УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДАЧИ ЛЬДА
DEVICE FOR AIR 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 выдачи их по требованию пользователя.
Уровень техники
Устройство для выдачи льда, известное согласно US 4176527 А, имеет накопительный бункер для кусочков льда, мешалку, которая может вращаться на проходящей через накопительный бункер оси, выходную камеру, которая удлиняет накопительный бункер в направлении оси, и заслонку, которая присоединена к мешалке в выходной камере с возможностью вращения и выполнена в форме нескольких параллельно закрепленных на оси лопастей, которые в ходе своего вращения перемещают попадающий в выходную камеру лед к выходному отверстию. Мешалка в одной своей части выполнена в виде спирали, а в другой соседней с выходной камерой части - в виде шнекового транспортера, так что при вращении мешалки кусочки льда перемещаются в выходную камеру. При вращении мешалки в отсутствие выдачи льда из выходной камеры лед в выходной камере будет застаиваться и заблокирует 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 и, 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.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является разработка устройства для выдачи льда, надежно предотвращающего смерзание накопленных кусочков льда и имеющего при этом компактную недорогую конструкцию, позволяющую использовать его, в частности, в бытовом холодильном аппарате.
Задача решается за счет того, что в устройстве для выдачи льда с накопительным бункером для кусочков льда, мешалкой, которая может вращаться на проходящей через накопительный бункер оси, выходной камерой, которая примыкает к накопительному бункеру, и заслонкой, которая присоединена к мешалке в выходной камере с возможностью вращения, причем на стенке выходной камеры, вдоль которой при своем вращении движется заслонка, сформировано выходное отверстие для перемещаемого заслонкой льда, 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 выходную камеру 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.
Выходная камера рациональным образом имеет форму цилиндра с осью, соответствующей оси вращения заслонки, причем выходное отверстие расположено на оболочке цилиндра.
Согласно первому варианту исполнения торцевая сторона цилиндрической выходной камеры открыта со стороны накопительного бункера.
Согласно второму варианту исполнения между накопительным бункером и выходной камерой размещена перегородка со сквозным отверстием. Размер сквозного отверстия может быть выбран таким образом, чтобы можно было контролировать скорость, с которой при движущейся мешалке кусочки льда поступают из накопительного бункера в выходную камеру.
Чтобы воспрепятствовать поступлению кусочков льда в выходную камеру, когда движется только мешалка с целью перемешивания кусочков льда, выгодным образом заслонка может фиксироваться в положении, запирающем сквозное отверстие.
Чтобы способствовать движению кусочков льда из накопительного бункера в выходную камеру, накопительный бункер предпочтительно имеет дно, наклонное в сторону выходной камеры.
Кроме того, предпочтительно заслонка имеет первый набор пальцев, и в выходной камере предусмотрен второй набор пальцев, причем, по меньшей мере, один из наборов пальцев содержит, по меньшей мере, два расположенных с осевым промежутком пальца. Также предпочтительно при вращении заслонки один палец второго набора входит в промежуток между двумя пальцами первого набора. Кусочки льда, попадающие между двумя наборами пальцев, измельчаются между пальцами и в виде маленьких осколков попадают в выходное отверстие. Чтобы улучшить измельчающий эффект, пальцы рациональным образом выполняются в виде ножей с острыми режущими кромками.
Чтобы гарантированно исключить выдачу кусочков льда во время перемешивания при открытом соединении, в частности, в вышеупомянутом первом варианте исполнения без разделительной стенки между накопительным бункером и выходной камерой, второй набор пальцев предпочтительно может фиксироваться в положении, перекрывающем выходное отверстие.
Для предотвращения выдачи кусочков льда не требуется, чтобы второй набор пальцев полностью запирал выходное отверстие; будет достаточно, если он уменьшит свободное сечение отверстия настолько, чтобы через него не мог пройти ни один цельный кусочек льда.
Если второй набор пальцев в положении, перекрывающем выходное отверстие, запирает это отверстие лишь частично, то в этом положении он может использоваться для измельчения кусочков льда, так как образующиеся при этом осколки могут пройти сквозь выходное отверстие.
Чтобы можно было выдавать и цельные кусочки льда, второй набор пальцев рациональным образом может перемещаться между положением, перекрывающим выходное отверстие, и положением, освобождающим выходное отверстие.
Чтобы обеспечить возврат второго набора пальцев в перекрывающее положение без использования собственного привода, выгодным образом перекрывающее положение является равновесным положением второго набора пальцев.
Второй набор пальцев предпочтительно, по выбору пользователя, фиксируется в выходной камере или может вращаться вместе с заслонкой вокруг оси ее вращения.
Такое вращение может приводиться простым способом за счет фрикционного соединения второго набора пальцев с заслонкой.
Краткое описание чертежей
Прочие признаки и преимущества изобретения следуют из нижеприведенного описания вариантов исполнения с учетом прилагаемых чертежей. 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 согласно первому варианту исполнения.
Фигура 3: схематичный разрез выходной камеры устройства для выдачи льда с фигуры 2 перпендикулярно оси в режиме перемешивания или режиме выдачи измельченного льда.
Фигура 4: разрез (аналогичный фиг.3) выходной камеры устройства для выдачи льда с фигуры 2 в режиме выдачи кусочков льда.
Фигура 5: увеличенный осевой разрез выходной камеры устройства для выдачи льда согласно второму варианту исполнения.
Фигура 6: схематичный разрез выходной камеры устройства для выдачи льда с фигуры 5 перпендикулярно оси.
