УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ВЛАЖНОЙ ОЧИСТКИ ПОЛА
DEVICE AND METHOD OF WET CLEANING OF FLOORS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к оборудованию для уборки пола, в особенности к устройству для влажной очистки пола и способу для очистки пола.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Многие механизмы или устройства для влажной очистки пола содержат вращающиеся щетки, которые непрерывно смачиваются, когда они скребут поверхность пола, которую нужно очистить. Щетку обычно увлажняют в очищающем растворе, что улучшает процесс очистки. К сожалению, использование увлажненной щетки может оставлять остатки очищающего раствора в форме следа или серии маленьких лужиц из очищающего раствора. Это характерно даже для устройств, предназначенных для очистки, которые равномерно и щадящее смачивают щетку. Устройство для очистки пола, содержащее щетку, которая вращается вокруг оси вращения, и крышку, имеющую поверхность крышки, обращенную к оси вращения, известно из патентного документа US-А 5086539. Патентный документ US-А 5086539 раскрывает машину для чистки ковров, включающую в себя пару расположенных на расстоянии друг от друга щеток с длинной щетиной, вращающихся в противоположных направлениях, для втирания смоченных в растворе чистящих гранул в волокна ковра.
След и маленькие лужицы имеют свое происхождение во вращательном движении щетки, которое может заставлять жидкость в щетке или на щетке направляться наружу с поверхности щетки. Для предотвращения рассеивания капель, стряхиваемых со щетки, по всему полу вращающаяся щетка обычно защищается от окружающей ее внешней среды крышкой или брызговиком, который частично ее окружает. Капли очищающего раствора, улавливаемые крышкой, будут прилипать к ее поверхности и собираться в несколько большие капли. Когда капли достигнут достаточного веса, они могут сбегать вниз вдоль поверхности крышки под действием силы тяжести и капать вниз на пол с ее нижней кромки. Эти относительно маленькие капли сами по себе не являются проблемой, так как они обычно распределяются по большой поверхности (устройство для очистки пола перемещается при использовании), и они достаточно малы, чтобы быстро высыхать. Настоящая проблема вызвана тем фактом, что работа при не горизонтальной ориентации устройства для очистки, которая может иметь место непосредственно при использовании неровных полов, создает самую нижнюю точку на крышке. Жидкие капли со всей крышки будут стекать к этой самой нижней точке. Оттуда они будут соответственно срываться с поверхности крышки в виде стекания или, возможно, в виде естественного сильного потока, когда устройство для очистки внезапно наклоняется. Это может оставлять за собой концентрированный след или лужицу очищающего раствора на очищаемом полу. Такие жидкостные следы/лужицы могут делать пол местами неожиданно скользким, представляя опасность для людей, и, в конечном счете, могут высыхать, оставляя пятна на полу.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является уменьшение или решение проблемы жидких следов и лужиц, в особенности возникающих из-за использования устройства для чистки пола на неровной поверхности.
Согласно одному аспекту изобретения эта проблема решается тем, что крышка имеет поверхность крышки, в которой предусмотрено множество ребер, причем упомянутые ребра образуют между собой каналы для жидкости для передачи жидкости к выпускным отверстиям наружу, предусмотренным у нижних концов каналов для жидкости.
Поверхность крышки обращена к оси вращения щетки. Соответственно, когда щетка увлажняется и вращается во время использования, она будет бомбардироваться маленькими капельками. Эти маленькие капли будут собираться в большие капли и сбегать вниз по поверхности крышки под действием силы тяжести, сливаясь с другими каплями для образования (небольших) потоков жидкости. Ребра, предусмотренные на поверхности крышки, могут рассматриваться как дамбы, которые направляют эти жидкостные потоки между ними и не позволяют потокам сливаться. При удерживании потоков раздельными предотвращается накапливание жидкости в одной точке, даже когда крышка не находится в своей горизонтальной ориентации. Вместо этого каналы между ребрами направляют жидкость в относительно малых количествах к нижней точке или к выпускному отверстию, связанному с каждым каналом, откуда жидкость может капать вниз на пол. Отдельные каналы для жидкости, образованные ребрами, обеспечивают, таким образом, распределение в малых количествах (удовлетворительное распространение) выпускаемой жидкости, собранной поверхностью крышки, избегая образования заметных следов жидкости за устройством для очистки.
