专利名称：灵敏的平衡装置的制作方法
在许多机械中，绕着轴线转动的转子，转桶这一类装置常常是很重要的部件。在电动机，各种粉碎机，风扇，涡轮机，磨机，洗衣机以及许多机械中都有这一类旋转部件。在许多机械中，是在制造过程中通过调整这些旋转体沿其旋转轴线的重量分布的均匀性来实现平衡的，否则，不平衡将会在机械中造成不希望有的振动，甚至导致损坏。然而，在某些情况下，机械的旋转部件可能受到各种不平衡力的影响。以高速旋转的洗衣机，带有磨蚀了的磨石的磨机，带有不均匀磨损的部件的粉碎机等等，是这一类机械的例子。本发明的灵敏的平衡装置为这种机械所遇到的不平衡问题提出了有效的解决方案。洗衣机是选用来作为说明本发明的例子的。本发明在其他机械上的应用，与下面将要描述的在各种洗衣机上的应用类似，所以不再在说明书中详细说明。
现今，在家庭、旅馆、医院、居民点、军事机关、专业洗衣服务商店等各种地点，广泛使用着自动洗衣机。这种机械除了用作清洗目的之外，在纺织工业中这种机械在衣物洗涤，砂洗和衣物干燥工艺过程中的应用也在不断地增加。由于洗涤和纺织工业的能力的增加，使得每单位面积上所使用的机械数量也在增加，这就促使洗衣机制造商们设计并制造大容量的机械。机械大就意味着前面的装料门大，而且洗涤桶的直径也大。直径大的桶在高速下旋转就产生了新的问题需要解决。今天，在家庭中使用的各种洗衣机的容量在4-6Kg的范围内，专业清洗服务单位所用的洗衣机的容量在6-150Kg范围内，而纺织工业中使用的为100-500Kg，这些洗衣机都在转桶的一端或两端装有轴。
在转桶洗衣机中，为获得300-400g左右的离心力的有效旋转效果，通常都要求很高的旋转速度。在离心旋转方法中，影响从衣物中排水效果的因素有桶的直径，桶的旋转速度，衣物的渗透性和温度，以及衣物在桶的带孔表面上的厚度。排水的效率并不是直接与随着桶的旋转速度增高而增大的离心力成正比。增大离心力，一方面迫使大量的水压在桶的圆周上，但，与此同时，它也把所有的衣物挤在桶的内表面上，而湿的纺织纤维在这种压力下形成了一种塑性层，形成了阻止排水的阻力。如果增加内桶的表面积，就会提高效率，因为这样就能减少沿着桶表面的衣物的厚度，能更好地排水。增大内桶的表面积通常会使桶在更长的旋转轴线上的深度增加。桶的长度增加，使得衣物更难于在内桶的表面上均匀地分布，这又会引起沿着桶的旋转轴线的更剧烈的不平衡。虽然桶的表面积增大了，但沿旋转轴线的重量分布很小的差别也会在高速旋转时引起破坏性的振动。这种不平衡问题是高速洗衣机设计中的关键问题。今日的典型装置都采用将桶总成布置在弹簧或气垫上的结构，并且使用气压型或液压型的加压缸或减振器，以便将振动对柱体结构的影响减少到最小。
减少振动的影响的另一种方法是增大起作用不平衡力效果的质量块的重量。结果，不平衡力必须使之移动的质量块加重了，减小了振动的振幅。但这需要在洗衣机的总体结构中使用额外的重量。机械上的这种额外的重量常常超过机器正常需要的机械结构重量的50％。除此之外，由于旋转装置的不平衡形成了很大的振动力，所以用于把旋转机构的重物连接在主体结构上的轴承也必须选得比正常需要的大。
在现有的机械中，这种吸收振动的装置的用处很有限。由于这种原因，必须尽可能在排水工作过程之前使衣物沿内桶表面均匀分布。为此，首先必须使桶的转速增大到这样的程度，即离心力刚好开始克服地球的重力。在这种恒定的转速或转速增大的过程中，靠近桶的内表面的衣物便粘附在内表面上，并开始与桶一起旋转。至于那些由于离心力的作用而紧贴在桶上的衣物，就开始被紧压在内表面上，而且紧贴层的直径将逐渐减小。当所有的衣物都粘附在内表面上并开始随着桶旋转时，分布工作就算完成了。如果衣物分布得不恰当，由于机械不能接受的巨大振动，旋转过程中的排水过程将停止，重新进行分布过程。这种“重新开始”使时间和能量损失了，同时也降低了机械的生产率。
迄今为止，已经为洗衣机开发了许多种平衡技术，以便消除不希望有的不平衡力。这些技术通常都是利用其作用的不平衡力的机械装置。这些装置对容量小的机械作了某些改进，但是，由于结构复杂，需要很好的维护，而且增加了机械的整体成本，因此没有被广泛应用。以上所述的那些机械平衡装置也不能成功地应用在大容量的工业洗涤机械上。Kahn的美国专利U.S.2,534,267/268/269,Starr的美国专利U.S.3,117,962是上述平衡装置的两个例子。Pellerin-Gaulter的美国专利U.S.5,280,660在理论上与本发明更相近，它由于在转桶内部设置了肋条，并试图借助于迫使水通过独立的通道流入这些肋条中来消除不平衡力。这种方法把360度的圆周分成隔开120度的三部分，并将一定量的水压入与不平衡力的矢量相反的一根或多根肋条中，直到抵消这个矢量为止。这种平衡装置在很大程度上解决了较大的工业型洗涤机械的平衡问题，并且还附加了保护措施，达到了很高的转速。但是，使用这种方法不可能完全取消平衡重。不平衡矢量可能在桶轴线上的若干不同的点上产生，而且其大小和方向也可能各不相同。
对于深度/直径的比例较小的桶，上述方法能提供比较满意的结果，但是，当桶的深度增大时，上述方法完全不可能消除不平衡。此外，在许多肋条中的平衡液体的重量又在装置中形成了变化着的不平衡重量。采用这种方法，桶的旋转轴线必须是完全水平的。如果不能满足这个条件，肋条中的平衡液体将集中在旋转轴线一侧的肋条中，形成难以消除的进一步的不平衡。平衡旋转重物的最好方法是从其旋转轴线的两端对重物进行平衡。这样，沿重物的旋转轴线形成的不平衡力矢量就能用比它本身小得多的平衡重来平衡。因此，只要在旋转轴线的两端加上很小的平衡重就能消除桶的不平衡。这是精确地平衡这种装置的唯一途径。增大机器容量的较好的方式是增大桶的深度/直径比，这样，就能采用上述方法来解决上述装置的平衡问题。实际上，Pellerin-Gaulter平衡装置是利用了迫使平衡液体独立地分别通过单独的液体通道和管道进入旋转桶中的三个分离的容积中的较旧方法。目前，已经在使用采用这种构思的电器，区别只在于控制系统的方式和检测的方法。