BRPI0905459A2 - método e máquina de lavar roupa provida de recirculação com vazão controlada - Google Patents

Abstract

<B>MéTODO E MáQUINA DE LAVAR ROUPA PROVIDA DE RECIRCULAçãO COM VAZãO CONTROLADA<D> Esta invenção descreve uma máquina de lavar roupa dotada de recirculação com vazão controlada. Apresenta ainda um método de controle do nível do líquido de lavagem, associado à dita máquina, que proporciona economia de recursos como água e produtos de limpeza, garantindo uma lavagem efetiva de roupas e artigos similares, associada ainda a uma menor formação de espuma e menor emissão de ruídos durante o processo, aperfeiçoando o funcionamento do equipamento. A máquina de lavar roupas é provida, basicamente, de uma cuba (2) de lavagem, cesto (3), bomba de duas vias (7), sensor de nível (5), piscina (6), mangueira de recirculação (9), mangueira de drenagem (8) e circuito de controle.

Description

RELATÓRIO DESCRITIVO

Método ε máquina de lavar roupa provida de recirculação comvazão controlada

Campo da invenção

A presente invenção pertence ao campo da engenharia mecânica, mais es-pecificamente dos dispositivos eletromecânicos, comumente conhecidospor eletrodomésticos, em especial aplicados a máquinas de lavar roupas esimilares, exatamente um método de lavagem e controle de recirculaçãoassociado a uma máquina de lavar roupa dotada de recirculação da água delavagem com vazão controlada.

Histórico da invenção

A máquina de lavar roupas é um eletrodoméstico muito popular utilizadopara limpeza automática de roupas. Utiliza água como elemento principal.Consiste basicamente de um reservatório que se enche de água, no qual umsistema mecânico agita as peças de roupa a serem lavadas. As máquinascontemporâneas são fabricadas em dois modelos básicos, com aberturafrontal ou abertura superior. Aquelas com abertura superior recebem a rou-pa em um cilindro montado verticalmente, com um agitador central e têm atampa por cima. As máquinas com abertura frontal possuem um cilindromontado horizontalmente, sem agitador central, mas com a porta estanquee com visor de vidro.

Ambos os modelos têm a capacidade de lavar automaticamente, propelidospor motor elétrico, executando ciclos de lavagem, enxágüe e centrifugação.O uso de componentes eletrônicos atualmente substitui complexos sistemasmecânicos usados anteriormente para controlar a lavagem. Controlam, porexemplo, o nível d'água, uma das principais funcionalidades em máquinasde lavar na técnica atual.

O controle por meio de pressostatos eletro-mecânicos, que são dispositivosutilizados para perceber pressões ou diferenças de pressão, e que no caso demáquinas de lavar pode ser traduzido por diferenças de nível de líquidos, sedá pela leitura do nível revelada pela pressão gerada por uma coluna de á-gua, que força um diafragma, acionando um contato elétrico em um únicoponto determinado, trazendo as desvantagens de não identificar altura ma-nométrica e não apresentar uma leitura contínua.

Já o pressostato eletrônico envia informações ponto a ponto da altura dacoluna de água, por meio de um transdutor que varia a tensão ou correntede saída de acordo com a pressão aplicada na entrada, permitindo um con-trole mais preciso, admitindo, nas máquinas mais modernas, o controle deentrada de água.

O controle de nível da água em lavadoras de roupas também é bastante di-fundido, permitindo definir o volume de água a ser utilizada na lavagem,mediante uma escolha do usuário ou de uma configuração previamente de-finida para o equipamento, baseada em um sensor, que comumente se tratado pressostato, que percebe a pressão exercida pelo volume de água.Outro advento importante, além do controle de nível, dentre as diversasfuncionalidades introduzidas em máquinas de lavar roupas é a recirculação.A recirculação de água é um artifício comum em lavadoras de roupas, quetem geralmente por objetivo homogeneizar a mistura de agentes de limpezae água, além de aumentar a eficiência da lavagem e coletar fiapos que sedesprendem das roupas e que podem prejudicar o desempenho do equipa-mento. Adicionalmente, pode minimizar a quantidade de água utilizada nalavagem por meio da otimização de circulação da água dentro do equipa-mento em determinadas etapas do ciclo de lavagem.

