门入口真空除尘设备的制作方法

专利名称：门入口真空除尘设备的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及一种新颖的真空吸尘设备(Vacuum System),特别涉及一种从欲进入室内的行人的鞋子(Footwear)上除掉灰尘、污垢和尘粒的设备。
背景技术：
到目前为止，已经有很多关于如何将欲进入室内的行人的鞋子上的灰尘、污垢和尘粒除掉的方法。最基本的方法是在门口放置一门垫(Doormat),行人在进入室内之前先在门垫上将鞋子擦干净。但是，当行人的鞋子比较干净时，门垫将起不到除去行人鞋子上的尘粒的作用，往往还会将随后跟进来的行人的鞋子弄脏。
美国专利US 4024599 (发明人Gamboa)公开了一种可以清洁净行人鞋底的设备，图1A中所示为Gamboa的"鞋清理机"(Shoe Cleaning Machine),其为一可自支撑的机器，具有可以让行人站立于其上的平台。开动机器之后，该机器通过设于运动着的刚毛皮带(Belt with bristles)从鞋底将尘粒刷除，刷落的尘粒将通过其上的风扇进入装于外壳内的袋子中，袋子可以更换。Gamboa的方案的不足之处在于该机器不适合应用在非工业场所；另外，其使用运动着的刚毛皮带来刷除鞋子的赃物，会增加磨损、维护及运作的费用。
美国专利US 4027355 (发明人Mead等)公开了一种空气式清理门垫(pneumatic cleaning mat)，其提供正压来清理行人的鞋子。该门垫使用了一空气压力罐，当行人踏上该门垫后，空气压力罐通过门垫上表面的提升阀(Poppet Valves)释放其高压气体，这样就可将附着在鞋子上的尘粒吹落。由于Mead的方案需用到压縮空气，故其工作过程中有可能引起尘粒不可预料地到处乱溅，有可能伤到使用者；而且，高压气体释放时可能导致噪音，这导致该空气式门垫不适合应用在非工业场所。对提升阀的维护也是很费财力和人力的，从而需要投入较大的运作成本。
美国专利US 4551879 (发明人Ray )公开了 一种入口除尘器(Entrance dustarrester)，其置于门的下部，当门绕其铰链转动时，该入口除尘器即开始工作，将门底部附近区域的气体吸走形成负压。Ray的方案中的入口吸尘器如图4所示，其与门扇集成在一起，吸入口设于门扇的底部并定位于能吸走门垫处空气的位置。这样一来，当行人通过此门并踏上门垫时，鞋子上的尘粒将留在门垫上；当门关闭时，尘粒将被入口除尘器吸走。
美国专利US 6067688 (发明人West)公开了一种鞋子清理装置，该装置工作时刮擦鞋子并吸走刮落的尘粒。West的方案如图3所示，其中该鞋子清理装置可以是可移动式的也可以安装固定在门口的地板上。进入室内的行人踏上该装置时，其上的金属丝状刷(wire bristles)对行人的鞋子进行刮擦，金属丝状刷上刮落的尘粒用安装在其下方的鼠笼式风扇(squirrel cage fan)进行收集。West的技术方案实施起来需要较大的空间来容纳内部元件。这样一来，鞋子清理装置的尺寸使得该装置不适合应用在非工业场所。由于该技术方案需要鼠笼式风扇和真空除尘源，这样就增加了费用及维护成本，进一步使得该装置不适合应用在非工业场所。
其它解决办法包括使用于半导体生产工场洁净房的鞋清理器，如美国Terra Universal, Inc公司供应的Sole Cleaner tm牌自动尘粒控制垫(图2所示)和马达驱动型鞋清理机(图1B所示)。Sole Cleaner TM牌自动尘粒控制垫与其它牌子的同类产品类似，其使用一表面具有粘性的垫子，直接将鞋底的尘粒粘住并保留在垫子上。进入洁净房之前，行人先站在该垫子的粘性层上，以除去鞋底部的尘粒。该垫子在使用一定次数之后必须予以更换。马达驱动型鞋清理机的工作过程与前面提到的Gamboa的技术很相似，其都是可以自支撑的机器，行人在进入洁净房之前先站在机器的工作面上；然后启动马达驱动型鞋清理机开始清除行人鞋底的尘粒，并将清理下来的尘粒吸走。由于该设备内有较多活动零件，经常需要更换磨损坏的零件，所以导致投入较大的维护和运作费用，这些不足使得该产品不适合用在非工业场所。
