FR2484484A1 - Continuous water-level monitor for washing machine - measures electrical capacity of partially-immersed conductor forming circular arc - Google Patents
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Abstract
Description
MACHINE A LAVER LE LINGE MUNIE D'UN DISPOSITIF DE MESURE EN CONTINU
DU NIVEAU DE L'EAU DANS LA CUVE DE LAVAGE
La présente invention concerne une machine à laver le linge munie d'un dispositif de mesure en continu du niveau de l'eau dans la cuve de lavage.LAUNDRY WASHING MACHINE PROVIDED WITH A CONTINUOUS MEASURING DEVICE
OF THE WATER LEVEL IN THE WASH TANK
The present invention relates to a washing machine provided with a device for continuously measuring the level of water in the washing tub.
Les machines à laver le linge de l'art antérieur sont dotées de dispositifs dits "pressostat" qui permettent de mesurer le niveau de l'eau à l'intérieur de la cuve de la machine à ses maximum et minimum, la connaissance de ces derniers étant suffisante pour déclencher les phases successives d'un programme préalablement et manuellement choisi par l'utilisateur en fonction de la nature du linge à laver. Il est question maintenant que les machines à laver le linge se fassent plus savantes et sachent reconnaStre la nature et(ou)îa quantité du linge qui y est introduit ainsi que décider d'elles-mêmes le cycle de lavage auquel doit être soumis le linge en fonction de cette nature et (ou) quantité, évitant ainsi l'erreur humaine d'un mauvais choix de programme de lavage.Il est pour cela nécessaire que le niveau h de l'eau à l'intérieur de la machine soit connu de celle-ci, non seulement à son maximum et à son minimum, mais d'une manière continue au cours des diverses opérations de lavage. Compte tenu du fait que la machine à laver le linge est un produit industriel
grand public très répandu et pour lequel la concurrence à la vente est très ardue, le capteur de niveau d'eau devant fournir la mesure en continu du niveau d'eau dans la machine nouvellement savante, doit être simple et d'un prix de revient faible.The washing machines of the prior art are provided with so-called "pressure switch" devices which make it possible to measure the level of water inside the tank of the machine at its maximum and minimum, knowledge of these being sufficient to trigger the successive phases of a program previously and manually chosen by the user according to the nature of the laundry to be washed. It is now a question of washing machines becoming more knowledgeable and knowing how to recognize the nature and / or quantity of the linen which is introduced into it as well as deciding for themselves the washing cycle to which the linen must be subjected. depending on this nature and / or quantity, thus avoiding the human error of a wrong choice of washing program. It is therefore necessary that the level h of the water inside the machine is known by this, not only at its maximum and minimum, but continuously during the various washing operations. Taking into account that the washing machine is an industrial product
widespread consumer and for which competition in sales is very difficult, the water level sensor to provide continuous measurement of the water level in the newly learned machine, must be simple and cost low.
Les capteurs de niveau de liquide dans des réservoirsoles plus simples, que révèle l'art antérieur, sont du type capacitif et parmi eux, celui décrit dans le brevet américain No 3.864.974, utilisable quand le liquide est électriquement conducteur. Ce capteur est constitué d'un conducteur rectiligne recouvert d'un isolant électrique, lequel conducteur est fixé rigidement au réservoir et plonge dans le liquide jusqu'au fond du réservoir. La capacité électrique entre le conducteur rectiligne et le liquide conducteur est fonction de la longueur du conducteur immergé dans le liquide, donc, en fait, de la hauteur de liquide présent dans le réservoir.Cette capacité est déduite de la mesure du courant qui parcourt ladite capacité lorsqu'une tension électrique alternative est appliquée entre le conducteur rectiligne et le liquide par l'intermédiaire de l'enceinte du réservoir en matériau électriquement conducteur,
On pourrait évidemment penser à utiliser un tel capteur dans une machine à laverie linge pour mesurer d'une façon continuele niveau à l'intérieur de la cuve, le conducteur étant fixé à ladite cuve dans une position verticale et plongeant dans l'eau de lavage.The liquid level sensors in simpler tanks, which the prior art reveals, are of the capacitive type and among them, that described in US Patent No. 3,864,974, usable when the liquid is electrically conductive. This sensor consists of a rectilinear conductor covered with an electrical insulator, which conductor is rigidly fixed to the reservoir and dives into the liquid to the bottom of the reservoir. The electrical capacity between the rectilinear conductor and the conductive liquid is a function of the length of the conductor immersed in the liquid, therefore, in fact, of the height of liquid present in the tank. This capacity is deduced from the measurement of the current flowing through said capacitance when an alternating electrical voltage is applied between the rectilinear conductor and the liquid via the enclosure of the tank made of electrically conductive material,
One could obviously think of using such a sensor in a laundry washing machine to continuously measure the level inside the tank, the conductor being fixed to said tank in a vertical position and immersed in the washing water. .
