Способ управления созданием пены в стиральной машине и стиральная машина для осуществления способа

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СОЗДАНИЕМ ПЕНЫ В СТИРАЛЬНОЙ МАШИНЕ И СТИРАЛЬНАЯ МАШИНА ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА Изобретение относится к способу управления созданием пены при обработке белья пеной из водного раствора поверхностно-активных веществ в стиральной машине с программным управлением, которая содержит установленную на дне бака (1) для стирального раствора систему слива стирального раствора со сливным насосом, барабан (2), установленный с возможностью вращения, и нагревательное устройство (13) для нагрева пены или стирального раствора, причем способ содержит следующие этапы: a) обнаружение находящейся в баке (1) и/или барабане (2) пены и b) регулирование концентрации пены в заданном диапазоне концентраций C1-C2 посредством плавного изменения частоты U вращения барабана, причем обнаружение пены осуществляется с помощью одного или нескольких датчиков (15), отслеживающих гидростатическое давление р в баке, а измеренное гидростатическое давление р сравнивается с заданным нижним пределом p1 гидростатического давления, соответствующим концентрации C1, и с заданным верхним пределом р 2 гидростатического давления, соответствующим концентрации C2, и в случае, когда рp1, частотаU вращения барабана (2) увеличивается, а в случае, когда рр 2, частота U вращения барабана (2) уменьшается. Кроме того, изобретение относится к стиральной машине для осуществления этого способа.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: БСХ БОШ УНД СИМЕНС ХАУСГЕРЕТЕ ГМБХ (DE) 017272 Область техники, к которой относится изобретение Изобретение относится к способу управления созданием пены в стиральной машине, в частности,при обработке белья пеной, в стиральной машине с программным управлением, а также к стиральной машине, наиболее подходящей для осуществления этого способа. Сведения о предшествующем уровне техники В известных способах стирки стираемое белье обрабатывается лишь тем объемом воды или стирального раствора, который достаточен для насыщения стираемого белья водой, а минимальный объем свободного раствора, как правило, 2-3 л, обеспечивает массообмен между нагревательным элементом,предназначенным для нагрева стирального раствора, и бельем. Свободный раствор соответствует тому остатку стирального раствора, который не был впитан бельем и присутствует в форме жидкости. Соответствующий объем воды или раствора обеспечивается подходящим способом регулировки уровня воды в барабане и выбором объема воды в соответствии с впитывающей способностью белья. Свободный раствор получается вычитанием впитанной бельем воды из общего объема воды, залитой в стиральную машину. Хлопковая ткань впитывает примерно 200% собственного веса, так что загрузка 6 кг хлопкового белья впитывает приблизительно 12 л воды. Энергопотребление стиральной машины в целом определяется энергией, затрачиваемой на нагрев воды. Поэтому было бы желательно уменьшение объема воды в стиральной машине, в частности,уменьшение объема свободного раствора. Однако свободный раствор должен обеспечивать передачу тепла от нагревательного элемента к белью. Таким образом, уменьшение объема раствора и, тем самым,снижение потребления энергии может быть достигнуто лишь с трудом. Альтернативой этого известного способа стирки является стирка пеной, которая может быть получена в результате приложения механической энергии к стиральному раствору. При этом пена выполняет функции нагрева и очистки стираемого белья. Для обеспечения достаточной передачи энергии от нагревательного устройства в стиральной машине к белью необходимо достаточное количество пены. В противном случае, вследствие того, что теплоемкость пены меньше теплоемкости стирального раствора, существовала бы опасность перегрева нагревательного устройства. Однако, если пены образуется слишком много, возникает опасность выхода пены из стиральной машины, в частности, через лоток для смыва моющих средств. Кроме того, следует учитывать, что образование пены зависит от большого количества параметров. Некоторые параметры в стиральной машине с программным управлением могут обуславливаться соответствующим алгоритмом программы стирки (например, температура, объем воды, частота вращения барабана). Напротив, стиральная машина не может повлиять на вид и объем белья и моющего средства (поверхностно-активные и другие вещества), а также на жесткость воды и степень загрязненности белья; эти параметры подвержены непредсказуемым колебаниям от