CN102575411B - 泡沫处理方法、相关程序控制设备以及相关衣物处理机 - Google Patents

Abstract

本发明一种程控衣物处理机，包括在外桶内安置的且用于保持待处理衣物的能够旋转的滚筒；在所述外桶的底部处安置的洗液排放系统；以及控制设备，其中所述洗液排放系统具有排放泵以及用于确定所述外桶内出现的流体的压力的压力传感器，所述控制设备被编程以使得所述衣物处理机能够实现下述方法：(i)测量与记录压力信号；(ii)使得所述压力信号平滑以获得平滑后的压力曲线；(iii)在限定长度的测量间隔内由所获得的压力曲线确定压力梯度；(iv)根据压力梯度并且与压力梯度匹配地采取处理泡沫的措施；所述方法将在用于从外桶排出水的程序步骤中执行，其特征在于，在所述滚筒移动的同时在所述排放泵运行的过程中执行步骤(i)。

Description

泡沫处理方法、相关程序控制设备以及相关衣物处理机

技术领域

本发明涉及程序控制的衣物处理机，其具有控制设备，所述控制设备被编程以使得所述衣物处理机能够执行处理泡沫的方法。本发明还涉及用于衣物处理机的相关程序控制设备。另外，本发明涉及用于泡沫处理的相关方法。

背景技术

由专利公开文献DE10234472A1可知这种类型的方法、控制设备与衣物处理机，如以下进一步所述。

在随后讨论在衣物处理机中处理泡沫时，则所述处理涉及到采取这样一种处理，以便减少或消除出现的泡沫、尤其过量的或以不期望的量出现的泡沫。所涉及的还包括其它处理措施，例如为了清洗方法而产生期望测量的泡沫的措施，其中对于所述清洗程序，需要特定测量的泡沫。

与20年前市场上销售的洗衣机相比，在现代洗衣机中很少出现泡沫的过量产生(过量泡沫化)。对于装置侧过量泡沫化的响应是在存在泡沫产生的程序段中减少机械洗衣的过程并且将最大可能的洗液温度从95℃降低至90℃。另外，在洗涤剂方面，也已经采取防止过量泡沫化的措施，这是通过引入具有抑泡剂的洗涤剂实现的。

然而，由于洗衣所必需存在的表面活性剂，所以洗液总是表面活性的。相关因素(例如洗涤剂浓度、通过机械衣物处理将空气引入到洗液内(例如负载减小)或者差品质的洗涤剂的采用)的同时出现能够总是导致高程度的泡沫产生，而这可以导致过量泡沫化，同时所形成的洗液通过分配器托盘从洗衣机排出。

高程度的泡沫产生在多个方面中是不利的。一方面，过多的泡沫阻碍机械洗衣过程——衣物几乎不动地悬置在泡沫内——导致了很差的清洁性能。另一方面，过多的泡沫增加了加热棒上的负载，导致了洗液内的显著局部温差。为此原因在于因为从泡沫向温度传感器传热比从液体向温度传感器传热更差，所以温度传感器迟缓地作出响应。

现有的方法是在排水阶段或漂洗甩干过程中在清洗处理步骤的结束识别泡沫。例如由专利公开文献DE19846248A1可知一种这样的方法，在该方法中，在清洗流体已经被排放之后测量泡沫。借助于浊度传感器检测泡沫的存在。

专利公开文献DE10234472A1公开了一种方法，在该方法中，在排水阶段的过程中通过确定压力梯度而识别泡沫。利用该方法，压力信号借助于压力传感器被检测以检测衣物处理机内的水位。如果泡沫出现在衣物处理机内，则压力信号最初迅速地且恒定地下降，表明没有泡沫的洗液正在被排出。压力信号然后平缓地达到一被称为压力终止点的特定值，这是因为洗液内泡沫的比例非常迅速地增加并且排放泵速因此减慢。如果在经过压力终止点之前观察到压力信号的突然升高，则这表明泡沫下方的流体已经排出并且排放泵开始泵送泡沫。通过所检测的压力信号形成压力关于时间的一阶导数，同时给出压力梯度。该一阶导数以及所检测的压力信号本身的曲线允许评定泡沫在衣物处理机内的出现或不出现。

