ITTO20091022A1 - Macchina lavabiancheria con centrifuga - Google Patents

Description

Descrizione dell'Invenzione Industriale dal titolo:

“MACCHINA LAVABIANCHERIA CON CENTRIFUGA”

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad una macchina lavabiancheria secondo il preambolo della rivendicazione 1.

L’invenzione si riferisce inoltre ad un corrispondente metodo di controllo di una fase di centrifuga in una macchina lavabiancheria.

Sono note macchine lavabiancheria la cui sequenza dei cicli di operazione è controllata in modo da prevedere, al termine delle fasi di lavaggio e risciacquo, almeno una fase di centrifuga.

A differenza delle fasi di lavaggio e risciacquo che prevedono l’immissione di acqua in vasca, la fase di centrifuga serve a strizzare la biancheria precedentemente lavata e risciacquata, quindi non si immette acqua, bensì la si estrae dalla biancheria e la si scarica. Per strizzare la biancheria, nella fase di centrifuga il cestello della lavabiancheria viene fatto ruotare per un certo periodo di tempo ad alta velocità (oltre 200rpm). La fase di centrifuga può comprendere anche delle fasi di movimentazione a bassa velocità (tipicamente tra 40 e 80 rpm) che precedono quelle di rotazione ad alta velocità. Queste fasi di rimescolamento servono a rimescolare i capi di biancheria presenti nel cestello, così da ottenere una migliore strizzatura dei panni. Il liquido estratto dai panni (per esempio, una miscela di acqua e detergenti che impregna i capi di vestiario oggetto del lavaggio)viene poi rimosso da una pompa di scarico. In questa maniera viene ridotto il più possibile il contenuto di umidità dei capi, prima della seguente asciugatura che può avvenire in aria o in apposite macchine asciugatrici.

In una macchina lavabiancheria è possibile prevedere molteplici fasi di centrifuga, per esempio al termine della fase di lavaggio e dopo ciascuna delle fasi di risciacquo (che possono essere una o più di una, solitamente ci sono due o tre fasi di risciacquo).

La durata delle diverse sottofasi che costituiscono la fase di centrifuga (per esempio movimentazione, rotazione ad alta velocità, scarico) è solitamente predeterminata sperimentalmente e pertanto risulta generalmente sovradimensionata, dovendo tenere conto dei valori più sfavorevoli relativamente a quantità di capi nel cestello, quantità di acqua assorbita da essi,efficienza del condotto e della pompa di scarico, presenza di schiuma nel liquido da scaricare. Tale sovradimensionamento comporta una durata non ottimale del ciclo di lavaggio e conseguentemente anche una riduzione dell’efficienza energetica.

Sono note soluzioni per poter controllare le fasi di centrifuga, in modo da ottimizzarne la durata e migliorarne l’efficacia per portare a termine il ciclo di lavaggio in tempi più brevi.

Ad esempio il brevetto EP0711860 descrive una macchina lavabiancheria comprendente un sensore di pressione che, rilevando la pressione nel condotto di scarico, consente di controllare il funzionamento della pompa di scarico durante una fase di rotazione ad alta velocità, per terminarla non appena la variazione di pressione raggiunge un livello predeterminato. Questa soluzione affronta esclusivamente il caso in cui il liquido è estratto dai capi durante la centrifuga in tempi più brevi o più lunghi di quelli normalmente previsti. Pertanto questa soluzione presenta lo svantaggio di non ottimizzare il funzionamento della lavabiancheria nelle altre fasi che precedono o seguono la rotazione ad alta velocità con conseguente ridotta efficienza energetica.

Scopo della presente invenzione è quello di presentare una macchina lavabiancheria che risolva i problemi dell’arte nota.

In particolare è scopo della presente invenzione quello di presentare una macchina lavabiancheria in cui la durata delle fasi che precedono o seguono la rotazione ad alta velocità siano ottimizzate in funzione delle caratteristiche dei capi presenti nel cestello.

In particolare, è scopo della presente invenzione di presentare una macchina lavabiancheria in cui è ottimizzata la durata della fase di scarico.