случая к случаю. В DE 4334969 А 1 описано устройство для создания пены моющего средства в стиральной машине с вращающимся барабаном, помещенным в бак для стирального раствора, которое содержит устройство для выработки горячего воздуха, поступающего посредством подводящего канала в стенке бака для стирального раствора в пространство между баком для стирального раствора и барабаном. Согласно заявке DE 4104151 А 1 лишняя пена, образовавшаяся в стиральной машине, разрушается включением нагревательного устройства. Чтобы можно было разрушить и пену, удаленную от нагревательного устройства, барабан медленно вращается, так что удаленная пена поступает к нагревательному устройству и разрушается там под действием подаваемого тепла. Кроме того, способ устранения пены в баке для стирального раствора барабанной стиральной машины известен из DE 10234472 А 1 и DE 19846248 А 1.DE 10234472 А 1 заявляет способ устранения пены в баке для стирального раствора барабанной стиральной машины с электронным управлением в ходе этапа слива стирального раствора при помощи системы слива стирального раствора, расположенной на дне бака для стирального раствора, сливного насоса и датчика для определения уровня жидкости в баке для стирального раствора. Характеристика сигнала(Р) датчика, регистрируемого во время работы сливного насоса, содержит градиент pn/tn в сравнении сpn-1/tn-1, который показывает наличие пены, после чего определяется действие по отношению к пене,согласованное с градиентом. В ЕР 0278239 А 1 избыточная пена, образующаяся во время нагрева стирального раствора в баке для стирального раствора, устраняется путем ввода ограниченного объема холодной воды и/или временного отключения нагрева раствора. ЕР 0268155 А 2 описывает стиральную машину с устройством для предотвращения пенообразования. Для этого предлагается стиральная машина с так называемым ингибитором пенообразования, причем частота вращения приводного двигателя барабана снижается до тех пор, пока граница пены не достигнет определенного низкого уровня, после чего уровень пены постоянно поддерживается ниже этого уровня. Сущность изобретения Задачей изобретения является разработка способа управления созданием пены, в частности, при об-1 017272 работке белья пеной, в стиральной машине с программным управлением, а также стиральной машины,наиболее подходящей для осуществления этого способа. Согласно изобретению эти задачи решаются способом с признаками, раскрываемыми в п.1 формулы изобретения, а также стиральной машиной с признаками, раскрываемыми в п.9 формулы изобретения. Выгодные варианты исполнения раскрываются в зависимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные варианты способа соответствуют предпочтительным вариантам исполнения стиральной машины и наоборот, даже если на это явно не указано. Таким образом, объектом изобретения является способ управления созданием пены, в частности,при обработке белья пеной, из водного стирального раствора в стиральной машине с программным управлением, которая содержит установленную на дне бака для стирального раствора систему слива стирального раствора со сливным насосом, барабан, установленный с возможностью вращения и нагревательное устройство для нагрева пены или стирального раствора, причем способ содержит следующие этапы:b) регулирование концентрации пены в заданном диапазоне концентраций C1-C2 посредством плавного изменения частоты U вращения барабана, причем обнаружение пены осуществляется с помощью одного или нескольких датчиков, отслеживающих гидростатическое давление р в баке для стирального раствора, а измеренное гидростатическое давление р сравнивается с заданным нижним пределом р 1 гидростатического давления, соответствующим концентрации C1, и с заданным верхним пределом р 2 гидростатического давления, соответствующим концентрации C2, и в случае, когда рp1 частота U вращения барабана увеличивается, а в случае, когда рр 2 частота U вращения барабана уменьшается. В качестве датчика может быть использован и без того применяющийся в известной стиральной машине в качестве регулятора уровня воды датчик давления. При измерении гидростатического давления удобна возможность измерения значительного подъема давления, когда при вращении барабана, в частности, при центрифугировании, промежуток между барабаном и баком для стирального раствора полностью заполнен пеной. В случае, когда рр 2 предпочтительно: а 1) частота U вращения барабана уменьшается на величину заданной разницы U1 в частоте вращения; а 2) по истечении заданного периода t повторно измеряется давление р и