CN104661735A - 用于压力清洗机和泵的喷射器 - Google Patents

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Abstract

一种压力清洗机(110)包括:原动机(114);联接到原动机的水泵(116),水泵(116)包括用于从流体源接收流体的泵入口(128),以及用于供应加压的初级流体的泵出口(130);喷射泵(200),其包括流体联接到泵出口(130)的初级流体入口(205),构造成联接到流体源的次级流体入口(230),以及流体出口(225);以及喷枪(118),其构造成流体联接到喷射泵(200)的流体出口(225),喷枪(118)包括具有可变有效流通面积的喷枪出口(265)。其中,在操作过程中,在高压操作模式下,加压的初级流体流动通过喷射泵(200)并通过喷射泵(200)的流体出口(225)流出;以及在高流量操作模式下,加压的初级流体流动通过喷射泵(200)并夹带通过次级流体入口供应的次级流体(230),导致合并的流体流。

Description

用于压力清洗机和泵的喷射器
相关专利申请的交叉引用
本申请要求下列申请的权益:于2012年8月2日提交的申请号为61/679,030的美国临时申请;于2012年12月21日提交的申请号为61/745,461的美国临时申请;于2013年3月13日提交的申请号为61/780,584的美国临时申请;以及于2013年7月9日提交的申请号为13/938,180的美国申请,所有上述申请以其全文通过引用并入本文。
技术领域
本发明总地涉及诸如用于户外清洁应用的加压和喷水的装置。更具体地,本发明涉及一种装置,其构造成例如通过改变流率、水压、离开装置的流的形状、或流的其它特性来调节水的流动,以便针对各种户外清洁任务之一定制装置的性能。
背景技术
不同的喷水装置用于不同的应用。花园软管喷雾器可附接到花园软管并且典型地包括喷嘴,喷嘴限制水的流动路径以便针对各种应用,诸如清洁窗户、洗车、浇灌植物等来调节流量流率及水压受到将水供应到花园软管喷雾器的水源的限制,这可能对于一些应用而言是不够的。
压力清洗机通常包括泵,以增加水压来用于重垢清洗和重修表面的应用。水压相对于典型的花园软管喷雾器显著增加,但流率可能会降低以及喷雾的强度对于一些应用,诸如清洁窗户和浇灌植物而言可能太大。
花园软管增压系统相对于家庭供水增大水压,诸如用于清洁和其它传统的户外任务。然而,通过花园软管增压的水压增大通常小于压力清洗机的水压增大。对于构造成用于各种户外清洁应用的喷水装置存在需求。对于改进压力清洗机、尤其是电动压力清洗机的“冲洗”或“漂洗”能力(例如,用于洗掉杂物或漂洗被清洁的对象)也存在需求。
发明内容
本发明的一个实施例涉及一种压力清洗机,其包括原动机;联接到原动机的水泵,水泵包括用于从流体源接收流体的泵入口,以及用于供应加压的初级流体的泵出口;喷射泵,其包括流体联接到泵出口的初级流体入口,构造成联接到流体源的次级流体入口,以及流体出口;以及喷枪,其构造成流体联接到喷射泵的流体出口,喷枪包括具有可变有效流通面积的喷枪出口。其中,在操作过程中,喷枪出口的第一有效流通面积在喷射泵处产生第一背压,从而实现高压操作模式,在该高压操作模式下加压的初级流体流动通过喷射泵并通过喷射泵的流体出口流出。其中,在操作过程中,喷枪出口的大于第一有效流通面积的第二有效流通面积在喷射泵处产生小于第一背压的第二背压,由此实现高流量操作模式,在该高流量操作模式下加压的初级流体流动通过喷射泵并夹带从流体源通过次级流体入口供应的次级流体,使得次级流体也流动通过喷射泵,导致通过喷射泵流体出口流出的初级流体和次级流体的合并的流体流。
本发明的另一实施例涉及一种电动压力清洗机,其包括电动马达;用于将电力供应到电动马达的电源线;联接到电动马达的水泵,水泵包括用于从流体源接收流体的泵入口,以及用于供应加压的初级流体的泵出口;喷射泵,其包括流体联接到泵出口的初级流体入口,构造成联接到流体源的次级流体入口,以及流体出口;以及喷枪,其构造成流体联接到喷射泵的流体出口,喷枪包括具有可变有效流通面积的喷枪出口。其中,在操作过程中,喷枪出口的第一有效流通面积在喷射泵处产生第一背压,从而实现高压操作模式,在该高压操作模式下加压的初级流体流动通过喷射泵并通过喷射泵的流体出口流出。其中,在操作过程中,喷枪出口的大于第一有效流通面积的第二有效流通面积在喷射泵处产生小于第一背压的第二背压,由此实现高流量操作模式,在该高流量操作模式下加压的初级流体流动通过喷射泵并夹带从流体源通过次级流体入口供应的次级流体,使得次级流体也流动通过喷射泵,导致通过喷射泵流体出口流出的初级流体和次级流体的合并的流体流。
本发明的另一实施例涉及一种压力清洗机,其包括原动机;联接到原动机的水泵,水泵包括用于从流体源接收流体的泵入口,以及用于供应加压的初级流体的泵出口;喷射泵;以及喷枪,其构造成流体联接到喷射泵的流体出口,喷枪包括具有可变有效流通面积的喷枪出口。喷射泵包括流体联接到泵出口的初级流体入口,构造成联接到流体源的次级流体入口,以及流体出口;在流体出口的流体上游并且流体联接到次级流体入口的混合腔室;具有限流器的喷嘴,其中所述喷嘴在初级流体入口和流体出口之间流体联接,以便使得加压的初级流体在进入混合腔室之前流动通过限流器;旁通管道,其流体联接到泵出口和混合腔室以提供绕过所述喷嘴的旁通流动路径;以及旁通阀,其设置于旁通管道内并且构造成在打开位置和关闭位置之间移动以便选择性地打开和关闭旁通管道。其中,在操作过程中,喷枪出口的第一有效流通面积在喷射泵处产生第一背压,从而实现高压操作模式,在该高压操作模式下加压的初级流体流动通过喷射泵并通过喷射泵的流体出口流出。其中,在操作过程中,喷枪出口的大于第一有效流通面积的第二有效流通面积在喷射泵处产生小于第一背压的第二背压,由此实现高流量操作模式,在该高流量操作模式下加压的初级流体流动通过喷射泵并夹带从流体源通过次级流体入口供应的次级流体,使得次级流体也流动通过喷射泵,导致通过喷射泵流体出口流出的初级流体和次级流体的合并的流体流。其中,在高压操作模式下,所述旁通阀处于打开位置中以及加压的初级流体流动通过喷嘴及旁通流动路径到达喷射泵的流体出口,并且其中,在高流量的操作模式下,旁通阀处于关闭位置中。
本发明的另一个实施例涉及一种水泵,水泵包括用于加压初级流体流的泵送机构,泵送机构包括:用于从流体源接收流体的泵入口,以及用于供应加压的初级流体的泵出口;以及喷射泵,其包括流体联接到泵出口的初级流体入口,构造成联接到流体源的次级流体入口,以及流体出口。其中,在操作过程中,在喷射泵处的第一背压下实现高压操作模式,在该高压操作模式下加压的初级流体流动通过喷射泵并通过喷射泵的流体出口流出。其中,在操作过程中,在喷射泵处小于第一背压的第二背压下实现高流量操作模式,在该高流量操作模式下加压的初级流体流动通过喷射泵并夹带从流体源通过次级流体入口供应的次级流体,使得次级流体也流动通过喷射泵,导致通过喷射泵流体出口流出的初级流体和次级流体的合并的流体流。
本发明的另一实施例涉及一种喷射泵,其包括构造成流体联接到加压的初级流体源的初级流体入口,构造成流体地联接到次级流体源的次级流体入口,流体出口,在流体出口的流体上游并且流体联接到次级流体入口的混合腔室;具有限流器的喷嘴,其中所述喷嘴在初级流体入口和流体出口之间流体联接,以便使得加压的初级流体在进入混合腔室之前流动通过限流器;旁通管道,其流体联接到混合腔室以提供绕过所述喷嘴的旁通流动路径;以及旁通阀,其设置于旁通管道内并且构造成在打开位置和关闭位置之间移动,以便选择性地打开和关闭旁通管道。其中所述旁通阀构造成响应于在喷射泵处的背压、在所述打开位置和所述关闭位置之间移动。其中,在喷射泵处的第一背压下,旁通阀处于打开位置中,以及在喷射泵处小于所述第一背压的第二背压下,旁通阀处于关闭位置中。
本发明的另一实施例涉及一种适于与水泵一起使用的喷射泵成套用具,其包括喷射泵,所述喷射泵包括构造成流体联接到水泵的泵出口以便接收加压的初级流体的初级流体入口,构造成流体联接到次级流体源以便接收次级流体的次级流体入口,以及流体出口,以及喷枪,所述喷枪包括具有可变有效流通面积的喷枪出口。
本发明的另一实施例涉及一种适于与水泵一起使用的喷射泵成套用具,其包括喷射泵,所述喷射泵包括构造成流体联接到水泵的泵出口以便接收加压的初级流体的初级流体入口,构造成流体联接到次级流体源以便接收次级流体的次级流体入口,以及流体出口,以及第一喷枪,所述第一喷枪包括具有第一有效流通面积的喷枪出口,以及第二喷枪,所述第二喷枪包括具有大于第一有效流通面积的第二有效流通面积的喷枪出口。
本发明的另一实施例涉及一种压力清洗机,其包括原动机;联接到原动机的水泵,水泵包括用于从流体源接收流体的泵入口,以及用于供应加压的初级流体的泵出口;喷射泵,其包括流体联接到泵出口的初级流体入口,构造成联接到流体源的次级流体入口,以及流体出口;第一喷枪,其构造成流体联接到喷射泵的流体出口,第一喷枪具有第一有效流通面积;以及第二喷枪,其构造成流体联接到喷射泵的流体出口,第二喷枪具有大于第一有效流通面积的第二有效流通面积。其中,在操作过程中,在第一喷枪流体联接到流体出口的情况下,第一有效流通面积在喷射泵处产生第一背压,从而实现高压操作模式,在该高压操作模式下加压的初级流体流动通过喷射泵并通过喷射泵的流体出口流出。其中,在操作过程中,在第二喷枪流体联接到流体出口的情况下,喷枪出口的更大的第二有效流通面积在喷射泵处产生小于第一背压的第二背压,由此实现高流量操作模式,在该高流量操作模式下加压的初级流体流动通过喷射泵并夹带从流体源通过次级流体入口供应的次级流体,使得次级流体也流动通过喷射泵,导致通过喷射泵流体出口流出的初级流体和次级流体的合并的流体流。
本发明的另一实施例涉及响应于背压改变流动的方法,所述方法包括将加压流体提供给喷射泵,在喷射泵处形成第一背压,响应于第一背压实现高压操作模式,在该高压操作模式下加压的流体流动通过喷射泵,在喷射泵处形成第二背压,其中所述第二背压小于第一背压,并且响应于所述第二背压实现高流量操作模式,在该高流量操作模式下加压的流体流动通过喷射泵并夹带次级流体,以便导致流出喷射泵的合并的流体流。
替代性的示例性实施例涉及如通常可在权利要求中记载的其它特征和特征的组合。
附图说明
从结合附图的下面详细描述将更充分地理解本发明,其中,相同的附图标记指代相同的元件,其中:
图1是压力清洗机的透视图;
图2是流量倍增器的示意图;
