Устройство пылесоса: схема, принципы работы

Устройство пылесоса: основные составляющие, классификация

Устройство пылесоса с момента его изобретения (60-е гг XIX века) осталось в основном прежним. При этом в процессе совершенствования пылесос изменился до неузнаваемости. Это касается и внешнего вида, и многочисленных функциональных возможностей, и конструктивных особенностей прибора.

Современные пылесосы настолько разнообразны по устройству, что классификация по одному признаку останется неполной и недостаточной.

Основные составляющие части пылесосов

Вне зависимости от типа пылесосы состоят из трех основных частей:

  1. Устройства сбора. В качестве устройства сбора мусора и пыли выступают многочисленные насадки.
  2. Устройства транспортировки собранного мусора. Представляют собой трубы и шланги либо встроенные каналы.
  3. Корпуса, в которых размещается силовой агрегат, пылесборник и система фильтрации.

Для расширения сферы применения пылесоса используются различные насадки, предназначенные для сбора мусора. Так, универсальная насадка может использоваться для ухода за коврами и ковровыми покрытиями, для сбора мусора и пыли с пола, подоконников, верхних крышек шкафов и других плоских поверхностей. Универсальные насадки оснащаются переключателем режима для уборки гладких и ворсистых поверхностей, роликами, повышающими маневренность при работе, щетками с разной степенью жесткости и длины щетинок.

Для уборки с ковровых покрытий и других мягких поверхностей шерсти домашних животных и волокнистого мусора применяется турбощетка.

Цилиндрический валик со щетинистой образующей получает вращение от воздушного потока и эффективно собирает загрязнения на своей поверхности. Убрать пыль, оседающую на поверхностях бытовой техники, листьях декоративных растений, книгах, люстрах и светильниках, на посуде помогает деликатная электростатическая метелка с длинным мягким ворсом.

Моющие пылесосы оснащаются вакуумными насадками. Такие насадки обеспечивают подачу воды и моющих средств к поверхности уборки, а также удаляют загрязненную смесь.

Щетки для паркета позволяют бережно ухаживать за напольными покрытиями — линолеумом, ламинатом, паркетом. Конструкция щелевых насадок разных размеров и конфигураций помогает при уборке мусора и пыли из труднодоступных мест: стыков плинтуса с полом, из-под установленной мебели.

Для сбора металлического мусора и пыли в насадки интегрируются электромагнитные вставки. Электромагниты притягивают металлические загрязнения и удерживают их до отключения питания. По окончании уборки электромагниты отключаются, и собранный мусор втягивается в сборник воздушным потоком.

Мусор и пыль транспортируются в пылесборник по всасывающим трубам, соединенным с корпусом гибким гофрированным шлангом. При вертикальной компоновке пылесоса из системы транспортирования исключается шланг. В ручных аппаратах и пылесосах-щетках транспортной системой служат каналы внутри корпуса. Устройства транспортировки мусора и пыли встраиваемых пылесосов дополняются проложенными в стенах дома или квартиры каналами, к которым гибкими шлангами необходимой длины присоединяются всасывающие трубы.

Корпуса пылесосов изготавливаются из высокопрочных пластиков.

Внутрь корпуса интегрируются: воздушный вакуумный компрессор, электродвигатель, устройство сбора мусора, комплекс фильтров, блоки управления и сигнализации.

Схема домашнего пылесоса

Классификация пылесосов по типу размещения

Современные пылесосы компонуются таким образом, чтобы максимально отвечать предъявляемым к ним требованиям. По типу размещения аппараты можно разделить на следующие группы:

  • напольного размещения;
  • ручные пылесосы;
  • вертикального размещения;
  • встраиваемые пылесосы.

Самой распространенной разновидностью пылесосов можно с уверенностью назвать аппараты напольного размещения. Напольный пылесос имеет классическую компоновку: устройство сбора мусора и пыли соединяется с корпусом при помощи телескопической всасывающей трубы и гибкого гофрированного шланга. Ранние модификации пылесосов оснащались составными трубами, преимущественно металлическими, и шлангами в плотных тканевых или синтетических оплетках. Новые модификации комплектуются прочными пластиковыми трубами и шлангами.

