CN1271036A - 一种节水高效洗衣机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节水高效洗衣机,由外壳体、洗衣桶、驱动电机及传动、控制系统、水路系统组成,所述的洗衣桶为弹性材料制成可压扁且上口大、下口小的桶,桶内壁有纹路,外壁上设有与传动系统的齿接合件可啮合的齿路。所述的水路系统包括具有可使水重复使用的水流分配阀、进排水节及制为夹壁水箱的洗衣机外壳体,在洗衣机的上方设有可盛放衣物的衣板,衣板下侧固定可搅翻衣物的机械手。其可大量节约用水,洗净率高。

Description

一种节水高效洗衣机

本发明属于生活用品，尤其涉及一种节水高效洗衣机。

现在的洗衣机，应用较多的有波轮、滚桶、摆动、喷流式四种类型，它们的组成各有所异，但从工作原理上讲，都是采用机械方式通过水流或重力作用于衣物，不具有直接对衣物的揉搓作用，而摩擦、揉搓是洗净衣物的主要因素，因此它们的洗净率都不是很好，且洗涤用水量大，浪费也很大。虽有人也试图改变这种洗涤方式，以中国专利CN2171619Y为例，其为增加搓的功能，在洗衣内桶内壁上设有许多凸棱，其它构成均以传统洗衣机方式相同，它是利用内桶旋转转向时，桶壁上的凸出物阻碍衣物的滑移而产生一种搓洗的效果，它只是对衣物贴壁的一侧施加了搓的力量，对整件衣物的洗净并没有把握，可以说洗涤的强度不够均匀。

本发明的目的是提供一种洗净率高且能大量节水的节水高效洗衣机。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：这种节水高效洗衣机，由外壳体、洗衣桶、驱动电机及传动、控制系统、水路系统组成，所述的洗衣桶为弹性材料制成可压扁且上口大、下口小的桶，桶内壁有纹路，外壁上设有与传动系统的齿接合件可啮合的齿路。所述的水路系统包括具有可使水重复使用的水流分配阀、进排水节及制为夹壁水箱的洗衣机外壳体。

为使所洗衣物搓洗力量均匀，在洗衣机的上方设有衣板，衣板上固定一可上下伸展、搅拌衣物的机械手。

为使所洗衣物无论多或少，均能揉搓着，将洗衣桶设计为上口大，下底小，呈抛物面或锥面形状。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1为本发明的结构示意图

图1-A为带有环形集水盘的洗衣桶局部结构示意图

图2为主洗驱动机构示意图(主、俯视图)

图3为水泵系统的水流分配阀结构示意图(主、俯视图)

图3-A为阀芯示意图

图4为水泵系统的水管连接示意图

图5为双向水泵示意图(主、侧视图)

图5-A为双向水泵叶轮分体(左、右)及合体(中)结构示意图

图6为进水节示意图(剖视图)

图7为机械手构造示意图

图8为本发明又一实施例结构示意图

图9为本发明其它实施例外观示意图

实施例1

如图1所示，本发明的主体结构包括外壳体1、洗衣桶2、传动系统3、驱动电机(脱水电机4、主洗电机5)系统及进(排)水节6、电加热器7、控制系统等。

外壳体1制成双层夹壁而使中间形成四个空腔，构成贮水箱。

洗衣桶2为单层，外壁制成倾斜分布、具有齿轮齿顶的沟槽201，内壁上形成很多道并排倾斜分布的圆弧顶的凸棱，传动系统3的齿接合件为可与外壁上的沟槽相啮合的齿柱对301，以增加啮合，而洗衣桶上口边缘处制成耳垂状水窝202，水窝上设有泄水孔2021桶上部边缘外侧装有环形集水盘203，环形集水盘包住水窝，集水盘上设排水口，并通过接管204与洗衣机外壳构成的贮水箱联通(参见图1-A所示)。