图3A是压力清洗机一部分的示意图,其包括图2所示的流量倍增器并根据第一操作模式进行操作;
图3B是压力清洗机一部分的示意图,其包括图2所示的流量倍增器并根据第二操作模式进行操作;
图4是适于与图3所示的压力清洗机一起使用的喷嘴的正视图;
图5是适于与图3所示的压力清洗机一起使用的第二喷嘴的正视图;
图6是从与包括流量倍增器的压力清洗机一起使用的各种喷嘴所导致的流量和压力相比较的曲线图;
图7是替代性的流量倍增器的示意图;
图8是压力清洗机一部分的示意图,其包括流量倍增器和任选的化学品注入系统;
图9是根据示例性实施例在高压操作模式下的沿着图19的线9-9所取的流量倍增器的横截面视图;
图10是图9所示流量倍增器一部分的详细视图;
图11是图9所示流量倍增器另一部分的详细视图;
图12是在高流量操作模式下的图9所示流量倍增器的横截面视图;
图13是图12所示流量倍增器一部分的详细视图;
图14是根据示例性实施例的喷枪的示意图;
图15是根据示例性实施例的喷枪的示意图;
图16是根据示例性实施例的喷枪的示意图;
图17是根据示例性实施例在第一配置下的喷枪的示意图;
图18是图17所示的在第二配置下的喷枪的示意图;
图19是根据示例性实施例的集成的流量倍增器和水泵组件的透视图;
图20是根据示例性实施例的电动压力清洗机的透视图;以及
图21是根据示例性实施例的压力清洗机一部分的透视图。
具体实施方式
在阅读详细示出示例性实施例的附图之前,应当理解的是,本申请并不限于在说明书中所提到的或在附图中所示出的细节或方法。还应当理解的是,术语仅仅是为了描述的目的而不应被视为是限制性的。
参照图1,压力清洗机110包括支撑原动机114(诸如内燃发动机)的框架112,以及构造成连接到具有输送管道120(例如,高压软管)的喷枪118的水泵116(例如,正排量泵,活塞式水泵,轴向凸轮泵)。在其它实施例中,电动马达用作原动机114。在一些实施例中,原动机114紧固到框架112底板122的顶部,以及水泵116安装到底板122的下方并经由穿过底板122的孔连接到原动机114的动力输出。在其它实施例中,水泵直接联接到发动机或原动机并由发动机或原动机支撑。水泵116联接(例如,直接联接,通过传动系统、皮带、齿轮或其它驱动系统间接联接)到原动机114以便由原动机114驱动。在一些实施例中,压力清洗机110是便携式的并包括轮子124和把手126。在其它实施例中,压力清洗机110可以是固定的。在其它实施例中,压力清洗机110安装到拖车或其它车辆。水泵116包括泵入口128和泵出口130。泵入口128构造成联接到供应管道或软管,供应管道或软管又连接到流体供应部(例如,连接到市政供水系统或井的套管)。在一些实施例中,泵入口128包括用于将花园软管联接到泵入口128的低压花园软管式接头。泵出口130包括用于将泵出口130联接到输送管道120或包括合适高压接头的其它装置的高压接头(例如,M22接头)。如图1中所示,压力清洗机110使用垂直轴发动机。根据一个替代性的实施例,原动机可以是水平轴发动机。
参照图2,示出流量倍增器,流动诱导器,夹带装置,喷射器,喷出器,或喷射泵200。流量倍增器200的功能是给压力清洗机110提供至少两种操作模式:高压模式和高流量模式。“流量”是指体积流率,并通常以每分钟加仑(“gpm”)来测量。流量倍增器200包括流体连接到泵出口130的初级流体入口205,在初级流体入口205下游的限制或缩窄段210,在缩窄段210下游的初级流体喷嘴215,具有流体出口225的混合腔室220,以及与混合腔室220流体连通的次级流体入口230。初级流体入口205可直接联接到泵出口130或远程联接到泵出口130(例如,通过高压管道或软管)。
参照图3A-图3B,初级流体入口205构造成联接到泵出口130(例如,通过高压接头),并允许初级流体进入流量倍增器200。可选地,初级流体入口205可联接到水泵116的高压侧,但仍处于水泵116的壳体内。例如,流体入口205可与泵送机构(例如,一个或更多个泵活塞)、流体从泵送机构流出到达泵送机构的泵出口130、或泵歧管内置(inline)设置并处于泵送机构、泵出口130、或泵歧管的下游。流量倍增器200可设置于卸载阀的上游或下游,卸载阀设置于水泵116内。当从泵出口130流动的流体停止时(例如,当从喷枪118的流动停止时),卸载阀允许流体从泵116的高压侧再循环至低压侧。缩窄段210连接初级流体入口205和喷嘴215。缩窄段210的直径在从初级流体入口205到喷嘴215的流体流动方向上减小。喷嘴215延伸进入混合腔室220内,并且包括位于混合腔室220内的喷嘴出口235。
次级流体入口230允许次级流体进入混合腔室220内。次级流体入口230流体联接到流体供应部。在一个优选的实施例中,次级流体入口230和泵入口128共享共同的流体供应部(例如,花园软管套管或入口软管)。在一些实施例中,次级流体入口230包括低压的花园软管式接头。在其它实施例中,入口230源自设置于泵上游的三通接头255,其将来自水源(例如,连接到市政供水系统或井的套管)的流动分流或分成两个支流。第一支流提供给泵入口128,第二支流提供给次级流体入口230。在某些操作模式下,次级流体流动通过次级入口230进入混合腔室220内,在混合腔室220内,次级流体夹带有在出口235流出喷嘴215的初级流体,从而导致通过流体出口225流出流量倍增器200的合并的流体流。在一些实施例中,流体出口225包括高压接头。
参照图3A和图3B,示出包括流量倍增器200的压力清洗机110的一部分。初级流体入口205流体联接到泵出口130。根据示例性实施例,泵出口130提供加压至3000磅每平方英寸(“psi”)以及流率为2.5gpm的水。可以使用在多用途压力清洗机中使用的传统高压水泵,诸如Annovi Reverberi RMW系列泵。供应管道240(例如,低压软管)流体联接到泵入口128和流体供应部245。在一些实施例中,流体供应部245是市政供水系统或井。次级流体管道250(例如,较低压力软管)流体联接到次级流体入口230。次级流体管道250由三通接头255流体联接到供应管道240,以使次级流体管道250流体连接到流体供应部245。在一些实施例中,三通接头255定位在泵入口128处。在其它实施例中,三通接头或Y型接头设置在流体供应部,其中接头的一个出口流体联接到供应管道240以及接头的另一个出口流体联接到次级流体管道250。在一些实施例中,三通接头255包括止回阀,以防止流体朝向流体源流动。止回阀260沿着次级流体管道250定位,以防止倒流,也就是说,防止流体从混合腔室220朝向流体供应部245流动。对于在流量倍增器200处高于阈值压力的背压而言,止回阀260关闭,以及将从喷枪118提供相对高压力的低流量流体流。对于在流量倍增器200处低于阈值压力的背压而言,止回阀260打开,将从喷枪118提供相对低压力的高流量流体流。输送管道120(例如,高压软管)流体联接到流体出口225。喷枪118流体联接到输送管道120的相对端部。
参照图3A-图5,喷枪118包括至少两个可更改的、可改变的、或可互换的喷嘴265和270。如图4中所示,第一喷嘴265具有适于产生相对高压力的低流量流体流(例如,对于气动压力清洗机而言在2.5gpm下为3000psi,对于电动压力清洗机而言在1.3gpm下为1700psi)的第一有效流通面积275(例如,直径或横截面面积)。如图5中所示,第二喷嘴270具有大于第一流通面积275的第二有效流通面积280(例如,直径或横截面面积),并适于产生相对低压力的高流量流体流(例如,对于气动压力清洗机而言在5.0gpm下为450psi,对于电动压力清洗机而言在4.5gpm下为150psi)。由第一喷嘴265产生的高压力的低流量流体流可在流体流离开第一喷嘴265之后立即或不久就进行雾化。高压力的低流量流体流适于压力清洗应用,像从甲板、庭院、围栏或其它表面或结构去除碎屑、灰尘、污垢、霉菌等。由第二喷嘴270产生的低压力的高流量流体流对于与第二喷嘴270相距相当大的距离而言基本上保持其形状。低压力的高流量流体流是可从喷枪118传送相当大距离的连贯或浓缩流。在一些实施例中,该第二喷嘴270包括流动调节元件(例如,流体通过其流动的多个平行流动管道)以改善流的连贯性。这类流动调节元件在于2009年4月23日提交并以US 2010/0270402公布的申请号为12/429,028的美国专利申请中有所描述,该申请以其全文通过引入并入本文。低压力的高流量流体流适于在一定距离处进行冲洗或低压清洁。例如,低压力的高流量流体流可用于清洁二楼窗户,从树或屋檐冲掉蜂窝,或者通过合适的排水沟清洁附件,在用户仍站立在地面上时清理排水沟。喷枪118上的触发器用于停止和启动通过喷枪118的流体流动。
在一些实施例中,至少两个喷嘴265和270是喷枪118的不同设置,并且可由用户通过在位置之间旋拧、点按、或以其它方式移动(例如,转台式喷嘴)来选择。在其它实施例中,选择单独的喷嘴265或270并通过接头(例如,快速连接接头)附接到喷枪。在其它实施例中,每个喷嘴是独特喷枪的部件,使得第一喷枪包括喷嘴265以及第二喷枪包括喷嘴270。在其它实施例中,可对单个喷嘴(例如,可变喷嘴)进行调节(例如,通过旋拧、点按或以其它方式移动)以便调整单个喷嘴的有效流通面积的尺寸,从而提供等效于上述至少两个喷嘴265和270的多种设置。
在使用中,水泵116泵送通过泵入口128所接收的初级流体并且以增加的压力通过泵出口130将初级流体输出,由此,由于存在于泵出口130下游的限流(例如,通过当前使用的喷嘴和/或其它下游部件形成的限流)而形成加压的初级流体。在一些实施例中,水泵116能够形成高达500磅每平方英寸(“psi”)的压力,或者在其它实施例中,能够形成5000磅每平方英寸(“psi”)或以上的压力。在一些实施例中,水泵116能够形成在1000-5000psi、优选1500-4000psi范围内的压力。在一些实施例中,水泵116能够形成100psi或更大的压力。