В конструкции корпуса напольной разновидности предусматриваются колеса для легкого перемещения по обслуживаемым помещениям. Длина сетевого шнура регулируется спиральной пружиной. Пылесосы напольного размещения имеют вместительные емкости для сбора мусора и пыли, более мощные компрессоры и электродвигатели. По типу уборки подразделяются на аппараты для сухой и влажной уборки.

Ручные пылесосы в большей части используются для ухода за салоном автомобиля, чистки одежды и для уборки небольших по площади поверхностей. В устройстве нет всасывающей трубы и соединительного шланга, насадки прикрепляются непосредственно к корпусу, а роль транспортирующей системы выполняет встроенный в корпус канал. Аппараты этой группы помимо сетевого питания могут иметь питание от встроенных аккумуляторов, представляя собой беспроводную модель пылесоса. Автомобильные пылесосы могут работать на напряжении 12/24 В с функцией питания от сети 220 В через адаптер.

Вертикальные пылесосы принципиально отличается от напольного своей компоновкой: корпус с пылесборником закреплен непосредственно на всасывающей трубе. Силовая установка может располагаться в корпусе или быть интегрирована в устройство сбора мусора. Данную модель также называют пылесосом-шваброй.

Комплект насадок ничем не отличается от такового для напольного пылесоса, но воспользоваться всеми преимуществами затруднительно из-за особенностей компоновки.

Встраиваемый пылесос — редко встречающийся пока тип. Он представляет собой систему каналов, проложенных в стенах и перегородках дома. Шланг с всасывающей трубой подключается к выведенным на поверхность штуцерам, силовая установка и емкость для сбора мусора монтируются в подсобных помещениях. Необходимость использования шлангов большой длины накладывает значительные ограничения на возможность комплексной уборки помещений. Из-за особенностей конструкции встраиваемые пылесосы не получили широкого применения в быту.

Классификация по типу пылесборника

Независимо от схемы компоновки каждый пылесос имеет емкость для сбора мусора и пыли — пылеприемник. Основных вариантов исполнения пылесборников известно 3, все остальные представляют собой разновидности и модификации. Собранная пылесосом грязь аккумулируется:

  • в мешках;
  • в контейнерах;
  • в водяных фильтрах.

Мешки стали применяться для сбора грязи еще в первых образцах пылесосов. Современные агрегаты могут комплектоваться тканевыми мешками, мешками из нетканых и синтетических материалов, бумажными (целлюлозными) мешками. Мешки, изготовленные из натуральных и синтетических тканей, используются многократно. Одноразовые накопители изготавливаются из целлюлозных составов и нетканых материалов.

Сбор мусора и пыли происходит при прохождении всасываемой воздушной струи через внутреннюю полость мешка. Мелкие пылевые частицы, которые проникают сквозь поры мешка, улавливаются дополнительно установленными в воздушном тракте фильтрами. Дополнительные фильтры предотвращают засорение силовой установки пылесоса и очищают выходящий из агрегата воздух от самых мелких пылевых фракций. Специальные виды фильтров тонкой очистки воздуха адсорбируют биологические загрязнения: пылевых клещей, бактерии и микроорганизмы.

Пылесборники-контейнеры изготавливаются из различного состава прозрачных пластиков и используются при отсутствии механических повреждений в течение всего срока службы безмешкового пылесоса.

Применение для изготовления контейнеров прозрачных пластиков позволяет визуально контролировать уровень заполнения пылесборника и своевременно освобождать его от грязи.

Принцип сбора грязи в контейнер заключается в применении вихревого (циклонного) движения всасываемой воздушной струи. При большой окружной скорости загрязненного воздуха грязевые частицы оседают на внутренней поверхности контейнера и прижимаются к стенкам кинетической энергией движущегося воздуха. В современных агрегатах с целью максимальной очистки воздуха от пылевых частиц применяются схемы с двумя и тремя циклами вихревой очистки. Применение циклонов все же не освобождает конструкцию от использования дополнительной фильтрации исходящего воздушного потока.

Высокую степень очистки воздуха даже от микроскопических частиц пыли обеспечивают водяные фильтры. Принцип действия аквафильтра основан на улавливании грязи водой. Устройство пылесоса с водяной очисткой в чем-то схоже с циклонными агрегатами, только сбор грязи происходит не в воздушном, а в водяном вихревом потоке.

