СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАГРУЗОЧНОГО КОЛИЧЕСТВА В ЦЕНТРИФУЖНОЙ СУШИЛКЕ И ЦЕНТРИФУЖНАЯ СУШИЛКА
METHOD OF DETERMINING LOADING AMOUNT IN CENTRIFUGAL DRIER AND CENTRIFUGAL DRIER

Настоящее изобретение относится к способу определения загрузочного количества белья при стирке в центрифужную или барабанную сушилку, а также к соответствующим образом сконструированной центрифужной или барабанной сушилке для использования в соответствии с этим способом.
Имеется множество способов определения загрузочного количества центрифужной сушилки. Из патента США 6505369 В1 известно, как определить дисбаланс во время центрифугирования и из этого сделать выводы в отношении загрузочного количества.
Из патента ЕР 1295979 В1 известно, как измерить электрическое сопротивление или проводимость белья в центрифужной сушилке. По нему загрузочное количество можно определить в соответствии с затраченным временем. Однако поскольку в центрифужной сушилке выстиранное белье непрерывно встряхивается, эти измерения не точны.
Из патента США 5347727 В1 известно использование датчиков влажности или влагоемкости, и также датчиков температуры. По измеренным ими результатам также можно определить загрузочное количество, но высоки затраты на компоненты.
Целью настоящего изобретения является обеспечение вышеупомянутого способа и соответствующей центрифужной сушилки, позволяющего устранить недостатки уровня техники и, в частности, позволяющего определить загрузочное количество белья в центрифужную сушилку при ограниченных затратах.
Эту задачу решают посредством способа с отличительными признаками пп.1, 3 и 7 формулы изобретения и соответствующей центрифужной или барабанной сушилки с отличительными признаками по п.13. Преимущественные и предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения образуют объект остальных пунктов формулы и далее объяснены более подробно. Некоторые признаки описаны только один раз. Однако, независимо от этого, они применимы и к способу, и к соответствующим образом сконструированной центрифужной сушилке. Посредством приведения ссылки пункты формулы изобретения являются частью описания изобретения.
Абсолютная атмосферная влажность измеряется в выпускном отверстии для воздуха, которое выходит из загрузочной камеры центрифужной или барабанной сушилки. Настоящее изобретение можно использовать с особым преимуществом в случае центрифужных сушилок с отсосом воздуха, который выдувает влажный воздух во внешнюю атмосферу, но не ограничивается этим. По настоящему изобретению в первом основном его варианте осуществления загрузочное количество в загрузочную камеру определяют как максимальное значение, и/или определяют профиль абсолютной атмосферной влажности в выпускном отверстии для воздуха или в воздухе, удаляемом из загрузочной камеры центрифужной сушилки. Для этой цели непрерывно определяют измеренные значения, и как только они падают снова после первоначального подъема, значит, максимальное значение только что было превышено. Для этого необходимо иметь только один датчик влажности, который снижает затраты на компоненты, а также длительность монтажа.
Используется тот факт, что существует связь между абсолютной атмосферной влажностью и количеством воды в стираемом белье. В свою очередь, указанное количество воды, особенно с известной остаточной влажностью после процесса стирки, зависит от количества белья, в результате чего можно сделать вывод в отношении количества белья по абсолютной атмосферной влажности. В некоторых случаях это может зависеть от типа белья или материала. Для этой цели можно получить сведения о типе выбранной программы сушки, и, в частности, можно обнаружить, будет ли выполняться сушка, например, хлопчатобумажного белья. Как объяснено далее более подробно, также можно попытаться более точно установить эту остаточную влажность.
