Устройство для увлажнения и мойки воздуха, предназначенное для размещения на горизонтальных поверхностях

Устройство для увлажнения и мойки воздуха, предназначенное для размещения на горизонтальных поверхностях
Полезная модель относится к бытовым устройствам для мойки и увлажнения воздуха барабанного типа, в которых предусмотрен вертикальный залив воды.
Известно, что устройства для мойки и увлажнения воздуха барабанного типа содержат пластиковые дисковые испарители, которые постоянно находятся в движении. Под барабаном располагается поддон с чистой водой. Вращаясь, диски омываются водой, а вентилятор нагнетает на них комнатный воздух, который очищается, одновременно увлажняясь. Исходный воздух при этом может пропускаться через смоченные водой диски, если они содержат фильтрующий материал, или нагнетаться на диски, если они содержат материал, образующий при смачивании водную пленку нужной толщины. Учитывая принцип работы устройства, информирование пользователя о достаточном или недостаточном количестве воды в поддоне необходимо для бесперебойного смачивания дисков, а значит, обеспечения бесперебойной и эффективной очистки и увлажнения воздуха.
Для информирования пользователя о количестве воды в таких устройствах известно применение датчиков. Например, известно  устройство для увлажнения воздуха (RU2688297, 2009г.), содержащее перфорированную сетку, погруженную в резервуар для воды и приводимую в вибрационное движение в качестве капельного генератора, клапанный механизм заполнения резервуара и соединенный с ним датчик нижнего уровня заполнения воды в резервуаре, имеющий два электрода и сигнализирующий об обнаружении нулевого уровня воды нем.
Датчики уровня воды можно использовать в устройствах для мойки и увлажнения воздуха любого типа, в том числе барабанного типа (например, описанного в заявке Кореи KR20100078914, опубл. в 2010 году).
Вместе с тем, установка электрических или электронных датчиков  усложняет и удорожает конструкцию устройства в целом, т.к.  требуется установка дополнительных элементов электрического соединения, а также их обслуживания.
Известны устройства, сообщающие пользователю об уровне воды в резервуаре путем использования выталкивающей силы индикатора, который снабжен декоративными элементами. Например, известен увлажнитель с механическим индикатором уровня воды (CN208536234, 2019г.), верхний конец которого шарнирно закреплен с наружной трубой, а нижний конец свободен. Когда вода добавляется в устройство, свободный конец, касающийся границы с водой, поднимает индикатор вверх. При этом приводятся в движение связанные с ним изогнутые фигурные элементы в виде лепестков, поэтому при полном заполнении резервуара водой лепестки находятся над верхней границей корпуса увлажнителя и полностью раскрыты подобно цветку.
В известном устройстве используется плавучесть воды для поднятия индикатора, являющегося, по сути, поплавковым клапаном, что, в отличие от использования датчиков, упрощает устройство в целом. Тем не менее индикатор в указанном устройстве занимает большой внутренний объем, что затрудняет его использовать в устройствах для очищения и увлажнения воздуха барабанного типа.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели, выбранным в качестве прототипа, является устройство для увлажнения и мойки воздуха, предназначенное для размещения на горизонтальных поверхностях (RU190252, 25.06.2019 г.), содержащее корпус с опорными элементами, внутри которого размещен источник питания, блок управления с печатной платой, который электрически соединен с источником питания и панелью управления, размещенной на внешней стороне стенки корпуса и снабженной органами управления, вентилятор, размещенный во внутренней полости корпуса для принудительного перемещения потока воздуха, входящего через отверстие для забора воздуха, размещенного в корпусе, емкость для воды, размещенную в корпусе оппозитно вентилятору с преобразующим элементом, контактирующим с водой с образованием водяной пыли, выходные отверстия, размещенные на боковых сторонах корпуса, в боковой части полости корпуса установлена вертикальная трубка для залива воды со сквозными боковыми отверстиями для истечения воды в емкость для воды, внутри трубки размещен поплавковый клапан, нижняя часть которого выходит за нижнюю кромку трубки, нижний торец поплавкового клапана и днище емкости для воды установлены с зазором друг относительно друга, а поплавковый клапан имеет такую длину, которая при его перемещении вверх обеспечивает возможность перекрытия сквозных боковых отверстий трубки.
