пониженное давление будет возникать в первом отделении, которое будет негативно влиять на работу генератора, расположенного внутри корпуса узла при отсутствии мер, как упомянуто.

Вышеописанные и другие аспекты настоящего изобретения будут понятными и объяснены со ссылкой на нижеследующее подробное описание ряда вариантов осуществления узла, который предназначен для использования в пылесосном устройстве.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Настоящее изобретение будет объяснено более подробно со ссылкой на чертежи, на которых одинаковые или подобные элементы обозначены одними теми же ссылочными позициями, и на которых

фиг.1 схематически изображает основной вариант осуществления узла, который является подходящим для использования в пылесосном устройстве, который расположен в насадке пылесосного устройства;

фиг.2 схематически изображает первый предпочтительный вариант осуществления узла, который является подходящим для использования в пылесосном устройстве в соответствии с настоящим изобретением, который расположен в насадке пылесосного устройства;

фиг.3 схематически изображает второй предпочтительный вариант осуществления узла, который является подходящим для использования в пылесосном устройстве в соответствии с настоящим изобретением, который расположен в насадке пылесосного устройства;

фиг.4 схематически изображает третий предпочтительный вариант осуществления узла, который является подходящим для использования в пылесосном устройстве в соответствии с настоящим изобретением, который расположен в насадке пылесосного устройства;

фиг.5 схематически изображает четвертый предпочтительный вариант осуществления узла, который является подходящим для использования в пылесосном устройстве в соответствии с настоящим изобретением, который расположен в насадке пылесосного устройства;

фиг.6 схематически изображает пятый предпочтительный вариант осуществления узла, который является подходящим для использования в пылесосном устройстве в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.7 схематически изображает шестой предпочтительный вариант осуществления узла, который является подходящим для использования в пылесосном устройстве в соответствии с настоящим изобретением; и

фиг.8 схематически изображает седьмой предпочтительный вариант осуществления узла, который является подходящим для использования в пылесосном устройстве в соответствии с настоящим изобретением.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Фиг.1 схематически изображает основной вариант осуществления узла 1, который является подходящим для использования в пылесосном устройстве и используется для иллюстрации сущности работы узла 1. В пылесосном устройстве (не показано на чертежах) узел 1 используется в положении насадки 2 устройства, где осуществляется процесс удаления пыли с поверхности, подлежащей очистке. В нижеследующем считается, что поверхностью, подлежащей очистке, является ковер, что не меняет сущности того, что узел 1 также может использоваться с другими типами поверхностей. С учетом предполагаемого использования узла 1, узел 1 будет в дальнейшем называться пылесосным узлом 1.

Для полноты следует отметить, что хорошо известным фактом является то, что пылесосное устройство используется для удаления пыли с поверхности, подлежащей очистке, которая является обычно поверхностью пола. Помимо насадки 2 для втягивания пыли пылесосное устройство содержит средство для создания всасывающей силы в положении насадки и вдоль внутреннего канала из насадки 2 в место для сбора пыли, и средство для отделения пыли от воздуха. Во многих случаях насадка 2 соединена с местом для сбора пыли через подходящую гибкую трубку. На фиг.1-5 можно видеть небольшой участок трубки 3 для перемещения пыли из насадки 2.

Фиг.1 изображает пылесосный узел 1, содержащий генератор 10, который используется для генерации воздушных волн и, таким образом, удаления частиц с ковра, подлежащего очистке, а также область 20, которая закрыта в большой степени за исключением отверстия 21, которое находится на уровне, где предполагается, что насадка 2 пылесосного устройства обращена к ковру. В изображенном примере генератор 10 выполнен в виде громкоговорителя 10, имеющего подвижную поверхность 11 в виде гибкой мембраны на стороне, которая называется передней стороной, и средство, расположенное в части 12 громкоговорителя 10 на стороне, которая называется задней стороной, для приведения в действие подвижной поверхности 11 для осуществления колебательного движения во время работы. В основном варианте осуществления узла 1, как показано на фиг.1, задняя часть 12 громкоговорителя 10 расположена в области 22, которая открыта во внутреннюю часть 4 насадки 2 пылесосного устройства. Ниже для ясности область 22, в которой находится задняя часть 12 громкоговорителя, будет называться задней областью 22, и другая область 20 узла 1, т.е. область 20, которая закрыта в большой степени за исключением отверстия 21, будет называться передней областью 20. Когда пылесосный узел 1 работает, и средство для приведения в действие подвижной поверхности 11 генератора выполняет свою функцию, подвижная поверхность 11 генератора перемещается в свое положение на контактной поверхности областей 20, 22. Средство для приведения в действие выполнено с возможностью осуществления перемещения назад и вперед поверхности 11 генератора, так что получается колеблющийся воздушный поток. Однако, одно перемещения назад и вперед не генерирует чистый воздушный поток. Во время фазы выдувания, т.е. фазы, в которой воздух выходит из отверстия 21 передней области 20, происходит смещение потока в положение отверстия 21. Возможно, чтобы работа средства для приведения в действие и геометрия передней области 20 были приспособлены друг к друг таким образом, чтобы отделенный поток осуществлялся при достаточно небольшом числе Струхаля, которое определяется на основании отношения между частотой движения поверхности 11 генератора, характеристическим размером отверстия 21 и средней скоростью воздуха через отверстие 21 в фазе выпуска цикла всасывания и выпуска воздуха следующим образом:

,

где Sr - число Струхаля, f - частота, как упомянуто, d - характеристический размер, как упомянуто, и v - скорость, как упомянуто. Если отверстие 21 является осесимметричным отверстием, значение 1, более предпочтительно 0,5, является практическим примером максимального числа Sr Струхаля, и если отверстие 21 имеет удлиненную прямоугольную форму, значение 0,25, более предпочтительно, 0,1, является практическим примером максимального числа Sr Струхаля.

