CN107201632A - 用于通过改善的泵运行来运行导水的家用器具的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行导水的家用器具1的方法，所述家用器具具有碱液容器2、用于接收洗涤物4的滚筒3、用于滚筒3的驱动马达5、调速泵18和控制设备8，该调速泵通过碱液通道23与碱液容器2连接，其中，在包含至少一个脱水步骤的脱水阶段期间，调速泵18的功率消耗P根据已脱出的水量来控制，其中，使调速泵18的转速nP根据输送介质的密度ρ改变。此外，本发明涉及一种适用于实施所述方法的导水的家用器具1。

Description

用于通过改善的泵运行来运行导水的家用器具的方法
技术领域
本发明涉及一种用于运行导水的家用器具的方法，所述家用器具具有碱液容器、用于接收洗涤物的滚筒、用于滚筒的驱动马达、调速泵和控制设备，该调速泵通过碱液通道与碱液容器连接。此外，本发明涉及一种适用于实施该方法的导水的家用器具。
背景技术
在洗衣机中，洗涤物通常在用于清洁的洗涤阶段中通过包含洗涤剂的洗涤碱液来处理。在利用水的漂洗阶段之后，在该漂洗阶段中去除处于洗涤物中或上的洗涤碱液和/或污物，还经常通过柔顺剂对洗涤物进行处理。在洗涤阶段结束之后，在洗涤器具中通常开始进行脱水阶段，在该脱水阶段中，滚筒在一个或多个脱水步骤中借助于其驱动马达经过确定的转速变化曲线，以便使洗涤物脱水。与此并行地，洗衣机中的碱液泵必须泵出产生的、已脱出的水，使得在碱液容器中不形成水倒流。如果碱液泵未履行该任务，则水倒流可能如此大，以至于旋转的洗涤滚筒接触水倒流量的水位线或者甚至浸入到含水液体中。所述浸入导致滚筒驱动装置增大的驱动力矩并且由此导致增大的马达负荷或增大的马达磨损。
附加地，可能导致水倒流量的不希望的起泡沫，使得整个泵出过程必然在质量上变差并且最终中断。一般地，至少在第一脱水步骤中、但是随着降低的强度也在其他脱水步骤中，在输送介质中由于冲洗出的剩余洗涤剂而观察到一定的泡沫产生。在此，起泡经常由于洗涤剂的不正确使用、尤其是过量而在洗衣机中出现。但是例如在不正确地选择洗涤程序的情况下也可能产生过多的泡沫。泡沫是由空气和液体构成的二相混合物并且由此具有比洗涤碱液或漂洗液体低的密度。这可能导致，由于密度减小而减小泵的驱动功率，并且由于二相混合物的分离使泵性能进一步变差。因此期望的是，在洗涤程序期间在变换条件方面实现泵性能的改善。
已知了用于运行泵的方法。
DE 38 25 500 A1描述了一种用于控制洗衣机中的碱液泵出过程的方法，所述洗衣机具有在碱液圆筒中旋转的滚筒和借助于同步电机驱动的碱液泵，其中，借助于测量设备持续地监控碱液泵的驱动马达的电流消耗。
DE 44 23 738 A1描述了一种用于对应于旋转做功机器在负载侧随时间改变的功率需求来调节电动马达的转速的方法，通过该电动马达来驱动旋转做功机器、尤其是泵或鼓风机。在此，使用一调节器，通过该调节器的输出值确定电动马达的转速。电动马达的马达电流的相应电流强度(I)被测量并且产生表示所测量的电流强度的信号。该信号作为输出值供应给调节器，在那里根据预给定的或当前所计算的特征曲线(a至d)将所述信号转换成所期望的输出值。
发明内容
在该背景下，本发明的任务是，提供一种用于尤其是在洗衣机的脱水阶段中改善泵运行的方法。优选地，在此应该在不同起泡程度的情况下也能够实现洗涤液体或者漂洗液体快速并且尽可能完全的泵出。本发明的任务也在于提供一种适用于实施该方法的导水的家用器具。
根据本发明，该任务通过根据独立权利要求所述的方法和导水的家用器具(在下文中简称为“家用器具”)来解决。本发明的优选构型在相应的从属权利要求中实施。所述方法的优选构型对应于家用器具的优选构型，尽管在这方面未分别指出。
因此，本发明涉及一种用于运行导水的家用器具的方法，所述家用器具具有碱液容器、用于接收洗涤物的滚筒、用于滚筒的驱动马达、调速泵和控制设备，该调速泵通过碱液通道与碱液容器连接，其中，在包含至少一个脱水步骤的脱水阶段期间，调速泵的功率消耗P根据已脱出的水量来控制，其中，调速泵的转速nP根据输送介质的密度ρ改变。尤其是在碱液容器中积聚的水量、即碱液容器中的水量可以视为已脱水的水量。
“输送介质”在本发明的意义中是包含含水液体和/或空气的单相或多相介质。在此，空气尤其以泡沫的形式包含在输送介质中。输送介质的密度随着空气含量或泡沫的增加而减小。
