CN104519779B - 用于吸尘器中的真空马达的消声器系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于吸尘器中的真空马达的消声器系统，其可使用仅一个或两个部分构成来形成用于包括消声器系统的真空马达的壳体，该系统可包括用于主风扇的主风扇消声器系统，以及用于马达冷却风扇的第二马达冷却消声器系统，其中主风扇以一种方式封装在由大致圆形的第一壁部分包绕的壳体中，使得第一腔形成在壳体与第一壁部分之间，且系统还包括两个导管，导管分别在一端处与蛇形排放空气导管连接，且在另一端处与第二腔连接，第二腔通过第一壁部分中的开口与第一腔连接。

Description

用于吸尘器中的真空马达的消声器系统

技术领域

本发明涉及一种用于吸尘器中的真空马达的消声器系统。

背景技术

常规吸尘器为一种清洁器，其中清洁过程的一部分吸入一般与灰尘、碎屑或污水溶液混合的空气，其中灰尘、碎屑或污垢在清洁器中滤出，且在空气排放之前传送到袋或容器。

此吸尘器的实例为普通家用真空吸尘器。其它吸尘器可特别设计成获得脏液体，实例例如为洗涤器干燥器、地毯抽吸器，以及湿和干的真空吸尘器。洗涤器干燥器是一种清洁用具，其洗涤表面和回收溶液，使表面干燥且清洁。清洁通过利用旋转或振动刷或垫将溶液(水和清洁剂)施加至表面(如，地板)来完成。在地板上工作一段时间之后，脏溶液由喷嘴(橡胶扫帚)内的空气流获得。随后，脏溶液与洗涤器干燥器的回收罐内的空气流分离。

空气流由真空马达生成，真空马达为径向风扇和电动马达构成的单元。除生成真空的风扇之外，马达还可包括冷却马达的单独的风扇。为了产生足够的空气流，单元在高转速下运转，对于以来自电池的低电压运行的马达，通常18,000RPM，而对于来自市电(110或230伏)的电压运行的马达，通常30,000RPM。该高转速导致了两种不同的噪音源。第一源归因于单元的不平衡，这可能从未100%平衡。不平衡引起机械振动，其中对于低压驱动的用具通常为300Hz的频率，而对于市电驱动的甚至更高(500Hz)。真空马达的机械振动(如果未控制)使用具的整体振动，这可导致来自本体的较强噪音辐射，其中频率通常为300Hz到500Hz。另一个噪音源在性质上是空气动力的，且归因于主风扇内的高空气速度和真空马达的冷却风扇。空气动力源又可分成两个不同类型的噪音；由流动的湍流性质引起的较宽频率范围(通常500Hz到10,000Hz)内的宽带噪音，以及窄带噪音(具有通常仅在2500Hz到6000Hz的范围中的一定数目的离散频率)。窄带噪音归因于风扇具有有限数目的风扇叶片的事实。

一般而言，来自主风扇的空气排放的噪音通过吸收材料如橡胶泡沫减小。为了泡沫有效，其必须置于接近排放空气，且为了获得其，排放导管的壁由声音吸收泡沫覆盖。然而，泡沫的使用可引起两个问题：第一问题在于泡沫可能容易阻挡排放空气的空气通路，且因此降低了用具的空气流和回收性能。第二问题在于泡沫吸收湿气的能力，其可导致霉和细菌的生长，因此使工具不卫生。泡沫为增加用具成本的额外部分。来自冷却马达的风扇的噪音可以以类似方式控制；然而，在许多吸尘器中，该噪音并根本不控制。

来自不平衡的噪音一般由柔性安装如橡胶垫圈在真空马达与洗涤器干燥器本体之间来控制；然而，由于真空马达通常螺接到本体上，故柔性安装的效果通常相当有限。

近年来，电阻消声器的技术已经引入到具有真空马达的清洁用具上。电阻消声器的原理在于改变排放导管的声阻抗，以最大限度减小噪音传播，而非吸收噪音能量，且将噪音能量转变成热。利用电阻消声器的该噪音反射在排放导管改变截面面积或方向的情况下发生。一个已知的原理在于在相对较大的腔中释放排放气体和噪音，且然后将排放导管连接到该腔上。关于排放空气从风扇释放的噪音然后可由腔的容积，以及排放导管的长度和宽度控制。对于较大腔，以及窄且长的排放导管，获得了最佳结果。该原理在欧洲专利EP1266501B1中阐释，其还公开了例如如何通过使用蛇形导管来获得长且窄的排放导管。真空吸尘器中的降噪的类似原理从中国专利CN 100556352 C中获得。

