Способ стирки



Способ стирки
Способ стирки
Способ стирки

 


Владельцы патента RU 2410479:

Барабаш Вадим Маркусович (RU)
Яновский Эдуард Александрович (RU)
Кокотов Юрий Владимирович (IL)
Абиев Руфат Шовкет оглы (RU)

Предлагаемое изобретение относится к способам стирки тканей и других пористых материалов и может быть использовано для стирки белья и других текстильных изделий как в домашних условиях, так и в прачечных. Сущность изобретения заключается в том, что стираемое изделие погружают в емкость, содержащую моющий раствор, и подвергают механическому воздействию, включающему генерирование в моющем растворе акустических колебаний с частотой от 4 кГц до 100 кГц с последующим полосканием и отжимом. При этом осуществляют дополнительное механическое воздействие путем генерирования в моющем растворе в попеременном режиме или одновременном режиме, или в сочетании попеременного и одновременного режимов крупномасштабных пульсаций, производимых или циркуляцией моющего раствора, или его механическим перемешиванием, или возбуждением низкочастотных колебаний, или барботажем газа, или вращением емкости с моющим раствором. Техническим результатом является повышение эффективности стирки и снижение энергетических затрат. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к стирке тканей и других пористых материалов и может быть использовано для стирки белья и других текстильных изделий как в домашних условиях, так и в прачечных.

Известен способ стирки белья (МПК 6 D06F 19/00, пат. РФ №2090682), заключающийся в обработке белья моющей жидкостью, подвергнутой активации в течение всего цикла стирки путем воздействия на нее акустических колебаний, отличающийся тем, что колебания осуществляются с частотой 4÷20 кГц и интенсивностью 0,002÷0,1 Вт/см2. Малая интенсивность колебаний позволяет акустический излучатель изготавливать малогабаритным и переносным.

В известном изобретении активация моющей жидкости осуществляется за счет интенсификации процесса коллоидного растворения и проникновения моющего раствора в поры тканого материала. При указанной интенсивности колебаний в докавитационном режиме, как известно, возникает звукокапиллярный эффект (Агранат Б.А. и др. Ультразвуковая технология. - М.: Металлургия, 1994, с.128). Кроме того, возникает акустическое эмульгирование, которое препятствует коалесценции моющего раствора. Благодаря указанным эффектам происходит активация моющего раствора, интенсификация процесса коллоидного растворения загрязнений, адсорбции и сбора этих загрязнений в капельки и механический отрыв этих капелек с поверхности ниток составных частей текстильного изделия.

При использовании известного изобретения отстирываемость достигает 40% (определялась по ГОСТ 8051-83) при интенсивности колебаний 0,002-0,1 Вт/см2 и времени 15÷60 мин в зависимости от количества белья примерно от 0,1 до 2 кг соответственно. При этом отстирываемость в диапазоне от 4 до 20 кГц не зависит от выбора частоты. Время стирки составляет не более 60 мин при общих затратах электроэнергии не более 1,5 Вт·ч на 1 кг сухого белья. Отсутствие кавитационных явлений устраняет возможность потери прочности белья в процессе стирки. Так, после 10 циклов стирки шерстяного и шелкового белья потеря прочности ткани в среднем на 40÷50% ниже по сравнению со стиркой при кавитационном режиме.

Вместе с тем, опыт эксплуатации устройств для стирки, функционирующих по известному способу, показывает, что реальные энергозатраты могут достигать 30 Вт·ч на 1 кг сухого белья при средней загрязненности и более 37 Вт·ч на 1 кг сухого белья - при сильной загрязненности белья (Ультратон. Ультразвуковое устройство для стирки. Модель МС2000М. Руководство по эксплуатации. Ред. 12.2007. - СПб.: ООО "НПФ Невотон", 2007. - 31 с.).

