Автобалансирующее устройство с вертикальной осью вращения и перемещением корректирующей массы-жидкости

 

Автобалансирующее устройство предназначено для использования в бытовых стиральных машинах с вертикальной осью вращения. Радиальные перегородки внутри корпуса-кольца для обеспечения свободного перемещения жидкости во внутренней полости кольца имеют значительно меньшую ширину. Устройство заполняется на 50-60% объема внутренней полости кольца жидкостью, представляющей собой 35%-ный раствор К₂СО₃ плотностью 1,316 г/с³. Устройство решает задачу уменьшения амплитуды колебаний подвижной части стиральной машины на этапах разгона и установившегося вращения и в целом - снижения вибраций корпуса стиральной машины. 6 ил.

Изобретение относится к автобалансирующим устройством с перемещением корректирующей массы-жидкости, а именно к балансировочным кольцам бытовых стиральных машин с вертикальной осью вращения.

Известно автобалансирующее устройство с вертикальной осью вращения и перемещением корректирующей массы-жидкости внутри корпуса-кольца, имеющее внутренние радиальные перегородки, не ограничивающие свободное перемещение жидкости в полости кольца (US 4044626 A, 30.08.77).

Недостатком известного устройства является низкая эффективность гашения колебаний подвижной части стиральной машины.

Технический результат, достигаемый при реализации данного изобретения заключается в уменьшении амплитуды колебаний подвижной части стиральной машины на этапах разгона и установившегося вращения, и в целом - в снижении вибраций корпуса стиральной машины.

Указанный технический результат достигается тем, что автобалансирующее устройство с вертикальной осью вращения и перемещением корректирующей массы - жидкости внутри корпуса - кольца, имеющее внутренние радиальные перегородки, не ограничивающие свободное перемещение жидкости в полости кольца, согласно изобретению заполнено жидкостью на 50-60% объема полости кольца, при этом жидкость представляет собой 35%-ный раствор K₂CO₃ плотностью 1,316 г/см³.

На фиг. 1 показана установка устройства в верхней части отжимного резервуара; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4, 5, 6 показан механизм автоматического перераспределения жидкости внутри устройства.

Позиции обозначают: 1 - автобалансирующее устройство; 2 - отжимной резервуар; 3 - дебаланс (неравномерно разложенное белье); 4 - корпус-кольцо; 5 - крышка; 6 - жидкость (раствор); 7 - радиальные перегородки; вектор дебалансной силы; вектор поступательного движения оси отжимного резервуара; L - уровень жидкости; W - 35%-ный раствор K₂CO₃; b - ширина канала внутренней полости кольца; вектор линейной скорости части 1; вектор линейной скорости части 2; a - ось вращения отжимного резервуара; b - ось вращения отжимного резервуара в результате отклонения под действием дебалансной силы.

Устройство работает следующим образом. При включении двигателя стиральной машины на этапе разгона отжимного резервуара 2 происходит отставание жидкости по всей длине, часть жидкости захватывается радиальными перегородками 7 и под действием центробежной силы инерции перемещается к внешней стенке кольца 4, что приводит к изменению момента инерции в процессе разгона. Ось отжимного резервуара отклоняется в сторону действия центробежной силы инерции, приложенной к дебалансной массе (дебалансная сила).

На фиг. 4, 5, 6 изображены две части жидкости внутри предлагаемого устройства; одна часть (1) находится в той половине кольца, где действует дебалансная сила, другая (2) - на противоположной дебалансу стороне. При повороте отжимного резервуара на 180^o часть 1, совершая полный оборот, движется по дуге окружности радиусом R, а часть 2 - по дуге окружности радиусом r.

В общем виде линейная скорость частей 1 и 2 по модулю имеет вид где V_1i - мгновенная скорость (линейная) части 1; V_2i - мгновенное значение линейной скорости части 2; W_i - мгновенное значение угловой скорости вращения жидкости; w_i = kw_ki, (3) где W_ki - мгновенное значение угловой скорости корпуса устройства; k - коэффициент, характеризующий трение жидкости о корпус.

При этом V_1i > V_2i, так как R > r, т.е. части жидкости, находящиеся в той половине кольца, где находится дебалансная масса, имеют большую величину вектора линейной скорости по сравнению с частями жидкости, находящимися в половине кольца, противоположной дебалансной массе. Жидкость из той и другой половины кольца постоянно находится в движении относительно корпуса кольца. Однако из-за разности скоростей различных частей в той области (половине) кольца, которая совпадает с местом расположения дебалансной массы, части жидкости перемещаются быстрее. В результате в половине кольца, противоположной делабансу, накапливается больше жидкости. В любой произвольный момент времени жидкость накапливается в той половине кольца, где нет дебалансной массы, а значит происходит компенсация дебаланса внутренней подвижной части стиральной машины. Перетекание жидкости из одной половины кольца в другую обусловлено эффектом компенсации общего дебаланса внутренней подвижной части.

Эффективность противодействия дебалансу для балансировочного кольца оценивается отношением эксцентриситета центра масс вращающихся частей при действии автобалансирующего устройства и без него: l/l₀. Этот показатель зависит от степени заполнения жидкостью внутренней полости кольца. В предлагаемом устройстве

где
m₀ - масса дебаланса;
r₀ - радиус дебаланса;
m₁ - масса остальных вращающихся частей, не имеющих дебаланса;
m₂ - значение корректирующей массы;
r₂ - расстояние от оси вращение до центра масс корректирующей массы-жидкости.

Из формулы (6) видно, что, чем больше плотность ρ₂ и r₂, тем меньше значение показателя l/l₀ и тем выше эффективность гашения колебаний, вызываемых действием дебалансной силы инерции при вращении. Если ρ₂ фиксирована, то при полном перетекании жидкости в одну половину кольца произведение V₂r₂ стремится к максимуму при 50%-ном объеме заполнения внутренней полости автобалансирующего устройства.

Формула изобретения

Автобалансирующее устройство с вертикальной осью вращения и перемещением корректирующей массы-жидкости внутри корпуса-кольца, имеющее внутренние радиальные перегородки, не ограничивающие свободное перемещение жидкости в полости кольца, отличающееся тем, что устройство заполнено жидкостью на 50 - 60% объема полости кольца, при этом жидкость представляет собой 35%-ный раствор K₂CO₃ плотностью 1,316 г/см³.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6