然而，已知的技术主要针对减小关于风扇的噪音，以生成用于获得的主空气流。

本发明的一个目的在于改善吸尘器中的降噪。

发明内容

本发明提供了一种减小来自吸尘器装置的总体噪音的解决方案，其中关于生成真空的主风扇的噪音和来自冷却马达的风扇的噪音两者可减少。

然而，本发明提供了一种降低来自吸尘器装置的噪音的有效且相对成本效益合算的系统，其可用于以空气和以空气和液体操作的装置。

本发明还提供一种降噪系统，其可结合到紧凑单元中，紧凑单元可包括仅两个不同部分，且因此可成本合算地生产。对于干吸尘器，本发明可构造成仅包括单一的部分。

因此，本发明提供了一种用于吸尘器中的真空马达的消声器系统，所述真空马达包括封装在以一种方式由大致圆形的第一壁部分包围的壳体中的主风扇，使得第一腔形成在壳体与第一壁部分之间。该系统还包括两个导管，各个均在一端处与蛇形排放空气导管连接，且在其另一端处与第二腔连接，所述第二腔通过第一壁部分中的开口与第一腔连接。在该消声器系统中，当系统包括围绕主风扇的壳体的第一腔与蛇形排放导管之间的另一或第二腔时，可实现较好的降噪。蛇形导管用于实现相对紧凑构造中的长导管。腔将看作是由吸尘器结构的壁部分或其它部分界定的结构中的室或隔间，例如，如，主风扇壳体的外周。

与第一腔和第二腔组合，两个导管用于在蛇形排放空气导管中的最终降噪之前有效地减小噪音。当噪音离开第二腔时，噪音将进入两个导管中的第一个或第二个导管，且噪音的该"分岔"确保了有效的降噪。

两个导管可具有在蛇形排放导管的入口处的其出口，且"分岔"的噪音可结合且经历蛇形排放导管中的最终减小。然而，该系统还可包括两个蛇形导管，其中两个导管中的各个与蛇形排放导管连接。

在一个实施例中，两个导管在围绕第一壁部分的第二腔与蛇形排放导管的入口之间延伸。在该实施例中，有可能实现很紧凑的设计，且此外，第一壁部分可形成两个导管的至少一部分。因此，第一壁部分的一侧可包围第一腔，且第一壁部分的另一侧形成两个导管的壁。此外，第二壁部分可形成两个导管的至少一部分。

当第一壁部分形成两个导管的一部分时，可实现其中两个导管弯曲的实施例。这归因于第一壁部分遵循圆形曲线来封装具有圆形截面的主风扇的壳体的事实。然而，两个导管的弯曲形状可进一步用于减小噪音，因为弯曲形状可增大导管的长度。

此外，为了最大限度增大降噪，优选的是两个导管具有大致相同的长度。

根据本发明的消声器系统还提供了一个实施例，其中真空马达还包括冷却空气风扇，所述消声器系统包括用于冷却空气的入口通道和出口通道，其中入口通道与入口空气室连接，且出口通道与出口空气室连接。

因此，本发明提供了一种系统，其通过减小由主风扇的作用引起的噪音以及此外由马达冷却风扇(当此马达冷却风扇存在时)引起的噪音来有效地降低来自吸尘器的噪音，且通过这种"双重"降噪，来自操作的吸尘器的总体噪音显著降低。

在一些真空马达中，除形成用于吸入的真空之外，主风扇还冷却马达。然而，在旨在与液体一起使用的吸尘器中，这是不可能的，因此此构造将具有短路的潜在风险。

在此上下文中，主风扇负责产生真空，且因此产生吸入作用。在一些情况中，主风扇还可用于冷却马达。然而，在与液体一起使用的吸尘器中，提供了用于冷却马达的单独的风扇。该单独的风扇表示为冷却空气风扇。因此，如指出那样，两个类型的风扇(即，主风扇和冷却空气风扇)一般用于两个不同目的。