如图3B中所示,对于高流量操作模式而言,在喷枪118处选择高流量或第二喷嘴270。水泵116将加压的初级流体提供到流量倍增器200。初级流体在入口205进入流量倍增器内,并且受到缩窄段210和喷嘴215的限制。初级流体继续通过喷嘴215并离开出口235进入混合腔室220内。初级流体通过混合腔室220的流动在混合腔室内产生真空或低压区(例如,通过伯努利或文丘里效应,或二者的组合)。在低压区和次级流体管道250中的次级流体和/或真空或低压区之间的压差足以打开止回阀260,并将次级流体通过次级流体入口230引入到混合腔室220内。一旦进入混合腔室220内,次级流体由初级流体夹带,从而与其自身的初级流体相比显著增加流动的体积。该合并的流体流通过流体出口225离开混合腔室220并行进通过输送管道120到达喷枪118。合并的流体流作为低压力的高流量流体流(与下文描述的高压操作相比)通过第二喷嘴270离开喷枪118。在一些实施例中,初级流体喷嘴215的有效流通面积小于高流量喷嘴270的有效流通面积280。
如图3A中所示,对于高压操作模式而言,在喷枪118处选择高压或第一喷嘴265。相对小的第一流通面积275限制流体流动通过第一喷嘴265,并在喷射泵处200(例如,在混合腔室220)内形成背压。该背压控制或克服低压区,否则低压区将会由离开喷嘴215流动的高压初级流体形成,并且使得次级流体不会进入混合腔室220内。止回阀260在高压操作模式下也将关闭。初级流体通过流体出口225离开混合腔室220并行进通过输送管道120到达喷枪。初级流体作为较高压力的低流量流体流(与上述的高流量操作相比)通过第一喷嘴265离开喷枪118。在一些实施例中,初级流体喷嘴215的有效流通面积(例如,直径或横截面面积)大于高压喷嘴265的有效流通面积275。
通过改变喷枪118的喷嘴并由此改变在流量倍增器200处(例如,在混合腔室220内)的背压来选择操作模式。用户能够通过在合适喷嘴之间进行简单切换来在高流量和高压操作模式之间快速且容易地改变。不需要调节压力清洗机主体处的开关、转盘或其它界面。多个高压操作模式和多个高流量操作模式是可能的,其中每种操作模式与具有不同的有效流通面积的不同喷嘴相关联。
参照图6,针对四种不同的低压力高流量喷嘴(285,290,295,300)、高压力低流量喷嘴、以及没有喷嘴的情况,申请人进行测试,以便对来自包括流量倍增器的压力清洗机喷枪的流体压力和流量输出进行比较。为了测试流量倍增器的影响,开发出一种测试系统,其允许离开水泵的流体流动通过流量倍增器或者绕过流量倍增器。在流量倍增器的下游进行流率和水压的测量。在没有喷嘴、水泵不运行并绕过流量倍增器(使得没有流体流动通过流量倍增器)的情况下,流体输出为0.57gpm。在没有喷嘴、水泵不运行但使用流量倍增器的情况下,流体输出为2.45gpm。在没有喷嘴、水泵运行并绕过流量倍增器的情况下,流体输出为2.8gpm。在没有喷嘴(数据点305)、水泵运行并使用流量倍增器的情况下,在120psi下流体输出为5.6gpm。在没有喷嘴以及水泵运行的情况下,添加流量倍增器使得流率从2.8gpm加倍到5.6gpm。在具有喷嘴285、水泵运行并使用流量倍增器的情况下,在170psi下流体输出为4.7gpm。在具有喷嘴290水泵运行并使用流量倍增器的情况下,在185psi下流体输出为4.1gpm。在具有喷嘴295、水泵运行并使用流量倍增器的情况下,在188psi下流体输出为3.8gpm。在具有喷嘴300、水泵运行并使用流量倍增器的情况下,在190psi下流体输出为3.35gpm。在传统高压喷嘴、水泵运行并绕过流量倍增器(例如,测试系统作为传统的压力清洗机操作)的情况下,在2500psi下流体输出为2.5gpm。图6示出由申请人在包括流量倍增器200的压力清洗机110上针对四种不同的低压力的高流量喷嘴(285,290,295,300)和无喷嘴(305)的情况进行测试的流量(以gpm为单位)对压力(psi)的曲线图。从理论上讲,流量倍增器200提供流体输出,其在最大压力的最小流量模式和最小压力的最大流量模式之间无限变化,如通过改变喷枪喷嘴的流通面积所控制的那样,其中最大的压力和流量由选择用于在压力清洗机110中使用的原动机114和泵116来确定。
流量倍增器200可作为压力清洗机110的部件被包括,作为水泵116的部件被包括,作为允许用户改装压力清洗机的流量倍增器成套用具的部件被包括,可并入到喷枪118内,或以其它合适的方式商业化。在一些实施例中,流量倍增器成套用具包括流量倍增器200和喷枪118。喷枪出口具有可变的有效流通面积(例如,多个喷嘴能够被嵌入到喷枪118内,转台包括多个喷嘴,具有可变有效流通面积的单个喷嘴),或成套用具包括多个喷枪,其中每个喷枪具有不同的有效流通面积,以允许用户在高压操作模式和高流量操作模式之间进行选择。成套用具还可包括高流量软管或管道120。在许多传统压力清洗机内所包括的输送管道120是四分之一英寸的高压软管。为了正确地适应由流量倍增器所提供的增加的流量,高流量压力软管或输送管道120(例如,八分之三英寸的高压软管)是优选的。在一些实施例中,四分之一英寸的高压软管用作输送管道120。在一些实施例中,成套用具可包括两个软管或管道(即,高流量管道和高压管道)。
在一些实施例中,喷射泵用作流量倍增器。图2中示出一种类型的喷射泵。图7中示出另一种类型的喷射泵315。喷射泵315的类似于在上文和在图2中所示那些的部件用相同的附图标记进行标识。喷射泵315还包括在次级流体入口230下游的会聚式锥体320。会聚式锥体320限定夹带区域。混合腔室220包括直径恒定的混合区325以及发散式锥体330,流体在到达流体出口225之前流动通过该发散式锥体330。
如本领域技术人员所认为的,喷射泵用作流量倍增器是最好的。然而,文丘里管可以用作流量倍增器。喷射泵的一个优势是与市售的可变流率流体泵(例如,提供可变排量或以其它方法改变流体流率的机械流体泵)相比,它包括较少的移动部件,并且在一些实施例中,没有移动部件。喷射泵的另一个优势是它使用相对较小体积的初级流体以便夹带相对较大体积的次级流体,导致主要由次级流体构成的相对较大体积的合并流体。文丘里管使用相对较大体积的初级流体以便夹带相对较小体积的次级流体,导致主要由初级流体构成的相对较大体积的合并流体。例如,在化油器中的文丘里管使用相对较大体积的空气来夹带相对较小体积的燃料,以形成主要是空气的空气-燃料混合物。在一些实施例中,叶片驱动式泵(例如,涡轮增压器)用作流量倍增器。叶片或叶轮定位在加压流体流内并用于驱动泵以便供应次级流体。涡轮增压器可由用户输入(例如,开关)或响应于在压力清洗机系统某处的压差(例如,响应于由喷枪喷嘴的有效流通面积改变所导致的压力变化)来选择性地致动;否则,涡轮增压器可简单地空转,并不提供附加的流动。可选地,涡轮增压器定位在旁通流动路径内,当无需附加的流量时,加压的流体流不流动通过旁通流动路径。当涡轮增压器被致动(例如,如上面描述的)时,阀将加压流体流的至少一部分引导通过旁通流动路径,并到达涡轮增压器以便提供附加的流动。在一些实施例中,当涡轮增压器被致动时,全部加压流体流都被引导通过旁通流动路径。在其它实施例中,当涡轮增压器被致动时,加压流体流的一部分被引导通过旁通流动路径。在其它实施例中,流量倍增器是使用第一流体流的动能来夹带或泵送第二流体流的结构。
流量倍增器200允许压力清洗机110提供高体积或“增压”的流动,而不必对水泵116进行机械改变。典型地,为了增加来自水泵116的流动,例如将需要通过增加活塞冲程、改变泵排量,或以更高的速度操作泵来对泵进行机械改变。为此,在不同的流动下操作水泵116需要改变对水泵116进行机械改变的能力,例如,机械地改变活塞冲程,机械地改变排量,或以不同的速度操作泵。流量倍增器200消除了机械复杂性,否则将需要通过使用来自水泵116的加压流体输出来响应来自喷枪118的背压形成来自流量倍增器200的变化的流体流量输出而在不同的流量输出下操作压力清洗机110的水泵116。与其它可变流量泵(例如,可变排量,可变冲程,可变速度等)相比,单个流量水泵(例如,水泵116)和流量倍增器200可提供成本节约。来自喷枪118的背压可容易地通过改变喷枪出口的有效流通面积而改变。这使得用户通过简单地改变喷枪出口的有效流通面积(例如,通过改变喷嘴,调节可调节的喷嘴,或改变喷枪)以在高流量和高压操作模式之间容易地改变。可选地,用户可调节的限流器(例如,阀,转盘等等)可设置于流量倍增器200的下游,以改变在流量倍增器200处的背压,从而在高流量操作模式和高压力操作模式之间进行改变。
参照图8,示出包括流量倍增器200的压力清洗机110的一部分。图8示出两个任选的化学品注入系统335和340以及围绕流量倍增器200的任选的压差致动的旁通345。
任选的化学品系统335包括通过管道355和阀360流体联接到次级流体管道250的储存器350。储存器350包括化学品,诸如肥皂,洗涤剂,清斑漂洗剂,除草剂,上光剂等。阀360是二位分流阀,其允许用户选择“化学品”模式和“关闭”模式,在“化学品”模式下,允许化学品流动通过阀360到达次级流体入口230并停止次级流体流动通过阀360,而在“关闭”模式下,允许次级流体流动通过阀360并停止化学品流动通过阀360。可选地,在包括三位置阀的实施例中,允许次级流体与化学品模式或“混合模式”下的化学品流进行混合。限流器365(例如,计量孔口)沿着管道355在储存器350和阀360之间定位。限流器365限制化学品从储存器350流动的流量。在使用中,在高流量操作模式下使用喷嘴270以及在化学品模式下使用阀360,在混合腔室220中的低压区和储存器350之间的压差导致化学品从储存器350流动到次级流体管道250。化学品流由初级流体夹带到混合腔室220内,从而将包括初级流体和化学品的合并流体流提供给喷枪118。在一些实施例中,止回阀定位在管道355内,以防止次级流体流动到储存器350内。
任选的化学品系统340包括通过管道375和文丘里管380流体联接到次级流体管道250的储存器370。储存器370包括将被添加到次级流体的化学品。接通/关闭阀385沿着管道375定位在储存器370和文丘里管380之间并可在“接通”位置和“关闭”位置之间移动,在“接通”位置中,管道375是开放的,而在“关闭”位置中,管道375是关闭的。可选地,阀385可变以允许用户计量来自储存器370的化学品流。止回阀390沿着管道375定位在接通/关闭阀385和文丘里管380之间,以防止从文丘里管380朝向储存器370倒流。在使用中,在接通/关闭阀385处于打开位置中的高流量操作模式下,次级流体通过文丘里管380的流动产生文丘里效应,其将化学品抽吸通过管道375,以使化学品与次级流体流混合。然后,次级流体和化学品的该混合流由初级流体流夹带到混合腔室220内,从而将包括初级流体,次级流体,以及化学品的合并流体流提供给喷枪118。在一些实施例中,化学品系统335和340包括一个或更多个附加储存器,附加储存器包括不同于第一储存器的化学品。用户可以通过致动将储存器之一流体联接到合适供应管道的选择器阀来在储存器之间进行选择。
