Напольные вихревые пылесосы

Вихревые пылесосы выпускаются с металлическим, вертикально расположенным разъемным корпусом, состоящим в основном из двух частей, соединенных специальными замками и уплотненных в месте разъема резиновым кольцом. В верхней части корпуса установлен электродвигатель с центробежным вентилятором, состоящим из двух или трех турбинок, жестко закрепленных на валу двигателя. Съемный хлопчатобумажный пылефильтр помещается между верхней и нижней частью корпуса.

В нижней части корпуса имеется входное отверстие для присоединения к пылесосу гибкого шланга. Входное отверстие имеет направляющий патрубок, расположенный с внутренней стороны пылесборника. Воздух, попадая в него, получает вихревое движение и освобождается от крупной пыли и мусора, которые оседают на дне пылесборника. Пройдя через пылефильтр и вентилятор, очищенный воздух охлаждает двигатель и выбрасывается через выходное отверстие. Выходное отверстие также используется для присоединения к пылесосу через гибкий шланг пульверизатора − опрыскивателя.

К вихревым пылесосам относятся «Москва», «Уралец», «Нерис», «Вента», «Буран», «Вихрь», «Сатурнас».

Так, универсальный пылесос «Вихрь» выпускается трех моделей: ЭП-2, ЭП-3 и ЭП-5, отличающихся друг от друга формой корпуса и расположением выключателя и выходного отверстия.

Модели ЭП-2 и ЭП-5 имеют одинаковые унифицированные взаимозаменяемые двигатели, вентиляторные устройства, пыле, фильтры, выключатели, шланги и насадки.

Раздел №3. Дефектация и ремонт типовых сборочных единиц, сопряжений и деталей механической части силового канала электропривода бытовой техники. Лекция№ 7.

3. 2. Основы проектирования и аэродинамические испытания

Основные элементы бытовых электропылесосов − центробежный вентилятор и коллекторный высокочастотный электродвигатель, каждый из которых имеет свои характеристики. Центробежный вентилятор и электродвигатель органически связаны между собой, поэтому проектироваться они должны с учетом взаимного влияния.

Так как шкала мощностей электродвигателей дискретна, целесообразно производить подбор центробежного вентилятора к электродвигателю, а не наоборот. При этом электродвигатель удается полностью загрузить, что в свою очередь позволяет снизить общую массу пылесоса. При разработке шкалы мощностей электродвигателей обычно исходят из необходимого расхода мощности пылесоса и соответственного повышения производи­тельности пылеуборочных работ.

При проектировании пылесоса кроме закономерностей, определяющих режимы работы центробежного вентилятора, электродвигателя, пылесосного тракта, необходимо учитывать физику процесса уборки пыли с твердых и мягких поверхностей. Если переход высокодисперсных частиц во взвешенное состояние с твердой поверхности, их движение в воздушном потоке, осаждение и другие процессы при работе пылесосов достаточно изучены и освещены в литературе, то механика перехода аэрозолей во взвешенное состояние с мягких поверхностей (одежда, ковры, ткани и др.) является своего рода белым пятном и требует изучения.

В настоящее время качество пылесосов характеризуется предельным разрежением при полностью закрытом входном патрубке. Считается, что чем больше разрежение, тем лучше электропылесос. Подобное утверждение лишено оснований, так как эффективность и скорость уборки пыли с твердых поверхностей зависят от скорости всасывания воздуха и его расхода.

Исследования подтвердили, что для подъема аэрозолей с твердой поверхности необходима скорость воздуха порядка 20 − 25 м/с.

Предельный расход воздуха в отечественных электропылесосах равен 1 − 1,2 м³/мин при полностью собранном пылесосном тракте (глушитель, чистые фильтры, гибкий шланг, щетка) и открытом всасывающем отверстии. Максимальный расход воздуха составляет 2 м³/мин, при таком расходе может быть за 1 ч убрана площадь 200 − 250 м².

Под расходом воздуха понимают объем или массу воздуха, протекающего через рассматриваемое сечение канала в единицу времени.

Работа любого пылесоса проходит в известном диапазоне расхода воздуха.

Расход воздуха, м³/с,

где F – площадь сечения канала, м2; w – средняя скорость воздуха, м/с.

Расход воздуха, кг/с,

где – плотность используемой смеси, кг/м³.

Наиболее просто значение скорости потока воздуха можно найти, измерив его давление.

При измерении различают давление абсолютное р_а, барометрическое В, избыточное риз, вакуум (разрежение) р_в и перепад давления р.

Абсолютное давление — давление, отнесенное к полному вакууму создается техническими средствами.

Пирометрическое давление — спокойное внешнее статическое давление; создается атмосферой.

Избыточное (манометрическое) давление – разность между абсолютным и барометрическим давлением:

Вакуум (разрежение) – недостаток давления до атмосферного, или, иначе, отрицательное избыточное давление:

Перепад давления – разность между начальным р₁ и конечным р₂ давлением.

В пространственном безграничном потоке жидкости или газа различают статическое р_ст и динамическое р_д давление.

Статическое – это внутреннее давление, оказываемое прямолинейным потоком газа на параллельные ему стенки канала.

Динамическое, или скоростное, давление – это кинетическая энергия объема текущего газа, требуемая для ускорения газа от состояния покоя до скорости потока.

Для действительных течений газа с потерями на трение урав­нение Бернулли для любого сечения имеет вид

где р_п — полное давление, Па.

Динамическое давление из уравнения Бернулли

но так как

то

Для определения динамического давления можно воспользоваться трубкой Пито.

Аэродинамические испытания предназначены для определения показателей качества работы пылесоса. Так, в результате испытаний должна быть найдена зависимость создаваемого пылесосом разрежения от расхода воздуха, т. е. , и определен коэффициент полезного действия (КПД) пылесоса.

Коэффициент полезного действия пылесоса проверяется при эффективной нагрузке. Эффективной называется длительная нагрузка пылесоса с надетым на него частым тканевым фильтром и присоединительным шлангом, причем при номинальном напряжении пылесос должен потреблять мощность, равную полусумме его мощностей при полностью закрытом и полностью открытом входном отверстии.

Рассмотрим установку для испытания пылесосов.

Исследуемый пылесос подсоединяется всасывающим шлангом к воздушному бачку. Воздух поступает в бачок через системные диафрагмы различного диаметра, теряет свой динамический напор и всасывается в измерительную трубку. Динамический напор измеряется микроманометром. Разрежение H при данном диаметре диафрагмы определяют как среднее измерение в начале и в конце режима с помощью водяного манометра.

Недостатками данного метода испытаний можно считать необеспеченность стабилизации воздушного потока при выходе из диафрагмы из-за отсутствия входного участка и увеличение времени испытания за счет смены диафрагм.

Характеристика снятая по этому методу, получается связанной с потерями напора в различных частях измерительной установки, что отражает истинную картину изменения разрежения в камере перед фильтром.

Коэффициент полезного действия определяется по формуле

где H — разрежение в точке, соответствующей эффективной нагрузке, Па; Q − расход воздуха и точке, соответствующей эффективной нагрузке, м3/мин; N − мощность электродвигателя, Вт.

Снятие остальных характеристик работы пылесосов производится с помощью контрольно-измерительных приборов.