一種噴淋式全自動(dòng)家用柜式洗碗機(jī)

許伯勇

一種噴淋式全自動(dòng)家用柜式洗碗機(jī)

許伯勇

（江西生物科技職業(yè)學(xué)院，江西 南昌 330200）

目前，中國(guó)家電產(chǎn)品普及率很高，而家用洗碗機(jī)卻還是一塊有待開發(fā)的市場(chǎng)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，家用洗碗機(jī)必將走進(jìn)千家萬戶。先從家用洗碗機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)、工作原理等方面進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，并對(duì)噴淋式全自動(dòng)家用柜式洗碗機(jī)的主要結(jié)構(gòu)（水杯、內(nèi)膽、呼吸器、軟水器、噴臂、溫控器及溫度保護(hù)器、壓力開關(guān)和排水泵）及其功能進(jìn)行了重點(diǎn)說明，使該類洗碗機(jī)以一個(gè)全新的形象展現(xiàn)在讀者面前，讀者可以從中學(xué)習(xí)到噴淋式全自動(dòng)家用柜式洗碗機(jī)相關(guān)的知識(shí)。

洗碗機(jī)；餐具；茶具；家用電器

1 前言

全自動(dòng)家用洗碗機(jī)是一種對(duì)餐具、茶具等進(jìn)行自動(dòng)清洗、干燥的家用電器，具有操作方便、使用安全、省電省水等諸多優(yōu)點(diǎn)，而且餐具洗滌后完全去除油膩、手感爽滑、光潔如新，能消滅大腸桿菌等細(xì)菌和清除乙肝等病毒。

20世紀(jì)20年代出現(xiàn)了洗碗機(jī)，走過了渦流式洗滌到噴淋式洗滌的發(fā)展歷程，其功能越來越強(qiáng)大。特別是在20世紀(jì)90年代，其在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家普及程度越來越高，生產(chǎn)和消費(fèi)總量達(dá)1 000萬臺(tái)以上，且每年在以15%～20%的速度遞增。20世紀(jì)80年代中國(guó)有企業(yè)進(jìn)入臺(tái)式洗碗機(jī)生產(chǎn)領(lǐng)域，進(jìn)口及國(guó)產(chǎn)品牌達(dá)到了十幾個(gè)，但銷量一直不樂觀，但到目前，已開始進(jìn)入一個(gè)良好的導(dǎo)入期。有關(guān)統(tǒng)計(jì)部門在中國(guó)22個(gè)大中城市做了一次聯(lián)合抽樣調(diào)查，結(jié)果顯示，國(guó)內(nèi)洗碗機(jī)市場(chǎng)增長(zhǎng)率不斷提高，受訪者購買愿望不斷增強(qiáng)，洗碗機(jī)的需求量達(dá)千萬臺(tái)。這些信息表明，家用洗碗機(jī)將是家電領(lǐng)域的增長(zhǎng)熱點(diǎn)，市場(chǎng)前景廣闊。

2 家用洗碗機(jī)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

經(jīng)過多年的努力，中國(guó)已經(jīng)建立了以GB/T 20290、GB 4706.25、GB/T 4214.3、QB/T 1520為代表的完整的洗碗機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)體系。

GB/T 20290、GB 4706.25和GB/T 4214.3等與國(guó)際接軌，采用了國(guó)際電工委員會(huì)（簡(jiǎn)稱IEC）標(biāo)準(zhǔn)，具有世界先進(jìn)水平。QB/T 1520是根據(jù)中國(guó)家用洗碗機(jī)的特點(diǎn)而制定的使用性能標(biāo)準(zhǔn)，其分等分級(jí)和除菌性能均處于國(guó)際領(lǐng)先水平。以上標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)地規(guī)范了洗碗機(jī)性能和安全要求，為生產(chǎn)廠家在性能和安全上提出了要求和指引。

國(guó)外較為權(quán)威的是歐盟洗碗機(jī)標(biāo)準(zhǔn)EN 50242—2008在洗滌性能、能耗等方面綜合考慮了綠色環(huán)保因素，針對(duì)洗碗機(jī)性能有了更高的要求。

3 柜式洗碗機(jī)的工作原理

概括地說，該噴淋式柜式全自動(dòng)家用洗碗機(jī)主要有機(jī)械裝置和電器裝置兩大部分。機(jī)械裝置由結(jié)構(gòu)零件和功能零件組成，是洗碗機(jī)不可缺少的硬件環(huán)境；電器裝置主要完成整機(jī)的各種控制功能，由程控器或單片機(jī)通過洗滌程序控制各種執(zhí)行元件，使洗碗機(jī)順利完成洗滌工作。

