Автопылесос прямоточного типа

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение

1. История развития………………………………………………………………...5

2. Физический  принцип действия…………………………………………………..9

3. Классификация  ………………………………………………………………….11

4. Анализ основных  технических решений………………………………………16

5. Анализ конструктивного решения……………………………………………..19

6. Разработка конструкции автомобильного пылесоса…….……………………21

7. Расчета электродвигателя автомобильного пылесоса ……………………….24

8. Направления совершенствования ……………………………………………...32

Заключение

Список использованной литературы

Приложения А

Приложение Б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Борьба с пылью, особенно в жилище, где человек проводит большую часть своей жизни, имеет  исключительно большое значение для сохранения здоровья. Пыль, накапливающаяся  в жилых помещениях, состоит из органических и неорганических элементов.

Зимой в комнатах преобладает  органическая пыль, а летом благодаря  чаще открываемым окнам — минеральная.

Пыль весьма вредно действует  на дыхательные органы человека, она  может оказаться причиной заболевания  глаз и кожных болезней.

В жилищах накапливается  в большом количестве самая вредная  для организма человека мельчайшая пыль, оказывающая неблагоприятное  воздействие на дыхательные пути.

При очистке помещения  щетками и тряпками пыль, особенно ее мельчайшие частицы не удаляется  и, оставаясь в нем, перемещаются с одного места на другое, ложатся  на мягкую мебель и ковры.

В борьбе с пылью исключительно  большое значение могут иметь  пылесосы, позволяющие весьма эффективно удалять пыль из помещений.

При работе с пылесосом  не приходится соприкасаться с пылью, как это бывает при обычном  способе очистки помещения.

Исследования показали, что  после уборки пылесосом жилого помещения  в течение получаса относительное  количество бактерий в воздухе сокращается  в два раза и что очистка  помещений пылесосом в какой-то мере дезинфицирует обстановку квартиры.

С помощью пылесоса можно  более эффективно удалять пыль с  пола, стен, потолка, мягкой мебели и  ковров, очищать одежду, удалять  пыль из библиотечных шкафов, с картин, скульптурных изделий и растений. Пылесосом можно чистить животных, сушить белье, фотографические пластинки, пленку и бумагу, вентилировать помещения, опрыскивать растения и даже красить  мелкие вещи и помещения.

Распыляя пылесосом специальные  порошки, можно успешно бороться с молью и ее личинками и  другими насекомыми; путем опрыскивания с помощью пылесоса деревянных конструкций  специальными составами, можно эффективно бороться с древесными грибками и  жуками, разрушающими древесину.

Путем опрыскивания также  возможно обеспечить огнестойкость  деревянных конструкций.

Пылесос может быть с успехом  использован для разбрызгивания ароматических и дезинфицирующих  растворов.

Современные конструкции  пылесосов оборудуются двумя  фильтрами грубой и тонкой очистки  воздуха от пыли. Фильтр тонкой очистки  задерживает мельчайшие частицы  пыли.

Улучшая санитарно-гигиеническое  состояние жилых помещений, пылесосы экономят время хозяек и хозяев.

Если в доме есть пылесос, отпадает необходимость выносить из помещения для очистки мелкую обстановку, ковры и верхнюю одежду.

Основными частями пылесоса являются: универсальный быстроходный электродвигатель-вентилятор, фильтр и кожух. Электродвигатель соединен с конденсаторами, уменьшающими обгорание  коллекторных пластин и снижающими радиопомехи, вызываемые искрением  на коллекторе двигателя.

Для уменьшения шума двигатель  монтируется в корпусе пылесоса на резиновых амортизаторах. Коллекторные щетки электродвигателей малогабаритных ручных пылесосов требуют замены через 6—12, а у больших пылесосов  через 12—18 месяцев. Вентиляторы для  создания большого разрежения (вакуума), а также большой компактности пылесоса изготовляют двух- или трехступенчатыми. Таким образом, пылесос, в том числе и автомобильный – это необходимый бытовой прибор. Цель курсовой работы посвящена разработке автомобильного пылесоса.

 

 

 

1. История развития 

 

Первый  известный патент на пылесос, патент США № 29077, получен 10 июля 1860 года американцем Дэниелом Хессом из Айовы. «Подметатель ковров», как назвал своё устройство изобретатель, был оборудован вращающейся щёткой и сложной системой мехов для создания всасывающего воздушного потока. По пути воздух проходил через две водяные камеры с целью очистки от пыли и грязи. Нет никаких свидетельств, что такая машина когда-либо производилась.

