專利名稱：一種節水型全自動洗衣機的密封裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種洗衣機的密封裝置，尤其是涉及一種節水型全自動洗衣機密封裝置。
對于上述的密封裝置，中國實用新型專利96228625.7《洗衣機的內外桶間的密封裝置》和01218004.1《節水全自動洗衣機的盛水桶》有更為詳細的披露。如圖1所示，設置在外桶1內的內桶2(即上文所述的旋轉桶)通過托盤5(又稱法蘭盤)和旋轉擋圈6(又稱密封碗)一起固定在脫水軸18a上，內桶2的排水通道包括其底部中央環狀設置的穿透托盤5和旋轉擋圈6的排水孔7及在外桶1底部內側設置的臺錐形的密封罩11(又稱密封盒、蓋)與外桶1底面形成的排水腔16，該排水腔1 6經主排水口15連通主排水管13、排水閥14和排水管21。對于所述的排水通道涉及的密封裝置包括有對內桶2和托盤5之間、旋轉擋圈6和托盤5之間，密封罩11和外桶1之間以及旋轉擋圈6和密封罩上端中央所具有的容納旋轉擋圈6的上端口之間的間隙的密封，但實際上，由于除了后者以外的其他間隙均為兩個無相對運動的零件連接而形成，采用靜態密封就能容易地滿足密封要求，因此，密封裝置的真正關鍵是對于上述所列后者——旋轉擋圈6和密封罩上口圈11b之間的間隙的密封。因為內桶2相對于外桶1可以由脫水軸18a帶動轉動，實現脫水動作，旋轉擋圈6也會隨內桶2轉動而轉動，因此，旋轉擋圈6相對于密封罩11是存在相對運動的，即它們之間的密封是一種軸類旋轉密封結構。如圖1所示，旋轉擋圈外柱面6a與密封罩上口圈11b之間的間隙由密封件10密封，該密封件10由位于內、外側的筒形外緣及將兩外緣聯成一體的環形上緣構成，在內緣的上、下兩端分別具有向內傾斜延伸與旋轉擋圈外柱面6a過盈配合的上唇齒和下唇齒。
洗衣時，向內桶2注水，內桶依靠上述密封裝置使水不會流到外桶1，同時，在洗衣時由于排水閥14關閉，水只能貯存在內桶2和排水腔16內。當脫水時，排水閥14打開，內桶2里的水通過所述的排水通道排出，接著，內桶高速旋轉，含在衣物中的水在離心力的作用下沿著內桶壁上升，從上部脫水用出水口(圖中未示出)甩出，由外桶1收集，然后經過副排水口4、副排水管19接到排水管21排出。
上述現有技術的不足之處在于(1)按照現有技術這種常規的密封結構，即密封件10的唇齒始終抱緊會高速轉動的旋轉擋圈外柱面6a，當內桶高速旋轉時會產生磨損，導致密封件10壽命短，使密封失效，因為在洗衣機工作的過程中，該密封付在兩個程序中處在動態密封狀態中，即洗滌和脫水程序。洗滌程序內桶2轉動的角度很小，密封件10的唇齒和旋轉擋圈外柱面6a的相對運動很小，密封付可視為處于有介質的靜態密封中；但在脫水程序中，旋轉擋圈外柱面6a會隨內桶2高速旋轉，轉速可高達800轉/分以上，相對密封件10的唇齒的線速度可達4m/s以上，而此時由于排水腔16內的水已排干，密封付處于無介質的干摩擦狀態，且密封付又為過盈配合，因此其間所產生的摩擦力很大，很容易造成旋轉擋圈外柱面6a與密封件10的唇齒接觸處的磨損，導致密封失效，密封付的壽命降低。(2)密封付在高速干摩擦中極容易產生噪音。(3)摩擦力大，將大量消耗電機的功率，嚴重時導致脫水過程中電機將啟動困難。(4)在工藝上較難以保證密封性能因為密封件10的唇齒和旋轉擋圈外柱而6a應具有較好的同心度才能具有良好的密封性能，但由于其安裝環節過多且復雜，相關零件難免會有制造誤差，特別是外桶1和密封罩11為大型塑料件，極容易產生變形，很難保證它們有很好的同心度；有時為了彌補安裝誤差，可以加大密封唇齒對旋轉擋圈外柱面6a的裝配過盈量，但這樣一來，會導致密封付的摩擦力加大，隨之更會加劇前述(1)～(3)的種種問題。