但是，在上述新发明中，其平衡方法，其平衡桶的设计，以及把平衡液体注入平衡桶的方法与其他发明有很大的区别。其他的装置都需要灵敏的电子控制装置，这种控制装置必须检测和计算不平衡矢量的方向和大小，并确定强迫进入各条肋条的平衡液体的量。这种控制装置的成本，对于竞争力和经济性都是极端重要的家用洗衣机来说是太贵了。这种利用桶内部容积的平衡装置的另一个缺点是，损失了桶内部的有效容积。在正常洗涤过程中，水会自然地聚集在这些容积中。在洗涤过程中，洗涤用的水中的化学成分的浓度是很重要的。在这些容积中充满了水就意味着化学成分的浓度降低了，而且，如果要加热的话，要消耗更多的能量。如果所形成的不平衡力矢量的角度使得平衡重必须处于两条肋条之间，那么就必须向这两条肋条注入平衡液体。在这种情况下，由于与不平衡力矢量方向相反的平衡力的总的合成矢量是两条肋条的两个矢量之和，所以其中的每一个矢量的大小必须大于要消除的不平衡矢量。最坏的情况是当不平衡力矢量与一根肋条的方向相同。此时，平衡重必须处于相对的两条肋条的中间，因此必须向这两条肋条注入等量的平衡液体。方向与不平衡力矢量相反的平衡重矢量是所产生的离心力矢量的一半。因此，要注入各相应肋条的平衡液体的量必须等于不平衡力矢量的大小。实际上，为抵消不平衡力矢量，只要在相反方向注入同样分量的平衡液体就可以了。用于洗衣机的矢量和平衡法，为了消除不平衡力，却需要两倍的分量。本发明中的平衡装置使用了矢量和的平衡法，以及直接反力矢量法这两种方法，与现有装置相比，只需要至少50％的较少的分量。这种平衡装置的另一个要求是使总的洗涤时间保持在最优水平。在洗涤过程之后，在这些平衡单元中的洗涤水或喷淋水必须完全排出。在旋转加速过程中，必须在最短的时间内消除旋转装置中的不平衡，而在旋转过程之后，所使用的平衡液体必须在不与所洗的衣物接触的状态下排出去。这种新研制的平衡方法应该能应用于任何一种容量的机械中，并且能消除在该装置中产生的任何种类的不平衡力矢量。
上述动力平衡的发明可以应用于任何容量的机械。在家用洗衣机中，由于经济的原因，这种装置是利用了由作用在它上面的不平衡力引发的动力行为而起作用的。但，在工业用洗涤机中，由于平衡装置使用计算机和先进的传感装置，使得它能够有精确的平衡效果，所以机械结构上的成本节约了。
在工业用洗涤机中，在分布过程完成之后，平衡计算装置就开始监控分别从桶的两端传来的不平衡力矢量，并确定要在前、后动力平衡桶中产生的平衡力矢量的方向和大小，以便消除该装置中的不平衡的起因。因而，消除了旋转装置中重量分布的异常，能够毫无困难地作高速旋转。
在主桶的装料/出料一侧，安装了另一个直径大于或等于主桶的圆桶形的桶。下面，把这个桶的名称叫作“平衡桶”，这个平衡桶只有很小的表面是开缝的，并且分成等容量的较小的单元或小室。这些单元/容器的数量可以根据该机械所要求的可接受的平衡程度而增加。在主洗涤桶后面，也安装了一个与安装在主洗涤桶前面的那个平衡桶同样的第二平衡桶。在正对每一端的平衡桶开缝的方向上还安装了一个喷水装置。平衡作用计算机控制装置确定要在每一个特定平衡桶上产生的平衡重的大小和方向，并控制平衡液体喷射器的阀，以便通过控制安装在加压平衡液体管上的阀门，把正确分量的平衡液体注入桶中靠近要消除的不平衡矢量的特定的平衡单元/容器中。注入平衡单元/容器中的液体，在离心力的作用下，将与桶一起开始旋转。因此，就有可能独立于前端和后端使旋转的桶平衡。用于液体喷射装置的阀有两种不同的类型。计算机系统首先使用大容量的阀，以便在要消除的不平衡力的相反方向上形成所需要的平衡重。在达到了低水平的平衡之后，再使用小容量的阀，以便完成平衡作用。
如果上述发明是用于洗衣机，就不需要为降低机械上的不平衡力的作用使用额外的重量了，因而也就使得对弹簧、减振器、气垫之类的装置的需要大大减小了。同样，由于不再会有大幅度的振动的作用，所以也就不需要太大的轴承，桶轴和桶的结构就可以减小，因而更加经济了。结果，机械的结构比以前的简化了，而且更经济了。
下面参照附图详细描述本发明的实施例。附图中
图1是一台按照本发明设计的工业用洗涤/脱水机械的示意纵断面图；图2是按照本发明的第一种平衡桶的局部断面图中的正视图；图3是按照本发明的第一种平衡桶的示意纵断面图；图4是按照本发明的第二种平衡桶的局部断面图中的正视图5是按照本发明的第二种平衡桶的示意纵断面图；图6是按照本发明设计的家用和洗衣房用的洗涤/脱水机械的示意纵断面图；图7是一台工业用洗涤/脱水机械的带有局部断面图的示意侧视图，沿其第一条断面线A-A表示了内桶，沿其第二条断面线B-B表示内桶和前端平衡桶的断面图；图8是按照本发明的特殊平衡液流阀的侧视图，剖开后表示其内部零件；图9是上述特殊平衡液流阀的完整系统的示意图；图10是按照本发明设计的桶安装在水平轴两端的工业用洗涤/脱水机械的示意纵断面图；图11是按照本发明设计的桶的下端安装在垂直轴上的工业用脱水机械的示意纵断面图；图12是按照本发明的，把在主桶轴背面的主驱动皮带轮设计成平衡桶的侧视图和主视图，上述平衡桶切开，以显示其内部的平衡。
本发明的动力平衡装置既可以用于洗涤/脱水机械，也可以单独用于脱水机械。这种装置可以用于单独一根轴的洗衣机，这根轴从主转桶的一端插入轴承中，也可以用于在主转桶的两端插入轴承中的有两根轴的洗衣机。
