Принцип работы турбины пылесоса

Обновлено: 14.05.2024

Пылесос — это высокотехнологичный и компактный агрегат для уборки мусора. Он быстро и эффективно устраняет пыль и загрязнения с поверхности посредством всасывания и фильтрации потоков воздуха. Ниже рассмотрим устройство пылесоса, а также его основные разновидности.

Как устроен

Конструкция пылесоса включает в себя следующие элементы:

Корпус. В нем содержится силовой агрегат и другие механизмы. Изготавливается из пластика либо металла.
Насос. Создает разряженные воздушные потоки, то есть воздух с низкой плотностью. В действие его приводит коллекторный электромотор.
Фильтры. Собирают пыль и грязь в отдельный мешок. Периодически их нужно очищать от мелких частиц.
Электродвигатель. Активизирует центробежный компрессор, который в свою очередь создает разрежение и прокачивает воздух. Современная схема прибора предусматривает наличие мотора мощностью от 1,5 тысячи ватт.
Щетки. Позволяют интенсивнее чистить поверхности.
Шланг. Транспортирует собранный мусор внутрь устройства.

Насадки

Данные компоненты предназначены для сборки мусора и расширяют функционал оборудования.

Существует несколько разновидностей насадок. К примеру, универсальная модель дает возможность чистить ковры, подоконники, удалять пыль со шкафов и иных поверхностей.

Для очистки ковровых и шерстяных покрытий используют турбощетку.

Цилиндрический валик позволяет устранять загрязнения с бытовых приборов, растений и люстр.

Моющие устройства снабжаются вакуумными насадками, которые подают жидкость и средства для мытья к поверхности уборки, а затем удаляют грязную смесь.

Металлический мусор собирают посредством электромагнитных вставок, притягивающих частицы из металла и удерживающих их до выключения питания. После остановки пылесоса собранные элементы втягиваются воздушным потоком.

Принцип работы

Понять, как работает прибор, довольно просто. После включения пылесоса в работу приводится силовой агрегат, создающий разреженный воздух внутри корпуса. Это приводит к засасыванию воздушных потоков через шланг вместе с грязью и пылью.

Загрязненный поток проходит в мешок-пылесборник, одна его часть остается в мешке, а мелкие частицы перемещаются в систему фильтрации тонкой очистки, которая состоит из плотного материала.

Важно! Благодаря этому воздух возвращается в комнату из пылесоса полностью очищенным от взвешенных частиц.

Отличия разных видов пылесосов от традиционного

В классическом пылесосе пылесборник сделан в форме обычного мешка, который требуется часто освобождать от скопившегося мусора, что крайне неудобно.

Популярность также приобрела модель с аквафильтром, оснащенная контейнером, заполненным водой. Такой агрегат прекрасно справляется с мелким мусором, но нуждается в регулярном промывании проточной водой и сушке. Хорошо подходит для влажной уборки.

Бывает ручной агрегат, применяемый преимущественно для очистки салонов автотранспорта, а также одежды и уборки небольших территорий. Аппарат может иметь встроенный аккумулятор и работать автономно. В его конструкции нет всасывающей трубки и шланга, а все насадки закрепляются сразу к корпусу.

Ручной аппарат

В последнее время востребован робот-пылесос. Это компактный круглый агрегат, который самостоятельно передвигается по помещению и эффективно устраняет загрязнения с поверхностей.

Можно делать уборку по расписанию, ведь прибор программируется пультом дистанционного управления или посредством смартфона.

Подпишись на Техносовет в социальных сетях, чтобы ничего не пропустить:

В основе работы пылесосов лежит создание зоны разреженного воздуха внутри корпуса устройства. Благодаря этому мелкий мусор с очищаемых поверхностей всасывается по трубкам и шлангам вместе с принудительно втягиваемым воздушным потоком. Этот загрязнённый поток сначала проходит через фильтрующий блок, а потом выводится наружу уже очищенным от пыли. Таким образом основными элементами пылесоса являются:

Корпус.
Фильтрующий блок.
Шланги, трубки и щётки.

