СПОСОБ ОЧИСТКИ ОТ ПЫЛИ ПЫЛЕСОСОМ Российский патент 2008 года по МПК A47L5/14 

Изобретение относится к способам и устройствам для сбора пыли -пылесосам для уборки помещений, электронных устройств, промышленного оборудования.

Известен способ очистки от пыли пылесосом, по которому в части очищаемого объекта создают всасывающий направленный поток воздуха, захватывающий пылевые частицы, который затем направляют через шланг к фильтру пылесоса и сбрасывают очищенным в удаленном от очищаемого объекта месте. Данный способ реализуется устройством в виде пылесоса, содержащим входной и выходной патрубок, расположенный в корпусе пылесборник, фильтр, воздуховсасывающий агрегат, всасывающий шланг (см. патент России №2019121, A47L 5/14 от 15.09.84).

Недостатком способа и устройства является невозможность очистки труднодоступных мест, особенно в электронной аппаратуре, промышленном оборудовании, в щелях, углублениях и т.д.

Известен способ очистки от пыли пылесосом, по которому в части очищаемого объекта перемещением щетки, расположенной в зоне всасывания, воздействуют на пыль, прикрепленную к поверхности объекта, смешивают при этом ее с воздухом, создают всасывающий направленный поток воздуха, захватывающий пылевые частицы, который затем направляют через шланг к фильтру пылесоса и сбрасывают очищенным в удаленном от очищаемого объекта месте. Данный способ реализуется устройством в виде пылесоса, содержащим входной и выходной патрубок, расположенный в корпусе пылесборник, фильтр, воздуховсасывающий агрегат, всасывающий шланг, связанный с входным патрубком, щетку, связанную с всасывающим шлангом (см. патент России №2181252, A47L 5/14, БИ №11, 11.2002 г.).

Данный способ и конструкция пылесоса имеют преимущество перед вышеописанным аналогом, т.к. щетка воздействует на запыленные труднодоступные места и способствует эвакуации пыли в зону захвата ее потоком всасываемого воздуха.

Недостатком способа и конструкции является невозможность очистки труднодоступных сложнопрофильных частей изделий, особенно в электронной аппаратуре, промышленном оборудовании, в щелях, углублениях и т.д., где щетка либо не может достать в запыленные места, либо может повредить элементы деталей (радиодеталей), точных механизмов (всевозможные приборы, часовые механизмы). Следует отметить, что часто пыль бывает наэлектризованной (в электронных устройствах, например) и из-за этого очень прочно прикрепляется к диэлектрическим материалам. С точки зрения аэродинамики в приграничных с твердыми поверхностями зонах скорость всасывающего потока низкая. Поэтому оторвать такие частицы всасывающим потоком очень сложно, т.к. скорость потока уменьшается пропорционально квадрату расстояния от края всасывающего отверстия (сопла), а приблизиться к краю всасывающего отверстия нет возможности из-за сложного профиля очищаемой поверхности.

Известен способ очистки от пыли пылесосом, согласно которому в части очищаемого объекта в зоне всасывания воздействуют на прикрепленную к поверхности пыль импульсами направленных потоков сжатого воздуха, струей сжатого воздуха отрывают частицы пыли от поверхности, смешивают их с воздухом, создают всасывающий направленный поток воздуха, захватывающий пылевые частицы, и направляют его к фильтру пылесоса, а в процессе обработки изменяют характеристики импульсов сжатого воздуха, направленность и форму струй, при этом изменяют частоту импульсов сжатого воздуха, их скважность, амплитуду скорости потока и давления сжатого воздуха из условия максимальной активизации пыли без повреждения элементов очищаемой поверхности, причем в паузе между импульсами осуществляют полную эвакуацию активированных взвешенных пылевых частиц (см. патент России №2229256, оп. БИ №15, 2004 г.). Недостатком способа является то, что импульс направленного потока сжатого воздуха и всасывающий поток воздуха имеют прямолинейную траекторию. Это приводит иногда к недостаточной активации пыли, разлету пыли за зону всасывания в пылесос, увеличивает время активации пыли, что снижает скорость и качество очистки запыленных поверхностей деталей.

