轉滾桶型頂開來複式洗衣機的製作方法
2023-12-03 00:27:06 2
專利名稱：轉滾桶型頂開來複式洗衣機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種桶型全自動洗衣機。
目前洗衣機的類型主要有波輪型、攪拌型和桶型，其中桶型包括滾桶型和含有波輪的轉桶型。現有技術存在的不足主要體現在如下的幾個方面。
一是在能量的傳遞方位、傳遞面積和分布均勻性方面滾桶型採用XY軸向的能量傳遞，形成翻滾狀的水流，能量具有較多的傳遞面積和較好的分布均勻性，但洗滌物缺少YZ軸向的翻滾和Z軸向的運動，必須採用換向轉動以降低洗滌物的卷繞程度；其它類型的洗衣機均採用XZ軸向的能量傳遞，以旋渦狀的水流為主，但洗滌物缺少Y軸向的運動及翻滾性差，尤其不適用羽絨服之類或較大的洗滌物。由於能量的傳遞面積較小、分布的均勻性較差及洗滌物除了公轉還有自轉，因此也必須採用不斷的換向轉動以避免洗滌物極易產生的纏繞。儘管目前大部分洗衣機增加了瀑布和拳擊棒之類的Y軸向水流，但其能量的佔有比例和傳遞面積較小，並且是在基本的能量傳遞部件，例如在波輪的基礎上，再增加其它裝置實現的，所以雖然都稱其為立體水流，但由於基本結構在能量傳遞方位上的局限，與均衡的三維水流相比，還是有較大差距的。能量在傳遞方位、傳遞面積和分布均勻性方面存在的不足，是造成洗淨度低、易纏繞和磨損率高的主要原因。
二是在換向轉動和能效比方面目前各種類型的洗衣機為彌補能量在傳遞方位、傳遞面積和分布均勻性方面的不足，普遍採取頻繁的電機換向轉動的方法。由於電機在頻繁的換向過程中，普遍不同程度地存在著無效相對運動速度佔有比例過多的問題(有效與無效沒有確定的劃分界限，本說明只是定性的劃分)，電機在高效率轉速範圍內的佔有比例也受到影響，所以造成總的能效比不高，尤其轉動慣量大的洗衣機就更差一些。由於洗滌或脫水對電機轉速的要求有很大的差距，而對應的轉速又是相對穩定的，採用單一的傳動比，會使能量或電機的利用效率比較低，採用變頻電機會使中、低檔洗衣機增加的成本比例過高。由於電機的起動過於頻繁，又要滿足洗滌與脫水對轉速的不同要求，因此目前各種類型的洗衣機基本上都是處於較低效率的工作狀態。
三是在結構的複雜程度方面滾桶型雖然只需一套動力傳遞既可完成洗滌和脫水，但需要有密封的門結構；其它類型則需要兩套動力傳遞共同或單獨工作才能完成洗滌和脫水。在基本結構上增加的新水流，實質上是對洗衣機先天不足的彌補，使結構的複雜程度進一步增加。
四是在用水量方面滾桶型的節水性能比較好，其它類型的洗衣機因為在Y軸向缺少足夠的能量以克服重力，需要足夠的水量以減少洗滌物受重力的影響，因而用水量約為滾桶型的兩倍。
五是在洗滌時間方面目前各種類型洗衣機的頻繁換向，是導致洗滌時間長的主要原因。滾桶型洗衣機由於洗滌過程中衣物所受到的重力必須要大於離心力，因此使其轉速受到限制，導致洗滌時間的進一步延長。
六是在過濾性能方面除不具備過濾功能的以外，普遍存在著用於過濾的能量過少的問題，影響過濾效果，尤其在全棉衣物的洗滌上體現的更明顯。
本發明的目的在於改進上述現有技術的不足，主要解決能量在傳遞、分配和利用效率方面存在的問題，實現不改變轉向的連續洗滌，提供一種雙支點的轉滾筒型頂開來複式全自動洗衣機。
為實現上述目的，本發明採用套桶結構，與現有技術有較大區別的主要部件是，傾斜定軸旋轉的內桶1、內桶定位軸16、來複線凸肋2、雙傳動比調速裝置和增壓型過濾器4。
轉滾桶型頂開來複式全自動洗衣機的工作原理和技術特徵。
一是借鑑滾桶洗衣機在能量的傳遞方位、傳遞面積、分布均勻性、節水性方面和具有翻滾狀水流的優點，借鑑其它類型洗衣機在轉速高、洗滌快捷和具有湍急的旋渦狀水流的特點。將二者的優點結合為一體，使內桶1傾斜旋轉，形成翻滾和旋渦的均衡三維水流。為防止水流產生飛濺，在套桶5的上邊沿環周設置柔性防濺屏6。
