Паровой утюг Советский патент 1993 года по МПК D06F75/14 

Изобретение относится к бытовой технике, а именно к паровым утюгам.

Известен утюг, содержащий подошву, термоэлектрический нагревательный элемент, терморегулятор с переключателем диапазонов, систему пароувлажнения, кожух с ручкой и шнур для подсоединения к электрической сети, Недостатком данного утюга является сложность конструкции, большая трудоемкость, значительная себестоимость, низкая долговечность утюга и малая эффективность системы парообразования, обусловленная тем, что камера испарения системы пароувлажнения забирает тепло непосредственно от подошвы вблизи зоны глажения лишая подошву равномерности температурного поля; пар из камеры испарения, имеющий малое давление, устремляется не вниз к отверстиям в подошве в зону глажения, а вверх и проходит в зазоры между подошвой и кожухом, кожухом и терморегулятором и т.д.

Анализ аналогов показывает, что наиболее близким техническим решением по назначению и количеству признаков по отношению к предлагаемому является паровой утюг, содержащий подошву, бачок, установленный над подошвой и снабженный клапаном для выпуска пара.

Недостатком утюга-прототипа является то, что он сложен и трудоемок в изготовлении, позволяет разогревать подошву до низкой температуры, обусловленной температурой парообразования воды (около 100°С), в нем отключение электроэнер гии производится подпружиненным контактом резиновой мембраны бачка. Если в электрическую сеть питания нагревательного элемента подошвы вмонтировать дополнительный терморегулятор, то он позволит нагревать подошву до любой температуры, но тогда подошва будет нагревать расположенный над ней бачок с водой до этой же температуры, а это приведет к созданию в бачке высокого давления пара. Так при нагреве подошвы утюга до 200°С давление в бачке возрастет до 16 кгс/см2, а при нагреве до 227°С - до 27 кгс/см (Справочник химика, т. 1 Л-М. 1963, с. 725). При глажений изделий из льняных тканей требуется разогрев подошвы утюга до 200-240°С (Лепаев Д.А. Электрическая аппаратура бытового назначения.- М.: Легкая индустрия, 1977, с. 28). При нагреве подошвы утюга до 200(Л

N Ю

ел ю

240°С создается давление пара на много превосходящее потребное давление. При открытии клапана для выпуска пара рабочий получит ожоги. Выше приведенные циф- ровые данные говорят о том, что в известном утюге нельзя нагревать подошву утюга до температур намного выше 100°С.

Целью изобретения является расширение диапазона глаженип на более высокие температуры по сравнению с температурой парообразования воды, а также упрощение конструкции утюга.

Это достигается тем, что бачок установлен с возможностью вертикального перемещения относительно подошвы и снабжен механизмом подъема, выполненным в виде цилиндра, образованного неподвижным плунжером и подвижной гильзой, жестко соединенной с корпусом бачка.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый паровой утгог имеет существенные отличия от прототипа и соответствует критерию новизна.

В доступных заявителю источниках ин- формации отсутствуют решения с отличительными признаками заявляемого утюга, следовательно, предлагаемое решение соответствует критерию изобретения существенные отличия.

На фиг. 1 показан паровой утюг, вид сверху; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1, слева бачок в нижнем положении, легкоплавкий материал в твердом состоянии, справа бачок в верхнем положении, легко-

5 0

5

0

5

0

плавкий материал в жидком состоянии; на фиг. 3 - разрез по Б-Б на фиг. 1, выполненный по клапану выпуска пара.

Паровой утюг состоит из кожуха 1, бачка 2, аккумулятора теплоты 3, подошвы 4. На подошве 4 с помощью осей 5 закреплены откидные болты 6 с гайками-барашками 7. Аккумулятор теплоты 3 состоит из корпуса 8, крышки 9 и легкоплавкого материала 10. Бачок 2 состоит из корпуса 11, крышки 12, гильзы 13, плунжера 14 и клапана для выпуска пара, образованного иглоГ. 15, пружиной 16 и рычага 17. На кожухе 1 закреплен кронштейн 18с ручкой 19 и механизм поджима бачка 2 к аккумулятору теплоты 3, образованный винтами 20 с контргайками 21, шайбами 22 и пружинами 23. На плунжере 14 установлено уплотнительное кольцо 24, в корпусе 11 - уплотнительное кольцо 25, в крышке 12 - уплотнительное кольцо 26. Между подошвой 4 и аккумулятором теплоты 3 образована паровая камера 27, на подошве 4 выполнены отверстия 28 для подачи пара в зону глажения. Между кожухом 1 и кронштейном 18 установлена теплоизоляционная (асбестовая) прокладка 29, а между крышкой 9 и плунжером 14 - прокладка 30. Ввбачке 2 показана вода 31. Бачок 2 снабжен заливной горловиной, пробкой горловины и предохранительным клапаном, которые на чертеже не показаны. Подошва 4 может быть снабжена термоэлектрическим нагревателем, а утюг снабжен терморегулятором и шнуром, которые также на чертеже не показаны.

