ES2991034T3 - Cartucho de filtro de aspiradora - Google Patents
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Abstract
La presente invención proporciona un cartucho de filtro para una aspiradora. El cartucho de filtro comprende una primera y una segunda paredes extremas opuestas, una pared o paredes laterales que se extienden entre las paredes extremas de modo que definen un recinto que rodea un interior de filtro. Una o más de las paredes comprenden material de membrana de filtro. El cartucho tiene una abertura dispuesta a través de la primera pared extrema para recibir detritos arrastrados por aire en el interior, la abertura está definida por una estructura de soporte rígida que abarca y sostiene la primera pared extrema del cartucho. La estructura de soporte rígida de la primera pared extrema comprende un collar interior central que define la abertura del cartucho de filtro. Se dispone una válvula antirretorno en la abertura del filtro, la cual válvula antirretorno está provista de medios de restricción elásticos que están adaptados para adoptar una configuración abierta en respuesta a una presión reducida umbral en el interior del cartucho, y que se cierra, o se cierra sustancialmente, cuando la presión vuelve a la presión ambiente. La válvula antirretorno comprende una aleta de material que puede desviarse entre una posición cerrada en la que la aleta bloquea la abertura del filtro y una posición abierta en la que la aleta se desvía desde la posición abierta hacia el interior del filtro. Se proporciona una cubierta alrededor de la abertura del filtro, que sobresale hacia el interior del filtro desde el collar que define la abertura. El cartucho de filtro puede ser plegable para permitir el almacenamiento antes del uso en una configuración generalmente plana. (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 para limpieza, particularmente dispositivos aspiradores. Las máquinas típicas incluyen aspiradoras verticales o aspiradoras de contenedor/cilindro que presentan una parte de vara o tubo dotada 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 polvo y otras pequeñas partículas. En particular, la invención se refiere a un cartucho de filtro con una válvula de retención para su utilización en una aspiradora, que puede ser plegable para permitir su almacenamiento antes de la utilización en una configuración generalmente plana.
En la utilización de aspiradoras convencionales, la bolsa de filtro puede ser difícil de orientar y encajar en la aspiradora. Las bolsas deben ubicarse en al menos una característica, lo que requiere habitualmente las dos manos para situarlas. La retirada de la bolsa de filtro se realiza habitualmente con la mano, lo que requiere que el usuario toque la bolsa durante la retirada. Aspiradoras alternativas funcionan utilizando un sistema sin bolsa, en el que el polvo está contenido dentro de la aspiradora sin la utilización de una bolsa independiente. En estos tipos de aspiradora, pueden enredarse cabello y fibras largas dentro de la máquina y requerir la retirada con la mano o una herramienta. Las aspiradoras sin bolsa producen a menudo una “nube” de polvo cuando se vacían.
El documento KR20030035629A se centra en proporcionar un espacio entre el filtro y la cámara de vacío interna para aumentar el flujo de aire y también divulga un filtro que puede plegarse pero que no es automontante. El documento US 2008/0148511 divulga un filtro de cartucho con características de cierre sobre la abertura, características de cierre que se desplazan en respuesta al flujo de aire entrante.
Surgen varios problemas durante la utilización de bolsas de filtro convencionales, tal como se describió anteriormente. La presente invención trata de proporcionar un cartucho de filtro para su utilización en aspiradoras, que pueda insertarse fácilmente en la aspiradora y retirarse de la aspiradora con una contribución mínima del usuario. La invención también trata de proporcionar un cartucho de filtro que minimice el escape de polvo durante la descarga desde la máquina aspiradora.
Algunos o la totalidad de estos objetivos (y otros que resultarán evidentes para el experto) los satisface la presente invención en sus diversos aspectos, tal como se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente descripción.