В качестве вспомогательного элемента используются механизмы, обеспечивающие быструю сборку электрошнура. Что хоть и не относится к числу основных узлов, но создаёт удобство пользования бытовой электрической техникой.

Пылесосная турбина

Устройство, предназначенное для образования разреженной воздушной среды внутри корпуса пылесоса, состоит из электродвигателя с лопастным вентилятором. Вращение лопастей со скоростью около 15-25 тыс. об/мин и выше обеспечивает необходимый для работы перепад давления. Но такая скорость неизбежно приводит к повышенному шумовому фону, иногда доходящему до 100 децибел. Поэтому производители вынуждены выделять место внутри корпуса для установки шумовой изоляции.

Приёмный бункер

Ёмкость для установки фильтрующих элементов нередко называют стаканом, бункером или баком. Обычно приёмные бункеры изготавливают пластиковыми или металлическими. В самых дешёвых моделях может быть использован низкокачественный пластик, подверженный механическим повреждениям и способный выделять вредные летучие вещества. Повреждённый бункер теряет герметичность, что приводит к понижению эффективности работы пылесоса.

Размер приёмного бака зависит от назначения устройства. Например, у миниатюрного автомобильного пылесоса ёмкость может быть меньше одного литра. В обычных домашних агрегатах объём бака колеблется в пределах 3-10 л. Если же рассматривать устройства, применяемые для сбора пыли в промышленных помещениях, то у них бункеры могут достигать 200 и более литров.

Фильтр пылесоса

Именно фильтрующий блок очищает поступающий воздух от пылевых частиц. Существует несколько разновидностей пылесосных фильтров. Во многих моделях устанавливают тканевые элементы, водяные фильтры, изделия из специальных пористых материалов и бумажные одноразовые съёмные вставки. При этом некоторые виды фильтров способны очищать воздушный поток не только пыли, но даже от бактерий и запахов.

Особенности

Громоздкое, шумное, производящее клубы едкого дыма устройство помещалось в большую деревянную бочку с небольшим количеством воды на дне для увлажнения воздушного фильтра. Крыльчатка вентилятора на одном валу с бензиновым двигателем засасывала воздух с пылью внутрь устройства и пропускала его через толстую войлочную шайбу, на которую центробежный насос непрерывно подавал воду. Пыль, частицы копоти и сажи оседали на влажном войлоке. Тяжелую повозку перевозила запряженная пара лошадей.

В конце 1901 года Хьюберт Бут, получив королевскую печать утверждения (аналог современного патента на изобретение) и большую денежную премию, заменил бензиновый двигатель электрическим и установил проволочный реостат для плавной регулировки оборотов вентилятора. Эти изменения конструкции значительно уменьшили шум и устранили дымный выхлоп.

Пылесос Бута с электрическим двигателем использовали для уборки пыли с ковров и ковровых дорожек слуги королевского двора Вестминстерского аббатства во время коронации и правления короля Эдуарда VII. Так, по свидетельству историков появилось современное универсальное устройство для уборки мусора и пыли.

Со времени своего изобретения вес, размеры, форма корпуса и функции пылесоса очень сильно изменились. В настоящее время агрегат для уборки мусора представляет собой мощное, компактное, высокотехнологичное, способное к обучению устройство с микроконтроллером. Вершиной развития инженерной мысли в данном направлении, несомненно, является робот-пылесос. Этот современный высокотехнологичный агрегат со встроенной воздушной турбиной, мощным компьютером, двумя видеокамерами ночного видения для получения стереоскопического изображения предметов, множеством корпусных и температурных сенсоров, встроенными щетками и раструбом для уборки мусора после полной зарядки аккумуляторов сохраняет автономность в течение 4 часов.

Через 3,5 часа он автоматически переходит в режим поиска источника питания. Увидев на плане помещения или с помощью своих встроенных web-камер электрическую розетку 220V или компьютер с разъемом USB, агрегат совершенно самостоятельно подзаряжает свои аккумуляторные батареи. Инфракрасная камера и ультразвуковой локатор позволяют ему свободно передвигаться по комнате в абсолютной темноте. После ввода в оперативную память оцифрованного плана помещения робот может производить влажную и сухую уборку в комнате, обходить препятствия (столы, шкафы, стулья).