上述装置由安装在洗涤桶的两端，但却具有与洗衣机的主洗涤桶(2)同一条旋转轴线(1)的两个单独的平衡桶组成。图1中，详细表示了一台洗衣机的侧断面图，它有一个安装在洗涤桶的装料门(4)一端的平衡桶(3)，和安装在同一个洗涤桶的后轴(6)一端的另一个平衡桶(5)。这两个出于同样构思的平衡桶可以具有不同的形状，并且，可以根据机器的容量和可接受的不平衡程度分成较小的单独的平衡单元或小室。在图2和图4中表示了两种不同设计的平衡桶的应用例。图2中详细表示的平衡桶中的平衡单元或小室在朝向前方的面上用虚线表示，除了朝向桶的旋转轴线的这个侧面(7)之外，其余三个侧面(8a、8b、8c)都封闭，并且用垂直于旋转轴线的分隔板(9)来防止单元或小室之间的液体传送。这种平衡桶的侧断面图示于图3。压力水供入直接穿过朝向桶的旋转轴线这一面的固定不动的液体喷射器(10a)中。在这根向喷射器供水的压力管道上装有一个或多个阀门(11a、12a)。除了朝向旋转轴线以外的所有固体侧面(8)和分隔板(9)形成了平衡单元或小室。图2中所示的例子由24个单元或小室组成。按照机械的具体设计特点要安装上去的平衡桶可以设计成垂直于桶的旋转轴线的平直的面(8a)，或者，也可以设计成与旋转轴线成角度的倾斜表面(8b)，或者，也可以完全没有平直的面。为了防止外桶壳体中不必要的容积损失，可以把图1中所示的后平衡桶(5)的各面的形状做成与桶的联结面(8b)相配。单元的分隔板既可以安装成与旋转轴线垂直，也可以与其成一角度。如果分隔板(9)安装成如图2所示的那样垂直于旋转轴线，则必须在单元进口的开口侧使用向旋转方向倾斜的附加翼板(13)。附加倾斜的翼板或倾斜地安装分隔板的理由有两个。一个理由是，当高速旋转时。加压的平衡液体在碰撞单元的壁时不会四散飞溅，另一个理由是，能很容易地排出洗涤水或平衡液体。如果不使用这种倾斜的结构，那么在桶的旋转过程中，从单元或小室中倒出来的液体将会灌满相邻的单元或小室，就不能排空平衡单元或小室中的水。另一方面，分隔板的倾斜结构或者使用附加的倾斜翼板将会使有一些水升高到桶的旋转轴线的上方。这样，就能够利用倾斜的侧板(8b)从单元或小室中把水排出平衡桶的平面。或者，如有必要，也可以从固定在单元进口相对一侧的倾斜翼板(14)的上方述排出。为了帮助把水排出平衡桶平面，在平衡桶的开口侧也安装了倾斜的表面板。
另一种平衡桶设计得比上述平衡桶的结构简单。这种平衡桶(5)示于图1，它安装在洗涤桶轴(6)端部的后面。图4表示带有用虚线表示的平衡单元的平衡桶的正视图，图5表示一个安装在洗涤桶前端的类似的平衡桶。在上述平衡桶的结构中，与前面描述过的平衡桶装置相比，朝向桶的旋转轴线的面(16)也是封闭的。平衡桶的外开口设计成沿着平衡桶的前面的，像环形(17)的敞开的带槽缝隙的圆圈。平衡水通过带缝隙的开口注入平衡单元或小室内，而且从同一处将水排出去。水的喷嘴(10b)设置在对着平衡桶的一面，于是，在压力下喷射出来的水便进入平衡单元(18)内。从这些平衡单元或小室中排出平衡水或洗涤用的水，是当这些单元高于水平的高度时进行的，因此，排出的水不可能进入相邻的单元中。
本发明的最简单的应用如图6所示，是用于家用型的洗衣机。此时，要安装在洗涤桶(20)前面和后面的平衡桶(19)是专门设计的，并且是用由塑料或不锈钢制成的模具成形的。当平衡作用开始时，一台水泵(21)便对要注入平衡单元或小室中的水加压和调节。开/关控制机构控制上述喷射阀(22)和平衡水，平衡水与通过弹性连接装置(26)连接在主机结构上的洗涤桶机构(25)的挠性移动体连接。由在被控制的轴线上作用在上述挠性移动桶机构上的不平衡力造成的实际移动触发喷射阀的控制机构(23)。通过机械阀(22)的加压平衡水通过设置在离平衡桶开口非常近的水喷嘴(10)注入平衡单元内。如果由上述在不平衡力作用下的挠性移动桶机构的实际移动来控制的机械阀和喷水的喷嘴都处于正确的轴线和角度上，就能够在所要求的速度下平衡这个装置。在图6所示的例子中，喷射阀的控制机构是这样设置的，它只有在沿‘y’轴线上有不平衡移动时才工作。当桶机构中的移动是沿着‘y’轴线的正方向，并且大于零，或者大于预定的幅度时，上述阀就工作。这种情况表示，此时使装置移动的不平衡力是沿着(+)y方向。在图中，桶机构的(+)y方向的移动是用箭头(27)来表示的。喷射水的喷嘴必须设置在另一侧，就是说，在(一)y方向，以便能将水直接喷射到正对着不平衡力矢量的小室中去。当桶机构向(+)y方向的不平衡移动超过可接受的移动程度时，阀便打开(o)，如果低于可接受的程度，则阀关闭(c)。这样，就借助于向着与使得桶机构移动的不平衡力矢量相反的方向注射平衡液体而形成了平衡重。当不平衡力减小时，移动的幅度也开始减小，阀处于打开状态的时间也缩短，结果，充满平衡液体的小室的数量也将减少。当不平衡力矢量的大小接近可接受的极限时，阀打开的时间长度将缩短到只有正对着不平衡力矢量的那个小室才注入平衡液体。当不平衡力小于该机械的可接受的程度时，水便完全停止注入这个小室，因为这时的移动已不足以触发这个阀门机构。以上所述的平衡方法在衣物分布在洗涤桶上之后开始运转，并在预定的时间内，在桶的速度受到控制时保持运转。这样，当桶内的衣物脱水时，上述平衡装置便起作用，以便抵消所产生的不平衡力。
随着洗衣机容量的增加，用于检测和控制上述平衡作用的装置应该更加精确，工作得更加有效。
大容量的洗涤/脱水机械需要一台电脑控制器和相关的周边装置，以便控制这种灵活的平衡装置。容量在2-25Kg的较小的洗衣机则可以使用其他控制装置。这种简单的控制装置的例子之一是用一种机械来控制液体喷射器，如上所述，这种机械直接连接在桶机构上。另一种以同样构思为基础的控制平衡装置的方式是用专门的开关，磁开关或霍尔效应开关，或者光学传感器来检测桶部件由不平衡力矢量所造成的位移，并通过电信号用电磁阀控制平衡液体的喷射。在这种机械中，平衡功能是根据洗涤桶的直径和机械的容量在恒定的速度下实现的。在桶内分布了负载之后，机械的控制装置便将桶的速度增加到预定的速度，并保持该转速恒定。喷嘴的位置根据触发机构的不同角度和平衡重的方向经过计算，并精确地设置在不平衡力移动方向的途径上，并且还对整个装置的滞后进行校正。如果只用一个平衡桶，就把根据喷嘴的位置正确定位的一个触发开关布置在机械的平衡桶前面，那里的触点能借助于桶机构的实际位移而工作。开关的触点直接控制喷射器的阀门。因此，不平衡力的移动便成为喷射器阀门的直接控制信号。假如忽略时间的滞后，上述装置将按照下述方式工作。桶机构由于不平衡力而作正弦运动。当不平衡力的方向正对着触发开关时，桶的正弦运动正处于运动的顶点。因此，水的喷射器必须正对着触发开关的位置。