CN1769580A - 一种节水型波轮式或搅拌式全自动洗衣机内桶排水阀结构 - Google Patents

Abstract

一种节水型波轮式或搅拌式全自动洗衣机内桶排水阀结构，包括开口向上和环绕该开口方向一轴线于外桶中旋转且底部开有通往外桶的排水孔的内桶，位于内桶外底部和外桶内底部之间阻隔所述排水孔的阀塞，推拨阀塞与内桶的外底部接合或分离的动力驱动机构，所述接合面为阀密封面；其特征在于：所述阀密封面是以所述轴线为中心的圆环形，所述排水孔分布于所述圆环形的最大的外圆与最小的内圆之间。该设计取消现有技术的存水腔，用于节水型波轮式或搅拌式全自动洗衣机，既节约水，又减少漏水的机会；并且阀塞设计为刚性，比波纹管耐用。

Description

一种节水型波轮式或搅拌式全自动洗衣机内桶排水阀结构

技术领域

本发明涉及一种节水型波轮式或搅拌式全自动洗衣机内桶排水阀结构，分类属于国际专利分类表中D06F39/08。

背景技术

在现有技术波轮式或搅拌式全自动洗衣机，节水型洗衣机是指洗衣时外桶不贮水，仅内桶贮水进行洗涤的洗衣机；它比普通型同类洗衣机节水(20～30)％。

该洗衣机较早的技术方案可参见日本东芝公司的中国发明专利95117171.2《全自动洗衣机》和本申请人的中国实用新型专利ZL97231435.0《节水型全自动洗衣机》。其结构特点是，在外桶内设置的内桶(又称旋转桶、脱水桶)中下部侧壁无孔而上部有一圈脱水出水孔和底部中央具有环状分布的排水孔。为使外桶不贮水，内桶的排水通道设有与外桶隔离的密封结构。该密封结构参见图1。和传统波轮式或搅拌式全自动洗衣机类似，由电动机经皮带轮传动的减速离合器18的上壳轴固定部套密封圈17固定于外桶1的中心孔1a。设置在外桶1内的内桶2通过托盘5和旋转挡圈6一起固定在脱水轴18a上(18a内还有连接波轮3的洗涤轴18b)，内桶2的排水通道包括其底部中央环状设置的穿透托盘5和旋转挡圈6的排水孔7及在外桶1底部内侧设置的台锥形的密封罩11与外桶1底面形成的排水腔16，该排水腔16经主排水口15连通主排水管13、排水阀14和排水管21，并开设用于连接洗衣机的水位传感器的连接孔22。可见，该密封结构包括内桶2和托盘5之间、旋转挡圈6和托盘5之间、密封罩11和外桶1之间以及旋转挡圈6和密封罩上端中央所具有的容纳旋转挡圈6的上端口之间的间隙的密封。其中，除最后者以外的其他间隙均为两个无相对运动的零件连接而形成，采用静态密封就能容易地满足密封要求。因此，密封的关键是对该最后者的密封。内桶2相对于外桶1可以由脱水轴18a带动转动，实现脱水动作，旋转挡圈6也会随内桶2转动而转动。因此，旋转挡圈6相对于密封罩11存在相对运动，即它们之间的密封是一种轴类旋转密封结构。旋转挡圈外柱面6a与密封罩上口圈11b之间的间隙由密封圈10密封，该密封圈10由位于内、外侧的筒形外缘及将两外缘联成一体的环形上缘构成，在内缘的上、下两端分别具有向内倾斜延伸与旋转挡圈外柱面6a过盈配合的上唇齿和下唇齿。洗衣时，向内桶2注水，内桶依靠所述密封使水不流到外桶1；同时由于排水阀14关闭，水只能贮存在内桶2和排水腔16内。当脱水时，排水阀14首先打开，内桶2里的水经所述的排水通道排出；接着，内桶高速旋转，衣物的水在离心力作用下沿内桶壁上升，从上部的脱水出水孔甩出，由外桶1收集，然后经过副排水口4、副排水管19接到排水管21排出。该现有技术的不足在于密封圈10的唇齿始终抱紧旋转挡圈外柱面6a，在内桶高速旋转时存在摩擦。该摩擦的不良效果是：(1)密封副存在明显的寿命问题；(2)产生摩擦噪音；(3)额外消耗电机功率，严重时会启动困难。此外，密封圈10的唇齿和旋转挡圈外柱面6a应具有较好的同心度才能具有良好的密封性能。由于安装环节多且复杂，相关零件难免制造误差，特别是外桶1和密封罩11为大型塑料件，容易产生变形，很难保证有很好的同心度。有时，为弥补安装误差，可加大密封唇齿对旋转挡圈外柱面6a的装配过盈量。但这样会导致密封副的摩擦力加大，加剧前述(1)～(3)的的不良效果。为改善所述摩擦问题，可采用耐磨、耐腐蚀材料制造旋转挡圈6；使旋转挡圈外柱面6a有较高的精度和光洁度；改进密封圈10材料的成份。它们均导致成本的增加。由于以上原因，该种节水型全自动洗衣机虽然已见上市，但发展缓慢。

