ES2980454T3 - Cartucho de filtro de aspiradora - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere al campo de las máquinas de limpieza, en particular de los dispositivos de limpieza por aspiración. Se describe un cartucho de filtro para una aspiradora que comprende una primera y una segunda paredes extremas opuestas, una o más paredes laterales que se extienden entre las paredes extremas de modo que definen un recinto que rodea un interior de filtro, en el que una o más de las paredes comprenden material de membrana de filtro, teniendo el cartucho una abertura dispuesta a través de la primera pared extrema para recibir detritos arrastrados por aire en el interior, estando definida la abertura por una estructura de soporte rígida que abarca y sostiene la primera pared extrema del cartucho. El cartucho incluye típicamente una válvula antirretorno que se cierra cuando se retira la succión de modo que ayuda a evitar que los detritos acumulados escapen del interior del cartucho de filtro. La válvula puede comprender una válvula cónica con facetas flexibles o una aleta en voladizo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Cartucho de filtro de aspiradora

La presente invención se refiere al campo de las máquinas de limpieza, en particular a dispositivos de limpieza por aspiración. Las máquinas típicas incluyen aspiradoras verticales o aspiradoras de recipiente/cilindro que presentan una parte de varilla o tubo dotado de un cabezal de trabajo para limpiar diversas superficies. En estas máquinas, se crea un vacío dentro de un cuerpo principal que proporciona una forma de succión que recoge el polvo y otras partículas pequeñas. En particular, la invención se refiere a un cartucho de filtro para su utilización en una aspiradora, que puede ser plegable para permitir su almacenamiento antes de su utilización en una configuración generalmente plana.

En la utilización de aspiradoras convencionales, la bolsa de filtro puede resultar difícil de orientar y encajar dentro de la aspiradora. Las bolsas deben ubicarse en por lo menos una característica, lo que habitualmente requiere dos manos para colocarlas. La retirada de la bolsa de filtro habitualmente se realiza a mano, lo que requiere que el usuario toque la bolsa durante la retirada. Las aspiradoras alternativas funcionan mediante un sistema sin bolsa, en donde el polvo queda contenido dentro de la aspiradora sin la utilización de una bolsa separada. En estos tipos de aspiradoras, el pelo y las fibras largas pueden quedar enredadas dentro de la máquina y requerir que se retiren con la mano o con una herramienta. Las aspiradoras sin bolsa a menudo producen una “nube” de polvo cuando se vacían. Hay varios problemas que surgen durante la utilización de bolsas de filtro convencionales, como se describió anteriormente.

El documento KR20030035629A se centra en proporcionar un espacio entre el filtro y una cámara de vacío interna para aumentar el flujo de aire y también divulga un filtro que puede plegarse, pero que no es autoerigible. El documento US 2008/0148511 divulga un filtro de cartucho con características de cierre sobre la abertura, siendo dichas características de cierre desplazadas como respuesta al flujo de aire entrante.

La presente invención busca proporcionar un cartucho de filtro para su utilización en aspiradoras, que pueda insertarse fácilmente en la aspiradora y retirarse de la aspiradora con una intervención mínima por parte del usuario. La invención también busca proporcionar un cartucho de filtro que minimice el escape de polvo durante la descarga de la máquina aspiradora. Algunos o todos de estos objetivos (y otros que resultarán evidentes para el experto en la materia) se cumplen con la presente invención en sus diversos aspectos, como se pondrá de manifiesto a partir de la siguiente descripción.

Según un aspecto de la invención, se proporciona un cartucho de filtro que comprende una primera y segunda paredes de extremo opuestas, una pared o paredes laterales que se extienden entre la paredes de extremo para definir un recinto que rodea un interior de filtro, comprendiendo una o más de las paredes material de membrana de filtro. El cartucho de filtro presenta una abertura prevista a través de la primera pared de extremo para recibir detritus arrastrados por el aire en el interior, estando la abertura definida por un estructura de soporte rígida que abarca y soporta la primera pared de extremo del cartucho. Se proporciona refuerzo estructural en una o más de la pared o paredes laterales, y/o segunda pared de extremo del cartucho de filtro, para que que el recinto de cartucho de filtro sea autoportante pero plegable, de manera que el cartucho pueda adoptar una configuración de utilización erguida y en una configuración plegada la pared o paredes laterales y el segundo extremo del cartucho de filtro se mueven juntos sobre la estructura de soporte rígida del primer extremo de modo que queden empaquetados planos.

Por rígido quiere decirse que proporciona suficiente rigidez para soportar la forma del cartucho de filtro sin plegarse bajo su propio peso o debido a una succión de vacío aplicada. El material de membrana de filtro puede ser una sola capa o múltiples capas de material de filtro. Este material es típicamente flexible, con lo que quiere decirse suficientemente flexible para plegarse plano cuando se manipula. El cartucho de filtro puede ser plegable, es decir, uno en el que el cuerpo del cartucho que define el volumen interior puede plegarse plano sobre la estructura de soporte rígida. El material de membrana de filtro o banda es generalmente plano, y no depende plisados o pliegues repetidos para impedir el pandeo o aumentar el área de superficie.

