Патент на изобретение №2228134

(54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ПЫЛЕСОС С ДВУМЯ ЖИДКОСТНЫМИ ФИЛЬТРАМИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ СУХОЙ И ВЛАЖНОЙ УБОРКИ ПОМЕЩЕНИЯ – ПЫЛЕСОС “БАКРИ”

(57) Реферат:

Пылесос относится к пылеуборочной технике и может быть использован в бытовых и производственных помещениях для сухой и влажной очистки от пыли, грязи. Кроме того, он может быть использован как воздухоочиститель, работающий в периодическом и непрерывном режимах. Пылесос содержит корпус, в котором встроены два жидкостных фильтра грубой и тонкой очистки воздуха: первый статический, второй центробежный, сблокированный с крыльчаткой вентилятора, образуя, тем самым, исполнительный механизм с возможностью получения баллоэлектрического эффекта. Прозрачный или непрозрачный сосуд для жидкости, снабженный патрубком, выполнен как тело вращения, цилиндрическая стенка которого имеет верхний и нижний отгибы вовнутрь, переходящие в две цилиндрические поверхности, причем верхняя опущена в жидкость с образованием статического фильтра, а нижняя, с наклонным в диаметральном разрезе дном изгиба, переходит в конусообразное дно сосуда. К низу крышки верхнего корпуса на нескольких стойках укреплена сферообразная тонкостенная оболочка, опущенная в сосуд ниже стенки верхнего изгиба, на которой закреплен уровнемер и трубка для подачи жидкости к устройству для влажной уборки помещения. Установленные на внутренней стенке корпуса и на тонкостенной оболочке в корпусе кольцеобразные наклонные отражатели обеспечивают возможность зигзагообразного движения воздуха и придание пылесосу антибарботационных и антиколебательных (при движении) свойств. Все указанные выше детали и узлы имеют одну вертикальную ось симметрии. Укомплектование пылесоса дополнительной съемной насадкой обеспечивает при реверсе электродвигателя опорожнение сосуда во время уборки и после уборки помещения, а уровнемер – заполнение жидкостью до необходимого объема. Особенностью пылесоса является то, что он может работать в качестве воздухоочистителя в непрерывном режиме при подсоединении его к водной магистрали и канализации или к отстойнику. 5 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к пылеуборочной, напольной, передвижной (неподвижной) технике и может быть использовано в бытовых и производственных условиях для периодической очистки помещений и предметов различного назначения, находящихся в них, от пыли и грязи. Оно может периодически применяться и для очистки загрязненного воздуха в бытовых и производственных помещениях, а в стационарном варианте – как воздухоочистительный аппарат, работающий в автоматическом непрерывном режиме.

Первый пылесос с жидкостным фильтром был изобретен в США в 1932 году [1]. С тех пор изделия данного класса постоянно совершенствовались, так как жидкостные фильтры, установленные в пылесосы, по сравнению с сухими, обладают рядом преимуществ: высокой степенью очистки воды при относительно малом сопротивлении воздушному потоку (более высоким кпд), экономически и конструктивно более рациональным способом удаления собранной пыли, отсутствием вероятности заболевания аллергией и т.д.

В настоящее время наиболее распространенными и пользующимися спросом на рынке бытовой техники являются пылесосы DELONGHI [2], AURA ROBOCLEAN [3] и пылесосы других марок. В водяном газоочистительном аппарате “Nassreinigunggerat” [4] также применяется статический жидкостный фильтр.

Заявленный пылесос не имеет аналогов в силу того что все известные пылесосы не являются автоматическими пылесосами с двумя жидкостными фильтрами, используемыми для сухой и влажной уборки помещения.

В настоящее время в пылесосах для тонкой фильтрации воздуха широко применяются фильтры, условное обозначение которых “НЕРА-фильтры”, (а именно High Efficiency Particulate Air), являющиеся высокотермостойкими, проницаемыми для водорода, кислорода, водяного пара и СО₂, но удерживающими аэрозоли и твердые частицы от инертизирующего вещества.

Задачей изобретения является создание автоматического пылесоса с двумя жидкостными фильтрами, используемого для сухой и влажной уборки помещения, и выражается в совокупности существенных признаков, достаточной для достижения обеспечиваемого изобретением технического результата.

