CN101382128B - 可排气及防止失压的喷洒用隔膜式增压泵 - Google Patents

Abstract

一种可排气及防止失压的喷洒用隔膜式增压泵，系直接在泵头盖的出水管座侧面上，设具有一中空筒状的排气座，再于该排气座内塞置有一气压活塞座及一压缩弹簧，且其与出水管座相接处又设有一通气口，而于该排气座的中央顶面再穿设有一与该气压活塞座相连通的排气孔；当增压水内夹杂含有空气时，会使得增压水的压力下降而导致排气座内压缩弹簧的弹力反而大于增压水，此时在该压缩弹簧的弹力作用下，会使增压水内的空气先由气压活塞筒的贯通孔而进入气压活塞座中，最后通过排气座的排气孔而排放出泵头盖外，以达成排除喷洒用隔膜式增压泵内的空气，并使其内部所有的构件，不会应含有空气而间接造成运转不顺的状态，以及不会导致整体输出水压发生间断或不稳的现象，同时亦可增加其使用寿命。

Description

可排气及防止失压的喷洒用隔膜式增压泵

(一)技术领域：

本发明是关于一种配置于加压水清洗器具上的喷洒用隔膜式增压泵，其能提供加压水的过程中不失压，使清洗器具获得稳定的水压输出，而特别有利于喷水清洗功效上的增益。

(二)背景技术：

如图1所示，是目前市售常用于冲洗汽车的加压清洗装置，主要由一喷水枪1、一喷洒用隔膜式增压泵10及一可携式储水箱2所组成，其优点在于该喷洒用隔膜式增压泵10的体积小可塞置入可携式储水箱2内，且其供电电源为直流24伏特而能直接利用汽车的点烟器开关来插入使用，再利用该可携式储水箱2不受水源位置的限制，只要注满水后即可手提移至户外车辆的周边来进行冲洗清洁车辆之工作；其作动方式是藉由喷洒用隔膜式增压泵10上端泵头盖60的进水口61，先将可携式储水箱2内的水经由进水管3吸入，经过增压后的高压水再由泵头盖60上的出水口62排出，最后经由出水管4而输送至喷水枪1来做为喷洒所需的水压，因此，该喷洒用隔膜式增压泵10的性能好坏将直接影响输出水压的稳定与否。

然而，在前述作动使用过程中发现存在两大缺失：第一项缺失是，当可携式储水箱2内的储水量耗尽后，必须再重新注入另一次的用水，此时连接于喷洒用隔膜式增压泵10上端泵头盖60的进水口61与可携式储水箱2之间的进水管3内会存留有空气，当再次将喷洒用隔膜式增压泵10启动后，原存留在进水管3内的空气即会夹杂在水中进入该泵头盖60内，进而导致整体增压效果降低，使得输出的水压产生间断或不稳之现象，同时亦对喷洒用隔膜式增压泵10内的所有构件间接造成运转不顺的状态，在长期使用下更会累积形成对喷洒用隔膜式增压泵10不当的负荷，并进而减短其使用之寿命；换言之，如何将每次重新注入水后使夹杂在水中的空气给予「排除」，便成为首要必须解决的课题。

其第二项缺失则在于该喷洒用隔膜式增压泵10常会随着使用时间或频率的增加而有「失压」的现象产生，在明了其原因前，须对习知喷洒用隔膜式增压泵10的内部构件有认识，故先加以说明如下：

如图2至图6所示，该习知喷洒用隔膜式增压泵10，系包括：一马达11，一位于该马达11输出轴(图上未示)端部之上盖座12，该上盖座12周缘置设有数个螺孔13；一枢设在该上盖座12中，且受到该马达11出力轴驱动并转换呈轴向往复运动之数个摆轮14；一罩设在该上盖座12上之隔膜片20；一嵌设在该隔膜片20上之活塞阀体30；分别紧贴固定于活塞阀体30上的一止逆胶垫40与三个活塞片50；以及一泵头盖60等组件；藉由上盖座12之数个螺孔13和泵头盖60上相对应位置预设之穿孔63，共同由螺栓5加以螺固组合而成(如图4所示)。