El material de membrana de filtro del cartucho de filtro puede proporcionar la pared o paredes laterales del cartucho. El material de membrana de filtro del cartucho de filtro puede proporcionar la segunda pared de extremo del cartucho.

El refuerzo estructural del cartucho de filtro puede actuar para desviar el cartucho a la configuración erguida, de manera que un cartucho plegado adoptará espontáneamente la configuración erguida cuando se libera una restricción de plegado.

El cartucho de filtro puede presentar una configuración generalmente cilíndrica. La primera y segunda paredes de extremo pueden presentar una configuración generalmente en forma de disco. Una pared lateral cilíndrica puede extenderse entre el primer y segundo extremos del cartucho de filtro.

El refuerzo estructural del cartucho de filtro puede comprender una o más costuras alargadas que unen las partes de material de membrana de filtro. La costura puede comprender unas partes solapadas, o apretadas entre sí o unidas a tope entre sí de material de membrana de filtro. Las partes de material pueden unirse mediante soldadura, tal como, soldadura ultrasónica, o soldadura por fusión, o mediante adhesivo, tal como, adhesivo termofusible.

El refuerzo estructural de la bolsa de filtro puede comprender uno o más puntales alargados elásticamente flexibles, tales como, espinas de alambre o plástico, y dichos puntales cuando se deforman elásticamente durante el plegado pueden proporcionar la desviación de erección.

Una o más de las costuras del cartucho de filtro pueden extenderse en la pared lateral en una dirección axial entre las paredes de extremo. Alternativa, o adicionalmente, las costuras pueden extenderse helicoidalmente alrededor y a lo largo de la pared lateral entre las paredes de extremo.

Uno o más puntales pueden estar integrados en una o más costuras de la bolsa de filtro. Alternativamente, uno o más puntales pueden estar unidos al material de membrana de filtro de la pared lateral del cartucho de filtro.

La estructura de soporte rígida de la primera pared de extremo del cartucho de filtro puede comprender un collar interno central que define la abertura de filtro. Puede haber también un reborde externo anular que define un perímetro de la primera pared de extremo. Las partes de collar y reborde de la estructura rígida de la primera pared de extremo del cartucho de filtro pueden estar estructuralmente unidas/integradas como un elemento unitario. Por ejemplo, la estructura de soporte rígida puede ser proporcionada por un elemento de araña con múltiples radios o brazos que prevén unos medios de conexión entre las partes de collar y reborde de la estructura de soporte rígida.

Alternativamente, la estructura de soporte rígida puede comprender un elemento generalmente anular formado con un orificio central definido por un collar. El elemento puede presentar una parte abombada interna (por ejemplo, troncocónica) que es convexa lejos del interior del cartucho. El elemento puede presentar una parte abombada externa (por ejemplo, troncocónica) que es cóncava de manera que la parte abombada interna se inserte de nuevo en el cartucho. El collar puede ser colindante con un reborde de la parte de cuerpo del filtro.

En un aspecto adicional de la invención, está previsto un cartucho de filtro, tal como se describió anteriormente en la presente memoria, en el que está prevista una válvula de retención en la abertura de filtro.

Por válvula de retención quiere decirse que la válvula permite que se extraiga fluido (gas) a través de la abertura de filtro al interior del cartucho de filtro, pero impide (o limita) el flujo de materia (gas o detritus recogidos) hacia fuera a través de la abertura.

La válvula de retención puede estar provista de unos medios de restricción elásticos que están adaptados para adoptar una configuración abierta como respuesta a una presión reducida umbral en el interior del cartucho de filtro, y que se cierra, o se cierra sustancialmente, cuando la presión vuelve a la ambiental.

En una disposición, la válvula de retención comprende una membrana generalmente cónica que apunta hacia el interior del cartucho, preferentemente alineada coaxialmente. En este caso, la membrana cónica puede comprender unas aletas con facetas de material de banda elástico. Las aletas pueden estar adaptadas para flexionarse lejos del vértice de la membrana cuando se abren y regresar para encontrarse en el vértice cuando se cierran.

En otra disposición, la válvula de retención comprende una aleta de material que puede desviarse entre una posición cerrada, en la que la aleta bloquea la abertura de filtro y una posición abierta, en la que la aleta se desvía lejos de la posición abierta y dentro del interior del filtro. Preferentemente, hay una única aleta de material. La aleta puede estar realizada en material de plástico en láminas, tal como, polipropileno, PVC, poliéster u otro material de polímero elástico similar. La aleta está orientada preferentemente de manera que, en la posición cerrada, la aleta es generalmente transversal con respecto al eje longitudinal del cartucho de filtro, extendiéndose dicho eje entre las tapas de extremo del mismo.

Al desviarse entre las posiciones cerrada y abierta, la aleta puede presentar una región de borde que está fija y una parte de cuerpo que se articula o pivota con respecto a la región de borde. El pivote puede estar producido por una costura alargada o debilidad (por ejemplo, una región de cuello localmente adelgazada). Alternativa, o adicionalmente, la parte de cuerpo de la aleta puede ser suficientemente flexible para doblarse a lo largo de su longitud como respuesta a un flujo de aire hacia dentro del cartucho.