В 1868 году Айвз Макгаффни (Ives W. McGaffney) из Чикаго изобрёл пылесос «Уирлвинд» (Whirlwind). В верхней части пылесоса располагалась ручка, соединённая ременным приводом с вентилятором. Ручка приводилась в движение рукой. Пылесос был лёгким и компактным, но неудобным в эксплуатации из-за необходимости одновременно крутить ручку и толкать устройство по полу. Макгаффни получил патент на своё изобретение 5 июня 1869 года и стал продавать его, основав бостонскую компанию American Carpet Cleaning Company. Стоил пылесос 25 долл. — немалая сумма по тем временам (в то время один американский доллар составлял около 23 граммов серебраБольшинство пылесосов Макгаффни были проданы в Чикаго и Бостоне, и часть их, вероятно, сгорела в Великом чикагском пожаре. Лишь два «Уирлвинда» сохранились до наших дней, один из них экспонируется в историческом центре компании Hoover.

Вслед за Макгаффни другие изобретатели также стали производить и продавать механические пылесосы.

3 октября 1899 года Джон С. Тормен (John S. Thurman) получил патент США № 634042 на бензиновый пылесос. Некоторые исследователи считают его изобретателем первого пылесоса с мотором.

Патент  на электрический «подметатель ковров и собиратель пыли» получила в декабре 1900 года Коринн Дюфур (Corinne Dufour) из Саванны,Джорджия. Её пылесос обладал двумя вращающимися щётками и электрическим насосом, а пыль собиралась на мокрую тряпку.

Устройство  было непрактичным и не пользовалось спросом.

30 августа 1901 года британец Хьюбер Сесил Бут (англ. Hubert Cecil Booth) получил патент на электрический пылесос. Он обратил внимание на применявшееся в поездах устройство для сдувания пыли с сидений и решил, что было бы гораздо практичнее всасывать пыль. Для проверки идеи Бут положил платок на сиденье обеденного стула и попытался

всосать ртом как можно больше пыли. Обнаружив, что пыль собралась на нижней части  платка, он понял, что его идея работоспособна. Бут сконструировал большое устройство, известное как Puffing Billy, приводимое в движение сначала нефтяным, а потом электрическим мотором. Устройство перевозилось лошадьми и парковалось снаружи дома, а для чистки ковров использовался 30-метровый шланг, протягивавшийся через окно. Бут основал British Vacuum Cleaner Company. Среди клиентов Бута была королева Виктория, а также британское адмиралтейство: очистив от пыли бараки британских моряков, компания Бута положила конец эпидемии чумы.[1] Интересен случай, происшедший с Бутом после чистки монетного двора: его задержала полиция, обвинив в краже золота. Дело в том, что Бут забыл выбросить пыль, и в его пылесосе скопилось большое количество золотого песка. В первые годы XX века в Британии даже вошли в моду vacuum cleaner parties: леди из высшего общества пили чай, наблюдая, как служащие Бута чистят ковры в доме.

Аналогичную компанию основал Джон С. Тормен в Сент-Луисе. Услуги его компании стоили 4 долл. в 1903 году.

Ещё продолжали совершенствоваться и механические пылесосы. В 1905 году Уолтер Гриффитс из Бирмингема создал «Griffith’s Improved Vacuum Apparatus for Removing Dust from Carpets», использовавший меха для засасывания пыли. Его пылесос был портативным, компактным и напоминал современные пылесосы.

Между 1903 и 1913 годами изобретатель Дэвид Т. Кенни из Нью-Джерси получил 9 патентов на технологии, связанные с пылесосами. В 1919 году была основана Ассоциация производителей пылесосов, членство в которой требовало лицензии на его патенты.

В 1910 году П. А. Фискер (P. A. Fisker) запатентовал электрический пылесос, название которого он взял из телеграфного адреса компании: Нилфиск. Этот пылесос весил всего 17,5 кг и мог приводиться в действие одним человеком. Компания, основанная Фискером и его компаньоном Нильсеном (Nielsen) существует до сих пор и называется Nilfisk-Advance.

Но  ещё до Фискера, в 1907 году, Джеймс Мюррей Спранглер создал портативный электрический пылесос из вентилятора, палки от швабры, и наволочки от подушки. Критически важным элементом пылесоса была вращающаяся щётка. Не имея средств для самостоятельного производства пылесосов, Спранглер продал свой патент на пылесос с вращающейся щёткой (полученный им в 1908 году) мужу своей кузины, У. Х. Хуверу (W. H. Hoover).

Фирма «Упряжь и кожаные товары Хувера» искала новую продукцию, которую она могла бы производить, потому что спрос на упряжь падал по мере распространения автомобилей. Электрический пылесос Спраглера стал находкой для компании. Их первый пылесос назывался «Модель О», стоил 60 долл. и стал необычайно популярным. В том же 1908 году российский журнал «Электротехник» писал:

Говорить  о вреде пыли, об опасности заражения  с её помощью различными инфекционными  заболеваниями значит повторять  давно известные истины. Менее  известно, что чистка щётками и  метение совершенно бесполезны, так  как лишь переносят пыль с одного места на другое… Между тем полная очистка всех вещей и помещений вполне доступна при помощи электропневматических пылевсасывателей. Они работают от тока для освещения и расходуют ничтожное количество энергии. Правда, стоят они всё ещё недёшево, но единовременный расход 130—170 руб. вполне окупается.

