Універсальна пральна машина

Реферат: Універсальна пральна машина містить корпус, камеру зі шлюзом з ущільненням та з розташованою в середині неї горизонтальною перфорованою перегородкою, блок створення вакууму з розрідженням повітря, ультразвуковий випромінювач коливань, відсічні електрокеровані клапани подачі в камеру і скидання води та відкачки і випуску - подачі повітря, випромінювач електромагнітних хвиль, мікрохвильовий генератор. Містить радіопрозорий кварцовий шлюз, який є жорстко з'єднаним з вихідним розкривом випромінювача електромагнітних хвиль, і блок живлення та управління, що підключений до блока створення вакууму, до мікрохвильового генератора, до ультразвукового випромінювача і до відсічних електрокерованих клапанів. Додатково містить термоеластопластове феритове покриттяперетворювач баластової електромагнітної енергії в теплову енергію, що розташовано на горизонтальній перфорованій перегородці камери. Випромінювач електромагнітних хвиль містить лінзу корегування фронту хвилі, а розміри розкриву випромінювача електромагнітних хвиль обернено пропорційні відповідним розмірам горизонтальної перфорованої перегородки. UA 89874 U (12) UA 89874 U UA 89874 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до прального обладнання, що забезпечує оперативне рішення пральних проблем в польових, промислових і побутових умовах, окремо до наукоємних пристроїв для прання виробів при будь-якій температурі води, з різноманітних тканин, без застосування миючих засобів, а також з сушінням виробів в середині камери після прання. Відомі мобільні польові пральні машини типу TFL 25, CFL 60 фірми Karcher Futuretech GmbH, які містять блоки, що розташовані на трейлері: блок прання; блок віджиму; блок живлення; блок нагріву камери конвективного сушіння, що зв'язані функціонально протягом циклу прання. Недоліком цих пристроїв є низька енергетична ефективність сушіння та необхідність додаткового сушіння виробів в повітрі після віджиму і конвективного сушіння в камері. Відома пральна машина [Пат. Російської Федерації № 2010064 від 30.03.1994], що містить бак для мийного розчину зі знімною кришкою; блок приводу, який закріплено на баці зверху і зв'язано з електродвигуном; активатор з ультразвуковою сиреною; консольний виступ у вигляді полого конуса, що знаходиться на блоці приводу. Вісь двигуна розташовано з нахилом до горизонтальної площини і спрямовано на центр бака, а активатор розташовано в центрі порожнини бака. Недоліками цієї машини є відсутність засобів для сушіння виробів і необхідність витрат великої кількості води для їх промивання після прання, а також необхідність застосування миючих матеріалів. Відома пральна машина-аналог, яка оснащена мікрохвильовим генератором на частоті 2,42,5 ГГц і випромінювачем електромагнітних хвиль. Вхід випромінювача з'єднаний з виходом генератора, а вихідний розкрив випромінювача електромагнітних хвиль є жорстко з'єднаним з радіопрозорим кварцовим шлюзом з ущільненням в стінці камери [пат. №№: JP 2005095535 А; CN 201406589 Y; JP 2004081766 А]. З аналізу аналогів видно, що в їх камерах реалізовано режим стоячої хвилі через відбиття хвиль від бокових стінок камери за умов відсутності узгодження розмірів розкриву випромінювача з відповідними розмірами тканих виробів для прання, а також через відбиття хвиль від металевої горизонтальної перфорованої перегородки для розташування тканих виробів у камері (на етапі мікрохвильового досушіння тканих виробів). Ці відбиті хвилі складаються за фазою або протифазою з прямими хвилями, що потрапляють в камеру від генератора через типовий випромінювач електромагнітних хвиль. Тому у всьому обсяги тканини з інтервалом півдовжини хвилі в камері (з інтервалом 8-9 см) спостерігаються локальні мінімуми і максимуми поля стоячої хвилі. У мінімумах поля не гарантується якісне прання і сушіння, у максимумах можливими є неконтрольовані перегріви тканини, навіть підпалення тканини під час використання режиму її інтенсивного сушіння. З відомих пральних машин найбільш близькою до корисної моделі, що пропонується, є пральна машина [Пат. Російської Федерації № 2154129 від 10.08.2000], що вибрана як найближчий аналог. Ця пральна машина містить корпус; камеру зі шлюзом з ущільненням та з розташованою всередині камери горизонтальною перфорованою перегородкою, блок створення вакууму з розрідженням повітря 0,29-0,49 МПа, що з'єднано крізь клапан з верхньою частиною камери, вібропривід у вигляді ультразвукового