一般全自动洗衣机需在一个桶内进行洗涤与甩干两步工序，所以它的洗衣桶必须是双层套筒，而上述结构的洗衣桶，只需一单层桶既可实现洗衣和甩干两种功能，它的实现是通过对洗衣桶的创新设计而完成的，洗衣桶用橡胶制成抛物面桶形，桶的外壁是很多道并排倾斜分布的沟槽201，沟槽底部呈圆弧形，相邻沟槽结合部凸起成齿轮齿顶状。在桶内壁上形成很多道并排倾斜分布的圆弧顶的凸棱，恰似过去的洗衣搓板，相邻两道凸棱的结合部，形成尖窄的沟缝，在脱水甩干时，衣物贴附在桶壁的凸棱上，但不会将尖窄的沟缝填塞，衣物中被甩出的水，就沿着这沟缝流走。由于这沟缝是倾斜的且洗衣桶为上大下小，桶壁斜线向上。使得这沟缝在空间上呈一条逐渐向上展开的螺旋线，这种分布的沟缝，使得其中的水，在洗衣桶旋转时，水所具有的离心力分解为一部份向上的分力。当这分力大于水的重力时，水将沿着沟缝向上流动。流到洗衣桶上部边缘时，进入桶上部边缘的水窝202内，并从水窝内的泄水孔2021甩出。被环形集水盘203收集，再通过排水口和在其上连接的接管排到由洗衣机外壳构成的贮水箱。图1-A中的虚线表示甩干过程中衣物脱出的水的流径。由于洗衣桶上口边缘处的水窝制成耳垂状，使得洗衣时偶尔溢出的水也可滴到集水盘203中，而不会到处流淌。

传动系统的左、右齿柱对301通过左、右皮带轮装置4与主洗电机5的转轴套接，左、右齿柱对设置部位在洗衣桶中下部，并略偏于洗衣桶中心轴线。

传动系统3的结构及其主洗驱动机构可详见图2所示，左、右齿柱对由齿轮轴上下臂305、306安装在中轴307上，其中两个下臂分别与上下两个大伞齿轮308、309连接在一起，使左、右两个齿柱可以在中轴上转动，两个大伞齿轮中间夹有一个小伞齿轮310并互相啮合，从图中可见，当小伞齿轮顺时针转动时，左齿柱顺时针转动，右齿柱逆时针转动，左、右两齿柱之间的距离将减小，把洗衣桶夹扁，当小伞齿轮逆时针转动时，右齿柱将逆时针转动，左齿柱将顺时针转动，两个齿柱之间的距离将增大，将洗衣桶放松，小伞齿轮由一台微电机通过蜗轮减速机构来驱动。中轴的上、下端各有一个支座311、312，其上有螺孔，可以将中轴固定在洗衣机外壳体上。

为节约用水，且同时还可将水加温，以增强洗净率，本发明采用了电加热器7及双向水泵8，洗涤过程中，双向水泵可反复将洗衣桶内的水抽经电热器7再送回，水被逐渐加热到最适宜的温度。洗衣过程中的洗涤用水和漂洗用水，用过后可被分别泵入由四块机壳构成的四个贮水箱中待洗较脏的衣物时再用，为实现这些功能，可采用图3、图4、图5所示的结构系统。在洗衣机内采用了一水流分配阀9(参照图3)，它是一个杯形的部件，其外圆周上分布着进水管接头901、排水管接头902和另外四个去水箱的管接头903，每一个水管接头中间的孔都通到阀体内圆壁上，并镶有橡胶密封圈。阀芯904的结构可参见图3-A，包括阀杆9041，流道9042，它是一个阶梯圆柱体，大圆柱内有呈90°的水流道9042，流道的一端开口在大圆柱侧面，可分别与阀体上6个管接头对正，流道的另一端开口在大圆柱下底面中心，与阀体9下部的管接头905对正。大圆柱上部的小圆柱是阀杆9041，可带动阀芯转动，阀芯安装在阀体内，被阀盖906盖严，图4是去掉洗衣机上部部件，去掉洗涤机构后的顶视图，图中所示零部件均位于洗衣机底部。从图3、图3-A、图4可看出，当阀芯转动，箭头指向“A”位置时，阀体下部的管接头905与进水管901、911连通，洗衣用水(自来水)可由进水管911，进水管管接头901、管接头905、加热器7、双向水泵8、进(排)水节6进入洗衣桶2。当阀芯转至箭头指向“B”位置时，管接头905与管接头903连通，既洗衣桶内的水可经进(排)水节、双向水泵、加热器、水流分配阀被泵入右侧水箱915中贮存。当阀芯转至箭头指向“D”位置时，洗衣桶内的水可经进水阀、双向水泵、加热器、水流分配阀、排水管912排放，依次类推，当阀芯转至“C”位置时，洗衣桶内的水可泵入后背水箱916中贮存。转至箭头指向“E”位置时，洗衣桶内的水可泵入右侧水箱917贮存。同理，洗衣机水系统内的水通过控制水流分配阀阀芯的不同位置和双向水泵的正反转，可实现水的任意流向。阀芯的转动是由电控部分的微处理器发出不同数量的脉冲电流，控制步进电机，通过蜗轮或其它型式的减速机构，使阀芯转至不同的角度。现有技术，不再赘述。