Что касается средней скорости v воздуха в отверстии 21, следует отметить, что практически можно ожидать, что скорость имеет конкретное распределение через отверстие 21 и изменяется во время фазы выпуска цикла. Следовательно, практически, скорость v может быть определена, как скорость v, которая установлена как среднее различных величин внутри отверстия 21 по всей площади отверстия 21, как средняя во время фазы выпуска. Скорость v определяется различными факторами, включая характеристики вибрирующего движения поверхности 11 генератора и геометрию передней области 20. В связи с этой геометрией имеются другие определяющие факторы, такие как размер поверхности 11 генератора, размеры отверстия 21 и объем передней области 20. Скорость v может быть определена любым подходящим способом, включая использование алгоритма или выполнение измерений. Следовательно, можно фактически осуществлять формирование синтетической струи и выполнение пылесосного узла 1, в котором удовлетворен критерий в отношении числа Sr Струхаля.

Вибрирующее движение поверхности 11 генератора заставляет воздух попеременно всасываться в переднюю область 20 из окружающей среды и выпускаться снова в окружающую среду. За счет наличия достаточно небольшого числа Sr Струхаля, достигается то, что имеется асимметрия между фазами всасывания и выдувания. После впуска воздух всасывается со всех направлений в переднюю область 20, и после выпуска формируется направленная струя воздуха. Для полноты следует отметить, что возможны альтернативы, в которых может быть больше отверстий 21, чем, например, только единственное отверстие в передней области 20, так что может быть образовано множество синтетических струй, или в которых множество подвижных поверхностей 11 расположено в передней области 20 и соединено с единственным отверстием 21, которые упоминаются в другом примере.

В пылесосном устройстве колеблющийся струйный поток используется в насадке 2 для аэродинамического воздействия на частицы пыли и/или ковер, так что пыль удаляется с ковра и переносится по воздуху. В основном, существует два разных способа такого использования. Во-первых,, генератор 10, содержащий подвижную поверхность 11, и средство для приведения в действие поверхности 11 генератора могут использоваться для всасывания пыли на впуске и затем выпуска ее к месту для сбору пыли, такому как мешок, на выпуске струи. Во-вторых, вместо этого струя может быть направлена к ковру для удаления пыли посредством выдувания. Сочетание двух способов в одном варианте осуществления также возможно.

Проблема, связанная с основным вариантом осуществления пылесосного узла 1, как показано на фиг.1, состоит в том, что задняя область 22 является открытой областью, причем возможно, чтобы пыль достигала этой области 22 из внутренней части 4 насадки 2, в которой расположен узел 1. Таким образом, может оказаться, что пыль скапливается в задней части 12 генератора 10 и, в конечном счете, влияет на работу генератора 10 и может даже вызвать выход из строя генератора 10, особенно, когда средство для приведения в действие подвижной поверхности 11 генератора содержит узел магнитной катушки, это имеет место, когда генератор 10 выполнен в виде громкоговорителя. В соответствии с настоящим изобретением эта проблема решена за счет, по меньшей мере, частичного закрытия задней области 22, так что впуск пыли в заднюю область 22, по меньшей мере, затруднен. Кроме того, для устранения проблем, связанных с разностями давлений на подвижной поверхности 11 генератора, которые могут быть введены таким образом, и которые могут влиять на работу генератора 10 и уменьшать его эффективность удаления пыли с ковра, настоящее изобретение предлагает способы выравнивания разностей давлений между передней областью 20 и задней областью 22, например, за счет изменения конфигурации узла 1 во время работы, как будет объяснено ниже со ссылкой на фиг.2-8, на которых изображены варианты осуществления пылесосного узла 1 в соответствии с настоящим изобретением.

В случае с задней областью 22, которая закрыта, или которая может, по меньшей мере, закрываться подходящим средством, можно сказать, что основная конфигурация пылесосного узла 1 в соответствии с настоящим изобретением содержит корпус 30, имеющий стенку 31, окружающую, как переднюю область 20, так и заднюю область 22, причем передняя область 20 является первым внутренним отделением корпуса 30, которое ограничено первым участком 32 стенки 31 корпуса, и, причем задняя область 22 является вторым внутренним отделением корпуса 30, которое ограничено вторым участком 33 стенки 31 корпуса. Подвижная поверхность 11 генератора расположена на контактной поверхности двух областей 20, 22.

В первом предпочтительном варианте осуществления пылесосного узла 1 в соответствии с настоящим изобретением, как показано на фиг.2, участок 33 стенки 31 корпуса, ограничивающий заднюю область 22, полностью закрыт, причем гибкая и воздухонепроницаемая мембрана 34 расположена на этом участке 33 стенки 31 корпуса. На основании того, что задняя область 22 полностью закрыта, обеспечено то, что задняя часть 12 генератора 10 изолирована от пыли. Тем не менее, мембрана 34 все еще является звукопроницаемой, когда заданная рабочая частота генератора 10 значительно ниже резонансной частоты, которая определяется массой мембраны 34 и деформацией воздуха между генератором 10 и мембраной 34. В этом случае квазижесткая акустическая связь существует между мембраной 34 и подвижной поверхностью 11 генератора. Для этой цели масса мембрана 34 является относительно малой, и/или объем между мембраной 34 и (обратной стороной) подвижной поверхностью 11 генератора является относительно малым.