випромінювача коливань на частоті 46200 кГц, що розташований всередині камери, відсічні електрокеровані клапани подачі в камеру та скидання води і відкачки, а також клапани випуску-подачі повітря в камері. Недоліком найближчого аналога є недостатнє рівномірне за обсягом прання та сушіння виробів в камері після прання. Сушіння виробів під тиском повітря, що потрапляє в камеру з розрідженням, здійснюється шляхом прийнятного віджимання лише для поверхневих шарів вологих виробів. Це спонукає необхідність досушування виробів у відкритому просторі. Задача корисної моделі - це забезпечення прання тканини з більш великими забрудненнями, ніж у найближчому аналогу, при будь-якій температурі води, без використання миючих засобів та без необхідності досушування виробів у відкритому просторі. Поставлена задача вирішується тим, що пральна машина, що містить корпус, камеру зі шлюзом з ущільненням та з розташованою в середині неї горизонтальною перфорованою перегородкою, блок створення вакууму з розрідженням повітря 0,29-0,49 МПа, що з'єднано крізь клапан з верхньою частиною камери, ультразвуковий випромінювач коливань на частоті 46-200 кГц, що розташований в середині камери, відсічні електрокеровані клапани подачі в камеру і скидання води та відкачки і випуску - подачі повітря, випромінювач електромагнітних хвиль, мікрохвильовий генератор на частоті 2,4-2,5 ГГц, вихід якого з'єднаний зі входом випромінювача, радіопрозорий кварцовий шлюз з ущільненням в боковій стінці верхньої частини камери, який є жорстко з'єднаним з вихідним розкривом випромінювача електромагнітних хвиль, і блок живлення та управління, що підключений до блока створення 1 UA 89874 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вакууму, до мікрохвильового генератора, до ультразвукового випромінювача і до відсічних електрокерованих клапанів, згідно з корисною моделлю, додатково містить термоеластопластове феритове покриття-перетворювач баластової електромагнітної енергії в теплову енергію, що розташовано на горизонтальній перфорованій перегородці камери, випромінювач електромагнітних хвиль містить лінзу корегування фронту хвилі, а розміри розкриву випромінювача електромагнітних хвиль обернено пропорційні відповідним розмірам горизонтальної перфорованої перегородки для концентрації електромагнітної енергії у кутовому секторі, розміри перерізу якого в картинній площині узгоджені з розмірами перерізу виробу для прання. Як прання, так і сушіння за допомогою постійного і рівномірного за обсягом мікрохвильового нагріву в тканому виробі для прання здійснюється інтенсивно, енергоекономно за рахунок об'ємного нагріву вологих виробів електромагнітним полем без неконтрольованих локальних перегрівів і недогрівів виробу через відсутність у камері стоячих хвиль, завдяки відсутності у камері хвиль, що відбиті від її металевого дна і металевих стінок. Завдяки рівномірному електромагнітному полю нагріву в універсальній камері, що пропонується, забезпечується більш інтенсивна дія в воді кавітаційного ефекту вибивання забруднень із волокон тканини, навіть у випадку прання виробів з жирними, мастильними забрудненнями. Застосування у складі запропонованої універсальної пральної машини термоеластопластового феритового покриття-перетворювача баластової електромагнітної енергії в теплову, лінзи корегування фронту хвилі у випромінювачі з розмірами його розкриву, що є узгодженими з розміром виробу для прання, - все це сприяє отриманню із камери машини повністю сухих і чистих виробів, які не треба прасувати. При цьому для прання не потрібні миючі засоби. Таким чином, скорочуються витрати води і часу для прання, сушіння і прасування виробів. Суть корисної моделі пояснюється за допомогою креслення, де схематично показано універсальну пральну машину. Вона містить корпус 1. В корпусі 1 розміщена камера 2 зі шлюзом 3 з ущільненням та з розташованою в середині неї горизонтальною перфорованою перегородкою 4. Блок створення вакууму 5 у вигляді вакуумного насоса, що з'єднаний з верхньою частиною об'єму камери 2 з метою запобігання прямого контакту каналу створення вакууму з водою для прання. Ультразвуковий випромінювач 6 розташований всередині камери 2, так щоб завжди був розташований нижче за мінімальний рівень води для прання. Відсічні клапани 7, 8, 9, 10 розташовані на вході (виході) камери 2 і забезпечують: 7 - подачу води в камеру 2; 8 - скидання води після прання; 9 - відкачку повітря із камери 2 за допомогою блоку 