开关机构在桶机构与开关本身之间有一个弹簧致动器，以便吸收桶机构的长行程。因此，可以把开关机构的位置调节到非常接近桶部件。当桶的旋转速度达到要求的转速时，桶机构便开始随着作用在该装置上的不平衡力的大小而运动。当运动曲线扫过控制开关的方向时，便根据离开桶机构的距离触发喷射器的阀门，并从该位置开始喷射平衡液体。当越过正弦运动的顶点时，桶便开始离开触发开关，并且在某一点上开关完全松开，喷射器的阀便完全关闭。当装置的不平衡减小时，正弦运动的幅度也随着成比例地减小，喷射器的阀门处于“打开”位置的时间也减少，使得充满液体的平衡小室的数量减少。结果，使得不平衡力降低到不能触发控制开关的程度，平衡的功能就完成了。在本例中，桶的速度可以毫无问题地提高到所需要的程度。在容量较小的洗衣机中，只要在洗涤桶的一侧安装一个平衡桶就够了，而在容量较大的洗衣机中，则要沿着洗涤桶的旋转轴线安装两个平衡桶。在洗衣机的洗涤桶中的肋条的容积可以与上述平衡桶连在一起以形成平衡用的容积。在这种应用方式中，如果使用一个平衡桶，那么平衡桶中平衡小室的数量应该等于洗涤桶上肋条的数量，或者是它的两倍。如果数量相等，则肋条应该处于各平衡小室的中间。如有需要，可以把肋条沿其长度分成两个相等的容积，肋条的每一个容积与单独一个平衡小室相连。这样，小型洗衣机就很经济，因为不需要精密地平衡了。同样，当使用两个平衡桶时，肋条也可以根据需要在其长度上分成两个容积，并且从桶的前后与相应的平衡小室相连。如果这种装置应用在上述沿轴线分开的肋条，就要分成四个容积，两部分横着分开，另两部分沿轴线分开。
带着桶底座的桶构件(28)通过弹簧、气垫或橡胶块之类的吸收振动的物体与主体结构(29)相连，也可以使用挠性金属连接件。图7表示一台洗衣机在断面图A-A所示的空气弹簧波纹管上的桶的结构，桶的详细断面图示于图B-B中。由于桶与主体结构为挠性连接，结果，桶部件便因不平衡力而作正弦机械运动。洗涤桶(2)和桶壳(31)与轴(6)和轴座(33)连接成的装置连接在一起的桶构件的部件(28)，用四个运动传感器，例如过载传感器或同样作用的四个传感器(32a、32b、32c、32d)(两个在桶构件的部件的前面，两个在后面)连接在洗衣机主体结构上，它决定了这个重物在垂直于旋转轴线的两根独立的运动轴线上的运动。这两根轴线互相垂直，因此，在桶构件的部件前后的两根独立轴线上的运动信息传送给计算机，于是就能确定所作用的不平衡力矢量的大小和方向。
在上述平衡装置的控制机构中，传感器(32a、32b、32c、32d)用于确定由于机械上的不平衡力矢量所引起的振动和移动量。旋转过程是在洗衣机中的洗涤过程完成之后开始的。在洗涤过程终了时，机械中的废水通过图1中所示的排水装置(82)排出，然后，在分布过程之后，随着桶转速的提高，连接在上面的传感器便监控该装置的振动，并不断地校核这种运动的幅度是否在预定的信号水平以下。平衡装置中的另一组感应的，或电容的，或光学的传感器与一个指示器的基准点一起确定洗涤桶的速度，并且结合从不平衡运动传感器发来的信号，计算出重量扰动的幅度和方向的矢量单位。如有必要，则用通过触发皮带或链条连接在主桶轴上的增量编码器或绝对编码器来帮助确定洗涤桶的位置。
每一台机械都有它自己不同的自然谐振频率。当平衡控制是在运动的幅度处于最大时的不同谐振速度下起作用时，就更有效些。机械运转时可以接受的不平衡程度预先输入控制装置的程序中，如果从传感器送来的信号增大到超过可接受的程度，则控制装置便开始将平衡液体喷射到正对着计算出来的不平衡力矢量的平衡单元或小室中，并且这种作用一直继续到检测到的不平衡力矢量消失为止。由于平衡桶是直接连接在主洗涤桶上的，所以平衡重的大小可以参考确定了的不平衡力矢量的角度来确定其角度和大小，并计算出该平衡重沿平衡单元的最佳分布方式。控制上述平衡工作过程的计算机装置则连续监视可能影响这一过程的所有变量(这些变量有机械的滞后，温度和压力，整个装置的重量或皮重)。当平衡过程开始时，控制装置把重量经过控制的平衡液体注入平衡桶中的受控位置中，并校核这些变量对上述过程的作用，如果这种判断试验的结果有效，那么该装置的常数就是正确的，就可以在下一次平衡过程开始之前使用这些参数。如果这些结果在下一次试验中无效，则控制装置便认为装置中的变量有误，开始试验周边的装置和机械部件，以及这些装置的变量。如果检测到的故障可以消除或者由计算机装置来补偿，那么就把这个解决了的问题交给操作者作为一种信息，但是，如果这个问题依然存在，那么控制装置就警告操作者，并在显示屏上给出有关所存在问题的信息，以便减少维修的时间。
如果控制装置确定，平衡过程按照预定的条件进行下去，则洗涤桶的速度便慢慢地提高到预先用程序设定的程度，与此同时，监控从传感器接收到的信号。如果平衡液体喷射到正确的位置上，则不平衡矢量的大小应该逐渐减小，而且上述控制装置监控着这一点。上述平衡过程一直继续到不平衡力的大小减小到小于该机械可容许的最大限度，并达到了这个一点，正常的旋转过程便继续进行，但是，如果在平衡过程进行的过程中检测到的不平衡程度不降低到原始值以下，则控制装置就会决定，装置中有故障，并在关掉机器之前警告操作者。