Особенности моющих пылесосов

Современные пылесосы предоставляют возможность проведения сухой и влажной уборки. Устройство моющего пылесоса отличается наличием дополнительных емкостей для воды и моющих средств, насоса, подающего моющую смесь в зону уборки, и интегрированных в соединительный шланг и всасывающую трубу каналов подачи жидкости.

Разновидностью моющего пылесоса является пылесос с функцией очистки поверхностей паром (паровой). Отличие от моющего — наличие в устройстве парогенератора. При активированной функции генерации пара уборка не требует применения химических средств очистки.

Важные мелочи в устройстве пылесосов

Качественная работа пылесоса обуславливается в первую очередь функционированием основных узлов. Но в конструкции агрегатов для уборки присутствует большое количество не очень важных на первый взгляд деталей, от состояния которых зависит срок службы пылесоса, мощность всасывания и степень очистки воздуха. К ним относятся:

  • фильтры;
  • уплотнения;
  • втулки и подшипники.

Изготовленные из современных тканых и нетканых материалов фильтры помогают получить максимально очищенную от пылевых и биологических загрязнений исходящую струю воздуха. Использование для герметизации стыков фторполимеров обеспечивает герметичность различных функциональных зон пылесоса. Полиамидные и фторопластовые втулки и подшипники продляют срок безотказной работы подвижных и вращающихся деталей.

Как работает пылесос: особенности конструкции и функционирования различных типов пылесосов

Понимание того, как работает пылесос, его устройства и основных отличий между разными конструкциями подобной техники облегчает выбор потенциальному покупателю. Ведь от принципа работы и конструктивных особенностей аппарата зависят его качественные характеристики, потребительские свойства и правила обслуживания.

Все эти моменты изучены нами и подробно изложены в статье. Представленная информация поможет разобраться в специфике функционирования различных типов пылесосов, а также выбрать наиболее подходящий вариант среди многообразия конструкций.

Устройство и конструктивные особенности

Устройство агрегата за последние сто лет особо не изменилось, как и его производительность. Пройдя путь от электровеника, машины с ручным приводом, пневматического «обновителя» ковров на бензине, пылесос технически остановился на модели Джеймса Спэнглера.

Уборщик из Огайо произвел революцию — создал вертикальный и переносной аппарат из метлы, наволочки и электромотора. Изобретение Спэнглера продавалось под маркой Hoover. Современный прибор наследует все ту же конструкцию из электрической части, щетки и пылесборника.

Основные узлы обычного пылесоса:

  1. Центробежный компрессор — создает разрежение и прокачивает воздух.
  2. Коллекторный электродвигатель — приводит в движение компрессор.
  3. Очиститель воздуха — отделяет пыль от воздуха, собирает ее в специальные емкости.
  4. Набор насадок и щеток разного назначения.

Сам корпус прибора изготавливается из прочного пластика. Внутрь него встраивается двигатель, компрессор, пылесборник, фильтры, блок управления.

Стандартная бытовая конструкция пылесоса комплектуется гибким воздуховодным шлангом, удлинительной трубкой. Исключение составляют малогабаритные ручные модели и аппараты, где компрессор встроен в трубку с насадкой или щеткой.

С целью расширения сферы применения производители комплектуют аппараты разными насадками.

Универсальная присутствует в этом наборе всегда. Она предназначена для чистки плоских горизонтальных поверхностей, ковровых покрытий. В конструкции предусмотрены переключатели, ролики для маневренности, щетки с разными щетинками.

Отдельную разновидность представляют турбощетки, строение которых позволяет собирать шерсть и волосы с ковровых покрытий. Относительно недавно появились электрощетки, цилиндрические валики, насадки для паркета, металлического мусора, чистки сифонов и другие.

Как работают разные виды приборов?

Все пылесосы выполняют одну функцию — уборка. Почему аппараты, придуманные и изготовленные с единой целью, так отличаются друг от друга по форме, размерам, принципу работы?

При первом знакомстве с устройством не кажется важным место расположения пылесборника, количество колес, материал, из которого изготовлены шланги. Понимание значимости каждой детали приходит в процессе эксплуатации.

Разберем конструкционные особенности и принцип работы приборов в зависимости от типов пылесборника и функциональных возможностей аппаратов.

