Способ отжима белья в горизонтальном барабане стиральной машины Советский патент 1982 года по МПК D06F23/02 

(54) СПОСОБ ОТЖИМА БЕЛЬЯ В ГОРИЗОНТАЛЬНОМ БАРАБАНЕ СТИРАЛЬНОЙ МАШИНЫ Изобретение относится к бытовым приборам, а именно к способам отжима белья в горизонтальном барабане стирал ных машин. Известен способ отжима белья, щхи котором достигается улучшение равномер ности распределения белья по периметру барабана по сравнению со стиральными машинами, у которых изменение частоты вращения барабана от цикла стирки до цикла отжима осуществляется без щю- межуточной фазы. Согласно этому рпосо бу выход барабана на максимальную час тоту вращения осуществляется поэтапно несколькими фазами (ступенями) flj. Недостатком этого способа является то, что при таком отжиме, фазы, 1федшес вующие окончательному отжиму, обеспе чивают только частичное обезвоживание белья, а активное механическое воэдеА ствие на белье, способствующее его ра& номерному распределению по периметру, отсутствует. Известен также способ отжима белья в горизонтальном барабане стиральной машйны путем пряжима белья к внутренней поверхности вращающегося барабана, которому последовательно сообщают ряд положительных угловых згскорений с уменьшением после каждого углового ускорения частоты его вращения до исходной, с доведением частоты вращения , барабана до максимальной частоты отжима. При этом способе частичное обезвоживание белья после предварительных ускорений барабана соааает благо1д)иятные условия для го равномерного распреде-ч ления по периметру барабана 2 . СЬнако переход от малой частотЬ вращения оря епфке до максимальной частоты отжима происходит без активного механического действия, расщюделяю шего белье по периметру барабана. Это объясняется тем, что частоты вращения ара :сообшении барабану угловых ускоре-. НИИ значительно 1ц евьш1ают частоту, щж которой обеспечивается невесомость белья в верхнем его положении. При это бепве под воздействием собственного веса снова падает в нижнюю часть барабана и при последующем ускорении процесс раскладки белья .начинается сначала. Цель изобретения - повышение равномерности распределения белья по периметру барабана. Поставленная цель достигается тем, что в способе отжима белья в горизонтальном барабане стиральной машины путем прижима белья к внутренней поверхности вращающегося барабана, которому последовательно сообщают ряд поло жительных угловых ускорений с уменьшением после каждого углового ускорения частоты его вращения до исходной, с доведением частоты вращения барабан до максимальной частоты отжима, одновременно с прижимом белья к его внутренней поверхности осуществляют перем щение- белья по окружности барабана, причем угловые ускорения барабана сообщают в течение 15-20 с, время действия каждого углового ускорения состав ет 0,5-1 с, а частоту вращения барабан за период действия каждого углового ускорения изменяют на 40-5О%, тфи эт исходную частоту вращения барабана вы рают из соотнощения «r-.-Чlтi) где ( - ускорение свободного падения Rcf- - радиус барабана, м. На фиг. 1 представлен график частоты вращения барабана автоматической стиральной мащины; на фиг. 2 - барабан и силы, действующие на белье при его вращении Предлагаемый способ равномерного распределений белья при отжиме реализу ется в автоматических стиральных машинах, в которых операции по отжиму белья задаются с помощью программного устройства. В режиме отжима барабан 1 с мокрым бельем 2 приводится во вращательное движение (фиг. l). После достижения исходной частоты вращения nv(c,x ба рабану 1 сообщается серия положительн угловых ускорений, с изменением после каждого ускорения частоты вращения до исходной. По окончании серии угловых ускореНИИ частота вращения барабана доводитс до максимальной частоты цикла отжима от Распределение белья по периметру ба рабааа стиральной машины при отжиме происходит следующим образом. При вращении барабана и наличии угловых ускорений на белье действуют следующие силы: центробежная сила ц 5 , обусловленйая центробежным (нормальным ускорением) )i.R, где ии - угловая скорость барабана; U - расстояние по радиусу от оси вращения до центра тяжести рассматриваемого объема белья, тангенциальная сила F,, обусловленная касатель.ным ускорением ,R, о du где t угловое ускорение, сила тяжести рассматриваемого объема белья Р; сила трения , зависящая от нормальной нагрузки на белье, определяемой центробежной силой, весом белья и коэффициентом трения. Под действием ценгроб ных сил белье 2 прижимается к внутренней поверхности барабана 1 и увлекаемое силами трения, действующими между бельем и барабаном, поднимается снизу .вверх по периметру барабана. При вращении барабана 1 белье 2 последовательно проходит участки А, Б, В, представляющие собой секторы, величины которых для наглядности рассмотрения взяты равными по 60 На участках А и В эффективное воздействие на распределение белья 2 оказывает тангенциальная сила F , изменяющая свое направление в зависимости от изменения знака углового ускорения. Активное воздействие на белье на этих участках также оказывают центробежная сила Рц.