表面处理头 技术领域 本发明涉及一种表面处理头， 其可用于例如真空吸尘器的表面处理设备或形成为 例如真空吸尘器的表面处理设备的一部分。
背景技术 真空吸尘器一般提供有用于处理特定类型的清理的一系列工具。 这些工具包括用 于一般在地面上清理的地面工具。 已经进行了努力以改进地面工具在铺地毯的地面上的拾 取特性。一些工具具有安装在吸入口中的刷子， 该刷子旋转以便以和竖直真空吸尘器的刷 杆相同的方式搅动地面表面。 所述刷子可通过使用气轮机或通过由来自吸尘器主体的电源 供电的电动机予以旋转。然而， 这种类型的工具一般比无源 (passive) 地面工具更昂贵并 且耗电。
还已经进行了努力以更无源的方式改进地面工具。例如， EP1320317 公开了一种 具有吸入通道的地面工具， 其中所述吸入通道通过用于接合并搅动地面表面的工作边缘被 结合在至少一侧上。工具下侧上的棉绒拾取器用作单向门， 以当地面工具沿着地面推动时 允许头发、 绒毛和其他纤维材料在棉绒拾取器 (lint picker) 之下通过， 但是当地面工具向 后拉动时阻挡棉绒。 地面工具穿过地面表面的重复的向前和向后动作俘获棉绒并且使棉绒 滚成球以使其被地面工具吸入。
另一种改进公开于 GB 1,077,574， 其公开了一种具有两个分立的吸入孔的工具， 其中两个分立的吸入孔具有位于它们之间并且延伸过工具宽度的管道， 管道的端部敞开到 大气。 该工具具有良好的拾取特性， 但是提供插入的空气管道使得工具的整个尺寸， 特别是 其外形比希望的要大。
发明内容 本发明提供了一种表面处理头， 其包括主体 ； 位于主体中的吸入室， 其包括第一和 第二吸入通道， 每个吸入通道在至少一侧上由工作边缘所限定 ； 出口 ； 以及位于吸入室中 从第一通道延伸到第二通道并从第二通道延伸到出口的流体流动路径。
在 GB 1,077,574 中， 流体被布置成以从第一吸入通道流动到出口并从第二吸入 通道同时流动到出口， 需要设置两个平行的流动路径。提供从第一吸入通道延伸到第二吸 入通道并从那里延伸到出口的流体流动路径， 允许制造更为流线型的工具。第二通道优选 位于第一通道和出口之间。
优选地， 表面处理头包括空气管道， 其开口于空气中并置于第一和第二吸入通道 之间。这允许空气被吸入到两个吸入通道的两个侧面， 改进拾取特性。空气管道优选在主 体的上表面和下表面之间延伸以使空气被向下吸入到吸入通道的边缘。
有利地， 空气管道邻近至少一个工作边缘， 以便产生空气在工作边缘的表面上的 流动。 这有助于将通过工作边缘在例如地毯纤维上的动作移走的脏物和灰尘吸入到吸入室 中。
优选地， 每个吸入通道在两侧上由相应的工作边缘所限定以使工具的搅动效果增 加。搅动的进一步增强可通过延伸工作边缘的至少一个以使其占据主体的整个宽度来实 现。
有利地， 部分流体流动路径由在第一吸入通道和第二吸入通道之间延伸的中间通 道形成。流体流动路径优选包括第一和第二中间通道， 它们中的每个会优选在工具的主体 的相对侧处相对于吸入通道横向延伸。
优选地， 流体流动路径包括沿着流动方向的横截面面积增加的区域。横截面增大 的区域可包括任何一个吸入通道或者两个吸入通道。 该结构提供了吸入室内的压力平衡以 使空气穿过通道的整个宽度被均匀地吸入到两个吸入通道中。
主体的底面可设置有至少一个棉绒拾取器以助于拾取头发、 绒毛和其他纤维。
还可以提供吸气阀， 其设置成， 在使用中， 取决于吸入室内的压力 ( 例如当压力降 至低于预定值时 ) 允许空气进入到工具中。如果吸入室被临时堵塞， 这防止主体被大气压 力降低到地面表面上。
