一種洗衣機空氣密封方法及其裝置的製作方法

2023-11-09 11:44:57

專利名稱：一種洗衣機空氣密封方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種洗衣機，具體的是一種洗衣機軸密封裝置，尤其是一種波輪洗衣機空氣密封方法及其裝置。
背景技術：
現有洗衣機，在內外桶中間裝配孔和電機軸之間的密封一般是通過橡膠密封圈等結構實現的，這種結構在內外桶和電機軸之間又另外增加了一個結構，一方面橡膠材料的結構容易老化，另外一方面對孔和軸的加工精度提出了更高的要求，增加了機器的成本。很多廠家對洗衣機的軸密封作出了改進。申請號為200810186973. 3的中國專利公開了一種洗衣機的旋轉軸密封裝置及利用旋轉軸密封裝置的洗衣機，洗衣機的旋轉軸密封裝置包含有如下幾個部分與用於容納洗衣機的滾筒的洗衣筒具有既定間隔，並在安裝於滾筒的背面的中心盤的表面上凸出安裝的第一密封部；在上述中心盤結合的旋轉軸上與上述中心盤面對安裝的水封裝置的表面凸出安裝，並越向前端部側其越與上述第一密封部靠近的第二密封部。由於滾筒洗衣機與波輪洗衣機結構的不同，該密封裝置僅能用於滾筒洗衣機。申請號為95203626. 6的中國專利公開了一種洗衣機波輪軸密封裝置，包括集水器、擋水傘、密封圈，集水器可與缸體製成整體，也可分體製作後用螺釘與缸體相連。集水器底部通過螺帽固定有軸承，密封圈通過其環形槽固定在缸體的底部，波輪軸裝在密封圈和軸承中，其位於集水器中的一段裝有擋水傘，集水器底部裝有排水管。該結構從生產工藝及成本來說，製造麻煩且成本增高，從密封效果來說沒有得到較大的改進。有鑑於此特提出本發明。

發明內容
本發明要解決的技術問題在於克服現有技術的不足，提供一種在洗衣機軸密封方面使用空氣密封的方法，其利用玻意爾定理，氣體隨著體積的縮小壓強會增大，並結合液體的流通性原理。本發明的另一目的在於提供一種通過改進洗衣機內桶底結構，利用玻意爾定理， 並結合液體的流通性原理，使用空氣密封電機軸和電機軸套之間空隙的空氣密封裝置。為解決上述技術問題，本發明採用技術方案的基本構思是一種洗衣機空氣密封方法，於內桶底部設有一周向封閉底部開口正對外桶底的腔室，利用玻意爾定理，氣體隨著體積的縮小壓強會增大，並結合液體的流通性原理，外桶內的水流入腔室，使得腔室內上部充滿壓縮空氣，利用具有一定黏度的油脂填充在電機軸和電機軸套之間，隔離腔室內空氣和外界空氣的接觸，腔室內形成一上部密封氣體的腔，腔室內下部的水位始終低於腔室內電機軸套的上端部以使得水流不能流入電機軸和電機軸套之間的縫隙內。洗衣機進水時，外桶水位水平升高，當到達腔室底端面時，由於在電機軸和電機軸套之間的空隙填充具有一定黏度的油脂，隔離腔室內空氣和外界空氣的接觸，所以水的上表面和周向封閉底部開口的腔室構成一個封閉的氣腔，氣腔中充滿與外界大氣壓等壓的空氣；當水流繼續上升時，由於水形成的壓強對氣腔中空氣作用，使氣腔中空氣體積壓縮，水位在腔室中進一步升高；當水在外桶中達到最高水位時，氣腔中空氣體積停止壓縮，此時， 腔室中的水位達到最高，腔室內電機軸套的上端部超過該最高水位，位於氣腔中。設腔室高度為h，洗衣機最高水位到腔室下端面的垂直距離為H，水在腔室內的高度為X，根據玻意爾定理P 氣/P0 = v0/v 氣⑴V0 = 31 R2h(2)V氣=JiR2Qi-X) (3)又根據流體中各處壓強相等原理得P g (H-X)+P0 = P 氣(4)根據(1)(2) (3) (4)式得出X2- (H+h+P0/ P g) X+Hh+P0h/ P g-P0h/ Pg = O (5)由(5)得X=[(H+h+P0/pg)- λ] (H+h+P0/pg)2-4Hh ]/2假設Ptl = ΙΟ5、P = 103、g = 10，帶入計算得X=[H+h+10- (H+h+10) 2-4Hh ]/2隻要滿足電機軸套的上端部在腔室內的高度H』 > X，即能達到密封的效果。一種洗衣機空氣密封裝置，該密封裝置設于波輪洗衣機內桶底與外桶底之間，電機軸套伸入于波輪洗衣機內桶底與外桶底之間，於內桶底部環繞電機軸和電機軸套設有一周向封閉底部開口正對外桶底的腔室，該腔室的開口正對外桶底，電機軸套的上端部位於腔室內，電機軸套和電機軸之間填充具有一定黏度的油脂，用於隔離腔內和外界的空氣。