根据本发明，为了获得消声器系统的良好性质，用于冷却空气的入口空气室置于真空马达上的冷却空气进入口附近。以此方式，噪音可通过具有在真空马达上的空气进入口旁边的用于冷却空气的相当大的室来减小。

为了获得用于冷却空气的出口开口处的降噪，输出空气室置于真空马达的冷却空气出口附近。

为了减小消声器系统中的空间要求的目的，提供了其中入口通道部分地位于入口空气室的实施例。此外，还提供了一种实施例，其中以对应方式的出口通道部分地位于出口空气室中。

根据本发明的消声器系统还包括实施例，其中入口通道和出口通道大致平行。该实施例还用于确保可实现的很紧凑的设计。

然而，为了实现相对于真空马达安装的消声器系统的最佳设计，优选的是，入口通道和出口通道定位成入口开口和出口开口面向下。通过具有该设计，用于马达冷却风扇的冷却空气可进入且在真空马达下方排放，由此可提供用于真空马达的壳体的很紧凑的设计。

在一个实施例中，入口通道的入口开口和出口通道的出口开口可偏置地放置。在该实施例中，入口通道的入口开口还可置于比出口通道的出口开口更低的位置。因此，实施例可确保从出口开口排放的热冷却空气将升高，且减小传送至入口通道的热冷却空气的风险。

根据本发明的消声器系统还提供了实施例，其中入口空气室和/或出口空气室分成两个或多个隔间。这些实施例可用于节省空间，且允许消声器系统的更紧凑设计。

在根据本发明的消声器系统的实施例中，主风扇消声器系统和马达冷却空气消声器系统容纳在相同的壳体中。通过使用该实施例，可实现很紧凑的消声器系统。壳体还可包括插入部分，其可包含包括主风扇和围绕主风扇的壳体的腔的马达，且此外，马达冷却风扇和空气进入口室和/或空气出口室的至少一部分。主风扇消声器系统与马达冷却空气消声器系统之间的可选连接可通过垫圈来闭合，以避免两个系统之间的任何非期望的干扰。

根据消声器系统的另一个实施例，导管和腔和/或主风扇消声器系统和马达冷却空气消声器系统的空气室由壳体的壁形成。壳体和可选的插入部分可由热塑性材料如ABS制成。然而，还有可能以金属材料如不锈钢或铝来制造壳体。

已经认识到，为了实现较高程度的噪音控制，所需的是比VL/A值较大且优选大于0.16m²。在比值中，L为以米为单位的长度，且A为以导管的m²为单位的截面面积，且V为以m³为单位的腔或室的容积。因此，为了优化降噪，腔/室的容积和导管的长度应当最大限度增大，且截面应当最大限度减小。然而，为了避免导管中的过高的流动损失，需要最小的截面面积。该所需的最小截面面积取决于风扇的性能，且导管的长度与导管的截面面积的比可认作是降噪与流动性质之间的权衡。

附图说明

在下文中，本发明将参照优选实施例和附图来更详细阐释，在附图中：

图1示出了旁路冷却真空马达的示意性局部图，

图2示出了根据本发明的第一消声器系统的顶视图，

图3示出了根据本发明的消声器系统的分解视图，

图4示出了马达冷却风扇冷却系统的原理，

图5示出了包括根据本发明的消声器系统的单元，

图6示出了单元的收纳结构，

图7示出了安装到回收罐上的单元，

图8示出了将消声器单元安装在收纳结构上，

图9示出了消声器单元的备选实施例，以及

图10示出了图9的备选实施例的断面。

具体实施方式

图1示出了旁路冷却的真空马达的布局，其是已知的，且适用于地板清洁用具，如吸尘器。

马达包括由壳体1覆盖的径向主风扇。壳体包括用于排放空气的开口2。来自主风扇的噪音也经由这些开口2释放。用于主风扇的空气进入口在7处示出。

马达3还包括封装在壳体4中的马达冷却的风扇，以及用于马达冷却的风扇的空气进入口5和空气出口6。

图2示出了用于封装在由第一腔8包绕的壳体9中的主风扇的第一消声器系统的顶视图，其通过开口11与第二腔10连接。

第二腔10与围绕环绕腔8的壁部分定位的两个弯曲导管12a和12b连接。两个弯曲导管12a和12b还与蛇形导管13连接，导管13终止于排放开口14处。

已经发现根据本发明的电阻消声器能够通过使用由仅两个部分构成的特殊真空马达壳体来控制穿过四个不同传播通路的噪音。两个部分A和B在图3中清楚看到。具有垫圈的真空马达看作是C。

