ES2319882T3 - Una lavadora capaz de medir las propiedades de los liquidos, y procedimiento para detectar dichas propiedades. - Google Patents

Abstract

Una lavadora que comprende un depósito (2) para cargar líquido de lavado y artículos para ser lavados y medios de control adaptados para realizar un programa de lavado predeterminado, caracterizada porque comprende una superficie de drenaje inclinada (2a) para recoger una parte del líquido para lavar y medios (6, 8, 9, 10, 11, 12) para evaluar las propiedades de dicho líquido en a base al comportamiento de drenaje de ella.

Description

Una lavadora capaz de medir las propiedades de los líquidos, y procedimiento para detectar dichas propiedades.

La presente invención se refiere a una lavadora, particularmente a una lavadora o a un lavavajillas, que comprende un depósito para cargar líquido de lavado y elementos a lavar y medios de control adaptados para realizar un programa de lavado predeterminado.

Se conoce bien que en lavadoras modernas hay una tendencia a ajustar el programa escogido por el usuario en base a las condiciones de trabajo reales de la máquina. Por lo tanto algunas lavadoras conocidas tienen sensores para evaluar la conductancia eléctrica del líquido para lavar, que está relacionado con la concentración de detergente en él, o el enturbiamiento del líquido para lavar, que están relacionado con la cantidad de suciedad en él, u otros parámetros básicos.

Otra oportunidad para evaluar parámetros del líquido para lavar y, por consiguiente, de la condición real del lavado, es verificar cómo el líquido, mezclado con un agente limpiador, detergente de ropa sucia, o detergente de lavavajillas, funciona desde un punto de vista reológico. El conocimiento de las propiedades mecánicas del líquido de limpieza es por lo tanto, de importancia, debido a que una cuota muy importante del proceso de limpieza consiste en interacciones mecánicas, por ejemplo, el transporte del agua hasta la tela, el mojado, la distribución, el transporte del líquido y el detergente de ropa sucia/sustancias activas de lavado contenidas en él fuera de la tela, etcétera, con el artículo a limpiado.

Ya se conoce la dependencia general del parámetro físico y químico de tensión superficial y el pH sobre concentración de detergente de ropa sucia. Sin embargo, no se conoce o descubre la demanda impuesta sobre los sensores necesarios y los instrumentos de metrología. Los conocidos métodos de medición (descritos en patentes alemanas y europeas DE 3 303940, DE 2 917859, DD 217557, EP 1154255, EP 1 063340, EP 1 063339 y EP 1 760472), tal como las mediciones de aumento - altura, métodos de burbuja - presión, o tensiómetros, padecen de varias desventajas. Por ejemplo, las mediciones de aumento - altura para determinar la tensión superficial propuesta en la patente alemana nº. DE 3 303940 mide invariablemente un parámetro de componente compuesto de ángulo de contacto y tensión superficial. Cualquiera de estos últimos parámetros afecta al otro y ambos están afectados de modos diversos por sustancias de lavado de agente tensioactivo, y por lo tanto describen parcialmente las propiedades mecánicas del medio implicado, ya que no se determinará su comportamiento, en particular su comportamiento dinámico (tan como el descrito por su viscosidad). Otra desventaja muy importante del método de aumento - altura descrito es su susceptibilidad a contaminantes de superficie en casos en los que la limpieza permanente no puede ser garantizada, lo que representa un obstáculo muy importante en el caso de aparatos familiares para los que no hay disponibles ninguna instalación para intervenciones externas. La pelusa y la hilacha, la materia sólida, y partículas extrañas presentes en cada solución de lavado llevan rápidamente a la formación de depósitos, manchas difíciles de eliminar, y modificaciones de superficie que afectan directamente a las mediciones. Tales efectos contaminantes también son conocidos en el caso del método de burbuja - presión, donde el tubo de recipiente capilar empleado es muy propenso a la contaminación. La solicitud de patente europea EP 1 154 255 A2 intenta tener en cuenta esto introduciendo al líquido a ser medido en un tubo de succión, en el que tiene lugar la medición, usando vacío. En cuanto la medición ha concluido, el nivel del líquido es reducido. Este método requiere una configuración mecánica altamente elaborada y requiere un dispositivo para generar vacío. La patente también apunta los problemas que pueden surgir cuando se emplea el método de burbuja - presión descrito en patentes las europeas EP 1 063 340 A1 ó EP 1 063 339 A1. El documento de patente alemana DD 217 557 establece que la tensión superficial es útil para describir y controlar el proceso de lavado, pero no hace sentencias detalladas respecto a las maneras en las que va a ser medida o los resultados de medición van a ser analizados. El documento EP1096051 describe un método para controlar la cantidad medida de detergente en una lavadora en la que es medido el tiempo para descargar el agua.