Cependant, il faut compter avec le fait que la cuve est généralement fixée au bâti de la machine à l'aide d'une fixation souple comportant, le plus souvent, deux systèmes de ressorts et amortisseurs placés dans le plan de section médiane de la cuve, si bien que la cuve se trouve pouvoir exécuter autour d'une position moyenne correspondant à la position occupée lors de l'arrêt de la machine et autour du volume d'eau, un mouvement complexe, notamment de rotation autour d'axes sensiblement horizontaux parallèles à celui du tambour de la machine et également, mais d'amplitude faible, autour d'axes sensiblement horizontaux perpendiculaires à cet axe de tambour.However, it must be taken into account that the tank is generally fixed to the frame of the machine using a flexible fixing comprising, most often, two systems of springs and shock absorbers placed in the plane of median section of the tank. , so that the tank is able to execute around a medium position corresponding to the position occupied when the machine stops and around the volume of water, a complex movement, in particular of rotation around substantially horizontal axes parallel to that of the machine drum and also, but of low amplitude, around substantially horizontal axes perpendicular to this drum axis.
Il s'ensuivrait que les longueurs de conducteur rectiligne plongeant dans l'eau seraient constamment variables au cours du lavageopour un volume donné présent dans la machineset que le capteur donnerait des indications erronées sur le niveau moyen horizontal de l'eau à l'intérieur de la cuve correspondant à ladite position moyenne de cette dernière.It would follow that the lengths of straight conductor immersed in water would be constantly variable during washing for a given volume present in the machines and that the sensor would give erroneous indications on the average horizontal level of the water inside the tank corresponding to said average position of the latter.
L'un des buts de l'invention est de proposer une machine à laver munie d'un capteur du niveau de l'eau à l'intérieur de la cuve de la machine, ce capteur ayant un même degré de simplicité que celui selon le brevet américain 3.864.974. One of the aims of the invention is to provide a washing machine provided with a sensor of the water level inside the tank of the machine, this sensor having a same degree of simplicity as that according to the U.S. Patent 3,864,974.
Un autre but de l'invention est encore de proposer une machine à laver munie d'un capteur dont les indications de niveau sont pratiquement insensibles aux oscillations dé la cuve. Another object of the invention is also to propose a washing machine provided with a sensor whose level indications are practically insensitive to the oscillations of the tank.