Según un aspecto de la invención, está previsto un cartucho de filtro 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 la parte interior de un filtro, en el que una o más de las paredes comprende material de membrana de filtro,
presentando el cartucho una abertura prevista a través de la primera pared de extremo para recibir residuos arrastrados por aire en el interior, estando la abertura definida por una estructura de soporte rígida que abarca y soporta la primera pared de extremo del cartucho, y en el que la estructura de soporte rígida de la primera pared de extremo comprende un collar interior central que define la abertura de cartucho de filtro,
en el que está prevista una válvula de retención en la abertura de filtro, estando dicha válvula de retención provista de unos medios de restricción elásticos que están adaptados para adoptar una configuración abierta en respuesta a una presión reducida umbral en el cartucho interior, y que se cierra, o sustancialmente se cierra, cuando la presión vuelve a la ambiental,
en el que la válvula de retención comprende una aleta de material que puede desviarse entre una posición cerrada en que la aleta bloquea la abertura de filtro y una posición abierta en la que la aleta se desvía alejándose de la posición abierta y hacia la parte interior del filtro, y
en el que está previsto un revestimiento alrededor de la abertura de filtro, que sobresale hacia dentro en el interior del filtro desde el collar que define la abertura
El cartucho de filtro presenta una abertura prevista a través de la primera pared de extremo para recibir residuos arrastrados por aire en el interior, estando la abertura definida por la estructura de soporte rígida que abarca y soporta la primera pared de extremo del cartucho. Por rígida, 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.
La estructura de soporte rígida de la primera pared de extremo del cartucho de filtro comprende un collar interior central que define la abertura de filtro. También puede haber un reborde exterior 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 unirse/integrarse estructuralmente como elemento unitario. Por ejemplo, la estructura de soporte rígida puede proporcionarse mediante un elemento de araña con múltiples radios o brazos que proporcionan un medio 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 una perforación central definida por un collar. El elemento puede presentar una parte en disco interior (por ejemplo, troncocónica) que es convexa alejándose del cartucho interior. El elemento puede presentar una parte en disco exterior (por ejemplo, troncocónica) que es cóncava de modo que la parte en disco interior se inserta de vuelta en el cartucho. El collar puede ser colindante con un reborde de la parte de cuerpo del filtro.
Una válvula de retención está prevista en la abertura de filtro. Por válvula de retención quiere decirse que la válvula permite que se arrastre fluido (gas) a través de la abertura de filtro hacia el cartucho de filtro, pero que impide (o limita) el flujo de materia (gas o residuos recogidos) de vuelta hacia fuera a través de la abertura.
La válvula de retención está dotada de medios de restricción elásticos que están adaptados para adoptar una configuración abierta en respuesta a una presión reducida umbral en el cartucho de filtro interior, y que se cierra, o sustancialmente se cierra, cuando la presión vuelve a la ambiental.
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 alejándose de la posición abierta y hacia la parte interior del filtro. Preferentemente, hay una única aleta de material.
La aleta puede estar compuesta por material de plástico laminar, tal como polipropileno, PVC, poliéster u otro material de polímero elástico similar. La aleta está orientada preferentemente de modo que en la posición cerrada la aleta es generalmente transversal con respecto al eje longitudinal del cartucho de filtro, eje que se extiende entre las cubiertas de extremo del mismo.
Al desviarse entre las posiciones cerrada y abierta, la aleta puede presentar una región de borde que se fija y una parte de cuerpo que está articulada o pivota con respecto a la región de borde. El pivote puede proporcionarse mediante una costura o debilidad alargada (por ejemplo, región de cuello localmente adelgazada). Alternativamente, o además, la parte de cuerpo de la aleta puede ser lo suficientemente flexible como para doblarse a lo largo de su longitud en respuesta a un flujo de aire hacia dentro en el cartucho.
La región de borde puede fijarse a una parte de un collar que define la abertura de filtro. Por tanto, la aleta puede sobresalir en voladizo de dicha parte de collar para obturar la abertura cuando no está desviada. La aleta comprende normalmente una banda plana de material de plástico flexible.
Pueden estar previstos un(os) tope o topes de limitación de desvío para limitar el desvío hacia dentro de la aleta o aletas.
Está previsto un revestimiento alrededor de la abertura de filtro, que sobresale hacia dentro en el interior del filtro desde el collar que define la abertura. El revestimiento 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 interior de revestimiento. Puede haber dos de dichas protuberancias dispuestas para ser diametralmente opuestas entre sí.
El cartucho de filtro puede estar provisto de una brida anular alrededor de la circunferencia exterior de la estructura de soporte. La estructura de soporte rígida es preferentemente de forma generalmente anular.