(5)為了解決動態密封的問題，需要采用耐磨、耐腐蝕材料制造旋轉擋圈6，且為了降低密封付的磨損，旋轉擋圈外柱面6a還應具有較高的精度和光潔度，這都會導致成本的增加，而為了解決干摩擦所產生的噪音和提高壽命，還須改進密封件10材料的成份，這也將導致成本的增加。循此技術方案發展下去，不但成本大大增加，而且還難以取得理想的技術效果，由此種種限制了該種節水型全自動洗衣機的發展。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是根據洗衣機實際只在內桶貯水和洗滌的過程中才需要內桶與外桶隔離密封而脫水過程不需要密封的特點，改現有技術密封裝置中密封件的唇齒與旋轉擋圈之間的徑向柱面動態密封即軸類旋轉密封為軸向端面動態密封，采用可彈性伸縮的密封件。具體結構是該密封裝置包括固定在外桶底部內側的密封罩、固定在內桶底部的托盤及由外桶與密封罩和托盤圍成的排水腔，以及用于封閉密封罩與托盤之間的間隙的密封件，其特征在于所述的密封件是一個套在脫水軸外、可以彈性伸縮將密封罩與托盤之間的間隙封閉的環形彈性體，其一端為固定端，它與排水腔的密封間隙兩邊的其中一面固定連接形成靜態密封，另一端為懸浮端，它具有一環形的水壓作用面，在固定端與懸浮端之間有彈性連接體，在彈性連接體的作用下，懸浮端輕觸間隙兩邊的另一個面形成的端面動態密封。
當洗衣機的洗衣程序開始時，向內桶注水，水經過內桶底部的排水孔注入排水腔，由于排水閥關閉，水首先充入排水腔，懸浮端靠彈性連接體預或者預拉產生的彈力接觸密封面，水不能流向外桶，隨著水位的進一步上升，水壓進一步加大，水壓作用在懸浮端的水壓作用面上，使懸浮端與密封面緊密接觸，密封更可靠，達到了封閉內外桶之間水的通道的目的。
當脫水程序開始時，排水閥開啟，水通過排水孔、排水腔、排水管和排水閥等排水通道排出，隨著排水腔內的水位下降，原作用在密封件懸浮端的水壓將消失，密封件的懸浮端僅由于彈性連接體受預置力作用輕觸密封面，此時內桶高速旋轉，含在衣物中的水在離心力的作用下沿著內桶壁上升，從上部脫水用出水口(圖中未示出)甩出，由外桶收集然后經過副排水口、副排水管接到排水管排出，由于密封件的懸浮端與密封面的摩擦力較小，且密封件的懸浮端的磨損可通過彈性連接體的彈力來自動補償而不影響密封付的密封質量。
本實用新型所述的密封件的固定端具有一環形裙邊，該裙邊與密封罩的上緣固定封閉連接形成靜態密封，在托盤底部對應密封件懸浮端上方設置托盤密封面，密封件懸浮端和托盤密封面為密封面，彈性連接體受預壓產生的彈力足夠使密封件的懸浮端與托盤密封面緊密接觸形成密封付。
本實用新型可以作以下的改進所述的密封件固定端固定封閉連接托盤底面，另一端為懸浮端，在密封罩上對應密封件懸浮端上方設置密封罩密封面，密封件的懸浮端與密封罩密封面為密封面，彈性連接體受預拉產生的彈力足夠使密封件的懸浮端與密封罩密封面緊密接觸形成密封付。
本實用新型還可以作以下的改進所述的密封件的固定端具有一環形裙邊，將該環形裙邊直接固定并密封在洗衣外桶底部內側，由密封件取代密封罩與托盤形成排水腔，達到簡化裝配工藝和降低產品成本的目的。
上述的彈性連接體可以制成具有良好彈性的風琴結構，這樣一來，懸浮端更容易實現伸縮，懸浮端對密封面的預壓力更小。
在本實用新型中，密封件最好由具有壓變性好、較高的機械強度和彈性的橡膠或其它高分子材料等適合做密封件并適合在洗滌液中工作的材料制成。
本實用新型的另一個改進是所述的密封罩密封面或者托盤密封面為在基材上復合上一層耐磨、耐蝕且表面平整光滑的金屬材料。
本實用新型的另一個改進是所述的密封件懸浮端復合一層壓變性、彈性、機械強度高的橡膠或其它高分子材料，這樣一來，可以有效降低整個密封件的制造成本。