使用了噪音控制的两个不同原理。如图2中所示的主风扇空气流的消声器的噪音控制原理为围绕进入口风扇或声源9的第一腔8，其通过开口11与第二腔10连通。该第二腔又使空气和噪音经由形成在壳体的两个圆柱形外壳之间的两个弯曲导管12a和12b来穿出，其后面又是较长的蛇形导管13。第二腔10和蛇形导管13位于第一腔8的相对侧上，以便产生紧凑设计。两个弯曲导管12a和12b部分地包围第一腔8，且形成在内壳体或插入件B与外壳体与盖件A之间，这在图3中指出。开口11以一种方式放置，使得两个导管12a和12b具有大致相同的长度。

用于马达冷却空气风扇的消声器系统的基本噪音控制原理是相同的。这里，已经发现，存在两个噪音传播通路，一个穿过用于冷空气的进入导管，且一个穿过用于热空气的排放导管。对于冷空气导管，如图1中所见，噪音源认作是位于风扇自身处，或真空马达3上的冷空气的进入开口5处。对于热空气导管，噪音源认作是位于真空马达3的排放开口6处。根据两个消声器系统的基本原理，声音源封装在腔中，其后面是直或弯曲且相对较长的排放导管。

如图4中示意性地示出那样，穿过用于冷进入空气的导管的噪音通过具有置于腔16中的真空马达C的进入开口5来控制，且为了噪音离开该腔，其必须穿过用于冷却空气进入口的相对较长和窄的通道15。空气入口通道15部分地置于腔16内。该设计处于减小构造的总高度且因此减小总消声器布置的总容积的目的选择。

参看图1和4，穿过热排放空气的导管的噪音通过具有置于第一排放隔间21中的真空马达C的出口开口6来控制，其形成在真空马达、内壳体B与密封环19之间。密封环19仅对于具有至冷却风扇的不规则形状的入口开口的一些真空马达是需要的。对于如图1中所示的具有至冷却风扇的规则入口开口5的真空马达，不需要密封环19，作为替代，隔间16将定形为与入口开口5紧密接触。 第一排放隔间21通过两个开口23与第二排放隔间22连通。第二排放隔间22形成在内壳体B中。为了噪音离开该腔，其必须穿过相对长且窄的出口通道17。在第二排放隔间22之后，空气和噪音传送至第三排放空气隔间18，隔间18又经由用于热冷却空气的排放的通道17与外侧连通。第一排放隔间21、第二排放隔间22和第三排放隔间18一起形成出口空气室。

图5示出了根据本发明的消声器单元的实施例。该消声器可与如图7中所示的回收罐连通，其中消声器单元的一侧以一种方式面对回收罐的外侧，使得真空马达的入口开口对应于回收罐中的开口，以便产生穿过回收罐的空气流，且因此穿过整个碎屑或溶液回收系统。

在图5中，用于冷的冷却空气的进入的通道15与用于热冷却空气的排放的通道17一起看到。如可看到的那样，入口通道15大致平行于出口通道17。用于来自主风扇的空气的排放的开口还以消声器单元的壁中的形式或孔口14看到。为了最大限度减小热排放空气从17到进入口15的再循环，至15的开口应当定位成低于至17的开口。这是因为来自出口通道17的热空气在环境空气中升高。对于诸如洗涤器干燥器的一些用具，消声器模块放置成出口通道17和进入口通道15在模块下方。在此情况下，进入口通道15应当比出口通道17更长，以将空气的进入口15定位在空气的排放口17下方。作为备选，模制的壁可置于15和17之间。壁的典型实施方式在图9和10中示出。

