Часто бывает, что на каком-то этапе эксплуатации пылесоса вам потребуется заменить фильтр. Изношенный фильтр может снизить мощность всасывания машины или даже привести к поломке некоторых ее частей.Не стоит рисковать!

Некоторые пылесосы оснащены лучшими фильтрами на весь срок службы, которые не требуют замены в течение ожидаемого срока службы вашего пылесоса. Срок службы фильтра может потребоваться время от времени промывать, что является гораздо меньшей задачей по сравнению с заменой всего фильтра.

Это все, что вам нужно знать о циклонах и фильтрах. Теперь вы можете искать свой идеальный пылесос, не пытаясь решить, какой фильтр лучше, или не зная, что означает весь жаргон.Покупайте с уверенностью и выбирайте с умом, потому что ваш пылесос будет играть важную роль в общей чистоте вашего дома и качестве воздуха внутри него.

Если у вас есть какие-либо вопросы или запросы, не стесняйтесь оставлять свои мысли и предложения в поле для комментариев ниже. Спасибо за прочтение.

Наш список лучших пылесосов

Дополнительные советы по выбору подходящего пылесоса:

Пылесос с мешком, без мешка, циклонный и HEPA — Пылесос для волос домашних животных

Чтобы втянутая грязь и мусор оставалась внутри, а чистый воздух мог выходить, все пылесосы имеют систему фильтрации.В моделях с мешком используются мешки для первичной фильтрации, в то время как в моделях без мешка есть мусорный ящик и используется либо фильтр внутри контейнера, либо вихревой механизм для отделения частиц пыли от воздуха. Когда внутри бункера есть грязь, механические фильтры могут засориться, что приведет к потере всасывания, в то время как циклон поддерживает всасывание почти на том же уровне. Людям, страдающим респираторными заболеваниями, будет выгоднее иметь вакуум с фильтрацией HEPA, которая удаляет 99,97% частиц 0.Размером 3 микрометра.

Система фильтрации Назначение

Все пылесосы нуждаются в системе фильтрации, чтобы воздух мог циркулировать через машину и обратно в окружающую среду, удерживая пыль внутри устройства. Это предотвращает попадание частиц в воздух и снижает проблемы со здоровьем. Мелкая пыль в воздухе вредна для человека, особенно для людей, страдающих астмой, аллергией и другими респираторными заболеваниями.

Механический воздушный фильтр

В каждом пылесосе используется один или несколько механических воздушных фильтров.Это наименее сложный тип фильтра, который работает как сито. Сделанный из пористого материала, он будет иметь отверстия для улавливания нежелательных частиц в воздухе, но будет иметь отверстия меньшего размера, которые пропускают воздух обратно.

Проблема в том, что механические фильтры неизбежно удаляют в воздух помещения мелкую пыль — пыль мельче, чем размер их пор. Чтобы ограничить выпуск мелкой пыли, производители пылесосов создают фильтры с меньшими порами.

Тем не менее, чем меньше поры, тем большее сопротивление потоку воздуха создает фильтр.Даже новые они ограничивают мощность всасывания пылесоса и постепенно забиваются мелкой пылью, что еще больше снижает мощность всасывания. Вот почему так важно регулярно заменять (или мыть моющиеся модели) фильтры.

Чтобы компенсировать сопротивление фильтра воздушному потоку, вакуум требует более мощного двигателя. И чем эффективнее фильтр, тем нужен более мощный мотор.

Проектирование системы фильтрации

Большинство пылесосов имеют несколько ступеней фильтрации.Пылесос будет содержать либо мешок, либо мусорный ящик. Это первичный фильтр в вакууме.

Прямое всасывание

В вертикальных пылесосах с мешками с прямым всасыванием внутренний мешок обычно помещается в другой, внешний мешок, который служит вторичным фильтром. Забава высасывает грязь с пола через насадку с очень короткой трубкой и выдувает ее во внутренний мешок. Грязный воздух проходит прямо через вентилятор. Грязь остается во внутреннем мешке, в то время как воздух сначала проходит через поры внутреннего мешка, а затем через внешний мешок обратно в комнату.Внешний мешок улавливает больше мелкой пыли, которая могла выйти через внутренний мешок.

Непрямое всасывание

Во всех других моделях вторичные фильтры представляют собой фильтр перед двигателем и фильтр после двигателя, также известный как выхлопной фильтр. Вентилятор всасывает грязь с пола через сопло, первичный фильтр и фильтр перед двигателем и выдувает ее обратно в комнату через фильтр после двигателя. Через вентилятор проходит почти чистый воздух.

Пылесосы с мешками

При использовании пылесоса с мешками основная система фильтрации — это сам мешок, который может быть изготовлен из бумаги, синтетических материалов или ткани.Его цель — улавливать частицы грязи и пыли и удерживать их внутри. Чистый воздух все еще может проходить через поры мешка.

В вертикальных пылесосах с прямым всасыванием мешки могут иметь конструкцию с наполнением сверху или снизу, в зависимости от расположения трубки, из которой поступает грязный воздух. В мешках с верхним заполнением пыль падает и собирается на дне, позволяя воздуху проходить через верхнюю часть мешка, не затрагивая собранную пыль. Он сохраняет всасывание на высоком уровне дольше по сравнению с конструкцией с нижним заполнением, когда грязный воздух выдувается снизу через собранную пыль, что снижает поток воздуха.

Преимущества пылесосов с мешками

Больше гигиены

В пылесосе с мешком грязь и мусор всегда находятся внутри мешка. Это делает его наиболее гигиеничным вариантом при поиске пылесоса. По мере того, как производители продолжают совершенствовать пылесосы, они все лучше улавливают все эти аллергены внутри мешка.

При извлечении мешка для утилизации грязь продолжает оставаться внутри, не выходя в воздух.Это создает меньше беспорядка, чем модель без мешка, и гарантирует, что эти аллергены никогда не вернутся в окружающую среду, что может вызвать негативные последствия для здоровья.

Требуется меньше обслуживания

В пылесосе с мешком его не нужно будет так часто менять. Мешки способны вместить до двух фунтов пыли и мусора, и их не нужно опорожнять так же сильно, как модели без мешков.

Недостатки пылесосов с мешками

Нужно покупать сумки

Каждый раз, когда вакуум заполняется, мешок необходимо утилизировать.Это создает постоянные расходы только на то, чтобы вы могли убрать свой дом. Если вы все еще пользуетесь пылесосом старой модели, у вас могут даже возникнуть трудности с поиском сменных пакетов. Если бы вы не могли найти свои сумки, вам пришлось бы покупать универсальные пакеты, которые вам пришлось бы обрезать, чтобы они соответствовали вашему пылесосу.

Снижение производительности при заполнении мешка

Когда мешок начнет наполняться, начнут появляться заметные проблемы с производительностью. Единственный раз, когда пылесос с мешком работает с максимальной производительностью, — это когда мешок новый и пустой.На старых моделях также довольно сложно определить, когда сумка полна. При использовании более новой модели часто будет световой индикатор, предупреждающий о том, что сумка заполнена.

Пылесосы без мешка

В отличие от пылесосов с мешками, пылесос без мешка оснащен пластиковым мусорным баком, который собирает грязь и мусор.

Пылесос без мешка с традиционным фильтром

В простых пылесосах без мешка первичный фильтр представляет собой жесткий пластиковый контейнер, мусорный ящик, куда будет собираться грязь для облегчения утилизации.Он имеет впускное отверстие для воздушного потока где-то в верхней части мусорного бака и выпускное отверстие, которое может быть как вверху, так и внизу. Выхлопное отверстие обычно закрыто механическим фильтром.

Вентилятор пылесоса всасывает воздух через мусорный ящик. Когда воздушный поток проходит из узкой трубки в более широкую область мусорного бака, он замедляется. Это снижение скорости эффективно ослабляет хватку воздуха, поэтому тяжелые частицы грязи могут выпадать из воздушного потока на дно мусорного бака и оставаться здесь.Воздух направляется к вентилятору через фильтр, улавливающий мелкую пыль.

Пыль может прилипнуть к фильтру и потенциально засорить его, что приведет к потере всасывания по мере заполнения мусорного бака.

Циклонная фильтрация

В современных пылесосах без мешка используется циклонная технология. Он используется для отделения грязи от воздуха и улавливания грязи внутри канистры. Циклонная система не будет легко засоряться, обеспечивая при этом сильное и постоянное всасывание на протяжении всего процесса очистки.

Контейнер для мусора будет иметь цилиндрическую форму. Воздух входит в верхний угол бункера и выталкивается по спирали из-за угла, под которым он входит. Это создает центробежную силу, которая заставляет более крупные частицы грязи выпадать из потока воздуха на дно бункера. Затем воздух проходит через фильтр, расположенный в верхней части бункера, и удаляется больше грязи и мусора.

Преимущества безмешковых пылесосов

Дешевле

После того, как вы заплатите за пылесос без мешка, стоимость эксплуатации и обслуживания будет меньше, чем у модели с мешком.В основном экономия достигается за счет отсутствия необходимости покупать сумки на постоянной основе. Мусорный ящик можно опорожнять непрерывно, и он должен прослужить весь срок службы пылесоса.

Коллекция видимой грязи

Большинство урн для мусора прозрачные, что позволяет пользователю видеть, когда пора опорожнять грязь. Это также пригодится, когда что-то случайно пропылесосится, например, украшения.

Недостатки безмешковых пылесосов

Больше практического опыта

Чтобы поддерживать максимальную мощность всасывания, необходимо регулярно опорожнять мусорный ящик и очищать фильтры.

Воздействие аллергенов

Во время опорожнения мусорного бака или очистки фильтров пользователь обнаруживает, что находится в контакте с аллергенами, содержащимися в грязи и мусоре. Это может быть опасно для здоровья, особенно если оператор страдает аллергией или астмой.

Вторичные фильтры

Вторичный фильтр гарантирует, что даже мелкие частицы пыли останутся внутри пылесоса.

Существуют вторичные фильтры, которые после прохождения через первичный фильтр пропускают воздух через более обширный процесс фильтрации.Это делается до того, как воздух уйдет обратно в комнату.

Наружный мешок

В вертикальных пылесосах с мешками с прямым всасыванием вторичный фильтр представляет собой внешний мешок. Он улавливает мелкую пыль, вышедшую через внутренний мешок, поэтому она не выходит из вакуума.

Предмоторный фильтр

Этот фильтр предназначен для защиты двигателя от любых мелких частиц, которые проходят через первичный фильтр.

Пост-моторный фильтр

Они расположены там, где воздух выходит из вакуума.Это последнее состояние, гарантирующее, что грязь и пыль не попадут обратно в окружающую среду после процесса фильтрации.

Высокоэффективный воздушный фильтр для твердых частиц (HEPA)

HEPA-фильтр — это расширенный многослойный медиа-фильтр с жестким кожухом, закрывающим складки. Чтобы соответствовать стандарту, HEPA-фильтр должен улавливать 99,97% частиц размером 0,3 микрона из воздуха, проходящего через фильтр. Чтобы представить это в перспективе, человеческий волос составляет приблизительно 100 микрометров в диаметре, что в 300 раз превышает размер частиц, которые улавливает HEPA-фильтр.

Для пользователя, страдающего аллергией, ХОБЛ, астмой или любыми респираторными заболеваниями, фильтр HEPA является важным аспектом создания здорового дома. Аллергены, переносимые по воздуху, которые обычно могут усугубить эти состояния, такие как шерсть животных, пыль и пыльца, будут остановлены и удалены из воздуха.

