УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОЛОВ
DEVICE FOR CLEANING FLOORS

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к устройству для очистки полов и, в частности, к насадку для устройства для очистки полов.
ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В JP1014829 раскрывается всасывающий инструмент для электрического пылесоса, выполненного с возможностью одновременно всасывать пыль и скрести и протирать очищаемую поверхность без загрязнения очищаемой поверхности. В положении рядом с всасывающим отверстием, сформированным в нижней поверхности всасывающего инструмента, сформирована приемная часть, а основание имеет одну боковую сторону, снабженную протирочным элементом, выполненным с возможностью собирать пыль и грязь с нижней поверхности тела инструмента.
При очистке твердых полов традиционно сначала пылесосят пол, после чего протирают его шваброй. Уборка пылесосом удаляет крупные частицы грязи, а протирка позволяет убрать пятна.
В настоящее время на рынке появляется все больше бытовых приборов, которые, как заявляют производители, осуществляют всасывание и протирку за один проход. Многие из этих бытовых приборов имеют всасывающий насадок для подбора крупных частиц грани потоком воздуха и кусок (влажной) ткани для удаления пятен. Эти куски влажной ткани можно предварительно смачивать, или пользователь может распылять жидкость для смачивания пола. Однако такие бытовые приборы создают некоторые проблемы для пользователя, например требуют ремонта и очистки. Невозможно быстро трансформировать устройство с функции протирки твердого пола на функцию вакуумной уборки мягкого пола.
Существует множество устройств для влажной протирки, но классическим устройством остается ведро и швабра. Основным недостатком принципа ведра и швабры является то, что количеством воды, переносимой со швабры на пол, трудно управлять. Это в значительной степени зависит от того, насколько хорошо пользователь отжимает швабру. Некоторые ведра оснащены механической системой, помогающей отжимать швабру. И все же количество воды на полу зависит от силы, которую пользователь прилагает к отжимающему устройству, и от силы, которую пользователь прилагает к швабре во время мытья пола. Это может привести к плохим результатам мытья, когда швабра слишком суха, или, еще хуже, к повреждению пола, если швабра слишком влажна. Предварительно смоченная ткань решает эту проблему, но приводит к возникновению другой, еще большей проблемы. Из-за того, что предварительно смоченная ткань может содержать лишь очень небольшое количество воды, весьма ограничивается площадь поверхности, которую можно вымыть. К этой проблеме относится большая часть жалоб пользователей, покупающих такие изделия. Имеется несколько изделий, в которых была предпринята попытка решить эту проблему, добавив в бытовой прибор резервуар и функцию распыления. В этом случае пользователь может распылять определенное количество жидкости на пол, когда заметит, что ткань слишком суха. Достаточность такого решения и в этом случае зависит от пользователя. Другой недостаток заключается в том, что эта система не является непрерывно работающей. Сигналом для ее применения является снижение эффективности уборки.
В электрических поломоечных машинах в основном применяются насосы или дозирующие системы. Помимо того, что такие системы довольно дороги, они подвержены загрязнению/забиванию, и, как правило, такие насосы не обладают стойкостью к химикатам, что является большой проблемой, когда применяются моющие средства.
По существу пол в обычном жилом помещении содержит твердые полы (плитку, ламинат и т.п.) и мягкие полы (ковры, дорожки и пр.). Твердые полы моют предварительной вакуумной очисткой с последующей протиркой шваброй. Мягкие полы очищают вакуумной очисткой. Известные в настоящее время приборы, в которых функция протирки комбинируется с функцией вакуумной очистки, подходят только для твердых полов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является создание улучшенного устройства для очистки полов. Изобретение определяется независимыми пунктами формулы. Преимущественные варианты определяются зависимыми пунктами формулы.
