CN103037746B - 灰尘探测*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于真空清洁器的灰尘探测***，真空清洁器包括气旋类型的灰尘分离室（20）并且具有用于收集所分离的灰尘的单独的垃圾箱（30）。灰尘分离室适于提供大体为气旋的气流，用于将灰尘从携带灰尘的气流中分离，并且灰尘分离室在灰尘分离室的底部（25）连接至垃圾箱。灰尘探测***进一步包括发射器（41）和接收器（42），发射器定位为在真空清洁器的操作过程中将电磁信号发射到灰尘分离室中，而接收器定位为接收该电磁信号。本发明基于以下理解，即当垃圾箱变满时，灰尘在灰尘分离室的底部处堆积，即保持在底部处旋转，因为其不能进入垃圾箱。发射器和接收器位于灰尘分离室的底部部分（26），并且布置为探测在真空清洁器的操作过程中堆积在底部部分的灰尘，由此提供垃圾箱充满的指示。

Description

灰尘探测***

技术领域

本发明总体涉及一种用于真空清洁器的灰尘探测***，该真空清洁器使用气旋类型的灰尘分离室，更特别地，本发明涉及一种用于指示垃圾箱已满的灰尘探测***。

背景技术

使用气旋清洁***的真空清洁器，例如直立式和罐式真空清洁器、棒状真空清洁器、中心式真空清洁器等，在今天的市场上是很常见的。来自携带灰尘的气流（被吸入真空清洁器）的灰尘被分离到灰尘分离室中并且收集在垃圾箱中，垃圾箱必须经常由用户清空。只要垃圾箱中的灰尘水平低于临界水平，真空清洁器即具有正常的灰尘分离功能。

然而，带有单独的垃圾箱的真空清洁器的常见问题是用户在所述临界水平到达前忘记清空垃圾箱，这造成真空清洁器的过滤器和其他部件的不必要的阻塞。这样的后果是清洁性能的丧失和例如主过滤器和过滤筛的维修次数增加。因此，在临界水平到达前需要向用户指明何时应该清空垃圾箱。

人们已经知道在真空清洁器中布置光学灰尘指示器，以用于探测灰尘的目的。该光学灰尘指示器通常基于光学传感器（提供探测***），例如光发射器及光接收器，所述光发射器及光接收器布置为，使得当灰尘存在于光发射器提供的光信号的光学路径中时，光接收器探测到减少的或被阻挡的光信号。光学灰尘指示器对粘在探测***的光学路径上的灰尘是敏感的，因为灰尘阻挡了光信号。

发明内容

因此，本发明的目的是解决或者至少减少上述问题。特别地，目的是提供指示充满的垃圾箱的有效方式，该垃圾箱连接至气旋类型的灰尘分离室。本发明基于以下理解，即当连接至气旋类型的灰尘分离室的垃圾箱变满时，灰尘在灰尘分离室的底部处堆积，即保持在底部处旋转，因为其不能进入垃圾箱。另外，在正常操作过程中，气旋类型的灰尘分离室中的强气旋气流使灰尘分离室的底部部分的壁没有灰尘和污物，使得其灰尘探测***的灰尘污染保持在最低限度。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于真空清洁器的灰尘探测***，真空清洁器包括灰尘分离室，所述灰尘分离室具有用于接收携带灰尘的气流的入口。灰尘分离室适于提供大体为气旋的气流，用于将灰尘从携带灰尘的气流中分离，并且灰尘分离室具有布置在灰尘分离室的底部的出口。该出口连接至用于收集所分离的灰尘的垃圾箱。所述灰尘探测***进一步包括发射器和接收器，发射器定位为在真空清洁器的操作过程中将电磁信号发射到灰尘分离室中，而接收器定位为接收该电磁信号。发射器和接收器位于灰尘分离室的底部部分，并且布置为探测在真空清洁器的操作过程中堆积在底部部分的灰尘，由此提供垃圾箱充满的指示。

气旋类型的灰尘分离室（其连接至垃圾箱）中的气旋气流通常在灰尘分离室的底部提供一区域，在正常工作状况期间（此时垃圾箱未满），灰尘分离室防止灰尘沿其内壁粘贴。气旋气流防止灰尘微粒的粘贴，并且进一步将分离的灰尘经由出口输送到垃圾箱中。由此，将灰尘探测***的发射器和接收器定位在灰尘分离室的底部是有利的，因为气旋气流使发射器和接收器远离灰尘。发射器和接收器可以沿直径彼此相对地定位，使得电磁信号沿直径传输经过灰尘分离室，或者发射器和接收器的位置使得电磁信号沿灰尘分离室的弦传输。另外，当垃圾箱变满时，分离的灰尘将在灰尘分离室的底部堆积。通过探测堆积的灰尘（堆积的灰尘将阻挡发射器和接收器的电磁信号），提供了垃圾箱已满的指示。