La región de borde que puede fijarse a una parte de un collar que define la abertura de filtro. Por tanto, la aleta puede moverse en voladizo desde dicha parte de collar para obturar la abertura cuando está sin desviar. La aleta comprende típicamente una banda plana de material de plástico flexible.

Puede estar previsto un tope o topes de limitación de desviación para limitar la desviación hacia dentro de la aleta o aletas.

Puede estar prevista una cubierta alrededor de la abertura de filtro, que sobresale hacia dentro en el interior del filtro desde el collar que define la abertura. La cubierta puede presentar una forma generalmente de herradura. El tope o topes de aleta pueden comprender una o más protuberancias que sobresalen radialmente dirigidas hacia dentro desde la superficie interna de la cubierta. Puede haber dos de dichas protuberancias dispuestas para que estén diametralmente opuestas entre sí.

El cartucho de filtro puede estar provisto de una pestaña anular alrededor de la circunferencia externa de la estructura de soporte. La estructura de soporte rígida presenta preferentemente una forma generalmente anular. La estructura de soporte puede estar provista de una pestaña anular externa circunferencial que hace que el cartucho de filtro pueda sujetarse entre un reborde y una tapa de una cámara de vacío en la que puede estar ubicado el cartucho de filtro.

El material para las facetas del cono o el material del elemento de aleta puede comprender un material transparente. Esto permite una inspección visual para indicar si el filtro está lleno, incluso cuando la válvula está cerrada.

La estructura de soporte rígida del cartucho de filtro puede estar dotada de uno o más sellos operativos entre la abertura del cartucho de filtro y un puerto de entrada de una cámara de vacío en la que se aloja el cartucho cuando está en utilización. Puede estar prevista una junta interna en la región de collar interno de la abertura del cartucho de filtro de la estructura de soporte rígida.

La estructura de soporte rígida del cartucho de filtro puede presentar generalmente forma de disco y estar provista de una junta externa circunferencial operativa entre el primer extremo del cartucho y una pared interna de una cámara de vacío cilíndrica, en la que está alojado el cartucho de filtro cuando está en utilización. La junta externa circunferencial puede estar prevista en una cara de extremo del reborde anular de la estructura de soporte rígida. Lo siguiente es una descripción a título de ejemplo solo y haciendo referencia a los dibujos adjuntos de diversos modos para poner en práctica la presente invención.

En los dibujos:

La figura 1a es una vista en perspectiva frontal que muestra un cartucho de filtro según una primera forma de realización de la invención.

La figura 1b es una vista en perspectiva frontal que muestra el cartucho de filtro en una configuración plegada. La figura 2a es una vista en planta que muestra el primer extremo (de entrada) del cartucho de filtro.

La figura 2b es una vista lateral en sección transversal de la sección A-A de la figura 2a.

La figura 2c es una vista en detalle lateral en sección transversal del detalle B de la figura 2b.

La figura 3a es una vista lateral esquemática que muestra el cartucho de filtro según la presente invención en una configuración expandida y de trabajo.

La figura 3b es una vista lateral que muestra el cartucho de filtro en su segunda configuración después de plegarlo empujando la primera parte de extremo hacia la segunda parte de extremo.

La figura 3c es una vista lateral que muestra variantes del cartucho de filtro en su segunda configuración plegada después de plegarse empujando la primera parte de extremo hacia la segunda parte de extremo mientras se gira la primera parte de extremo axialmente.

Las figuras 4a a 4d son una serie de vistas en perspectiva laterales que muestran el alargamiento del cartucho de filtro a medida que retorna de su configuración plegada a su configuración expandida.

Las figuras 5a a 5d son unas vistas laterales que muestran diversos métodos de unión de costuras de material de membrana de filtro para su utilización en la fabricación de la presente invención.

Las figuras 6a a 6e son unas vistas laterales que muestran diversas configuraciones y disposiciones de costuras de membranas de filtro para su utilización en la fabricación de cartuchos según la presente invención.

Las figuras 7a a 7e son unas vistas en perspectiva laterales que muestran diversas estructuras y métodos para plegar el cartucho de filtro, en las que la configuración de los cartuchos expandidos se muestra en líneas discontinuas.

La figura 8a es una vista en perspectiva lateral que muestra un cartucho de filtro en su configuración expandida, con un único puntal de soporte longitudinal incorporado en la costura según la figura 5d.

La figura 8b es una vista en perspectiva lateral que muestra el cartucho de filtro de la figura 8a girado axialmente alrededor de A1 para adoptar una configuración parcialmente plegada.

La figura 9 es una vista en perspectiva de tres cuartos esquemática que muestra un cartucho de filtro según la invención encajado en una aspiradora que presenta un acceso de carga superior.

La figura 10a es una vista lateral esquemática de la aspiradora del tipo mostrado en la figura 9 en una configuración cerrada inicial.

La figura 10b es una vista lateral esquemática de la aspiradora de la figura 10a, con una pared de cámara de vacío desplazada axialmente a la configuración abierta de carga superior.

La figura 11a muestra una disposición de aspiradora alternativa en la que una cámara de vacío está orientada para estar en posición vertical, y con una tapa de cámara levantada en la figura 11b.

La figura 11c es otra vista lateral de la aspiradora con el cartucho de filtro de la invención en posición vertical en la cámara de vacío.