Com o intuito de aperfeiçoar a recirculação da água durante o processo delavagem, desenvolveram-se cestos perfurados cujo número e tamanho dosfuros são dimensionados para reduzir a área total de escoamento, e, porconseguinte, diminuir a vazão de líquido do cesto para a cuba, causandoum atraso no processo de equilíbrio das alturas manométricas quando darecirculação da água, permitindo o acúmulo de uma quantidade reduzida delíquido na cuba, o que eqüivale dizer um menor volume total de água utili-zada no processo de lavagem.

Apesar dos adventos da recirculação, são encontrados problemas relaciona-dos a esta funcionalidade como, por exemplo, excesso de espuma e altonível de ruídos. Esses problemas são gerados pela mistura ar-água, geradapela deficiência de controle de vazão de entrada de água no cesto em rela-ção à vazão de saída do cesto para a cuba, além de ocasionar um fluxo nãouniforme na entrada de líquidos no cesto. Sem controle, o escoamento daágua não é uniforme quando ocorre a mistura de ar e água no fundo do tan-que. Essa variação de vazão pode ser reduzida drasticamente quando utili-zada uma bomba controlável.

Atualmente, devido à mistura de ar e água que ocorre quando a cuba damáquina de lavar está vazia, a utilização de detergente comum gera muitaespuma, impossibilitando uma lavagem completa com esse tipo de insumo.Análise do estado da técnica

A patente CAl 112889, de 11 de maio de 1979, de acordo com a figura 10,descreve uma máquina de lavar roupas que recircula água ou água de enxá-güe. Sua entrada de água para recirculação tem por objetivo esvaziar total-mente a cuba, deste modo, gerando espuma e ruído durante sua operação. Olíquido remanescente se localiza num rebaixo da cuba, formando uma pis-cina, com intuito de evitar que o pressostato indique que a cuba esta vazia.O documento W0053042, de acordo com a figura 8, expõe uma máquinade lavar provida de recirculação de água, que tem o objetivo de esvaziar acuba durante a recirculação, porém devido a falta de controle da bomba,não mantém um nível mínimo de líquido, gerando espuma e ruídoO documento EP1783 264, conforme figura 9, relata uma máquina de lavarroupas dotada de recirculação e uma bomba de velocidade variável, porémo nível de água entre cuba e cesto permanece o mesmo e não economizaágua.

A invenção ES8604326, de 01 de junho de 1986, em domínio público, des-creve o processo de recirculação bastante comum em uma máquina de lavarroupas, com recirculação controlada por dois pressostatos e elementos decontrole de nível calibrados para maior e menor nível.

O documento EP0278461, de 17 de agosto de 1988, em domínio público,descreve o processo de controle de vazão de descarga e recirculação demáquinas de lavar roupas baseado em dois sensores de pressão adaptados adeterminar os níveis mínimo e máximo de líquido presente na dita máquina.

Descrição resumida da invenção

Esta invenção descreve uma máquina de lavar roupa dotada de recirculaçãocom vazão controlada. Apresenta ainda um método de controle do nível dolíquido de lavagem, associado na dita máquina, que proporciona economiade recursos como água e produtos de limpeza, garantindo uma lavagemefetiva de roupas e artigos similares, associada a uma menor formação deespuma e emissão de ruídos durante o processo de lavagem, aperfeiçoando,assim, o funcionamento do equipamento, além de possuir as demais fun-cionalidades de recirculação e controle de nível compreendidas no atualestado da arte. Desta forma, evidente que todas estas características tornamo produto ausente das inconveniências encontradas no atual estado da téc-nica, conforme citado anteriormente.

