ПЫЛЕСОС Российский патент 1994 года по МПК A47L5/18 

Изобретение относится к технике уборки загрязнений, отходов производства и может быть использованo в разных отраслях народного хозяйства.

Известен пылесос (авт. св. N 1260003), который содержит установленный в корпусе побудитель тяги, циклон с бункером, эжектор, тканевые рукавные фильтры, всасывающий шланг с заборным насадком.

Однако осаждение загрязнений осуществляется в циклоне, не улавливающем мелкую фракцию загрязнений. Улавливание мелкой фракции загрязнений рукавными фильтрами определяет значительную массу и габариты пылесоса, необходимость периодического удаления загрязнений из рукавного фильтра, т. е. частого технического обслуживания. Все это снижает эксплуатационные свойства известного устройства.

Цель изобретения - повышение эксплуатационных свойств.

Указанная цель достигается тем, что в известном пылесосе, содержащем корпус с вихревым пылеуловителем и пылесборником, побудитель тяги, шланг с заборным насадком, вихревой пылеуловитель выполнен в виде замкнутой камеры в форме тела вращения, соединенного с полостью корпуса посредством щелевого диффузора, шланг с заборным насадком подсоединен к замкнутой камере тангенциально, при этом замкнутая камера снабжена оппозитно и соосно расположенными в ней соплом и заборным патрубком, соединенными между собой каналом, причем сопло установлено в торцовой стенке замкнутой камеры, противоположной щелевому диффузору.

Побудитель тяги создает в замкнутой камере винтообразный вихрь, который имеет осевую скорость, направленную от тангенциального ввода загрязненной среды к щелевому диффузору. Этот вихрь сепарирует пыль (загрязнения), перемещая крупные и средние частицы ее на периферию замкнутой камеры, коагулируя и повышая концентрацию пыли на периферии камеры. Одновременно вихрь создает разрежение, максимальная величина которого достигается в приосевой зоне замкнутой камеры, т. е. в приосевой зоне камеры среда имеет низкую плотность. Мелкие и мельчайшие частицы загрязнений, которые центробежной силой вихря не удаляются на периферию камеры, отделяются заборным патрубком от периферийного потока загрязнений, имеющего высокую концентрацию частиц крупного и среднего размеров и большую массу. В результате заборный патрубок направляет среду приосевой зоны в конфузорную часть, ускоряя и транспортируя среду с мелкими и мельчайшими частицами по воздухопроводу к соплу замкнутой камеры, обеспечивая возвращение этой среды в замкнутую камеру и непрерывную коагуляцию мелких и мельчайших частиц в процессе циркуляции по замкнутому контуру. При достижении определенных размеров и массы скоагулированные частицы центробежной силой вихря удаляются на периферию замкнутой камеры, а затем через щелевой диффузор в пылесборник. Так как заборный патрубок отводит среду низкой плотности, то массовый расход непрерывно циркулирующей среды невелик, что определяет невысокий уровень затрат энергии на циркуляцию среды в этом контуре, имеющем малую длину. Такое исполнение вихревого пылеуловителя обеспечивает коагуляцию мелких и мельчайших частиц загрязнений и улавливание их. Выбор соответствующего отношения диаметра заборного патрубка к диаметру замкнутой камеры способствует высокой степени улавливания загрязнений предлагаемым пылесосом, имеющим лишь одну замкнутую камеру вихревого пылеуловителя. Так как побудитель тяги отсасывает среду из корпуса, имеющего диаметр, больший диаметра замкнутой камеры, то осевая скорость среды в корпусе ниже скорости витания скоагулированной пыли (загрязнений). Это исключает движение загрязнений к побудителю тяги, износ и осаждение загрязнений в нем.

Кроме того, замкнутая камера выполнена цилиндрической. В результате этого затраты энергии на пылеулавливание минимальные, но степень улавливания немаксимальная.

