Стиральная машина барабанного типа
Владельцы патента RU 2412289:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") (RU)
Патентуется стиральная машина барабанного типа, в которой в баке стиральной машины размещены форсунки, воздействующие на стиральный объект струей моющего раствора через совмещенные отверстия барабана и сопла форсунок. Стиральная машина снабжена 2…8 форсунками, расположенными в ряд параллельно оси вращения барабана, рабочая жидкость к которым подается гидронасосом, закрепленными на цилиндрической поверхности бака с двух сторон симметрично относительно вертикальной плоскости, проходящей через ось вращения, на высоте, равной 0,5…0,9 диаметра барабана, причем выходные отверстия форсунок ориентированы вниз под углом 10°…90° к горизонтали, а часть отверстий на барабане, у основания гребней, выполнены овальной формы и расположены в ряд параллельно вершинам гребней на расстоянии, равном промежутку между форсунками, так, что при вращении барабана сопла форсунок бака и отверстия в барабане кратковременно совмещаются, при этом стиральная машина снабжена датчиками совмещения отверстий форсунок и рабочих отверстий перфорированного барабана, выходной сигнал с которых передается в систему управления, кратковременно открывающей сопла форсунок с учетом направления вращения барабана. 2 ил.
Изобретение относится к бытовой технике, в частности к бытовым стиральным машинам барабанного типа, и может найти применение в промышленных и бытовых стиральных машинах с горизонтальным барабаном.
Известна стиральная машина, включающие корпус, стиральный бак и размещенный в нем вращаемый барабан, на внутренней поверхности которого расположены гребни для перелопачивания белья при стирке, например стиральная машина «Вятка-автомат» (Скоробогатов Н.А. «Современные стиральные машины и моющие средства» БХВ, С-Петербург, Арлит, 2001 г., стр.223 рис.5.67) /1/. Такие стиральные машины содержат бак, барабан, насос, используемый, по меньшей мере, для эвакуации отработанного моющего раствора; систему управления, обеспечивающую выбор режима и алгоритм стирки.
Стиральные машины барабанного типа, благодаря их особенностям - возможности программного управления процессом стирки и выполнения в одной емкости процессов отмачивания, перелопачивания, полоскания, отжима и сушки - являются наиболее распространенными.
В этих стиральных машинах процесс стирки обеспечивается поднятием гребнями белья с последующим его падением в нижнюю часть вращаемого барабана, при этом частота вращения барабана ограничена проявлением центробежных сил, прижимающих белье к поверхности барабана, и скоростью падения белья в нижнюю часть бака, обусловленной ускорением свободного падения.
Эти ограничивающие факторы не позволяют увеличить частоту вращения барабана и тем самым увеличить общую скорость стирки. Вследствие этого интенсивность стирки - низкая, процесс стирки длится относительно долго, что является недостатком таких стиральных машин.
Известно техническое решение, наиболее близкое к сущности заявляемой стиральной машины, которое мы принимаем за прототип, где процесс стирки дополняется воздействием струй из форсунок. Эта стиральная машина с верхней загрузкой по заявке РФ №2007143484/12, от 23.11.2007, D06F 21/00 (2006.01) /2/ дополнительно содержит средства разбрызгивания, соединенные с трубопроводом подачи воды и предназначенные для орошения размещенного в барабане белья, для обеспечения оседания и уменьшения в размерах намокшего белья под действием силы тяжести с целью предотвращения его зацепления и захвата дверцей барабана при ее автоматическом закрывании. Такое применение форсунок не решает задачи по ускорению частоты вращения барабана и ускорению процесса стирки в целом.
Недостатками этой стиральной машины являются невысокая интенсивность процесса обработки белья при стирке вследствие невысокой скорости вращения барабана. Это приводит к увеличению периода процесса стирки и расхода электроэнергии.
Задачей изобретения является устранение вышеперечисленных недостатков а именно - повышение интенсивности процесса обработки белья при стирке, увеличение скорости вращения барабана, уменьшение периода стирки и снижение расхода электроэнергии.
Поставленная задача достигается тем, что стиральная машина барабанного типа, имеющая гидронасос, бак, перфорированный вращаемый барабана с гребнями, систему управления процессом стирки, - снабжена 2…8 форсунками, расположенными в ряд параллельно оси вращения барабана, рабочая жидкость к которым подается гидронасосом, закрепленными на цилиндрической поверхности бака с двух сторон симметрично относительно вертикальной плоскости, проходящей через ось вращения, на высоте, равной 0,5…0,9 диаметра барабана, причем выходные отверстия форсунок ориентированы вниз под углом 10°…90° к горизонтали, а часть отверстий на барабане, у основания гребней, выполнены овальной формы и расположены в ряд параллельно вершинам гребней на расстоянии, равном промежутку между форсунками так, что при вращении барабана сопла форсунок бака и отверстия в барабане кратковременно совмещаются, при этом стиральная машина снабжена датчиками совмещения отверстий форсунок и рабочих отверстий перфорированного барабана, выходной сигнал с которых передается в систему управления, кратковременно открывающей сопла форсунок с учетом направления вращения барабана.
Усилие давления струи (Р), обеспечивающее увеличение скорости и уменьшение времени падения белья в нижнюю часть бака, определяется на основе теоремы об изменении проекции импульса системы:
где V - скорость струи, ω - площадь сечения струи, ρ - плотность моющего раствора.
При скорости струи из сопла, равной 14 м/с, усилие, развиваемое восемью форсунками составляет примерно 55 Н, это обеспечит увеличение скорости падения белья с гребней примерно на 20%, и, следовательно, общее время стирки будет уменьшено (без учета времени на отжим и сушку) на 10…20%.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена схема размещения струйных форсунок. На фиг.2 приведена схема размещения продолговатых отверстий в барабане.
Стиральная машина состоит из корпуса 1, бака 2, в котором изготовлены отверстия и размещены форсунки 6; барабана 3, на котором закреплены гребни 4; насоса 8 и двухходового электромагнитного клапана 7, гидравлически соединенного с форсунками и блоком управления 5 (фиг.1).
На фиг.2 показан барабан в разрезе. Барабан 3 снабжен гребнями 4. Поверхность барабана 3 выполнена с отверстиями 9, которые в зонах, прилегающих к гребню с двух сторон, выполнены продолговатой формы. Другие отверстия барабана выполнены круглой формы 10.
Стиральная машина снабжена датчиками положения гребней (не показаны). Датчик положения гребня может быть выполнен, например, в виде герконовой пары (постоянный магнит, снабженный магнитоуправляемым контактом - герконом), при этом постоянный магнит крепится на барабане на внутренней части гребня, а герконы на поверхности бака. Взаимное положение магнита и геркона соответствует углу поворота барабана, когда начинается совмещение выходных отверстий струйных форсунок и продолговатых отверстий в поверхности барабана (положение на фиг.1). Герконы датчиков размещаются с двух сторон бака по отношению к вертикальной плоскости симметрии, один из которых коммутирует один ряд форсунок при вращении барабана по часовой стрелке, другой - расположенный симметрично - коммутирует вторую группу форсунок, при вращении барабана против часовой стрелки. В каждом ряду может быть установлено от 2 до 8 форсунок. Датчики подключены к устройству управления и управляют включением и выключением форсунок, в качестве устройства управления может быть использован клапан электромагнитного управления.
Работает стиральная машина следующим образом: в режиме стирки при вращении барабана 3 в одном из направлений рабочие гребни 4 поднимают белье на высоту, соответствующую моменту включения форсунок 6. При этом датчик положения барабана вырабатывает управляющий сигнал, который включает блок управления 5, в результате чего моющий раствор из форсунок воздействует на стираемый объект через совмещенные отверстия барабана и сопла форсунок. Под действием сил из форсунок 6 белье отталкивается от стенок вращаемого барабана 3, преодолевая центробежные силы, и движется вниз под действием сил земного притяжения и сил струй форсунок 6. При этом время действия форсунок 6 равно времени состояния совмещенности отверстий барабана 3 и сопел форсунок. При реверсе вращения барабана 3 включается другая пара датчиков и форсунок 6, симметрично расположенных в баке 2.
При вращении барабана в режимах: стирка, замачивание, полоскание - чередуется направление вращения барабана по часовой стрелке и против часовой стрелки.
При вращении барабана, например, в направлении - по часовой стрелке (фиг.1 показано стрелкой) гребень барабана приподнимает часть белья на высоту h=0,5…0,9 диаметра барабана (Скоробогатов Н.А. «Современные стиральные машины и моющие средства» БХВ, С-Петербург, Арлит, 2001 г., стр.223 рис.5.67) /1/, при этом начинают совмещаться выходные отверстия форсунок и продолговатые отверстия в баке, одновременно срабатывает датчик положения гребня, и устройство управления включает насос и клапан форсунок, расположенных слева от оси симметрии.
Технический результат достигается тем, что под действием струй белье ускоренно перемещается от уровня гребня в нижнюю часть барабана, при этом частота вращения повышается а также и интенсивность дополнительного гидродинамического воздействия на белье, а следовательно, улучшается процесс стирки. Кроме этого, под действием струй время перемещения белья с гребней в нижнюю часть стиральной машины уменьшается, тем самым обеспечивается возможность увеличить частоту вращения барабана, что уменьшит общее время стирки.
Список литературы
1. Современные стиральные машины и моющие средства./ Н.А.Скоробогатов / БХВ, С-Петербург, Арлит, 2001 г., стр.223 рис.5.67.
2. Стиральная машина с верхней загрузкой. / Заявка: 2007143484/12, 23.11.2007. (30) Конвенционный приоритет: 24.11.2006 ЕР 06124769.8. Дата публикации заявки: 27.05.2009. Заявитель(и): ЭЛЕКТРОЛЮКС ХОУМ ПРОДАКТС КОРПОРЕЙШН Н.В. (BE).
Стиральная машина барабанного типа, включающая цилиндрический, горизонтально расположенный бак, размещенный в нем вращаемый стиральный барабан с гребнями и отверстиями в его цилиндрической части, привод вращения барабана, систему управления, гидронасос, отличающаяся тем, что стиральная машина снабжена 2…8 форсунками, расположенными в ряд параллельно оси вращения барабана, рабочая жидкость к которым подается гидронасосом, закрепленными на цилиндрической поверхности бака с двух сторон симметрично относительно вертикальной плоскости, проходящей через ось вращения, на высоте, равной 0,5…0,9 диаметра барабана, причем выходные отверстия форсунок ориентированы вниз под углом 10…90° к горизонтали, а часть отверстий на барабане у основания гребней выполнена овальной формы и расположена в ряд параллельно вершинам гребней на расстоянии, равном промежутку между форсунками, так, что при вращении барабана сопла форсунок бака и отверстия в барабане кратковременно совмещаются, при этом стиральная машина снабжена датчиками совмещения отверстий форсунок и рабочих отверстий перфорированного барабана, выходной сигнал с которых передается в систему управления, кратковременно открывающую сопла форсунок с учетом направления вращения барабана.
