ОЧИСТНОЙ АППАРАТ

Полезная модель относится к устройствам для сбора несортированных отходов как в бытовом применении, так и в стеснённых условиях строительства и производства, в частности, к устройствам многоступенчатой фильтрации воздушного потока, использующим жидкость.
Известна «Приставка к бытовому пылесосу», представляющая собой корпус, снабжённый несколькими камерами с жидкостным фильтром и крышкой, присоединяемый к входному отверстию пылесоса. Приставка предназначена для сбора разлитой ртути, жидких и сыпучих материалов. Патент RU 2 115 356 C1, МПК A47L 9/18, опубл. 20.07.1998г.
Недостатком «Приставки к бытовому пылесосу» является низкая надёжность конструкции, связанная с отсутствие предохранительного устройства, наличием в грязной зоне подвижных элементов и кнопочных выключателей, а также, неудобство эксплуатации и очистки устройства в связи с быстрым засорением жидкостного фильтра, не предназначенного для сбора крупного мусора.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является «Пылесос», реализующий двухуровневый способ очистки воздушного потока. «Пылесос» представляет собой циклон, корпус и насос, имеющие возможность стационарного размещения и размещения на передвижной тележке. Патент RU 2 358 637 C 2, МПК A47L 9/18, опубл. 20.06.2009 Бюл. №17.
«Пылесос» предлагается применять в качестве бытовой техники для очистки жилых помещений, а также в промышленных целях для очистки производственных и складских помещений, воздушных потоков промышленных выбросов.
Недостатком прототипа является его громоздкость, сложность разгрузки и очистки путём полной разборки, а также отсутствие защиты от засорения и сверх расчётных перепадов давления, что в совокупности сужает технологические возможности прототипа.
С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков: содержит патрубок подвода очищаемого воздушного потока, циклон для предварительной очистки воздушного потока, корпус и патрубок вывода очищенного воздуха.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является расширение технологических возможностей за счёт обеспечения возможности саморазгрузки и удобной очистки, что позволит использовать её в бытовых условиях и стеснённых условиях строительства и производства для сбора любых видов мелких несортированных бытовых и промышленных отходов, как с маломощным бытовым пылесосом, так и в мощных системах централизованной вакуумной очистки. Кроме того, существенно уменьшаются размеры и вес конструкции.
Решение задачи осуществляется за счёт того, что очистной аппарат содержит патрубок подвода очищаемого воздушного потока, циклон для предварительной очистки воздушного потока, корпус и патрубок вывода очищенного воздуха. В предложенном решении на профильной поверхности корпуса размещён входной патрубок, а во внутреннем пространстве установлен циклон, жестко связанный в верхней части с крышкой корпуса, имеющей на нижней поверхности направляющие лопасти и сопряженной по кольцевому торцу с корпусом, причём в крышке корпуса по периметру выполнены сквозные сливные отверстия, а в центральном отверстии расположен соединительный патрубок, объединяющий воздушные камеры циклона и водного фильтра, который устанавливается на корпус с возможностью поворота и имеет наклонное дно, по периметру которого выполнены сквозные сливные отверстия, соответствующие сливным отверстиям крышки корпуса, а сам водный фильтр снабжён распределителем со сквозными отверстиями, при этом на водный фильтр опирается купол с выходным патрубком и размещённым внутри купола каплеулавливателем , а корпус и циклон имеют самооткрывающиеся вакуумные клапаны.
Саморазгрузка корпуса и циклона происходит при отключении тягодутьевой машины (ТДМ) через самооткрывающиеся вакуумные клапаны, а слив из водного фильтра осадка и загрязнённой жидкости – путём поворота водного фильтра относительно корпуса до совмещения сливных отверстий в дне водного фильтра со сливными отверстиями в крышке корпуса. Предлагаемая конструкция очистного аппарата придаёт полезной модели компактность, возможность саморазгрузки и удобной очистки.