з и сила тяжести Р. Как видно из фиг. 2, равнодействующая этих сил R (Rg) имеет составляющую, напраь ленную по касательной к траектории движения центра тяжести рассматриваемого участка белья, которая усиливает действие тангенциальной составляющей Fy. , направленное на распределение белья по периметру барабана. В верхней части барабана 1 (участок Б) белье 2, благодаря выбранной исходной частоте вращения, находится в состоянии, близком к невесомости (центробежная сила Рц 5 несколько превышает силу тяжести Р). Тем самым создаются благощэиятные условия для равномерного расгфеделения белья по периметру бара- бана. В этой зоне наибольшее воздевствие на белье, способствующее его рас пределению по периметру барабана, оказывает тангенциальная сила Рц i обуслов ленная угловыми ускорениями барабана и изменяющаяся по величине и надравлению в соответствии с изменением углового ускорения. Исходная частота вращения барабана 1ФИ отжиме белья (1,3- 1,4)-п. где п р - частота вращения, барабана, п KOTqpoft обеспечивается равенство цент робежного ускоренияи ускорения свобод ного падения для точек, расположенных на.цилиндрической ПоверзШости барабана Исходя из этого р енства получено выражение для частоты Пд Эта формула получена из условия равенства ускорения свободного падения сС н центробежного (нормального) ускорения uuy, для точек, расположенных на внут ренней поверхности барабана. Центробежное ускорение для этих точек ощюделяется выражением ). U) - угловая скорость барабана; (- радиус барабана. Приравнивая эти два ускорения, полуuj-.ft, c5 Так как то после подстановки значения ОО в формулу (1) получим р .0f gJ/- По 60 ; откуда Исходная частота вращения барабана гф отжиме белья исх выбрана равной (1,3 - 1,4) По из условий необходимости создания гарантированной невесомости для точек возможного расположения цеетров тяжести загруженного в барабан белья. Эти условия определяются различной массой загружаемого белья при стирках (так, нагфимер, для стиральной машины Вятка - автомат масса (загружаемого белья может составлять 1 - 4 кг), а также колебаниями нахфяженвя в электросети, вызывающими изменение частоты Вращения барабана. Так, по тех ническим условиям бытовые стиральные мащины должны обеспечивать нормальную работу при колебаниях напряжения в сети от + 10 до - 15% от номинального. В результате испытаний установлено, что при п v, 1,3 пд распределение белья при отжиме ухудшается за счет того, что при вращении барабана в его верхней части нарущаются условия невесомости и белье под действием собственного веса сваливается в нижнюю часть барабана. Величина wcx п приводит к увеличению центробежной силы, гфижимающей белье к поверхности барабана и препятствующей его равномерному расгфеделению по периметру барабана. Длительность серий угловых ускорений ишериод их следования выбраны из расчета создания оптимаДьных условий распределения белья в барабане. Длительность серии угловых ускорений 15-2О с и период следования угловых ускорений 0,5 - I с выбраны из условия получения 15-40 ускорений в одном цикле отжима 15 - 2О с 15 - 4О О,5 - I с При числе ускорений менее 15 происходит увеличение вибраций мащины за. счет ухудщения равномерности рас- . щэеделения белья по периметру барабана. Увеличение числа ускорений более 40 не дает заметного эффекта в распределении белья и лишь удлиняет техологический процесс его обработки, что кономически нецелесообразно. За ремя действия каждого ускорения зменение частоты вращения барабана зято равным .- 50Х При изменении частоты ращения баабана более, чем на 50% снижается ффект рас1феделения белья из-за увелв1- ения центробежных сил и возникают знаительные перегрузки электропривода. При изменении частоты ращения бараана менее, чем на 40%, эффективность асщюделення белья в барабане снижаетя за счет уменыиенвя величины сил, меанически воздействующих на белье. И том и другом случае вибрации стиральной машины приближаются к граничным допустимым значениям. Проверка предлагаемого способаравномерного распределения белья проводилась на макетном обрасаде автоматическо стиральной машины, выполненном на базе СМА Вятка - автомат . При этом использовались экспериментальное электронное программное устрой ство и управляемый электропривод 6apa6 на. Основные эксплуатационные характеристики СМА Вятка - автомат остались прежними: Номинальная загрузка сухим бельем, кг4 Радиус барабана, мм225 Потребляемая мощность, Вт 22О Расход воды на одну стирку, л120 Продолжительность технологического процесса стирки, мин 150 Частота вращения барабана при отжиме, мин С помощью программного устройства задается рюжим,, отжима белья, при котором барабан разгоняется до исходной частоты вращения, после чего вращающе муся барабану сообщается серия угловы ускорений, в конце которой частота вращения доводится до максимальной часто отжима 500 мин Исходная частота вращения барабана при отжиме вычисляется по формуле У %с,М .5-.) qf - ускорение свободного падения, взятое при расчетах 9,8 Rj(V - радиус барабана, взятый равным 0,225 м. Проверка способа проводится для двух граничных и среднего значений диапазона исходной частоты. Исходные частоты ращения барабана составляют 8О,84, 88 мин- Число ускорений, сообщаемых вращающемуся барабану для каждой исходной частоты вращения барабана, задается равным 15, 27 и 4О, что при периоде следования ускорений 1 с соответствует граничным и среднему значениям длительности серии ускорений (15-20 с). Загружаемая масса белья равна 3 кг, а изменение исходной частоты вращения барабана за время действия каждого ускорения составляет 45%, Критерием для оценки равномерности распределения белья в барабане являвот- ся измеряемые при испытаниях вибрации, выраженные в величинах эффективной вибрационной скорости корпуса стиральной мащины. Полученные результаты вибрации корпуса стиральной мащины, выраженные в величинах эффективной вибрационной скорости, мм/с при изменении исходной частоты вращения и числа ускорений барабана приведены в таблице.