二是傾斜的雙支點內桶1採用燈籠形狀和頂開門22。內桶1傾斜45度旋轉，可獲得均衡的三維水流；內桶1採用內桶傳動軸7和空心的內桶定位軸10，可降低對內桶1與套桶5之間的間隙要求，有利於減小內桶1的振幅，並將振動傳遞到減振裝置；內桶1採用燈籠形狀和頂開門22，可在內桶1傾斜45度的情況下，獲得內桶1容積的最大值；內桶1的頂開門22採用鈕簧作用下的外翻雙門及搭鉤鎖定的方式；洗衣機殼體蓋板3下限到位時，解除對電路的聯鎖。
三是內桶1的內壁固定有來複線凸肋2，來複線凸肋2在內桶軸線所在平面的投影與內桶軸線的夾角為45度。來複線凸肋2在旋轉中，有作用洗滌物向內桶定位軸16方向運動的分力。來複線凸肋2與直線凸肋相比，主要是增加了洗滌物在軸線方向的運動幅度，使洗滌物在桶內動態分布的均勻性得到改善，並增加了洗滌物的翻滾方位，進一步降低了洗滌物的卷繞程度。這些特徵為實現不改變轉向的連續轉動洗滌和適當提高內桶1的轉速創造了必要的條件。洗滌物在內桶軸線方向運動幅度的增加，只是在具有水流和較低的洗滌轉速條件下才能明顯地體現。脫水狀態下，高轉速的內桶1在最大半徑32部位產生的離心力，成為作用洗滌物運動方向的主導因素。
四是為了使電機8在高效率的轉速範圍內佔有較高的比例，提高能效比，並能滿足洗滌和脫水對轉速的不同要求，可選用電磁離合器9控制傳動比的轉換，既在脫水階段，當低速傳動比使轉速基本達到穩定值後，再轉換到高速傳動比。
五是時間與轉速設定的多種組合，分別使不同的洗滌要求和脫水程度得到更大程度的滿足。
六是在洗滌和漂洗過程中，利用水泵10進行較大流量的增壓精細過濾，提高漂洗的潔淨度，並改變水泵10在絕大部分時間內處於閒置的狀態。被過濾的水流從空心定位軸16注入內桶1。過濾器4採用快卸方式以便於清洗。
七是在進入烘乾程序後，氣泵和加熱器工作，被加熱的氣體經過單向活門、空心定位軸進入內桶1，再從套桶5返回氣泵和加熱器，循環往復。
下面結合附圖對本發明的結構和相互關係作進一步的說明。
圖1是內桶1向正面傾斜的洗衣機側視橫剖面視圖。
圖2是內桶1向對角線方向傾斜的洗衣機俯視圖。
圖3是內桶1俯視圖。
圖4是來複線凸肋2截面圖。
圖5是來複線凸肋2在內桶軸線各平面的各點合併圖。
圖6是過濾器4結構關係圖。
圖7是水路轉換關係圖。
圖8是雙速比裝置結構關係圖。
總體結構關係如圖1所示。套桶5的側部與洗衣機殼體31吊簧連接，底部與洗衣機殼體31採用緩衝杆連接並有出水口11，出水口11與水泵10相連，電機8殼體與套桶5底部固定連接；內桶傳動軸7與套桶5密封活動連接；內桶空心定位軸16與內桶1活動連接，與套桶5和過濾管路固定連接，內桶空心定位軸16的桶內端有噴頭；頂開門22裝在內桶1的桶壁上；增壓型過濾器4固定在洗衣機殼體31正面的側下部。圖2和圖3所示的位置關係洗衣機殼體31，內桶1的最大直徑圈32、內桶1的頂面33、內桶1的底面34、內桶傳動軸7和內桶空心定位軸16。
內桶1與來複線凸肋2的結構關係和作用內桶1為雙支點的燈籠形狀，採用外翻的搭鉤雙頂開門22，桶壁均布透水孔，底部有內桶傳動軸7，上部有內桶定位軸16，桶內均布三條來複線凸肋2。來複線凸肋2的前坡面14和後坡面15與桶壁垂線的夾角分別為15度和30度。內桶1傾斜45度轉動時，由於來複線凸肋2的作用，在XYZ軸向能夠產生比較均衡的立體水流，使洗滌物進行三維方向的翻轉和運動。
套桶5的構造關係和作用套桶5的形狀與內桶1基本對應，在最大半徑處分為上下兩部分並有梯形凸邊24，採用梯形凹槽25的鎖緊箍將兩部分結合，中間有密封墊圈，其作用是便於套桶5的成型和內桶1的裝配。為防止運動水流產生飛濺，在套桶5的上邊沿環周設置柔性防濺屏6。