Ulteriore scopo della presente invenzione è di presentare una macchina lavabiancheria che risulti maggiormente flessibile nell’utilizzo e consenta di ridurre i tempi di trattamento della biancheria.

Questi ed altri scopi della presente invenzione sono raggiunti mediante una macchina lavabiancheria ed un metodo di controllo del ciclo di centrifuga in una macchina lavabiancheria incorporanti le caratteristiche delle rivendicazioni allegate, le quali formano parte integrante della presente descrizione.

L’idea generale alla base della presente invenzione è di prevedere una fase di centrifuga con delle fasi di rotazione ad alta velocità e delle fasi di rotazione a più bassa velocità (anche dette fasi di movimentazioni), in cui la durata della fase a più bassa velocità dipende dal rilevamento del livello di liquidi, in particolare di un livello minimo, nel condotto di scarico.

Questa soluzione consente di superare gli svantaggi dell’arte nota; infatti, permette di legare la durata della fase di movimentazione al livello dei liquidi estratti dai capi e presenti nel condotto di scarico. Ciò comporta, in generale, una riduzione della durata della fase di centrifuga ed anche una riduzione dei consumi elettrici.

In una forma di realizzazione preferita, anche la fase di rotazione ad alta velocità ha durata variabile e dipende dal rilevamento di un livello di liquido massimo presente nel condotto di scarico.

In questo modo si ha un’ottimizzazione dei processi di strizzatura dei panni e quindi un’ottimizzazione dei consumi energetici della macchina.

In una forma di realizzazione, lo scarico del liquido avviene solamente durante le fasi di movimentazione.

Preferibilmente, lo scarico avviene sia durante la fase di movimentazione sia durante quella di rotazione ad alta velocità, così da ridurre i tempi di strizzatura dei panni.

Ulteriori scopi e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione dettagliata che segue e dai disegni annessi, forniti a puro titolo esemplificativo e non limitativo, in cui:

− La figura 1 mostra una rappresentazione schematica di un esempio di macchina lavabiancheria secondo la presente invenzione;

− La figura 2 mostra un primo esempio di ciclo di centrifuga in una macchina lavabiancheria secondo la presente invenzione.

− La figura 3 mostra un secondo esempio di ciclo di centrifuga in una macchina lavabiancheria secondo la presente invenzione.

La figura 1 illustra schematicamente un esempio di realizzazione di una macchina lavabiancheria secondo la presente invenzione. Questa macchina lavabiancheria 1 comprende una vasca 2 di lavaggio all’interno della quale si trova il cestello 3 che è atto a contenere i capi in lavaggio. Il cestello 3 ruota intorno all’asse orizzontale 4 a velocità di rotazione variabili e solitamente predeterminate, grazie alla coppia trasmessa da un motore (non rappresentato) tipicamente un motore elettrico.

Quando il cestello 3 è messo in rotazione i capi contenuti al suo interno vengono agitati e mediante dei fori praticati nel cestello 3 (non rappresentati) il liquido di lavaggio può raccogliersi nella vasca 2; in questo modo viene effettuato il lavaggio dei capi nel cestello.

La macchina lavabiancheria 1 comprende ulteriori elementi e dispositivi quali per esempio uno sportello per l’accesso al cestello, una vaschetta per detersivi o altro che non vengono rappresentati in figura o qui descritti, poiché di per sé noti e ritenuti scarsamente rilevanti per l’invenzione oggetto del presente brevetto. Si deve considerare altresì che una macchina lavabiancheria oggetto della presente invenzione possa comprendere tutti questi dispositivi non illustrati, considerati arte nota.

La macchina lavabiancheria 1 comprende inoltre un condotto di scarico 5 messo in comunicazione con la vasca 2 e all’interno del quale può raccogliersi il liquido di lavaggio. Lungo il condotto di scarico 5 si trova una pompa di scarico 6, in grado di espellere dalla macchina lavabiancheria 1 il liquido di lavaggio mediante il secondo condotto 7, quando programmato durante le varie fasi di operazione.

