專利名稱：改進(jìn)的過濾裝置及設(shè)有這種裝置的地面清潔和清掃機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的地面清潔和清掃機(jī)械，而且涉及安裝于這種機(jī) 械上并由其使用的過濾裝置，所述過濾裝置用于正被吸入的以及在周圍環(huán) 境中重復(fù)循環(huán)的空氣流。
背景技術(shù)：
通常用于清掃及清潔遭受嚴(yán)重臟污的非常大的地表面的地面清潔
及清掃機(jī)械，尤其是旨在工業(yè)應(yīng)用的這種機(jī)械，主要公知其大體上基于
-在靠近待清潔的地面的位置形成幾乎密封的，亦即氣密性的抽吸或者
真空室；
-將空氣吸入所述室的抽吸過程，在所述空氣中包含待去除的土顆粒； 以及
-過濾過程，如同在通常設(shè)置成本技術(shù)領(lǐng)域公知的濾板或者濾網(wǎng)的形式 的、由適當(dāng)?shù)闹谓Y(jié)構(gòu)適時地限制和支撐的適當(dāng)?shù)倪^濾元件的幫助下所 實現(xiàn)的一樣，如此吸入的所述空氣經(jīng)歷所述過濾過程。
本技術(shù)領(lǐng)域中主要公知的還有，由于要防止所述過濾元件因阻塞而 危及整個清潔過程并最終危及其效率，需要對所述過濾元件定期地清 潔。
按照現(xiàn)有技術(shù)，由于所述過濾元件總體尺寸相當(dāng)大并且還相當(dāng)頻繁 地遭受阻塞，所以更換整個濾芯或者濾板在整體上，即，在機(jī)械停機(jī)時 間和直接成本方面實際證明非常昂貴，盡管這種更換其它行業(yè)中經(jīng)常進(jìn) 行，例如在用于通常的公路運輸車輛及客運機(jī)動車中的空氣過濾器的情 況。
因而，基于提供用于相同過濾器的裝置，使得能夠周期性地經(jīng)歷如 同通過施加至所述過濾器的搖動作用所帶來的有力的清潔過程，已在特 定的行業(yè)中確立共同的實踐，其中所述搖動具體發(fā)生于能夠以旋轉(zhuǎn)方式變化的方向上。
通過將重量輕的支撐框架應(yīng)用于所述濾板的表面上并將旋轉(zhuǎn)電馬 達(dá)連接至所述框架之上而獲得上述搖動作用，所述電馬達(dá)的轉(zhuǎn)子剛性地 與相對于所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸明顯偏心的一個或者更多個重量連接。
當(dāng)這種馬達(dá)開啟時，允許或者促使所述馬達(dá)以恒定的速度操作，使 得置于馬達(dá)的轉(zhuǎn)子上的偏心載荷必然引起交替的可變方向的機(jī)械推力， 所述推力通過軸承或者其它相似或等同的裝置明顯地傳遞至相應(yīng)的定 子上，并進(jìn)而從所述定子傳遞至所述支撐結(jié)構(gòu)，結(jié)果最終傳遞至所述濾 板的整個主體。按照這種方式，由以旋轉(zhuǎn)方式作用、但是在所有情況下 都處于垂直于所述濾板的主平面延伸的各平面中的交替的推力按照機(jī) 械方式給所述濾板加壓，其中，所述濾板的主平面當(dāng)然垂直于待過濾的 空氣流的方向。
結(jié)果，所述馬達(dá)因此而周期性地(以及在證明是必需的或可能被認(rèn) 為是適當(dāng)?shù)娜魏螘r候)操作，以便在濾板上帶來有力的搖動作用，并且 最后幾乎完全去除由相同濾板保持并聚集至其上的灰塵及臟污顆粒，從 而恢復(fù)了所述濾板的操作效率。
以上綜合說明的所述部分屬于現(xiàn)有技術(shù)并且同樣地，主要為本領(lǐng)域 技術(shù)人員所公知，因而應(yīng)當(dāng)理解，在此回顧的目的只是為了方便讀者更 容易地理解本發(fā)明的實際范圍與主旨。
關(guān)于更詳盡的信息，看來還適于在此適時提醒這樣的事實通常在 工業(yè)和技術(shù)的其它行業(yè)中，空氣或者氣體過濾器的清潔過程大體上通常
是通過使相關(guān)的濾板經(jīng)受按照或多或少的自動方式執(zhí)行的機(jī)械振動作 用來實現(xiàn)的。
從專利DE 3438575 Al中可知，實際上存在一種用于周期性地清 潔干燥機(jī)械的皮棉過濾器的裝置，所述干燥機(jī)械例如具體為衣服干燥機(jī) 械，其適于使所述過濾器經(jīng)受具有這樣的頻率和程度的振動效應(yīng)促使 由所述過濾器保持的皮棉和其它微粒從濾板或者濾筒上分離，然后通過 重力的作用聚集到設(shè)于所述濾板之下的合適的容器中。
通過適當(dāng)?shù)囊噪姎夥绞讲僮鞯脑O(shè)備來產(chǎn)生作用于所述過濾元件上
