PL177894B1

PL177894B1 - Sposób określania ilości wsadu w maszynie piorącej

Info

Publication number: PL177894B1
Application number: PL94305540A
Authority: PL
Inventors: Peter Blauert; Frank Böldt; Martina Wöbkemeier; Paul Theo Pilgram; Urlich Rehfuess
Original assignee: Bosch Siemens Hausgeraete
Priority date: 1993-10-25
Filing date: 1994-10-21
Publication date: 2000-01-31
Also published as: US5507055A; CN1107915A; KR100339879B1; DE59407907D1; RU94038772A; EP0649930B1; TR28714A; KR950011723A; CN1079461C; DE4336350A1; ES2131614T3; RU2145370C1; GR3030363T3; PL305540A1; EP0649930A1

Abstract

1. Sposób okreslania ilosci wsadu w maszynie pioracej, w której stosuj e sie beben pioracy polozony przynajmniej w przyblize- niu poziomo i napedzany przez silnik uni- wersalny z predkoscia obrotowa prania lub suszenia, przy czym obserwuje sie parametry pracy maszyny pioracej, znamienny tym, ze podczas etapu (A) rozruchu bebna az do osiagniecia pracy bebna o regulowanej pred- kosci obrotowej (n1), przy której nie utrzy- muje sie wsadu przez sile odsrodkowa na plaszczu bebna, okresla sie moment napedo- wy silnika napedowego bebna. Fig. 1 Fig. 2 PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób określania ilości wsadu w maszynie piorącej, mającej bęben piorący położony przynajmniej w przybliżeniu poziomo i napędzany przez silnik uniwersalny z prędkością obrotową prania lub suszenia, za pomocą obserwacji parametrów pracy maszyny piorącej.

Znane są tego rodzaju sposoby z niemieckich opisów patentowych nr 3030491 i 3329345, w których jest mierzony czas dopływu pomiędzy dwoma określonymi oznaczeniami poziomu

177 894 w zbiorniku ługowym w celu określania ilości wsadu, względnie ilości wody używanej do prania i zależnej od ilości wsadu, w wyniku czego jest określana wymagana ostateczna ilość wody. Podany w tych opisach sposób jest bardzo niedokładny, ponieważ zarówno ciśnienie wody panujące przed zaworem magnetycznym, jak i regulator ilości znajdujący się w zaworze magnetycznym i czujnik lub czujniki stanu wody są obarczone tutaj tolerancjami, które w najbardziej niekorzystnym przypadku mogą nawet dodawać się. Poza tym ten sposób określania ilości jest możliwy do przeprowadzenia tylko jednorazowo w całym procesie obróbki wsadu, mianowicie podczas pierwszego doprowadzania wody i wynikającego z tego namoczenia wsadu.

Znanejest określanie doprowadzanej ilości wody za pomocąwodomierza, co przedstawiono w niemieckim opisie patentowym nr DE-A-2921911 lub za pomocą odliczania koniecznych dotankowań podczas fazy zamaczania wsadu, co przedstawiono w niemieckim opisie patentowym nr DE-A-3446288. Sposoby te umożliwiają zmniejszenie niedokładności. Pomijając zwiększony nakład na realizację dokładnego określania ilości wody lub wsadu, takie określanie jest możliwe tylko raz podczas programu obróbki.

Ponieważ dokładne określenie ilości wsadu może mieć duże znaczenie dla wyboru i przeprowadzania następującego potem programu obróbki, interesujące jest możliwie dokładne określanie ilości wsadu.

Sposób według wynalazku polega na tym, że podczas etapu rozruchu bębna aż do osiągnięcia pracy bębna o regulowanej prędkości obrotowej, przy której nie utrzymuje się wsadu przez siłę odśrodkową na płaszczu bębna, określa się moment napędowy silnika napędowego bębna.

Przy sterowaniu odcięciem fazowym silnika napędowego podczas etapu rozruchu bębna, rejestruje się na bieżąco kąt odcięcia fazowego i tworzy się jego geometryczną wartość średnią, którąstosuje się jako miarę średniej mocy silnika napędowego, z której oblicza się masę wsadu w oparciu o bezwładność masy i moment obciążenia partii wsadu.

W maszynie piorącej z urządzeniem do ustalania ilości wody w zbiorniku ługowym, wykorzystuje się informację o ilości wody znajdującej się w zbiorniku ługowym jako wartość korekcyjną przy obliczaniu masy.