一般地，碱液容器中的含水液体是包含可变含量的水、溶解的污物、洗涤剂和/或柔顺剂的混合物。在此，碱液容器中的含水液体和由此输送介质也可以是纯的液体，但是也可以是二相混合物或者三相混合物。在此，二相混合物通常是由在洗涤程序期间产生的泡沫和水构成的混合物。然而二相混合物也可以是由液体和固体颗粒构成的混合物，该固体颗粒例如可能在洗涤程序期间由洗涤物的污物产生。相应地，三相混合物是由泡沫、液体和固定颗粒构成的混合物。
当然，这三相具有不同的密度，其中，泡沫相的密度最小，固定颗粒的密度最大。因此，二相或三相混合物的密度一般相应于相含量而改变。因此，例如具有高的泡沫含量的二相混合物与具有高的液体含量的二相混合物相比具有较小的密度。
此外，上述二相或三相混合物不必是均匀的。相的含量可以在泵叶轮上输入流动能量时由于叶片轮廓上不同的压力而剧烈地改变并且由此对泵输送特性产生消极影响。在静止状态中，一般在容器中形成一种相顺序，在该相顺序的情况下，泡沫由于密度最小而形成上方的相，液体形成位于该泡沫下方的相。固体颗粒通常沉积在底部。然而由于在碱液容器中的滚筒运动和/或通过泵运行而进行了一定的混合，其中，混合程度与滚筒运动的强度有关。
“输送介质的密度ρ”尤其意味着调速泵的输送介质的密度。在已知、例如预给定调速泵的转速的情况下，在此可以尤其根据泵的功率消耗P得出输送介质的密度ρ。为此有利的是，在控制设备中针对转速nP或旋转角频率ωP的不同值存储功率消耗P和密度ρ之间的关联。
因此，根据本发明优选一种方法，在该方法，为了监控输送介质的密度ρ，测量并且分析处理泵驱动马达的马达电流IA。
功率消耗P一般由流体密度(即输送介质的密度ρ)、下落加速度、输送流量和输送压力的乘积限定。通常在泵出过程期间下落加速度和输送压力不改变，使得功率消耗P仅与输送介质的密度ρ和输送流量的乘积有关，其中，根据液压相似定律泵的转速nP与输送流量成正比。因此，功率消耗P定义为输送介质的密度ρ和转速nP的乘积。
在所述方法的优选实施方式中，这样控制调速泵的功率消耗P，使得在脱水阶段的脱水步骤期间碱液容器中的水量增大的情况下增大功率消耗P。
在根据本发明的方法中，此外优选的是，当输送介质的密度ρ减小时，即在发泡程度增大时，增大调速泵的转速nP。在此，优选在低于输送介质的预给定的最小密度值ρmin时中断脱水步骤。
优选的是，调速泵的功率消耗P随着输送介质的密度ρ减小而减小，其中，在控制设备中存储功率消耗P、密度ρ和转速nP之间的关联。这考虑了下述情况：在输送介质中的泡沫含量增大时转速nP一般不可以任意地增大。一般存在调速泵的转速nP的旋转角频率的上限ωP max，该上限优选不应该被超过。
在所述方法的特别优选的实施方式中，功率消耗P在时间段Δt1≤Δts被调节至恒定值，其中，Δts是脱水步骤的持续时间，并且在输送介质的密度ρ减小的情况下相应地增大泵的转速nP。在此优选地，调速泵的功率消耗P在时间段Δts被调节至恒定值。为此，转速一般如密度减小的程度那样地增大，在保持驱动功率并且增大泵转速的情况下补偿密度降低。
脱水阶段一般由多个脱水步骤组成，在这些脱水步骤之间的所谓脱水间歇中，滚筒的旋转角频率ωT或转速nT至少明显地减小，或者滚筒完全静止。在脱水间歇中，调速泵可以继续泵出。然而也可以设置，调速泵在脱水间歇中不泵出(用于分离二相混合物的通风间歇)。因此，所述说明在此涉及一个或多个脱水步骤、优选涉及所有脱水步骤。
在洗涤程序期间，滚筒转速nT改变。因此，滚筒在洗涤阶段中的转速nT例如一般≤100转/分，其中，当然发生变化，因为由于可能的泡沫产生、即随着碱液容器中的含水液体的密度改变可以引起例如滚筒转速nT的改变。与此相反地，在脱水阶段中，滚筒转速nT由程序决定地是较高的、即视导水的家用器具的构型而定例如处于400至1600转每分钟的范围中。
根据本发明优选的是，调速泵的功率消耗P被调节至对于泵所允许的最大值Pmax。该值Pmax一般与泵的运行特性相关并且尤其这样选择，在不产生过度磨损或干扰噪声的情况下确保最大的运行时间。
此外优选的是，调速泵这样在功率双曲线上运行，使得调速泵的转速nP和输送介质的密度ρ的乘积是恒定的。转速nP和密度ρ的乘积一般与泵的功率消耗P成正比，使得在功率双曲线上运行尤其意味着，功率消耗P保持恒定，使得数值上改变的乘数彼此补偿。