Даже без каких-либо респираторных проблем, обычный пользователь избавится от бактерий, спор, пыли, вирусов и патогенов, просто используя этот фильтр. Имейте в виду, что пылесосы с такими вещами, как «HEPA-подобный» или «HEPA-стиль», не соответствуют тем же строгим стандартам, что и HEPA-фильтр.Этикетка «антиаллерген» — это не то же самое, что фильтр HEPA.

Обычно фильтр HEPA является постмоторным.

HEPA-фильтр замедляет воздушный поток в вакууме и требует большего всасывания, чтобы воздух проходил мимо волокон фильтра. Вот почему очиститель с HEPA-фильтрацией должен иметь более мощный двигатель; в противном случае он может не обеспечить должной очистки.

Полностью герметичная система HEPA

Чтобы обеспечить наиболее эффективную фильтрацию, вакуум с HEPA-фильтром должен быть герметичным.Это означает, что воздух проходит через фильтр и не выходит наружу. Компоненты мешка и двигателя герметичного блока будут иметь резиновые прокладки для обеспечения улавливания всего запыленного воздуха. Это надежно удерживает аллергены в машине, где они и должны быть.

Имейте в виду, что фильтрация через среду HEPA — это не то же самое, что фильтрация через герметичный фильтр HEPA.

Обслуживание фильтров

Если вы хотите продлить срок службы пылесоса, обязательно иметь чистый фильтр.Имея дело с забитым фильтром, легко заметить, что всасывание будет меньше.

Наличие полного первичного фильтра или фильтра перед двигателем также приведет к попаданию пыли и мусора в работу пылесоса, что сокращает срок службы машины.

Обратите внимание: когда мы говорим о мешке для заполнения или мусорном баке, мы не имеем в виду, что он полностью заполнен пылью, поэтому свободного места нет вообще. Мы имеем в виду, что он заполнен до полной отметки для прозрачных мусорных баков или всасывание значительно уменьшилось.

Одноразовые фильтры

При использовании устройства с одноразовыми фильтрами имейте в виду, что при их засорении потребуется покупка большего количества фильтров. Положительным моментом является то, что пылесос получает новые фильтры при каждой замене.

Моющиеся фильтры

Преимущество моющихся фильтров в том, что их не нужно менять в случае загрязнения. Их легко стирать и использовать повторно. Это удобно, но промывка фильтра обычно удаляет поверхностные частицы, оставляя после себя частицы, прилипшие к волокнам фильтра.

Частицы рыхлой поверхности собираются внутри сеток фильтра. По мере высыхания фильтра эти частицы собираются вместе и прикрепляются к фильтру. Это затруднит прохождение воздуха через фильтр, что неизбежно приведет к низкому всасыванию.

Для поддержания максимальной производительности рекомендуется регулярно заменять моющиеся фильтры. Иногда одноразовый фильтр можно заменить моющимся.

Формы и материалы фильтров механического пылесоса

Фильтры могут быть изготовлены из многих материалов, таких как поролон, синтетические волокна, бумага, пластик или ткань. Если фильтр гофрированный, поверхность увеличивается, а вместе с ним и эффективность фильтрации. Фильтры могут быть такими же простыми, как кусок материала или кусок материала, который снабжен картриджем различной формы, например кругами, прямоугольниками, цилиндрами или конусами.

Также это может быть внешняя сумка на молнии, из ткани или синтетического материала.

Опубликовано 31 июля 2017 г. пользователем Pet Vacuum Expert, последнее обновление 4 октября 2017 г.

Циклоны и фильтры HEPA

Циклонный тип: «Особо грязный»

В связи с интенсивным маркетингом, так называемый пылесос циклонного типа. становится все более популярным.Двигатель крутит воздух, который он всасывает, отталкивает пыль центробежной силой и выбрасывает ее в контейнер или сумка. Фактически, этот тип пылесоса, кажется, производит самый грязный выхлоп.

Центробежная сила удаляет из воздуха только крупные частицы пыли. Затем, чтобы удалить мелкие частицы пыли, машины разработаны с разные типы фильтров. Наконец, самая мелкая пыль должна удаляются с помощью так называемого высокоэффективного воздушного фильтра (HEPA).Согласно грамотно сформулированной рекламе, воздух, выходящий из циклонного типа стал чистым.

Однако нет ничего более далекого от истины. Дизайн такой машины часто имеют отверстия в корпусе пылесоса, чтобы позволить часть воздуха легче проходит. Это необходимо для всасывания силу, которую нужно поддерживать. Кроме того, если бы фильтры были более герметичными, это было бы практически невозможно поддерживать силу всасывания, необходимую для сильный всасывающий эффект.Фильтр HEPA особенно сложно воздух, чтобы пройти. Таким образом, дыры в корпусе — это удивительный дизайнерское решение, и именно из этих отверстий много пылинок испускаются.

Циклонная машина Toshiba имеет три фильтра, все с причудливыми названиями. Sanyo также делает модель, которая предположительно выпускает выбрасываемый воздух в «более мягкий» способ, что бы это ни значило! Умная реклама обманывает потребители, скрывающие важную информацию о загрязнении воздуха, рассредоточены в воздух вашего дома. Подробнее здесь о Dyson , еще одной машине циклонного типа, которая также не так идеально спроектирован, как мог бы его огромный отдел маркетинга как потребители верить!

Что такое циклонный пылесос?

Производители хвастаются циклонным всасыванием своих пылесосов — обычно это первая особенность, которую они выделяют. Циклонные пылесосы относительно новы, но являются наиболее популярным типом пылесосов.Что такое циклонный пылесос и что в нем такого замечательного? Мы в HouseholdMe стремимся ответить на эти и многие другие вопросы. Вот все, что вам нужно знать о вихревых пылесосах.

Насколько нова технология циклонных пылесосов?

Хотя циклонные пылесосы появились и раньше, они не стали популярными до конца 1990-х — начала 200-х годов. До второй половины 1980-х годов модели с прямым всасыванием были наиболее распространенным выбором среди потребителей.

Почему пылесосы с прямым всасыванием перестали пользоваться популярностью?

Пылесосы с прямым всасыванием очищают полы за счет линейного всасывания, которое втягивает грязь и мусор, отправляя их прямо в пылесос. Одновременно воздух, всасываемый пылесосом, выходит через вентиляционные отверстия.

При работе с прямым всасыванием пылесос также выбрасывает в воздух пыль и другие аллергены.Кроме того, чем полнее становится мешок, тем менее эффективным становится всасывание. Когда общественности была представлена ​​технология вихревого всасывания, она быстро заменила технологию прямого всасывания, которая использовалась в пылесосах.

Что делает пылесос циклонным пылесосом?

Внутри стандартного циклонного пылесоса есть вентилятор и мусорное ведро. Подобно тому, как стиральная машина удаляет воду из одежды, циклонный пылесос удаляет грязь и пыль из собираемого воздуха, вращаясь при этом, как торнадо.

Для отделения частиц от воздуха вентилятор пылесоса вращает воздух с высокой скоростью. Когда воздух вращается, тяжелые частицы, такие как грязь и крошки, ударяются о стенки контейнера и падают на дно контейнера. В то же время легкие частицы, такие как пыльца и пылинки, улавливаются фильтром, и теперь чистый воздух выпускается в комнату.

Есть ли у циклонных пылесосов сумка?

Если в пылесосе вместо мусорного ведра есть мешок, это не настоящий циклонный пылесос.В циклонных пылесосах для хранения грязи и мусора используются только контейнеры с твердым корпусом. Фактически, это одна из замечательных особенностей этих пылесосов. Поскольку у циклонных пылесосов нет мешка, они отлично справляются с поддержанием потока воздуха, что приравнивается к надежной работе.

Каковы преимущества использования циклонного вакуума?

Как мы только что упомянули, циклонные пылесосы — надежные исполнители, поскольку они способны обеспечивать постоянный уровень всасывания. Помимо воздушного потока, циклонный пылесос дает и другие преимущества, которых нет у других пылесосов.

Циклонный вакуум не потеряет мощность всасывания, пока бункер не будет переполнен. До этого момента всасывание было равномерным и устойчивым, что резко контрастировало с постепенным ослаблением всасывания в вакууме с прямым всасыванием.

Циклонные пылесосы также отлично справляются с фильтрацией загрязняющих веществ, поддерживая здоровый окружающий воздух. У многих из этих пылесосов есть отсеки для выброса снизу, которые значительно уменьшают объем пыли, летящей в воздух и на ваши руки. Благодаря своей способности фильтрации циклонные пылесосы реже забиваются, чем модели с прямым всасыванием.

Какие типы пылесосов имеют циклонную технологию?

Когда люди думают о вихревых пылесосах, они думают о стойках. Хотя в домах по всей Америке преобладают стойки, циклоническая технология не ограничивается только вертикальными пылесосами. Ручные пылесосы и пылесосы также предлагают циклонное всасывание. Кроме того, есть несколько центральных пылесосов, которые создают центробежную силу, которая является отличительной чертой вихревого всасывания.

Все ли циклонные пылесосы содержат фильтры?

Большинство циклонных пылесосов содержат один или несколько фильтров.Главный фильтр может быть обычным «высокопроизводительным» фильтром или реальным высокоэффективным воздушным фильтром для твердых частиц. Разница между этими двумя фильтрами заключается в количестве и размере частиц, которые они улавливают, при этом фильтр HEPA может улавливать все больше и меньше частиц.

Многие циклонные пылесосы имеют еще один фильтр. Дополнительный фильтр, обычно сделанный из пенопласта, называется выпускным фильтром; это последний фильтр, через который проходит воздух, прежде чем его освободит вакуум. Есть даже циклонные пылесосы с предмоторным фильтром.Этот фильтр задерживает крупные частицы, которые могут засорить пылесос, в том числе волосы и крупные частицы пыли.

Связанное сообщение: Лучшие пылесосы с фильтрами для воды

Что такое двухциклонный пылесос?

Циклонические, иногда называемые моноциклоническими или одноциклонными, вакуумами генерируют только один вихрь. Как следует из названия, двухциклонные пылесосы производят два вихря. Подобно одноциклонной вакуумной системе, двухциклонная модель втягивает воздух во впускное отверстие вокруг щеточного валика.Этот воздух и грязь, которые вместе с ним, вращаются вокруг мусорного ведра.

Двухциклонные пылесосы обрабатывают мелкие частицы с помощью второго циклона. Крупные частицы падают на дно бункера, как в одноциклонном пылесосе. Затем легкие частицы протягиваются через второй циклон в центре бункера. Некоторые из мелких частиц остаются на дне конуса второго циклона, а другие улавливаются основным фильтром.

Что такое мультициклонный пылесос?

Что касается начального циклона, в котором вращаются грязь и воздух, нет никакой разницы между моно, двойным или мультициклонным вакуумом.Как только воздух и более мелкие частицы достигают следующей циклонической ступени, конфигурация изменяется. Вместо другого одиночного циклона частицы вращаются в нескольких циклонах, продлевая срок службы фильтра и увеличивая силу всасывания вакуума.

Требуется ли фильтр для двойных и многоциклонных пылесосов?

Не обязательно. Потребность в фильтре зависит от типа циклонного вакуума. Вихревые пылесосы без фильтров обычно создают несколько циклонов всасывания.

Хотя каждый тип циклонных пылесосов эффективен для улавливания загрязняющих воздух частиц, огромное количество циклонов в многоцелевой модели позволяет немного лучше фильтровать пыль. Хотя вы можете заплатить немного больше за мультициклонный пылесос, компромисс — это фильтр, который прослужит весь срок службы пылесоса.

Как работают пылесосы — Объясните, что материал

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 18 августа 2021 г.

