Пылесос

Пылесос выполнен на основе торцевого двигателя, имеет форму треугольника Рело. Торцевой двигатель представляет собой асинхронный плоско-линейный двигатель переменного тока с круговым вращением. Ротор двигателя выполнен в виде полого вала с двумя центрально-параллельными дисками. Между дисками ротора расположен статор с кольцевым магнитопроводом. Обмотки ротора выполнены со следующими особенностями:

- расположены на поверхностях дисков ротора, обращенных к статору;

- выполнены в виде радиальных прямолинейных проводников, торцы которых замкнуты между собой центральным и периферийным кольцевыми проводниками;

- выполнены высокоэлектропроводными и нанесены на диски ротора электролитическим или вакуумным осаждением.

Прозрачный контейнер для пыли и вентилятор установлены внутри полого вала ротора. Входные воздушные отверстия контейнера оборудованы кольцевой упругой диафрагмой с кольцевой щелью, выходные - кольцевым фильтром. Корпус пылесоса состоит из днища, боковых стенок и крышки. Днище выполнено двойным из двух соединенных между собой пластин - верхней и нижней. Между пластинами днища расположены кольцевой зазор и сквозная всасывающая полость. Кромки и периферия пластин днища покрыты упругими накладками, преимущественно, щеточными. Система управления торцевым двигателем оснащена регулируемыми многоканальными частотными преобразователями переменного тока и дистанционным пультом. Пульт расположен на кабеле сетевого электрического питания.

Технический результат - совершенствование эргономических характеристик, упрощение конструкции и снижение стоимости пылесоса. Конструкция пылесоса обусловливает возможность управляемого перемещения пылесоса по полу без колес, возможность работы в труднодоступных местах с исключением попадания кабеля под корпус.

Полезная модель относится к управляемым человеком пылесосам циклонного типа с электрическим приводом. Пылесос может быть использован для чистки различных напольных покрытий, например, линолеума, паркета, ковровых покрытий жилых, бытовых рабочих, преимущественно - офисных, помещений от пыли и мелкого мусора.

Известны разнообразные управляемые человеком пылесосы фирм, например, Siemens, Philips, Bosch, питающиеся от электросети. Основные элементы известных пылесосов - электродвигатель, вентилятор и воздухоочиститель - расположены в корпусе на колесах с гибким шлангом и насадкой для сбора пыли.

Известные пылесосы недостаточно эргономичны вследствие большого размера корпуса, большого веса, необходимости ручного передвижения, возможности запутывания электропровода в колесах.

Известны роботы-пылесосы. Например, известна конструкция робота-пылесоса циклонного типа [RU 2337603. Компактный робот-пылесос/ Samsung Kwanju Electronics Co. (Kr)]. Компактный робот-пылесос содержит циклон, контейнер для пыли, всасывающее отверстие с вращающейся на горизонтальной оси щеткой, спиральный канал, выпускной канал. В верхней части контейнера установлен фильтр для очистки воздуха. Циклон и контейнер установлены в корпусе центрально концентрично, что способствует снижению высоты корпуса пылесоса.

Недостатком известного робота-пылесоса является конструктивная и эксплуатационная сложность, высокая стоимость.

Прототипом полезной модели является робот-пылесос с всасывающим аппаратом [WO 2008147054 Type vacuum inhaling apparatus having high efficiency and robot cleaner using the same], заявитель - Amotech Co., LTD (Корея). Известный робот-пылесос и входящий в него вакуумный всасывающий аппарат состоит из двигателя постоянного тока, вентилятора, пылесборника, которые установлены в цилиндрическом корпусе на колесах с крышкой и всасывающей насадкой. Двигатель включает статор, установленный на станине, и ротор. Двигатель оснащен источником питания (электрической батареей) для вакуумного всасывающего аппарата, блоком управления, контроллером, дисплеем с кнопками управления.

Конструкция известного робота-пылесоса отличается сложностью и высокой стоимостью ввиду оснащения программным управлением. Кроме того, известный робот-пылесос недостаточно эргономичен вследствие компоновки в корпусе органов питания и управления, что способствует увеличению габаритов и веса.

Задачей полезной модели является совершенствование эргономических характеристик, упрощение конструкции и снижение стоимости пылесоса.