L'invention utilise un capteur de niveau d'eau comportant également un conducteur électrique solidaire de la cuve et recouvert d'un isolant électrique, une portion de ce conducteur étant immergée dans l'eau, et détermine la hauteur d'eau dans la cuve par la mesure de la capacité entre cette portion de conducteur et l'eau de la machine. Mais du fait de la forme du conducteur et de la position qu'il occupe dans la cuve,-d'une part, la portion de conducteur immergé entrant dans la mesure, au lieu d'être comptée à partir de l'une de ses extrémités, se situe entre ses extrémités et d'autre part, la longueur de cette portion immergée, à volume d'eau constant, est pratiquement indépendante du mouvement de la cuve.Ainsi, l'invention propose une machine à laver le linge du genre comportant à l'intérieur d'un bâti une cuve de lavage fixé audit bâti par l'intermédiaire d'une fixation souple ou non,à l'intérieur de ladite cuve un tambour de réception de linge, cuve et tambour ayant tous deux la forme d'un cylindre à section droite circulaire et ayant des axes de révolution confondus et sensiblement horizontaux, ledit tambour étant solidaire de la cuve et tournant autour de son axe à l'intérieur de ladite cuve, remarquable en ce qu'elle est munie d'un capteur de niveau d'eau constitué d'un conducteur électrique de section uniforme revêtu d'une couche uniforme d'isolant électrique, ledit conducteur ayant la forme d'un arc de cercle de diamètre intermédiaire entre celui de la cuve et celui du tambour, la longueur de l'arc de cercle étant égale à au moins la demi-circonférence dudit cercle, ledit conducteur étant disposé dans la partie inférieure de la cuve solidairement de celle-ci selon un plan de section droite des cuve et tambour, concentriquement auxdites sections droites, et des moyens pour mesurer la capacité électrique entre la portion de conducteur immergé dans l'eau de la machine et ladite eau ou toute partie métallique en contact avec ladite eau et pour relier la capacité mesurée au niveau de l'eau dans la cuve. The invention uses a water level sensor also comprising an electrical conductor integral with the tank and covered with an electrical insulator, a portion of this conductor being immersed in water, and determines the height of water in the tank by measuring the capacity between this portion of conductor and the machine water. But because of the shape of the conductor and the position it occupies in the tank, on the one hand, the portion of immersed conductor entering the measurement, instead of being counted from one of its ends, is located between its ends and on the other hand, the length of this submerged portion, at constant volume of water, is practically independent of the movement of the tank. Thus, the invention provides a washing machine for laundry of the kind comprising inside a frame a washing tank fixed to said frame by means of a flexible or non-flexible fixing, inside said tank a drum for receiving linen, tank and drum both having the shape of a cylinder with a circular cross section and having axes of revolution coincident and substantially horizontal, said drum being integral with the tank and rotating around its axis inside said tank, remarkable in that it is provided with a water level sensor consisting of an electrical conductor of uniform section e coated with a uniform layer of electrical insulation, said conductor having the shape of an arc of a circle of intermediate diameter between that of the tank and that of the drum, the length of the arc of circle being equal to at least the half-circumference of said circle, said conductor being disposed in the lower part of the tank integrally thereof along a plane of cross section of the tank and drum, concentric with said straight sections, and means for measuring the electrical capacity between the portion of conductor immersed in the machine water and said water or any metallic part in contact with said water and for connecting the capacity measured at the level of the water in the tank.
Du fait de la position du conducteur placé dans une section droite de la cuve, lors d'un mouvement de rotation de la cuve autour d'un axe parallèle à celui du tambour, la portion de conducteur immergée tout en se modifiant, conserve la même longueur pour un même volume d'eau. Cette longueur pourrait se trouver modifiée du fait d'un mouvement de rotation de la cuve autour d'un axe horizontal perpendicuaire à l'axe du tambour. Ce mouvement est généralement de faible amplitude et ne perturbe pas beaucoup la mesure. Toutefois pour éviter l'influence d'un tel mouvement, l'invention propose de placer d'une façon préférentielle le conducteur dans le plan de sextion droite médian des cuve et tambour, la longueur de conducteur immergée étant alors sensiblement indépendante de ce mouvement. Due to the position of the conductor placed in a straight section of the tank, during a rotational movement of the tank around an axis parallel to that of the drum, the portion of the submerged conductor while changing, retains the same length for the same volume of water. This length could be modified due to a rotational movement of the tank around a horizontal axis perpendicular to the axis of the drum. This movement is generally of small amplitude and does not disturb the measurement much. However, to avoid the influence of such a movement, the invention proposes to place the conductor in a preferential manner in the median straight section plane of the tank and drum, the length of submerged conductor then being substantially independent of this movement.