В способе, включающем определение максимального значения абсолютной атмосферной влажности, отдельные значения сравнивают одно с другим, и используется самое высокое или максимальное значение. Это определение значений может происходить в особом временном окне. В альтернативном варианте можно предположить, что максимальное значение определено, если в течение заданного времени после прошлого самого высокого значения, например, через несколько минут, не было определено даже более высокого значения. Определение происходит несколько по-другому, если мониторируется профиль абсолютной атмосферной влажности. Затем измеренные значения сравнивают друг относительно друга, но не по отношению к абсолютному значению. Если преобладающее число последовательно измеренных значений для абсолютной атмосферной влажности в каждом случае превышает предыдущее значение, то кривая поднимается. Если преобладающее число измеренных значений ниже предыдущего значения, то кривая опускается. Если в каждом случае для этой цели выбрано временное окно для нескольких моментов, таким образом, также можно сделать выводы относительно максимума посредством слежения за градиентом профиля абсолютной атмосферной влажности.
Профиль абсолютной атмосферной влажности обычно такой, что после загрузки влажного белья и начала работы он испытывает резкий подъем, после которого он спадает или выходит на плато, а затем достигает более пологого максимума и отсюда спадает относительно пологим образом. Чем более влажным является белье, которое находится в загрузочной камере, тем выше максимальное значение профиля, и тем более полого он спадает. Разность максимальных значений в зависимости от загрузки настолько велика, что она позволяет определить загрузочное количество на основе максимального значения различных кривых в зависимости от указанного загрузочного количества.
Преимуществом определения загрузочного количества белья при стирке в загрузочной камере является то, что автоматические запрограммированные последовательности могут быть оптимизированы или лучше приспособлены для фактически присутствующего загрузочного количества. Основной причиной этого является то, что степень влажности белья после стирки обычно попадает в относительно узкий диапазон, т.е., грубо говоря, всегда одна и та же, в частности, остаточная влажность составляет приблизительно от 50 до 70%, т.е. масса содержащейся воды относительно массы белья. Если загрузочное количество известно, можно определить общую влажность в загрузочной камере и соответствующую ей запрограммированную последовательность, в частности, по отношению к длительности, интенсивности нагрева и т.д.
Предпочтительно можно сохранить значения для корреляции максимальных значений абсолютной атмосферной влажности с конкретным загрузочным количеством. Это означает, что при заданной предполагаемой остаточной влажности белья сохраняется связь между максимальным значением абсолютной атмосферной влажности и заданным загрузочным количеством, особенно для конкретного типа центрифужной сушилки. Путем сравнения при управлении центрифужной сушилкой, посредством максимального значения абсолютной атмосферной влажности, определенного путем измерений, можно установить загрузочное количество белья, находящегося в загрузочной камере.
В альтернативном основном варианте осуществления настоящего изобретения загрузочное количество в загрузочную камеру определяется путем установления значения абсолютной атмосферной влажности в выпускном отверстии для воздуха загрузочной камеры в конкретный определенный момент времени после начала действия центрифужной сушилки. Предпочтительные значения абсолютной атмосферной влажности в конкретный момент времени будут сохранены для корреляции с конкретным загрузочным количеством белья в центрифужную сушилку. При управлении центрифужной сушилкой также можно выполнить сравнение измеренной абсолютной атмосферной влажности в конкретный момент времени и сохраненных значений. По этому также можно установить загрузочное количество в загрузочной камере. Что касается ранее упомянутой возможности сравнения максимальных значений абсолютной атмосферной влажности с загрузочным количеством в загрузочную камеру, для этой цели значения можно определить экспериментально для конкретного типа центрифужной сушилки, а затем сохранить в устройстве управления.
Вышеупомянутый конкретный момент времени может составлять, предпочтительно, между 5 и 40 минутами после начала действия. Предпочтительно учитывать тот факт, что в первые 5 минут значение абсолютной атмосферной влажности еще возрастает так резко, что указанный профиль, по существу, не зависит от загрузочного количества. Только после длительного периода времени происходит изменение профиля или кривых в зависимости от загрузочного количества. Предпочтительно этот конкретный момент времени составляет приблизительно от 15 до 20 минут, во многих случаях этот момент связан с достижением максимального значения, когда кривая уже снова спадает.
