Как работает пылесос: устройство и принцип работы пылесосов различных конструкций

Понимание того, как работает пылесос, его устройства и основных отличий между разными конструкциями подобной техники облегчает выбор потенциальному покупателю. Ведь от принципа работы и конструктивных особенностей аппарата зависят его качественные характеристики, потребительские свойства и правила обслуживания.

Все эти моменты изучены нами и подробно изложены в статье. Представленная информация поможет разобраться в специфике функционирования различных типов пылесосов, а также выбрать наиболее подходящий вариант среди многообразия конструкций.

Устройство и конструктивные особенности

Устройство агрегата за последние сто лет особо не изменилось, как и его производительность. Пройдя путь от электровеника, машины с ручным приводом, пневматического «обновителя» ковров на бензине, пылесос технически остановился на модели Джеймса Спэнглера.

Уборщик из Огайо произвел революцию — создал вертикальный и переносной аппарат из метлы, наволочки и электромотора. Изобретение Спэнглера продавалось под маркой Hoover. Современный прибор наследует все ту же конструкцию из электрической части, щетки и пылесборника.

В пылесосах Hoover впервые начали использовать алюминий при производстве корпуса. Случилось это приблизительно в 1923 году

Устройство пылесоса

Основными узлами современного пылесоса являются:

Центробежный компрессор, создающий разрежение и прокачивающий поток воздуха через фильтры и воздуховоды пылесоса. Компрессор почти всегда приводится в движение коллекторным электродвигателем;
Воздухоочиститель, отделяющий пыль от воздуха, и собирающий её в ёмкости для сбора пыли;
Набор сменных насадок, щёток для эффективного удаления загрязнений с различных поверхностей (ковры, паркет, мебель, труднодоступные места и т. д.)

Обычно пылесос комплектуется гибким воздухопроводным шлангом (за исключением малогабаритных ручных моделей и некоторых пылесосов «американской» компоновки с компрессором, встроенным в трубу со щёткой или насадкой), удлинительной трубой, а также насадками, расширяющими его функциональность (насадки-пульверизаторы, насадки для накачки надувных мячей и т. д.). Пылесосы бывают напольные, ручные, ранцевые, щётки-пылесосы, централизованные и автоматические (роботизированные).

Как работают разные виды приборов?

Все пылесосы выполняют одну функцию — уборка. Почему аппараты, придуманные и изготовленные с единой целью, так отличаются друг от друга по форме, размерам, принципу работы?

При первом знакомстве с устройством не кажется важным место расположения пылесборника, количество колес, материал, из которого изготовлены шланги. Понимание значимости каждой детали приходит в процессе эксплуатации.

Разберем конструкционные особенности и принцип работы приборов в зависимости от типов пылесборника и функциональных возможностей аппаратов.

Пылесос с мешком или контейнером

Схематично принцип работы этого устройства можно представить так. Через насадку и шланг наполненный пылью воздух попадает внутрь прибора, а именно в пылесборник – мешок или циклонный фильтр.

В пылесосе с контейнером мусор сначала попадает не в мешок, а в специальную емкость-центрифугу, где задерживаются крупные фракции

Дальше одна часть грязи остается в емкости, другая сквозь поры и вихревые потоки накопителя перемещается в сторону мотора. Чтобы его защитить, придуман фильтр грубой очистки.

Но и он не идеален – грязь путешествует на выход и подходит к фильтру тонкой очистки (НЕРА).

Компактные вертикальные агрегаты

Особенность этой конструкции в отсутствии шланга. Он иногда идет в комплекте и может использоваться для выполнения отдельных манипуляций. Роль основного поглотителя пыли достается щетке — турбо или «выбивалке».

Современные вертикальные аппараты умеют сопрягаться со смартфонами, благодаря чему владелец может программно настраивать мощность всасывания, видеть, сколько километров прошел домашний помощник и другую информацию

Двигатель и пылесборник в приборе расположены в трубе — корпусе агрегата. Мотор не столько создает силу всасывания, сколько вращает вал щетки. Мусор при этом словно «подметается» в пылесборник.

В вертикальных моделях есть и всасывающий модуль. Но он задействуется в работе, когда прибор используется как горизонтальный.

Конструкция с водяной фильтрацией

В пылесосах с аквафильтром предусмотрен иной способ очистки входящего воздуха, отсюда и особенности строения. Устройство внешне схоже с обычным контейнерным типом пылесоса – включает насадку и шланг, из которых мусор попадает в пылесборник-аквафильтр.

А вот последний выполнен в форме колбы с водой. Задумка инженеров в том, чтобы мусор и грязь утонули под воздействием вихревых потоков.