Даже когда ваш дом чистый, он абсолютно гадко! Это потому, что большая часть пыли и грязи в вашем доме слишком мала, чтобы видеть. К счастью, большинство из нас может жить, не зная такой правды о своих домах; Быстрая пробежка с пылесосом делает нас счастливыми.Дома двадцать первого века наполнены десятками бытовой техники и гаджеты, но пылесосы — одни из немногих, с которыми большинство из нас просто не могло жить без. Все мы знаем, что пылесосы всасывают грязь, но как именно они работают? И что отличает современный циклонный пылесос от пылесоса старого образца? Давайте посмотрим внимательнее!

Фото: очиститель Dyson, подобный этому, показывает, сколько грязи он собирает в своем прозрачном контейнере. Пыль и волосы имеют тенденцию кружиться благодаря «циклонному» действию машины.Другие популярные марки пылесосов (включая Hoover, Miele и Electrolux) теперь также производят пылесосы без мешка, хотя они, как правило, работают по-другому: они обычно используют внутренние фильтры для отделения пыли и грязи, которые оседают в пластиковом контейнере. , а воздух возвращается в комнату через решетку в задней части машины.

Почему их называют «пылесосами»?

Фото: Не все подметальные машины используют пылесосы. Эта беспроводная подметально-уборочная машина Gtech SW01 имеет две вращающиеся нейлоновые щетки спереди, которые сбрасывают пыль и волосы в выдвижной пластиковый контейнер для мусора (который я слегка приоткрыл, вверху справа).Переверните ее, и вы увидите основную планку щетки (с ее фиолетовыми щетинками) и вращающуюся щетку меньшего размера (с черной щетиной) для очистки краев (в центре справа). Он весит всего 1,6 кг и работает от 30 до 60 минут от полной 16-часовой зарядки. Все, что нужно сделать этой машине, — это крутить щетки, чтобы она могла обойтись крошечным электродвигателем на 7,2 В (намного меньше и менее энергоемким, чем двигатели в больших пылесосах, которые, как мы увидим ниже, также действуют как вытяжные вентиляторы).

Название «пылесос» является неким подарком, когда дело доходит до понимание того, как работает ваша машина: пылесосы работают по принципу всасывания.(«Всасывающий пылесос» было бы лучше, чем пылесос, на самом деле, потому что на самом деле нет вакуум задействован. Есть разница в давлении воздуха, но нигде нет абсолютного вакуума.) Если вы когда-нибудь пробовали этот трюк с салфеткой и расческой, вы узнаете, насколько эффективным может быть всасывание для удаления грязи. Если нет, попробуйте прямо сейчас! Оберните кусок ткани бумага вокруг гребня. Выдохните как можно дальше и задержите дыхание. Приложите расческу и бумагу ко рту. Теперь прислонитесь к пыльной кресло и прижмите рот и гребень к нему.Вдохните резко, так что эффективно, вы дышите прямо через гребень. Уберите гребень изо рта и осмотрите папиросную бумагу. Смотри как это грязно!

А теперь представьте, что бы произошло, если бы вы могли повторять этот трюк час за часом, просто как пылесос. В конце концов, грязь на папиросной бумаге будет накапливаться до такой степени. настолько, чтобы воздух больше не проходил через него должным образом. Ваша способность чистить — как человеческий пылесос — сильно пострадает. Это очень важный момент: для Чтобы пылесос работал эффективно, он должен постоянно поддерживать мощный воздушный поток.Если его мешок заполнен или его фильтры забиты, его воздушный поток будет значительно уменьшен. и он не будет собирать пыль. Это проблема, с которой сталкиваются почти все типы пылесосов. более чистые — даже циклонические без мешка, которые сейчас так популярны.

Пылесосы с мешками

Фото: Пылесосы выглядели и работали почти так же большую часть 20-го века: у них была всасывающая головка спереди и гигантский надутый мешок сзади. Это винтажный певец, сделанный в 1942 году.Я помню, как видел машины, похожие на эту все еще использовался в конце 1980-х годов. Фото Артура Ротштейна, Администрация безопасности фермы / Управление военной информации, любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Изобретен в 1901 году британским инженером, первый электрический пылесосы представляли собой простые всасывающие машины с щеткой и всасывающей головкой на спереди, мотор посередине и сумка сзади. Когда ты включил их, мотор заработал, всасывая воздух и грязь и сдувая их в мешок.

Вспомните трюк с гребешком «всасывать и фильтровать», и вы сразу поймете, как работают эти старые мешочные пылесосы. Вместо твоего рот, там мощный электродвигатель прикреплен к вентилятору, который всасывает воздух. Вместо того папиросная бумага и расческа, есть мешок для мусора (иногда внутри одноразовый бумажный мешок тканевый мешок), который улавливает втянутую пыль, чтобы вы можно некоторое время пользоваться очистителем, не беспокоясь о том, где все идет грязь. Сумка не совсем герметична, как вы могли подумать.Из него может выходить воздух, но не грязь, поэтому он эффективно действует как фильтр; воздух засасывается в сумку, а затем убегает через нее, оставляя грязь внутри нее.

На этой диаграмме показано, что происходит внутри обычного вакуума:

1. Электрическая розетка снабжает энергией электродвигатель уборщика.
2. В типичном пылесосе электродвигатель рассчитан примерно на 500–1000 Вт, поэтому он потребляет в пять-десять раз больше энергии, чем старый (лампа накаливания.
3. Резиновый ремень (синий), приводимый в действие электродвигателем, вращает щетки и битеры на ролике в передней части машины.
4. Сильное взмахи и чистка щеткой удаляют грязь с ковра или коврика.
5. Вентилятор, прикрепленный к электродвигателю, всасывает воздух и разрыхляет грязь через переднюю часть машины.
6. Грязный воздух проходит к задней части машины, охлаждая электродвигатель, когда он проходит мимо.
7. Грязь скапливается на дне мешка для мусора (который может быть одиночным тканевым мешком или фиксированным одноразовым бумажным мешком. внутри тканевого мешка).
8. Относительно чистый воздух выходит из спины. Обратите внимание, что выходящий воздух намного теплее входящего. потому что он забирает отработанное тепло от электродвигателя.

Как работает пылесос без мешка?

В большинстве современных пылесосов нет пакетов и вместо них используются пластиковые контейнеры, которые легко опорожняются. Это означает, что им необходимо использовать фильтры для отделения пыли от воздуха (что и делает мешок). Вот настройка типичного современного Electrolux без мешка. очиститель.Вы заметите, что воздушный поток, который я указал большой желтой стрелкой, является линейным (прямая линия) от шланг спереди до решетки сзади, как в старом очистителе сумок.

1. Впускное отверстие: Присоединяется к обычной чистящей головке и сменным инструментам (не показаны).
2. Контейнер для сбора грязи: Обычно он находится внутри пылесоса спереди, но я снял его и положил на бок, чтобы вы можете видеть вещи более ясно.
3. HEPA-фильтр: Фильтр представляет собой цилиндр из сложенной бумаги, прикрепленный к оранжевому кусочку, который вы видите в основании мусорного бака. Воздух всасывается через фильтр, оставляя грязь в мусорном ведре. Вы можете увидеть некоторые фотографии реальных фильтров этой машины в нашей статье о фильтрах HEPA.
4. Моторный блок: Этот пылесос оснащен очень мощным мотором на 2000 ватт, хотя он и нужен, чтобы пропускать воздух через HEPA-фильтр. Характеристики двигателей очистителей с HEPA-фильтрами могут вводить в заблуждение: они не обязательно обеспечивают большее всасывание в конце очистки, потому что большая часть их мощности используется для прохождения воздуха через фильтр, который может часто забиваться.
5. Фильтр и выпускная решетка: это простая губка, которую можно снимать и мыть.

Циклонные пылесосы

В большинстве пылесосов использовался процесс «всасывать и собирать грязь» до конца 1980-х годов, когда другой британский инженер по имени Джеймс Дайсон решил, что пришло время сделать что-то лучше.

Беда старых пылесосов в том, что они всасывают грязный воздух и подуйте прямо в мешок. Сумка улавливает грязь и относительно чистый (но часто все еще довольно пыльный) воздух возвращается в комнату.Чем дольше ты используйте пылесос, чем больше наполнится мешок. Когда сумка наполняется, количество пустого воздуха, которое он может удерживать, уменьшается, поэтому его способность всасывать больше грязи постепенно уменьшается. Чем дольше вы идете без опорожнения ваш пылесос, тем хуже становится проблема. Но опорожнение сумки — это настоящая неприятность — а пыль может разлететься повсюду!

Фото: Пылесосы работают так же, как трюк с расческой и бумагой, используя два сложных HEPA-фильтра. Вверху: Нижний фильтр: Возьмите пылесборник от Dyson, и вы можете увидеть один из двух HEPA-фильтров (под круглой решеткой).На самом деле это воздуховыпускное отверстие: чистый воздух, прошедший прямо через машину, проходит через нее. этот фильтр и возвращается в комнату. Внизу: верхний фильтр: в верхней части пылесборника есть еще один, гораздо более важный фильтр. Он очищает воздух сразу после того, как он прошел через циклон (после того, как основная часть пыли и грязи уже удалена).

Прощай, сумка

« Я видел проблему, и я видел возможное решение, которое заключалось в огромных циклонах возле цементных заводов и складов древесины, которые собирают пыль в течение всего дня.Поэтому я начал создавать различные версии этой технологии. ”

Джеймс Дайсон, The New York Times, 2018.

Dyson решил решить эту проблему, отказавшись от сумки. все вместе. К этому времени он уже был успешным изобретателем. собственное производство пластиковой садовой техники. Его фабрика в Западная страна Англии была поражена пылью, поэтому он разработал «вихревое» устройство для фильтрации воздуха, чтобы поддерживать его в чистоте. Используя мощный вентилятор, он всасывал пыльный воздух и крутил его на высокой скорости, как центрифуга.Вращая запыленный воздух был эффективным способом отделения пыли от воздуха. В стиральная машина, то же принцип используется для отожмите воду с одежды по окончании цикла стирки. Как барабан вращается на высокой скорости одежда падает на край барабана и содержащаяся в них вода вытесняется через крошечные отверстия барабана. В та же идея оказалась столь же эффективной в воздушном фильтре Дайсона. Вращая грязный воздух отделял тяжелые частицы пыли, которые могли улавливаться и собираться; очищенный воздух может быть направлен по трубопроводу обратно в комнату.Машина Дайсона была настолько эффективной и успешной, что он интересно, почему пылесосы не используют ту же идею. Он решил Изобрести циклонный пылесос тут же.

Теперь очень важно отметить, что Дайсон не изобретал идею с помощью циклона для удаления пыли из воздуха. На самом деле, если вы посмотрите на его оригинальный патент (Пылесосы, датированный 1983 г.), вы обнаружите, что он ссылается на целый ряд более ранних изобретений («предшествующий уровень техники»), первая из которых — книга Берта М. Кента Вакуумная и пылеулавливающая машина разработан за 70 лет до этого, в 1913 году, и запатентован в 1917 году.Кент ясно заявляет, что одна из его целей «состоит в том, чтобы предоставить машину … в которой используется принцип «циклонного» пылеулавливания и использование сит избежать «.

Дайсон не изобрел пылесос без мешка. Еще в 1930-х годах Эдвард Х. Йонкерс-младший из Эванстона, штат Иллинойс, заметил: как «сопротивление прохождению воздуха через мешок постепенно увеличивается во время нормального накопление пыли ». Чтобы решить эту проблему, Йонкерс предложил всасывающий очиститель со сложным бумажным фильтром, в котором «вихревое движение воздуха вокруг конического фильтра служит для центробежного отделяют «тяжелые частицы пыли», которые затем собираются в простой контейнер без мешка.Его изобретение стало очень успешным FilterQueen®, примерно за четыре десятилетия до Дайсона!

