Способ очистки воздушного потока и устройство для его осуществления Российский патент 2025 года по МПК A47L9/00 

Способ очистки воздушного потока и устройство для его осуществления предназначены для очистки воздушного потока от пыли, камешков, твёрдых и жидких частиц. Устройство системы очистки воздушного потока входит в состав опытного строительного моющего пылесоса для уборки бытовой пыли и строительного мусора в режимах сухой и влажной уборок, для сбора жидкостей. В конструкции устройства (пылесоса) четыре фильтра, первые два являются нестандартными и используются впервые, третий фильтр используется с доработкой.

Устройство

На фиг. 1 схематически изображено устройство пылесоса в режиме сухой уборки. Стрелками показано направление движения воздуха в трубах (воздуховодах).

Фильтр грубой очистки 2 (фильтр № 1) представляет собой вертикальную трубу с входным отверстием 1, направленным вниз. В фильтр установлен контейнер для быстрого извлечения и удаления мусора (фиг. 2). После фильтра № 1 установлен П-образный воздуховод 3 (фиг. 1) для исключения попадания воды в фильтр грубой очистки 2. Система подачи воды состоит из форсунки 4, помпы 5, шланга 6, контейнера для чистой воды 7. В верхней части контейнера 7 установлена горловина (врезка, уголок и заглушка % дюйма) для заливки чистой воды.

Второй фильтр 8 представляет собой спиральный воздуховод. В опытном образце пылесоса спираль состоит из шести полных витков (фиг. 3). Качество фильтрации зависит от количества витков спирали. На входе в спираль предусмотрено заглушенное техническое отверстие для промывки спирали. Спираль расположена горизонтально, а не вертикально, чтобы вода из спирали не стекала вниз. Это нужно для того, чтобы спираль не оставалась сухой внутри.

После спирали 8 (фиг. 1) установлен аналогичный П-образный воздуховод, чтобы не допустить заполнение спирали водой и образование водяных пробок в спирали при использовании пылесоса в моющем режиме. Воздушный клапан 9 предохраняет мотор от перегрева и контейнер 11 от поломки в случае, если всасывающий шланг пылесоса окажется забит мусором.

Циклонный фильтр 10 является стандартным циклонным фильтром с небольшим изменением: забор воздуха осуществляется не из центра циклона, а выведен вбок под крышку контейнера 11, чтобы минимизировать риск попадания частиц воды на выход циклона. Также на выпускной трубке циклона установлен раструб, чтобы избежать попадания брызг со стороны циклона в выходную трубку (фиг. 4). В нижней части контейнера 11 (фиг. 1) установлен кран ¹/₂ дюйма для слива грязной воды.

На входе в корпус фильтра 12 (фиг. 1) установлен уголок 90 градусов для образования циклонного движения воздуха внутри фильтра.

На фиг. 5 и 6 представлены фотографии опытного образца пылесоса в режиме сухой уборки.

Принцип работы

В режиме сухой уборки фильтрация воздуха осуществляется четырьмя фильтрами. В фильтре грубой очистки 2 (фиг. 1) воздух резко меняет направление и замедляется. Камешки и крупные частицы падают на дно контейнера за счёт силы тяжести и скорости, приобретённой при движении во входном воздуховоде 1. Далее воздух идёт по трубе вверх, проходит П-образный воздуховод 3, в трубу распыляется вода форсункой 4. Начинается смешивание частиц пыли и воды.

Во время работы пылесоса стенки спирали 8 намокают. За счёт центробежной силы частицы пыли оседают на стенках спирали и смешиваются с водой. Грязная вода и пыль поступают в циклон 10 вместе с воздушным потоком. Вода и пыль оседают на стенках циклона, грязная вода стекает на дно контейнера для грязной воды 11.

Очищенный воздух поступает в выходной воздушный фильтр 12. Внутри фильтра 12 образуется круговое (циклонное) движение воздуха, чтобы пыль оседала на стенках фильтра. Частицы пыли, не прошедшие фильтрацию на предыдущих этапах, оседают на флисовом фильтре, расположенном в центре корпуса фильтра.

После завершения работы пылесоса вода со стенок спирали стекает в нижние секции спирали. Наличие воды в нижних секциях позволяет быстро смочить стенки спирали при следующем включении пылесоса.