根据灰尘探测***的实施例，所述底部部分从灰尘分离室的底部延伸至与所述出口的上边缘相对应的高度。这限定了灰尘分离室的一个部分，该部分受到气旋气流的自清洁效果，并且该部分是灰尘分离室的第一部分，当垃圾箱变满时，灰尘开始在此堆积。

根据灰尘探测***的实施例，其包括布置在灰尘分离室的底部的突出元件。该突出元件布置为促进气旋气流。

突出元件可以是例如钟形的主体或突出物，布置在灰尘分离室的底部的中部。该突出元件促进了灰尘分离室的底部的气旋气流。由此，气旋气流沿灰尘分离室的内壁加速，将灰尘推向出口且推进垃圾箱。气旋气流较高的速度对于防止发射器和接收器沾染灰尘是有利的。

根据灰尘探测***的实施例，发射器和接收器布置为，使得电磁信号在突出元件中反射。这是有利的，因为发射器和接收器可以接着放置为彼此相邻。由此提供了更加紧凑的探测***。

根据灰尘探测***的实施例，突出元件包括反射表面。该反射表面提供对于将被接收器探测的电磁信号提供了较强的反射，由此提高了灰尘探测***的信噪比。

根据灰尘探测***的实施例，电磁信号包括电磁波谱的可见范围内的波长，或者电磁波谱的红外范围内的波长。通过使用特定波长的电磁信号，灰尘探测***可以安排为对周围环境中的杂散光或其他电磁能量不那么敏感。此外，通过对电磁信号进行调制（例如通过频率调制或其他合适的调制技术），可以为灰尘探测***提供对环境噪声和反射的减少的敏感性。

根据灰尘探测***的实施例，灰尘探测***进一步包括控制***，用于在接收器所接收的电磁信号至少是恒定的预定水平和闪烁的预定水平中的一个时提供指示。在灰尘分离室的底部堆积的灰尘可以是足量的灰尘，或者其不透明程度足以提供对电磁信号恒定的阻挡，凭此指示充满的垃圾箱。然而，如果存在堆积的碎屑，则电磁信号被环绕的碎屑进行周期性阻挡，这也可以指示充满的垃圾箱。

根据灰尘探测***的实施例，如果在预定的时间段内探测到恒定的预定水平或闪烁的预定水平，则触发指示。这对于不同的情形是有利的。例如，当异常的灰尘量在真空清洁过程中通过携带灰尘的气流进入***时，可以避免对垃圾箱已满的错误指示。大量灰尘在进入垃圾箱前可能暂时阻挡电磁信号，并由此错误地指示充满的垃圾箱。另外，另一可能的情形出现在碎屑暂时环绕灰尘分离室的底部部分并且周期性地阻挡电磁信号（而不是全时段阻挡电磁信号）的时候。如果在预定的时间内探测到闪烁的信号，其将被解释为被阻挡的信号（即充满的垃圾箱），但是如果闪烁的信号只是在预定的时间过去之前被接着输送到垃圾箱中的碎屑，则闪烁的信号被忽略。

根据灰尘探测***的实施例，灰尘探测***进一步包括用于限制接收器的接收角度的遮蔽装置。这有利地避免了来自灰尘分离室的多个反射信号并且避免了杂散光，这提高了灰尘探测***的可靠性。

根据灰尘探测***的实施例，所述遮蔽装置是不透明的覆盖物、不透明的带子或布置在灰尘分离室的壁中的埋头孔，接收器布置在所述遮蔽装置中。

根据本发明的第二方面，提供了包括本发明的灰尘探测***的真空清洁器。

一般地，除非在此以其他方式明确地限定，权利要求书中使用的全部术语应当根据其在技术领域中的普通含义来解释。除非以其他方式明确地表明，对“一/所述[元件、设备、部件、装置、步骤等]”的指示应当广泛地解释为指示元件、设备、部件、装置、步骤等的至少一个示例。

通过下文详细的公开，通过所附的从属权利要求和附图，本发明的其他目的、特征和优点将是显而易见的。

附图说明

通过下文对本发明的优选实施例的示例性且非限定性的详细描述并参照附图，将会更好地理解本发明的上述及其他目的、特征和优点，附图中相同的附图标记表示相似的元件，其中：

图1是包括本发明的灰尘探测***的真空清洁器；

图2是本发明的灰尘探测***的实施例的示意性截面图；

图3是本发明的灰尘探测***的实施例的示意性截面图；以及

图4a和图4b示出了本发明的灰尘探测***的实施例的截面图。

具体实施方式

图1示出了罐的类型的真空清洁器10，其具有壳体，气旋类型的灰尘分离室20布置在所述壳体上。灰尘分离室20在其底部连接至垃圾箱30和灰尘探测器单元40。真空清洁器10通常包括例如电源单元、真空源、吸入管、地板管嘴等部件（未示出），用于实现真空清洁器的灰尘和污物清洁能力。然而，因为真空清洁器的这些灰尘和/或污物吸入操作原理对于本发明不是关键的，所以省略了对其详细的描述。

