Устройство для перемешивания и активации моющего раствора в стиральной машине

 

Использование: в стиральных машинах. Сущность изобретения: устройство содержит ротор, представляющий собой вращающийся куполообразный диск с лунками и отверстиями, расположенными по его окружности, и статор. Последний выполнен в виде кольца с входными и выходными отверстиями, расположенного коаксиально ободу ротора. Ротор и статор в местах их возможного контакта выполнены по сфере большого радиуса, причем контактирующая часть ротора выполнена в виде упругой оболочки с отверстиями, расположенными напротив выходных отверстий статора. 3 ил.

Изобретение касается стирки текстильных изделий и применяется в активаторных стиральных машинах для перемешивания белья.

Известно приспособление для перемешивания моющего раствора в стиральной машине, содержащее установленные на параллельных валах с возможностью вращения два активатора, один из которых выполнен в виде диска, имеющего на торцевой поверхности радиальные лопасти, а второй активатор имеет форму сферического сегмента диаметром, меньшим диаметра дискового активатора, и расположен на поверхности последнего с эксцентриситетом относительно его оси и смонтирован с возможностью реверса.

Однако взаимное расположение и форма активаторов, разностороннее их вращение усложняют конструкцию и снижают надежность стиральной машины.

Известен также выбранный в качестве прототипа активатор стиральной машины, содержащий ротор в виде диска, на ободе которого выполнены сквозные отверстия. Коаксиально ободу активатора закреплен статор в виде кольца с радиальными сквозными отверстиями.

Данная конструкция активатора имеет ряд недостатков. В процессе стирки белье захватывается всасывающим потоком моющего раствора и периодически перекрывает всасывающие центральные сквозные отверстия, а значительная величина зазора между активатором и кольцом снижает переменное давление, что приводит к снижению мощности ультразвукового воздействия на белье, нестабильной работе активатора и невысокому качеству стирки.

Изобретение направлено на обеспечение функционирования устройства при возможных перекосах, неточностях изготовления ротора и статора, прерывание струй моющего раствора вращающимся ротором с отверстиями.

При осуществлении изобретения повышаются надежность работы и амплитуда звуковых пульсаций.

Устройство состоит из ротора, представляющего собой куполообразный диск, выполненный с возможностью вращения с лунками на куполообразной части и отверстиями, расположенными по его окружности, и статора, выполненного в виде кольца с входными и выходными отверстиями. Ротор и статор в местах возможного контакта выполнены по сфере большого радиуса, а контактирующая часть ротора в виде упругой оболочки с отверстиями, расположенными напротив выходных отверстий статора.

Совокупность существенных признаков устройства обеспечивает функционирование устройства при возможных смещениях ротора относительно статора и их возможных перекосах за счет выполнения ротора и статора в местах возможного контакта по сфере большого радиуса, что повышает надежность устройства. Кроме того, обеспечивается прерывание струй моющего раствора вращающимся ротором с отверстиями за счет выполнения контактирующей части ротора в виде упругой оболочки с отверстиями, что повышает амплитуду звуковых или ультразвуковых колебаний и, следовательно, и обеспечивает высокое качество стирки.

На фиг. 1 показана схема устройства для перемешивания и активации моющего раствора; на фиг. 2 - график изменения коэффициента модуляции для воды от относительной величины зазора в полулогарифмических координатах; на фиг. 3 представлена зависимость изменения коэффициента модуляции от различных значений зазора между ротором и статором.

Устройство содержит установленный на валу 1 с возможностью вращения ротор, представляющий собой куполообразный диск 2 с лунками 3, с ребрами 4 на внутренней поверхности и с контактирующей частью 5, выполненной в виде упругой оболочки вращения, в которой выполнены сквозные отверстия 6, статор в виде кольца 7 с выходными 8 и входными 9 отверстиями и расположенный коаксиально ободу ротора.

Устройство работает следующим образом.