Apresenta uma piscina, que consiste em um pequeno reservatório internoformado por uma depressão na cuba, que garante à invenção a manutençãode um nível mínimo de líquido por meio do controle de vazão da bomba derecirculação, evitando desta maneira a formação de espuma pela mistura dear-água na citada bomba, e conseqüentemente reduz o nível de ruído duran-te a operação.

A presente invenção foi idealizada com o objetivo de apresentar um méto-do e uma máquina de lavar roupa dotada da função de recirculação de lí-quidos do fiando da cuba para a parte superior do cesto que contém as rou-pas que serão lavadas, com intuito da utilização de menor quantidade deágua e de aumento da eficiência do processo de lavagem, associada a uminovador método para ajustar o nível de líquido de lavagem e enxágüe nacuba de lavagem durante o ciclo de lavagem de roupas e artigos similares,permitindo que, também, se minimize os ruídos e a geração de espuma.A recirculação com controle, aqui proposta, é uma evolução das técnicasexistentes. Neste conceito, ao invés de utilizar uma bomba de dois estados(desligado ou velocidade nominal) a invenção propõe um modo de trabalhoda bomba de forma a variar sua velocidade e, conseqüentemente, sua va-zão.

Um objetivo da invenção é apresentar um controle de forma a melhorar oconceito da recirculação, além de ampliar a sua aplicação.A utilização de uma bomba controlável e de um leitor de nível possibilita odesenvolvimento de um método capaz de fechar uma malha de controle naqual é possível ajustar uma vazão para que o sistema contenha uma peque-na quantidade de água no fundo da máquina, porém uma quantidade grandeo bastante para evitar a mistura de ar com a água na bomba. Isto reduz aquantidade de espuma gerada, possibilitando ao usuário a utilização de de-tergente comum.

Ainda, considerando que as bombas de drenagem tradicionais geram muitobarulho estando em velocidade nominal e com pouca água no fundo dotanque, a utilização da máquina e do método proposto possibilita reduzir obarulho devido à minimização da mistura água-ar.Descrição das figuras

As Figuras de 1 a 6 descrevem, esquematicamente, em seqüência, um pro-cesso de lavagem contemplando o sistema de recirculação proposto.A figura 1 revela uma vista esquemática da etapa de enchimento da cubacom líquido de lavagem, onde se verifica a posição do cesto (3) de lavagemem relação à cuba (2) de lavagem, bem como as mangueiras de recircula-ção (9) e de drenagem (8), a piscina (6) e a bomba (7).

A figura 2 mostra uma vista esquemática da etapa de início do processo derecirculação do líquido de lavagem, onde se verifica, então, o desnível deágua entre o cesto (3) e a cuba (2) causado pela diferença de vazão de en-trada e de saída de água do cesto (3), sendo a água de lavagem coletada napiscina (6) e impulsionada pela bomba (7) através da mangueira de recircu-lação (9).

A figura 3 desvela uma vista esquemática da etapa de lavagem, que consis-te na agitação das roupas em ambiente afogado, ou seja, o cesto (3) preen-chido com água em regime de recirculação a partir do bombeamento dolíquido coletado na piscina (6) através da mangueira de recirculação (9)utilizando a bomba (7).

A figura 4 demonstra uma vista esquemática da etapa de drenagem da águade lavagem, onde se escoa o líquido contido no cesto (3) que flui através dacuba (2), sendo coletado na piscina (6) e bombeado pela bomba (7) atravésda mangueira de drenagem (8).

A figura 5 mostra uma vista esquemática da etapa centrifiigação, com o es-coamento do líquido de lavagem contido no cesto (3) que flui através dacuba (2) e é coletado na piscina (6), sendo bombeado pela bomba (7) atra-vés da mangueira de drenagem (8).

A figura 6 revela uma vista esquemática da etapa de finalização do proces-so completo de lavagem, com o cesto (3) e a cuba (2) esvaziados, restandouma pequena quantia de água na piscina (6).