Конструктивные особенности полезной модели позволяют эффективно защитить её от засорения, для чего предусмотрена возможность установки на направляющие лопасти мелкой сетки, а также защитить её от сверхрасчётных перепадов давления, для чего предусмотрена возможность размещения на куполе воздушного предохранительного клапана. Все элементы очистного аппарата сгруппированы в единое компактное устройство, что позволяет уменьшить его размер и вес.
Таким образом, совокупность существенных отличительных признаков предлагаемого решения обеспечивает расширение технологических возможностей.
Конструкция полезной модели поясняется графическим материалом.
На фиг.1 представлен общий вид очистного аппарата; на фиг.2 представлен вид с местным разрезом; на фиг.3 показан вариант размещения направляющих лопастей на нижней поверхности крышки корпуса; на фиг.4 представлен разнесённый вид сборки.
Очистной аппарат состоит из корпуса 1, например, в форме параболоида, выполняющего роль осадительной камеры, тангенциально к профильной поверхности которого, с целью обеспечения направления вращения воздушного потока, размещён входной патрубок 2. Во внутреннем пространстве корпуса 1 установлен циклон 3, например, конусообразной формы, жестко связанный в верхней части с крышкой 4 корпуса 1. Крышка 4 корпуса 1 имеет на нижней поверхности направляющие лопасти 5, например, дугообразные, предварительно ускоряющие вращение пылесодержащего воздушного потока до его прохождения в воздушную камеру циклона 3. Крышка 4 корпуса 1 сопряжена по кольцевому торцу с корпусом 1, причём в ней по периметру выполнены сквозные сливные отверстия, а в центральном сквозном отверстии расположен соединительный патрубок 6, объединяющий воздушные камеры циклона 3 и водного фильтра 7. На корпусе 1 установлен с возможностью поворота водный фильтр 7, имеющий наклонное дно, по периметру которого выполнены сквозные сливные отверстия, соответствующие сливным отверстиям крышки 4 корпуса 1. Это в совокупности обеспечивает эффективный слив осадка и загрязнённой жидкости из водного фильтра 7 во внутреннее пространство корпуса 1. Водный фильтр 7 снабжён распределителем 8 с выполненными в нём сквозными отверстиями, рассекающими большие воздушные пузыри на множество мелких, увеличивая тем самым площадь контакта пылевоздушного потока с водяной плёнкой. На водный фильтр 7 опирается купол 9 с выходным патрубком 10 и размещённым внутри купола 9 каплеулавливателем 11, например, представляющим собой наклонно расположенную перфорированную пластину, защищающим подключаемую к выходному патрубку 10 внешнюю ТДМ от попадания в неё жидкости, улавливая брызги и уносимые воздушным потоком капли. Корпус 1 и циклон 3 имеют самооткрывающиеся вакуумные клапаны 12, 13, обеспечивающие возможность саморазгрузки, открываясь под собственным весом при выключении ТДМ, которая и формирует вакуум, герметично закрывающий клапаны 12, 13 при её включении.
С целью предотвращения разрушения элементов очистного аппарата при закупоривании, или подключении к более производительной ТДМ, предусмотрена возможность размещения на куполе 9 воздушного предохранительного клапана (на фиг. не показан). При необходимости сбора относительно крупных лёгких материалов (например, крошка пенопласта, ветоши, полиэтилена, бумаги и т.п.) между крышкой 4 корпуса и циклоном 3 может устанавливаться мелкая сетка (на фиг. не показана), предотвращающая вынос таких материалов из внутреннего пространства корпуса 1.
Очистной аппарат работает следующим образом.
Очистной аппарат обеспечивает сбор любых видов мелких несортированных бытовых и промышленных отходов и последовательную трёхступенчатую очистку воздушного потока за счёт их осаждения под действием собственного веса в корпусе (первая ступень - грубая фильтрация), отделения под действием центробежной силы в циклоне (вторая ступень - тонкая фильтрация) и поглощения в водном фильтре (третья ступень - фильтрация особо летучих частиц пыли, спор, вирусов и т.п.).