通過電器控制與機(jī)械結(jié)構(gòu)兩部分的有機(jī)結(jié)合，使得洗碗機(jī)在經(jīng)濟(jì)的耗水耗電條件下洗凈、干燥餐具，滿足家庭使用需要。

工作時(shí)，自來水經(jīng)過濾網(wǎng)、進(jìn)水管、進(jìn)水閥及內(nèi)水管進(jìn)入洗碗機(jī)內(nèi)膽外側(cè)的呼吸器。在呼吸器中，一部分水保留在呼吸器中，另一部分水經(jīng)內(nèi)水管與軟水器的樹脂腔連接進(jìn)行離子交換。經(jīng)過軟化的水通過軟水器的出水口經(jīng)水杯流進(jìn)內(nèi)膽，當(dāng)水量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，水杯外側(cè)的壓力開關(guān)動(dòng)作，進(jìn)水閥關(guān)閉。與此同時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)洗滌泵，從水杯及過濾器組件吸入洗滌液，并進(jìn)入上噴臂、頂噴嘴及下噴臂，以一定的壓力和流量噴出。上噴臂逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，下噴臂順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，噴射的滌洗液沖刷整個(gè)內(nèi)膽，使洗滌均勻全面。洗滌后的水通過過濾組件回流到水杯里，實(shí)現(xiàn)重復(fù)使用。洗滌結(jié)束后，殘液經(jīng)排水泵排出機(jī)外。以上是洗碗機(jī)從進(jìn)水到排水的基本過程，在一個(gè)完整洗滌過程中有多次該過程，只是在不同的過程中，因洗滌時(shí)間、溫度、加入洗滌劑或漂洗劑的不同而有了洗滌、漂洗等概念。

當(dāng)軟水器上電磁閥動(dòng)作，呼吸器中水在重力作用下進(jìn)入軟水器的氯化鈉液室中，同時(shí)，氯化鈉液室中的等量氯化鈉溶液經(jīng)電磁閥進(jìn)入樹脂交換室，以使樹脂再生。

4 柜式洗碗機(jī)主要結(jié)構(gòu)和功能

為了能達(dá)到良好的洗滌效果，該柜式洗碗機(jī)從結(jié)構(gòu)到電器件及工作方式都有獨(dú)到之處，以下具體說明。

4.1 水杯

水杯安裝在洗碗機(jī)內(nèi)膽底板上，經(jīng)密封件與內(nèi)膽連成一體。水杯與洗滌泵、排水泵、壓力開關(guān)、過濾器、進(jìn)水管等與性能相關(guān)的器件相連，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)及與其他器件有機(jī)配合，實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)功能。

當(dāng)水杯積水時(shí)，因氣室開口于底部，內(nèi)部存留空氣，水位越高，氣室內(nèi)壓力越大，該壓力經(jīng)壓力開關(guān)管至壓力開關(guān)，當(dāng)水位到達(dá)設(shè)定值時(shí)，壓力使壓力開關(guān)動(dòng)作，通過電路控制進(jìn)水閥關(guān)閉。該氣室開口于水位的最底端，同時(shí)，洗滌泵的入水口也遠(yuǎn)離該開口，有效避免了水面波動(dòng)及洗滌泵工作對(duì)水位控制影響。

在洗滌過程中，水杯與提杯、平面過濾器、柱面過濾器、微過濾器（實(shí)際零件提杯、平面過濾器、柱面過濾器三者是裝配在一起的，稱為過濾器組件）結(jié)合在一起，有效實(shí)現(xiàn)了濾渣、集渣功能，確保洗滌高效、連續(xù)進(jìn)行。體積大的洗滌殘?jiān)缺惶岜亓?，待洗滌結(jié)束后可取出過濾器組件清除到機(jī)外；中等大小的洗滌殘?jiān)ㄈ顼埩５龋┐┻^提杯后被柱面過濾器截留，集中在水杯底部；細(xì)小的洗滌殘?jiān)蛭⑦^濾器的阻擋也無法進(jìn)入洗滌泵入水口，可確保洗滌殘?jiān)鼰o法進(jìn)入洗滌泵、流道及噴臂。同時(shí)，洗滌泵入水口是沿水杯壁切線反向，使得洗滌泵工作時(shí)水杯中的水是旋轉(zhuǎn)的，可有效防止細(xì)小洗滌殘?jiān)谖⑦^濾器上集結(jié)，即使長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，微過濾器也不致堵塞。集結(jié)在水杯下部中等大小洗滌殘?jiān)膳潘门懦鰴C(jī)外。