После произвольной перестановки вещей и мебели в комнате для адаптации к новым условиям роботу-уборщику достаточно трижды просканировать комнату своими камерами, обойдя ее по периметру и диагоналям. Базовое программное обеспечение, которым разработчики вооружили робот-пылесос, использовалось для управления роботами-манипуляторами на крыше аварийного энергоблока. Программа обладает колоссальными возможностями в плане самообучения и адаптации к изменяющимся условиям внешней среды.

Внутри пылесоса преимущественно исключительно двигатель (снаружи – кнопка включения). Коллекторный мотор, нацеленный на долгую непрерывную эксплуатацию. Если миксеры часто ломаются от перегрева, сгорают, о пылесосах подобное слышишь гораздо реже. Но и здесь нужно смазывать подшипники, а щетки порой приходится менять. Имеем в виду не щетки, очищающие ковер, а питаемые обмотки двигателя пылесоса. Сделанные контакты из графита потихоньку стираются, и, прижимаясь пружинами, двигаются дальше до полного износа. Рассмотрим устройство пылесоса из Кореи, это типичная циклонная модель, радующая дешевизной.

Циклонные пылесосы

Начнем с камеры. У дешевых циклонных пылесосов это цилиндр с двойными стенками, причем наружная прозрачна. Это позволит легко контролировать уровень пыли. Воздух входит из шланга в циклонный пылесос по центру со смещением и внутрь малого цилиндра. Образуется вихрь, идущий по кругу вверх. Под куполом стенка цилиндра разрывается, в результате пыль, под действием центробежной силы, выбрасывается во внешнюю емкость. В центре обоих цилиндров возвышается нечто, напоминающее круглый минарет, крыша усыпана дырочками. Через них поток устремляется к двигателю циклонного пылесоса, создающему вакуум.

Скорость вращения потока рассчитывается, чтобы мелкие частицы захватывались центробежной силой. К примеру, у пылесосов Dyson хепа-фильтр не меняют на протяжении эксплуатации. За прибор потребуется отдать 20000 рублей и выше, но прослужит он долго. Циклонная камера дополняется устройствами забора воздуха, снабженными резиновыми всасывающими трубками. Они с напора вибрируют, сбрасывая пыль назад в емкость. Диэлектрик наэлектризован за счет факта движения частиц, получается, что практически ничего не попадает на фильтр, защищающий двигатель. Если купленная модель далеко не новая, и не Dyson, она все равно даст отличные результаты.

Для сомневающихся, рекомендуем простой опыт:

В отсеке двигателя, под крышкой перепускной клапан. Это полый бочонок с пружиной и ходящей сердцевиной.
Пропускает воздух в единственном направлении и стоит, чтобы при засорении шланга либо блокировки щетки мотор не сгорел. Отжимается пружиной силой всасывания и созданным вакуумом, за счет чего воздух идет из корпуса через крыльчатку двигателя наружу. Бак останавливает вращение циклона и в процессе не участвует. Таким образом блокируются неприятные последствия аварийной ситуации.
Извлеките обратный клапан из днища, где тот обычно устанавливается. Протрите сухой, а потом и влажной тряпочкой для удаления скопившейся пыли. Попробуйте продуть силой легких. Это непростая задача.

Мощность всасывания велика (типично 350 Вт), это видно невооруженным глазом. Покупателей удивляет низкая цена агрегата (не актуально после введения санкций), но устройство вакуумного пылесоса предельно простое, нет сложных деталей, а на фильтрах возможно экономить. Что, видимо, и делает производитель. В результате, получаем изделие, работающее хорошо.

Обратите внимание, что выходит поток не по центру, а в сторону закручивания циклона. Это обеспечит максимально эффективную работу устройства.

Циклонная камера традиционно стоит вертикально, а фильтр располагается вслед за ней, защищая мотор от остатков пыли. В дешевых моделях часть грязи проходит барьер и устремляется к крыльчатке. На циклонном баке стоит грубая сетка, задерживающая крупные предметы. Samsung легко засосет пакет, и через мгновение полиэтилен остановлен преградой. Выключите прибор, выньте бак, вытащите застрявшие предметы, продолжайте уборку.