В устройстве по прототипу роль индикатора максимального заполнения водой является поплавковый клапан, который при появлении излишнего объема воды всплывает. Использование в трубке для залива воды поплавкового клапана является простым и компактным решением – механическое средство индикации проще по исполнению, чем электронное, и не занимает отдельного места во внутреннем пространстве устройства. Вместе с тем, для пользователя индикация об уровне воды в устройстве не всегда является эффективной, т.к. пользователю регулярно нужно подходить близко к устройству и разглядывать положение поплавкового клапана в отверстии для залива воды, что требует от пользователя хорошего зрения и трудозатрат. Устранить этот недостаток, например путем модификации поплавкового клапана, таким образом, чтобы индикация уровня воды осуществлялась над границей верхней части корпуса, в известной конструкции не представляется возможным, т.к. в этом случае  отверстие для залива воды будет частично перекрываться, что затрудняет бесперебойную работу устройства. Кроме того, известный индикатор не сообщает о промежуточных значениях уровня воды в резервуаре для воды, т.к. известная конструкция обеспечивает индикацию только излишнего объёма воды, т.е.  потребитель эффективно информирован только об уровне воды при  максимальном наполнении резервуара для воды.
Задача полезной модели – обеспечение эффективной механической индикации изменения уровня воды в устройствах для мойки и увлажнения воздуха путем размещения автономного компактного поплавка в полости корпуса.
Технический результат- повышение эффективности индикации изменения уровня воды в  устройствах для мойки и увлажнения воздуха в процессе его дистанционного контроля при одновременном сокращении  трудозатрат на обслуживание устройства.
Поставленная задача решается тем, что заявляется устройство для увлажнения и мойки воздуха, предназначенное для размещения на горизонтальных поверхностях, включающее в себя корпус, имеющий поддон и  съемную верхнюю часть, выполненный с возможностью забора входящего воздуха и выходными отверстиями для выхода очищенного и увлажненного воздуха, в полости корпуса на поддоне размещены емкость для воды с преобразующим элементом, который при контакте с водой генерирует водяную пыль, оппозитно ёмкости для воды установлен вентилятор, в полости корпуса размещены вертикальная трубка для залива воды, один конец который направлен в емкость для воды, а второй конец выведен в отверстие верхней части корпуса, механический индикатор уровня воды, выполненный в виде поплавкового клапана, верхняя часть корпуса содержит панель управления с органами управления, блок управления, соединенный с органами управления и источником питания, отличается тем, что в емкости для воды вне вертикальной трубки для залива воды установлено вертикальное крепление, свободный конец которого имеет утолщение, поплавковый клапан своей нижней частью взаимодействует с вертикальным креплением с возможностью ограничения хода поплавкового клапана упомянутым утолщением, соосно вертикальному креплению в верхней части корпуса выполнено отверстие для размещения стержня с головкой, разъемно соединенных друг с другом, нижний конец стержня взаимодействует с поплавковым клапаном, стержень выполнен с длиной, обеспечивающей возможность  перемещения головки над поверхностью корпуса.
Вертикальное крепление для размещения поплавкового клапана предпочтительно выполнено из того же материала, что и емкость для воды. Один конец вертикального крепления неразъемно соединен с днищем емкости для воды. Предпочтительно емкость для воды и вертикальное крепление изготавливаются при литье пластика с использованием матрицы, в которой предусмотрено формирование вертикального крепления с утолщением в верхней его части. Неразъемное соединение вертикального крепления с емкостью для воды может быть осуществлено посредством клеевого соединения или припаивания при нагревании.
Утолщение вертикального крепления предпочтительно имеет грибовидную форму, нижний край которого образует контактную площадку для взаимодействия с боковыми стенками поплавкового клапана, ограничивая его ход при перемещении вверх под действием выталкивающей силы. Утолщение вертикального крепления выполняет функцию фиксатора поплавкового клапана при его перемещении вдоль осевой линии вертикального крепления, предотвращает отсоединение поплавкового клапана при его перемещении вверх-вниз.
Поплавковый клапан, стержень и головка, разъемно соединенная со стержнем, выполнены пустотелыми и предпочтительно имеют образующую поверхность цилиндрической формы.
Поплавковый клапан выполнен пустотелым для обеспечения возможности подъема под действием выталкивающей силы воды, находящейся в емкости для воды. Поплавковый клапан может иметь иную форму, обеспечивающую возможность перемещения вверх-вниз под действием выталкивающей силы. Поплавковый клапан выполнен из материалов, плотность которых ниже, чем плотность воды, например из пластика, не набухающего в воде.
Стержень устанавливается на верхнюю часть поплавкового клапана и размещен с ним соосно. Стержень может быть изготовлен из того же пластика, что и поплавковый клапан. Стержень выполнен с длиной, обеспечивающей перемещение соединенной с ним головки над поверхностью корпуса предпочтительно на высоту поплавкового клапана.
Разъемное соединение головки и стержня может быть выполнено, например, путем выполнения в нижней части головки выступа, который выполнен с возможностью соединения внатяг с внутренней образующей полости стержня. Головка выполнена с шириной, превышающей диаметр стержня.
Головка выполнена предпочтительно из того же пластика, что и стержень.