Побудитель тяги установлен на корпусе соосно ему с зазором относительно замкнутой камеры. В результате этого из состава устройства исключается шланг, соединяющий побудитель тяги с герметичным корпусом устройства. Он трансформируется в один совмещенный объект, имеющий малые габаритные размеры и массу. Снижается потеря энергии, повышается мобильность устройства, исключаются неудобства при эксплуатации, отпадает необходимость перемещения двух отдельных объектов и шлангов между ними.

В технике известно применение вихревого пылеуловителя, диффузора, замкнутой камеры, сопел, заборных патрубков. Однако новая совокупность известных признаков проявляет новое свойство - отделение мелких и мельчайших частиц загрязнений от потока и коагуляция их в процессе циркуляции по замкнутому контуру.

На фиг. 1 изображено устройство с побудителем тяги в общем корпусе и цилиндрической камерой вихревого пылеуловителя; на фиг. 2 - побудитель тяги вне корпуса; на фиг. 3 - щелевой диффузор в верхней части корпуса; на фиг. 4 - буртик по периферии щелевого диффузора; на фиг. 5 - направляющие лопатки в щелевом диффузоре; на фиг. 6 - ступенчатая цилиндрическая камера; на фиг. 7 - ступенчатая камера в форме тела вращения; на фиг. 8 - коническая часть камера; на фиг. 9 - цилиндрический заборный патрубок; на фиг. 10 - цилиндрический заборный патрубок и ступенчатая камера.

Пылесос содержит корпус 1, побудитель тяги 2, пылесборник 3, замкнутую камеру 4, щелевой диффузор 5, гибкий шланг 6 с заборным насадком 7.

Корпус 1 выполнен герметичным. В оптимальном варианте корпус 1 имеет форму тела вращения, например цилиндра, исключающего образование вторичных вихрей, уменьшающих потери энергии. На корпусе 1 соосно ему, замкнутой камере 4 и щелевому диффузору 5 с зазором 8 относительно камеры 4 герметично установлен побудитель тяги 2 любого типа.

Нижняя часть корпуса 1 представляет собой быстросъемный пылесборник 3, герметично соединяемый с верхней частью корпуса 1. Замкнутая камера 4 выполнена цилиндрической, соединенной щелевым диффузором 5 с полостью корпуса 1.

В торцевой стенке 9 камеры 4 выполнено сопло 10, а в противоположной стенке камеры 4 - заборный конфузор 11. Сопло 10 и конфузор 11 соосны друг другу и камере 4, они расположены в камере 4 оппозитно. Тангенциально к боковой поверхности камеры 4 в зоне сопла 10 выполнен ввод 12 загрязненной среды из шланга 6 с заборным насадком 7. Щелевой диффузор 5 с поверхностью корпуса 1 образует кольцевой зазор 13. Сопло 10 и конфузор 11 соединены между собой воздухопроводом 14, который может быть выполнен внутри или вне корпуса 1.

Устройство работает следующим образом.

При работе побудителя тяги 2 в корпусе 1 создается разрежение, которое через диффузор 5, камеру 4, ввод 12, шланг 6 и насадок 7 засасывает окружающую среду, а с ней загрязнения и отходы производства. Засасываемая среда, истекая из ввода 12 в камеру 4 и закручиваясь в ней, образует вихрь. Этот вихрь сепарирует загрязнения, перемещая кpупные и сpедние частицы на пеpифеpию камеpы 4 под действием центробежной силы, где они коагулируют и удаляются в щелевой диффузор 5, замедляясь в продолжая коагулировать в нем. Они оседают в пылесборнике 3, а среда, изменяя направление движения и очищаясь от загрязнений, движущихся по инерции, отсасывается из корпуса 1 побудителем тяги 2. При этом осевая скорость отсасываемой среды меньше скорости витания загрязнений, поступающих из диффузора 5 в корпус 1. Одновременные вихрь в камере 4 создает разрежение, максимальная величина которого достигается в приосевой зоне камеры 4, т. е. плотность среды в приосевой зоне камеры 4 минимальная. Вихрь в камере 4 имеет осевую скорость в направлении от торцевой стенки 9 к диффузору 5, т. е. обладает скоростным напором. Заборный конфузор 11 отсекает приосевую зону вихря от периферийного потока скоагулированных загрязнений, направляющихся в диффузор 5. Под действием скоростного напора приосевая часть вихря сжимается в конфузоре 11 и повышает свое давление (плотность) относительно приосевой зоны камеры 4 в районе сопла 10. Этот перепад давления обеспечивает циркуляцию среды по замкнутому контуру: из камеры 4 в конфузор 11, по воздухопроводу 14 к соплу 10, а затем из сопла 10 в камеру 4. Циркулирующая среда транспортирует мелкие и мельчайшие частицы загрязнений по замкнутому контуру, обеспечивая непрерывную коагуляцию их до размеров и массы, при которых центробежная сила в камере 4 удаляет скоагулированные частицы на периферию камеры 4 и далее через диффузор 5 в пылесборник 3. В результате обеспечивается непрерывная коагуляция мелких и мельчайших частиц загрязнений до размера, приводящего к осаждению их в пылесборник 3.

