СТИРАЛЬНО-ОТЖИМНАЯ МАШИНА Российский патент 1998 года по МПК D06F23/04 

Изобретение относится к стирке белья, в частности к конструкции стиральной машины.

Известна стирально-отжимная машина, содержащая установленный в корпусе с возможностью вращения относительно вертикальной оси периферийный бак центрифуги конической формы, большим основанием обращенный вверх, активатор в виде лопастного вала, установленного в центре бака и коаксиально ему с возможностью колебательного движения относительно той же вертикальной оси, реверсивный электродвигатель, расположенный под баком редуктор, муфту с запорным устройством, тормоз центрифуги, эластичные опоры и емкость для сбора моющего раствора с насосом для его перекачки. Эта машина, обеспечивая минимальное жгутирование белья и, следовательно, меньший его износ, обладает недостатками, к которым можно отнести низкую производительность и сложность конструкции.

Технический результат, достигаемый при реализации данного изобретения, заключается в повышении надежности и улучшении эксплуатационных характеристик стиральной машины.

Указанный технический результат достигается тем, что в стирально-отжимной машине, содержащей установленный в корпусе с возможностью вращения относительно вертикальной оси перфорированный бак центрифуги конической формы, большим основанием обращенный вверх, активатор в виде лопастного вала, установленного в центре бака и коаксиально ему с возможностью колебательного движения относительно той же вертикальной оси, реверсивный электродвигатель, расположенный под баком редуктор, муфту с запорным устройством, тормоз центрифуги, эластичные опоры и емкость для сбора моющего раствора с насосом для его перекачки, согласно изобретению бак центрифуги жестко прикреплен своим днищем снаружи к верхнему торцу корпуса редуктора и имеет внутри укрепленную в центре днища и коаксиально баку полую ось, верхний торец которой расположен выше уровня перфорации, выполненной у верхней кромки бака, при этом корпус редуктора, выполненный в форме цилиндра, имеет в центре нижнего торца хвостовик в виде полого вала, расположенного соосно полой оси бака центрифуги в подшипниках, корпус которых связан с корпусом машины через эластичные опоры, а муфта выполнена центробежной и ее ведомая часть жестко закреплена на полом валу и выполнена в виде барабана, внутри которого на полом валу вращательно установлена ведущая часть муфты, выполненная в виде диска, на верхнем торце которого вращательно установлены две колодки, подпружиненные в сторону полого вала и имеющие на своих нижних торцевых поверхностях цилиндрические выступы для взаимодействия с запорным устройством муфты, при этом ведущая часть муфты на нижнем торце имеет два секторообразных выступа, образующих опорные поверхности для взаимодействия с запорным устройством, которое выполнено в виде диска, жестко закрепленного на валу реверсивного электродвигателя, прикрепленного в корпусу подшипников соосно полому валу, причем диск запорного устройства имеет на периферии два диаметрально противоположных секторообразных выреза и два диаметрально противоположных и направленных в одну сторону концентричных паза, а входной вал редуктора вращательно смонтирован внутри полого вала и своим нижним концом жестко связан с валом электродвигателя.

При этом редуктор содержит находящиеся в зубчатом зацеплении эксцентрик, шатун, поводок и сателлит, выполненный в виде оси, закрепленной обоими концами в торцах корпуса редуктора и несущей зубчатое колесо, связанное через зубчатый венец с верхним концом входного вала, и жестко связанную с колесом шестерню, входящую в зацепление с эксцентриком, выполненным в виде двух соосно расположенных зубчатых колес, смонтированных при помощи подшипников соответственно на верхнем конце входного вала и на нижнем конце выходного вала редуктора и жестко соединенных между собой эксцентрично расположенной осью, с которой вращательно связан один конец шатуна, другой конец которого вращательно связан с поводком, выполненным в виде зубчатого сектора и установленным с возможностью колебательного движения на оси, закрепленной обоими концами в торцах корпуса редуктора, причем зубчатый сектор находится в постоянном зацеплении с шестерней выходного вала, который вращательно установлен в верхнем торце корпуса редуктора соосно с входным валом внутри полой оси бака центрифуги и в верхней части кинематически связан с активатором, вращательно установленным на наружной поверхности полой оси, а тормоз выполнен электромеханическим.

Корпус машины имеет шасси с тремя равноотстоящими одна от другой и от центральной оси машины напольными опорами, оснащенными эластичными амортизаторами, причем емкость для сбора моющего раствора укреплена на шасси коаксиально центральной оси машины и выполнена кольцеобразной с наружной и внутренней обечайками, герметично связанными в нижней части кольцеобразным днищем, имеющим патрубок, соединенный с всасывающим патрубком насоса, а в верхней части обечайки между собой радиально расположенными распорными втулками, при этом к верхней горловине наружной обечайки через уплотнительное кольцо жестко прикреплен кожух цилиндрической формы, верхний торец которого расположен выше уровня перфорации бака центрифуги и имеющий на своей стенке боковое отверстие, герметично закрытое с наружной стороны колпаком, имеющим в нижней части патрубок с укрепленным на нем сливным шлангом, а внутри кожуха на его стенке укреплен кольцеобразный лоток, верхний край которого расположен ниже уровня перфорации бака центрифуги, а дно герметично прикреплено к внутренней стенке кожуха и делит пополам его боковое отверстие, при этом верхний край внутренней обечайки емкости для сбора моющего раствора при помощи резиновой диафрагмы связан с корпусом подшипников.

На фиг. 1 изображена стирально-отжимная машина: на фиг. 2 - привод; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 2, при режиме стирки, на фиг. 6 - разрез В-В, при режиме отжима; на фиг. 7 - аксонометрическое изображение ведущей части центробежной муфты с запорным устройством.

В корпусе 1 с возможностью вращения относительно вертикальной оси установлен бак 2 центрифуги, выполненный в виде усеченного конуса, больший диаметр которого обращен вверх, и с перфорацией у его верхней кромки. В центре днища бака центрифуги и коаксиально ему жестко укреплена полая ось 3, верхний конец которой расположен выше уровня перфорации. На наружной поверхности полой оси 3 с возможностью вращения базируется активатор 4, представляющий собой лопастной вал, который через редуктор 5 кинематически связан с валом реверсивного электродвигателя 6. Корпус редуктора 5, имеющий цилиндрическую форму, жестко прикреплен своим верхним торцом к днищу бака 2 центрифуги коаксиально ему, а в виде нижнего торца корпуса редуктора жестко укреплен полый вал 7 (фиг. 2) соосно полой оси 3 бака центрифуги. На наружной поверхности полого вала установлены подшипники, с помощью которых полый вал 7 вращательно установлен в корпусе 8 подшипников 3, который связан с корпусом 1 машины через эластичные опоры 9. В корпусе 8 подшипников смонтировано электромеханическое тормозное устройство 10, содержащее электромагнит и тормозной диск, подпружиненный для обеспечения необходимого и достаточного тормозного момента при остановке бака центрифуги и при удержании его в неподвижном состоянии. На наружной поверхности полого вала 7 смонтирована центрифужная муфта 11 (фиг. 2. 4 и 7), ведомая часть которой, выполненная в виде барабана 12, жестко закреплена (например, при помощи шлицов) на полом валу 7. Ведущая часть центробежной муфты 11, выполненная в виде диска 14, вращательно установлена на полом валу 7 и несет на себе две колодки 15, имеющие на своих плоскостях цапфы 16. Каждая из колодок 15 при помощи одной из цапф 16 вращательно установлена в отверстиях выступов 17 секторообразной формы, укрепленных на нижней плоскости диска 14, при этом другая цапфа 16 размещается в продолговатом окне диска 14 (фиг. 7) и находится в зоне действия диска 18 запорного устройства. Колодки 15 подпружинены к центру диска 14 (фиг. 4). Диск 18 закреплен на валу реверсивного электродвигателя 6 (например, при помощи эластичной муфты). При этом диск 18 имеет два диаметрально противоположных секторообразных выреза, образующих опорные поверхности 19 и 20 для взаимодействия с выступами 17, и два концентричных паза 21 для взаимодействия с цапфами 16 колодок 15.

Внутри полого вала 7 вращательно установлен входной вал 22 редуктора 5. Нижний конец входного вала 22 связан с валом реверсивного электродвигателя 6 (например, посредством эластичной муфты), а верхний - с помощью зубчатого венца связан с зубчатым колесом сателлита 23, имеющего жестко связанную с колесом шестерню. Сателлит 23 вращательно установлен на оси 24, закрепленной обоими концами в торцах корпуса редуктора 5. Шестерня сателлита 23 входит в зацепление с эксцентриком 25, выполненным в виде двух соосно расположенных зубчатых колес, жестко соединенных между собой эксцентрично расположенной относительно них осью. С этой осью вращательно связан один конец шатуна 26 (например, при помощи разъемного подшипника), а другой конец шатуна 26 также вращательно связан с поводком 27, выполненным в виде зубчатого сектора и установленным с возможностью колебательного движения на оси 28, закрепленной обоими концами в верхнем и нижнем торцах корпуса редуктора 5. Зубчатый сектор находится в постоянном зацеплении с шестерней выходного вала 29, вращательно установленного в верхнем торце корпуса редуктора 5 соосно с выходным валом 22. На верхнем конце входного вала 22 и на нижнем конце выходного вала 29 вращательно базируется эксцентрик 25 при помощи подшипников, установленных концентрично его зубчатым колесам. Выходной вал 29, располагаясь внутри полой оси 3 бака центрифуги, в верхней своей части кинематически связан с активатором 4, вращательно установленным на наружной поверхности полой оси 3.

Корпус 1 машины включает шасси 35 (фиг. 1) с тремя равноотстоящими друг от друга и от центральной оси машины напольными опорами 36, оснащенными эластичными амортизаторами. На шасси 35 также коаксиально центральной оси машины установлен корпус 8 подшипников на эластичных опорах 9 и емкость 37 для сбора моющего раствора, выполненная кольцеобразной формы и имеющая наружную 38 и внутреннюю 39 обечайки, герметично соединенные в нижней части кольцеобразным днищем 40 с патрубком, соединенным с всасывающим патрубком 41. В верхней своей части наружняя 38 и внутренняя 39 обечайки связаны между собой радиально расположенными распорными втулками 42. Внутренняя обечайка 39 в своей верхней части герметично связана с корпусом 8 подшипников эластичной диафрагмой 43. К верхней горловине наружной обечайки 38 через уплотнительное кольцо 44 жестко прикреплен кожух 45 цилиндрической формы, верхняя часть которого расположена выше уровня перфорации бака центрифуги и имеет отражатель в виде конуса 46. Ниже уровня перфорации бака центрифуги кожух 45 имеет на своей стенке боковое отверстие 47, герметично закрытое с наружной стороны колпаком 48, в нижней части которого имеется патрубок с укрепленным на нем сливным шлангом 49. Внутри кожуха 45 на его стенке укреплен кольцеобразный лоток 50, верхний край которого находится несколько ниже уровня перфорации бака центрифуги, а дно лотка 50 герметично прикреплено к внутренней стенке кожуха 45 и делит пополам боковое отверстие 47. Нагнетательный патрубок насоса 41 соединен с одним концом шланга 51, а другой его конец укреплен в верхней части машины с возможностью подачи моющего раствора в бак 2 центрифуги.

Машина работает следующим образом.

1. Режим стирки.

Белье укладывается в бак 2 центрифуги в пространство вокруг активатора 4. Затем бак заполняется моющим раствором в необходимом количестве (конструкция машины не требует постоянного уровня моющего раствора). Далее включается в работу электродвигатель 6 при направлении вращения его вала, как показано на фиг. 5. При таком направлении вращения вала электродвигателя диск 18 в первые мгновения движения перемещается относительно ведущий части центробежной муфты 11, т.е. относительно диска 14, несущего на себе колодки 15. При этом цапфы 16, размещенные в продолговатых окнах диска 14, входят в концентричные пазы 21 диска 18. В последующие мгновения движения опорные поверхности 19 диска 18 достигнут выступов 17, укрепленных на нижней плоскости диска 14, после чего начнется совместное вращение дисков 18 и 14, а колодки 15 при таком взаиморасположении дисков 18 и 14 (фиг. 5) окажутся запертыми и не смогут передавать крутящий момент на ведомую часть центробежной муфты 11, т. е. барабан 12, а вместе с тем и бак центрифуги, удерживаемый тормозным устройством, будут неподвижны. При этом входной вал 22 редуктора 5, постоянно кинематически связанный с валом электродвигателя 6, передает вращение посредством зубчатой передачи сателлиту 23, который приводит во вращение эксцентрик 25, преобразующий вращательное движение посредством шатуна 26 и поводка 27 в качательное, которое передается выходному валу 29 и активатору 4, который, совершая качательное движение с оптимально подобранной частотой и амплитудой, перемешивает белье в моющем растворе и равномерно распределяет его по всему объему бака, подготавливая тем самым машину к режиму отжима.

2. Режим отжима.

Для перехода к режиму отжима производится реверс электродвигателя 6 и растормаживание электромеханического тормозного устройства 10. Направление вращения вала электродвигателя при отжиме показано на фиг. 6. Диск 18 запорного устройства перемещается относительно диска 14 и таким образом, что цапфы 16 колодок 15 выходят из концентричных пазов 21, а опорные поверхности 20 диска 18 достигнут выступов 17, и тогда начинается совместное вращение дисков 18 и 14. При этом колодки 15 оказываются отпертыми и при разгоне электродвигателя они под действием центробежных сил передают крутящий момент ведомой части центробежной муфты 11, т.е. барабану 12. а вместе с тем корпусу редуктора 5 и баку 2 центрифуги.

В режиме отжима скорость входного вала 22 относительно полого вала 7, а также и корпуса редуктора 5 равна нулю, по этой причине скорость выходного вала 29 относительно полой оси 3 бака центрифуги также будет равна нулю, а это значит, что в период процесса отжима активатор 4 относительно бака центрифуги находится в состоянии покоя (неподвижен).

За счет пробуксовки центробежной муфты бак центрифуги плавно набирает скорость и через несколько секунд его скорость достигнет номинальной частоты вращения электродвигателя. При этом моющий раствор с плавающим в нем бельем под действием центробежных сил движется в направлении конусной обечайки бака центрифуги, образуя центробежный мениск, и достигнет перфорации у верхней кромки бака центрифуги. Через отверстия перфорации раствор выбрасывается из бака и его струи попадают на конусную поверхность отражателя 46, а затем раствор в общем потоке стекает в кольцеобразный лоток 50, из которого через верхнюю половину бокового отверстия 47 в кожухе 45 раствор попадает в полость колпака 48, откуда он может быть направлен либо в канализацию по сливному шлангу 49, либо через нижнюю половину отверстия 47 в емкость 37 для сбора моющего раствора. Последнее достигается поднятием и фиксированием свободного конца шланга 49 выше уровня перфорации бака центрифуги. Для автоматического управления потоком моющего раствора, выходящего из центрифуги, возможно применение заслонки, перекрывающей вход в патрубок колпака 48, с приводом, например, от электромагнита. Моющий раствор, собранный в емкости 37, может быть направлен снова в бак центрифуги посредством насоса 41 по шлангу 51 для повторения процессов стирки и отжима. Возможна откачка моющего раствора из емкости 37 в канализацию, для этого верхний конец шланга 51 направляется в раковину или ванну.

Конструкция машины позволяет производить стирку белья с чередованием пропитки и отжима за счет наличия циркуляционной системы для моющего раствора и единого бака для стирки и отжима, что повышает эффективность отстирывания, не увеличивая при этом износ белья.

Конструкция машины позволяет производить полоскание очередной партии белья каждый раз в свежей порции воды, при этом сохраняя мощный раствор для стирки последующей партии белья.

Использование: бытовые стиральные машины. Сущность изобретения: бак центрифуги конической формы и с перфорацией у верхней кромки имеет полую ось, укрепленную в центре днища, на которой установлен активатор в виде лопастного вала. Бак центрифуги своим днищем укреплен на корпусе редуктора, имеющего в своей нижней части полый вал, установленный соосно полой оси бака центрифуги. На полом валу смонтирована центробежная муфта с устройством управления, которое выполнено в виде диска, укрепленного на валу электродвигателя и имеющего концентрические пазы и сектообразные вырезы для взаимодействия с фрикционными колодками. Внутри полого вала установлен входной вал, нижний конец которого связан с валом электродвигателя, а верхний с помощью зубчатой передачи связан с эксцентриком, который при помощи шатуна преобразует вращение входного вала в качательное движение выходного вала. В нижней части корпуса машины смонтирована емкость для сбора моющего раствора. На наружной обечайке емкости укреплен кожух цилиндрической формы, который имеет в верхней своей части устройство, позволяющее управлять потоком моющего раствора, выходящего из центрифуги, направляя его либо в емкость для сбора моющего раствора, либо в канализацию. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Стирально-отжимная машина, содержащая установленный в корпусе с возможностью вращения относительно вертикальной оси перфорированный бак центрифуги конической формы, большим основанием обращенный вверх, активатор в виде лопастного вала, установленного в центре бака и коаксиально ему с возможностью колебательного движения относительно той же вертикальной оси, реверсивный электродвигатель, расположенный под баком редуктор, муфту с запорным устройством, тормоз центрифуги, эластичные опоры и емкость для сбора моющего раствора с насосом для его перекачки, отличающаяся тем, что бак центрифуги жестко прикреплен своим днищем снаружи к верхнему торцу корпуса редуктора и имеет внутри укрепленную в центре днища и коаксиально баку полую ось, верхний торец которой расположен выше уровня перфорации, выполненной у верхней кромки бака, при этом корпус редуктора, выполненный в форме цилиндра, имеет в центре нижнего торца хвостовик в виде полого вала, расположенного соосно с полой осью бака центрифуги в подшипниках, корпус которых связан с корпусом машины через эластичные опоры, а муфта выполнена центробежной и ее ведомая часть жестко укреплена на полом валу и выполнена в виде барабана, внутри которого на полом валу вращательно установлена ведущая часть муфты, выполненная в виде диска, на верхнем торце которого вращательно установлены две колодки, подпружиненные в сторону полого вала и имеющие на своих нижних торцевых поверхностях цилиндрические выступы для взаимодействия с запорным устройством муфты, при этом ведущая часть муфты на нижнем торце имеет два секторообразных выступа, образующих опорные поверхности для взаимодействия с запорным устройством, которое выполнено в виде диска, жестко закрепленного на валу реверсивного электродвигателя, прикрепленного к корпусу подшипников соосно с полым валом, причем диск запорного устройства имеет на периферии два диаметрально противоположных секторообразных выреза и два диаметрально противоположных и направленных в одну сторону концентричных паза, а входной вал редуктора вращательно смонтирован внутри полого вала и своим нижним концом жестко связан с валом электродвигателя, при этом редуктор содержит находящиеся в зубчатом зацеплении эксцентрик, шатун, поводок и сателлит, выполненный в виде оси, закрепленной обоими концами в торцах корпуса редуктора и несущей зубчатое колесо, связанное через зубчатый венец с верхним концом входного вала, и жестко связанную с колесом шестерню, входящую в зацепление с эксцентриком, выполненным в виде двух соосно расположенных зубчатых колес, смонтированных при помощи подшипников соответственно на верхнем конце входного вала и на нижнем конце выходного вала редуктора и жестко соединенных между собой эксцентрично расположенной осью, с которой вращательно связан один конец шатуна, другой конец которого вращательно связан с поводком, выполненным в виде зубчатого сектора и установленным с возможностью колебательного движения на оси, закрепленной обоими концами в торцах корпуса редуктора, причем зубчатый сектор находится в постоянном зацеплении с шестерней выходного вала, который вращательно установлен в верхнем торце корпуса редуктора соосно с входным валом внутри полой оси бака центрифуги и в верхней части кинематически связан с активатором, вращательно установленным на наружной поверхности полой оси, а тормоз выполнен электромеханическим. 2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что ее корпус имеет шасси с тремя равноотстоящими одна от другой и от центральной оси машины напольными опорами, оснащенными эластичными амортизаторами, причем емкость для сбора моющего раствора укреплена на шасси коаксиально центральной оси машины и выполнена кольцеобразной с наружной и внутренней обечайками, герметично связанными в нижней части кольцеобразным днищем, имеющим патрубок, соединенный с всасывающим патрубком насоса, а в верхней части обечайки связаны между собой радиально расположенными распорными втулками, при этом к верхней горловине наружной обечайки через уплотнительное кольцо жестко прикреплен кожух цилиндрической формы, верхний торец которого расположен выше уровня перфорации бака центрифуги и имеющий на своей стенке боковое отверстие, герметично закрытое с наружной стороны колпаком, имеющим в нижней части патрубок с укрепленным на нем сливным шлангом, а внутри кожуха на его стенке укреплен кольцеобразный лоток, верхний край которого расположен ниже уровня перфорации бака центрифуги, а дно герметично прикреплено к внутренней стенке кожуха и делит пополам его боковое отверстие, при этом верхний край внутренней обечайки емкости для сбора моющего раствора при помощи резиновой диафрагмы герметично связан с корпусом подшипников.