На головку могут быть нанесены цветовые или текстовые информационные указатели, информирующие потребителя об уровне воды в емкости для воды, т.к. при максимальном заполнении водой ёмкости для воды головка выступает над поверхностью корпуса за счет перемещения стержня через отверстие, выполненное в крышке корпуса. А при отсутствии воды в ёмкости для воды, головка контактирует с крышкой верхней части корпуса. Для размещения головки заподлицо упомянутое отверстие может быть снабжено нишей.
При низком уровне воды головка, соединенная со стержнем, взаимодействующим с поплавковым клапаном, опускается вниз и не выступает за границы поверхности корпуса. При максимальном заполнении ёмкости для воды, головка выступает над поверхностью корпуса.
Верхняя часть корпуса соединена с поддоном, например посредством пазов, размещенных в поддоне, и фиксируется с поддоном путем зацепления. Потребитель имеет возможность снять верхнюю часть корпуса и очистить поддон с емкостью для воды. При этом такому разъединению частей корпуса не препятствует заявляемая конструкция поплавкового клапана со стержнем и съемной головкой.
Верхняя часть корпуса имеет крышку, в которой выполнено отверстие для размещения вертикальной трубки для залива воды в емкость для воды, а также соосно с вертикальным креплением выполнено  отверстие с нишей для размещения стержня, взаимодействующего с поплавковым клапаном, и снабженного съемной головкой.
Преобразующий элемент при контакте с водой генерирует водяную пыль, например, дисковый преобразующий элемент генерирует водяную пыль путем механического диспергирования воды, и может быть  выполнен из полиэтилтерефталата или полиэтилена или из ABS пластика или иных аналогичных пластических материалов, не подвергающихся коррозии.  Дисковый преобразующий элемент при контакте с водой удерживает на своей поверхности воду в виде мелкодисперсных капелек воды за счет ребристой поверхности преобразующего элемента, которая может быть образована несквозными нишами, выступающими перегородками по площади преобразующего элемента, волокнистыми линиями, образующие сетчатую структуру. Могут также использоваться иные известные преобразующие элементы, обеспечивающие при контакте с водой вибрацию или циркуляцию, а также нагрев воды или водяной взвеси (аэрозоли).
Вентилятор нагнетает поток входящего воздуха, который вступает в контакт с мелкодисперными капельками воды, воздух увлажняется, под воздействием вращающихся потоков очищается, загрязнения опускаются на днище емкости для воды, а очищенный и увлажненный воздух выводится через выходные отверстия, размещенные в корпусе.
Внутреннее пространство корпуса между дисковым преобразующим элементом и вентилятором образует воздушную камеру. В зоне воздушной камеры на боковых или верхних поверхностях корпуса размещены выходные отверстия для выхода увлажненного и очищенного воздуха.
Электрическое соединение представлено схемой питания, реализованной электропроводящими проводами, электрическими контактами, токопроводящими дорожками на печатной плате и иными известными элементами электрических схем.
Блок управления размещен внутри корпуса и подключен к электросети посредством блока питания и шнура питания. Блок управления содержит печатную плату с радиоэлементами, микроконтроллер или микропроцессор, дополнительно может содержать гигростат и иные элементы управления и индикации.
Панель управления, размещенная на внешней стороне корпуса, имеет органы управления, а также может содержать окно для информационного дисплея.
Отверстия для забора воздуха из помещения могут быть размещены в нижней или верхней части корпуса.
Вблизи отверстия для забора воздуха могут быть размещены элементы контроля температуры и влажности, взаимодействующие с потоком входящего воздуха. Указанные элементы контроля могут быть представлены термометром и гигрометром, выполненными с возможностью передачи данных на микроконтроллер блока управления.
Опорные элементы основного корпуса могут быть выполнены выдвижными, что  увеличивает площадь опоры и придает дополнительную устойчивость устройству, как в процессе заливки воды, так и последующей эксплуатации.
Сравнение заявляемого устройства с прототипом показывает, что оно отличается следующими признаками:
- в емкости для воды установлено вертикальное крепление, размещенное вне вертикальной трубки для залива воды,
- поплавковый клапан своей нижней частью взаимодействует с вертикальным креплением,
- свободный конец вертикального крепления имеет утолщение, ограничивающий ход поплавкового клапана;
- поплавковый клапан своей верхней частью взаимодействует со стержнем, имеющим съемную головку;
- в верхней части корпуса выполнена ниша с отверстием, для размещения стержня с головкой, размещенные соосно с вертикальным креплением,
- стержень выполнен с длиной, обеспечивающей возможностью  перемещения головки над поверхностью корпуса.
Сравнение заявляемого устройства с известным позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна».
Заявляемое устройство может быть изготовлено из известных материалов с помощью известных технологий и известных конструктивных элементов, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость».
Заявляемая полезная модель иллюстрируется следующим примером конкретного выполнения и показана на следующих рисунках.