Этот результат достигается тем, что автоматический пылесос с двумя жидкостными фильтрами, используемый для сухой и влажной уборки помещения, укомплектован гибким шлангом, телескопической удлинительной трубкой, набором насадок и трубкой небольшого диаметра для подачи рабочей жидкости к устройству для влажной уборки и содержащий нижний корпус, являющийся пылесборником и имеющий пластмассовое или металлическое основание с вращающимися колесиками или без них и вставленный в посадочное место прозрачный или непрозрачный съемный сосуд для жидкости, выполненный в форме тела вращения, наружная цилиндрическая стенка которого имеет С-образную форму, загнутую краями внутрь сосуда, переходящими в две цилиндрические или конусообразные поверхности, концентричные наружной стенке, при этом стенка, являющаяся продолжением верхнего изгиба, опущена ниже поверхности расчетного уровня заливаемой в сосуд жидкости с образованием статического фильтра грубой очистки воздуха, стенка нижнего изгиба плавно переходит в конусообразное горизонтальное дно сосуда выпуклостью вверх, а дно нижнего изгиба в диаметральном разрезе монотонно опущено вниз с увеличением высоты наружной стенки до максимального значения, определяющего место установки наклонного цилиндрического патрубка, ось которого проходит одновременно через две точки, одна из которых находится на или выше точки пересечения уровня поверхности залитой в сосуд жидкости с наружной стенкой, а вторая точка является самой нижней точкой сосуда, расположенной на нижнем изгибе, причем патрубок имеет замок для подсоединения гибкого шланга, при этом сосуд герметично соединен по периметру стыка быстроразъемными замками с верхним корпусом, имеющим ручку, пульт управления, реверсивный электродвигатель с постоянной или изменяемой мощностью, установленный выходным валом вниз вертикально по оси симметрии и на амортизаторах на круглой горизонтальной платформе и в тонкостенной трубе, закрепленной вертикально в крышке верхнего корпуса вдоль его оси симметрии и сужающейся кверху с образованием посадочного места для установки НЕРА-фильтра и выходной решетки и с одновременным сгибанием с достаточным для прохода воздуха зазором тонкостенного стакана обтекаемой формы, обеспечивающего герметичность отсека привода и отвод выделяемой при работе электродвигателя тепловой энергии, при этом стакан поджат винтами к платформе, равной или большей диаметра стакана и прикрепленной равномерно расположенными по ее окружности жесткими радиальными ребрами к внутренним стенкам трубы с образованием рабочей площади из кольцеобразных пазов для воздуха, приводимого в движение исполнительным механизмом, который предназначен для обеспечения мощности всасывания и тонкой фильтрации воздуха, жестко закреплен на выходном валу электродвигателя с гарантированным зазором между внутренними стенками трубы по вертикали и дном прозрачного сосуда по горизонтали и имеет крыльчатку с горизонтальными лопастями, сблокированную с центробежным жидкостным фильтром тонкой очистки воздуха, с вертикальной осью симметрии, состоящим из двух тонких круглых листов тарельчатой или плоской формы, диаметр которых равен или меньше внутреннего диаметра кольцеобразного паза для прохода воздуха, при этом между листами установлены определяющие расстояние между ними вертикальные лопатки плоской формы, направленные радиально или под углом к радиусу, или криволинейной формы, или с образованием суживающегося к наружному диаметру сопла, причем на сплошном верхнем листе, имеющем конусообразный обтекаемый выступ вершиной вниз, установлено переходное кольцо, обеспечивающее соосное крепление фильтра к крыльчатке снизу, а на имеющем отверстие нижнем листе закреплен опущенный в жидкость конусообразный патрубок, внутренняя поверхность которого может быть гладкой или имеет несколько винтообразных пазов, при этом нижняя часть тонкостенной трубы выполнена с возможностью отражения падающего на нее горизонтального потока жидкости под заданным углом, или укороченной по высоте для пропускания потока до соударения с дополнительным кольцом, укрепленным на стойках к низу крышки верхнего корпуса, или с кольцом на внутренней стенке корпуса, при этом все контактирующие с жидкостью поверхности выполнены гладкими или ребристыми для получения баллоэлектрического эффекта, к низу крышки верхнего корпуса на стойках соосно с его вертикальной осью симметрии закреплена сферообразная тонкостенная оболочка, опущенная своей широкой частью, например цилиндрической формы, в прозрачный сосуд ниже уровня внутренней стенки верхнего изгиба и патрубка центробежного фильтра, при этом верхняя часть патрубка проходит через отверстие на вершине оболочки, имеющей зазор относительно патрубка и нижнего листа фильтра, а на внутренней ее стороне закреплены уровнемер с возможностью автоматизации управления, и трубка, опущенная ниже расчетного уровня заливаемой в сосуд жидкости с возможностью подсоединения ее снаружи к устройству влажной уборки помещения или подсоединения к водной магистрали трубкой со встроенным автоматическим клапаном с помощью установленного на крышке верхнего корпуса штуцера, с которым она герметично соединена изнутри.

Исполнительный механизм и сосуд с наклонным патрубком расположены на одной вертикальной оси симметрии, и пылесос укомплектован дополнительной съемной насадкой, имеющей фиксируемое в патрубке основание, через которое проходит составная трубка, закрепленная в нем так, что ее конец проецируется с небольшим зазором в самую низкую точку изгиба сосуда, а верхняя гибкая часть трубки имеет длину, достаточную для возможного слива имеющейся в сосуде жидкости в канализацию, и снабжена переходной втулкой для крепления к крану.

Исполнительный механизм и сосуд с наклонным патрубком расположены на одной вертикальной оси симметрии, сосуд с наклонным патрубком выполнен в форме тела вращения С-образной формы, дно нижнего изгиба которого в диаметральном разрезе монотонно опущено вниз, при этом на внутренней стороне оболочки закреплена трубка, соединенная изнутри герметично со штуцером, установленным на крышке, сосуд имеет установленный в его наинизшей точке дополнительный вертикальный патрубок слива, к которому подсоединена трубка со встроенным автоматическим клапаном с возможностью слива жидкости через второй ее конец в канализацию или в отстойник, причем закрепленная на оболочке трубка имеет возможность подсоединения через штуцер трубкой с клапаном к водной магистрали или трубкой с помпой – к отстойнику.

Исполнительный механизм и сосуд с наклонным патрубком расположены на одной вертикальной оси симметрии, на стойках к низу верхней крышки соосно с осью симметрии закреплена оболочка, а на внутренней стенке верхнего корпуса в горизонтальной плоскости герметично по периметру стыка над верхним изгибом сосуда дополнительно установлен по меньшей мере один листовой кольцеобразный наклонный отражатель с внутренним диаметром, меньшим диаметра стенки изгиба и большим максимального диаметра оболочки, на которой зафиксирован по меньшей мере один аналогичный отражатель с наружным диаметром, большим внутреннего диаметра установленного на внутренней стенке верхнего корпуса отражателя, при этом отражатели перекрывают друг друга по вертикали с гарантированным зазором для обеспечения возможности зигзагообразного движения воздуха.

Исполнительный механизм и сосуд с наклонным патрубком расположены на одной вертикальной оси симметрии, ниже кольца на внутренней стенке расположен кольцевой, корытообразный в сечении желоб с возможностью отражения в него водяного потока фильтра, при этом желоб имеет в дне вертикальную трубку или трубки, опущенные в сосуд.

Перечень фигур чертежей

На фиг.1 изображен предлагаемый пылесос, аксонометрическое изображение.

На фиг.2 изображен предлагаемый пылесос, разрез общего вида.

На фиг.3 изображен предлагаемый пылесос без колес в стационарном варианте исполнения, оболочка с широкой частью цилиндрической формы.

На фиг.4 дано аксонометрическое изображение сосуда для жидкости.

На фиг.5 – сечение А-А на фиг.2.

На фиг.6 – аксонометрическое изображение центробежного жидкостного фильтра.

На фиг.7 – сечение Б-Б на фиг.2, лопатки прямолинейные.

На фиг.8 – сечение Б-Б на фиг.2, лопатки криволинейные.

На фиг.9 – сечение Б-Б на фиг.2, суживающееся сопло.

На фиг.10 – вырыв на фиг.3, показана укороченная труба с дополнительным кольцом.

На фиг.11 – вырыв на фиг.3, показана укороченная труба с кольцом на корпусе.

На фиг.12 – показана дополнительная съемная насадка.

На фиг.13 – показана установка дополнительной съемной насадки.

На фиг.14 – показана установка желоба с трубками.

Автоматический пылесос с двумя жидкостными фильтрами, используемый для сухой и влажной уборки помещения (изображен на фиг.1, 2 и 3), укомплектован гибким шлангом 1, телескопической удлинительной трубкой, набором насадок и трубкой небольшого диаметра для подачи рабочей жидкости к устройству для влажной уборки 2. Он содержит нижний корпус 3, являющийся пылесборником и имеющий пластмассовое или металлическое основание 4 с вращающимися колесиками 5 или без них и вставленный в посадочное место прозрачный или непрозрачный съемный сосуд для жидкости 6. Последний выполнен в форме тела вращения, наружная цилиндрическая стенка которого 7 (см. фиг.4) имеет С-образную форму, загнутую краями внутрь сосуда, переходящими в две цилиндрические или конусообразные поверхности, концентричные наружной стенке, при этом стенка, являющаяся продолжением верхнего изгиба 8, опущена ниже поверхности расчетного уровня заливаемой в сосуд жидкости 9 с образованием статического фильтра. Стенка нижнего изгиба 10 плавно переходит в конусообразное горизонтальное дно сосуда 11 выпуклостью вверх под углом , равным 2-5. Дно нижнего изгиба 10 в диаметральном разрезе монотонно опущено вниз под углом , равным 3-7, с увеличением высоты наружной стенки 7 до максимального значения, определяющего место установки наклонного цилиндрического патрубка 12. Его ось проходит одновременно через две точки, одна из которых Г находится на или выше точки пересечения уровня поверхности залитой в сосуд жидкости 9 с наружной стенкой 7, а вторая точка Д является самой нижней точкой сосуда, расположенной на нижнем изгибе 10 (см. фиг.2), причем патрубок 12 имеет замок для подсоединения гибкого шланга 1. Сосуд 6 герметично соединен по периметру стыка быстроразъемными замками 13 с верхним корпусом 14 благодаря уплотняющей прокладке 15. Верхний корпус 14 с ручкой 16 и пультом управления 17 имеет реверсивный электродвигатель 18 с постоянной или изменяемой мощностью, установленный выходным валом вниз вертикально по оси симметрии и на амортизаторах на круглой горизонтальной платформе 19 и в тонкостенной трубе 20. Она закреплена вертикально в крышке верхнего корпуса 21 вдоль его оси симметрии и сужается кверху с образованием посадочного места для установки НЕРА-фильтра 22 и выходной решетки 23 и одновременно огибает с достаточным для прохода воздуха зазором тонкостенный стакан обтекаемой формы 24, который обеспечивает герметичность отсека привода 25 и отвод выделяемой при работе электродвигателя тепловой энергии. Стакан поджат винтами к платформе 19, равной или большей диаметра стакана и прикрепленной равномерно расположенными по ее окружности жесткими радиальными ребрами 26 к внутренним стенкам трубы 20 с образованием рабочей площади из кольцеобразных пазов для воздуха 27 (см. фиг.5). Воздух приводится в движение исполнительным механизмом 28, который предназначен для обеспечения мощности всасывания и тонкой фильтрации воздуха, жестко закреплен на выходном валу электродвигателя 18 с гарантированным зазором между внутренними стенками трубы 20 по вертикали и дном прозрачного или непрозрачного сосуда 11 по горизонтали. Этот механизм имеет крыльчатку с горизонтальными лопастями 29, сблокированную с центробежным жидкостным фильтром тонкой очистки 30 (см. фиг.1), с вертикальной осью симметрии. Этот фильтр (см. фиг.6) состоит из двух тонких круглых листов тарельчатой или плоской формы 31 и 32, диаметр которых равен или меньше внутреннего диаметра кольцеобразного паза 27 для прохода воздуха, при этом между листами установлены определяющие расстояние между ними вертикальные лопатки плоской формы 33, направленные радиально, или под углом к радиусу (0<<90) (см. фиг.7), или криволинейной формы 34 (см. фиг.8), или с образованием сужающегося к наружному диаметру сопла 35 (см. фиг.9). Причем на сплошном верхнем листе 31, имеющем конусообразный обтекаемый выступ вершиной вниз 36, установлено переходное кольцо 37, обеспечивающее соосное крепление фильтра к крыльчатке 29 снизу, а на имеющем отверстие нижнем листе 32 закреплен опущенный в жидкость конусообразный патрубок 38, внутренняя поверхность которого выполнена гладкой или имеет несколько винтообразных пазов. Нижняя часть тонкостенной трубы 20 выполнена с возможностью отражения падающего на нее горизонтального потока жидкости под заданным углом с возможностью изменения в пределах 0<90 (см. фиг.3) или укороченной по высоте для пропускания потока до соударения с дополнительным кольцом 39 (см. фиг.10), укрепленным на стойках 40 к низу крышки верхнего корпуса 21, или с кольцом 41 на внутренней стенке корпуса 14. Все контактирующие с жидкостью поверхности выполнены гладкими или ребристыми для получения баллоэлектрического эффекта. К низу крышки верхнего корпуса 21 на стойках 40 соосно с его вертикальной осью симметрии закреплена сферообразная тонкостенная оболочка 42 (см. фиг.2 и 3), опущенная своей широкой частью, например цилиндрической формы, в прозрачный сосуд 6 ниже уровня внутренней стенки верхнего изгиба 8 и патрубка центробежного фильтра 38. Его верхняя часть проходит через отверстие на вершине оболочки 42, имеющей зазор относительно патрубка и нижнего листа фильтра 32. На ее внутренней стороне закреплены уровнемер 43 с возможностью автоматизации управления и трубка 44, опущенная ниже расчетного уровня заливаемой в сосуд жидкости 9 с возможностью подсоединения ее снаружи к устройству влажной уборки помещения трубкой 2 или подсоединения к водной магистрали трубкой со встроенным автоматическим клапаном 45 с помощью установленного на крышке верхнего корпуса штуцера 46, с которым она герметично соединена изнутри.

Пылесос укомплектован дополнительной съемной насадкой 47 (см. фиг.12), имеющей основание 48, фиксируемое в наклонном патрубке сосуда 12 (см. фиг.13), через которое проходит составная трубка, закрепленная в нем так, что ее конец 49 проецируется с небольшим зазором в самую низкую точку изгиба сосуда Д (см. фиг.2), а верхняя гибкая часть трубки 50 имеет длину, достаточную для возможного слива имеющейся в сосуде жидкости 9 в канализацию, и снабжена переходной втулкой 51 для крепления к крану.

В стационарном варианте изготовления пылесоса (допустимо без колес) (см. фиг.3) его сосуд с наклонным патрубком 6, дно нижнего изгиба 10 которого монотонно опущено вниз, имеет установленный в его наинизшей точке дополнительный вертикальный патрубок слива 52. К нему подсоединена трубка 53 со встроенным автоматическим клапаном с возможностью слива жидкости через второй ее конец в канализацию или в отстойник, причем закрепленная на оболочке трубка 44 имеет возможность подсоединения через штуцер 46 трубкой с клапаном 45 к водной магистрали или трубкой с помпой 54 – к отстойнику.

На внутренней стенке верхнего корпуса 14 в горизонтальной плоскости герметично по периметру стыка над верхним изгибом сосуда 6 дополнительно установлен по меньшей мере один листовой кольцеобразный наклонный (угол , равный 2-5) отражатель 55 (см. фиг.3) с внутренним диаметром, меньшим диаметра стенки изгиба 8 и большим максимального диаметра оболочки 42, на которой зафиксирован по меньшей мере один аналогичный отражатель 56 с наружным диаметром, большим внутреннего диаметра установленного на внутренней стенке верхнего корпуса отражателя 55, при этом отражатели 55 и 56 перекрывают друг друга по вертикали с гарантированным зазором для обеспечения возможности зигзагообразного движения воздуха и возможности гашения барботации жидкости, возникающей при работе вентилятора, так и ее колебания в сосуде 6 при перемещении пылесоса по полу.

Ниже кольца на внутренней стенке корпуса 14 может быть расположен кольцевой, корытообразный в сечении желоб 57 (см. фиг.14) с возможностью отражения в него водяного потока фильтра, при этом желоб имеет в дне вертикальную трубку или трубки 58, опущенные в сосуд 6.

Устройство используют в двух режимах работы: периодическом, с перемещением по полу, очищая от пыли и грязи как само помещение, так и предметы, находящиеся в нем, а без насадок и гибкого шланга – как воздухоочиститель помещения. Во втором – стационарном, непрерывном, автоматическом, с постоянным подсоединением к водной магистрали и к канализации или отстойнику, используя аппарат только в роли воздухоочистителя.

При работе в первом режиме необходимо зафиксировать на патрубке 12, снабженном замком, съемную насадку 47 и переместить пылесос к сосуду или, наоборот, сосуд поднести к пылесосу. В сосуд налить жидкость, возможно заранее отфильтрованную, дезодорированную, с ароматическими маслами. При установке насадки 47 конец составной трубки 49 проецируется с небольшим зазором в самую низкую точку изгиба сосуда пылесоса 6. Верхнюю гибкую часть трубки 50 следует подсоединить к водопроводному крану посредством переходной втулки 51 или опустить ее в сосуд с налитой жидкостью. Для подготовки пылесоса к работе вставить электрический шнур в сетевую розетку вилкой 59 и нажать кнопку “Залив жидкости”. В первом случае приводится в действие крыльчатка вентилятора 29 (возможно, не на полную мощность), и за счет разрежения жидкость 9 всасывается в сосуд 6 в объеме, ограниченном уровнемером 43, который дает команду на останов электродвигателя 18, при одновременном сопровождении световым и звуковым сигналами, свидетельствующими об окончании залива жидкости в заданном объеме в пылесос. Более простое и дешевое решение: в сосуд заливается тарированный объем жидкости (2,5, 3 л), которая по трубке 45 полностью засасывается в пылесос без использования уровнемера 43. Во втором случае необходимо открыть кран, и клапан трубки 45 автоматически по команде уровнемера 43 перекроет подачу жидкости в сосуд 6 пылесоса.

Для начала работы с пылесосом необходимо заменить насадку 47 на гибкий шланг 1, к которому должны быть подсоединены традиционные для пылесосов приспособления и насадки (см. фиг.2). При включении пылесоса в работу мощность всасывания заставляет воздух вместе с пылью и грязью перемещаться от насадки по телескопической трубке, гибкому шлангу 1, через статический фильтр грубой очистки сосуда 6, центробежный фильтр тонкой очистки 30, вдоль внутренних стенок тонкостенной трубы 20, НЕРА-фильтр 22 (устанавливается при необходимости тончайшей очистки воздуха), решетку 23 и снова возвращаться уже очищенным и увлажненным в помещение. При влажной уборке к гибкому шлангу 1 присоединяется устройство для влажной уборки, а посредством трубки 2 оно подсоединяется к штуцеру 46, и помпой этого устройства жидкость по трубке подается из сосуда 6 на вращающиеся валики, которые сначала наносят чистую жидкость на очищаемую поверхность, а затем собирают ее и с пылью и грязью снова направляют в сосуд 6 через шланг 1. При использовании пылесоса как воздухоочистителя сам принцип очистки воздуха не меняется. Конструктивной особенностью сосуда 6 является следующее. Засасываемый грязный воздух равномерно распределяется над жидкостью 9 по всей кольцевой поверхности под крышей верхнего изгиба 8 и достаточно небольшого разрежения внутри пылесоса, например, 0,05 ат при глубине погружения стенки на 50 мм, чтобы воздух, преодолев небольшую силу сцепления между материалом, из которого выполнен сосуд 6, и жидкостью, направился бы сначала вниз вдоль стенки, оставляя при этом крупные и средние частицы грязи на дне нижнего изгиба 10, а затем, обогнув ее, резко вверх, создавая барботацию (пузырьковый эффект) на выходе из жидкости. Ее интенсивность, пропорциональная полезной мощности вентилятора, гасится путем установки дополнительных кольцеобразных отражателей 55, 56 (см. фиг.3), о которые брызги, ударяясь, отлетают обратно вниз, а воздух, обогнув их, направляется далее к фильтру 30. Полезную же мощность пылесоса можно увеличить до достаточной величины, в отличие от динамического молекулярного сепаратора [3], который эту возможность ограничивает. Второй особенностью сосуда 6 является монотонный наклон дна нижнего изгиба 10 в сторону патрубка 12 под углом , равным 2-5, достаточным для автоматического слива грязной жидкости из сосуда. Конический патрубок 38 фильтра 30, вращаясь, приводит во вращение и жидкость 9 в сосуде 6, одновременно поджимая за счет своей формы ее ко дну 11 и, таким образом, играет роль ротора центрифуги, заставляя частички грязи и пыли смещаться, как более тяжелые фракции, к внутренней поверхности стенки 7 и располагаться по всему ее периметру, одновременно опускаясь вниз и осаживаясь на дно кольцевого, наклонного углубления 10, где вращение жидкости отсутствует. В то же время скапливающаяся в центре сосуда наиболее чистая жидкость 9 силой трения о внутренние стенки патрубка 38 засасывается и, поднявшись вверх, попадает сначала на плоскую кольцевую поверхность нижнего листа 32. За тем она равномерно распределяется конусным выступом 36 по лопаткам 33, 34 или по соплам 35 и, разогнавшись по их рабочей поверхности до скорости, размер которой зависит от конфигурации лопаток, габаритных размеров круглых листов фильтра 31, 32, угла конуса патрубка 38, числа оборотов выходного вала электродвигателя 18, вылетает из фильтра в виде сформированного по высоте непрерывного горизонтального водяного потока 60. Требования к этому потоку: он должен обладать такой суммарной кинетической энергией, которая достаточна не только для выбивания мельчайших частиц пыли и грязи, оставшихся в воздушном потоке после первой грубой фильтрации, двигающегося в вертикальном направлении снизу вверх (см. фиг.2 и 3), но и поменять их движение на совместное с мельчайшими частицами жидкости в горизонтальном направлении. Конечная цель: или соударение горизонтального потока жидкости 60 с нижней частью трубы 20 под углом (см. фиг.3) с одновременным получением баллоэлектрического эффекта [6], или пропуск его за пределы трубы до соударения с кольцом 39, укрепленного на стойках 40, а при отсутствии кольца – с кольцом 41 на внутренней стенке верхнего корпуса 14. Суть указанного эффекта в том, что при распылении и разбрызгивании воды у горных рек и водопадов в результате разрыва дипольных молекул капель воды образуются гидроионы, которые, подхваченные, в нашем случае, потоком воздуха, могут благоприятно повлиять на состав воздуха помещения. В зависимости от класса изделия и его стоимости можно повысить качество тонкой фильтрации, но в любом случае, как показали проведенные эксперименты, необходимо, чтобы линейная скорость каждой элементарной частицы жидкости V была бы не менее чем в 25-30 раз больше скорости движения воздуха, а следовательно, и частиц пыли и грязи, с тем чтобы их энергии разнились уже почти на 510² раза, условно приняв, что массы частиц жидкости и пыли равны между собой. Известно, что кинетическая энергия W любого тела, имеющего массу, равна

Фактически фильтр 30 создает своеобразное центробежное “водяное решето” на пути воздушного потока загрязненного воздуха, которое он сможет увлечь за собой при соблюдении указанного выше условия (“эффект Кримана”), и параметры которого разработчик устройства имеет возможность рассчитать и оптимизировать. Действительно, прикидочные расчеты показывают следующее. Предположим, что внутренний диаметр трубы 20 равен D=0,2 м, наружный диаметр круглых листов 31, 32 фильтра 30 D₁=0,14 м, внутренний диаметр гибкого шланга 1 D₃=0,04 м, число оборотов выходного вала электродвигателя n=3000 об/мин, скорость движения засасываемого воздуха по шлангу 1, фактически определяющую полезную мощность пылесоса, примем равной 5 м/с. Тогда скорость движения воздуха в районе фильтра 30 будет равна 0,55 м/с, так как его рабочая зона по площади в 9 раз больше площади сечения гибкого шланга, производительность вентилятора (объем всасываемого воздуха) 22 м³/ч, угловая скорость равна 10² /с, переносная скорость точки М (см фиг.8) V_е равна 23,5 м/с, относительная скорость V_r~10 м/с. Абсолютная скорость, срывающегося с лопаток 34 потока жидкости, тогда будет равна векторной сумме ее переносной и относительной скоростей, т.е.~40 м/с [7]. Необходимо, чтобы направление вектора абсолютной скорости совпадало бы с радиусом трубы 20 (см. фиг.8). Увеличивая число оборотов выходного вала электродвигателя 18 до, например, 15000-20000 об/мин, можно, не изменяя полезной мощности пылесоса, путем уменьшения угла наклона лопаток крыльчатки 29, повысить уровень фильтрации воздуха или, наоборот, повысить полезную мощность устройства, но несколько уменьшить качество фильтрации. При увеличении мощности всасывания существует возможность уменьшить барботацию на выходе воздуха после фильтра грубой очистки путем установки дополнительного кольцевого наклонного отражателя (см. фиг.3). В этом случае жидкость, подхваченная воздушным кольцевым потоком, будет отражаться от его поверхности вниз, а воздух, обогнув ее, направится в направлении трубы 20 и рабочей зоны фильтра 30.

