新型便携式家用强吸力吸尘清洁器的设计

白云山

解放军后勤工程学院，重庆 400000

清洁是日常生活中最主要的家务劳动之一。清洁也就是平时所说的搞卫生，包括扫地、拖地、擦桌子，以及擦桌子上的杯子、电视屏幕、电脑屏幕等玻璃物品，恢复它本身的光亮。其实质也就是除去这些物品表面的尘土和污渍。现阶段家里除去尘土和污渍的主要就是靠吸尘器。一般吸尘器是靠电动机高速驱动风机叶轮旋转，使空气高速排出，而风机前端吸尘部分的空气不断地补充风机中的空气，致使吸尘器内部产生瞬间真空，和外界大气压形成负压差，在此压差的作用下，吸入含灰尘的空气，经滤尘器过滤，排出清洁的空气，负压差越大风量越大，则吸尘能力也越大。但一般小型便携式吸尘器的功率为250W及其以下，在使用过程中总感觉吸力不是很强，除尘效果不是很好。怎样在较低的电能消耗下，既能擦除“顽固污渍”，又具有强大的吸尘能力呢？为此，设计了这种新型便携式家用强吸力清洁器。

1 结构特点

该清洁器主要有真空清洁头、活塞吸力组件和动力输出组件三大部分组成。 其中真空清洁头（如图1）位于整个装置的最上边，它是由一个小型密封可保持一定真空度的椭圆柱形罐和紧贴罐外表面的不同清洁材料组成，它可以通过连接在运动活塞上的轴3进行左右往复运动，真空罐上开有若干吸尘小孔，这样就可以完成擦除和吸走垃圾的双重任务。清洁头上还有一个安全阀，主要是防止灰尘堵塞吸尘小孔而使电机发热烧坏。

图1 真空清洁头示意图

活塞吸力组件如图2所示，主要是由装有4个单向阀的圆柱形气缸和内部可以往复运动的活塞组成。其中上部的阀7是进气单向阀，左右的阀6是出气单向阀。进气的阀7通过可弯曲的硬管与上部的真空清洁头连接。

图2 活塞吸力组件示意图

动力输出组件如图3所示，主要有一个带动运动活塞偏心轴，一个制冷风扇和一个电动机和变压器组成，变压器是把220V的电压变成对人安全的电压。电动机转动带动轴连接体12转动，偏心轴11绕电动机轴作圆周运动，由于偏心轴是插在上部的活塞吸力组件的偏心轴运动导轨10里面的，所以，偏心轴11的圆周运动就转化为运动活塞9的左右往复运动，此时，动力输出组件完成动力的输出。在电动机工作的过程中，可能会是电机的负载过重而发热，为避免电机烧坏，在电动机轴上的小风扇叶13就起到给电动机和变压器散热的作用。

图3 动力输出组件示意图

2 工作原理

该新型清洁器用普通家用电压降压整流后的直流安全电压，带动电动机转动，通过套在电动机转动轴上的偏心轴的转动，把原来电动机轴的圆周转动改变成运动活塞的水平方向的往复振动，活塞的往复振动使圆柱气罐内的气体反复压缩与抽吸，这样圆柱形气罐上部的单向阀就源源不断地把上部真空清洁头里的空气抽向外界，在真空清洁头里产生局部强真空度。固定在活塞上的真空清洁头随着圆柱气罐内活塞的左右往复运动完成了即擦又吸的任务。真空清洁头上有很多小孔，小孔上附有致密过滤网，只能通过空气，尘粒则不能通过。清洁头上表面固定不同的耐磨清洁材料，就可以清洁不同的物品。等清洁多次，清洗材料太脏时，清洗完毕或重新换一块再用。

3 应用前景

随着我国节能减排型社会的广泛建立，家用电器的高效节能也越来越受到重视。本产品设计新颖，结构独特，采用小型电动机驱动，清洁头可以左右往复运动，主要是模仿人手在擦东西的“机械性劳动”而设计，并且在某些方面比人手更加出色。本产品最大的特点就是在同样功率下它具有比普通吸尘器更强大的吸力，可以完成普通吸尘器无法清洁的任务，比如吸出一些家用电器的表面缝隙的少量灰尘，清除笔记本电脑，手机键盘缝隙的微小灰尘污渍等，并且效果更好、噪音更小。

4 结论与建议

由上述可知，若采用防静电材料做的“清洁头”。电脑、电视等有屏幕家电在用一段时间后，在屏幕和机身上会积累一层薄尘，直接手拿毛巾去擦，不仅会产生静电损毁机器本身，还擦得不干净。在这种情况下，只需将清洁器电动机带到“轻柔”转速，轻轻放到屏幕上即可。

若采用耐磨砂布做的“清洁头”，就可以快速无尘地清洁已经渗入石头桌子、浅色瓷地板砖表面的有色痕迹。也可以帮助厨房的一些有油迹、表面被氧化的厨具恢复光亮。

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