Пылесос с мешком или контейнером

Схематично принцип работы этого устройства можно представить так. Через насадку и шланг наполненный пылью воздух попадает внутрь прибора, а именно в пылесборник – мешок или циклонный фильтр.

Дальше одна часть грязи остается в емкости, другая сквозь поры и вихревые потоки накопителя перемещается в сторону мотора. Чтобы его защитить, придуман фильтр грубой очистки.

Но и он не идеален – грязь путешествует на выход и подходит к фильтру тонкой очистки (НЕРА).

Компактные вертикальные агрегаты

Особенность этой конструкции в отсутствии шланга. Он иногда идет в комплекте и может использоваться для выполнения отдельных манипуляций. Роль основного поглотителя пыли достается щетке — турбо или «выбивалке».

Двигатель и пылесборник в приборе расположены в трубе — корпусе агрегата. Мотор не столько создает силу всасывания, сколько вращает вал щетки. Мусор при этом словно «подметается» в пылесборник.

В вертикальных моделях есть и всасывающий модуль. Но он задействуется в работе, когда прибор используется как горизонтальный.

Конструкция с водяной фильтрацией

В пылесосах с аквафильтром предусмотрен иной способ очистки входящего воздуха, отсюда и особенности строения. Устройство внешне схоже с обычным контейнерным типом пылесоса – включает насадку и шланг, из которых мусор попадает в пылесборник-аквафильтр.

А вот последний выполнен в форме колбы с водой. Задумка инженеров в том, чтобы мусор и грязь утонули под воздействием вихревых потоков.

Что создает эти потоки? Турбина или сепаратор, вращающаяся внутри колбы. Эта видимая часть двигателя закручивает пыль и создает высокое давление. Последнее «захватывает» частицы вне зависимости от размера, погружает в воду и не дает шансов им оттуда выбраться.

В таких аппаратах важна форма турбины и скорость ее вращения. В недостаточно продуманные с технической стороны конструкции производителям все же приходится добавлять фильтры. Утверждение относится к бюджетным моделям сепараторов.

Совсем бесфильтровыми эти пылесосы тоже не назовешь, потому что защитный фильтр для двигателя в них присутствует. Избавиться от него получилось только у немецких инженеров, которые «зашили» мотор в капсулу из нержавейки. Мотор в этом случае надежно закрыт от пыли и влажной грязи.

Сложные встроенные модификации

Эти устройства не переносные и основной своей частью вмонтированы внутрь стен. Насадки и шланги у них подключаются не к корпусу пылесоса, а вставляются в пневмо-розетки, размещенные по всей зоне предполагаемого действия прибора.

В стенах устраивается сложная цепочка воздуховодов, через которые собранный мусор направляется в общий пылесборник. Последний размещается в подсобных помещениях или в подвальном, если такое имеется.

Сам агрегат включает и двигатель, и фильтры. Силовая установка тоже часто размещается в подсобных помещениях.

Особенности моделей моющих аппаратов

Главное конструктивное отличие моющих аппаратов от моделей с мешком и контейнером — наличие резервуара для чистой и грязной воды. В таком контейнере тонут мелкие и крупные фракции грязи.

Главное преимущество такого резервуара заключается в том, что владельцу не приходится дышать пылью во время опустошения емкости.

Но в конструкции моющих пылесосов предусматривается и защита мотора от влаги, что значительно повышает стоимость пылесоса. А на НЕРА-фильтре скапливается влажная грязь, которая создает питательную среду для многих бактерий.

Есть моющие пылесосы с парогенератором. Такое устройство позволяет очищать поверхности паром без применения химических средств.

Высокотехнологичные роботы-пылесосы

Роботы-пылесосы появились всего около 10 лет назад. Их конструкции постоянно обновляются и совершенствуются. Аппараты создаются по блочной схеме. Это гарантирует простоту обслуживания и легкость замены деталей во время ремонта.

Общие элементы робота-пылесоса, которые есть во всех моделях:

  • боковая щетка;
  • блок-модуль;
  • зарядная база;
  • датчики обнаружения препятствий, загрязнений, перепада высоты.

Функционирование подобного прибора основывается на чистящем блоке, навигации, приводящих механизмах и аккумуляторном устройстве.

Системы навигации гаджета

Ультрасовременная навигационная система состоит из лазера, камеры, внутренних и внешних датчиков. Камера считывает карту помещения. Дальномерные лазеры передают ей информацию о наличии предметов в комнате, расстояниях между ними.