其中，在该隔膜片20顶面周缘环设有一密封槽21，且相对于各摆轮14位置又分别凸设有三个凸起部22，在每一凸起部22上则迭置有一活塞推块23，且该每一活塞推块23及凸起部22上均分别设有同一中心轴线的穿孔231及221，再由螺丝24分别穿过各该穿孔231、221后，可将隔膜片20及各活塞推块23同时螺固于每一个摆轮14上(如图4所示)，使该隔膜片20及各活塞推块23可与每一个摆轮14同步产生轴向往复运动位移作用(如图4中之假想线所示)。

又如图2、图4至图6所示，该活塞阀体30朝向泵头盖60方向的中央位置凹设有一半球形凹槽的排水座31，于排水座31中央穿设有一定位孔32，以定位孔32为中心各间隔120度夹角位置上，各凹设有一道隔离凹槽33，再于各隔离凹槽33之间的每一区域上各穿设有数个排水孔34，而该各区域排水孔34的排水座31外围面上，又分别对应设有一入水座35，而每一入水座35中央均穿设有一定位孔36，且每一入水座35上另穿设有数个入水孔37；该止逆胶垫40系紧贴于活塞阀体30的排水座31顶面上，为一体成型的软质弹性中空半球状体，其底部中央向下凸伸有一定位柱41，顶面中央间隔120度夹角位置上各接设有一道肋板42，且相对于各该肋板42的外周缘面上，再向外各凸设有一片凸板43，利用定位柱41插入排水座31的定位孔32，以及同步使各凸板43嵌入隔离凹槽33内，即可使整个止逆胶垫40的外周缘半球面完全密贴阻遮住排水座31上各区域的排水孔34(如图4所示)；而该三个活塞片50亦分别紧贴于活塞阀体30的各入水座35上，是为一体成型的圆形软质弹性倒位喇叭状体，其中央凸伸有一定位柱51，由定位柱51至其最外周缘面系设具成凸圆弧面，而底面则向内设具成凹圆弧面，利用该定位柱51插入该入水座35上的定位孔36内，即可使整个活塞片50的外周缘弧面完全密贴阻遮住所有的入水孔37(如图4及图5所示)；其中，该活塞阀体30的各入水座35上的活塞片50之凹圆弧底面，与隔膜片20的各活塞推块23之间，系分别形成有数个低压水室6(如图4所示)，且该各低压水室6的另一端均与其相对应的各入水孔37相连通。

再如图1、图2至图4所示，该泵头盖60外缘面的侧边上设有一进水口61及数个穿孔63，而于内缘面中央穿设有一出水口62，自该出水口62向外再凸伸一出水管座64，又近出水口62处的出水管座64侧壁面上再穿设有一中空压力开关座65，得供习知市售之压力开关P锁固，另于泵头盖60内缘面的底部环设有一阶状槽66，使该活塞阀体30之外周缘面能密贴在该阶状槽66上，且该泵头盖体60的内缘面中央朝向该阶状槽66凸设有一圆环槽67，藉由该圆环槽67的顶端部压掣抵贴于该活塞阀体30之排水座31外围缘面上，使得该圆环槽67的内壁面与该排水座31之间形成一高压水室7(如图4所示)。

请参阅图1、图7及图8所示，当可携式储水箱2内的水W经进水管3进入泵头盖60的进水口61后(如图7中箭头所示)，会因摆轮14连动活塞推块23行轴向往复作动下而产生吸力及推力之交互作用，故当活塞推块23作动远离活塞片50时，即同步产生吸附力而将活塞片50吸离入水座35，使得由进水口61进入的水W，经由入水孔37被第一次增压而进入低压水室6内(如图7中各示意箭头所示)；又当活塞推块23顶推靠近活塞片50时，在进入低压水室6内已被第一次增压的水W，即又会被同步挤压形成第二次增压，并经由排水孔34而进入高压水室7内(如图8中各示意箭头所示)，而不断依序经由各排水孔34挤压汇流入高压水室7内的水压即会被增压至80psi～100psi的高压力值，最后再从泵头盖60的出水口62输出，且经过出水管座64后由出水管4到达喷水枪1，以提供进行高压喷洗车辆或其它物品的工作需求。

