СТИРАЛЬНАЯ МАШИНА, В ЧАСТНОСТИ, СТИРАЛЬНАЯ МАШИНА ДЛЯ ПРАЧЕЧНОЙ Российский патент 2016 года по МПК D06F19/00 

Настоящее изобретение относится к стиральной машине, в частности к стиральной машине для прачечной, оснащенной по меньшей мере традиционными и ультразвуковыми устройствами для стирки.

Ультразвуковая кавитация - явление, которое может помочь понять принцип ультразвуковой стирки, которая делает возможным удаление очень маленьких частиц грязи.

Как известно из патента № 2614325 Франции, выданного на имя Блазутти, стирка ткани посредством одного или более ультразвуковых преобразователей также требует действия, выполняемого обычным средством для стирки, таким как вращающийся барабан.

Фактически, текстильные ткани могут быть повреждены при использовании одних только ультразвуковых устройств, потому что постоянное воздействие, оказываемое кавитационными пузырьками, образованными ультразвуковыми преобразователями, привело бы к разрушению структуры ткани. Для предотвращения повреждения упомянутых тканей необходимо, чтобы они находились в непрерывном движении для того, чтобы кавитационные пузырьки могли оказывать свое воздействие во многих направлениях насколько это возможно.

Таким образом, кавитационные пузырьки могут изменять геометрию ткани, обеспечивая таким образом отслоение грязи и выполнение вымывающего действия.

Это вымывающее действие является главным образом механическим и может быть усилено при использовании моющего средства, у которого может быть кислотный показатель pH. Действие моющего средства, кроме того, усиливается воздействием ультразвуков, которые способствуют активизации химических компонентов моющего средства, растворенного в воде, предварительно активизируя таким образом моющее средство; это приводит к значительному уменьшению количества требуемого моющего средства, по сравнению с традиционной системой стирки.

Специалистам в этой области техники известно, что стирка с помощью ультразвука с использованием моющих средств, имеющих кислотный показатель pH, является очень коррозийной для металлов.

Фактически, в дополнение к химическому воздействию из-за большого количества ионов оксониума (oxonium ions) в водном растворе основное механическое воздействие оказывается также кавитационными пузырьками, что может приводить к износу металлов.

Баки большинства находящихся на рынке в настоящее время стиральных машин изготовлены из пластмассы, которая меньше подвержена коррозии.

Однако этот тип бака, при использовании с ультразвуковыми преобразователями, легко подвергается разламыванию (далее разрушению) в результате колебаний, сгенерированных как посредством имплозии (лопания) кавитационных пузырьков (давление при этом составляет порядка сотен атмосфер), так и посредством функционирования действия упомянутых преобразователей.

Поэтому очевидно, что герметизация баков такого типа может быть подвергнута опасности после ограниченного числа циклов стирки.

Это ограничение еще более очевидно, когда бак содержит одно или более отверстий для установки одного или более ультразвуковых преобразователей, так как участки, окружающие отверстие, больше подвержены разрушению.

Настоящее изобретение имеет целью решение этих и других проблем за счет создания стиральной машины, в частности стиральной машины для прачечной, которая содержит бак, оснащенный по меньшей мере обычным и ультразвуковым устройствами для стирки, как изложено в п.1 формулы изобретения.

Основная цель настоящего изобретения состоит в создании стиральной машины для прачечной, содержащей бак, оснащенный по меньшей мере обычным и ультразвуковым устройствами для стирки, и с выполненными отверстиями для закрепления ультразвуковых преобразователей; каждое отверстие содержит высокий фланец соответствующей формы, который в комбинации с ребрами жесткости (обычно выполненными на баке) и другими частями бака ограничивает амплитуду колебаний конструкции бака, уменьшая таким образом опасность разрушения.

Другие преимущественные признаки настоящего изобретения изложены в приложенной формуле изобретения.