La macchina lavabiancheria comprende infine un sensore 8 in grado di rilevare il livello del liquido di lavaggio che si accumula nella vasca 2.

Il sensore 8 può per esempio essere un pressostato, in particolare un pressostato lineare, comunicante mediante la porzione 9, preferibilmente connessa alla parte inferiore della vasca 2 o al condotto di scarico 5. Il pressostato misura la pressione della colonna d’acqua soprastante; tale misura è indicativa della quantità di liquido presente in vasca e del suo livello in vasca.

L’uso di un pressostato lineare risulta particolarmente vantaggioso in quanto consente di introdurre in modo economico e flessibile diverse soglie per il controllo della pompa quali quelle qui di seguito descritte.

Il sensore 8 è inoltre collegato ad un’unità di controllo (non rappresentata) che comprende un microcontrollore ed un’opportuna area di memoria dove memorizzare (temporaneamente o per lunghi tempi) l’informazione ricevuta dal sensore 8. L’unità di controllo comprende poi un’area di memoria contenente i programmi operativi per il trattamento della biancheria.

L’unità di controllo è poi in grado di controllare il motore collegato al cestello 3.

Grazie al sensore 8 è possibile monitorare il livello di liquido che si accumula nelle varie fasi di lavaggio e centrifuga nella vasca 2 e nel condotto di scarico 5, così da adattare il funzionamento della macchina, in particolare la rotazione del cestello 3, in funzione dei parametri rilevati.

La macchina lavabiancheria 1 è in grado di eseguire almeno una fase di centrifuga; in particolare l’unità di controllo della macchina lavabiancheria comprende porzioni di codice che permettono di eseguire una centrifuga del tipo ad impulsi, ossia del tipo comprendente fasi in cui si alternano impulsi di rotazione ad alta velocità a fasi di movimentazione dei capi.

Come si dirà meglio in seguito, tali fasi di movimentazione e di rotazione ad alta velocità possono essere svolte contemporaneamente allo scarico del liquido di lavaggio.

La figura 2 mostra un primo esempio di una fase di centrifuga ad impulsi secondo la presente invenzione. In essa sono riportati su un grafico le velocità di rotazione del cestello (sull’asse delle ordinate, con etichetta “rpm” e scala arbitraria) in funzione del tempo (sull’asse delle ascisse, con etichetta “t” e scala arbitraria).

Poiché una parte della fase di centrifuga avviene ad alte velocità di rotazione del cestello, prima di eseguire questa fase è necessario verificare che il carico sia ben bilanciato; eventuali masse concentrate possono, infatti, creare momenti d’inerzia che mettono a rischio la stabilità meccanica della macchina lavabiancheria. A questo fine si effettuano delle fasi di bilanciamento in cui il carico viene rimescolato facendolo ruotare ad una velocità di rotolamento, ossia una velocità in cui il capo (idealizzato come massa concentrata) non riesce ad effettuare una rotazione completa del cestello e viene quindi sollevato e poi fatto cadere prima di completare il giro in aderenza al cestello.

Dopo la fase di rotolamento dei capi viene quindi verificato lo sbilanciamento del cestello, ad esempio facendo alcune rotazioni a velocità di satellizzazione, ossia a velocità tale che un capo (di massa pari ad 1kg e concentrata) riesca ad effettuare un giro completo del cestello restando in aderenza alle pareti.

Per quanto detto sopra la velocità di satellizzazione dipende dal diametro del cesto, ma per cestelli di dimensioni standard (diametro all’incirca di 45 cm) essa è tipicamente compresa tra 80 e 100 rpm. La velocità di rotolamento per questi cestelli è preferibilmente compresa tra 20 e 45 rpm.

Se la macchina lavabiancheria non rileva sbilanciamenti sul cestello, è possibile procedere con la fase vera e propria di centrifuga, che comprende delle fasi di movimentazione ad una prima velocità di satellizzazione r1 e delle fasi di rotazione a più alta velocità r2.

In generale, le fasi di movimentazione a velocità di satellizzazione vengono effettuate per permettere lo scarico dell’acqua estratta dai panni durante la precedente fase corrispondente all’impulso di rotazione ad alta velocità. Il mantenere una velocità di satellizzazione consente inoltre di non perdere la condizione di bilanciamento del carico precedentemente acquisita; preferibilmente viene comunque verificato il bilanciamento del carico che potrebbe, in casi particolari, essere variato a seguito della precedente strizzatura dei panni durante l’impulso di rotazione ad alta velocità.

Gli impulsi di rotazione ad alta velocità sono effettuati ad una velocità di rotazione r2 del cestello, preferibilmente compresa tra i 300 e i 400 giri al minuto, e più preferibilmente compresa tra i 340 e i 360 giri al minuto.

Le fasi di movimentazione, come detto sopra, sono effettuate ad una velocità di rotazione r1 più basse di r2, preferibilmente tra gli 80 e i 100 giri al minuto, e più preferibilmente compresa tra i 90 e 95 giri al minuto; tali valori sono sufficienti a mantenere satellizzati i capi di biancheria.

I valori di velocità di rotazione r1 e r2 sono stabiliti solitamente in fase di progetto prevalentemente in funzione delle dimensioni del cestello.

In almeno parte di alcune o di tutte queste fasi la pompa di scarico 6 viene attivata per espellere il liquido di lavaggio che si accumula nella vasca 2 e nel condotto 5.

Preferibilmente lo scarico avviene durante almeno una ed in particolare tutte le fasi di movimentazione.

In una forma di realizzazione, la pompa di scarico 6 viene controllata in modo tale che il liquido estratto dai capi si accumula nella vasca 2 durante le sottofasi di rotazione ad alta velocità c1, c2, c3 mentre viene espulso durante le sottofasi di movimentazione m1, m2, m3.

In un’altra forma di realizzazione preferita, la pompa di scarico 6 viene attivata per espellere il liquido accumulatosi in vasca durante la durata di tutte le diverse sottofasi della centrifuga.

Come ricordato in precedenza, la durata delle fasi di movimentazione e rotazione ad alta velocità può essere predeterminata sperimentalmente; è tuttavia possibile che in condizioni particolari si verifichino dei funzionamenti inefficienti. In particolare è possibile che il liquido venga estratto dal condotto di scarico più velocemente del previsto, risultando in un tempo in cui la pompa di scarico lavora a vuoto, con il rischio di rovinarsi. Grazie al controllo delle fasi di movimentazione e/o rotazione ad alta velocità sopra descritto, si ottiene un funzionamento più efficiente e flessibile per la macchina lavabiancheria. Tale controllo viene ottenuto ad esempio utilizzando il sensore 8 per stabilire l’istante più vantaggioso per passare dalla fase di movimentazione alla fase di centrifuga ad alta velocità e/o per definire la durata della fase di movimentazione.

Sempre con riferimento alla figura 2, per esempio nell’impulso di rotazione ad alta velocità c1 i capi nel cestello vengono sottoposti ad un’accelerazione che causa il trasferimento del liquido dai capi alla vasca dove si accumula.

In questa forma di realizzazione, la sottofase C1 termina quando il sensore 8 rileva un livello di liquido in vasca che raggiunge un valore massimo, ad esempio il fondo del cestello. In questa forma di realizzazione, viene preferibilmente previsto un tempo massimo per la durata della sottofase con rotazione ad alta velocità, in modo tale che se l’acqua estratta dai panni è insufficiente a raggiungere il suddetto livello massimo di liquido, allora la fase termina quando questo tempo massimo è trascorso.

Alternativamente le fasi di rotazione ad alta velocità, come C1, possono avere durata predefinita.

Dopo la fase c1 segue la fase di movimentazione m1; durante questa fase i capi vengono movimentati nel cestello a velocità r1 di satellizzazione mentre la pompa di scarico svuota la vasca.

Quando il sensore rileva un livello di liquido inferiore ad un livello di soglia, l’unità di controllo della macchina lavabiancheria procede con il secondo impulso di rotazione ad alta velocità c2.

Una volta che nel condotto si è raggiunto nuovamente il valore massimo di liquido viene effettuata una seconda sottofase di movimentazione m2.