La estructura de soporte puede estar provista de una brida anular exterior 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 ubicarse el cartucho de filtro. El material para las facetas cónicas o material de 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 una o más juntas de estanqueidad operativas entre la abertura de cartucho de filtro y un orificio de entrada de una cámara de vacío en la que se aloja el cartucho cuando está utilizándose. Puede estar prevista una junta de estanqueidad interioren la región de collar interior de la abertura de cartucho de filtro de la estructura de soporte rígida.
La estructura de soporte rígida del cartucho de filtro puede ser generalmente en forma de disco y está dotada de una junta de estanqueidad exterior circunferencial operativa entre el primer extremo del cartucho, una pared interna de una cámara de vacío cilíndrica en la que se aloja el cartucho de filtro cuando está utilizándose. La junta de estanqueidad exterior circunferencial puede estar prevista en una cara de extremo del reborde anular de la estructura de soporte rígida.
El material de membrana de filtro puede ser una única capa, o múltiples capas de material de filtro. Este material normalmente es flexible, mediante lo que quiere decirse lo suficientemente flexible como para plegarse de manera plana cuando se manipula.
El cartucho de filtro puede ser plegable, es decir el cuerpo del cartucho que define el volumen interior puede plegarse de manera plana sobre la estructura de soporte rígida.
El material o banda de membrana de filtro puede ser generalmente plano, y no basarse en dobleces o pliegues repetidos para impedir el pandeo o aumento del 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.
En otro aspecto de la invención, el refuerzo estructural puede proporcionarse en una o más de la pared o paredes laterales, y/o la segunda pared de extremo del cartucho de filtro, de modo que el recinto de cartucho de filtro es autoportante pero plegable, de modo que el cartucho puede 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 agrupan sobre la estructura de soporte rígida del primer extremo para embalarse de forma plana.
El refuerzo estructural del cartucho de filtro puede actuar para solicitar al cartucho en la configuración erguida, de modo 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. Las paredes de extremo primera y segunda 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 partes de material de membrana de filtro. La costura puede comprender partes solapadas, o partes apretadas juntas, o partes unidas a tope 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 de fusión en caliente. El refuerzo estructural de la bolsa de filtro puede comprender una o más tirantes alargados flexibles de manera elástica, tales como espinas de alambre o plástico, tirantes que cuando se deforman elásticamente durante el plegado pueden proporcionar el desvío de erguido.
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. Alternativamente, o además, las costuras pueden extenderse de manera helicoidal alrededor de y a lo largo de la pared lateral entre paredes de extremo.
Uno o más tirante(s) pueden integrarse en una o más costuras de la bolsa de filtro. Alternativamente, uno o más tirante(s) pueden unirse al material de membrana de filtro de pared lateral del cartucho de filtro.
Lo que sigue es una descripción a título de ejemplo únicamente y con 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.
La figura 1b es una vista en perspectiva frontal que muestra el cartucho de filtro de la figura 1a en una configuración plegada.
La figura 2a es una vista en planta que muestra el primer extremo (entrada) del cartucho de filtro de la figura 1a.
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 de detalle lateral en sección transversal del detalle B de la figura 2b.
La figura 3a es una vista lateral esquemática que muestra un cartucho de filtro según la presente invención en una configuración de trabajo, expandida.
La figura 3b es una vista lateral que muestra el cartucho de filtro en su segunda configuración después de plegarse al empujar 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 al empujar la primera parte de extremo hacia la segunda parte de extremo mientras se aplica torsión a la primera parte de extremo axialmente.
Las figuras 4a a 4d son una serie de vistas en perspectiva lateral que muestran el alargamiento del cartucho de filtro a medida que vuelve de su configuración plegada a su configuración expandida.
Las figuras 5a a 5d son unas vistas laterales que muestran diversos métodos de unión de costura 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 de costura de membrana de filtro y disposiciones para su utilización en la preparación de cartuchos según la presente invención.
Las figuras 7a a 7e son una vista en perspectiva lateral que muestran diversos estructuras y métodos para plegar el cartucho de filtro, en las que se muestra la configuración de los cartuchos expandidos 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 tirante 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, sometido a torsión axialmente alrededor de A1 para adoptar una configuración parcialmente plegada.