Korzystnie według wynalazku rejestruje się wartości możliwych odchyleń prędkości obrotowej od wartości zadanej wzrostu prędkości obrotowej i uwzględnia sięje przy obliczaniu masy.

Ocenia się przebieg odchyleń prędkości obrotowej, korzystnie okresowy, pojedynczy, płaski, przerywany, i zależnie od tego przebiegu przyporządkowuje się zapamiętanemu parametrowi partii wsadu, korzystnie dużą, średnią, małą, chłonną, mało chłonną część wsadu.

Korzystnie wykorzystuje się urządzenie do określania wartości napięcia pracy silnika napędowego i wartość napięcia pracy uwzględnia się jako wartość korekcyjną przy obliczaniu masy.

W przykładzie wykonania sposobu według wynalazku określa się w suszarce bębnowej moment napędowy silnika napędowego bębna na początku i wielokrotnie w czasie przebiegu procesu suszenia i stosuje się do obliczenia masy danej części wsadu, a różnice każdorazowych, kolejnych wyników obliczeń stosuje sięjako miarę do określania obecnej wilgotności resztkowej wsadu.

Określonąwilgotność resztkowąstosuje sięjako kryterium zakończenia procesu suszenia.

Podczas etapu utrzymującego prędkość obrotową, sąsiadującego z etapem rozruchu bębna, wyznacza się średni kąt odcięcia fazowego urządzenia do regulacji prędkości obrotowej silnika napędowego bębna i stosuje sięjako miarę dla momentów hamujących uwarunkowanych maszynowo, uwzględnianych przy określaniu masy za pomocąkąta odcięcia fazowego etapu rozruchu.

Zaletą wynalazku jest poprawa dokładności sposobu określania ilości wsadu w maszynie piorącej, bez konieczności rozbudowy urządzenia.

Wykorzystywany moment napędowy bębna reprezentuje bezpośrednio moment obciążenia wytwarzany przez załadowany bęben piorący, który bezpośrednio po włączeniu silnika napędowego bębna jest wywoływany przez krótkie obciążenie szczytowe przez dużą bezwładność masy, a przy dalszym przebiegu przez podniesienie partii wsadu z najniższego punktu bębna, w danym przypadku w wyniku działania zabieraka wsadu wewnątrz bębna piorącego. Różne

177 894 duże partie wsadu powodują różne duże momenty obciążenia, które muszą zostać pokonane przez różne duże momenty napędowe.

Wykorzystano bezpośrednią zależność momentu napędowego od masy wsadu poruszającej się w bębnie. W procedurze obliczeniowej mikrokomputer określa wystarczająco dokładnie masę wsadu. Nie sąwymagane dodatkowe nakłady konstrukcyjne, ponieważ moment napędowy można obliczyć na podstawie danych elektrycznych regulatora silnika, uwzględniając parametry silnika.

Korzystne jest stosowanie mocy obliczeniowej, i tak wykorzystywanej przy zwykłym stosowaniu mikroprocesora także do innych zadań sterowania i musi być tylko zainstalowane właściwe oprogramowanie. Tworzenie wartości średniej nadaje się przy tym znakomicie jako podstawa do obliczania masy partii wsadu.

Przy wykorzystaniu odchyleń prędkości obrotowej zaletąjest szczególnie to, że także w fazie rozruchu części wsadu obracające się w bębnie mogąprzypadkowo spaść na zabierak przecinający dokładnie ich tor spadku i przez to wytworzyć dodatkowy moment obciążenia.

Przy ocenianiu przebiegu odchyleń prędkości obrotowej można określić dalsze cechy partii wsadu znajdujących się w bębnie maszyny piorącej i dalej zastosować je do dalszego procesu obróbki.

Przy wykorzystywaniu urządzenia do określania wielkości napięcia pracy mogą zostać wyeliminowane niedokładności występujące, niezależnie od rodzaju sposobu pomiarowego, wskutek wahań napięcia sieci.

Dzięki wynalazkowi proces suszenia może być dowolnie sterowany w zależności od osiąganej wilgotności resztkowej i ostatecznie zostać przerwany po osiągnięciu żądanego celu. Dokładność określania masy wsadu można zwiększyć dzięki zastosowaniu momentów hamujących wytwarzanych przez tarcie wsadu, pracę odkształceniową pasa napędowego bębna, tarcie w łożyskach i inne zjawiska uwarunkowane maszynowo.

