Современные системы автоматического управления электротехническими и урбанизированными установками

Рисунок 3.4 – Пылесос Уильяма Хувера.

Американцы были так поражены самой возможностью всасывания пыли неким механизмом, что ни о каком дизайне речи не шло. Например, модель 1908 года W.H. Hoover Company, сделанная из консервной жести и дерева, так и называлась – «Жестяная модель» (Tin model). Внешне она напоминала перевернутое оцинкованное ведро черного цвета с приделанной к нему деревянной ручкой от швабры. Завершал картину прикрепленный под ручкой метровый пылесборник, представлявший собой мешок из марли, снаружи обшитый для красоты красным сатином. Производитель указывал, что пылесос не только превосходно удаляет пыль с пола и из трещин, но и может использоваться для быстрой сушки волос.

Удобные для уборки больших помещений, таких, как офисы и коттеджи, непритязательного вида машинки навечно прописались в платяных шкафах американцев.

Размер европейских платяных шкафов сильно уступал заокеанским, что стимулировало лихорадочную работу конструкторской мысли. В 1912 году основатель Electrolux швед Аксель Веннер-Грен предложил заменить в пылесосах воздушный насос на вентилятор, благодаря чему массу бытового прибора удалось сразу уменьшить до 14 кг. Но всемирную славу шведской компании принесла ставшая классикой Model V, появившаяся в 1921 году. Перемещающийся на колесиках металлический цилиндр, соединенный с всасывающей щеткой гибким шлангом и снабженный сменными насадками 80 лет копировали все производители бытовой техники. Да и вторая мировая война на десятилетие затормозила разработку и выпуск этих забавных устройств.

Рисунок 3.5 – Пылесос Model V, 1921 г.

В 1957 году американская компания Beam Industries начала выпуск встроенных пылесосов (их еще назвали централизованными системами пылеудаления). Было предложено оригинальное и одновременно простое решение многолетних проблем. Силовой агрегат стал неподвижным (он установлен в подсобном помещении и соединен системой воздуховодов с пневматическими розетками в стенах или полах), выхлоп был выведен на улицу, а уборка велась с помощью только одного шланга.

60-ые годы XX столетия ознаменовались многоцелевыми пылесосами, совместившими сухую и влажную уборку, выпускавшимися со специальными сепараторами, собиравшими воду около бассейнов, землю с садовых дорожек и песок с террас.

В комплект моющего пылесоса, как правило, входит пять-семь насадок (для обычной и влажной уборки, мягкой мебели, мытья стекол, в некоторых случаях – вантуз и прочие).

В конце 60-х годов первые пылесосы стали появляться и в СССР. Им давали названия, соответствующие эпохе: «Ракета», «Спутник». «Ракета» была копией Electrolux Model V, а «Спутник» – концептуально Hoover Constellation 1955 года. Правда, в отличие от «Спутника», Hoover передвигался не на колесиках, а на воздушной подушке.

Рисунок 3.6 – Отечественный пылесос «Ракета».

Увлекшись увеличением силы втягивания, производители пылесосов всех стран, казалось, поставили крест на дизайне. Возвращением в мир большой моды пылесосы обязаны англичанину Джеймсу Дайсону.

В 1983 году на обложку Design Magazine неожиданно попал совершенно необычный розовый пылесос G-Force, выполненный в постмодернистском стиле. Ни капли хрома. Прозрачный корпус выставлял напоказ пластиковые внутренности. К тому же у модели Дайсона не было пылесборного мешка – для очистки воздуха использовался запатентованный циклонный фильтр.

Рисунок 3.7 – Пылесос G-Force, 1983 г.

В марте 1995 года Дайсон выпустил европейскую версию ДСО-2 с традиционным шлангом и щеткой. В том же году была выпущена ограниченная партия этой модели, целиком выполненная из цветного прозрачного материала.

3.2. Классификация пылесосов

Пылесосы классифицируют по назначению, характеру эксплуатации, конструктивному решению, степени комфортности и другим признакам.

По назначению различают пылесосы общего и специального назначения. Пылесосы общего назначения предназначены для уборки пыли с полов, ковров, мебели и выполнения ряда операций, связанных с распылением порошков и мелкодисперсным разбрызгиванием маловязких жидкостей.

Рисунок 3.8 – Классификация электропылесосов.

