Пылесосы: виды, принцип работы и инструкция по эксплуатации

Пылесос в качестве устройства для очистки ковров и домашней одежды от пыли был изобретен дважды. Первым «отцом» пылесоса стал Дэниел Хесс из США, получив патент № 29077 на устройство «Подметатель ковров» в 1860 году. Пыль с поверхности ковра и верхней одежды удаляли вращающиеся щетки, далее система мехов с клапанами всасывала воздух вместе с пылью и пропускала его через 2 камеры с водой. Пыль оставалась плавать на поверхности воды, а очищенный воздух выбрасывался в комнату. Вторым «отцом» пылесоса стал английский инженер-строитель Хьюберт Сесил Бут. В 1901 году он изобрел механическое устройство для очистки ковров и других домашних вещей от мелкого мусора и пыли. Окутанный клубами едкого дыма Puffing Billy (в дословном переводе «пыхтящий Билл») работал за счет энергии однотактного бензинового двигателя.

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.

Вне зависимости от марки и производителя бытовые пылесосы состоят из следующих основных узлов:

• устройство для сбора мусора: щетки, раструбы, валики, щелевые, распылители;
• корпус: электродвигатель, турбина, пылесборник, фильтры;
• устройства для транспортировки собранного мусора в пылесборник: трубы, шланги, встроенные каналы.

Корпус является основным защитным элементом пылесоса. Изготавливается из пластмассы, металла или пластика. Корпус предохраняет:

• человека от поражения электрическим током при случайном соприкосновении с токоведущими частями;
• внутренние детали пылесоса от попадания водяных брызг и пыли.

Пылесос работает по известному всем со школьной скамьи закону Бернулли. Воздушная турбина создает разрежение внутри корпуса пылесоса. Разрежение распространяется по всасывающей трубе к щетке или раструбу. Зона пониженного давления под щеткой или раструбом всасывает с большой скоростью воздух вместе с пылью и мусором. Далее по трубе воздушный поток попадает в отсек для сбора мусора, где на фильтре оседают частицы пыли и мелкие отходы. Воздух, очищенный от пыли, выбрасывается назад в комнату через отверстие в задней части корпуса.

По закону Бернулли работает закон «природного пылесоса» – торнадо. Воздух, двигаясь с высокой скоростью по спирали над поверхностью земли, создает перепад давления, который вырывает с корнем вековые деревья, обрывает провода линий электропередач, разрушает подвесные мосты, поднимает в воздух воду из рек и озер, переворачивает автомобили, срывает крыши с домов. По принципу торнадо работают пылесосы типа «Циклон».

Высокооборотная воздушная турбина создает вихревое движение воздуха внутри корпуса пылесоса. Зона пониженного давления распространяется по соединительной трубе к раструбу щетки. Частицы мусора и пыли с поверхности ковра или пола через раструб щетки и соединительную трубу вместе с потоком воздуха всасываются и попадают в отсек для сбора пыли. Пыльный воздух внутри отсека под действием высокооборотной воздушной турбины закручивается плотной спиралью. Центробежная сила «отжимает» механические частицы пыли на полированную боковую стенку отсека для сбора пыли. Под действием собственного веса частицы мусора и пыли собираются в воронку на дне отсека.

Специалисты и разработчики для классификации пылесосов используют Международную Классификацию Товаров и Услуг (МКТУ) или стандарты ISO. Продавцы и маркетологи для упрощения процедуры классифицируют бытовые электрические устройства для уборки мусора следующим образом:

• пылесосы для сухой уборки (с одноразовыми бумажными мешками для пыли, с многоразовыми тканевыми мешками для пыли, c водяным фильтром для пыли);
• моющие пылесосы;
• роботы-пылесосы;
• пылесос в виде швабры с пароочистителем;
• сепараторные пылесосы.

Пылесосы бывают:

• с мешком тканевым или бумажным;
• контейнерные (циклонные);
• контейнерные с увлажнителем (аквафильтром).