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 и удлиняет сборный резервуар 6 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 вовнутрь выходное отверстие 12. Напротив этого выходного отверстия 12 расположен показанный на фигуре 1 проход 13, проходящий сквозь слой изоляционного материала дверцы 2 и оканчивающийся в открытой нише на внешней стороне дверцы 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, а с другой стороны, подсоединен к раздаточной точке 19 в нише 14.
Рассмотрим теперь конструкцию и назначение дробилки согласно первому варианту исполнения 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 легковращаемая втулка 22 с несколькими дисковыми ножами 23, каждый из которых, как показано на фиг.3, несет четыре радиально выступающих из 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 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.
Пластины 26 в своем внешнем объеме жестко соединяются двумя траверсами 25, 27. 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 меньше размеров кусочков льда, так что кусочки льда, находящиеся в выходной камере 10, не могут пройти между пластинами 26 сквозь выходное отверстие 12 без дополнительных действий.
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 втулка 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 фигуре 2) может смещаться из показанного на фиг.2 положения, в котором втулка 22 с ножами 9 и вал 20 могут вращаться независимо друг от друга, в положение включения, в котором кулачки 32 муфты включения втулки 22 входят в выемки 33 муфты 31 включения, в результате чего возникает силовое и геометрическое замыкание между валом 20 и втулкой 22.
Принцип действия устройства для выдачи льда следующий: пока, как показано на фиг.2, вал 20 и втулка 22 не соединены, двигатель в нише 7 кратковременно включается с заданной периодичностью, чтобы разламывать и перемешивать кусочки льда, смерзшиеся в сборном резервуаре. На перспективном виде фиг.3 двигатель вращается при этом предпочтительно против часовой стрелки. Крутящий момент, передающийся подшипником за счет трения с вала 20 на втулку 22, не приводит ножи 9 во вращение, так как они тормозятся заклиненными буферными кольцами 29 и блокированными стопором 28 пластинами 26. Кусочки льда, находящиеся в выходной камере 10, не достигают выходного отверстия 12, так как не могут пройти пластины 26.
Если муфта 31 включения был смещена, чтобы создать геометрическое замыкание между валом 20 и втулкой 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 пластины 26 вращаются вместе с ножами 9 и освобождают выходное отверстие 12, так что ножи 9 сдвигают цельные кусочки льда к выходному отверстию 12 и 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 выдача льда может быть закончена только тогда, когда пластины 26 снова достигнут показанного на фиг.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 фиг.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 втулкой 22, в результате чего сцепление между кулачками 32 муфты включения и выемками 33 исчезнет. Теперь втулка 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 фиг.3 и соответствующее стабильному равновесному положению. В этом положении они снова блокируются стопором 28.
На фиг.5 и 6 представлена выходная камера устройства для выдачи льда согласно второму варианту исполнения изобретения в осевом разрезе и в разрезе, перпендикулярном оси. Элементы этого устройства для выдачи льда, которые соответствуют элементам, уже описанным в связи с первым вариантом исполнения по фиг.2-4, имеют такие же обозначения и повторно не поясняются.
В этом варианте исполнения вал 20 проходит сквозь перегородку 34, отделяющую сборный резервуар 6 от выходной камеры 10. Сквозное отверстие 35 (см. фиг.6) в перегородке 34 позволяет кусочкам льда поступать из сборного резервуара 6 в выходную камеру 10 при вращении мешалки 8. Мешалка 8 рядом с перегородкой 34 тесно прилегает к дну сборного резервуара 6, наклоняющемуся к перегородке 34. Благодаря этому при малом уровне заполнения сборного резервуара 6 кусочки льда гарантированно попадают туда и поднимаются к сквозному отверстию 35, в результате чего они могут падать в выходную камеру 10 через это отверстие.
Ножи 9, на которые в выходной камере 10 при помощи электромагнита 11 может передаваться вращение мешалки 8, имеют ту же форму, которая показана на фиг.3 и 4. Широкие пластины 26, напротив, заменены ножами 36, ширина которых ненамного отличается от ширины вращающихся ножей 9. Они отходят от одной из двух траверс 27 и своими остриями зажимаются с возможностью смещения между эластичными буферными кольцами 29, которые вращаются вместе с ножами 9. Для стабилизации ножей 36 в их положении, показанном на фиг.6, две траверсы 27 соединяются перегородкой 34 или скобой 37, расположенной рядом с передней стенкой выходной камеры 10.
В конфигурации, представленной на фигуре 6, ножи 36 фиксируются стопором 28, а кусочки льда, проходящие через сквозное отверстие 35, измельчаются между ножами 9, 36 до того, как они достигнут выходного отверстия 12.
Если нужно выдать цельные кусочки льда, достаточно оттянуть стопор 28, в результате чего под влиянием зажима ножей 36 между буферными кольцами 29 ножи 36 придут во вращение вместе с ножами 9. Можно предусмотреть оттяжку стопора 28 именно тогда, когда группа ножей 9 пройдет мимо ножей 36. Таким образом может быть достигнута равномерная выдача кусочков льда, так как ножи 36 не препятствуют проникновению кусочков льда через сквозное отверстие 35 в одном из промежутков между четырьмя группами ножей 9.
Если муфта 31 включения расцеплена с целью обеспечения вращения мешалки 8 без одновременного вращения втулки 22 и ножей 9, то это рациональным образом происходит, когда ножи 9 (как показано на фиг.6) находятся в положении, в котором группа ножей 9 пересекает сквозное отверстие 35. Таким образом, ножи 9 предотвращают неконтролируемое поступление кусочков льда в выходную камеру 10, которое, в противном случае, в зависимости от положения ножей 36 могло бы привести к неконтролируемой выдаче кусочков льда через выходное отверстие 12 или их скоплению перед ножами 36.