Кроме того, опыт эксплуатации в домашних условиях устройств для стирки, функционирующих по известному способу, показывает, что эффективность моющего действия (отстирываемость) существенно зависит как от расположения белья по отношению к источнику акустических (преимущественно ультразвуковых) колебаний, так и от его количества в моющем растворе. Чем дальше белье находится от излучателя, тем ниже интенсивность ультразвуковых колебаний, и вследствие этого существенно хуже отстирываемость; чем больше масса белья, тем большая его часть находится вдали от излучателя, и тем больше доля плохо отстиранного белья. По этой причине при массе загруженного в устройство по известному способу сухого белья более 0.5 кг качество стирки существенно снижается. По указанным выше причинам (резкое снижение моющего действия по мере увеличения дальности белья от излучателя) увеличение продолжительности стирки по известному способу не дает заметного эффекта. Таким образом, известное изобретение имеет серьезные ограничения по количеству обрабатываемого белья и по качеству стирки - эффективности моющего действия (отстирываемость).

Известен способ стирки белья (МПК 7 D06F 19/00, пат. РФ №1725577) путем воздействия на размещенное на сетчатой поверхности белье моющей жидкостью, приводимой в вертикальное перемещение колеблющейся мембраной, расположенной с зазором параллельно сетчатой поверхности, отличающийся тем, что колебания мембране сообщают частотой 101÷500 Гц при амплитуде 0.5÷5 мм. Благодаря использованию известного изобретения повышается производительность и качество обработки белья.

Недостатком известного изобретения является то, что условия воздействия на отстирываемое белье далеки от оптимальных. При указанных частотах интенсивность моющего действия в масштабах толщины белья (порядка 1 мм) невелика, так как длина волны, соответствующая частоте колебаний f=101÷500 Гц, при скорости звука в воде с=1500 м/с, лежит в диапазоне от 3 до 15 м:

λ=c/f=1500/(101÷500)=15÷3 м,

и на несколько порядков превышает как толщину белья, так и его продольные размеры. В результате этого эффективность использования энергии, вводимой в моющий раствор через колеблющуюся мембрану, оказывается недостаточно высокой, что приводит к низкому моющему действию и влечет за собой увеличение продолжительности стирки.

Наиболее близким к предлагаемому является способ стирки белья (МПК 6 D06F 7/04, пат. РФ №2111301), который заключается в том, что в растворе моющей жидкости размещают излучатель с последующим образованием энергии излучателя и преобразованием последней в движение моющей жидкости, причем перед образованием энергии излучателя осуществляют формирование электрического синусоидального сигнала частотой от 1 до 100 кГц, модулированного частотой от 10 до 500 Гц с напряжением до 300 В, а преобразование энергии излучателя в движение моющей жидкости осуществляют возбуждением в моющей жидкости синусоидальной акустической волны с неплоским фронтом.

Известный способ позволяет повысить качество стирки белья за счет более интенсивного и полного воздействия моющего раствора на загрязнения белья.

К недостаткам его относятся: локальное воздействие на моющий раствор с загрязненным бельем, что приводит к неравномерности качества стирки белья - в непосредственной близости может достигаться весьма высокое качество стирки, а по мере удаления от излучателей, за счет существенной диссипации энергии акустических волн, качество стирки также значительным образом ухудшается.

По этим причинам известный способ может быть эффективно использован лишь для стирки одиночных сравнительно мелких объектов - рубашек, наволочек, мелкого белья. При стирке же нескольких объектов либо крупных объектов (полотенец, штор, пододеяльников, покрывал) за счет более существенного рассеяния энергии акустических волн качество стирки по известному способу становится недопустимо низким.

Это существенно ограничивает область применения известного способа стирки.

Задача предлагаемого изобретения заключается в повышении эффективности стирки, снижении энергетических затрат.

Поставленная задача решается тем, что в способе стирки, заключающемся в том, что стираемое изделие погружают в емкость, содержащую моющий раствор, и подвергают механическому воздействию, включающему генерирование в моющем растворе акустических колебаний с частотой от 4 кГц до 100 кГц с последующим полосканием и отжимом, согласно изобретению осуществляют дополнительное механическое воздействие путем генерирования в моющем растворе в попеременном режиме или одновременном режиме или в сочетании попеременного и одновременного режимов крупномасштабных пульсаций, производимых или циркуляцией моющего раствора или его механическим перемешиванием или возбуждением низкочастотных колебаний или барботажем газа или вращением емкости с моющим раствором.

