ITPN950005A1 - Lavatrice con sistema di controllo dinamico del carico d'acqua - Google Patents

Abstract

Lavastoviglie con una valvola (7) aperta durante una fase di carico d'acqua, nonchè una pompa di circolazione (11) azionata durante la fase di carico. Un sistema di controllo è pilotato da un segnale (V) proporzionale alla pressione di uscita della pompa di circolazione per chiudere la valvola di carico (7) quando le variazioni del segnale scendono sotto un valore predeterminato. La pompa di circolazione (11) è trascinata da un motore asincrono monofase (14) con una capacità di sfasamento (15) dalla quale viene prelevato il segnale (V).Dalle capacità (15) può essere prelevato un ulteriore segnale (U) che pilota il sistema di controllo in modo da determinare la corretta disattivazione di una pompa di scarico (18).

Description

Descrizione dell'invenzione industriale avente per titolo: "LAVATRICE CON SISTEMA DI CONTROLLO DINAMICO DEL CARICO D'ACQUA"

La presente invenzione si riferisce ad una macchina lavatrice, quale una lavastoviglie o una lavabiancheria, del tipo in cui acqua immessa in una vasca di lavaggio viene fatta circolare in circuito chiuso da una pompa di circolazione ed infine viene evacuata mediante una pompa di scarico. In particolare, la presente invenzione si riferisce ad una lavatrice provvista di un sistema di controllo atto a determinare con precisione la quantità d'acqua immessa nella vasca di lavaggio.

E' noto, ad esempio dall'EP-A-0 118 719, un sistema di controllo dinamico atto a controllare l'azionamento di una valvola di carico d'acqua di una lavastoviglie la cui pompa di circolazione è in funzione durante la fase di carico d'acqua da controllare. Un apposito trasduttore fornisce un segnale di controllo che è proporzionale alla pressione di mandata della pompa e che sostanzialmente comprende una componente continua ed una componente oscillante smorzata. Quando l'ampiezza delle variazioni del segnale di controllo scende al di sotto di un valore predeterminato, la valvola di carico d'acqua viene chiusa.

Questo sistema di controllo può funzionare sulla base di qualsiasi grandezza fisica rappresentativa della pressione alla mandata della pompa di circolazione. Ad esempio, tale grandezza può essere correlata alla portata o alla velocità di rotazione della pompa, ovvero alla potenza attiva assorbita dal motore di azionamento della pompa, e in particolare può essere lo sfasamento fra la tensione e la corrente di tale motore.

In principio, questo sistema di controllo noto consente di effettuare fasi di carico d'acqua ottimali e particolarmente precise, Indipendentemente dalle principali variabili del sistema idraulico, quale la pressione della rete idrica.

Peraltro, tale sistema richiede l'impiego di componenti elettronici relativamente costosi; in particolare, esso richiede l'impiego di un trasduttore piuttosto sofisticato, che può risultare scarsamente affidabile nel tempo.

Inoltre, è necessario impiegare appositi mezzi per amplificare il segnale di controllo, al fine di ottenere una sufficiente definizione del segnale stesso. Sarebbe auspicabile ed è lo scopo principal dell'invenzione, disporre di una lavatrice dotata di un sistema di controllo dinamico del carico d'acqua il quale risulti particolarmente preciso nel funzionamento pur impiegando pochi componenti sostanzialmente semplici, affidabili ed economici.

Un altro scopo dell'invenzione è quello di fornire una lavatrice del tipo citato nella quale il sistema di controllo dinamico sia in grado di controllare in modo semplice e particolarmente efficace anche il funzionamento della pompa di scarico.

Secondo l 'invenzione, tali scopi sono ottenuti in una lavatrice con sistema di controllo dinamico del carico d 'acqua incorporante le caratteristiche delle rivendicazioni allegate.

Le caratteristiche ed i vantaggi dell'invenzione saranno chiariti dalla seguente descrizione, avente solo titolo di esempio non limitativo, con riferimento agli uniti disegni, in cui:

- la figura 1 mostra lo schema di principio di una lavatrice secondo la presente invenzione;

- le figure 2 e 3 mostrano lo schema elettrico del sistema di controllo della lavatrice secondo rispettive forme di realizzazione;

- le figure 4 e 5 sono diagrammi che mostrano in forma semplificata rispettivi segnali elaborati nel sistema di controllo della lavatrice.