5的振動效應(yīng)，所述設(shè)備適于在其中的連接至所述濾板的構(gòu)件上產(chǎn)生機(jī)械 振動，以便能夠?qū)⒂纱水a(chǎn)生的振動傳遞至所述濾板。
盡管這種解決方案本質(zhì)上并不新穎，但是其有效并且容易實施。然
而，該解決方案具有的如下主要缺陷所述振動以固定的頻率產(chǎn)生，致 使其實際效果實際上局限于沉積在濾板上的受壓最嚴(yán)重的那些臟污顆 粒，亦即最易于受到這種頻率影響的微粒，因此，具體局限于那些與其 所沉積的濾板的部分相結(jié)合的、具有與所述振動裝置的施壓頻率相似或 者甚至相等的振動特征頻率亦即固有振動頻率的臟污顆粒。
作為這種情況下的自然結(jié)果，用上述裝置得到的實際上只是過濾元 件上的局部清潔效果，因而能夠最容易地理解，在長期使用所述地面清 潔機(jī)械的情況下，考慮到要確保過濾元件的連續(xù)的效率，必然需要在所 述過濾元件上手動進(jìn)行專門的維護(hù)行為，亦即，這是一種在工業(yè)環(huán)境中 所有情況下非常不希望的情況，在所述工業(yè)環(huán)境中首要目的是在盡可能 多地減少無論任何代價的情況下獲得盡可能高的竟?fàn)幩健?br> 從專利公報DE 29620412 Ul中的公開內(nèi)容已知一種衣服干燥機(jī)械， 所述干燥機(jī)械設(shè)有與用于產(chǎn)生機(jī)械振動作用的設(shè)備以機(jī)械方式相連接 的濾板或者濾筒，其中，沿垂直于所述濾板延伸的方向施加由此產(chǎn)生的 振動，所述濾板依次以布置于豎直位置的平面元件的形式形成。
盡管總的看來在以上引用的公報中說明的解決方案代表了衣服干 燥機(jī)械的一種改進(jìn)，然而，所述解決方案沒有形成或者顯示出與先前引 用的專利中所提出的解決方案任何實質(zhì)的區(qū)別，因為即使在該情況下， 盡管以確定的間隔但總之是以恒定的頻率促使濾板振動，因而最終產(chǎn)生 相同的實際缺陷。
通過使過濾元件經(jīng)受周期性的搖動作用來對其進(jìn)行清潔總體上已 被證實是有效的并且實現(xiàn)簡單。然而，已發(fā)現(xiàn)(同樣是在試驗的基礎(chǔ)上)， 在特別臟的環(huán)境或者大量使用包含過濾器的機(jī)械的情況下，如上剛說明 過的那樣，僅通過使過濾器經(jīng)受機(jī)械搖動的作用來清潔所述過濾器決不 總是充分的，因為可能已經(jīng)抽吸或者吸入各種特定的灰塵，由于灰塵的 特定的性質(zhì)，這些灰塵趨向于以特定的粘滯方式粘附至濾板，因而實際 在過濾元件上需要有效得多的搖動作用來達(dá)到足夠的過濾器清潔效果。具體地，考慮到通常通過去除聚集的灰塵和臟污顆粒來清潔過濾 器，工業(yè)地面清潔行業(yè)中公知了許多解決方案，所述方案通常是基于搖 動或振動過濾器，其中，所述過濾器的這種搖動或者振動是通過使所述 相同過濾器經(jīng)受以恒定頻率引發(fā)的壓力所引起的。
有案可查的，在這方面可引用以下專利爿>報
-JP 2007296050 A2
-JP 2007268120 A2
-JP 2007260037 A2
國US 20070226953 Al
-JP 2007125294 A2
-EP 1776912 A2
-WO 07031497 Al
-JP 2006081634 A2
-GB 2428559 Al
另一方面，提供能夠確保如借助于具有聯(lián)接至偏心質(zhì)量的轉(zhuǎn)子的 馬達(dá)所獲得的特別強(qiáng)烈的、有力的搖動作用的裝置，因此所述偏心質(zhì)量 的動態(tài)特性處于不平衡狀態(tài)，不僅就振動馬達(dá)的構(gòu)造而言而且就相同濾 板和相關(guān)的支架的構(gòu)造而言，所述偏心質(zhì)量明顯地與一定的機(jī)械和構(gòu)造 的約束和限制發(fā)生沖突。
這種約束和限制易于為本領(lǐng)域技術(shù)人員確認(rèn)，而且由于它們與本發(fā) 明無關(guān)，所以為簡潔起見不再對它們作進(jìn)一步說明。
就結(jié)合空氣過濾器及其清潔來使用可變頻率而言，從美國專利公報 No. 7,040,039中的公開內(nèi)容已知一種解決方案，所述方案的目的在于通 過如下方式來檢測所述過濾器的清潔度簡單地測量在完全清潔狀況下 的過濾器的共振特征頻率，然后還在其使用之后或者以特定的或預(yù)定的時間間隔來測量其共振頻率，并最后評定兩個共振頻率相互之間的差