Поставленная задача решается также тем, что в способе стирки генерирование крупномасштабных пульсаций проводят так, чтобы произведение периода крупномасштабных пульсаций на амплитуду пульсаций давления составляло величину, равную или большую рассчитанной по формуле

где Т - период крупномасштабных пульсаций, сек;

Δр - амплитуда пульсаций давления, Па;

µ - динамическая вязкость моющего раствора, Па·с;

L - толщина ткани, м;

d - средний диаметр пор в ткани, м.

Кроме того, поставленная задача решается тем, что в моющем растворе создают развитый турбулентный режим течения, причем удельную мощность диссипации энергии на единицу массы моющего раствора задают равной или большей величины, рассчитанной по формуле

где ε - удельная мощность диссипации энергии на единицу массы моющего раствора, Вт/кг;

ν - кинематическая вязкость моющего раствора, м2/с;

L - толщина ткани, м;

d - средний диаметр пор в ткани, м.

Заявляемый способ стирки белья за счет сочетания механических воздействий разного масштаба на моющий раствор - генерирования акустических (преимущественно ультразвуковых, так как в диапазоне от 4 кГц до 100 кГц подавляющая часть - от 20 кГц до 100 кГц - относится к ультразвуку) колебаний (мелкомасштабные пульсации) и низкочастотных (крупномасштабных) пульсаций, осуществляемых или циркуляцией моющего раствора, или его механическим перемешиванием, или возбуждением низкочастотных колебаний, или барботажем газа, или вращением емкости с моющим раствором или любой комбинацией указанных манипуляций, позволяет обеспечить высокую эффективность стирки во всем объеме аппарата, с одной стороны, за счет мощного акустического (преимущественно ультразвукового) воздействия на моющий раствор с изделиями, с другой - за счет организации медленной циркуляции моющего раствора с изделиями либо его низкочастотных пульсаций. Это, в свою очередь, приводит к более рациональному распределению энергии по объему аппарата (в среднем за период циркуляции или период колебаний), и, как следствие - позволяет сократить энергетические затраты.

Заявляемое техническое решение является новым, обладает изобретательским уровнем и промышленно применимо.

На фиг.1 показан пример принципиальной схемы устройства для стирки, в котором реализован предлагаемый способ. На фиг.2 показана реализация попеременного (фиг.2а) генерирования акустических (преимущественно ультразвуковых) колебаний и крупномасштабных пульсаций в моющем растворе, одновременного (фиг.2б) или в сочетании (фиг.2в). Обозначения на фиг.2: УЗВ - генерирование акустических (ультразвуковых) колебаний, КМП - генерирование крупномасштабных пульсаций, 0 соответствует выключенному состоянию генераторов (источников энергии акустических колебаний и крупномасштабных пульсаций), 1 соответствует включенному состоянию генераторов. На фиг.3 показана схема ткани стираемого изделия 1 с порой 2.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. В емкость 1, содержащую моющий раствор 2, погружают стираемые изделия 3 из любого материала, который может повергаться стирке. На емкости 1 установлены излучатели акустических колебаний 4, подключенные к генераторам акустических колебаний 5 (с частотой колебаний от 4 кГц до 100 кГц), а также устройство 6 для генерирования крупномасштабных пульсаций, подключенное к источнику крупномасштабных пульсаций 7.

Емкость 1 может быть выполнена неподвижной пустотелой, вращающейся пустотелой, либо в виде неподвижного корпуса с внутренним перфорированным барабаном с вертикальной, горизонтальной либо наклонной осью с возможностью его вращения, что позволяет осуществлять вслед за стиркой полоскание и отжим отстиранного белья. Излучатели акустических колебаний 4 могут быть установлены равномерно по периметру и высоте емкости 1 (для больших объемов), либо может быть использован одиночный излучатель акустических колебаний 4 (для малых объемов).

Устройство 6 для генерирования крупномасштабных пульсаций может представлять собой погружной или внешний насос, закрытый перфорированной перегородкой, создающий циркуляцию моющего раствора 2 в емкости 1, и одновременно генерирующий в нем крупномасштабные турбулентные пульсации.

