CN101619535A - 一种洗衣机脱水转筒的平衡装置及其平衡方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种洗衣机脱水转筒的平衡装置及其平衡方法，该洗衣机平衡装置由设置在脱水转筒边缘的至少两条环形腔室组成，其中至少一条腔内填入可以自由滚动的圆球状固体填充物，另外剩余腔室中至少有一条腔内填入可以自由流动的液体填充物，利用固体和液体两种不同的平衡物，分别产生至少两种反应速度不同的平衡力，进而改善洗衣机脱水转筒的平衡状态。通过采用上述的技术方案，本发明提供了一种结合液体注入式平衡环以及机械式平衡环的平衡装置，针对洗衣机脱水时产生的偏心量起到抑制作用，从而消除偏心负载产生的影响，避免机器产生震动移位现象，达到较好的脱水效果。

Description

一种洗衣机脱水转筒的平衡装置及其平衡方法

技术领域

本发明涉及一种洗衣机上用于防止或者减少振动的平衡组件，其具体涉及一种安装在洗衣机脱水转筒转上的平衡装置及其平衡方法。

背景技术

随着洗衣机技术的发展，洗衣机的洗涤容量不断的增加，并且脱水甩干的转速也在不断的提高，脱水甩干过程中脱水转筒所产生的振动移位问题越来越成为洗衣机技术持续发展的瓶颈。

为了克服上述洗衣机工作过程中负载不平衡造成的脱水转筒偏心、振动，在洗衣机上使用了平衡环结构。以设置在波轮洗衣机上的平衡环为例，在之前的设计中，该平衡环分为两种：液体注入式平衡环以及机械式平衡环，这两种形式均为被动的形式，即对振动的响应仅是靠其自身物理作用效果获得平衡的。其中液体平衡环中注入的是水或者盐水，但是由于其靠液体本身的重量配置进行平衡，在较低转速下只能部分的抵消偏心或者不平衡；机械式平衡环则主要包括以下三种：球式，摆式以及环式，这类平衡环相对液体注入式的结构更优化，反应更快，但是在高转速条件下所产生的防振动和防偏心的效果没有液体注入式的效果明显。

图1中显示的是现有的球式机械平衡环的工作原理图，在洗衣机工作过程中(这里主要是指洗衣机在甩干脱水过程中)，放置在洗衣机脱水转筒2内部的衣物会在旋转过程中产生一离心力F1。如果没有在该脱水转筒2上设置任何平衡环，那么脱水转筒2会由于这一持续的离心力F1产生偏心转动导致严重的振动，造成打筒，最终影响洗衣机的正常工作并降低洗衣机的使用寿命，而当在洗衣机脱水转筒2上设置了球式机械平衡环之后，该球式机械平衡环会在洗衣机工作过程中产生与上述脱水转筒2的离心力F1的反向的恢复力F2，对洗衣机脱水转筒2的偏心转动起到一定程度上的抑止。洗衣机上的液体平衡环以及其它机械式平衡环的工作原理与该球式机械平衡环的工作原理基本一致，但是这些已有的洗衣机平衡环具有其固有的缺点，其只能在一定负载偏心量范围内有效果。因为其作用范围是与钢球质量成正比关系的，随着负载偏心量增加，要想得到相应的效果，就要增加钢球质量；但钢球质量不能无限制增加，因为质量太大产生的离心力与偏心产生的离心力共同作用下会使内筒变形，导致内外筒磨擦碰撞等一系列的问题。

因此，部分研究人员提出了采用多环结构，即在一个平衡环内设置多个并列的环状填充物腔的平衡环结构。

例如，公开号为CN1148647，名称为“洗衣机的平衡器”的中国专利就公开了一种洗衣机的平衡器，它能有效地提高转筒的动平衡功能并增加转筒的有效空间。在转筒的顶部和底部上分别装有上平衡器和下平衡器，以保持转筒的动平衡。上、下平衡器分别包括形成同心圆的多个独立的室和同油一起放在室中的不同尺寸的球。上平衡器的各个室彼此垂直地布置，下平衡器的各个室彼此平行地布置，这样不仅提高了转筒的平衡能力，而且还不会减小转筒的有效空间。

其次，公开号为CN1152647，名称为“洗衣机的一种平衡件”的中国专利也公开了一种洗衣机的平衡件，洗衣机一种平衡件装于围绕垂直轴可旋转的内桶之上。此平衡件包括一下部件和一牢固盖住此下部件的上部件。而且，此平衡件是由多个通道组成。