4.2 內(nèi)膽

柜式洗碗機(jī)內(nèi)膽是一面開口的長(zhǎng)方形腔體，是由高光潔表面不銹鋼材料制成的，在洗碗工作環(huán)境下保證不銹蝕，確保達(dá)到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，高光潔表面使得油污及洗滌殘?jiān)鼰o法附著，擺脫了塑料及其他材料內(nèi)膽出現(xiàn)“機(jī)器洗碗，人洗機(jī)器”的尷尬局面。內(nèi)膽由頂板、U形中板和底板組成，U形中板與頂板、底板之間接縫采用咬邊結(jié)構(gòu)，且在拼接處均勻涂有硅膠，確保牢固不漏水。此外，頂板、U形中板和底板均經(jīng)沖壓和拉深成型，并在成型過程中適當(dāng)增加了其剛度，因此在整個(gè)洗絳過程中減弱了振動(dòng)及噪聲。內(nèi)膽外均粘有阻尼材料，可有效隔絕噪聲和防止熱量損失。

4.3 呼吸器

呼吸器由兩片透明塑料焊接而成。該零件安裝在內(nèi)膽左邊的后上側(cè)，當(dāng)進(jìn)水閥開啟時(shí)，自來水經(jīng)呼吸器的主水路連通軟水器，并通過水杯進(jìn)入內(nèi)膽。在洗滌階段，因軟水器電磁閥未開啟，再生水路無法流動(dòng)，這部分水得以保留在呼吸器內(nèi)，把洗碗機(jī)內(nèi)膽與外部通道隔絕開來，大大減少了蒸氣外流及熱量損失，同時(shí)起到良好的隔音效果。在干燥階段，軟水器電磁閥動(dòng)作，這部分水流入軟水器，洗碗機(jī)內(nèi)膽與外部連接，內(nèi)膽內(nèi)的蒸汽通過呼吸器排出。該零件有一防虹吸機(jī)構(gòu)，也即當(dāng)供水系統(tǒng)出現(xiàn)異常產(chǎn)生負(fù)壓時(shí)，機(jī)器內(nèi)部水不可回流至供水系統(tǒng)。完成該功能的主要是虹吸口結(jié)構(gòu)。當(dāng)進(jìn)水時(shí)，水經(jīng)噴射越過虹吸口；當(dāng)主水路出現(xiàn)負(fù)壓時(shí)，因有虹吸口可通過內(nèi)膽吸及空氣，有效防止了機(jī)器內(nèi)部水的回流。該項(xiàng)功能是國(guó)內(nèi)外有關(guān)洗碗機(jī)標(biāo)準(zhǔn)都強(qiáng)制要求的功能。

4.4 軟水器

為了使洗碗機(jī)適用于不同地區(qū)的不同硬度的水，特別配備了可改善洗滌效果的軟水器。當(dāng)硬度較高的自來水通過軟水器的離子交換室時(shí)，水中的鈣、鎂離子會(huì)被交換樹脂中的鈉離子置換出，并吸附在樹脂果顆粒表面，使進(jìn)入洗碗機(jī)內(nèi)的洗滌水為軟水。當(dāng)整個(gè)洗滌循環(huán)即將結(jié)束時(shí)，軟水器中的氯化鈉溶液進(jìn)入交換樹脂室。其鈉離子又置換出樹脂顆粒表面的鈣、鎂離子，而鈣、鎂離子又隨洗滌水進(jìn)入機(jī)內(nèi)，并由排水泵排出機(jī)外。這時(shí)，離子交換室的樹脂又恢復(fù)了原先的交換能力，為下一次洗滌做好準(zhǔn)備。

當(dāng)軟水器上的電磁閥動(dòng)作時(shí)，存留在呼吸器中的水經(jīng)再生水路進(jìn)入軟水器，到達(dá)耗鹽量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)主要目的是根據(jù)水硬度，合理調(diào)節(jié)用鹽量，即當(dāng)水硬度很高時(shí)，樹脂中吸附的鈣、鎂離子多，再生時(shí)需要飽和鹽水；當(dāng)水硬度很低時(shí)，鹽水濃度可相應(yīng)降低，即可減少耗鹽量。當(dāng)用戶使用處水硬度高時(shí)，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)至圖示位置，水全部通過下方通道進(jìn)入裝有鹽及飽和鹽溶液的鹽腔，同時(shí)因鹽腔是密閉的，因而等量的飽和鹽水從右邊水路通過電磁閥到達(dá)樹脂腔，使樹脂再生。當(dāng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位于其他位置時(shí)，有部分水是直通樹脂腔的，使得出來的飽和鹽水量減少。在實(shí)際使用中要按要求調(diào)至相應(yīng)位置。在水硬度很低的地方，可不用加鹽，或部分機(jī)型可以不配置軟水器。