如果在高压操作模式下,任选的压差致动旁通345会是必要的,流量倍增器200使得加压初级流体流受到不可接受的能量损失,以及来自喷枪118的输出压力受到不可接受的损失。如果这是真的,则压差致动旁通345在高压操作模式中允许加压初级流体流的一部分绕过流量倍增器200。压差致动旁通345包括与水泵116和输送管道120流体连通的管道395以便部分地绕过流量倍增器200和差压致动阀400(例如,针阀和座阀)。在阀400中的活塞通常处于打开位置下。在使用中,在高流量操作模式下,通过阀400产生相对大的压差,即,在旁通管道395出口处的相对较低压力的合并流体流以及在旁通管道395入口处的相对较高压力的初级流体流,这会使400阀关闭。在使用中,在高压操作模式下,通过阀400的压差相对较低(即,在旁通管道395入口和出口处的相对较高压力的初级流体流)以及由弹簧进行控制,导致阀400打开,从而允许加压的初级流体流绕过流量倍增器200通过管道395。在使用中,在高流量操作模式下,阀400关闭。
参照图9-13,示出流量倍增器或喷射泵500。喷射泵500的许多特征和用途类似于上文针对流量倍增器200所描述的那些。喷射泵500包括主体502,初级流体入口505,包括在初级流体入口505下游的初级流体限流器515的初级流体喷嘴510,混合腔室520,在混合腔室下游的流体出口525,和流体联接到混合腔室520的次级流体入口530。初级流体入口505通到位于初级流体喷嘴510上游的初级流体腔室535。出口管道540位于混合腔室520和流体出口525之间。出口管道540限定包括阶梯部545的出口通道542,在阶梯部545处出口通道542的直径增大。环形腔室550在出口管道540的外表面和主体502的一部分之间形成。旁通管道555将初级流体入口505流体联接到初级流体喷嘴510下游的位置。如图所示,旁通管道555将初级流体腔室535流体联接到环形腔室550。旁通阀560设置于旁通管道555内以便选择性地打开和关闭旁通管道555。化学品入口565位于混合腔室520的下游。
喷射泵500构造成响应于在喷射泵处500处的背压(例如,在流体出口525、混合腔室520、初级流体喷嘴510处的背压)以两种不同的模式(高压模式和高流量模式)之一操作。当背压高于阈值压力或压力范围时,实现高压模式。当背压低于阈值压力或压力范围时,实现高流量模式。在喷射泵处500处的背压通过对喷射泵500下游的流动进行限制来形成。例如,如将在下文更详细地论述的那样,在喷射泵处500处的背压可通过改变压力清洗机喷枪的有效流通面积来控制。包括具有相对较小有效流通面积的喷嘴的喷枪将在喷射泵处500处形成相对较高的背压,从而实现高压操作模式,以及包括具有相对较大有效流通面积的喷嘴的喷枪将在喷射泵500处形成相对较低的背压,从而实现高流量操作模式。
初级流体入口505构造成联接到加压初级流体源(例如,泵出口130)。在一些实施例中,初级流体入口505构造成直接联接到泵出口130。在其它实施例中,初级流体入口505和/或喷射泵500与水泵116一体地形成(例如,作为单个整体部件)。在其它实施例中,初级流体入口505构造成间接联接到泵出口130(例如,通过高压软管或管道)。次级流体入口530构造成流体地联接到流体源(例如,市政供水系统或井)。在一些实施例中,次级流体入口530构造成通过低压软管或管道(例如,连接到套管的花园软管)流体联接到流体源。在一个优选的实施例中,初级流体和次级流体从同一源抽吸。例如,压力清洗机110泵入口128和喷射泵500的次级流体入口530连接到相同的套管(例如,通过花园软管和三通接头815)。次级流体入口530将次级流体提供给混合腔室520。
如图9中所示,在高压操作模式下,加压初级流体经由初级流体入口505进入喷射泵500。加压初级流体的第一流或流动(由图9中的箭头所示)流动通过初级流体腔室535并通过初级流体喷嘴510。加压初级流体的第二流或流动(由图9中的箭头所示)流动通过初级流体腔室535,通过旁通管道555到达初级流体喷嘴510下游的位置(例如,开口600),在该位置处第二流或流动与加压初级流体的第一流重新结合,以便形成通过流体出口525流出喷射泵500的加压初级流体的重新合并的高压流体流或流动(由图9中的箭头所示)。如图所示,加压初级流体的第一流离开初级流体喷嘴510到达混合腔室520,并从混合腔室520流动通过出口通道542,在该出口通道处加压初级流体的第一流与加压初级流体的第二流重新结合成加压初级流体的重新合并的高压流体流。加压初级流体的第二流流动通过旁通管道555到达环形腔室550,然后通过将环形腔室550流体联接到出口通道542的一个或更多个通道或开口600,在该一个或更多个通道或开口处加压初级流体的第二流与加压初级流体的第一流重新结合成加压初级流体的重新合并的流。
在高压操作模式下,由喷射泵500下游的部件(例如,喷枪,喷枪喷嘴等)所引起的在喷射泵处500(例如,在混合腔室520)处的背压控制或克服混合腔室520内的低压区,否则低压区会由离开喷嘴510的高压初级流体流形成,从而防止次级流体进入混合腔室520。在高压操作模式下,在次级流体入口530处或其上游的止回阀557被关闭。在一些实施例中,在高压操作模式下,微量的次级流体可进入混合腔室520。
旁通管道555确保喷射泵500在高压操作模式下提供加压流体的可接受的流动。在没有旁通管道555的情况下,所有的加压初级流体将流动通过限流器515,在一些实施例中,这可能会在从喷射泵500输送的加压流体流中引起不可接受的压降。旁通阀560在打开位置(图9和图10)和关闭位置(图12和图13)之间移动,以便响应于由加压初级流体施加到活塞567表面上的流体力、通过旁通阀560的压差,和/或偏置力(例如,来自弹簧575)选择性地打开和关闭旁通管道555。如图9和10中所示,在高压操作模式下,通过旁通阀560的压差和/或由弹簧575所施加的力使得阀移动到打开位置,由此允许加压初级流体流动通过旁通管道555。如图12和图13中所示,在高流量操作模式下,由加压初级流体施加到活塞567表面上的流体力和/或通过旁通阀560的压差使得阀移动到关闭位置,从而防止加压初级流体流动通过旁通管道555。在高压操作模式下,通过旁通阀560的压差低于阈值压差(例如,压差在初级流体腔室535处的加压初级流体流和在出口通道542处的加压初级流体流之间相对较小),以及在高流量操作模式下,通过旁通阀560的压差高于阈值压力(例如,压差在初级流体腔室535处的加压初级流体流和在出口通道542处的合并流体流之间相对较高)。
旁通阀560包括可移动的活塞567,阀座或枢轴570,以及弹簧或偏置构件575。活塞567包括在活塞567上游侧的开口580和在活塞567下游侧上的腔室585。在一些实施例中,开口580具有小于腔室585的直径。腔室585的尺寸和形状定制成用于接纳阀座570,以便在活塞567处于关闭位置的情况下使得阀座570接触或接合限定腔室585的一个或更多个表面,以防止流体流动通过活塞567,从而关闭旁通阀560。在打开位置中时,活塞567远离阀座570移动,使得旁通阀560打开,以及流体可经由开口580和腔室484流动通过活塞567。开口580的尺寸定制成设定阈值压差(旁通阀560在阈值压差下改变位置)并提供足够的流体流流动通过打开的旁通阀560,以确保喷射泵500在高压操作模式下提供加压流体的可接受的流动。弹簧575将活塞567偏置到打开位置。
在一些实施例中,旁通管道555具有在旁通阀560上游的较小直径,其比在旁通阀560处的直径小。这种直径上的变化形成台肩部或座,活塞567抵靠台肩部或座保持在打开位置中。与当活塞567处于关闭位置时(图12和图13)活塞567表面的可用流体表面积相比,该台肩部也减少了当活塞567处于打开位置时(图9和10)推靠加压初级流体的活塞567表面的可用流体表面积。相对于用于保持或维持活塞567处于关闭位置所需的压力(即“维持压力”),活塞567表面的可用流体表面积上的这种差异有助于增加使活塞567从打开位置偏移到关闭位置(即“吹闭压力(blow-off pressure)”)所需的压力。也就是说,吹闭压力高于维持压力。在一个优选的实施例中,吹闭压力与维持压力的比率为6:1。这对于包括空转模式的压力清洗机是有帮助的,在该模式下当水泵在不使用时水泵速度降低。一旦从高压操作模式切换到高流量操作模式,在活塞567表面上的压力快速变化足以达到吹闭压力且使得活塞567移动到关闭位置,即使对于包括空转模式的压力清洗机而言。在一个优选的实施例中,活塞567的外径是0.484英寸,旁通阀560上游的旁通管555的直径(例如,在台肩部之前的缩窄部分)是0.187英寸,以及开口580的直径是0.073英寸。
如图9和图10中所示,在高压操作模式下,由加压初级流体的第二流(即,在旁通管道555内的流)施加到活塞567上游面上的力被弹簧575施加到活塞567上的力所克服,从而使得活塞567远离阀座570移动到打开位置。如图12和图13中所示,在高流量操作模式下,由加压初级流体的第二流施加到活塞567上游面上的力被弹簧575施加到活塞567上的力所克服,从而使得活塞567抵靠阀座570移动到关闭位置。在一些实施例中,当在高流量操作模式下时,为了使得旁通阀560关闭,开口580和限流器515合并的有效流通面积小于喷射泵500下游出口的有效流通面积(例如,压力清洗机喷枪所选喷嘴的有效流通面积)。在一些替代性的实施例中,旁通阀560由用户输入手动操作(例如,通过开关或转盘)。在这些实施例中,手动操作的旁通阀可用于在高流量和高压操作模式之间进行改变。在一些实施例中,旁通阀可以是二位置(例如,打开和关闭)阀,其包括以便由喷射泵500外部的用户访问的用户机械输入。在其它实施例中,旁通阀可被电致动(例如,电磁阀)到打开或关闭位置以及偏置到相对位置,或被电致动到打开和关闭位置。电致动的旁通阀可由位于各个位置(例如,在喷射泵500上,在压力清洗机上,在喷枪上等等)处的用户电力输入来控制(例如,按钮,开关,触摸板,触摸屏或其它适当的致动器)。用户电力输入可经由导线或以无线的方式与电致动的旁通阀通信。因此,对于包括手动操作旁通阀的实施例而言,具有一定的有效流通面积的喷嘴可用于与高流量操作模式或高压操作模式下操作的压力清洗机的喷枪一起使用。