本實用新型的另一個改進是在所述的密封件懸浮端下方與排水腔底部之間還設置一提供輔助壓力將懸浮端壓貼在密封面上的壓縮彈簧，該壓縮彈簧應耐銹蝕。
在本實用新型中，所述的復合包括表面涂覆、鑲嵌、粘合、真空鍍膜、電鍍、注塑成形等多種形式。
本實用新型的有益效果是(1)由于密封件是彈性伸縮的，它的懸浮端與密封罩密封面或者托盤密封面是端面接觸，在無水時僅靠彈性連接體受預壓(或預拉)產生的彈力保持密封件懸浮端與托盤密封面(或密封罩密封面)輕觸，內桶貯水和洗滌時，密封付還受到來自懸浮端水壓作用面由排水腔內水壓作用產生的壓力，且密封件的懸浮端的磨損可通過彈性連接體的彈力來自動補償而不影響密封付的密封質量，因此密封更可靠和壽命更長。(2)由于軸向端面動態密封的同心度不象徑向柱面動態密封的要求那樣高，因此本實用新型的密封裝置制造和安裝就容易得多了，成本也較低。(3)在本實用新型中，取消了制造成本高的旋轉擋圈(甚至密封罩)，因此，整機制造成本會降低。(4)由于避免了密封件與高速轉動的內桶及其相關零件的徑向過盈緊密接觸，僅靠彈性連接體受預壓(或預拉)產生的彈力保持密封件懸浮端與托盤密封面(密封罩密封面)的端面接觸，摩擦力小，有效解決了密封付產生劇烈摩擦以及隨之產生諸如噪聲、耗電多、脫水啟動阻力大等等一系列的問題。(5)日本的東芝、夏普等洗衣機制造商在二十世紀七、八十年代就已開發出外桶在洗衣時不貯水的節水型洗衣機(如JP昭54-12098、JP昭61-9878)，國內的洗衣機制造商也曾在二十世紀九十年代開發出同樣的產品，但由于外桶與內桶之間的動態密封解決得不好，一直未能大量推廣。采用本實用新型的密封結構，能較好地解決密封問題，將有利于節水型全自動洗衣機的推廣應用。
下面將結合實施例和附圖對本實用新型作進一步的詳細描述圖1是現有技術節水型全自動洗衣機密封付結構主視剖面圖。
圖2是本實用新型第1個實施例的主視剖面圖。
圖3是本實用新型第2個實施例的主視剖面圖。
圖4是本實用新型第3個實施例的主視剖面圖。
圖5是本實用新型第4個實施例的主視剖面圖。
圖6是本實用新型第5個實施例的主視剖面圖。
圖中1.外桶，1a.外桶中央孔，2.內桶3.波輪4.副排水口5.托盤 5a.托盤密封面6.旋轉擋圈 6a.旋轉擋圈外柱面7.排水孔8.密封墊9.密封墊10.密封件11.密封罩 11a.密封罩密封面 11b.密封罩上口圈12.密封墊13.主排水管14.排水閥15.主排水口16.排水腔17.密封件18.減速離合器 18a.脫水軸 18b.波輪軸19.付排水管20.密封件 20a.固定端 20b.懸浮端20c.懸浮端水壓作用面 20d.彈性連接體21.排水管22.壓縮彈簧具體實施方式
圖2所示的節水型全自動洗衣機密封裝置是本實用新型的第一個實施例，該密封裝置包括固定在外桶1底部內側的密封罩11、固定在內桶2底部的托盤5及由外桶1與密封罩11和托盤5圍成的排水腔16，以及用于封閉密封罩11與托盤5之間的間隙的密封件20，其中，托盤5可以隨內桶2一起轉動，即相對密封罩11運動；密封件20是一個套在脫水軸18a外、可以沿脫水軸18a彈性伸縮將密封罩11與托盤5之間的間隙封閉的環形彈性體，其一端為固定端20a，與密封罩11上緣固定封閉連接，另一端為懸浮端20b，它具有一環形的水壓作用面20c，該面與水平線的夾角α呈鈍角，以便提高水壓作用效率，在固定端20a與懸浮端20b之間具有一彈性伸縮風琴結構的彈性連接體20d；托盤5底面的排水孔7的外緣對應密封件的懸浮端20b上方處設置托盤密封面5a，托盤密封面5a和密封件的懸浮端20b為密封面，它們結合組成密封罩11與托盤5之間的密封付。