Задача изобретения - повышение качества и скорости очистки сложных по профилю изделий от прочно прикрепленных пылевых частиц.

Поставленная цель достигается тем, в способе очистки от пыли пылесосом, согласно которому в части очищаемого объекта в зоне всасывания воздействуют на прикрепленную к поверхности пыль импульсами направленных потоков сжатого воздуха, струей сжатого воздуха отрывают частицы пыли от поверхности, смешивают их с воздухом, создают всасывающий направленный поток воздуха, захватывающий пылевые частицы, и направляют его к фильтру пылесоса, подачу импульсов потока сжатого воздуха осуществляют по спиралевидной траектории, соосной всасывающему направленному потоку по спиралевидной траектории, с образованием вихревого потока воздуха, подобного смерчу, кроме того:

- в процессе очистки изменяют по величине угловую и линейную скорость потока сжатого воздуха из условия максимальной скорости эвакуации пыли без повреждения элементов очищаемой поверхности;

- в процессе активации и эвакуации пыли изменяют:

- расстояния между соплом потока сжатого воздуха и поверхностью, которая очищается от пыли, из условия максимальной скорости активации и эвакуации пыли;

- расстояния между соплом всасывающего потока воздуха и поверхностью, которая очищается от пыли, из условия максимальной скорости активации и эвакуации пыли;

- расстояния между соплами потока сжатого воздуха и соплом всасывающего потока воздуха поверхностью из условия максимальной скорости активации и эвакуации пыли;

- расход направленного потока сжатого воздуха из условия максимальной скорости активации и эвакуации пыли;

- направление спиралевидной траектории потока сжатого воздуха с "по часовой стрелке" или "против часовой стрелки" на противоположное в каждом последующем импульсе;

- направление спиралевидной траектории потока сжатого воздуха с "по часовой стрелке" или "против часовой стрелки" на противоположное один или несколько раз в рамках одного импульса;

- наклоны спиралевидных траекторий всасывающего направленного потока и направленного потока сжатого воздуха "по часовой стрелке" или "против часовой стрелки" совпадают;

- наклоны спиралевидных траекторий всасывающего направленного потока и направленного потока сжатого воздуха "по часовой стрелке" или "против часовой стрелки" противоположны;

- изменяют направление спиралевидной траектории всасывающего направленного потока с "по часовой стрелке" или "против часовой стрелки" на противоположное поочередно в каждом последующем импульсе;

- изменяют направление спиралевидной траектории всасывающего направленного потока с "по часовой стрелке" или "против часовой стрелки" на противоположное поочередно один или несколько раз в рамках одного импульса;

- синхронно изменяют направления спиралевидных траекторий потока сжатого воздуха и всасывающего направленного потока с "по часовой стрелке" или "против часовой стрелки" на противоположное;

- асинхронно изменяют направления спиралевидных траекторий потока сжатого воздуха и всасывающего направленного потока с "по часовой стрелке" или "против часовой стрелки" на противоположное.

Суть способа очистки от пыли пылесосом заключается в образовании микросмерча при подаче сжатого воздуха по спиралевидной траектории для отрыва частиц пыли от твердой поверхности в труднодоступных местах, которые удаляют затем направленным спиралевидным всасывающим потоком воздуха пылесоса (хобот смерча).

На фиг.1 и фиг.2 показаны схемы сопел подачи направленного потока сжатого воздуха и эвакуации частиц пыли направленным всасывающим потоком, реализующих данный способ.

Фиг.1. Сопло 1 направленного потока сжатого воздуха может изменять свой диаметр (в виде диафрагмы) и содержит завихрители в виде изогнутых пластин 2 (могут иметь механизм изменения угла атаки к направлению потока воздуха), обеспечивающих движение потока газа по спиралевидной траектории 3 к поверхности 4 (закрутку потока), которую очищают. Сопло 5 направленного всасывающего потока воздуха содержит завихрители, аналогичные поз.2 в виде изогнутых пластин 6, обеспечивающих движение потока газа по спиралевидной траектории 7 от поверхности 4, которую очищают. 8 - общая ось симметрии сопел 1, 5 спиралевидных траекторий 3, 7. Сопло 1 расположено соосно соплу 5.