По другому альтернативному основному варианту осуществления настоящего изобретения для определения загрузочного количества используется момент времени, в который градиента абсолютной атмосферной влажности, т.е. градиент кривой, определяет конкретное значение. Здесь снова преимущественные значения сохраняются для корреляции различных значений градиента в конкретные моменты с зависящим от него конкретным загрузочным количеством. Устройство управления центрифужной сушилкой снова сравнивает измеренный, записанный градиент абсолютной атмосферной влажности и момент времени. Как и ранее, это позволяет определить загрузочное количество влажного белья в загрузочную камеру.
С конкретным преимуществом вышеупомянутого варианта осуществления настоящего способа используется момент времени, в который градиент абсолютной атмосферной влажности снова стал отрицательным, т.е. после достижения максимального значения. Преимущество настоящего способа состоит в том, что имеется длительный период ожидания, например от 20 до 30 минут. В этом временном диапазоне вышеупомянутые профили абсолютной атмосферной влажности в зависимости от времени отличаются друг от друга соответственно загрузочному количеству. Это также позволяет заметить различие. Также можно использовать момент времени, в который градиент абсолютной атмосферной влажности становится равным нулю. Это, в частности, может быть момент времени, начиная с которого градиент становится ниже или спадает и становится отрицательным.
Преимущественно устанавливается временной участок типа плато кривой абсолютной атмосферной влажности, и по нему происходит определение остаточной влажности белья после процесса стирки и перед процессом сушки. Чем длиннее временной период фазы плато, тем выше можно предположить остаточную влажность. Если эта остаточная влажность известна, можно даже более точно определить с ее помощью вероятное время окончания процесса сушки. Фаза плато может быть определена таким образом, что во время нее допустимо изменение абсолютной атмосферной влажности максимум 10% ниже максимального значения. Однако кривая абсолютной атмосферной влажности является относительно пологой. В вышеупомянутой центрифужной или барабанной сушилке, сконструированной для осуществления вышеописанного способа, в выпускном отверстии для воздуха из загрузочной камеры имеется датчик влажности общеизвестного типа, который можно взять из вышеупомянутого прототипа. Он присоединен к устройству управления центрифужной сушилки. Это устройство сконструировано не только для определения измеренных датчиком влажности значений, но также может записывать измеренные значения или их временные зависимости. Вышеупомянутые значения сохраняются для указанной корреляции в памяти устройства управления. Устройство управления преимущественно также обеспечивает определение времени, которое истекло с момента начала работы.
Эти и другие отличительные особенности, которые можно получить из пунктов формулы изобретения, описания и чертежей и отдельных признаков, и по отдельности, и в виде их комбинации, могут быть осуществлены по настоящему изобретению и в других областях техники и могут представлять предпочтительные, независимо защищаемые конструкции, которые защищены заявленной в настоящем документе формулой изобретения. Разделение настоящей заявки на отдельные части и подзаголовки никоим образом не ограничивает общей юридической силы приведенных в настоящем документе положений.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Вариант осуществления настоящего изобретения описан более подробно далее со ссылкой на приложенные чертежи, на которых показано:
Фиг.1 - вид внутри центрифужной или барабанной сушилки по настоящему изобретению;
Фиг.2 - график различных профилей или кривых абсолютной атмосферной влажности в зависимости от времени для различных загрузочных количеств белья для центрифужной сушилки по фиг.1.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
На фиг.1 показана центрифужная или барабанная сушилка 11 по настоящему изобретению. Настоящее представление ограничено функционально необходимыми частями и просто предназначено для иллюстрации того, как функционируют части указанной центрифужной сушилки. Белье 14 с содержанием остаточной влажности после стирки или центрифугирования находится в загрузочной камере 12, которая обычно вращается, но это не принципиально для целей настоящего изобретения. Воздух вводится в загрузочную камеру 12 посредством впускного отверстия для воздуха 16. Поток воздуха нагнетет вентилятор 17 и нагреватель ниже по потоку 18, воздух нагревается для сушки белья 14. Аналогично выпускное отверстие для воздуха 20 ведет наружу из загрузочной камеры или барабана 12, так что центрифужная сушилка 11 упоминается как центрифужная сушилка с отсосом воздуха. Как известно в связи с такими центрифужными сушилками, горячий воздух подается на белье 14, впитывает влагу и передает ее через выпускное отверстие для воздуха 20 наружу, так, чтобы таким образом сушить белье.
