ПЫЛЕСОС И СПОСОБ ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИИ Российский патент 1995 года по МПК A47L5/04 

Изобретение относится к портативным агрегатам рециркуляционной воздухоочистки и может применяться как для уборки помещений, так и для отсоса загрязнений от очаговых производственных источников (например, механическая обработка пылящих материалов).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является пылесос, основанный на антициклонном принципе воздухоочистки. Недостатком известного пылесоса является неудачное взаимное расположение антициклонного фильтра и побудителя тяги ("мотора"). Скрещенное расположение осей побудителя и антициклона обуславливает пониженную пылеемкость пылесоса и малую технологичность конструкции.

Целью изобретения является снижение трудоемкости изготовления пылесоса за счет повышения технологичности его конструкции, а также предотвращение рассеивания пыли при ее удалении из корпуса.

На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый пылесос, продольный разрез, исполнение с электровентиляторным побудителем тяги, рабочий режим; на фиг. 2 то же, режим обратной продувки; на фиг. 3 пылесос с пневмоэжекционным побудителем тяги (промышленный вариант исполнения), рабочий режим; на фиг. 4 бытовое исполнение автономного пылеприемника.

Пылесос содержит разъемный полый корпус 1 с патрубком 2 для грязного воздуха. Одна из разъемных частей корпуса 1 выполнена в виде антициклонного фильтра 3 (на фиг. 1-3 эта часть корпуса находится снизу, но в общем случае пылесос может иметь горизонтальное исполнение). Вторая из двух разъемных частей корпуса служит для размещения в ней побудителя тяги 4 (электровентиляторного, как на фиг. 1 и 2, или пневмоэжекционного, как на фиг. 3). Совместно с электровентиляторным побудителем 4 полость верхней части корпуса образует воздуходувку с всасывающим патрубком 5 и нагнетательным патрубком 6. Патрубок 5 расположен вдоль центральной оси пылесоса, а патрубок 6 в общем случае может располагаться соосно корпусу (фиг. 1 и 2) и эксцентрично. Патрубок 7 антициклона 3 тангенциально вмонтирован в боковую поверхность корпуса 1. Всасывающий патрубок 5 герметично соединен с выходным патрубком 7 антициклона 3 с помощью трубы 8 и гибкого воздуховода 9. Труба 8 проходит внутри антициклона 3 соосно последнему и герметично выведена за пределы корпуса пылесоса. Гибкий воздуховод 9 скреплен с выступающим из корпуса 1 концом трубы 8, а также с выходным патрубком 7 антициклона 3. При этом выступающий из корпуса конец трубы 8 и нагнетательный патрубок 6 побудителя 4 выполнены с одинаковыми посадочными поверхности (в виде штуцеров, резьбы) либо одинаковыми присоединительными элементами (в виде быстродействующих муфт) 10. Одинаковые присоединительные элементы (посадочные поверхности) 10 обеспечивают возможность переключения гибкого воздуховода с конца трубы 8 на патрубок 6 в зависимости от режима работы пылесоса. При этом второй конец гибкого воздуховода 9 неизменно остается скрепленным с выходным патрубком 7 антициклона 3.

Антициклон 3 состоит из внешнего корпуса (которым является нижняя часть корпуса 1 пылесоса) и внутренней обечайки 11 с фланцем 12. Обечайка 11 соответствует центральному контуру традиционного антициклона и не содержит каких-либо отличительных особенностей за исключением того, что ее выходной срез выполнен в виде диффузора 13. Последний нужен для формирования заданного направления воздушного потока в режиме обратной продувки. Внешняя поверхность диффузора 13 совместно с коническим участком корпуса антициклона в режиме обратной продувки формирует высокоскоростной воздушный поток в форме полого конуса. Этот поток, отражаясь от днища антициклона, создает восходящий поток, уносящий скопившуюся в корпусе пыль в обечайку 11, патрубок 2 и автономный пылеприемник. Внутрення поверхность диффузора 13 обеспечивает плавность перетекания восходящего потока в кольцевой цилиндрический канал, образованный поверхностями трубы 8 и обечайки 11. Фланец 12 обечайки 11 обеспечивает ее центрирование, а также отделение полости обечайки и патрубка 2 от патрубка 7. Фланец 12 установлен с осевым зазором относительно днища побудителя тяги 4. Этот зазор обеспечивает возможность для перетекания воздуха из патрубка 2 в полость обечайки 11 (в рабочем режиме), а также движение грязного воздуха в обратном направлении (режим обратной продувки).

В режиме обратной продувки (фиг. 2) гибкий воздуховод 9, оставаясь одним концом подключенным к патрубку 7, вторым концом (снятым для этого с трубы 8) подключается к напорному патрубку 6. В остальном конструкция остается неизменной. Поскольку отличительные признаки пылесоса не связаны с каким-либо конкретным видом побудителя тяги, то пылесос может быть снабжен пневмоэжекционным побудителем (прямоточным либо вихревым эжектором). На фиг. 3 дан пример выполнения пылесоса (промышленный вариант) с побудителем 4 в виде вихревого эжектора.

Вихревой эжектор имеет тонкостенный корпус с внутренней камерой 14 в виде тела вращения. Тангенциально к камере 14 выполнен канал 15 подвода рабочей среды (сжатого воздуха, пара либо же флегматизирующего газа при уборке взрывоопасной пыли). Соосно камере 14 выполнено сужающееся сопло ввода пассивной среды, очищенной в антициклоне. Входная часть сопла является эквивалентом всасывающего патрубка ранее описанного электровентиляторного побудителя, поэтому он на фиг. 3 обозначен той же позицией 5. Входная часть сопла 5 с помощью трубы 8 и гибкого воздуховода 9 соединен с выходным патрубком 7 антициклона. Камеры 14 сообщена с соосной камерой 16, в дне которой укреплен конус 17 с внутренним каналом, образующим сопло 5. Посредством кольцевого зазора 18 камера 16 сообщается с камерой 19 смешения. Камера 19 заканчивается диффузором 20, замедляющим поток среды, выбрасываемой в атмосферу.

При подаче рабочей среды она ускоряется в сопле 15, закручивается в камере 14 (создавая вихревой поток) и ускоряется в этой камере по мере движения от периферии к стоку в камеру 16. Затем вихревой поток ускоряется в зазоре 18 и смешивается с пассивной средой в камере 19. При этом пассивная среда подсасывается в камеру смешения через сопло 5. Центробежная сила вихревого потока создает в камере 19 разрежение, которое достигает максимальной величины в приосевой зоне камеры 19.

Работают все вышеописанные варианты исполнения пылесоса одинаково. В рабочем режиме (фиг. 1 и 3) побудитель тяги 4 создает разрежение в антициклоне 3. Загрязненный воздух через патрубок 2 поступает в обечайку 11, а из нее в кольцевое пространство между обечайкой 11 и корпусом 1. В этом пространстве поток приобретает вихревую структуру. В результате те твердофазные примеси, что не отделились от потока при инерционном соударении с бункером антициклона, под действием центробежных сил отбрасываются к стенкам корпуса 1 и оседают в бункер. Очищенный воздух через патрубок 7, гибкий воздуховод 9 и трубу 8 поступает на всасывающий патрубок 5 побудителя 4, а затем выбрасывается в атмосферу через нагнетательный патрубок 6. В режиме регенерации (фиг. 2) гибкий воздуховод 9, оставаясь одним концом соединенным с патрубком 7 антициклона, вторым концом соединяется с напорным патрубком 6 побудителя 4. Патрубок 2 для загрязненного воздуха соединяется с автономным пылеприемником (аспирационной сетью предприятия, либо в быту с патрубком 21 устройства, изображенного на фиг. 4). Включением побудителя 4 атмосферный воздух через трубу 8 поступает на всасывающий патрубок 5, а затем через нагнетательный патрубок 6 по гибкому воздуховоду 9 атмосферный воздух подается в полость антициклона через патрубок 7. Внешняя поверхность диффузора 13 формирует совместно со стенками конического бункера корпуса 1 кольцевой высокоскоростной поток, который, отражаясь от тех же стенок бункера, приобретает восходящее движение, увлекая вместе с собой скопившиеся в бункере твердые (а также, жидкие или смешанные) загрязнения. По обечайке 11 восходящий поток выносит загрязнения к патрубку 2 (он в этом случае может предварительно отниматься от корпуса пылесоса, чтобы не мешать удалению скоагулированных загрязнений), а затем в автономный пылеприемник.

Описанный порядок регенерации фильтра методом обработной продувки относится к нереверсивным электровентиляторным побудителям тяги. В случае комплектации пылесоса реверсивным побудителем порядок переключения режима работ еще более упрощается, так как отпадает надобность переключения конца воздуховода 9 с трубы 8 на нагнетательный патрубок 6. В этом случае изменением направления вращения лопаток осевого вентилятора меняется направление тока воздуха. Патрубок 5 становится нагнетательным, а патрубок 6 всасывающим. Принцип работы пылесоса остается неизменным.

В случае реверсирования вращения ротора электровентилятора отпадает необходимость в гибком исполнении воздуховода 9, что позволяет выполнить его в виде изогнутой трубы, жестко скрепленной с прямой трубой 8 и патрубком 7. Такой вариант исполнения позволяет использовать воздуховод 9 в виде несущего элемента конструкции, например в качестве опоры при горизонтальном пространственном расположении продольной оси пылесоса.

Сущность изобретения: пылесос содержит разъемный корпус, в одной из частей которого установлен побудитель тяги (электровентиляторный или пневмоэжекционный), а в другой - антициклонный фильтр, выходной патрубок последнего соединен с всасывающим патрубком побудителя тяги. Антициклонный фильтр соосен всасывающему патрубку побудителя тяги, при этом выходной патрубок антициклона связан с всасывающим патрубком побудителя с помощью проходящей вдоль продольной оси антициклона трубы, которая герметично выведена из корпуса и соединена с трубой изогнутого воздуховода. Способ эксплуатации пылесоса описанной конструкции заключается в соединении напорного патрубка побудителя тяги с выходным патрубком антициклона, при этом всасывающий патрубок побудителя тяги соединяют с атмосферой, после чего включают побудитель тяги и выдувают скопившуюся на фильтре пыль в автономный пылеприемник. 2 с. п. ф-лы, 4 ил.

1. Пылесос, содержащий корпус, в котором установлены последовательно соединенные патрубок подачи грязного воздуха, антициклон с входным и выходным патрубками и побудитель тяги с нагнетательным патрубком и всасывающим патрубком, соединенным с выходным патрубком антициклона, отличающийся тем, что, с целью повышения удобства в эксплуатации, антициклон установлен по оси симметрии корпуса и на одной оси с побудителем тяги, всасывающий патрубок побудителя тяги соединен с выходным патрубком антициклона посредством трубы и изогнутого воздуховода, при этом труба расположена вдоль оси антициклона, один ее конец связан с всасывающим патрубком побудителя тяги, а противоположный выведен за пределы корпуса и соединен с изогнутым воздуховодом, сообщающимся с выходным патрубком антициклона. 2. Способ эксплуатации пылесоса, содержащего побудитель тяги и антициклон, отличающийся тем, что, с целью повышения удобства в эксплуатации, нагнетательный патрубок побудителя тяги соединяют с выходным патрубком антициклона, всасывающий патрубок побудителя тяги соединяют с атмосферой, а входной патрубок антициклона с автономным пылеприемником, причем операцию включения побудителя тяги производят после соединения входного патрубка антициклона с автономным пылеприемником, а операцию очистки антициклона от загрязнений производят выдуванием их нагнетаемым воздушным потоком.