Пылесосы специального назначения используют для чистки ковров, одежды, обивки сидений автомобилей и т. д.

По условиям эксплуатации выделяют пылесосы напольные (ПН), ручные (ПР). Ручные пылесосы имеют малые габариты и вес не более 3 кг. В процессе использования их держат за корпус или за штангу (штанговые) или закрепляют ремнями на спине (ранцевые).

По конструктивному решению пылесосы подразделяют на прямоточные и вихревые. У прямоточных пылесосов направление движения потока воздуха совпадает с продольной осью корпуса пылесоса и его воздуховсасывающего агрегата, расположенных горизонтально. У вихревых пылесосов корпус, воздуховсасывающий агрегат и электродвигатель расположены вертикально. За входным отверстием корпуса пылесоса установлена изогнутая трубка или специальная пластинка, благодаря которой всасываемый в пылесос воздух, ударяясь о препятствие, создаваемое изогнутым коленом трубки или пластиной, теряет скорость и завихряется. Падение скорости движения воздушного потока обеспечивает частичную очистку всасываемого воздуха от крупных частиц пыли, падающих на дно корпуса пылесоса и не загрязняющих фильтр.

По степени комфортности пылесосы подразделяют на изделия нормальной и повышенной комфортности.

Пылесосы повышенной комфортности имеют не менее трех из следующих приспособлений: индикатор заполнения пылесборника, устройство для регулирования и расхода воздуха и мощности, устройство для автоматического отключения электродвигателя при заполнении пылесборника пылью или сменных бумажных фильтров, устройство для автоматической уборки шнура, устройство для прессования или брикетирования пыли, устройство для очистки фильтров, устройство для организационного хранения принадлежностей и др.

Пылесосы группируют также по мощности, маркам и моделям.

3.3. Устройство пылесосов

Основными конструктивными узлами и элементами электропылесосов являются: корпус и воздуховсасывающий агрегат. Кроме того, пылесосы снабжаются фильтрами, разнообразными принадлежностями, соединительным шнуром длиной не менее 6 метров и приспособлениями, повышающими комфортность.

3.3.1 Электропылесос прямоточного типа

Электропылесос напольный ПН-600 модели «Чайка-10» относится к бытовым электропылесосам прямоточного типа (рис. 3.9). Он оснащен устройством для автоматического сматывания шнура питания в корпусе пылесоса; индикатором запыленности, позволяющим следить за заполнением пылесборника мусором не прекращая работы и не разбирая пылесос; устройством регулирования расхода воздуха, уменьшающим расход воздуха в насадке; удобными сменными – насадками; дополнительным фильтром очистки выходящего воздуха. Передвигается пылесос на колесиках и ролике, передняя крышка запирается замками.

Воздуховсасывающий агрегат состоит из вентиляторного устройства 1 и сериесного электродвигателя 2, пристыкованного к нему. На электродвигателе установлено устройство для снижения помех теле- и радиоприема в виде батарей 9 электроконденсаторов. Пылесборник представляет собой, хлопчатобумажный мешок-фильтр 3-4. Для удобства пользования в пылесборник вставляется сменный мешок 3 одноразового пользования. Индикатор запыленности состоит из стеклянной трубки 5. Механизм автоматической намотки шнура смонтирован в задней крышке 6 пылесоса.

Рисунок 3.9 – Электропылесос прямоточного типа

Воздуховсасывающий агрегат крепится внутри корпуса пылесоса. В центре перегородки пылесоса имеется большое отверстие, к которому примыкает входное отверстие воздуховсасывающего агрегата.

К крышке с помощью гайки 7 присоединен шланг-воздухопровод 8, к которому пристыковываются насадки. При работе воздуховсасывающий агрегат создает в пылесосе разрежение за счет вентиляторного устройства. Вентиляторное устройство представляет собой двухступенчатый центробежный компрессор, приводимый во вращение электродвигателем. Центробежный компрессор включает в себя два подвижных диска, жестко связанных с валом электродвигателя, и один неподвижный диск. Неподвижный диск расположен между подвижными дисками и жестко связан с корпусом вентиляторного устройства. Каждый диск компрессора состоит из двух тонких плоских дисков, между которыми закреплены специально спрофилированные лопатки.