Фиг.2. Сопло 1 направленного потока сжатого воздуха содержит завихритель в виде лопастей 9 пропеллера вентилятора 10 с пневмо- или электроприводом 11, обеспечивающих движение потока сжатого газа по спиралевидной траектории 3 к поверхности 4, которую очищают. Сопло 5 направленного всасывающего потока воздуха содержит завихрители в виде изогнутых пластин 6, обеспечивающих движение потока газа по спиралевидной траектории 7 от поверхности 4, которую очищают. Сопло 5 находится на оси привода 11. Всасывающий поток воздуха проходит по каналу, проходящему изнутри привода 11. 8 - общая ось симметрии сопел 1, 5 спиралевидных траекторий 3, 7. Сопло 1 соосно соплу 5.

Сущность способа заключается в формировании смерчеподобного (вихревого) потока воздуха за счет направления импульсов направленного потока сжатого воздуха по спиралевидной траектории (закрутка потока). При наличии вихря сжатого воздуха вблизи всасывающего сопла пылесоса и всасывающего потока, оси которых совпадают, в большинстве случаев автоматически формируется траектория всасывающего потока со спиралевидным направлением одного направления спирали со спиралью потока сжатого воздуха. Для обеспечения постоянного спиралевидного направления всасывающего потока могут быть использованы специальные завихрители в виде изогнутых лопастей, каналов и др.(см. фиг.1, 2). Для обеспечения спиралевидного направления потока сжатого газа используют специальные завихрители в виде изогнутых лопастей, каналов, лопасти вентилятора с электро-, пневмоприводом и др. (см фиг.1, 2). Известно, что смерчеподобный поток воздуха имеет центральный вертикальный канал разряжения (в хоботе), обеспечивающий всасывание и подъем твердых частиц и предметов с потоком вертикально вверх. Для поддержания смерча необходим центральный канал пониженного давления воздуха - хобот, в котором воздух движется по спиральной траектории (в данном случае направленный всасывающий поток воздуха), и внешний поток воздуха, движущийся по спиралевидной траектории - воронка (в данном случае направленный поток сжатого воздуха). Смерчеобразный поток способствует быстрой активации и захвату пыли, т.к. в каждой точке пространства постоянно изменяется вектор скорости газа по направлению, за счет вращения потока, движения по сложной спиралевидной траектории, что приводит к интенсивной турболизации потока воздуха для активации хорошо прикрепленных пылевых частиц. Траектория потока переходит с большой спирали 3 в меньшую 7 и изменяет осевое направление движения у поверхности очистки, поток сжатого воздуха разворачивается на 180° и захватывается всасывающим потоком, что создает пространственную пульсацию вектора потока. Пыль от потока сжатого газа всасывается по центральному каналу всасывающим соплом всасывающего потока воздуха.

В процессе активации и эвакуации пыли изменяют расстояния между соплами потока сжатого воздуха, всасывающего потока воздуха, и поверхностью, которая очищается от пыли, из условия максимальной скорости активации и эвакуации пыли. Чем ближе к поверхности с пылью сопел потоков сжатого воздуха и разряженного воздуха, тем выше скорость потока воздуха там при активации пыли и при эвакуации взвешенных частиц пыли, чем дальше - наоборот. Это позволяет создать пульсацию по амплитуде скорости потока и давлению, приближая и удаляя сопла к запыленной поверхности, это еще более ускоряет процесс активации и эвакуации пыли. Это обеспечивается специальными механизмами перемещения этих сопел и блоком управления.