При вращении куполообразного диска 2 от приводного вала 1 лунки 3 создают циркуляцию моющего раствора. Вода или моющий раствор через входные отверстия 9 в статоре 9 поступает во внутреннюю полость куполообразного диска 2, захватывается ребрами 4 и за счет центробежного ускорения с большой скоростью выбрасывается через отверстия 6 в ободе ротора в виде струй. Струи моющего раствора, периодически прерываясь на стенках кольца 7, проходят через выходные отверстия 8 в статоре, попеременно открывающиеся и закрывающиеся, создавая переменное поле скоростей и давлений, обеспечивающее получение звуковых или ультразвуковых колебаний. Ротор 2 и статор 7 в местах возможного контакта выполнены по сфере большого радиуса, что повышает надежность работы устройства, так как обеспечивает смещение ротора относительно статора при их возможных перекосах. При вращении ротора 2 и подаче воды под давлением через заявляемое устройство объемный расход воды периодически меняется во времени от Q_мин (когда отверстия 6, 8 ротора и статора не совпадают, и вода проходит только благодаря наличию зазора между ротором и статором) до Q_макс, когда отверстия совпадают. При малых величинах зазора между ротором и статором и больших скоростях перекрывания отверстий возникает гидродинамическая кавитация, т. е. образование в жидкости разрывов (пустот) вследствие локального понижения давления с последующим захлопыванием возникающих полостей, связанная с отрывом течения от кромок отверстий, при этом кавитационное облако образуется в зоне застоя у отверстия статора.

С изменением величины зазора между ротором и статором разность расходов Q_макс - Q_мин при полностью открытом Q_макс и перекрытом Q_мин отверстии статора и коэффициент m модуляции потока m = (Q_макс - Q_мин)/Q_макс (1) уменьшаются с увеличением .

Из графика (см. фиг. 2) следует, что представленную зависимость можно представить в виде m = m_o exp (-k /a), (2) где m_o - глубина модуляции при нулевой величине зазора (m_o = 1); k - коэффициент пропорциональности для воды k = 6; - величина зазора; a - ширина отверстия.

Исходя из различных значений , построена зависимость изменения коэффициента модуляции m от величины зазора между ротором и статором (см. фиг. 3), из которой видно, что максимальный коэффициент модуляции обеспечивается минимальной величиной зазора между ротором и статором.

Таким образом, эффективная работа предлагаемого устройства (повышенное значение амплитуды переменного давления) обеспечивается при герметизации контактирующей части 5 ротора с рабочей поверхностью статора 7 за счет выполнения контактирующей части ротора в виде упругой оболочки из пластмассы (н/р: фторопласта или капрона), что позволяет практически исключить зазор между ротором и статором, за счет чего обеспечивается получение звуковых или ультразвуковых колебаний посредством прерывания струй моющего раствора вращающимся диском 2 с отверстиями 6.

В этом случае возможно акустическое возбуждение кавитации, когда абсолютное давление в отверстии статора становится меньше давления парогазовой смеси в зародышевых пузырьках, количество которых быстро возрастает. Пузырьки выносятся потоком в стиральный бак и "захлопываются" там, когда растягивающие напряжения превышают давление, создаваемое капиллярными силами на поверхности такого пузырька, при этом возникают ударные волны с большим местным мгновенным давлением. Эти микровзрывы кавитационных пузырьков способствуют быстрому отделению загрязнений с обрабатываемых изделий и интенсифицируют процесс стирки, так как обеспечивается получение значительной мощности пульсаций, в 4 раза превышающей аналогичную мощность при гидродинамической кавитации.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ И АКТИВАЦИИ МОЮЩЕГО РАСТВОРА В СТИРАЛЬНОЙ МАШИНЕ, содержащее ротор в виде установленного с возможностью вращения диска с отверстиями, выполненными по окружности его обода, статор в виде расположенного коаксиально ободу ротора кольца с отверстиями, выполненными по окружности напротив отверстий ротора, отличающееся тем, что диск ротора выполнен куполообразным с лунками на его выпуклой части, а обращенные одна к дургой боковые поверхности ротора и статора выполнены сферическими с центром на оси ротора, при этом сферическая часть ротора представляет собой упругую оболочку.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3