Моющий режим

Для использования моющего режима необходимо трансформировать пылесос. Клапан воздуха 9 (фиг. 1) извлекается и вставляется во входное отверстие 1, а всасывающий шланг пылесоса переставляется из отверстия 1 на место клапана. При этом функционируют только два фильтра: циклонный и выходной воздушный, весь мусор поступает в контейнер 11. Шланг подачи воды 6 отключается от форсунки 4 и подключается к моющей насадке.

В моющем режиме смешивание пыли и воды начинается за пределами моющей насадки, когда происходит смачивание пыли. Смешивание продолжается во всасывающем шланге и в циклонном фильтре 10. Грязная вода с пылью оседает на стенках циклона и стекает на дно контейнера 11. Неотфильтрованная пыль фильтруется в фильтре 12.

Подключение шланга и клапана в моющем режиме изображено на фиг. 7, моющая насадка изображена на фиг. 8. На фиг. 9 изображён заполненный контейнер после уборки помещения в моющем режиме. В контейнере установлены трубы для увеличения жёсткости контейнера.

Сбор жидкости

При сборе жидкости отключается водяной насос 5 (фиг. 1). При этом неважно, куда подключен шланг подачи воды: к форсунке или к моющей насадке. В остальном устройство пылесоса такое же, как в моющем режиме. Сбор жидкости можно осуществлять насадкой для сухой уборки, либо насадкой для влажной уборки, либо без насадки.

Материалы, использованные для изготовления опытного образца

Воздуховоды выполнены из канализационных труб. Диаметры труб: входное отверстие диаметром 40 мм, после фильтра идет труба 50 мм, переход на 40 мм, спираль из канализационных уголков диаметром 40 мм. Далее все трубы диаметром 40 мм, после циклона идет труба диаметром 50 мм. Фильтр грубой очистки и корпус выходного воздушного фильтра — из трубы 110 мм.

В качестве клапана воздуха использован полипропиленовый обратный клапан.

Использован мотор для моющих пылесосов VСМ-А-1 мощностью 1200 Вт с трубой-отводом.

Водяной насос — ULKA ЕР-77 мощностью 28 Вт с питанием от сети 220 В.

Для распыления воды использовались регулируемые туманообразователи компании Агроклевер, рассчитанные на давление 2-4 бар и расходом воды 6,1-7,65 л/ч (форсунки для орошения теплиц).

Подача воды — через силиконовый шланг внутренним диаметром 4 мм.

Для нижнего и верхнего контейнеров использовались контейнеры с ребрами жесткости для хранения марки Darel объёмом 18 литров. Латунные кран слива воды и горловина.

Нижняя платформа изготовлена из ламината и мебельных роликов, 4 дополнительных ролика установлены под контейнерами для удержания массы воды.

Внешний корпус выходного фильтра изготовлен из двух пластиковых вёдер, вклеенных друг в друга. Крышка из фанеры толщиной 12 мм. Мотор, крышка, фильтр стянуты между собой шпильками. Фильтр сделан из флисовой ткани.

Моющая насадка изготовлена из насадки для пылесоса со съёмной щетиной с дополнительно закрепленными тремя форсунками.

Всасывающий шланг — спиральный силиконовый длиной 3 метра с внутренним диаметром 40 мм.

Обслуживание

Чистая вода заливается в нижний контейнер через горловину, желательно с добавлением пары капель жидкого мыла. Грязная вода из верхнего контейнера сливается при помощи открытия крана в нижней части контейнера. Необходимо следить за наличием воды в нижнем контейнере и не допускать переполнения верхнего контейнера больше чем примерно % объёма.

При использовании пылесоса в режиме сухой уборки камешки, крупные частицы падают в фильтр грубой очистки. Фильтр грубой очистки очищается следующим образом. Снимается крынка, вынимается контейнер с мусором, мусор вытряхивается в мусорное ведро. Очищенный фильтр устанавливается на место. Из верхнего контейнера сливается грязная вода с уловленной пылью.

При использовании пылесоса в моющем режиме грязью заполняется верхний контейнер. Для очистки контейнера нужно сначала слить грязную воду, потом отсоединить циклон от выходного флисового фильтра и спираль от фильтра грубой очистки и снять крышку контейнера с циклоном и спиралью. Удалить грязь из контейнера ковшом или ложкой, промыть.