Использование: для глажения изделий в быту и на производстве. Сущность изобретения: устройство имеет подошву с бачком для легкоплавкого материала, бачок для воды, механизм подъема, соединенный плунжером с подошвой или с бачком для легкоплавкого материала, а гильзой - с бачком для воды. 3 ил.

Электрические утюги имеют следующие диапазоны: 80-110°С для капрона180-200°С для хлопка 140-160°С для шелка 200-240°С для льна 160-180°С для шерсти

Согласно справочника химика для первого диапазона в качестве примера могут быть использованы следующие легкоплавкие материалы:

Нафталин СюНе Углерод четырехбромистый СВгд Сурьма трехбромистая ЗЬВгз Алюминий бромистый AlaBre Сероокись углерода COS

Тпл 80°С Тпл 90,1°С Тпл 97°С Тпл - 98°С Тпл 105°С

3 с. 591 3 с. 617 3 с. 601 3 с. 601 3 с. 615

Для второго диапазона - материалы: Мышьяк трехиодистый AsiaТпл 142°С Олово четырехиодистое SnM Тпл 145°С Германий четырехиодистый GeM Тпл 146°С Титан четырехиодистый TIU . Тпл 150°С Индий In Тпл 156°С

Для третьего диапазона - материалы: Фосфор пятихлористый PCIsТпл 160°С Сурьма трехиодистая ЗЫз Тпл 167°С Гидрохинон СбНб02 Тпл 170,3°С а-камфора СцНз02 Тпл. 178,5°С Литий Li Тпл 180°С

е примера могут б иалы:

3 с. 591 3 с. 617 3 с. 601 3 с. 601 3 с. 615

3 с. 605J 3 с. 603 3 с. 607 Зс. 613 3 с. 786

Зс. 613 3с. 611 3 с. 634 3 с. 657 Зс. 594

Для четвертого диапазона - материалы:

Углерод четырехфтористый CRТпл 183,67°С 3 с. 588 Кислота Д-нафтойная СпНвОг Тпл 184°С 3 с. 660 n-аминофенол CeHyON Тпл 185°С 3 с 634 Алюминий йодистый Able Тпл 191°С Зс.601 Алюминий хлористый AlaCte Тпл 192,6°С 3 с. 601

Для пятого диапазона - материалы:

Ниобий пятихлористый NbCteТпл 204,7°С 3 с. 610 Висмут трехбромистый Тпл 218°С 3 с. 605 Висмут треххлористый BiCla Тпл 229°С 3 с. 605 Олово Sn Тпл 231,85°С 3 с. 587 Олово хлористое SbCl2 Тпл 247°С . 3 с. 613

Помимо чистых металлов, солей и органических веществ в качестве легкоплавких материалов могут быть использованы сплавы металлов с узкими температурными интервалами кристаллизации.

С учетом наличия у утюга пяти рабочих диапазонов, для каждого утюга (по нашему мнению) целесообразно изготовлять пять аккумуляторов теплоты 3 и поставлять их в комплекте с каждым утюгом. Полость, обра- зеванную корпусом 8 и крышкой 9 (при необходимости) анодировать или покрывать эмалью, состава не разъедаемого легкоплавким материалом, когда последний находится в жидком состоянии.

После заполнения корпуса 8 легкоплавг ким материалом 10 крышку 9 приваривают к корпусу 8 с помощью аргонной сварки (в массовом производстве утюгов данную операцию легко автоматизировать), или за- крепляют с помощью винтов после нанесения высокотемпературного клея на верхний торец корпуса 8. Чтобы сменить аккумулятор теплоты 3, необходимо ослабить 3 гайки-барашки 7. откинуть болты б в стороны, снять кожух 1с закрепленными на нем деталями 17-19, 29, бачок 2 снять с подошвы 4 аккумулятор теплоты 3 и установить другой аккумулятор теплоты с другим легкоплавким материалом. После этого по- ставить бачок 2, кожух 1, поднять болты 6 и затянуть на них гайки-барашки 7.

Утюг работает следующим образом. Утюг ставят на электрическую плитку (специальную подставку), оснащенную термо- регулятором и переключателем диапазонов и нагревают до нужной температуры. Нагрев утюга можно осуществлять на газовой плите/подставку для газовой плиты, предотвращающую перегрев утюга, мы предста- вим в отдельной заявке на изобретение. Нагрев утюга может быть осуществлен с помощью электротермического нагревателя, если он вмонтирован в подошву утюга.

При нагреве подошвы 4 тепло передает- ся аккумулятору теплоты 3, происходит плавление легкоплавкого материала 10, а а

бачке 2 - нагрев воды 31. Когда температура в бачке 2 достигает 100°С, вода начинает кипеть, образуя пар, который создает давление на стенки бачка 2 и на верхний торец плунжера 14. При продолжении подвода тепла к бачку 2 в бачке 2 возрастает давление пара. Так как площадь верхнего торца бачка 2 больше площади нижнего торца бачка 2 на величину площади торца плунжера 14, то у бачка возникает подъемная сила, которая поднимает бачок 2 относительно плунжера 14. Подъему бачка 2 препятствует пружины 23, которые отрегулированы на нужное давление винтами 20. Таким образом пока давление пара не достигает в бачке

2 нужного давления, бачок 2 прижат к аккумулятору теплоты 3, и интенсивно нагревается от аккумулятора теплоты 3.