Так что же на самом деле изобрел Дайсон? Его вклад состоял в том, чтобы применить эти два принципа к относительно компактному домашнему пылесосу и убедить людей, что он более эффективен, чем пылесосы, к которым они привыкли; это было столько же о маркетинге, как и обо всем остальном, что верно для всех великих изобретений.

Совершенствуем изобретение

С конца 1970-х до середины 1980-х годов Dyson построил не менее 5127 прототипов его циклонного очистителя.К концу 1980-х он был продавать ярко-розовый циклонный очиститель под названием G-Force в Японии. Он был большим, неуклюжим и дорогим, но он приносил ему достаточно денег, чтобы разработать более компактный и доступный циклонный пылесос под названием DC01. В середине 1990-х годов эта новая машина завоевала бесчисленные дизайнерские награды и вскоре стал самым продаваемым пылесосом в Великобритании, и машины, основанные на этой конструкции, теперь продается по всему миру.

Его секрет прост: потому что нет мешка, который бы забивался пылью и грязи, машина поддерживает довольно постоянный поток воздуха (неофициально мы говорим, что это отстой с точно такой же мощностью).Вам все равно придется время от времени опорожнять мусорный бак, но вихревой Действие означает, что Dyson с полным мусорным ведром работает так же хорошо, как и тот, только что опустошили.

Все это говорит о том, что каким бы хорошим ни было изобретение быть, всегда кто-то может сделать это лучше! (Кстати об улучшениях, вы видели роботов-пылесосов? которые убирают ваш дом автоматически?)

Ключевые части пылесоса Dyson

Итак, как на самом деле работает Dyson.Во-первых, давайте быстро рассмотрим ключевые детали, которые вы найдете в одной из классических ранних моделей: вертикальной стойке Dyson DC04:

1. Щетка и воздухозаборник: Вращающаяся щетка под этой планкой разрыхляет грязь на ковре, так что всасывающее устройство может втягивать ее. Это почти то же самое, что и в обычном пылесосе.
2. Регулировка высоты: позволяет использовать пылесос для чистки твердых полов, ковров и других поверхностей. Когда вакуум находится в вертикальном положении, вращающийся щетка выключена. Вместо этого воздух всасывается через удлинительный шланг в верхней части машины.
3. Мощный электродвигатель: по сути, это гигантский вентилятор, который всасывает воздух и протягивает его через циклон и фильтры машины. Как вы, наверное, заметили, мотор пылесоса через несколько минут сильно нагревается; поэтому холодный воздух, который он втягивает, выходит из машины несколько горячее. На этом Dyson выпускное отверстие для воздуха находится внизу, прямо под мусорным баком. Положите туда руку, и вы почувствуете, как дует теплый воздух.
4. Контейнер для сбора пыли из прозрачного пластика.Контейнер этого пылесоса полностью заполнен. Одна интересная вещь, которую стоит отметить в Dysons, — это то, как их центробежное вращательное действие сортирует частицы пыли на полосы разного размера, как в центрифуге. На этой фотографии вы почти можете видеть, что на дне мусорного ведра есть полоса песка, за которой следует более темная полоса из более крупных частиц грязи с более светлым ворсом наверху.
5. Циклон: Циклон представляет собой большой желтый пластиковый конус, направленный вниз в контейнер для пыли:

   Циклон — самая важная часть Dyson.На этой фотографии видно, что это сужение, Конусообразный кусок пластика с небольшими отверстиями в верхней части. Электродвигатель всасывает грязный воздух в верхнюю часть циклон, в котором он вращается с большой скоростью. Пока воздух проходит через конус, пыль вращается, опускается вниз и собирается в прозрачном пластиковом контейнере под ним, готовом к утилизации.

   Прямо над циклоном находится верхний пылевой фильтр (он находится внутри серого цилиндра над желтым циклоном на фотографии HEPA-фильтров вверху).Один фильтр находится непосредственно над контейнером для сбора пыли, а второй — в нижней части машины. Воздух проходит через этот второй фильтр для дополнительной очистки непосредственно перед возвращением в комнату.

6. Воздушный шланг: электродвигатель всасывает воздух через Dyson по сети трубок. Воздух подается по трубопроводу в верхнюю часть машины, протягивается и вращается через циклон, прежде чем вернуться по этой трубе в нижнюю часть машины. Фактический поток воздуха через машину вы можете увидеть на фотографии внизу.

Как работает циклонный пылесос?

Теперь мы рассмотрели детали, как они все работают? Вот приблизительное руководство по тому, что все делает, когда воздух проходит через типичный многоциклонный пылесос. В этой модели:

1. Воздух поступает через щетку внизу.
2. Воздух поступает в первую ступень по касательной (перпендикулярно цилиндрическому баку для мусора) и вращается вокруг циклона в центре. Частицы грязи закручиваются к краю, падают вниз и собираются на дне, в то время как воздух всасывается через отверстия в самом циклоне.
3. Несколько более чистый воздух поступает во вторую, верхнюю ступень.
4. Здесь аналогичный процесс происходит только с несколькими меньшими циклонами, которые удаляют гораздо более мелкие частицы грязи.
5. Относительно чистый воздух проходит через HEPA-фильтр. Поскольку большая часть грязи уже удалена, этот фильтр на самом деле не препятствует потоку воздуха через машину.
6. Воздух возвращается в комнату после прохождения через второй HEPA-фильтр.

Блок двигателя (не показан на этом чертеже) и вентилятор расположены в основании машины между двумя задними колесами.

Обратите внимание, что этот рисунок , а не , является точным изображением того, что происходит в Dyson (или любой другой подобной машине): он просто разработан, чтобы дать вам очень общее представление о том, что происходит в циклонном очистителе. В Dyson DC04, таком как тот, который был сфотографирован выше, воздушный поток на самом деле выглядит следующим образом:

Я снял циклон и мусорный бак, отодвинул его в сторону и повернул назад, чтобы вы могли четко видеть, что происходит. Красная линия показывает воздушный поток до точки, в которой он входит в циклон.Оранжевая линия показывает воздушный поток после выхода воздуха из циклона. Воздух поступает через щеточную планку, проходит вверх по трубе сбоку от машины вверх, где попадает в циклон, вращается, проходит через верхний фильтр HEPA, а затем выходит через вторую трубу также рядом с верхней частью машина, прежде чем вернуться по другой трубе к вентилятору и нижнему фильтру HEPA и, наконец, выйти прямо под мусорный бак.

Если вы хотите узнать больше, обратитесь к одному из патентов в списке для чтения ниже, где вы найдете полные технические чертежи и подробное объяснение того, как все работает на реальной машине.

Пылесосы для воды

Когда дело доходит до всасывания, обычные пылесосы имеют тенденцию … сосать, если не сказать лучшего слова. Выпуклые мешки и забитые фильтры постепенно уменьшают воздушный поток, делая невозможным эффективное улавливание большего количества грязи. Однако без фильтров они уносят довольно много более мелкой пыли (вредных частиц, известных как PM10, размером менее 10 микрон) обратно в вашу комнату; Таким образом, вместо «уборки пылесосом» они просто «переставляют пыль»: всасывают грязь и выдувают ее обратно, чтобы она оседала в другом месте.Это особая проблема для людей, страдающих астмой или аллергией на пыль. Даже самые лучшие циклонные пылесосы не идеальны: циклоны не удаляют всю грязь, поэтому необходимы дополнительные фильтры HEPA, которые обычно либо настолько мелкие, что они многократно забиваются (уменьшение воздушного потока и очищающей способности), или настолько грубые, что позволяют грязь обратно в комнату.

Работа: Упрощенный пылесос для воды.

Какое решение? Один из вариантов — использовать водяной пылесос, в котором для улавливания грязи используется резервуар с водой вместо мешка или обычного мусорного бака.Пыльный входящий воздух попадает в резервуар для воды, где грязь удерживается в растворе. Влажный воздух, выходящий из резервуара, затем вращается, чтобы удалить воду (немного как в Dyson), производя чистый воздух, который возвращается в комнату.

Вот как работает обычный водяной пылесос:

1. Воздух всасывается через стержень щетки обычным образом.
2. Мощный двигатель (не показан) протягивает воздух через резервуар для воды, в котором скапливается большая часть грязи.
3. Влажный воздух проходит через резервуар, по спирали проходит мимо пластиковых пластин, которые помогают отделить капли воды от воздуха, который их переносит.Вода стекает обратно в резервуар.
4. Чистый сухой воздух выходит через выпускное отверстие в верхней части устройства.

Узнать больше

На этом сайте

Книги

• Пылесос: История пользователя Кэрролл Ганц. McFarland & Company, 2012. Захватывающая хронологическая история вакуума, прослеженная от метлы (веточки метлы) до современного Дайсона.
• Руководство по электрическому устройству Грэма Диксона.Haynes, 2000. Руководство по основному обслуживанию и ремонту обычных пылесосов и другой бытовой техники.

Статьи

Патенты

Artwork: Один из оригинальных патентов пылесоса Гувера. Этот датируется примерно Второй мировой войной и был подан Уильямом Д. Селлерсом и Альфредом Г. Гроссом в 1939 году. Все основные элементы на месте — вращающаяся щетка спереди (красный), веер (в центре), ременной привод (зеленый) и выход для сумки сзади (желтый) — в дизайне, который оставался в основном неизменным, пока инновации Дайсона не появились в 1980-х годах.Для получения дополнительной информации см. Патент США: 2343227: Очиститель всасывания. Изображение любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Существуют десятки патентов на циклонные и другие типы пылесосов, в том числе многие из них поданы Джеймс Дайсон и его соратники. Вот некоторые из них, на которые стоит обратить внимание, если вы хотите более подробно изучить конструкцию циклонного пылесоса в порядке от самого старого к новейшему:

• Патент США 1220641: Машина для создания вакуума и пылеотделения, автор Берт М. Кент, 27 марта 1917 г.Это самый ранний циклонный пылеуловитель, который я нашел.
• Патент США 2198568: Всасывающий очиститель, Эдвард Х. Йонкерс, 23 апреля 1940 г. Один из первых циклонных очистителей без мешка.
• Патент США 3425192: Система вакуумной очистки, разработанная Норманом Дэвисом, 4 февраля 1969 г. Эта конструкция мультициклона, переданная компании John E. Mitchell, имеет сильное визуальное сходство с более поздними конструкциями мультициклонов Дайсона.
• Патент США 4373288: Пылесосы от Джеймса Дайсона, 15 февраля 1983 г.Я считаю, что это оригинальный патент Dyson на циклонный пылесос, первоначально поданный 15 апреля 1980 года.
• Патент США 6735817: Вертикальный пылесос с вихревым потоком воздуха, автор Kenneth W. Bair et al, Royal Appliance. Усовершенствованный циклонный очиститель с дополнительными ступенями фильтрации для улучшения качества воздуха, возвращаемого в комнату.
• Патент США 6,994,740: Устройство циклонного разделения, включающее циклонные блоки выше и ниже по потоку, автор Питер Дэвид Гаммак и др., 7 февраля 2006 г.Более совершенный Dyson с дополнительными циклонами.
• Патент США 7,361,200: Циклонный пылеотделитель и пылесос с таким же пылесосом, автор Jang-keun Oh и др., 10 марта 2005 г. Альтернативная, более компактная циклонная конструкция от Samsung.

Чтобы получить подробный обзор типичного водяного вакуума, попробуйте:

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Крис Вудфорд 2007, 2017. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2007/2017) Пылесосы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/vacuumcleaner.html.[Доступно 17 сентября 2021 г.]

Больше на нашем сайте …

Как работают пылесосы — Объясните, что материал

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 18 августа 2021 г.