Тканевой или бумажный пылесборник работает по принципу обычного воздушного фильтра. Микронные поры в бумаге или ткани задерживают крупные частицы пыли, мела, сажи и других сухих веществ. Датчик заполнения мешка отключает турбину, когда фильтр полностью заполнен. Плюсы бумажного или тканевого фильтра:

• низкая цена;
• очистка производится обычным встряхиванием.

Минусы бумажного или тканевого фильтра:

• подвержены механическому износу;
• при работе с мелкодисперсными строительными материалами (цемент, гипс) фильтр невозможно полностью очистить;
• при интенсивной работе или большом количестве пыли требуется частая замена.

Контейнерный (циклонный) пылесборник представляет собой неразборный пластиковый картридж с сухим фильтрующим элементом. Используется в пылесосах «Циклон». Положительное качество контейнерного пылесборника – быстрая и легкая очистка простым встряхиванием над мусорным ведром. Отрицательное качество контейнерного пылесборника заключается в том, что пластиковый контейнер в процессе работы сильно электризуется, при прикосновении к нему для снятия и дальнейшей очистки обычно происходит довольно чувствительный разряд статического электричества на пальцы рук.

Контейнерный пылесборник с аквафильтром (увлажнителем) представляет собой картридж, заполненный водой. Воздух на входе фильтра рассекается на мельчайшие пузырьки микронных размеров. Очистка воздуха от мусора происходит в кипящем слое. Площадь соприкосновения жидкости с воздухом, содержащим частицы мусора, в кипящем слое увеличивается в 4-6 раз.

При прокачке воздуха с частицами мусора, дыма или пыли через такую жидкость происходит смачивание мелких частиц водой с последующим слипанием и оседанием на дно аквафильтра. Прозрачные стенки картриджа дают возможность визуально контролировать степень заполнения отсека пылью в процессе очистки. Плюсы аквафильтра:

• высокая степень очистки воздуха от мусора, дыма и пыли;
• очистка загрязненного аквафильтра от загрязнений.

Недостатки аквафильтра:

• увеличенное сопротивление потоку воздуха;
• процесс очистки занимает продолжительное время.

Различают следующие типы пылесосов.

• Напольные. Наиболее распространенный тип пылесосов для сухой и влажной уборки помещений. Корпус с устройством для сбора мусора соединяется с напольным пылесборником гофрированной или телескопической трубой. Пылесос перемещается по полу на двух, трех или четырех колесах.
• Ручные. Используются для уборки пыли в салоне автомобиля, в шифоньере с верхней одеждой и на небольших площадях.
• Вертикальные или пылесосы-швабры. Корпус, пылесборник и двигатель с вентилятором интегрированы в корпус возле всасывающего трубопровода.
• Встроенные. Силовая установка и пылесборник устанавливаются в технологических нишах или между перегородками дома. Размер рабочей зоны ограничен длиной шлангов. Существенный недостаток: для ремонта встроенного пылесоса необходимо выполнить демонтаж части комнаты.
• Автомобильные. Работают от бортовой сети автомобиля 12V. Отличаются от других небольшими размерами и высокой мощностью.

От наличия в составе пылесоса отдельных узлов (компоновки) зависят мощность, функциональные возможности и дизайн корпуса. Современный бытовой пылесос состоит из отдельных унифицированных узлов для:

• обеспечения качественной сборки роботами-манипуляторами без участия человека;
• взаимозаменяемости с другими моделями отдельных деталей и узлов;
• использования для работы универсального комплекта насадок;
• использования унифицированных пластиковых корпусов современного дизайна.

За последние 50 лет разработчики, одержимые целью любой ценой увеличить продажи, создали множество разновидностей пылесосов и других устройств для уборки жилых помещений и очистки домашних вещей от пыли. Для наведения порядка в разработках изобретатели создали подробный классификатор на основе потребительских свойств конкретной модели. В соответствии с этим классификатором все разнообразие моделей серийно выпускаемых пылесосов можно подразделить на следующие типы.