Эти признаки, а также и другие преимущества настоящего изобретения будут более понятны из нижеследующего описания варианта его осуществления, как показано в приложенных чертежах, которые приведены в качестве неограничительного примера и на которых:

фиг.1 - перспективное изображение с пространственным разделением деталей бака стиральной машины для прачечной согласно настоящему изобретению;

фиг.2 - перспективное изображение с пространственным разделением деталей ультразвукового преобразователя согласно фиг.1;

фиг.3 - вид в разрезе в плоскости А-А, показанной на фиг.2, ультразвукового преобразователя в соответствии с изобретением;

фиг.4 - вид фрагмента ультразвукового преобразователя с предшествующих фигур, когда он установлен на стиральной машине.

Со ссылкой на фиг.1 и 2 показан бак стиральной машины 1 прачечной, который содержит ультразвуковой преобразователь 2 и цилиндрическую юбку 3.

Термин "цилиндрическая юбка" относится здесь к боковой стенке бака 1, которая является по существу цилиндрической.

Отверстие 20 находится в нижней части бака 1, которое в этом случае, по причинам пространства, предпочтительно выполнено в цилиндрической юбке 3 с фланцем 4 внутри нее; упомянутое отверстие 20 предназначено для размещения ультразвукового преобразователя 2.

Ультразвуковой преобразователь 2 соединен, таким образом, с баком 1, предпочтительно с его цилиндрической юбкой 3, посредством фланца 4, который содержит отверстия 5 для прикрепления контрфланца 6. Контрфланец содержит сквозные отверстия 7 для крепежных средств, предпочтительно самонарезающих винтов для пластмассы (на фигурах не показаны). В собранном состоянии отверстия 5 для крепления являются совмещенными со сквозными отверстиями 7. Ультразвуковой преобразователь 2, таким образом, находится между фланцем 4 и контрфланцем 6 и содержит пьезоэлектрический резонатор 8 и металлическую диафрагму 10, которая предпочтительно изготовлена из алюминия.

В пространстве между фланцем 4 и контрфланцем 6 есть следующие компоненты, начиная с самого наружного: пьезоэлектрический резонатор 8, виброизолятор 9, металлическая диафрагма 10 и уплотнительный элемент 11.

Как показано на фиг.3, пьезоэлектрический резонатор 8 установлен в полости контрфланца 6 и приклеен к металлической диафрагме 10 предпочтительно посредством эпоксидного клея.

Пьезоэлектрический резонатор 8, который обычно изготовлен из пьезоэлектрического керамического материала, выполнен с подведением электропитания по меньшей мере посредством одной пары проводов (на фигурах не показано) переменного тока с частотой (в диапазоне) 20 кГц-300 кГц, предпочтительно 40 кГц-80 кГц, более предпочтительно 40 кГц-50 кГц (пьезоэлектрический резонатор 8 получает энергию приблизительно 70 ватт).

Пьезоэлектрический резонатор 8 может быть функционально связан с цепью управления генератором колебаний (не показан на фигурах), задача которого состоит в модулировании частоты колебаний для достижения максимальной мощности, передаваемой моющей жидкости (термин "моющая жидкость" относится к воде с растворенным в ней моющим средством) посредством ультразвуковой волны.

Диаметр пьезоэлектрического резонатора 8 предпочтительно по меньшей мере в десять раз больше, чем его толщина, причем эта толщина предпочтительно больше или равна толщине металлической диафрагмы 10 для того, чтобы эффективно распространять волну сжатия в моющую жидкость; следует помнить, что резонансная частота упомянутого пьезоэлектрического резонатора 8 обратно пропорциональна его диаметру, и поэтому относительно большой диаметр металлической диафрагмы 10 повышает эффективность проникновения ультразвуковой волны в ткани для удаления оттуда грязи.

Когда пьезоэлектрический резонатор 8 подвергнут переменной разности потенциалов, упомянутый резонатор 8 может вызывать колебания диафрагмы, которые теоретически остаются в пределах плоскости резонатора 8, распространяющиеся наружу в каждом радиальном направлении B от центра резонатора 8.

Это быстрое перемещение пьезоэлектрического резонатора 8 вызывает вибрацию диафрагмы с частотой между 20 кГц и 300 кГц, предпочтительно между 40 кГц и 80 кГц, более предпочтительно между 40 кГц и 50 кГц, упомянутая вибрация затем передается металлической диафрагме 10.