如图12和图13中所示,在高流量操作模式下,加压的初级流体经由第一流体入口505进入喷射泵500。加压初级流体流动通过初级流体腔室535并进入旁通管道555内,在旁通管道处由第二流施加到活塞567上游面上的力使得旁通阀560移动到关闭位置,从而关闭旁通管道555并防止加压初级流体流动通过旁通阀560。
当旁通阀560关闭时,加压的初级流体流动通过初级流体腔室535,并通过初级流体喷嘴510。限流器515处于下述位置,在该位置处通过初级流体喷嘴510的通道的直径为其最小值。在一些实施例中,初级流体喷嘴510包括限流器515上游的会聚部分和限流器515下游的发散部分,在会聚部分处通道的直径在朝向限流器515的流体流动方向上缩窄,在发散部分处通道的直径在流体流动方向上加宽。在其它实施例中,发散部分被省略以及流体离开在限流器515处的喷嘴(如图9-13中所示)。在一些实施例中,限流器515限定环形孔。加压初级流体离开初级流体喷嘴510进入混合腔室520内。在一些实施例中,初级流体喷嘴510延伸进入混合腔室内。
限流器515形成离开初级流体喷嘴510到达混合腔室520的加压初级流体的高速射流。限流器515将压力转换成速度。加压初级流体的高速射流通过伯努利或文丘里效应或两者的组合在混合腔室520中形成真空或低压区。真空或低压区和/或在低压区和经由次级流体入口530可用的次级流体之间的压差足以将次级流体通过次级流体入口530引入到混合腔室520内。此外,止回阀557打开。一旦进入混合腔室520内,次级流体就由加压初级流体夹带以形成合并的高体积流体流或流动,其与自身的加压初级流体相比显著增加了流的体积。加压初级流体的高速射流与被引入到混合腔室520内的次级流体接触,从而将动能传递到次级流体。以这种方式,加压的初级流体夹带次级流体以便形成合并的高体积流体流动或流。该合并的高体积流体从混合腔室520流出以便通过流体出口525离开喷射泵500。
如图11中所示,出口管道540包括将混合腔室520流体联接到流体出口525的出口通道542。出口管道540在通到出口通道542的入口处限定喇叭口或会聚部分590。喇叭口590的直径在流体流动方向上减小。喇叭口590有效地将合并的高体积流体流从混合腔室520引导到出口通道542内。出口管道540还限定扩散器595。扩散器595的直径在流体流动方向上增大。扩散器595将速度转换成压力,从而在流体流通过流体出口525离开喷射泵500之前增加合并的高体积流体流的压力和减小其速度。
阶梯部545具有出口通道542的最小直径。出口通道542在阶梯部545下游的直径(例如,出口部分的直径)大于在阶梯部545处的直径。一个或更多个孔或开口600(例如,围绕出口通道542的圆周布置的多个开口)从环形腔室550延伸到出口通道542。开口600位于阶梯部545的下游。出口通道542的在阶梯部545下游的增大直径有助于使得在高压操作模式下由通过开口600进入出口通道542的加压流体的第二流所导致的湍流或其它干扰最小化。阶梯部545构建成适于化学品注入的文丘里管,如将在下文更详细地描述的那样。此外,阶梯部545在高流量操作模式下产生文丘里效应,并且当从高压操作模式转变到高流量操作时,在阶梯部下游的低压区被认为有助于使得活塞567移动到关闭位置。
参照图12,化学品入口565允许化学品(例如,肥皂,上光剂,清斑冲洗剂,除草剂,洗涤剂等)被添加到合并的高体积流体流。化学品入口565流体联接到化学品容器、源或储存器。在一些实施例中,如图1中所示,化学品容器566是压力清洗机110的部件并通过供应管道568流体联接到化学品入口565。在其它实施例中,化学品容器联接到喷枪(例如,喷枪700,740,750的化学品容器720)。化学品入口565也经由形成于阀座570内的化学品通道569流体联接到环形腔室550。止回阀571选择性地关闭化学品入口565。当通过止回阀571(例如在环形腔室550和化学品容器之间)存在足够的压差时,止回阀571被偏置到关闭位置和打开位置。在一些实施例中,化学品入口565流体联接到旁通阀560下游的旁通管道555。当在射流泵500上的背压低于化学品阈值压力时,阶梯部545用作文丘里管,并在阶梯部545的下游形成低压区。该低压区足以打开止回阀571,并将化学品从化学品容器通过化学品入口565抽吸到环形腔室550内,通过开口600抽吸到出口通道542内,在出口通道处化学品被添加到合并的高体积流体流。当在喷射泵处500上的背压高于化学品阈值压力时,不形成低压区以及不从化学品容器抽吸化学品。在一些实施例(例如,如图1中所示)中,接通/关闭的化学品流量控制阀572在化学品容器566和化学品入口565之间流体联接。在一些实施例中,限流器或其它计量装置在化学品容器和化学品入口565之间流体联接。在一些实施例中,一个或更多个附加的化学品容器包括与第一储存器不同的化学品。用户可通过致动将容器之一流体联接到合适供应管道的选择器来在容器之间进行选择。附加的容器可联接到喷枪或压力清洗机的部件。在一些实施例中,化学品阈值压力为350psi。在其它实施例中,化学品阈值压力是不同的(例如,300psi,325psi,375psi,等等)。在化学品中的活性成分的浓度可能需要被优化以便与高流量操作模式兼容,以实现如在传统化学品注入系统中所发现的化学品与水的相同输出浓度。射流泵500的一个优势是使得用户可以通过改变在喷射泵处500处的背压来在不同的操作模式(例如,高压操作模式,没有化学品的高流量操作模式,具有化学品的高流量操作模式)之间进行容易地切换。可通过改变喷枪的有效流通面积(改变转台式喷嘴的位置,改变各个喷嘴,调节可变喷嘴,改变喷枪,调节喷射泵下游的限流器等)来改变背压。用户可通过简单地改变所选择的喷嘴(或调节可变喷嘴或改变喷枪)来在不同的喷雾模式和输出流体流之间进行切换。例如,高压喷嘴(例如,0°喷嘴或25°的扇形喷嘴)可选择用于高压压力清洗应用,像清洁侧面,而高流量喷嘴(添加或不添加化学品)可选择用于高流量任务,像清洁二楼窗户或洗车。用户能够使用流量控制阀来根据需要启动和停止流体流动以及改变喷嘴以选择合适的操作和化学品模式来直接在喷枪处在任务之间进行切换,而不必在压力清洗机的主体处进行改变。这可简化在任务之间进行转换的过程,并减短在任务(例如,压力清洗,漂洗,冲洗,加皂液,清斑漂洗等)之间进行切换所需要的时间。
参照图14-16,示出用于与压力清洗机一起使用的喷枪700,740和750。每个喷枪700,740和750包括由触发器710(或其它用户致动的输入装置)致动和转台715致动的流体控制阀或流量控制阀705,以及喷射泵500。在打开位置中时,流量控制阀705允许流体离开喷枪,而在关闭位置中时,防止流体离开喷枪。转台715包括多个喷嘴,每个喷嘴构造成提供不同的喷雾模式或输出流体流量。用户可旋转转台715来选择多个喷嘴中之一来使用。当喷枪700流体联接到压力清洗机的出口(例如,流体出口525)时,所选择喷嘴的有效流通面积在喷射泵处500处产生背压。如上所述,在该喷射泵500处的背压控制喷射泵500是处于高流量操作模式还是处于高压操作模式,并且在高流量操作模式下控制化学品物质被添加还是不添加。
例如,在一些实施例中,转台715包括第一喷嘴716、第二喷嘴717和第三喷嘴718,第一喷嘴716具有在喷射泵处500处形成相对较高背压的第一有效流通面积,从而实现高压操作模式,第二喷嘴717具有在喷射泵处500处形成高于化学品阈值压力的相对较低背压的大于第一有效流通面积的第二有效流通面积,从而实现高流量操作模式,并且不允许化学品添加到合并的高体积流体流内,第三喷嘴718具有在喷射泵处500处形成低于化学品阈值压力的相对较低背压的大于第二有效流通面积的第三有效流通面积,从而实现高流量操作模式,并将化学品添加到合并的高体积流体流内。转台715允许用户通过简单地改变所选择的喷嘴来在不同的喷雾模式和输出流体流量之间进行切换。例如,高压喷嘴(例如,0°喷嘴或25°的扇形喷嘴)可选择用于高压压力清洗应用,像清洁侧面,而高流量喷嘴(添加或不添加化学品)可选择用于高流量任务,像清洁二楼窗户或洗车。用户能够使用流量控制阀705来根据需要启动和停止流体流动以及使用转台715来选择合适的操作和化学品模式来直接在喷枪700处在任务之间进行切换。
在一些实施例中,转台715由流体出口替换,流体出口具有接头,其能够一次接纳一个可拆卸的喷嘴(例如,类似于以上描述的喷枪118和喷嘴265和270)。通过简单地改变所选择的喷嘴,就像使用转台715那样,多个可拆卸的喷嘴可用于在不同的喷射模式和输出流体流量之间进行切换,其中每个可拆卸的喷嘴具有不同的有效流通面积。
化学品容器720固定到喷枪700的主体,并在化学品入口565处流体联接到喷射泵500。在一些实施例中,化学品容器720可拆卸地固定到喷枪700的主体,这样化学品容器可根据需要被拆卸以及再填充或更换。
如图15和图16中所示,喷射泵500可位于流量控制阀705的上游。流量控制阀705设计成处理与高压和高流量操作模式相关联的流体输出。如图15中所示,喷射泵500可拆卸地附接到喷枪740的本体。如图16中所示,喷射泵500可集成到喷枪750内。
如图14中所示,喷射泵500集成到喷枪700内并位于流量控制阀705的下游,这样流量控制阀705控制流到喷射泵500流体入口505的加压初级流体的流量。流量控制阀705设计成处理压力清洗机的最大流体输出。在这些实施例中,喷枪700还包括压力释放阀721或其它截止阀,以防止次级流体流出喷枪,即使当流量控制阀705被关闭时。压力释放阀721构造成在高于典型的供水压力(例如,30psi)的阈值压力(例如100psi)下打开,以及在低于阈值压力的压力下关闭,以防止次级流体不断地从喷枪700流出。