挠性软管优选在出口和连接器之间延伸， 其中所述连接器用于将工具连接到筒式 ( 罐式， 桶式 )、 立式或手持式真空吸尘器的棒或软管的端部。替代地， 工具可形成表面处理 设备自身的一部分， 例如立式真空吸尘器或杆式真空吸尘器的清理头。 附图说明
现在将参照附图通过例子描述本发明， 其中 ： 图 1 是表面处理头的顶部透视图 ； 图 2 是图 1 的表面处理头的顶部透视图 ； 图 3 是图 1 的表面处理头的侧视图 ； 图 4 是图 1 的表面处理头的截面侧视图 ； 图 5a 是沿着第一方向使用的图 1 表面处理头的部分的示意性侧视图 ； 图 5b 是沿着第二方向使用的图 5a 的那部分的示意性侧视图 ； 图 6 是图 1 的表面处理头的底部视图 ； 图 7a 是沿着第一方向使用的， 如图 5a 所示部分的替代选择的示意性侧视图 ； 图 7b 是沿着第二方向使用的图 7a 那部分的示意性侧视图 ； 图 8 是使用中结合图 1 的表面处理头的真空吸尘器的侧视图。具体实施方式
图 1 到 4 和 6 图示了为真空吸尘器地面工具 10 形式的表面处理头。地面工具 10 包括主体 12 以及一对布置成以允许地面工具 10 在地面表面之上被操纵的轮子 14。 每个轮 子 14 被可旋转地连接到从主体 12 向后延伸的相应臂 15。地面工具 10 还包括具有开口端 的连接器 16， 其中所述开口端能够连接到真空吸尘器的棒或软管。地面工具 10 的底面 18， 其可和主体 12 为一体， 限定了地面工具 10 的吸入室 20。在使用中， 吸入室 20 面向要被清 理的地面表面并且允许携带灰尘的空气从地面表面进入到地面工具 10 中。一对轮子 21 被 可旋转地安装在凹槽内， 该凹槽形成在主体 12 的底面 18 中以使地面工具 10 的底面 18 从 例如硬地面表面间隔开， 其中地面工具 10 在该硬地面表面上被操纵。吸入室 20 包括第一吸入通道 22 和第二吸入通道 24， 它们都在地面工具 10 的主体 12 的相对侧边缘 26、 28 之间延伸。第一吸入通道 22 定位在地面工具 10 的前壁 30 附近， 第二吸入通道 24 定位在地面工具 10 的后壁 32 附近。第一和第二吸入通道 22、 24 具有大 致相似的外部尺寸并且位于相同的平面内。第二吸入通道 24 敞开到出口 34 内， 该出口 34 居中地位于主体 12 的后壁 32 中。中间通道 36 提供了第一吸入通道 22 和第二吸入通道 24 之间的流体连接。 设置了两个中间通道 36， 每个通道定位在主体 12 的相应侧边缘 26、 28 附 近。中间通道 36 在吸入通道 22、 24 之间横向延伸。中间通道 36 的外壁包括地面工具 10 的侧边缘 26、 28 的一部分。
吸入通道 22、 24 的每个被由地面工具 10 的底面 18 形成的工作边缘所限定。第一 吸入通道 22 具有前工作边缘 40 和后工作边缘 42。第二吸入通道 24 也具有前工作边缘 44 和后工作边缘 46。这些工作边缘被限定为比较锐利从而当地面工具 10 被用于铺地毯的表 面上时提供有效的搅动动作。在这样的表面上， 轮子 21 沉入地毯的绒毛中以使工作边缘接 触地毯。
地面工具 10 还包括至少一个空气管道。在该例子中， 至少一个空气管道为两个狭 槽 48 的形式， 每个狭槽由第一吸入通道 22 的后工作边缘 42、 中间通道 36 的内壁和后吸入 通道 24 的前工作边缘 44 限定。每个狭槽 48 从地面工具 10 的上表面 52 向下延伸到地面 工具 10 的底面 18。每个狭槽 48 开口于大气中。