在所述方法的优选实施方式中，对于存在于碱液容器中的水量M在时间段Δt1结束之后变大的情况，使滚筒的转速nT减小和/或调速泵的转速nP增大。即在这种情况下泵的输送功率是不够的，使得下述风险可能增大：过多脱出的含水液体积聚在碱液容器中并且会在脱水步骤中与旋转的滚筒接触并且由此阻碍脱水或者说甩干过程。
对于存在于碱液容器中的水量在时间段Δt1结束之后变大的情况，替代地可以在随后的时间段Δt2(其中，(Δt1+Δt2)≤Δts)期间，使泵的功率消耗P从值Pset1增大至值Pset2，其中，Pset1＜Pset2≤Pmax。相应地，对于其他时间段Δtn，其中，(Δt1+Δt2+…+Δtn)≤Δts，泵的功率消耗P从值Pset1增大至值Psetn，其中，Pset1＜Pset2≤…Psetn…≤Pmax。
因为在脱水阶段中输送介质的密度ρ由于滚筒的高转速而可以非常迅速地改变，在这里尤其优选1至3s的短的时间区间Δtn。以这种方式可以使泵的功率消耗P和/或转速nP非常快速地适配于改变的条件。
特别有利地，在根据本发明的方法中也可以考虑滚筒中的洗涤物的种类和量。因此，不同类型的洗涤物在其吸水能力上有区别，使得由洗涤物吸收的和可脱出的水量也与洗涤物的类型有关。此外，在同类型的洗涤物中由洗涤物吸收的和可脱出的水量一般与洗涤物的量成正比。洗涤物的种类和/或量的确定可以在导水的家用器具中自动地进行，或者洗涤物的种类和/或量可以通过家用器具的使用者来调节。
因此，在本发明方法的特别优选的实施方式中，功率消耗P根据滚筒中的洗涤物的种类和/或量来确定，其中，在控制设备中存储功率消耗P和滚筒中的洗涤物的种类和/或量之间的关联。
此外，根据本发明优选的是，碱液容器中的水量和/或该水量在碱液容器中随着时间的增大量作为已脱出的水量的尺度而被测量并且被考虑用于控制所述调速泵。
此外，本发明的主题是一种导水的家用器具，该导水的家用器具具有碱液容器、用于接收洗涤物的滚筒、用于滚筒的驱动马达、调速泵和控制设备，该调速泵通过碱液通道与碱液容器连接，其中，控制设备设置用于实施用于运行家用器具的方法，在该方法中，在包含至少一个脱水步骤的脱水阶段期间，调速泵的功率消耗P根据已脱出的水量来控制，其中，调速泵的转速nP根据输送介质的密度ρ改变。
根据本发明，导水的家用器具优选是洗衣机或洗涤烘干机。
在导水的家用器具的优选实施方式中，针对调速泵转速关于密度的变化曲线的多个关联存储在控制设备中。也就是说，脱水步骤的持续时间和转速对于导水的家用器具的不同运行程序是不同的。因此，在手洗档中的脱水阶段与在具有易于保养的洗涤物的程序中的脱水阶段相比一般在明显较低的转速下进行。相应地，泡膜形成并且作为结果的输送介质密度ρ当然也是不同的。以这种方式，尤其也可以在由使用者所选择的运行程序方面改善泵的功率消耗P。
本发明具有大量优点。通过在脱水阶段中这样使用调速泵，即尤其使调速泵的转速nP适配于输送介质的密度ρ，可以实现将含水液体从碱液容器中动态地泵出，其中，也可以有效地考虑不同大小的泡沫含量。在此，尤其最大程度地利用泵的功率消耗或者使其保持在期望的水平上。这不仅实现了改善的泵出性能，而且也实现了改善的脱水效果，因为可以避免水倒流。相应地，以这种方式也可以更快速地实现滚筒中的洗涤物的期望剩余湿度值。
附图说明
下面根据本发明的洗衣机的未受限的实施方式示出本发明，其中，参考图1和2。
图1示出在未受限的实施方式中用于实施根据本发明的方法的作为导水的家用器具的洗衣机。
图2示出在泵的恒定功率消耗的情况下调速泵的转速与液体密度的双曲线变化曲线的示意图。
具体实施方式
图1示出构造为洗衣机1的根据本发明的导水的家用器具。图1的洗衣机1具有碱液容器2，滚筒3可旋转地支承在该碱液容器中并且能够通过驱动马达5驱动。为了改善的人体工程学，滚筒3的旋转轴线19从水平线以一小角度(例如13°)指向前上方，使得洗衣机1的使用者更容易地触及并且看到滚筒3的内部。通过该布置，在洗涤携动件14和用于含洗涤剂的含水液体7、例如洗涤碱液的汲取设备17相互作用的情况下，在滚筒壳的内表面上也实现以洗涤碱液7流经洗涤物4的加强。