平衡液体喷射器(10a、10b)布置得尽可能靠近平衡桶。根据所确定的不平衡力矢量的角度和大小，在平衡控制装置的控制下，把正确分量的平衡液体通过液体喷射器(11)或喷射器(11、12)注入各凸出的单元中。平衡工作过程中平衡的变化由控制装置通过从传感器发来的信号进行监控。因此，洗涤桶在其旋转轴线每一端上由于不平衡力矢量而造成的移动量都由控制装置来监控。由各传感器检测到的不平衡力矢量的方向可能不和喷射器的喷嘴处于同一个方向上，因此，控制装置要计算需要补偿的角度差。然后，根据不同的旋转速度，由计算机把这个角度差转换成一定的时间的滞后。例如，如果在洗涤桶一端检测到的不平衡矢量的角度为0度，那么，应该增加平衡重的平衡单元的正确位置的相位应该是加上180度。但，这时喷射器喷嘴的位置在90度处。因此，平衡水的注射必须滞后90度。如果假定洗涤桶在平衡过程中的旋转速度为100rpm，则转一转所需的时间为600ms，相差90度的滞后时间应该等于150ms，控制装置就能计算出这个数值来。加入平衡桶有24个平衡单元，那么喷射器为了要把液体喷射到正确的单元中，应该延迟打开的时间为25ms。在这种情况下，阀打开所必须滞后的时间为150-15.2=137.5ms，而且打开的时间必须延续25ms。此外，还有从喷射命令和液体从喷嘴喷射出来的瞬间的电气、物理和机械上的滞后。计算机还必须考虑上述这些滞后。每一种装置的滞后时间各不相同，但是，即使同一个装置，由于温度和压力的波动，也可能不同。控制装置监控桶构件因不平衡力而造成的正弦运动的信号。该控制装置在机器超过了可接受的振动程度的某一段滞后时间之后启动平衡过程，并且继续到振动程度减小到低于机器可接受的程度的某一段时间之后。上述在平衡过程之前的滞后时间是计算出来的装置滞后时间与传感器方向与喷嘴方向之间的角度位置滞后时间的总和。角度差的滞后时间是恒定的。控制装置设定了程序，所以装置的滞后时间可以由自校正来确定。控制装置借助于测量装置对平衡动作的反应来确定滞后时间。在自校正之前，如果监控到的不平衡矢量的减小是恒定的角度差，那么就可以认为先前的滞后值是正确的。如果尽管不平衡的幅度减小了，但角度差不是恒定的，那么滞后常数必须重新校正。
控制装置在衣物的分布过程完成之后，在转速恒定时，借助于监控桶的旋转轴线各端的不平衡的幅度和方向，开始平衡过程。一开始，应在尽可能短的时间内达到大致的平衡。为此，要使用流速较高的比较大的阀门(12)，并且因为其反应的时间较长，平衡液体要注入与不平衡矢量相对方向上的一个以上的平衡单元中。在具有24个平衡单元的平衡桶中，阀(11)的打开时间要足够长，以便将平衡液体注入平衡桶内，结果，与不平衡力矢量相对的半个平衡桶充满了平衡重，以减少不平衡的幅度。由于利用了多于一个的平衡单元作为平衡重。缩短了减小不平衡所需要的时间，而且更加有效地利用了平衡单元。因此，由于把一些平衡液体注入各旋转桶的必要的平衡单元中，达到了某种程度的平衡。当不平衡越来越降低时，注入平衡液体的单元的数量也逐渐减少。在平衡过程中，控制装置在机械的结构能够承受的不平衡力的限度内提高桶的转速。当速度提高时，剩余的不平衡的作用也将增大。因此，速度是在控制下，而且不平衡在减小的条件下提高的。达到了预定的速度之后，采用流速减低并且反应时间较快的阀(11)开始精密的平衡过程。这种阀的反应时间为6-8ms，并且这种传统的电磁阀可用于转速高达400rpm的洗涤桶。当桶的转速达到400rpm时，上述传统的电磁阀就不能再用于平衡过程，因为它们开关的反应时间太长。实际上，在桶中的因为分布不均匀而需要平衡的湿的织物失去的水可能不与其原始的重量分布成正比。这时，在平衡过程中可能需要因织物的失水而进行平衡补偿。对此可采用两种不同的方法。
第一种方法，当不平衡力的大小超过机器说明书中允许的限度时，可以把桶的转速降低到快速阀能够补偿平衡的丧失的速度，然后再把速度提高到原先的程度。
第二种方法，可以使用快得多的阀门，这种阀能让控制装置在桶的很高速度下监控和补偿平衡的丧失。
适用于上述家用洗衣机的与桶体构件连接的机械阀，也可以在这种情况下使用。另外，还专门设计了一种适合于洗涤桶高速旋转时注入平衡液体的，与旋转的洗涤桶同步运转的专用阀(图8)。这种阀的用作控制其开关的旋转圆筒中心通过图8中的一条启动皮带(36)，一个皮带轮(42)直接连接在洗涤桶的轴(6)上。当桶的速度提高时，用于注入液体的时间就必须减少，因此，阀打开的时间缩短了，这样就提高了判断能力。上述阀由圆筒形的外壳(39)、装在轴(38)上的旋转的内桶(35)所组成，在内桶的外圆周上有一排孔或一条垂直于其旋转轴线的狭长的开口(37)。上述圆筒形外壳也有孔或狭长的开口(40a、40b)，以便与内桶上的孔或开口配合。阀的内桶由于直接与主洗涤桶部件连接而旋转，其速度为洗涤桶的一半。为了使阀的桶减速，阀的驱动皮带轮(42)的直径是装在洗涤桶轴上的皮带轮(41)直径的两倍。因为阀内桶上的孔每一转开关阀两次，所以它的开关时间与洗涤桶所设置的相同。孔或狭长开口的直径与阀的内桶周边长的比例等于1/(平衡单元数量)*2。因此，当孔重合时，阀打开的时间等于一个单元通过喷嘴前方的时间。外圆筒也是在上述计算机控制装置的控制下由一台步进电动机(43)驱动360度。阀的外圆筒的运动可由一根皮带(44)和一个皮带轮(45)或者一根链条或直接啮合的齿轮来驱动。该装置根据要充填的平衡单元的位置来改变和调节外圆筒的位置和角度，同时还考虑到该装置的滞后。当外圆筒处于正确位置时，能让水进入这个阀内的电磁阀(46)便打开。与主桶的速度同步的平衡桶每转一转，由专门的加压装置把压力升高到10-12巴的液体便进入正确的平衡单元中。用这种方法，就能在负载旋转时保证洗涤桶在高速下的平衡。另一种把平衡液体注入平衡单元的方法是使用单独的水通道，这种方法目前用在许多平衡装置上。用这种方法可以通过形成圆形的通道把液体注入所要求的平衡单元中去，上述圆形通道可以布置在旋转装置的任何地方，其旋转轴线即为桶的旋转轴线。如果各条水通道都布置在桶外壳的内部或外部，并且在前、后平衡桶上有同样多的总数的平衡单元，那么，如果一个平衡单元中需要平衡重，只要向相应的通道中注入液体就可以了。上述这些通道除了朝向其旋转轴线的那一面之外都是完全封闭的，而且只与相关的那一个平衡单元连通。因此，注入这些通道的液体由于离心力而被压向防泄漏的外表面，然后进入与之连通的平衡单元。
这种灵敏的平衡装置除了可用于从桶的一侧单面安装的机械之外，也可以用于从桶的两侧安装的机械，在这种机械中，衣物是通过洗涤桶弧形侧面的开口装卸的。与上述用于洗涤桶一端相同，上述平衡桶可用于洗涤桶的两端。图10中表示了上述装置装在洗涤桶两端的洗衣机。这种装置的工作原理与一端安装平衡桶的工作原理相同。