中国实用新型专利ZL02227545.2《一种节水型全自动洗衣机浮体式密封装置》提出改进上述技术方案的密封结构，参见图2(图示密封副为二种状态，右边的为接合状态，密封圈20封闭密封罩11与托盘5之间的间隙，内桶贮水；左边的为分离状态，内桶无水。文中未说明的图中标号的意义和作用与图1的相同)：该密封结构包括固定在外桶1底部内侧的密封罩11、固定在内桶2底部的托盘5及由外桶1与密封罩11和托盘5围成的排水腔16，以及用于封闭密封罩11与托盘5之间的间隙的密封圈20。其中，托盘5随内桶2转动，即相对密封罩11可动。设置在密封罩11的上缘内面的密封罩密封面11a与托盘5底面外缘的托盘密封面5a和密封圈20的上表面的外密封面20e内密封面20f，它们结合组成密封罩11与托盘5之间的密封副。密封罩密封面11a与托盘密封面5a位于同一水平面上。密封圈20的主体是浮体20c，可在水中借助浮力浮起。该环形浮体的内径略大于内桶2底部环形排布的排水孔7的环形最大直径。外径大于密封罩密封面11a的内径和小于密封罩上口圈11b的内径。密封圈20套在脱水轴18a外，可沿脱水轴18a向上浮起将密封罩11与托盘5之间的间隙封闭。洗衣时如图2右边的密封圈20所示：向内桶2注水，水经过排水孔7注入排水腔16；随着排水腔16内水位上升，密封圈20在浮体20c浮力作用下上升；到一定水位，上浮的密封圈20的上表面的外密封面20e和内密封面20f分别接触到密封罩密封面11a和托盘密封面5a；随着水位上升，内桶2充满水，水压加大，其作用于密封圈20密封面的压力也进一步加大，从而将密封罩11与托盘5之间的间隙紧密封闭，隔离了内桶2与外桶1之间水的通道。脱水时如图2左边的密封圈20所示：排水阀14开启，水通过排水孔7、排水腔16、主排水口15、主排水管13、排水阀14、排水管21排出；随着排水腔16内的水位下降，密封圈20由于自重下降；当排水腔16内的水排干时，密封圈20下降到外桶1底部，完全脱离密封罩密封面11a和托盘密封面5a；又在外桶1底部内表面设置不连续凸筋1b，当排水腔16内水位下降时，此凸筋1b承托起密封圈20，让水顺利排走；内桶2高速旋转脱水时，衣物的水在离心力的作用下沿着内桶1的内壁上升，从上部脱水出水口甩出，由外桶1收集后经副排水口4、副排水管19流到排水管21排出。此时排水腔16内无水，密封圈20不会升起，不与任何运动部件接触，故无磨损和噪音问题。该现有技术的不足包括：浮力的密封压力难以较大，尤其是注水速度较慢时容易泄露；波轮转动对底部筋板的抽吸作用会破坏浮力的密封作用。对后者，该专利申请人在其中国实用新型专利ZL02249536.3《一种节水型全自动波轮洗衣机的内桶排水止回结构》提出了改进措施，即于排水孔7设置止回结构23，包括其固定部23b和活动部23a，在波轮转动时由抽吸液流驱动关闭排水孔7的出口；结构因而复杂化了。