Задача решается тем, что в пылесосе, включающем расположенные в корпусе вентилятор, контейнер и центрально установленный электрический двигатель, снабженный системой управления, и, состоящий из статора и ротора, согласно полезной модели, выполнено следующее.

Электрический двигатель представляет собой асинхронный плосколинейный двигатель переменного тока с круговым вращением. Ротор торцевого двигателя выполнен ферримагнитным или магнитодиэлектрическим в виде полого вала и двух параллельных дисков - верхнего и нижнего. Между верхним и нижним дисками ротора расположен статор. На поверхностях дисков ротора, обращенных к статору, т.е. на нижней поверхности верхнего диска и на верхней поверхности нижнего диска, укреплены высокоэлектропроводные обмотки ротора. Обмотки ротора выполненны в виде радиальных стержней или полос, замкнутых между собой по внутренним и по периферийным торцам посредством кольцевых проводников. Статор оснащен кольцевым магнитопроводом с обмотками и установлен на станину.

Внутри полого вала ротора установлен контейнер для пыли с возможностью извлечения через крышку корпуса или через отверстие в днище. Днище корпуса пылесоса выполнено двойным из верхней пластины с боковыми стенками и нижней плоской пластины. Днище имеет кольцевой всасывающий зазор, сквозную полость и упругое покрытие снизу. Покрытие выполнено преимущественно щеточным на нижних кромках боковых стенок верхней пластины и на периферии нижней пластины. Днище выполнено цельным или разъемным.

Контейнер для пыли выполнен цилиндрическим и может иметь внутреннюю центрально установленную винтовую перегородку. В нижней и в верхней частях контейнера выполнены, соответственно - входные и выходные воздушные отверстия. Входные отверстия снабжены кольцевой упругой, преимущественно из тонкой резины, диафрагмой с кольцевой щелью. Выходные отверстия снабжены кольцевым фильтром.

Днище и корпус в плане выполнены в форме треугольника Рело.

Система управления торцевым двигателем оснащена регулируемыми многоканальными частотными преобразователями переменного тока и дистанционным пультом, расположенном на кабеле сетевого электрического питания.

Технический результат полезной модели заключается, во-первых, в образовании вращающегося пульсирующего электромагнитного поля торцевым двигателем, в создании управляемого вибрационного движения вследствие образования горизонтального эксцентриситета и вертикального смещения магнитной оси вращения ротора, находящегося в этом поле в «подвешенном» состоянии, в оснащении системы управления регулируемыми многоканальными частотными преобразователями переменного тока, а нижней поверхности днища корпуса упругими накладками, что обусловливает возможность ассиметричного управления смещением оси вращения ротора в сторону результирующего вектора вибрации, и что, в свою очередь обусловливает возможность управляемого перемещения пылесоса по полу без колес, с доступным сетевым питанием переменного электрического тока, а также способствует снижению высоты корпуса; во-вторых, в выполнении пылесоса в форме треугольника Рело с дистанционным пультом на кабеле сетевого электрического питания, что обусловливает возможность работы в труднодоступных местах с исключением попадания кабеля под корпус, и что, в итоге, обусловливает совершенствование эргономических характеристик, упрощение конструкции и снижение стоимости пылесоса.

Пылесос представлен на следующих эскизах: фиг.1 - общий вид (разрез); фиг.2 - статор, ротор (фрагмент); фиг.3 - станина, магнитопровод; фиг.4 - контейнер; фиг.5 - внешний вид.

Пылесос состоит из установленных в корпусе электрического двигателя 1, контейнера для пыли 2, центробежного вентилятора 3, системы управления.

В корпусе, например, посредством рамы (на эскизе не показана) центрально установлен торцевой двигатель 1. Торцевой двигатель 1 представляет собой линейный асинхронный двигатель переменного тока с круговым вращением (плоско-линейный двигатель) мощностью до 800 Вт. Торцевой двигатель 1 состоит из статора 4, установленного неподвижно, и ротора 5.

Статор 4 состоит из кольцевой станины 6 и кольцевого магнитопровода 7 с обмотками. Магнитопровод 7 выполнен ферримагнитным или магнитодиэлектрическим. Обмотки уложены в два слоя в виде одной из известных конструкций, например, в формованных ячейках или в сквозных отверстиях (на эскизе не обозначены).

Ротор 5 выполнен в виде двух дисков 8 - верхнего и нижнего - соединенных центрально-параллельно с полым валом 9. Ротор 5 выполнен ферримагнитным или магнитодиэлектрическим. Статор 4 расположен центрально между верхним и нижним дисками 8 ротора 5.

На поверхностях дисков 8, обращенных к статору 4 (на нижней поверхности верхнего диска и на верхней поверхности нижнего диска) укреплены обмотки ротора 10. Обмотки ротора 10 представляют собой радиальные электрические проводники в виде стержней, полос или т.п. Обмотки ротора 10 выполнены высокоэлектропроводными, например, из электротехнической меди, и нанесены на диски 8 ротора 5, например, гальваническим (электролитическим) или вакуумным осаждением. Торцы радиальных проводников (обмоток ротора) 10 соединены при помощи кольцевых электрических проводников (на эскизе не обозначены). Внутренние торцы, направленные к центру полого вала 9, соединены внутренним кольцевым проводником, периферийные торцы - соединены внешним кольцевым проводником.

На верхнем диске ротора 5 укреплен центробежный вентилятор 3 в виде лопастного колеса.

Внутри полого вала 9 В ротора 5 расположен контейнер для пыли 2, укрепленный с возможностью его извлечения, например, при помощи упругости его материала. Контейнер 2 выполнен цилиндрическим с крышкой (на эскизе не показана) из прозрачной пластмассы, например, полиметилметакрилата (оргстекла). В нижней части боковой цилиндрической поверхности контейнера 2 выполнен ряд входных отверстий 11, в верхней части той же цилиндрической поверхности выполнен ряд выходных отверстий 12. Входные отверстия 11 оснащены кольцевой диафрагмой 13 с кольцевой щелью (на эскизе не обозначена). Кольцевая диафрагма 13 выполнена и укреплена на входных отверстиях 11 с возможностью прохода воздуха с пылью через щель внутрь контейнера 2. Кольцевая диафрагма 13 выполнена из упругого материала, например, из тонкой резины или пластмассы. Ряд выходных отверстий 12 оснащен сплошным кольцевым воздухопроницаемым фильтром 14, выполненным, например, из плотной хлопчатобумажной или другой ткани. Фильтр 14 укреплен в верхней части цилиндрической поверхности контейнера 2 одним из известных способов, например, запрессован. Как вариант, контейнер может быть выполнен с внутренней центрально установленной винтовой перегородкой (на эскизе не показана).

Корпус 15 пылесоса состоит из днища, боковых стенок и крышки 16. Днище выполнено двойным из двух соединенных между собой пластин - верхней 17 и нижней 18 - со сквозной всасывающей полостью 19 и кольцевого зазора 20 между пластинами 17, 18. Верхняя пластина 17 днища выполнена с боковыми стенками. Нижняя пластина 18 выполнена плоской. Нижние кромки боковых стенок верхней пластины 17 и периферия нижней пластины 18 снабжены упругими накладками 21, преимущественно, щеточными. Обе пластины днища - верхняя 17 и нижняя 18 - выполнены в форме треугольника Рело с центральным круглым отверстием 22.

Корпус пылесоса 15 выполнен разъемным из пластмассы, например, АБС-сополимера (ABS), представляющего собой сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола. Крышка 16 корпуса выполнена в виде диска с центральным отверстием. Днище выполнено цельным или разъемным с соединением верхней 17 и нижней 18 пластин, например, винтовыми крепежными элементами (на эскизе не показаны).

Система управления пылесоса состоит из трех идентичных электронных схем 23, с кабелем электропитания 24 и пульта дистанционного управления 25 с навигационными клавишами. Электронные схемы 23 соединены между собой. Пульт 25 расположен на кабеле электропитания 24. Каждая электронная схема 23, представляющая собой регулируемый многоканальный частотный преобразователь, установлена внутри корпуса 15 пылесоса, например, в углах.

Пылесос работает следующим образом.

Пылесос ставят на пол. Кабель электропитания 24 включают в сеть. Пульт дистанционного управления 25 держат рукой, при этом кабель электропитания 24 поднят над полом.

Переменный электрический ток поступает в электронные схемы 23. Преобразованный ток повышенной частоты поступает в статор 4 торцевого электродвигателя 1. Двигатель начинает работать. При этом в обмотках магнитопровода 7 возникает вращающееся пульсирующее магнитное поле, которое индуцирует ток в роторе 5 посредством обмоток ротора 10. Ротор 5, вращается в сторону вращения магнитного поля.