然而，前述作动过程中却存在有一重大缺点；亦即，当喷洒用隔膜式增压泵10使用一段时间后，该止逆胶垫40因系设计成半球状(如图5所示)，且覆盖在活塞阀体30之各排水口34上，并配合活塞推块23来产生互相交替式启闭阀门之作用，因此其每次启、闭时产生的弹性位移量极为有限，除会导致排水效率受到影响之外，更因每一排水孔34在轮流依序行排水推开其各自所相应部份的止逆胶垫40之间时，同步地会连带影响到其相邻排水孔34位置所对应之止逆胶垫40的闭合效果，故常会有未能确实达成应有百分之百闭合该尚未轮流到排水作动的排水孔34之效果，从而降低了整个喷洒用隔膜式增压泵10的排水效率，尤其在止逆胶垫40被作动使用一段时间后，更因材料逐渐地老化，使得其产生的变形量δ加大(如图6所示)，导致该止逆胶垫40最后无法完全闭合各排水孔34的情事发生，进而使得整体的输出水量减少及输出的压力降低，这也就是前述第二项缺失的「失压」问题会发生之主要原因。

为解决上述止逆胶垫40因变形所造成习知喷洒用隔膜式增压泵10失压的问题，本发明人乃加以改进其设计，并先后于2004年10月27日提出中国发明第200410090237.X号(公开号CN1714718A)「出水压力板」，及2005年10月26日提出申请美国专利第11/258,027号(公开公告号：US2006/0090642)等两件专利申请在案，其改进结构的方式即如图9至图12所示，主要是将习知喷洒用隔膜式增压泵10中活塞阀体70朝向泵头盖60方向的中央排水座71设具成平面状，于排水座71顶面中央凸设有一定位块72，且该定位块72的中央穿设有一定位孔73，再以该定位块72为中心各间隔120度夹角的区域上，各穿设有数个排水孔74，而该各区域排水孔74的排水座71外围面上，又分别对应设有一入水座75，而每一入水座75中央均穿设有一定位孔76，且每一入水座75上另穿设有数个入水孔77；另将止逆胶垫80亦设具成可完全覆盖住排水座71的平面型多瓣叶片状，于各叶片之间并开设有一道开叉的长条缺口81，使其形成每一瓣叶片恰好分别可对应贴合阻遮住排水座71上的每一排水孔74，又于止逆胶垫80的中央穿设有一定位口82，并在该定位口82的底面向下凸设有一圈定位环83(如图10所示)。

再如图10及图11所示，当组合时，系先将止逆胶垫80的定位环83朝向排水座71，使其定位82套置于活塞阀体70排水座71中央的定位块72后，再利用一T型定位柱90插入该定位块72上的定位孔73，即可完成该止逆胶垫80与活塞阀体70两者的固定结合。

请参阅图12所示，将该活塞阀体70与止逆胶垫80经过长期实际测试使用后，确实能将「失压」的问题大幅度地改善，且该止逆胶垫80不会再有发生变形之缺点，但又发现使用一段时间后，该T型定位柱90会有松脱导致止逆胶垫80与排水座71无法完全密合之情形，以及该止逆胶垫80中各瓣叶片的结构强度稍嫌不足，恐会影响喷洒用隔膜式增压泵10的使用寿命期限；再者，原有三个喇叭状活塞片50在不断地交互启闭作动下，以及材质老化等因素影响下，亦会有产生变形之缺点；因此，本发明人乃再次积极研究，以朝向完全不失压及排除空气进入导致水压间断或不稳两大缺失来改进，并已获致最佳的解决方法。