La figura 12 es una vista en perspectiva de un cartucho de filtro según una segunda realización de la invención. La figura 13 es una vista en perspectiva de una aspiradora manual con una tapa abierta y el cartucho de filtro de la segunda forma de realización orientado para entrar en una cámara de vacío.

La figura 14a es una vista en perspectiva de una estructura de soporte para este cartucho de filtro, con una válvula de retención en una posición cerrada.

La figura 14b es una vista similar con la válvula de retención en una posición abierta.

La figura 14c es una vista en perspectiva en sección de la estructura de soporte con un elemento de aleta en una posición desviada.

La figura 15 es un vista en perspectiva explosionada del cartucho de filtro de la segunda realización.

La figura 16 es un gráfico que muestra el flujo de aire a través de diversos filtros (ciclónicos de la técnica anterior y dos cartuchos de filtro según la invención) en función de la carga de polvo.

Primera forma de realización

En la figura 1a, se muestra un cartucho de filtro según la presente invención generalmente como 20. El cartucho de filtro comprende una primera parte de extremo 21, una segunda parte de extremo 22 y una parte de cuerpo 23. La primera parte de extremo 21 comprende un elemento de araña 25, que presenta ocho segmentos recortados 26, una abertura central 27 y una válvula de retención 28 que se observa mejor en la figura 2b. El elemento de araña 25 de la primera parte de extremo 21 presenta una junta anular externa 29 que presenta una sección en C. La junta se extiende circunferencialmente alrededor del eje central A1 del cuerpo principal en forma de disco 25. La junta 29 está montada sobre una región de borde circunferencial externo 32 del elemento de araña 25, tal como se muestra en la figura 2c. La junta 29 proporciona, de ese modo, un labio superior anular 31 y un correspondiente labio anular inferior 33 que sobresale del lado inferior del elemento de araña 25, tal como se muestra en la figura 2c.

Una junta anular adicional 34 está prevista alrededor de la abertura 27 en el elemento de araña (tal como se muestra en la figura 1a). El cordón de sellado define una labio 35 en sección rectangular alrededor del eje central A1 del elemento de araña 25. Los labios 31, 35 sobresalientes de la junta externa 29 y la junta interna 34 proporcionan un sellado de fluido cuando el filtro está alojado en la cámara de vacío de una aspiradora (tal como se muestra en la figura 9, por ejemplo) de modo que el flujo de aire de succión que contiene polvo y partículas pequeñas se dirija al cartucho de filtro 20 a través de la abertura central 27 del elemento de araña 25.

La abertura central 27 del elemento de araña 25 prevé un punto de entrada para el polvo y partículas pequeñas aspiradas al interior del cartucho de filtro 20 por la aspiradora durante su utilización. La abertura 27 está definida por un collar anular 36. El collar se extiende desde una cara inferior 37 del elemento de araña 25 hacia abajo dentro del cuerpo principal 23 del cartucho de filtro 20. Dicho collar ayuda a canalizar el flujo de aire al interior del cartucho de filtro 20 y prevé una cara de conexión 38 para la unión de la válvula de retención 28 para unirla, tal como se explicará a continuación. La cara de conexión 38 es la cara cilindrica externa del collar anular 36.

La válvula de retención 28 es un elemento de plástico moldeado unitario que presenta una forma generalmente cónica y un collar 39 anular. El collar 39 comprende una cara interna 40 que está fijada (por ejemplo, mediante adhesivo) a la cara externa 38 del collar anular 36. La parte cónica 41 depende del collar 39 anular de la válvula de retención 28. La parte cónica está dividida en una pluralidad de segmentos triangulares 42 por unas hendiduras radiales 43 cortadas en la parte cónica desde el vértice 44 de la parte cónica hasta el collar.

La válvula de retención 28 está realizada en un material de polímero que es flexiblemente elástico. Por tanto, cada uno de los segmentos triangulares 42 puede extenderse hacia fuera hasta una configuración abierta para formar un orificio, como respuesta a la presión reducida provocada por un accionamiento por succión de la aspiradora en la que está colocado el cartucho de filtro. Por tanto, los detritus arrastrados por el aire pueden ser aspirados dentro del interior del filtro a través de la válvula de retención. Una vez que se detiene la succión, los segmentos se flexionan de nuevo a la configuración cerrada cónica. En esta configuración, la válvula está cerrada de modo que se evita o al menos se limita el escape de los detritus recogidos.

El lado inferior 37 del elemento de araña 25 presenta adherido al mismo una banda anular de material de filtro 45. Dicho material de filtro presenta un orificio central de diámetro D (figura 2c). El diámetro externo D5 del material de filtro 45 es mayor que el diámetro exterior D6 de los segmentos recortados D7 en el elemento de araña 25. El dimensionamiento mencionado anteriormente permite que el material de filtro 45 cubra los huecos de segmentos 26.

La parte de cuerpo 23 del cartucho de filtro es una banda de material poroso flexible. El cuerpo presenta un hombro anular superior acampanado 47 que está fijado a la región inferior externa de la banda anular 45, típicamente mediante la utilización de adhesivo o soldadura.