Согласно одному варианту настоящего изобретения предлагается приспособление (протирающий элемент) для насадка обычного пылесоса, которое преобразует простой пылесос в гибридное устройство для вакуумной очистки и протирки. Далее, устройство может одновременно осуществлять вакуумную очистку и протирку (сухую или влажную), не загрязняя насадок пылесоса и соединенные с ним детали, такие как колеса, щетки, скребок и т.п., водой, если используется функция влажной протирки. Кроме того, это приспособление устанавливается под насадком пылесоса и немного приподнимает насадок, но в то же время обеспечивает эффективное всасывание пыли и протирку. Кроме того, поскольку задний конец приподнят, задние колеса не загрязняются и на полу не остаются следы/метки от колес. Кроме того, сам скребок также приподнят, сохраняя очень небольшой зазор до пола, и это обеспечивает хорошее засасывание грязи, при этом сам скребок не загрязняется. Такое отсутствие загрязнения скребка является очень важным аспектом, поскольку пользователь может непосредственно переходить из комнаты с твердым полом в комнату с мягким полом, т.е. с влажной уборки твердого пола к сухой вакуумной очистке мягкого пола. Следует также понимать, что приспособление может соединяться с помощью простого средства, так чтобы приспособление можно было просто защелкивать в/на насадок. Кроме того, в одном варианте приспособление крепится на насадке с помощью магнита или любого другого подходящего средства, а подложка швабры крепится на "липучке" или любыми другими подходящими средствами. Приспособление также может содержать интегрированный резервуар для воды и оросительное/дозирующее средство для смачивания подложки в режиме только влажной протирки или в режиме влажной протирки в сочетании с вакуумной очисткой.
Согласно одному варианту настоящего изобретения предлагается система, которая непрерывно смачивает протирочный элемент без необходимости какого-либо вмешательства пользователя.
Согласно одному варианту настоящего изобретения предлагается система, в которой приспособление можно использовать, просто подсоединив к нему рукоятку и используя эту рукоятку для перемещения приспособления. В этом режиме приспособление не требует подсоединения к пылесосу.
Согласно одному варианту настоящего изобретения предлагается гибридное устройство, выполненное с возможностью протирать твердые полы, осуществлять вакуумную уборку твердых полов, протирать и осуществлять вакуумную уборку твердых полов за один проход и осуществлять вакуумную уборку мягких полов, и все эти операции выполнять с хорошими результатами. Особенно большим преимуществом для пользователя является протирка и вакуумная уборка за один проход. Эта функция позволяет сэкономить много времени и усилий, давая такие же результаты.
Для вакуумного удаления пыли с пола нужен достаточный поток воздуха. Для создания достаточного потока воздуха нужен мощный вентилятор, соединенный с сетью электропитания. Комбинирование функции протирки с прибором, подключенным к сети электропитания, является довольно опасным или требует многочисленных мер безопасности. Вода/влага может повредить прибор или создать опасное короткое замыкание. Комбинация протирочного элемента с устройством, работающим от аккумулятора, существенно уменьшает риск опасной ситуации, вызванной коротким замыканием. Проблема, которую следует устранить, заключается в том, что устройство, работающее на аккумуляторах, не может создавать достаточно сильный поток воздуха в течение приемлемого времени без огромного количества аккумуляторов. Согласно одному варианту настоящего изобретения предлагается устройство, работающее на аккумуляторах, которое потребляет меньше энергии, но дает оптимальные результаты при очистке полов всех типов.
Эти и другие аспекты изобретения будут понятны из нижеследующего описания вариантов со ссылками на приложенные чертежи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - типичная архитектура аккумуляторного устройства для очистки полов.
Фиг. 2 - устройство по фиг. 1 со скребком.
Фиг. 3 - поток воздуха в устройстве по фиг. 1.
Фиг. 4 - поток воздуха в устройстве по фиг. 2.
Фиг. 5 - устройство для очистки полов с протирочным элементом по варианту настоящего изобретения.
Фиг. 6 - смещение щетки под влиянием подъема задних колес в устройстве для очистки полов по варианту настоящего изобретению.
Фиг. 7 - угловое смещение под влиянием подъема задник колес в устройстве для очистки полов по варианту настоящего изобретению.
Фиг. 8 - влияние подъема задних колес на характеристики очистки щелей.
Фиг. 9 - вид сверху устройства для очистки полов по фиг. 5.
Фиг. 10 и 11 - вариант устройства для очистки полов, в котором скребок имеет возможность смещаться вниз, когда задняя часть устройства поднята.