определяется, выполняется ли условие рр 2; и а 3) в случае, если все еще рр 2, частота U вращения уменьшается на величину Un (n - натуральное число 2), и этапы а 2) и а 3) повторяются n-1 раз, пока частота U вращения не достигнет заданного значения Umin или не опустится ниже его. В случае, когда рр 1 предпочтительно:b1) частота U вращения барабана увеличивается на величину заданной разницы U1 В частоте вращения;b2) по истечении заданного периода t повторно измеряется давление р и определяется, выполняется ли условие р р 1; иb3) в случае, если все еще рp1, частота U вращения увеличивается на величину Um (m - натуральное число 2), и этапы b2) и b3) повторяются m-1 раз, пока не будет достигнуто или превышено заданное значение Umax. При этом m и n могут быть равны или могут отличаться. Кроме того, значения разницы Un и Um в частоте вращения также могут быть равны или могут отличаться. Увеличение частоты вращения способствует усиленному вытеснению воды или пены из белья. В результате уровень воды на дне бака для стирального раствора повышается. Следствием является усиление взаимодействия между этой водой и вращающимся барабаном. Кроме того, механическое взаимодействие, усиленное увеличенной частотой вращения барабана, также приводит к более интенсивному образованию пены. Напротив, уменьшение частоты вращения барабана приводит к тому, что в случае недостаточно насыщенного белья, то есть белья, которое содержит меньше воды, чем могло бы впитать или содержать для достижения полного насыщения водой при данной частоте вращения барабана, белье будет впитывать воду, и объем воды в промежутке между барабаном и баком для стирального раствора уменьшится. Кроме того, ослабленное механическое взаимодействие уменьшает образование пены. Если в способе согласно изобретению частота U вращения достигнет заданного значения Umin или опустится ниже его, то предпочтительно: а 4) вращение барабана останавливается; а 5) доливается вода; а 6) барабан включается на реверс и/или; а 7) выводится сигнал о чрезмерной или неправильной порции моющего средства. Если в способе согласно изобретению частота U вращения достигнет заданного значения Umax илиb6) выводится сигнал о недостаточной порции моющего средства. Кроме того, в обоих последних предпочтительных вариантах исполнения на этапе а 5) или b5) предпочтительно может доливаться вода в объеме, обеспечивающем нормальную стирку в стиральном растворе без пены, и выполняться такая стирка. Вывод сигнала недостаточной (b6) или избыточной или неправильной порции (а 7) моющего средства производится предпочтительно акустическим и/или оптическим путем. Если не удается достигнуть желаемого диапазона создания пены, несмотря на использование доступного диапазона регулирования частоты вращения барабана, то управляющее устройство стиральной машины может выдать сигнал, запускающий следующие шаги. Если, например, несмотря на максимальную частоту вращения барабана (также обозначаемую как максимальная скорость центрифугирования), невозможно создать достаточно пены, то процесс стирки после доливания воды до обычного уровня может быть продолжен традиционным способом. Пользователю стиральной машины может быть выдан акустический или оптический сигнал об отсутствующей или недостаточной подаче моющего средства. Если, напротив, пенообразование настолько сильно, что несмотря на минимальную частоту вращения барабана, концентрация пены (обозначаемая также как уровень пены) слишком велика (например,если пользователь ввел слишком много моющего средства или использовал моющее средство с нерегулируемым пенообразованием для ручной стирки или шерсти), то процесс стирки также может быть продолжен традиционным способом после доливания воды до обычного уровня. При этом пользователю стиральной машины может быть выдан акустический или оптический сигнал о неправильной или избыточной подаче моющего средства. После выполнения этапа а 4) и/или а 6) в заданном промежутке времени может быть повторно осуществлен способ согласно изобретению. Так, например, быстрое вращение барабана (центрифугирование) может быть отключено, и на заданный период барабан может быть переключен на нормальное реверсивное вращение. Благодаря этому поддерживается впитывание бельем находящейся в состоянии пены воды, и, тем самым, эффективно уменьшается количество пены. При реверсивном вращении дополнительно может быть включен сливной насос, чтобы уменьшить количество стирального раствора, присутствующего в баке для стирального раствора и доступного для создания пены. В дополнение к этому впитыванию пены может