中国实用新型专利ZL03215552.2《节水洗衣机排水装置》提出以传统的排水阀控制排水的同时，也作为内桶的排水通道与外桶的隔离结构，因而实施动力操纵。参见图3：筒状的波纹管阀芯6环绕减速离合器7的输出轴，其底部紧密地固定于外桶4的内底部，其开口借助弹簧5的张力向上伸展，其密封唇22因而贴于内桶1外底部，且包围排水孔2。排水时，牵引器8克服弹簧5的张力向下拉开阀芯6的开口，内桶1内的水经密封唇22与内桶1外底部之间的分离间隙流往外桶4到排水管9排出。脱水时，内桶1高速旋转，衣物的水在离心力作用下沿内桶1的壁上升，从上部的脱水出水孔3甩出，由外桶4收集，然后到排水管9排出。为克服该设计装设水位传感器的不便，洗衣机上部设置用于控制注水量的控制器11。该现有技术以动力驱动隔离结构，比浮力密封可靠，且兼具整机排水控制功能，但也有不足，包括：阀芯6的筒状的波纹管承受较高的水压，容易胀坏；阀芯6的底部需要相当密闭和牢靠地固定于外桶4内底部，以防漏水。

以上三项现有技术的共有不足是：在内桶外底部与外桶内底部之间都有一个存水腔，腔内的水显然浪费，且容易漏水。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：设计一种更节约水和更可靠的节水型波轮式或搅拌式全自动洗衣机内桶排水阀结构，以克服现有技术的不足。

本发明解决技术问题的技术方案是：一种节水型波轮式或搅拌式全自动洗衣机内桶排水阀结构，包括开口向上和环绕该开口方向一轴线于外桶中旋转且底部开有通往外桶的排水孔的内桶，位于内桶外底部和外桶内底部之间阻隔所述排水孔的阀塞，推拨阀塞与内桶的外底部接合或分离的动力驱动机构，所述接合面为阀密封面；其特征是：所述阀密封面是以所述轴线为中心的圆环形，所述排水孔分布于所述圆环形的最大的外圆与最小的内圆之间。

该设计取消现有技术的存水腔，既节约水，又减少漏水的机会。并且阀塞容易设计为刚性，比波纹管耐用。

显然，所述圆环形应是一个或多个以所述轴线为中心的旋转曲面或它们的组合。这些旋转曲面通常设计为平环或圆柱面或圆锥面。

一个典型设计是，所述阀密封面于内桶外底部的部分于所述圆环形的最大的外圆与最小的内圆处各成型为向下且外侧为圆锥面的弹性体材料唇边。进一步的设计是，所述阀密封面于阀塞的部分是迎着所述唇边且与该唇边外侧接合的内、外圆柱面或圆锥面。该结构可以达到比较可靠的密封，且耐用。对该结构，设计所述阀塞与内桶的外底部接合时所述二唇边所围区域开一接往水位传感器的通孔，便于检测水位。

所述动力驱动机构可设计为动力驱动以所述轴线为中心旋转的轴向凸轮副。所述阀塞阀密封面固定于该凸轮副的可动件。这是一种便于与现有洗衣机传动机构联动的设计。

附图说明

如下附图用于结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1是现有技术第1种洗衣机内桶排水阀结构图。