Согласно другому аспекту изобретения разработан способ очистки пола. Согласно способу обеспечивают щетку, приводят щетку в контакт с полом, увлажняют щетку жидкостью, например очищающим раствором, и вращают щетку. Согласно способу дополнительно собирают капли жидкости, выходящей из щетки под действием центробежной силы от вращательного движения, во множестве каналов для жидкости, предусмотренных на крышке, и направляют собранную жидкость через каналы для жидкости к выпускным отверстиям для выпуска жидкости наружу, предусмотренным на нижних концах каналов для жидкости.
Эти и другие признаки и преимущества изобретения будут более понятны из дальнейшего подробного описания вариантов осуществления изобретения, описанного со ссылкой на сопроводительные чертежи, которые иллюстрируют, но не ограничивают изобретение.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 представляет собой вид в перспективе примера устройства для очистки пола согласно настоящему изобретению;
фиг.2 представляет собой вид двух щеток и крышки, показанных на фиг.1, причем крышка показана в поперечном сечении;
фиг.3 представляет собой перпендикулярное сечение крышки, показанной на фиг.2.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
На чертежах одинаковые ссылочные позиции относятся к одинаковым или аналогичным элементам или действиям. Формы, размеры, углы и относительные положения элементов на чертежах могут быть начерчены не в масштабе и могут быть произвольно увеличены и расположены для улучшения читаемости чертежей. Кроме того, примеры устройства для влажной очистки пола и его компонентов показаны в естественной рабочей ориентации, то есть в горизонтальной или наклонной относительно горизонтали ориентации. В результате этого там, где это относится к делу, сила тяжести направлена вниз на чертежах.
Фиг.1 представляет собой вид в перспективе устройства 100 для влажной очистки пола в соответствии с настоящим изобретением. Устройство включает в себя ручку 102, которая соединена с корпусом 106 через соединительный стержень 104. Корпус 106 содержит крышку 200 и мусорный или сборный резервуар 116. Корпус далее содержит две щетки 112, 114 и электродвигатель (не показан) для приведения в действие щеток. Электрический шнур 108, имеющий обычную вилку на одном конце (не показано), соединен с ручкой 102 для подачи электроэнергии от электрической сети к электродвигателю. Резервуар 110 для очистительного раствора прикреплен к соединительному стержню 104.
Ручка 102 позволяет пользователю захватывать устройство 100 для очистки и управлять им. Ручка 102 в виде стержня, показанная на фиг.1, сконструирована для управления одной рукой, хотя другие варианты осуществления могут характеризоваться ручкой, которую легче зажимать двумя руками. Ручка 102 может быть покрыта противоскользящим материалом и/или на ней может быть выполнен отпечаток руки для улучшения способности к захватыванию. Также может быть предусмотрен элемент управления для управления работой электродвигателя, который приводит в действие щетки 112, 114. Понятно, что вместе с устройством 100 для очистки могут быть использованы ручки других форм и размеров, чем ручка, показанная на фиг.1.
Соединительный стержень 104 передает движение, которое сообщает ручке 102 пользователь, к корпусу 106. Соединительный стержень 104 также может служить в качестве трубопровода для электрической проводки, проходящей от ручки 102 к электродвигателю для подачи к нему электроэнергии, а также в качестве опорного элемента, например, для резервуара 110 для очищающего раствора.
В корпусе 106 расположены две щетки 112, 114. В случае движения вперед устройства 100 для очистки щетка 112 может быть определена как ведущая щетка, в то время как щетка 114 может быть определена как следящая щетка. Обе щетки 112, 114 являются по существу цилиндрическими, хотя также могут быть использованы другие формы щеток, например призматическая форма. Продольные оси щеток 112, 114 совпадают с их соответствующими осями вращения и при использовании ориентированы по существу параллельно очищаемому полу. Каждая щетка 112, 114 может содержать по существу цилиндрический или призматический сердечник с наружной оболочкой (jacket-shaped core).Наружная поверхность сердечника может быть снабжена материалом для щеток, например, мягким микроволоконным материалом или пучками синтетических волокон.