Фиг. 12 - другой вариант настоящего изобретения с передними колесами, сформированными на концах канала всасывания.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ
Для получения хороших результатов очистки полов с низкой мощностью всасывания <30 Вт (в устройствах, подключаемых к сети, на современном этапе развития мощность обычно превышает 100 Вт) необходимо встряхивание частиц пыли или ворсинок ковра. Поэтому все известные устройства, работающие от аккумуляторов, оснащены вращающейся щеткой для встряхивания пыли/ворсинок. Типичная архитектура устройства, работающего на аккумуляторах, проиллюстрирована на фиг. 1, где показан корпус 10, корпус-ручка 20, приводной двигатель 30 вращающейся щетки, заднее колесо 40, воздушный канал 50, вращающаяся щетка 60 и переднее колесо 70. Однако специалистам понятно, что аккумуляторное устройство можно заменить устройством, не имеющим аккумуляторов и работающим от сети, или устройством, работающим и на аккумуляторах, и от сети. Далее, устройство может иметь не приводную щетку/пассивную щетку или вовсе не иметь щетки. Кроме того, в случае приводной щетки щетку можно приводить во вращение с помощью воздушной турбины или электродвигателя, внутреннего или внешнего относительно корпуса приводной щетки.
Глубокое изучение поведения пользователя показало, что подход к сильному загрязнению выполняется передней частью устройства, особенно когда колеса или насадок ясно видны. Как показано на фиг. 2, 3 и 4, установка скребка 80 за вращающейся щеткой 60 создает гораздо более эффективный поток воздуха, подбирающего грязь, поскольку этот воздушный поток теперь сконцентрирован перед насадком, как показано на чертежах.
Устройство с вращающейся щеткой и скребком способно очищать твердые и мягкие полы для приемлемого уровня.
Для того чтобы создать гибридное устройство, чтобы также выполнять влажную протирку твердых полов, можно добавить протирочный элемент. Поскольку протирка осуществляется почти одновременно с вакуумной очисткой, швабра дольше остается чистой, чем при последовательно выполняемых вакуумной очистке и протирке.
Другим дополнительным преимуществом применения устройства, работающего от аккумуляторов и поэтому имеющего низкую мощность всасывания, является то, что вода, которая распределяется по полу протирочным элементом, не всасывается в насадок. Это позволяет выполнять сепарацию пыли и воздуха традиционным способом, не принимая мер предосторожности от засасывания воды. Поэтому такое решение устраняет необходимость в наличии в устройстве дорогостоящего модуля фильтрации воды и делает устройство экономичным.
Три очевидных положения для установки протирочного элемента (впереди сзади или между колесами) приводят к тому, что устройство быстро загрязняется. Щетка, скребок и колеса при работе касаются пола и подбирают жидкость и влажную грязь.
Как показано на фиг. 5, для защиты скребка 80 и щетки 60 от загрязнения, согласно одному аспекту изобретения, протирочный элемент 90 установлен под задними колесами 40. Вся система в этом случае немного наклонена, и скребок и щетка также немного приподняты над полом. Далее, передний конец насадка, с колесами или без колес, продолжает касаться пола, как и раньше, и не приподнят. Поэтому сохраняется оптимальное всасывание и границы всасывания определяются передними колесами и задним скребком 80 и протирочным элементом 90. Даже в случае устойчивых загрязнений, когда устройство несколько раз перемещают вперед и назад, щетка и скребок остаются чистыми. Следует понимать, что скребок будет поднят так, чтобы между ним и полом сохранялся минимальный воздушный зазор, что обеспечивает оптимальную эффективность всасывания.
Если задние колеса немного подняты, характеристики из-за подъема щетки и скребка снижаются в очень ограниченной степени. Смещение ВО щетки и подъем устройства на угол α показаны на фиг. 6 и 7 соответственно. Крупные куски грязи все равно касаются щетки, а поток воздуха направлен вперед. Диаграмма на фиг. 8 показывает влияние подъема на очистку щелей (самые трудные для очистки элементы пола) при двух разных напряжениях 18 В и 14,4 В соответственно: чем больше расстояние от пола (горизонтальная ось), тем ниже процент подбора пыли (вертикальная ось). Далее, из диаграммы на фиг. 8 можно понять, что характеристики или процент подбора пыли падает ниже 30%, когда смещение ВО щетки превышает 1,2 мм. Изучение пользователей показало, что процент подбора пыли ниже 30% хорошо обнаруживается пользователем и пользователь способен заметить снижение характеристик очистки/всасывания и видимую частоту. Поэтому смещение ВО щетки всегда поддерживается на уровне выше уровня процента подбора пыли 30% или 0-1,2 мм. Два разных напряжения, использованных ля построения кривой, соответствуют двум вертикальным пылесосам, которые применялись для тестирования. Следует понимать, что при более высоком напряжении можно получить большую мощность всасывания и смещение щетки можно увеличить без нежелательного снижения процента подбора пыли и характеристик, т.е. можно достигнуть процента подбора пыли в 30% и более с более существенным смещением щетки по сравнению с указанным выше диапазоном.
