УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДАЧИ ЛЬДА
DEVICE FOR ICE DISTRIBUTION

Область техники
Предлагаемое изобретение относится к устройству для выдачи льда, в частности, к устройству для выдачи льда такого типа, который может использоваться в холодильном аппарате для хранения кусочков льда, приготовленных автоматическим льдогенератором холодильного аппарата, и выдаче их по требованию пользователя.
Уровень техники
Устройство для выдачи льда, известное согласно US 4176527 A, имеет накопительный бункер для кусочков льда, заслонку, которая расположена в выходной камере накопительного бункера с возможностью вращения и имеет несколько параллельных пальцев в виде лезвий с промежутками между ними, и узел со вторым набором штифтов, которые на выбор могут вращаться вместе с заслонкой или фиксироваться в накопительном бункере, чтобы подавать к выходному отверстию либо цельные кусочки льда, либо лед, измельченный между пальцами заслонки и узла.
В фиксированном состоянии второй набор пальцев делит выходную камеру на верхнюю половину и нижнюю половину, причем выходное отверстие находится в нижней половине. Чтобы воспрепятствовать попаданию цельных кусочков льда и их выдаче при фиксированном узле, при котором должен образовываться измельченный лед, нижняя половина выходной камеры отделяется от остальной части накопительного бункера перегородкой. Для обеспечения выдачи лед с помощью шнекового транспортера должен перемещаться над этой перегородкой.
Заслонка и шнековый транспортер посажены на одну ось с мешалкой. Мешалка имеет форму спирали, в результате чего при вращении мешалки кусочки льда подаются в направлении выходной камеры. Если бы мешалка вращалась без возможности выдачи льда из выходной камеры, то лед застаивался бы в выходной камере и заблокировал бы вращение. Поэтому вращение мешалки без одновременной выдачи льда невозможно. Если в течение длительного времени лед не выдавался, то существует опасность смерзания кусочков льда друг с другом в накопительном бункере и блокировки вращения, в результате чего устройство для выдачи льда придется извлекать из холодильного аппарата и размораживать, чтобы стало возможным его дальнейшее использование.
Чтобы устранить эту опасность, для мешалки может быть предусмотрен очень мощный приводной двигатель, а накопительный бункер и мешалка могут быть выполнены с высокой механической нагрузочной способностью, чтобы обеспечить разламывание кусочков льда даже после длительного простоя. Таким способом можно снизить опасность блокировки устройства для выдачи льда или увеличить время простоя, за которым наступает блокировка. Однако этот способ связан с большими затратами, а кроме того, существует опасность нежелательного измельчения кусочков льда в накопительном бункере. Чем больше доля маленьких осколков льда в накопительном бункере, тем вероятнее их смерзание друг с другом, и тем больше усилие, необходимое для разламывания льда.
US 4846381 предлагает решить проблему смерзания за счет того, что в накопительном бункере устройства для выдачи льда мешалка и шнековый транспортер расположены отдельно друг от друга и снабжены отдельными приводными двигателями. Таким образом, мешалка может быть задействована для отделения кусочков льда друг от друга без одновременной выдачи льда шнековым транспортером. Недостаток этой конструкции заключается в большой площади, занимаемой мешалкой, отделенным от нее шнековым транспортером и их приводными двигателями, что делает это решение интересным в основном для промышленных устройств, служащих исключительно для приготовления льда.
Сущность изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является разработка устройства для выдачи льда, позволяющего на выбор выдавать кусочки льда или измельченный лед и имеющего простую и недорогую в реализации конструкцию, позволяющую использовать его, в частности, в бытовом холодильном аппарате.