参照图14-16,喷射泵500的初级流体入口505通过高压软管或管道725流体联接到压力清洗机的出口(例如,流体出口525),以及次级流体入口530通过低压软管或管道730(例如,花园软管)流体联接到水源(例如,连接到市政供水系统或井的套管)。在其中喷射泵500与花园软管增压系统一起使用的一些替代性的实施例中(例如,在于2009年3月25日提交的并作为US2010/0243086公布的申请号为12/411,139的美国申请中所描述的增压水喷洒系统,在于2009年7月14日提交的并作为US 8,439,651授权的申请号为12/502,798的美国申请中所描述的花园软管增压水泵系统,以及在于2010年5月25日提交的并作为US2011/0290827公布的申请号为12/787,282的花园软管增压系统,所有这些申请以其全文通过引用并入本文),喷射泵500的初级流体入口505通过低压软管或管道(例如,花园软管)流体联接到花园软管增压系统的出口,以及次级流体入口530通过低压软管或管道(例如,花园软管)流体联接到水源(例如连接到市政供水系统或井的套管)。软管725和730可彼此附接(例如,通过夹具,条带,系带等,或共同模制、共同挤出或以其它方式形成为具有两个流动通道或路径的单个软管)。水源将次级流体供应到喷射泵500以及将初级流体供应到压力清洗机的水泵(如水泵116)。例如,三通接头可设置在通到水泵的入口处,这样来自水源的水可提供给水泵和次级流体入口530。在一些实施例中,喷枪700还包括第二或低压触发器,其致动第二接通/关闭的流量控制阀以便将次级流体软管流体连接到流体输出(例如,在转台715上所选择的喷嘴),以提供用于低压和低流量任务的次级流体流(例如,“花园软管”流)。
参照图17-18,示出喷枪760。喷枪760包括可调节的或可变喷嘴719,用于改变喷枪而不是如图14-16所示多个喷嘴的有效流通面积。如图17中所示,在可变喷嘴719的第一构造中,有效流通面积相对较大,并且实现高流量操作模式。如图18中所示,在可变喷嘴719的第二构造中,有效流通面积相对较小,并且实现高压操作模式。在一些实施例中,可变喷嘴719是无限可变的。在一些实施例中,可变喷嘴719具有多个对应于不同有效流通面积的预设位置。
如图9-13和19中所示,喷射泵500也可以与水泵116集成。初级流体入口505固定到泵出口130。例如,如图19中所示,螺纹联接部800旋拧到泵出口130内,以及夹紧紧固件805(例如,自攻夹紧螺栓)提供径向夹紧载荷。如图9中所示,O形环或垫圈810密封在流体入口505和泵出口130之间的连接部。三通接头815包括固定到泵入口128的初级流体管道820和固定到次级流体入口530的次级流体管道825。例如,初级流体管道820通过类似于用于将初级流体入口505固定到泵出口130那些的螺纹联接部800、夹紧紧固件805、和O形环810固定到泵入口128。例如,如图19中所示,次级流体管道825通过凸缘接头830和紧固件835(例如,自攻螺钉)固定到次级流体入口530。如图9中所示,O形环或垫圈840密封次级流体管道825和次级流体入口530之间的连接部。三通接头815还包括构造成连接到流体源的入口816。在一些实施例中,入口816包括花园软管或其它低压接头。
在一些实施例中,公共或共用的泵壳体封装喷射泵500和水泵116的泵机构。在一些实施例中,该泵壳体包括用于将水泵116附接到原动机的安装结构。在一些实施例中,喷射泵500和水泵116泵送机构的至少一部分(例如,气缸或活塞体,壳体,曲轴箱等)形成为单个(例如,一体的,整体的)部件(例如,单个铸件)。与水泵(例如,水泵116)是“一体的”或“集成”到水泵的流量倍增器(例如喷射泵500)是单一的整体部件,其中流量倍增器和水泵共用包封流量倍增器和水泵泵送机构的公共壳体和/或在其中流量倍增器和水泵的泵送机构的至少一部分(例如,气缸或活塞体,壳体,曲轴箱等)形成为单个(例如,一体的,整体的)部件(例如,形成为单个铸件,形成为单个模制部件,等等)。
参照图20,示出根据示例性实施例的电动压力清洗机900。喷射泵500与水泵116集成以形成流量倍增器和水泵组件905。在示出的实施例中,流量倍增器和水泵组件是完全位于电动压力清洗机900的壳体910内的电动压力清洗机900的内部部件,因此在压力清洗机的正常操作期间对于用户而言是不可见的。在一些实施例中,流量倍增器和水泵组件905可以是电动压力清洗机900的外部部件(例如,完全位于壳体910的外部或外侧,从而在压力清洗机的正常操作期间对于用户而言是可见的)。在其它实施例中,至少一部分(例如,一个或更多个初级流体入口505、流体出口525、次级流体入口530、和化学品入口565的至少一部分)延伸通过壳体910,并且在压力清洗机的正常操作期间对于用户而言是可见的。电动压力清洗机900还包括作为原动机的电动马达915以及用于将电力供应到电动马达915的电源线920。致动器(例如,开关,按钮,触摸板,触摸屏,或其它合适的用户输入装置)可由用户来致动以激活或停用电动马达915并由此激活或停用流量倍增器和水泵组件905。在一些实施例中,流流量倍增器和水泵组件905是气动压力清洗机的内部部件(例如,位于气动压力清洗机的壳体或护罩内)。流量倍增器和水泵组件905可被认为是包括喷射泵500和主泵送机构(例如,水泵116)的单个水泵。这种单个水泵可用于代替能够提供变化流率的其它类型的泵(例如,可变排量泵,可变冲程泵,变速泵等)。
如图21中所示,在一些实施例中,喷射泵500可以是压力清洗机1000的外部部件,这样在压力清洗机的正常操作期间喷射泵对于用户而言是可见的。流量倍增器可以是由制造商出售的压力清洗机1000的部件。喷射泵500也可稍后由用户安装到压力清洗机1000上。以这种方式,用户可将现有的压力清洗机改变成能够提供高流量和高压操作模式和化学品注入的压力清洗机。因此,喷射泵500可附接到压力清洗机1000以及从压力清洗机中拆卸下来。
在一些实施例中,喷射泵500集成到将泵出口(例如,泵出口130)流体联接到喷枪的输出管道或软管。
当喷射泵500没有固定到喷枪(例如,压力清洗机900和1000)时,具有单个流体通道或路径的单个输出软管或管道可用于将流体出口525流体联接到喷枪。优选地,该输出软管设计成处理高压和高流量操作模式(例如,高压软管提供适于高流量操作模式的足够流量)。
喷射泵500可与压力清洗机分开出售,以允许用户将现有的压力清洗机改变成能够提供高流量和高压操作模式和化学品注入的压力清洗机。喷射泵500可单独出售或作为成套用具的部件出售,成套用具包括射流泵500,喷枪(例如喷枪700)以及用于将喷射泵500流体联接到喷枪或将压力清洗机流体联接到喷射泵500所需的任何软管或管道。用户可以使用这种成套用具以便通过将喷射泵500的初级流体入口505联接到水泵116(例如,通过管道或软管,直接联接等)泵出口130、将喷射泵500的次级流体入口530联接到构造成联接到流体源的供应管道或软管、以及将流体出口525联接到输出管道或软管或联接到喷枪(例如喷枪740和760)而将标准的或常规的压力清洗机转变成可变流量压力清洗机。用户还可以将喷射泵500联接到压力清洗机的主体(例如,联接到水泵116,联接到框架112,联接到基板122,联接到原动机114,等等),或者联接到喷枪(例如喷枪740和760)。三通接头815可包括在成套用具中,使得公共流体源联接到次级流体入口530和水泵116的泵入口128。
喷射泵500适于与气动压力清洗机(即,具有作为原动机的内燃发动机的压力清洗机)一起使用以及适于与电动压力清洗机(即具有作为原动机的电动马达的压力清洗机)一起使用。气动压力清洗机通常具有高于电动压力清洗机的更高额定输出(例如,在可提供的压力和/或流率方面)。喷射泵500允许压力清洗机提供不可以其它方式单独从标准或常规的压力清洗机获得的高流量操作模式。在最低限度下,压力清洗机的额定压力为100psi。压力清洗机的额定压力可高达4000psi及以上。例如,对于在2.7gpm下额定压力为3000psi的气动压力清洗机而言,喷射泵500可提供在5gpm下产生400psi的高流量操作模式。对于在1.3gpm下额定压力为1700psi的电动压力清洗机而言,喷射泵500可提供在4.7gpm下产生175psi的高流量操作模式。喷射泵500使得气动压力清洗机的流率大约增加一倍,以及使得电动压力清洗机的流量大约增加三倍。
参考图3A,在一些实施例中,压力清洗机可包括水源压力计1205。水源压力计1205流体联接到次级流体源,以便指示在次级流体入口230处是否有足够的次级流体压力来提供足够的第二流体以便成功实现高流量操作模式。当次级流体压力太低(例如,低于阈值)时,则次级流体源不能提供足够的次级流体来保持高流量操作模式下流量倍增器200的需求。例如,当使用具有低管线压力的井作为次级流体源时会发生上述情况。水源压力计1205给用户提供次级流体压力足以允许用于高流量操作模式的指示(例如,光,消息,可听声音或其它用户可感知的指示器)。
在一些实施例中,压力清洗机包括框架,由框架支撑并包括动力输出部的原动机,联接到动力输出部并包括泵入口和泵出口的水泵,流体联接到泵入口并构造成联接到初级流体供应部的供应管道,包括具有流体出口的混合腔室的流量倍增器,流体联接到泵出口的初级流体入口,在初级流体入口下游的初级限流器,初级限流器下游的初级流体喷嘴,延伸到混合腔室内并具有位于混合腔室内的喷嘴出口的初级流体喷嘴,以及与混合腔室流体连通的次级流体入口,流体联接到供应管道和次级流体入口的次级流体管道,沿着次级流体管道并位于次级流体入口上游的止回阀,止回阀构造成响应于高于阈值压力的混合腔室压力关闭次级流体管道,流体连接到流体出口的输送管道,以及流体联接到流体出口下游的输送管道的喷枪,喷枪包括至少两个喷嘴,具有第一流通面积的第一喷嘴以及具有大于第一流通面积的第二流通面积的第二喷嘴,流体通过至少两个喷嘴中之一离开喷枪。在高压操作模式下,初级流体从初级流体源通过供应管道流动到水泵,在水泵中被加压,离开水泵,通过初级流体入口进入流量倍增器,通过初级限流器到达初级流体喷嘴,离开初级流体喷嘴出口进入混合腔室内,通过流体出口离开混合腔室,通过输送管道到达喷枪,并通过第一喷嘴离开喷枪,从而使得混合腔室压力超过阈值压力。在高流量操作模式下,初级流体通过供应管道从初级流体源流动到水泵,在水泵中被加压,离开水泵,通过初级流体入口进入流量倍增器,通过初级限流器到达初级流体喷嘴,并离开初级流体喷嘴出口进入混合腔室内,以及次级流体从供应管道流出,通过止回阀,并且通过次级流体入口进入混合腔室内,使得次级流体由初级流体夹带,导致通过流体出口离开混合腔室的合并流体流通过输送管道到达喷枪,并通过第二喷嘴离开喷枪,从而保持混合腔室压力低于阈值压力。