Возможно исполнение, когда побудитель тяги 15 выполнен отдельно от корпуса 16 устройства, в котором размещены замкнутая камера 4, щелевой диффузор 5 и пылесборник 3. В этом случае побудитель тяги 15 соединен с корпусом 16 посредством лишь одного шланга 17. В качестве побудителя тяги может использоваться вакуумная сеть.

Работа происходит аналогично описанному за исключением того, что среда из корпуса 16 отсасывается побудителем тяги 15 по шлангу 17. При использовании вакуумной сети в нее поступает из корпуса 16 предварительно очищенный засасываемый воздух.

Возможно исполнение, когда замкнутая камера 4 установлена так, что щелевой диффузор 5 расположен в верхней части корпуса 1. При этом побудитель тяги 2 размещен на корпусе с зазором 18 относительно щелевого диффузора 5. Работа происходит аналогично описанному.

Возможно исполнение, когда щелевой диффузор 5 снабжен буртиком 19, расположенным по периферии диффузора 5 и направляющим поток среды в сторону пылесборника 3. Работа происходит аналогично описанному за исключением того, что среда с коагулированными загрязнениями отклоняется вниз в сторону пылесборника 3, а затем изменяет свое направление движения на 180^о (вверх, в сторону побудителя тяги 2), что обуславливает интенсивное выпадение скоагулированных загрязнений из потока среды в пылесборник 3.

Возможно исполнение, когда в щелевом диффузоре 5 расположены с определенным шагом направляющие лопасти 20, закручивающие среду, отсасываемую побудителем тяги 2 из камеры 4. В результате повышается уровень центробежных сил действующих на загрязнения в камере 4. Работа происходит аналогично описанному за исключением того, что обеспечивается требуемая степень закрутки потока среды в камере 4.

Возможно исполнение, когда замкнутая камера выполнена ступенчатой в виде камеры 4 и камеры 21, имеющей диаметр, больший диаметра камеры 4. При этом ввод 12 выполнен тангенциально к камере 21. Работа происходит аналогично описанному за исключением того, что в камере 21 непрерывно циркулирует слой загрязнений, состоящий из крупных и средних частиц и удерживаемый центробежной силой вихря в камере 21. Загрязненная среда засасывается из ввода 12 через этот слой загрязнений. Вследствие этого мелкие и мельчайшие частицы коагулируют с частицами этого слоя, увеличивая толщину его до такой степени, что внутренняя часть этого слоя уносится из камеры 21 в камеру 4 и далее в пылесборник 3 через диффузор 5. Те частицы, которые не улавливаются этим слоем загрязнений, перехватываются заборным конфузором 11 и коагулируют в процессе циркуляции по замкнутому контуру. Кольцевой слой загрязнений в камере 21 играет роль фильтра, задерживающего загрязнения.

Возможно исполнение, когда камера 21 выполнена с криволинейной боковой поверхностью 22. Работа происходит аналогично описанному.