然而，这种方法的一个不足之处在于一直到需要静止状态中的泵送之前才识别这种压力信号的突然升高。然而，存在泵送过程中必须滚筒运动的多种理由。这种理由例如是在静止的衣物上可以形成具有泡沫的水洼，尤其如果衣物基本上不透水的话，这种水洼在甩干过程中被突然释放或者在不具有中间漂洗的程序中使得洗液与污物被携带到随后的漂洗中。另外，泡沫与绒毛残余物在衣物处理机的流停止的区域内能够被沉积、同时在此聚集。

专利公开文献DE102007036A1也公开了一种用于消除泡沫的方法，在该方法中，如果在滚筒开始甩干时、即在滚筒速度连续地或非连续地增加时由传感器识别出泡沫，则随着排放泵连续地或断续地开启，少量水连续地或断续地被添加。泡沫像专利公开文献DE102007036A1所述那样被测量。

专利公开文献DE102006027197A1也公开了一种用于消除泡沫的方法。没有公开泡沫存在的测量。

发明内容

因此，存在在排水的过程中以改进的方式处理泡沫的需求，可以在滚筒运动的同时识别压力信号的突然升高。因此，本发明的一个目的是提出相应的方法、用于衣物处理机的相应的编程控制设备以及相应的衣物处理机本身。

为了实现该目的，根据说明书提出用于处理泡沫的方法、相应的编程控制设备以及相应的衣物处理机。在说明书中提出优选改型，在说明书中，在所有方法、控制设备和衣物处理机的方面中，根据一个方面的本发明的优选改型对应于根据另一方面的本发明的优选实施例，即使这在以下的具体实例中并未专门指出。

根据本发明，该目的因此根据这样一种程控衣物处理机实现，其中所述衣物处理机包括在外桶内安置的且用于保持待处理衣物的能够旋转的滚筒；在所述外桶的底部处安置的洗液排放系统；以及控制设备，其中所述洗液排放系统具有排放泵以及用于确定所述外桶内出现的流体的压力的压力传感器，所述控制设备被编程以使得所述衣物处理机能够实现下述方法：

(i)测量与记录压力信号；

(ii)使得所述压力信号平滑/修匀以获得平滑后的压力曲线；

(iii)由所获得的压力曲线在限定长度的测量间隔内确定压力梯度；

(iv)根据压力梯度并且与压力梯度匹配地采取处理泡沫的措施；

所述方法将在用于从外桶排出水的程序步骤中执行，其特征在于，在所述滚筒运动的同时在所述排放泵运行的过程中执行步骤(i)。

为了实现该目的还提出了根据说明书的用于处理泡沫的方法以及相应的编程的控制设备。在说明书中提出了优选的改型，在说明书中，本发明的优选改型分别适用于衣物处理机、控制设备以及方法，即使这在以下的具体实例中并未专门指出。

本发明具有多个优点。一方面，本发明允许在泵送的过程中识别泡沫，并且另一方面本发明允许在识别泡沫的过程中滚筒运动(否则的话不可能)。本发明还允许通过合适地过滤或平滑压力信号而在泵送的过程中甚至更简单与更精确地识别泡沫，允许在早期阶段采取避免或防止不期望的泡沫的措施。还可以实现衣物的改进的清洁，原因在于由于过量泡沫化所造成的清洗性能损失被减小。

本发明的衣物处理机的控制设备的编程以下参照所执行的方法说明。

在方法的第一步骤(i)中，采用压力传感器以连续地、优选在衣物的整个清洗阶段以及泵送步骤的过程中测量外桶内的压力曲线，这样做的同时滚筒运动。然后，利用合适的装置记录该压力曲线。在该过程中，例如每100毫秒至每2秒、优选每1.5秒记录一测量点/测量值。该压力大体上同步地随洗衣滚筒的旋转而振荡。所测量的压力曲线还主要是待洗衣物的织物类型与外桶内出现的衣物的量的函数。