Con particolare riferimento alla figura 1, la lavatrice può essere una lavabiancheria, ma preferibilmente essa è una lavastoviglie domestica comprendente principalmente una vasca di lavaggio 5 che può essere alimentata con acqua di rete attraverso un condotto 6 provvisto di un'elettrovalvola 7, o simile, controllata dal programmatore 8 della macchina.

In modo in sé noto, la vasca di lavaggio 5 alloggia un mulinello irroratore superiore 9 ed un mulinello irroratore inferiore 10 che sono alimentabili da una pompa di circolazione 11 con acqua aspirata dal fondo della vasca 5. In particolare, i mulinelli 9 e 10 sono collegati alla mandata (o uscita) 12 della pompa di circolazione 11 attraverso apposite condutture 13, 13'.

La pompa di circolazione 11 è azionata da un motore elettrico 14 control lato dal programmatore 8.

Secondo un aspetto dell'invenzione, il motore 14 è un motore asincrono monofase, del tipo atto ad essere avviato in rotazione mediante mezzi capacitivi di sfasamento 15.

Come sarà meglio descritto in seguito, i capi opposti 16, 17 della capacità 15 sono preferibilmente collegati a corrispendenti ingressi di pilotaggio del programmatore 8.

In modo in sé noto, la lavastoviglie comprende anche una pompa di scarico 18 atta ad inviare ad un tubo di scarico 19, sotto il controllo del programmatore 8, l'acqua immessa nella vasca di lavaggio 5 della macchina.

Preferibilmente, anche la pompa di scarico 18 è azionabile dal motore asincrono di trascinamento 14, che a questo proposito può essere di tipo reversibile, come descritto nell'EP-A-0 268 835. In particolare, la pompa di circolazione 11 e la pompa di scarico 18 sono azionabili selettivamente quando l'albero di trascinamento del motore 14 ruota rispettivamente in una prima o in una seconda direzione. In sostanza, quando il motore 14 è azionato in un senso di rotazione funziona solo la pompa di circolazione 11, mentre quando il motore 14 viene fatto ruotare in senso inverso funziona solo la pompa di scarico 18.

Con riferimento anche alla figura 2, il motore asincrono 14 comprende una coppia di avvolgimenti statorici 20, 21 una cui estremità è collegata ad un terminale di alimentazione 22. L'estremità opposta dell'avvolgimento 20 è collegata ad un secondo terminale di alimentazione 23 (connesso a massa, preferibilmente), nonché al capo 16 della capacità 15. L'estremità opposta dell'avvolgimento 21 è invece collegata al capo opposto 17 della capacità di sfasamento 15. Fra i terminali 22 e 23 è applicata una tensione di alimentazione sostanzialmente sinusoidale, ad esempio di 220 V. Il capo 17 della capacità di sfasamento 15 è collegato, attraverso un convertitore AC/DC 24, ad un ingresso di pilotaggio 25 di un microprocessore 26. Quest'ultimo, assieme al convertitore 24, costituisce un sistema di controllo dinamico che fa parte del programmatore 8 della macchina e comprende un'uscita 27 che in modo in sé noto è atta a pilotare l'elettrovalvola 7.

Con riferimento anche alla figura 4, si descrive ora, a titolo di esempio, lo svolgimento di una fase di carico d'acqua nella vasca di lavaggio 5 della lavastoviglie.

Ad un istante t0 il programmatore 8 della macchina determina l'apertura dell'elettrovalvola 7 e quindi, ad un istante t1, determina l'alimentazione del motore 14. quest'ultimo si avvia, trascinando la pompa di circolazione 11, con un senso di rotazione determinato dalla capacità di sfasamento 15, ai capi della quale si sviluppa un segnale di tensione V. Come si è verificato anche sperimentalmente, tale segnale V risulta sostanzialmente proporzionale alla pressione di uscita della pompa di circolazione 11. Più precisamente, il segnale V risulta sostanzialmente inversamente proporzionale alla pressione di uscita della pompa 11. Pertanto, il segnale V tende a diminuire nel tempo finché, ad un istante t2 in cui la pompa 11 comincia ad innescare, ha inizio nel segnale V un'oscillazione smorzata che, in modo in sé noto, rappresenta efficacemente le condizioni operative della pompa 11. Attraverso il convertitore 24, il segnale V pilota il microprocessore 26, che in modo in sé noto determina la chiusura dell'elettrovalvola 7 quando , ad un istante t3 , le variazioni del segnale V scendono al di sotto di un valore predeterminato. In definitiva , con un opportuno dimensionamento dei componenti, l'elettrovalvola 7 viene chiusa quando nella vasca 5 della lavastoviglie è stata immessa la minima quantità d 'acqua necessaria per un innesco ottimale della pompa di circolazione 11.