При вращении ротора 5 возникает вибрация электродвигателя 1 в результате горизонтального эксцентриситета и вертикального смещения магнитной оси вращения. Вибрация частотой 10-100 Гц распространяется на корпус пылесоса 15 и способствует плавному движению пылесоса путем перемещения упругих накладок 21 по полу.

Подают ток в обмотки статора 4 при помощи навигационных клавиш пульта управления 25, при этом пылесос перемещается в соответствующем направлении.

Одновременно вращается лопастное колесо вентилятора 3. Образуется тяга вентилятора, воздух с пылью и мелким мусором поступает последовательно в кольцевой зазор 20, затем во всасывающую полость 19 днища, через входные отверстия 11 и через кольцевую диафрагму 13 в контейнер 2. При дальнейшем движении воздух очищается, проходя через кольцевой фильтр 14, и выбрасывается из контейнера через выходные отверстия 12 и далее вверх через крышку. Пыль и мусор остаются внутри контейнера 2.

По окончании чистки пылесосом контейнер 2 вынимают из корпуса через отверстия 22 в днище и очищают. Возможно конструктивное исполнение пылесоса с выемкой контейнера через крышку 16 корпуса.

1. Пылесос, включающий расположенные в корпусе вентилятор, контейнер, центрально установленный электрический двигатель, состоящий из статора и ротора, и снабженный системой управления, отличающийся тем, что, во-первых, ротор торцевого асинхронного двигателя выполнен в виде полого вала и двух центрально-параллельных дисков, между которыми расположен статор, при этом на поверхностях дисков ротора, обращенных к статору, укреплены обмотки ротора, выполненные в виде радиальных прямолинейных проводников, торцы которых замкнуты между собой кольцевыми проводниками, а станина статора оснащена магнитопроводом с обмотками; во-вторых, вентилятор укреплен на верхнем диске ротора; в-третьих, цилиндрический контейнер установлен внутри полого вала ротора; в-четвертых, днище корпуса выполненно двойным, с центральным отверстием, с кольцевым всасывающим зазором, сквозной полостью и упругим покрытием снизу; в-пятых, в нижней и верхней частях контейнера выполнены соответственно входные и выходные воздушные отверстия, при этом входные отверстия снабжены кольцевой упругой диафрагмой с кольцевой щелью, а выходные - кольцевым фильтром; в-шестых, корпус и днище выполнены в форме треугольника Рело; в-седьмых, система управления оснащена регулируемыми многоканальными частотными преобразователями сетевого переменного электрического тока и дистанционным пультом.

2. Пылесос по п.1, отличающийся тем, что торцевой двигатель представляет собой асинхронный плосколинейный двигатель переменного тока с круговым вращением.

3. Пылесос по п.1, отличающийся тем, что ротор выполнен ферримагнитным или магнитодиэлектрическим.

4. Пылесос по п.1, отличающийся тем, что обмотки ротора выполнены высокоэлектропроводными и нанесены на диски ротора электролитическим или вакуумным осаждением.

5. Пылесос по п.1, отличающийся тем, что обмотки магнитопровода уложены в два слоя - верхний и нижний.

6. Пылесос по п.1, отличающийся тем, что контейнер установлен внутри полого вала ротора с возможностью извлечения через крышку корпуса пылесоса посредством упругости материала контейнера.

7. Пылесос по п.1, отличающийся тем, что контейнер установлен внутри полого вала ротора с возможностью извлечения через отверстие в днище корпуса пылесоса посредством упругости материала контейнера.

8. Пылесос по п.1, отличающийся тем, что контейнер выполнен с внутренней центрально установленной винтовой перегородкой.

9. Пылесос по п.1, отличающийся тем, что днище пылесоса выполнено из верхней пластины с боковыми стенками и нижней плоской пластины, цельным или разъемным, с соединением при помощи крепежных элементов.

10. Пылесос по п.9, отличающийся тем, что нижние кромки боковых стенок верхней пластины и периферия нижней пластины снабжены упругими щеточными накладками.

11. Пылесос по п.1, отличающийся тем, что дистанционный пульт снабжен навигационными клавишами и расположен на кабеле сетевого электрического питания.