既有技术中没有提及解决鞋清理器如何适合用在非工业场所的问题。因此，将现有技术中的鞋清理设备进行改进以能使用于住宅、商业场所和工业办公场所(industrial situations)是必要的。另外，设计出维护费用和运作费用相对较少的鞋清理设备也是必要的。本发明所提出的方案正好填补了上述空缺。

发明内容
本发明的目的是提供一种鞋清理设备或器械，其可以使用在住宅和商业场所，甚至可使用于工业场所。现有技术中的方案趋向于对设备的入口通道进行改进，或者当设备为可搬动式时，需要使用很大的外壳。正因为这些原因，设计出的设备不适合使用在非工业场所。本发明设计的方案通过减小设备尺寸、元件数量以及运作和维护的开支来解决上述问题。
因此，本发明的一个目的是提供一种鞋清理设备，其很容易就可安装在已有的门口进门处，或者作为可搬动式设备使用于多个地点。本发明的另一个目标是提供一种鞋清理设备，其通过减少运动零部件的数量和省去过多的因磨损而需要经常更换的零件来縮减现有技术方案中过高的运作和维护费用。
本发明的另一个目标是提供一种鞋清理器，其可高效地对鞋底、鞋边进行清理，还可对湿鞋进行干燥。
本发明的另一个目标是提供一种鞋清理器，其更具有令人舒心的艺术美感。
本发明的另 一个目标是提供一种鞋清理器，其可通过交流电源或直流电源作为工作动力源，增添了设备的灵活性和可携带性。
本发明针对上述目标相应地包含以下详尽描述的技术特征，本发明的保护范围涵盖在权利要求描述的技术方案当中。下面结合附图对本发明作详细说明使其方案更加明朗化。


有关本发明的新颖特征列于从属权利要求中。本发明通过最优实施方式并结合附图进行以下详细描述，以期最好地理解本发明。
图1A为现有技术中马达驱动型鞋清理器实施例的立体图IB为图1A实施例中马达驱动型鞋清理器的使用状态图2为现有技术中使用粘性垫的鞋清理器实施例的使用状态图3为现有技术中使用鼠笼式风扇及接有真空除尘源的鞋清理器实施例的主
视图4为现有技术中入口除尘器的立体图5A为本发明第一实施例(与门道集成一体)的结构示意图；图5B为图5A中第一实施例的俯视图6为本发明第一实施例中真空除尘源外置时的结构示意图7A为本发明第二实施例(用于住宅和轻载商业场所、可搬动式)的立体图7B为图7A中第二实施例的俯视图7C为图7A中第二实施例的右视图8为本发明第三实施例(用于商业和工业场所、可搬动式)的立体图。附图标记说明
500门入口真空除尘设备、502踏板、504真空除尘源、506集尘容器、508真空除尘源控制器、510电源开关、512触发传感器、514电源、516挡板、518真空除尘源接口盖、520真空除尘源接口、 522门槛、524真空除尘源空气释放出入端口、 526鞋边除尘口、 528交流电插座。
附图中，相同的附图标记代表相同的零部件或者作用等同的零部件，且描述中使用的"上"、"下"、"第一"、"第二"、"上部"、"下部"、"高度"、"宽度"、"长度"、"端部"、"侧部"、"水平"及"竖直"等类似的术语仅指相对于附图中的图形而言，目的是为了能方便地描述本发明。
所有的附图仅仅是为了便于解释说明本发明的技术内容；构成最优实施方式所采用的数字、零部件的位置、零部件之间的相互关系及零部件的尺寸等技术特征不构成对技术方案本身的限定，而应延伸至该技术领域所覆盖的整个范围。
具体实施例方式
本发明所提供的附图，其每幅图上元件的标号均与其他图相同。
