УСТРОЙСТВО И СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МОЙКИ
DEVICE AND METHOD FOR ULTRASONIC CLEANING

Изобретение относится к бытовой технике, а именно к ультразвуковой мойке предметов быта в промышленных масштабах, а также в домашних условиях [МПК A47L 15/00].
Из уровня техники известен СПОСОБ РАБОТЫ ПОСУДОМОЕЧНОЙ МАШИНЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ГЕНЕРАТОРА [DE4444148 (A1), опубл. 1996.06.13], характеризующийся тем, что в процедуре управления посудомоечной машиной с ультразвуковым генератором он работает только в «чистом» цикле. В других циклах, а именно «промежуточное ополаскивание» и «чистое ополаскивание», промывочная жидкость циркулирует импульсами. Нагревание ополаскивающей жидкости происходит только в цикле «чистое полоскание» и по запросу в цикле «чистое». Промывочная жидкость из этих трех циклов повторно используется в следующем «чистом» цикле. Здесь чистая жидкость из предыдущих циклов наливается в контейнер и приводится в состояние вибрации в течение фиксированного времени ультразвуковым генератором, тем самым нагреваясь до необходимой температуры. В отдельном контейнере он проходит потенциальную очистку, удаляя остатки пищи.
Недостатками аналога являются:
- в используемом техническом решении время процедуры мойки посуды не регулируется;
- ультразвуковой генератор работает только в «чистом» цикле;
- ультразвук не используется для процесса сушки белья.
Также из уровня техники известна НОВАЯ УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ПОСУДОМОЕЧНАЯ МАШИНА [CN108720768 (A) - 2018.11.02], состоящая из кнопки, ручки, водопровода, двухпозиционного двухходового электромагнитного клапана, реле уровня воды, спринклера, водяного насоса, однофазного асинхронного двигателя, ультразвукового преобразователя и сетки фильтра, при этом водопровод соединен с водяным насосом через двухпозиционный двухходовой электромагнитный клапан. Однофазный асинхронный двигатель приводит в действие водяной насос для подачи воды в посудомоечную машину. Левая сторона посудомоечной машины снабжена кнопкой и ручкой, нижняя правая часть посудомоечной машины снабжена ультразвуковым преобразователем, а водяной насос соединен с сеткой фильтра через трубопровод.
Недостатками данного аналога являются:
- в данном техническом решении не осуществляется контроль чистоты посуды во время режима «мойки», это не дает гарантии полного устранения загрязнения на посуде, что может сказаться на качестве мойки, а также увеличивает время мойки посуды;
- ультразвуковой преобразователь не используется для сушки посуды.
Наиболее близкой по технической сущности является СТИРАЛЬНАЯ МАШИНА [RU2154129 (C1), опубл. 10.08.2000 г.], содержащая корпус с герметичной крышкой, расположенную внутри корпуса камеру с горизонтальной перегородкой, средство для создания вакуума, соединенное через клапан с верхней частью камеры, и вибропривод, отличающаяся тем, что содержит электроуправляемые клапаны подачи и сброса воды, подачи воздуха, а вибропривод выполнен в виде ультразвукового излучателя, при этом разрежение, создаваемое средством для создания вакуума, составляет 0,29-0,49 МПа, а частота колебаний, создаваемых ультразвуковым излучателем, составляет 46-200 кГц.
Основной технической проблемой прототипа является то, что в данном техническом решении в режиме стирки ультразвуковой вибратор работает по установленному реле временем периоду (5-10 мин), это не дает гарантии полного устранения загрязнения белья, что может сказаться на качестве стирки. Кроме того, в конструкции не предусмотрена возможность фиксации значений мутности и температуры воды, измерение которых позволяет сократить время ультразвуковой мойки.
Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.
Техническим результатом изобретения является сокращение времени ультразвуковой мойки.
Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство ультразвуковой мойки, содержащее генератор ультразвука, отличающееся тем, что содержит блок управления, к которому подключены блок контроля изменения мутности воды, блок контроля изменения температуры воды и фильтр очистки, при этом управляющие выходы блока управления подключены к циркуляционному насосу, нагревателю воды, генератору ультразвука, заливному насосу, блоку управляющих клапанов и приводу барабана, при этом блок управляющих клапанов выполнен с возможностью распределения потоков воды, генератор ультразвука выполнен с возможностью создания в режиме мойки кавитации в объеме воды в камере, а в режиме отжима и сушки с возможностью сушки погруженного в камеру материала, в режиме мойки циркуляционный насос выполнен с возможностью циркуляции воды по гидравлическим соединениям из камеры через мутномер в фильтр очистки, далее в блок управляющих клапанов, циркуляционный насос и обратно в камеру, заливной насос выполнен с возможностью закачки воды из резервуара для воды в камеру в режиме мойки и обратно в режиме отжима и сушки, блок управления выполнен с возможностью остановки режима мойки, когда значения мутности воды в блоке сравнения значений мутности станут равными или меньшими пороговым значениям и включения режима отжима и сушки, камера в режиме отжима и сушки выполнена с возможностью вращения посредством привода барабана.
В частности, блок контроля мутности воды содержит мутномер, который одним выходом подключен к последовательно соединенным блоку хранения начального значения мутности воды и блоку сравнения значений мутности, а другим выходом непосредственно к блоку сравнения значений мутности, к которому подключен блок хранения пороговых коэффициентов мутности и который образует выход блока контроля мутности воды.
В частности, блок контроля изменения температуры воды содержит датчик температуры воды, который одним выходом подключен к последовательно соединенным блоку хранения начального значения температуры воды и блоку сравнения значений температуры, а другим непосредственно к блоку сравнения значений температуры, к которому подключен блок хранения пороговых коэффициентов температуры и который образует выход блока контроля изменения температуры воды.
Способ ультразвуковой мойки, характеризующийся тем, что при ультразвуковой мойке первоначально с помощью блока контроля измерения мутности воды и блока контроля изменения температуры, подключенных к блоку управления, измеряют значения температуры и мутности воды, сохраняют их в соответствующих блоках хранения начальных значений параметров воды, в режиме мойки осуществляют текущий контроль значений температуры и мутности воды и сравнивают их с начальными значениями и пороговыми коэффициентами, в режиме мойки генератором ультразвука создают кавитацию в объеме воды в камере, а в режиме отжима и сушки осуществляют сушку погруженного в камеру материала, при этом в режиме мойки циркуляционным насосом обеспечивают циркуляцию воды по гидравлическим соединениям из камеры через мутномер в фильтр очистки, далее в блок управляющих клапанов, циркуляционный насос и обратно в камеру, а заливным насосом обеспечивают подачу воды из резервуара для воды в камеру в режиме мойки и обратно в режиме отжима и сушки, при снижении значения мутности воды в блоке сравнения до порогового значения останавливают с помощью блока управления режим мойки и включают режим отжима и сушки, вращение камеры в режиме отжима и сушки осуществляют посредством привода барабана.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показана электрическая блок-схема устройства для стирки.
На фиг.2 показана гидравлическая блок-схема устройства для стирки.
На рисунке обозначено: 1 – блок контроля изменения мутности воды, 2 – блок сравнения значений мутности, 3 – блок хранения пороговых коэффициентов мутности, 4 – мутномер, 5 – блок хранения начального значения мутности воды, 6 – блок контроля изменения температуры воды, 7 – блок сравнения значений температуры, 8 – блок хранения пороговых коэффициентов температуры, 9 – датчик температуры воды, 10 – блок хранения начального значения температуры воды, 11 – блок управления, 12 – заливной насос, 13 – циркуляционный насос, 14 – нагреватель воды, 15 – блок управляющих клапанов, 16 – привод барабана, 17 – генератор ультразвука, 18 – фильтр очистки, 19 – резервуар для воды, 20 – камера.
Осуществление изобретения.