Для полноты, что касается резонансной частоты, как упомянуто, следует отметить, что этот резонанс определяется следующим образом:

,

где f_res - резонансная частота, ρ - плотность массы воздуха, c - скорость звука в воздухе, S - площадь мембраны 34, m - подвижная масса мембраны 34, и V - объем воздуха между генератором 10 и мембраной 34, т.е. объем задней области 22.

Кроме того, преимущественно, если упругая деформация мембраны 34 является большой, в частности, при сравнении с упругой деформацией подвижной поверхности 11 генератора. В этом случае обеспечивается то, что остающаяся разность статических давлений между внутренней частью 4 насадки 2, в которой расположен пылесосный узел 1, и задней стороной подвижной поверхности 11 генератора является минимальной. Кроме того, увеличение объема задней области 22, вызывающее уменьшение давления на задней стороне подвижной поверхности 11 генератора, что является необходимым, если пониженное давление действует во внутренней части 4 насадки 2, затем в основном создается за счет смещения мембраны 34, причем смещение подвижной поверхности 11 генератора поддерживается минимальным. Если бы упругие деформации подвижной поверхности 11 генератора и мембраны 34 были одинаковыми, пониженное давление, как упомянуто выше, вызвало бы одинаковое перемещение как поверхности 11, так и мембраны 34, причем функциональность поверхности 11 нарушилась бы.

Предпочтительно, объем между мембраной 34 и задней частью 12 генератора является минимальным. Это будет более легко обеспечивать жесткую акустическую связь между мембраной 34 и подвижной поверхностью 11 генератора, как описано выше. Кроме того, это будет обеспечивать то, что смещение мембраны 34 для уменьшения давления в этом объеме (для соответствия пониженному давлению, существующему во внутренней части 4 насадки 2) может поддерживаться незначительным.

Что касается ограничения того, что упругая деформация мембраны 34 должна быть большой, в частности, по сравнению с упругой деформацией подвижной поверхности 11 генератора, следует отметить, что для того, чтобы иметь более полную формулировку этого ограничения, также рассматривается влияние площадей мембраны 34 и подвижной поверхности 11 генератора. В практических случаях ограничение описано как

где C_m, C₁ - механическая деформация мембраны 34 и подвижной поверхности 11 генератора, соответственно, (т.е. смещение в соответствии с силой), и S_m, S₁ - площадь каждого из элементов, как упомянуто.

В качестве альтернативы, рабочая частота генератора 10 может быть значительно выше резонансной частоты мембраны 34, как определено выше, без исключения других ограничений, упомянутых выше. В этом случае настройка генератора 10 и струи, как сгенерировано, осуществляется по принципу закрытого коробчатого резонатора.

Фиг.3 изображает второй предпочтительный вариант осуществления пылесосного узла 1 в соответствии с настоящим изобретением. В данном варианте осуществления участок 33 стенки 31 корпуса, ограничивающий заднюю область 22, содержит, по меньшей мере, одно отверстие 35 на стороне, примыкающей к внутренней части 4 насадки 2, причем обратный клапан 36 расположен в отверстии 35. Когда разность давлений между задней областью 22 и внутренней частью 4 насадки 2 превышает конкретный минимум, т.е. минимум, который определен жесткостью пружины для удержания обратного клапана 36 в положении по умолчанию, в котором отверстие 35 в стенке 31 корпуса закрыто, обратный клапан 36 открывается и обеспечивает прохождение воздуха. Предпочтительно, разность давлений, необходимая для расположения обратного клапана 36 в положение для оставления отверстия 35 открытым, является незначительной, так что разность давлений на подвижной поверхности 11 генератора остается незначительной при всех обстоятельствах. Кроме того, для надежной работы предпочтительно, если рабочая частота генератора значительно выше резонансной частоты обратного клапана 36, которая определяется на основании обычной массы и упругой деформации (подпружиненного) клапана 36.

Фиг.3 изображает использование двух отверстий 35 и двух обратных клапанов 36. В таком случае обратные клапаны 36 могут быть выполнены как одно целое. Независимо от количества отверстий 35 и соответствующих обратных клапанов 36 можно предотвратить перемещение пыли в заднюю область 22 в открытом положении, по меньшей мере, одного обратного клапана 36 посредством использования, по меньшей мере, одно фильтра. В связи с этим, следует отметить, что когда возникает пониженное давление во внутренней части 4 насадки 2, т.е. в непосредственной близости от задней области 22, при котором открыта передняя область 20, выравнивание давления может происходить с помощью обратного клапана в открытом положении, при этом воздух выходит из задней области 22, а не другим путем.

Работа/настройка генератора 10 осуществляется по принципу закрытого коробчатого резонатора, причем задний кожух генератора служит закрытой коробкой. В этом случае резонансная рабочая частота генератора 10 определяется на основании подвижной массы генератора 10, упругой деформации подвижной поверхности 11 генератора и деформация воздуха, который находится в закрытой коробке.

