СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ ВРАЩЕНИЯ СТИРАЛЬНОГО БАРАБАНА
METHOD TO CONTROL MODE OF WASHING DRUM ROTATION

Изобретение относится к способам обработки текстильных изделий, в частности к режимам машинной стирки белья в стиральных машинах с горизонтальной осью вращения барабана.
ц
п
б
б
б
В стиральных машинах барабанного типа используют реверсивное вращение барабана при стирке. При этом режим вращения барабана представляет собой чередующиеся циклы N, состоящие из периодов вращения барабана τ в одном и в противоположном направлении и паузы между ними с длительностью τ. Причем частота вращения барабана n в каждом периоде его вращения τ в процессе стирки изделий остается всегда постоянной, т.е. n=const. Постоянство частоты вращения барабана n обусловлено особенностями технологии обработки текстильных изделий во вращающемся стиральном барабане, заключающимися в том, что только в узком диапазоне частоты вращения барабана, значения которого зависят от диаметра барабана, может быть реализован необходимый процесс перелопачивания изделий при стирке - так называемый «лавиноводопадный» режим движения обрабатываемых изделий [Лебедев B.C. Технологические процессы машин и аппаратов в производствах бытового обслуживания. / В.С.Лебедев. - М.: Легпромбытиздат, 1991. - 336 с.].
Для обеспечения различной степени механического воздействия на обрабатываемые изделия при стирке в зависимости от их вида и степени их загрязненности используют различные соотношения между периодами вращения барабана и паузой. Так, для увеличения механического воздействия на изделия при стирке длительность периодов вращения барабана увеличивают, а длительность периода паузы уменьшают. Соответственно, для снижения механического воздействия длительность периодов вращения барабана уменьшают, а длительность периода паузы увеличивают.
Необходимость контроля расхода электроэнергии обусловлена тем, что в каждом периоде вращения барабана происходит случайное поведение изделий, что приводит к различным значениям расхода электроэнергии для каждого периода вращения барабана. Это предположение подтверждают экспериментальные исследования, проведенные авторами данной работы. На фиг.1 показана гистограмма расхода электроэнергии Е, Вт·с, стиральной машины «Indesit IWSB5105» в каждом из 10-ти периодов вращения барабана во время стирки. Как видно из графика, разность между минимальным значением расхода электроэнергии и максимальным составляет примерно около 200 Вт·с.
ц
п
с
ц
Таким образом, для экономии электроэнергии, необходимой для вращения барабана в процессе стирки, следует сократить время периода вращения барабана с повышенным расходом электроэнергии и увеличить время периода вращения барабана с минимальным расходом электроэнергии. При этом необходимо обеспечить требуемое качество обработки изделий путем сохранения количества циклов вращения барабана N в процессе стирки для конкретного режима обработки изделий, времени паузы τ и общее время вращения барабана в процессе стирки τ=2 τN.
В качестве аналога примем способ управления режимом стирки, описанный в материалах патента №2307205, МПК D06F 35/09, 2007 г. Изобретение относится к стиральной машине и способу стирки в ней с достижением технического результата, заключающегося в снижении расхода воды для стирки и повышении эффективности стирки. Способ стирки включает в себя этапы определения объема белья в баке, установления первого уровня воды для цикла предварительной стирки и второго уровня воды для цикла основной стирки, основываясь на определенном объеме белья, выполнения цикла предварительной стирки с использованием воды для стирки первого уровня воды и пара и преобразования цикла, предварительной стирки в цикл основной стирки, основываясь на количестве воды для стирки второго уровня воды, в зависимости от внутренней температуры бака.
Недостатком данного способа является повышенный расход электроэнергии, необходимой для вращения барабана в процессе стирки изделий.
Наиболее близким к предлагаемому способу управления режимом вращения барабана является способ, описанный в материалах заявки №95101687, 1996 г. Изобретение относится к бытовой технике по обработке текстильно-тканевых материалов, в частности к режимам машинной стирки белья. Способ стирки включает закладку белья в перфорированный барабан, подачу в бак воды и стирального порошка, последующий подогрев полученного в баке моющего раствора до требуемой температуры и реверсивное изменение направления вращения барабана. При этом в процессе повышения температуры моющего раствора время паузы между изменением направления вращения барабана неоднократно уменьшают, а время вращения барабана одновременно увеличивают. В частности, в предложенном способе стирки время вращения барабана увеличивают на величину уменьшения времени паузы между изменением направления вращения барабана. Предложенный способ стирки обеспечивает повышение качества стирки сильно загрязненного белья или спецодежды, снижение нагрузок на белье, уменьшение расхода стирального порошка и увеличение срока эксплуатации стиральной машины. Все эти показатели повышают потребительские свойства стиральной машины.
