Устройство гашения колебаний корпуса и внутренней части бытовой стиральной машины с вертикально-осевым вращением отжимного резервуара

 

Устройство относится к бытовым стиральным машинам с вертикально-осевым вращением отжимного резервуара, а именно к стиральным машинам, содержащим устройство гашения колебаний корпуса и балансировочное кольцо. Для уменьшения габаритных размеров подвесных элементов стакан с пружиной и поршнем размещен между верхней и нижней точками сочленения внутренней части с корпусом стиральной машины. Внутри стакана перемещаются независимо два штока, на первом штоке, сочлененном шарнирно с корпусом, закреплен резиновый поршень, нижний конец второго штока сочленен шарнирно с внутренней подвижной частью. Оба штока установлены на небольшом расстоянии друг от друга, причем их оси параллельны, все точки внутренней подвижной части при отклонении от положения равновесия движутся поступательно. Нижний конец опор-стяжек соединен с верхним концом внутренней подвижной части, длина опор-растяжек относится к высоте корпуса как 1: 6, высота внутренней части, определяемая для случая предельного сжатия пружин опор-растяжек, рассчитывается как разность высоты корпуса и расстояния от точки соединения опоры-растяжки с корпусом до точки соединения опоры-растяжки с внутренней подвижной частью. Балансировочное кольцо заполняется 30%-ным раствором ZnCl₂. Сокращение числа опор-растяжек уменьшает вибрацию корпуса стиральной машины на этапе установившегося вращения, так как сокращается число связей между корпусом и внутренней подвижной частью стиральной машины. 7 ил.

Изобретение относится к бытовым стиральным машинам с вертикально-осевым вращением отжимного резервуара, а именно к стиральным машинам, содержащим устройство гашения колебаний корпуса и балансировочное кольцо.

Известно устройство гашения колебаний корпуса стиральной машины с центробежным отжимом и вращением отжимного резервуара относительно вертикальной оси, содержащее четыре опоры-растяжки с демпфирующими элементами, шарнирно соединенные верхним концом с корпусом и нижним концом - с внутренней подвижной частью стиральной машины, ориентированные в пространстве вертикально (US 4625529 A, 02.12.1986). Демпфирующие элементы выполнены в виде пружины с поршнем в стакане под шарнирным сочленением подвесного элемента и внутренней подвижной части, установленных на металлическом стержне-штоке. Данное устройство гашения колебаний содержит балансировочное кольцо, входящее в состав внутренней подвижной части и создающее стабилизирующий момент инерции при быстром вращении, которое установлено в верхней части отжимного резервуара.

Недостатком устройства гашения колебаний является крепление опор к нижней области внутренней подвижной части и ориентирование шарнирных опор-растяжек под углом к вертикали, что ухудшает возможность внутренней подвижной части противостоять колебаниям, возбуждаемым вращением дебаланса при неравномерной загрузке белья во время операции отжим белья. На этапе разгона отжимного резервуара внутренняя подвижная часть задевает о стенку корпуса, срабатывает датчик вибраций и выключает двигатель стиральной машины, в дальнейшем требуется вручную разложить белье равномерно внутри отжимного резервуара и снова включить стиральную машину в режим отжима белья. На этапе установившегося вращения наблюдается повышенная вибрация корпуса стиральной машины. Это ограничивает повышение скорости центрифугирования для снижения остаточной влажности и обеспечения качественного отжима белья. Кроме того, в основных узлах стиральной машины действуют большие динамические нагрузки, снижающие их прочность, надежность и долговечность.

Известно также автобалансирующее устройство с вертикальной осью вращения и перемещением корректирующей массы-жидкости внутри корпуса-кольца, имеющее внутренние радиальные перегородки, не ограничивающие свободное перемещение жидкости - 35%-ного раствора К₂СО₃ в полости кольца (RU 2123075 C1, 10.12.1998).

Однако данное устройство не обеспечивает эффективной автобалансировки на этапе разгона отжимного резервуара из-за невысокой плотности раствора - корректирующей массы.

Прототипом изобретения является стиральная машина с устройством гашения колебаний, содержащим две вертикальные опоры-растяжки, верхние концы которых шарнирно связаны с корпусом, а нижние - с внутренней подвижной частью стиральной машины, в которой находится отжимной резервуар, причем шарниры подвески на этой подвижной части выполнены выше ее центра тяжести (US 3021956 A, 20.02.1962).