5; 10 - випуску-подачі повітря. Випромінювач електромагнітних хвиль 11 з'єднаний жорстко своїм входом з виходом мікрохвильового генератора 12, а виходом - з радіопрозорим кварцовим шлюзом 13 з ущільненням в боковій стінці камери 2. Блок живлення і управління 14 з'єднаний: з блоком 5 створення вакууму; з ультразвуковим випромінювачем 6; з клапанами 7, 8, 9, 10 і з мікрохвильовим генератором 12. Крім цього універсальна пральна машина містить термоеластопластове феритове покриттяперетворювач 15 баластової електромагнітної енергії в теплову енергію, що розташовано на горизонтальної перфорованої перегородці 4 камери 2, випромінювач електромагнітних хвиль 11 містить лінзу 16 корегування фронту хвилі, а розміри розкриву випромінювача електромагнітних хвиль 11 обернено пропорційні відповідним розмірам горизонтальної перфорованої перегородки для концентрації електромагнітної енергії у кутовому секторі, розміри перерізу якого в картинної площині узгоджені з розмірами перерізу виробу для прання. Пральна машина працює наступним чином. Вироби для прання завантажуються в камеру 2 на горизонтальну перфоровану перегородку 4. Шлюз 3 з ущільненням герметично зачиняється. За допомогою блока живлення і управління 14 вмикається програма прання. Відчиняється клапан 10 випуску-подачі повітря і клапан 7 подачі води. Рівень заповнення камери 2 контролюється датчиком рівня (на кресленні не показано). За його сигналом клапани 7 і 10 зачиняються, а клапан 9 відкачки повітря відчиняється. Вмикається насос блока 5 створення вакууму. За сигналом реле часу (на кресленні не показано) у складі блока 14 живлення і управління, коли розрідження повітря в камері 2 досягає 0,29-0,49 МПа електроклапан 9 відкачки повітря зачиняється, насос блока 5 створення вакууму вимикається, ультразвуковий випромінювач 6 вмикається, створює механічні коливання води в камері 2 з частотою 46-200 кГц, а також вмикається мікрохвильовий генератор 12 і створює електромагнітні хвилі з частотою 2,4-2,5 ГГц. Ці хвилі потрапляють в камеру 2, тобто крізь 2 UA 89874 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 випромінювач 11 електромагнітних хвиль і радіопрозорий кварцовий шлюз 13 у воду і рівномірно нагрівають її та тканий виріб. Завдяки розрідженню повітря в камері 2, що було попередньо створено з метою вилучити і відкачати з води частинки повітря, що звичайно розчинені та присутні в її об'ємі, ультразвукові хвилі розповсюджуються без обмежень у всьому об'ємі води і виробів, що завантажені в камеру 2. Через ультразвукові хвилі безперервно створюються і лопаються у воді мікробульки високого тиску. Цей кавітаційний ефект сприяє вибиванню частинок забруднення із тканини. В той же час, завдяки рівномірної за обсягом дії електромагнітних хвиль, тобто рівномірному об'ємному нагріву води і виробів тканини, ефект вилучення забруднень суттєво збільшується. Саме це забезпечує дійсно ефективне у порівнянні з найближчим аналогом прання незалежно від виду тканини та ступеня її забруднення, наприклад жирними і мастильними плямами. Тривалість прання дорівнює декілька хвилинам і залежить від рівня забруднень тканини і потужності випромінювань. За сигналом реле часу ультразвуковий випромінювач 6 вимикається, електроклапан 8 скидання води відчиняється. Після чого відчиняється електроклапан 10 випуску-подачі повітря. За допомогою тиску повітря, який потрапляє в камеру 2 крізь електроклапан 10, здійснюється скидання води після прання, вода віджимається із тканини та інтенсивно виливається із камери 2 крізь електроклапан 8. Далі здійснюється процес ефективного мікрохвильового сушіння тканини за допомогою мікрохвильового генератора 12 і випромінювача 11. У зв'язку з тим, що після віджимання тканини більша частина вологи звичайно спостерігається у середині об'єму виробів в камері 2, а також у зв'язку з тим, що тканина для електромагнітної хвилі є радіопрозорою, на відміну від гарних поглинаючих властивостей вологого середовища, то це забезпечує дійсно інтенсивне сушіння. Швидке сушіння спричиняється природним погодженням напрямків градієнтів із середини середовища, яке сушиться, назовні трьох фізичних параметрів: вологи, температури і тиску пари, лише за умов відсутності у камері стоячих хвиль. Розрахунки показують, що температура мікрохвильового нагріву вологого полімерного середовища тканини під час сушіння в камері-аналозі у максимумах електромагнітного поля може досягати 260 °C і більше. Це відповідає температурі