Лекция 8

Тема: ИЗУЧЕНИЕ ПРИНЦИПА РАБОТЫ И КЛАССИФИКАЦИИ БЫТОВЫХ СТИРАЛЬНЫХ МАШИН

8.1 Принцип работы и классификация бытовых стиральных машин

Стиральные машины предназначены для механизации и автоматизации одной из наиболее трудоемких операций ручного труда в домашнем хозяйстве – стирки белья.

Сущность процесса стирки белья заключается в физико-химическом и механическом воздействии моющего раствора на белье. Моющий раствор состоит из двух компонентов: воды и моющего средства (детергента). Основой моющих средств являются поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые на границе раздела «загрязнение – моющий раствор» образуют абсорбционные слои. Различают две группы моющих средств: жировые мыла и синтетические средства. Последние наиболее распространены. Кроме ПАВ в них имеются отбеливающие вещества, добавки различных препаратов для умягчения воды и др.

Процесс стирки в упрощенном виде можно разделить на следующие основные стадии:

• смачивание белья;

• адсорбция (накопление) моющих средств на границе раздела «загрязнение - моющий раствор»;

• отделение загрязнений от белья;

• диспергирование загрязнений, т.е. тонкое измельчение или дробление твердых или жидких тел;

• создание защитных пленок вокруг отмытых загрязнений.

Адсорбция моющих средств на границе раздела способствует снижению поверхностного натяжения, смачиванию поверхности белья, проникновению моющего раствора между бельем и загрязнением и отделению загрязнения. При механическом воздействии на белье загрязнение дробится, и образовавшиеся частицы окружаются защитным слоем, что препятствует осаждению загрязнений на чистое белье. Процесс стирки белья завершается образованием равновесной системы, состоящей из загрязненного раствора и отстиранного белья.

Механическое воздействие на белье создается путем активации моющего раствора, которая заключается в сообщении раствору определенной энергии. Активация способствует смачиванию белья, проникновению моющего раствора между бельем и загрязнением, равномерному распределению моющих средств в воде и диспергированию загрязнений.

Отечественные бытовые стиральные машины выпускаются в соответствии с ГОСТ 8051-93. Настоящий стандарт предусматривает классификацию стиральных машин в зависимости от степени их механизации и автоматизации. Согласно этому основному признаку классификации бытовые стиральные машины делят на следующие типы:

• СМ – стиральная машина без отжима;

• СМР – стиральная машина с ручным отжимным устройством;

• СМП – стиральная машина полуавтоматическая, у которой управление отдельными процессами обработки ткани и ее перекладка выполняются оператором ;

• СМА – стиральная машина автоматическая, у которой все операции по обработке тканей, переход от одной операции к другой и управление ими выполняются автоматически в соответствии с заданной программой.

Кроме этого, отечественные стиральные машины делятся также по следующим признакам:

• способ активации моющего раствора;

• число баков;

• возможность нагрева моющего раствора;

• номинальная загрузка белья и др.

По способу активации моющего раствора стиральные машины делят на следующие типы:

• машины с вращающимся рабочими органами;

• вибрационные;

• с направленным потоком жидкости или воздуха.

Перечисленные способы активации могут быть использованы самостоятельно или в сочетании друг с другом. К машинам с вращающимся рабочими органами относятся следующие: с дисковыми активаторами (боковыми, донными или наклонными), с лопастными мешалками и барабанные. Вибрационные стиральные машины в зависимости от источника вибрации могут быть механическими, электромагнитными, гидродинамическими, магнитострикционными и пьезоэлектрическими. Преимуществом вибрационных машин является меньший износ белья при стирке. Это же относится и к машинам с направленным потоком жидкости или воздуха.

В настоящее время для бытовых целей используют преимущественно стиральные машины активаторного и барабанного типа, так как их отличает простота и относительно невысокая стоимость.

В машинах с дисковыми активаторами активация моющего раствора создается вращающимся диском, на одной из плоскостей которого имеются специальные ребра, усиливающие степень активации. Бывает машины с боковым расположением активатора в баке, с донным и с наклонным.

В барабанных машинах стирка производится в перфорированном барабане с ребрами на внутренней поверхности для усиления перемешивания белья. Барабан, установленный горизонтально в баке машины, заполняют бельем, после чего в бак наливают воду. Уровень воды в баке должен быть таким, чтобы заполненный бельем барабан был частично погружен в нее.

При вращении барабана белье под действием центробежных сил прижимается к внутренней поверхности барабана и, увлекаемое им, поднимается вверх. Подъем происходит до тех пор, пока момент трения белья о внутреннюю поверхность барабана относительно его оси вращения превосходит момент массы белья относительно этой оси. Когда момент, создаваемый массой белья, становится больше момента трения, белье падает вниз в моющий раствор, а затем вновь увлекается барабаном вверх. Процесс этот периодически повторяется. Частоту вращения барабана выбирают так, чтобы белье при стирке поднималось до самой верхней точки барабана и только затем падало в моющий раствор. При этих условиях достигается наибольшая эффективность стирки. В зависимости от вида обрабатываемого материала оптимальная частота вращения барабана при стирке находится в пределах 45…60 мин^–1.

Для предотвращения скручивания белья барабану придается прерывисто-реверсивное вращательное движение по следующей схеме: вращение по часовой стрелке – пауза – вращение против часовой стрелки. Продолжительность этих периодов задают, исходя из вида обрабатываемого материала, степени его загрязнения и других факторов. Наиболее часто применяют следующие схемы вращения (в секундах): 11-4-11; 4-11-4; I2-3-I2; 3-12-3. Чем больше время вращения барабана, тем интенсивнее процесс стирки, поэтому схемы 11-4-11 и I2-3-I2 применяют для стирки сильно загрязнённых хлопчатобумажных тканей, а схемы 4-11-4 и 3-12-3 – для стирки тканей из синтетических материалов.

По возможности нагрева моющего раствора (по наличию нагревательных элементов):

• без нагрева;

• с полным нагревом;

• с дополнительным нагревом.

Стиральные машины без нагрева предназначены для работы от магистрали с горячей и холодной водой. Необходимую температуру моющего раствора получают, смешивая в соответствующих пропорциях горячую и холодную воду. Максимально возможная температура моющего раствора определяется температурой горячей воды, поступавшей из водопроводной магистрали.

Стиральные машины с полным нагревом имеют встроенные нагревательные элементы, мощности которых достаточно для нагревания холодной воды до необходимой температуры. Такие машины могут работать как от магистрали с горячей и холодной водой, так и от магистрали только с холодной водой.

Стиральные машины с дополнительным нагревом предназначены для работы от магистрали с горячей и холодной водой. Такие машины имеют небольшой по мощности нагревательный элемент, который служит для подогрева моющего раствора, если температура горячей воды, поступающей из магистрали, ниже требуемой, а также для поддержания температуры моющего раствора в процессе стирки на заданном уровне.

По числу баков:

• однобаковые;

• двухбаковые.

Первые из них имеет два отдельных бака, расположенных в общем корпусе. Один из баков предназначен для стирки белья, другой – для отжима. Белье из одного бака в другой перекладывают вручную. В однобаковых машинах старка и отжим белья происходят в одном баке.

По номинальной загрузке бельем, кг: 1,0; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0; 5.

По способу загрузки:

• с верхней загрузкой,

• Ф – с фронтальной загрузкой.

По способу управления:

• электромеханическое управление;

• Э – с электронным управлением.