быть повторно выполнена попытка переключения на центрифугирование, и по достижении желаемой концентрации пены, запущен процесс стирки белья пеной. При осуществлении способа согласно изобретению барабан вращается предпочтительно с частотойU в диапазоне от 200 до 600, предпочтительно от 230 до 500 об./мин. При этом нижний предел в целом определяется резонансной частотой вращения колебательной системы, а верхний предел - максимально возможной скоростью центрифугирования. Во время осуществления способа согласно изобретению нагревательное устройство нагревает, в целом, пену и/или стиральный раствор. Альтернативно или дополнительно к вышеописанным способам может использоваться анализ разницы (Ureq-Uact) проектной и фактической частоты вращения барабана с целью обнаружения пены. При обнаружении пены путем анализа разницы проектной и фактической частоты вращения, в частности при центрифугировании, используется то обстоятельство, что пена способна тормозить вращающийся барабан, в результате чего возникает разница между проектной и фактической частотой вращения. При этом связь между определенной концентрацией пены и разницей проектного и фактического значений заложена, в целом, в запоминающее устройство барабанной стиральной машины. Кроме того, объектом изобретения является стиральная машина с программным управлением, содержащая барабан, установленный в баке для стирального раствора с возможностью вращения, систему слива стирального раствора со сливным насосом, расположенную на дне бака, двигатель привода барабана, нагревательное устройство, датчик для определения количества находящейся в баке и/или в барабане пены, клапан для открывания/закрывания подачи воды в бак и блок программного управления, соединенный с указанным двигателем, датчиком и клапаном, причем блок настроен для осуществления описанного выше способа по изобретению. Если в результате осуществления способа управления созданием пены согласно изобретению была достигнута установка и поддержание желаемой концентрации пены, то обработка белья может производиться с помощью пены. Она может производиться способом обработки белья водным стиральным раствором в стиральной машине с программным управлением, которая содержит систему слива стирального раствора со сливным насосом, расположенную на дне бака для стирального раствора, нагревательное устройство, датчик для определения количества находящейся в баке для стирального раствора жидкости или пены, причем сиг-3 017272 нал датчика отслеживается в ходе осуществления способа, и барабан с определенным объемом воды,который сравнительно невелик относительно количества загруженного белья. Изобретение обеспечивает стабильную работу стиральной машины с программой стирки, использующей пену. Обеспечивается желаемое пенообразование, одновременно предотвращается избыточное образование пены. Кроме того, изобретение обеспечивает достаточное охлаждение нагревательного устройства и может блокировать включение нагревательного устройства, если пенообразование недостаточно. Перечень фигур, чертежей и иных материалов На чертеже представлен один из вариантов исполнения стиральной машины (согласно изобретению) для осуществления способа согласно изобретению. Возможны другие варианты исполнения. Представленный вариант исполнения описывается ниже. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения На чертеже схематично показаны важные детали стиральной машины, с помощью которой может быть осуществлен вышеописанный способ. Стиральная машина в варианте исполнения, представленном на чертеже, содержит бак 1 для стирального раствора, в котором с возможностью вращения установлен барабан 2, который может приводиться от двигателя 14. По соображениям эргономичности эксплуатации таких стиральных машин ось 3 вращения барабана 2 отклонена от горизонтальной оси на небольшой угол (например, 13) вперед и вверх, что обеспечивает легкий доступ во внутреннюю часть барабана 2 и ее обзор. Такая конструкция вкупе с захватами 4 для белья особой формы и черпаками 5 для стирального раствора 6 также способствует ускорению пропитывания белья 7 стиральным раствором и пеной и сокращению объема свободного раствора. Пена, образующаяся во время стирки с пеной, должна, в частности, заполнять пространство между барабаном 2 и баком 1 для стирального раствора. Стиральная машина содержит систему слива стирального раствора, которая включает арматуру подключения к бытовой водопроводной сети 8, клапан 9 с электрическим управлением и подводку 10 к баку 1 для стирального раствора, которая, при необходимости, может быть