Устройство 6 для генерирования крупномасштабных пульсаций может представлять собой механическое перемешивающее устройство, передающее вращательное движение моющему раствору при помощи лопаток, открытых либо закрытых перфорированным кожухом. Лопатки имеют хорошо обтекаемую сглаженную форму, при которой наматывание на них белья невозможно.

Устройство 6 для генерирования крупномасштабных пульсаций может представлять собой генератор пульсаций, создающий низкочастотные (в том числе предпочтительно резонансные) колебания моющего раствора в емкости 1.

Устройство 6 для генерирования крупномасштабных пульсаций может представлять собой барботер, через который осуществляется ввод газа в моющий раствор в виде пузырьков. При подъеме пузырьков в моющем растворе происходит генерирование крупномасштабных пульсаций, сопровождающееся циркуляцией моющего раствора 2 в емкости 1.

Устройство 6 для генерирования крупномасштабных пульсаций может представлять собой привод вращательного движения емкости 1 вокруг вертикальной, горизонтальной либо наклонной оси. Устройство 6 для генерирования крупномасштабных пульсаций может представлять собой также привод вращательного движения внутреннего перфорированного барабана с вертикальной, горизонтальной либо наклонной осью, установленного в неподвижной емкости 1. Крупномасштабные пульсации в моющем растворе генерируются при вращении емкости 1 либо установленного в ней барабана за счет создания турбулентных вихрей, имеющих масштаб емкости.

Устройство 6 для генерирования крупномасштабных пульсаций может сочетать комбинацию указанных выше методов. Например, одновременно с циркуляционным насосом может использоваться барботаж, либо одновременно с возбуждением низкочастотных колебаний может осуществляться вращением емкости 1 с моющим раствором 2.

За счет устройства 6 для генерирования крупномасштабных пульсаций (циркуляционного насоса, перемешивающего устройства, генератора пульсаций, барботера, привод вращательного движения) в емкости 1 создается хорошее перемешивание моющего раствора 2, обеспечивается равномерная обработка всего объема моющего раствора 2 со стираемыми изделиями 3 акустическими колебаниями (преимущественно ультразвуком), генерируемым излучателями акустических колебаний 4. Это обусловлено тем, что через зону мощного воздействия акустических колебаний, находящуюся в непосредственной близости от излучателей 4 (не более 20÷30 мм), периодически, с низкой частотой, соответствующей частоте крупномасштабных пульсаций, проходят различные макрообъемы моющего раствора 2 со стираемыми изделиями 3. Таким образом, вероятность попадания в зону мощной акустической (преимущественно ультразвуковой) обработки всех объемов обрабатываемой среды, по сравнению с известными решениями, резко повышается. Кроме того, устройством 6 генерируются крупномасштабные пульсации, способствующие существенному улучшению моющего действия за счет отделения загрязнений от ткани при ее изгибных деформациях.

Генерирование акустических колебаний излучателями 4 и генерирование крупномасштабных пульсаций устройством 6 может осуществляться в одном из трех режимов: попеременном, одновременном или в их сочетании. Попеременный режим означает, что моющий раствор 2 со стираемыми изделиями 3 подвергается воздействию акустических колебаний и крупномасштабных пульсаций в разные моменты времени (фиг.2а), что позволяет снизить затраты энергии при сохранении достаточно высокой эффективности стирки. Одновременный вариант обработки моющего раствора 2 со стираемыми изделиями 3 (фиг.2б) предполагает параллельную, синхронную работу излучателей акустических колебаний 4 и генерирование крупномасштабных пульсаций устройством 6, что позволяет повысить эффективность стирки за счет некоторого повышения энергетических затрат. Попеременный и одновременный режимы могут сочетаться в разные моменты времени (фиг.2в), т.е., например, на первом этапе стирки (при удалении сильных загрязнений) может осуществляться более интенсивный одновременный вариант (зона I на фиг.2в), а на втором этапе (при отмывке остаточных слабых загрязнений) может использоваться попеременный вариант (зона II на фиг.2в).

Генерирование крупномасштабных пульсаций с периодом Т (сек) и амплитудой пульсаций давления Δр (Па) таким образом, что произведение составляет величину не менее рассчитанной по формуле (1), обеспечивает условия, при которых энергии пульсаций достаточно для удаления загрязнений из пор ткани стираемых изделий 3.