上述灵敏的平衡装置的另一个应用领域是垂直安装的脱水机械。在这种机械中平衡也是一个严重的问题。因此，上述发明对于这种机械也是很重要的解决方案。由于这种机械是垂直安装的，所以平衡桶的布置必须与安装在水平桶轴上的机械不同。这种区别的一个重要原因是，在完成旋转过程之后，把平衡液体排出平衡桶外时不能弄湿衣物。图11是用于垂直安装的脱水(高速旋转)机械的洗涤桶(49)上的动力平衡装置的例子。洗涤桶的装/卸门(50)朝向上方。在将平衡桶用于主桶的情况下，该平衡桶(47)必须安装在洗涤桶的装/卸端。此时，与洗衣机的情况不同，平衡桶不与洗涤桶完全密封。两者之间稍有间隙(51)。与平衡桶一起旋转的平衡水，由于平衡过程中的离心力，开始慢慢地顺着向下倾斜的平衡桶的锥形面(52)流出来，在旋转过程之后，桶开始慢下来，而且地球的重力开始克服离心力时，平衡水便从主桶的锥形表面(53)顺着桶向下流动，使平衡桶中的水流空。上述平衡桶用夹紧装置54)连接在主桶上，以便留出少许空隙。上述具有单个平衡桶的动力平衡装置可用于小容量的脱水机械，而较大容量的脱水机械就需要采用两个分别安装在主桶两端的平衡桶，因为沿着桶的旋转轴线形成了不同的不平衡力矢量不可能用单独一个平衡桶来平衡。此时，第二平衡桶(55)安装在主桶的底部，完全连接在主桶的表面上。与安装在主桶顶部的平衡桶相比，把这个平衡桶里的水倒空要容易得多。唯一要做的是把平衡桶(57)的下表面设计成稍呈锥形，在桶的进口处向下倾斜，以便在桶的速度降低时平衡水能在该锥形表面的上方排出。除此之外，平衡过程完全与洗衣机相同。
用于洗衣机的平衡桶可以做成各种不同的形状，使用各种不同的材料。家用型洗衣机的平衡桶可以用塑料专门模制而成，并固定在不锈钢洗涤桶上，或者也可以用不锈钢的模具来成形。当机械的容量增大时，采用单件模制成的塑料件或不锈钢零件就越来越困难了。此时，可以把平衡桶设计成用许多单独的零件装配而成，其中的每一个零件可以用塑料或不锈钢制成，然后再装配在一起形成平衡桶。各种不同的塑料制造技术都可以用于平衡单元的制造。塑料单元或小室可以用注塑模压，吹塑和塑料焊接法制造，也可以制成金属单元或小室以形成平衡桶。
上述平衡装置的另一个应用方式是把平衡桶安装在洗涤桶外壳的外部。在洗涤桶部件从一端装入的机械中，只能在轴端处在洗涤桶外壳的外部安装一个平衡桶，而当洗涤桶是从两端安装时，就能在洗涤桶外壳的外部安装两个平衡桶。虽然这种方法使得机器的设计更困难了，但是，由于在洗涤桶外壳的内部不需要用于平衡桶取的容积了，因而减少了水的用量，并从而降低了洗涤剂和热能的消耗，所以从长期来看，还是经济的。这种装置的另一个优点是，由于离开了不平衡矢量所在的位置，所需用于沿旋转轴线的洗涤桶两端的平衡单元中的平衡重的重量减少了。轴的驱动皮带轮安装在洗涤桶轴的远端，而且，由于平衡桶可以安装在沿其轴线的任何地方，所以它也可以作为桶的驱动皮带轮。此时，位于洗涤桶轴远端的平衡桶的尺寸要小于用于洗涤桶外壳中轴端的平衡桶的尺寸。
图12表示采用后驱动皮带轮(58)作为平衡桶的例子。在该驱动皮带轮中设有24个平衡单元(59)。上述平衡单元是在驱动皮带轮中利用垂直于平衡桶的若干块单独的板构成的。虽然当平衡桶安装在洗涤桶外壳内部作为洗涤桶的一部分时，平衡液体很容易喷溅到洗涤桶外壳内，但是在这种应用方式中，平衡桶是后驱动皮带轮的一部分，皮带轮的后端用一个盖子(61)封闭，以使平衡液体不致喷溅到装置外部。驱动皮带轮上的一个凸缘(62)在上述盖子的一条凹槽内转动，以防止水泄漏出来。喷射器的喷嘴(10)安装在固定的盖子上，直接处于对着平衡单元的开口端。流入盖子中的水通过一根排水管(63)排出该装置。由于上述平衡桶在洗涤桶外壳的外部，所以除了水之外，也可以使用其他的平衡液体。此时，这种装置可以是封闭的装置。平衡液体从储存罐中泵出来用于上述平衡过程，然后，再把这种液体送回储存罐备用。在本例中，用作平衡液体的一种重要的液体是液压油。它虽然具有密度低于1的缺点，这意味着平衡体积要增加，但却有很多优点，即，它还可以用于许多液压附件。在平衡过程中平衡液体的流速对于缩短平衡时间是很重要的。在洗衣机外部安装这种装置非常容易而且经济，它可以使用液压油，高压液压泵，密封件，以及可供选择的阀。由于液压油不腐蚀，所以该装置的构件不需要用不锈钢和防锈的材料，这是很经济的。这种可以装在轴上的平衡装置可以用于任何种类的，一端有支承或者两端都有支承的，存在各种不平衡问题的机械。所有遇到不平衡问题的机械都可以用适当地设置在旋转装置两端的两个平衡桶来平衡，并且在必要时，能够通过监控振动的程度来抵消这种振动。
权利要求
1．一种具有桶或者转子的机械，它绕着其轴线旋转，并用轴承座和/或适当的轴承安装在一个外部主体结构上，该机械包括至少一个安装在上述旋转轴/桶部件上，或者安装在上述旋转装置上并与其一起旋转的平衡桶；上述平衡桶具有至少三个容积相等的平衡单元；在上述桶旋转时，作用在旋转装置上的不平衡矢量的大小和方向，用安装在上述旋转装置上的适当的传感器检测，上述旋转的桶装置挠性地安装在上述主体结构上；上述作用在旋转装置上的不平衡矢量用一个或者多个适当的传感装置进行检测，然后再检测和/或计算出该不平衡矢量的大小，方向和位置；上述检测到的和/或计算出来的不平衡矢量用向上述检测到或计算出来的正确位置上的平衡单元中注入加压的平衡液体来平衡；上述加压平衡液体的喷射器喷嘴的位置朝向上述平衡桶的开口；上述平衡液体由适当的调节或泵压设备加压，并以注射的方式由一个或多个适当的阀门精密地控制；上述机械由于其工作条件和工作原理而实质上受到各种不平衡力的作用。
2．如权利要求1所述的平衡桶，其特征在于，只有平衡单元中朝向旋转轴线的一侧是开口或开槽的，其他各个侧面都封闭或密封；在各单元的进口上装有作为单元分隔器的延伸部分的翼板，翼板与各单元分隔器的壁成角度。
3．如权利要求1所述的平衡桶，其特征在于，所有上述平衡桶的各个面都封闭或密封，只让平衡液体通过平衡桶一侧的环形窄缝进入平衡单元内，上述平衡桶不用于安装主桶或转子。