異，亦即偏差；如果發(fā)現(xiàn)這種偏差大于預(yù)定值，則認(rèn)為過濾器足夠臟了 (所述共振頻率的變化當(dāng)然是由沉積在所述濾板上的污物引起的)，因 而考慮到去除這種污物并恢復(fù)過濾效率，需要采取專門的行動。
另一方面，這樣的專利都不包括與用于以固定的或者變化的頻率產(chǎn) 生和使用搖動作用的模式以實現(xiàn)清潔濾板的目的的裝置有關(guān)的任何教 導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，希望提供一種改進(jìn)的氣體過濾器以及使用這種過濾器的地面 清潔機(jī)械，而這實際上也是本發(fā)明的主要目的，所述過濾器設(shè)有適于周 期性地或者以預(yù)定的時間間隔進(jìn)行過濾器清潔的操作裝置和特征操作 模式，并且通過施加搖動作用，所述操作裝置和特征操作模式對于保證 清潔特別有效，同時與現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)所做清潔相比，避免了使濾板遭 受任何異常的壓力。
在該總體目標(biāo)內(nèi)，本發(fā)明的一個目的是提供一種基本上使用單獨的 組成部件的過濾器，所述組成部件已經(jīng)在具體工業(yè)中使用并且無論如何 在市場上都可容易、自由地獲得，而不產(chǎn)生對于設(shè)計和開發(fā)任何新設(shè)備 的需要，當(dāng)然除了將安裝部件相應(yīng)地以機(jī)械的、可操作的方式相互聯(lián)接 所需的正常裝置之外。
本發(fā)明的另一目的是提供一種改進(jìn)的支撐裝置或者結(jié)構(gòu)，通過所述 支撐裝置或結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)馬達(dá)能夠適當(dāng)?shù)芈?lián)接至所述濾板，以便使所述濾 板的清潔性能最優(yōu)化。
按照本發(fā)明，在過濾裝置及使用這種過濾裝置的機(jī)械中實現(xiàn)這些目 的，所述過濾裝置結(jié)合了所附權(quán)利要求中所限定和陳述的各個特征及特 性。


從以下參考附圖通過非限制性的示例給出的說明，至少將更容易理 解本發(fā)明的優(yōu)點和特征，其中圖1為使用可大體上按照現(xiàn)有技術(shù)或者按照本發(fā)明的過濾裝置的地 面清潔機(jī)械的立體圖，因為本發(fā)明實際上不能用總體的靜態(tài)圖形來表
示；
圖2為圖1中示出的過濾裝置的細(xì)部立體圖3為圖2中示出的過濾裝置的正視圖4為先前兩圖中示出的過濾裝置的側(cè)視圖5為按照本發(fā)明的過濾裝置的操作模式的示意性圖解表示；
圖6為按照現(xiàn)有技術(shù)的過濾裝置的操作模式的示意性圖解表示；
圖7為按照本發(fā)明的用于搖動過濾裝置的具體的附加操作模式的示 意性圖解表示；
圖8為按照本發(fā)明的濾板的組成的示意性表示；
圖9為按照本發(fā)明的過濾器搖動馬達(dá)的軸的轉(zhuǎn)速或者每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) (rpm)相對于時間的圖解表示；
圖IO為按照本發(fā)明的搖動馬達(dá)的供電模式的圖解表示；
圖11為在圖10中示出的供電模式基礎(chǔ)上改進(jìn)的供電模式的圖解表
示；
圖12為在相同時間尺度上所重疊的按照本發(fā)明的所述馬達(dá)的轉(zhuǎn)速 及所述相關(guān)的供電模式的示意性的簡化表示；
圖13為按照本發(fā)明的改進(jìn)的濾板的實施方式的視圖；以及
圖14為按照現(xiàn)有技術(shù)的濾板的實施方式的另一視圖。
具體實施例方式
參考上述附圖， 一種用于過濾出包含于流過所述過濾裝置的空氣流中 的雜質(zhì)的裝置包括
-內(nèi)部濾板l-外部框架2,其用于在內(nèi)部保持并容置所述濾板l;
-平面結(jié)構(gòu)3，其適于將所述濾板1保持于所述框架2內(nèi)，并且朝向并
抵靠所述濾板1傳遞搖動，所述平面結(jié)構(gòu)設(shè)于所述濾板的一面上； -支撐基座4，其應(yīng)用于所述結(jié)構(gòu)3上；
-旋轉(zhuǎn)電馬達(dá)5，其轉(zhuǎn)子應(yīng)用于相應(yīng)的轉(zhuǎn)軸上，所述轉(zhuǎn)軸上以固定的方 式連接了一個或更多個偏心的因而是不平衡的質(zhì)量，所述不平衡質(zhì)量公知 為4^術(shù)領(lǐng)域中的不平衡質(zhì)量，因此在附圖中未具體地示出。