El solicitante ha descubierto que si los parámetros del líquido para lavar son determinados midiendo cómo funciona el líquido para lavar sobre una superficie bien definida (superficie de un sensor) situada en el campo gravitacional de la tierra, es decir midiendo y evaluando su comportamiento de drenaje, la fiabilidad de tal evaluación es incrementada sorprendentemente. Este comportamiento de drenaje es un proceso que está caracterizado por enroscamiento del transporte de líquido de limpieza hacia el artículo (la superficie de, por ejemplo, una tela en una lavadora) a limpiar, su distribución sobre la superficie del artículo, su período de reposo allí, su humedecimiento de la superficie del artículo y su transporte lejos del artículo a limpiar. La observación y medida de este comportamiento permiten, en esencia, determinar las propiedades mecánicas cambiantes del líquido de limpieza durante el programa entero de la máquina, o los
efectos del control de proceso asociado que ocurren, por ejemplo, junto con un dispositivo de dispensación o dilución.

La solicitud de patente europea 03001274 presentado por el mismo solicitante muestra una aplicación específica de la manera mencionada antes de evaluar los parámetros del líquido para lavar, en la que el comportamiento de drenaje del líquido para lavado es medido en el tambor por una medición de capacidad. Para conseguir esto, electrodos de tamaño definido son fijados a la pared de tambor. La capacidad de los electrodos cambia en el tiempo durante el proceso de drenaje de la película. En esta aplicación, los electrodos son fijados a la pared del depósito sin más medios adicionales.

Un objeto de la presente invención es proporcionar métodos de medición diferentes, más baratos y más fiables, que puedan ser usados para el análisis del comportamiento de drenaje. Otro objeto de la presente invención es proporcionar un diseño especial de las superficies de drenaje (por ejemplo en la pared interna del tambor) y dispositivos de drenaje especiales que están conectados con los instrumentos de medición.

El diseño especial de las superficies de drenaje de acuerdo con la invención permite el uso conceptos de medición que son totalmente nuevos en esta combinación. Proporcionar una combinación de un dispositivo de drenaje, superficies de drenaje y un método de medición es un objeto adicional de la presente invención.

Para poder caracterizar líquidos en base a sus propiedades mientras están en forma de películas sobre superficies y, en particular, sus propiedades mecánicas mientras están en forma de películas sobre superficies, una superficie situada en el campo gravitacional de la tierra es mojada en una manera definida. Tras la conclusión del proceso de mojado, las características de la superficie mojada son sabidas de las condiciones físicas y geométricas de límite que se aplican y pueden ser determinadas varios métodos de medición, en los que la superficie está dispuesta en el campo gravitacional de la tierra de forma que la película mojada tiene a escurrirse. El mojado es seguido por una pausa de una duración predeterminada para dejar tiempo para que la película se escurra. El drenaje de la película de líquido (superficie mojada) puede ser determinado luego usando varios dispositivos de medición que serán descritos en las realizaciones de la invención. El mojado de la superficie y la pausa de una duración definida pueden ser repetidos muchas veces. El drenaje del líquido es determinado por las propiedades físicas y químicas del líquido, la inclinación de la superficie en el campo gravitacional de la tierra, las propiedades del material implicado, y su aspereza de superficie. Si las propiedades de la superficie mojada (su inclinación, geometría, el material implicado, su aspereza de superficie, etcétera.) son conocidas, entonces algunas de las propiedades mecánicas relevantes del líquido pueden ser caracterizadas, basándose en su comportamiento de drenaje. La superficie mojada debe ser escogida preferentemente de forma que proporcione la mejor descripción posible de las propiedades del líquido buscadas para varias aplicaciones, cuando se usa en varias aplicaciones individuales. Además, superficies que tienen varias propiedades, definidas, cuyos comportamientos de drenaje van a ser determinados simultáneamente pueden ser mojadas simultáneamente, lo que permitirá hacer mediciones simultáneas, paralelas de varias propiedades del líquido. Este tipo de la medición proporciona varios beneficios:

\bullet La redundancia resultante de las mediciones puede ser utilizada para verificar la credibilidad de las mediciones. Si, por ejemplo, dos superficies que tienen propiedades idénticas están dispuestas con inclinaciones diferentes, el líquido debe salir más rápidamente de la superficie que tiene la inclinación más brusca, un hecho que puede ser utilizado para comprobar el funcionamiento del sensor empleado y/o calibrarlo, normalizado en un medio dado, por ejemplo, agua fresca, durante su vida de servicio completa.