Задача решена устройством для выдачи льда с накопительным бункером для кусочков льда, заслонкой, которая может передвигаться над выходным отверстием накопительного бункера по заданной траектории и имеет первый набор пальцев, и узлом со вторым набором пальцев, причем, по меньшей мере, один из наборов пальцев содержит, по меньшей мере, два расположенных с осевым промежутком пальца, а при движении заслонки по ее траектории один палец второго набора входит в промежуток между двумя пальцами первого набора, за счет того, что узел может перемещаться между положением, в котором он частично перекрывает выходное отверстие, и положением, в котором он освобождает выходное отверстие. Частичное перекрытие препятствует прохождению цельных кусочков льда через выходное отверстие, но позволяет выдавать измельченный лед. В результате отпадает необходимость в создании выходной камеры, отделенной от остальной части накопительного бункера перегородкой, а также необходимость во вспомогательном средстве, перемещающем лед через перегородку.
Чтобы улучшить измельчающий эффект, пальцы рациональным образом выполняются в виде ножей с острыми режущими кромками.
Особенно простая конструкция достигается за счет того, что палец узла имеет форму пластины, и в положении, частично перекрывающем выходное отверстие, кромка пластины перекрывает выходное отверстие. Таким образом, просвет выходного отверстия при частичном перекрытии сокращается незначительно, и измельченный лед может эффективно выдаваться. В частности, когда узел имеет несколько пластин, лед, раздавленный пальцами заслонки между пластинами, может выдаваться, не минуя предварительно тесную узкость или кромку.
Движение заслонки рациональным образом представляет собой вращательное движение.
В накопительном бункере может размещаться мешалка, периодическое приведение которой в действие препятствует смерзанию хранящихся в накопительном бункере кусочков льда друг с другом.
Между мешалкой и заслонкой установлено соединение, позволяющее на выбор передавать или не передавать на заслонку крутящий момент привода, прилагаемый к мешалке. Если движущий момент передается, заслонка вращается вместе с мешалкой, и кусочки льда, попадающие в пределы досягаемости заслонки при движении мешалки или иным способом, перемещаются заслонкой к выходному отверстию. Если движущий момент не передается, заслонка остается неподвижной, то есть лед не перемещается к выходному отверстию. В этом состоянии можно задействовать только мешалку, чтобы отделить друг от друга смерзшиеся в накопительном бункере кусочки льда без одновременной выдачи льда.
Благодаря простой конструкции, предпочтительным является устройство для выдачи льда, в котором мешалка и заслонка посажены на одну и ту же ось.
Особенно компактная и простая конструкция получается, когда движение узла между двумя упомянутыми положениями представляет собой поворот вокруг оси вращения заслонки.
Привод такого поворота может осуществляться простым способом за счет фрикционного соединения узла с заслонкой.
Чтобы обеспечить возврат узла в перекрывающее положение без использования собственного привода, выгодным образом перекрывающее положение является стабильным равновесным положением узла.
Краткое описание чертежей
Прочие признаки и преимущества изобретения следуют из нижеприведенного описания вариантов исполнения с учетом прилагаемых фигур. На фигурах изображено:
Фигура 1: схематичный разрез бытового холодильного аппарата, оснащенного устройством для выдачи льда согласно изобретению.
Фигура 2: увеличенный осевой разрез выходной камеры устройства для выдачи льда.
Фигура 3: схематичный разрез выходной камеры перпендикулярно оси в режиме перемешивания или режиме выдачи измельченного льда.
Фигура 4: разрез (аналогичный фигуре 3) в режиме выдачи кусочков льда.
Осуществление изобретения
Холодильный аппарат, представленный на фиг.1 в схематичном разрезе, имеет теплоизолированный корпус 1 и дверцу 2, которые ограничивают внутреннюю полость 3. Во внутренней полости 3 поддерживается температура ниже 0°С при помощи испарителя, расположенного в камере 4 испарителя, выделенной в верхней части корпуса 1. Автоматический льдогенератор 5 расположен во внутренней полости 3 непосредственно рядом с камерой 4 испарителя, так что на него предпочтительно может подаваться холодный воздух из камеры 4 испарителя. Льдогенератор 5 состоит известным, не показанным подробно на фигуре образом из нескольких фасонных емкостей, автоматического дозатора воды, заливаемой в эти емкости, а также устройства для автоматического выброса готовых кусочков льда из фасонных емкостей.