4．如权利要求1所述的液体喷射装置，其特征在于，每一个平衡桶至少用一个平衡液体注射装置；每一个注射装置在一根管道上至少用一个液体流量控制阀，在上述管道的喷射端有一个喷嘴，以便加速液体流动的速度；上述喷射器的喷嘴朝向平衡桶的开口侧固定；上述平衡装置中的喷射器控制阀是精密控制的，在平衡过程中，使得所要求分量的平衡液体注入所要求的平衡桶位置内。
5．如权利要求1所述的液体喷射装置，其特征在于，若干单独的喷射装置用于各平衡单元，也用于各平衡桶；每一个上述平衡装置有一个环形的窄液体通道，其旋转轴线与桶的旋转轴线相同，只有环的朝向旋转轴线的一面是开口的；上述各液体通道用适当的连接装置与一个平衡单元连通；注入通道中的液体借助于离心力的作用通过上述连接装置而进入上述平衡单元；在上述喷射装置上至少设有一个喷射控制阀，用以控制注入旋转的液体通道内的液流。
6．如权利要求1所述的机械，其特征在于，上述旋转的桶外壳结构挠性地安装在主刚体结构上；利用由所安装的传感器检测到的平衡信号的有目的设置控制器计算出不平衡矢量的位置，大小和方向；上述机械是一台高速离心旋转机械，它用于从吸收液体的物体中脱水，其中，上述检测到的不平衡矢量在建立了适当程序的控制器中进行处理，以便精密地计算需要注入平衡桶的正确的平衡单元中的平衡液体的重量，以平衡上述一起旋转的装置。
7．如权利要求6所述的机械，其特征在于，上述机械也可以是一台用于洗涤织物和衣物的洗衣机。
8．如权利要求6所述的机械，其特征在于，上述机械也可以是用于纺织衣物洗染的洗染机。
9．如权利要求6所述的机械，其特征在于，上述机械也可以是一台用于砂洗的机械。
10．如权利要求6所述的机械，其特征在于，上述旋转的桶外壳装置用充入压力气体的橡胶波纹管挠性地支承。
11．如权利要求6所述的机械，其特征在于，上述旋转的桶外壳装置用橡胶或挠性材料块挠性地支承。
12．如权利要求6所述的机械，其特征在于，上述旋转的桶外壳装置用悬挂的弹簧挠性地支承，或者放置在由弹簧支承的平板上。
13．如权利要求6所述的机械，其特征在于，上述旋转的桶外壳装置用挠性或半挠性的金属、塑料或者任何类似的合成的连接或固定用的材料挠性地支承。
14．如权利要求6所述的机械，其特征在于，上述控制装置考虑到该装置的时间滞后特性，驱动所需数量的平衡重喷射阀；上述控制装置连续不断地监控上述装置的时间滞后的可接受的值和应用的值；上述装置还使用一个为控制上述桶部件用的基准点；上述基准点从一个刻痕通过一个开关或传感器，或者通过连接在桶的旋转轴上的编码器来设定；上述平衡控制装置在开始平衡过程之前，校核并度量上述不平衡矢量的位置与上述桶装置上的基准点上的位置之间的角度；上述控制装置连续不断地监控在平衡过程中上述预先检测到的角度；上述控制装置在发现上述预先检测到的角度有任何偏差时，改变在计算中使用的时间滞后常数。
15．如权利要求6所述的脱水机械，其特征在于，上述桶的旋转轴线是水平的；上述平衡桶安装在上述主旋转桶上，并具有同一条旋转轴线；上述平衡单元的分隔板设置成沿着旋转轴线的方向，并且各单元具有相同的容积；平衡桶设置在上述桶外壳内，从而选用水作为平衡液体。
16．如权利要求15所述的平衡桶，其特征在于，上述平衡单元的数量等于在主旋转桶上所使用的肋条的数量，并且设置成把每一条肋条与相应的平衡单元的中心连接；上述平衡单元用相应的分隔肋条分成若干部分，注入特定的单元的平衡液体能注入相应的肋条，反之亦然，但为了防止从肋条中泄漏平衡液体，要适当密封。
17．如权利要求15所述的平衡桶，其特征在于，上述桶的肋条沿其安装轴线分成两个相等的部分；上述平衡单元的数量是装在上述旋转桶中的肋条数量的两倍，并且是这样设计的，即，桶上的肋条处于用相同的带若干肋条和平衡单元的分隔板的两个平衡单元之间；上述平衡单元用相应的分隔肋条分成若干部分，注入特定的单元的平衡液体能注入相应的肋条，反之亦然，但为了防止从肋条中泄漏平衡液体，要适当密封。
18．如权利要求16和17所述的用于在一个洗涤桶的两端带有两个平衡桶方法，其特征在于，上述相应的肋条在垂直于旋转轴线的方向上用分隔板分隔成不同的体积，其方式是，前面的平衡单元使用肋条前面的容积，后面的平衡单元使用肋条后面的容积。
19．如权利要求15所述的桶，它用从桶的一端穿过轴的两个轴承装置安装在主体结构上而绕着其轴线旋转，其特征在于，它包括只有一个平衡桶安装在主旋转桶上；上述平衡桶设置在装料门附近，其一端的形状与主桶的形状完全相符，或者安装成主桶的一端就是平衡桶的一端。
20．如权利要求15所述的桶，它用从桶的一端穿过轴的两个轴承装置安装在主体结构而绕着其轴线旋转，其特征在于，它包括只有一个平衡桶安装在主旋转桶上；上述平衡桶设置在轴端，其一端的形状与主桶的形状完全相符，或者安装成主桶的一端就是平衡桶的一端。
21．一种附接在如权利要求19和20所述的桶的第二平衡桶，其特征在于，上述第二平衡桶安装在权利要求19和20中所说明的主桶的第一平衡桶的相对一侧。
22．一种附接在如权利要求19所述的第二平衡桶，其特征在于，上述第二平衡桶安装在绕其旋转轴线的桶轴上，其位置在主桶外壳的外部，上述轴从一侧安装在旋转桶上，也围绕着其旋转轴线；上述第二平衡桶安装在桶外壳上，能防止泄漏，以便使平衡液体保持在该装置内部，上述平衡桶外壳安装在主桶外壳部件上；上述平衡桶外壳具有适当的排水装置，以便能排出平衡液体。
23．如权利要求15所述的桶， 它安装在从两端穿过两根单独的轴的轴承上，能够旋转，其特征在于，安装在上述旋转桶两端的两个平衡桶设置在主桶外壳的内部。
24．如权利要求15所述的桶，它安装在从两端穿过两根单独的轴的轴承上，能够旋转，其特征在于，安装在上述旋转桶两端的两个平衡桶设置在主桶外壳的外部；两个平衡桶的本身的外壳安装在主体结构上，以使平衡液体保持在该装置内部；这两个平衡桶外壳各有其自己的适当的排水装置，以便能排出平衡液体。
25．如权利要求22和24所述的平衡桶，其特征在于，安装在所述桶轴上的平衡桶处于桶外壳的外部，它还用作主旋转桶的驱动皮带轮。
26．一种用于如权利要求22和24所述的平衡桶中的平衡流体的液压油，该平衡桶安装在桶轴上，处于桶外壳的外部。