Материал для щетки может быть предусмотрен на пропускающей жидкость подложке, с помощью которой он прикрепляется, например приклеивается к наружной поверхности сердечника. Пропускающая жидкость подложка может быть частью системы подачи жидкости, которая подает очищающий раствор к материалу для щеток. Система подачи жидкости может дополнительно включать в себя небольшие (проходящие в радиальном направлении) отверстия сердечника. Эти отверстия могут позволить очищающему раствору, подаваемому из резервуара 110 для очищающего раствора во внутренний объем сердечника при его вращении, выходить наружу из сердечника в материал для щеток через пропускающую жидкость подложку. Из-за центробежной силы, возникающей в связи с вращательным движением сердечника, очищающий раствор может нагнетаться из сердечника через отверстия, но это не является единственной возможностью. Например, сила тяжести и капиллярный эффект также являются механизмами, с помощью которых очистительный раствор может быть распределен из объема сердечника в материал для щеток. Кроме того, в целом, конечно, могут быть использованы различные системы подачи жидкости для смачивания материала для щеток, например система, основанная на смачивании материала для щеток посредством распыления на него очистительного раствора или посредством воздействия на материал для щеток парами очистительного раствора.
При использовании щетки предпочтительно вращаются в противоположных направлениях. На фиг.1 это вращение против часовой стрелки и по часовой стрелке щеток 112 и 114 соответственно. Щетки 112 и 114 могут вращаться со скоростью в несколько тысяч оборотов в минуту, например 2500-14000 об/мин или, более конкретно, например, со скоростью, составляющей 8000 об/мин. Следовательно, когда щетки 112, 114 вращаются, как было описано, в противоположных направлениях, они будут подвергаться воздействию воздушного потока, направленного вверх между ними, несущему частицы грязи, соскребаемой с пола. Воздушный поток может отклоняться частью 206 крышки по направлению к мусорному резервуару, в котором могут помещаться частицы грязи. Мусорный или сборный резервуар 116 предпочтительно является резервуаром, имеющим возможность снятия с корпуса 106 для того, чтобы его можно было легко очистить.
Крышка 200, содержащая части 202, 204 и 206 крышки, перекрывает две щетки 112, 114 над полом. Часть 202 крышки перекрывает ведущую щетку 112 и служит в основном в качестве брызговика. Следящая щетка 114 частично перекрыта двумя частями 204, 206 крышки в результате того, что крышка 200 в варианте осуществления, показанном на фиг.1, также включает в себя сборный резервуар 116. Внутренняя часть 204 крышки служит в основном в качестве брызговика для сбора жидких капель, летящих от вращающейся щетки 114. Наружная часть 206 крышки служит в качестве дефлектора воздушного потока для направления воздушного потока, производимого двумя вращающимися щетками 112, 114, к сборному резервуару 116. Причем, если смотреть в радиальном направлении относительно продольной оси щетки 114, наружный слой 206 не защищен внутренним слоем 204, причем наружный слой может также иметь функцию брызговика. В варианте осуществления, показанном на фиг.1, это имеет место около излома 208 в крышке 200 (см. также фиг.2, которая будет описана далее).
В варианте осуществления, показанном на фиг.1, боковые концы цилиндрических щеток 112, 114 остаются не закрытыми крышкой 200. В различных вариантах осуществления устройства 100 для очистки крышка 200 может также защищать эти боковые стороны, чтобы создавать влажную камеру между собой и полом, в которой расположены вращающиеся щетки 112, 114. Такая влажная камера может сохранять внутри себя разбрызгиваемую в осевом и радиальном направлениях жидкость и, кроме того, вносить свой вклад в безопасность устройства, так как она защищает быстро двигающиеся части устройства 100 для очистки пола от пользователя.
Структуры поверхностей частей 202, 204, 206 крышки могут быть идентичными и могут быть лучше проиллюстрированы со ссылкой на фиг.2 и 3. Фиг.2 представляет собой вид в перспективе двух щеток 112, 114 и крышки 200, показанных на фиг.1, причем часть 206 щетки показана для ясности в поперечном сечении. Фиг.3 показывает часть 206 крышки, которая видна на фиг.2, в перпендикулярном поперечном сечении. Как на фиг.2, так и на фиг.3 ясно видно множество ребер 210, выполненных на поверхности 207 (см. фиг.3) части 206 крышки. Ребра 210 выступают из поверхности 207 части крышки и образуют между собой каналы 212 для жидкости.
Ребра 210 вытянуты вдоль искривленной поверхности 207 части 206 крышки, и можно сказать, что они проходят в направлении, имеющем компонент, параллельный направлению силы тяжести по существу в любой точке. (Единственной точкой, в которой ребро, выполненное на приблизительно полуцилиндрической части 206 крышки, не проходит в направлении силы тяжести, до некоторой степени является верхняя точка кривой, описываемой ребром, причем верхняя точка имеет горизонтальную касательную и не показана на фиг.2 и 3). Отклонение устройства 100 для очистки пола от его горизонтальной рабочей ориентации в необходимое наклонное положение, например ±15 градусов относительно направления силы тяжести, не меняет этого. Следовательно, ребра 210 проходят, по меньшей мере, частично, в направлении силы тяжести, когда устройство 100 для очистки пола находится в рабочей ориентации (горизонтальной или наклонной), позволяя им направлять жидкость по каналам 212 к выпускным отверстиям 214, предусмотренным на их концах.