Даже когда ваш дом чистый, он абсолютно гадко! Это потому, что большая часть пыли и грязи в вашем доме слишком мала, чтобы видеть. К счастью, большинство из нас может жить, не зная такой правды о своих домах; Быстрая пробежка с пылесосом делает нас счастливыми.Дома двадцать первого века наполнены десятками бытовой техники и гаджеты, но пылесосы — одни из немногих, с которыми большинство из нас просто не могло жить без. Все мы знаем, что пылесосы всасывают грязь, но как именно они работают? И что отличает современный циклонный пылесос от пылесоса старого образца? Давайте посмотрим внимательнее!

Фото: очиститель Dyson, подобный этому, показывает, сколько грязи он собирает в своем прозрачном контейнере. Пыль и волосы имеют тенденцию кружиться благодаря «циклонному» действию машины.Другие популярные марки пылесосов (включая Hoover, Miele и Electrolux) теперь также производят пылесосы без мешка, хотя они, как правило, работают по-другому: они обычно используют внутренние фильтры для отделения пыли и грязи, которые оседают в пластиковом контейнере. , а воздух возвращается в комнату через решетку в задней части машины.

Почему их называют «пылесосами»?

Фото: Не все подметальные машины используют пылесосы. Эта беспроводная подметально-уборочная машина Gtech SW01 имеет две вращающиеся нейлоновые щетки спереди, которые сбрасывают пыль и волосы в выдвижной пластиковый контейнер для мусора (который я слегка приоткрыл, вверху справа).Переверните ее, и вы увидите основную планку щетки (с ее фиолетовыми щетинками) и вращающуюся щетку меньшего размера (с черной щетиной) для очистки краев (в центре справа). Он весит всего 1,6 кг и работает от 30 до 60 минут от полной 16-часовой зарядки. Все, что нужно сделать этой машине, — это крутить щетки, чтобы она могла обойтись крошечным электродвигателем на 7,2 В (намного меньше и менее энергоемким, чем двигатели в больших пылесосах, которые, как мы увидим ниже, также действуют как вытяжные вентиляторы).

Название «пылесос» является неким подарком, когда дело доходит до понимание того, как работает ваша машина: пылесосы работают по принципу всасывания.(«Всасывающий пылесос» было бы лучше, чем пылесос, на самом деле, потому что на самом деле нет вакуум задействован. Есть разница в давлении воздуха, но нигде нет абсолютного вакуума.) Если вы когда-нибудь пробовали этот трюк с салфеткой и расческой, вы узнаете, насколько эффективным может быть всасывание для удаления грязи. Если нет, попробуйте прямо сейчас! Оберните кусок ткани бумага вокруг гребня. Выдохните как можно дальше и задержите дыхание. Приложите расческу и бумагу ко рту. Теперь прислонитесь к пыльной кресло и прижмите рот и гребень к нему.Вдохните резко, так что эффективно, вы дышите прямо через гребень. Уберите гребень изо рта и осмотрите папиросную бумагу. Смотри как это грязно!

А теперь представьте, что бы произошло, если бы вы могли повторять этот трюк час за часом, просто как пылесос. В конце концов, грязь на папиросной бумаге будет накапливаться до такой степени. настолько, чтобы воздух больше не проходил через него должным образом. Ваша способность чистить — как человеческий пылесос — сильно пострадает. Это очень важный момент: для Чтобы пылесос работал эффективно, он должен постоянно поддерживать мощный воздушный поток.Если его мешок заполнен или его фильтры забиты, его воздушный поток будет значительно уменьшен. и он не будет собирать пыль. Это проблема, с которой сталкиваются почти все типы пылесосов. более чистые — даже циклонические без мешка, которые сейчас так популярны.

Пылесосы с мешками

Фото: Пылесосы выглядели и работали почти так же большую часть 20-го века: у них была всасывающая головка спереди и гигантский надутый мешок сзади. Это винтажный певец, сделанный в 1942 году.Я помню, как видел машины, похожие на эту все еще использовался в конце 1980-х годов. Фото Артура Ротштейна, Администрация безопасности фермы / Управление военной информации, любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Изобретен в 1901 году британским инженером, первый электрический пылесосы представляли собой простые всасывающие машины с щеткой и всасывающей головкой на спереди, мотор посередине и сумка сзади. Когда ты включил их, мотор заработал, всасывая воздух и грязь и сдувая их в мешок.

Вспомните трюк с гребешком «всасывать и фильтровать», и вы сразу поймете, как работают эти старые мешочные пылесосы. Вместо твоего рот, там мощный электродвигатель прикреплен к вентилятору, который всасывает воздух. Вместо того папиросная бумага и расческа, есть мешок для мусора (иногда внутри одноразовый бумажный мешок тканевый мешок), который улавливает втянутую пыль, чтобы вы можно некоторое время пользоваться очистителем, не беспокоясь о том, где все идет грязь. Сумка не совсем герметична, как вы могли подумать.Из него может выходить воздух, но не грязь, поэтому он эффективно действует как фильтр; воздух засасывается в сумку, а затем убегает через нее, оставляя грязь внутри нее.

На этой диаграмме показано, что происходит внутри обычного вакуума:

1. Электрическая розетка снабжает энергией электродвигатель уборщика.
2. В типичном пылесосе электродвигатель рассчитан примерно на 500–1000 Вт, поэтому он использует в пять-десять раз больше энергии, чем старый (лампа накаливания.
3. Резиновый ремень (синий), приводимый в действие электродвигателем, вращает щетки и битеры на ролике в передней части машины.
4. Сильное взмахи и чистка щеткой удаляют грязь с ковра или коврика.
5. Вентилятор, прикрепленный к электродвигателю, всасывает воздух и разрыхляет грязь через переднюю часть машины.
6. Грязный воздух проходит к задней части машины, охлаждая электродвигатель, когда он проходит мимо.
7. Грязь скапливается на дне мешка для мусора (который может быть одиночным тканевым мешком или фиксированным одноразовым бумажным мешком. внутри тканевого мешка).
8. Относительно чистый воздух выходит из спины. Обратите внимание, что выходящий воздух намного теплее входящего. потому что он забирает отработанное тепло от электродвигателя.

Как работает пылесос без мешка?

В большинстве современных пылесосов нет пакетов и вместо них используются пластиковые контейнеры, которые легко опорожняются. Это означает, что им необходимо использовать фильтры для отделения пыли от воздуха (что и делает мешок). Вот настройка типичного современного Electrolux без мешка. очиститель.Вы заметите, что воздушный поток, который я указал большой желтой стрелкой, является линейным (прямая линия) от шланг спереди до решетки сзади, как в старом очистителе сумок.

1. Впускное отверстие: Присоединяется к обычной чистящей головке и сменным инструментам (не показаны).
2. Контейнер для сбора грязи: Обычно он находится внутри пылесоса спереди, но я снял его и положил на бок, чтобы вы можете видеть вещи более ясно.
3. HEPA-фильтр: Фильтр представляет собой цилиндр из сложенной бумаги, прикрепленный к оранжевому кусочку, который вы видите в основании мусорного бака. Воздух всасывается через фильтр, оставляя грязь в мусорном ведре. Вы можете увидеть некоторые фотографии реальных фильтров этой машины в нашей статье о фильтрах HEPA.
4. Моторный блок: Этот пылесос оснащен очень мощным мотором на 2000 ватт, хотя он и нужен, чтобы пропускать воздух через HEPA-фильтр. Характеристики двигателей очистителей с HEPA-фильтрами могут вводить в заблуждение: они не обязательно обеспечивают большее всасывание в конце очистки, потому что большая часть их мощности используется для прохождения воздуха через фильтр, который может часто забиваться.
5. Фильтр и выпускная решетка: это простая губка, которую можно снимать и мыть.

Циклонные пылесосы

В большинстве пылесосов использовался процесс «всасывать и собирать грязь» до конца 1980-х годов, когда другой британский инженер по имени Джеймс Дайсон решил, что пришло время сделать что-то лучше.

Беда старых пылесосов в том, что они всасывают грязный воздух и подуйте прямо в мешок. Сумка улавливает грязь и относительно чистый (но часто все еще довольно пыльный) воздух возвращается в комнату.Чем дольше ты используйте пылесос, чем больше наполнится мешок. Когда сумка наполняется, количество пустого воздуха, которое он может удерживать, уменьшается, поэтому его способность всасывать больше грязи постепенно уменьшается. Чем дольше вы идете без опорожнения ваш пылесос, тем хуже становится проблема. Но опорожнение сумки — это настоящая неприятность — а пыль может разлететься повсюду!

Фото: Пылесосы работают так же, как трюк с расческой и бумагой, используя два сложных HEPA-фильтра. Вверху: Нижний фильтр: Возьмите пылесборник от Dyson, и вы можете увидеть один из двух HEPA-фильтров (под круглой решеткой).На самом деле это воздуховыпускное отверстие: чистый воздух, прошедший прямо через машину, проходит через нее. этот фильтр и возвращается в комнату. Внизу: верхний фильтр: в верхней части пылесборника есть еще один, гораздо более важный фильтр. Он очищает воздух сразу после того, как он прошел через циклон (после того, как основная часть пыли и грязи уже удалена).

Прощай, сумка

« Я видел проблему, и я видел возможное решение, которое заключалось в огромных циклонах возле цементных заводов и складов древесины, которые собирают пыль в течение всего дня.Поэтому я начал создавать различные версии этой технологии. ”

Джеймс Дайсон, The New York Times, 2018.

Dyson решил решить эту проблему, отказавшись от сумки. все вместе. К этому времени он уже был успешным изобретателем. собственное производство пластиковой садовой техники. Его фабрика в Западная страна Англии была поражена пылью, поэтому он разработал «вихревое» устройство для фильтрации воздуха, чтобы поддерживать его в чистоте. Используя мощный вентилятор, он всасывал пыльный воздух и крутил его на высокой скорости, как центрифуга.Вращая запыленный воздух был эффективным способом отделения пыли от воздуха. В стиральная машина, то же принцип используется для отожмите воду с одежды по окончании цикла стирки. Как барабан вращается на высокой скорости одежда падает на край барабана и содержащаяся в них вода вытесняется через крошечные отверстия барабана. В та же идея оказалась столь же эффективной в воздушном фильтре Дайсона. Вращая грязный воздух отделял тяжелые частицы пыли, которые могли улавливаться и собираться; очищенный воздух может быть направлен по трубопроводу обратно в комнату.Машина Дайсона была настолько эффективной и успешной, что он интересно, почему пылесосы не используют ту же идею. Он решил Изобрести циклонный пылесос тут же.

Теперь очень важно отметить, что Дайсон не изобретал идею с помощью циклона для удаления пыли из воздуха. На самом деле, если вы посмотрите на его оригинальный патент (Пылесосы, датированный 1983 г.), вы обнаружите, что он ссылается на целый ряд более ранних изобретений («предшествующий уровень техники»), первая из которых — книга Берта М. Кента Вакуумная и пылеулавливающая машина разработан за 70 лет до этого, в 1913 году, и запатентован в 1917 году.Кент ясно заявляет, что одна из его целей «состоит в том, чтобы предоставить машину … в которой используется принцип «циклонного» пылеулавливания и использование сит избежать «.

Дайсон не изобрел пылесос без мешка. Еще в 1930-х годах Эдвард Х. Йонкерс-младший из Эванстона, штат Иллинойс, заметил: как «сопротивление прохождению воздуха через мешок постепенно увеличивается во время нормального накопление пыли ». Чтобы решить эту проблему, Йонкерс предложил всасывающий очиститель со сложным бумажным фильтром, в котором «вихревое движение воздуха вокруг конического фильтра служит для центробежного отделяют «тяжелые частицы пыли», которые затем собираются в простой контейнер без мешка.Его изобретение стало очень успешным FilterQueen®, примерно за четыре десятилетия до Дайсона!