Передвигается прибор по прямым линиям как во время уборки, так и в процессе возвращения на базу.

Пока еще остались в продаже и модели, принцип действия которых основывается только на датчиках. Они расположены на внешнем корпусе прибора и внутри него.

С их помощью робот ориентируется в пространстве и корректирует свою работу, а также замечает наиболее загрязненные участки и тщательнее относится к их очистке.

В навигации робота может быть использована и магнитная лента. Она создает виртуальный барьер, дальше которого аппарат не двигается. Если уборщик оборудован камерой, она считывает показания с потолка и стен.

Процесс уборки помещения

Здесь модели отличаются по типам уборки — для сухой чистки и моющие роботы-пылесосы. У первых боковая щетка подбирает всю грязь и направляет ее к центральной щетке. Центральная имеет ворсистую поверхность и способна собирать волосы, шерсть.

Дальше эти две детали отправляют мусор в пылесборник, где он прессуется воздушными потоками. А воздух проходит через фильтры наружу.

В зависимости от производителя конструкции роботов отличаются следующими нюансами:

  1. Основные щетки. В большинстве моделей их две — ворсяная и резиновая. Работают они в паре. Некоторые аппараты оборудованы только резиновой.
  2. Боковые щетки. Есть приборы, в которые вмонтирована дополнительная боковая щетка.
  3. Фильтры. Роботы комплектуются как стандартными «салфетками», так и многослойными НЕРА.
  4. Контейнер + мощность двигателя. Емкость для сбора мусора может иметь объем от 0,4 до 1 литра. Мощность подобных приборов — 40-65 Ватт. Если первые цифры важны при эксплуатации, то вторые несущественны из-за маленького диапазона.

Главная потребительская деталь роботов-пылесосов — основная щетка. Именно от нее зависит качество уборки, а не от двигателя, как у обычных агрегатов.

Пылесос для влажной уборки имеет в своей конструкции систему из резервуара с водой и разбрызгивателя. Он умеет собирать мусор, разбрызгивать жидкость, натирать пол и собирать грязную воду обратно в резервуар.

Есть модели роботов, предназначенные для смешанной уборки. Принцип их работы заключается в очистке гладких поверхностей тряпкой, а ковровых — основными щетками.

Возвращение на базу

Заключительный этап работы робота — возвращение его на материнскую базу. Прибор питается от аккумуляторов. Если они разряжаются, устройство выключается.

Аппарат самостоятельно реагирует на низкий процент заряда. С помощью специального датчика он обнаруживает инфракрасный луч от базы и начинает к ней двигаться. Как только находит — стыкуется с ней и заряжается.

Конструктивные мелочи и качество уборки

Некоторые конструктивные особенности прибора влияют на качество уборки и удобство использования. Например, шланг. Он должен быть достаточного диаметра (не менее 5 см), чтобы часто не засорялся.

Важна и прочность материала, иначе деталь будет трескаться, что снизит силу всасывания.

Кроме основных узлов на качество работы прибора оказывают влияние и уплотнители, втулки, подшипники. Если стыки выполнены из фторполимеров, это обеспечивает их герметичность.

Втулки и подшипники из фторопласта и полиамида продлевают срок эксплуатации подвижных деталей устройства.

Дополнительная информация о разных видах пылесосов, а также советы по выбору подходящего агрегата приведены в этой статье.

Выводы и полезное видео по теме

Разбор конструкции и принципа действия пылесоса с датчиками давления и двумя электродвигателями — в щетке и теле прибора.

На примерах нескольких конструкций пылесосов хорошо видно, что вне зависимости от разновидности все они одинаково служат «уборщиками пыли». Их эффективность зависит от системы фильтрации, мощности двигателя, наличия различных насадок.

А какой пылесос вы выбрали для дома или квартиры? Расскажите, пожалуйста, почему отдали предпочтение конкретной модели, довольны ли работой приобретенной техники. Добавляйте отзывы, комментарии и задавайте вопросы – форма для связи находится ниже.

Источники:
http://sovet-ingenera.com/tech/pylesosy/kak-rabotaet-pylesos.html
http://stroy-podskazka.ru/pylesosy/vidy/kriterii-podbora-vakuumnogo/

Ссылка на основную публикацию