Компания  Hoover существует до сих пор. Слово hoover в Англии и Ирландии является синонимом слова vacuum cleaner (пылесос).

Хувер знаменита также разработанным ей в 1952 году необычным пылесосом Hoover Constellation, висящем на создаваемой им воздушной подушке. Пылесосы того времени были шумными, маломощными, и не могли создать воздушную подушку над коврами. Но Hoover Constellation до сих пор вызывает интерес.

В 1959 году Hoover усовершенствовала Hoover Constellation. Новая версия их пылесоса была тихой даже по современным стандартам и могла зависать над коврами, но на твёрдом полу струя воздуха гоняла пыль по всему полу. Модель производилась до 1980 года.

Недавно Hoover вновь начала производить Hoover Constellation (модели под номерами S3341 и S3345). Новая модель включает фильтр HEPA, 12-амперный мотор, вращающуюся щётку, приводимую в движение турбиной, и новую версию ручки, которая раньше ломалась.

С начала 2000-х многие компании стали производить «роботизированные пылесосы», такие как Roomba,Robomaxx, Trilobite и FloorBot. Они способны двигаться по полу, чистя пыль и мусор, несмотря на наличие мебели, и обычно способны находить свои зарядные устройства. Не все такие «пылесосы» действительно  Большинство роботизированных пылесосов предназначены для домашнего пользования, хотя есть и офисные модели.

 

 

 

 

 

 

2. Физический принцип действия

 

Принцип действия пылесоса заключается в том что вентилятор пылесоса, вращаемый электродвигателем, создает разрежение и всасывает воздух через пустотелую щетку и металлическую трубку, связывающую вентилятор со щеткой. Вместе с воздухом засасываются пыль и мелкий сор. Пыль и сор по пустотелой трубке поступают в фильтр, где они оседают.

На очистку 1 метра мягкой мебели или ткани необходимо от 15 до 30 сек. в зависимости от запыленности материала и мощности пылесоса, а  на удаление пыли с 50 м2 пола или стен требуется от 6 до 10 мин.

Среднечасовой расход электроэнергии в зависимости от мощности пылесоса колеблется от 0,1 до 0,6 квтч.

Фильтр является весьма ответственным  элементом пылесоса и изготовляется  из прочного материала с невысоким  сопротивлением воздушному потоку. Недостаточно прочный материал через сравнительно небольшой срок эксплуатации пылесоса начинает пропускать мелкие частицы  пыли.

Наиболее пригодны для  изготовления фильтров толстые, рыхлые и ворсистые ткани, имеющие много  мелких пор. Шерстяные ткани хорошо задерживают пыль, однако их чистка затруднительна. Гладкие ткани можно  очищать одним лишь встряхиванием, однако необходимо некоторое время  для образования на них постоянного  слоя пыли, которая в дальнейшем служит устойчивой фильтрующей средой. Для фильтров бытовых пылесосов  применяют шерстяное и полушерстяное  сукно, хлопчатобумажный вельветон, бязь, хлопчатобумажную замшу, гринзбон и молескин.

Кожух пылесоса защищает фильтр, вентилятор и электродвигатель от механических повреждений. Кожух имеет крышку, которая посредством резинового уплотнения плотно с ним соединяется  и снимается, если нужно очистить фильтр. При неплотном соединении крышки с кожухом будет происходить  дополнительный подсос воздуха, что  снизит эффективность засасывания  пыли.

В пылесосах универсального типа всасывающим звеном между щеткой и кожухом является шланг, который  изготовляется из прорезиненной  ткани или герметически соединенных  гибких металлических колец. Необходимо следить за тем, чтобы через стенки и места сочленения шланга не было подсоса воздуха. Шланг должен иметь  достаточную гибкость и небольшой  вес. Для присоединения к электросети  пылесосы бытового назначения снабжаются постоянно присоединенным или съемным  гибким проведем длиной 5—6 м, заключенным  в резиновом шланге для защиты от повреждения и износа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Классификация

 

Пылесос со сменным пылесборником

Сюда  относят модели с фильтрующим  мешком-пылесборником, в котором  при уборке задерживается и собирается пыль, грязь и другие мелкие частицы. Пылесборник как правило устанавливается внутрь пылесоса.

Различают две основные категории пылесборников:

1. Постоянные матерчатые пылесборники — постоянно находятся внутри пылесоса и вытряхиваются по мере наполнения, после чего, устанавливаются обратно в пылесос. Постоянные пылесборники сделаны из ткани и неэффективны, поскольку задерживают только крупную пыль, пропуская и распыляя в воздухе после уборки опасную мелкую фракцию пыли, аллергены и сапрофиты.
2. Сменные пылесборники — изготавливаются из бумаги или композиционного нетканого материала (в частности, распространены HEPA11, HEPA12) и промываются или выбрасываются при заполнении, после чего в пылесос вставляется новый пылесборник. Лучшие модели нетканых пылесборников способны задерживать пыль до 0,3 микрон (аллергены, микробы и запахи) и достигают класса фильтрации HEPA14.