La capacité mesurée selon l'invention est en fait celle existant entre le conducteur et la cuve en contact avec l'eau et reliée à la masse de la machine. En toute rigueur, cette capacité est la somme de deux capacités placées en parallèle à savoir, d'une part, celle entre la portion de conducteur immergée et l'eau dépendant étroitement du niveau de l'eau et indépendante de la rotation de la cuve, d'autre part, celle entre la portion de conducteur non immergée et la cuve, cette dernière capacité étant variable lors du mouvement de la cuve et comportant une épaisseur d'air comme diélectrique. La mesure est rendue indépendante de cette dernière capacité, donc du mouvement de la machine, en la minimisant devant la capacité correspondant à la partie immergée de conducteur, ce qui est acquis en introduisant une assez forte épaisseur d'air entre conducteur et cuve, du fait de placer selon l'invention le conducteur à une distance de la cuve par exemple de l'ordre de un centimètre. The capacity measured according to the invention is in fact that existing between the conductor and the tank in contact with water and connected to the mass of the machine. Strictly speaking, this capacity is the sum of two capacities placed in parallel, namely, on the one hand, that between the portion of the submerged conductor and the water depending closely on the level of the water and independent of the rotation of the tank. , on the other hand, that between the portion of the non-submerged conductor and the tank, the latter capacity being variable during the movement of the tank and comprising an air thickness as a dielectric. The measurement is made independent of this latter capacity, therefore of the movement of the machine, by minimizing it compared to the capacity corresponding to the submerged part of the conductor, which is acquired by introducing a fairly large thickness of air between conductor and tank, placing the conductor according to the invention at a distance from the tank, for example of the order of one centimeter.
Selon une variante de l'invention, la section du conducteur est circulaire. According to a variant of the invention, the section of the conductor is circular.
Selon une autre variante pour augmenter la capacité mesurée, le conducteur présente une grande surface latérale et prend la forme d'une bande de faible épaisseur par rapport à la largeur. According to another variant to increase the measured capacity, the conductor has a large lateral surface and takes the form of a strip of small thickness compared to the width.
Les moyens de mesure de la capacité appartiennent à l'art antérieur et comportent par exemple une source basse tension électrique alternative débitant dans la capacité en série avec une résistance aux bornes de laquelle est prélevé un signal proportionnel au niveau d'eau, lequel est ensuite amplifié puis redressé éventuellement. The means for measuring the capacity belong to the prior art and comprise for example an alternative low-voltage electric source delivering in the capacity in series with a resistance at the terminals from which a signal proportional to the water level is taken, which is then amplified then possibly rectified.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple, ladite description étant accompagnée de dessins qui représentent
- figure 1 une représentation schématique d'une machine à laver selon l'invention en coupe par le plan de section droite médian de la cuve et du tambour la machine étant au repos.The invention will be better understood using the following description of an embodiment of the invention given by way of example, said description being accompanied by drawings which represent
- Figure 1 a schematic representation of a washing machine according to the invention in section through the median cross section plane of the tank and the drum the machine being at rest.
- figure 2 une même représentation schématique de la machine lorsqu'elle est en état de marche. - Figure 2 the same schematic representation of the machine when it is in working order.
- figure 3 une vue dans la direction de coupe de ladite machine. - Figure 3 a view in the cutting direction of said machine.
La machine à laver représentée sur les différentes figures comporte à l'intérieur d'un bâti une cuve de lavage cylindrique, à section droite circulaire et ouverte vers le haut à l'intérieur de laquelle se trouve un tambour de réception de lingecyllndrique,également de section droite circulaire, cuve et tambour ayant même axe de révolution, le tambour tournant autour de son axe tandis que la cuve est fixée au bâti à l'aide d'une liaison souple autorisant un mouvement de la cuve et du tambour par rapport audit bâti. The washing machine shown in the different figures has inside a frame a cylindrical washing tub, of circular cross section and open upwards inside which is a drum for receiving cylindrical linen, also of circular cross section, tank and drum having the same axis of revolution, the drum rotating around its axis while the tank is fixed to the frame using a flexible connection allowing movement of the tank and the drum relative to said frame .