Когда давление пара в бачке 2 превосходит критическую величину, бачок 2 поднимается, сжимая пружины 23. При поднятии бачка 2 между ним и аккумулятором теплоты

3 образуется зазор. Передача тепла от аккумулятора теплоты 3 к бачку 2 резко уменьшается, а это приводит к прекращению роста давления пара в б;чке 2. Если же давление, хотя и медленно, но продолжает расти, бачок продолжает подниматься и увеличивается зазор между аккумулятором теплоты 3 и бачком 2. Таким образом можно нагреть подошву утюга до высокой температуры (например, до 240°С), а бачок нагреть только до 100°С или чуть больше, создав в бачке 2 нужное давление.

После нагрева утюга приступают к гла- жению. В процессе глажения в аккумуляторе теплоты 3 происходит кристаллизация легкоплавкого материала 10, сопровождающаяся выделением тепла, за счет чего обес- печивается постоянная температура подошвы (при выполнении аккумулятора теплоты 3 и подошвы 4 из алюминиевого сплава, обладающего большой теплопроводностью и большой площадью соприкосновения между аккумулятором теплоты 3 с подошвой 4 можно достичь постоянства температуры подошвы утюга при глажений).

При необходимости пропариеания разглаживаемой поверхности нажимают на рычаг 17, которым перемещают иглу 15 вниз. Радиальное отверстие иглы соединяется с полостью бачка 2. Пар из бачка 2 поступает с рздиальное отверстие иглы 15, из радиального отверстия пар поступает в осевое отверстие иглы 15 и заполняет паровую камеру 27, а из нее через отверстия 28 поступает на разглаживаемое изделие и пропаривает его. При выходе пара из бачка 2 в нем падает давление пара, пружины 23 опускают бачок 2, уменьшая или ликвидируя зазор между бачком 2 и аккумулятором теплоты 3. Бачок 2 вновь начинает получать дополнительное тепло от аккумулятора теплоты 3 и давление пара в бачке 2 вновь возрастает, При прекращении приложения усилия к рычагу 17 пружина 16 поднимает иглу 15, радиальное отверстие в игле 15 перекрывается крышкой 12, пар перестает поступать в камеру 27.

После того, когда весь материал 10 затвердевает, температура подошвы понижается V; ут;ог вновь требуется подогреватель. Б процессе глажения рабочий тратит примерно 60% времени на глажение, а 40% прсстЕмвает ня подставке (рабочий с;зо-р«чивай «искаженные изделия, готовит пол, йжение новые изделия и т.д.). Если мощность нагревательного элемента (электроплитки) взять в 2 раза большую по сравнению с потребной при глажений, то за небольшое время нахождения утюга на электроплитке будет успевать расплавлятьФ и р м у л а и з о б р е т е н и я Паровой утюг, содержащий подошву, бачок для воды, установленный над подошвой и снабженный клапаном для выпуска пара, отличающийс я тем, что, с целью расширения области применения и упрощения конструкции, он снабжен дополнительным бачком с легкоплавким материалом, бачок для воды установлен с возможностью

ся весь материал 10, который затем будет кристаллизоваться за большое время. При подборе необходимой массы материала 10 можно достичь условий, при которых ликвидируются простои, связанные с поднагре- вом утюга.

При переходе на глажение изделий из другой ткани у электрической плитки пере- . ключают терморегулятор на другой режим

работы (на другую температуру), а в утюге заменяют аккумулятор теплоты 3 и устанавливают другой аккумулятор теплоты с легкоплавким материалом нужной температуры плавления. На плунжер 14 можно не устанавливать уплотнительное кольцо 24, а вместо этого на верхнем торце гильзы 13 закрепить эластичную (резиновую) мембра- - ну, которая предотвратит утечку пара из бачка через зазор между гильзой 13 и плунжером 14. Корпус 11 и гильзу 13 можно получать как единую отливку с последующим растачиванием в отливке отверстия под плунжер.

.Таким образом, установка бачка с возможностью вертикального перемещения подошвы позволяет нагревать подошву и бачок одним нагревателем до разных температур, создавая в бачке любые нужные дав- .

ления, а это обеспечивает качественное и быстрое пропаривание изделий при глажений. Все известные паровые утюги не решают эту задачу. Кроме того заявляемый утюг-, проще, технологичнее и дешевле в изготов-

лении.

вертикального перемещения и снабжен механизмом подъема, выполненным в виде цилиндра, образованного соединенным с подошвой или с бачком с легкоплавким материалом плунжером и подвижной гильзой, жестко соединенной с корпусом бачка для воды, причем бачок с легкоплавким материалом установлен между бачком для воды и. подошвой.

U