Фиг.4 изображает третий предпочтительный вариант осуществления пылесосного узла 1 в соответствии с настоящим изобретением, который также основан на работе генератора 10 и струи, осуществляемой по принципу закрытого коробчатого резонатора. В данном варианте осуществления весь генератор 10 может перемещаться подобно поршню в цилиндре 37, встроенном в корпусе 30 узла 1, причем устройство поршня-цилиндра является достаточно воздухонепроницаемым для предотвращения сообщения между передней областью 20 и задней областью 22 внутри корпуса 30. Упругая деформация увеличивается в генераторе 10 с помощью пружины 38, проходящей между генератором 10 и стенкой 31 корпуса. Когда пониженное давление действует в передней области 20, генератор 10 перемещается к передней стороне, так что объем задней области 20 увеличивается до тех пор, пока не произойдет выравнивание давления через генератор 10 (за исключением остающегося усилия, необходимое для растяжения пружины 38). Что касается пружины 38, следует отметить, что ориентация генератора 10 должна рассматриваться с учетом силы тяжести.

Подобные соображения остаются в силе по отношению к варианту осуществления, изображенному на фиг.4, т.е. третьему предпочтительному варианту осуществления, как и в случае варианта осуществления, работающего по принципу закрытого коробчатого резонатора, изображенного на фиг.2, т.е. первого предпочтительного варианта осуществления. Следовательно, предпочтительно, если упругая деформация пружины является большой по сравнению с упругой деформацией подвижной поверхности 11 генератора, и рабочая частота генератора значительно выше резонансной частоты (всего) генератора 10 и пружины 38. Кроме того, достаточное относительное увеличение объема заднего кожуха генератора 10 должно обеспечиваться посредством перемещения всего генератора 10 для обеспечения соответствующего уменьшения статического давления.

Третий предпочтительный вариант осуществления может быть создан, когда принимается во внимание первый предпочтительный вариант. В таком виде генератор 10 может быть вмонтирован в мембрану, которая расположена на участке 33 стенки 31 корпуса, ограничивающий заднюю область 22.

Учитывая варианты осуществления пылесосного узла 1, описанные выше, могут быть созданы другие варианты, в которых присутствуют оба фактора предотвращения накопления пыли в задней области 22 и выравнивания давления между передней областью 20 и задней областью 22. Например, можно иметь вариант осуществления, в котором как фильтр, так и гибкая и воздухонепроницаемая мембрана 34 расположены на участке 33 стенки 31 корпуса, ограничивающем заднюю область 22, так что задняя часть 12 генератора 10 соединена с внутренней частью 4 насадки 2 пылесосного устройства через фильтр и мембрану 34 одновременно. В таком варианте осуществления выравнивание статического давления в основном обеспечивается фильтром, в то время как звукопроницаемость в основном обеспечивается мембраной 34. Таким образом, большие акустические потери в фильтре предотвращены, и то же самое относится к большому смещению мембраны 34, в то время как оба элемента все еще предотвращают перемещение пыли в заднюю часть 12 генератора 10.

Аналогично, может быть выбрано сочетание двух мембран 34, причем обе обеспечивают защиту от пыли задней части 12 генератора 10. Предпочтительно, в данном варианте одна из мембран 34 имеет большую упругую деформацию и резонансную частоту значительно ниже рабочей частоты генератора 10. Эта мембрана 34 в основном реагирует на квазистатическое давление, и, следовательно, в основном используется для увеличения объема задней области 22 для выравнивания статического пониженного давления. Другая мембрана 34 имеет меньшую упругую деформацию, например, упругую деформацию, которая сравнима с упругой деформацией подвижной поверхности 11 генератора, и резонансную частоту значительно выше рабочей частоты генератора 10. Эта мембрана 34 в основном реагирует на акустическое давление, и, следовательно, в основном используется для обеспечения звукопроницаемости задней стороны подвижной поверхности 11 генератора во внутренней части 4 насадки 2, в которой расположен узел 1. Это альтернативная комбинация может использоваться для устранения любых практических проблем, связанных с одиночной мембраной 34, которая должна обеспечивать большое смещение для выравнивания квазистатического давления, накладываемого на акустическое смещение.

Фиг.5 изображает четвертый предпочтительный вариант осуществления пылесосного узла 1 в соответствии с настоящим изобретением, в котором корпус 30 узла 1 полностью закрыт за исключением отверстия 21 на участке 32 стенки 31 корпуса, ограничивающем переднюю область 20. С целью обеспечения выравнивания давления, которое должно происходить между передней областью 20 и задней областью 22, когда возникает разность давлений между областями 20, 22, отверстие 23 образовано в положении между областями 20, 22 внутри корпуса 30. При возникновении разности давлений между областями 20, 22, немедленно происходит выравнивание, причем поток воздуха выходит из одной области 20, 22 в другое, т.е. из области 20, 22, в которой давление имеет самую высокую величину, в область 20, 22, в которой давление имеет самую низкую величину.

В четвертом предпочтительном варианте осуществления нет подвижных/смещаемых элементов. Следовательно, нет возможностей для приспособления конфигурации узла 1 для осуществления выравнивания давлений. Кроме того, нет возможностей для обеспечения полностью закрытой задней области 22, и, по меньшей мере, одно отверстие 23 необходимо для впуска или выпуска воздуха. В соответствии с настоящим изобретением это отверстие 23 выбрано таким образом, чтобы быть отверстием 23, которое находится внутри корпуса 30, так что проблема прохождения пыли через отверстие 23 и накопления внутри задней области 22, тем не менее, не должна возникать. Во-первых, размер отверстия 23 может сохраняться минимальным, пока выравнивание соответствующего давления не сможет быть осуществлено, причем разность давлений не влияет отрицательно на работу генератора 10. Во-вторых, единственно возможным источником пыли является передняя область 20, и этот источник не является интенсивным источником, когда принимается во внимание то, что только отверстие 21 на участке 32 стенки 31 корпуса, ограничивающем переднюю область 20, обеспечивает сообщение между передний областью 20 и наружной стороной корпуса 30 узла 1. Кроме того, в практических случаях можно ожидать, что ситуации, в которых самое низкое давление действует внутри передней области 20, возникают гораздо более часто, чем ситуации, в которых самое низкое давление действует внутри задней области 22, так что любой поток воздуха между областями 20, 22 через отверстие 23 между областями 20, 22 будет в основном проходить из задней области 22 в переднюю область 22.