Для определения влажности отсасываемого воздуха датчик влажности 22 размещен в выпускном отверстии для воздуха 20. Такой датчик влажности 22 известен специалистам, и пояснение не требуется. Датчик влажности 22 присоединен к устройству управления 24, как и вентилятор 17 и нагреватель 18. Устройство управления 24 обладает памятью 25, возможно также встроенной, в которой могут храниться различные значения и на которую могут быть сделаны ссылки.
Кроме использования для центрифужной сушилки 11 с отсосом воздуха, как показано на фиг.1, настоящее изобретение также можно использовать в модифицированном виде для конденсационной центрифужной сушилки. Для этой цели соответствующий датчик влажности размещен в выпускном отверстии для воздуха от загрузочной камеры вверх по потоку от следующего устройства конденсации. Таким образом, также можно определить абсолютную атмосферную влажность в отсасываемом воздухе.
На фиг.2 показаны несколько профилей или кривых атмосферной влажности в зависимости от времени. Первая кривая относится к случаю, в котором имеется 5 кг белья в загрузочной камере 12 центрифужной сушилки 11 по фиг.1. На второй кривой показан процесс сушки для 3 кг белья, и на третьей кривой - для 1,5 кг. Предполагается, что на первой кривой остаточная влажность после стирки составляет 70% перед началом сушки в момент времени t=0, и на двух других кривых остаточная влажность белья - 50%. Различие этих кривых также обусловлено тем фактом, что абсолютная атмосферная влажность в выпускном отверстии для воздуха 20 зависит от поверхности белья 14. В свою очередь поверхность зависит от количества белья или его массы. Цель состоит в том, чтобы установить ее. Таким образом, можно сделать выводы в отношении количества белья по уровню абсолютной атмосферной влажности.
Можно видеть, что первоначально все три кривые очень схожи. Только через примерно 2 минуты третья кривая для самого малого количества белья начинает спадать, а затем через примерно 500 секунд или около 8 минут эксплуатации достигается максимум. От этого максимума она снова спадает с приближенно постоянным градиентом.
Это означает, что при начале процесса сушки и независимо от количества белья атмосферная влажность в выпускном отверстии для воздуха 20, определенная датчиком влажности 22, одна и та же. Это, в частности, обусловлено тем фактом, что во время запуска центрифужной сушилки 11 максимальная удаляемая влага из белья 14 приблизительно одинакова в каждом случае.
Вторая кривая для 3 кг белья аналогична первой кривой на протяжении относительно длительного периода времени, а затем значительно сглаживается примерно через 10 минут, после которых она предполагает не полностью различимое максимальное значение, а затем примерно через 16 минут она снова спадает все более резко.
Первый профиль или кривая для 5 кг белья сглаживается несколько позже, чем вторая кривая, а именно - примерно через 12-14 минут, и достигает максимального значения примерно через 30 минут. Примерно через 40 минут кривая медленно, а затем все более резко спадает.
Ясно по трем кривым атмосферной влажности в зависимости от времени по фиг.2, что специалист может использовать их для целей дифференциации и, следовательно, определения загрузочного количества. В некоторых случаях они могут быть использованы альтернативно или дополнительно для определения дополнительных значений, таких как остаточная влажность и т.п.