接着参照图2，灰尘分离室20用于将灰尘和污物从携带灰尘的气流中分离出来，所述带有灰尘的气流通常经由所述地板管嘴进入真空清洁器并且经由入口24进入灰尘分离室20。此处的灰尘分离室20大体为圆筒形，然而适于促使空气形成气旋或者另一大体为圆形或螺旋形的气流运动的任何其他的形状也是可用的。该气旋类型的灰尘分离室20内部的气流产生涡流，所述涡流将较重的灰尘微粒和碎屑抛向***，即抛向灰尘分离室20的内壁，这些较重的灰尘微粒和碎屑朝着底部25运动，而相对清洁的空气逸出灰尘分离室20的顶部出口23处的真空口。在灰尘分离室20的底部25，灰尘微粒和碎屑经由出口22输送到垃圾箱30中。当垃圾箱30充满灰尘和碎屑时，出口22被阻塞，而进入灰尘分离室20的灰尘开始在底部部分25堆积。定位为在真空清洁器的操作过程中向灰尘分离室20发射电磁信号的发射器41以及定位为接收该电磁信号的接收器42在此布置为，使得电磁信号沿灰尘分离室20的弦（chord）传输。发射器41和接收器42可以是图1所示的灰尘探测器单元40的一部分。

图3示出了本发明的灰尘指示***的实施例的俯视图。此处的灰尘分离室20设有布置在底部25的突出元件21，该突出元件在下文称为涡流引导装置21。涡流引导装置21为钟形并且布置为便于在灰尘分离室20的底部部分26中产生强涡流，所述底部部分大体由出口22限定，即所述底部部分是灰尘分离室20从底部25延伸至出口22的上边缘的高度的部分，如图3所示。因此，涡流引导装置增加了气旋气流的速度，使得灰尘微粒有效地输送到垃圾箱30中，而同时保持灰尘分离室20的内壁在底部部分26没有灰尘。

灰尘探测器单元40布置在底部部分26处。如图4a和4b所示，其示意性地示出了包括发射器41和接收器42的灰尘探测器40，发射器41定位为在真空清洁器的操作过程中向灰尘分离室20发射电磁信号，接收器42定位为接收该电磁信号。在图4a和4b的布置中，发射器41和接收器42布置为，使得电磁信号在涡流引导装置21中反射。涡流引导装置21可以至少部分地涂敷有金属或其他反射材料，以便于电磁信号的反射。凭此，电磁信号沿灰尘分离室20中的光学路径OP行进。当灰尘在真空清洁器的操作过程中在底部部分26堆积时，灰尘将通过所述光学路径，如图4b所示，并由此阻挡电磁信号，从而提供对充满的垃圾箱30的指示。发射器41可以是能够发射电磁能量的任何电子器件。例如，发射器可以发射可见光，或者可以发射红外或紫外光。

在灰尘探测***的实施例中，在不具有涡流引导装置的灰尘分离室中，发射器和接收器分开布置在灰尘分离室的壁上，并且可选地布置在灰尘分离室的壁的相对侧上，使得光学路径沿直径从一侧到另一侧延伸通过灰尘分离室中的空间，或者沿着灰尘分离室中的空间的弦延伸（见图2）。可选择地，发射器和接收器可以布置为，使得电磁信号从发射器传输并且在被接收器接收前在壁中反射。在这种情况下，所述壁可以进一步布置为具有反射层，以便于电磁信号的反射。

在图4a所示的灰尘探测***的实施例中，发射器41是用8kHz频率进行调制的IR-LED（红外发光二极管）。发射器41发射红外信号，所述红外信号在涡流引导装置21中发射，所述涡流引导装置布置在灰尘分离室20的底部25。如果没有灰尘在灰尘分离室的底部旋转，则垃圾箱并不满，并且红外信号到达接收器42，不发生对灰尘的指示。对于充满的垃圾箱30，用于将分离的灰尘输送到垃圾箱30中的出口22被阻塞，使得灰尘开始在灰尘分离室20的底部25处旋转，见图4b。红外信号由此被旋转的灰尘阻挡，在此情况下，没有红外信号到达接收器42（或者减少的红外信号到达接收器42）并且对充满的垃圾箱进行告警。