上述列举的两个中国专利所代表的现有技术虽然公开了在同一平衡环内设置多个并列的填充物腔以增强洗衣机工作平衡的技术方案，但是其都是在每个填充物腔内填充相同的填充物，这并不能很好的消除洗衣机脱水工作过程中脱水转筒脱水不平衡产生的振动，打筒问题，尤其针对脱水筒内湿衣物不同的负载偏心量，只能对于一小范围的负载偏心量有效果，一旦负载偏心量过大，还会出现振动、打筒问题。

这样，以上专利技术所公开的平衡环的技术方案只是单纯现有技术的叠加，而本发明的发明人则经过研究发现，在洗衣机负载偏心量低的情况下，球式机械式平衡环能够非常快的发挥作用，但是在负载偏心量高的情况下，随着转速的提升，该球式机式平衡环则不能有效的发挥作用；而采用液体注入式平衡环也不能在洗衣机负载偏心量高的条件下产生对洗衣机振动以及脱水转筒的偏心转动产生很好的抑止作用。因此，本发明就是基于上述现有技术的缺陷提出的一种结合两种不同类型的洗衣机平衡环而得到的一种洗衣机平衡装置，对洗衣机离心力所造成的脱水转筒不平衡转动以及振动打筒起到了非常好的抑止效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结合液体注入式平衡环以及机械式平衡环构成安装在洗衣机脱水转筒转上的平衡装置。

本发明的另一目的在于提供一种采用该平衡装置的平衡方法。

为了实现上述的发明目的，本发明采用如下的技术方案：

一种洗衣机脱水转筒的平衡装置，由同轴设置在脱水转筒边缘的至少两条环形腔室组成，其中至少一条腔内填入可以自由滚动的圆球状固体填充物，另外剩余腔室中至少有一条腔内填入可以自由流动的液体填充物。

上述的各环形腔室在脱水转筒上同轴设置，其所在的平面相互平行或者重合。

上述的脱水转筒边缘包括脱水转筒的上边缘或底边缘。

上述的圆球状固体填充物为不锈钢球，其对应的环形腔室截面为矩形，该不锈钢球的直径D与其所对应的矩形截面环形腔的长L、宽W之间的关系为：50％L＜D＜90％W，W＜L；所述填入的不锈钢球个数为n个，其与环形腔周长E的关系为nD≤E/2。

上述对应圆球状固体填充物的环形腔为密封的填充物腔，其内还填充有减小填充物之间以及填充物与环形腔内壁之间摩擦的硅油。

上述的液体填充物为水或氯化钠水溶液和/或氯化钙水溶液，所填入的液体填充物的总体积不大于其所对应的填充物腔总体积的1/2。

上述的环形腔室由相互扣合的上、下两部分组成，这两部分之间的连接处采用熔敷方式焊接密封在一起；所述的环形腔室上设置有开口向下的安装槽，该安装槽与脱水转筒开口端对应安装在一起。

上述洗衣机平衡装置的工作方法如下：平衡装置由设置在脱水转筒边缘的至少两条环形腔室组成，其中至少一条腔内填入可以自由滚动的圆球状固体填充物，至少一条腔内填入可以自由流动的液体填充物，利用固体和液体两种不同的平衡物，分别产生至少两种反应速度不同的平衡力，进而改善洗衣机脱水转筒的平衡状态。

上述至少两种反应速度不同的平衡力是由两种填充物对脱水转筒负载偏心量的不同抑制作用决定的，其中，环形腔室内填充物总质量m1，脱水转筒内负载旋转时产生的负载偏心量m2，程序设定的偏心量m3，当负载偏心量m2较小时，即m2≤m3，不锈钢球和硅油填充的平衡环快速发挥作用，抑制偏心负载产生的不平衡力；当负载偏心量较大时，即m2-m1≤m3，首先是不锈钢球和硅油填充的平衡环起作用，随着洗衣机脱水转筒转速的提高，偏心负载产生的离心力增加，液体填充的平衡环与不锈钢球和硅油填充的平衡环共同起作用抑止脱水转筒高速转动时产生的不平衡力。

本发明所称的洗衣机脱水转筒可以是波轮式洗衣机的洗涤脱水筒，也可以是搅拌式、滚筒洗衣机的旋转内桶。

通过采用上述的技术方案，存在以下有益效果：本发明的发明人经过研究发现，在洗衣机负载偏心量低的情况下，不锈钢球和硅油填充的平衡环能够非常快的发挥作用，但是在负载偏心量高的情况下，随着转速的提升，该不锈钢球和硅油填充的平衡环则不能有效的发挥作用，而此时上述液体平衡环与该不锈钢球和硅油填充的平衡环共同发挥的作用恰好能够弥补单一性能的不足。因此，在该脱水转筒内负载偏心量不同的条件下，通过本发明能够很好的抑止洗衣机脱水转筒的不平衡转动以及振动打筒现象，使洗衣机平稳工作。