所述馬達(dá)安裝為其定子安裝于所述支撐基座4上，明顯安裝于相 對于濾板l的相反側(cè)上；所述濾板按照本領(lǐng)域公知的方式利用紙板、紗 板或者布板制成，其可能經(jīng)過處理或者浸滲，并按照手風(fēng)琴的風(fēng)箱的方 式打褶，以便使暴露于待過濾的空氣流并與所述空氣流接觸的表面面積 增加至盡可能顯著的程度。
如本技術(shù)領(lǐng)域中公知，在更大的過濾表面方面，讓濾板具有呈手風(fēng) 琴的風(fēng)箱的形式的折疊式構(gòu)造能夠獲得雙重優(yōu)點，這反過來對于降低濾 板上的灰塵和臟污顆粒的聚集速率也是有效的，由此允許以較低頻率進(jìn) 行過濾器的清潔操作并且允許較小的氣壓降。
在這一點上，看起來適于以綜合的但是技術(shù)上完整的方式說明本發(fā) 明的所述操作背后的原理或者工作模式。首先，在此可回想，在按照現(xiàn) 有技術(shù)的過濾裝置中，具有不平衡軸向負(fù)載的馬達(dá)受到驅(qū)動以便以恒定 轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
因此，每次當(dāng)轉(zhuǎn)子軸完成一轉(zhuǎn)時，不平衡負(fù)載也按照同步的方式旋 轉(zhuǎn)相同的一轉(zhuǎn)，因而產(chǎn)生一個振幅恒定但方向變化的離心力，所述離心 力以恒定的角速度在垂直于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸X的平面上旋轉(zhuǎn)。
該離心力典型地通過軸承或者其它類似的裝置以由所述轉(zhuǎn)子施加 至定子上的等價壓力的方式進(jìn)行傳遞；然后將所述壓力從所述定子傳遞 至基座4，然后依次由基座4傳遞至所述平面支撐結(jié)構(gòu)3,再將所述壓 力從所述結(jié)構(gòu)3最終傳遞至濾板1。
如圖8示意性地示出，濾板l本身可象征性地、理想地再分成多個 基本部分la、 lb、 lc.......就這些部分的組成和幾何形狀而言，如果不是均等，則這些部分中
的每一個甚至都可與所有其它如此界定的部分大致相似；然而，就由所
述平面支撐結(jié)構(gòu)3引起的振動而言，由于機(jī)械聯(lián)接至所述部分la、 lb、 lc......中的每一個部分的外形的條件與機(jī)械聯(lián)接至包含在相同的濾板1
內(nèi)的盡管鄰近的另一個部分的外形的條件通常不同，所以，所述部分中 的每一個按照不同的方式作出反應(yīng)。
實際中，每個單獨的部分具有的振動特征頻率不同于各個其它部分 的振動特征頻率，無論它們布置得鄰近與否。
由于在現(xiàn)有技術(shù)的解決方案中旋轉(zhuǎn)頻率，亦即具有偏心質(zhì)量的軸的 速率是恒定的，所以，即使如前所述相關(guān)的特征頻率不同于所述具有偏 心質(zhì)量的軸的所述旋轉(zhuǎn)頻率，利用簡單的機(jī)械聯(lián)接也能將具有這種頻率 的振動作為同步振動傳遞至濾板l的所有所述各部分。
然而，由于以下事實
-所述振動的特征頻率與所述軸的旋轉(zhuǎn)頻率通常不相同，甚至是顯著地 不同；以及
-由所述濾板1上的所述軸引起的振動類型為明顯的正弦波振動(盡管 由于大體表現(xiàn)為彈性特征的所述平面結(jié)構(gòu)3的存在而有輕微改變)，
所述部分la、 lb、 lc......中的每一個最終只由所述軸的所述旋轉(zhuǎn)頻率，
而不是與之相反由其它頻率來驅(qū)動，即影響，由于所述其它頻率接近各 自的特征頻率，所以它們將附帶地促進(jìn)共振頻率，換言之所述頻率將大 得多并且結(jié)果從所述部分la、 lb、 lc......中的每一個上的清潔作用的角
度來看變得極為有效，所述各部分放在一起時形成所述濾板l。
為克服這種局限，本發(fā)明將所述電馬達(dá)5設(shè)置成不以如圖6示意性 地示出的恒定速度旋轉(zhuǎn)的方式來操作，而是以如圖9中示例性圖示的形 成為在兩個極P艮值Vmax與Vmin之間隨時間連續(xù)變化的速度來操作 (所述這些值當(dāng)然是指電馬達(dá)5的旋轉(zhuǎn)軸的角速度，而不是指無論什么 空間中的任何位移速度)。
實際上該解決方案具有的顯著優(yōu)點在于首先，產(chǎn)生一種振動，所述振動的頻率由于是變化的，因而覆蓋了甚至可能非常寬的頻帶；結(jié)果， 這些頻率中的一些，例如頻率fl或f2或f3......更加有可能等于或者非
常接近于所述各部分la、 lb、 lc......的固有的自由振動頻率或者特征頻