當洗衣機的洗衣程序開始時，向內桶2注水，水經過內桶2底部的排水孔7注入排水腔16，由于排水閥14關閉，水首先充入排水腔16，懸浮端20b靠彈性連接體20d受預壓產生的彈力輕觸并封閉托盤密封面5a，水不能流向外桶1，隨著水位的進一步上升，水壓進一步加大，水壓作用在懸浮端的水壓作用面20c上，使懸浮端20b壓緊在托盤密封面5a上，達到了封閉內外桶之間水的通道的目的。
當脫水程序開始時，排水閥14開啟，水通過排水孔7、排水腔16、排水管21和排水閥14等排水通道排出，隨著排水腔16內的水位下降，原作用在密封件懸浮端水壓作用面20c上的水壓將消失，密封件的懸浮端20b與托盤密封面5a僅由于彈性連接體20d受預壓產生的彈力保持接觸，此時內桶2高速旋轉，含在衣物中的水在離心力的作用下沿著內桶壁上升，從上部脫水用出水口(圖中未示出)甩出，由外桶1收集然后經過副排水口4、副排水管19接到排水管21排出。
圖3所示的節水型全自動洗衣機密封裝置是本實用新型的第二個實施例，與實施例一不同的是所述的密封件的固定端20a固定在托盤5底面和減速器18的法蘭上面之間并同時起密封作用，在所述的固定端20a上對應排水孔7開有相應的孔位和定位設計以保持內桶2排水道通暢；在固定端20a與懸浮端20b之間的可伸縮的彈性連接體20d具有風琴結構，密封罩11上緣內面在懸浮端20b上方對應處設密封罩密封面11a，密封件20的懸浮端20b和密封罩密封面11a為密封面，它們結合組成密封罩11與托盤5之間的密封付。
當洗衣機的洗衣程序開始時，向內桶2注水，水經過內桶2底部的排水孔7注入排水腔16，由于排水閥14關閉，水首先充入排水腔16，懸浮端20b靠彈性連接體20d受預拉產生的彈力接觸并封閉密封罩密封面11a，水不能流向外桶1，隨著水位的進一步上升，水壓進一步加大，水壓作用在懸浮端水壓作用面20c上，使之壓緊在密封罩密封面11a上，達到了封閉內外桶之間水的通道的目的。
當脫水程序開始時，排水閥14開啟，水通過排水孔7、排水腔16、排水管21和排水閥14等排水通道排出，隨著排水腔16內的水位下降，原作用在密封件懸浮端水壓作用面20c的水壓將消失，密封件的懸浮端20b與密封罩密封面11a僅由于彈性連接體20d受預拉產生的彈力保持接觸，此時內桶2高速旋轉，含在衣物中的水在離心力的作用下沿著內桶壁上升，從上部脫水用出水口(圖中未示出)甩出，由外桶1收集然后經過副排水口4、副排水管19接到排水管21排出。
圖4所示的節水型全自動洗衣機密封裝置是本實用新型的第三個實施例，與前述實施例一不同的是對其前述的密封裝置做進一步簡化直接將實施例一中所述的密封件的固定端20a的環形裙邊固定并密封在洗衣外桶1底部內側，環形裙邊和洗衣桶1底部內側及托盤5構成了前述的排水腔16，從而取消了獨立的密封罩11，達到簡化裝配工藝和降低產品成本的目的。在本實施例中，整個密封件20的縱截面為錐臺形，其上端為懸浮端20b，它與托盤密封面5a形成密封付，封閉內桶2與外桶1之間水的通道。
圖5所示的節水型全自動洗衣機密封裝置是本實用新型的第四個實施例，與實施例二不同的是在密封件的固定端20a與懸浮端20b之間的彈性連接體20d采用簡化結構——無其它實施例中的風琴結構，整個密封件20為“√”形的旋轉體，在自然狀態時，密封件的懸浮端20b預壓在密封罩密封面11a上并形成密封付。
圖6所示的節水型全自動洗衣機密封裝置是本實用新型的第五個實施例，與實施例三不同的是增加了一提供輔助壓力將密封件的懸浮端20b壓貼在托盤密封面5a上的壓縮彈簧22，這樣一來，可有效解決由于安裝或制造誤差而導致密封件20的懸浮端20b未能一直與托盤密封面5a保持接觸或密封性不好的問題。