附图说明

图1中显示的是现有球式机械平衡环的工作原理图；

图2中显示的是本发明平衡装置与其它单一平衡环的平衡效果比较图及平衡装置在不同负载偏心量情况下的平衡方法曲线图；

图3A中显示的是本发明第一实施例的剖视示意图；

图3B中显示的是本发明第二实施例的剖视示意图；

图4中显示的是本发明第二实施例的俯视示意图；

图5中显示的是本发明第二实施例的工作原理示意图；

图6中显示的是本发明平衡装置第二实施例设置在洗衣机脱水转筒上的剖视示意图；

图7中显示的是本发明平衡装置的第三实施例设置在洗衣机脱水转筒上的剖视示意图；

附图中各标号所代表的部件名称说明如下：

1平衡装置  2脱水转筒  3附加平衡环  11上盖12下盖  13安装槽  14液体填充物  15圆球状固体填充物  16液体填充物注入口

具体实施方式

本发明所述的平衡装置1包括液体注入式平衡部分以及球式机械平衡部分，图2显示的就是本发明的平衡装置1与现有的洗衣机平衡环产生的不同效果比较说明。在图2中的坐标平面内，其横轴X轴表示洗衣机脱水转筒2内负载湿衣物的偏心量，即不平衡量，而坐标系中的纵轴Y轴代表的就是洗衣机脱水转筒2的振动幅度。当洗衣机脱水转筒2上没有安装任何平衡环的条件下，对应洗衣机脱水转筒2的负载偏心量与振动的幅度可以用一条线性变化的直线C1表示，图中可以看出，洗衣机脱水转筒2的负载偏心量越大，洗衣机的振动幅度就越大，该直线与水平轴X轴的夹角为θ；当洗衣机脱水转筒2上安装有液体注入式平衡环的条件下，其脱水转筒2的负载偏心量与洗衣机脱水转筒2的振动幅度之间也形成一基本线性的正比例关系，在图中用直线C2表示，该直线C2与水平X轴的夹角为α并且α＜θ；图中可以看出，在相同负载偏心量的条件下，安装了液体填充的平衡环的洗衣机脱水转筒2的振动幅度要小于没有安装平衡环的洗衣机脱水转筒2的振动幅度；安装球式机械平衡环的洗衣机脱水转筒2产生的效果则更为复杂，首先不锈钢球和硅油填充的平衡环的反应要优于液体填充的平衡环，其可以在洗衣机脱水转筒内负载偏心量较低的条件下充分的发挥作用，这样就产生了图中C3折线的前半段直线部分，该直线部分与水平X轴的直线的夹角同时小于上述的α、θ，但是在一个对应X轴的偏心量阀值b的点之后，该不锈钢球和硅油填充的平衡环却不能如液体填充的平衡环产生同样的作用，随着偏心量越高，其振动幅度的变化率明显大于液体填充的平衡环带来的振动幅度，直到，振动幅度高于液体填充的平衡环带来的振动幅度；而折线C4是安装有本发明的洗衣机脱水转筒2的负载偏心量与其振动幅度的对应情况，该折线C4第一阶段与折线C 3的第一阶段的相重合，表明在低于负载偏心量b的情况下，本发明的平衡装置中的不锈钢球和硅油填充的平衡环在起作用，在通过阀值b处之后的折线的第二段则表明本发明平衡装置中的液体填充的平衡环在起作用，其与水平X轴的夹角与直线C2的夹角α相同。可以看出，本发明的平衡装置1综合了现有液体注入式平衡环以及机械式平衡环的优点，无论负载偏心量变化多大，在洗衣机脱水转筒2的转动过程中产生的振动幅度都较小且变化平稳。现有技术中虽然单独增加了一个平衡环结构，但实际上都是在单一的平衡环基础上进行的叠加，这种叠加并不能产生如本发明所述的技术效果。