图5A和图5B为第一种实施例的与门口安装在一起的门入口真空除备500示意图。图5A为该实施例中行人接近门时所看到的装置的示意图。图5B为该实施例中各种元件细节的俯视图。当行人开门并踩到可移动的踏板502上时，门入口真空除尘设备500将启动并吸下行人鞋子底部的尘粒。因此，尘粒将被收集于机构内，这样将显著减少、甚至全部清除一般情况下会随着进入房屋建筑的人的鞋底一起带入房屋建筑内部的尘粒。
如图5A和图5B所示，在第一种实施例中的门入口真空除尘设备500在图中的机构为进入门的门口。因为其是必要的，门入口真空除尘设备500包括门槛522，所述门槛522可用于调整一般安装于门外侧边缘的挡风雨条(weather stripping)。在门内侧一般没有挡风雨条，门槛522可用于调整门底部高度以防止产生障碍。在其他实施例中，也可包括门槛盘522，将其固定以减少制造时的元件。
门入口真空除尘设备500包括可移动踏板502，当行人进入时将踩在上面。踏板502设有大量的脊状突起或纹路(treadpattern),其中通设有大量开口以使得外部空气流入真空除尘源504。真空除尘源504可为多种装置，例如风扇或吸尘泵，其产生不同的负压力以使得空气流可从踏板502的大量开口流向真空除尘源504。当真空除尘源504运行时，行人鞋子上的污垢与碎屑将被吸入踏板502的底部。行人在使用踏板502时可轻微运动脚上的鞋子，这样可有助于清洁留在鞋子上的尘粒。大多数重的尘粒留在踏板底部的空隙空间里，轻的尘粒则被吸入大量的开口内，并进入集尘容器506，以供之后移出。
第一种实施例也包括鞋边除尘口 526，用于帮助行人清理鞋子的边沿。当真空除尘源504通电时，通过鞋边除尘口 526吸走空气，使得松动的尘粒从鞋子的边沿吸出，并收集于集尘容器506内。当真空除尘源504工作时，要求行人将其鞋伸入鞋边除尘口 526。另外，真空除尘源504排放出的空气通过真空除尘源气流释放出入端口 524排出，如果行人鞋子潮湿，排出的空气还可以用来干燥行人的鞋子。
在住宅或小型商业环境等的工作噪声可能成为问题的地方，门入口真空除尘设备500可容易的降低声音。房屋包括真空除尘源504内可加设有隔音类型的材料，例如闭孔泡沫(closed cell foam)，聚氨酯泡沬(polyurethanefoam)，三聚氰胺泡沫(melaminefoam)，绵纤维(cotton fiber),或玻璃纤维(glass fiber.)。
图5A和图5B所示的第一种实施例利用以电力驱动的一体式真空除尘源504。电源514可根据真空除尘源504的马达来采用交流(电力公司供应的标准交流电)或直流(用蓄电池等供应的直流电)电源。在交流形式下，交流装置可以在门入口真空除尘设备500安装好后插入电源。此外，交流电插座528也可增设在挡板516上以允许给外部机构插入以提供交流电。在直流形式下，电源514可以包括可充电电池和一些类型的可在门入口真空除尘设备500安装好后插入AC交流装置的可充电电路。
图5A和图5B所示的第一种实施例采用控制门入口真空除尘设备500运行的电源开关510。电源开关510可设有两个ON/OFF或多个工作位置，例如当使用附加的传感器时以提供来用于自动工作。多个位置开关允许机构完全关闭，如在维修时；完全开启，如在连续工作时；或位于一些中间位置，如在自动工作时。
本实施例也使用触发传感器512来探测门的开启的，之后触发传感器512发信号给真空除尘源控制器508，使其供电给真空除尘源504，以准备吸取行人鞋子上的尘粒。主动开关512可为机械限位开关，光电探测器 (photodetector)，或其他类型的可将开门的激励(stimulus)转换为发出允许 真空除尘源控制器508工作信号的装置。在另一个实施例中触发传感器512 可在行人踩在踏板502上时由行人的重量触发。在进一步的实施例中，例如 用于连续工作的设计，触发传感器512可不采用真空除尘源控制器508而采 用电源开关510直接控制。