A Figura 7A mostra uma vista superior esquemática da cuba (2), destacan-do a posição da piscina (6) em relação à referida cuba (2).

A Figura 7 demonstra uma vista em corte da disposição do sistema de re-circulação proposto, evidenciando o sensor de nível (5) na piscina (6) e ocesto (3) com reduzido número de furos (4) inserido na cuba (2), sendo olíquido recirculado a partir da piscina (6) mediante a impulsão gerada pelabomba (7) através da mangueira de recirculação (9).

A Figura 8 mostra uma vista em corte de outro sistema de recirculação des-crito na técnica, onde se nota o líquido sendo recirculado (8) diretamente dacuba (2) para o cesto (3), tendo, ainda, um sensor de nível (5a), uma bomba(7) para recirculação e um reservatório (6a).

A Figura 9 revela uma vista em corte de sistemas de recirculação tradicio-nais descritos na técnica, na qual o cesto (3) perfurado em toda a superfícielateral e o pressostato (5) presente na cuba (2), com a bomba (7) coletandoo líquido em um reservatório (6a).

A Figura 10 desvela uma vista em corte de um sistema alternativo de recir-culação descrito na técnica, onde se nota o líquido sendo recirculado da cu-ba (2) ao cesto (3) por meio de uma bomba (7) através de um duto (1), sema manutenção de um nível mínimo.

A Figura 11 expõe um diagrama em blocos da lógica de controle do nívelda água de lavagem.

A Figura 12 mostra uma vista lateral em perspectiva de um cesto (3) perfu-rado em toda superfície lateral, comumente utilizado na técnica atual.A Figura 13 revela uma vista lateral em perspectiva do cesto perfurado (3)da solução proposta, evidenciando a redução no número e no tamanho dosorifícios (4).

Descrição detalhada da invenção

Esta invenção compreende uma máquina de lavar roupa dotada de um mé-todo de controle de recirculação e do nível do líquido de lavagem.A dita máquina, conforme figura 7, é provida basicamente de cuba de lava-gem (2) dotada de piscina (6), cesto perfurado (3), bomba de duas vias (7),sensor de nível (5), mangueira de recirculação (9), mangueira de drenagem

(8) e circuito de controle (não ilustrado).Para a operação da lavadora, o sensor de nível (5) lê a altura da coluna deágua na cuba (2), envia essa informação ao circuito de controle que proces-sa a informação e envia um sinal ao motor da bomba de duas vias (7) paraque opere no sentido de recirculação e varie sua velocidade, alterando avazão de água de modo a manter um nível mínimo de líquido na piscina (6)da cuba (2) para evitar cavitações na bomba (7), tornando, desta maneira, oprocesso mais silencioso e com redução da quantidade de espuma formada.Para um melhor entendimento da invenção aqui demonstrada a análise dasfiguras anexas é necessária. A figura 1 ilustra o processo inicial propostoespecificamente na etapa de abastecimento de água da máquina. Após oenchimento, conforme pré-programação no painel de controle, verifica-seque as alturas manométricas na cuba (2) e no cesto (3) são iguais.A figura 2 ilustra o início da lavagem e do processo de recirculação, aindasem apresentar ação mecânica do agitador, numa configuração preferencial.Nesta etapa, as alturas manométricas entre cesto (3) e cuba (2) são diferen-tes e o processo consiste em esvaziar a cuba (2) e preencher o cesto (3) atéum nível programado (de acordo com parâmetros de programa), através dabomba (7) em sua função de recirculação de água. Nesta fase, a vazão dabomba (7) é maior do que a vazão da água do cesto (3) para a cuba (2).Durante todo o processo, ocorre a monitoração do nível de água pelo cir-cuito eletrônico por meio dos sinais enviados pelo sensor de nível (5).Uma vez atingido o nível de lavagem programado, inicia-se a operação delavagem com movimentação mecânica dos elementos de agitação (agitador,propulsor ou cesto (3)). Nesta etapa, o objetivo é manter o maior nível delíquido dentro do cesto perfurado (3) e menor nível dentro da cuba (2), sempermitir que a piscina (6) fique vazia, conforme visualizado na figura 3.Verifica-se que há uma vazão de líquido do cesto (3) para a cuba (2) pormeio dos furos inferiores localizados no cesto (3). Neste momento, a vazãodo cesto (3) é igual à vazão de recirculação. Desta forma, permite-se o a-cúmulo de uma menor quantidade de líquido na cuba (2), que eqüivale adizer que a lavadora opera com menor volume total de água para o proces-so de lavagem.