• Напольный. Наиболее распространенный тип бытового пылесоса для уборки квартир и офисов. Корпус в процессе уборки передвигается по полу на двух или на четырех роликах. Пылесборник большой емкости позволяет производить уборку нескольких комнат без очистки пылевого фильтра с частичной разборкой корпуса. Набор сменных щеток, раструбов и распылителей позволяет выполнять влажную и сухую уборку помещения, удаление пыли, окраску стен и потолка, другие работы.

• Вертикальный. Применяется для уборки квартиры. Отличается от других моделей узким вертикально расположенным корпусом и отсутствием шланга. Узкий вертикальный корпус пылесоса может проникать в самые узкие и другие труднодоступные для уборки места. В процессе работы нет необходимости наклоняться или сильно нажимать на щетку.

• Встроенный. Применяется для уборки в квартирах повышенной комфортности. Архитекторы таких квартир уделяют большое внимание встроенной технике. Такой подход к планировке позволяет увеличить «жизненное пространство», убрать все выступающие в комнату углы, убрать кухонную плиту, холодильник, кондиционер, шифоньер и шкаф для посуды в стенные ниши. Особенно удобно использовать встроенный пылесос при расположении жилых комнат или спален в двух уровнях.

• Циклонный. Относится к пылесосам без мусорного мешка. Поступающий из всасывающего трубопровода воздух с частицами пыли закручивается спиралью в резервуаре для сбора мусора, вращаясь со скоростью от 8000 до 10000 оборотов в минуту. Центробежная сила отбрасывает частицы пыли и мусора на внутреннюю стенку корпуса. Частицы пыли и мусора под действием собственного веса скользят по полированной поверхности вниз и падают в резервуар с водой.

• Моющий. Агрегат содержит две емкости и предназначен для влажной уборки ламинированного пола, ковровых дорожек или лакированного паркета. В бак для чистой воды наливается вода из водопроводного крана с добавкой колпачка жидкого мыла или пастообразного моющего средства. Бак для сбора грязной воды остается пустым. В начале уборки через специальную насадку вода с моющим средством разбрызгивается по полу. Через 10-15 минут после замены насадки пылесос переключается в режим всасывания для уборки с пола растворенной грязи и избытка жидкости.

• Робот-пылесос. Толстый круглый диск в форме таблетки с выступающими сенсорными щупами, множеством датчиков и мигающих индикаторов – так внешне выглядит робот-пылесос, который работает под управлением микроконтроллеров. Питается интеллектуальное устройство от встроенных литий-полимерных аккумуляторов. Одной зарядки хватает на 3 часа непрерывной работы. В оперативную память устройства перед началом уборки нужно ввести подробный оцифрованный план помещения, в емкость налить воду и моющее средство. После этого остается нажать на кнопку «пуск» и ждать окончания процесса.

• Диванный. Для того чтобы мягкая мебель была местом для отдыха и не распространяла по квартире текстильных клещей, мелкую пыль и мусор разработаны и серийно выпускаются пылесосы для мягкой мебели. Диванные пылесосы оборудованы турбощеткой и ультрафиолетовой лампой.

• Вертикальный аккумуляторный пылесос «2 в 1».

Устройство обладает рядом уникальных функций:

1. полная независимость от электрической розетки;
2. быстрая зарядка АКБ в течение 3-4 часов;
3. прозрачный резервуар для мусора с визуальным контролем уровня заполнения;
4. быстрая очистка контейнера без соприкосновения с пылью;
5. мощная турбина с датчиком перекрытия всасывающего трубопровода;
6. регулятор давления на всасывающем трубопроводе;
7. стабилизатор напряжения позволяет при работе от АКБ сохранять постоянную силу всасывания;
8. возможность отделить всасывающий блок от рукоятки.

• Сепараторный. Мощная центрифуга всасывает мусор вместе с пылью и грязью, после чего он попадает в резервуар с водой. Центрифуга вращает воду со скоростью до 30000 оборотов в минуту. Центробежная сила прижимает пыль и мусор к полированным стенкам бака и осаживает их на дно.