По желанию, может быть более одного отверстия 23 между областями 20, 22. Также может быть возможным оснащение, по меньшей мере, одного отверстия 23 средством для сдерживания перемещения пыли, таким как фильтр, при условии, что по-прежнему возможно обеспечение выравнивания давления до практичной степени во время срока службы узла 1. Другой возможностью является использование подвижно расположенной крышки или ей подобного в положении отверстия 23.

Четвертый предпочтительный вариант осуществления работает оптимально, если рабочая частота/резонансная частота струи, генерируемой генератором 10, выше частоты Гельмгольца отверстия 23. Следует отметить, что в практических случаях отверстие 23 образовано в перегородке или ей подобном между областями 20, 22 корпуса 30, так что фактически имеется канал, имеющий частоту Гельмгольца. При отношении частот, как упомянуто, акустическое движение воздуха в отверстии 23 отсутствует, хотя струя не подвергается воздействию. Если это отношение не было бы гарантировано, перемещение подвижной поверхности 11 генератора вызвало бы акустическое перемещение воздуха в отверстии 23, как упомянуто, что имело бы нежелательное уменьшающее воздействие на струю. Частота Гельмгольца отверстия 23 определяется на основании акустической деформации задней области 22 и акустической массы отверстия 23 (или, фактически, канала между передней областью 20 и задней областью 22 в положении отверстия 23) среди прочих факторов. Формула для определения частоты Гельмгольца является следующей:

,

где f_H - частота Гельмгольца, c - скорость звука, S - площадь поперечного сечения канала в местоположении отверстия 23, V - объем задней области 22, и L - длина канала в местоположении отверстия 23.

Подобно фиг.2-5, фиг.6-8 изображают узел 1 для использования в насадке 2 пылесосного устройства, причем узел 1 используется для генерации колеблющегося воздушного потока, который преимущественно имеет форму синтетической струи, и, причем узел 1 содержит генератор 10, содержащий подвижную поверхность 11. Одна сторона подвижной поверхности 11 генератора, предпочтительно, передняя сторона, пневматически соединена через кожух с выпускной внутренней стороной насадки 2 рядом с ковром, где генерируется струя, и другая сторона подвижной поверхности 11 генератора, предпочтительно задняя сторона, соединена со средством выравнивания давления. В варианте осуществления узла 1, как показано на фиг.6-8, средство выравнивания давления активно управляется на основании прямого результата измерений.

Фиг.6 изображает пятый предпочтительный вариант осуществления пылесосного узла 1 в соответствии с настоящим изобретением, причем вариант осуществления содержит средство 24 для осуществления измерений разности давлений между передней областью 20 и задней областью 22 в корпусе 30 узла 1. Данные, полученные на основании измерений, затем используются для активного приспособления объема позади генератора 10, т.е. объема задней области 22, таким образом, что выравнивать давление. В пятом предпочтительном варианте осуществления объем задней области 22 может изменяться с помощью поршня 25, который подвижно расположен в трубчатом элементе 26, причем трубчатый элемент 26 расположен таким образом, чтобы сообщаться с задней областью 22 через отверстие 27 на участке 33 стенки 31 корпуса, ограничивающем заднюю область 22. На фиг.6 управляющий сигнал с измерительного средства 24 на поршень 25 обозначен с помощью пунктирной стрелки.

Для полноты следует отметить, что возможно нет воздушного потока через измерительное средство 24. Понятно, что в пятом предпочтительном варианте осуществления задняя сторона генератора 10 не может достигаться пылью, в то время как можно предотвращать разности давлений на подвижной поверхности 11 генератора за счет использования поршня, соответственно, для увеличения или уменьшения объема задней области 22.

Для полноты следует отметить, что измерительное средство 24 может содержать единственный элемент для измерения разности давлений, но также возможно использование двух элементов, причем каждый из элементов используется для измерения давления на стороне подвижной поверхности 11 генератора, и затем проводится сравнение между двумя величинами.

Фиг.7 изображает шестой предпочтительный вариант осуществления пылесосного узла 1 в соответствии с настоящим изобретением, и этот вариант осуществления имеет сходство с пятым предпочтительным вариантом осуществления в большой степени, по меньшей мере, поскольку касается использования средства 24 для осуществления измерения разности давлений между передней областью 20 и задней областью 22 в корпусе 30 узла 1. В шестом предпочтительном варианте осуществления нет сочетание поршня/трубчатого элемента для выравнивания давления, но имеется канал 40, проходящий между отверстием 41, которое находится на участке 32 стенки 31 корпуса, ограничивающем переднюю область 20, и отверстием 42, которое находится на участке 33 стенки 31 корпуса, ограничивающем заднюю область 22, и клапан 43, расположенный в канале 40. С помощью клапана 43 канал 40 может открываться или может оставаться закрытым в зависимости от прямого результата измерения. На фиг.7 управляющий сигнал с измерительного средства 24 на клапан 43 обозначен с помощью пунктирной стрелки. Для предотвращения возможного перемещения пыли в заднюю область 22 в открытом положении клапана 43, может использоваться фильтр, который расположен в канале 40 или рядом с каналом 40.