图 5a 和 5b 示意性地图示在使用中空气狭槽 48 和工作边缘的功能。 在图 5a 中， 地 面工具 10 沿着铺地毯的地面表面被向前推动， 其方向由上表面 52 之上的大箭头表示。地 面工具 10 与产生吸入气流的真空吸尘器流体连通， 这将在后面予以论述。在地面工具 10 的向前行程中， 各个吸入通道 22、 24 的前工作边缘 40、 44 开始工作。前工作边缘 40、 44 疏 开地毯的绒毛以使吸入空气能围绕前工作边缘 40、 44 流动并进入到吸入通道 22、 24 中， 如 较小的箭头所示。空气被吸入到主体 12 的前壁 30 之下、 前工作边缘 40 之下并进入到吸入 室 20 的第一吸入通道 22 之中。空气从第一吸入通道 22 流过中间通道 36 进入到第二吸入 通道 24 中， 并且穿过出口 34 从吸入室 20 中流出。空气还穿过空气狭槽 48 从大气被吸入、 在前工作边缘 44 之下吸入并进入到吸入室 20 的第二吸入通道 24 中。来自第二吸入通道 24 的空气穿过出口 34 从吸入室 20 流出。出口 34 具有漏斗形开口以便在第二吸入通道 24 和出口 34 之间提供平稳过渡。
在图 5b 中， 地面工具 10 沿着铺地毯的地面表面被拉回， 其方向由上表面 52 之上 的大箭头表示。在地面工具 10 的向后行程中， 吸入通道 22、 24 的后工作边缘 42、 46 开始工 作。空气还从大气穿过空气狭槽 48 被吸入、 在后工作边缘 42 之下并进入到第一吸入通道 22 中。来自第一吸入通道 22 的空气流过中间通道 36 进入到第二吸入通道 24 中， 并穿过出 口 34 从吸入室 20 流出。空气还被吸入到主体 12 的后壁 32 之下、 后工作边缘 46 之下并进 入到第二吸入通道 24 中。来自第二吸入通道 24 的空气穿过出口 34 从吸入室 20 中流出。
因此， 对于地面工具 10 的每个行程， 多个工作边缘发生作用， 以使得与仅具有一 个吸入通道和两个工作边缘的传统地面工具相比， 脏物和灰尘的拾取得以改进。通过提供 沿着地面工具 10 的侧壁 26、 28 延伸的第一和第二通道 22、 24 之间的流体连接， 具有多个 吸入通道和工作边缘的地面工具可被制作成具有和传统的、 单吸入通道地面工具相似的 尺寸。特别地， 地面工具 10 的深度可被做得相对较小以使地面工具 10 具有低姿态 (lowprofile)。该优点在图 3 和 4 中十分清楚。
吸入室 20 的细节在图 2 和 6 中是可见的， 其更详细地图示了地面工具 10 的一部 分的下侧。吸入室 20 的横截面不一致。第一吸入通道 22 具有中心区域 54， 该区域具有吸 入室 20 的最小的横截面面积。该横截面面积沿着流体流动路径 56( 图 6 所示 ) 的一部分 增加， 所述流体流动路径 56 的一部分为从中心区域 54 沿着第一吸入通道 22 的其余部分延 伸到其邻近地面工具 10 的侧壁 26、 28 的外部边缘的那部分。吸入室 20 的横截面面积沿着 流体流动路径 56 从第一吸入通道 22 沿着中间通道 36 延伸到第二吸入通道 24 的那部分大 致不变。吸入室 20 的横截面面积还沿着流体流动路径 56 从中间通道 36 沿着第二吸入通 道 24 延伸到位于主体 12 的后壁 32 的中心部分中的出口 34 的部分增加。为了容纳该形状 的吸入室 20， 空气狭槽 48 被布置成 V 字形以与邻近第一吸入通道 22 的中心区域 54 的顶点 相结合。通过将吸入室 20 布置为具有沿着至少部分的流体流动路径 56 增加的横截面， 在 整个吸入室 20 的范围内保持大致恒定的流体压力。这在性能方面提供另一优点， 因为其确 保空气穿过吸入通道 22、 24 的整个宽度被均匀地吸入到两个吸入通道 22、 24 中。