В процессе активации и эвакуации пыли изменяют расстояния между соплами потока сжатого воздуха, всасывающего потока воздуха, из условия максимальной скорости активации и эвакуации пыли. Это позволяет изменять параметры смерчеподобного потока - скорость, диаметр периферийной части воронки, и влиять на процесс активации пыли из условия максимальной скорости активации и эвакуации пыли.

В процессе активации и эвакуации пыли изменяют направление спиралевидной траектории потока сжатого воздуха с "по часовой стрелке" или "против часовой стрелки" на противоположное. Это приводит к резкому изменению направления вращения периферийной части вихревого потока, резкой пульсации потока воздуха, что обеспечивает быструю активацию пылевых частиц и качественную очистку поверхности. Это может происходить в рамках одного импульса один или несколько раз, или поочередно в каждом последующем импульсе. Практически это может реализоваться путем реверса вращения лопастей 9 пропеллера вентилятора 10 (см. фиг.2) или разворотом завихрителей 2 с помощью специального механизма.

В процессе активации и эвакуации пыли изменяют по величине угловую и линейную скорость потока сжатого воздуха из условия максимальной скорости активации и эвакуации пыли, например, изменением угловой скорости вращения лопастей вентилятора, увеличением расхода потока сжатого воздуха, уменьшением диаметра сопла потока сжатого воздуха. Это создает пульсацию потока и ускоренную активацию пылевых частиц, обеспечивает более качественную очистку. Это может происходить в рамках одного импульса или в разных импульсах.

В процессе активации и эвакуации пыли изменяют расход направленного потока сжатого воздуха. Это позволяет влиять на параметры смерчеподобного потока - скорость, диаметр периферийной части воронки, и на процесс активации пыли из условия максимальной скорости активации и эвакуации пыли.

В процессе активации и эвакуации пыли всасывающий направленный поток направляют по спиралевидной траектории. Как указывалось выше, в основном всасывающий направленный поток сам формируется при отражении от очищаемой поверхности, учитывая соосность потока сжатого воздуха и всасывающего потока. В условиях импульсного характера движения потока для его стабилизации можно помочь ему более быстро сформироваться по спиралевидной траектории с помощью завихрителей - пластин 6 во всасывающем сопле 5, которые могут быть также как и завихрители 2 с механизмом управления.

В процессе активации и эвакуации пыли наклоны спиралевидных траекторий всасывающего направленного потока и направленного потока сжатого воздуха "по часовой стрелке" или "против часовой стрелки" совпадают, т.е. сформированы условия работы смерча.

В процессе активации и эвакуации пыли наклоны спиралевидных траекторий всасывающего направленного потока и направленного потока сжатого воздуха "по часовой стрелке" или "против часовой стрелки" могут быть противоположны. В результате отраженный от очищаемой поверхности поток вынужден тормозиться и раскручиваться в противоположном направлении, производя мощнейшую активацию пыли напротив сопла 5 (резкое изменение направления вектора потока всегда приводит к мощной турбулентности, которая активирует хорошо прикрепленные частицы пыли). Это способствует более качественной очистке поверхности.

Направление спиралевидной траектории всасывающего направленного потока изменяют с "по часовой стрелке" или "против часовой стрелки" на противоположное поочередно один или несколько раз в рамках одного импульса, или в каждом последующем импульсе.

В процессе активации и эвакуации пыли синхронно изменяют направления спиралевидных траекторий потока сжатого воздуха и всасывающего направленного потока с "по часовой стрелке" или "против часовой стрелки" на противоположное. При этом не нарушается режим работы смерчеподобного потока. Это может происходить в рамках одного импульса или в разных импульсах. При асинхронном изменении спиралевидных траекторий потока сжатого воздуха и всасывающего направленного потока, как указывалось выше, отраженный от очищаемой поверхности поток вынужден тормозиться и раскручиваться в противоположном направлении, производя мощнейшую активацию пыли напротив сопла 5.

Данный способ очистки от пыли пылесосом может быть использован на производстве и в быту для очистки от пыли сложных профильных поверхностей, механизмов, деталей автомобиля, электронных устройств (компьютеры, мониторы, аудио-, видеоаппаратура, ксероксы, принтеры и др.).