Фиг.8 изображает седьмой предпочтительный вариант осуществления пылесосного узла 1 в соответствии с настоящим изобретением, в этом варианте осуществления средство 24 используется для осуществления измерения разности давлений между передней областью 20 и задней областью 22 в корпусе 30 узла 1, как описано в отношении предыдущих двух вариантов осуществления. С целью обеспечения выравнивания разностей давлений в седьмом предпочтительном варианте осуществления генератор 10 подвижно расположен внутри корпуса 30. В частности, генератор 10 установлен на подвижно расположенной раме 28, которая может перемещаться в направлении вперед и направлении назад, так что генератор 10 также может перемещаться в этих направлениях. Когда измерение показывает, что пониженное давление действует внутри передней области 20, подвижная рама 28 управляется таким образом, чтобы перемещаться в направлении вперед, так что объем передней области 20 уменьшается, а объем задней области 22 увеличивается, пока не будет устранена разность давлений между областями 20, 22. На фиг.8 управляющий сигнал с измерительного средства 24 на подвижную раму 28 обозначен с помощью пунктирной стрелки, и перемещение назад и вперед рамы 28 обозначено с помощью двунаправленных стрелок. Предпочтительно, система подвижной рамы 28 и генератора 10 могут осуществлять воздухонепроницаемое разделение между двумя областями 20, 22, так что эффект изменения давления в результате смещения может быть оптимальным, и нет опасности перемещения пыли из передней области в заднюю область 22.

Разность давлений может быть измерена непосредственно по желанию. Однако, также возможно измерить разность давлений косвенно, например, путем измерения полного сопротивления генератора 10, если генератор 10 выполнен в виде громкоговорителя. При рабочей/резонансной частоте полное сопротивление громкоговорителя будет изменяться значительно вследствие изменения электромагнитного соединения и, в результате, обратной электродвижущей силы в зависимости от положения громкоговорителя. Как только полное сопротивление выходит из линейного режима, можно сделать вывод, что градиент давления в громкоговорителе является таким, что работа громкоговорителя подвергается отрицательному воздействию. Затем, для повторного восстановления работы объем за громкоговорителем, т.е., задняя область 22, активно изменяется таким образом, чтобы выравнивать давление, это имеет место в пятом предпочтительном варианте осуществления, или клапан 43 устанавливается в открытом положении, так что воздух может проходить между передней областью 20 и задней областью 22, это имеет место в шестом предпочтительном варианте осуществления, или подвижно расположенное средство 28 используется для перемещения громкоговорителя, это имеет место в седьмом предпочтительном варианте осуществления.

Также можно получить градиент давления на основании индуктивного сопротивления, так как эта величина может до некоторой степени изменяться в зависимости от положения громкоговорителя, и сопротивление постоянному току остается одинаковым. Измерение, как полного сопротивления, так и индуктивного сопротивления является дополнительным возможным вариантом для определения разности давлений на подвижной поверхности 11 громкоговорителя.

Варианты осуществления, описанные выше со ссылкой на фиг.6-8, также могут быть выполнены с мембраной 34, как известно из первого предпочтительного варианта осуществления, соединяющей задний кожух генератора 10 с внутренней частью 4 насадки 2 пылесосного устройства, предполагая использование узла 1 в таком устройстве. Предпочтительно, в таком случае настройка является такой, что мембрана 34 перемещается синхронно с подвижной поверхностью 11 генератора. Это обеспечивает преимущества акустического подавления во внутренней части 4 насадки 2 и не нарушение настройки в зависимости от изменения статического давления.

Специалист в данной области техники должен понимать, что объем настоящего изобретения не ограничивается примерами, описанными выше, и возможны некоторые его изменения и модификации без отхода от объема настоящего изобретения, как определено в прилагаемой формуле изобретения. Хотя настоящее изобретение было проиллюстрировано и описано подробно на чертежах и в описании, такая иллюстрация и описание должны истолковываться только иллюстративными или приводимыми в качестве примера, но не ограничивающими. Настоящее изобретение не ограничивается раскрытыми вариантами осуществления.

Изменения в раскрытых вариантах осуществления могут быть понятны и осуществлены специалистом в данной области техники при применении на практике заявленного изобретения на основании изучения чертежей, описания и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения слово «содержащий» не исключает другие этапы или элементы, и неопределенный артиклю “a” и “an” не исключает множества. Сам факт, что конкретные меры описаны во взаимно разных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что сочетание этих мер не могут использоваться для обеспечения преимущества. Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не должны истолковываться как ограничивающие объем настоящего изобретения.

В этом тексте слово «пыль» используется только для обозначения частиц, которые могут быть удалены с поверхности, подлежащей очистке, с использованием пылесосного устройства в соответствии с настоящим изобретением. Для полноты следует отметить, что настоящее изобретение может применяться для удаления многих типов частиц, включая частицы, которые будут обычно относиться к загрязняющим частицам в отличие от частиц пыли, и которые, как предполагают, охвачены использованием слова «пыль» в этом тексте.

Нормальное использование пылесосного устройства в соответствии с настоящим изобретением является использованием в нормальной окружающей среде, в которой воздух окружает устройство. Тем не менее, настоящее изобретение также может применяться, если другой газ в отличие от воздуха присутствует в непосредственной близости от пылесосного устройства. Следовательно, следует отметить, что «воздух» в этом тексте и прилагаемой формуле изобретения необходимо понимать таким образом, чтобы представлять любой возможный газ, который может использоваться во время процесса всасывания/выдувания, который осуществляется, когда работает узел 1, который является частью пылесосного устройства в соответствии с настоящим изобретением.