前工作边缘 40 和后工作边缘 46 跨地面工具 10 的主体 12 的宽度延伸。为了进一 步增加邻近空气狭槽 48 的工作边缘 42、 44 的效果， 这些边缘通过横穿中间通道 36 的桥接 件 58 延伸到侧壁 26、 28。桥接件 58 从空气狭槽 48 的相对边缘延伸到侧壁 26、 28 并且还 为流体提供了较小的通道以便流体从侧壁在工作边缘 42、 44 的由桥接件 58 形成的那部分 之下并沿着工作边缘 42、 44 的由桥接件 58 形成的那部分流动。桥接件 58 可形成地面工具 10 的底面 18 的一体部分。通过提供大致沿着地面工具 10 整个宽度延伸的工作边缘， 能实 现更大的搅动效果。 棉绒拾取器 60 设置在地面工具 10 的底面 18 上地面工具 10 的前部和后部处， 并 与工作边缘 40、 46 间隔开。每个棉绒拾取器 60 包含材料条， 条中固定了多簇细纤维。地面 工具 10 跨地面表面的重复的向前和向后动作俘获了头发、 绒毛和其他纤维材料并将其滚 成球以使其能被吸入到吸入室 20 中。使用棉绒拾取器 60 导致用户跨地面表面推动或拉动 地面工具 10 所需的力增加。可以使棉绒拾取器 60 的宽度大致增加到地面工具的宽度， 然 而这会使用户要求的推力增加。
吸气阀 62 设置在地面工具 10 的上表面 52 中。在吸入室 20 例如被吸入到吸入通 道 22、 24 中的纤维阻塞的情况下， 吸入室 20 内的压力将会下降。当吸入室 20 内的压力下 降到预定值之下时， 大气压力作用在吸气阀 62 上并促使其向内抵抗弹簧 64 的弹力， 因此提 供了大气进入到地面工具 10 的开口。当消除堵塞之后， 弹簧 64 的弹力促使吸气阀 62 返回 到其初始位置， 与上表面 52 齐平。
为了从地面工具 10 获得尽可能好的性能， 重要的是当地面工具 10 沿着地面表面 被拉动和推动时， 工作边缘保持接触地面。为了实现此目的， 铰接部设置在出口 34 和连接 于真空吸尘器的棒或软管的连接器 16 之间。可将铰接部设置为柔性内部软管 66 的形式。 内部软管 66 的一个端部 68 具有一宽口， 该宽口套在吸入室 20 的狭槽形出口 34 之上并密 封抵靠该狭槽形出口 34。 内部软管 66 的另一端部 70 具有圆形的横截面并且被布置成套在 颈部 72 之上并密封抵靠颈部 72， 其中所述颈部 72 进而套在连接器 16 内。颈部 72 被连接 到， 优选一体于， 朝向地面工具 10 的主体 12 延伸的第二对臂 74。每个臂 74 在其一端附近 被枢转地连接到第三对臂 76 的相应一个的第一端。这提供了地面工具 10 的第一铰接接头
78。每个臂 76 的第二端被枢转地连接到地面工具 10 的主体 12 的相应臂 15。这提供了地 面工具 10 的第二铰接接头 80。第一和第二接头 78、 80 围绕平行于地面表面的轴枢转。内 部软管 66 提供出口 34 和连接器 16 之间的气道的可靠密封同时允许运动和弯曲。
连接器 16 被布置成围绕正交于第一和第二接头 78、 80 的轴线的轴线相对于颈部 72 旋转。颈部 72 和连接器 16 的可旋转连接形成了第三接头 82， 其允许工具侧向移动。在 使用中， 这三个接头允许地面工具 10 被操控同时保持工作边缘与地毯的接触， 以使工具的 拾取性能提高。第一和第二接头 78、 80 的双铰接结构允许由用户施加到地面工具 10 的力 穿过地面工具 10 的轮子 14 被传递。这有助于减小移动阻力并且还允许用户完成更长的行 程同时使地面工具 10 相对地面表面保持平直。
