ПЫЛЕСОС
VACUUM CLEANER

Изобретение относится к устройствам для очистки воздуха от пыли и может найти применение в качестве бытовой техники для очистки жилых помещений, а также в промышленных целях для очистки производственных и складских помещений и воздушных потоков промышленных выбросов.
Кроме того, пылесос может найти применение для очистки воздуха подземных помещений, паркингов, подземных переходов и т.п.
До настоящего времени широко используются пылесосы отечественного и зарубежного производства с тканевыми или бумажными фильтрами, которые имеют ряд существенных недостатков. При загрязнении таких фильтров всасывающая способность пылесоса уменьшается. После каждого использования пылесоса возникает необходимость вытряхивания мешка пылесборника, что создает неудобства в эксплуатации.
В последние годы все более широкое распространение находят пылесосы с циклонным пылеуловителем (см., например, патент РФ №2295274, A47L 9/16, 2007).
Недостатком пылесосов этого типа является то, что самые лучшие и эффективные конструкции циклонов позволяют уловить не более 95% пыли, 5% пыли, причем самой мелкодисперсной и потому самой вредной, а также споры плесени, вирусы и т.п. не улавливаются с помощью циклонов и остаются в виде взвеси в воздухе помещения.
Одним из последних достижений в этой области является использование водяных фильтров, которые позволяют улавливать мелкодисперсную пыль, споры плесени и даже вирусы (см. DE 102004047, 2006; US 2002178537, 2002; WO 2006102806, 2006 и др.).
Наиболее близким к предлагаемому пылесосу по технической сущности является пылесос, содержащий корпус, патрубок для подвода воздуха, очищаемого от пыли, очистительную камеру, в которой очищаемый воздух взаимодействует с водой, и патрубок для вывода очищенного от пыли воздуха (см., например, патент RU 22800401, A47L 9/18, 2006).
В известном пылесосе, принятом за прототип, воздух проходит, по меньшей мере, две стадии очистки: первая механическая очистка осуществляется в стакане, перекрытом металлической сеткой, а вторая - в очистительной камере, частично заполненной водой, через которую пропускаются пузырьки очищаемого воздуха.
Однако и этот пылесос не гарантирует 100%-ную очистку воздуха от пыли. Дело в том, что пузырьки воздуха при прохождении их через слой воды имеют относительно небольшую поверхность массообмена с водой. Как следствие, мельчайшие частицы пыли, содержащиеся в пузырьках воздуха, полностью не попадают в воду, а выносятся вместе с пропущенным через воду воздухом в атмосферу очищаемого помещения.
Задача изобретения состоит в резком увеличении поверхности массообмена очищаемого воздуха с водой при их взаимодействии в очистительной камере пылесоса и, как следствие, повышении полноты улавливания частиц пыли и других твердых микрочастиц, содержащихся в очищаемом воздухе.
Другая задача состоит в упрощении конструкции пылесоса и повышении надежности его работы. Еще одна задача состоит в повышении удобств эксплуатации пылесоса.
Указанная задача решается тем, что предложен пылесос, содержащий корпус, патрубок для подвода воздуха, очищаемого от пыли, очистительную камеру, в которой очищаемый воздух взаимодействует с водой, и патрубок для вывода очищенного от пыли воздуха, который согласно изобретению снабжен одним или несколькими струйными насосами, установленными в очистительной камере и включающими распылительное сопло, приемный канал, камеру смешения и диффузор, причем входной канал распылительного сопла каждого насоса соединен с источником воды, а приемный канал каждого насоса соединен с патрубком для подвода воздуха, очищаемого от пыли.
Благодаря тому, что подаваемая в насосы вода, служащая рабочим агентом в насосе, распыляется в сопле в виде факела мелких частиц воды резко возрастает поверхность массообмена между всасываемым насосом воздухом и частицами воды, что обеспечивает полное поглощение водой всех, содержащихся в воздухе, частиц пыли и других твердых микрочастиц. При этом струйный эжекторный насос выполняет одновременно две функции: он распыляет воду, увеличивая поверхность массообмена, и осуществляет подсос очищаемого потока воздуха через приемный канал насоса.
Другим отличием пылесоса является то, что очистительная камера имеет форму вертикально установленного цилиндра, по оси которого размещен цилиндрический патрубок для вывода очищенного воздуха, причем верхний край очистительной камеры соединен с патрубком для вывода очищенного воздуха кольцевой перегородкой, в которой по окружности, проходящей через ее среднюю часть, смонтированы струйные насосы так, что их приемные каналы размещены в зазоре между корпусом и кольцевой перегородкой очистительной камеры, соединенном с патрубком для подвода очищаемого воздуха, а нижняя часть очистительной камеры снабжена каналом для вывода загрязнений воды.