підпалення тканини. Тому, на відміну від корисної моделі, використання вказаних аналогів через неконтрольованість процесу мікрохвильового нагріву в камерах-аналогах: JP 2005095535 A; CN 201406589 Y; JP 2004081766 А для сушіння є ризикованим. Процес ефективного прання і повного сушіння, згідно з корисною моделлю, завершується в середині камери 2. На цьому заключному етапі досушування радіопрозорого виробу починає діяти феритове покриття-перетворювач 15 баластної енергії поля, що забезпечує запобігання хвиль, які відбиті від горизонтальної перфорованої перегородки 4. Після відчинення шлюзу 3 з ущільненням сухі вироби прасувати немає необхідності. Більш ефективне прання і сушіння у пропонованій пральній машині, в порівнянні з найближчим аналогом і аналогами, досягається таким чином. При включенні режиму прання з пульта управління 14 генератор 12 виробляє електромагнітні коливання. Енергія цих коливань розповсюджується по випромінювачу електромагнітних хвиль 11 з лінзою 16 для корегування фронту хвилі з метою попередньої концентрації електромагнітної енергії до його вихідного розкриву. На виході такого випромінювача електромагнітних хвиль 11 фронт електромагнітної хвилі стає ще більше пласким, тому що розміри його розкриву є узгодженими з відповідними розмірами перерізу у картинній площині зразка тканини для прання. Все це є еквівалентним узгодженій концентрації електромагнітної енергії у кутовому секторі, в якому здійснюється і прання, і сушіння у режимі біжучої хвилі у рівномірному за обсягом полі, а саме без локальних неконтрольованих недогрівів і перегрівів тканини у її обсягу, згідно з режимом, що був встановлений на етапі розробки технології використання нової пральної машини. Аналітичний аналіз, що підтверджений експериментом, показує, що ступінь віджимання тканини у найближчому аналогу за допомогою тиску повітря величиною 0,29-0,49 МПа дорівнює ступеню віджимання тканини (до 30 %) в типовій камері з центрифугою. Зрозуміло, що ці обидва блока, блок найближчого аналога і центрифуга для сушіння не забезпечують повного вилучення вологи (до 0 %) з виробів після прання, на відміну від корисної моделі. Саме рівномірне за обсягом мікрохвильове сушіння тканини, як відомо, вдвічі ефективніше за швидкістю і витратами енергії також в порівнянні з конвективним, за допомогою гарячого повітря, що здійснюється, відповідно до різних аналогів корисної моделі, у тому числі до аналогів з мікрохвильовим традиційним сушінням: JP 2005095535 A; CN 201406589 Y; JP 2004081766 А. 3 UA 89874 U Таким чином, переваги корисної моделі щодо ефективного прання тканини і виробів із тканини з сильним забрудненням і їх інтенсивного і повного сушіння в середині камери, які досягаються сукупністю суттєвих ознак корисної моделі, на наш погляд, є доведеними. 5 10 15 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Універсальна пральна машина, що містить корпус, камеру зі шлюзом з ущільненням та з розташованою в середині неї горизонтальною перфорованою перегородкою, блок створення вакууму з розрідженням повітря 0,29-0,49 МПа, що з'єднано крізь клапан з верхньою частиною камери, ультразвуковий випромінювач коливань на частоті 46-200 кГц, що розташований в середині камери, відсічні електрокеровані клапани подачі в камеру і скидання води та відкачки і випуску - подачі повітря, випромінювач електромагнітних хвиль, мікрохвильовий генератор на частоті 2,4-2,5 ГГц, вихід якого з'єднаний зі входом випромінювача, радіопрозорий кварцовий шлюз з ущільненням в боковій стінці верхньої частини камери, який є жорстко з'єднаним з вихідним розкривом випромінювача електромагнітних хвиль, і блок живлення та управління, що підключений до блока створення вакууму, до мікрохвильового генератора, до ультразвукового випромінювача і до відсічних електрокерованих клапанів, яка відрізняється тим, що додатково містить термоеластопластове феритове покриття-перетворювач баластової електромагнітної енергії в теплову енергію, що розташовано на горизонтальній перфорованій перегородці камери, випромінювач електромагнітних хвиль містить лінзу корегування фронту хвилі, а розміри розкриву випромінювача електромагнітних хвиль обернено пропорційні відповідним розмірам горизонтальної перфорованої перегородки для концентрації електромагнітної енергії у кутовому секторі, розміри перерізу якого в картинній площині узгоджені з розмірами перерізу виробу для прання. 4 UA 89874 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5