Что создает эти потоки? Турбина или сепаратор, вращающаяся внутри колбы. Эта видимая часть двигателя закручивает пыль и создает высокое давление. Последнее «захватывает» частицы вне зависимости от размера, погружает в воду и не дает шансов им оттуда выбраться.

В таких аппаратах важна форма турбины и скорость ее вращения. В недостаточно продуманные с технической стороны конструкции производителям все же приходится добавлять фильтры. Утверждение относится к бюджетным моделям сепараторов.

В приборе с аквафильтром Krausen пыль по патрубку (1) перемещается в аквафильтр (2), далее сепаратор (3) создает водно-вихревые потоки (4) и выходит на идеальный коэффициент очистки воздуха (5)

Совсем бесфильтровыми эти пылесосы тоже не назовешь, потому что защитный фильтр для двигателя в них присутствует. Избавиться от него получилось только у немецких инженеров, которые «зашили» мотор в капсулу из нержавейки. Мотор в этом случае надежно закрыт от пыли и влажной грязи.

Сложные встроенные модификации

Эти устройства не переносные и основной своей частью вмонтированы внутрь стен. Насадки и шланги у них подключаются не к корпусу пылесоса, а вставляются в пневмо-розетки, размещенные по всей зоне предполагаемого действия прибора.

Встраиваемые пылесосы мало распространены в быту по причине необходимости использования длинных шлангов, что затрудняет возможность комплексной уборки помещений

В стенах устраивается сложная цепочка воздуховодов, через которые собранный мусор направляется в общий пылесборник. Последний размещается в подсобных помещениях или в подвальном, если такое имеется.

Сам агрегат включает и двигатель, и фильтры. Силовая установка тоже часто размещается в подсобных помещениях.

Общее устройство и принципиальная схема работы

Вне зависимости от форм-фактора и назначения, устройство пылесосов всех видов практически одинаковое. Они состоят из длинной гибкой трубки, на одном конце которой крепится щетка, а другой подключается к самому аппарату. Внутри пылесоса находятся:

мешок или контейнер для сборки мусора и пыли;
система фильтрации для очищения выбрасываемого воздуха;
двигатель, который отвечает за всасывание (сегодня наиболее распространены моторы с мощностью 1500 или 1800 Ватт, при этом современные модели не такие шумные, как советские «Ракета» и «Чайка»).
металлический или пластиковый корпус, в котором скрыты все вышеперечисленные элементы агрегата.

Принципиальная схема работы любого пылесосущего устройства выглядит следующим образом. Двигатель создает разреженный воздух внутри корпуса, и в результате разницы в давлении происходит засасывание воздушных масс снаружи вместе с мусором и пылью. Грязный поток попадает в пылесборник, где основной сор отфильтровывается стенками мешка, водой (в аппаратах с аквафильтрами) или посредством циклонной технологии. Мелкие части пыли, которые не задерживаются в стенках пылесборника, попадают в фильтрационную систему тонкой очистки, состоящую из плотного мелкопористого материала. Воздух, который проходит сквозь данные фильтрующие элементы, практически полностью освобождается от взвешенных частиц. Таким образом из входящего потока максимально удаляется мусор.

Особенности моделей моющих аппаратов

Главное конструктивное отличие моющих аппаратов от моделей с мешком и контейнером — наличие резервуара для чистой и грязной воды. В таком контейнере тонут мелкие и крупные фракции грязи.

Главное преимущество такого резервуара заключается в том, что владельцу не приходится дышать пылью во время опустошения емкости.

В конструкции моющего пылесоса есть дополнительный резервуар для воды и моющего средства, насос, каналы подачи жидкости, интегрированные в шланги и трубки

Но в конструкции моющих пылесосов предусматривается и защита мотора от влаги, что значительно повышает стоимость пылесоса. А на НЕРА-фильтре скапливается влажная грязь, которая создает питательную среду для многих бактерий.

Есть моющие пылесосы с парогенератором. Такое устройство позволяет очищать поверхности паром без применения химических средств.

Высокотехнологичные роботы-пылесосы

Роботы-пылесосы появились всего около 10 лет назад. Их конструкции постоянно обновляются и совершенствуются. Аппараты создаются по блочной схеме. Это гарантирует простоту обслуживания и легкость замены деталей во время ремонта.

Общие элементы робота-пылесоса, которые есть во всех моделях:

боковая щетка;
блок-модуль;
зарядная база;
датчики обнаружения препятствий, загрязнений, перепада высоты.

Функционирование подобного прибора основывается на чистящем блоке, навигации, приводящих механизмах и аккумуляторном устройстве.