所述的腔室為設於內桶底部環繞電機軸和電機軸套的一環狀凸筋，環狀凸筋的下端面為一水平面，環狀凸筋的高度要滿足電機軸套的上端部位於腔室內。設腔室高度為h，洗衣機最高水位到腔室下端面的垂直距離為H，水在腔室內的高度為X，滿足電機軸套的上端部在腔室內的的高度H』 >X，即能達到密封的效果，其中，χ=[H+h+10- \l (H+h+10) 2-4Hh ]/2。該洗衣機內桶由直驅雙向電機驅動其轉動。所述的環狀凸筋的半徑至少為電機軸套半徑的2倍，最大為內桶半徑的4/5倍。採用上述技術方案後，本發明與現有技術相比具有以下有益效果。本發明利用空氣密封電機軸和電機軸套之間的空隙，而採用空氣壓力的結構裝置，在其他方面隨處可見，千斤頂就是利用大氣壓力通過縮小體積可以大幅提高其壓強，進而起到支撐作用的結構。本發明利用玻意爾定理中壓強和體積呈反比的原理，並通過借鑑氣體在水平面上有密封的原理，設計出一種密封結構，當電機軸套端部的密封口位於被水密封的氣腔中時，氣腔中的空氣可以很好的對水起到密封的效果。本發明在現有洗衣機結構的基礎上，在洗衣機內桶底部增加一定高度的環狀凸筋形成一半封閉腔室，當連續進水後，腔室中能夠形成被壓縮的氣腔，只要保證電機軸套的上端面位於氣腔內即可實現密封，為了防止電機軸轉動時，被壓縮的氣體由電機軸和電機軸套之間的空隙向下部流出，於電機軸和電機軸套還填充具有一定黏度的油脂，用於隔離腔內和外界的空氣。本發明使用簡單的結構，利用基本的原理實現了洗衣機電機軸和電機軸套之間的密封，生產成本低，密封效果好，也無需在現有洗衣機生產線上額外增加較大的改進成本即可實現對現有洗衣機關於電機軸和電機軸套之間密封的改進。下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步詳細的描述。


圖1是本發明所述的洗衣機密封裝置示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發明所述的洗衣機空氣密封裝置，其基本原理是利用玻意爾定理 「氣體隨著體積的縮小壓強會增大」，並結合液體的流通性原理「液體在靜止的物體中，其填充的趨勢是保持水平狀態的上升趨勢」。該密封裝置設于波輪洗衣機內桶1底與外桶2底之間，電機軸套3伸入于波輪洗衣機內桶1底與外桶2底之間，於內桶1底部環繞電機軸4和電機軸套3設有一周向封閉底部開口正對外桶底的腔室5，該腔室5的開口正對外桶2底，電機軸套3的上端部位於腔室5內，電機軸套3和電機軸4之間填充具有一定黏度的油脂，用於隔離腔室5內和外界的空氣(圖中未示出)。本實施例所述的腔室5為設於內桶1底部環繞電機軸4和電機軸套3的一環狀凸筋6，環狀凸筋6的下端面為一水平面，環狀凸筋6的高度要滿足電機軸套3的上端部位於腔室5內。假設腔室高度為h，洗衣機最高水位到腔室下端面的垂直距離為H，水在腔室內的高度為X，根據玻意爾定理P 氣/P0 = V0/V 氣 (1)V0 = π R2h(2)V氣=JiR2Qi-X) (3)又根據流體中各處壓強相等原理得P g (H-X)+P0 = P 氣(4)根據(1)⑵(3) (4)式得出X2- (H+h+P0/ P g) X+Hh+P0h/ P g-P0h/ Pg = O (5)由(5)得X=[(H+h+Po/pg)- (H+h+Po/p g)2-4Hh ]/2假設Ptl = ΙΟ5、P = 103、g = 10，帶入計算得X=[H+h+10_ (H+h+10) 2-4Hh ]/2。只要滿足電機軸套3的上端部B在腔室內的的高度H』 > X，即能達到密封的效果。 該環狀凸筋6的半徑大於電機軸套的半徑小於內桶的半徑，優選為至少為電機軸套半徑的2倍，最大為內桶半徑的4/5倍。 該洗衣機內桶1由電機7驅動，該電機7為直驅雙向電機，內桶1通過雙向轉動來進行洗滌，外桶2通過電機軸套3跟電機7連接在一起，電機軸套3 —方面使外桶2和電機 7連接在一起，另外一方面起密封外桶2底部軸孔的作用，使外桶2可以作為容器使用，該結構為現有直驅電機驅動洗衣機的技術。電機軸套3外側同外桶2固定密封在一起，其內側孔用於電機軸4穿過連接內桶1。由於電機軸4在電機軸套3中可以繞軸線做自由轉動， 所以電機軸4和電機軸套3之間有間隙，一般情況下，沒有本發明所述的腔室5，外桶2中的整體水位超過圖中B所示高度，也即電機軸套3上端面的高度，水就會順著電機軸套3和電機軸4的間隙流到電機7上。