Ребра 212 проходят по существу параллельно друг другу, обеспечивая эффективное использование поверхности 207 части крышки посредством образования множества параллельных каналов 212, что соответствует высокой плотности каналов для жидкости и, в свою очередь, распределению выпускаемой жидкости в малых количествах (то есть распространению выпускаемой жидкости).
Расстояние между ребрами 210, соответствующее ширине WL каналов 212 для жидкости, предпочтительно выполнено так, что каналы для жидкости не собирают жидкость в результате капиллярного эффекта. Капиллярный эффект, который может проявить себя в каналах 212 для жидкости, которые слишком узкие, может препятствовать передаче жидкости через каналы к выпускным отверстиям 214. Следует отметить, что критическая ширина WL, при которой канал 212 для жидкости может показывать капиллярный эффект, зависит от характеристик жидкости, которая должна направляться через канал.
Расстояние WL между ребрами 210 может отражать профиль увлажнения щетки 114. Например, осевые области щетки 114, которые сильно увлажняются, могут соответствовать секции поверхности 207 части крышки, имеющей относительно большое число каналов 212 для жидкости на единицу осевой длины (то есть маленькое расстояние WL), в то время как умеренно увлажненные осевые области щетки могут соответствовать секциям поверхности части крышки, имеющим относительно малое число каналов для жидкости на единицу осевой длины (то есть большое расстояние WL). В конце концов, области щетки, которые увлажнены в большей степени, будут выпускать больше жидкости, увеличивая необходимость в выполненииканалов для распределения жидкости в малом количестве. В случае равномерно увлажняемой в осевом направлении щетки 114, расстояние WL между ребрами 210 предпочтительно является одинаковым для двух смежных ребер, как показано на фиг.2 и фиг.3.
Каналы 212 для жидкости предпочтительно выполнены на поверхности 207 части крышки по всей (осевой или продольной) длине защищаемой щетки 114, чтобы они находились везде, где жидкость вылетает из щетки в результате ее вращательного движения. Это означает, что ширина WR ребер 210, то есть расстояние между каналами 212 для жидкости, может быть относительно маленькой.
По существу, не требуется, чтобы ребра 210, которые образуют каналы 212, выступали слишком далеко от поверхности 207 части крышки. То есть, высота Н предпочтительно является достаточной для того, чтобы останавливать осевой поток жидкости, который может возникать в результате наклонной ориентации устройства 100 для очистки пола, для того чтобы удерживать собранную жидкость внутри жидкостной камеры, но не более чем это. Обычно максимальная высота ребра в 5 мм является достаточной.
Боковые поверхности 216 ребер 210 могут быть предпочтительно ориентированы перпендикулярно относительно внутренней поверхности 207, из которой ребра выступают. Острый угол между боковой поверхностью 216 и внутренней поверхностью 207 соответствует ребру 210, по существу закрывающему канал 212 для жидкости от входящих капель, что находятся в противоречии с самой функцией канала для жидкости, тогда как тупой угол может позволить жидкости внутри канала легко переливаться через ребро и покидать границы канала.
Хотя каналы 212 для жидкости служат для сбора и передачи жидкости, они также неизбежно будут собирать грязь. Частицы грязи могут прилипать к крышке 200, накапливаться и, в конечном счете, забивать один или более каналов. Для того чтобы обеспечить легкую очистку внутри поверхности 207 части крышки, в особенности, каналов 212 для жидкости, профили поперечных сечений каналов для жидкости предпочтительно выполнены в виде гладкой кривой. В результате чего предотвращается наличие острых, труднодоступных углов, в которых может накапливаться грязь. На фиг.2 и 3 боковые поверхности 216 ребер 210 соединены с нижними сторонами 218 каналов 212 для жидкости в виде гладкой кривой 220.