Так что же на самом деле изобрел Дайсон? Его вклад состоял в том, чтобы применить эти два принципа к относительно компактному домашнему пылесосу и убедить людей, что он более эффективен, чем пылесосы, к которым они привыкли; это было столько же о маркетинге, как и обо всем остальном, что верно для всех великих изобретений.

Совершенствуем изобретение

С конца 1970-х до середины 1980-х годов Dyson построил не менее 5127 прототипов его циклонного очистителя.К концу 1980-х он был продавать ярко-розовый циклонный очиститель под названием G-Force в Японии. Он был большим, неуклюжим и дорогим, но он приносил ему достаточно денег, чтобы разработать более компактный и доступный циклонный пылесос под названием DC01. В середине 1990-х годов эта новая машина завоевала бесчисленные дизайнерские награды и вскоре стал самым продаваемым пылесосом в Великобритании, и машины, основанные на этой конструкции, теперь продается по всему миру.

Его секрет прост: потому что нет мешка, который бы забивался пылью и грязи, машина поддерживает довольно постоянный поток воздуха (неофициально мы говорим, что это отстой с точно такой же мощностью).Вам все равно придется время от времени опорожнять мусорный бак, но вихревой Действие означает, что Dyson с полным мусорным ведром работает так же хорошо, как и тот, только что опустошили.

Все это говорит о том, что каким бы хорошим ни было изобретение быть, всегда кто-то может сделать это лучше! (Кстати об улучшениях, вы видели роботов-пылесосов? которые убирают ваш дом автоматически?)

Ключевые части пылесоса Dyson

Итак, как на самом деле работает Dyson.Во-первых, давайте быстро рассмотрим ключевые детали, которые вы найдете в одной из классических ранних моделей: вертикальной стойке Dyson DC04:

1. Щетка и воздухозаборник: Вращающаяся щетка под этой планкой разрыхляет грязь на ковре, так что всасывающее устройство может втягивать ее. Это почти то же самое, что и в обычном пылесосе.
2. Регулировка высоты: позволяет использовать пылесос для чистки твердых полов, ковров и других поверхностей. Когда вакуум находится в вертикальном положении, вращающийся щетка выключена. Вместо этого воздух всасывается через удлинительный шланг в верхней части машины.
3. Мощный электродвигатель: по сути, это гигантский вентилятор, который всасывает воздух и протягивает его через циклон и фильтры машины. Как вы, наверное, заметили, мотор пылесоса через несколько минут сильно нагревается; поэтому холодный воздух, который он втягивает, выходит из машины несколько горячее. На этом Dyson выпускное отверстие для воздуха находится внизу, прямо под мусорным баком. Положите туда руку, и вы почувствуете, как дует теплый воздух.
4. Контейнер для сбора пыли из прозрачного пластика.Контейнер этого пылесоса полностью заполнен. Одна интересная вещь, которую стоит отметить в Dysons, — это то, как их центробежное вращательное действие сортирует частицы пыли на полосы разного размера, как в центрифуге. На этой фотографии вы почти можете видеть, что на дне мусорного ведра есть полоса песка, за которой следует более темная полоса из более крупных частиц грязи с более светлым ворсом наверху.
5. Циклон: Циклон представляет собой большой желтый пластиковый конус, направленный вниз в контейнер для пыли:

   Циклон — самая важная часть Dyson.На этой фотографии видно, что это сужение, Конусообразный кусок пластика с небольшими отверстиями в верхней части. Электродвигатель всасывает грязный воздух в верхнюю часть циклон, в котором он вращается с большой скоростью. Пока воздух проходит через конус, пыль вращается, опускается вниз и собирается в прозрачном пластиковом контейнере под ним, готовом к утилизации.

   Прямо над циклоном находится верхний пылевой фильтр (он находится внутри серого цилиндра над желтым циклоном на фотографии HEPA-фильтров вверху).Один фильтр находится непосредственно над контейнером для сбора пыли, а второй — в нижней части машины. Воздух проходит через этот второй фильтр для дополнительной очистки непосредственно перед возвращением в комнату.

6. Воздушный шланг: электродвигатель всасывает воздух через Dyson по сети трубок. Воздух подается по трубопроводу в верхнюю часть машины, протягивается и вращается через циклон, прежде чем вернуться по этой трубе в нижнюю часть машины. Фактический поток воздуха через машину вы можете увидеть на фотографии внизу.

Как работает циклонный пылесос?

Теперь мы рассмотрели детали, как они все работают? Вот приблизительное руководство по тому, что все делает, когда воздух проходит через типичный многоциклонный пылесос. В этой модели:

1. Воздух поступает через щетку внизу.
2. Воздух поступает в первую ступень по касательной (перпендикулярно цилиндрическому баку для мусора) и вращается вокруг циклона в центре. Частицы грязи закручиваются к краю, падают вниз и собираются на дне, в то время как воздух всасывается через отверстия в самом циклоне.
3. Несколько более чистый воздух поступает во вторую, верхнюю ступень.
4. Здесь аналогичный процесс происходит только с несколькими меньшими циклонами, которые удаляют гораздо более мелкие частицы грязи.
5. Относительно чистый воздух проходит через HEPA-фильтр. Поскольку большая часть грязи уже удалена, этот фильтр на самом деле не препятствует потоку воздуха через машину.
6. Воздух возвращается в комнату после прохождения через второй HEPA-фильтр.

Блок двигателя (не показан на этом чертеже) и вентилятор расположены в основании машины между двумя задними колесами.

Обратите внимание, что этот рисунок , а не , является точным изображением того, что происходит в Dyson (или любой другой подобной машине): он просто разработан, чтобы дать вам очень общее представление о том, что происходит в циклонном очистителе. В Dyson DC04, таком как тот, который был сфотографирован выше, воздушный поток на самом деле выглядит следующим образом:

Я снял циклон и мусорный бак, отодвинул его в сторону и повернул назад, чтобы вы могли четко видеть, что происходит. Красная линия показывает воздушный поток до точки, в которой он входит в циклон.Оранжевая линия показывает воздушный поток после выхода воздуха из циклона. Воздух поступает через щеточную планку, проходит вверх по трубе сбоку от машины вверх, где попадает в циклон, вращается, проходит через верхний фильтр HEPA, а затем выходит через вторую трубу также рядом с верхней частью машина, прежде чем вернуться по другой трубе к вентилятору и нижнему фильтру HEPA и, наконец, выйти прямо под мусорный бак.

Если вы хотите узнать больше, обратитесь к одному из патентов в списке для чтения ниже, где вы найдете полные технические чертежи и подробное объяснение того, как все работает на реальной машине.

Пылесосы для воды

Когда дело доходит до всасывания, обычные пылесосы имеют тенденцию … сосать, если не сказать лучшего слова. Выпуклые мешки и забитые фильтры постепенно уменьшают воздушный поток, делая невозможным эффективное улавливание большего количества грязи. Однако без фильтров они уносят довольно много более мелкой пыли (вредных частиц, известных как PM10, размером менее 10 микрон) обратно в вашу комнату; Таким образом, вместо «уборки пылесосом» они просто «переставляют пыль»: всасывают грязь и выдувают ее обратно, чтобы она оседала в другом месте.Это особая проблема для людей, страдающих астмой или аллергией на пыль. Даже самые лучшие циклонные пылесосы не идеальны: циклоны не удаляют всю грязь, поэтому необходимы дополнительные фильтры HEPA, которые обычно либо настолько мелкие, что они многократно забиваются (уменьшение воздушного потока и очищающей способности), или настолько грубые, что позволяют грязь обратно в комнату.

Работа: Упрощенный пылесос для воды.

Какое решение? Один из вариантов — использовать водяной пылесос, в котором для улавливания грязи используется резервуар с водой вместо мешка или обычного мусорного бака.Пыльный входящий воздух попадает в резервуар для воды, где грязь удерживается в растворе. Влажный воздух, выходящий из резервуара, затем вращается, чтобы удалить воду (немного как в Dyson), производя чистый воздух, который возвращается в комнату.

Вот как работает обычный водяной пылесос:

1. Воздух всасывается через стержень щетки обычным образом.
2. Мощный двигатель (не показан) протягивает воздух через резервуар для воды, в котором скапливается большая часть грязи.
3. Влажный воздух проходит через резервуар, по спирали проходит мимо пластиковых пластин, которые помогают отделить капли воды от воздуха, который их переносит.Вода стекает обратно в резервуар.
4. Чистый сухой воздух выходит через выпускное отверстие в верхней части устройства.

Узнать больше

На этом сайте

Книги

• Пылесос: История пользователя Кэрролл Ганц. McFarland & Company, 2012. Захватывающая хронологическая история вакуума, прослеженная от метлы (веточки метлы) до современного Дайсона.
• Руководство по электрическому устройству Грэма Диксона.Haynes, 2000. Руководство по основному обслуживанию и ремонту обычных пылесосов и другой бытовой техники.

Статьи

Патенты

Artwork: Один из оригинальных патентов пылесоса Гувера. Этот датируется примерно Второй мировой войной и был подан Уильямом Д. Селлерсом и Альфредом Г. Гроссом в 1939 году. Все основные элементы на месте — вращающаяся щетка спереди (красный), веер (в центре), ременной привод (зеленый) и выход для сумки сзади (желтый) — в дизайне, который оставался в основном неизменным, пока инновации Дайсона не появились в 1980-х годах.Для получения дополнительной информации см. Патент США: 2343227: Очиститель всасывания. Изображение любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Существуют десятки патентов на циклонные и другие типы пылесосов, в том числе многие из них поданы Джеймс Дайсон и его соратники. Вот некоторые из них, на которые стоит обратить внимание, если вы хотите более подробно изучить конструкцию циклонного пылесоса в порядке от самого старого к новейшему:

• Патент США 1220641: Машина для создания вакуума и пылеотделения, автор Берт М. Кент, 27 марта 1917 г.Это самый ранний циклонный пылеуловитель, который я нашел.
• Патент США 2198568: Всасывающий очиститель, Эдвард Х. Йонкерс, 23 апреля 1940 г. Один из первых циклонных очистителей без мешка.
• Патент США 3425192: Система вакуумной очистки, разработанная Норманом Дэвисом, 4 февраля 1969 г. Эта конструкция мультициклона, переданная компании John E. Mitchell, имеет сильное визуальное сходство с более поздними конструкциями мультициклонов Дайсона.
• Патент США 4373288: Пылесосы от Джеймса Дайсона, 15 февраля 1983 г.Я считаю, что это оригинальный патент Dyson на циклонный пылесос, первоначально поданный 15 апреля 1980 года.
• Патент США 6735817: Вертикальный пылесос с вихревым потоком воздуха, автор Kenneth W. Bair et al, Royal Appliance. Усовершенствованный циклонный очиститель с дополнительными ступенями фильтрации для улучшения качества воздуха, возвращаемого в комнату.
• Патент США 6,994,740: Устройство циклонного разделения, включающее циклонные блоки выше и ниже по потоку, автор Питер Дэвид Гаммак и др., 7 февраля 2006 г.Более совершенный Dyson с дополнительными циклонами.
• Патент США 7,361,200: Циклонный пылеотделитель и пылесос с таким же пылесосом, автор Jang-keun Oh и др., 10 марта 2005 г. Альтернативная, более компактная циклонная конструкция от Samsung.

Чтобы получить подробный обзор типичного водяного вакуума, попробуйте:

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Крис Вудфорд 2007, 2017. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2007/2017) Пылесосы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/vacuumcleaner.html.[Доступно 17 сентября 2021 г.]