率；并且，在所有情況下，在由所述馬達(dá)引起的振動頻率中設(shè)置變化對 于促使由旋轉(zhuǎn)軸所賦予的振動頻率接近(在某些情況下)濾板1的所述 部分中的相應(yīng)部分的一些固有頻率，亦即，特征頻率是有效的。
上述設(shè)置的明顯的、完全可感知的結(jié)果在于以下事實即使引起的 振動頻率不能充分接近所述特征頻率，因而實際上不產(chǎn)生任何真實的共 振，濾板l的所述各部分la、 lb、 lc......無論如何也將承受壓力，即，
比所述各部分如果承受固定頻率的壓力所受到的力通常要更加有力的 力。
無論如何，顯著優(yōu)點的獲得不僅只是由于改變馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)頻率，而 且主要是由旋轉(zhuǎn)軸引起的機(jī)械壓力的頻率的單獨變化能有效地產(chǎn)生非 常有利的多個諧振頻率；實際上，旋轉(zhuǎn)軸的角度轉(zhuǎn)速的變化產(chǎn)生一種不 再是明顯的正弦波形式的壓力類型(這已由試驗數(shù)據(jù)詳盡地證實了 )， 而是確實是由于將角加速度疊加至，亦即，設(shè)置于瞬時角度轉(zhuǎn)速上的事 實，所述壓力類型遵循更加不規(guī)則的模式，與之相反，在按照現(xiàn)有技術(shù) 的使用具有不平衡的軸的馬達(dá)的過濾裝置中，由于旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速一定是 恒定的，因而完全不存在所述的不規(guī)則模式。
然后，主壓力的這種不規(guī)則模式轉(zhuǎn)變成由此產(chǎn)生的處于各諧振頻率 的多個壓力或者短諧振壓力，另一方面，所述壓力性質(zhì)和效果在本技術(shù) 領(lǐng)域是公知的。
通過按照該方式由處于轉(zhuǎn)子軸連續(xù)變化的轉(zhuǎn)速的這種旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生 的這些諧振壓力很顯然將覆蓋這樣的頻帶其振幅通常非常寬，使得它 們能有效地通過所產(chǎn)生的所有諧振頻率使所述濾板的所述各部分的每 一個都受壓。
從而，能最輕易地認(rèn)識到，由于所述各部分的固有的自由振動頻率 或者特征頻率非常高，并且顯然要遠(yuǎn)高于所述轉(zhuǎn)子的基本或者基礎(chǔ)頻 率，因此非?？赡馨l(fā)生的情況是，所產(chǎn)生并傳遞至濾板l的所述諧振壓 力將具有與所述單個部分ia、 ib、 lc......的固有的自由振動頻率fl、 f2、f3......即使不相等也會相似的頻率。
因而，所述各部分不僅只由轉(zhuǎn)子軸的盡管是變化的但是基礎(chǔ)的旋轉(zhuǎn) 頻率加壓，亦即本身能有效地增加其經(jīng)受更大、更強(qiáng)的振動的可能性的 情況，而且最重要的是，所述各部分還受到各種諧振壓力的影響，亦即 又能有效地將其整個振動的振幅增加至更進(jìn)一步的程度的情況。
已經(jīng)在上面闡明的內(nèi)容的最終結(jié)果是在形成所述濾板的各部分中 的每一個上的搖動或者振動作用，所述振動作用覆蓋非常寬大振動頻率 帶，所述頻帶遠(yuǎn)寬于對應(yīng)于所述不平衡軸的轉(zhuǎn)速的單獨變化范圍的振動 頻帶，實際上顯著增加了所引起的壓力的力度，且因此提高了濾板l的 所述各部分中的每單個部分的清潔效果。
上述過濾裝置隨后安裝于本技術(shù)領(lǐng)域中公知的地面清潔或者清掃 機(jī)械中，從而明顯提高了這種機(jī)械對其中的所述過濾裝置的自清潔效 果，并且由于減少了清潔和更換過濾器的維護(hù)需求，最終提高了整個的 經(jīng)濟(jì)價值。
如上所述的本發(fā)明總可例如允許具有許多另外的有利改進(jìn)及實施 方式。
1)所述改進(jìn)中的第一個涉及模式，在所述模式中，所述不平衡軸 的轉(zhuǎn)速實際是變化的。具體參考圖9，已經(jīng)從試驗和實踐發(fā)現(xiàn)，當(dāng)馬達(dá) 將旋轉(zhuǎn)傳遞給所述軸時獲得最優(yōu)解，所述軸從所述最小速度連續(xù)地增加 至最大速度，亦即，首先產(chǎn)生從Vmin增加至Vmax的速度上升曲線 Rs，隨后緊跟從Vmax下降至Vmin的連續(xù)的速度下降曲線Rd。