Под льдогенератором 5 помещен сборный резервуар 6 устройства для выдачи льда, который принимает выброшенные кусочки льда. Сборный резервуар 6 простирается на большую часть глубины внутренней полости 3. В нише 7 на задней стенке сборного резервуара 6 помещен электродвигатель для привода мешалки 8, простирающейся в продольном направлении сборного резервуара 6. На оконечности мешалки 8, направленной в противоположную нише сторону, насажены вращающиеся ножи 9 дробилки способом, описанным ниже. Ножи 9 размещены в цилиндрической выходной камере 10, которая открыта со стороны сборного резервуара 6 и удлиняет его вдоль оси вращения мешалки 8. На торцевой стороне выходной камеры 10, обращенной к дверце 2, помещен электромагнит 11, назначение которого также будет описано позднее.
Мешалка 8 представляет собой металлическую штангу, изогнутую в параллельной оси плоскости в виде зигзага. Благодаря своей плоской конструкции она не оказывает, в отличие от спирали или шнека, давления в осевом направлении на содержащиеся в сборном резервуаре 6 кусочки льда, но перемещает их в случайных направлениях и предотвращает, таким образом, их смерзание друг с другом. Поэтому мешалка 8 время от времени может приводиться во вращение двигателем, в результате чего кусочки льда в выходной камере не испытывают давления и не могут образовать затор.
Как показано, в частности, на фиг.3 и 4, выходная камера 10 в целом имеет форму положенного на бок цилиндра, на оболочке которого сформировано открытое снизу выходное отверстие 12. Напротив этого выходного отверстия 12 расположен показанный на фигуре 1 проход 13, проходящий сквозь слой изоляционного материала дверки 2 и оканчивающийся в открытой нише на внешней стороне дверки 2. Клапан 15 перекрывает проход 13, пока устройство для выдачи льда не работает, и предназначен для выдачи льда через выходное отверстие 12 и проход 13 в емкость, помещенную в нишу 14.
Резервуар 16 для воды встроен в изоляционный материал дверцы 2 на задней стороне ниши 14. Резервуар 16 для воды, с одной стороны, подсоединен к сети питьевого водоснабжения посредством питающего трубопровода 17 и запорного клапана 18 аналогично льдогенератору 5, а с другой стороны, подсоединен к раздаточной точке 19 в нише 14.
Рассмотрим теперь конструкцию и назначение дробилки на основании фиг.2-4. Как показано на фиг.2, мешалка 8 своей оконечностью, направленной в противоположную нише 7 сторону, переходит в цилиндрический вал 20 (образуя одно целое с ним), который проходит сквозь выходную камеру 10. Дальняя оконечность 21 вала 20 имеет некруглое сечение, например - квадратное. На вал 20 насажена легко вращаемая на нем гильза 22 с несколькими дисковыми ножами 23, каждый из которых, как показано на фиг.3, несет четыре радиально выступающих из круглого центра 24 ножа 9, исполняющие роль заслонки для находящихся в выходной камере 10 кусочков льда. В промежутки между каждой парой дисковых ножей 23 входят пластины 26 с острыми кромками, имеющие примерную форму четверти круга. Обращенные друг к другу кромки ножей 9 и пластин 26 зазубрены, чтобы можно было точечно развивать высокое давление для разламывания кусочков льда.
Параллельные друг другу пластины 26 в своем внешнем объеме жестко соединяются двумя траверсами 25, 27 в один узел. В конфигурации, показанной на фиг.3, две траверсы 25, 27 с обеих сторон выходного отверстия 12 прилегают к стенке выходной камеры 10, в то время как пластины 26 перекрывают выходное отверстие 12. Расстояние между параллельными пластинами 26 меньше размеров кусочков льда, выдаваемых льдогенератором 5, так что кусочки льда, находящиеся в выходной камере 10, не могут целиком пройти между пластинами 26 сквозь выходное отверстие 12.
