Стиральная машина

В СССР первые электрические стиральные машины были выпущены в начале 1950-х годов Рижским электромашиностроительным заводом[2][3]. Они имели один бак с активатором и позволяли производить стирку и полоскание. Отжим белья в большинстве машин производился на ручных вальцах, установленных над баком. Подогревать, наливать, сливать воду, засыпать моющее средство, контролировать длительность стирки требовалось вручную.

В 1960-е годы в СССР появились полуавтоматические стиральные машины типа ЗВИ. Они имели двухбаковую конструкцию: основной бак с активатором для стирки и полоскания и бак центрифуги для отжима белья. Длительность выполнения операций задавалась с помощью реле времени. В начале 1970-х появились барабанные стиральные машины типа «Эврика», в которых все операции выполнялись в одном барабане.

В 1975 году в СССР появилась первая автоматическая стиральная машина «Волга-10». Массовой автоматической стиральной машиной стала «Вятка-автомат», производившаяся по лицензии фирмы Merloni (ныне Indesit) с 1981 года.

Автоматическая стиральная машина с прозрачным корпусом (выставочный экземпляр)

Большую часть объёма машины занимает бак, который наполняется водой и моющим средством в процессе работы машины. Вода подаётся в него через наливное отверстие и откачивается при помощи насоса. Бак с помощью пружин и амортизаторов закреплён в корпусе машины. Внутри него на подшипниках вращается барабан. Изнутри бака он крепится болтами на крестовину[5], вал которой укреплён на подшипниках. В классической машине с наружной стороны бака находится шкив большого диаметра, закреплённый на валу крестовины, приводимый в движение от малого шкива двигателя через ремённую передачу. Также существует инверторный привод барабана, представляющий собой мотор-колесо[6], приводящее в движение барабан напрямую: он установлен снаружи бака на том месте, где у классической машины находится ременной шкив. Такая схема избавляет от трансмиссии, делая привод более компактным, но она и конструктивно более сложная.

Стирка обеспечивается вращением барабана и взаимным соударением загруженных вещей. Отжим делается, также при вращении, увеличением скорости и сбросом воды центробежной силой. Ось барабана, чаще всего, горизонтальна. Поскольку барабан обычно загружен неравномерно, при вращении его с большой скоростью иногда возникает сильная вибрация. Поэтому бак с барабаном закрепляется внутри машины не жёстко, а с помощью пружинной подвески[7]. На той же подвеске закрепляется и электродвигатель. Боковая поверхность барабана содержит большое число отверстий для свободного поступления и вытекания воды и рёбра для увеличения интенсивности стирки.

В машинах с вертикальной загрузкой без доводчика створок барабана до люка приходится доводить барабан до люка, вращая его руками, при этом из-за острых краёв отверстий на барабане у некоторых производителей барабан царапает подушечки пальцев человека, как тёрка.

Для загрузки и выгрузки вещей в барабане имеется отверстие диаметром около 30 см. У машин с вертикальной загрузкой отверстие находится на цилиндрической поверхности барабана и закрывается крышкой с запирающим устройством. У машин с фронтальной загрузкой отверстие находится в основании цилиндра, а напротив него находится сложной формы резиновая манжета, не позволяющая воде вытекать из бака. У машин обоих типов присутствует дверца, которая закрывает доступ в бак во время работы машины. В целях безопасности эта дверца блокируется специальным блокировочным устройством или термозамком.

На корпусе машины имеется специальный лоток (кювета) для моющего средства. Из него моющее средство смывается внутрь машины водой подаваемой из клапана. Иногда также моющее средство кладут непосредственно в барабан.

Для автоматической работы машины она также содержит ТЭН, датчик температуры (основной и аварийные), датчик уровня воды, насос слива воды, электромагнитный клапан подачи воды.

На задней части машины, помимо сетевого шнура, расположены штуцер заливного клапана на 3/4", сливной шланг, а также несколько крепёжных клипс в разных местах. Заливной клапан расположен в верхней части справа, а сливной шланг обычно расположен снизу, слева или справа. Клипсы предназначены для более удобного и компактного размещения сетевого шнура и шлангов.