Смещение щетки можно выразить и через угол, который протирочное устройство образует с очищаемой поверхностью, например полом. Смещение ВО щетки, упомянутое выше, можно получить поворотом устройства в плоскости XY вокруг воображаемой оси передних колес в диапазоне 0°-15° включительно, как показано на фиг. 7. Эти конструктивные принципы можно использовать для достижения оптимального процента подбора пыли в устройстве наряду с хорошими показателями протирки.
Как показано на фиг. 12, в другом варианте настоящего изобретения колеса спереди отсутствуют, но помещены вдоль всасывающего канала/отверстия. В этом варианте, когда протирочное приспособление установлено под задними колесами и устройство будет приподнято, угол α будет оказывать очень небольшое влияние на характеристики всасывания, поскольку всасывающий канал будет находиться ближе к полу, чем в предыдущем варианте, поскольку колеса будут касаться пола, а всасывающий канал расположен между колесами.
Когда протирающий элемент расположен рядом со скребком, он также сокращает утечку воздуха назад, благодаря подъему скребка.
За счет размещения протирочного элемента под колесами также образуется пространство для установки небольших резервуаров на протирочном элементе за колесами.
Архитектура устройства, работающего на аккумуляторах, показана на фиг. 9 (вид сверху), где показан корпус 10, колеса 40, протирочный элемент 90 и резервуары 100.
Установив подходящий механизм транспортировки воды (например, небольшие отверстия или фитиль, как описано в параллельно рассматриваемой заявке на патент США № 62/065950, включенной в настоящее описание путем отсылки) между резервуарами и протирочным элементом, можно получить функцию влажной протирки. Далее, характеристики очистки во времени ограничены объемом резервуара и более не ограничиваются количеством воды, которую можно удерживать в ткани или протирать под протирочным элементом.
Это также означает, что влажность пола больше не зависит от способа, применяемого пользователем. Поэтому характеристики гарантируются в значительно большей степени и остаются стабильными во время эксплуатации (ткань не высыхает).
2
2
Площадь поверхности, которую можно очистить, ограничивается только объемом воды в резервуаре. Влажность пола, равная приблизительно 2 г/м, означает, что для очистки дома с твердыми полами площадью 100 м достаточным будет резервуар емкостью 200 мл. Если ткань имеет размер, например, 5×30 см, высота резервуара будет менее 1,5 см.
Поскольку протирающий элемент содержит резервуары и ткань, его можно легко крепить и снимать с устройства без создания интерфейса для соединения влажных элементов. Это также означает, что можно создать гибридное устройство, используя стандартную архитектуру пылесоса, работающего на аккумуляторах.
Простой интерфейс между протирочным элементом, который содержит все "влажные" части, и всасывающим насадком можно создать разными способами. Хорошим и простым способом, который оценят пользователи, является соединение на магнитах.
Как показано на фиг. 10 и 11, снижение показателей подбора пыли из-за подъема устройства можно уменьшить с помощью простого механизма, с помощью которого скребок крепится так, чтобы он мог опускаться вниз, когда задняя часть устройства поднимается. На фиг. 10 показана нормальная ширина зазора G, а на фиг. 11 показана уменьшенная ширина зазора G, достигнутая за счет пружины, которая выталкивает скребок вниз. Такая функция может быть реализована разными способами, и одним примером является применение пружин, которые опускают скребок, когда он поднимается. Кроме того, как указано выше, при этом обеспечивается минимальный воздушный зазор скребка.
Следует отметить, что вышеописанные варианты иллюстрируют, а не ограничивают настоящее изобретение и специалисты могут сконструировать множество альтернативных вариантов, не выходя за пределы объема приложенной формулы изобретения. Слово "содержащий" не исключает наличие элементов или этапов, не перечисленных в формуле. Представление элемента в единственном числе не исключает наличие множества таких элементов. Один только факт упоминания различных признаков в разных пунктах формулы не указывает на невозможность использования комбинации таких признаков.