本發明所述的密封方法，能夠在水位超過圖中所示的B的高度時，阻止水流流到電機。其主要依靠內桶1底部的一圈等高且在周向呈封閉的環狀凸筋6，無水時，該環狀凸筋6為一半封閉的腔室結構，開口向下對應外桶底部；當有水填充外桶時，水位呈水平的升高，當到達內桶底部環狀凸筋6時，水的上表面和周向封閉的環狀凸筋6構成一個封閉的氣腔，氣腔中充滿與外界大氣壓等壓的空氣；當水流繼續上升時，由於水形成的壓強對氣腔中空氣作用，使氣腔中空氣體積壓縮；水位在腔室中進一步升高，當水在外桶中達到最高水位時，氣腔中空氣體積停止壓縮，此時，腔室5中的水位達到最高，所以根據上述要求，B點即電機軸套3上端面超過外桶最大水位時腔室中水面高度即可。
本發明使用簡單的結構，利用基本的原理實現了洗衣機電機軸和電機軸套之間的密封，生產成本低，密封效果好，也無需在現有洗衣機生產線上額外增加較大的改進成本即可實現對現有洗衣機關於電機軸和電機軸套之間密封的改進。
權利要求
1.一種洗衣機空氣密封方法，其特徵在于于內桶底部設有一周向封閉底部開口正對外桶底的腔室，在外桶內的水流入腔室時，使得腔室內上部充滿壓縮空氣，形成一上部密封氣體的腔，腔室內下部的水位始終低於腔室內電機軸套的上端部以使得水流不能流入電機軸和電機軸套之間的縫隙內。
2.根據權利要求1所述的一種洗衣機空氣密封方法，其特徵在於洗衣機進水時，外桶水位水平升高，當到達腔室底端面時，水的上表面和周向封閉底部開口的腔室構成一個封閉的氣腔，氣腔中充滿與外界大氣壓等壓的空氣；當水流繼續上升時，由於水形成的壓強對氣腔中空氣作用，使氣腔中空氣體積壓縮，水位在腔室中進一步升高；當水在外桶中達到最高水位時，氣腔中空氣體積停止壓縮，此時，腔室中的水位達到最高，腔室內電機軸套的上端部超過該最高水位，位於氣腔中。
3.根據權利要求2所述的一種洗衣機空氣密封方法，其特徵在於電機軸套的上端部在腔室內的的高度H』大於水在腔室內的高度X，此時水不能流入電機軸和電機軸套之間的縫隙內，從而達到密封的效果，設定腔室的高度為h，洗衣機最高水位到腔室下端面的垂直距離為H，根據玻意爾定理
4.一種洗衣機空氣密封裝置，其特徵在於該密封裝置設于波輪洗衣機內桶底與外桶底之間，電機軸套伸入于波輪洗衣機內桶底與外桶底之間，於內桶底部環繞電機軸和電機軸套設有一周向封閉底部開口正對外桶底的腔室，該腔室的開口正對外桶底，電機軸套的上端部位於腔室內，電機軸套和電機軸之間填充具有一定黏度的油脂，以隔離腔室內空氣和外界空氣的接觸。
5.根據權利要求4所述的一種洗衣機空氣密封裝置，其特徵在於所述的腔室為設於內桶底部環繞電機軸和電機軸套的一環狀凸筋，環狀凸筋的下端面為一水平面，環狀凸筋的高度要滿足電機軸套的上端部位於腔室內。
6.根據權利要求4或5所述的一種洗衣機空氣密封裝置，其特徵在於設腔室高度為h，洗衣機最高水位到腔室下端面的垂直距離為H，水在腔室內的高度為X，滿足電機軸套的上端部在腔室內的的高度H』 >X，即能達到密封的效果，其中，X=[H+h+10-
7.根據權利要求4所述的一種洗衣機空氣密封裝置，其特徵在於該洗衣機內桶由直驅雙向電機驅動其轉動。
8.根據權利要求5所述的一種洗衣機空氣密封裝置，其特徵在於所述的環狀凸筋的半徑至少為電機軸套半徑的2倍，最大為內桶半徑的4/5倍。
全文摘要
本發明公開了一種洗衣機空氣密封方法及其裝置，利用空氣密封電機軸和電機軸套之間的空隙，採用玻意爾定理中壓強和體積呈反比的原理，並通過借鑑氣體在水平面上有密封的原理，設計出一種密封結構，在洗衣機內桶底部增加一定高度的環狀凸筋形成一半封閉腔室，當連續進水後，腔室中能夠形成被壓縮的氣腔，當電機軸套端部的密封口位於被水密封的氣腔中時，氣腔中的空氣可以很好的對水起到密封的效果。本發明利用簡單的結構，實現了洗衣機電機軸和電機軸套之間的密封，生產成本低，密封效果好，也無需在現有洗衣機生產線上額外增加較大的改進成本即可實現對現有洗衣機關於電機軸和電機軸套之間密封的改進。
文檔編號F16J15/40GK102234907SQ201010154110
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月23日 優先權日2010年4月23日
發明者呂佩師, 張世秀, 許升, 鮑睿 申請人:海爾集團公司, 青島海爾洗衣機有限公司, 青島膠南海爾洗衣機有限公司