图2是现有技术第2种洗衣机内桶排水阀结构图。

图3是现有技术第3种洗衣机内桶排水阀结构图。

图4是本发明第1实施例洗衣机内桶排水阀结构图。

图5是本发明第2实施例洗衣机内桶排水阀结构图。

图6是本发明第3实施例洗衣机内桶排水阀结构图。

具体实施方式

第1实施例：

本发明第1实施例洗衣机内桶排水阀结构如图4所示。该结构是以现有技术的波轮式或搅拌式全自动洗衣机为基础改进而成，和现有技术类似的部分包括：由电动机经皮带轮传动的减速离合器017的上壳轴固定部套密封圈固定于外桶005的中心孔；设置在外桶005内的内桶008通过托盘固定在脱水轴015上，内桶008中下部侧壁无孔而上部有一圈脱水出水孔和底部开有分布于以内桶008的旋转轴线为中心一圆环中的排水孔011；脱水轴015内还有同轴的用于连接波轮013的洗涤轴014。主要改进设计包括：

——内桶008外底部沿所述圆环紧密地粘贴由聚胺脂或丁氰橡胶制成的密封圈010；密封圈010是一凹向下的环型槽，顶部覆盖排水孔011之处予以穿通，最下部的内外边圆成型为比较柔软的唇状；

——托盘于脱水轴015与内桶008连接处的外立面成型为以所述轴线为中心的圆柱面；在密封圈010的下方，环绕所述圆柱套入由密封板012和升降凸台圈009组成的由驱动轴006动以所述轴线为中心旋转的轴向凸轮副；密封板012以金属或硬塑料制成，上部成型为迎着密封圈010所述环型槽并与之相配的凹向上的环型槽(槽内还开设有用于连通洗衣机水位传感器的水位孔016)，底部成型为以所述轴线为中心的升降凹台018，中心部分以滑键与所述圆柱面形成可升降而不可旋转的配合；升降凸台圈009中心部分与所述圆柱面滑动旋转配合，上部成型为迎着密封板012的升降凹台018并与之相配的升降凸台020，其外圆柱面成型有与驱动轴006的主驱动齿007偶合的从动齿019。

当洗衣机处于洗涤程序时：减速离合器017处于洗涤状态，曲杆002由于减速离合器017的离合操纵杆001的复位，顺向推动曲杆003，进而带动驱动轴006绕其轴线顺向旋转。驱动轴006的主驱动齿007带动从动齿019绕脱水轴015的轴线逆向转动，进而带动升降凸台圈009绕脱水轴015的轴线逆向转动，并与密封板012产生相对转动。由于升降凸台圈009上的升降凸台020与密封板012上的升降凹台018相对错开，密封板012沿轴向升起，密封板012达到一定高度后锁定，使密封板012与密封圈010形成密封，使内桶008的水无法经排水孔011进入外桶005。同时，内桶008的水压则可经排水孔011注入水位孔016，进而传至水位传感器。此时，洗衣机进入正常洗涤。

当洗衣机处于脱水程序时：减速离合器017进入排脱水状态。首先是排水，曲杆002由于减速离合器017的离合操纵杆001的动作，逆向推动曲杆003，进而带动驱动轴006绕其轴线逆向旋转。驱动轴006的主驱动齿007带动从动齿019绕脱水轴015的轴线顺向转动，进而带动升降凸台圈009绕脱水轴015的轴线顺向转动。此时，其与密封板012的相对转动，使密封板012沿轴向下降，至一定高度后，升降凸台圈009上的升降凸台020的最高点与密封板012上升降凹台018的最低点相对应，密封板012与密封圈010分离，解除密封。此时排水孔011与外桶005连通，于是内桶008内的洗涤液便经排水孔011排入外桶005，再由外桶005的排水口004排出。该排水完成后，控制器使洗衣机进入脱水运转。此时，内桶008高速旋转，衣物的水在离心力作用下沿内桶壁上升，从桶上部的脱水出水孔甩出，由外桶005收集，然后经外桶005的排水口004排出。