Nel caso in cui non ci sia sostanziale formazione di schiuma, in questa forma di realizzazione m1 ed m2 hanno durata uguale dato che la pompa viene fatta funzionare sempre alla medesima velocità e deve scaricare sempre la medesima quantità d’acqua definita dalla capacità del condotto di scarico e dai livelli minimo e massimo a cui la pompa viene rispettivamente attivata e spenta.

Chiaramente, nelle stesse condizioni di schiuma, se la fase di rotazione ad alta velocità avesse durata predefinita, allora la quantità di liquido raccolto nella vasca cambia a seconda dell’umidità residua dei capi trattati, pertanto m1 ed m2 avranno durate differenti come mostrato in figura 3.

Analogamente alla sottofase m1 quando similmente il sensore rileva un livello di liquido inferiore ad un livello di soglia, l’unità di controllo della macchina lavabiancheria procede con il terzo impulso di rotazione ad alta velocità c3.

In questo esempio di realizzazione, C3 è di durata superiore poiché è più difficoltoso estrarre il liquido dai capi nel cestello, avendo essi già subito le due fasi c1 e c2 di rotazione ad alta velocità.

In seguito, secondo la medesima modalità sopra descritta, viene effettuata una terza fase di movimentazione m3 la cui durata è ancora una volta stabilita mediante la valutazione del segnale del sensore 8 che misura la quantità 8 (e conseguentemente il livello) del liquido nella vasca.

Nell’esempio non limitativo di figura 2, questa fase di movimentazione m3 è seguita da una fase finale di rotazione ad alta velocità c4, in cui il cestello viene messo in rotazione a velocità che può anche essere variabile secondo un profilo predeterminato, fino al termine della fase di centrifuga.

Le fasi di centrifuga possono essere alternate ad una o più fasi di risciacquo, in cui nuovo liquido viene immesso nella vasca 2.

Secondo una forma di realizzazione, i valori di soglia del liquido nel condotto a cui attivare e/o spegnere la pompa possono avere un valore variabile in funzione di caratteristiche operative come per esempio il valore di soglia del liquido utilizzato all’impulso di rotazione ad alta velocità precedente o il numero di impulsi di rotazione ad alta velocità già occorsi. In questo modo è possibile ottenere una maggiore flessibilità di operazione per la macchina lavabiancheria.

Preferibilmente, la pompa viene mantenuta attiva fino a che non si raggiunge un livello del liquido in vasca elevato che sia inferiore rispetto alla quota del fondo del cestello 3, per non iniziare un impulso di rotazione ad alta velocità in presenza di troppa acqua.

In una forma di realizzazione, mediante la lettura del sensore 8 l’unità di controllo termina un impulso di rotazione ad alta velocità quando il livello del liquido nella vasca 2 eccede una certa soglia.

Mediante una macchina lavabiancheria secondo la presente invenzione è pertanto possibile ridurre al minimo, se non eliminare completamente, i tempi in cui la fase di scarico procede in maniera inefficiente, in particolare in concomitanza di più impulsi di rotazione ad alta velocità. Questo si traduce in un risparmio di energia elettrica e in cicli di operazione completati in tempi più brevi.

E’ chiaro che molte varianti sono possibili all’uomo esperto del settore senza per questo fuoriuscire dall’ambito di protezione quale risulta dalle rivendicazioni allegate.

La medesima invenzione qui descritta è applicabile in generale a una macchina lavatrice, lavasciugatrice o a una centrifuga in generale, anche utilizzata in ambiti diversi dal lavaggio di capi di abbigliamento, per esempio ambiti industriali.

