一种喷淋式全自动家用柜式洗碗机

2019-11-30许伯勇

科技与创新 2019年17期

许伯勇

一种喷淋式全自动家用柜式洗碗机

许伯勇

（江西生物科技职业学院，江西南昌 330200）

目前，中国家电产品普及率很高，而家用洗碗机却还是一块有待开发的市场。随着社会经济的不断发展，家用洗碗机必将走进千家万户。先从家用洗碗机的标准、工作原理等方面进行了简单介绍，并对喷淋式全自动家用柜式洗碗机的主要结构（水杯、内胆、呼吸器、软水器、喷臂、温控器及温度保护器、压力开关和排水泵）及其功能进行了重点说明，使该类洗碗机以一个全新的形象展现在读者面前，读者可以从中学习到喷淋式全自动家用柜式洗碗机相关的知识。

洗碗机；餐具；茶具；家用电器

1 前言

全自动家用洗碗机是一种对餐具、茶具等进行自动清洗、干燥的家用电器，具有操作方便、使用安全、省电省水等诸多优点，而且餐具洗涤后完全去除油腻、手感爽滑、光洁如新，能消灭大肠杆菌等细菌和清除乙肝等病毒。

20世纪20年代出现了洗碗机，走过了涡流式洗涤到喷淋式洗涤的发展历程，其功能越来越强大。特别是在20世纪90年代，其在欧美等发达国家普及程度越来越高，生产和消费总量达1 000万台以上，且每年在以15%～20%的速度递增。20世纪80年代中国有企业进入台式洗碗机生产领域，进口及国产品牌达到了十几个，但销量一直不乐观，但到目前，已开始进入一个良好的导入期。有关统计部门在中国22个大中城市做了一次联合抽样调查，结果显示，国内洗碗机市场增长率不断提高，受访者购买愿望不断增强，洗碗机的需求量达千万台。这些信息表明，家用洗碗机将是家电领域的增长热点，市场前景广阔。

2 家用洗碗机的相关标准

经过多年的努力，中国已经建立了以GB/T 20290、GB 4706.25、GB/T 4214.3、QB/T 1520为代表的完整的洗碗机的标准体系。

GB/T 20290、GB 4706.25和GB/T 4214.3等与国际接轨，采用了国际电工委员会（简称IEC）标准，具有世界先进水平。QB/T 1520是根据中国家用洗碗机的特点而制定的使用性能标准，其分等分级和除菌性能均处于国际领先水平。以上标准详细地规范了洗碗机性能和安全要求，为生产厂家在性能和安全上提出了要求和指引。

国外较为权威的是欧盟洗碗机标准EN 50242—2008在洗涤性能、能耗等方面综合考虑了绿色环保因素，针对洗碗机性能有了更高的要求。

3 柜式洗碗机的工作原理

概括地说，该喷淋式柜式全自动家用洗碗机主要有机械装置和电器装置两大部分。机械装置由结构零件和功能零件组成，是洗碗机不可缺少的硬件环境；电器装置主要完成整机的各种控制功能，由程控器或单片机通过洗涤程序控制各种执行元件，使洗碗机顺利完成洗涤工作。

通过电器控制与机械结构两部分的有机结合，使得洗碗机在经济的耗水耗电条件下洗净、干燥餐具，满足家庭使用需要。

工作时，自来水经过滤网、进水管、进水阀及内水管进入洗碗机内胆外侧的呼吸器。在呼吸器中，一部分水保留在呼吸器中，另一部分水经内水管与软水器的树脂腔连接进行离子交换。经过软化的水通过软水器的出水口经水杯流进内胆，当水量达到设定值时，水杯外侧的压力开关动作，进水阀关闭。与此同时，电机驱动洗涤泵，从水杯及过滤器组件吸入洗涤液，并进入上喷臂、顶喷嘴及下喷臂，以一定的压力和流量喷出。上喷臂逆时针转动，下喷臂顺时针转动，喷射的涤洗液冲刷整个内胆，使洗涤均匀全面。洗涤后的水通过过滤组件回流到水杯里，实现重复使用。洗涤结束后，残液经排水泵排出机外。以上是洗碗机从进水到排水的基本过程，在一个完整洗涤过程中有多次该过程，只是在不同的过程中，因洗涤时间、温度、加入洗涤剂或漂洗剂的不同而有了洗涤、漂洗等概念。