下面就结合说明书附图对本发明洗衣机平衡装置的结构进行说明。

图3A以及图3B中分别显示的是本发明平衡装置的两个实施例的截面的剖视示意图，本发明第一实施例以及第二实施例的平衡装置1为各环由内圈向外圈分布的整体结构，即，各环形腔室所在的平面重合，也可以各平衡环上下结构，即，各环形腔室所在的平面平行(图中未示出)，平衡装置1由上下扣合的上盖11以及下盖12组成，这两部分由塑料制成，它们之间通过熔敷焊接在一起，并且通过这种连接方式在上盖11以及下盖12之间形成了数个环状的密闭的填充物腔(其中第一实施例中为三个同心的环状填充物腔，第二实施例中为两个同心的环状填充物腔)，上述填充物腔的截面形状均为矩形(其长和宽分别用L以及W表示，其中W＜L)。

在第一实施例的三个填充物腔内分别填充有液体填充物14和圆球状固体填充物15，上述液体填充物14优选水或者氯化钠水溶液和/或氯化钙水溶液，而上述圆球状固体填充物15则优选为不锈钢圆球(该球的直径为D)；而在第二实施例的两个填充物腔内也分别填充有液体填充物14以及圆球状固体填充物15。在本发明的两个实施例中所添加的液体填充物14以及圆球状固体填充物15均要满足以下要求：首先，液体填充物14的添加体积优选不大于其所填充的环状填充物腔总体积的1/2，优选的为不大于环状填充物腔总体积的1/3；其次，为了使得上述圆球状固体填充物15能够在其所填入的填充物腔内自由移动又不不会产生卡堵的现象，其直径D与其所添加的填充物腔矩形截面的长L和宽D的关系优选为：50％L＜D＜90％W；另外，如果填入的圆球状固体填充物个数为n个，其与环形填充物腔周长E的关系满足nD≤E/2，更优选的为小于E/2并且大于E/3，同时还可以向填入圆球状固体填充物的填充物腔内加入具有一定粘度的液体，优选硅油等，以减小摩擦圆球状固体填充物之间以及圆球状固体填充物与填充物腔内壁之间的摩擦。通过这样的结构设计，使得上述的填充物在洗衣机工作过程中能够更好的将全部质量集中在洗衣机脱水转筒2所产生的离心力的另外一侧来平衡脱水转筒2的离心力。

为了使平衡装置1更好发挥作用，使衣机脱水转筒2在工作过程中平稳转动，通常情况下是将其安装在洗衣机脱水转筒2的开口端。在该平衡装置1的内侧设置有开口向下的安装槽13，该安装槽13与脱水转筒2的开口端对应安装在一起，用螺丝固定，这样就可以将平衡装置1牢固的安装在脱水转筒2上。当然，根据实际需要，上述的平衡装置1与洗衣机脱水转筒2的连接还可以使用本领域技术人员所公知的其他方式，在这里就不赘述了。

以下简单说明洗衣机平衡装置的工作方式：平衡装置由设置在脱水转筒边缘的至少两条环形腔室组成，其中至少一条腔内填入可以自由滚动的圆球状固体填充物，另外剩余的腔室中至少有一条腔内填入可以自由流动的液体填充物，利用固体和液体两种不同的平衡物，分别产生至少两种反应速度不同的平衡力，进而改善洗衣机脱水转筒的平衡状态。上述至少两种反应速度不同的平衡力是由两种填充物对脱水转筒负载偏心量起的不同抑制作用决定的，其中平衡装置填充物总质量m1，为钢球和硅油填充物质量与液体填充物质量之和，脱水转筒内湿衣物旋转时产生的负载偏心量m2，程序设定的偏心量m3，负载偏心量m2较小时，即m2≤m3，钢球平衡环快速发挥作用，抑制偏心负载产生的不平衡力(参阅图2的C3曲线前段部分)；当负载偏心量较大时，即m2-m1≤m3，首先起作用的是钢球平衡环，随着甩干转速的提高，偏心负载产生的离心力增加，液体平衡环开始起作用，使洗衣机平稳提速，达到最高转速(参阅图2的C4曲线)，其中，钢球平衡环为环形填充物腔内填充不锈钢球和硅油的平衡环，液体平衡环为环形填充物腔内填充液体的平衡环，所述的液体填充物为水或氯化钠水溶液和/或氯化钙水溶液。

图4中显示的是本发明的第二实施例的俯视示意图，在图中更清楚显示该平衡环1的环状结构，并且为了能够方便的对液体填充物14的添加，在对应添加液体的填充物腔的上部设置有液体填充物注入口16，并在该液体填充物注入口16上设置有密封盖，用于液体填充物注入后与注入口16配合起到密封的作用。。

图5中显示的就是本发明第二实施例的工作原理示意图，其与现有技术中平衡环的工作原理是相似的，均是被动的通过平衡环内的不锈钢球和硅油填充的平衡环15以及液体填充物14的被动响应所产生的反向作用力来抑止脱水转筒2的不平衡性转动以及振动的。