Infine, è possibile prevedere che la velocità di rotazione per gli impulsi possa essere regolata da parte dell’utente; in tal caso anche la durata dell’impulso di rotazione ad alta velocità potrebbe essere modificata, anche automaticamente, di conseguenza.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina lavabiancheria comprendente una vasca di lavaggio alloggiante un cestello per ricevere capi da trattare, un motore per mettere in rotazione detto cestello, mezzi sensori per la misura della quantità di detto liquido di scarico in detta vasca, una pompa di scarico per svuotare detta vasca, ed un’unità di controllo atta a controllare detto motore e detta pompa di scarico, detta macchina essendo caratterizzata dal fatto che detta unità di controllo è atta ad eseguire una fase di centrifuga comprendente una sottofase di movimentazione ed una sottofase di rotazione ad alta velocità, in cui durante la sottofase di movimentazione il cestello viene fatto ruotare ad una prima velocità ed in cui durante la sottofase di rotazione ad alta velocità il cestello viene fatto ruotare ad una seconda velocità maggiore della prima velocità, ed in cui la durata di detta fase di movimentazione dipende dalla misura di detti mezzi sensori.
2. 2. Macchina lavabiancheria secondo la rivendicazione 1, in cui detta prima velocità permette la satellizzazione di tutti detti capi all’interno di detto cestello ed è preferibilmente compresa tra 80 e 100 giri al minuto.
3. 3. Macchina lavabiancheria secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detta seconda velocità permette la satellizzazione di tutti detti capi ed è preferibilmente maggiore di 300 giri al minuto.
4. 4. Macchina lavabiancheria secondo la rivendicazione 1, 2 o 3, in cui detta unità di controllo è atta a scaricare detto liquido di scarico da detta vasca durante detta fase di movimentazione.
5. 5. Macchina lavabiancheria secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta fase di movimentazione segue una fase di rotazione del cestello a velocità superiore a detta prima velocità.
6. 6. Macchina lavabiancheria secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la durata di detta fase di rotazione ad alta velocità dipende dal rilevamento di un livello di liquido in detta vasca pari ad un soglia massima.
7. 7. Metodo di controllo di una fase di centrifuga in una macchina lavabiancheria del tipo comprendente una vasca di lavaggio alloggiante un cestello atto a ricevere dei capi da trattare, il metodo comprendendo i passi di: − effettuare una fase di movimentazione dei capi in cui si ruta detto cestello ad una prima velocità di rotazione non nulla; − monitorare durante detta fase di movimentazione la quantità di liquido accumulato nella vasca; − effettuare una fase di rotazione ad una seconda velocità di rotazione del cestello, maggiore di detta prima velocità, quando detta quantità di liquido accumulato nella vasca è al di sotto di un valore di soglia.
8. 8. Metodo secondo la rivendicazione 7, in cui detto liquido scarico accumulato nella vasca viene espulso almeno durante detta fase di movimentazione.
9. 9. Metodo secondo la rivendicazione 8, in cui detto liquido scarico nella vasca viene espulso ulteriormente durante detta fase di rotazione a detta seconda velocità.
10. 10. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 7 a 9, in cui detto valore di soglia è variabile e dipende dal tipo di trattamento eseguito e/o dal carico trattato da detta macchina lavabiancheria.
11. 11. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 7 a 10, in cui dette fasi di movimentazione e di rotazione a detta seconda velocità sono ripetute più volte in sequenza alternate fra loro.
12. 12. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 7 a 11, in cui detta fase di centrifuga comprende una sottofase finale di rotazione ad almeno una terza velocità di rotazione maggiore di detta seconda velocità di rotazione, in particolare detta sottofase finale di rotazione prevedendo di ruotare il cestello ad una terza velocità variabile nel tempo tra due valori maggiori di detta seconda velocità.
13. 13. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 7 a 12, in cui detta sottofase di rotazione a detta seconda velocità inizia solo se il livello del liquido nella vasca è inferiore alla quota del fondo del cestello.
14. 14. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 7 a 13, ulteriormente comprendente i passi di: − monitorare durante detta fase di rotazione a detta seconda velocità la quantità di liquido accumulato nella vasca; − terminare detta fase di rotazione a detta seconda velocità, quando detta quantità di liquido accumulato nella vasca è al di sopra di un secondo valore di soglia.
15. 15. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 7 a 14, in cui detta fase di centrifuga è alternata ad una fase di risciacquo in cui viene aggiunta acqua in detta macchina lavabiancheria.