К выходному патрубку 10 присоединяется внешняя тягодутьевая машина (ТДМ), которая создаёт вакуум, герметично закрывающий клапаны 12, 13. При этом формируется воздушный поток, увлекающий за собой через входной патрубок 2 пыль, мелкий мусор (до 30 мм диаметром), тяжёлые частицы, жидкие и сыпучие материалы, и перемещающий их в корпус 1. К входному патрубку 2 может быть присоединён шланг с насадкой. В корпусе 1, за счёт резкого увеличения проходного сечения (за счёт разницы площадей поперечного сечения входного патрубка 2 и корпуса 1), стремительно снижается скорость перемещаемой воздушным потоком массы. Вследствие этого от воздушного потока отделяются под влиянием собственного веса мелкий мусор, тяжёлые частицы, жидкие и сыпучие материалы, а сам пылесодержащий воздушный поток, благодаря тангенциальному расположению входного патрубка 2, приобретает направленное по спирали движение и устремляется вверх по наружной поверхности циклона 3, расположенного внутри корпуса 1. Достигнув крышки 4 корпуса 1 пылесодержащий воздушный поток приобретает дополнительное центростремительное ускорение, за счёт формы и расположения закреплённых на крышке 4 корпуса 1 направляющих лопастей 5.
Пройдя первую ступень очистки, пылесодержащий воздушный поток стремится в воздушную камеру циклона 3, увлекая за собой часть пыли и особо летучие микрочастицы. Внутри циклона 3 осуществляется вторая ступень очистки – освобождение воздушного потока от более мелких примесей под действием центробежной силы.
Третья ступень очистки реализуется следующим образом. Содержащиеся в воздушном потоке, после двух ступеней очистки, часть пыли и особо летучие микрочастицы, увлекаются через соединительный патрубок 6 в воздушную камеру водного фильтра 7, где содержащиеся в воздушном потоке пыль, споры и пары абсорбируются в жидкость, которой предварительно наполняется водный фильтр 7. Поступающий в водный фильтр 7 воздушный поток проходит через распределитель 8, равномерно рассекается на множество мелких пузырьков. Дополнительный положительный эффект оказывает пена, образующаяся на поверхности жидкости в процессе работы, на которую налипают пыль и споры, высвобождающиеся при разрушении мелкого воздушного пузырька достигнувшего поверхности жидкости.
После прохождения трёх ступеней очистки, очищенный воздушный поток покидает внутреннее пространство очистного аппарата через выходной патрубок 10, расположенный в куполе 9. Брызги, возникающие до образования пены, увлекаются воздушным потоком к выходному патрубку 10, ударяются о каплеулавливатель 11 и стекают по его поверхности крупными каплями в водный фильтр 7.
Разгрузка корпуса 1 при выключении ТДМ осуществляется автоматически в любую ёмкость, заранее размещаемую под очистным аппаратом, через самооткрывающийся вакуумный клапан 12. Таким же образом производится выгрузка пыли из циклона 3 через самооткрывающийся вакуумный клапан 13. Слив осадка и загрязнённой жидкости из водного фильтра осуществляется по мере её загрязнения непосредственно в корпус 1 вручную, путём поворота водного фильтра 7 до совмещения отверстий в нём с отверстиями в крышке 4 корпуса. Перед сливом загрязнённой жидкости под самооткрывающийся вакуумный клапан 12 необходимо разместить любую герметичную ёмкость.
Отходы, выгружаемые из корпуса 1, возможно утилизировать как бытовой или строительный мусор в зависимости от области применения устройства. Загрязнённую жидкость можно утилизировать путём слива в канализацию. Исключение составляют вещества, сбор, хранение и уничтожение которых должны выполняться особым способом.
Устройство либо устанавливается на передвижную стойку, либо подвешивается на опору (на ножку стола, на торец дверного проёма или двери, на стремянку, козлы и т.п.).
Таким образом, существенные особенности предлагаемой конструкции очистного аппарата трёхступенчатой последовательной очистки обеспечивают решение поставленной задачи по расширению технологических возможностей.
Кроме того, предлагаемая конструкция повысит долговечность, производительность, удобство эксплуатации устройств для вакуумной уборки и существенно снизит их эксплуатационные затраты на замену мешков для мусора и фильтрующих элементов.