由此所获得的压力曲线(此后称为压力信号)在第二方法步骤(ii)中被平滑，以获得平滑后的压力曲线。这种平滑处理从外桶中的压力曲线过滤掉由于洗衣滚筒的旋转所造成的振荡，因而给出偏差小的压力曲线。

在第三方法步骤(iii)中，从在步骤(ii)中获得的压力曲线确定限定的测量间隔内的压力梯度。在该过程中，在步骤(ii)中获得的压力曲线在整个泵送阶段的过程中针对限定的压降优选被连续地监测。因此，测量间隔具有限定的长度；然而，在该方法被执行的时间段内，该测量间隔连续地涵盖压力曲线。步骤(i)至(iii)因此在限定的时间段内、优选在泵送阶段的过程中被连续地重复，或者所有三个步骤同时进行。

如果步骤(iii)内的评价表明接连的压力梯度正在变得越来越小，则这一方面说明泡沫出现在衣物处理机内并且另一方面说明洗液内的泡沫比例非常迅速地增加或者最终仅仅出现泡沫，而该泡沫不再能够通过排放泵被排出。因此，在步骤(iv)中，为了消除泡沫相应地采取措施、尤其作为压力梯度的函数且与其匹配的措施。

在本发明的一个特别优选的改型中，本发明的衣物处理机具有滚筒，所述滚筒具有用于在旋转的过程中将流体从所述外桶铲舀出的铲舀设备。这些铲舀设备例如是滚筒壳体内的具有开口的小向外突出部。这种滚筒结构也被称为水级联系统(water cascade system)并且在清洗或漂洗的过程中以已知的方式用于将清洗或漂洗衣物的流体从外桶与滚筒之间的间隙铲舀出，将流体向上输送并且从上向下将流体倾入到滚筒内的衣物上(也称为向下淋水)。铲舀设备可以对称地(即全都朝向一个方向)或非对称地设置，对于对称的实施例而言，铲舀效果沿滚筒的两个旋转方向是相同的。对于非对称的实施例而言，存在一优选的旋转方向，沿该优选的方向比沿另一方向有更多的流体从外桶被铲舀出。该优选的旋转方向以下被称为铲舀方向，另一方向称为反铲舀方向。这改进了流体经过衣物的流动。

根据本发明的特别优选的实施例，滚筒与铲舀方向相反地旋转，以在步骤(i)中测量与记录压力信号，所述滚筒优选地因此沿反铲舀方向旋转。该改型是基于这样的认知，即铲舀设备的每次铲舀操作影响压力信号。因为该改型避免了这种铲舀操作(原因在于滚筒与铲舀方向相反地旋转)，所以在本发明的体系中为了进行评价显著改进了压力信号。

在该方法中，滚筒的速度为大致与正常清洗速度对应的速度，换句话说例如滚筒速度是在40rpm至60rpm的范围内、优选为50rpm。然而，滚筒还可以被更迅速地旋转。优选地，洗衣滚筒的速度针对泵速度被调整，这在以下的章节中作为进一步优选的实施例被更详细地说明。

在本发明的另一优选的实施例中，通过针对泵速度调整洗衣滚筒的速度而在步骤(ii)中平滑压力信号；换句话说，洗衣滚筒的速度必须高到使得通过运动每单位时间被甩出的流体的量小于或等于排放泵的容量。为此的原因是，每次衣物掉入到外桶内出现的流体中时，压力信号被偏差。这意味着在大体上具有三个搅拌器并且以40rpm至60rpm范围内的、优选50rm的滚筒速度运行的衣物处理机的情况中，在泵送阶段中，每分钟记录120与180之间次数的压力信号偏差，并且在50rpm的速度的情况中，每分钟记录150次压力信号偏差。然而，如果外桶内的流体被更加迅速地排出，则洗衣滚筒内的衣物不再能够掉入到流体内并且没有更多的压力信号偏差。这造成了压力信号的简单平滑。