增壓型過濾器4的結構關係和作用增壓型過濾器4由殼體17、過濾網18、過濾網架19、密封圈20、斜面蝶形快卸鈕21、排水與過濾的轉換電磁閥23和水泵10組成。具體工作過程是進入洗滌和漂洗程序後，水泵10工作，排水與過濾的轉換電磁閥23不工作，過濾管路處於接通狀態，套桶5裡的水經過出水口11、水泵10、過濾器4、排水與過濾的轉換電磁閥23和內桶空心定位軸16返回內桶1；排水階段，水泵10和排水與過濾的轉換電磁閥23工作，過濾管路處於關閉狀態，排水管路處於接通狀態，完成排水。
烘乾裝置的構造關係和作用烘乾裝置由氣泵、加熱器、單向活門、內桶空心定位軸16和氣體管路組成。單向活門將氣體與過濾管路進行隔離。在進入烘乾程序後，氣泵和加熱器工作，被加熱的氣體經過單向活門、空心定位軸進入內桶1，再從套桶5返回氣泵和加熱器，循環往復。
本發明在內桶1傾斜30-60度角範圍內的數據計算及試驗結果當內桶1傾斜30度角時，XZ軸向的水流相等，Y軸向水流是X軸向水流的58％，既XYZ的比值為39∶22∶39。被動皮帶輪的可用直徑為洗衣機殼體厚度的52％，頂開門22的可用寬度為洗衣機殼體厚度的32％，在30-60度的傾斜範圍內，適用的轉速最高。
當內桶1傾斜45度角時，XYZ軸向的水流均等。被動皮帶輪的可用直徑為洗衣機殼體厚度的38％，頂開門22的可用寬度為洗衣機殼體厚度的48％，在30-60度的傾斜範圍內，適用的轉速中等。
當內桶1傾斜60度角時，XZ軸向的水流相等，Y軸向的水流是X軸向水流的170％，既XYZ的比值為27∶46∶27。被動皮帶輪的可用直徑為洗衣機殼體厚度的22％，頂開門22的可用寬度為洗衣機殼體厚度的68％，在30-60度的傾斜範圍內，適用的轉速最低。
本發明選擇內桶1傾斜45度角，主要是為了兼顧三維水流的均衡度和洗衣機佔有空間的有效利用率及保證頂開門22的可用寬度。產品設計中，在30-60度的傾斜範圍內，可根據設定的轉速和對時間性、翻滾性要求的不同，選擇與其相適應的內桶1傾斜角度。
本發明的來複線凸肋2在內桶軸線所在平面的投影與內桶軸線的夾角為30-60度範圍內的試驗結果當來複線凸肋2的投影夾角為30度時，洗滌物在內桶軸線方向的運動幅度比較小，洗滌物大部分位於接近內桶傳動軸7的一端，影響動態分布的均勻性。
當來複線凸肋2的投影夾角為60度時，洗滌物在內桶軸線方向的運動幅度比較大，洗滌物大部分位於接近內桶定位軸16的一端，也影響動態分布的均勻性。
本發明選擇來複線凸肋2的投影夾角為45度，主要是為了兼顧洗滌物在內桶軸線方向的運動幅度、動態分布的均勻性及內桶1轉速三者之間的大致協調，以保證洗滌物動態分布的均勻和翻滾的全方位，滿足不改變轉向連續轉動洗滌的需要。產品設計中，在來複線凸肋2的投影夾角為30-60度的範圍內，可根據設定的內桶1的傾斜角度、動態分布的均勻性和翻滾性要求的不同，選擇與其相適應的來複線凸肋2的投影夾角。
對本發明的改進為使電機8在高效率的轉速範圍內佔有較高的比例，提高能效比，採用輔助的雙傳動比來滿足洗滌與脫水轉速差大的需要，其結構關係如圖8所示。小主動輪13與電機軸29固定連接，大被動輪12與內桶傳動軸7套裝，由楔塊式單向離合器30傳遞扭矩。大主動輪27與電機軸29套裝，由電磁離合器9的摩擦盤28控制其與電機軸29的離或合，小被動輪26與內桶傳動軸7固定連接。洗滌時，電磁離合器9不工作，摩擦盤28與大主動輪27分離，採用低速傳動比。此時，小被動輪26和大主動輪27與內桶傳動軸7同轉速；脫水時，先以低速傳動比使內桶1的轉速基本達到穩定值後，電磁離合器9工作，摩擦盤28與大主動輪27結合，再轉換到高速傳動比。此時，大被動輪12和小主動輪13仍保持原轉速，但楔塊式單向離合器30使大被動輪12與內桶傳動軸7脫離不傳遞扭矩。該項改進的作用在於使電機8總是儘量工作在額定轉速範圍內，在低檔洗衣機上可單獨使用，使成本降低。該項改進也可與電機調速系統配套使用，大大縮小調速範圍。