На фиг.2 показано ломаной линией, где или в какой момент времени достигается максимальное значение атмосферной влажности. Сохраненные соответствующие значения можно запросить посредством устройства управления 24 из памяти 25. Таким образом, на основании максимальных значений кривых по фиг.2, устройство управления 24 может определить, сколько белья находится в загрузочной камере 12. Однако, особенно в случае кривой 1, определение максимального значения связано со значительной неточностью. Управление с точностью до 1 минуты не является необходимым в способе управления центрифужной сушилкой, и неточность должна быть лишь в несколько минут. Для второй кривой с 3 кг белья пунктирной линией показано, как должна проходить кривая, если остаточная влажность составляет 70%, как для кривой для 5 кг. Однако эта пунктирная кривая является просто схематической. Она предназначена для иллюстрации того, что вместо приближенно обнаруживаемого максимума кривой имеется более широкая платообразная кривая, как для кривой для 5 кг. Ситуация должна быть аналогична для кривой для 1,5 кг.
Следует предполагать, что ширина или временная длительность плато хотя и обеспечивает информацию об остаточной влажности белья после процесса стирки, но должна рассматриваться в сравнении с количеством белья. Таким образом, такая фаза плато для кривой для 1,5 кг белья короче, чем для 5 кг белья. Если, например, в случае кривой 2 остаточная влажность была бы даже выше, чем для пунктирного представления, соответствующего 70%, фаза плато должна бы быть даже более обширной или продолжительной.
До этой степени в соответствии со вторым, также ранее описанным вариантом значение абсолютной атмосферной влажности используется до истечения заданного времени. На фиг.2, например, применимо время несколько больше 16 минут. В это время кривая 1 еще не достигла своего максимального значения, кривая 2 приближается к своему максимальному значению и кривая 3 уже снова спадает. Как можно видеть, в этот момент времени или аналогичный момент времени кривые значительно отличаются для их дифференциации друг от друга путем сравнения.
В соответствии с другим вариантом можно определить градиент кривой, в частности, в более поздний момент времени или после превышения заданного максимального значения. Для этого либо можно предусмотреть фиксированный момент времени, например, приближенно 16 минут, чтобы определить кривую, аналогичную кривой 3. Ее вычерчивают по линиям, соответствующим значению градиента. Также можно, например, для определения достижения максимального значения, непрерывно определять градиент. Как только он становится неизменно отрицательным, либо зарегистрировано превышение максимума, затем определение градиента связано с временем указанного определения, и он, в свою очередь, сравнивается с соответствующими сохраненными значениями.
В соответствии с другим вариантом настоящего изобретения путем наблюдения имеющихся значений для абсолютной атмосферной влажности можно ожидать превышения максимума. После этого конкретный момент времени, например немного менее 10 минут, используется для последующего измерения градиента профиля или кривой. Это также достоверно обеспечивает наличие четко определяемого и сравнимого значения градиента.
В соответствии с еще одним вариантом настоящего изобретения можно также непрерывно определять градиент. Затем можно установить время, когда предполагается, что градиент достигает конкретного значения. Также результатом этой характеристики может быть в конкретный момент времени, когда одна из кривых по фиг.2 имеет некоторый градиент, кривые могут отличаться одна от другой, и поэтому можно определить количество белья 14 в загрузочной камере 12 центрифужной сушилки 11. Путем комбинации вышеупомянутых вариантов определения, в частности, также можно сделать выводы в отношении других значений, таких как, например, остаточная влажность белья в начале процесса сушки.
Когда известно количество белья 14 и возможно дополнительно вышеупомянутые значения, устройство управления 24 может основываться на последовательности процесса сушки относительно времени, подаче воздуха и, возможно, температуре воздуха. Таким образом, можно осуществить процесс сушки, оптимизированный в отношении результата и энергозатрат. Для некоторых определенных значений, в частности, количества белья и, в некоторых случаях, остаточной влажности белья в загрузочной камере, можно вывести их на дисплей на центрифужной сушилке 11 в качестве информации для пользователя.