在本发明的另一优选的改型中，压力信号在步骤(ii)中被平滑化，这是通过屏蔽洗衣滚筒的运动的特定频率范围实现的。该实施例包括压力信号曲线的“智能”频率校正，并且是基于这样的原理，即每次衣物掉入到外桶内出现的流体中(所谓的衣物掉落)，压力信号被偏差。这意味着在大体上具有三个搅拌器并且以40rpm至60rpm范围内的、优选50rm的滚筒速度运行的衣物处理机的情况中，在泵送阶段中，每分钟记录120与180之间次数的压力信号偏差，并且在50rpm的滚筒速度的情况中，每分钟记录150次压力信号偏差。在滚筒速度是在40rpm至60rpm的范围内的情况中，这导致了2至3Hz的频率范围，并且在50rpm的滚筒速度的情况中，导致了2.5Hz的频率。这些频率范围优选通过采用合适的带通滤波器从所测量与记录的压力信号曲线中被屏蔽出，其中所述合适的带通滤波器与滚筒运动的频率范围相匹配，因而获得了平滑后的压力曲线。最终的压力曲线可选地还可以经受低通滤波，并且然后被用于评价压力曲线、即用于确定压力梯度。

基于在步骤(ii)中计算的压力曲线，根据以下公式优选确定压力梯度，即

$\left(\frac{P_{n+1}-P_n}{t_{n+1}-t_n}\right)$

其中，P_n代表在时间t_n(单位：秒)于所述外桶内测量的压力值(单位：帕)，P_n+1代表在时间t_n+1(单位：秒)于所述外桶内测量的压力值(单位：帕)，(P_n+1-P_n)是压力差(单位：帕)，并且(t_n+1-t_n)是测量间隔(单位：秒)，在该测量间隔内确定压力梯度，并且n是大于或等于0的整数。

涵盖执行方法的特定时间段的限定的测量间隔t_n+1-t_n优选是在0.1秒与20秒之间的范围内。

本发明的另一优选改型的特征在于，如果在两个接连的压力梯度中后一个压力梯度小于前一个压力梯度，则启用处理泡沫的措施。应该清楚的是，泵送阶段中的压力梯度之前的符号为负，这是因为在流体从外桶排出时观察到压降。

优选地，处理泡沫的措施是消除泡沫的措施，因为过多的泡沫经常必须被消除。本发明因此考虑到这样的要求，即总是适合于防止衣物处理机内的不期望的泡沫。其它处理泡沫的措施对于本发明的实用性的限制然而并不是相关的。然而还存在这样的实施例，其中泡沫产生是期望的。所需要的措施因此是并不旨在消除泡沫的不同措施。

处理出现的泡沫的措施例如涉及改变洗衣滚筒的速度。这是基于这样的认知，即与之前的认定(滚筒运动基本上是泡沫形成的成因)相反——特定的滚筒运动，特定的速度曲线或者洗衣滚筒的来回运动、也称为反向运动在采用处理所出现的泡沫的措施的过程中并不是不利的而是在高效消除泡沫方面是有利的。