В практических случаях подвижная поверхность 11 может содержать гибкую мембрану или ей подобное и может быть частью устройства, подобного громкоговорителю, это имеет место в изображенных примерах. Однако, это не искажает тот факт, что подвижная поверхность 11 может быть частью любого другого подходящего типа устройства, в котором расположено средство для приведения в действие подвижной поверхности 11. Например, подвижная поверхность 11 может быть торцевой поверхностью поршня или поверхностью пьезоматериала.

Узел 1, имеющий корпус 30 и два отделения 20, 22, является подходящим для использования в области устройств для очистки и содержания пола, как объяснено выше. Другим возможным применением узла 1 является применение в воздухоочистителе.

Узел 1 в соответствии с настоящим изобретением может содержать более одного генератора 10, в частности, два генератора 10 или две или более пар генераторов 10. В вариантах осуществления узла 1, в котором настройка генератора представляет собой замкнутую прямоугольную картину, резонансная частота (и, таким образом, заданная рабочая частота струи, которая должна генерироваться) определяется за счет сжимаемости воздуха за генератором 10 в задней области 22 наряду с другими факторами. При изменении статического давления также изменяется эта резонансная частота, что является нежелательным результатом. Возможность решения данной проблемы предложена за счет использования двух генераторов 10, которые работают в противофазном отношении. В этом случае расположение генераторов 10 является таким, что нет прямого сообщения между передними сторонами генераторов 10, при этом каждый из генераторов 10 генерирует отдельную струю, в то время как задние стороны генераторов 10 расположены в одной и той же области, т.е. задней области 22. На основании противофазной работы генераторов 10 достигнуто то, что воздух, который присутствует внутри задней области 22, акустически не сжимается/не расширяется. Вследствие этого преимущества сжимаемость воздуха в задней области 22 не играет роли в отношении резонансной частоты, и резонансная частота не изменяется наряду с изменением статического давления.

Настоящее изобретение может быть кратко изложено следующим образом. Пылесосное устройство содержит узел 1 для аэродинамического воздействия на частицы пыли и/или поверхность, подлежащую чистке, для удаления частиц с поверхности и перенесения по воздуху. Узел 1 содержит корпус 30, имеющий стенку 31, окружающую два внутренних отделения 20, 22, подвижную поверхность 11, расположенную на контактной поверхности двух отделений 20, 22, и средство для приведения в действие подвижной поверхности 11, которое выполнено с возможностью осуществления колебательного движения поверхности 11, причем участок 32 стенки 31 корпуса, ограничивающий первое отделение 20, содержит, по меньшей мере, одно отверстие 21, и причем средство для приведения в действие расположено во втором отделении 22. Участок 33 стенки 31 корпуса, ограничивающий второе отделение 22, выполнен с возможностью, по меньшей мере, замедления обмена воздуха между внутренней частью этого отделения 20 и наружной стороной корпуса 30 в местоположении этого отделения 22. Таким образом, достигнуто то, что можно затруднить перемещение пыли во второе отделение 22, или даже полностью предотвратить такое перемещение, которое может иначе привести к неисправной работе или выходу из строя генератора 10. В соответствии с преимущественной возможностью узел 1 содержит средство для обеспечения временных изменений конфигурации узла 1, которые могут осуществляться во время работы средства для приведения в действие. На основании использования такого средства негативное влияние на работу генератора 10 предотвращено путем устранения разностей давлений на подвижной поверхностью 11 генератора, которые могут возникать как боковой эффект помехи перемещению частиц. Другой возможностью осуществления выравнивания давления является наличие отверстия 23 между первым отделением 20 и вторым отделением 22 внутри корпуса 30.

Пылесосное устройство содержит узел (1) для аэродинамического воздействия на частицы пыли и/или поверхность, подлежащую чистке. Узел (1) содержит корпус (30), имеющий стенку (31) корпуса, окружающую два внутренних отделения (20, 22), и подвижную поверхность (11), расположенную на контактной поверхности двух отделений (20, 22), причем участок (32) стенки (31) корпуса, ограничивающий первое отделение (20), содержит по меньшей мере одно отверстие (21), и причем средство для приведения в действие подвижной поверхности (11) расположено во втором отделении (22). Участок (33) стенки (31) корпуса, ограничивающий второе отделение (22), выполнен с возможностью по меньшей мере затруднения обмена воздуха между внутренней частью этого отделения (22) и наружной стороной корпуса (30) в местоположении этого отделения (22) для по меньшей мере затруднения перемещения пыли во второе отделение (22). 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Пылесосное устройство, содержащее узел (1) для аэродинамического воздействия на частицы пыли и/или поверхность, подлежащую чистке, для удаления частиц с поверхности и перенесения по воздуху, в котором узел (1) содержит
корпус (30), имеющий стенку (31) корпуса, окружающую первую внутреннюю область (20) и вторую внутреннюю область (22), при этом на контактной поверхности двух областей (20, 22) расположена подвижная поверхность (11), и первый участок (32) стенки корпуса, ограничивающий первую внутреннюю область (20), содержит по меньшей мере одно отверстие (21), через которое первая внутренняя область (20) находится в сообщении с наружной стороной узла, и
средство для приведения в действие для колебания подвижной поверхности (11), причем средство для приведения в действие расположено во второй внутренней области (22),
отличающееся тем, что узел дополнительно содержит средство выравнивания давления для уравнивания давления в первой внутренней области (20) с давлением во второй внутренней области (22) посредством регулирования степени, при которой второй участок (33) стенки (31) корпуса, ограничивающий вторую внутреннюю область (22), способен обеспечивать прохождение воздуха, и/или посредством изменения отношения между объемом первой внутренней области (20) и объемом второй внутренней области (22), отличного от вызванного колебанием подвижной поверхности (11).