La figura 2b muestra una vista en sección lateral A-A del cartucho de filtro 20. Tal como se mencionó anteriormente, el cuerpo principal 23 del cartucho de filtro 20 está realizado en un material de filtro. El material de filtro está estructurado para permitir que pase aire a su través, pero para impedir el paso de polvo y partículas pequeñas recogidas durante la limpieza con aspiradora.

La parte de extremo inferior 22 comprende una sección de base 48 en forma de disco que cierra la parte de cuerpo cilíndrico 23 del cartucho de filtro 20. La sección de base de la parte de cuerpo 23 presenta una región de hombro 51 acampanada anular que está fijada a un reborde 49 de la sección de base 48 por medio de una costura 50, mostrada en la figura 2b. De este modo, el material de filtro forma un recinto completo para la recogida de detritus que entran a través de la válvula cónica unidireccional.

En su primera configuración, mostrada en la figura 3a, el cartucho de filtro 20 está autosoportada contra el pandeo por la forma cilíndrica y la estructura del cuerpo principal de cartucho de filtro 23. El material de filtro 52 del cuerpo principal 23 puede comprender varias costuras que unen el material de filtro entre sí, tal como se describirá con más detalle a continuación. El filtro puede plegarse empujando hacia abajo el extremo superior 21 (según la figura 3b) o girando el extremo superior en relación con el extremo inferior 22 según la figura 3c.

Las figuras 5a a 5d muestran algunas de las opciones disponibles para ensamblar el filtro uniendo el material de filtro. Estas comprenden soldadura ultrasónica de caras contiguas (figura 5a), soldadura ultrasónica de caras solapantes (figura 5b), adhesión de bordes contiguos utilizando un cordón de adhesivo termofusible (figura 5c) e incorporación de elementos de refuerzo elásticos alargados en costuras unidas (figura 5d). Los elementos de refuerzo pueden comprender varillas o puntales de cinta, típicamente formados de metal o material de plástico relativamente rígido, pero elásticamente flexibles. Estos proporcionan soporte estructural para el cartucho, pero también permiten el plegado de los cartuchos bajo una presión de torsión o axial aplicada.

Las costuras pueden proporcionar por sí mismas un soporte estructural. La figura 6a muestra una única costura alargada orientada longitudinalmente, la figura 6b presenta dos costuras alargadas que se extienden longitudinalmente opuestas diametralmente, la figura 6c presenta tres de dichas costuras, la figura 6d presenta una única costura que se extiende helicoidalmente y la figura 6e presenta dos costuras paralelas que se extienden helicoidalmente. Cuando las costuras se solapan, o se sueldan/adhieren o forman contactos locales, la rigidez de la estructura se potencia, al tiempo que todavía se permite el plegado del filtro para su almacenamiento, o cuando se vende en paquetes.

Las figuras 7a a 7e son unas vistas en perspectiva lateral que muestran diversas estructuras y métodos para plegar el cartucho de filtro, en los que la configuración de los cartuchos expandidos se muestran en líneas discontinuas. En la figura 7a, el plegado se produce mediante torsión y empuje axial, en la figura 7b, el cartucho se pliega hasta que ambas piezas de extremo están una al lado de la otra, en la figura 7c, el extremo superior del cartucho simplemente se empuja hacia abajo en una dirección axial (sin torsión), en la figura 7d, la parte inferior del cartucho está enrollada, en la figura 7e, una única costura se extiende tan solo dos vueltas completas y puede plegarse simplemente mediante compresión axial en la dirección A1.

La figura 7e muestra un método para plegar el cartucho de filtro en el que la primera parte de extremo 21 es empujado hacia la segunda parte de extremo 22 a lo largo del eje central A1 del cartucho de filtro 20. En dicho cartucho de filtro, está presente una característica de resorte helicoidal 54 de doble espiral en el cuerpo principal del cartucho de filtro 23 que se desplaza desde el primer extremo 24 hasta la sección de base del segundo extremo 48 dentro de la estructura del material de filtro. Tras el plegado del cartucho de filtro 20, el resorte helicoidal 54 se comprime a medida que la primera parte de extremo 21 se mueve hacia la segunda parte de extremo 22 a lo largo del eje central A1 del cartucho de filtro 20. En el almacenamiento y embalaje, el cartucho de filtro se mantendrá en su segunda configuración, una vez que el cartucho de filtro 20 se libera de su segunda configuración, volverá de manera natural a su primera configuración no comprimida cuando el resorte helicoidal 54 se descomprime.

Las figuras 8a y 8b muestran un cartucho de filtro 20 según la presente invención, que se pliega cuando la primera parte de extremo 21 es empujada hacia la segunda parte de extremo 22 a lo largo del eje central A1 del cartucho de filtro 20, mientras que la primera parte de extremo 21 gira alrededor del eje central A1 del cartucho de filtro 20. Dicho cartucho de filtro está soportado por uno o más puntales 55 rectos que recorren la longitud de la parte de cuerpo del cartucho de filtro 23 desde el primer extremo 24 hasta la base del segundo extremo 48. Los puntales 55 verticales están fijados al cuerpo principal del cartucho de filtro 23.