Sur les figures 1 et 2 cette machine est représentée en coupe par le plan de section droite médian de la cuve et du tambour. La cuve apparaît sous le repère II, le tambour sous le repère 12. Leur axe commun est 13. Pour la simplicité du dessin et du fait qu'elles ne sont pas nécessaires à l'explication de l'invention, les ouvertures de cuve et tambour pour l'introduction du linge ne sont pas représentées. In Figures 1 and 2 this machine is shown in section through the median cross-sectional plane of the tank and the drum. The tank appears under the reference II, the drum under the reference 12. Their common axis is 13. For the simplicity of the drawing and the fact that they are not necessary for the explanation of the invention, the tank openings and drum for the introduction of the linen are not shown.
L'ensemble cuve tambour est fixé au bâti de la machine au moyen d'une liaison comportant des moyens élastiques. Le bâti n'est représenté que par sa base 15 et la liaison élastique au moyen de ressorts amortisseurs 16 et 17 reliant 15 aux deux extrémités 18 et 19 d'un axe 20 solidaire de la cuve. Sous 22, est représenté un conducteur électrique de section uniforme recouvert d'une couche d'isolant électrique d'épaisseur uniforme. Il a une forme d'arc de cercle de centre 13 et de rayon intermédiaire entre celui de la cuve et celui du tambour. Sa longueur est au moins égale à la moitié de la circonférence du cercle et il est placé dans la partie inférieure de la cuve à laquelle il est fixé en un certain nombre de points F H I J à l'aide de moyens isolants électriques écartant d'une distance donnée le conducteur de la cuve.Ces moyens de fixation et d'écartement sont représentés par les barres telles que 14.The drum tank assembly is fixed to the frame of the machine by means of a connection comprising elastic means. The frame is only represented by its base 15 and the elastic connection by means of shock-absorbing springs 16 and 17 connecting 15 to the two ends 18 and 19 of an axis 20 secured to the tank. Under 22 is shown an electrical conductor of uniform section covered with a layer of electrical insulation of uniform thickness. It has the shape of an arc of a circle with a center 13 and an intermediate radius between that of the tank and that of the drum. Its length is at least equal to half the circumference of the circle and it is placed in the lower part of the tank to which it is fixed at a certain number of FHIJ points using electrical insulating means deviating from a distance given the conductor of the tank. These fixing and spacing means are represented by bars such as 14.
Sur la figure 1, la machine est supposée dans sa position au repos. 21 est la surface de l'eau. Le niveau de l'eau correspond à la distance h existant entre la surface horizontale 21 et le point B le plus bas de la cuve. La portion MN du conducteur 22 est immergée dans l'eau de la cuve. Sur la figure 2 la machine est supposée en marche et l'ensemble cuve tambour avoir pivoté autour d'un axe parallèle à 13, les ressorts amortisseurs ayant changé de longueur. Du fait de la forme circulaire de la cuve le niveau h d'eau à l'intérieur de la cuve n'a pas varié, tandis que la portion MN de conducteur immergé est remplacé par M'N' de longueur égale à MN. Ainsi à chaque valeur de niveau h correspond une longueur de conducteur immergée MN indépendante du mouvement de rotation de la cuve autour de l'axe 13.In Figure 1, the machine is assumed to be in its rest position. 21 is the surface of the water. The water level corresponds to the distance h existing between the horizontal surface 21 and the lowest point B of the tank. The portion MN of the conductor 22 is immersed in the water of the tank. In FIG. 2, the machine is supposed to be running and the drum tank assembly to have pivoted about an axis parallel to 13, the shock absorber springs having changed in length. Due to the circular shape of the tank, the level h of water inside the tank has not varied, while the portion MN of submerged conductor is replaced by M'N 'of length equal to MN. Thus, each level value h corresponds to a length of immersed conductor MN independent of the rotational movement of the tank around the axis 13.