2. Пылесосное устройство по п. 1, в котором второй участок (33) стенки (31) корпуса, ограничивающий вторую внутреннюю область (22) узла (1), полностью закрыт.

3. Пылесосное устройство по п. 1, в котором второй участок (33) стенки (31) корпуса, ограничивающий вторую внутреннюю область (22) узла (1), содержит по меньшей мере одно отверстие (35, 42), и в котором обеспечено средство (36, 43), которое является подвижным между положением для закрытия отверстия (35, 42) и положением для оставления отверстия (35, 42) открытым.

4. Пылесосное устройство по п. 1, в котором узел (1) содержит средство (28, 37) для обеспечения смещения системы (10) подвижной поверхности 11 и средства для приведения в действие внутри корпуса (30).

5. Пылесосное устройство по п. 1, в котором узел (1) содержит гибкую мембрану (34), которая расположена на втором участке (33) стенки (31) корпуса, ограничивающем вторую внутреннюю область (22).

6. Пылесосное устройство по п. 1, в котором система (10) подвижной поверхности (11) и средства для приведения в действие подвижно расположена в узле (1), причем узел (1) содержит средство (37) для направления системы (10) подвижной поверхности (11) и средства для приведения в действие в заданном направлении, и причем система (10) подвижной поверхности (11) и средства для приведения в действие закреплена на стенке (31) корпуса с помощью упругого средства (38).

7. Пылесосное устройство по п. 1, в котором узел (1) содержит средство (25, 26) для изменения объема второй внутренней области (22) и средство (24) для измерения разности давлений между первой внутренней областью (20) и второй внутренней областью (22), определения объема второй внутренней области (22), при котором разность давлений устранена, и управления средством (25, 26) для изменения объема второй внутренней области (22) для установки объема, как определено.

8. Пылесосное устройство по п. 7, в котором средство (25, 26) для изменения объема второй внутренней области (22) содержит трубчатый элемент (26) и поршень (25), который подвижно расположен внутри трубчатого элемента (26), причем участок (33) стенки (31) корпуса, ограничивающий вторую внутреннюю область (22), содержит отверстие (27), и причем трубчатый элемент (26) соединен с корпусом (30) в положении отверстия (27).

9. Пылесосное устройство по п. 1, в котором узел (1) содержит канал (40), проходящий между первой внутренней областью (20) и второй внутренней областью (22), средство (43), которое перемещается между положением для закрытия канала (40) и положением для оставления канала (40) открытым, и средство (24) для измерения разности давлений между первой внутренней областью (20) и второй внутренней областью (22), определения положения подвижного средства (43), в котором разность давлений устранена, и управления подвижным средством (43) для принятия положения, как определено.

10. Пылесосное устройство по п. 1, в котором система (10) подвижной поверхности (11) и средства для приведения в действие подвижно расположена в узле (1), причем узел (1) содержит средство (28) для перемещения системы (10) подвижной поверхности (11) и средства для приведения в действие в заданном направлении, причем система (10) подвижной поверхности (11) и средства для приведения в действие закреплена на этом средстве (28), и причем узел (1) дополнительно содержит средство (24) для измерения разности давлений между первой внутренней областью (20) и второй внутренней областью (22), определения положения системы (10) подвижной поверхности (11) и средства для приведения в действие, в котором разность давлений устранена, и управления средством (28) для перемещения системы (10) подвижной поверхности (11) и средства для приведения в действие для расположения этой системы (10) в положении, как определено.

11. Пылесосное устройство по п. 1, в котором в узле (1) средство для приведения в действие выполнено с возможностью осуществления колебательного движения подвижной поверхности (11), которая заставляет воздух попеременно всасываться в первую внутреннюю область (20) через отверстие (21) из разных направлений к отверстию (21) и выпускаться из первой внутренней области (20) через отверстие (21) в виде направленной струи.

12. Пылесосное устройство, содержащее узел (1) для аэродинамического воздействия на частицы пыли и/или поверхность, подлежащую чистке, для удаления частиц с поверхности и перенесения по воздуху, в котором узел (1) содержит
корпус (30), имеющий стенку (31) корпуса, окружающую первую внутреннюю область (20) и вторую внутреннюю область (22), при этом на контактной поверхности двух областей (20, 22) расположена подвижная поверхность (11), и причем первый участок (32) стенки корпуса, ограничивающий первую внутреннюю область (20), содержит по меньшей мере одно отверстие (21), через которое первая внутренняя область (20) находится в сообщении с наружной стороной узла, и
средство для приведения в действие для колебания подвижной поверхности (11), причем средство для приведения в действие расположено во второй внутренней области (22),
отличающееся тем, что узел дополнительно содержит средство выравнивания давления для уравнивания давления в первой внутренней области (20) с давлением во второй внутренней области (22), причем упомянутое средство выравнивания давления включает в себя по меньшей мере одно отверстие (23) на участке стенки (31) корпуса внутри между первой областью (20) и второй областью (22), так что вторая область (22) находится в сообщении с наружной стороной узла (1) через первую область (20).