Недостатком устройства является то, что оно содержит дополнительные элементы, которые не позволяют увеличить рабочий объем отжимного резервуара до самого низа корпуса и уменьшить объем корпуса для повышения производительности стирки и отжима белья, а также для улучшения демпфирующих свойств устройства. Во время колебательных движений внутренней части не все точки последней движутся поступательно, а если попытаться сделать подвесные стержни короткими, то дополнительные элементы будут создавать шум, задевая отжимной резервуар.

Данное изобретение решает задачу снижения вибраций корпуса стиральной машины в режиме установившегося вращения отжимного резервуара и повышения способности подвижной части противостоять действию дебалансной силы на этапе разгона барабана.

Достигаемый в данном изобретении технический результат заключается в улучшении демпфирующих свойств устройства гашения колебаний и уменьшении габаритных размеров подвесных элементов.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве гашения колебаний корпуса и внутренней части бытовой стиральной машины с вертикально-осевым вращением, содержащим балансировочное кольцо, две вертикальные опоры-растяжки с демпфирующими элементами, шарнирно соединенные с корпусом и внутренней подвижной частью выше ее центра тяжести, отжимной резервуар, согласно изобретению стакан с пружиной и резиновым поршнем каждой опоры-растяжки размещен между верхней и нижней точками сочленения внутренней части с корпусом стиральной машины, внутри стакана перемещаются независимо два штока, на первом штоке, сочлененном шарнирно с корпусом, закреплен резиновый поршень, нижний конец второго штока сочленен шарнирно с верхним концом внутренней подвижной части, оба штока установлены на небольшом расстоянии друг от друга, а их оси параллельны, при этом длина опор-растяжек Н относится к высоте корпуса как 1: 6, высота внутренней части, определяемая для случая предельного сжатия пружин опор-растяжек, рассчитывается как разность высоты корпуса и расстояния от точки соединения опоры-растяжки с корпусом до точки соединения опоры-растяжки с внутренней подвижной частью, а балансировочное кольцо заполнено 30%-ным раствором ZnCl₂.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства гашения колебаний корпуса стиральной машины; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - подвесной элемент в виде опоры-растяжки; на фиг. 4 показано статическое положение внутренней подвижной части стиральной машины; на фиг. 5 - положение подвижной части в результате действия дебалансной силы; на фиг. 6, 7 - кинематика внутренней подвижной части стиральной машины.

Устройство гашения колебаний содержит балансировочное кольцо 1 со свободным перемещением жидкости, две вертикальные опоры-растяжки 2 с демпфирующими элементами, шарнирно соединенные с корпусом 3 стиральной машины и ее внутренней подвижной частью 4 с отжимным резервуаром 5. Каждая опора-растяжка содержит стакан 6 с пружиной 7 и резиновым поршнем 8. Стакан 6 смонтирован между верхней и нижней точками сочленения внутренней части 4 с корпусом 3. Внутри стакана 6 размещены два параллельных штока 9, на одном из них закреплен поршень 8, а второй шток сочленен шарнирно с верхним концом подвижной части 4 при помощи шарнира 10 со шплинтом 11; подобные элементы служат для соединения другого штока с корпусом машины. Поршень 8 смонтирован на втулке 12, а штоки 9 удерживаются в стакане при помощи шайб 13, 14.

Устойчивость внутренней подвижной части 4 возрастает благодаря действию силы тяжести F = mg, (1) а при отклонении от положения равновесия подвижная часть запасает потенциальную энергию П = mgh, (2) где m - масса внутренней подвижной части с вращающимся отжимным резервуаром; g - ускорение свободного падения; h - высота, на которую поднимается подвижная часть с отжимным резервуаром при отклонении от положения равновесия на величину А (фиг. 5).

При соединении нижнего конца опор-растяжек 2 с внутренней подвижной частью 4 выше ее центра тяжести (на фиг. 4 обозначен ц.т.) и применении стакана 6 с пружиной 7 и поршнем 8, размещенного между верхней и нижней точками сочленения внутренней части с корпусом 3 стиральной машины (внутри стакана перемещаются два штока 9 относительно друг друга), автоматически укорачивается длина опор-растяжек, это способствует запасанию значительного количества потенциальной энергии, что благоприятно сказывается на этапе разгона отжимного резервуара.