軟水器整個(gè)工作過程較復(fù)雜，這一切都是在電路控制下自動(dòng)完成的，用戶只需在缺鹽時(shí)加入夠量專用鹽即可。為了顯示鹽腔內(nèi)是否有鹽，軟水器鹽腔內(nèi)有一缺鹽指示機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)主要是由一浮子完成的，該浮子在飽和鹽溶液中可正常浮起，如果鹽溶液不飽和或是清水時(shí)，浮子則下沉。浮子下部有一永磁體，當(dāng)鹽腔內(nèi)部無鹽或鹽不足致溶液不飽和時(shí)，浮子下沉到底，此時(shí)浮子磁體位置正好與裝在鹽腔外壁的干簧管觸點(diǎn)位于同一位置，干簧管觸點(diǎn)閉合，相應(yīng)的缺鹽指示燈亮。當(dāng)鹽腔內(nèi)是飽和鹽溶液時(shí)，浮子浮起，磁體離開干簧管位置，干簧途觸點(diǎn)斷開，缺鹽指示燈熄滅。

4.5 噴臂

洗碗機(jī)內(nèi)裝有可旋轉(zhuǎn)的上下噴臂。上下噴臂中心區(qū)球形設(shè)計(jì)可以保持噴臂內(nèi)壓力恒定，并使洗滌液均勻地分配給兩側(cè)的噴嘴。兩側(cè)不對(duì)稱布置的8個(gè)噴嘴有6個(gè)噴射角度，確保工作時(shí)噴臂能自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，保證洗滌效果。噴嘴的數(shù)量，開口大小都經(jīng)計(jì)算、實(shí)驗(yàn)與整個(gè)洗滌流道箱區(qū)配。

4.6 溫控器及溫度保護(hù)器

洗碗機(jī)在洗滌過程中需加熱，為了控制溫度及考慮安全因素，機(jī)器均裝有溫控器和溫度保護(hù)器。其結(jié)構(gòu)原理類似，溫控器為常開型，溫度保護(hù)器為常閉型。器件中起關(guān)鍵作用的是形狀呈碟型的熱變應(yīng)片，當(dāng)應(yīng)變片受熱到設(shè)置溫度時(shí)，其形狀發(fā)生突變，突起方向變?yōu)榉聪?。利用該特性，通過頂桿控制有彈性恢復(fù)能力的動(dòng)觸點(diǎn)，達(dá)到溫度保護(hù)或控制溫度的目的。

4.7 壓力開關(guān)

柜式洗碗機(jī)設(shè)有一個(gè)壓力開關(guān)用于控制水位，其進(jìn)氣口通過管道接至水杯氣室。當(dāng)水位增高時(shí)，氣室內(nèi)壓力加大，橡膠隔板推動(dòng)頂桿下移，控制觸點(diǎn)的通斷。通過其原理可知，洗碗機(jī)是通過控制水位高度來控制水量的。當(dāng)洗碗機(jī)出水位超過極限值時(shí)，水會(huì)通過管道溢流至底盤，底盤裝有泡沫浮子開關(guān)，通過該開關(guān)同樣可避免水溢流出機(jī)外。

4.8 排水泵

該洗碗機(jī)排水與國(guó)內(nèi)常用的洗碗機(jī)（渦流式）不同，是采取強(qiáng)排式的，即有專門的排水泵，這有利于多變的排水管位置，同時(shí)也滿足了排渣的需要。

5 結(jié)束語

該洗碗機(jī)充分吸取了歐美先進(jìn)的洗碗機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)，是一種既符合中國(guó)餐具特點(diǎn)，又符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)且產(chǎn)品技術(shù)及質(zhì)量水平與世界同步的新型的全自動(dòng)家用洗碗機(jī)，使洗碗機(jī)以一個(gè)全新的形象展現(xiàn)在消費(fèi)者面前，這無疑給中國(guó)正在發(fā)展的洗碗機(jī)市場(chǎng)注入一股活力。

［1］魯建國(guó).家用洗碗機(jī)已建立較為完整的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)體系［J］.家電科技，2017（10）：14.

［2］孫博.洗碗機(jī)生命周期分析及其應(yīng)用研究［D］.合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2010.

［3］王向紅.洗滌方式的研究及新型家用洗碗機(jī)的研制［D］.南寧：廣西大學(xué)，2004.

TM925

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.17.065

2095－6835（2019）17－0139－02

許伯勇（1974—），男，江西玉山人，工程師，技師，主要從事模具、數(shù)控、農(nóng)機(jī)等方面的教學(xué)和科研工作。

〔編輯：張思楠〕