Системы навигации гаджета

Ультрасовременная навигационная система состоит из лазера, камеры, внутренних и внешних датчиков. Камера считывает карту помещения. Дальномерные лазеры передают ей информацию о наличии предметов в комнате, расстояниях между ними.

Передвигается прибор по прямым линиям как во время уборки, так и в процессе возвращения на базу.

Роботы-пылесосы еще не умеют спускаться по лестницам и преодолевать высокие пороги. Разработчики пытаются устранить этот дефект гаджетов, изобретая новые модели

Пока еще остались в продаже и модели, принцип действия которых основывается только на датчиках. Они расположены на внешнем корпусе прибора и внутри него.

С их помощью робот ориентируется в пространстве и корректирует свою работу, а также замечает наиболее загрязненные участки и тщательнее относится к их очистке.

В навигации робота может быть использована и магнитная лента. Она создает виртуальный барьер, дальше которого аппарат не двигается. Если уборщик оборудован камерой, она считывает показания с потолка и стен.

Процесс уборки помещения

Здесь модели отличаются по типам уборки — для сухой чистки и моющие роботы-пылесосы. У первых боковая щетка подбирает всю грязь и направляет ее к центральной щетке. Центральная имеет ворсистую поверхность и способна собирать волосы, шерсть.

Конструкция передней щетки робота устанавливается с наклоном внутрь прибора, а боковая имеет гибкие проводки, что обеспечивает тщательность сбора мусора

Дальше эти две детали отправляют мусор в пылесборник, где он прессуется воздушными потоками. А воздух проходит через фильтры наружу.

В зависимости от производителя конструкции роботов отличаются следующими нюансами:

Основные щетки. В большинстве моделей их две — ворсяная и резиновая. Работают они в паре. Некоторые аппараты оборудованы только резиновой.
Боковые щетки. Есть приборы, в которые вмонтирована дополнительная боковая щетка.
Фильтры. Роботы комплектуются как стандартными «салфетками», так и многослойными НЕРА.
Контейнер + мощность двигателя. Емкость для сбора мусора может иметь объем от 0,4 до 1 литра. Мощность подобных приборов — 40-65 Ватт. Если первые цифры важны при эксплуатации, то вторые несущественны из-за маленького диапазона.

Главная потребительская деталь роботов-пылесосов — основная щетка. Именно от нее зависит качество уборки, а не от двигателя, как у обычных агрегатов.

Пылесос для влажной уборки имеет в своей конструкции систему из резервуара с водой и разбрызгивателя. Он умеет собирать мусор, разбрызгивать жидкость, натирать пол и собирать грязную воду обратно в резервуар.

Есть модели роботов, предназначенные для смешанной уборки. Принцип их работы заключается в очистке гладких поверхностей тряпкой, а ковровых — основными щетками.

Возвращение на базу

Заключительный этап работы робота — возвращение его на материнскую базу. Прибор питается от аккумуляторов. Если они разряжаются, устройство выключается.

Есть роботы с программой, которая оставляет устройство на месте уборки, а возвращение на базу осуществляется пользователем принудительно

Аппарат самостоятельно реагирует на низкий процент заряда. С помощью специального датчика он обнаруживает инфракрасный луч от базы и начинает к ней двигаться. Как только находит — стыкуется с ней и заряжается.

Уровень шумности

Шумность зависит не только от установленного мотора, но и от мощности пылесоса, системы фильтрации. На более высоких мощностях шум значительно возрастает. В современных пылесосах уровень шума находится в пределах 55-90 дБ. Уровень шума человеческого разговора – 65дБ. Модели пылесосов с фильтрацией S-класса самые тихие, но и стоимость увеличивается в разы.

Так, в зависимости от назначения и потребностей, современные пылесосы делятся на:

Однако стоимость таких пылесосов на порядок выше, чем у традиционных моделей с сухой уборкой. Моющий пылесос требует тщательной сушки после уборки. В помещениях с высокой влажностью прибор может не до конца просыхать, вследствие чего появляется болотный запах.

Читать также: Какое нужно сверло под конфирмат

Классический напольный пылесос для сухой уборки: корпус горизонтального базирования на колесиках (моторный блок, отсек для пыли, фильтры), соединяемый с ним шланг, труба всасывания, насадки для уборки разных покрытий (не только пола, но и мягкой мебели, чистки одежды). За редким исключением, работают от электросети. Аккумуляторные пока распространены мало.

Вертикальный пылесос: моноблок со смещенным книзу центром тяжести (моторный блок, пылесборник с фильтрами, основная насадка-щетка). Или мотор с пылесборником могут быть сверху, как у вертикальных пылесосов Dyson. Есть модели формата «2 в 1» — моторный блок с пылесборником (всасывающий модуль) съемные — для быстрой локальной уборки разных поверхностей. Бывают аккумуляторные вертикальные пылесосы, но есть и те, что работают от сети, они мощнее.