La disposición normal de los puntales 55 verticales es recta, tal como se muestra en la figura 8a, sin embargo, cuando se aplica el movimiento de empuje y torsión anteriormente mencionado al cartucho de filtro 20, los puntales 55 se deforman de una manera correspondiente al cuerpo principal del cartucho de filtro 23, tal como se muestra en la figura 8b, hasta que el cartucho de filtro alcanza su segunda configuración. Una vez que el cartucho de filtro 20 se libera de su segunda configuración, retornará de manera natural a su primera configuración no comprimida cuando los puntales 55 vuelven a sus disposiciones naturales.

Las figuras 9, 10a y 10b muestran esquemáticamente un cartucho de filtro 20 según la presente invención en su primera configuración (expandida) insertado en una aspiradora manual 58 de manera que el cartucho de filtro se asienta horizontalmente en la aspiradora. El cartucho de filtro se coloca en la aspiradora (flecha F en la figura 10b) de manera que la segunda parte de extremo 22 del cartucho de filtro 20 se asienta próxima a una entrada de aire de succión 59 para un accionamiento de vacío (no mostrado) de la aspiradora. La aspiradora comprende una cámara de extremo abierto 56, que se desliza (flecha C en la figura 10b) sobre el cartucho de filtro 20 hasta que una cara interior de la tapa de extremo 57 hace tope contra la junta interna 34 y la junta externa 29 de la primera parte de extremo 21 del cartucho de filtro 20. El cartucho de filtro puede retirarse sin tocar el cartucho desplazando axialmente la carcasa de la cámara (tal como se muestra mediante la flecha R en la figura 10a), y luego invirtiendo la aspiradora de modo que caiga el cartucho. Esto es útil cuando el polvo recogido puede estar contaminado o ser peligroso.

Cuando se utiliza la aspiradora, se aspira aire dentro del cartucho de filtro 20 a través de la boquilla 65, que alimenta la abertura central 27 del cartucho de filtro mediante el motor de succión detrás de la entrada de succión 59. Se aspira aire a través del material de filtro del cuerpo 23 y la segunda parte de extremo 22. La parte de cuerpo de filtro presenta una longitud que es menor que la longitud interior de la cámara de vacío 56, y un diámetro que es menor que el de la cámara 65. Esto garantiza una separación entre el orificio de entrada de succión 59 y la parte de extremo de filtro 22, y garantiza que se forme una cámara impelente de presión más baja alrededor del cartucho, en el espacio anular entre el cuerpo de filtro y la carcasa de la cámara, cuando el motor de succión está activo.

Las figuras 11a a 11c muestran esquemáticamente una disposición alternativa de una aspiradora manual 60 en la que el cartucho de filtro 20 según la presente invención se asienta en una orientación vertical en una cámara de vacío 61. La cámara es alimentada por una tubería de entrada acodada 63 en una tapa 64 de la cámara. Esta tubería de entrada es alimentada por el tubo de boquilla 65. La tapa puede abrirse (flecha en la figura 11a) para permitir la retirada del cartucho de filtro mediante extracción vertical manual, o invirtiendo la aspiradora de modo que el cartucho caiga con las manos libres.

Segunda forma de realización

Un cartucho de filtro según una segunda forma de realización de la invención se muestra generalmente como 200 en la figura 12. El cartucho presenta una parte de cuerpo cilíndrico 201 formada por un material de membrana de filtro apto para su utilización en aspiradoras. La parte de cuerpo presenta una costura soldada alargada 202 que se extiende en una dirección axial. Un extremo distal 203 del cartucho (observado mejor en la figura 15) comprende un disco plano del material de membrana de filtro, con una costura anular soldada 204 formada por unas partes solapantes del borde distal de la parte de cuerpo y la región externa del disco plano. Un extremo proximal 205 del cartucho de filtro está formado como un elemento de soporte unitario, generalmente anular 206 que es una pieza moldeada de material de plástico. El soporte incluye una parte troncocónica interna 209 que se estrecha hacia dentro desde una región de base externa 210 hasta un collar central 207 alrededor de un orificio de entrada 240. Un reborde 208 está previsto alrededor del collar, que sirve como cordón de sellado cuando el cartucho se coloca dentro de una aspiradora. Desde la región de base externa 210, el soporte incluye una parte 212 que se ensancha hacia fuera hasta una característica de pestaña externa anular 211.

En la figura 13, el cartucho de filtro se muestra antes de cargarse en una aspiradora manual 220. La aspiradora presenta una cámara de vacío 221 de forma generalmente cilíndrica definida por una carcasa 223 generalmente cilíndrica. La cámara presenta un extremo proximal provisto de un collar 222. Una región inferior del collar está provista de una bisagra 224 mediante la cual un elemento de tapa 225 está unido a la carcasa 223. El elemento de tapa presenta una configuración circular, abombada y un orificio de entrada central 226. Una región externa del elemento de tapa está provista de un elemento de sujeción semicircular de inserción 227. Cuando el cartucho de filtro se inserta en la cámara 221, la característica de pestaña 211 anular hace tope con el collar 222, con el soporte 206 anidado en la cámara, apartado de la característica de pestaña. El elemento de tapa se cierra entonces pivotando alrededor de la bisagra 224. El borde externo del elemento de tapa queda sujeto firmemente contra la característica de pestaña 211 a medida que el elemento de sujeción 227 está fijado a un pestillo de retención (no mostrado) sobre el borde superior del collar 222. Esto mantiene el cartucho en posición y garantiza que se mantenga un sellado hermético entre el soporte 206, el collar 222 y el elemento de tapa 225. El orificio de entrada central 226 del elemento de tapa recibirá un extremo de una boquilla tubular alargada (no mostrada), que (durante la utilización) transportará detritus arrastrados por el aire al interior del cartucho por medio del collar 207, inducido por un accionamiento de succión 228 previsto en un extremo distal de la aspiradora.