Устройство для мойки содержит блок контроля изменения мутности воды 1, который состоит из блока сравнения значений мутности 2, к которому проводными кабелями подключены блок хранения пороговых коэффициентов мутности 3, а также последовательно соединённые мутномер 4 и блок хранения начального значения мутности воды 5. Также устройство для мойки содержит блок контроля изменения температуры воды 6, который состоит из блока сравнения значений температуры 7, к которому проводными кабелями подключены блок хранения пороговых коэффициентов температуры 8, а также последовательно соединённые датчик температуры воды 9 и блок хранения начального значения температуры воды 10. Выходы блоков контроля изменения мутности воды 1 и контроля изменения температуры воды 6 проводными кабелями соединены с блоком управления 11, который кабелями подключен к заливному насосу 12, циркуляционному насосу 13, нагревателю воды 14, блоку управляющих клапанов 15, приводу барабана 16 и генератору ультразвука 17, а к самому блоку управления 11 подключен фильтр очистки 18.
Кроме того, устройство для мойки содержит резервуар для воды 19, который имеет прямую и обратную гидравлические связи с заливным насосом 12, который имеет гидравлический вход с внешнего водопровода, а также прямую и обратную связи с камерой 20, которая последовательно соединена гидравлическими соединениями с мутномером 2, фильтром очистки 18, блоком управляющих клапанов 15, циркуляционным насосом 13, который обратной связью соединён с камерой 20.
Ультразвуковая мойка осуществляется следующим образом.
Первоначально для ультразвуковой мойки с помощью заливного насоса 12 в резервуар для воды 19 заливают воду, объёмом в зависимости от варианта исполнения устройства. Затем в камеру 20 погружают материалы, для которых осуществляют мойку. Далее запускают в работу устройство, в результате чего блок управления 11 подаёт команду на заливной насос 12, который осуществляет закачку воды из резервуара для воды 19 в камеру 20 по соответствующему гидравлическому соединению. После закачки воды в камеру 20, датчик температуры воды 9 измеряет начальное значение температуры воды и записывает его в блок контроля изменения температуры воды 6, а именно в блок хранения начального значения температуры воды 10. Далее в блоке сравнения значений температуры 7 производят сравнение начального значения температуры воды с пороговым, подаваемым из блока хранения пороговых коэффициентов температуры. В зависимости от режима мойки, на основании выполненного сравнения нагреватель воды 14 производит нагрев воды до необходимой температуры. После достижения требуемой температуры воды в камере 20, осуществляют запуск работы устройства путём подачи команды блоком управления 11 на привод барабана 16 и генератор ультразвука 17, который создаёт режим кавитации во всём объёме воды, находящейся в камере 20, при котором отделяющиеся частицы грязи и жира удаляются водой и задерживаются в фильтре очистке 18.
В режиме функционирования устройства циркуляционный насос 13 обеспечивает циркуляцию воды по соответствующим гидравлическим соединениям из камеры 20 в фильтр очистки 18, который выполнен с возможностью очистки воды, мутномер 4, который выполнен с возможностью подачи начального и текущего значений мутности воды по проводным соединениям в блок хранения начального значения мутности воды 5 и блок сравнения значений мутности 2 соответственно, блок управляющих клапанов 15, который выполнен с возможностью управления потоками воды, сам циркуляционный насос 13 и обратно в камеру 20. При этом, в начале мойки, при первом прохождение воды, с помощью мутномера 4 осуществляют измерение начального значения мутности воды и передают в блок хранения начального значения мутности воды 5, из которого данное значение передаётся в блок сравнения значений мутности 2, в котором производится сравнение начального значения мутности воды с пороговым, поступающим из блока хранения пороговых коэффициентов мутности 3. В случае, если начальное значение мутности воды превышает пороговое, то процесс мойки не начинается до тех пор, пока вода не очистится, циркулируя по гидравлическим соединениям описанного выше контура прохождения воды. Кроме того, датчик температуры воды 9 осуществляет непрерывный контроль за значением температуры воды в камере 20 и передают текущие значения температуры воды в блок сравнения значений температуры 7, в котором производится постоянное сравнение текущих значений температуры воды с пороговым и, в случае необходимости, производят подогрев воды до требуемой температуры с помощью нагревателя воды 14.