在图9中，示出了壁25如何置于入口通道15与出口通道之间。壁25有效地确保来自出口通道17的热排放空气流不会到达入口通道15，且不会与冷的冷却空气混合。

图10为结构的断面，示出了置于进入口通道15与出口通道17之间的壁25。如可看到的那样，用于冷却空气15的进入口通道定位成低于用于热空气的排放口17。当从出口通道17排放的热空气比环境空气更热时，该热空气将升高，且不会到达用于冷空气的进入通道15。图10也示出了本发明的备选实施例，其适用于具有至冷却风扇的规则进入开口的真空马达。在此情况下，至冷却风扇的入口开口直接地置于膨胀室中。

图6示出了可附接到回收罐外的收纳结构。收纳结构包括壁24，以提供围绕消声器单元的周长的密封。为了避免围绕消声器模块的周长的噪音泄漏，必须在消声器模块与收纳结构之间产生密封。该密封可为简单的迷宫式密封，其形成于壁24与软材料中的消声器模块或垫圈外侧之间。气密性密封也应当提供在真空马达的入口开口与回收罐中的对应开口之间。此外，收纳结构包括壁25，以支承围绕真空马达的入口开口的垫圈。

图7示出了消声器单元的安装的实例。该单元安装在凸缘上，凸缘为回收罐的一部分。一旦盖放在回收罐上，则至真空马达的入口开口与回收罐的内部气密性连通。

最后，图8示出了如何将消声器单元安装在回收罐的收纳结构上。

结果，本发明提供了一种用于吸尘器中的真空马达的消声器系统，其可使用仅一个或两个部分来构成，以形成用于真空马达的壳体。消声器系统可包括用于主风扇的第一消声器系统，其可为单独的系统。然而，假如真空马达包括除主风扇之外的马达冷却的风扇，则系统还可包括用于马达冷却风扇的第二马达冷却消声器系统。如果系统仅需要用于主风扇的消声器系统，则系统可由仅一个部分构成。

Claims (15)

1.一种用于吸尘器中的真空马达的消声器系统，所述真空马达包括主风扇，所述主风扇以一种方式封装在由大致圆形的第一壁部分包绕的壳体中，使得第一腔形成在所述壳体与所述第一壁部分之间，其特征在于，所述系统还包括两个导管，所述导管分别在一端处与蛇形排放空气导管连接，且在另一端处与第二腔连接，所述第二腔通过所述第一壁部分中的开口与所述第一腔连接。

2.根据权利要求1所述的消声器系统，其特征在于，所述两个导管在围绕所述第一壁部分的所述第二腔与所述蛇形排放导管的进入口之间延伸。

3.根据权利要求1或2所述的消声器系统，其特征在于，所述第一壁部分形成所述两个导管的至少一部分。

4.根据权利要求1或2所述的消声器系统，其特征在于，所述两个导管具有大致相同的长度。

5.根据权利要求1或2所述的消声器系统，其特征在于，所述两个导管为弯曲的。

6.根据权利要求1或2所述的消声器系统，其特征在于，所述真空马达还包括冷却空气风扇，所述消声器系统包括用于冷却空气的入口通道和出口通道，所述入口通道与入口空气室连接，所述出口通道与出口空气室连接。

7.根据权利要求6所述的消声器系统，其特征在于，所述入口空气室邻近所述真空马达上的冷却空气进入口。

8.根据权利要求6所述的消声器系统，其特征在于，所述出口空气室邻近所述真空马达的冷却空气出口。

9.根据权利要求6所述的消声器系统，其特征在于，所述入口通道部分地位于所述入口空气室中。

10.根据权利要求6所述的消声器系统，其特征在于，所述出口通道部分地位于所述出口空气室中。

11.根据权利要求6所述的消声器系统，其特征在于，所述入口通道和所述出口通道大致平行。

12.根据权利要求6所述的消声器系统，其特征在于，所述入口通道和所述出口通道定位成所述入口开口和所述出口开口分别面向下。

13.根据权利要求12所述的消声器系统，其特征在于，所述入口通道的入口开口和所述出口通道的出口开口偏置地放置。

14.根据权利要求6所述的消声器系统，其特征在于，所述入口通道的入口开口置于低于所述出口通道的出口开口的位置。

15.根据权利要求6所述的消声器系统，其特征在于，所述入口空气室和/或所述出口空气室分成两个或多个隔间。