В данном устройстве гашения колебаний происходит согласование поступательного движения внутренней подвижной части стиральной машины 4 и стабилизирующего действия балансировочного кольца 1 на внутреннюю подвижную часть стиральной машины.

Устройство гашения колебаний работает следующим образом. При включении двигателя на этапе разгона отжимного резервуара 5 под действием дебалансной силы F_деб (фиг. 5), возникающей из-за неравномерной загрузки белья в отжимном резервуаре, происходит поступательное движение внутренней части от положения равновесия на величину А. Так как шарнирные опоры-растяжки 2 расположены вертикально, то внутренняя подвижная часть совершает поступательное движение S без наклонов. По способности противостоять действию дебалансной силы ресурс внутренней подвижной части определяется расстоянием L между верхним краем внутренней подвижной части и стенкой корпуса (фиг. 2). С точки зрения исчерпания ресурса внутренней подвижной части по способности противостоять действию дебалансной силы (когда произойдет касание внутренней подвижной части стенки корпуса) такое устройство является наиболее выгодным. Вероятность касания внутренней подвижной части стенки корпуса на этапе разгона отжимного резервуара в режиме отжима белья уменьшается. Внутренняя подвижная часть запасает потенциальную энергию согласно (2). В дальнейшем внутренняя подвижная часть всей своей массой стремится вернуться в положение равновесия, противодействуя дебалансной силе. Кинетическая энергия наклонного движения, сообщаемая внутренней подвижной части в результате действия дебалансной силы, уменьшается. При быстром вращении отжимного резервуара стабилизирующий момент инерции балансировочного кольца 1 уменьшает колебания внутренней подвижной части за счет гироскопического эффекта. Происходит согласование поступательного движения внутренней подвижной части стиральной машины и стабилизирующего действия балансировочного кольца на внутреннюю подвижную часть стиральной машины.

Данное устройство гашения колебаний корпуса стиральной машины проще и дешевле в изготовлении, в котором все точки внутренней подвижной части совершают поступательное движение при действии дебалансной силы, так как при таком движении отсутствуют горизонтальные составляющие сил реакций корпуса. Балансировочное кольцо, установленное в верхней части отжимного резервуара, сконструировано так, что при быстром вращении отжимного резервуара и возникновении дебаланса создаются гироскопические силы, стремящиеся вернуть вертикальную ось вращения отжимного резервуара в положение стабильного вращения.

Конструкция устройства проста и рабочий объем отжимного резервуара не ограничивается дополнительными элементами, мешающими оптимальному размещению отжимного резервуара в корпусе. За счет максимально возможного объема отжимного резервуара производительность стирки повышается. Во время колебательных движений не создается шума от соприкосновений с дополнительно сочленяемыми элементами.

Опоры-растяжки имеют минимально допустимую длину с целью уменьшения времени затухания колебаний внутренней подвижной части, вызванных действием дебалансной силы. При одинаковом трении в шарнирных опорах успокоение на коротких опорах-растяжках произойдет быстрее, короткая подвеска будет колебать внутреннюю подвижную часть с большой частотой из-за большого значения накопленной потенциальной энергии в крайних точках колебаний, т.е. успокоение произойдет быстрее для более короткой подвески.

Формула изобретения

Устройство гашения колебаний корпуса и внутренней части бытовой стиральной машины с вертикально-осевым вращением, содержащее балансировочное кольцо, две вертикальные опоры-растяжки с демпфирующими элементами, шарнирно соединенные с корпусом и внутренней подвижной частью выше ее центра тяжести, отжимной резервуар, отличающееся тем, что стакан с пружиной и резиновым поршнем каждой опоры-растяжки размещен между верхней и нижней точками сочленения внутренней части с корпусом стиральной машины, внутри стакана перемещаются независимо два штока, на первом штоке, сочлененном шарнирно с корпусом, закреплен резиновый поршень, нижний конец второго штока сочленен шарнирно с верхним концом внутренней подвижной части, оба штока установлены на небольшом расстоянии друг от друга, а их оси параллельны, при этом длина опор-растяжек относится к высоте корпуса как 1: 6, высота внутренней части, определяемая для случая предельного сжатия пружин опор-растяжек, рассчитывается как разность высоты корпуса и расстояния от точки соединения опоры-растяжки с корпусом до точки соединения опоры-растяжки с внутренней подвижной частью, а балансировочное кольцо заполнено свободно перемещающейся жидкостью - 30%-ным раствором ZnCl₂.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7