La figura 9 es una vista esquemática en perspectiva de tres cuartos que muestra un cartucho de filtro según la invención que se encaja en una aspiradora que presenta acceso para 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 axialmente desplazada a la configuración abierta, de carga superior.
Las figuras 11a muestran una disposición de aspiradora alternativa en la que una cámara de vacío está orientada para permanecer en 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 que permanece en vertical en la cámara de vacío.
La figura 12 es una vista en perspectiva del cartucho de filtro según la invención.
La figura 13 es una vista en perspectiva de una aspiradora de mano con una tapa abierta y el cartucho de filtro de la segunda realización orientado para la entrada 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 una vista en perspectiva en despiece ordenado 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 (ciclónico de la técnica anterior y dos cartuchos de filtro según la invención) en función de la carga de polvo.
En la figura 1a, se muestra un cartucho de filtro 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 25 de araña 20, que presenta ocho segmentos recortados 26, una abertura central 27 y una válvula 28 de retención que se observa de la mejor manera en la figura 2b. El elemento de araña 25 de la primera parte de extremo 21 presenta una junta de estanqueidad 29 anular exterior que presenta una sección en C. La junta de estanqueidad se extiende de manera circunferencial alrededor del eje central A1 del cuerpo principal en forma de disco. La junta de estanqueidad 29 está montada sobre una región de borde circunferencial exterior 32 del elemento de araña 25 tal como se muestra en la figura 2c. La junta de estanqueidad 29 proporciona de ese modo un labio superior anular 31 y un labio anular inferior 33 correspondiente que sobresale del lado inferior del elemento de araña 25 tal como se muestra en la figura 2c.
Está prevista una junta de estanqueidad anular 34 adicional alrededor de la abertura 27 en el elemento de araña (tal como se muestra en la figura 1a). El cordón de 493 define un labio seccionado rectangular 35 alrededor del eje central A1 del elemento de araña 25. Los labios sobresalientes 31, 35 de la junta de estanqueidad exterior 29 y la junta de estanqueidad interior 34 proporcionan un sellado fluido cuando se aloja el filtro 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 pequeñas partículas se dirige hacia el 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 proporciona un punto de entrada para el polvo y las pequeñas partículas arrastradas al cartucho de filtro 20 mediante 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 en el cuerpo principal 23 del cartucho de filtro 20. Dicho collar ayuda a canalizar el flujo de aire en el cartucho de filtro 20 y proporciona una cara de conexión 38 para la unión de la válvula 28 de retención que va a unirse, tal como se explicará a continuación.
La cara de conexión 38 es la cara cilíndrica exterior del collar anular 36. La válvula 28 de retención es un elemento de plástico moldeado unitario que presenta una forma generalmente cónica y un collar anular 39. El collar 39 comprende una cara interior 40 que se fija (por ejemplo, mediante adhesivo) a la cara exterior 38 del collar anular 36.
La parte cónica 41 depende del collar anular 39 de la válvula de retención 28. La parte cónica se divide en una pluralidad de segmentos triangulares 42 mediante rendijas 43 radiales cortadas en la parte cónica desde la cúspide 44 de la parte cónica hasta el collar.
La válvula de retención 28 está compuesta por un material de polímero que es elástico de manera flexible. Por tanto, los segmentos triangulares 42 pueden ensancharse, cada uno, hacia fuera hasta una configuración abierta para formar un orificio, en respuesta a presión reducida provocada mediante un accionamiento de succión de la aspiradora en la que se coloca el cartucho de filtro. Por tanto, pueden introducirse residuos arrastrados por aire en la parte interior del filtro a través de la válvula de retención. Una vez que se detiene la succión, se flexionan los segmentos de vuelta a la configuración cerrada cónica. En esta configuración, la válvula está cerrada de modo que se impide, o al menos se limita, el escape de residuos recogidos.
El lado 37 inferior del elemento de araña 25 presenta adherido al mismo una banda anular de material de filtro 45. Dicho material de filtro presenta una apertura central de diámetro D (figura 2c). El diámetro exterior 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 entre segmentos 26.