此外，洗衣机1具有碱液输入系统，该碱液输入系统包括用于家庭用水网20的水接口配件、可电控的阀21和通向碱液容器2的输入管路13，该输入管路必要时也可以被引导经过洗涤剂冲入壳12，输入的水可以将洗涤剂份额从该洗涤剂冲入壳输送到碱液容器2中。此外，用于加热水或洗涤碱液7的加热设备16位于碱液容器2中。阀21也如同加热设备16一样地可以通过控制设备8根据程序运行计划来控制，该程序运行计划可以与时间程序和/或达到滚筒或者说洗衣机1内部的参数例如碱液液位、碱液温度、转速的一定测量值相结合。9意味着马达滚筒控制单元，该马达滚筒控制单元尤其可以确定和存储滚筒的转速nT、驱动电流值IAT和滚筒旋转时间段ΔtT。
6意味着在碱液容器2中的压力传感器、即用于测量静液压力的传感器。静液压力p由在碱液容器2中形成的自由的漂染液7的液面高度得出。在本发明中，该液面高度一般用作在脱水阶段中从洗涤物脱出的水、洗涤碱液或漂洗液体的量的尺度。
此外，在此所示的实施方式的洗衣机1包括用于获知注入的水量的测量设备15、例如水量计或流量计。在流量计的情况下，流入的水量结合所感测的注入时间来计算。流量也可以通过测量直至达到预给定水位的时间来确定，该预给定水位对应于确定的固定水量。用于确定装入的洗涤物的量的称重计未示出。在这里所示的实施方式中，流量计和称重计还能够实现漂洗阶段或者说在其中进行的脱水阶段的改善构型。
11意味着显示装置，通过该显示装置可以例如显示过程参数、尤其是洗涤程序的过程或者泡沫量或功率消耗P。
18意味着用于将含水液体7从碱液容器2中泵出的调速泵。为此，碱液泵18布置在碱液通道23中。碱液泵18与控制设备8连接。在此，控制设备8设置用于监控泵18的功率消耗P、确定驱动电流值IA并且调节泵18的转速nP。
在图1中示出的洗衣机中尤其可以实施下述方法，在该方法中，在包含至少一个脱水步骤的脱水阶段期间，调速泵18的功率消耗P根据已脱出的水量来控制，该已脱出的水量根据碱液容器2中的水量来确定，其中，调速泵18的转速nP根据输送介质的密度ρ改变。在这里，调速泵18的功率消耗P尤其这样被控制，使得当碱液容器2中的水量在脱水阶段的脱水步骤期间增大时，功率消耗P增大。此外，在此设置，当输送介质的密度ρ减小时，调速泵18的转速nP增大，其中，在低于输送介质的预给定的最小密度值ρmin时中断脱水步骤。如果这归因于大的泡沫含量，可以设置，在洗衣机中实施去泡沫措施。这种措施可以例如是在相对小的滚筒转速nT的情况下使滚筒3在逆向运行中运行。
最后在根据本发明的方法的实施方式中，调速泵18的功率消耗P随着输送介质的密度ρ减小而有条件地减小，其中，在这里描述的本发明导水的家用器具的实施方式中，在控制设备8中存储功率消耗P、密度ρ和转速nP之间的关联。
如果尤其根据在此未示出的泵驱动马达的马达电流IA探测出碱液容器2中的输送介质的密度ρ减小，则控制设备8根据这种关联调节泵18的转速nP，以便在根据本发明的方法的优选实施方式中使泵18的功率消耗P例如保持恒定。
因此，可以存储输送介质的密度ρ与调速泵18的转速nP的变化曲线的多个关联。
在图2中示例性地示出对于泵的恒定的功率消耗P的情况输送介质的密度ρ与调速泵18的转速nP的变化曲线。在这里，调速泵18的转速nP与输送介质的密度ρ成反比。变化曲线具有双曲线形式，使得泵18的转速nP在密度ρ非常低、即例如在输送介质中泡沫含量高的情况下剧烈地增大。如果存在非常大的泡沫量、即输送介质的密度ρ非常低，则也可以有意义地实施减小泡沫的措施，例如滚筒3逆向运行。
附图标记列表
1 洗衣机
2 碱液容器
3 滚筒
4 洗涤物
5 驱动马达
6 压力传感器
7 含水液体、自由的漂染液、洗涤碱液
8 控制设备
9 马达滚筒控制单元
10 温度传感器
11 显示装置
12 (洗涤剂)冲入壳
13 通向碱液容器2的输入管路
14 洗涤携动件
15 用于获知注入的水量的测量设备
16 加热设备
17 汲取设备
18 调速泵
19 旋转轴线
20 供水管路、家庭用水网、供水装置
21 (可电控的)阀
22 时间测量设备
23 碱液通道
24 密度传感器

Claims (15)