当软水器上电磁阀动作，呼吸器中水在重力作用下进入软水器的氯化钠液室中，同时，氯化钠液室中的等量氯化钠溶液经电磁阀进入树脂交换室，以使树脂再生。

4 柜式洗碗机主要结构和功能

为了能达到良好的洗涤效果，该柜式洗碗机从结构到电器件及工作方式都有独到之处，以下具体说明。

4.1 水杯

水杯安装在洗碗机内胆底板上，经密封件与内胆连成一体。水杯与洗涤泵、排水泵、压力开关、过滤器、进水管等与性能相关的器件相连，其独特的结构及与其他器件有机配合，实现多项功能。

当水杯积水时，因气室开口于底部，内部存留空气，水位越高，气室内压力越大，该压力经压力开关管至压力开关，当水位到达设定值时，压力使压力开关动作，通过电路控制进水阀关闭。该气室开口于水位的最底端，同时，洗涤泵的入水口也远离该开口，有效避免了水面波动及洗涤泵工作对水位控制影响。

在洗涤过程中，水杯与提杯、平面过滤器、柱面过滤器、微过滤器（实际零件提杯、平面过滤器、柱面过滤器三者是装配在一起的，称为过滤器组件）结合在一起，有效实现了滤渣、集渣功能，确保洗涤高效、连续进行。体积大的洗涤残渣先被提杯截留，待洗涤结束后可取出过滤器组件清除到机外；中等大小的洗涤残渣（如饭粒等）穿过提杯后被柱面过滤器截留，集中在水杯底部；细小的洗涤残渣因微过滤器的阻挡也无法进入洗涤泵入水口，可确保洗涤残渣无法进入洗涤泵、流道及喷臂。同时，洗涤泵入水口是沿水杯壁切线反向，使得洗涤泵工作时水杯中的水是旋转的，可有效防止细小洗涤残渣在微过滤器上集结，即使长时间运转，微过滤器也不致堵塞。集结在水杯下部中等大小洗涤残渣由排水泵排出机外。

4.2 内胆

柜式洗碗机内胆是一面开口的长方形腔体，是由高光洁表面不锈钢材料制成的，在洗碗工作环境下保证不锈蚀，确保达到卫生标准。同时，高光洁表面使得油污及洗涤残渣无法附着，摆脱了塑料及其他材料内胆出现“机器洗碗，人洗机器”的尴尬局面。内胆由顶板、U形中板和底板组成，U形中板与顶板、底板之间接缝采用咬边结构，且在拼接处均匀涂有硅胶，确保牢固不漏水。此外，顶板、U形中板和底板均经冲压和拉深成型，并在成型过程中适当增加了其刚度，因此在整个洗绦过程中减弱了振动及噪声。内胆外均粘有阻尼材料，可有效隔绝噪声和防止热量损失。

4.3 呼吸器

呼吸器由两片透明塑料焊接而成。该零件安装在内胆左边的后上侧，当进水阀开启时，自来水经呼吸器的主水路连通软水器，并通过水杯进入内胆。在洗涤阶段，因软水器电磁阀未开启，再生水路无法流动，这部分水得以保留在呼吸器内，把洗碗机内胆与外部通道隔绝开来，大大减少了蒸气外流及热量损失，同时起到良好的隔音效果。在干燥阶段，软水器电磁阀动作，这部分水流入软水器，洗碗机内胆与外部连接，内胆内的蒸汽通过呼吸器排出。该零件有一防虹吸机构，也即当供水系统出现异常产生负压时，机器内部水不可回流至供水系统。完成该功能的主要是虹吸口结构。当进水时，水经喷射越过虹吸口；当主水路出现负压时，因有虹吸口可通过内胆吸及空气，有效防止了机器内部水的回流。该项功能是国内外有关洗碗机标准都强制要求的功能。