En las figuras 14a y 14b, se muestra el lado distal del elemento de soporte 206. En la figura 14c, se muestra un elemento de soporte seccionado. En la figura 14, se muestra un elemento de cubierta 230 que presenta una forma generalmente de herradura que rodea el collar central 207 del soporte. Una característica de cuerda 229 del collar 207 se observa mejor en la figura 15. La característica de cuerda proporcionaba una región de borde plana al borde interno del collar. Están previstos tres puntales espaciados 231 a lo largo de la característica de cuerda. Un elemento de aleta 232 plana transparente presenta la forma mostrada en la figura 15 que corresponde a la forma interna del collar 227. Tres orificios espaciados 233 están previstos a lo largo de una región de borde del elemento de aleta. Sobresaliendo fuera de dicha región de borde, está prevista una característica de lengüeta 234. El elemento de aleta está colocado sobre los tres pernos 213 que reciben los orificios los pernos. Los pernos se someten entonces a presión térmica para fijar el elemento de aleta en su sitio. La característica de lengüeta se asienta en una cuña de inserción 235 de forma complementaria. El elemento de aleta actúa como cierre en voladizo que, en reposo, obtura el orificio de entrada 240. Cuando se aplica una succión de vacío a la cámara de vacío 224, el flujo de aire al interior del cartucho de filtro a través del orificio 240 hace que el elemento de aleta se doble hacia dentro, tal como se muestra en las figuras 14b y 14c. Dos protuberancias 241, 242 dirigidas radialmente están previstas diametralmente opuestas entre sí en el interior de la cubierta 230. Estas protuberancias sirven como topes para la desviación hacia dentro del elemento de aleta. Una vez retirada la succión, el elemento de aleta retorna a la posición de reposo. La cubierta sirve para ayudar a evitar la salida de detritus en el interior del cartucho de filtro por medio del orificio de entrada bloqueando el desplazamiento radial de las partículas hacia el collar, especialmente cuando el interior del cartucho está casi lleno.

Los resultados de prueba mostrados en el gráfico de la figura 16 demuestran que el cartucho de filtro de la segunda realización que utiliza un elemento de aleta (aleta de PVC marcada) es capaz de llenarse con una mayor carga de polvo (aproximadamente 475 g) que el cartucho de filtro de la primera realización (420 g) que presenta una válvula cónica. Ambas de estas formas de realización de la invención logran mayores cargas de polvo que una aspiradora ciclónica manual comparable con una cámara de vacío dimensionada de manera correspondiente, pero sin un cartucho de filtro o bolsa de recogida en la cámara. El cartucho de filtro con una válvula de elemento de aleta permite mayores velocidades de flujo y una mayor carga de polvo que el cartucho con la válvula cónica. Sin embargo, ambos funcionan mejor que la aspiradora ciclónica, que presenta un rendimiento que cae en picado después de una carga de polvo de 200 g.

Para resumir, la presente invención se refiere a un cartucho de filtro para una aspiradora que comprende una primera y segunda paredes de extremo opuestas, una pared o paredes laterales que se extienden entre las paredes de extremo para definir un recinto que rodea un interior de filtro, en donde una o más de las paredes comprenden material de membrana de filtro, presentando el cartucho una abertura prevista a través de la primera pared de extremo para recibir detritus arrastrados por el aire al interior, estando la abertura definida por una estructura de soporte rígida que abarca y soporta la primera pared de extremo del cartucho. El cartucho incluye típicamente una válvula de retención que se cierra cuando se retira la succión para ayudar a impedir que los detritus recogidos escapen del interior del cartucho de filtro. La válvula puede comprender una válvula cónica con facetas flexibles, o una aleta en voladizo.

Figura 12

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Cartucho de filtro (20) para una aspiradora (58) que comprende una primera y segunda paredes de extremo opuestas (21, 22), una pared o paredes laterales (23) que se extienden entre las paredes de extremo para definir un recinto que rodea un interior de filtro, en el que una o más de las paredes comprenden material de membrana de filtro, presentando el cartucho una abertura (27) prevista a través de la primera pared de extremo para recibir detritus arrastrados por el aire al interior, estando la abertura (27) definida por una estructura de soporte rígida que abarca y soporta la primera pared de extremo del cartucho y caracterizada por que el refuerzo estructural de una o más de la pared o paredes laterales, y/o la segunda pared de extremo, está prevista para que el recinto de cartucho de filtro sea autoportante pero plegable, de manera que el cartucho (20) pueda adoptar una configuración de utilización erguida, y en una configuración plegada la pared o paredes laterales (23) y el segundo extremo se mueven juntos sobre la estructura de soporte rígida del primer extremo de manera que queden empaquetados planos.