• Циклонного типа. В циклонном пылесосе мощный вихревой поток воздуха с пылью попадает в резервуар очистки. Пластиковые ребра внутри камеры сжимают миниатюрный торнадо, мусор и пыль выпадают на дно. Очищенный от пыли воздух выбрасывается из пылесоса в комнату. В конструкции пылесоса циклонного типа нет привычных фильтров для пыли из синтепона.

• Стационарный (встроенный). Применяется для сухой и влажной уборки квартир большой квадратуры, офисных помещений, магазинов и супермаркетов. Представляет собой систему для влажной и сухой уборки, встроенную в здание.

Стационарный пылесос состоит из таких основных блоков:

1. центральный агрегат;
2. пневмоклапаны;
3. воздуховоды;
4. шланг с телескопической ручкой;
5. сменные насадки.

Основным недостатком встроенного пылесоса является сложность выполнения работ по очистке фильтров от пыли, техническому обслуживанию и ремонту. Для ремонта и технического обслуживания стационарного пылесоса требуется частичный демонтаж конструкции здания: снятие фальш-панелей и перегородок, временное отключение электрических кабелей или частичный демонтаж скрытой проводки.

• Экстрактор. Специализированный пылесос для химической чистки и мойки ковров и напольных покрытий в домашних условиях. Влагозащитная конструкция турбины и специальная конструкция трубопроводов исключают попадание влаги на токоведущие элементы конструкции.

Пылесос-экстрактор состоит из:

1. съемного пластикового бака, устойчивого к ударам и воздействию химических веществ;
2. двухступенчатой турбины, работающей на всасывание;
3. центробежного насоса для подачи моющего средства с двойной диафрагмой во влагозащитной капсуле;
4. съемного бака для моющего средства с противопенным устройством;
5. быстродействующей защиты от короткого замыкания и перегрузки.

По своему назначению бытовые и хозяйственные пылесосы подразделяются на:

• устройства общего назначения;
• устройства специализированные;
• устройства для сухой уборки;
• устройства для влажной уборки.

При помощи пылесоса можно производить сухую уборку помещения и влажную уборку. Для каждого типа уборки производители выпускают устройства общего назначения и специального. По режиму эксплуатации устройства для уборки пыли могут быть:

• напольные (весом 3-8 кг);
• ручные (весом до 3 кг).

Ручные бывают следующих типов:

• штанговые, имеют штангу или ручку на корпусе;
• ранцевые, крепятся в виде ранца за спиной или в виде сумки через плечо.

По конструкции пылесосы бывают:

• горизонтальные прямоточные;
• вертикальные с циклоном;
• с пылеуловителем в кипящем слое жидкости.

По комфортности:

• стандартной конструкции;
• повышенной комфортности.

Для повышения комфортности производители, как правило, используют:

• прозрачный индикатор для контроля степени заполнения отсека для пыли;
• аварийный выключатель при переполнении отсека для пыли;
• регулятор на тиристорах для плавного изменения скорости вращения турбины;
• пружинный укладчик сетевого шнура;
• сменную кассету для бумажных фильтров;
• устройство для прессования пыли в пакеты;
• пластиковый кейс для хранения дополнительных принадлежностей;
• блок дистанционного управления.

По способу хранения пылесосы делятся на:

• хранящиеся открыто (в нерабочем состоянии упаковываются в коробку или пуф);
• встроенные (не требуют упаковочной тары для хранения).

Кроме вышеперечисленных признаков, устройства классифицируются по мощности, маркам, моделям, странам, производителям.

Из отдельно приобретаемых комплектующих можно самостоятельно собрать аксессуары для пылесоса (распылитель краски, сепаратор). Такой подход поможет максимально сэкономить на переоборудовании пылесоса без ущерба для качества. Переходник (адаптер) позволяет использовать для работы насадки от модели пылесоса другого производителя. Такой подход максимально расширяет область использования устройства при существенной экономии денег. Владеющие токарным станком могут изготовить универсальный адаптер для пылесоса своими руками по чертежам из интернета. Для соединения корпуса со щеткой обычно используется шланг гофрированный (гофра).