27．如权利要求6所述的脱水机械，其特征在于，上述旋转桶的轴线是垂直安装的；平衡桶直接安装在上述主桶上，其具有同一条旋转轴线；上述平衡桶安装在上述桶的上端，在装料门一侧；在上述平衡桶与主桶装置之间有足够的间隙，以便平衡液体能够流出；上述平衡桶朝向主桶的一端呈锥形，其倾斜的方式使得平衡液体在流出时向着旋转轴线流动；上述主桶朝向平衡桶的一侧呈锥形，其倾斜的方式使得平衡液体从旋转轴线向着桶外部的方向流动。
28．如权利要求27所述的脱水机械，其特征在于，还有一个第二平衡桶；上述第二平衡桶安装在上述桶的底部；上述平衡桶的底端成锥形，其倾斜的方式使得平衡液体在排出时向着旋转轴线流动。
29．一种安装在如权利要求1所述的机械上的传感器，其特征在于，它用于检测轴向移动，并根据压电原理将其转换成电信号；压电传感器粘结在一块经过特殊处理的挠性钢板上，以产生信号电流；上述挠性钢板部件的一端刚性地安装在上述主体结构上，其另一端通过弹簧连接在上述挠性的运动构件上；上述可移动结构的运动使得上述挠性钢板作成正比的机械运动，结果，压电传感器通过弹簧的使用产生成正比的电信号；
30．一种用于如权利要求1所述的机械的传感器，它是一种过载荷传感器。
31．一种用于如权利要求1所述的机械的传感器，它是一种机械的或机电开关，其特征在于，上述开关安装在刚性主体结构上，并且上述可移动构件的运动用直接接触方式，或者借助于像弹簧之类的挠性构件的推或拉，通过联结件传递给上述开关；将电流通入上述开关中，用由于机械运动所造成的开关的开和关转换成该装置的电和/或电子控制装置的有意义的信号。
32．如权利要求31所述的开关，其特征在于，上述开关位于远离运动构件处，在该处，上述因旋转桶构件的可接受的不平衡程度所造成的机械运动不会接触上述开关，并且所设置的位置还考虑了喷射器喷嘴的位置和所有装置的时间滞后；开关的触点随着旋转桶部件的机械运动而闭合，当电流通过开关时，使相应的平衡液体喷射器阀打开；上述喷射器阀是一个或多个电磁阀；因平衡液体控制阀打开而流入上述平衡单元中的压力液体在平衡桶中形成平衡重，以平衡现存的不平衡矢量。
33．如权利要求4所述的平衡装置，其特征在于，用于该装置的平衡液流控制阀是电磁阀；用于该装置的电磁阀的数量决定于上述机械的能力；这些电磁阀可以按照它们的液体流量或者反应的时间特性分类；在平衡过程开始时使用高流速和较长反应时间的电磁阀，以便充满更多的平衡单元；使用低流速较短反应时间的电磁阀来进行精细的平衡过程。
34．一种用于如权利要求1所述的平衡装置中的阀，其特征在于，上述用于控制平衡液体流的阀在高速旋转时也与上述旋转桶部件同步，它通过一个传动部件随着桶部件的旋转轴旋转；所述喷射器阀的主体结构构造成实体圆柱状或球形状，可转动地安装在一圆筒形或球形外壳中；上述圆柱形或球形实体阀机构通过传动机构与主桶的轴连接，其传动比为1/2；上述内圆柱形或球形的主机构的轴始终以主桶轴1/2的速度旋转；平衡液体流的窄槽或孔的径向尺寸等于阀的旋转轴的圆周被平衡桶中的总单元数量除的值与需要充满的单元数量之比；在上述阀装置的外壳上的窄槽或孔的数量正好与上述阀的内旋转轴上的窄槽或孔的数量重合；从上述外壳上阀的外窄槽或孔一侧与平衡液体的加压装置连通，其另一侧与液体喷射装置连通；上述专用阀的圆筒形外壳用一台步进电动机或类似的位置控制装置在360度上进行控制；上述阀的圆筒形外壳的位置根据需要注入平衡液体的平衡单元的位置来控制。
35．一种机械，它包括一个用从桶的一端通过主轴的轴承安装在外部主体结构上、能绕着它的旋转轴线旋转的内桶，上述桶还在高速旋转时，即在洗衣机中用来脱水，它还包括一个安装在上述旋转桶内的平衡桶；旋转桶部件通过挠性夹具安装在机械的主体结构上，所以上述旋转桶由于不平衡力而产生的机械运动可传递到桶外壳结构上；安装在上述主体结构上的平衡液体喷射阀的控制机构直接连接在上述桶的外壳部件上；平衡液体的喷射阀根据因不平衡力而引起的旋转桶部件的运动而被打开或关闭；喷射作为平衡重的平衡液体的平衡液体喷射器的喷嘴的位置设在与阀的顶尖开口同一个角度上，但在桶的相对的一侧；为在正确的位置上喷射液体，上述平衡液体装置连接在压力控制装置上；只要所作用的不平衡矢量继续存在，上述阀就一直打开，以便在相对的平衡单元中充满足够的液体来对抗不平衡力的作用。
36．如权利要求35所述的洗衣机，其特征在于，在上述旋转桶上还增加一个第二平衡桶；在上述机械的主体结构上安装第二组平衡液体喷射阀；上述第二平衡装置按照权利要求35中的同样的原理工作。
37．具有如权利要求1所述的转子的粉碎机，其特征在于，该机械的上述不平衡问题利用如权利要求2或3中所述的平衡桶来解决，上述平衡桶安装在设置在外部桶壳体的轴上；上述主转子本体结构用按照权利要求10、11、12和13的方法来连接；上述机械上的不平衡用按照权利要求29、30和31的方法来检测，并借助于在平衡过程中将平衡液体注入平衡桶上所要求的位置而在平衡桶中形成平衡重来消除。
38．如权利要求37所述的机械，它是一台带有转子的磨机。
39．如权利要求37所述的机械，它是一台带有转子的风扇。
40．如权利要求1所述的机械，其特征在于，平衡过程是在恒定的桶转速下进行的。
41．如权利要求1所述的机械，其特征在于，平衡过程是在桶连续加速或减速下进行的。
全文摘要
本发明涉及一种灵敏的平衡装置,它确定作用在高速旋转下的桶或转子上的固定的或变化的不平衡力矢量,并借助于使用一个或多个沿着同一条旋转轴线安装在上述桶或转子上的“平衡桶”来平衡上述不平衡力矢量。使用这种平衡装置的一个技术领域是高速旋转的洗衣机,此时,在高速旋转时作用在该装置上的不平衡力由于使用了上述灵敏的平衡装置而消除了。
文档编号D06F37/20GK1304468SQ9980698
公开日2001年7月18日 申请日期1999年4月14日 优先权日1998年4月14日
发明者土尔加·西姆瑟克, H·S·卡扎佐格鲁 申请人:土尔加·西姆瑟克