Создание в моющем растворе развитого турбулентного режима течения, когда удельная мощность диссипации энергии ε (Вт/кг) на единицу массы моющего раствора составляет не менее величины, рассчитанной по формуле (2), обеспечивает наиболее эффективное удаление загрязнений из пор ткани.

Рассмотрим модель ткани стираемого изделия 1 толщиной δ с порой 2 диаметром d (фиг.3). Поскольку поры в ткани очень мелкие, можно считать режим течения в них ламинарным. Тогда перепад давления, который необходимо создать на поре длиной d, согласно формуле Гагена-Пуазейля (Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. М.: Наука, 1977. 440 с. - С.43)

где U - средняя скорость движения моющего раствора в порах, м/с.

В турбулентном потоке давление связано с пульсационной скоростью и соотношением

где ρ - плотность моющего раствора, кг/м3.

Согласно теории Колмогорова (Колмогоров А.Н. Рассеяние энергии при локально-изотропной турбулентности. Докл. АН СССР. 1941. Т.32, №1. С.19-21; Колмогоров А.Н. О дроблении капель в турбулентном потоке. Докл. АН СССР. 1949. Т.66, №5. С.825-828; Обухов A.M. О распределении энергии в спектре турбулентного потока. Изв. АН СССР. Сер. Геогр. и геофиз. 1941. №. 4-5. С.453-463), пульсационная скорость определяется масштабом пульсаций λ, (м) и удельной мощностью диссипации энергии ε (Вт/кг)

Из формул (4) и (5) следует

Приравнивая правые части уравнений (3) и (6), найдем

где ν - кинематическая вязкость моющего раствора, м2/с.

Период пульсаций турбулентных вихрей

Жидкость в поре ткани за половину периода T/2 должна пройти расстояние порядка L со средней скоростью U, т.е. должно выполняться условие

Примем, что масштаб пульсаций составляет λ≈0.02 м. Тогда из условий (8) и (9) следует соотношение (2). В реальных условиях частота пульсаций имеет некоторый разброс и формула (9) дает значения для среднего периода пульсаций и, следовательно, формула (2) дает значения для средней удельной мощности диссипации энергии. В спектре частот пульсаций существуют низкочастотные и высокочастотные гармоники с удельной мощностью диссипации энергии меньше и больше рассчитанной по формуле (2). Даже если средняя удельная мощность диссипации энергии окажется несколько ниже рассчитанной по формуле (2), в спектре частот найдется достаточное количество гармоник с удельной мощностью диссипации энергии, превышающей среднюю, и эти гармоники обеспечат проникновение моющего раствора в поры ткани.

Если пульсации давления в жидкости возникают не вследствие турбулентности, а создаются направленно, например, генератором низкочастотных колебаний, то произведение периода крупномасштабных пульсаций Т (сек) на амплитуду пульсаций давления Δр (Па) должно составлять величину не менее рассчитанной по формуле (1), которая получается путем перемножения соответственно левых и правых частей выражений (3) и (9). Таким образом, минимальный период пульсаций, согласно формуле (1), равен

а максимальная частота пульсаций, как следует из формулы (1), составляет

Формулы (10) и (11) дают предельные значения периода и частоты пульсаций, обеспечивающих повышение эффективности стирки согласно предлагаемому изобретению. При частоте пульсаций, превышающей минимальную, определяемую формулой (11) (следующей из формул (3), (9), (10), а также из формулы (2)), моющий раствор не успеет проникнуть в поры ткани на необходимую глубину, и эффективность стирки значительно снизится.

Пример конкретного выполнения 1. При использовании предлагаемого способа стирки масштаб турбулентных пульсаций λ=0.02 м, из чего следует значение коэффициента в формуле (2) 1.31×1013 м-4. Температура моющего раствора 60°С, его свойства: вязкость динамическая µ=0.4688×10-3 Па·с, плотность ρ=983 кг/м3, вязкость кинематическая ν=4.769×10-7 м2/с.