Вакуум создает типичный тангенциальный вентилятор, применяющийся в вытяжках и в прочих пылесосах. Двигатель заключается в единый корпус с конструкцией. Пыль входит с направления крыльчатки по центру, выбрасывается наружу силой вращения лопастей, и выходит по бокам через щели по направлению к финишному фильтру очистки. Ряд производителей так уверены в качестве выбрасываемого воздуха, что часть используется для обдува обмотки двигателя (для охлаждения). Смазка подшипников, видимо, не страдает. Понятно, что подобный шаг позволит резко увеличить эффективность охлаждения, что положительно влияет на работу устройства.

Двигатель циклонного пылесоса

Выключатель кнопочного типа, размыкающий и замыкающий цепь.
Конденсатор на входе для фильтрации помех. Понятно, что пылесос не слишком боится скачков напряжения, но за счет искрения создает постоянные помехи домашним приборам, требующим спокойной обстановки. Для данных целей и стоит конденсатор, выполняющий роль грубого фильтра.
Дальше стоит мотор с щетками и не видно варисторов. Обычно возле щеток стоит запаянный одним концом на корпус защитный элемент. В случае искры ток разряжается через двигатель. При переключении секций коллектора возникает паразитная противо-ЭДС. Подобные эффекты направленно используются в схемах на симисторах для регулирования скорости вращения. Скорость вращения двигателя меняется в зависимости от приложенной нагрузки (изменение проходного сечения щетки). Главное, чтобы пылесос продолжал работать.

На корпусе двигателя стоит термопредохранитель, нацеленный на случай повышения температуры. Технические характеристики пылесосов выполнены для бесперебойной работы. Полагаем, что внутри обмоток найдете нечто подобное.

Если двигатель не звонится (статор либо ротор в разрыве), не спешите приобретать новый мотор. Разберите корпус с крыльчаткой. Не забудьте, что резьба у гайки левая, при съеме лопасти. Корпус чаще крепится на жестяных гнутых соединениях, разгибающихся пассатижами. Процесс непростой, но выполнить операции реально. Необходимо смазывать подшипники, так как они чаще и бывают причиной перегрева, вовсе не обмотки.

Хотя процесс идет по нарастающей: чем больше сила трения и сопротивление движению вала, тем выше энергозатраты, что приводит к увеличению счетов за электроэнергию. Естественно, разница наличествует между работой смазанного пылесоса и сухого. Но и простейшее обслуживание не факт, что удастся провести. Устройство ручного пылесоса предусматривает множество препонов. Часть болтов тщательно скрыта от глаз. К примеру, у Samsung необходимо скрупулезно осмотреть корпус, отыскать круглые небольшие площадки. Часто закрывается приклеенной пластиковой крышкой. Если открепить защитный элемент, то найдется болт. В глубине скрыты пластиковые зубцы и прочие схожие элементы.

Колеса снимать не стоит. Не важно строение пылесоса: в этом месте ничего не таится. Обода держатся на зубцах, к примеру, надеваясь на пластиковые кольца корпуса. Снимаются колеса отверткой, не помешает фонарик. Зубцы открепляются по кругу, при этом необходимо удерживать защелки от возвращения на место. Так, вращая колесо, необходимо открепить все. Вероятно, изделие поцарапается, и мастера из сервиса заметят внешнее вмешательство (откажут в починке).

В заключение хотим сказать, что сегодня доступны на прилавках миллион разновидностей пылесосов, но циклонные самые доступные по соотношению цены и качества. Бак легко чистить, так как контейнер из пластика. Мешки, и аквафильтры требуют особого ухода, здесь аккуратный моющийся контейнер, а пыль не пристает ввиду гладкой поверхности. Принцип работы циклонного пылесоса единственный, наделенный оттенком научности. И это не удивительно, Дайсон позаимствовал идею из промышленных систем очистки воздуха. А параметры пылесосов циклонного типа просто превосходны (КПД). Применение коллекторного двигателя объясняет высокий уровень шума.

Читайте также: