Реферат: Техника для удаления пыли с поверхностей
Пожалуй, если бы мы задались целью узнать, что сопровождает человека на протяжении всего его пути к прогрессу, то вынуждены были бы признать самым верным и постоянным спутником обыкновенную пыль.
Аллергенные свойства пыли известны уже несколько столетий. Одно из первых упоминаний об этом относится к XVII веку: фламандский врач Джон Баптиста описал монаха, который начинал задыхаться, когда подметал. Но только двадцатый век с пугающим ростом числа аллергий (по данным иммунологов, каждые 10 лет число людей, страдающих аллергическими заболеваниями, в мире удваивается) заставил ученых рассмотреть пыль в буквальном смысле слова под микроскопом, чтобы выяснить, какая же из ее составляющих наиболее опасна для нашего организма. В 1964 году группа голландских ученых выделила из домашней пыли клещей, относящихся к виду Dermatophaqoidespteronyssinus. Аллерген, полученный из них, вызывал характерную кожную реакцию у больных с аллергией на домашнюю пыль. Так появилось предположение о ведущей роли аллергенов определенных видов клещей, которое впоследствии полностью подтвердилось. К настоящему времени в домашней пыли найдено около 150 видов клещей, Dermatophaqoidespteronyssinus- их наиболее аллергенные представители. И наши жилища, офисы, гостиничные номера обеспечивают им самую комфортную обстановку: влажность в пределах 70-80%, температуру 20-25 град. и кислород.
Так ученые в результате серии экспериментов определили, что:
1 грамм домашней пыли содержит: от 2000 до 15000 клещей;
в среднестатической московской квартире - до 5400 клещей;
700 миллионов частичек экскрементов домашних клещей.
Мелкие фрагменты клещей (от10 до 40 микрон) и продукты их жизнедеятельности обладают исключительной способностью вызывать аллергию. Поднявшись в воздух, эти аллергены подолгу не оседают, а при вдыхании попадают к нам в организм. Каждый день мы вдыхаем 12 тысяч литров воздуха, а с ними 6 миллиардов пылинок - около двух столовых ложек пыли. Ведь кроме пылевых клещей в пыли скрывается еще целая группа аллергенов. В ее состав входят перхоть животных и человека, волокна хлопка и льна, плесневые грибы, вата, пух, насекомые, их остатки и выделения, частички клея из книжных переплетов, картонных коробок и мебели. Пыль непрерывно образуется при старении и разрушении предметов из ткани (матрацы, подушки, мягкая мебель, ковры, занавески, мягкие детские игрушки и многое другое). Добавьте сюда бактериальные и вирусные загрязнения, табачный дым и кухонный чад - и получите достаточно полную картину. По оценкам экологов, даже домашний воздух в 4-6 раз грязнее в 8-10 раз токсичнее наружного.
Специалисты по экологии жилья признали самым эффективным способом борьбы с пылью вакуумную уборку. Попросту говоря, уборку с помощью пылесоса. Но это именно та палка, что оказалась о двух концах. Чем бы мы не убирались: пылесосом, доставшимся в наследство еще от бабушки, или суперсовременным агрегатом, который и чистит, и моет, и приятные ароматы по комнатам рассеивает - результат один. Потревоженная пыль (поднятая потоком из выхлопа пылесоса и не задержанная его фильтрами) поднимается в воздух помещений. Самые мелкие частицы опускаются со скоростью 0,2-0,5 метров в сутки, а основной пылевой фон так и зависает на высоте 50-90 см от пола (кстати - как раз там, где играют дети). Специальное исследование, проведенное в Институте педиатрии РАМН, показало, что так называемая бытовая аллергия у детей с бронхиальной астмой в 80% случаев обусловлена развитием повышенной чувствительности к аллергенам домашней пыли.
2. Пневматическая уборка пыли пылесосами
2.1 История появления и тенденции развития пылесосов
История появления пылесосов, да и самой технологии вакуумного пылеудаления датируется началом XX-го века. В Лондонском мюзик-холле для увеселения публики демонстрировали только что изобретенную машину, которая выдувала из старого ковра тучи пыли. В первых рядах закашлялись, а один из зрителей в перерыве пошел за кулисы и посоветовал пыль не выдувать, а наоборот, всасывать. - Как? - удивились там. - А вот так, - он встал на колени и втянул полные легкие пыли из ковра. Так была впервые воспроизведена модель современного пылесоса, изобретателем которого по праву считается зритель мюзик-холла Хьюберт Сесил Бут. Согласно другим источникам, английского инженера Хьюберта Бута заставили тяжело закашляться облака пыли, поднимавшиеся вокруг автомобиля, который чистили струей сжатого воздуха. И якобы тогда он решил изобрести машину, которая засасывала бы пыль в специальный пылесборник. Первая действующая модель была им закончена в 1901 году. Пылесос, получивший название "Фырчащий Билли", работал на бензине, был снабжен вакуумным насосом мощностью в пять лошадиных сил, а по размерам помещался далеко не во все интерьеры. Поэтому его парковали у обочины, а ковры для чистки выносили на улицу.
Примерно в это же время российские журналы обошла реклама: на картинке - большой крытый фургон, запряженный парой лошадей. Через распахнутую дверцу фургона виден громоздкий механизм: металлические цилиндры, шестерни, маховое колесо. От него на балкон двухэтажного дома тянутся гибкие шланги. Их держат двое бравых усачей, выглядывющих из балконной двери.
Воображение наших соотечественников пленял тест:
"Чистим быстро и надежно!
Не оставим ни одной пылинки!"
И в России, и в Лондоне чудо инженерной мысли пользовалось большой популярностью. Однако в то время в британской столице было гораздо больше лошадей, чем пылесосов, и кони сильно пугались вида и рева "Фырчащих Билли", поэтому главный полицмейстер Лондона запретил их использование на улице.
Принцип конструкции пылесоса был разработан еще в середине XIX века. Однако чтобы перейти от теории к практике, требовался компактный источник энергии. И такое устройство - трехфазный мотор - появилось в начале XX-го. Разработал его русский инженер Михаил Доливо-Добровольский, служивший в немецкой компании A. E. G.
А в дома пылесосы переместились благодаря американцам. Первым был домашний уборщик компании Geier, выпущенный в 1905 году. Но по настоящему знаменитыми стали изделия W. H. HooverCompany, которые и в наши дни являются эталонами традиционных пылесосов. В 1908 году появилась - "Жестяная модель" (Tinmodel). Она была похожа на перевернутое оцинкованное ведро с приделанной к нему деревянной ручкой от швабры. Прикрепленный под ручкой метровый пылесборник (мешок из марли) снаружи был обшит сатином. Производитель утверждал: пылесос не только превосходно удаляет пыль с пола и из щелей, но и "может использоваться для быстрой сушки волос". По сравнению с другими "вакуумными подметальными машинами" "Жестяная модель" была образцом компактности - инженерам удалось довести ее вес до 20 кг. Изделия конкурентов в это время весили больше 50 кг.
Уильям Хувер (W. Hoover) профинансировал разработку формы классического американского пылесоса: щетка, мешок и моторчик между ними, насаженные на одну ручку.
Но и европейцы не остались в стороне от пылесосной гонки. В 1912 году основатель Electrolux швед Аксель Венер-Грен предложил заменить в пылесосах воздушный насос на вентилятор, благодаря чему массу бытового прибора сразу удалось уменьшить до 14 кг. Однако всемирную славу компании принесла ModelV, появившаяся в 1921 году. Перемещающийся на колесиках металлический цилиндр, соединенный с всасывающей щеткой с гибким шлангом и снабженный сменными насадками, практически до конца XX века копировали все производители бытовой техники.
С открытием в 1932 году в Великобритании завода фирмы Hoover увлечение новомодной штуковиной быстро распространилось среди прогрессивно мыслящих, преуспевающих господ. Удивительная популярность в 20-30-х годах базировалась на уверенности домохозяек, что вместе с пылью они избавляются от микробов.
Работы по усовершенствованию пылесоса были приостановлены на целых десять лет из-за Второй мировой войны. А опросы общественного мнения, проведенные в конце сороковых, показали, что восторги потребителей по поводу механических уборщиков поубавилось. Выявились недостатки, которые на ближайшие десятилетия определили направления поисков инженерной и дизайнерской мысли. Пылесос слишком шумел во время уборки: разговаривать с человеком на расстоянии метра было невозможно. Был недостаточно легким и мобильным. Мощность всасывания колебалась от очень сильной (уборочные щетки намертво присасывались к поверхностям) до слишком слабой. Но главное - недостатки фильтрации - отработанный воздух через выхлоп пылесоса возвращал в помещение мелкую пыль.