1.用于运行导水的家用器具(1)的方法，所述家用器具具有碱液容器(2)、用于接收洗涤物(4)的滚筒(3)、用于所述滚筒(3)的驱动马达(5)、调速泵(18)和控制设备(8)，该调速泵通过碱液通道(23)与所述碱液容器(2)连接，其特征在于，在包含至少一个脱水步骤的脱水阶段期间，所述调速泵(18)的功率消耗P根据已脱出的水量来控制，其中，使所述调速泵(18)的转速nP根据输送介质的密度ρ改变。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，这样控制所述调速泵(18)的功率消耗P，使得在所述碱液容器(2)中的水量在所述脱水阶段的脱水步骤期间增大的情况下增大所述功率消耗P。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述输送介质的密度ρ减小时，增大所述调速泵(18)的转速nP。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在低于所述输送介质(2)的预给定的最小密度值ρmin时中断脱水步骤。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述调速泵(18)的功率消耗P随着所述输送介质的密度ρ减小而减小，其中，在所述控制设备(8)中存储所述功率消耗P、所述密度ρ和所述转速nP之间的关联。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，将所述功率消耗P在时间段Δt1≤Δts调节至恒定值，其中，Δts是脱水步骤的持续时间，并且在所述输送介质的密度ρ减小时相应地增大所述泵(18)的转速nP。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述调速泵(18)的功率消耗P在所述时间段Δts调节至恒定值。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，将所述调速泵(18)的功率消耗P调节至对于所述泵(18)允许的最大值Pmax。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述调速泵(18)这样在功率双曲线上运行，使得所述调速泵(18)的转速nP和所述输送介质的密度ρ的乘积是恒定的。
10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对于存在于所述碱液容器(2)中的水量在所述时间段Δt1结束之后变大的情况，减小所述滚筒(3)的转速nT和/或增大所述调速泵(18)的转速nP。
11.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对于存在于所述碱液容器(2)中的水量在所述时间段Δt1结束之后变大的情况，在随后的时间段Δt2期间，使所述泵(18)的功率消耗P从值Pset1增大至值Pset2，其中，(Δt1+Δt2)≤Δts，Pset1＜Pset2≤Pmax。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述功率消耗P根据在所述滚筒(3)中的洗涤物的类型和/或量来确定，其中，在所述控制设备(8)中存储所述功率消耗P和所述滚筒(3)中的洗涤物的类型和/或量之间的关联。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述碱液容器(2)中的水量和/或该水量在所述碱液容器(2)中随着时间的增大量作为已脱出的水量的尺度而被测量并且被考虑用于控制所述调速泵(18)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了监控所述输送介质的密度ρ，测量并且分析处理泵驱动马达的马达电流IA。
15.导水的家用器具(1)，所述导水的家用器具具有碱液容器(2)、用于接收洗涤物(4)的滚筒(3)、用于所述滚筒(3)的驱动马达(5)、调速泵(18)和控制设备(8)，该调速泵通过碱液通道(23)与所述碱液容器(2)连接，其特征在于，所述控制设备(8)设置用于实施用于运行所述家用器具(1)的方法，在该方法中，在包含至少一个脱水步骤的脱水阶段期间，所述调速泵(18)的功率消耗P根据已脱出的水量来控制，其中，所述调速泵(18)的转速nP根据输送介质的密度ρ改变。
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