双向水泵的结构见图5、图5-A所示，由左、右半壳体连接合并，中间形成泵室，水管10盘踞在左半壳体上，它的端口即是水口101；水管11呈蜗壳状盘踞在右半壳体上，其端口即是水口111，两个水管方向相同。水泵的叶轮可设计为中间是一个薄圆盘，盘的两侧各分布4-6个互相套叠的呈蜗壳状的叶片，左右两侧蜗壳状叶片的盘旋方向相反。两侧蜗壳状叶片的末端相通。叶轮装于泵室内，由电机带动旋转，叶轮中部的圆盘与泵壳体内壁只有很小的间隙，使叶轮刚能在原壳体中转动而不相接触摩擦，即将泵室分隔成两半，每一半泵室形成一个混流泵，整个泵体形成两个相连的混流泵。当叶轮顺时针旋转时，水管10中的水被卷进右半轮的蜗壳状叶片中，被压迫到左半轮的蜗壳状叶片中，这转动着的蜗壳状叶片，兼有螺旋浆叶片和离心叶片的作用，将水打向水管11，从水口111流出。这样，水口101成了进水口，水口111成了出水口。当电机反转时，水口111成了进水口，水口101成了出水口，这就构成了双向水泵。

图6为使用状态下进水节结构示意图，橡胶洗衣外桶与进水管13固定连接，水可通过进水管进入洗衣外桶，洗衣外桶中的水也可经进水管排出。进水管用不锈钢制成，甩干皮带轮12套在进水管13上，由顶丝固定，衣物甩干时，由甩干电机带动甩干皮带轮转动，洗衣外桶也随之旋转。上托板14固定在洗衣机外壳上，其上装有含油轴承14，用以稳固进水管并使它能转动。进水节本体21实际上是一个动密封件，其上部为橡胶件，下部为尼龙件，两者制成一体，上部的橡胶件中，最上边为进水节上的油封16，其上有两道槽，槽内有两根环状弹簧22，将油封勒紧，使其紧套在进水管13上，以防止水、油外漏，中部镶嵌一个含油轴承14，以稳固进水管并使之能转动，下部设有密封磨环18，是一般潜水泵中常用的，目的是防止进水管在转动中产生缝隙而漏水。最下部是进出水口17，由尼龙制成，可连接水管。进水节的主要作用是：1、是进排水的通道和接驳；2、是洗衣桶转动的轴承；3、能使在转动中不漏水。