Tale considerazione è nota in sé, come già detto, ma secondo l'invenzione l'Istante t3 viene determinato senza la necessità di impiegare specifici mezzi trasduttori atti a fornire un segnale di controllo proporzionale alla pressione di uscita della pompa 11. Il segnale di controllo V, infatti, viene direttamente prelevato (rispetto a massa) al capo 17 della capacità di sfasamento 15, che pertanto, secondo la presente invenzione, svolge la duplice funzione di avviare in rotazione il motore 14 e di fornire un opportuno segnale di controllo al microprocessore 26.

Inoltre , il sistema di controllo dinamico della lavatrice secondo l ' nvenzione vantaggiosamente non richiede alcun amplificatore per il segnale di controllo V, che è presente ai capi della capacità 15 in forma già amplificata, ad esempio con un valore di circa 700 V. Ciò grazie al fatto che , applicando una tensione di alimentazione sostanzialmente sinusoidale (220 V) ai terminali 22, 23, le impedenze rappresentate dall'avvolgimento 21 e dalla capacità 15 del motore 14 vengono attraversate da una medesima corrente I. Corrispondentemente, ai capi delle impedenze 21 e 15 (rispettivamente induttiva e capacitiva) si formano rispettive cadute di tensione che sono vettorialmente opposte ed 11 cui modulo è direttamente proporzionale al valore delle rispettive impedenze. Poiché in un normale motore asincrono monofase 14 l'impedenza capacitiva 15 è sostanzialmente maggiore dell'impedenza induttiva 21, il valore assoluto della tensione V prelevata ai capi della capacità 15 risulta sostanzialmente amplificato, come già detto.

Secondo l'invenzione, pertanto, la capacità 15 svolge anche l'ulteriore funzione di amplificare il segnale di controllo V , che pertanto ha una definizione vantaggiosamente elevata e consente un preciso pilotaggio del sistema di controllo dinamico 24, 26.

Con semplici modifiche che saranno chiarite con riferimento alla figura 3, la lavatrice secondo l'invenzione è in grado di controllare efficacemente anche le fasi di scarico dell'acqua dalla vasca 5, particolarmente nel caso preferito in cui la pompa di circolazione 11 e la pompa di scarico 18 sono entrambe azionate dal motore asincrono 14, come descritto in precedenza .

Il motore 14 è di tipo reversibile, mediante un commutatore 28 controllato attraverso un relè 29, o simile, che è pilotato da un'ulteriore uscita 30 del microprocessore 26. Quest'ultimo ha anche un ulteriore ingresso 31 che è collegato, attraverso un convertitore AC/DC 32, al capo 16 della capacità di sfasamento 15. In particolare, il commutatore 28 ha una posizione "volante" di riposo mostrata in figura 3 e può essere commutato selettivamente in una prima e 1n una seconda posizione operativa in cui esso alimenta il motore 14 attraverso il capo 16, rispettivamente il capo 17, della capacità di sfasamento 15.

Quando il commutatore 28 è collegato al capo 16 11 motore 14 è azionato in un primo senso di rotazione, in cui risulta in funzione solo la pompa di circolazione 11; in queste condizioni il segnale di controllo V prelevato al capo 17 della capacità 15 pilota l'ingresso 25 del microprocessore 26 come descritto in precedenza.

Quando il commutatore 28 è collegato al capo 17 della capacità 15 il motore 14 è azionato nel senso di rotazione opposto, in cui risulta in funzione solo la pompa di scarico 18. In queste condizioni l'ingresso 31 del microprocessore 26 è pilotato, attraverso il convertitore 32, da un ulteriore segnale di tensione prelevato al capo 16 della capacità di sfasamento 15.