Робот-пылесос: самодвижущийся, корпус высотой до 19 см (но это много, ориентируйтесь на 6-10 см — чтобы робот убирал под кроватями и в других труднодоступных местах). Электронные «мозги» обрабатывают информацию от различных датчиков на корпусе, от фотокамер — для составления оптимального маршрута автономной уборки помещения. Плюс, конечно, мотор, контейнер-пылесборник, воздушный фильтр, вращающиеся щетки различного типа, помогающие мусору попадать внутрь пылесоса.

Портативный пылесос: мотор и пылесборник в небольшом корпусе, разные насадки. Бывают работающие от сети и аккумуляторные модели. Пригодятся для быстрой уборки чего-то рассыпавшегося, крошек, пыли с мебели, в автомобиле (есть те, что могут завестись от прикуривателя).

Моющий пылесос: в корпусе мотор, резервуар для воды с моющим средством, для грязной воды (он же — аквафильтр). Моющий раствор распыляется через соединительные трубки на загрязненную поверхность (ковровое покрытие, твердый пол) и тут же, вместе с грязью всасывается пылесосом через специальную насадку и шланг. Такие пылесосы убирают эффективно, но часто громоздкие и сложны в уходе.

Съемный многоразовый контейнер. Его объем зависит от модели. Такой нужно время от времени очищать от мусора. Если делать это аккуратно — контакт с пылью можно минимизировать. Плюс производители внедряют различные технологии, чтобы сделать процесс гигиеничней. Зато никаких дополнительных трат, как при использовании одноразовых бумажных мешков.

Мешок для сбора пыли. В современных пылесосах можно использовать одноразовые бумажные мешки (докупать по необходимости) или многоразовый пылесборник мешкового типа, который надо время от времени опустошать. Мешковые пылесосы больше «страдают» от снижения мощности всасывания по мере наполнения пылесборника, чем безмешковые.

Пылесборник-аквафильтр. Весь собранный мусор остается в контейнере с водой внутри пылесоса. Очищенный и увлажненный воздух проходит через моторный блок, дополнительные фильтры и возвращается в помещение. Здесь нет контакта с разлетающейся пылью при опустошении контейнера — просто выливаете грязную воду. Но делать это надо после каждой уборки, мыть и насухо вытирать аквапылесборник.

Существуют пылесосы-гибриды, где можно использовать аквафильтр или, например, съемный контейнер для пыли (мешок) — по необходимости.

Конструктивные мелочи и качество уборки

Некоторые конструктивные особенности прибора влияют на качество уборки и удобство использования. Например, шланг. Он должен быть достаточного диаметра (не менее 5 см), чтобы часто не засорялся.

Длина гибкого шланга важна – чем этот аксессуар длиннее, тем удобнее выполнять уборку. Особенно в комнатах 15 м.кв. и более. Длина от 2,5 м нужна для уборки высокой мебели и потолков

Важна и прочность материала, иначе деталь будет трескаться, что снизит силу всасывания.

Кроме основных узлов на качество работы прибора оказывают влияние и уплотнители, втулки, подшипники. Если стыки выполнены из фторполимеров, это обеспечивает их герметичность.

Втулки и подшипники из фторопласта и полиамида продлевают срок эксплуатации подвижных деталей устройства.

Дополнительная информация о разных видах пылесосов, а также советы по выбору подходящего агрегата приведены в этой статье.

Выводы и полезное видео по теме

Разбор конструкции и принципа действия пылесоса с датчиками давления и двумя электродвигателями — в щетке и теле прибора.

На примерах нескольких конструкций пылесосов хорошо видно, что вне зависимости от разновидности все они одинаково служат «уборщиками пыли». Их эффективность зависит от системы фильтрации, мощности двигателя, наличия различных насадок.

А какой пылесос вы выбрали для дома или квартиры? Расскажите, пожалуйста, почему отдали предпочтение конкретной модели, довольны ли работой приобретенной техники. Добавляйте отзывы, комментарии и задавайте вопросы – форма для связи находится ниже.

Выбираем пылесос по типу конструкции

История эволюции пылесосов насчитывает более ста лет, кардинальных изменений за это время не произошло. Однако разнообразия в ассортиментном ряду прибавилось. Производители бытовой техники в первую очередь вносят конструктивные дополнения в устройство пылесоса, начинка и принцип работы при этом меняется незначительно.

Читать также: Гравировка чпу на металле