附加地或可选地，处理所出现的泡沫的措施优选可以包括在特定的时间段内减少或脱离连接热源。

根据本发明的进一步优选的改型，处理所出现的泡沫的措施可以包括包括供应特定量的冷和/或热水。该措施是已知的但是与上述提出的本发明的技术特征在一定程度上相关联。

在一个优选的实施例中，在排放阶段(其例如在衣物处理机的主清洗阶段或漂洗阶段之后)的过程中执行该方法。

本发明的方法类别中的上述所有实施例类似地具有最后限定的类别中的本发明的优点和优选改型。

附图说明

以下参照附图中的各图所示的曲线图更加详细地说明本发明的优选实施例，其中：

图1示出了压力曲线图，表明在滚筒以速度n(t)旋转的过程中的以及在没有来自外桶内的泡沫影响地排水(滚筒不旋转)的过程中的测量的压力曲线p(t)；

图2示出了压力曲线图，表明在滚筒以速度n(t)旋转的过程中的以及在具有来自外桶内的泡沫影响地排水(滚筒旋转)的过程中的测量的压力曲线p(t)；并且

图3示出了压力曲线图，表明图2的区段B内的平滑后的压力曲线p(t)。

具体实施方式

图1的曲线图示出了区段A、具体为松缓(slackening)阶段，其出现在清洗与漂洗程序步骤之后且在甩干程序开始之前。在该松缓阶段的过程中，洗衣滚筒以清洗速度间隔地运行。这种运行大体上以交替旋转方向的方式、换句话说以颠倒的方式实现。由细线所示的速度峰值N₁至N₁₇代表了洗衣滚筒的间隔运行。在该阶段的过程中，外桶内的流体的液位波动(粗线P)是相对小的。在松缓阶段A的结束时，流体从外桶排出，从而粗线P非常陡峭地几乎一直下降至大约零。在区段D内检测到恒定液位降低速度之后，洗衣滚筒的速度升高至预选定的甩干速度N_s。这使得与排放泵目前能够应付的情况相比每单位时间更多量的流体从衣物中甩出。因此，外桶内的流体的液位在区段D内再次稍微上升，直至每单位时间甩出的流体的量下降低于用于排水的排放泵的容量。

相反地，除了区段A内的更加显著的压力波动以外，图2的曲线图还示出了区段B的过程中的液位曲线P的显著变化，该区段B设置用于排水并且比图1持续更长时间。区段D被省略，这是因为压力曲线P中的较小的下降表明了显著量的泡沫，并且上述泡沫措施之一(因此在此未详细示出)首先必须被启用，从而泡沫散开并且不会阻碍快速滚筒运动。P的液位曲线还表明了在泵送过程中由于洗衣滚筒的运动而由洗衣下降所产生的压力波动。在区段C中，滚筒可以继续间断地运动，以检查泡沫措施是否有效。在滚筒已经停止并且如果期望的话剩余流体已经排出之后，压力曲线应当结果像图1中的区段B结束那样。滚筒然后可以被加速至甩干速度，像图1中的区段D那样。

图3中的曲线图示出了图2的区段B中的平滑后的压力曲线p(t)。在步骤(i)中所测量与记录的压力信号通过压力信号曲线的“智能”频率校正被平滑化，所基于的原理是只要衣物掉入到外桶内存在的流体、所谓的衣物掉入，则压力信号就被偏差。这意味着在大体上具有三个搅拌器并且在范围40rpm至60rpm中的速度、优选以50rpm的速度运行的衣物处理机的情况中，在泵送阶段，记录每分钟120与180之间数量个压力信号偏差，并且在50rpm的滚筒速度的情况中，记录每分钟150个压力信号偏差。在40rpm至60rpm范围中的滚筒速度的情况中，这导致了2至3Hz的频率范围，并且在50rpm的滚筒速度的优选实例中，导致了2.5Hz的频率。通过采用与滚筒运动的频率范围匹配的合适的带通滤波器，这些频率范围优选从所测量与所记录的压力信号曲线中被屏蔽掉，因而获得了平滑的压力曲线。最终的压力曲线可选地还可以经受低通滤波，并且然后被用于评价压力曲线、即确定压力梯度。

图3中的排水特性与图1(在泵送期间没有滚筒运动并且没有有害的泡沫)明显不同。排水总是通常小时间段(时间区段t_v)地开始，持续例如2秒并且标志着排放泵的安全开启。压力曲线然后最初快速一直下降，如图1所示(时间段t₁)。这表明了没有泡沫的洗液的排出。然而随后(时间段t₂至t₇)，排水速度连续地减慢，这是因为现在洗液内泡沫的比例快速增加，并且最终仅剩下泡沫，而泡沫不再能够通过排放泵被排掉。接连的液位梯度、例如从Δp₁/Δt₁至Δp₂/Δt₂或Δp₆/Δt₆至Δp₇/Δt₇因此变得越来越小。这允许洗衣机(在此未示出)的相应程序控制设备能够识别泡沫的存在。在已经自动检测有害的泡沫之后，控制设备能够采取上述至少一些措施以处理泡沫，在此不必详细说明这些措施。