La parte de cuerpo 23 del cartucho de filtro es una banda de material poroso flexible. El cuerpo presenta un resalte 47 anular superior abocinado que se fija a la región de lado inferior exterior de la banda anular 45, normalmente mediante la utilización de adhesivo o soldadura.
La figura 2b muestra una vista en sección lateral en sección A-A del cartucho de filtro 20. Tal como se mencionó anteriormente, el cuerpo principal 23 del cartucho de filtro 20 está compuesto por un material de filtro. El material de filtro está estructurado para permitir que pase a su través, pero para impedir el paso de polvo y pequeñas partículas recogidos durante la limpieza con aspiración.
La parte de extremo inferior 22 comprende una sección de base en forma de disco 48 que cierra la parte de cuerpo cilíndrica 23 del cartucho de filtro 20. La sección de base de la parte de cuerpo 23 presenta una región de saliente 51 abocinada anular que se fija a un reborde 49 de la sección de base 48 a modo de una costura 50, mostrada en la figura 2b. De este modo, el material de filtro forma un recinto completo para la recogida de residuos que entran a través de la válvula cónica unidireccional.
En su primera configuración, mostrada en la figura 3a, el cartucho de filtro 20, es autoportante frente al pandeo mediante la forma y estructura cilíndricas 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, tal como se describirá con más detalle a continuación. El filtro puede plegarse al empujar hacia abajo sobre el extremo superior 21 (según la figura 3b) o mediante torsión del extremo superior con relación al extremo inferior 22 según la figura 3c.
Las figuras 5a a 5d muestran algunas de las opciones disponibles para en ensamblaje del filtro mediante la unión del 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 de fusión en caliente (figura 5c) e incorporación de elementos de refuerzo elásticos alargados en costuras unidas (figura 5d). Los elementos de refuerzo pueden comprender varillas o tirantes de cinta, normalmente formados de metal o material de plástico relativamente rígido, pero flexible de manera elástica. 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 proporcionan por sí mismas soporte estructural. La figura 6a muestra una única costura orientada longitudinalmente alargada, la figura 6b presenta dos costuras que se extienden longitudinalmente alargadas, diametralmente opuestas, la figura 6c presenta tres de tales costuras, la figura 6d presenta una única costura que se extiende de manera helicoidal, y la figura 6e presenta dos costuras que se extienden de manera helicoidal paralelas. Cuando solapan las costuras, o se sueldan/adhieren o forman contrafuertes locales, se potencia la rigidez de la estructura, mientras se permite todavía el plegado del filtro para el almacenamiento, o cuando se vende en paquetes.
Las figuras 7a a 7e son una vista en perspectiva lateral que muestra diversas estructuras y métodos para plegar el cartucho de filtro, en las que la configuración de los cartuchos expandidos se muestran en líneas discontinuas. En la figura 7a, el plegado es mediante empuje axial y torsión, en la figura 7b se dobla el cartucho hasta que ambos piezas de extremo están una al lado de la otra, en la figura 7c el extremo superior de cartucho simplemente se empuja hacia abajo en una dirección axial (sin torsión), en la figura 7d la parte inferior del cartucho se enrolla hacia arriba, en la figura 7e una única costura se extiende justo por 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 se empuja 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 de doble espiral 54 en el cuerpo principal de cartucho de filtro 23 que se desplaza desde el primer extremo 24 hasta la segunda sección de base de extremo 48 dentro de la estructura del material de filtro. Tras el plegado del cartucho de filtro 20, se comprime el resorte helicoidal 54 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 almacenamiento y embalado, el cartucho de filtro se mantendrá en su segunda configuración, una vez que se libera el cartucho de filtro 20 desde su segunda configuración, volverá naturalmente a su primera configuración no comprimida cuando se descomprime el resorte helicoidal 54.
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 se empuja 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 se hace rotar alrededor del eje central A1 del cartucho de filtro 20. Dicho cartucho de filtro está soportado por uno o más tirantes rectos 55 que se desplazan por la longitud de la parte de cuerpo de cartucho de filtro 23 desde el primer extremo 24 hasta la base de segundo extremo 48. Los tirantes verticales 55 se fijan al cuerpo principal de cartucho de filtro 23.