Еще одним отличием пылесоса является то, что в него введены контейнер-отстойник загрязненной воды, установленный в нижней части корпуса и соединенный с каналом для вывода загрязненной воды из очистительной камеры, и насос, входной патрубок которого соединен с внутренним объемом контейнера-отстойника, а выходной патрубок соединен с входными каналами распылительных сопел струйных насосов.
В числе отличий следует отметить то, что контейнер-отстойник разделен на верхнюю и нижнюю части горизонтальной перегородкой, герметично соединенной в средней части с каналом для вывода загрязненной воды из очистительной камеры и образующей по своим краям зазор со стенками контейнера-отстойника, причем на нижней поверхности горизонтальной перегородки и на дне контейнера-отстойника выполнены ребра, входящие в зазор друг друга и образующие лабиринт для прохождения загрязненной воды от канала для вывода загрязненной воды к краям горизонтальной перегородки.
Другим отличием пылесоса является то, что в него введен циклон для предварительной очистки воздуха от крупных частиц пыли и мусора, выходной патрубок которого соединен с патрубком для подвода воздуха, очищаемого от пыли в очистительной камере.
Еще одним отличием пылесоса является то, что внутри патрубка для вывода очищенного воздуха установлены наклонные ребра, служащие для предотвращения выноса с воздухом капель воды.
Технический результат изобретения состоит в резком увеличении поверхности массообмена очищаемого воздуха и мельчайших капель воды, распыляемой соплом струйного насоса, и, как следствие, повышении эффективности и полноты улавливания всех частиц пыли, содержащихся в очищаемом воздухе, а также микрочастиц других твердых веществ, включая споры плесени, вирусы и др. Кроме того, предлагаемый насос прост по конструкции, надежен в работе и удобен в эксплуатации.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 представлен вид в продольном разрезе наиболее простого варианта выполнения пылесоса, предназначенного для очистки воздуха от пыли и вредных примесей.
На фиг.2 изображен вид в разрезе по А-А фиг.1.
На фиг.3 изображен в разрезе вид струйного насоса, установленного в кольцевой перегородке очистительной камеры.
На фиг.4 изображен вариант выполнения пылесоса с контейнером-отстойником.
На фиг.5 изображен предпочтительный вариант выполнения пылесоса в разрезе.
Пылесос (фиг.1) содержит цилиндрический корпус 1, который может быть установлен на подвижной тележке 2. Внутри корпуса 1 установлена цилиндрическая очистительная камера 3, по оси которой размещен патрубок 4 для вывода очищенного воздуха. Верхний край очистительной камеры 3 соединен с патрубком 4 для вывода очищенного воздуха кольцевой перегородкой 5, внешний край которой, выступающий за края очистительной камеры 3, опирается на верхний край цилиндрического корпуса 1. Корпус 1 снабжен съемной крышкой 6, образующей с кольцевой перегородкой 5 очистительной камеры и патрубком 4 для вывода очищенного воздуха герметичный кольцевой канал 7, соединенный с патрубком 8 для подвода воздуха, очищаемого от пыли. Пылесос снабжен одним или несколькими водоструйными насосами 9 (см. фиг.3), включающими распылительное сопло 10, приемный канал 11, камеру 12 смешения и диффузор 13. Насосы 9 установлены в пылесосе так, что их камеры 12 смешения и диффузоры 13 установлены внутри очистительной камеры 3 под кольцевой перегородкой 5, а приемные каналы 11 установлены в кольцевом зазоре 7 между кольцевой перегородкой 5 очистительной камеры 3 и крышкой 6 корпуса 1, соединенном с патрубком 8 для подвода воздуха, очищаемого от пыли. При этом сопла 10 насосов 9 могут быть закреплены на крышке 6 корпуса 1 с возможностью регулирования их положения относительно входа в камеру 12 смешения насосов 9. Входные каналы 14 распылительных сопел 10 соединены посредством трубопровода 15 (гибкий шланг) с источником воды под давлением. В качестве такого источника может быть использован магистральный водопровод. Насосы 9 размещены по окружности, проходящей через среднюю часть кольцевой перегородки 5 очистительной камеры 3 вокруг патрубка 4 для вывода очищенного воздуха. Нижняя часть очистительной камеры 3 снабжена каналом 16 для слива загрязненной воды, который с помощью трубопровода 17 (гибкий шланг) может быть соединен с канализацией или с контейнером-отстойником. Внутри патрубка 4 выполнены наклонные ребра 18 для улавливания капель воды. Для повышения эффективности распыления воды в водоструйном насосе 9 на конце сопла 10 установлена распылительная головка 20, аналогичная той, какая используется в садовых опрыскивателях для распыления воды при опрыскивании растений. Кроме того, внутри камеры 12 смешения и диффузора 13 могут быть выполнены винтообразные ребра 19, служащие для закручивания потоков воды и воздуха с целью их распыления на выходе диффузора 13.
