CN101618386B - 一种节水节能水气相溶高压清洗设备 - Google Patents

Abstract

一种节水节能的水气相溶高压清洗设备，包括助安装壳、清洗枪、压力感应阀、助水泵、气压调整阀以及若干连接管；还包括蜂窝式文氏高压水气相溶罐，助水泵与其进水口相连，气压调整阀设置于与该罐体与连通的气泵的主气道上。罐体内的蜂窝式文氏集成排气孔内部形状构造兼有倾斜式，螺旋式，锥度文氏式三种设计。可采用缓冲节流阀利用气泵控制整个清洗设备工作。本发明创作采用高压空气与水相溶实现脉冲高压清洗的结构，工作压力并不是太高，而是将压力设计在脉冲时的出口外，罐体的压力安全靠，可实现无驱动设计。本设计方案结构简单，安装和使用方便，减少维修维护成本，具有良好的节水节能，安全环保性能，提高了使用效率和设备的稳定性。

Description

一种节水节能水气相溶高压清洗设备

技术领域

本发明涉及清洗类设备领域，更具体的说是一种用于高压清洗的具有节水、节能、安全、高效、环保的水气相溶清洗设备，多用于汽车清洗。

背景技术

现有的清洗设备是一种高压电机为驱动的高压水枪，利用电机的驱动带动活塞缸压力泵，运用活塞压力泵强行加压实现高压清洗的一种设备。由于采用220V电压，在操作中容易造成人员触电伤亡，即便是采用保护装置也存在安全隐患。电机的额定功率在2200W以上，耗电量高。活塞式压力泵是靠强压使水的流量增加实现高压清洗的，所以用水量大。

为克服上述缺点，很多清洗类设备设计微水清洗设备。所谓的微水清洗采用节制水流量的方法，相应的节约了一部分水，但是压力相应较低，达不到高压清洗的效果，也增加了清洗的时间，而且性能极不稳定。还有一种蒸汽清洗设备，是使用高压强电流将水加热至高压罐，实现高压蒸汽清洗。功率高达6000W以上，虽然具有一定的节水性，但是巨额的电耗也带来很大的损失，根本不可能节能并且存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的技术中的缺点，提供一种结构简单稳定，维修维护简易，且具有良好的节水节能、环保安全、维修成本低的高效水气相溶高压清洗设备。

为实现上述目的，本设计采用如下技术方案：

本方案设计了一种具有节水节能、高效安全的水气相溶高压清洗设备，结构包括助安装壳、清洗枪、压力感应阀、助水泵、气压调整阀、蜂窝式文氏高压水气相溶罐和至少一个缓冲截流阀，以及若干连接管，上述所有装置均安装在安装壳内；

所述的蜂窝式文氏高压水气相溶罐，由四个部分组成，分别是进水罐体、高压罐体、文氏管体、排气装置。进水罐体和高压罐体组合成蜂窝式文氏高压水气相溶罐的外壳，文氏管体的出水口部分贯穿排气装置，并一同设置于高压罐体的内腔，文氏管体的出水口和蜂窝式文氏集成排气装置的蜂窝式文氏集成排气孔直接对准高压罐体内的水气相溶腔，文氏管体、蜂窝式文氏集成排气孔所在的圆周和水气相溶腔为同轴关系；进水罐体的内腔和文氏管体的内腔一同拼合成整个蜂窝式文氏高压水气相溶罐的储水腔。

所述的排气装置的中心孔(文氏管体的出水口部分贯穿其中，为锥形)周围部位沿圆周分布若干蜂窝式文氏集成排气孔，这些排气孔位于同一个圆周上，两两对称，且等分圆周；该蜂窝式文氏集成排气孔内部采用三种设计：倾斜式，螺旋式，并兼锥度文氏设计。与蜂窝式文氏集成排气孔内部相连的是单槽锥形蜂窝式储气道，该储气道由高压罐体的内壁和文氏管体的外壁形成，其一侧开口与气泵的主气道相联，保证气压快速同步释放。