Przedmiot wynalazku jest wyjaśniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wykres prędkości obrotowej w funkcji czasu dla etapu rozruchu bębna i następnego etapu utrzymywania prędkości obrotowej, fig. 2 - wykres momentów obciążenia w funkcji narastającej prędkości obrotowej lub w funkcji czasu dla etapu rozruchu i fig. 3 do 5 - trzy różne położenia bębna podczas etapu rozruchu.

Figura 1 wyjaśnia sposób według wynalazku, zastosowany pomiędzy chwilami t0 i t1 podczas przebiegu etapu A rozruchu bębna, w której prędkość obrotowa bębna narasta od stanu spoczynkowego do prędkości obrotowej ni obróbki. Prędkość obrotowa ni obróbki wynosi około 5 5 l /min w zbudowanej w zwykły sposób bębnowej maszynie piorącej ijest zwykle wykorzystywana do napędzania wsadu podczas procesu prania. W następnej fazie B utrzymywania prędkości obrotowej można określić wartości korekcyjne, które uzyskuje się z momentów hamujących bębna uwarunkowanych maszynowo. Faza B utrzymywania prędkości obrotowej jest ograniczona chwilami t1 i t2.

Figura 2 przedstawia różne przebiegi momentu obciążenia M_L bębna obciążonego wsadem podczas narastania prędkości obrotowej bębna od 0 do przykładowo 54 l/min na etapie A rozruchu, co wyjaśniono w połączeniu z położeniami bębna podczas etapu A rozruchu, przedstawionymi na fig. 3 do 5.

Figury 3 do 5 przedstawiają dwie partie wsadu o różnej wielkości. Mała partia wsadu składa się z części wsadu, które sąoznaczonejako gęsto kropkowane na fig. 3-5. Duża partia wsadu składa się z sumy części wsadu oznaczonychjako gęsto kropkowane i leżących nad nimi części wsadu rzadko kropkowanych na fig. 3-5.

Przebieg momentu obciążenia w funkcji narastającej prędkości obrotowej zostanie najpierw wyjaśniony przy pomocy małej partii wsadu. Fig. 3 pokazuje położenie bębna z maląpartią wsadu składającą się z małych części w nieruchomym bębnie piorącym. Przebieg momentu obciążenia Ml tej małej partii wsadu jest oznaczony linią kreskowo-punktową. Na fig. 4 bęben jest obrócony o 60°, a na fig. 5 o dalsze 30°, co widać na podstawie zabieraka oznaczonego na fig. 3-5 przez punkt.

177 894

Faza ruchu pomiędzy położeniami z fig. 3 i fig. 4 określa najpierw szczytowy moment obciążenia MLK krótko po włączeniu silnika napędowego. Oznacza on duży moment bezwładności bębna z wsadem, który ma być pokonany przez napęd. Następnie moment obciążenia szybko zmniejsza się do wartości, któraj est określona przez stałe przyspieszenie bębna. W międzyczasie zabierak porusza się dalej i unosi partie wsadu oznaczone rzadkim kropkowaniem. To oznacza wolny wzrost momentu obciążenia od około 15 l/min. zgodnie z linią kreskowo-punktową na fig. 2.

Przy około 40 l/min. zabierak osiąga położenie w przybliżeniu pokazane na fig. 5, w którym niektóre z bieżących ponad zabierakiem części wsadu tracąpodparcie i spadajądo najniższego położenia w bębnie. To określa zaokrąglenie górnego przebiegu krzywej oznaczonej linią kreskowo-punktową na fig. 2 przy około 40 l/min. Przy dalej obracającym się zabieraku wszystkie części wsadu w końcu spadają i uzyskują ponownie położenie takie, jak w bębnie z fig. 3. Przez to wartość momentu obciążenia zmniejsza się ponownie niemal do wartości minimalnej . W międzyczasie wymieniona prędkość obrotowa osiąga przykładowo prawie 54 l/min. Na tym etap A rozruchu bębna kończy się w chwili t1. Przy wydajnym silniku napędowym trwa to zaledwie 0,5 s.

Większa partia wsadu wywołuje także większe momenty obciążenia. Oznaczone na fig. 3 do 5 jako rzadko kropkowane części wsadu uzupełniają małą partią wsadu z oznaczonymi jako gęsto kropkowane częściami wsadu, tworząc jedną dużą partię wsadu. Odpowiednio większy jest także moment bezwładności przy włączeniu silnika napędowego, tak że linia ciągła wykresu z fig. 2 najpierw wzrasta do wartości MLG, zanim bęben z ciężką partią, wsadu zostanie doprowadzony do znacznej prędkości obrotowej. Potem jednak moment obrotowy zmniejsza się do wartości MLR; położenie zabieraka jest wówczas ponownie pomiędzy położeniami przedstawionymi na fig. 3 i 4. Stąd zabierak podnosi partię wsadu, zwiększając moment obciążenia bębna. Wówczas linia ciągła wykresu podnosi się do wartości MLM, którą osiąga zanim znaczna ilość części wsadu opadnie ponownie na dno bębna poprzez grzebień zabieraka.

Mała partia wsadujest utworzona ze zwykle zwartych części wsadu, które pozostajądługo zwarte i są podnoszone wysoko przez zabierak zanim pojedyncze części wsadu odłączą się i opadną. Jest to przyczyną tego, że maksimum momentu obciążeniajest większe w porównaniu z minimum aniżeli w przypadku dużej partii wsadu i jest osiągane później. Ponieważ w przypadku dużej partii wsadu części wsadu odłączają, sięjuż, gdy mniejsze partie wsadu znajdujące się w tym samym położeniu utrzymują się jeszcze ze sobą zwarte, więc całkowita masa podnoszona jest mniejsza. Dlatego też krzywa momentu obciążenia większej partii wsadu przebiega bardziej płasko. Poza tym rozpoczęte już rozluźnianie wsadu zmniejsza całkowitą masę podnoszoną tak bardzo, że moment obciążenia M_L w położeniach bębna, w których moment obciążenia małej partii wsadujeszcze wzrasta, zaczynajuż ponownie maleć. Z tego powodu moment obciążenia dużej partii wsadu, składającej się z małych części wsadu, osiąga maksimum MLM wcześniej niż w przypadku małej partii wsadu.

Różnica pomiędzy minimum MLR a maksimum MLM jest, zgodnie z liniąkreskową wykresu z fig. 2 dla dużej partii wsadu z małymi częściami, prawie tak duża,jak dla małej partii wsadu z małymi częściami, jeśli małe części dużej partii wsadu są proporcjonalne co do wielkości, jak w przypadku małej partii wsadu. Jeżeli duża partia wsadu ma wyłącznie duże części, to różnica pomiędzy minimum MLR momentu obciążenia a maksimum MLM momentu obciążenia zmniejsza się zgodnie z linią ciągłą wykresu z fig. 3.

Poza tym małe, przedwcześnie odłączaj ące się od kuli partii wsadu, części wsadu mogąpowodować, zgodnie z linią punktową wykresu z fig. 2, dodatkowo małe wzrosty momentu obciążenia MlF, jeśli po odłączeniu spadają na nadchodzący zabierak. Przy prostym przetoczeniu się poprzez kulę wsadu na dno (płaszcz) zbiornika ługowego, takie części wsadu powodują niewielkie oddziaływanie; jednak przy upadku na zabierak utrata ich energii kinetycznej wywołuje dodatkowy moment obciążenia.

Przebieg momentów obciążenia w kolejnych okresach czasu lub prędkości obrotowej może być rejestrowany i analizowany dla okresu etapu rozruchu. Z porównania z zapamiętanymi

177 894 każdorazowo wartościami odniesienia można niezawodnie rozpoznać wielkość partii wsadu i jej strukturę. Jeżeli ponadto tego rodzaju etapy rozruchu bębna dla różnych chwil zostaną zrealizowane na początku procesu prania, można także określić chłonność wsadu, a więc można określić rodzaj wsadu. Wymagane jest do tego, aby etap rozruchu bębna według wynalazku odbywał się przed namoczeniem wsadu świeżą wodą. Przy porównaniu z późniejszym etapem rozruchu bębna z namoczonym wsadem, umożliwia to bezpośrednio określić ilość wody zawartej w partii wsadu.