如在各个示例性实施例中所示的设备、系统和方法的构造和布置仅仅是示例性的。虽然在本公开中已经详细描述了仅仅几个实施例,但是许多修改(例如,在下述上的改变:各种元件的大小,维度,结构,形状和比例,参数值,安装布置,材料的使用,颜色,取向等)是可能的。例如,示出为一体形成的一些元件可由多个部件或元件构成,元件的位置可以颠倒或以其它方式改变,并且离散元件或位置的性质或数量可以改变或变化。因此,所有这类修改意旨被包括在本公开的范围之内。任何过程或方法步骤的次序或顺序可根据备选实施例进行改变或重新排序。在不脱离本公开范围的情况下也可以在示例性实施例的设计、操作条件和布置方面进行其它替换、修改、改变和省略。
本公开可设想到用于完成各种操作的方法、系统和在任何机器可读介质上的程序产品。本公开的实施例可使用现有的计算机处理器来实施,或者通过适于适当系统的针对这个或其它目的并入的特定用途的计算机处理器来实施,或通过硬线系统来实施。在本公开范围内的实施例可包括程序产品,其包括用于载有或具有存储于其上的机器可执行指令或数据结构的机器可读介质。这种机器可读介质可以是任何可用的介质,其可由通用目的或专用目的的计算机或具有处理器的其它机器访问。通过实例的方式,这种机器可读的介质可包括RAM,ROM,EPROM,EEPROM,CD-ROM或其它光盘存储器,磁盘存储器或其它磁存储设备,或任何其它介质,介质可用于载有或存储所需的为机器可执行指令或数据结构的程序代码且其可由通用目的或专用目的的计算机或具有处理器的其它机器访问。当通过网络或连接到机器的另一通信连接(硬连线,无线,或硬连线或无线的组合)传输或提供信息时,机器适当地将该连接视为机器可读介质。因此,任何这样的连接被适当地称为机器可读介质。以上各项的组合也包括在机器可读介质的范围内。机器可执行的指令例如包括下述指令和数据,其导致通用目的计算机、专用目的计算机或专用目的的处理机器执行特定的功能或功能组。
虽然附图可能会示出方法步骤的特定顺序,但是各步骤顺序可不同于所示出的步骤顺序。此外,两个或多个步骤可以同时或部分地同时进行。这种变化将取决于各种因素,包括所选择的软件和硬件系统以及取决于设计者的选择。所有这些改变都在本公开的范围之内。类似地,可用标准的编程技术来完成本发明的软件实施方式,上述技术具有基于逻辑和其它逻辑的规则来完成各种不同的连接步骤,处理步骤,比较步骤和决定步骤。

Claims (93)

1.一种压力清洗机,其包括:
原动机;
联接到原动机的水泵,水泵包括用于从流体源接收流体的泵入口,以及用于供应加压的初级流体的泵出口;
喷射泵,其包括流体联接到泵出口的初级流体入口,构造成联接到流体源的次级流体入口,以及流体出口;以及
喷枪,其构造成流体联接到喷射泵的流体出口,喷枪包括具有可变有效流通面积的喷枪出口;
其中,在操作过程中,喷枪出口的第一有效流通面积在喷射泵处产生第一背压,从而实现高压操作模式,在该高压操作模式下加压的初级流体流动通过喷射泵并通过喷射泵的流体出口流出;以及
其中,在操作过程中,喷枪出口的大于第一有效流通面积的第二有效流通面积在喷射泵处产生小于第一背压的第二背压,由此实现高流量操作模式,在该高流量操作模式下加压的初级流体流动通过喷射泵并夹带从流体源通过次级流体入口供应的次级流体,使得次级流体也流动通过喷射泵,导致通过喷射泵流体出口流出的初级流体和次级流体的合并的流体流。
2.根据权利要求1所述的压力清洗机,其中,所述喷枪包括用于改变有效流通面积的多个喷嘴,其中每个喷嘴具有不同的有效流通面积,且其中一次只能选择一个喷嘴来提供从喷枪的流体输出。
3.根据权利要求2所述的压力清洗机,其中,多个喷嘴形成在转台内。
4.根据权利要求1所述的压力清洗机,其中,所述喷枪还包括用于改变有效流通面积的可调喷嘴,其中所述可调喷嘴可移动以便改变有效流通面积。
5.根据权利要求1所述的压力清洗机,其中,所述喷射泵还包括:
混合腔室,其在喷嘴和流体出口之间流体联接且流体联接到次级流体入口;
具有限流器的喷嘴,其中所述喷嘴流体联接到初级流体入口和流体出口之间,使得加压初级流体在进入混合腔室之前流动通过限流器;
旁通管道,其流体联接到泵出口和混合腔室,以提供绕过喷嘴的旁通流动路径;以及
旁通阀,其设置于旁通管道内并构造成在打开位置和关闭位置之间移动,以便选择性地打开和关闭旁通管道;
其中所述旁通阀构造成响应于在喷射泵处的背压而在打开位置和关闭位置之间移动;
其中在所述喷射泵处的第一背压下,旁通阀处于打开位置中;以及
其中在所述喷射泵处的第二背压下,旁通阀处于关闭位置中。
6.根据权利要求1所述的压力清洗机,还包括:
用于供应化学品的化学品源;
其中所述喷射泵还包括:
在流体出口的流体上游且流体联接到次级流体入口的混合腔室;
具有限流器的喷嘴,其中所述喷嘴流体联接到初级流体入口和流体出口之间,使得加压初级流体在进入混合腔室之前流动通过限流器;
在混合腔室和流体出口之间的出口通道,所述出口通道包括阶梯部,其中出口通道的直径在阶梯部处处于最小直径,且在阶梯部下游的出口部分处处于大于所述最小直径的出口部分直径;以及
化学品入口,其流体联接到阶梯部下游的所述出口通道,以便选择性地将化学品从所述化学品源提供到离开喷射泵流体出口的流体流;以及
其中所述阶梯部构造成文丘里管,使得在通过文丘里管流动的流体的第一压力下,来自化学品源的化学品添加到离开喷射泵流体出口之前的流体流,且在大于第一压力的第二压力下,来自化学品源的化学品不添加到离开喷射泵流体出口之前的流体流。
7.根据权利要求6所述的压力清洗机,其中,所述化学品源固定到喷枪。
8.根据权利要求6所述的压力清洗机,其中,所述化学品入口通到旁通阀下游的旁通管道内。
9.根据权利要求6所述的压力清洗机,其中,在操作过程中,在喷射泵处的第一背压下,加压的初级流体在第二压力下流动通过文丘里管,使得来自化学品源的化学品不添加到加压的初级流体流。
10.根据权利要求6所述的压力清洗机,其中,在操作过程中,在喷射泵处的第二背压下,合并的流体在第一压力下流动通过文丘里管,使得来自化学品源的化学品添加到合并的流体流。
11.根据权利要求1所述的压力清洗机,其中,所述喷射泵附接到水泵。
12.根据权利要求1所述的压力清洗机,其中,所述喷射泵并入到喷枪内。
13.根据权利要求12所述的压力清洗机,其中,所述喷枪包括流量控制阀,在打开位置中所述流量控制阀允许流体离开喷枪以及在关闭位置中防止流体离开所述喷枪;以及
其中所述喷射泵位于流量控制阀的上游。
14.根据权利要求13所述的压力清洗机,还包括:
将泵出口流体联接到初级流体入口的高压管道。
15.根据权利要求12所述的压力清洗机,其中,所述喷枪包括流量控制阀,在打开位置中所述流量控制阀允许流体离开喷枪以及在关闭位置中防止流体离开所述喷枪;以及
其中所述喷射泵位于流量控制阀的下游。
16.根据权利要求15所述的压力清洗机,还包括:
将泵出口流体联接到初级流体入口的高压管道。
17.一种电动压力清洗机,其包括:
电动马达;
用于将电力供应到电动马达的电源线;
联接到电动马达的水泵,水泵包括用于从流体源接收流体的泵入口,以及用于供应加压的初级流体的泵出口;
喷射泵,其包括流体联接到泵出口的初级流体入口,构造成联接到流体源的次级流体入口,以及流体出口;以及
喷枪,其构造成流体联接到喷射泵的流体出口,喷枪包括具有可变有效流通面积的喷枪出口;
其中,在操作过程中,喷枪出口的第一有效流通面积在喷射泵处产生第一背压,从而实现高压操作模式,在该高压操作模式下加压的初级流体流动通过喷射泵并通过喷射泵的流体出口流出;以及
其中,在操作过程中,喷枪出口的大于第一有效流通面积的第二有效流通面积在喷射泵处产生小于第一背压的第二背压,由此实现高流量操作模式,在该高流量操作模式下加压的初级流体流动通过喷射泵并夹带从流体源通过次级流体入口供应的次级流体,使得次级流体也流动通过喷射泵,导致通过喷射泵流体出口流出的初级流体和次级流体的合并的流体流。
18.根据权利要求17所述的电动压力清洗机,其中,所述喷枪还包括用于改变有效流通面积的多个喷嘴,其中每个喷嘴具有不同的有效流通面积,且其中一次只能选择一个喷嘴来提供从喷枪的流体输出。
19.根据权利要求18所述的电动压力清洗机,其中,多个喷嘴形成在转台内。
20.根据权利要求17所述的电动压力清洗机,其中,所述喷枪还包括用于改变有效流通面积的可调喷嘴,其中所述可调喷嘴可移动以便改变有效流通面积。
21.根据权利要求17所述的压力清洗机,其中,所述喷射泵还包括:
混合腔室,其在喷嘴和流体出口之间流体联接且流体联接到次级流体入口;
具有限流器的喷嘴,其中所述喷嘴流体联接到初级流体入口和流体出口之间,使得加压初级流体在进入混合腔室之前流动通过限流器;
旁通管道,其流体联接到泵出口和混合腔室,以提供绕过喷嘴的旁通流动路径;以及
旁通阀,其设置于旁通管道内并构造成在打开位置和关闭位置之间移动,以便选择性地打开和关闭旁通管道;
其中所述旁通阀构造成响应于在喷射泵处的背压而在打开位置和关闭位置之间移动;
其中在所述喷射泵处的第一背压下,旁通阀处于打开位置中;以及
其中在所述喷射泵处的第二背压下,旁通阀处于关闭位置中。
22.根据权利要求17所述的电动压力清洗机,还包括:
用于供应化学品的化学品源;
其中所述喷射泵还包括:
在流体出口的流体上游且流体联接到次级流体入口的混合腔室;
具有限流器的喷嘴,其中所述喷嘴流体联接到初级流体入口和流体出口之间,使得加压的初级流体在进入混合腔室之前流动通过限流器;
在混合腔室和流体出口之间的出口通道,所述出口通道包括阶梯部,其中出口通道的直径在阶梯部处处于最小直径,且在阶梯部下游的出口部分处处于大于所述最小直径的出口部分直径;以及
化学品入口,其流体联接到阶梯部下游的所述出口通道,以便选择性地将化学品从所述化学品源提供到离开喷射泵流体出口的流体流;以及
其中所述阶梯部构造成文丘里管,使得在通过文丘里管流动的流体的第一压力下,来自化学品源的化学品添加到离开喷射泵流体出口之前的流体流,且在大于第一压力的第二压力下,来自化学品源的化学品不添加到离开喷射泵流体出口之前的流体流。
23.根据权利要求17所述的电动压力清洗机,其中,所述喷射泵附接到水泵。
24.根据权利要求17所述的电动压力清洗机,其中,所述喷射泵并入到喷枪内。
25.根据权利要求24所述的电动压力清洗机,其中,所述喷枪包括流量控制阀,在打开位置中所述流量控制阀允许流体离开喷枪以及在关闭位置中防止流体离开所述喷枪;以及
其中所述喷射泵位于流量控制阀的上游。
26.根据权利要求24所述的电动压力清洗机,其中,所述喷枪包括流量控制阀,在打开位置中所述流量控制阀允许流体离开喷枪以及在关闭位置中防止流体离开所述喷枪;以及
其中所述喷射泵位于流量控制阀的下游。
27.一种压力清洗机,其包括:
原动机;