La disposición normal de los tirantes verticales 55 es recta, tal como se muestra en la figura 8a, sin embargo, cuando se aplica el movimiento de empuje y torsión mencionado anteriormente al cartucho de filtro 20, los tirantes 55 se deforman de manera correspondiente al cuerpo principal de 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 se libera el cartucho de filtro 20 desde su segunda configuración, volverá naturalmente a su primera configuración no comprimida cuando los tirantes 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) que se inserta en una aspiradora de mano 58 de tal manera que el cartucho de filtro se asienta en horizontal en la aspiradora. El cartucho de filtro se coloca en la aspiradora (la flecha F en la figura 10b) de tal manera que la segunda parte de extremo 22 del cartucho de filtro 20 se asienta junto a una entrada de aire de succión 59 para un accionamiento de vacío (no mostrado) de la limpiadora. La aspiradora comprende una cámara de extremo abierto 56, que se desliza (la 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 de estanqueidad interior 34 y la junta de estanqueidad exterior 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 cámara (tal como se muestra mediante la flecha R en la figura 10a), y luego invirtiendo la aspiradora de modo que se caiga el cartucho. Esto resulta útil cuando el polvo recogido puede estar contaminado o ser peligroso.
Cuando se utiliza la aspiradora, se succiona aire en el cartucho de filtro 20 a través de la boquilla 65, que se alimenta en la abertura central 27 del cartucho de filtro mediante el motor de succión detrás de la entrada de succión 59. Se introduce 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 de presión inferior alrededor del cartucho, en el espacio anular entre el cuerpo de filtro y la carcasa de cámara, cuando el motor de succión está activo.
Las figuras 11a a 11c muestran esquemáticamente una disposición alternativa de una aspiradora de mano 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 mediante una tubería 63 de entrada de acodamiento en una tapa 64 de la cámara. Esta tubería de entrada es alimentada por el tubo de boquilla 65. La tapa puede abrirse (la flecha en la figura 11a) para permitir la retirada del cartucho de filtro mediante extracción vertical manual, o mediante inversión de la aspiradora de modo que el cartucho caiga dejando las manos libres.
Un cartucho de filtro según la invención se muestra generalmente como 200 en la figura 12. El cartucho presenta una parte de cuerpo cilíndrica 201 formada de un material de membrana de filtro adecuado 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 (que se observa de la mejor manera en la figura 15) comprende un disco plano del material de membrana de filtro, con una costura anular soldada 204 formada por partes solapantes del borde distal de parte de cuerpo y la región exterior del disco plano. Un extremo proximal 205 del cartucho de filtro está formado con como un elemento de soporte 206 generalmente anular y unitario que es una pieza moldeada de material de plástico. El soporte incluye una parte troncocónica interior 209 que presenta sección decreciente hacia dentro desde una región de base exterior 210 hasta un collar central 207 alrededor de un orificio de entrada 240. Se proporciona un reborde 208 alrededor del collar, que sirve como cordón de sellado cuando el cartucho se coloca en el interior de una aspiradora. Desde la región de base exterior 210 el soporte incluye una parte 212 que se abocina hacia fuera hasta una característica de brida 211 exterior anular.
En la figura 13, se muestra el cartucho de filtro antes de cargarse en la aspiradora de mano 220. La aspiradora presenta una cámara de vacío 221 de forma generalmente cilíndrica definida por una carcasa generalmente cilíndrica 223. La cámara presenta un extremo proximal dotado de un collar 222. Una región inferior del collar está dotada de una bisagra 224 mediante la que se une un elemento de tapa 225 a la carcasa 223. El elemento de tapa presenta una configuración circular, en disco y un orificio de entrada central 226. Una región exterior del elemento de tapa está dotada de un elemento de sujeción semicircular embutido 227. Cuando el cartucho de filtro se inserta en la cámara 221, la característica de brida 211 anular hace tope con el collar 222, con el soporte 206 anidado en la cámara, se retrae desde la característica de brida. El elemento de tapa se cierra entonces mediante pivotado alrededor de la bisagra 224. El borde exterior del elemento de tapa se mantiene de manera apretada contra la característica de brida 211 a medida que se sujeta el elemento de sujeción 227 a un trinquete de retención (no mostrada) en el borde superior del collar 222. Esto sostiene el cartucho en su posición y garantiza que se mantiene 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 la boquilla tubular alargada (no mostrada), que (durante la utilización) transportará residuos arrastrados por aire en el interior del cartucho a través del collar 207, inducido mediante un accionamiento de succión 228 proporcionado en un extremo distal de la aspiradora.