其中，所述蜂窝式文氏集成排气孔的数量、大小，及其所分布圆周的大小应根据实际情况设定

气泵将高压空气送达气压调压阀连接到蜂窝式文氏高压水气相溶罐的进气口，调整好罐体水气相溶压力，打开蜂窝式文氏高压水气相溶罐的出水口时高压空气经过蜂窝式文氏集成排气孔强行向出水口排气，使蜂窝式文氏高压水气相溶罐的储水罐产生负压将水脉冲式高压排出。蜂窝式文氏集成排气孔的螺旋式设计使排气时气流形成高压空气旋转排出以提高罐内的负压强度，而该孔也同时设计成聚焦倾斜式，则在排气时更一步提高中心聚焦点，使高压空气排出更通畅，罐内负压更大。总之，蜂窝式文氏集成排气孔中的高压空气排出流量越大、排出的压力越大、聚焦越中心、排气旋转越快，蜂窝式文氏高压水气相溶罐的负压越大，出水口的脉冲高压力越强，清洗效果就越好。

所述的助水泵包括气动马达和隔膜助水泵组件两个部分；气动马达安装在隔膜助水泵组件下端，其进气口与缓冲截流阀的主出气口相连接，其中心转子优先选用气压涡轮。即助水泵采用气压涡轮驱动隔膜水泵结构，气压涡轮驱动隔膜泵是通过高压空气推动泵体里的偏心轮使偏心轮与泵体反复闭合排气是产生反复离心力，达到旋转扭矩高，功率高和转速高的目的。气压涡轮泵的旋转驱动隔膜助水泵，使隔膜助水泵强行将水送达蜂窝式文氏高压水气相溶罐的储水腔。

其中，气压涡轮驱动隔膜水泵的排气与蜂窝式文氏高压水气相溶罐相通，排气强行进入进气管，更一步达到节能目的。

所述气压调整阀可连接于蜂窝式文氏高压水气相溶罐和缓冲截流阀之间，当水进入蜂窝式文氏高压水气相溶罐后，根据罐内的压力调整适合的进气压力，从而调整水气相溶的比例，使蜂窝式文氏高压水气相溶罐的出水口脉冲力达到最佳状态。

所述缓冲截流阀是气压自动截流装置，采用三腔活塞式结构。一号气腔和二号气腔设置于主气道的两侧，二号活塞设置于一号气腔和二号气腔之中，来回运动可开关主气道；一号气腔与三号气腔相连通，三号气腔内设置一号活塞，一号活塞连有调压弹簧，弹簧的另一端外部设置有压力调整阀；三号气腔与主气道之间有单向通道，气流只能从三号气腔排入主气道；三号气腔与四号气腔由调压孔连通，四号气腔设置带复位弹簧的三号活塞，调压孔的开闭由一号活塞和三号活塞共同完成；四号气腔与二号气腔之间有二四腔通气孔，四号气腔有复位弹簧的一端与主气道相连通，而二四腔通气孔设置在四号气腔中三号活塞的另一侧。

整台设备可安装两个缓冲截流阀，一个控制助水泵，一个控制蜂窝式文氏高压水气相溶罐的高压空气。两者的开启和关闭时间为：控制助水泵的缓冲截流阀装置先启动后关闭，该控制由两个缓冲截流阀上的压力调整阀来完成。控制蜂窝式文氏高压水气相溶罐的高压空气的缓冲截流阀装置先关闭后启动，开启与关闭时间差1-2秒，正是这1-2秒起到关键的作用。

本发明创作采用高压空气与水相溶实现脉冲高压清洗的结构，蜂窝式文氏高压水气相溶罐的工作压力并不是太高，而是将压力设计在脉冲时的出口外，罐体的压力安全比较可靠，实现了罐体内无驱动设计。高压空气与助水泵均采用独立设计，当构件损坏时均可以独立修理与更换，稳定性大大提高，降低了故障率。总而言之，本设计方案是一种节水节能的水气相溶高压清洗设备，结构简单，安装和使用方便，减少维修维护成本，具有良好的节水节能，安全环保性能，提高了使用效率和设备的稳定性，相对现有技术具有实质性特点。