能夠通過所使用的各種馬達(dá)以及用于控制電源的各種模式和系統(tǒng) 來獲得所述不平衡軸的角度轉(zhuǎn)速的這種特性，即模式。然而，已從試驗 中發(fā)現(xiàn)，通過使用通常的直流電馬達(dá)可提供在這方面最有效、最簡單的 可能實施方式，所述馬達(dá)目前通常用于達(dá)到與由持續(xù)的間歇直流電壓供 電一樣的目的，其中，與之相反，按照本發(fā)明，這種馬達(dá)由間歇的直流 電壓供電。換言之，按照本發(fā)明，在該情況下，所述馬達(dá)在一個短時期 內(nèi)由恒定的額定電壓Vcc供電，而在緊隨先前時期的另一短時期內(nèi)，這 種供電完全中斷。實踐中，這種馬達(dá)由按照開-關(guān)循環(huán)模式的直流電壓供電，如圖IO所示意性表示。
2) 而且，已發(fā)現(xiàn)并注意到，如果將上述清潔循環(huán)依序重復(fù)特定次 數(shù)，如圖11所示范性圖示，則濾板的清潔可獲得最佳的效果，其中， 能注意到，供電電壓Vcc采用基本上為方波電壓的形式，亦即按照向馬 達(dá)供電的開-關(guān)循環(huán)的序列按時間交替地傳輸至所述馬達(dá)，以便形成如 圖9示意性示出的有效轉(zhuǎn)速的變化模式。
3) 另一改進(jìn)在于供電電壓
-當(dāng)所述軸的轉(zhuǎn)速明顯達(dá)到其穩(wěn)態(tài)值時，不中斷亦即不斷開所述供電電 壓，因為在所述旋轉(zhuǎn)循環(huán)的最后部分期間所述軸的相同轉(zhuǎn)速將變?yōu)槊黠@ 是恒定的，而這顯然將有助于減少諧振壓力的產(chǎn)生；
-而當(dāng)所述軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到最大穩(wěn)態(tài)速度值Vr (參看圖12)的95%時，較 合理的是中斷所述供電電壓(循環(huán)的"開，，部分的結(jié)束)；借助于相同電 源的控制構(gòu)件的合適的及預(yù)定的定時調(diào)節(jié)，或者附帶地，通過^f吏用本技
術(shù)領(lǐng)域中公知的其他控制設(shè)備和模式可最明顯地實現(xiàn)該特征；在這方
面，圖12示出按照本發(fā)明的所述軸的瞬時轉(zhuǎn)速與供電電壓的清晰的重 疊。
4) 就所述循環(huán)的"關(guān)，，部分而言，也可獲得相似的改進(jìn)；在降低所
述軸的轉(zhuǎn)速的階段期間，亦即當(dāng)對所述馬達(dá)的供電為"關(guān)"狀態(tài)時，當(dāng)所
述不平衡軸的所述轉(zhuǎn)速下降至只有相同速度的最大穩(wěn)態(tài)值的5%時，恢
復(fù)對所述馬達(dá)的相同供電，亦即再次切換至"開"的狀態(tài)；該改進(jìn)是基于 如下事實在"關(guān)，，循環(huán)的最后部分期間，由所述馬達(dá)引起的壓力非常適 中，因而實際上是無效的，因此所述結(jié)果將另外成為浪費寶貴的時間而 沒有任何益處的一種結(jié)果，亦即，就其總體性能而言沒有任何實際優(yōu)點。
5) 另一改進(jìn)在于，考慮到允許在一個短的時長內(nèi)待執(zhí)行的開-關(guān)循 環(huán)的數(shù)目盡可能高，按照當(dāng)然與上述特征一致且兼容的方式將基本的開 -關(guān)循環(huán)的持續(xù)時間減小至相當(dāng)?shù)偷闹怠?br> 在這方面，已發(fā)現(xiàn)并注意到，在采用設(shè)置于5700與6000rpm (轉(zhuǎn)/ 分)之間的任何穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的情況下，應(yīng)當(dāng)因此將每個單獨的開-關(guān)循環(huán) 的整個持續(xù)時間保持在1秒(亦即，0.5秒"開"，0.5秒"關(guān)")的極限之
14內(nèi)。
6) 現(xiàn)參考圖13，通過賦予所述平面結(jié)構(gòu)3 —個特定的構(gòu)造實現(xiàn)又 一改進(jìn)，其中，從所述結(jié)構(gòu)仍然具有實表面與空的，亦即，中空的表面 交替的特征這個角度而言，所述結(jié)構(gòu)與當(dāng)前用于本具體申請中的這種目 的的現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)僅部分相似。然而，形成該特定情況下的所述平面 結(jié)構(gòu)要求至少兩個平表面15、 16布置為能縱向地延伸，并通過所述至 少兩個平表面15、 16的各自的側(cè)部15b、 16b連接至結(jié)構(gòu)3的主體的保 持部分，而所述至少兩個平表面15、 16的各自的相對的側(cè)部15a、 16a 保持自由，亦即不連接至相同平面結(jié)構(gòu)3的任何其它部分，但是與下面 的濾板l只發(fā)生表面接觸，亦即簡單地擱置在所述濾板上。