(нижняя граничная частота)

(средняя частота)

(верхняя граничная частота)

Допустимая величина эффективного значения вибрационной скорости для барабана стиральной машины по РТМ 27-56- 15-77 составляет не более 4О мм/с.

Как видно из таблицы, полученные величины эффективной вибрационной скорости не превышают допустимых значений.

20 18

22 20

24

21

Для получения сравнительных данных были также проведены испытания СМА по 1фограмме, хфедусмотренной известным способом.

БЫЛО установлено, что в одном случае иа трех испытаний вибрации превышают допустимые нормы и мащина выХ0ЙИТ на повторный цикл отжима белья. При переходе на повторный цикл отжима белья дополнительный расход воды соста ляет 20%, дополнительный расход элект роэнергии 2,5% время технологического процесса стирки увеличивается на 7%. Увеличение расхода воды объясняется тем, что для осуществления повторно го огщкма в машину заливается 24 л воды, .что составляет 20% от общего расхода воды (120л), предусмотренного , программой стирки. Увеличение общего времени технологического процесса стирк на 7% связано с тем, что для по&гор- ного отжима затрачивается 10 мнн, а об щая продолжительность технологического цикла стирки по самой длительной 1фОграмме составляет ISO мин. Таким образом, использование предлагаемого способа равномерного расщю- деления белья в автоматических стиральных машинах обеспечивает по сравнению с известными способами умекьщение вибраций машин и, как следствие этого, сокращение технологического Прсяхесса . стирки, уменьшение расхода воды и электроэнергии, повышение срока службы машины. Формула изобретения Способ отжима белья в горизонтальном барабане стиральной машины путем прижиму белья к внутренней поверхнос -

fff. f 60 ти вращающегося барабана, последовательно сообщают рад положительных угловых ускорений с уменьшением после каждого углового ускорения частоты его вращения до исходной, с доведением частоты вращения барабана до максимальной частоты отжима отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности распределения белья по периметру б абана, одновременно с 1ФИЖИМОМ белья к его внутрек ней поверхности осуществляют перемещение белья по окружности барабана, причем угловые ускорения барабану сообщают в течение 15 - 2О с, время деист- ВИЯ каждого углового ускорения составляет О,5 - I с, а частоту вращения барабана за период действия каждого углового ускорения наменяют на 40-50%, 1ФИ этом исходную частоту ращения барабана выбирают из соотношения (Ifде qf - ускот ение свободного падения, R сЛ - радиус барабана, м. Источники иифс мации, гринятые во внимание при экспертизе 1.Патент Франции № 2340391, л. D Об Г 33/02, 1977. 2.Патент Франции № 2157867, л. TD Об Г ЗЗ/ОО, 1973 (прототип).