3.3.2. Электропылесос вихревого типа

Электропылесос вихревого типа «Тайфун-М» ПН-600 состоит из двух полукорпусов (рис. 3.10): нижнего 1, исполняющего роль пылесборника, и верхнего 2 исполняющего роль агрегатного отсека. Полукорпуса соединяются между собой с помощью двух замков.

Нижний полукорпус имеет всасывающее отверстие, в которое устанавливается специальная резьбовая втулка 3 с невозвратным клапаном. На капроновую втулку монтируется сменный пылесборник.

К нижнему полукорпусу на заклепках закрепляются три колеса 4, расположенные на осях кронштейнов. Одно колесо выполнено шарнирно для изменения направления движения пылесоса при работе.

Пылефильтр представляет собой кольцо 5, из плотной ворсистой ткани. На крюки стального кольца надевается пылефильтр из тонкой ткани. За пылефильтром находится мешок – пылесборник 13.

К трем кронштейнам, приваренным к верхнему полукорпусу крепится воздуховсасывающий агрегат пылесоса.

В верхнем полукорпусе имеется нагнетающее отверстие, в которое устанавливается резьбовая втулка, закрепленная замочным кольцом через прокладку. Во втулку ввертывается воздухонаправляющий колпачок 6 с сеткой для выхода воздуха.

Рисунок 3.10 – Электропылесос вихревого типа

Снаружи на верхний полукорпус закрепляются выключатель 7 с клавишей 8, индикатор запыленности 9 и ручка пылесоса.

Вентилятор 10 агрегата состоит из двух подвижных крыльчаток и электродвигателя.

Конденсаторный блок 12 крепится к корпусу электродвигателя. Конденсаторный блок состоит из трех конденсаторов постоянной емкости. Конденсаторы предназначены для исключения радио- и телепомех, возникающих при работе электродвигателя.

3.3.3. Электрополотеры

Электрополотеры предназначены для натирания полов в квартирах и других небольших помещениях. Их выпускают без отсоса пыли (типа ЭП) и с отсосом пыли (ЭПО). Различают однощеточные (ЭП-1), двухщеточные (ЭП-2, ЭПО-2) и трехщеточные (ЭП-3, ЭПО-3) модели. В зависимости от количества щеток, используемых для натирки полов, и их ширины захвата производительность полотеров колеблется от 28 до 80 м/ч, а потребляемая мощность – от 220 до 450 Вт. Средняя наработка на отказ должна быть не менее 300 ч., а средний срок службы – 6 лет.

Конструкция полотеров повышенной комфортности типа ЭПО должна предусматривать не менее трех из указанных ниже приспособлений: устройства для нанесения мастики, автоматической намотки шнура, хранения щеток и других принадлежностей, сменные бумажные фильтры грубой очистки разового заполнения, полировальные шайбы, натирочные щетки со свободной ориентацией в щеткодержателе.

Для привода рабочих органов электрополотера (щеток) применяют коллекторные электродвигатели. Щёткодержатели приводятся в движение с помощью ременного привода, снижающего частоту вращения вала электродвигателя. Управляется электрополотер рычагом управления.

Самое широкое распространение получили электрополотеры модели ЭП-ЗМ (рис. 3.11). Корпус полотера 1 изготавливается из легкого сплава. К нему крепятся винтами полистироловые заборник 2 и поддон, а также три оси 3. Вокруг осей на шарикоподшипниках вращаются щеткодержатели 4, в которые вставляются щетки.

Винтами к корпусу присоединяется электродвигатель 5 (типа КВЛ250-220 или ЭД-9-7). Вал электродвигателя передает вращение от ведущего бочкообразного рифленого шкива 6 через приводной ремень 7 щеткодержателю 4. Одновременно приводится в действие вентиляторное устройство 10, рабочее колесо 8 которого крепится на валу электродвигателя и имеет лопатки с обеих сторон диска. Всасывающий 2 и нагнетательный 9 каналы расположены в корпусных деталях.

Верхняя сторона крыльчатки 10 служит для создания потока воздуха, охлаждающего электродвигатель. Воздух засасывается через щели кожуха; он обтекает электродвигатель сверху вниз, охлаждает обмотки и попадает во всасывающую часть верхней стороны крыльчатки, затем отбрасывается по межлопаточным каналам к периферии крыльчатки, откуда через пылесборник 11 и отверстие в переходнике 9 проходит в атмосферу.