Каждый из краев пластин 26, примыкающий к валу 20, зажимается с помощью эластичного буферного кольца 29 между двумя дисковыми ножами 23, так что пластины 26 вращаются против часовой стрелки вместе с ножами 9, если этому не препятствует (как показано на фиг.3) стопор 28, прилегающий к одной из траверс 25, 27.
Возвращаясь к фиг.2, видно, что гильза 22 может вращаться на подшипнике, помещенном в отверстие 30, выполненное в обращенной к дверце 2 торцевой стороне выходной камеры 10. Муфта 31 включения насажена на некруглую оконечность 21 вала 20 и при помощи электромагнита 11 (не показанного на фиг.2) может смещаться из показанного на фиг.2 положения, в котором гильза 22 с ножами 9 и вал 20 могут вращаться независимо друг от друга, в положение включения, в котором кулачки 32 муфты включения гильзы 22 входят в выемки 33 муфты 31 включения, в результате чего возникает силовое и геометрическое замыкание между валом 20 и гильзой 22.
Принцип действия устройства для выдачи льда следующий: пока, как показано на фиг.2, вал 20 и гильза 22 не соединены, двигатель в нише 7 кратковременно включается с заданной периодичностью, чтобы разламывать и перемешивать кусочки льда, смерзшиеся в сборном резервуаре 6. На перспективном виде фигуры 3 двигатель вращается при этом предпочтительно против часовой стрелки. Крутящий момент, передающийся подшипником за счет трения с вала 20 на гильзу 22, не приводит ножи 9 во вращение, так как они тормозятся заклиненными буферными кольцами 29 и блокированными стопором 28 пластинами 26. Лед не измельчается, и кусочки льда, находящиеся в выходной камере 10, не достигают выходного отверстия 12, так как не могут пройти пластины 26.
Если муфта 31 включения была смещена, чтобы создать геометрическое замыкание между валом 20 и гильзой 22, ножи 9 вращаются вместе с мешалкой 8 против часовой стрелки. Кусочки льда, попадающие в выходную камеру 10, сдвигаются вращающимися ножами 9 относительно пластин 26 и измельчаются между вращающимися ножами 9 и блокированными стопором 28 пластинами 26. Образующиеся при этом осколки проходят в промежутки между пластинами 26 и достигают выходного отверстия 12. Таким образом, выдается измельченный лед.
Чтобы выдавать лед кусочками, достаточно кратковременно оттянуть стопор 28 во время вращения мешалки 8 против часовой стрелки. Благодаря замыканию между буферными кольцами 29 узел, образованный пластинами 26 и траверсами 25, 27, вращается вместе с ножами 9 и освобождают выходное отверстие 12. Ножи 9 сдвигают цельные кусочки льда к выходному отверстию 12, где эти кусочки выдаются.
В принципе, во время выдачи кусочков льда можно оставить стопор 28 оттянутым, в результате чего пластины 26 будут вращаться так же, как и ножи 9. Однако в этом случае затруднена дозировка кусочков льда, так как режим выдачи кусочков льда может быть завершен только тогда, когда пластины 26 снова достигнут показанного на фигуре 3 положения и зафиксируются в этом положении стопором 28. Поэтому, согласно предпочтительному варианту, при переходе в режим выдачи кусочков льда стопор 28 оттягивается лишь настолько, насколько это необходимо для прохождения одной из двух вращающихся траверс 27 через стопор 28. После этого стопор 28 снова возвращается в выходную камеру 10 и блокирует, как показано на фигуре 4, следующую вращающуюся траверсу 25 в положении, в котором выходное отверстие 12 полностью открыто. Чтобы завершить режим выдачи кусочков льда, достаточно вывести муфту 31 включения из зацепления с гильзой 22, в результате чего сцепление между кулачками 32 муфты включения и выемками 33 исчезнет. Теперь гильза 22, ножи 9, пластины 26 и траверсы 25, 27 могут вращаться независимо от вала 20, вследствие чего они самостоятельно, под воздействием веса пластин 26 и траверс 25, 27, возвращаются в положение, показанное на фигуре 3 и соответствующее стабильному равновесному положению. В этом положении они снова блокируются стопором 28.