图 7a 和 7b 图示了图 5a 和 5b 所示的部件的铰接替代例。在该替代例中， 第一和 第二吸入通道 22、 24 相对于彼此铰接。柔性接头 84 将第一吸入通道 22 连接到第二吸入通 道 24。在图 7a 中， 地面工具 10 沿着铺地毯的地面表面被向前推动， 其方向由上表面 52 之 上的大箭头表示。 在地面工具 10 的向前行程中， 柔性接头 84 允许第一和第二吸入通道 22、 24 向前枢转， 使工作边缘 40、 44 降低以使它们接合地面表面。 在反向行程中， 如图 7b 所示， 柔性接头 84 允许第一和第二吸入通道 22、 24 向后枢转， 使工作边缘 42、 46 朝向地面表面降 低。 该实施例使工作边缘在地面工具 10 的各个工作位置保持接合于地面表面， 即使出口 34 和连接器 16 之间的连接为刚性。 图 8 表示地面工具 10 作为旋风式真空吸尘器 86 形式的表面处理设备的一部分。 真空吸尘器 86 具有容纳马达和风扇单元 ( 未示出 ) 的主体 88。主体 88 包括用于允许真空 吸尘器 86 跨地面表面运行的设备， 在该实施例中， 该设备包括一对轮子 90。旋风分离器 92 形式的分离设备被可释放地连接到主体 88。柔性软管 94 能够被连接到主体 88 上的入口。 软管 94 的另一端能够被连接到棒 96， 棒的远端适合于接收地面工具 10 的连接器 16。连接 器 16 还能被直接连接到软管 94。在使用中， 当用户绕房间走动时， 真空吸尘器 86 的主体 88 通过柔性软管 94 沿着地面表面被拉动。当用户启动真空吸尘器 86 时， 马达通电并驱动 风扇以便通过地面工具 10 吸入污浊的空气。污浊的空气、 携带的脏物和来自地面表面的灰 尘穿过棒 96 和软管 94 并经由入口被吸入到旋风分离器 92 中。
旋风分离器 92 包括上游旋风器， 其后为多个下游旋风器。进入到旋风分离器 92 的空气被促使沿着围绕旋风器内部的螺旋通道运动。脏物和灰尘从空气的回旋流分开。干 净的空气然后从旋风分离器 92 进入到真空吸尘器 86 的主体 88 中。干净的空气然后依次 穿过马达前过滤器、 马达和风扇单元以及随后的马达后过滤器， 然后穿过排出口 98 从真空 吸尘器 86 离开。
地面工具 10 的低姿态允许其用于较低的家具和其他障碍物之下。由于提供了从 第一吸入通道 22 延伸到第二吸入通道 24 并从那里延伸到出口 34 的流体流动路径 56， 因此 能够制造该低姿态工具。工作边缘和空气狭槽 48 一起产生了有效的搅动动作， 其在使来自 地毯绒毛的脏物和灰尘移动方面是有益的。 该搅动动作至少和能够通过被驱动的刷杆实现 的搅动动作一样好。
所述设备不一定是旋风式真空吸尘器。本发明能够应用到真空吸尘器的其他类 型的表面处理头， 例如立式机器、 杆式真空吸尘器或手持式吸尘器的头和工具。另外， 本发 明还能够应用到其他类型的清洁头， 例如， 干湿机器或地毯洗涤器的头， 和通常的表面处理
头， 例如用于抛光 / 打蜡机、 压力洗涤机、 地面标志机和割草机的那些处理头。
已经参照无源工具描述了本发明， 但是本发明同样适合于和采用由马达或涡轮机 驱动的搅动器、 例如刷杆或搅拌器的工具相结合。
还可设置另一些吸入通道， 其中的每个通道被至少一个， 优选两个工作边缘所限 定。每个额外的吸入通道可通过另一些大气管道与其相邻的吸入通道分隔开。所述 ( 或每 个 ) 大气管道可包括单个开口或多个更小的狭槽、 喷嘴或管道。提供尺寸相对较小的大气 通道可有助于形成在工作边缘附近的空气的高压喷射以使碎屑从地毯进一步地移出。 通过 提供几个大气管道而不是单个的不间断的管道， 可改进地面工具的耐用性。
另一些变化对本领域内的技术人员将是显而易见的。例如， 棉绒拾取器的至少一 个可被省去或被多条毡、 一排排的鬃毛或梳子所代替。