Упомянутая диафрагма 10 передает вибрацию моющей жидкости, находящейся в баке 1; важно, чтобы ультразвуковой преобразователь 2 при функционировании всегда был ниже поверхности моющей жидкости.

Чтобы исключить передачу колебаний диафрагмы непосредственно от металлической диафрагмы 10 к фланцу 4 и контрфланцу 6, а затем к цилиндрической юбке 3 бака 1, используется виброизолятор 9, который по форме подобен кольцевому уплотнительному элементу, такому как O-образное кольцо, и который расположен между контрфланцем 6 и металлической диафрагмой 10. Изолятор 9 может, например, быть изготовлен из материала на основе силикона.

Наряду с виброизолятором 9 толщина упомянутого фланца 4 может быть увеличена по сравнению с толщиной цилиндрической юбки 3 с тем, чтобы еще больше улучшить его способность к виброизоляции.

Фланец 4 выступает из цилиндрической юбки 3 и предпочтительно изготовлен за одно целое с ней, то есть он выполнен во время одной и той же операции способом литья по изготовлению части бака, где он расположен. В примере, показанном на чертежах, приложенных к настоящему описанию, бак 1 получают посредством сваривания вместе двух пластмассовых половин корпуса, и фланец 4 выполнен за одно целое с задней половиной корпуса.

К тому же предпочтительно, чтобы фланец 4 был связан с ребрами 12 жесткости с целью увеличения жесткости упомянутого фланца 4, с которым связан ультразвуковой преобразователь 2.

Для дополнительного повышения жесткости участка цилиндрической юбки 3, где установлен ультразвуковой преобразователь 2, фланец 4 расположен около крепежной скобы 13, которая обеспечивает скрепление бака 1 с рамой стиральной машины (не показана в чертежах) и которая предпочтительно способствует усилению жесткости упомянутого участка, уменьшая таким образом передачу ультразвуковых колебаний от ультразвукового преобразователя 2 к баку 1.

Для обеспечения должного уплотнения между металлической диафрагмой 10 и баком 1 установлен уплотнительный элемент 11; упомянутый элемент 11 имеет кольцевую форму и предпочтительно O-образного типа. В дополнение к функции уплотнения он также обеспечивает дополнительную изоляцию от колебаний, которые иначе передавались бы баку 1.

Таким образом, колебания, переданные от ультразвукового преобразователя 2 к баку 1, являются незначительными; из этого следует, что есть незначительный риск разрушения вследствие непосредственной передачи ультразвуков, сгенерированных упомянутым преобразователем 2.

Ребра 12, выступающие из наружной поверхности цилиндрической юбки, 3 изготовлены за одной целое с ней; другими словами, толщина материала бака на ребрах 12 больше, чем толщина цилиндрической юбки 3.

Фланец 4 предпочтительно изготовлен за одно целое с упомянутыми ребрами 12.

С целью выполнения требований к конструкции, специалистом в данной области техники может быть произвольно увеличено количество ультразвуковых преобразователей 2 (одного, или двух, расположенных на противоположных сторонах цилиндрической юбки 3, или четырех, равномерно размещенных на цилиндрической юбке 3) и также может быть изменена их рабочая частота; фактически, упомянутые ультразвуковые преобразователи могут работать или на фиксированной частоте, или на частоте с плавной перестройкой ("режим непрерывной настройки").

Посредством изменения частоты можно изменять диаметр кавитационных пузырьков, делая таким образом возможным удаление частиц грязи других размеров.

С целью выполнения требований к конструкции, специалист в данной области техники может изменять положение упомянутых преобразователей 2, устанавливая их с любым местоположением на баке 1 так, чтобы они оставались ниже поверхности моющей жидкости, принимая во внимание, что бак 1 может быть установлен с наклоном для обеспечения более легкой загрузки для человека-оператора.

Кроме того, по меньшей мере один преобразователь 2 может быть предпочтительно расположен около нагревателя резистора (не показано на чертежах) для того, чтобы создавать благоприятные условия для отделения каких-либо известковых отложений.