图5A和图5B所示的第一种实施例一般要求维修极少。收集入踏板502 的行人鞋上的尘粒通过移除踏板或反转踏板进行清理，通过家用真空吸尘器 将其吸走，或使用压縮空气源将其吹干净。集尘容器506通过开启挡板516 进行移除和清洁。同样的，真空除尘源504，真空除尘源控制器508，电源514 也可通过打开挡板516来对其进行清理。
图5A和图5B所示的第一种实施例的允许罩壳包含有真空除尘源504， 其附属电路可安置于踏板502的右侧或左侧，这样允许门入口真空除尘设备 500用于进入门，而不管门的铰链固定在哪边。较为理想的方式是，罩壳设置 于门铰链的相对侧，尽管这并不是完全必要的。因此，门入口真空除尘设备 500在另一侧设置真空除尘源接口 520;当罩壳连接有一个真空除尘源接口 520 时，其他不使用的真空除尘源接口 520通过出入端口盖子518盖住。
图6为第一种实施例采用外部真空除尘源的改变。在此改变中，整体罩 壳所包含的真空除尘源504及其附加电路被移除，真空除尘源504所使用的 真空除尘源接口 520由出入端口盖子518盖住。之后由外部的真空除尘源配 合上真空除尘源接口 520。这样的配置可用于家用或商业，并可设有，例如中 央真空除尘系统(central vacuum system)或其他设置于远处的真空除尘源。对于可互换的罩壳，外部真空除尘源可根据构造要求来连接上面的任何一个
真空除尘源接口 520。
图7A、 7B和7C为本发明的第二种实施例，其配置为用于住宅或小型商 业用途的便携式门入口真空除尘设备500。第二种实施例设计得更为紧凑、尺 寸更小，以提高便携性及外观质感。挡板516盖住电源514,集尘容器506以 及真空除尘源504。本实施例的电源514优选为直流(例如可充电电池)，但 也可采用交流。采用交流的结构可把插头插入壁装电源插座(wall outlet)或 直接插入房屋的电源。如果使用交流，可用额外的交流插座528给外部装置 供电。
图7A、 7B和7C所示的第二种实施例采用电源开关510，所述电源开关 510可设有两个(on/off)或多个工作位置，例如当外加传感器用于提供自动 工作时。例如，可组装有触发传感器512，当行人踩在踏板502上时进行探测。 触发传感器512可为光电探测器，或其他类型的可将行人踩在踏板502上的 激励转换为发出允许真空除尘源控制器508工作信号的装置。在另一种实施 例中，触发传感器512可在行人踩在踏板502上时由行人的重量触发。在另 外的实施例中，例如为连续工作进行的设计，可不采用触发传感器512，真空 除尘源控制器508直接由电源开关510控制。
图8为本发明的第三种实施例，为商业和工业进行配置的便携式门口吸 尘装置。在本实施例中，尺寸一般不是问题。因此，其内部元件(电源514， 真空除尘源控制器508，及真空除尘源504)可设计为能承受更重载荷及能更 长时间工作。本实施例的操作和维修方式和上面的图7A、 7B和7C所示较小 结构的实施例相同鉴于上述情况，门入口真空除尘设备500的服务不需要满足现有技术的 装置。其可用于住宅，商业，甚至工业设施，以有效移除行人鞋上的尘粒。 另外，其不需要对现有的固定设施可实施方式的入口通道进行大量修改对， 否则便携式设备需要有大罩壳。因此，其更适合应用于多种设施内。最后， 其减少了尺寸，元件数量，以及运作和维修的消耗，使门入口真空除尘设备 500更有效吸取鞋子上的尘粒，以减少房屋地板的磨损。
除了采用吸尘器，门口吸尘装置也可装备静电板。 一般认为灰尘是带负 电荷的。因此，静电板可以吸引这部分灰尘或其他带负电的碎屑。
另外，门口吸尘装置可包括紫外线源以照射用户的鞋子。紫外线可杀死 那些亦存在于在用户鞋子上的一部分细菌和病毒。由于担心禽流感等病毒的 传染，这一点尤为重要。