第2实施例：

本发明第2实施例洗衣机内桶排水阀结构如图5所示(文中未说明的图中标号的意义和作用与图4的相同)。该结构与图4所示第1实施例的差异主要是环绕托盘所述圆柱套入的由密封板112和升降凸台圈109组成的轴向凸轮副中，从动齿119改为成型于密封板112；并且，密封板112的中心部分改为与所述圆柱面滑动旋转配合，而升降凸台圈109改为固定于外桶105的底部不可旋转。这样，从动齿119被主驱动齿007带动时，密封板112围绕所述圆柱面旋转升降，与密封圈010分合，产生同样的控制效果。显然，该结构的从动齿119的厚度需与所述升降高度相应。

第3实施例：

本发明第3实施例洗衣机内桶排水阀结构如图6所示(文中未说明的图中标号的意义和作用与图4的相同)。该结构与图4所示第1实施例的差异主要是：减速离合器217的离合操纵杆201为轴向驱动的(可见本申请人的中国发明专利申请《全自动洗衣机减速离合器》，申请号：03140019.1)，离合操纵杆201联动驱动杆203推拉拔叉206绕其支轴转动，拔叉206因而拨动环绕托盘所述圆柱套入的密封板212直接升降，与密封圈010分合，产生同样的控制效果。显然，该结构穿越外桶008的密封运动为轴向的，而第1和第2实施例的密封运动为旋转的；为防止经外桶排水时漏水，可选择相应的传统设计。

以上3实施例的密封板与密封圈接合处均设计为环型凹槽，其实也可以二者或其中之一设计为环型平面或锥面，二者或其中之一以聚胺脂或丁氰橡胶制成。其中，双平面接合的结构，水压仅作用于排水孔处的密封板部分面积，驱动力可以小些。该结构为进一步减少驱动力，可以设计较少和较小的排水孔，满足排水速度要求即可。

可见，本发明不仅适用于节水型波轮式或搅拌式全自动洗衣机，也适用于意图节水的类似结构的其它洗衣机。

Claims (7)

1、一种节水型波轮式或搅拌式全自动洗衣机内桶排水阀结构，包括开口向上和环绕该开口方向一轴线于外桶中旋转且底部开有通往外桶的排水孔的内桶，位于内桶外底部和外桶内底部之间阻隔所述排水孔的阀塞，推拨阀塞与内桶的外底部接合或分离的动力驱动机构，所述接合面为阀密封面；其特征在于：所述阀密封面是以所述轴线为中心的圆环形，所述排水孔分布于所述圆环形的最大的外圆与最小的内圆之间。

2、按照权利要求1所述阀结构，其特征在于：所述圆环形为一个或多个以所述轴线为中心的旋转曲面或它们的组合。

3、按照权利要求2所述阀结构，其特征在于：所述旋转曲面为平环或圆柱面或圆锥面。

4、按照权利要求1所述阀结构，其特征在于：所述阀密封面于内桶外底部的部分于所述圆环形的最大的外圆与最小的内圆处各成型为向下且外侧为圆锥面的弹性体材料唇边。

5、按照权利要求4所述阀结构，其特征在于：所述阀密封面于阀塞的部分是迎着所述唇边且与该唇边外侧接合的内、外圆柱面或圆锥面。

6、按照权利要求4所述阀结构，其特征在于：所述阀塞与内桶的外底部接合时所述二唇边所围区域开一用于连接水位传感器的通孔。

7、按照权利要求1或权利要求4或权利要求5所述阀结构，其特征在于：所述动力驱动机构是动力驱动的以所述轴线为中心旋转的轴向凸轮副，所述阀塞阀密封面固定于该凸轮副的可动件。

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