Соединить все положительные качества в одном аппарате не удавалось. Ручные пылесосы залезали под мебель, пылесосили гардины, собирали сор в "неудобных" местах около плинтусов и в углах комнат. Корпус переносных пылесосов закрывали специальными планками для защиты мебели. Для чистки ковров придумали моющие пылесосы. Один тканевый или бумажный фильтр стал неактуален - два, три, четыре - "для гигиенического всасывания и защиты окружающей среды от загрязнения" (именно так формулировал основную задачу пылесосов немецкий журнал DasElektrofach).
60-ые ознаменовались многоцелевыми пылесосами, совместившими сухую и влажную уборку, со специальными сепараторами, собиравшими воду около бассейнов, землю с садовых дорожек и песок с террас.
К сожалению, отечественное (и советское "пылесосостроение" может похвастаться лишь удачным копированием наиболее известных западных моделей. "Ракета", например, была копией легендарной ModelV от Electrolux, а "Спутник" - HooverConstellation 1955 года.
Пылесосы становились мощнее и легче, обрастали новыми насадками и функциями, делались незаменимыми: к середине 80-ых в развитых странах 97% семей обзавелось мобильными уборщиками.
Но постоянно вносимые в традиционную конструкцию усовершенствования наталкивались на противоречия, заложенные в самой идее пылесоса: как одновременно увеличить объем пылесборника и облегчить корпус пылесоса? Как повысить мощность всасывания и сделать при этом работу пылесоса тише? Как удлинить шланг (стандартных 125-130см катастрофически не хватало для уборки под кроватями) и оставить пылесос мобильным? Как очистить отработанный воздух от мелкой пыли, бактерий и канцерогенных частиц, если увеличение количества фильтров (сейчас есть и антимикробные, и водяные, и электростатические) неизбежно приводит к потере силы всасывания?
Рост аллергических заболеваний (по данным иммунологов, каждые 10 лет число людей, страдающих аллергией, в мире удваивается) и выявление в домашней пыли опасных аллергенов, которые не поддаются самым совершенным фильтрам традиционных пылесосов - серьезные причины для того, чтобы экологический аспект вакуумной уборки вышел на первый план.
В 1957 году американская компания BeamIndustries начала выпуск встроенных пылесосов (их еще назвали централизованными системами пылеудаления). Было предложено оригинальное и одновременно простое решение многолетних проблем. Силовой агрегат стал неподвижным (он установлен в подсобном помещении и соединен системой воздуховодов с пневматическими розетками в стенах или полах), выхлоп был выведен на улицу, а уборка ведется с помощью одного только шланга. Результат? Вся собранная пыль полностью удаляется из помещения. Уборка происходит практически бесшумно. Сочетание циклонного и самоочищающегося тканевого фильтров позволяет отказаться от сменных расходных материалов и максимально очистить наружный выхлоп. Пластиковый пылесборник можно освобождать от сора 3-4 раза в год. С уборочным шлангом длиной от 4,6 до 10,7 м можно эффективно пылесосить и в стандартной квартире, и в многоэтажном коттедже, над которым поработал дизайнер-оригинал, и в гостинице. Набор насадок предусматривает желание пользователя почистить жалюзи и длинношерстного кота; не выходя из дома, выбить ковры и собрать многолетнюю пыль в узенькой щелке под одежным шкафом. Совершенствуясь вместе с потребителями, ВЕАМ предлагает моющую приставку, сепараторы для сбора воды и чистки каминов.
Современные переносные пылесосы напоминают удивительные машины-роботы из фантастических романов. Они могут передвигаться без помощи человека, тактично обходя мебель и людей, разбрызгивают по комнатам приятные ароматы и засасывают страшных клещей-сапрофитов. Но проблему выхлопа по-настоящему решают только встроенные пылесосы потому, что этого выхлопа в помещение просто не существует - пыль удаляется раз и навсегда. Эти экологические системы устанавливают не только в квартирах, домах и офисах, но и в больницах, детских садах, гостиницах, салонах красоты, кинотеатрах.
2.2 Принцип работы пылесосов
Пылесос - это пылеуборочная машина, в которой воздуховсасывающим агрегатом создается воздушный поток, увлекающий пыль, преодолевающий сопротивление частей пылесоса (шланга, щетки и т.д.) и фильтров, задерживающих пыль. Поэтому давление воздуха по модулю на входе и выходе пылесоса различно (на выходе меньше за счет потерь потока воздуха на трение и преодоление сопротивления элементов пылесоса). Скорость потока воздуха должна быть на 25-30% выше, чем скорость витания частиц пыли (это скорость, при которой частицы поддерживаются потоком во взвешенном состоянии).