В испытаниях использована хлопчатобумажная ткань - бязь, толщиной L=4·10-4 м с диаметром пор d=4·10-5 м, предварительно загрязненная белковой смесью (ГОСТ 22567.15-95. Средства моющие синтетические. Метод определения моющей способности. М.: ИПК Издательство стандартов, 1999. 12 с.). Значение удельной мощности диссипации энергии на единицу массы моющего раствора, в соответствии с формулой (2), ε=1.422 Вт/кг. При объеме моющего раствора в устройстве для стирки V=0.020 м3 минимальные затраты мощности равны N=ρVε=27.95 Вт.

Пульсации давления, создаваемые в моющем растворе при рассчитанном уровне удельной мощности диссипации энергии, составят согласно формуле (6) Δр=47.8 Па.

Минимальный период пульсаций, согласно формуле (10), составляет Tmin=0.066 с. Максимальная частота пульсаций в этих условиях, в соответствии с формулой (11), равна fmax=15.26 Гц. Данные из примера конкретного выполнения 1 представлены в первой строке таблицы 1.

При использовании предлагаемого изобретения при указанных выше параметрах отстирываемость достигала 70% (определялась по ГОСТ 8051-83), что в 1.75 раза лучше, чем в известных аналогах. Время стирки составляет не более 30 мин при общих затратах электроэнергии не более 0.8 Вт·ч на 1 кг сухого белья, что почти вдвое ниже, чем в известных аналогах.

При выполнении условий, описываемых формулами (1) и (2), в моющем растворе создается гидродинамическая обстановка, более благоприятная для быстрого вымывания загрязнений из пор при пульсациях давления. В результате этого повышается эффективность стирки. Благодаря совмещению генерирования в моющем растворе акустических колебаний и крупномасштабных пульсаций загрязнения, выводимые моющим раствором на поверхность ткани, главным образом, за счет действия акустических колебаний, быстро отводятся от поверхности ткани, преимущественно за счет крупномасштабных пульсаций. Это приводит к дополнительному увеличению эффективности стирки. Выполнение условий, описываемых расчетными формулами (1) и (2), способствует наиболее рациональному расходованию энергии, вводимой в моющий раствор. За счет этого достигается существенное снижение энергетических затрат.

Примеры конкретного выполнения 2-20. Методика проведения - та же, что и в примере конкретного выполнения 1. Отстирываемость ткани (по ГОСТ 8051-83) S (%), время стирки τ (мин) и общие затраты электроэнергии W (Вт·ч на 1 кг сухого белья) при различных комбинациях технологических параметров, полученные по предлагаемому способу стирки, представлены в таблице 1 (строки 2-20).

В таблице 1 использованы обозначения: Ц - циркуляция моющего раствора, МП - механическое перемешивание, НЧ - возбуждение низкочастотных колебаний (здесь - с частотой 12 Гц и амплитудой до 5 мм), БГ - барботаж газа, Вр - вращение емкости с моющим раствором; Пер - попеременный режим; Одн - одновременный режим; Сочет - сочетание попеременного и одновременного режимов; АК - использование акустических волн с неплоским фронтом (по известному способу, пат. РФ №2111301).

Данные, представленные в строках 1-3, показывают, что при генерировании акустических колебаний с частотой от 4 кГц до 100 кГц и крупномасштабных пульсаций в моющем растворе в попеременном режиме (строка 1) или одновременном режиме (строка 2) или в сочетании попеременного и одновременного режимов (строка 3) генерирования акустических колебаний и крупномасштабных пульсаций, за одинаковое время достигается отстирываемость, значительно выше, чем в известных аналогах (см. для сравнения строки 21 и 22).

Данные, представленные в строках 4-8, свидетельствует о том, что в диапазоне частот акустических колебаний от 4 кГц до 100 кГц эффект моющего действия при прочих равных условиях практически не меняется (отклонения значений лежат в пределах ошибки эксперимента).

Данные, представленные в строках 1 и 9-20, показывают, что поставленная задача - повышение эффективности стирки, снижение энергетических затрат - выполняется при генерировании крупномасштабных пульсаций одним из перечисленных ниже методов: циркуляцией моющего раствора, или его механическим перемешиванием, или возбуждением низкочастотных колебаний, или барботажем газа, или вращением емкости с моющим раствором или любой комбинацией указанных манипуляций.