在此处使用的术语和表达仅为用于描述，并且并不局限于此。当说明本 发明具体的实施例时，本文的普通技术将被认为在不偏离发明的概念下可修 改实施例的尺寸和细节。例如，门入口真空除尘设备，电源，控制电路，以 及罩壳可完全安装在墙内，这样用户看不到踏板外的其他装置元件。很明显 文中所描述的门入口真空除尘设备的技术对现有的清洁鞋的方法和设备进行 了有意义的改进。
权利要求
1、一种吸除鞋上尘粒的设备，包括真空除尘源、真空除尘源电源、集尘容器、踏板及罩于踏板外的踏板罩壳，集尘容器与真空除尘源连接，踏板罩壳上设有至少一个第一出入端口，该出入端口与集尘容器连接；所述除尘设备还包括与真空除尘源连接的第二出入端口；踏板为可以运动的部件，踏板上开设有多个孔穴，通过真空除尘源驱动使空气流经所述多个孔穴、第一出入端口及集尘容器，并从第二出入端口流出；真空除尘源上电连接有控制器及停启开关；所述除尘设备还包括有机壳，所述真空除尘源、真空除尘源电源、控制器及集尘容器安装于所述机壳中。
2、 根据权利要求1所述的吸除鞋上尘粒的设备，还包括其上设有多个孔穴的 第三出入端口，第三出入端口与集尘容器连接；通过真空除尘源驱动使空气 流经该第三出入端口及集尘容器并从所述第二出入端口中流出。
3、 根据权利要求1所述的吸除鞋上尘粒的设备，特征在于从所述第二出入 端口流出的空气用于烘干湿鞋。
4、 根据权利要求1所述的吸除鞋上尘粒的设备，特征在于包括有触发传感 器，触发传感器与控制器电连接并能改变控制器的控制状态；触发传感器为 光电探测器、光电元件或机械式开关中的一种或多种。
5、 根据权利要求1所述的吸除鞋上尘粒的设备，特征在于所述真空除尘源 为一外接于该吸除鞋上尘粒的设备的真空吸尘装置。
6、 根据权利要求1所述的吸除鞋上尘粒的设备，特征在于所述集尘容器包 括一能被更换过滤袋。
7、 根据权利要求1所述的吸除鞋上尘粒的设备，特征在于所述真空除尘源电源为一能可充电的DC电池。
8、 根据权利要求1所述的吸除鞋上尘粒的设备，特征在于所述真空除尘源 电源为一采用电网供电的AC电源。
9、 根据权利要求1所述的吸除鞋上尘粒的设备，特征在于该吸除鞋上尘粒 的设备包括有外部交流电源接口。
10、 根据权利要求1所述的吸除鞋上尘粒的设备，特征在于包括有两个第一 出入端口，所述两个第一出入端口分别设于踏板罩壳的两相对侧面上，所述 集尘容器连接至其中任一第一出入端口上从而可实现将所述机壳设置于踏板 罩壳的任一侧。
11、 根据权利要求1所述的吸除鞋上尘粒的设备，特征在于该吸除鞋上尘粒 的设备为便携式结构。
12、 根据权利要求1所述的吸除鞋上尘粒的设备，特征在于该吸除鞋上尘粒 的设备为固定安装于门道入口处的固定设备。
13、 根据权利要求12所述的吸除鞋上尘粒的设备，特征在于所述吸除鞋上 尘粒的设备包括有高度可调的门槛。
14、 根据权利要求1所述的吸除鞋上尘粒的设备，特征在于所述机壳内壁装 有用于减少工作噪音的隔音层。
15、 根据权利要求14所述的吸除鞋上尘粒的设备，特征在于所述隔音层为 闭孔泡沫、聚氨酯泡沫、三聚氰胺泡沫、棉纤维或玻璃纤维材料中的一种或多种。
全文摘要
本发明公开了一种自动除去进入室内行人的鞋子上的尘粒的鞋除尘设备，该设备能与门道入口集成于一体也能制作成能自由搬动式的构造，行人踏上可移动的踏板即可触发真空源开始工作，真空源通过可移动的踏板上的多个孔穴吸走行人鞋子上的尘粒，被踏板捕获的尘粒(较大体积)和被集尘容器收集的尘粒(较小体积)再进行后续处理。本设备能清理鞋边并能对湿鞋进行烘干。本设备能使用AC或DC电源，而且当行人站到踏板上时能自动触发工作，能连续工作也能手动切换开和关。
文档编号A47L5/22GK101541220SQ200780018803
公开日2009年9月23日 申请日期2007年5月23日 优先权日2006年5月24日
发明者科瑞·朱耐尔 申请人:科瑞·朱耐尔