проведена через устройство 11 для смыва моющих средств (смывной лоток), из которого поступающая вода может перенести порцию моющего средства в бак 1 для стирального раствора. Кроме того, в баке 1 для стирального раствора находится нагревательное устройство 13. Клапан 9, как и нагревательное устройство 13, может управляться управляющим устройством 12 (программным управлением) в зависимости от алгоритма выполнения программы. Управляющее устройство 12 получает, в частности, измеренные датчиком 15 значения гидростатического давления р в баке 1 для стирального раствора, которые используются для изменения или поддержания частоты вращения барабана 2. Для этого приводной двигатель 14 управляется посредством управляющего устройства 12. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ управления созданием пены при обработке белья пеной из водного стирального раствора в стиральной машине с программным управлением, которая содержит установленную на дне бака (1) для стирального раствора систему слива стирального раствора со сливным насосом, барабан (2), установленный с возможностью вращения, и нагревательное устройство (13) для нагрева пены или стирального раствора, причем способ содержит следующие этапы:b) регулирование концентрации пены в заданном диапазоне концентраций c1-c2 посредством плавного изменения частоты U вращения барабана (2),причем обнаружение пены осуществляют с помощью одного или нескольких датчиков (15), отслеживающих гидростатическое давление р в баке (1), а измеренное гидростатическое давление р сравнивают с заданным нижним пределом p1 гидростатического давления, соответствующим концентрации c1, и с заданным верхним пределом р 2 гидростатического давления, соответствующим концентрации c2, и в случае, когда рр 1, частоту U вращения барабана (2) увеличивают, а в случае, когда рр 2, частоту U вращения барабана (2) уменьшают. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае, когда рр 2: а 1) частоту U вращения барабана (2) уменьшают на величину заданной разницы U1 в частоте вращения; а 2) по истечении заданного периода t повторно измеряют давление р и определяют, выполняется ли условие рр 2; и а 3) в случае, если все еще рр 2, частоту U вращения уменьшают на величину Un, где n - натуральное число 2, и этапы а 2) и а 3) повторяют n-1 раз, пока частота U вращения не достигнет заданного значения Umin или не опустится ниже его,а в случае, когда рp1:b1) частоту U вращения барабана (2) увеличивают на величину заданной разницы U1 в частотеb2) по истечении заданного периода t повторно измеряют давление р и определяют, выполняется ли условие рр 1; иb3) в случае, если все еще рp1, частоту U вращения увеличивают на величину Um, где m - натуральное число 2, и этапы b2) и b3) повторяют m-1 раз, пока не будет достигнуто или превышено заданное значение Umax. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в случае, когда частота U вращения достигает заданного значения Umin или опускается ниже его, то а 4) вращение барабана останавливают; а 5) доливают воду; а 6) барабан (2) включают на реверс и/или а 7) выводят сигнал о чрезмерной или неправильной порции моющего средства. 4. Способ по п.2, отличающийся тем, что в случае, когда частота U вращения достигает заданного значения Umax или превышает его:b6) выводят сигнал о недостаточной порции моющего средства. 5. Способ по п.3 или 4, отличающийся тем, что вывод сигнала осуществляют акустическим и/или оптическим путем. 6. Способ по п.3, отличающийся тем, что после выполнения этапа а 4) и/или а 6) в заданном промежутке времени повторно осуществляют способ по одному из пп.1-4. 7. Способ по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что барабан (2) вращают с частотой U в диапазоне от 200 до 600 об/мин. 8. Способ по одному из пп.1-7, отличающийся тем, что с целью обнаружения пены используют анализ разницы (Ureq - Uact) проектной и фактической частоты вращения барабана (2). 9. Стиральная машина с программным управлением, содержащая барабан (2), установленный в баке(1) для стирального раствора с возможностью вращения, систему слива стирального раствора со сливным насосом, расположенную на дне бака (1), двигатель (14) привода барабана, нагревательное устройство (13), датчик (15) для определения количества находящейся в баке (1) и/или в барабане (2) пены,клапан (9) для открывания/закрывания подачи воды в бак (1) и блок (12) программного управления, соединенный с указанным двигателем (14), датчиком (15) и клапаном (9), отличающаяся тем, что блок (12) настроен для осуществления способа по любому из пп.1-8.