4.4 软水器

为了使洗碗机适用于不同地区的不同硬度的水，特别配备了可改善洗涤效果的软水器。当硬度较高的自来水通过软水器的离子交换室时，水中的钙、镁离子会被交换树脂中的钠离子置换出，并吸附在树脂果颗粒表面，使进入洗碗机内的洗涤水为软水。当整个洗涤循环即将结束时，软水器中的氯化钠溶液进入交换树脂室。其钠离子又置换出树脂颗粒表面的钙、镁离子，而钙、镁离子又随洗涤水进入机内，并由排水泵排出机外。这时，离子交换室的树脂又恢复了原先的交换能力，为下一次洗涤做好准备。

当软水器上的电磁阀动作时，存留在呼吸器中的水经再生水路进入软水器，到达耗盐量调节机构。该机构主要目的是根据水硬度，合理调节用盐量，即当水硬度很高时，树脂中吸附的钙、镁离子多，再生时需要饱和盐水；当水硬度很低时，盐水浓度可相应降低，即可减少耗盐量。当用户使用处水硬度高时，调节机构调至图示位置，水全部通过下方通道进入装有盐及饱和盐溶液的盐腔，同时因盐腔是密闭的，因而等量的饱和盐水从右边水路通过电磁阀到达树脂腔，使树脂再生。当调节机构位于其他位置时，有部分水是直通树脂腔的，使得出来的饱和盐水量减少。在实际使用中要按要求调至相应位置。在水硬度很低的地方，可不用加盐，或部分机型可以不配置软水器。

软水器整个工作过程较复杂，这一切都是在电路控制下自动完成的，用户只需在缺盐时加入够量专用盐即可。为了显示盐腔内是否有盐，软水器盐腔内有一缺盐指示机构。该机构主要是由一浮子完成的，该浮子在饱和盐溶液中可正常浮起，如果盐溶液不饱和或是清水时，浮子则下沉。浮子下部有一永磁体，当盐腔内部无盐或盐不足致溶液不饱和时，浮子下沉到底，此时浮子磁体位置正好与装在盐腔外壁的干簧管触点位于同一位置，干簧管触点闭合，相应的缺盐指示灯亮。当盐腔内是饱和盐溶液时，浮子浮起，磁体离开干簧管位置，干簧途触点断开，缺盐指示灯熄灭。

4.5 喷臂

洗碗机内装有可旋转的上下喷臂。上下喷臂中心区球形设计可以保持喷臂内压力恒定，并使洗涤液均匀地分配给两侧的喷嘴。两侧不对称布置的8个喷嘴有6个喷射角度，确保工作时喷臂能自动旋转，保证洗涤效果。喷嘴的数量，开口大小都经计算、实验与整个洗涤流道箱区配。

4.6 温控器及温度保护器

洗碗机在洗涤过程中需加热，为了控制温度及考虑安全因素，机器均装有温控器和温度保护器。其结构原理类似，温控器为常开型，温度保护器为常闭型。器件中起关键作用的是形状呈碟型的热变应片，当应变片受热到设置温度时，其形状发生突变，突起方向变为反向。利用该特性，通过顶杆控制有弹性恢复能力的动触点，达到温度保护或控制温度的目的。

4.7 压力开关

柜式洗碗机设有一个压力开关用于控制水位，其进气口通过管道接至水杯气室。当水位增高时，气室内压力加大，橡胶隔板推动顶杆下移，控制触点的通断。通过其原理可知，洗碗机是通过控制水位高度来控制水量的。当洗碗机出水位超过极限值时，水会通过管道溢流至底盘，底盘装有泡沫浮子开关，通过该开关同样可避免水溢流出机外。