附图说明

图1为本发明方案优选实施例总体安装位置示意图；

图2为本发明主体部件蜂窝式文氏高压水气相溶罐结构图；

图3A为本发明蜂窝式文氏集成排气孔位置分布示意图；

图3B为本发明蜂窝式文氏集成排气孔倾斜式构造示意图；

图3C为本发明蜂窝式文氏集成排气孔螺旋式构造示意图；

图3D为本发明蜂窝式文氏集成排气孔锥度文氏构造示意图；

图4为本发明本发明方案优选实施例助水泵结构简图；，

图5为本发明方案优选实施例缓冲截流阀结构图；

图6为本发明方案优选实施例开启工作气状态气流方向示意图；

图7为本发明方案优选实施例关闭工作气状态气流方向示意图。

具体实施方式

以下采用一个优选例结合附图对本技术方案做进一步的说明：

本发明一种具有节水节能的水气相溶高压清洗设备，如图1所示，包括安装壳、清洗枪、压力感应阀、助水泵2、气压调整阀6(主要包括气压调整阀61和气压表62)、蜂窝式文氏高压水气相溶罐1和两个缓冲截流阀3，两个主气道连接管5，支气道连接管51，中间连接管52，上述所有装置均安装在安装壳内；其中，安装壳、清洗枪、压力感应阀为本领域惯用手段，为普通技术人员所能理解和运用，故图中未有标示；支气道连接管51连接两个缓冲截流阀3的二号气腔并与蜂窝式文氏高压水气相溶罐1的高压水气口18相连通；中间连接管52单向连接助水泵2的排气口与蜂窝式文氏高压水气相溶罐1的进气口17，可更一步达到节能目的。

所述的蜂窝式文氏高压水气相溶罐1，如图2所示，由四个部分组成，分别是进水罐体19、高压罐体110、文氏管体111、排气装置112。进水罐体19和高压罐体110组合成蜂窝式文氏高压水气相溶罐1的外壳，文氏管体111的出水口部分贯穿排气装置112，并一同设置于高压罐体110的内腔，文氏管体111的出水口和排气装置112的蜂窝式文氏集成排气孔15直接对准高压罐体110内的水气相溶腔16；进水罐体19的内腔和文氏管体111的内腔一同拼合成整个蜂窝式文氏高压水气相溶罐1的储水腔12。

所述的排气装置112的中心孔(文氏管体的出水口部分贯穿其中)周围部位沿圆周分布若干蜂窝式文氏集成排气孔15，这些排气孔位于同一个圆周上，两两对称，且等分圆周，如图3A所示；该蜂窝式文氏集成排气孔内部集成了三种设计：倾斜式，螺旋式，并兼锥度文氏设计。与蜂窝式文氏集成排气孔15内部相连的是单槽锥形蜂窝式储气道14，该储气道由高压罐体110的内壁和文氏管体111的外壁形成，单槽锥形蜂窝式储气道14另一端开口与气泵的主气道相联，保证气压快速同步释放。所述倾斜式设计是指干蜂窝式文氏集成排气孔15依前述中心孔或文氏管体的出水口的锥度倾斜，如图3B所示；所述螺旋式设计是指整个干蜂窝式文氏集成排气孔呈螺旋扭曲状，如图3C所示；所述锥度文氏设计是指其形状与文氏管体111相似，孔径由大到小，如图3D所示。

其中，本实施例中蜂窝式文氏集成排气孔的数量为12个，单孔直径为1.0mm；在具体实施中，蜂窝式气水相溶罐可以整体放大与缩小，其中蜂窝式文氏集成排气孔的数量与孔径比例变化，孔数量越多直径越小，单孔最大直径不得大于2mm。

气泵将高压空气送达气压调压阀6连接到蜂窝式文氏高压水气相溶罐1的进气口17，调整好罐体水气相溶压力，打开蜂窝式文氏高压水气相溶罐1的出水口时，高压空气经过蜂窝式文氏集成排气孔15强行向出水口排气，使蜂窝式文氏高压水气相溶罐1的储水罐12产生负压将水脉冲式高压排出。蜂窝式文氏集成排气孔15的螺旋式设计使排气时气流形成高压空气旋转排出以提高罐内的负压强度，而蜂窝式文氏集成排气孔设计成聚焦倾斜式，则在排出时更一步提高中心聚焦点，使高压空气排出更通畅，罐内负压更大。总之，蜂窝式文氏集成排气孔15中的高压空气排出流量越大、排出的压力越大、聚焦越中心、排气旋转越快，蜂窝式文氏高压水气相溶罐的负压越大，出水口的脉冲高压力越强，清洗效果就越好。

所述的助水泵2，如图4所示，主要包括单向阀21、膜片22、助水泵偏心轮23、气驱动马达转子24、气驱动马达气腔25及其他附件。

气驱动马达转子24选用气压涡轮，构成即助水泵采用气压涡轮驱动隔膜水泵结构，气压涡轮驱动隔膜泵是通过高压空气推动泵体里的偏心轮使偏心轮与泵体反复闭合排气是产生反复离心力，达到旋转扭矩高，功率高和转速高的目的。气压涡轮泵的旋转驱动隔膜助水泵，使隔膜助水泵强行将水送达蜂窝式文氏高压水气相溶罐1的储水腔12.