Аналогичные результаты были получены при стирке изделий из вискозы, льна, шифона и шерсти, загрязненных белковой смесью и пигментно-масляной смесью (ГОСТ 22567.15-95. Средства моющие синтетические. Метод определения моющей способности. М.: ИПК Издательство стандартов, 1999. 12 с.).

В строках 21-22 представлены данные об эффективности использования способа стирки по известному способу для продолжительности стирки 30 и 60 минут.

Сравнение данных, представленных в таблице 1, показывает, что при стирке по известному способу даже при вдвое большей длительности стирки достигается недостаточно высокая отстирываемость ткани (не более 45% за 60 минут), при этом затрачивается энергии в 4-5 раз больше, чем по предлагаемому изобретению.

В таблице 2 приведено соответствие полного словесного описания альтернативных вариантов по предлагаемому изобретению, их обозначений в виде аббревиатур и соответствующие номера строк в таблице 1.

Таблица 1
Отстирываемость ткани (по ГОСТ 8051-83) S (%), время стирки τ (мин) и общие затраты электроэнергии W (Вт·ч на 1 кг сухого белья) при различных комбинациях технологических параметров по предлагаемому способу стирки и известному способу
Параметры механического воздействия S, % τ, мин W, Вт·ч/кг сухого белья
Частота акустических колебаний, кГц Способ генерирования крупномасштабных пульсаций Режим совмещения воздействий
1. 10 Ц Пер 70 30 0.8
2. 10 Ц Одн 59 30 1.0
3. 10 Ц Сочет 62 30 0.9
4. 4 Ц Пер 67 30 0.8
5. 22 Ц Пер 68 30 0.8
6. 44 Ц Пер 71 30 0.8
7. 64 Ц Пер 69 30 0.8
8. 100 Ц Пер 67 30 0.8
9. 22 МП Пер 68 30 0.9
10. 22 МП Одн 68 30 0.9
11. 22 МП Сочет 68 30 0.9
12. 10 НЧ Пер 72 30 0.68
13. 10 НЧ Одн 72 30 0.68
14. 10 НЧ Сочет 72 30 0.68
15. 22 БГ Пер 58 30 0.86
16. 22 БГ Одн 58 30 0.86
17. 22 БГ Сочет 58 30 0.86
18. 22 Вр Пер 67 30 0.95
19. 22 Вр Одн 67 30 0.95
20. 22 Вр Сочет 67 30 0.95
21. 22 АК Одн 30 30 2.5
22. 22 АК Одн 45 60 5.0
Таблица 2
Соответствие полного словесного описания альтернативных вариантов, их обозначений в виде аббревиатур и номер строки в таблице 1
Наименование альтернативного варианта (полное словесное описание) Обозначение в табл.1 Номер строк в табл.1
Генерирование в попеременном (Пер) режиме акустических колебаний и крупномасштабных пульсаций, причем крупномасштабные пульсации производят циркуляцией моющего раствора (Ц) Ц, Пер 1,4-8
Генерирование в попеременном (Пер) режиме акустических колебаний и крупномасштабных пульсаций, причем крупномасштабные пульсации производят механическим перемешиванием моющего раствора (МП) МП, Пер 9
Генерирование в попеременном (Пер) режиме акустических колебаний и крупномасштабных пульсаций, причем крупномасштабные пульсации производят возбуждением низкочастотных колебаний (НЧ) НЧ, Пер 12
Генерирование в попеременном (Пер) режиме акустических колебаний и крупномасштабных пульсаций, причем крупномасштабные пульсации производят барботажем газа (БГ) БГ, Пер 15
Генерирование в попеременном (Пер) режиме акустических колебаний и крупномасштабных пульсаций, причем крупномасштабные пульсации производят вращением емкости с моющим раствором (Вр) Вр, Пер 18
Генерирование в одновременном (Одн) режиме акустических колебаний и крупномасштабных пульсаций, причем крупномасштабные пульсации производят циркуляцией моющего раствора (Ц) Ц, Одн 2
Генерирование в одновременном (Одн) режиме акустических колебаний и крупномасштабных пульсаций, причем крупномасштабные пульсации производят механическим перемешиванием моющего раствора (МП) МП, Одн 10
Генерирование в одновременном (Одн) режиме акустических колебаний и крупномасштабных пульсаций, причем крупномасштабные пульсации производят возбуждением низкочастотных колебаний (НЧ) НЧ, Одн 13
Продолжение таблицы 2.
Генерирование в одновременном (Одн) режиме акустических колебаний и крупномасштабных пульсаций, причем крупномасштабные пульсации производят барботажем газа (БГ) БГ, Одн 16
Генерирование в одновременном (Одн) режиме акустических колебаний и крупномасштабных пульсаций, причем крупномасштабные пульсации производят вращением емкости с моющим раствором (Вр) Вр, Одн 19
Генерирование в сочетании попеременного и одновременного (Сочет) режимов акустических колебаний и крупномасштабных пульсаций, причем крупномасштабные пульсации производят циркуляцией моющего раствора (Ц) Ц, Сочет 3
Генерирование в сочетании попеременного и одновременного (Сочет) режимов акустических колебаний и крупномасштабных пульсаций, причем крупномасштабные пульсации производят механическим перемешиванием моющего раствора (МП) МП, Сочет 11
Генерирование в сочетании попеременного и одновременного (Сочет) режимов акустических колебаний и крупномасштабных пульсаций, причем крупномасштабные пульсации производят возбуждением низкочастотных колебаний (НЧ) НЧ, Сочет 14
Генерирование в сочетании попеременного и одновременного (Сочет) режимов акустических колебаний и крупномасштабных пульсаций, причем крупномасштабные пульсации производят барботажем газа (БГ) БГ, Сочет 17
Генерирование в сочетании попеременного и одновременного (Сочет) режимов акустических колебаний и крупномасштабных пульсаций, причем крупномасштабные пульсации производят вращением емкости с моющим раствором (Вр) Вр, Сочет 20