(三)发明内容：

本发明的主要目的系提供一种可排气及防止失压的喷洒用隔膜式增压泵，其直接在泵头盖的出水管座侧面上，设具有一中空筒状的排气座，该排气座内塞置有一气压活塞座及一压缩弹簧，且其与出水管座相接处设有一通气口，而于该排气座的中央顶面再穿设有一与气压活塞座相连通的排气孔；当增压水内夹杂含有空气时，会使得增压水的压力下降而导致排气座内压缩弹簧的弹力反而大于增压水，此时在该压缩弹簧的弹力作用下，会使增压水内的空气先由气压活塞筒的贯通孔而进入气压活塞座中，最后通过其开口端与排气座的排气孔而排放出泵头盖外，以达成排除喷洒用隔膜式增压泵内的空气，进而对喷洒用隔膜式增压泵内的所有构件，不会因含有空气而间接造成运转不顺的状态，并能避免造成整体增压之效果降低，以及不会导致整体输出水压发生间断或不稳的现象，同时亦可增加喷洒用隔膜式增压泵的使用寿命。

本发明的另一目的则在提供一种可排气及防止失压的喷洒用隔膜式增压泵，其主要在于该活塞阀体的排水座顶面，以其定位孔中心为最低点而设具成一向内之凹弧面，同时将该三个入水座与各活塞片相贴合的接触面，亦以其定位孔中心为最低点，亦设具成向内之凹弧面；当止逆胶垫的定位柱嵌固于排水座的定位孔内后，该止逆胶垫的底面与排水座顶面的凹弧面两者之间会形成有一空隙；同样地，当各活塞片的定位柱分别嵌固于入水座的定位孔内后，该各活塞片的底面与其所相配置入水孔的凹弧面两者之间亦会形成有一空隙；藉由前述各该空隙之作用，可使止逆胶垫与活塞片在受到活塞推块的作动，会产生更强的吸附力，进而对整体增压效率更为大幅提升；另将止逆胶垫的三瓣叶片更采中央厚但边缘薄之结构设计，使其强度会比平面型同一厚度的结构强度更佳，进而提供在交互启闭的作动下，更能达成每次确实抵贴闭合于排水孔与入水孔上的作用，使能完全根除「失压」的缺失。