該解決方案不同于如圖14示出的本領(lǐng)域公知的解決方案，所述公 知的解決方案中，結(jié)構(gòu)3的所有表面在其兩端上都被固定，并且所述平 面結(jié)構(gòu)由周邊環(huán)17封閉；實際上已從試驗中發(fā)現(xiàn)，在圖13中示出的所 提解決方案使得能夠在柔性和彈性方面保證改進(jìn)的性能，從而，允許來 自所述馬達(dá)的機(jī)械壓力更有效地傳遞至所述基本部分la、 lb、 lc......，
并允許各表面15、 16的振動的振幅更寬，由于表面15、 16在其各自端 部上是自由的，因而事實上，所述表面不會像在現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)生的那樣 受到所述平面及周邊封閉結(jié)構(gòu)的限制。
7) 另一有利的改進(jìn)的獲得如下所述參考圖4和7，采取措施使得 馬達(dá)軸的旋轉(zhuǎn)軸X與所述平面結(jié)構(gòu)3 (位于平面p上)之間的距離D為
構(gòu)3的自由振動頻率包括在所i馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)頻率的范圍內(nèi)，亦即，在所 述馬達(dá)速度的所述Vmin值和Vmax值之間，所述距離D等于下述值之 和
-馬達(dá)5相對于其外部結(jié)構(gòu)的半徑r以及
-所述馬達(dá)保持并固定至其上的所述支撐基座4的高度h。
當(dāng)然可認(rèn)識到，參考圖7，這種自由振動必定會隨著處于兩個相反 的弧Sl和S2范圍內(nèi)的運動而發(fā)生，所述兩個相反的弧Sl和S2在中間 靜止位置的兩側(cè)延伸；換言之，所述剛性組件的所述自由振動發(fā)生在垂直于馬達(dá)5的所述軸X的平面上。
隨后發(fā)生這樣的情況其中，在所述馬達(dá)的轉(zhuǎn)子速度曲線的上升部 分期間，相同轉(zhuǎn)子達(dá)到與所述馬達(dá)-基座組件的固有的自由振動頻率或 者特征頻率相等的旋轉(zhuǎn)頻率，因此，由于所述馬達(dá)-基座組件受到頻率 等于所述馬達(dá)-基座組件的固有的自由振動頻率的壓力的影響，所述馬 達(dá)-基座組件在該條件下將開始發(fā)生共振，從而產(chǎn)生更顯著的壓力，所 述壓力又經(jīng)由所述平面結(jié)構(gòu)3傳遞至所述濾板1。
因此，這種作用的最終結(jié)果在于，所述濾板按照振動模式在進(jìn)一步 的程度上受壓，從而在更進(jìn)一步的程度上增強(qiáng)了所述發(fā)明裝置的清潔作 用的效果。
8)最后，如果采用相對于垂直于所述濾板1延伸的平面基本上對 稱的形式來設(shè)置支持結(jié)構(gòu)3，則非常容易獲得另一改進(jìn)；再次參考圖13， 圖中示例性地示出這種結(jié)構(gòu)3的優(yōu)選實施方式，能夠注意到所述結(jié)構(gòu)關(guān) 于兩個平面Nl和N2是完全對稱的，所述兩個平面相互垂直并且相對 于濾板l的平面也是垂直的。因此，使用這種結(jié)構(gòu)3的構(gòu)造，如果將電 馬達(dá)5應(yīng)用(當(dāng)然還借助于所述支撐基座4)至設(shè)置于所述結(jié)構(gòu)3的對 稱平面上的區(qū)域上，則由過濾裝置的良好平衡的、平穩(wěn)的及一致的操作 看來，會變得明顯且當(dāng)然更有效。
權(quán)利要求
1.一種過濾裝置，其用于過濾出包含于流過所述過濾裝置的優(yōu)選為空氣流的氣流中的雜質(zhì)，并包括-內(nèi)部濾板或者濾網(wǎng)(1)；-外部框架(2)，其內(nèi)部容置所述濾板；-結(jié)構(gòu)(3)，其用于保持和支撐所述濾板，并用于向所述濾板傳遞搖動，所述結(jié)構(gòu)基本上設(shè)于平面(p)上并布置于所述濾板(1)的面上；-用于搖動和振動所述支撐結(jié)構(gòu)(3)的裝置，其包括-支撐基座(4)，其應(yīng)用于所述結(jié)構(gòu)(3)上；-旋轉(zhuǎn)電馬達(dá)(5)，其轉(zhuǎn)子設(shè)有一個或更多個不平衡質(zhì)量，且所述旋轉(zhuǎn)電馬達(dá)(5)以固定的方式安裝于所述支撐基座(4)上，所述過濾裝置的特征在于，所述電馬達(dá)(5)按照間歇方式操作以便以變化的速度旋轉(zhuǎn)。