En las figuras 14a y 14b, se muestra el lado distal del elemento de soporte 206. Se muestra un elemento de soporte seccionado en la figura 14c. En la figura 14, se muestra un elemento de revestimiento 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 de la mejor manera en la figura 15. La característica de cuerda proporcionó una región de extremo plana al borde interior de collar interior. Se proporcionan tres espárragos 231 separados a lo largo de la característica de cuerda. Un elemento de aleta plano transparente 232 presenta la forma mostrada en la figura 15 que corresponde a la forma interior del collar 227. Se proporcionan tres perforaciones 233 separadas a lo largo de una región de borde del elemento de aleta. Sobresaliendo de dicha región de borde, hay una característica de lengüeta 234. El elemento de aleta se coloca sobre los tres espárragos 213, recibiendo las perforaciones los espárragos. Los espárragos se someten entonces a prensado en caliente para fijar el elemento de aleta en su lugar. La característica de lengüeta se asienta en una cuña 235 empotrada 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 en el 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. se proporcionan dos protuberancias dirigidas radialmente 241, 242 diametralmente opuestas una con respecto a la otra, en el interior del revestimiento 230. Estas protuberancias sirven como topes para el desvío hacia dentro del elemento de aleta. Una vez que se retira la succión, el elemento de aleta vuelve a la posición de reposo. El revestimiento sirve para ayudar a impedir la entrada de residuos en el cartucho de filtro interior a través del orificio de entrada mediante el bloqueo del desplazamiento radial de partículas hacia el collar, especialmente cuando el cartucho interior 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 etiquetada) puede 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. Estas dos realizaciones de la invención logran mayores cargas de polvo que una aspiradora ciclónica de mano 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, ambas rinden mejor que la limpiadora ciclónica, que presenta un rendimiento que disminuye bruscamente 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 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 la parte interior de un filtro, en el que una o más de las paredes comprende material de membrana de filtro, presentando el cartucho una abertura proporcionada a través de la primera pared de extremo para recibir residuos arrastrados por aire en el interior, estando definida la abertura por una estructura de soporte rígida que abarca y soporta la primera pared de extremo del cartucho. El cartucho incluye una válvula de retención que se cierra cuando se retira la succión para ayudar a impedir que se escapen los residuos recogidos del cartucho de filtro interior. La válvula puede comprender una aleta en voladizo.
Claims (15)
1. Cartucho de filtro (200) 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 la parte interior de un filtro, en el que una o más de las paredes comprende material de membrana de filtro,
presentando el cartucho (200) una abertura (240) prevista a través de la primera pared de extremo (205) para recibir residuos arrastrados por aire en el interior, estando la abertura (240) definida por una estructura de soporte rígida (206) que abarca y soporta la primera pared de extremo del cartucho (200), y en el que la estructura de soporte rígida (206) de la primera pared de extremo (205) comprende un collar (207) interior central que define la abertura de cartucho de filtro (240),
en el que está prevista una válvula de retención en la abertura de filtro, estando dicha válvula de retención provista de unos medios de restricción elásticos que están adaptados para adoptar una configuración abierta en respuesta a una presión reducida umbral en el cartucho interior, y que se cierra, o sustancialmente se cierra, cuando la presión vuelve a la ambiental,
y caracterizado por que la válvula de retención comprende una aleta (232) de material que puede desviarse entre una posición cerrada en la que la aleta (232) bloquea la abertura de filtro (240) y una posición abierta en la que la aleta (232) se desvía alejándose de la posición abierta y hacia el interior del filtro, y
en el que un revestimiento (230) está previsto alrededor de la abertura de filtro (240), que sobresale hacia dentro en el interior del filtro desde el collar (207) que define la abertura (240).