所述气压调整阀6，主要部件有气压调整阀62和气压表61，连接于蜂窝式文氏高压水气相溶罐1和缓冲截流阀3之间，当水进入蜂窝式文氏高压水气相溶罐1后，根据罐内的压力调整适合的进气压力，从而调整水气相溶的比例，使蜂窝式文氏高压水气相溶罐1的出水口脉冲力达到最佳状态。

所述缓冲截流阀是气压自动截流装置，如图5所示，采用三腔活塞式结构。一号气腔31和二号气腔32设置于主气道42的两侧，二号活塞36设置于一号气腔31和二号气腔32之中，来回运动可开关主气道42；一号气腔31与三号气腔33相连通，三号气腔33内设置一号活塞37，一号活塞37连有调压弹簧，弹簧的另一端外部设置有压力调整阀35；三号气腔33与主气道42之间有单向通道，气流只能从三号气腔33排入主气道42；三号气腔33与四号气腔38由调压孔41连通，四号气腔38设置带复位弹簧的三号活塞40，调压孔41的开闭由一号活塞37和三号活塞40共同完成；四号气腔38与二号气腔32之间有二四腔通气孔39，四号气腔38有复位弹簧的一端与主气道42相连通，而二四腔通气孔39设置在四号气腔38中三号活塞40的另一侧。

整台设备安装两个缓冲截流阀3，一个控制助水泵，一个控制蜂窝式文氏高压水气相溶罐1的高压空气。两者的开启和关闭时间为：控制助水泵2的缓冲截流阀3装置先启动后关闭，该控制由两个缓冲截流阀3上的压力调整阀来35完成。控制蜂窝式文氏高压水气相溶罐1的高压空气的缓冲截流阀3装置先关闭后启动，开启与关闭时间差1-2秒。

当关闭清洗枪，助水泵2到达调整的压力时，如图6所示，缓冲截流阀3的二号活塞32向一号气腔31运动，一号气腔31的气压被排入三号气腔33，一号活塞31下行关闭与主气道42的调压孔41。二四腔通气孔39释放罐体压力进入四号气腔38推动三号活塞40关闭主气道42的调压孔41(保护一号活塞37的安全关闭)，从而高压空气的气路完全关闭。助水泵2继续助水为下次清洗工作做准备，当蜂窝式文氏高压水气相溶罐1内的压力到达另一压力调整点时缓冲截流阀3关闭助水泵2的高压空气气路，这时设备处于停止状态。当开启清洗枪时蜂窝式文氏高压水气相溶罐1泄压如上所述原理反相运作设备正常工作，如图7所示。

需要指出的是：本创作的主体是蜂窝式文氏高压水气相溶罐，正是该罐体的创新设计达到将气和水相融合的目的，从实现良好的清晰效果，对于向该罐体输水输气的方式可以是多种多样，不拘一格的。本优选实施例所述的输水输气方案只是其中的一种，其优点是利用气泵统一为整个清洗装置提供动力，无需其他电力驱动装置。

综上所述，本发明所述的发明内容及其具体实施方式，仅是为了以举例的方式清楚的说明本发明的实质和内涵，并非以局限的方式限定在本发明构思基础之上的变化方式之外，本领域的技术人员能够在本发明的构思基础上，任意变换结构组成方式及组成部分的尺寸，但是如其基于发明思路结合本领域的公知常识及惯用手段，仍然属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种节水节能的水气相溶高压清洗设备，包括助安装壳、清洗枪、压力感应阀、助水泵、气压调整阀以及若干连接管，其特征在于：还包括蜂窝式文氏高压水气相溶罐；