Изобретение относится к способам и устройствам для сбора пыли - пылесосам. Сущность способа заключается в формировании вихревого потока воздуха за счет подачи импульсов направленного потока сжатого воздуха по спиралевидной траектории с одновременным образованием соосного спиралевидного потока всасывающего воздуха. Вихревой поток способствует быстрой активации и захвату пыли за счет вращения потока по сложной спиралевидной траектории. В процессе активации и эвакуации пыли направление потока сжатого воздуха и всасывающего потока можно изменять на противоположное при каждом последующем импульсе или в рамках одного импульса. Пыль от потока сжатого воздуха всасывается по центральному каналу через всасывающее сопло всасывающим потоком воздуха. Решение направлено на повышение качества и скорости очистки помещений или электронных устройств. 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ очистки от пыли пылесосом, согласно которому в части очищаемого объекта в зоне всасывания воздействуют на прикрепленную к поверхности пыль импульсами направленных потоков сжатого воздуха, струей сжатого воздуха отрывают частицы пыли от поверхности, смешивают их с воздухом, создают всасывающий направленный поток воздуха, захватывающий пылевые частицы, и направляют его к фильтру пылесоса, отличающийся тем, что подачу импульсов потока сжатого воздуха осуществляют по спиралевидной траектории, соосной всасывающему направленному потоку по спиралевидной траектории, с образованием вихревого потока воздуха, подобного смерчу.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе активации и эвакуации пыли изменяют по величине угловую и линейную скорость потока сжатого воздуха из условия максимальной скорости эвакуации пыли без повреждения элементов очищаемой поверхности.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе активации и эвакуации пыли изменяют расстояния между соплом потока сжатого воздуха и поверхностью, которая очищается от пыли, из условия максимальной скорости активации и эвакуации пыли.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе активации и эвакуации пыли изменяют расстояния между соплом всасывающего потока воздуха и поверхностью, которая очищается от пыли, из условия максимальной скорости активации и эвакуации пыли.5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе активации и эвакуации пыли изменяют расстояния между соплами потока сжатого воздуха и соплом всасывающего потока воздуха поверхностью из условия максимальной скорости активации и эвакуации пыли.6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе активации и эвакуации пыли изменяют расход направленного потока сжатого воздуха из условия максимальной скорости активации и эвакуации пыли.7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе активации и эвакуации пыли изменяют направление спиралевидной траектории потока сжатого воздуха с "по часовой стрелки" или "против часовой стрелки" на противоположное в каждом последующем импульсе.8. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе активации и эвакуации пыли изменяют направление спиралевидной траектории потока сжатого воздуха с "по часовой стрелки" или "против часовой стрелки" на противоположное один или несколько раз в рамках одного импульса.9. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе активации и эвакуации пыли наклоны спиралевидных траекторий всасывающего направленного потока и направленного потока сжатого воздуха "по часовой стрелки" или "против часовой стрелки" совпадают.10. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе активации и эвакуации наклоны спиралевидных траекторий всасывающего направленного потока и направленного потока сжатого воздуха "по часовой стрелки" или "против часовой стрелки" противоположны.11. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе активации и эвакуации пыли изменяют направление спиралевидной траектории всасывающего направленного потока с "по часовой стрелки" или "против часовой стрелки" на противоположное поочередно в каждом последующем импульсе.12. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе активации и эвакуации пыли изменяют направление спиралевидной траектории всасывающего направленного потока с "по часовой стрелки" или "против часовой стрелки" на противоположное поочередно один или несколько раз в рамках одного импульса.13. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе активации и эвакуации пыли синхронно изменяют направления спиралевидных траекторий потока сжатого воздуха и всасывающего направленного потока с "по часовой стрелки" или "против часовой стрелки" на противоположное.14. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе активации и эвакуации пыли асинхронно изменяют направления спиралевидных траекторий потока сжатого воздуха и всасывающего направленного потока с "по часовой стрелки" или "против часовой стрелки" на противоположное.