Selon l'invention, la mesure de h se fait par l'intermédiaire de la mesure de la capacité électrique entre cette portion MN de conducteur immergée et l'eau, le diélectrique étant l'isolant électrique recouvrant le conducteur En réalité, la capacité mesurée est celle entre le conducteur et la cuve mais celle-ci est rendue très proche de celle entre portion de conducteur et eau ou cuve, du fait que le conducteur est placé à une distance assez grande de la paroi de cuve, d'au moins de l'ordre de un centimètre par exemple, ce qui rend-négligeable dans la capacité entre conducteur et cuve la part due à la capacité entre partie non immergée et cuve. According to the invention, the measurement of h is carried out by means of the measurement of the electrical capacitance between this portion MN of submerged conductor and water, the dielectric being the electrical insulator covering the conductor In reality, the capacitance measured is that between the conductor and the tank but this is made very close to that between portion of conductor and water or tank, because the conductor is placed at a fairly large distance from the wall of the tank, at least the order of one centimeter for example, which makes negligible in the capacity between conductor and tank the part due to the capacity between non-submerged part and tank.
Dans cet exemple, le conducteur est placé dans le plan médian de section droite de la cuve. C'est évidemment la position pour laquelle la longueur de conducteur immergée est la plus insensible à des mouvements de cuves perpendiculaires à ses faces latérales qui sont généralement prévus par la suspension mais dont l'amplitude reste toujours assez faible. Il s'ensuit que selon l'invention, le conducteur peut aussi occuper d'autres sections droites sans que la mesure de niveau soit notoirement perturbée. In this example, the conductor is placed in the median plane of cross section of the tank. This is obviously the position for which the length of submerged conductor is most insensitive to tank movements perpendicular to its lateral faces which are generally provided by the suspension but whose amplitude is always fairly low. It follows that according to the invention, the driver can also occupy other cross sections without the level measurement being notoriously disturbed.
Le conducteur peut, selon l'invention prendre plusieurs formes de section par exemple une forme circulaire. Mais pour augmenter la valeur de capacité mesurée on donne selon l'invention au conducteur une grande surface latérale, le conducteur prenant la forme d'une bande de section uniforme et d'épaisseur faible devant sa longueur et étant disposé de telle sorte que ses faces de plus grande surface soient parallèles aux surfaces cylindriques des cuves et tambour comme il apparaît sur la figure 3, cuve et tambour de la machine étant représentés en vue de côté selon la flèche 10 de la figure 1. According to the invention, the conductor can take several cross-sectional shapes, for example a circular shape. However, in order to increase the measured capacitance value, the driver is given a large lateral surface according to the invention, the driver taking the form of a strip of uniform cross section and of small thickness in front of its length and being arranged so that its faces larger surfaces are parallel to the cylindrical surfaces of the tanks and drum as it appears in FIG. 3, tank and drum of the machine being represented in side view according to the arrow 10 of FIG. 1.
La mesure de la capacité entre portion immergée de conducteur et cuve s'effectue à l'aide de moyens connus de l'art antérieur et comportant par exemple une source de basse tension électrique alternative connectée aux extrémités d'un ensemble comportant en série ledit conducteur et une résistance dont l'une des extrémités se trouve connectée à la cuve (en fait la masse de la machine), un signal proportionnel à ladite capacité, donc au niveau d'eau, étant prélevé aux bornes de la résistance lequel est ensuite amplifié puis redressé éventuellement et étalonné. The measurement of the capacitance between the submerged portion of the conductor and the tank is carried out using means known from the prior art and comprising, for example, an AC low voltage source connected to the ends of an assembly comprising said conductor in series. and a resistor one end of which is connected to the tank (in fact the mass of the machine), a signal proportional to said capacity, therefore to the water level, being taken across the resistor which is then amplified then possibly straightened and calibrated.
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Also Published As
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FR2484484B1 (en) | 1983-09-16 |
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