在洗衣机的上方设有可盛放衣物的衣板，衣板下侧固定可搅翻衣物的机械手。图7为机械手结构示意图，它包括伸缩套管23、卷带机构24、手爪25。伸缩套管23是三节互相套在一起的薄铜管，象拉杆天线那样，套管中间有一根半硬尼龙带，它的末端与第三节套管固定连接，中间部份可以从第一节套管上端自由伸入或抽出套管，伸入时，推动第一节套管从第二节套管内伸出，第二节套管从第三节套管内伸出，手爪就向下移动。尼龙带自第一节套管内抽出时，牵动第三节套管缩入第二节套管，第二节套管缩回第一节套管，手爪就向上移动，卷带机构24是由电机驱动蜗轮减速机，蜗轮轴即是芯轴，带动卷带盘在卷带壳体中间转动。半硬尼龙带的始端卡固在卷带盘上。尼龙带可以被卷在卷带盘上。尼龙带与卷带壳体之间有很小的间隙，可在卷带壳内壁上滑动。卷带盘顺时针转动时，将尼龙带从第一节套管内拉出，使手爪向上移。卷带盘逆时针转时，半硬尼龙带也随之逆时针转动，由于受到卷带壳体的限制，尼龙带只能伸入第一节套管，推动手爪向下移动。卷带壳体的上部是支座，其上有螺孔，可固定在洗衣机衣板下面。手爪分为对称的左右两部份，每一部份有三个爪节，爪节之间互相用铆钉连接，各爪节在铆接部位可以绕铆钉转动。第一爪节与第二节套管末端上的凸耳铆接并可以铆钉为轴转动，第二爪节与第三节套管末端上的凸耳铆接并可以铆钉为轴转动，从图中可见，当第三节套管从第二节套管内伸出向下移动时，手爪即向左右张开，当第三节套管缩入第二节套管时，手爪将收拢。当即将全部缩入时，第三爪节上的凸缘将碰到第二爪节套管上的凸耳，手爪将迅速收拢并抓牢衣物，照这样运动。当电机正转，手爪即伸入洗衣桶，并张开。当电机反转，手爪即收拢抓住衣物，继而将抓住的衣物提起。电机再正转，手爪张开，将衣物放下。反复这样动作，即可实现对衣物的翻搅。在第三爪节套管的末端装有一对电极，即是水位传感器，其与控制系统的工作原理类同于现有技术，此处不再详述。

本发明工作原理及过程如下：平时左右齿柱之间的间距较大，洗衣外桶和洗衣内桶互相紧贴，在本身弹性作用下呈圆形。放入衣物后，机械手伸入洗衣内桶，将衣物稍为压紧，洗涤用水通过双向水泵、电加热器进排水节进入洗衣内桶，当水位到达安装在机械手上的水位传感器时，便停止注水，并加入洗涤剂，然后机械手从洗衣内桶内收回。洗涤过程开始。前述左、右两上齿柱的间距减小，将洗衣桶压扁，其中的衣物受到挤压。主洗电机与主洗电机皮带轮同轴转动，经左皮带和右皮带、左皮带轮，右皮带轮，带动由两个尼龙材质制成的传动齿柱去拨动洗衣桶外壁上橡胶材质沟槽间形成的齿使洗衣桶转动。洗衣桶内壁上的凸棱恰似洗衣搓板，在移动过程中将衣物进行挤压，揉搓、放松，再挤压、揉搓、放松的洗涤循环运动。

洗衣桶内壁上的纹路呈渐开线分布，一方面加强揉搓作用，一方面对衣物进行翻搅。洗衣桶间歇地正、反方向转动，避免衣物打结、拧绞，并使衣物洗得均匀。其间机械手不断地伸入洗衣内桶翻搅衣物。衣物在这样的揉搓、翻搅作用下被洗净。洗涤过程中，双向水泵反复将洗衣桶内的水抽经电加热器逐渐加热到最适宜的温度。洗衣过程中的洗涤用水和漂洗用水，用过后被分别泵入由四块机壳构成的四个贮水箱中，待洗较脏衣物时再用。洗衣过程中，可以自动调节左右两个齿柱之间的距离，以便使衣物受到的揉搓力适中不致磨损衣物。