Após a etapa de lavagem, inicia-se a etapa de drenagem conforme figura 4,nesta fase a bomba (7) altera o sentido de rotação de forma a fazer com quea água seja encaminhada para a mangueira de drenagem (8) para descarte.Em uma modalidade alternativa, este processo pode ser feito por meio deuma segunda bomba, enquanto uma bomba principal apenas é utilizada pa-ra recirculação. Outra possibilidade é a utilização de uma única bomba as-sociada a uma válvula de direcionamento de uma entrada e duas saídas.Após a etapa de dreno (que não implica necessariamente no fato do cestoestar totalmente vazio), inicia-se a centrifúgação, conforme figura 5. Nestaetapa, percebe-se o esvaziamento total do cesto (3) pela ação de força cen-trífuga provocada pela rotação em alta velocidade do cesto (3), com com-plemento da ação da bomba (7) para descartar o excesso de líquido. A figu-ra 6 ilustra o estado da máquina após o fim do ciclo.

A figura 7 ilustra esquematicamente uma modalidade preferencial da má-quina de lavar roupa provida de recirculação com vazão controlada. Visua-liza-se na porção inferior da cuba (2) uma piscina (6) responsável por ga-rantir um nível mínimo de líquido para o correto funcionamento do métodoproposto. Dita piscina (6) é formada por um rebaixo em uma pequena por-ção na cuba (2), melhor visualizada no detalhe 7A. A máquina apresentaainda um sensor de nível (5) que faz a leitura do nível da água contida napiscina (6) e envia a informação para o circuito eletrônico (não ilustrado)que comanda as funções da máquina. Ainda, faz parte da solução umabomba (7) de uma entrada e duas saídas, responsável por drenar e recircularo líquido de lavagem. A máquina proposta contempla ainda um cesto (3),uma mangueira de recirculação (9) e uma mangueira de drenagem (8). Ocesto (3) utilizado, verificado na figura 13, é caracterizado por conter umaquantidade reduzida de furos (4) para apresentar uma vazão menor em rela-ção a um cesto tradicional, visto na figura 12.

O método proposto se utiliza de um sistema de malha fechada como descri-to na figura 11, que apresenta monitoramento contínuo do nível de liíquidona cuba (2). O sistema de controle atua sobre a bomba (7) de acordo comleitura do nível de líquido na cuba (2). A atuação é dada pela alteração davelocidade do rotor da bomba (7).

Apesar das oscilações internas que ocorrem durante a lavagem (agitação,por exemplo), o método é suficientemente preciso para trabalhar de forma aabsorver tais variações.

A presente invenção permite ainda a minimização das variações de vazãode água da mangueira de recirculação (9) para a entrada do cesto (3) devidoà suave atuação do método de controle, pois permite um fluxo mais uni-forme de fluido.

Esta invenção não se limita às representações aqui comentadas ou ilustra-das, devendo ser compreendida em seu amplo escopo. Muitas modificaçõese outras representações da invenção virão à mente daquele versado na téc-nica à qual essa invenção pertence, tendo o benefício do ensinamento apre-sentado nas descrições anteriores e desenhos anexos. Além disso, é para serentendido que a invenção não está limitada à forma específica revelada, eque modificações e outras formas são entendidas como inclusas dentro doescopo das reivindicações anexas. Embora termos específicos sejam em-pregados aqui, eles são usados somente de forma genérica e descritiva enão como propósito de limitação.