Больше на нашем сайте …

Как работают пылесосы — Объясните, что материал

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 18 августа 2021 г.

Даже когда ваш дом чистый, он абсолютно гадко! Это потому, что большая часть пыли и грязи в вашем доме слишком мала, чтобы видеть. К счастью, большинство из нас может жить, не зная такой правды о своих домах; Быстрая пробежка с пылесосом делает нас счастливыми.Дома двадцать первого века наполнены десятками бытовой техники и гаджеты, но пылесосы — одни из немногих, с которыми большинство из нас просто не могло жить без. Все мы знаем, что пылесосы всасывают грязь, но как именно они работают? И что отличает современный циклонный пылесос от пылесоса старого образца? Давайте посмотрим внимательнее!

Фото: очиститель Dyson, подобный этому, показывает, сколько грязи он собирает в своем прозрачном контейнере. Пыль и волосы имеют тенденцию кружиться благодаря «циклонному» действию машины.Другие популярные марки пылесосов (включая Hoover, Miele и Electrolux) теперь также производят пылесосы без мешка, хотя они, как правило, работают по-другому: они обычно используют внутренние фильтры для отделения пыли и грязи, которые оседают в пластиковом контейнере. , а воздух возвращается в комнату через решетку в задней части машины.

Почему их называют «пылесосами»?

Фото: Не все подметальные машины используют пылесосы. Эта беспроводная подметально-уборочная машина Gtech SW01 имеет две вращающиеся нейлоновые щетки спереди, которые сбрасывают пыль и волосы в выдвижной пластиковый контейнер для мусора (который я слегка приоткрыл, вверху справа).Переверните ее, и вы увидите основную планку щетки (с ее фиолетовыми щетинками) и вращающуюся щетку меньшего размера (с черной щетиной) для очистки краев (в центре справа). Он весит всего 1,6 кг и работает от 30 до 60 минут от полной 16-часовой зарядки. Все, что нужно сделать этой машине, — это крутить щетки, чтобы она могла обойтись крошечным электродвигателем на 7,2 В (намного меньше и менее энергоемким, чем двигатели в больших пылесосах, которые, как мы увидим ниже, также действуют как вытяжные вентиляторы).

Название «пылесос» является неким подарком, когда дело доходит до понимание того, как работает ваша машина: пылесосы работают по принципу всасывания.(«Всасывающий пылесос» было бы лучше, чем пылесос, на самом деле, потому что на самом деле нет вакуум задействован. Есть разница в давлении воздуха, но нигде нет абсолютного вакуума.) Если вы когда-нибудь пробовали этот трюк с салфеткой и расческой, вы узнаете, насколько эффективным может быть всасывание для удаления грязи. Если нет, попробуйте прямо сейчас! Оберните кусок ткани бумага вокруг гребня. Выдохните как можно дальше и задержите дыхание. Приложите расческу и бумагу ко рту. Теперь прислонитесь к пыльной кресло и прижмите рот и гребень к нему.Вдохните резко, так что эффективно, вы дышите прямо через гребень. Уберите гребень изо рта и осмотрите папиросную бумагу. Смотри как это грязно!

А теперь представьте, что бы произошло, если бы вы могли повторять этот трюк час за часом, просто как пылесос. В конце концов, грязь на папиросной бумаге будет накапливаться до такой степени. настолько, чтобы воздух больше не проходил через него должным образом. Ваша способность чистить — как человеческий пылесос — сильно пострадает. Это очень важный момент: для Чтобы пылесос работал эффективно, он должен постоянно поддерживать мощный воздушный поток.Если его мешок заполнен или его фильтры забиты, его воздушный поток будет значительно уменьшен. и он не будет собирать пыль. Это проблема, с которой сталкиваются почти все типы пылесосов. более чистые — даже циклонические без мешка, которые сейчас так популярны.

Пылесосы с мешками

Фото: Пылесосы выглядели и работали почти так же большую часть 20-го века: у них была всасывающая головка спереди и гигантский надутый мешок сзади. Это винтажный певец, сделанный в 1942 году.Я помню, как видел машины, похожие на эту все еще использовался в конце 1980-х годов. Фото Артура Ротштейна, Администрация безопасности фермы / Управление военной информации, любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Изобретен в 1901 году британским инженером, первый электрический пылесосы представляли собой простые всасывающие машины с щеткой и всасывающей головкой на спереди, мотор посередине и сумка сзади. Когда ты включил их, мотор заработал, всасывая воздух и грязь и сдувая их в мешок.

Вспомните трюк с гребешком «всасывать и фильтровать», и вы сразу поймете, как работают эти старые мешочные пылесосы. Вместо твоего рот, там мощный электродвигатель прикреплен к вентилятору, который всасывает воздух. Вместо того папиросная бумага и расческа, есть мешок для мусора (иногда внутри одноразовый бумажный мешок тканевый мешок), который улавливает втянутую пыль, чтобы вы можно некоторое время пользоваться очистителем, не беспокоясь о том, где все идет грязь. Сумка не совсем герметична, как вы могли подумать.Из него может выходить воздух, но не грязь, поэтому он эффективно действует как фильтр; воздух засасывается в сумку, а затем убегает через нее, оставляя грязь внутри нее.

На этой диаграмме показано, что происходит внутри обычного вакуума:

1. Электрическая розетка снабжает энергией электродвигатель уборщика.
2. В типичном пылесосе электродвигатель рассчитан примерно на 500–1000 Вт, поэтому он потребляет в пять-десять раз больше энергии, чем старый (лампа накаливания.
3. Резиновый ремень (синий), приводимый в действие электродвигателем, вращает щетки и битеры на ролике в передней части машины.
4. Сильное взмахи и чистка щеткой удаляют грязь с ковра или коврика.
5. Вентилятор, прикрепленный к электродвигателю, всасывает воздух и разрыхляет грязь через переднюю часть машины.
6. Грязный воздух проходит к задней части машины, охлаждая электродвигатель, когда он проходит мимо.
7. Грязь скапливается на дне мешка для мусора (который может быть одиночным тканевым мешком или фиксированным одноразовым бумажным мешком. внутри тканевого мешка).
8. Относительно чистый воздух выходит из спины. Обратите внимание, что выходящий воздух намного теплее входящего. потому что он забирает отработанное тепло от электродвигателя.

Как работает пылесос без мешка?

В большинстве современных пылесосов нет пакетов и вместо них используются пластиковые контейнеры, которые легко опорожняются. Это означает, что им необходимо использовать фильтры для отделения пыли от воздуха (что и делает мешок). Вот настройка типичного современного Electrolux без мешка. очиститель.Вы заметите, что воздушный поток, который я указал большой желтой стрелкой, является линейным (прямая линия) от шланг спереди до решетки сзади, как в старом очистителе сумок.

1. Впускное отверстие: Присоединяется к обычной чистящей головке и сменным инструментам (не показаны).
2. Контейнер для сбора грязи: Обычно он находится внутри пылесоса спереди, но я снял его и положил на бок, чтобы вы можете видеть вещи более ясно.
3. HEPA-фильтр: Фильтр представляет собой цилиндр из сложенной бумаги, прикрепленный к оранжевому кусочку, который вы видите в основании мусорного бака. Воздух всасывается через фильтр, оставляя грязь в мусорном ведре. Вы можете увидеть некоторые фотографии реальных фильтров этой машины в нашей статье о фильтрах HEPA.
4. Моторный блок: Этот пылесос оснащен очень мощным мотором на 2000 ватт, хотя он и нужен, чтобы пропускать воздух через HEPA-фильтр. Характеристики двигателей очистителей с HEPA-фильтрами могут вводить в заблуждение: они не обязательно обеспечивают большее всасывание в конце очистки, потому что большая часть их мощности используется для прохождения воздуха через фильтр, который может часто забиваться.
5. Фильтр и выпускная решетка: это простая губка, которую можно снимать и мыть.

Циклонные пылесосы

В большинстве пылесосов использовался процесс «всасывать и собирать грязь» до конца 1980-х годов, когда другой британский инженер по имени Джеймс Дайсон решил, что пришло время сделать что-то лучше.

Беда старых пылесосов в том, что они всасывают грязный воздух и подуйте прямо в мешок. Сумка улавливает грязь и относительно чистый (но часто все еще довольно пыльный) воздух возвращается в комнату.Чем дольше ты используйте пылесос, чем больше наполнится мешок. Когда сумка наполняется, количество пустого воздуха, которое он может удерживать, уменьшается, поэтому его способность всасывать больше грязи постепенно уменьшается. Чем дольше вы идете без опорожнения ваш пылесос, тем хуже становится проблема. Но опорожнение сумки — это настоящая неприятность — а пыль может разлететься повсюду!

Фото: Пылесосы работают так же, как трюк с расческой и бумагой, используя два сложных HEPA-фильтра. Вверху: Нижний фильтр: Возьмите пылесборник от Dyson, и вы можете увидеть один из двух HEPA-фильтров (под круглой решеткой).На самом деле это воздуховыпускное отверстие: чистый воздух, прошедший прямо через машину, проходит через нее. этот фильтр и возвращается в комнату. Внизу: верхний фильтр: в верхней части пылесборника есть еще один, гораздо более важный фильтр. Он очищает воздух сразу после того, как он прошел через циклон (после того, как основная часть пыли и грязи уже удалена).

Прощай, сумка

« Я видел проблему, и я видел возможное решение, которое заключалось в огромных циклонах возле цементных заводов и складов древесины, которые собирают пыль в течение всего дня.Поэтому я начал создавать различные версии этой технологии. ”

Джеймс Дайсон, The New York Times, 2018.

Dyson решил решить эту проблему, отказавшись от сумки. все вместе. К этому времени он уже был успешным изобретателем. собственное производство пластиковой садовой техники. Его фабрика в Западная страна Англии была поражена пылью, поэтому он разработал «вихревое» устройство для фильтрации воздуха, чтобы поддерживать его в чистоте. Используя мощный вентилятор, он всасывал пыльный воздух и крутил его на высокой скорости, как центрифуга.Вращая запыленный воздух был эффективным способом отделения пыли от воздуха. В стиральная машина, то же принцип используется для отожмите воду с одежды по окончании цикла стирки. Как барабан вращается на высокой скорости одежда падает на край барабана и содержащаяся в них вода вытесняется через крошечные отверстия барабана. В та же идея оказалась столь же эффективной в воздушном фильтре Дайсона. Вращая грязный воздух отделял тяжелые частицы пыли, которые могли улавливаться и собираться; очищенный воздух может быть направлен по трубопроводу обратно в комнату.Машина Дайсона была настолько эффективной и успешной, что он интересно, почему пылесосы не используют ту же идею. Он решил Изобрести циклонный пылесос тут же.

Теперь очень важно отметить, что Дайсон не изобретал идею с помощью циклона для удаления пыли из воздуха. На самом деле, если вы посмотрите на его оригинальный патент (Пылесосы, датированный 1983 г.), вы обнаружите, что он ссылается на целый ряд более ранних изобретений («предшествующий уровень техники»), первая из которых — книга Берта М. Кента Вакуумная и пылеулавливающая машина разработан за 70 лет до этого, в 1913 году, и запатентован в 1917 году.Кент ясно заявляет, что одна из его целей «состоит в том, чтобы предоставить машину … в которой используется принцип «циклонного» пылеулавливания и использование сит избежать «.

Дайсон не изобрел пылесос без мешка. Еще в 1930-х годах Эдвард Х. Йонкерс-младший из Эванстона, штат Иллинойс, заметил: как «сопротивление прохождению воздуха через мешок постепенно увеличивается во время нормального накопление пыли ». Чтобы решить эту проблему, Йонкерс предложил всасывающий очиститель со сложным бумажным фильтром, в котором «вихревое движение воздуха вокруг конического фильтра служит для центробежного отделяют «тяжелые частицы пыли», которые затем собираются в простой контейнер без мешка.Его изобретение стало очень успешным FilterQueen®, примерно за четыре десятилетия до Дайсона!