Аспиратор служит для отсоса жидкости из органов дыхания при помощи пылесоса. Работает аспиратор по закону Бернулли за счет разницы давлений. Принудительное удаление слизи и жидкости необходимо при бронхиальной астме, воспалении легких, застойных явлениях в органах верхних дыхательных путей. Конструкция аспиратора делает его использование полностью безопасным. При помощи адаптеров пылесос превращается в универсальное устройство для очистки пола, ковров и мебели от пыли, окраски автомобиля, обработки сада от вредителей, проветривания погреба и теплицы из поликарбоната, приготовления шашлыка и блюд из тушеной картошки на мангале.

Для квартир, где проживают больные туберкулезом, ВИЧ, венерическими и другими хроническими и опасными болезнями рекомендуется обратить внимание на щетку для влажной уборки со встроенным Уф-излучателем. При включенном излучателе и использовании для проведения влажной уборки 2% раствора хлорамина пылесос обеспечивает полную стерилизацию помещения на 3 часа.

Современный пылесос – сложное электронное устройство на микропроцессорах. Перед его покупкой следует внимательно ознакомиться с подробным описанием выбранной модели на сайте производителя и произвести подбор по параметрам. Описание на сайтах продавцов сложной бытовой техники лучше не использовать, оно имеет явно выраженный «PR-оттенок», возможно отсутствие или искажение технических параметров, отсутствует описание недостатков.

При отсутствии на сайте производителя описания на русском языке можно совершенно бесплатно воспользоваться онлайн-переводчиком, который есть на крупных интернет-порталах. В техническом описании бытовой техники нет сложных деепричастных оборотов, поэтому машинного перевода будет вполне достаточно для понимания и внимательного изучения. Приобретая современный пылесос для дома, нужно выбирать его по ряду важных параметров:

• расположение турбины (вертикальное, горизонтальное, фильтр-циклон);
• мощность воздушной турбины;
• система очистки воздуха;
• вес и габариты;
• тип фильтровального элемента (пакеты из фильтровальной бумаги, фильтр-циклон, аквафильтр);
• возможность проводить при помощи агрегата влажную уборку пола и коврового покрытия;
• отзывы пользователей на форумах в интернете, обсуждение достоинств и недостатков модели.

Для любителей путешествовать и сотрудников, которые часто ездят в командировки, рекомендуется приобрести небольшой по размерам и весу дорожный или автомобильный пылесос.

При пользовании пылесосом необходимо соблюдать правила электробезопасности и противопожарной безопасности. Строгое их соблюдение обеспечит надежную работу устройства и увеличит его срок службы.

• Пылесос должен эксплуатироваться в сухом, проветриваемом помещении при комнатной температуре.
• Перед включением пылесоса необходимо визуально проверить отсутствие подтекания жидкости изнутри корпуса, исправность электрической розетки и штепсельной вилки, целостность соединительного шнура.
• После перевозки из магазина при отрицательной температуре или после длительного хранения в неотапливаемой лоджии или на балконе зимой необходимо выдержать пылесос в комнате перед включением не менее 6-8 часов для высыхания капель конденсата на корпусе и проводящих ток частях и деталях.
• Запрещается пользоваться пылесосом в момент перепадов напряжения в сети, частых перерывов в подаче электроэнергии.
• Запрещается использовать нестандартные сетевые шнуры и предохранители, добавлять в воду отсека увлажнителя ароматические масла, туалетную воду, отвары трав, дезодоранты, агрессивные химические жидкости.
• Запрещается включать пылесос при наличии в воздухе бумажной пыли, древесной стружки, мелкодисперсной силикатной или абразивной пыли, взрывоопасных, агрессивных и высокоактивных газов и жидкостей (бензин, растворители, ацетон, дихлорэтан, высокое содержание кислорода).
• Категорически запрещается включать пылесос после сильного удара по корпусу или падения с большой высоты.
• При появлении в процессе работы треска, запаха гари, задымления необходимо срочно выключить пылесос и обратиться в сервисную мастерскую.
• Категорически запрещается устранять неисправность самостоятельно.

Принцип работы сепарторного пылесоса Krausen вы можете узнать, посмотрев видео немного ниже.