Claims (14)

1. Máquina de lavar roupa caracterizada por apresentar uma cuba delavagem (2) dotada de uma piscina (6) substancialmente conformadapor um rebaixo em uma porção inferior da dita cuba (2), cesto perfu-rado (3), bomba provida de uma entrada e duas saídas (7) com entradaconectada à dita piscina (6), sensor de nível (5) conectado à dita cuba(2), mangueira de recirculação (9) conectada à uma saída da dita bom-ba (7), mangueira de dreno (8) conectada à outra saída da dita bomba(7) e circuito eletrônico de controle,

2. Máquina de lavar roupas, de acordo com reivindicação 1, caracteri-zada por possuir vazão controlada de recirculação.

3. Máquina de lavar roupas, de acordo com reivindicação 1, caracteri-zada por possuir vazão uniforme de recirculação.

4. Máquina de lavar roupas, de acordo com reivindicação 1, caracteri-zada por possuir bomba (7) de velocidade variável de acordo comcomandos do circuito eletrônico.

5. Máquina de lavar roupas, de acordo com reivindicação 1, caracteri-zada por apresentar leitura constante do nível de líquido no interiorda cuba (2) através do sensor de nível (5) e da análise dos sinais envi-ados pelo dito sensor (5) ao circuito eletrônico.

6. Máquina de lavar roupas, de acordo com reivindicação 1, caracteri-zada por apresentar um sistema de controle do nível de líquido no in-terior da piscina (6).

7. Máquina de lavar roupas, de acordo com reivindicação 1, caracteri-zada por apresentar fluxo de líquido de recirculação maior que o flu-xo de líquido que escoa do cesto (3) para a cuba (2) durante a etapa delavagem isenta da movimentação da carga de roupas.

8. Máquina de lavar roupas, de acordo com reivindicação 1, caracteri-zada por apresentar fluxo de líquido de recirculação igual ao fluxo delíquido que escoa do cesto (3) para a cuba (2) durante a etapa de lava-gem com movimentação da carga de roupas.

9. Máquina de lavar roupas, de acordo com reivindicação 1 e numa mo-dalidade alternativa caracterizada por apresentar uma bomba de re-circulação e uma bomba de drenagem.

10. Máquina de lavar roupas, de acordo com reivindicação 1 e numa mo-dalidade alternativa caracterizada por apresentar uma bomba associ-ada a uma válvula de direcionamento de uma entrada e dias saídas.

11. Método de lavagem e recirculação de água caracterizado por apre-sentar, pelo menos, as seguintes etapas:- Abastecimento de água à cuba (2) até o nível pré-selecionado;- Recirculação do líquido constante na cuba (2) com vazão maior doque a vazão de escoamento de líquido do cesto (3) para a cuba (2);- Recirculação com mesma vazão até que o nível de líquido da cuba(2) seja mínimo e o nível de líquido na piscina (6) seja máximo;- Recirculação do líquido constante na cuba (2) com vazão igual àvazão de escoamento do cesto (3) para a cuba (2);- Lavagem por meio de ação mecânica de elementos de agitação;- Encerramento do processo de recirculação;- Drenagem do líquido de lavagem;- Centrifugação.

12. Método de lavagem e recirculação de água, de acordo com reivindica-ção 11, caracterizado por utilizar um sistema de malha fechada.

13. Método de lavagem e recirculação de água, de acordo com reivindica-ção 11, caracterizado por exercer monitoramento contínuo do nívelde líquido da cuba (2) através da leitura dos valores medidos pelo sen-sor de nível (5) e análise dos valores pelo circuito eletrônico;

14. Método de lavagem e recirculação de água, de acordo com reivindica-ção 11, caracterizado por definir a velocidade de rotação do propul-sor da bomba (7) de acordo com análise dos valores lidos pelo sensorde nível (5).