С целью выполнения требований к конструкции, специалист в данной области техники может использовать альтернативные устройства, заменяющие фланец 4 и ребра 12 жесткости для усиления жесткости бака 1.

Наконец, в этой связи следует отметить, что отверстие 20 с соответствующим фланцем 4 и ультразвуковым преобразователем 2 может быть расположено на других участках бака 1, кроме юбки 3, например, они могут быть расположены на задней стенке бака 1.

Согласно альтернативному варианту осуществления настоящего изобретения (не показано на чертежах), бак 1 (или по меньшей мере его часть, которая содержит ультразвуковой преобразователь 2, упомянутая по меньшей мере одна часть, являющаяся предпочтительно нижней половиной корпуса бака 1) изготовлен за одно целое с металлической диафрагмой 10. В частности, часть бака 1, которая содержит преобразователь 2, выполнена посредством способа совместного формования литьем пластмассы по металлу (конкретно, алюминию) металлической диафрагмы 10. После совместного формования преобразователь 2 укомплектовывают пьезоэлектрическим резонатором 8 посредством приклеивания (предпочтительно посредством эпоксидного клея) на металлическую диафрагму 10. Такой вариант осуществления оказывается особенно предпочтительным с точки зрения легкости сборки бака 1, так как исключены контрфланец 6, виброизолятор 9 и уплотнительный элемент 11, так же, как с точки зрения точности местоположения металлической диафрагмы 10 и эффективности гидравлической изоляции участка, на котором размещен преобразователь 2.

Настоящим описана стиральная машина, в частности стиральная машина для прачечной, оснащенная по меньшей мере обычным и ультразвуковым устройствами для стирки ткани, содержащая бак, имеющий по меньшей мере одно отверстие для размещения ультразвукового преобразователя , причем упомянутое отверстие (20) ограничено фланцем, выступающим из бака и взаимодействующим с контрфланцем для прикрепления ультразвукового преобразователя к баку. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Стиральная машина, такая как стиральная машина для прачечной, содержащая ультразвуковое устройство для стирки ткани, бак (1) для стирки, имеющий по меньшей мере одно отверстие (20) для размещения ультразвукового преобразователя (2), отличающаяся тем, что упомянутое отверстие (20) ограничено фланцем (4), выступающим из бака (1) и взаимодействующим с отдельным контрфланцем (6) для прикрепления ультразвукового преобразователя (2) к баку (1), при этом фланец (4) присоединен к ребрам (12) жесткости, выступающим из поверхности упомянутого бака (3).

2. Стиральная машина по п. 1, в которой ультразвуковой преобразователь (2) содержит пьезоэлектрический резонатор (8) и металлическую диафрагму (10), причем упомянутый пьезоэлектрический резонатор (8) предпочтительно приклеен к упомянутой металлической диафрагме (10).

3. Стиральная машина по п. 2, в которой пьезоэлектрический резонатор (8) выполнен с возможностью приведения в действие переменным током с частотой 20 кГц - 300 кГц, предпочтительно 40 кГц - 80 кГц, более предпочтительно 40 кГц - 50 кГц.

4. Стиральная машина по п.2, в которой ультразвуковой преобразователь (2) содержит виброизолятор (9), предпочтительно имеющий кольцевую форму, установленный между контрфланцем (6) и металлической диафрагмой (10).

5. Стиральная машина по п. 2, в которой уплотнительный элемент (11), предпочтительно имеющий кольцевую форму, установлен между металлической диафрагмой (10) и баком (1).

6. Стиральная машина по п. 1, в которой по меньшей мере один ультразвуковой преобразователь (2) расположен около нагревательного сопротивления для обеспечения отделения известковых отложений от упомянутого сопротивления.

7. Стиральная машина по п. 1, в которой упомянутый контрфланец (6) содержит множество сквозных отверстий (7), предназначенных для размещения винтов для прикрепления упомянутого контрфланца (6) к упомянутому фланцу (4).

8. Стиральная машина по п. 1, в которой упомянутый фланец (4) изготовлен за одно целое с упомянутым баком (1) или с частью упомянутого бака (1), причем предпочтительно выполнен во время одной и той же операции формования части бака, где расположен упомянутый фланец (4).