К заливному клапану присоединяется заливной шланг от водопровода. Как правило, один конец шланга обычный прямой, а другой — угловой. Последний обычно подключается к машине, а прямой — к водопроводу. У водопровода обязательно должна быть запорная арматура. Обычно используется угловой вентиль, но также допускается и обычный на 1/2", к нему нужно лишь установить переходную муфту с 1/2" на 3/4". Заливной шланг имеет пластиковые накидные гайки, прикручивающиеся только вручную, без использования инструментов.

Сливной шланг подключается к канализации. Сразу после выхода из машины его выводят вверх и закрепляют на одной из клипс, а наконечник — либо непосредственно к отводу канализации через прокладку, либо к сифону, имеющему отвод для подключения стиральной (посудомоечной) машины. Важно, чтобы сливной шланг не был пережат или перекручен.

Категорически запрещается производить подключение стиральной машины при вставленной вилке сетевого шнура в сеть во избежание поражения электрическим током!

Арматура стиральной машины.
Слева — шаровой кран от водопровода и заливной шланг.
Справа — отвод в канализацию из ПВХ-труб, к которому присоединён сливной шланг.
Для посудомоечной машины система аналогична

После запуска стирки в бак подаётся вода. За её подачу отвечает электромагнитный клапан. Когда на его катушку подаётся напряжение, соленоид открывает затвор, обеспечивая подачу воды, которая сначала проходит через «кювету» с моющим средством и смывает его в бак. Вскоре после начала работы моющее средство полностью растворяется, в результате образуется моющий раствор. С помощью датчиков подбирается такой уровень раствора в баке, чтобы часть барабана была в него погружена. Поскольку сухие вещи способны впитывать большой объём жидкости, при необходимости машина сама производит долив воды в бак. Когда машина наберёт нужное количество воды, катушка электромагнитного клапана размыкается и затвор под действием пружины возвращается в исходное (закрытое) положение, прекращая подачу воды.

Внутренняя поверхность барабана имеет несколько продольных рёбер (обычно 3-4), расположенных симметрично относительно оси барабана. Профиль рёбер имеет обычно вид треугольника. При вращении барабана вещи до некоторого момента удерживаются от падения ближайшим ребром, а затем переваливаются через него и падают в область за ребром; далее этот процесс повторяется, пока барабан не остановится. При этом вода, зачерпнутая при вращении, выливается на бельё, обеспечивая его лучшее смачивание. Благодаря тому, что барабан снизу погружён в моющий раствор, при этом процессе одновременно обеспечивается механическое воздействие и омывание вещей моющим раствором.

Во время стирки барабан через определённые промежутки времени вращается поочерёдно в разные стороны. Это нужно для того, чтобы обеспечить перемешивание вещей и более равномерное воздействие на них.

Машина может обеспечивать различные механические режимы стирки. Интенсивность стирки определяется следующими факторами:

• Уровень воды (моющего раствора) в баке. Чем меньше воды набирается в бак, тем меньше вода смягчает падение вещей и тем больше механическое воздействие.
• Скорость вращения барабана. Чем выше угловая скорость, тем больше механическое воздействие. Обычная скорость при стирке хлопчатобумажных и синтетических тканей составляет 55 об/мин, шерсти — 45 об/мин.
• Соотношение времени вращения и времени пауз. Чем меньше это соотношение, тем больше механическое воздействие.

Машина может обеспечивать различные температурные режимы стирки благодаря наличию датчиков температуры воды и включению электронагревателя на требуемое время.

Длительность стирки может зависеть от массы загруженных вещей. Взвешивание вещей производится специальным устройством, размещённым в амортизаторе бака или (что чаще) косвенно — посредством определения количества воды, впитываемого бельём. Однако, взвешивание очень условно, так как одно и то же количество белья в сыром (например, в сырую погоду или после застирывания) и в сухом виде даст разный результат.