На Фиг.1 схематично показан поплавковый клапан в сборе;
На Фиг. 2  схематично изображена схема расположения вертикальной трубки для залива воды и поплавкового клапана в заявляемом устройстве;
На Фиг. 3  схематично изображена схема работы поплавкового клапана в устройстве.
Заявляемое устройство состоит из корпуса, содержащего поддон 1 и верхнюю часть 2, соединенную разъемно с поддоном 1,  условная  граница между которыми обозначена пунктирной линией (Фиг.3). На поддоне 1  расположена ёмкость для воды 3, на днище которой выполнено вертикальное крепление 4 с утолщением 6 для размещения поплавкового клапана 5. Утолщение 6 выполнено грибовидной формы и выполняет функцию фиксатора, ограничивающего ход поплавкового клапана 5. Высота вертикального крепления 4 сопоставима с высотой емкости для залива воды 3. Поплавковый клапан 5 в верхней части взаимодействует с  цилиндрическим пустотелым стержнем 7, разъемно соединенным с головкой 8, которая своим нижним выступом внатяг соединена с внутренней полостью стержня 7. В крышке верхней части 2 корпуса выполнено отверстие (не показано), размещенное соосно вертикальному креплению 4, с нишей (не показана) для размещения стержня 7 с головкой 8.   В крышке верхней части 2 корпуса также выполнено другое отверстие 9 для размещения вертикальной трубки 10 для залива воды в емкость для воды 3.  Дисковый преобразующий элемент 11 установлен на поддоне 1 в специальные пазы и вращается за счет зубчатого соединения и вращения шестеренок двигателя и шестеренок, установленных на оси дискового преобразующего элемента 11. В полости корпуса размещен вентилятор 12, посредством которого воздух, входящий через отверстия для забора воздуха (не показаны), выполненные в крышке корпуса, принудительно перемещается в полости устройства, перемешивается с мелкодисперсными частицами воды, очищается и направляется через выходные отверстия (не показаны) корпуса в помещение. Вентилятор 12 и дисковый преобразующий элемент 11 через блок управления электрическому источнику питания (не показаны).
Заявляемое устройство работает следующим образом.
Устройство для мойки и увлажнения воздуха включают в сеть. В вертикальную трубку 10 для залива воды сверху заливают воду. При заливе воды, за счет поднимающегося уровня воды в емкости для воды 3, поплавковый клапан 5 поднимается вверх по оси вертикального крепления 4. При достижении максимального уровня воды в емкости для воды 3, боковые стенки поплавкового клапана 5 упираются в нижний край утолщения 6, прекращая его ход. Соответственно, останавливается движение стержня 7 с головкой 8, выступающей над крышкой корпуса и снабженная  индикационными отметками. По появляющимся надписям или цветовым указателям на головке 8 пользователь получает информацию об уровне воды в ёмкости для воды 3.
При испарении воды её уровень в ёмкости для воды 3 понижается, и поплавковый клапан 5 опускается, соответственно, головка 8 также опускается, а текстовые или цветовые указатели на ней индицируют об изменении уровня воды. Если уровень воды понижается до нуля, то поплавковый клапан 5 опускается на днище емкости  для воды 3, а головка 8 ложится на поверхность крышки корпуса в нишу (не показана).
Дисковый преобразующий элемент 11 контактирует с водой, залитой в ёмкость для воды 3, и, вращаясь, разбивает ее на мельчайшие частицы, образуя водяную пыль, которая поднимается в воздушную камеру. Вентилятор 12 нагнетает входящий воздух из помещения через отверстие для забора воздуха (не показано) в воздушную камеру, где происходит смешение входного потока воздуха и водяной пыли. В результате вращения дискового преобразующего элемента 11 и совместного движения потоков в воздушной камере, воздух, очищенный от пыли и обогащенный водяной фазой, через отверстия для выхода воздуха (не показаны) выдувается в помещение. Частицы пыли оседают на днище емкости для воды. Периодически устройство очищается от загрязнений путем снятия съёмной верхней части корпуса и промывом ёмкости для воды 3.
Таким образом, использование заявляемого устройства обеспечивает одновременное увлажнение и мойку воздуха, расширяя ассортимент компактных автономных приборов, предназначенных для размещения на горизонтальных поверхностях и обладающих возможностью индикации уровня воды.
Кроме того, при использовании заявляемого устройства пользователь может получить информацию о промежуточных значениях наполненности водой, а не только о максимальном наполнении, как в устройстве по прототипу. Таким образом, заявляемое решение улучшает контроль бесперебойной работы устройства для мойки и увлажнения воздуха, т.е. повышает эффективности индикации изменения уровня воды в процессе его дистанционного контроля.  Также заявляемое устройство сокращает трудозатраты на обслуживание устройства.