\bullet Emplear superficies inclinadas en ángulos diferentes permite determinar las propiedades de películas líquidas sobre rangos dinámicos amplios. Por ejemplo, incluso en la caso de películas de líquido que salen muy rápidamente, sus propiedades pueden ser determinadas con altos grados de diferenciación en el caso de superficies que tienen inclinaciones leves, para el propósito, por ejemplo, de describir procesos de enjuague.

\bullet Los comportamientos de drenaje de superficies pueden ser fuertemente dependientes de la geometría local de las áreas a la que se aplican los líquidos. En el caso de mediciones que emplean varias superficies, estas superficies pueden ser distribuidas por la máquina involucrada de forma que cada superficie está situada en una ubicación específica, por ejemplo, el punto más bajo del recipiente implicado, la ubicación del nivel medio de agua, la ubicación del nivel más alto de agua, o similar, en una manera que producirá el mojado y propiedades características de drenaje de las varias ubicaciones individuales involucradas. De esta manera pueden obtenerse cualquier información relacionada con las condiciones de medición extremas o muy buenos promedios de las características en conjunto de la máquina involucrada, alcanzables integrando todas señales.

Aparte de la posibilidad de adaptar la inclinación, la superficie de drenaje también puede ser adaptada por otras medidas, por ejemplo diseñando la textura de superficie, tal como el modelado proyectado de la aspereza de superficie.

Debido a la naturaleza general del movimiento de agua, el proceso de mojado de la superficie está sujeto a fuertes fluctuaciones estadísticas y provoca señales estadísticamente fluctuantes debido al mojado posible incompleto de la superficie, en particular para niveles bajos de agua. Este efecto puede ser reducido diseñando la superficie de drenaje de tal manera de que los bordes de guía, similar a un embudo, recogen el agua en un área más grande que el área real del sensor. El agua recogida es suministrada a un "sistema de medición" colectivamente y por tanto determinado el promedio integralmente. Ahora hay diferentes técnicas disponibles como opciones para el sistema de medición. Estas técnicas, en combinación con el sistema de la superficie de drenaje y/o el sistema de drenaje, están dentro del alcance de la presente invención. La presente invención es descrita a continuación por medio del ejemplo con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

- La figura 1 es una vista delantera seccionada y esquemática de una lavadora de acuerdo con la invención,

- La figura 2 es una vista lateral seccionada de la lavadora de la figura 1,

- La figura 3 es una vista esquemática de un componente usado en la máquina de acuerdo con figuras 1 y 2, y

- La figura 4 es una vista esquemática, similar a figura 3, de acuerdo con una segunda realización de la invención.

Con referencia a los dibujos, particularmente a las figuras 1 y 2, una lavadora comprende un cubo 2 y un tambor 3 giratorio dentro del cubo. En la superficie interior del cubo 2 hay dispuesta una superficie de drenaje 2a con bordes de guía 4 fijados a sus lados. Debajo de estos bordes de guía, hay un drenaje 5 puesto a través de la pared del cubo 2, que proporciona el líquido recogido al sistema de medición 6.

Varios principios para medir o cuantificar el drenaje de películas líquidas en un período de tiempo predeterminado pueden ser aplicados por separado o en la combinación.

El borde más bajo de la superficie 2a del sensor está configurado preferentemente de forma que la película de líquido que drena será desviada, será recogida a lo largo de uno de sus bordes, y puede ser atrapada allí, lo que puede tener lugar en un recipiente especialmente diseñado donde podría tener lugar una cuantificación de la cantidad de líquido implicado. Esta cuantificación puede ser obtenida usando varios métodos de medición, por ejemplo:

-

Cuantificación en tiempo real por medio de mediciones de peso, en cuyo caso, el recipiente debe ser pesado usando, por ejemplo., un soporte especial equipado con calibres de tensión.

-

El volumen de relleno del recipiente puede ser determinado en tiempo real usando, por ejemplo, detección óptica de su nivel de relleno.