所述的蜂窝式文氏高压水气相溶罐，由进水罐体、高压罐体、文氏管体、排气装置四个部分组成；进水罐体和高压罐体组合成蜂窝式文氏高压水气相溶罐的外壳，文氏管体的出水口部分贯穿排气装置，并一同设置于高压罐体的内腔，文氏管体的出水口和蜂窝式文氏集成排气装置的蜂窝式文氏集成排气孔直接对准高压罐体内的水气相溶腔，文氏管体、蜂窝式文氏集成排气孔所在的圆周和水气相溶腔为同轴关系；进水罐体的内腔和文氏管体的内腔一同拼合成整个蜂窝式文氏高压水气相溶罐的储水腔；文氏管体的出水口周围部位沿圆周分布预定个蜂窝式文氏集成排气孔，这些蜂窝式文氏集成排气孔位于同一个圆周上，两两对称，且等分圆周；与蜂窝式文氏集成排气孔内部相连的是单槽锥形蜂窝式储气道，该单槽锥形蜂窝式储气道由高压罐体的内壁和文氏管体的外壁形成，单槽锥形蜂窝式储气道一侧开口与气泵的主气道相连；

助水泵与进水罐体的进水口相连；气压调整阀设置于与单槽锥形蜂窝式储气道相连的气泵的主气道上。

2.根据权利要求1所述的一种节水节能的水气相溶高压清洗设备，其特征在于：所述蜂窝式文氏集成排气孔内部形状构造兼有倾斜式，螺旋式，锥度文氏式三种设计，其中所述倾斜式设计是指蜂窝式文氏集成排气孔依所述文氏管体的出水口的锥度倾斜，所述螺旋式设计是指蜂窝式文氏集成排气孔呈螺旋扭曲状，所述锥度文氏设计是指蜂窝式文氏集成排气孔的孔径由大到小。

3.根据权利要求1所述的一种节水节能的水气相溶高压清洗设备，其特征在于：采用缓冲截流阀控制与蜂窝式文氏高压水气相溶罐相连通的气泵主气道的开闭；

所述缓冲截流阀采用三腔活塞式结构；一号气腔和二号气腔设置于主气道的两侧，二号活塞设置于一号气腔和二号气腔之中，来回运动开关主气道；一号气腔与三号气腔相连通，三号气腔内设置一号活塞，一号活塞连有调压弹簧，弹簧的另一端外部设置有压力调整阀；三号气腔与主气道之间有单向通道，气流只能从三号气腔排入主气道；三号气腔与四号气腔由调压孔连通，四号气腔设置带复位弹簧的三号活塞，调压孔的开闭由一号活塞和三号活塞共同完成；四号气腔与二号气腔之间设有二四腔通气孔，四号气腔有复位弹簧的一端与主气道相连通，而二四腔通气孔设置在四号气腔中三号活塞的另一侧；

该缓冲截流阀的二号气腔通过支气道连接管与蜂窝式文氏高压水气相溶罐的高压水气出口相连通。

4.根据权利要求1或2所述的一种节水节能的水气相溶高压清洗设备，其特征在于：所述助水泵采用气泵作为动力源，该助水泵包括气动马达和隔膜助水泵组件两个部分，气动马达采用气压涡轮，高压气流推动气压涡轮旋转驱动隔膜助水泵将水送达蜂窝式文氏高压水气相溶罐的储水腔。

5.根据权利要求4所述的一种节水节能的水气相溶高压清洗设备，其特征在于：采用前述缓冲截流阀控制气泵主气道的开闭来控制助水泵的开闭，该缓冲截流阀的二号气腔通过支气道连接管与蜂窝式文氏高压水气相溶罐的高压水气出口相连通。

6.根据权利要求3或5所述的一种节水节能的水气相溶高压清洗设备，其特征在于：控制助水泵和控制蜂窝式文氏高压水气相溶罐的高压气流进入的两个缓冲截流阀的二号气腔相连通。

7.根据权利要求6所述的一种节水节能的水气相溶高压清洗设备，其特征在于：所述助水泵的出气口与蜂窝式文氏高压水气相溶罐的进气口通过中间连接管单向连通。

8.根据权利要求1或2或7所述的一种节水节能的水气相溶高压清洗设备，其特征在于：所述蜂窝式文氏集成排气孔的数量越多直径越小，单孔最大直径不得大于2mm。

9.根据权利要求8所述的一种节水节能的水气相溶高压清洗设备，其特征在于：所述蜂窝式文氏集成排气孔的数量为12个，单孔直径为1.0mm。

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