由于洗衣桶制成抛物面形状，底部直径小，当要洗的衣物很少(比如一件衬衣)时，也收在桶底堆积起来，同样可以受到揉搓。这就弥补了一般洗衣机不便于洗少量衣物的缺点。

实施例2

如图8所示，主体机械结构与控制系统类同于实施例1，不同点在于：洗衣桶包括一内桶、一外桶，用弹性材料(如橡胶、塑料等)制成，可以被压扁，洗衣内桶内壁制成类似洗衣搓板似的、按渐开线曲线分布的纹路，壁上分布着一些透水孔，洗衣外桶外壁上有上、下齿带组，均与洗衣外桶制成一体。洗衣外桶内壁和洗衣内桶外壁均制成相同的抛物面或锥面，贴合后相互没有间隙，洗衣筒上口大，下底小。

传动系统由左、右齿轮对通过左、右皮带轮装置4与主洗电机5的转轴套接，左、右齿轮对设置部位在洗衣桶中下部，并略偏于洗衣桶中心轴线。工作时左、右齿轮对的上下齿轮可分别与洗衣外桶上的齿带啮合。

洗衣时，洗衣外桶和洗衣内桶随之一起转动。在转动过程中，桶内壁相对的两侧是相向运动的，其间的衣物两侧受到挤压，又被洗衣桶内壁上类似洗衣搓板似的纹路拖动相向运动，便被卷揉、搓动。衣物的脱水甩干完成过程如下：洗衣时，外桶向上移，使内桶外壁与外桶内壁紧密贴合，其间没有缝隙，桶内的水可完全用来浸泡衣物。脱水甩干时，外桶向下移动与内桶分离，内桶便可以高速旋转，衣物中的水从洗衣内桶上的透水孔中甩出，衣物便被脱水甩干。

实施例3

如图9所示，主体机械结构与控制系统类同于实施例1，洗衣桶可设置1组以上，如2组、3组或4组，按衣物脏的程度及漂洗的次数，通过控制系统实现将前组洗内桶内用过的但还较干净的水注入下组洗衣桶内继续漂洗衣物，充分节约用水，它们可共用或分别采用一套传动控制装置和水流分配系统，此种情形下的洗衣机机壳不必做成贮水箱，水流分配阀也相应简化。

本发明的优点是：

1、由于设计了储水箱，可大量节约用水。

2、洗涤过程中，衣物不仅受到水流冲力的作用，而且同时受到揉搓、挤压，因而洗净率高。

3、由于桶体采用软橡胶制成，可以被压扁，故能够对衣物进行挤压、揉搓，不仅制作成本低，而且对衣物磨损小。

4、桶体造型设计独特，既适宜洗多量衣物，也适宜洗少量衣物。

Claims (7)

1、一种节水高效洗衣机，由外壳体、洗衣桶、驱动电机及传动、控制系统、水路系统组成，其特征在于：所述的洗衣桶为弹性材料制成可压扁且上口大、下口小的桶，桶内壁有纹路，外壁上设有与传动系统的齿接合件可啮合的齿路。

2、根据权利要求1所述的节水高效洗衣机，其特征在于：所述的水路系统包括具有可使水重复使用的水流分配阀、进排水节及制为夹壁水箱的洗衣机外壳体。

3、根据权利要求1或2所述的节水高效洗衣机，其特征在于：所述的洗衣桶为单层桶，外壁上的齿路为倾斜分布、具有齿轮齿顶的沟槽，所述的传动系统的齿接合件为齿柱。

4、根据权利要求1所述的节水高效洗衣机，其特征在于：洗衣桶上口设有水窝和环形集水盘。

5、根据权利要求1所述的节水高效洗衣机，其特征在于：所述的洗衣桶由可因上下移动而贴合或分离的内外桶套合而成，内桶外壁与外桶内壁具有相同的曲面，内桶壁上分布着一些透水孔，外壁上的齿路为一组以上的齿带，所述的传动系统齿接合件为齿轮对。

6、根据权利要求1或2所述的一种节水高效洗衣机，其特征在于：所述的洗衣桶为两个以上的受控于同一传动控制系统的洗衣桶。

7、根据权利要求1或2所述的节水高效洗衣机，其特征在于：在洗衣机的上方设有可盛放衣物的衣板，衣板下侧固定可搅翻衣物的机械手。

Images