1. Способ стирки, заключающийся в том, что стираемое изделие погружают в емкость, содержащую моющий раствор, и подвергают механическому воздействию, включающему генерирование в моющем растворе акустических колебаний с частотой от 4 до 100 кГц с последующим полосканием и отжимом, отличающийся тем, что осуществляют дополнительное механическое воздействие путем генерирования в моющем растворе в попеременном режиме или одновременном режиме, или в сочетании попеременного и одновременного режимов крупномасштабных пульсаций, производимых или циркуляцией моющего раствора, или его механическим перемешиванием, или возбуждением низкочастотных колебаний, или барботажем газа, или вращением емкости с моющим раствором.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что генерирование крупномасштабных пульсаций проводят так, чтобы произведение периода крупномасштабных пульсаций на амплитуду пульсаций давления составляло величину, равную или большую рассчитанной по формуле

где Т - период крупномасштабных пульсаций, с;
Δр - амплитуда пульсаций давления, Па;
µ - динамическая вязкость моющего раствора, Па·с;
L - толщина ткани, м;
d - средний диаметр пор в ткани, м.

3. Способ по п.1 и 2, отличающийся тем, что в моющем растворе создают развитый турбулентный режим течения, причем удельную мощность диссипации энергии на единицу массы моющего раствора задают равной или большей величины, рассчитанной по формуле

где ε - удельная мощность диссипации энергии на единицу массы моющего раствора, Вт/кг;
ν - кинематическая вязкость моющего раствора, м2/с;
L - толщина ткани, м;
d - средний диаметр пор в ткани, м.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к бытовой технике и может быть использовано для стирки белья, а также акустической активации жидких сред при мойке, дезинфекции, стерилизации и др.

Изобретение относится к товарам народного потребления и может быть использовано в бытовом обслуживании, медицине и других целях. .

Изобретение относится к легкой промышленности и может быть использовано в стиральных устройствах вибрационного типа. .

Изобретение относится к бытовой технике, в частности к стиральным машинам, используемым в домашних условиях. .

Изобретение относится к бытовой технике, в частности к стиральным устройствам. .
Наверх