Остановка функционирования устройства (окончание мойки) производится в момент, когда значения мутности воды, передающиеся в блок сравнения значений мутности 2, станут равными или меньшими пороговым значениям, записанным в блоке хранения пороговых коэффициентов мутности 3.
После окончания режима функционирования устройства, включается режим отжима и сушки, в котором в результате вращения камеры 20 с помощью привода барабана 16, заливной насос 12 выкачивает воду обратно в резервуар для воды 19 по соответствующим гидравлическим соединениям. При этом одновременно генератор ультразвука 17 осуществляет сушку загруженных в камеру 20 материалов путём подачи ультразвуковых волн определенной частоты, в зависимости от типа очищаемых материалов.
Таким образом, использование исследуемого технического решения позволяет достичь заявленный технический результат.
Технический результат изобретения сокращение времени ультразвуковой мойки достигается за счет того, что:
- с помощью датчика температуры воды 9 осуществляют измерение значений показателя температуры воды и при необходимости с помощью нагревателя для воды 14 осуществляют подогрев воды в камере 20 с целью ускорения процесса кавитации;
- мутномер 4 осуществляет своевременное измерение значений показателя мутности воды и передачу их в блок сравнения значений мутности 2;
- блок сравнения значений мутности 2 осуществляет сравнение значений мутности воды, поступающих в него с мутномера 4 и блока хранения пороговых коэффициентов мутности 3, в результате совпадения которых производится своевременная остановка функционирования устройства;
- блок управляющих клапанов 15 выполнен с возможностью распределения потоков воды;
- генератор ультразвука 17 в режиме мойки создаёт режим кавитации во всём объёме воды, находящейся в камере 20, а в режиме сушки волнами на определенной частоте осуществляет сушку погруженного в камеру 20 материала;
- блок управления 11 осуществляет управление и своевременную подачу команд на подключенные к нему проводными соединениями заливной насос 12, циркуляционный насос 13, нагреватель воды 14, блок управляющих клапанов 15, привод барабана 16, генератор ультразвука 17 и фильтр очистки 18.
Пример достижения технического результата.
К примеру, перед ультразвуковой стиркой белья через заливной насос в резервуар для воды заливают воду, объёмом от 0,08 до 0,11 куб. м. Затем в камеру погружают белье с загрязнениями. Выбирают режим работы ультразвуковой стиральной машинки и запускают в работу, в результате через под управлением блока управления заливной насос осуществляет закачку воды из резервуара для воды в камеру 20. При необходимости нагреватель воды на основании данных, полученных с датчика температуры воды, осуществляет подогрев воды до соответствующей выбранному режиму температуры в диапазоне от 10 до 100 градусов по Цельсию. Далее осуществляется запуск работы устройства, начинает вращаться привод барабана, а генератор ультразвука осуществляет излучение ультразвуковых волн в диапазоне 46-200 кГц для в зависимости от выбранного режима, в результате чего с помощью создаваемой кавитации в воде осуществляется очистка загруженного белья. В результате осуществляется циркуляция воды по гидравлическому контуру стиральной машины с помощью циркуляционного насоса. При этом осуществляется очистка воды в фильтре очистки, измерение значений параметров мутности и температуры воды мутномером и датчиком температуры соответственно для поддержания требуемой температуры воды в камере и своевременной остановки процесса стирки, в момент, когда текущее значение мутности воды совпадет с пороговым.
После окончания режима функционирования устройства, выполняется режим отжима, при котором за счет вращения камеры с помощью привода барабана вод и функционирования заливного насоса из камеры выкачивается вода обратно в резервуар для воды. Параллельно запускается генератор ультразвука для осуществления режима сушки с значениями частот ультразвуковых волн в диапазоне от 2 до 25 кГц.