(四)附图说明：

图1：系习知加压清洗装置之示意图。

图2：系习知喷洒用隔膜式增压泵之立体分解图。

图3：系习知喷洒用隔膜式增压泵中泵头盖之立体图。

图4：系第三图中A-A线之剖面示意图。

图5：系习知喷洒用隔膜式增压泵中活塞阀体之立体示意图。

图6：系习知喷洒用隔膜式增压泵中止逆胶垫的变形立体示意图。

图7：系习知喷洒用隔膜式增压泵之作动示意图之一。

图8：系习知喷洒用隔膜式增压泵之作动示意图之二。

图9：系习知喷洒用隔膜式增压泵中另一种活塞阀体与止逆胶垫的立体示意图。

图10：系第九图的平面分解剖面示意图。

图11：系第十图的平面组合剖面示意图。

图12：系第九图组合于习知喷洒用隔膜式增压泵的剖面示意图。

图13：系本发明第一实施例的立体示意图。

图14：系第十三图中B-B线之剖面示意图。

图15：系本发明第一实施例的作动示意图之一。

图16：系本发明第一实施例的作动示意图之二。

图17：系本发明第二实施例的平面分解剖面示意图。

图18：系本发明第二实施例的平面组合剖面示意图。

图19：系本发明第三实施例的立体分解示意图之一。

图20：系本发明第三实施例的立体分解示意图之二。

图21：系本发明第三实施例的平面分解示意图。

图22：系本发明第三实施例的平面组合剖面示意图。

图23：系本发明第三实施例的作动示意图之一。

图24：系本发明第三实施例的作动示意图之二。

主要组件符号说明：

1-喷水枪    2-可携式储水箱

3-进水管    4-出水管

5-螺栓      6-低压水室

7-高压水室            10-喷洒用隔膜式增压泵

11-马达               12-上盖座

13-螺孔               14-摆轮

20-隔膜片             21-密封构

22-凸起部             23-活塞推块

24-螺丝               30、70、400-活塞阀体

31、71、401-排水座

32、36、73、76、402、405-定位孔

33-隔离凹槽           34、74-排水孔

35、75、404-入水座    37、77、406-入水孔

40、80、500-止逆胶垫  41、51、501、601-定位柱

42-肋板               43-凸板

50、600-活塞片        60-泵头盖

61-进水口             62-出水口

63、221、231-穿孔     64-出水管座

65-压力开关座         66-阶状槽

67-圆环槽             72-定位块

81-长条缺口           82-定位口

83-定位环             90-T型定位柱

100-排气座            101-第一排气室

102-第二排气室        103、302-通气口

104-排气孔        200-气压活塞座

201-开口端        202-封闭端

203-压缩弹簧      204-贯通口

205-密封圆环      300-接头座

301-阶梯孔        303-管螺纹

407、408-凹弧面   G1、G2-空隙

P-压力开关        W-水

W’-增压水

(五)具体实施方式：

如图13及图14所示，系本发明一种可排气的喷洒用隔膜式增压泵之第一实施例，其包括：

一排气座100，系为中空筒状体并接连于喷洒用隔膜式增压泵10上端泵头盖60的出水管座64侧壁面上，其下段部与上段部分别设有一第一排气室101及一第二排气室102，该第一排气室101的直径较第二排气室102为大且彼此相互贯通，另于第一排气室101与泵头盖60的出水管座64侧壁面相接处穿设有一通气口103，而于排气座100顶面中央朝向该第二排气室102再穿设有一排气孔104；及

一气压活塞座200，系顶面为开口端201而底端为封闭端202的中空圆筒体，其开口端201系塞置于排气座100之第二排气室102内，且外径较封闭端202的外径为小，而封闭端202则置于第一排气室101内，且恰对应于该排气座100之通气口103位置，另该气压活塞座200由其开口端201朝向内部再塞置有一压缩弹簧203，且于靠近封闭端202的侧边壁面上又穿设有一贯通孔204，而介于该贯通孔204与封闭端202之间的外缘面上再套置有一密封圆环205。

请参阅图15及图16所示，当泵头盖60中高压水室7的增压水W’内未含有空气时，因增压水W’的压力大于压缩弹簧203的弹力，因此流经出水管座64的增压水W’会同步由通气口103进入排气座100的第一排气室101内，并施力于气压活塞筒200的封闭端202上，而将整个气压活塞筒200完全推入第二排气室102内，此时位于该气压活塞筒200上的贯通孔204亦全部被塞入于第二排气室102内，同时藉由密封圆环205的紧贴止漏功能，迫使原进入第一排气室101内的增压水W’无法进入第二排气室102内，因此所有的增压水W’均会全部从出水管座64输出(如图15中实线箭头所示)，此一作动情形下即是正常的增压排水的状态；当增压水W’内夹杂含有空气时，会使得增压水W’的压力下降而导致压缩弹簧203的弹力反而大于增压水W’，此时在该压缩弹簧203的弹力作用下，会使得气压活塞筒200的封闭端202开始向前伸入第一排气室101内，并同步地令该贯通孔204亦进入第一排气室101内，因此，增压水W’内所含的空气即会顺着通气口103进入第一排气室101内，再经由贯通孔204进入气压活塞座200中，最后通过其开口端201与排气座100的排气孔104而排放出泵头盖60外(如图16中虚线箭头所示)并达成排气的功效；待所有的空气均被排出泵头盖60外后，即可使喷洒用隔膜式增压泵10恢复原来正常的增压运作状态，而该排气座100内的气压活塞座200则将再度回复成正常增压排水的位置(如图15所示)。

再如图17及图18所示，系本发明可排气的喷洒用隔膜式增压泵之第二实施例，主要是将排气座100更设成与泵头盖60相互分离，使其彼此成为非接连的状态；系于排气座100的底部面延伸设有一接头座300，再于该接头座300的内部穿设有相互贯通的阶梯孔301，其中，该阶梯孔301与第一排气室101之间穿设有一相互连通的通气口302，且于阶梯孔301之间穿设有一相互连通的通气口302，且于阶梯孔301的两端边接口处分别再设具有管螺纹303(如图17所示)；藉由该接头座300两端之管螺纹303，可分别螺固接连于泵头盖60之出水管座64与出水管4上(如图18所示)，使得排气座100仍能达成与第一实施例相同之排气功能。