Возможно исполнение, когда замкнутая камера выполнена в виде камеры 23 с боковой криволинейной поверхностью 24, сопряженной с конической камерой 25, переходящей в цилиндрическую камеру 26. Работа происходит аналогично описанному за исключением того, что в камере 23 образуется непрерывно циркулирующий слой загрязнений, который постепенно наращивается как в толщину, так и в ширину в пределах высоты камер 23 и 25. Значительная ширина кольцевого слоя загрязнений повышает эффективность улавливания мелких и мельчайших частиц.

Возможно исполнение, когда заборный патрубок 27 в камере 4 выполнен цилиндрическим с конфузором 28 вне камеры 4. В этом случае конфузор 23 расположен в полости корпуса 1, что позволяет уменьшить высоту камеры 4 и стабилизировать процесс сжатия вихря в конфузоре 28. Работа происходит аналогично описанному за исключением того, что уменьшаются потери энергии на образование вторичных вихрей в полости между камерой 4 и заборным патрубком 27, а также стабилизируется процесс сжатия вихря в конфузоре 28.

Возможно исполнение, когда замкнутая камера выполнена многоступенчатой, состоящей из камеры 21 с боковой криволинейной поверхностью 22, цилиндрической камеры 29 меньшего диаметра и цилиндрической камеры 30 большого диаметра. Цилиндрический заборный патрубок 31 выполнен с диаметраом, большим диаметра камеры 29, и расположен в камере 30 с кольцевым зазором 32. При этом конфузорная часть 33 расположена в полости корпуса 1 и сопряжена с патрубком 31. Работа происходит аналогично описанному за исключением того, что центробежная сила вихря, действуя на загрязнения, удаляет крупную и среднюю фракции загрязнений из камеры 30 в кольцевой зазор 32. Та фракция загрязнений, на которую не действует центробежная сила, направляется по инерции в заборный патрубок 31, а затем в конфузорную часть 33. Загрязнения разделяются на две фракции. При этом мелкая фракция коагулирует в процессе циркуляции по замкнутому контуру через сопло 10.

Предлагаемый пылесос, обладая свойством отделения потока мелких и мельчайших частиц загрязнений и циркуляции их по замкнутому контуру до момента коагуляции их в частицы определенных размеров и массы, обеспечивающих осаждение, имеет следующие преимущества:
высокая степень улавливания;
простая конструкция, невысокая трудоемкость и стоимость изготовления;
минимальный объем технического обслуживания;
малые габаритные размеры. (56) Авторское свидетельство СССР N 1260003, кл. А 47 L 5/18, 1986.

Сущность изобретения: пылесос содержит корпус, вихревой пылеуловитель, пылесборник, побудитель тяги и шланг с заборным насадком. Вихревой пылеуловитель, выполненный в виде замкнутой цилиндрической камеры, снабжен оппозитно и соосно расположенными в ней соплом и заборным патрубком, соединенными между собой каналом. При этом замкнутая камера и пылесборник установлены в корпусе. Замкнутая камера связана с полостью корпуса посредством щелевого диффузора. Шланг с заборным насадком подсоединен к замкнутой камере тангенциально. Сопло установлено в торцовой стенке замкнутой камеры противоположно щелевому диффузору. Побудитель тяги установлен на корпусе соосно ему и с зазором относительно замкнутой камеры. 2 з. п. ф-лы, 10 ил.

1. ПЫЛЕСОС, содержащий корпус, вихревой пылеуловитель, пылесборник, побудитель тяги и шланг с заборным насадком, отличающийся тем, что вихревой пылеуловитель, выполненный в виде замкнутой камеры снабжен оппозитно и соосно расположенными в нем соплом и заборным патрубком, соединенными между собой каналом, при этом замкнутая камера и пылесборник установлены в корпусе, замкнутая камера связана с полостью корпуса посредством щелевого диффузора, шланг с заборным насадком подсоединен к замкнутой камере тангенциально, а сопло установлено в торцевой стенке замкнутой камеры противоположно щелевому диффузору. 2. Пылесос по п. 1, отличающийся тем, что замкнутая камера выполнена цилиндрической. 3. Пылесос по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что побудитель тяги установлен на корпусе соосно с ним и с зазором относительно закнутой камеры.