п
п
Недостатком данного способа управления режимом обработки изделий, в том числе режимом вращения барабана, является отсутствие учета изменения потребляемой мощности N и, соответственно, расхода электроэнергии E, что не позволяет обеспечить их снижение.
Задачей данного изобретения является снижение уровня расхода электроэнергии при стирке путем его контроля в процессе вращения барабана и выбора на основании этого рационального режима вращения барабана.
ц1
1
2
1
2
1
2
3
3
1-2
3
1-2
3
Поставленная задача решается реализацией следующего способа управления режимом вращения барабана при стирке. В первый цикл вращения барабана при стирке N производят замер потребляемой энергии при вращении барабана в одну и другую сторону: E и Е. При этом длительность периодов вращения составляет τ и τ, а количество оборотов барабана соответственно N и N. Находят среднее удельное значение потребляемой энергии за один оборот барабана . В третьем периоде вращения барабана τ по истечении первых двух оборотов определяют удельный расход энергии за один оборот барабана . При этом, если выполняется условие е>е, то после двух оборотов барабана происходит его остановка и переход в режим паузы, а затем переход к четвертому периоду вращения барабана. При е≤е вращение барабана в третьем периоде продолжается в течение всего периода τ.
Во время четвертого периода вращения барабана, также после двух оборотов барабана, происходит сравнение удельного расхода энергии за один оборот
со средним удельным расходом энергии за предыдущие периоды вращения барабана
3
1-2
(при условии е>е) и
3
1-2
(при условии е≤е),
3
4
1-3
4
1-3
4
3
1-2
4
4
3
3
где N - количество оборотов барабана в третьем периоде его вращения. Так же как и в третьем периоде вращения барабана, производят сравнение: если е>е, то после двух оборотов барабана происходит его остановка и переход в режим паузы, а затем переход к пятому периоду вращения барабана. При e≤e вращение барабана в четвертом периоде продолжается в течение всего периода τ, причем если в третьем периоде барабан совершил 2 оборота (при условии е>е), то количество оборотов барабана N в четвертом периоде τ увеличивают на величину ΔN=(N-2), 2), а период вращения, соответственно, увеличивается на величину
ц
п
Таким образом, способ управления режимом вращения стирального барабана включает закладку в перфорированный барабан, подачу в бак воды и стирального порошка с последующим подогревом полученного моющего раствора до требуемой температуры и реверсивное изменение вращения барабана, при этом вращение барабана представляет собой чередующиеся циклы N, состоящие из периодов вращения барабана τ в одном и в противоположном направлении и паузы между ними с длительностью τ.
i
3
цi
i
Во время каждого периода вращения барабана при стирке τ, начиная с третьего, т.е. с τ, где i=1, 2…2N - порядковый номер периода вращения барабана, производят сравнение удельного расхода энергии, потребляемого на вращение барабана в данном периоде τ, за два первых его оборота  с удельным расходом энергии за предыдущие периоды вращения барабана
1
1-(i-1)
i
1-(i-1)
i
i
i
i
при этом, если выполняется условие e>e, то после двух оборотов барабана происходит его остановка и переход в режим паузы, а затем переход к следующему периоду вращения барабана. При e≤е вращение барабана в i-м периоде продолжается в течение всего периода τ, причем если в предыдущих периодах (или периоде) барабан совершал по 2 оборота, то количество оборотов барабана N в i-м периоде τ увеличивают на величину ΔN=κ(N-2), где к - количество подряд идущих периодов вращения барабана, предшествующих периоду τ, во время которых барабан совершил по 2 оборота, а период вращения, соответственно, увеличивается на величину
.
Пример реализации данного способа управления режимом вращения барабана для первых четырех периодов вращения барабана, взятых из фиг.1, показан на фиг.2.
ц
c
Как видно из приведенных выше рассуждений и графика на фиг.2, при реализации предлагаемого способа управления режимом вращения барабана при стирке снижается время работы электродвигателя привода барабана при максимальных нагрузках, что приводит к снижению расхода энергии, причем для обеспечения требуемого качества стирки изделий сохраняется прежним количество чередующихся циклов реверсивного вращения барабана N, предупреждающих закручивание изделий, а также общее время стирки τ=const, а соответственно и общее количество оборотов барабана ΣN=const, что обеспечивает постоянство механического воздействия на изделия во время стирки.