2. 如權(quán)利要求l所述的過濾裝置，其特征在于，所述電馬達(dá)按照開 -關(guān)循環(huán)模式使用直流供電電壓(Vcc)來^Mt。
3. 如權(quán)利要求2所述的過濾裝置，其特征在于，以開-關(guān)模式切換的 所述直流供電電壓是按照包^5定數(shù)目的開-關(guān)循環(huán)的序列以基本上為方 波電壓的形式來供應(yīng)的。
4. 如先前權(quán)利要求中的任一項所述的過濾裝置，其特征在于，當(dāng)所述 電馬達(dá)的軸的轉(zhuǎn)速高達(dá)對應(yīng)于其最高穩(wěn)態(tài)速度的至少95。/。的i!JL值(Vmax)時，中斷所述直流供電電壓(Vcc)(循環(huán)的"關(guān)")。
5. 如先前權(quán)利要求中的任一項所述的過濾裝置，其特征在于，當(dāng)所述 電馬達(dá)的軸的轉(zhuǎn)速降至對應(yīng)于其穩(wěn)態(tài)速度的至少5%的速產(chǎn)值(Vmin)時， 應(yīng)用所述直流供電電壓(Vcc)(循環(huán)的"開")。
6. 如權(quán)利要求2或者3所述的過濾裝置，其特征在于，所述電馬達(dá)的 整個操作循環(huán)(開-關(guān))持續(xù)大約1秒鐘。
7. 如先前權(quán)利要求中的任一項所述的過濾裝置，其特征在于，用于保 持所述濾板(1)的所述支撐結(jié)構(gòu)(3)形成為具有從所述結(jié)構(gòu)的中間區(qū)域沿相反的方向自由伸出的至少兩個部分(15， 16),所述至少兩個部分的各 自的外側(cè)(15A, 16A)與所勤目同結(jié)構(gòu)(3)的任何其它部分脫離并ibt目 對于所勤目同結(jié)構(gòu)(3)的任何其它部分是自由的。
8. 如先前權(quán)利要求中的任一項所述的過濾裝置，其特征在于，所U 座(4)的高度為使得所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸(X)離所述支撐結(jié)構(gòu)(3)的所 述平面(p)的距離(D)適于允許由所述J^座(4)和所述馬達(dá)(5)組成 的組件的自由振動，所iiM件的固有頻率處于所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)頻率的變化 范圍之內(nèi)。
9. 如先前權(quán)利要求中的任一項所述的過濾裝置，其特征在于，所述支 撐結(jié)構(gòu)(3 )是對稱的，并且所^:轉(zhuǎn)電馬達(dá)應(yīng)用于基本上位于所述結(jié)構(gòu)(3) 的對稱面上的所述結(jié)構(gòu)(3 )的一部分上。
10. 地面清潔和清掃機(jī)械，設(shè)有用于對通過抽氣吸入的空氣流進(jìn)行過 濾的過濾裝置所述地面清潔和清掃機(jī)械的特征在于，所述過濾裝置如先前 權(quán)利要求中的任一項所述。
全文摘要
一種用于過濾出包含于空氣流中的雜質(zhì)的過濾裝置以及設(shè)有這種過濾裝置的地面清潔和清掃機(jī)械，包括內(nèi)部濾板或者濾網(wǎng)；內(nèi)部容置濾板的外部框架；用于保持濾板并傳遞搖動的結(jié)構(gòu)；應(yīng)用于所述結(jié)構(gòu)上的支撐基座；旋轉(zhuǎn)電馬達(dá)，其轉(zhuǎn)子設(shè)有一個或更多不平衡質(zhì)量，且旋轉(zhuǎn)電馬達(dá)以固定的方式安裝于基座上。本發(fā)明基于如下事實電馬達(dá)按照開-關(guān)循環(huán)模式優(yōu)選地使用直流的、基本為方波的供電電壓以間歇方式操作，以便產(chǎn)生非常寬的搖動頻率頻譜，該頻率證實對于使濾板能夠清除保持在其上的雜質(zhì)更有效。理想的機(jī)械構(gòu)造要求用于保持濾板并傳遞搖動的結(jié)構(gòu)形成為包括從結(jié)構(gòu)的中間區(qū)域沿相反的方向自由伸出的至少兩個部分，并要求將電馬達(dá)定位于結(jié)構(gòu)的對稱區(qū)域中。
文檔編號A47L9/20GK101579215SQ20091013763
公開日2009年11月18日 申請日期2009年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月16日
發(fā)明者普里莫·格拉納塔, 約翰·布萊克 申請人:力奇先進(jìn)有限公司