图6以及图7中显示的均是利用本发明的平衡装置所组成的洗衣机复合平衡系统，其中的图6中显示的是由单一的本发明的平衡装置1设置在洗衣机脱水转筒2的开口端所组成的平衡系统；图7是在图6所示平衡装置1上的扩展，它又于洗衣机脱水转筒2主平衡环之下脱水转筒2外侧以及脱水转筒2的另外一端设置有两个附加平衡环，其结构与主平衡环相同，这样通过主平衡环以及两个附加平衡环所组成的平衡系统能够起到更好的平衡作用，确保洗衣机脱水转筒2工作过程中平稳运转。上述两种实施例是本发明的最优选择。

这样，采用如上的技术方案，液体平衡环与该不锈钢球和硅油填充的平衡环共同发挥的作用恰好能够弥补单一性能的不足。因此，在该脱水转筒内负载偏心量不同的条件下，通过本发明能够很好的抑止洗衣机脱水转筒的不平衡转动以及振动打筒现象，使洗衣机平稳工作。

本发明的保护范围并不局限于上述说明书的记载范围，只要落入本发明的权利要求书的技术特征组合就落入了本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1、一种洗衣机脱水转筒的平衡装置，其特征在于：该平衡装置由设置在脱水转筒边缘的至少两条环形腔室组成，其中至少一条腔内填入可以自由滚动的圆球状固体填充物，另外剩余腔室中至少有一条腔内填入可以自由流动的液体填充物。

2、根据权利要求1所述的一种洗衣机脱水转筒的平衡装置，其特征在于：所述的各环形腔室在脱水转筒上同轴设置，其所在的平面相互平行或者重合。

3、根据权利要求1所述的一种洗衣机脱水转筒的平衡装置，其特征在于：所述的脱水转筒边缘包括脱水转筒的上边缘或底边缘。

4、根据权利要求1所述的一种洗衣机脱水转筒的平衡装置，其特征在于：所述的圆球状固体填充物为不锈钢球，其对应的环形腔室截面为矩形，该不锈钢球的直径D与其所对应的环形腔的矩形截面的长L、宽W之间的关系为：50％L＜D＜90％W，W＜L；所述填入的不锈钢球个数为n个，其与环形腔周长E的关系为nD≤E/2。

5、根据权利要求1或4所述的一种洗衣机脱水转筒的平衡装置，其特征在于：所述对应圆球状固体填充物的环形腔为密封的填充物腔，其内还填充有减小填充物之间以及填充物与环形腔内壁之间摩擦的硅油。

6、根据权利要求1所述的一种洗衣机脱水转筒的平衡装置，其特征在于：所述的液体填充物为水或氯化钠水溶液和/或氯化钙水溶液，所填入的液体填充物的总体积不大于其所对应的填充物腔总体积的1/2。

7、根据权利要求1所述的一种洗衣机脱水转筒的平衡装置，其特征在于：所述的环形腔室由相互扣合的上、下两部分组成，这两部分之间的连接处采用熔敷方式焊接密封在一起；所述的环形腔室上设置有开口向下的安装槽，该安装槽与脱水转筒开口端对应安装在一起。

8、一种利用上述洗衣机脱水转筒的平衡装置的平衡方法，其特征在于：平衡装置由设置在脱水转筒边缘的至少两条环形腔室组成，其中至少一条腔内填入可以自由滚动的圆球状固体填充物，至少一条腔内填入可以自由流动的液体填充物，利用固体和液体两种不同的平衡物，分别产生至少两种反应速度不同的平衡力，进而改善洗衣机脱水转筒的平衡状态。

9、根据权利要求8所述的平衡方法，其特征在于：所述至少两种反应速度不同的平衡力是由两种填充物对脱水转筒负载偏心量起的不同抑制作用决定的，其中，环形腔室内填充物总质量m1，脱水转筒内负载旋转时产生的负载偏心量m2，程序设定的偏心量m3，当负载偏心量m2较小时，即m2≤m3，不锈钢球和硅油填充的平衡环快速发挥作用，抑制偏心负载产生的不平衡力；当负载偏心量较大时，即m2-m1≤m3，首先是不锈钢球和硅油填充的平衡环起作用，随着洗衣机脱水转筒转速的提高，偏心负载产生的离心力增加，液体填充的平衡环与不锈钢球和硅油填充的平衡环共同起作用抑止脱水转筒高速转动时产生的不平衡力。

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