Для исключения уноса капель воды из объема очистительной камеры 3 внутри патрубка 4 установлены наклонные ребра 18.
Описанный вариант выполнения пылесоса преимущественно предназначен для очистки воздуха помещений промышленных предприятий и т.п. и работает следующим образом.
2
Вода под давлением по трубопроводу 15 подается в водоструйные насосы 9. Здесь происходит ее распыление с помощью сопел 10, снабженных распылительной головкой 20, за счет чего в приемных каналах 11 создается разрежение, достаточное для того, чтобы воздух из окружающего пространства по патрубку 8 для подвода воздуха поступал в приемные каналы 11 водоструйных насосов 9 и эжектировался в очистительную камеру 3, в объеме которой происходит взаимодействие засасываемого воздуха, содержащего частицы пыли и другие вредные примеси, с мельчайшими частицами воды, распыляемой в камере 3 с помощью диффузоров 13 водоструйных насосов 9. Далее вода, захватившая частицы пыли (а также сажи, споры плесени, вирусы, окислы азота, СО, SO и др.) оседает на внутренних стенках очистительной камеры, стекая по ним в канал 16 и из него по трубопроводу 17 в канализацию или в отстойник. Очищенный от пыли и других примесей воздух выводится из очистительной камеры 3 по патрубку 4 в окружающую среду. При этом капли воды, содержащиеся в очищенном воздухе, оседают на поверхности наклонных ребер 18 и стекают в очистительную камеру 3.
Вариант выполнения пылесоса, изображенный на фиг.4, отличается от описанного выше тем, что корпус 1 пылесоса установлен на неподвижном основании 21 и пылесос снабжен контейнером-отстойником 22, к которому подведен трубопровод 17 для слива загрязненной воды из очистительной камеры 3. Контейнер-отстойник 22 разделен горизонтальной перегородкой 23 на верхнюю и нижнюю части. При этом на поверхности горизонтальной перегородки 23, обращенной к дну контейнера-отстойника 22, и на его дне выполнены ребра 24, образующие лабиринт для прохождения загрязненной воды из нижней части контейнера 22 в верхнюю. Горизонтальная перегородка 23 жестко соединена со стенкой контейнера-отстойника 22, расположенной рядом с трубопроводом 17, конец которого герметично введен через горизонтальную перегородку 23 в нижнюю часть контейнера-отстойника 22. С противоположной стенкой контейнера-отстойника 22 горизонтальная перегородка 23 образует зазор для прохождения воды из нижней части контейнера-отстойника 22 в верхнюю. На крышке 25 контейнера-отстойника 22 установлен насос 26, входной патрубок 27 которого соединен с внутренним объемом верхней части контейнера-отстойника 22, а выходной патрубок 28 соединен с трубопроводом 15 для подачи воды под давлением в водоструйные насосы 9.
Особенностью работы этого варианта выполнения пылесоса является то, что загрязненная вода из очистительной камеры 3 поступает в контейнер-отстойник 22 где, проходя по лабиринту, образуемому ребрами 24, освобождается от частиц твердых веществ и проходит в верхнюю часть контейнера-отстойника 22, где скапливается осветленная вода, которая с помощью насоса 26 снова подается в водоструйные насосы 9. Таким образом обеспечивается экономия воды, используемой в качестве рабочего агента в водоструйных насосах 9 и для поглощения пыли и других вредных веществ из воздуха. Описанный вариант выполнения пылесоса преимущественно предназначен для использования в подземных помещениях, туннелях, паркингах и т.п. для очистки воздуха этих помещений от пыли и других вредных примесей.
Вариант выполнения пылесоса, изображенный на фиг.5, отличается от описанного выше (фиг.4) тем, что в него введен циклон 29 для предварительной очистки воздуха от крупных частиц пыли и мусора, выходной патрубок 30 которого соединен с патрубком 8 для подвода воздуха, очищаемого от пыли, в очистительную камеру 3. При этом входной патрубок 31 циклона 29 может быть соединен гибким шлангом со щеткой пылесоса, осуществляющей сбор пыли и мусора с поверхности пола. В этом варианте выполнения пылесоса контейнер-отстойник 22 размещен в корпусе 1 в нижней его части, и корпус 1 пылесоса вместе с очистительной камерой 3, циклоном 30 и контейнером-отстойником 22 установлены на подвижной тележке 2.
Особенностью работы этого варианта выполнения пылесоса является то, что в нем очистка воздуха осуществляется в две стадии, на первой из которых воздух очищается в циклоне 30 от крупных частиц пыли и мусора, а на второй воздух очищается в очистительной камере от мельчайших частиц пыли, споров плесени, вирусов и других вредных примесей. Этот вариант выполнения пылесоса преимущественно предназначен для использования в качестве бытового пылесоса.