Come si è verificato anche sperimentalmente, l'ulteriore segnale di tensione (rappresentato con U in figura 5) è inversamente proporzionale alla pressione di uscita della pompa di scarico 18. In particolare, è stato verificato che la tensione U raggiunge un dato valore VO al termine di ciascuna fase di scarico dell'acqua, cioè quando la pompa di scarico 18 inizia a disinnescare sostanzialmente, rappresentando un diminuito carico dinamico per il motore di trascinamento 14. Pertanto, il microprocessore 26 può essere facilmente impostato dal tecnico del ramo per portare il commutatore 28 in posizione di riposo quando il suo ingresso 31 rivela il raggiungimento del suddetto valore VO. Più precisamente, con riferimento alla figura 5 , ad un istante t1 il programmatore 8 aziona la pompa di scarico 18 portando il commutatore 28 in contatto con il capo 17 della capacità 15. La pompa di scarico è inizialmente in condizioni di innesco ottimali ed inizia a disinnescare ad un istante t2 in cui la tensione U al capo 16 raggiunge il suddetto valore VO. All'istante t2, pertanto, il microprocessore 26 aziona il relè 29 per portare il commutatore 28 in posizione di riposo, con conseguente arresto della pompa di scarico 18.

Si deve notare che nelle soluzioni tradizionali la fase di scarico ha una durata fissa predeterminata al cui termine la pompa di scarico, per garantire una sufficiente evacuazione dell'acqua, rimane in funzione in sostanziali condizioni di disinnesco. Come è noto, di conseguenza, si verifica un inutile spreco energetico e si produce indesideratamente rumore nella lavatrice.

Al contrario, secondo l'invenzione la pompa di scarico 18 viene azionata efficacemente tenendo conto delle principali variabili del sistema idraulico di scarico. In particolare, il funzionamento della pompa di scarico 18 viene interrotto non appena l'acqua contenuta nella vasca 5 è stata sostanzialmente scaricata, evitando in tal modo una sostanziale e indesiderata generazione di rumore.

In definitiva, appare evidente che la lavatrice secondo l'invenzione impiega mezzi semplici ed affidabili per controllare in modo ottimale sia le fasi di carico, sia le fasi di scarico dell'acqua.

Ovviamente, la lavatrice descritta può subire numerose modifiche rientranti nell'ambito dell'invenzione.

Claims (3)

1. RIVENDICAZIONI 1. Lavatrice con un sistema di controllo dinamico del carico d'acqua, comprendente una valvola di carico d'acqua comandata ad aprirsi durante almeno una fase di carico, nonché una pompa di circolazione dell'acqua azionata da un motore elettrico durante almeno l'ultima parte della fase di carico, detto sistema di controllo essendo pilotato da un segnale proporzionale alla pressione di uscita della pompa di circolazione in modo da chiudere la valvola di carico quando le variazioni di detto segnale scendono al di sotto di un valore predeterminato, caratterizzata dal fatto che detto motore di trascinamento (14) è un motore asincrono atto ad essere avviato in rotazione tramite mezzi capacitivi di sfasamento (15) ad un primo capo (17) dei quali viene prelevata una tensione (V) costituente detto segnale che pilota il sistema di controllo (24,26).
2. 2. Lavatrice secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto motore asincrono (14) è monofase .
3. 3. Lavatrice secondo la rivendicazione 1, in cui il motore asincrono trascina in rotazione anche una pompa di scarico dell'acqua immessa nella macchina ed è atto ad essere azionato selettivamente in un primo o un secondo senso d1 rotazione in cui è sostanzialmente in funzione solo la pompa di circolazione, rispettivamente solo la pompa di scarico, caratterizzata dal fatto che detto azionamento selettivo del motore asincrono (14) è effettuato mediante almeno un commutatore controllato (28) atto a commutare selettivamente a detto primo capo (17) e ad un secondo capo (16) dei me22i capacitivi di sfasamento (15), a detto secondo capo (16) essendo prelevato un ulteriore segnale (U) che è proporzionale alla pressione di uscita della pompa di scarico (18), il sistema di controllo (32,26) essendo atto ad essere pilotato da detto ulteriore segnale e a disattivare la pompa di scarico (18) quando detto ulteriore segnale raggiunge un dato valore (VO), in corrispondenza del quale l'acqua risulta sostanzialmente scaricata dalla macchina.