В конфигурации на фиг.2 и 3 ребра 210 на поверхности 207 части крышки проходят в направлении, по существу перпендикулярном оси вращения 118 щетки 114. Соответственно, ребра 210 перекрывают поверхность 207 части крышки, но еще образуют относительно короткие каналы 212 для жидкости по направлению к выпускным отверстиям 214. Это является по существу желательным, так как, чем короче канал 212 для жидкости, тем меньше жидкости он будет собирать, направлять и, в конечном счете, выпускать. Короткие каналы, таким образом, позволяют распределение в меньшем количестве (лучшее распространение) выпускаемой жидкости, собранной поверхностью 207 части крышки, устраняя, тем самым, образование заметных следов жидкости сзади устройства 100 для очистки. Тем не менее, следует отметить, что такой же эффект может быть достигнут в других конфигурациях, использующих каналы для жидкости, которые проходят параллельно оси вращения. Например, конфигурация, при которой щетка вращается вокруг по существу вертикальной оси, может предусматривать по существу вертикально ориентированную цилиндрическую крышку в форме рубашки, которая на своей внутренней поверхности имеет проходящие в осевом направлении ребра. Действительно также возможны ребра 210, проходящие в направлении под углом к оси вращения 118, например ребра, проходящие спирально вокруг оси вращения. Однако в конфигурации, показанной на фиг.2, это будет приводить к разнице в длине различных каналов 212 для жидкости и, таким образом, к разнице в количестве жидкости, которую различные каналы могут собирать и удалять. Это может быть нежелательным. В отличие от этого конфигурация со щеткой, вращающейся вокруг вертикальной оси вращения, позволяет использовать ребра, которые проходят под углом к оси вращения без возможных недостатков.
В варианте осуществления на фиг.2 и 3 выпускные отверстия 214 каналов 212 для жидкости образованы нижними кромками каналов для жидкости. От выпускных отверстий 214 собранная жидкость может капать вниз на пол распределенным в более мелком количестве образом. В преимущественном альтернативном варианте осуществления нижняя часть поверхности 207 части крышки, содержащая выпускные отверстия 214, согнута вовнутрь по направлению к защищаемой щетке 114, так что выпускные отверстия 214 эффективно контактируют с материалом щетки 114, когда она вращается. Жидкость, поступающая к выпускным отверстиям 214 и готовая к сбросу, будет теперь сметаться с выпускных отверстий 214 вращающейся щеткой 114 и будет, по меньшей мере, частично впитываться ее материалом для щетки. В этом варианте осуществления собранная жидкость, таким образом, не попадает на пол, а вместо этого направляется обратно в щетку 114. Следует отметить, что на профиль увлажнения щетки вряд ли будет оказываться влияние, когда используется такая обратная связь с конфигурацией поверхности части крышки, показанной на фиг.2, в которой каждый канал 212 для жидкости связан с осевой областью щетки 114, имеющей ширину, которая практически такая же, что и ширина WL соответствующего канала для жидкости. Это происходит потому, что относительно влажные осевые области щетки 114, которые могут отбрасывать относительно большое количество жидкости, будут сталкиваться с пропорционально большой обратной связью по жидкости, в то время как противоположное справедливо для относительно сухих осевых областей щетки 114. Степень, до которой выпускные отверстия 214 контактируют или проникают в материал для щетки, может меняться. Чем дальше нижняя часть поверхности 207 части крышки, содержащая выпускные отверстия 214, проникает в материал для щетки, тем больше жидкости может быть впитано из выпускных отверстий 214 и смежных частей на входе в каналы 212 для жидкости. Большая степень проникновения может сопровождаться большей степенью износа материала для щетки, так как площадь, по которой поверхность 207 части крышки и материал для щетки непрерывно контактируют друг с другом, соответственно увеличивается.
Хотя изобретение было проиллюстрировано и описано подробно на чертежах и в предшествующем описании, такие иллюстрации и описание должны рассматриваться в качестве иллюстративных и приводимых для примера, но не ограничивающих; изобретение не ограничивается раскрытыми вариантами осуществления. Варианты раскрытых вариантов осуществления могут быть поняты и осуществлены специалистами в данной области техники при выполнении на практике заявленного изобретения, из изучения чертежей, описания изобретения и формулы изобретения. В формуле изобретения глагол «содержит» и его сопряжение не исключают других элементов или этапов, и неопределенный артикль единственного числа «а» или «an» не исключает множественного числа. Сам факт того, что определенные меры изложены во взаимозависимых различных пунктах формулы изобретения не означает, что комбинация этих мер не может быть использована для преимущества. Любые ссылочные позиции в пунктах формулы изобретения не должны рассматриваться как ограничивающие объем формулы изобретения.