權利要求1.一種節水型全自動洗衣機的密封裝置，包括固定在外桶(1)底部內側的密封罩(11)、固定在內桶(2)底部的托盤(5)及由外桶(1)與密封罩(11)和托盤(5)圍成的排水腔(16)，以及用于封閉密封罩(11)與托盤(5)之間的間隙的密封件(20)，其特征在于所述的密封件(20)是一個套在脫水軸(18a)外、可以彈性伸縮將密封罩(11)與托盤(5)之間的間隙封閉的環形彈性體，其一端為固定端(20a)，它與排水腔的密封間隙的兩邊中的一面固定連接形成靜態密封，另一端為懸浮端(20b)，它具有一環形的水壓作用面(20c)，在固定端(20a)與懸浮端(20b)之間有彈性連接體(20d)，在彈性連接體的作用下，懸浮端輕觸間隙兩邊的另一個面形成的端面動態密封。
2.根據權利要求1所述的節水型全自動洗衣機的密封裝置，其特征在于所述的密封件(20)的固定端(20a)具有一環形裙邊，該環形裙邊與密封罩(11)的上緣固定封閉連接，在托盤(5)底部對應密封件懸浮端(20b)上方設置托盤密封面(5a)，密封件懸浮端(20b)與托盤密封面(5a)形成密封付。
3.根據權利要求2所述的節水型全自動洗衣機的密封裝置，其特征是所述的密封件的固定端(20a)直接固定并密封在洗衣外桶(1)底部內側，由密封件(20)與外桶底面和托盤(5)形成排水腔(16)。
4.根據權利要求2或3所述的節水型全自動洗衣機的密封裝置，其特征是所述的托盤密封面(5a)為一耐磨、耐蝕、光滑平面。
5.根據權利要求1所述的節水型全自動洗衣機的密封裝置，其特征在于所述的密封件的固定端(20a)具有一環形裙邊，該環形裙邊與托盤(5)固定封閉連接，在密封罩(11)上緣內面對應密封件懸浮端(20b)處上方設置密封罩密封面(11a)，密封件懸浮端(20b)與密封罩密封面(11a)形成密封付。
6.根據權利要求5所述的節水型全自動洗衣機的密封裝置，其特征是所述的密封罩密封面(11a)為一耐磨、耐蝕、光滑面。
7.根據權利要求1或2或3或5或6所述的節水型全自動洗衣機的密封裝置，其特征是所述的彈性連接體(20d)具有風琴結構，水壓作用面(20c)與水平線的夾角α呈鈍角。
8.根據權利要求7所述的節水型全自動洗衣機的密封裝置，其特征是密封件的懸浮端(20b)表面復合一層壓變性、彈性及機械強度好的橡膠或其它高分子材料。
9.根據權利要求7所述的節水型全自動洗衣機的密封裝置，其特征是所述的排水腔上的密封面為在基材上復合上一層耐磨、耐蝕且表面平整光滑的金屬材料。
10.根據權利要求7所述的節水型全自動洗衣機的密封裝置，其特征是密封件的懸浮端(20b)下方和排水腔(16)底部之間還設有提供輔助壓力將懸浮端(20b)壓貼在密封面上的壓縮彈簧22。
專利摘要一種節水型全自動洗衣機的密封裝置，包括固定在外桶(1)底部內側的密封罩(11)、固定在內桶(2)底部的托盤(5)及由外桶1與密封罩(11)和托盤(5)圍成的排水腔，以及用于封閉密封罩(11)與托盤(5)之間的間隙的密封件(20)，其特征在于密封件(20)是一個套在脫水軸(18a)外、可以彈性伸縮的環形彈性體，其一端為固定端(20a)，它與排水腔的密封間隙的兩邊中的一面固定連接形成靜態密封，另一端為懸浮端(20b)，在固定端(20a)與懸浮端(20b)之間的彈性連接體(20d)的作用下，懸浮端輕觸間隙兩邊的另一個面形成的端面動態密封。其優點是密封效果好，制造和安裝簡易，成本也較低，能夠解決原有密封副產生摩擦以及隨之產生諸如噪聲、耗電多、脫水啟動阻力大等等一系列的問題。
文檔編號D06F37/00GK2568682SQ0222754
公開日2003年8月27日 申請日期2002年5月16日 優先權日2002年5月16日
發明者葉小舟, 蔡健清 申請人:葉小舟