在灰尘探测***的实施例中，发射器和接收器是控制***的一部分，所述控制***包括安排为处理对充满的垃圾箱的指示的微处理器。为避免对垃圾箱已满的错误指示（例如在正常清洁过程中，当由于大量灰尘进入灰尘分离室而在发射器和接收器之间发生光信号的暂时阻挡），使用了延时，使得发射器和接收器之间的光信号必须被阻挡预定的时间后，所述控制***再对充满的垃圾箱进行指示。

根据灰尘探测***的实施例，控制***安排为处理由于旋转的灰尘而探测到的闪烁的信号。旋转的灰尘或碎屑可能暂时出现在灰尘分离室的底部，而垃圾箱没有真正充满。在这种情况下，旋转的灰尘或碎屑接着被输送到垃圾箱中。所述控制***被安排为在接收器探测到所接收的电磁信号的改变（例如在碎屑通过光学路径时从满信号（初始值）变为较低的值）时调整计时器。如果接收的信号在计时器的预定的时间间隔（例如15s）内保持闪烁，则设定对充满的垃圾箱的指示。如果闪烁的信号在15s过去之前停止，并且接收的信号恢复其初始值，则重新调整计时器。对充满的垃圾箱的指示可以用于控制灯、蜂鸣器或显示器，以告知用户垃圾箱已满且需要清空。

根据灰尘探测***的实施例，接收器至少被一些遮蔽装置（未示出）所遮蔽，使得接收器的接收角度受到限制。这是要限制可能到达接收器的干扰的量。所述干扰可能由例如进入灰尘分离室或垃圾箱（其可以由透明的塑料材料制造）的环境光引起，或者所述干扰可能是电磁信号在灰尘分离室中的无意的反射。所述遮蔽装置可以是不透明的覆盖物（例如带有长方形孔的黑塑料元件）、不透明的带子或布置在灰尘分离室的壁中的埋头孔，接收器布置在所述遮蔽装置中。

以上描述了在所附权利要求书中限定的本发明的清洗臂装置。这些应当仅视为非限定性的示例。正如技术人员所理解的，在本发明的范围内，很多修改和可选择实施例也是可能的。

应该指出的是，为了本申请的目的，并且尤其是对于所附权利要求书，词语“包括”不排除其他的元件和步骤，词语“一”不排除复数，这本身对于本领域技术人员是显而易见的。

Claims (11)

1.一种用于真空清洁器的灰尘探测***，该真空清洁器包括灰尘分离室(20)，所述灰尘分离室具有用于接收携带灰尘的气流的入口(24)，所述灰尘分离室适于提供大体为气旋的气流，用于将灰尘从所述携带灰尘的气流中分离，并且所述灰尘分离室具有布置在所述灰尘分离室的底部(25)的出口(22)，所述出口连接至用于收集所述分离的灰尘的垃圾箱(30)，

所述灰尘探测***进一步包括：

发射器(41)，该发射器定位为在真空清洁器的操作过程中将电磁信号发射到所述灰尘分离室中；以及

接收器(42)，该接收器定位为接收所述电磁信号；

其中所述发射器和接收器位于所述灰尘分离室的底部部分(26)，并且布置为探测在真空清洁器的操作过程中堆积在所述底部部分的灰尘，由此提供所述垃圾箱充满的指示。

2.根据权利要求1所述的灰尘探测***，其中所述底部部分(26)从所述灰尘分离室(20)的所述底部(25)延伸至与所述出口(22)的上边缘相对应的高度。

3.根据权利要求1或2所述的灰尘探测***，进一步包括布置在所述灰尘分离室(20)的所述底部(25)的突出元件(21)，所述突出元件布置为促进所述气旋气流。

4.根据权利要求3所述的灰尘探测***，其中所述发射器(41)和接收器(42)布置为，使得所述电磁信号在所述突出元件(21)中反射。

5.根据权利要求3所述的灰尘探测***，其中所述突出元件(21)包括反射表面。

6.根据权利要求1所述的灰尘探测***，其中所述电磁信号包括电磁波谱的可见范围内的波长，或者电磁波谱的红外范围内的波长。

7.根据权利要求1所述的灰尘探测***，进一步包括控制***，用于在所述接收器(42)所接收的电磁信号至少是恒定的预定水平和闪烁的预定水平中的一个时提供指示。

8.根据权利要求7所述的灰尘探测***，其中如果在预定的时间段内探测到所述恒定的预定水平或所述闪烁的预定水平，则触发所述指示。

9.根据权利要求1所述的灰尘探测***，进一步包括用于限制所述接收器(42)的接收角度的遮蔽装置。

10.根据权利要求9所述的灰尘探测***，其中所述遮蔽装置是不透明的覆盖物、不透明的带子或布置在所述灰尘分离室的壁中的埋头孔，所述接收器布置在所述遮蔽装置中。

11.一种包括根据上述权利要求中的任意一项所述的灰尘探测***的真空清洁器(10)。