2. Cartucho de filtro (200) según la reivindicación 1, en el que el material de membrana de filtro proporciona la pared o paredes laterales del cartucho (200) y la segunda pared de extremo (203) del cartucho.
3. Cartucho de filtro (200) según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el cartucho de filtro (200) presenta una configuración generalmente cilíndrica, presentando la primera y segunda paredes de extremo una configuración generalmente en forma de disco, y una pared lateral cilíndrica que se extiende entre las paredes de extremo.
4. Cartucho de filtro (200) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que un reborde exterior anular de la estructura de soporte define un perímetro de la primera pared de extremo.
5. Cartucho de filtro (200) según la reivindicación 4, en el que las partes de collar y reborde de la estructura de soporte están unidas estructuralmente entre sí como un elemento unitario.
6. Cartucho de filtro (200) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que hay una única aleta de material orientada de modo que en la posición cerrada la aleta (232) es generalmente transversal con respecto al eje longitudinal del cartucho de filtro (200).
7. Cartucho de filtro (200) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la aleta (232) presenta una región de borde (234) que está fijada y una parte de cuerpo que es suficientemente flexible para desviarse mediante flexión a lo largo de su longitud en respuesta a un flujo de aire hacia dentro en el cartucho (200).
8. Cartucho de filtro (200) según la reivindicación 7, en el que la región de borde de aleta (234) está fijada a una parte de un collar (229) que define la abertura de filtro (240), y la aleta (232) sobresale en voladizo de dicha parte de collar (229) para obturar la abertura (240) cuando no está desviada.
9. Cartucho de filtro (200) según cualquier reivindicación anterior, en el que la aleta (232) comprende una banda plana de material de plástico flexible.
10. Cartucho de filtro (200) según cualquier reivindicación anterior, en el que el revestimiento (230) presenta una forma generalmente de herradura.
11. Cartucho de filtro (200) según cualquier reivindicación anterior, en el que unos topes de limitación de desvío están previstos para limitar el desvío de la aleta, y en el que los topes comprenden dos protuberancias (241) que sobresalen radialmente dirigidas hacia dentro desde la superficie interior de revestimiento, y las dos de dichas protuberancias (241) están dispuestas para ser diametralmente opuestas una con respecto a la otra.
12. Cartucho de filtro (200) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la estructura de soporte rígida (206) es de forma generalmente anular y está provista de una brida (211) anular exterior circunferencial que hace que el cartucho de filtro (200) pueda sujetarse entre un reborde y una tapa de una cámara de vacío en la que puede estar ubicado el cartucho de filtro (200).
13. Cartucho de filtro (200) según cualquier reivindicación anterior, en el que un refuerzo estructural de una o más de la pared o paredes laterales, y/o la segunda pared de extremo, está previsto de modo que el recinto del cartucho de filtro (200) 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 se agrupan sobre la estructura de soporte rígida (206) del primer extremo para ser embaladas de forma plana y en el que el refuerzo estructural actúa para solicitar el cartucho (200) en la configuración erguida, de modo que un cartucho plegado (200) adoptará espontáneamente la configuración erguida cuando se libere una restricción de plegado.
14. Cartucho de filtro (200) según la reivindicación 13, en el que el refuerzo estructural comprende una o más costuras alargadas que unen partes de material de membrana de filtro y en el que la costura comprende al menos una de entre: partes solapadas, partes apretadas juntas, o partes unidas a tope de material de membrana de filtro.
15. Cartucho de filtro (200) según cualquier reivindicación anterior, en el que la estructura de soporte rígida (206) está provista de una o más juntas de estanqueidad anulares configuradas para ser operativas entre la abertura de cartucho de filtro y un orificio de entrada de una cámara de vacío en la que está alojado el cartucho cuando está utilizándose, y en el que la estructura de soporte rígida (206) presenta generalmente forma de disco y está provista de una junta de estanqueidad anular exterior circunferencial configurada para ser operativa entre el borde exterior del cartucho (200) y una pared interna de una cámara de vacío cilíndrica en la que está alojado el cartucho de filtro (200) cuando está utilizándose.
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