2. Cartucho de filtro (20) según la reivindicación 1, en el que el material de membrana de filtro proporciona la segunda pared de extremo del cartucho y, en el que el cartucho de filtro (20) presenta una configuración generalmente cilíndrica, presentando la primera y segunda paredes de extremo (21, 22) una configuración generalmente en forma de disco, y una pared lateral cilíndrica (23) que se extiende entre los extremos, y en el que la estructura de soporte rígida (25) de la primera pared de extremo comprende un collar interno central (39) que define la abertura del cartucho, y en el que un reborde externo anular de la estructura de soporte define un perímetro de la primera pared de extremo, y en el que las partes de collar y reborde están estructuralmente unidas entre sí como un elemento unitario.

3. Cartucho de filtro (20) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que una válvula de retención (28) está prevista en la abertura de filtro, estando dicha válvula de retención (28) provista de unos medios de restricción elásticos que están adaptados para adoptar una configuración abierta como respuesta a una presión umbral reducida en el interior del cartucho, y que se cierra, o se cierra sustancialmente, cuando la presión revierte a la ambiental, comprendiendo la válvula de retención (28) una membrana generalmente cónica (41) que apunta hacia el interior del cartucho, y comprendiendo la membrana cónica (41) unas aletas con facetas de material de banda elástico, flexionándose dichas aletas lejos del vértice cuando se abren y retornando al vértice cuando se cierran.

4. Cartucho de filtro (20) según la reivindicación 3, en el que la válvula de retención (28) comprende una aleta de material que puede desviarse entre una posición cerrada en la que la aleta bloquea la abertura de filtro y una posición abierta en la que la aleta se desvía lejos de la posición abierta y al interior del filtro y en el que hay una única aleta de material, y en el que la aleta está orientada de modo que en la posición cerrada la aleta es generalmente transversal con respecto al eje longitudinal del cartucho de filtro, y en el que la aleta presenta una región de borde que está fija y una parte de cuerpo que es suficientemente flexible para desviarse doblándose a lo largo de su longitud como respuesta al flujo de aire hacia dentro en el cartucho, en el que la región de borde de la aleta está fijada a una parte de un collar que define la abertura de filtro, y la aleta se mueve en voladizo desde dicha parte de collar para obturar la abertura cuando está sin desviar, en el que la aleta comprende una banda plana de material de plástico flexible, y en el que están previstos un tope o unos topes de limitación de desviación para limitar la desviación de la aleta.

5. Cartucho de filtro (20) según la reivindicación 4, en el que una cubierta está prevista alrededor de la abertura de filtro, que sobresale hacia dentro al interior del filtro desde el collar que define la abertura, presentando la cubierta una forma generalmente de herradura.

6. Cartucho de filtro (20) según la reivindicación 4, en el que el tope o topes de aleta comprenden unas protuberancias que sobresalen radialmente dirigidas hacia dentro desde la superficie interna de la cubierta, y en el que dos de dichas protuberancias están dispuestas diametralmente opuestas entre sí.

7. Cartucho de filtro (20) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, provisto de una característica de pestaña anular alrededor de la circunferencia externa del soporte.

8. Cartucho de filtro (20) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la estructura de soporte rígida (25) es de forma generalmente anular y está provista de una pestaña anular externa circunferencial que hace que el cartucho de filtro pueda ser sujetado entre un reborde y una tapa de una cámara de vacío en la que puede ubicarse el cartucho de filtro.

9. Cartucho de filtro (20) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el refuerzo estructural actúa para desviar el cartucho a la configuración erguida, de manera que un cartucho plegado adoptará espontáneamente la configuración erguida cuando se libera una restricción de plegado.

10. Cartucho de filtro (20) según la reivindicación 9, en el que el refuerzo estructural comprende una o más costuras alargadas que unen las partes del material de membrana de filtro, y en el que una o más de las costuras se extienden en la pared lateral en una dirección axial entre las paredes de extremo.

11. Cartucho de filtro (20) según la reivindicación 9, en el que las costuras se extienden helicoidalmente (54) alrededor y a lo largo de la pared lateral entre las paredes de extremo y en el que la costura comprende unas partes de material de membrana de filtro solapadas, o apretadas entre sí, o unidas a tope, estando las partes de material unidas mediante soldadura, tal como, soldadura ultrasónica, o soldadura por fusión, o mediante adhesivo, tal como, adhesivo termofusible.

12. Cartucho de filtro (20) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el refuerzo estructural comprende uno o más puntales (55) alargados elásticamente flexibles, tal como, espinas de alambre o plástico, puntales (55) que, cuando se deforman elásticamente durante el plegado, proporcionan la desviación de erección.

13. Cartucho de filtro (20) según la reivindicación 12, en el que dicho uno o más puntales están integrados en una o más costuras.

14. Cartucho de filtro (20) según la reivindicación 12, en el que dicho uno o más puntales están unidos al material de membrana de filtro de la pared lateral.

15. Cartucho de filtro (20) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la estructura de soporte rígida (25) presenta generalmente forma de disco y está provista de una junta anular externa circunferencial configurada para ser operativa entre el borde externo del cartucho y una pared interna de una cámara de vacío cilíndrica, en la que está alojada el cartucho de filtro (20) cuando está en utilización.