请参阅图19至图22所示，系本发明可排气的喷洒用隔膜式增压泵之第三实施例，主要在于该活塞阀体400的排水座401顶面，以其定位孔402中心为最低点而设具成一向内之凹弧面407(如图21所示)，同时将该三个入水座404与各活塞片600相贴合的接触面，亦以其定位孔405中心为最低点，而设具成向内之凹弧面408(如图21所示)；另将止逆胶垫500与其底面中央凸伸之定位柱501两者，均以同一种软质弹性材料一起一体成型制成单一组件；其中，该止逆胶垫500的顶面设具成凸圆弧面，而底面则设具成平面，且于顶面中央至底面中央之间的厚度t1较其末端周缘顶面至底面之间的厚度t2为大(如图20中a-a剖面图及图21所示)，另该三个活塞片600的顶面亦设具成凸圆弧面，而底面则设具成平面，且其顶面中央至底面中央之间的厚度t3亦较其末端周缘顶面至底面之间的厚度t4为大(如图20中b-b剖面图及图21所不)。

续如图22至图24所示，当止逆胶垫500的定位柱501嵌固于排水座401的定位孔402内后，该止逆胶垫500的底面与排水座401顶面的凹弧面407两者之间会形成有一空隙G1(如图22所示)；同样地，当活塞片600的定位柱601嵌固于入水座404的定位孔405内后，该活塞片600的底面与入水孔406的凹弧面408两者之间亦会形成有一空隙G2(如图22所示)；藉由该空隙G1与空隙G2之作用，可使止逆胶垫500与活塞片600在受到活塞推块23的作动下，会产生更强的吸附力，进而对第一次增压与第二次增压后之整体增压效率更为大幅提升，同时止逆胶垫500三瓣叶片系中央厚但边缘薄之结构设计，故其强度会比平面型同一厚度的结构强度更佳，其在交互启闭的作动下更能达成每次确实抵贴闭合于排水孔403与入水孔406上(如图23及图24所示)，使得「失压」的问题能完全消除；再者，该止逆胶垫500因是一体成型之单一组件，故在组装的过程中将更为快速省时，并得以大幅减少生产工时成本的支出。

Claims (2)

1.一种可排气的喷洒用隔膜式增压泵，系包括：一马达，一位于该马达出力轴端部之上盖座，该上盖座周缘置设有数个螺孔；一枢设在该上盖座中，且受到该马达出力轴驱动并转换呈轴向往复运动之数个摆轮；一罩设在该上盖座上之隔膜片；一嵌设在该隔膜片上之活塞阀体；分别紧贴固定于活塞阀体上的一止逆胶垫与三个活塞片；及一泵头盖；

其特征在于：该泵头盖的出水管座侧壁面上设有一排气座及一气压活塞座，其中，该排气座系为中空筒状体，其下段部与上段部分别设有一第一排气室及一第二排气室，该第一排气室的直径较第二排气室为大且彼此相互贯通，另于第一排气室与泵头盖的出水管座侧壁面相接处穿设有一通气口，而于排气座顶面中央朝向该第二排气室再穿设有一排气孔；该气压活塞座，系顶面为开口端而底端为封闭端的中空圆筒体，其开口端系塞置于排气座之第二排气室内，且外径较封闭端的外径为小，而封闭端则置于第一排气室内，且恰对应于该排气座之通气口位置，另该气压活塞座由其开口端向内部塞置有一压缩弹簧，且于靠近封闭端的侧边壁面上又穿设有一贯通孔，而介于该贯通孔与封闭端之间的外缘面上再套置有一密封圆环。

2.根据权利要求1所述的可排气的喷洒用隔膜式增压泵，其特征在于：该排气座可更设成与泵头盖相互分离，使其彼此成为非接连的状态，于排气座的底部面延伸设有一接头座，再于该接头座的内部穿设有相互贯通的阶梯孔，又该阶梯孔与第一排气室之间穿设有一相互连通的通气口，且于阶梯孔的两端边的接口处分别再设具有管螺纹。

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