Бак стиральной машины имеет снизу выпуск, к которому одним концом присоединён сливной патрубок. Второй конец сливного патрубка соединён с впускным патрубком крыльчатого насоса, а его выпускной патрубок соединён со сливным шлангом, через который отработавший моющий раствор сливается, как правило, непосредственно в канализацию или же через сифон мойки (раковины), имеющий специальный отвод. Иногда, если нет возможности подключить машину к канализации вышеуказанными способами, сливной шланг устанавливают через держатель на бортик ванны или раковины (мойки), но такой способ слива хотя и наиболее простой, но неэстетичный: отработавший раствор сам по себе грязный, может иметь неприятный запах, а также загрязняет сантехнический прибор. Кроме того, сливной шланг от давления воды может упасть на пол, заливая его.

Перед входом в сливной насос установлен фильтр, задерживащий крупные частицы мусора[8], попадающиеся в процессе стирки, тем самым уберегая от поломок сам насос[9]. Через определённое количество стирок фильтр забивается, препятствуя нормальному сливу, а посему его необходимо периодически снимать и очищать. Фильтр расположен в нижней части стиральной машины и обычно прикрыт декоративной фальшпанелью.

Многие модели машин во время слива отработавшей воды вращают барабан, чтобы обеспечить слив воды, которая могла задержаться в складках вещей.

Полоскание выполняется так же, как и стирка, но при этом подогрев не производится, а объём воды, подаваемой в бак, соответствует малоинтенсивному механическому воздействию. Как операция программы, полоскание завершается сливом и отжимом.

Возможно многократное полоскание (несколько раз подряд, для обычной стирки, как правило, используется 2 полоскания). Существуют системы, определяющие необходимость дополнительных полосканий по оптической прозрачности раствора после полоскания.

Центрифуга в стиральной машине Bosch

Отжим обеспечивается вращением барабана с высокой скоростью (обычно от 400 до 1400 об/мин, в зависимости от режима) с одновременным откачиванием отработавшего раствора. Для равномерного распределения вещей по поверхности барабана скорость вращения нарастает постепенно. При полной раскрутке вещи достаточно сильно прижимаются центробежной силой к боковой поверхности и удерживаются на месте до момента существенного снижения скорости вращения барабана. Время отжима зависит от режима и составляет как правило от 1 до 5 минут, оно необходимо для просачивания воды через толщу ткани от внутренних слоёв к наружным. Большинство машин снабжено устройством контроля дисбаланса, отключающим или уменьшающим скорость отжима при неравномерной раскладке белья (подробнее см. статью центрифуга).

Таким образом, барабан СМА совмещает в себе функции, как активатора, так и центрифуги.

Сушка происходит за счёт обдува вещей нагретым воздухом одновременно с вращением барабана для более равномерного обдува. Влажный воздух затем направляется либо в вентиляцию (такие машины распространены в основном в США), либо на поверхность специальной внутренней ёмкости с водой, где происходит конденсация воды. Многие машины не имеют данной технической возможности. Важно помнить, что процесс сушки очень энергоёмок. Кроме того, стиральные машины с сушкой имеют наибольшее количество отказов из всей крупной бытовой техники.

Некоторые стиральные машины обладают функцией «лёгкая глажка», которая фактически выполняет функцию утюга, но не полностью, а лишь частично (избавляет от складок и упрощает процесс дальнейшей глажки). Главным недостатком стиральных машин с функцией лёгкая глажка является большое потребление электроэнергии.

Совокупность параметров стирки называется программой и задаётся пользователем машины перед началом стирки. Программа может состоять из одной операции (например, только полоскание или только отжим). Окончание программы может сигнализироваться звуком (мелодией).

Большинство программ включает в себя стирку, последовательность из нескольких отжимов и полосканий или сливов, полосканий и завершающий отжим, за которым может следовать сушка. Отличие программ в величине нагрева воды, длительности и интенсивности стирки, количестве полосканий, степени отжима. На многих моделях доступна коррекция программы для текущей стирки (изменение нагрева воды, скорости отжима).

Существует функции «отложенной стирки» (таймера), когда начало стирки происходит с задержкой до нескольких часов, например, для стирки в ночные часы по более выгодному тарифу электроэнергии, или чтобы стирка была завершена к определённому времени.