-

El borde más bajo de la superficie 2a del sensor está configurada de forma que la película de líquido drenada deja su superficie en una sola ubicación, está sujeta solo a la gravedad y a la resistencia del aire, y también está configurada de forma que el líquido de drenaje está presente en forma de las gotitas. El número de gotitas implicado será entonces fácilmente determinable usando una puerta de fotoeléctrica.

-

El borde más bajo de la superficie del sensor está configurado de forma que la película de líquido de drenaje lo deja en una sola ubicación, está sujeto solo a la gravedad y a la resistencia del aire, y también está configurado de forma que el líquido de drenaje forma una corriente continua.

Esta corriente puede ser utilizada después para determinar las propiedades del líquido implicado, empleando la configuración de medición mostrada esquemáticamente en la figura 3. Haciendo referencia a la realización de la figura 3, la superficie 2a de drenaje tiene una parte inferior 7 que está aislada eléctricamente de la parte superior y que sirve como primer electrodo del sistema de medición. Un recipiente 8 de recogida, colocado bajo una abertura 7a de drenaje de la parte aislada inferior 7 de la superficie 2a de drenaje, sirve como segundo electrodo. Ambos electrodos están conectados con un ohmímetro 9 para medir la conductividad eléctrica del agua de drenaje W.

La característica esencial de esta configuración de medición es que tanto la superficie desde la que el flujo de agua W se escurre como en la que la corriente de agua se posa están configuradas en forma de electrodos. En ausencia de una corriente de agua, estos electrodos están aislados eléctricamente entre sí. La corriente de agua W genera un cortocircuito que produce un parámetro determinado por la geometría de la corriente de líquido que constituye una medida de las propiedades mecánicas del líquido sobre las superficies, en el que el comportamiento de la corriente de líquido, como una función del tiempo antes de que deje la superficie, será un factor muy importante al caracterizar y cuantificar las propiedades mecánicas del líquido sobre superficies. El tiempo que transcurre entre el mojado total de la superficie por el líquido y cuando la corriente de agua empieza a drenarse de la superficie representa otro parámetro que cuantifica las propiedades mecánicas del líquido que pueden ser determinadas con exactitud con poco gasto de tiempo y esfuerzo, ya que se conoce el tiempo cuando ha ocurrido el mojado total de la superficie (por ejemplo, en el caso de un lavadora, esto será cuando comienza la pausa que precede la inversión del sentido de giro de su tambor 3). Una señal intermitente de resistencia será recibida cuando la corriente de agua se separe de la superficie. La medición del tiempo transcurrido puede ser provocada automáticamente por esa señal intermitente. Todos los parámetros determinados por medio del ohmímetro 9 pueden ser fácilmente correlacionados con la condición real de lavado o enjuague dentro de la lavadora 1. Para este propósito, el ohmímetro 9 está conectado con la unidad de control electrónica (no mostrada) de la lavadora para ajustar el programa en vista de la condición real, para optimizar el ciclo de lavado/enjuague y ahorrar agua, el detergente y la energía.

Otras conclusiones muy importantes pueden ser obtenidas de las mediciones realizadas en el resto del proceso de drenaje que, en ciertas casos, pueden implicar también una corriente continua que se escurre durante un período breve, donde los intervalos de tiempo entre las gotitas que se escurren y el tamaño de gotita representan factores muy importantes en las descripciones de las propiedades mecánicas de la película de líquido o el líquido implicados. El tamaño de gotita puede ser determinado de mediciones del peso o del volumen o mediciones ópticas del tamaño de gotita (el diámetro). Un dispositivo especial debe suministrar que el análisis puede empezar solamente en cuanto la señal desencadenamiento mencionada anteriormente ha sido recibida. Los tiempos que transcurren entre gotitas individuales que se escurren pueden ser determinados de las señales de presión o de volumen. Otra alternativa para medir el comportamiento de drenaje sería las determinaciones ópticas empleando puertas fotoeléctricas. Las disposiciones de sus detectores y fuentes de luz pueden ser escogidos de forma que sus ejes verticales estén inclinados con relación a las rutas de las gotitas, lo que permitirá emplear las señales transmitidas y señales reflejadas para el análisis de señal, debido a las diferencias en los índices refractivos de aire y el líquido implicado.