При длительной эксплуатации пылесоса возможно уменьшение всасывающей тяги. Это может быть связано с забиванием пылью выходного воздушного фильтра. Фильтр необходимо разобрать и помыть флис с мылом. После высыхания установить на место.

(Примечание: проводились сравнительные тесты работы пылесоса в режиме сухой уборки с горизонтальной спиралью и без неё. При работе без спирали флисовый фильтр приходилось чистить примерно каждые 1,5 месяца. После сборки опытного образца пылесоса со спиралью срок эксплуатации 5 месяцев и 15 дней, всасывающая тяга в порядке, флисовый фильтр не чистился).

Тяга может уменьшаться из-за сужения прохода в воздуховоде вокруг форсунки. Рядом с форсункой стенки воздуховода влажные, но не омываются чистой водой, поэтому возможно образование затора. Поэтому необходимо разбирать П-образный воздуховод и прочищать проход около форсунки (чистка П-образного воздуховода проводилась через 3 месяца и 20 дней после начала эксплуатации пылесоса со спиралью.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1. Схематическое изображение устройства пылесоса в режиме сухой уборки. 1 — входное отверстие, 2 — фильтр грубой очистки («ловушка для камней», фильтр № 1), 3 — П-образный воздуховод, 4 — форсунка, 5 — водяной насос, 6 — шланг подачи воды, 7 — контейнер для чистой воды, 8 — спираль (фильтр № 2), 9 — воздушный клапан, 10 — циклон с доработанной выпускной трубкой (фильтр № 3), 11 — контейнер для грязной воды, 12 — выходной воздушный фильтр № 4 и мотор для моющего пылесоса.

Фиг. 2. Фотография заполненного контейнера фильтра грубой очистки.

Фиг. 3. Фотография спирали (фильтр № 2).

Фиг. 4. Фотография циклона с доработанной выходной трубкой (фильтр № 3).

Фиг. 5. Фотография пылесоса, вид сбоку. Шланг и воздушный клапан подключены для сухой уборки.

Фиг. 6. Фотография пылесоса, вид сверху. Шланг и воздушный клапан подключены для сухой уборки.

Фиг. 7. Подключение всасывающего шланга в моющем режиме.

Фиг. 8. Фотография моющей насадки.

Фиг. 9. Фотография заполненного грязью контейнера после уборки помещения в моющем режиме.

Заявлены способ очистки воздушного потока и устройство системы очистки воздушного потока от пыли, камешков, твёрдых и жидких частиц. Устройство включает в себя последовательно расположенные фильтр грубой очистки для камешков и крупных частиц, в котором воздушный поток движется по воздуховоду вниз и входит в корпус фильтра, где замедляется, потом движется вверх по воздуховоду большего диаметра, П-образный воздуховод, предназначенный для исключения возвращения или попадания воды в воздуховоды или фильтры, которые находятся перед П-образным воздуховодом, спиральный воздуховод с инжектором воды перед спиралью, циклонный фильтр, в котором выпускная трубка выведена вбок за пределы циклона, фильтрующий элемент. Технический результат заявленной группы изобретений заключается в создании устройства с системой фильтрации, предназначенного для уборки бытовой пыли и строительного мусора в режимах сухой и влажной уборок, для сбора жидкостей. 2 н.п. ф-лы, 9 ил.

1. Способ очистки воздушного потока от пыли, камешков, твёрдых и жидких частиц, заключающийся в его пропускании через последовательно расположенные фильтр грубой очистки, П-образный воздуховод, спиральный воздуховод с инжекцией воды перед спиралью, циклонный фильтр, фильтрующий элемент.

2. Устройство системы очистки воздушного потока от пыли, камешков, твёрдых и жидких частиц, для реализации способа в п. 1, включающее в себя последовательно расположенные фильтр грубой очистки для камешков и крупных частиц, в котором воздушный поток движется по воздуховоду вниз и входит в корпус фильтра, где замедляется, потом движется вверх по воздуховоду большего диаметра, П-образный воздуховод, предназначенный для исключения возвращения или попадания воды в воздуховоды или фильтры, которые находятся перед П-образным воздуховодом, спиральный воздуховод с инжектором воды перед спиралью, циклонный фильтр, в котором выпускная трубка выведена вбок за пределы циклона, фильтрующий элемент.