总之，可以说本发明允许在甩干之前并在没有中间甩干的程序中识别泡沫。另外，采用本发明的方法，滚筒在排水的过程中不必是静止的。本发明的方法还具有这样的优点，即洗液与污物不会一起携带，并且在静止的织物上不会形成水洼，尤其是在不透水的织物上不会形成水洼。另外，不必更改衣物处理机的结构就实现本发明的方法；换句话说，可以采用已经存在的传感器系统、例如压力传感器。

Claims (13)

1.一种程控衣物处理机，包括在外桶内安置的且用于保持待处理衣物的能够旋转的滚筒；在所述外桶的底部处安置的洗液排放系统；以及控制设备，其中所述洗液排放系统具有排放泵以及用于确定所述外桶内出现的流体的压力的压力传感器，所述控制设备被编程以使得所述衣物处理机能够执行下述方法：

(i)测量与记录压力信号；

(ii)使得所述压力信号平滑化以获得平滑后的压力曲线；

(iii)由所获得的压力曲线在限定长度的测量间隔内确定压力梯度；

(iv)根据压力梯度并且与压力梯度匹配地采取处理泡沫的措施；

所述方法将在用于从外桶排出水的程序步骤中执行，其特征在于，在所述滚筒运动的同时在所述排放泵运行的过程中执行步骤(i)。

2.根据权利要求1所述的衣物处理机，其特征在于，所述滚筒具有用于在旋转的过程中将流体从所述外桶铲舀出的铲舀设备，所述铲舀设备被安置以使得所述滚筒具有一个铲舀方向，并且所述控制设备被编程以使得所述滚筒在步骤(i)的过程中与所述铲舀方向相反地旋转。

3.根据权利要求1或2所述的衣物处理机，其特征在于，所述控制设备被编程以使得在步骤(ii)中，通过将所述滚筒的速度与泵速度相匹配以使得所述压力信号被平滑。

4.根据权利要求1或2所述的衣物处理机，其特征在于，所述控制设备被编程以使得在步骤(ii)中，通过屏蔽所述滚筒运动的频率范围以使得所述压力信号被平滑。

5.根据权利要求4所述的衣物处理机，其特征在于，所述控制设备被编程以使得所述运动的频率范围借助于与所述频率范围匹配的带通滤波器被屏蔽。

6.根据权利要求1或2所述的衣物处理机，其特征在于，所述控制设备被编程以使得所述压力梯度根据下述公式被确定：

$\left(\frac{P_{n+1}-P_n}{t_{n+1}-t_n}\right)$

其中，P_n是在时间t_n(单位：秒)于所述外桶内测量的压力值(单位：帕)，P_n+1是在时间t_n+1(单位：秒)于所述外桶内测量的压力值(单位：帕)，(P_n+1-P_n)是压力差(单位：帕)，并且(t_n+1-t_n)是测量间隔(单位：秒)，在该测量间隔内确定压力梯度，并且n是大于或等于0的整数。

7.根据权利要求1或2所述的衣物处理机，其特征在于，所述控制设备被编程以使得所限定的测量间隔t_n+1-t_n是在0.1秒至0.2秒的范围内。

8.根据权利要求1或2所述的衣物处理机，其特征在于，如果在两个接连的压力梯度中后一个压力梯度小于前一个压力梯度，则启用处理泡沫的措施。

9.根据权利要求1或2所述的衣物处理机，其特征在于，所述处理泡沫的措施包括改变洗衣滚筒的速度。

10.根据权利要求1或2所述的衣物处理机，其特征在于，所述处理泡沫的措施包括在特定的时间段内减少或脱离连接热源。

11.根据权利要求1或2所述的衣物处理机，其特征在于，所述处理泡沫的措施包括供应特定量的冷和/或热水。

12.一种用于根据前述权利要求任一所述的程控衣物处理机的控制设备，其特征在于，所述控制设备被编程以使得执行所述方法。

13.一种用于处理根据前述权利要求任一所述的程控衣物处理机内的泡沫的方法，其特征在于，包括所述控制设备被编程所执行的方法。