Przy zastosowaniu według wynalazku sposobu określania w suszarce, można najpierw określić ciężar mokrego wsadu, a podczas przebiegającego procesu suszenia można także ciągle określać ilość wsadu, aby śledzić zmniejszanie się wilgotności resztkowej wsadu. W zależności od przebiegu spadku masy, można sterować parametrami procesu i w końcu przy osiągnięciu wartości docelowej wilgotności resztkowej, można zakończyć proces suszenia.

Zastosowanie sposobu według wynalazku do rozpoznania obciążenia nie wymaga użycia dodatkowych podzespołów, jeśli napędy bębna sąwyposażone w silnik uniwersalny. Określenie chłonności wsadu w maszynie piorącej jest także możliwe dzięki temu, że wykorzystuje się znanąmetodę rozpoznania obciążenia, mianowicie wnioskowanie o masie wsadu poprzez obserwację ilości dopływającej wody. Rozpoznawanie obciążeniaj est niemal niezależnie od tolerancj i parametrów maszyny, takich jak wyczuwanie poziomu wody, regulacja ilości wody, ciśnienia w przewodzie wodociągowym itd. Określenie obciążenia może być powtórzone w każdej chwili procesu obróbki. Jest to także możliwe wtedy, gdy maszyna piorąca lub suszarka została wyłączona podczas przebiegu programu, a nawet wtedy, gdy partia wsadu została w międzyczasie zmieniona, np. przez doładowanie lub przedwczesne usunięcie pojedynczej części.

177 894

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób określania ilości wsadu w maszynie piorącej, w której stosuje się bęben piorący położony przynajmniej w przybliżeniu poziomo i napędzany przez silnik uniwersalny z prędkością obrotową prania lub suszenia, przy czym obserwuje się parametry pracy maszyny piorącej, znamienny tym, że podczas etapu (A) rozruchu bębna aż do osiągnięcia pracy bębna o regulowanej prędkości obrotowej (n1), przy której nie utrzymuje się wsadu przez siłę odśrodkową na płaszczu bębna, określa się moment napędowy silnika napędowego bębna.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przy sterowaniu odcięciem fazowym silnika napędowego podczas etapu (A) rozruchu bębna, rejestruje się na bieżąco kąt odcięcia fazowego i tworzy się jego geometryczną wartość średnią, którą stosuje się jako miarę średniej mocy silnika napędowego, z której oblicza się masę wsadu w oparciu o bezwładność masy i moment obciążenia partii wsadu.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że w maszynie piorącej z urządzeniem do ustalania ilości wody w zbiorniku ługowym, wykorzystuje się informację o ilości wody znajdującej się w zbiorniku ługowym jako wartość korekcyjną przy obliczaniu masy.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że rejestruje się wartości możliwych odchyleń prędkości obrotowej od wartości zadanej wzrostu prędkości obrotowej i uwzględnia się je przy obliczaniu masy.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że ocenia się przebieg odchyleń prędkości obrotowej, korzystnie okresowy, pojedynczy, płaski, przerywany, i zależnie od tego przebiegu przyporządkowuje się zapamiętanemu parametrowi partii wsadu, korzystnie dużą, średnią, małą, chłonną mało chłonną część wsadu.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że wykorzystuje się urządzenie do określania wartości napięcia pracy silnika napędowego i wartość napięcia pracy uwzględnia się jako wartość korekcyjną przy obliczaniu masy.
7. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 4, albo 6, znamienny tym, że określa się w suszarce bębnowej moment napędowy silnika napędowego bębna na początku i wielokrotnie w czasie przebiegu procesu suszenia i stosuje się do obliczenia masy danej części wsadu, a różnice każdorazowych, kolejnych wyników obliczeń stosuje sięjako miarę do określenia obecnej wilgotności resztkowej wsadu.
8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że określonąwilgotność resztkową stosuje się jako kryterium zakończenia procesu suszenia.
9. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, znamienny tym, że podczas etapu (B) utrzymującej prędkość obrotową, sąsiadującej z etapem (A) rozruchu bębna, wyznacza się średni kąt odcięcia fazowego urządzenia do regulacji prędkości obrotowej silnika napędowego bębna i stosuje się jako miarę dla momentów hamujących uwarunkowanych maszynowo, uwzględnianych przy określaniu masy za pomocąkąta odcięcia fazowego etapu (A) rozruchu.