После проведения очистки помещения от пыли и грязи или во время ее проведения необходимо опорожнить сосуд пылесоса от загрязненной жидкости. В отличие от известных конструктивных решений рассматриваемое устройство позволяет провести данную процедуру не разбирая аппарата. Для этого необходимо заменить гибкий шланг 1, установленный на патрубке 12, на насадку 47 и ее гибкую трубку 50 опустить в канализацию. После нажатия кнопки “Слив жидкости” включается в работу электродвигатель 18 (возможно не на полную мощность) в направлении, обратном рабочему, и, создав противодавление, тем самым выталкивает всю жидкость, имеющуюся в сосуде 6, в канализацию, чему способствует наклон кольцевого дна нижнего изгиба, заставляющий ее смещаться и концентрироваться в самой низкой точке сосуда, над которой с небольшим зазором, не более 5-7 мм, размещен жесткий конец трубки 49. Процедуру “Залив жидкости” (см. выше) и “Слив жидкости” при необходимости можно повторить несколько раз.

Известные жидкостные пылесосы, не имеющие аромата, называемого “запах пылесоса”, применяются в прерывистом режиме работы в качестве воздухоочистителей и увлажнителей воздуха помещения, о чем имеются соответствующие указания в их эксплуатационной документации. Однако только предлагаемое устройство позволяет использовать его как воздухоочиститель в непрерывном режиме работы (см. фиг.3). С этой целью сосуд 6 должен быть снабжен сливной трубкой 52, второй конец которой опущен в канализацию или в отстойник, по которой самотеком при периодическом срабатывании клапана 61 стекает грязная жидкость. Одновременно чистая жидкость до соответствующего ее объема в сосуде 6, контролируемом уровнемером 43 автоматически, по мере необходимости, подается по трубке с клапаном 45 или помпой 54, один конец которой одет на штуцер 46, а второй подсоединен к водной магистрали (клапан) или к отстойнику (помпа). Непрерывный режим работы устройства требует его стационарной установки, поэтому наличие колес в основании 4 необязательно.

ЛИТЕРАТУРА

1. Патент США №1839582, кл. А 47 L 9/18, 1932 г.

2. Проспект на пылесос “DELONGHI”.

3. Статья “Пожирающие пыль”. “Аргументы и факты”, №49, 2002.

4. Европейский патент ЕР 0740922131, кл. А 47 L 9/18, 05.05.1995 г.

5. Европейский патент ЕР 1219223 А2, кл. А 47 L 9/18, 25.12.2000 г.

6. БМЭ, изд. 3-е, т.2, “Аэроионизация”. М.: Совэнциклопедия, 1975.

7. Б.М.Яворский и А.А.Детлаф. Справочник по физике. М., 1968.

Формула изобретения

1. Автоматический пылесос с двумя жидкостными фильтрами, используемый для сухой и влажной уборки помещения, укомплектованный гибким шлангом, телескопической удлинительной трубкой, набором насадок и трубкой небольшого диаметра для подачи рабочей жидкости к устройству для влажной уборки и содержащий нижний корпус, являющийся пылесборником и имеющий пластмассовое или металлическое основание с вращающимися колесиками или без них и вставленный в посадочное место прозрачный или непрозрачный съемный сосуд для жидкости, выполненный в форме тела вращения, наружная цилиндрическая стенка которого имеет С-образную форму, загнутую краями внутрь сосуда, переходящими в две цилиндрические или конусообразные поверхности, концентричные наружной стенке, при этом стенка, являющаяся продолжением верхнего изгиба, опущена ниже поверхности расчетного уровня заливаемой в сосуд жидкости с образованием статического фильтра грубой очистки воздуха, стенка нижнего изгиба плавно переходит в конусообразное горизонтальное дно сосуда выпуклостью вверх, а дно нижнего изгиба в диаметральном разрезе монотонно опущено вниз с увеличением высоты наружной стенки до максимального значения, определяющего место установки наклонного цилиндрического патрубка, ось которого проходит одновременно через две точки, одна из которых находится на или выше точки пересечения уровня поверхности залитой в сосуд жидкости с наружной стенкой, а вторая точка является самой нижней точкой сосуда, расположенной на нижнем изгибе, причем патрубок имеет замок для подсоединения гибкого шланга, при этом сосуд герметично соединен по периметру стыка быстроразъемными замками с верхним корпусом, имеющим ручку, пульт управления, реверсивный электродвигатель с постоянной или изменяемой мощностью, установленный выходным валом вниз вертикально по оси симметрии и на амортизаторах на круглой горизонтальной платформе и в тонкостенной трубе, закрепленной вертикально в крышке верхнего корпуса вдоль его оси симметрии и сужающейся кверху с образованием посадочного места для установки НЕРА-фильтра и выходной решетки и с одновременным огибанием с достаточным для прохода воздуха зазором тонкостенного стакана обтекаемой формы, обеспечивающего герметичность отсека привода и отвод выделяемой при работе электродвигателя тепловой энергии, при этом стакан поджат винтами к платформе, равной или большей диаметра стакана и прикрепленной равномерно расположенными по ее окружности жесткими радиальными ребрами к внутренним стенкам трубы с образованием рабочей площади из кольцеобразных пазов для воздуха, приводимого в движение исполнительным механизмом, который предназначен для обеспечения мощности всасывания и тонкой фильтрации воздуха, жестко закреплен на выходном валу электродвигателя с гарантированным зазором между внутренними стенками трубы по вертикали и дном прозрачного сосуда по горизонтали и имеет крыльчатку с горизонтальными лопастями, сблокированную с центробежным жидкостным фильтром тонкой очистки воздуха с вертикальной осью симметрии, состоящим из двух тонких круглых листов тарельчатой или плоской формы, диаметр которых равен или меньше внутреннего диаметра кольцеобразного паза для прохода воздуха, при этом между листами установлены определяющие расстояние между ними вертикальные лопатки плоской формы, направленные радиально или под углом к радиусу, или криволинейной формы, или с образованием сужающегося к наружному диаметру сопла, причем на сплошном верхнем листе, имеющем конусообразный обтекаемый выступ вершиной вниз, установлено переходное кольцо, обеспечивающее соосное крепление фильтра к крыльчатке снизу, а на имеющем отверстие нижнем листе закреплен опущенный в жидкость конусообразный патрубок, внутренняя поверхность которого выполнена гладкой или имеет несколько винтообразных пазов, при этом нижняя часть тонкостенной трубы выполнена с возможностью отражения падающего на нее горизонтального потока жидкости под заданным углом или укороченной по высоте для пропускания потока до соударения с дополнительным кольцом, укрепленным на стойках к низу крышки верхнего корпуса, или с кольцом на внутренней стенке корпуса, все контактирующие с жидкостью поверхности выполнены гладкими или ребристыми для получения баллоэлектрического эффекта, а к низу крышки верхнего корпуса на стойках соосно с его вертикальной осью симметрии закреплена сферообразная тонкостенная оболочка, опущенная своей широкой частью в прозрачный сосуд ниже уровня внутренней стенки верхнего изгиба и патрубка центробежного фильтра, при этом верхняя часть патрубка проходит через отверстие на вершине оболочки, имеющей зазор относительно патрубка и нижнего листа фильтра, а на внутренней ее стороне закреплены уровнемер с возможностью автоматизации управления и трубка, опущенная ниже расчетного уровня заливаемой в сосуд жидкости с возможностью подсоединения ее снаружи к устройству влажной уборки помещения или подсоединения к водной магистрали трубкой со встроенным автоматическим клапаном с помощью установленного на крышке верхнего корпуса штуцера, с которым она герметично соединена изнутри.

2. Пылесос по п.1, в котором исполнительный механизм и сосуд с наклонным патрубком расположены на одной вертикальной оси симметрии и который укомплектован дополнительной съемной насадкой, имеющей фиксируемое в патрубке основание, через которое проходит составная трубка, закрепленная в нем так, что ее конец проецируется с небольшим зазором в самую низкую точку изгиба сосуда, а верхняя гибкая часть трубки имеет длину, достаточную для возможного слива имеющейся в сосуде жидкости в канализацию, и снабжена переходной втулкой для крепления к крану.

3. Пылесос по п.1, в котором исполнительный механизм и сосуд с наклонным патрубком расположены на одной вертикальной оси симметрии, дно нижнего изгиба сосуда с наклонным патрубком в диаметральном разрезе монотонно опущено вниз, при этом на внутренней стороне оболочки закреплена трубка, соединенная изнутри герметично со штуцером, установленным на крышке, сосуд имеет установленный в его наинизшей точке дополнительный вертикальный патрубок слива, к которому подсоединена трубка со встроенным автоматическим клапаном с возможностью слива жидкости через второй ее конец в канализацию или в отстойник, причем закрепленная на оболочке трубка имеет возможность подсоединения через штуцер трубкой с клапаном к водной магистрали или трубкой с помпой – к отстойнику.

4. Пылесос по п.1, в котором исполнительный механизм и сосуд с наклонным патрубком расположены на одной вертикальной оси симметрии, а на внутренней стенке верхнего корпуса в горизонтальной плоскости герметично по периметру стыка над верхним изгибом сосуда дополнительно установлен по меньшей мере один листовой кольцеобразный наклонный отражатель с внутренним диаметром, меньшим диаметра стенки изгиба и большим максимального диаметра оболочки, на которой зафиксирован по меньшей мере один аналогичный отражатель с наружным диаметром, большим внутреннего диаметра установленного на внутренней стенке верхнего корпуса отражателя, при этом отражатели перекрывают друг друга по вертикали с гарантированным зазором для обеспечения возможности зигзагообразного движения воздуха.

5. Пылесос по п.1, в котором исполнительный механизм и сосуд с наклонным патрубком расположены на одной вертикальной оси симметрии, на стойках к низу верхней крышки соосно с осью симметрии закреплена оболочка, а ниже кольца на внутренней стенке расположен кольцевой, корытообразный в сечении желоб с возможностью отражения в него водяного потока фильтра, при этом желоб имеет в дне вертикальную трубку или трубки, опущенные в сосуд.

6. Пылесос по п.1, в котором опущенная в прозрачный сосуд широкая часть оболочки имеет цилиндрическую форму.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 27.02.2008

Извещение опубликовано: 10.03.2010 БИ: 07/2010