對本發明的進一步改進將內桶1向前的傾斜改為向對角線方向的傾斜，圖2所示為向右的傾斜。該項改進可提高洗衣機佔有空間利用率約8％。對於洗衣機殼體所有的面剖視均不對稱的布局，還可選擇與其大致對應的不對稱的異型洗衣機殼體。以大熊貓的造型為例，形體的走勢與內桶1的傾斜方向基本一致，合抱的上肢，可為內桶1傾斜方向的上沿留出空間，頭部向側面的轉動，可發揮洗衣機殼體蓋板3的作用。
本發明與現有技術相比，因其從基本原理上保證了均衡三維水流的實現，因而具有綜合性能突出的特徵。基本保持了各種類型洗衣機分別具有的轉速快、能量傳遞面積大和能量分布性好及節水的優點。特別是連續不換向轉動的洗滌，明顯提高能效比，具有重要的經濟意義；空心的內桶定位軸16既可對洗滌物進行噴淋又有利于振幅的傳遞；內桶1向對角線方向傾斜的方式，可提高容積的利用率；雙傳動比轉換及增壓型過濾器4，可使普遍存在的電機能效比低和過濾不精細得以明顯的改進。由於洗滌物在桶內的翻滾性和動態分布均勻性的提高，為烘乾功能的充分發揮創造了必要的條件。
實施方案一低檔的簡易適用型 只具有基本的洗滌和脫水功能，採用普通電機、機械程控器、配重平衡和下排水方式。
實施方案二高檔的全功能型 實施本說明書關於轉滾筒型頂開來複式全自動洗衣機的全部功能，選用現有技術中包括變頻電機等的高新成果。
實施方案三中檔的普通型 在方案一與方案二之間進行功能的選配。
權利要求
1.一種轉滾桶型頂開來複式全自動洗衣機，由洗衣機殼體(31)、殼體蓋板(3)、定軸旋轉的內桶(1)、內桶凸肋(2)、內桶頂開門(22)、調速裝置、水泵(10)和過濾器(4)等組成，其特徵在於所述的定軸旋轉的內桶(1)傾斜放置，並有空心的內桶定位軸(16)；所述的內桶凸肋(2)採用來複線的方式均布；所述的調速裝置可選用雙傳動比轉換裝置；所述的轉滾桶型頂開來複式全自動洗衣機還包括內桶(1)不改變轉向的連續轉動和利用內桶空心定位軸(16)循環進行的烘乾裝置。
2.根據權利要求1所述的轉滾桶型頂開來複式全自動洗衣機的特徵在於其中的內桶(1)為燈籠形狀，其傾斜角度可在30-60度的範圍內選擇，通常以45度為宜。
3.根據權利要求1所述的轉滾桶型頂開來複式全自動洗衣機的特徵在於其中的內桶(1)的桶壁以來複線的方式均布三條凸肋(2)，其在內桶軸線所在平面上的投影與內桶軸線的夾角可在30-60度的範圍內選擇，通常以45度為宜。
4.根據權利要求1所述的轉滾桶型頂開來複式全自動洗衣機的特徵在於其中的過濾裝置採用水泵(10)作用下的增壓過濾，過濾後的水流通過空心的內桶定位軸(16)進行噴淋。
5.根據權利要求1所述的轉滾桶型頂開來複式全自動洗衣機的特徵在於其中的調速裝置還可包括變比電磁離合器(9)和雙傳動比裝置，共同控制轉速的轉換，既在脫水時，當以低速傳動比使內桶轉速基本達到穩定值後，再轉換到高速傳動比。
6.根據權利要求1所述的轉滾桶型頂開來複式全自動洗衣機的特徵在於其中的內桶(1)還可向洗衣機殼體(31)對角線方向傾斜。
7.根據權利要求1所述的轉滾桶型頂開來複式全自動洗衣機的特徵在於其中的洗衣機殼體(31)還可選擇如大熊貓等異體造型。
全文摘要
本發明公開了一種轉滾桶型頂開來複式全自動洗衣機。主要區別部件有:傾斜的內桶1、空心定位軸16、來複線凸肋2、雙速比裝置和增壓型過濾器4。原理是內桶凸肋2在XYZ軸向均可傳遞能量,提高了洗滌物的翻滾性和動態分布的均勻性。水泵10作用下的高密度過濾,尤其適合全棉衣物,並可進行噴淋。該洗衣機的特點在於能量的三維傳遞和不換向轉動,實現了均衡的立體水流,能效比和費效比明顯提高,並且基本結構還有所簡化。
文檔編號D06F37/00GK1260415SQ00100820
公開日2000年7月19日 申請日期2000年2月15日 優先權日2000年2月15日
發明者王運 申請人:王運