Так что же на самом деле изобрел Дайсон? Его вклад состоял в том, чтобы применить эти два принципа к относительно компактному домашнему пылесосу и убедить людей, что он более эффективен, чем пылесосы, к которым они привыкли; это было столько же о маркетинге, как и обо всем остальном, что верно для всех великих изобретений.

Совершенствуем изобретение

С конца 1970-х до середины 1980-х годов Dyson построил не менее 5127 прототипов его циклонного очистителя.К концу 1980-х он был продавать ярко-розовый циклонный очиститель под названием G-Force в Японии. Он был большим, неуклюжим и дорогим, но он приносил ему достаточно денег, чтобы разработать более компактный и доступный циклонный пылесос под названием DC01. В середине 1990-х годов эта новая машина завоевала бесчисленные дизайнерские награды и вскоре стал самым продаваемым пылесосом в Великобритании, и машины, основанные на этой конструкции, теперь продается по всему миру.

Его секрет прост: потому что нет мешка, который бы забивался пылью и грязи, машина поддерживает довольно постоянный поток воздуха (неофициально мы говорим, что это отстой с точно такой же мощностью).Вам все равно придется время от времени опорожнять мусорный бак, но вихревой Действие означает, что Dyson с полным мусорным ведром работает так же хорошо, как и тот, только что опустошили.

Все это говорит о том, что каким бы хорошим ни было изобретение быть, всегда кто-то может сделать это лучше! (Кстати об улучшениях, вы видели роботов-пылесосов? которые убирают ваш дом автоматически?)

Ключевые части пылесоса Dyson

Итак, как на самом деле работает Dyson.Во-первых, давайте быстро рассмотрим ключевые детали, которые вы найдете в одной из классических ранних моделей: вертикальной стойке Dyson DC04:

1. Щетка и воздухозаборник: Вращающаяся щетка под этой планкой разрыхляет грязь на ковре, так что всасывающее устройство может втягивать ее. Это почти то же самое, что и в обычном пылесосе.
2. Регулировка высоты: позволяет использовать пылесос для чистки твердых полов, ковров и других поверхностей. Когда вакуум находится в вертикальном положении, вращающийся щетка выключена. Вместо этого воздух всасывается через удлинительный шланг в верхней части машины.
3. Мощный электродвигатель: по сути, это гигантский вентилятор, который всасывает воздух и протягивает его через циклон и фильтры машины. Как вы, наверное, заметили, мотор пылесоса через несколько минут сильно нагревается; поэтому холодный воздух, который он втягивает, выходит из машины несколько горячее. На этом Dyson выпускное отверстие для воздуха находится внизу, прямо под мусорным баком. Положите туда руку, и вы почувствуете, как дует теплый воздух.
4. Контейнер для сбора пыли из прозрачного пластика.Контейнер этого пылесоса полностью заполнен. Одна интересная вещь, которую стоит отметить в Dysons, — это то, как их центробежное вращательное действие сортирует частицы пыли на полосы разного размера, как в центрифуге. На этой фотографии вы почти можете видеть, что на дне мусорного ведра есть полоса песка, за которой следует более темная полоса из более крупных частиц грязи с более светлым ворсом наверху.
5. Циклон: Циклон представляет собой большой желтый пластиковый конус, направленный вниз в контейнер для пыли:

   Циклон — самая важная часть Dyson.На этой фотографии видно, что это сужение, Конусообразный кусок пластика с небольшими отверстиями в верхней части. Электродвигатель всасывает грязный воздух в верхнюю часть циклон, в котором он вращается с большой скоростью. Пока воздух проходит через конус, пыль вращается, опускается вниз и собирается в прозрачном пластиковом контейнере под ним, готовом к утилизации.

   Прямо над циклоном находится верхний пылевой фильтр (он находится внутри серого цилиндра над желтым циклоном на фотографии HEPA-фильтров вверху).Один фильтр находится непосредственно над контейнером для сбора пыли, а второй — в нижней части машины. Воздух проходит через этот второй фильтр для дополнительной очистки непосредственно перед возвращением в комнату.

6. Воздушный шланг: электродвигатель всасывает воздух через Dyson по сети трубок. Воздух подается по трубопроводу в верхнюю часть машины, протягивается и вращается через циклон, прежде чем вернуться по этой трубе в нижнюю часть машины. Фактический поток воздуха через машину вы можете увидеть на фотографии внизу.

Как работает циклонный пылесос?

Теперь мы рассмотрели детали, как они все работают? Вот приблизительное руководство по тому, что все делает, когда воздух проходит через типичный многоциклонный пылесос. В этой модели:

1. Воздух поступает через щетку внизу.
2. Воздух поступает в первую ступень по касательной (перпендикулярно цилиндрическому баку для мусора) и вращается вокруг циклона в центре. Частицы грязи закручиваются к краю, падают вниз и собираются на дне, в то время как воздух всасывается через отверстия в самом циклоне.
3. Несколько более чистый воздух поступает во вторую, верхнюю ступень.
4. Здесь аналогичный процесс происходит только с несколькими меньшими циклонами, которые удаляют гораздо более мелкие частицы грязи.
5. Относительно чистый воздух проходит через HEPA-фильтр. Поскольку большая часть грязи уже удалена, этот фильтр на самом деле не препятствует потоку воздуха через машину.
6. Воздух возвращается в комнату после прохождения через второй HEPA-фильтр.

Блок двигателя (не показан на этом чертеже) и вентилятор расположены в основании машины между двумя задними колесами.

Обратите внимание, что этот рисунок , а не , является точным изображением того, что происходит в Dyson (или любой другой подобной машине): он просто разработан, чтобы дать вам очень общее представление о том, что происходит в циклонном очистителе. В Dyson DC04, таком как тот, который был сфотографирован выше, воздушный поток на самом деле выглядит следующим образом:

Я снял циклон и мусорный бак, отодвинул его в сторону и повернул назад, чтобы вы могли четко видеть, что происходит. Красная линия показывает воздушный поток до точки, в которой он входит в циклон.Оранжевая линия показывает воздушный поток после выхода воздуха из циклона. Воздух поступает через щеточную планку, проходит вверх по трубе сбоку от машины вверх, где попадает в циклон, вращается, проходит через верхний фильтр HEPA, а затем выходит через вторую трубу также рядом с верхней частью машина, прежде чем вернуться по другой трубе к вентилятору и нижнему фильтру HEPA и, наконец, выйти прямо под мусорный бак.

Если вы хотите узнать больше, обратитесь к одному из патентов в списке для чтения ниже, где вы найдете полные технические чертежи и подробное объяснение того, как все работает на реальной машине.

Пылесосы для воды

Когда дело доходит до всасывания, обычные пылесосы имеют тенденцию … сосать, если не сказать лучшего слова. Выпуклые мешки и забитые фильтры постепенно уменьшают воздушный поток, делая невозможным эффективное улавливание большего количества грязи. Однако без фильтров они уносят довольно много более мелкой пыли (вредных частиц, известных как PM10, размером менее 10 микрон) обратно в вашу комнату; Таким образом, вместо «уборки пылесосом» они просто «переставляют пыль»: всасывают грязь и выдувают ее обратно, чтобы она оседала в другом месте.Это особая проблема для людей, страдающих астмой или аллергией на пыль. Даже самые лучшие циклонные пылесосы не идеальны: циклоны не удаляют всю грязь, поэтому необходимы дополнительные фильтры HEPA, которые обычно либо настолько мелкие, что они многократно забиваются (уменьшение воздушного потока и очищающей способности), или настолько грубые, что позволяют грязь обратно в комнату.

Работа: Упрощенный пылесос для воды.

Какое решение? Один из вариантов — использовать водяной пылесос, в котором для улавливания грязи используется резервуар с водой вместо мешка или обычного мусорного бака.Пыльный входящий воздух попадает в резервуар для воды, где грязь удерживается в растворе. Влажный воздух, выходящий из резервуара, затем вращается, чтобы удалить воду (немного как в Dyson), производя чистый воздух, который возвращается в комнату.

Вот как работает обычный водяной пылесос:

1. Воздух всасывается через стержень щетки обычным образом.
2. Мощный двигатель (не показан) протягивает воздух через резервуар для воды, в котором скапливается большая часть грязи.
3. Влажный воздух проходит через резервуар, по спирали проходит мимо пластиковых пластин, которые помогают отделить капли воды от воздуха, который их переносит.Вода стекает обратно в резервуар.
4. Чистый сухой воздух выходит через выпускное отверстие в верхней части устройства.

Узнать больше

На этом сайте

Книги

• Пылесос: История пользователя Кэрролл Ганц. McFarland & Company, 2012. Захватывающая хронологическая история вакуума, прослеженная от метлы (веточки метлы) до современного Дайсона.
• Руководство по электрическому устройству Грэма Диксона.Haynes, 2000. Руководство по основному обслуживанию и ремонту обычных пылесосов и другой бытовой техники.

Статьи

Патенты

Artwork: Один из оригинальных патентов пылесоса Гувера. Этот датируется примерно Второй мировой войной и был подан Уильямом Д. Селлерсом и Альфредом Г. Гроссом в 1939 году. Все основные элементы на месте — вращающаяся щетка спереди (красный), веер (в центре), ременной привод (зеленый) и выход для сумки сзади (желтый) — в дизайне, который оставался в основном неизменным, пока инновации Дайсона не появились в 1980-х годах.Для получения дополнительной информации см. Патент США: 2343227: Очиститель всасывания. Изображение любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Существуют десятки патентов на циклонные и другие типы пылесосов, в том числе многие из них поданы Джеймс Дайсон и его соратники. Вот некоторые из них, на которые стоит обратить внимание, если вы хотите более подробно изучить конструкцию циклонного пылесоса в порядке от самого старого к новейшему:

• Патент США 1220641: Машина для создания вакуума и пылеотделения, автор Берт М. Кент, 27 марта 1917 г.Это самый ранний циклонный пылеуловитель, который я нашел.
• Патент США 2198568: Всасывающий очиститель, Эдвард Х. Йонкерс, 23 апреля 1940 г. Один из первых циклонных очистителей без мешка.
• Патент США 3425192: Система вакуумной очистки, разработанная Норманом Дэвисом, 4 февраля 1969 г. Эта конструкция мультициклона, переданная компании John E. Mitchell, имеет сильное визуальное сходство с более поздними конструкциями мультициклонов Дайсона.
• Патент США 4373288: Пылесосы от Джеймса Дайсона, 15 февраля 1983 г.Я считаю, что это оригинальный патент Dyson на циклонный пылесос, первоначально поданный 15 апреля 1980 года.
• Патент США 6735817: Вертикальный пылесос с вихревым потоком воздуха, автор Kenneth W. Bair et al, Royal Appliance. Усовершенствованный циклонный очиститель с дополнительными ступенями фильтрации для улучшения качества воздуха, возвращаемого в комнату.
• Патент США 6,994,740: Устройство циклонного разделения, включающее циклонные блоки выше и ниже по потоку, автор Питер Дэвид Гаммак и др., 7 февраля 2006 г.Более совершенный Dyson с дополнительными циклонами.
• Патент США 7,361,200: Циклонный пылеотделитель и пылесос с таким же пылесосом, автор Jang-keun Oh и др., 10 марта 2005 г. Альтернативная, более компактная циклонная конструкция от Samsung.

Чтобы получить подробный обзор типичного водяного вакуума, попробуйте:

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Крис Вудфорд 2007, 2017. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис.