УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТИРКИ И ОТЖИМА БЕЛЬЯ Российский патент 2004 года по МПК D06F17/04 

Изобретение относится к области бытовой техники и может быть использовано при производстве стиральных машин.

Известно устройство для стирки и отжима белья, содержащее установленные в разных отсеках корпуса стиральный бак с активатором и центрифугу, а также электропривод (RU 2057223 С1, 27.03.1996).

Известное устройство недостаточно эффективно в работе.

В основу изобретения положена задача создания устройства для стирки и отжима белья, конструктивное решение которого способствовало бы улучшению качественных показателей стирки, к которым относятся степень отстирываемости, сокращение износа тканей, экономия электроэнергии.

Указанная задача решается тем, что в устройстве для стирки и отжима белья, содержащем бак, активатор, центрифугу и электропривод, согласно изобретению бак выполнен в виде диффузора, по наружной стенке которого снизу вверх выполнены две байпасные трубки, причем ось симметрии верхнего штуцера направлена к вертикальной плоскости под углом 30-35 градусов и тангенциально к горизонтальной плоскости.

Бак центрифуги имеет механизм балансировки и просечки длиной 150 мм, шириной 0,8-1,0 и с шагом 25-30 мм по боковой поверхности, при этом механизм балансировки состоит из шарнирно закрепленных в нижней части вала электродвигателя четырех грузиков, объединенных между собой пружинами.

Нижняя поверхность активатора выполнена рельефной в виде углублений диаметром 2,5-3,0 мм и глубиной 2,5-3,0 мм, с плотностью распределения пять штук на 1 см².

На фиг.1 представлена конструкция устройства в общем виде; на фиг.2 - конструктивная схема стирального бака; на фиг.3 - то же, вид сверху; на фиг.4, 5 представлена конструкция активатора; на фиг.6 -конструкция центрифуги.

Устройство содержит бак 1, выполненный в виде диффузора из стали марки 12Х18Н10Т или стали марки 08Х8Т1 толщиной 0,8-1,0 мм, нижнее основание бака составляет 200 мм, верхнее - 380 мм, а метка уровня моющего раствора расположена на высоте 220 мм от дна бака. Вместимость бака составляет 32 литра, а объем моющего раствора - 28 литров. С наружной стороны бака закреплены противоположно друг другу под углом 30-35 градусов (α) к вертикальной плоскости и тангенциально к горизонтальной плоскости снизу вверх две байпасные трубки 4, содержащие штуцеры 2 и 3, выполненные из полиамида. Диаметр каждого верхнего штуцера 2 составляет 8 мм, а диаметр нижнего штуцера 3-20 мм. В донной части бака 1 расположен активатор 5 с ребрами высотой 14-16 мм, имеющий с нижней стороны рельефную структуру, выполненную в виде углублений 6 диаметром 2,5-3,0 мм и глубиной 2,5-3,0 мм в количестве около 145-155 штук на всю поверхность активатора 5 или в среднем пять углублений на 1 см². Вал 7 активатора 5 пропущен через дно бака 1 и подшипник 8 и имеет шкив 9 для клиноременной передачи вращения от электродвигателя 10 типа АВЕ-071-4СУ-4 мощностью 330 Вт.

Центрифуга представляет собой бак 11 конусной формы из листового дюралюминия АМцМ толщиной 1,2-1,5 мм, диаметр нижнего основания составляет 220 мм, а диаметр верхнего - 160 мм. В верхней части конуса центрифуги выполнены загибы в виде "плечиков", а само отверстие развальцовано и имеет отбортовку. Бак 11 соединен с болтом 12 гайкой 13. Болт выполнен из стали Ст.45 диаметром 16 мм. На болте закреплен путем горячего прессования подшипник 14. Болт соединен с валом 15 электродвигателя 16 с помощью втулки 17, в нижней части вала 15 закреплены шарнирно четыре грузика 18 цилиндрической формы, которые объединены между собой пружинами 19. Бак 11 центрифуги имеет на боковой поверхности продольные сквозные просечки 20 длиной 150 мм, шириной 0,8-1,0 мм и с шагом 25-30 мм. Продольные просечки на поверхности бака отстоят от поверхности дна на расстоянии 25-30 мм.

Устройство работает следующим образом.

Бак 1 заполняется моющим раствором до уровня, отмеченного меткой. Устройство подключается к сети 220 В, при этом включается электродвигатель 10 бака и активатор 5, вал 7 которого пропущен через подшипник 8 для улучшения условий скольжения и соединен через шкив 9 и клиноременную передачу с валом электродвигателя 10. Вращение активатора 5 возбуждает движение моющего раствора со скоростью, определяемой скоростью вращения активатора 5, причем это движение развивается в двух основных направлениях: первое - это движение моющего потока с некоторой угловой скоростью и второе - формирование восходящего потока к открытой поверхности бака 1, обуславливающего подъемную силу для бельевых вещей. Кроме того, в донной зоне на уровне входных отверстий нижнего штуцера 2 формируется напор, обусловленный угловой скоростью потока. Под действием разности давлений, образующихся, с одной стороны, гидростатическим давлением раствора и, с другой, динамическим напором, байпасными трубками 4 формируются две струи, действующие снизу вверх в тангенциальном направлении по отношению к окружной скорости. Истечение раствора происходит в виде затопленных струй в направлении вектора окружной скорости под давлением, превышающим гидростатическое давление. Скорость истечения превышает начальную окружную скорость более чем в 6 раз. Коэффициент определяется из соотношения расходов раствора на участках нижнего и верхнего штуцеров как

S₁W₁/S₂W₂,

где S₁, S₂ - проходные сечения штуцеров 2 и 3, мм;

W₁, W₂ - скорости течения раствора на участках проходных сечений, м/с.

Истечение раствора из верхних штуцеров 2 создает дополнительный подпор в гидродинамическую область, которая формируется восходящим потоком и окружной скоростью активатора, и тем самым создаются условия более благоприятные для создания устойчивой флотации бельевых вещей. При загрузке белья в бак 1 с моющим раствором происходит вовлечение его в движение, при этом, двигаясь вместе со струями, белье испытывает непрерывно действующее случайное воздействие, при котором изменяются первоначальные размеры и габариты белья, а складываясь и скручиваясь, оно образует некоторые формы из отдельных или из нескольких бельевых вещей. Общая поверхность этих форм непрерывно изменяется, изменение объема приводит к изменению распределения концентрации массы бельевых вещей или их образований. Это в свою очередь может привести к изменению условий флотации.

В предлагаемом устройстве организована иная гидродинамическая обстановка, которая исключает указанные явления, в том числе опускание бельевых вещей на дно бака под действием массовой силы. Прежде всего, это достигается тем, что форма бака 1 выбрана в виде диффузора c cоотношением площадей дна и открытой поверхности как 1:4; это обстоятельство способствует уменьшению окружной скорости и подъемной силы вертикально действующего потока над активатором 5 в четыре раза, вследствие этого на открытой поверхности раствора не образуется больших возмущений, приводящих к разбрызгиванию. Белье в данном случае поддерживается в верхних слоях раствора, обладая хорошей флотацией, поскольку не наблюдается скручивания в жгуты и другие формы как отдельных бельевых вещей, так и их объединений. Однако белье находится под действием активного взаимодействия с моющим раствором за счет активного перемешивания, организованного восходящим потоком над активатором 5, и окружной скорости на уровне действия затопленных струй, организованных байпасными трубками 4. Кроме того, благодаря рельефной поверхности нижней части активатора 5 в его углублениях 6 при вращении с большой скоростью, при малом расстоянии между дном бака 1 и поверхностью нижней части активатора 5 возникает пленочное течение и, следовательно, пониженное давление относительно давления раствора вне активатора 5, что способствует зарождению (образованию) газовых пузырьков из раствора. Пузырьки активно флотируют к открытой поверхности раствора и взаимодействуют с бельем. Схлопываясь на поверхности тканей, пузырьки ослабляют поверхностное взаимодействие загрязнений с тканью и, следовательно, способствуют удалению загрязнений. Таким образом, сформированная гидродинамическая обстановка в баке 1 не наносит ущерба тканям, такой режим обычно относят к "щадящим", поскольку отсутствует активное взаимодействие струй потока с бельем. Отстирываемость в предлагаемом устройстве обеспечивается мягкой флотацией белья в верхних слоях раствора (бака) и активным воздействием пузырьков. Организуемый режим стирки чрезвычайно стабилен, не зависит от качества стиральных порошков, проходит мягко, без разбрызгивания раствора; электродвигатель не испытывает механических перегрузок, а отстирываемость белья улучшается, наблюдается снижение интенсивности износа тканей.

Работа центрифуги.

Белье помещают в бак 11 центрифуги и включают сеть 220 В. Бак 11 вместе с валом 15 электродвигателя 16 начинает вращаться и через 3-5 секунд вращение бака достигает максимальной скорости. Однако известно, что при неравномерном распределении помещенного в бак 11 белья вращение сопровождается биениями, сокращением скорости вращения. Биения возникают вследствие развития центробежных сил в соответствии с локальной распределенностью массы белья в объеме бака 11. Величина этих сил обусловлена как массой самого белья, так и наличием влаги в нем. Под действием центробежных сил влага механически удаляется из белья через просечки 20, таким образом, по мере удаления влаги уменьшается действие центробежных сил на вал 15 электродвигателя 16.

Для ускоренного уменьшения развития центробежных сил предусмотрен механизм балансировки, состоящий из четырех грузов 18, шарнирно закрепленных на нижней части вала 15 электродвигателя 16 и объединенных между собой четырьмя пружинами 19 с усилием растяжения 220 грамм и удлинением на 5-7 см. Наличие просечек 20 обеспечивает ускоренное удаление влаги по всему объему бака 11, а механизм балансировки (центрирования) адекватно реагирует на действие центробежных сил, демпфируя их развитие и этим способствуя исключению биений при вращении вала 15. Выполненные в верхней части бака "плечики" фиксируют помещенное в бак 11 белье и тем самым исключают его повреждение во время центрифугирования.

Устройство относится к области бытовой техники и может быть использовано при производстве стиральных машин, конструктивное решение которых способствовало бы повышению качественных показателей стирки, к которым относятся степень отстирываемости, сокращение износа тканей, экономия электроэнергии. Устройство содержит стиральный бак в виде диффузора, по наружной стенке которого снизу вверх выполнены две байпасные трубки. Ось симметрии верхнего штуцера трубок направлена к вертикальной плоскости под углом 30-35 градусов и тангенциально - к горизонтальной плоскости. Бак центрифуги имеет просечки и механизм балансировки. Просечки имеют длину 150 мм, ширину 0,8-1,0 мм и расположены с шагом 25-30 мм по боковой поверхности. В нижней части вала электродвигателя шарнирно закреплены четыре грузика, объединенных между собой пружинами. Нижняя поверхность активатора выполнена рельефной в виде углублений диаметром 2,5-3,0 мм и глубиной 2,5-3,0 мм, с плотностью распределения пять углублений на 1 см². 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для стирки и отжима белья, содержащее бак, активатор, центрифугу и электропривод, отличающееся тем, что бак выполнен в виде диффузора, по наружной стенке которого снизу вверх выполнены две байпасные трубки, причем ось симметрии верхнего штуцера направлена к вертикальной плоскости под углом 30-35° и тангенциально к горизонтальной плоскости.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что бак центрифуги имеет механизм балансировки и просечки длиной 150 мм, шириной 0,8-1,0 мм и с шагом 25-30 мм по боковой поверхности, при этом механизм балансировки состоит из шарнирно закрепленных в нижней части вала электродвигателя четырех грузиков, объединенных между собой пружинами.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нижняя поверхность активатора выполнена рельефной в виде углублений диаметром 2,5-3,0 мм и глубиной 2,5-3,0 мм с плотностью распределения 5 углублений 1 см².