Otro método conductivo o capacitivo para medir el drenaje de películas de líquido se muestra con referencia a la figura 4. De acuerdo con dicha realización, los electrodos deben ser colocados preferentemente de acuerdo con cierto modelo. La clase de los electrodos debe ser adaptada a las condiciones para una medición de capacitancia o conductancia. La manera ideal de conseguir esto es adjuntando un electrodo 10 al interior del tambor. Esto permite una medición directa de la conductancia. La medición indirecta de la conductancia es también posible usando instrumentos de medición inductivos, en los que los electrodos están montados fuera de la pared de cubo.

Todos los sistemas anteriores para evaluar los parámetros del líquido usados en la lavadora de acuerdo con la invención pueden ser usados durante el proceso de lavado o durante el proceso de enjuague. En el primer caso la concentración de detergente será mucho mayor que en el segundo caso. Por motivos de simplicidad, con el término "líquido para lavar" representamos el líquido dentro de la lavadora, independientemente de la concentración de detergente real.

Claims (14)

1. Una lavadora que comprende un depósito (2) para cargar líquido de lavado y artículos para ser lavados y medios de control adaptados para realizar un programa de lavado predeterminado, caracterizada porque comprende una superficie de drenaje inclinada (2a) para recoger una parte del líquido para lavar y medios (6, 8, 9, 10, 11, 12) para evaluar las propiedades de dicho líquido en a base al comportamiento de drenaje de ella.

2. Una lavadora acode con la reivindicación 1, en la que la superficie inclinada consta de un área definida (2) limitada por rieles guía (4) y un sistema de entrada (5) a un instrumento de medición (6).

3. La lavadora acorde con la reivindicación 2, en la que el área definida (2a) está ubicada en el interior de un cubo (2) de la lavadora.

4. La lavadora acode con la reivindicación 1, en la que se usa más de una superficie inclinada (2a), dispuestas en ángulos diferentes.

5. La lavadora acorde con la reivindicación 4, en la que las señales de instrumentos de medición (6) que corresponden a superficies diferentes en ángulos diferentes son usadas para ajustes o para la referencia interna del sistema de medición.

6. La lavadora acorde con la reivindicación 2, en la que la determinación de la cantidad de una película de drenaje es realizada durante un período de tiempo en el instrumento de medición (6), este último que comprende un recipiente de almacenamiento, que puede ser vaciado en intervalos de tiempo definidos y es alimentado por el líquido de lavado escurrido.

7. La lavadora acorde con la reivindicación 2, en la que la determinación de la cantidad de la película de drenaje es realizada durante un período de tiempo definido por un calibrador óptico de nivel de relleno, el instrumento de medición (6) contiene un recipiente de almacenamiento (8) que puede ser vaciado en intervalos de tiempo definidos y es alimentado por el líquido de lavado drenado.

8. La lavadora acorde con la reivindicación 2, en la que el extremo más bajo de la superficie de drenaje (2a) está dispuesto de tal manera que el liquido drenado la deja en forma de gotitas y se determina una cantidad medida del número de gotitas por unidad de tiempo y su tamaño.

9. La lavadora acorde con la reivindicación 2, en la que el extremo de la superficie de drenaje (2a) es diseñada de tal manera de que la película de líquido de drenaje se recoge a una corriente de fluido continua (W), y la conductancia de esta corriente es determinada por un instrumento de medición apropiado.

10. La lavadora acorde con la reivindicación 9, en la qué la descarga (7) de la superficie de drenaje (2a) sirve como primer electrodo y un recipiente (8) sirve como segundo electrodo y porque el diámetro de la corriente de agua (W), que fluye desde la descarga al recipiente, es determinado por una medición de conductancia.

11. La lavadora acorde con la reivindicación 2 y 10, en la que un sensor capacitivo es usado para medir el comportamiento del drenaje, los electrodos del sensor capacitivo están colocados fuera del cubo.

12. La lavadora acorde con la reivindicación 2, en la que un sensor capacitivo es usado para medir el comportamiento de drenaje, los electrodos del sensor capacitivo están colocados en el borde más bajo de la superficie de drenaje, en un canal de alimentación para el instrumento de medición o en un recipiente de recogida para el propio instrumento de medición.

13. La lavadora acorde con la reivindicación 12, en la que el tipo de los electrodos está diseñada de tal manera que también pueda ser llevada a cabo una medición conductiva.

14. El proceso para controlar el programa de una lavadora, tal aparato comprende un depósito (2) para cargar líquido de lavado y artículos para ser lavados, caracterizado porque comprende las etapas de recoger una parte del líquido para lavar en una superficie de drenaje inclinada (2a) y evaluar propiedades de dicho líquido en base al comportamiento de drenaje de él.