联接到原动机的水泵,水泵包括用于从流体源接收流体的泵入口,以及用于供应加压的初级流体的泵出口;
喷射泵,其包括:
流体联接到泵出口的初级流体入口;
构造成联接到流体源的次级流体入口,以及流体出口;
在流体出口的流体上游且流体联接到次级流体入口的混合腔室;
具有限流器的喷嘴,其中所述喷嘴流体联接到初级流体入口和流体出口之间,使得加压的初级流体在进入混合腔室之前流动通过限流器;
旁通管道,其流体联接到泵出口和所述混合腔室,以便提供绕过喷嘴的旁通流动路径;以及
旁通阀,其设置于旁通管道内并构造成在打开位置和关闭位置之间移动,以便选择性地打开和关闭旁通管道;以及
喷枪,其构造成流体联接到喷射泵的流体出口,喷枪包括具有可变有效流通面积的喷枪出口;
其中,在操作过程中,喷枪出口的第一有效流通面积在喷射泵处产生第一背压,从而实现高压操作模式,在该高压操作模式下加压的初级流体流动通过喷射泵并通过喷射泵的流体出口流出;
其中,在操作过程中,喷枪出口的大于第一有效流通面积的第二有效流通面积在喷射泵处产生小于第一背压的第二背压,由此实现高流量操作模式,在该高流量操作模式下加压的初级流体流动通过喷射泵并夹带从流体源通过次级流体入口供应的次级流体,使得次级流体也流动通过喷射泵,导致通过喷射泵流体出口流出的初级流体和次级流体的合并的流体流;
其中,在高压操作模式下,所述旁通阀处于打开位置中以及加压的初级流体流动通过喷嘴及旁通流动路径到达喷射泵的流体出口;以及
其中,在高流量的操作模式下,旁通阀处于关闭位置中。
28.根据权利要求27所述的压力清洗机,其中,所述喷嘴的限流器限定环形孔。
29.根据权利要求27所述的压力清洗机,其中,所述旁通阀包括:
阀座;
可在打开位置和关闭位置之间移动的活塞,其中在打开位置中所述活塞不与阀座接合,从而允许加压的流体流动通过所述旁通阀,其中在关闭位置中所述活塞与阀座接合,从而防止加压的流体流动通过所述旁通阀;以及
将活塞偏置到打开位置的弹簧。
30.根据权利要求29所述的压力清洗机,其中,所述活塞包括:
腔室,其尺寸定制成当活塞处于关闭位置中时接纳阀座;以及
通到腔室的开口,其中当活塞处于打开位置中时加压的流体流动通过开口到达腔室。
31.一种水泵,其包括:
用于加压初级流体流的泵送机构,泵送机构包括用于从流体源接收流体的泵入口,以及用于供应加压的初级流体的泵出口;以及
喷射泵,其包括流体联接到泵出口的初级流体入口,构造成联接到流体源的次级流体入口,以及流体出口;以及
其中,在操作过程中,在喷射泵处的第一背压下,实现高压操作模式,在该高压操作模式下加压的初级流体流动通过喷射泵并通过喷射泵的流体出口流出;以及
其中,在操作过程中,在喷射泵处小于第一背压的第二背压下,实现高流量操作模式,在该高流量操作模式下加压的初级流体流动通过喷射泵并夹带从流体源通过次级流体入口供应的次级流体,使得次级流体也流动通过喷射泵,导致通过喷射泵流体出口流出的初级流体和次级流体的合并的流体流。
32.根据权利要求31所述的水泵,还包括:
封装所述泵送机构和喷射泵的泵壳体。
33.根据权利要求32所述的水泵,其中,所述泵壳体包括用于将水泵附接到原动机的安装结构。
34.根据权利要求31所述的水泵,其中,所述喷射泵和泵送机构的至少一部分形成为单个部件。
35.根据权利要求31所述的水泵,其中,所述单个部件是铸造的。
36.根据权利要求31所述的水泵,其中,所述泵送机构能够产生至少500psi的加压的初级流体。
37.根据权利要求31所述的水泵,其中,所述泵送机构能够产生至少1000psi的加压的初级流体。
38.根据权利要求31所述的水泵,其中,所述喷射泵还包括:
在流体出口的流体上游且流体联接到次级流体入口的混合腔室;
具有限流器的喷嘴,其中所述喷嘴流体联接到初级流体入口和流体出口之间,使得加压的初级流体在进入混合腔室之前流动通过限流器;
旁通管道,其流体联接到泵出口和所述混合腔室,以便提供绕过喷嘴的旁通流动路径;以及
旁通阀,其设置于旁通管道内并构造成在打开位置和关闭位置之间移动,以便选择性地打开和关闭旁通管道;
其中所述旁通阀构造成响应于在喷射泵处的背压而在打开位置和关闭位置之间移动;
其中在所述喷射泵处的第一背压下,旁通阀处于打开位置中;以及
其中在所述喷射泵处的第二背压下,旁通阀处于关闭位置中。
39.根据权利要求38所述的水泵,其中,所述喷射泵还包括:
在混合腔室和流体出口之间的出口通道,所述出口通道包括阶梯部,其中出口通道的直径在阶梯部处处于最小直径,且在阶梯部下游的出口部分处处于大于所述最小直径的出口部分直径;以及
化学品入口,其流体联接到阶梯部下游的所述出口通道,以便选择性地将化学品从所述化学品源提供到离开喷射泵流体出口的流体流;以及
其中所述阶梯部构造成文丘里管,使得在通过文丘里管流动的流体第一压力下,来自化学品源的化学品添加到离开喷射泵流体出口之前的流体流,且在大于第一压力的第二压力下,来自化学品源的化学品不添加到离开喷射泵流体出口之前的流体流。
40.根据权利要求31所述的水泵,其中,所述喷射泵还包括:
在流体出口的流体上游且流体联接到次级流体入口的混合腔室;
具有限流器的喷嘴,其中所述喷嘴流体联接到初级流体入口和流体出口之间,使得加压的初级流体在进入混合腔室之前流动通过限流器;
在混合腔室和流体出口之间的出口通道,所述出口通道包括阶梯部,其中出口通道的直径在阶梯部处处于最小直径,且在阶梯部下游的出口部分处处于大于所述最小直径的出口部分直径;以及
化学品入口,其流体联接到阶梯部下游的所述出口通道,以便选择性地将化学品从所述化学品源提供到离开喷射泵流体出口的流体流;以及
其中所述阶梯部构造成文丘里管,使得在通过文丘里管流动的流体第一压力下,来自化学品源的化学品添加到离开喷射泵流体出口之前的流体流,且在大于第一压力的第二压力下,来自化学品源的化学品不添加到离开喷射泵流体出口之前的流体流。
41.根据权利要求40所述的水泵,其中,所述化学品入口通到旁通阀下游的旁通管道内。
42.根据权利要求40所述的水泵,其中,在操作过程中,在喷射泵处的第一背压下,加压的初级流体在第二压力下流动通过文丘里管,使得来自化学品源的化学品不添加到加压的初级流体流。
43.根据权利要求40所述的水泵,其中,在操作过程中,在喷射泵处的第二背压下,合并的流体在第一压力下流动通过文丘里管,使得来自化学品源的化学品添加到合并的流体流。
44.根据权利要求31所述的水泵,其中,所述喷射泵还包括:
在流体出口的流体上游且流体联接到次级流体入口的混合腔室;
具有限流器的喷嘴,其中所述喷嘴流体联接到初级流体入口和流体出口之间,使得加压的初级流体在进入混合腔室之前流动通过限流器;
旁通管道,其流体联接到泵出口和所述混合腔室,以便提供绕过喷嘴的旁通流动路径;以及
旁通阀,其设置于旁通管道内并构造成在打开位置和关闭位置之间移动,以便选择性地打开和关闭旁通管道;以及
其中在高压操作模式下,所述旁通阀处于打开位置中,以及加压初级流体流动通过喷嘴和旁通流路到达喷射泵的流体出口;以及
其中在高流量操作模式下,旁通阀处于关闭位置中,以及加压的初级流体流动通过喷嘴,使得离开喷嘴到达混合腔室的加压初级流体夹带通过次级流体入口供应到混合腔室的次级流体,导致流动通过喷射泵流体出口的初级流体和次级流体的合并的流体流。
45.根据权利要求44所述的水泵,其中,所述喷嘴的限流器限定环形孔。
46.根据权利要求44所述的水泵,其中,所述旁通阀包括:
阀座;
可在打开位置和关闭位置之间移动的活塞,其中在打开位置中所述活塞不与阀座接合,从而允许加压的流体流动通过所述旁通阀,其中在关闭位置中所述活塞与阀座接合,从而防止加压的流体流动通过所述旁通阀;以及
将活塞偏置到打开位置的弹簧。
47.根据权利要求46所述的水泵,其中,所述活塞包括:
腔室,其尺寸定制成当活塞处于关闭位置中时接纳阀座;以及
通到腔室的开口,其中当活塞处于打开位置中时加压的流体流动通过开口到达腔室。
48.一种喷射泵,其包括;
构造成流体联接到加压的初级流体源的初级流体入口;
构造成流体地联接到次级流体源的次级流体入口;
流体出口;
在流体出口的流体上游并且流体联接到次级流体入口的混合腔室;
具有限流器的喷嘴,其中所述喷嘴在初级流体入口和流体出口之间流体联接,以便使得加压的初级流体在进入混合腔室之前流动通过限流器;
旁通管道,其流体联接到混合腔室以提供绕过所述喷嘴的旁通流动路径;以及
旁通阀,其设置于旁通管道内并且构造成在打开位置和关闭位置之间移动,以便选择性地打开和关闭旁通管道;
其中所述旁通阀构造成响应于在喷射泵处的背压在所述打开位置和所述关闭位置之间移动;
其中,在喷射泵处的第一背压下,旁通阀处于打开位置中;以及
在喷射泵处小于所述第一背压的第二背压下,旁通阀处于关闭中。
49.根据权利要求48所述的喷射泵,还包括:
在混合腔室和流体出口之间的出口通道,所述出口通道包括阶梯部,其中出口通道的直径在阶梯部处处于最小直径,且在阶梯部下游的出口部分处处于大于所述最小直径的出口部分直径;以及
化学品入口,其流体联接到阶梯部下游的所述出口通道,以便选择性地将化学品从所述化学品源提供到离开喷射泵流体出口的流体流;以及
其中所述阶梯部构造成文丘里管,使得在通过文丘里管流动的流体第一压力下,来自化学品源的化学品添加到离开喷射泵流体出口之前的流体流,且在大于第一压力的第二压力下,来自化学品源的化学品不添加到离开喷射泵流体出口之前的流体流。
50.根据权利要求49所述的喷射泵,其中,所述化学品入口通到旁通阀下游的旁通管道内。
51.根据权利要求49所述的喷射泵,其中,在操作过程中,在喷射泵处的第一背压下,加压的初级流体在第二压力下流动通过文丘里管,使得来自化学品源的化学品不添加到加压的初级流体流。
52.根据权利要求49所述的喷射泵,其中,在操作过程中,在喷射泵处的第二背压下,合并的流体在第一压力下流动通过文丘里管,使得来自化学品源的化学品添加到合并的流体流。
53.根据权利要求48所述的喷射泵,其中,所述喷嘴的限流器限定环形孔。
54.根据权利要求48所述的喷射泵,其中,所述旁通阀包括:
阀座;
可在打开位置和关闭位置之间移动的活塞,其中在打开位置中所述活塞不与阀座接合,从而允许加压的流体流动通过所述旁通阀,其中在关闭位置中所述活塞与阀座接合,从而防止加压的流体流动通过所述旁通阀;以及
将活塞偏置到打开位置的弹簧。
55.根据权利要求54所述的喷射泵,其中,所述活塞包括:
腔室,其尺寸定制成当活塞处于关闭位置中时接纳阀座;以及
通到腔室的开口,其中当活塞处于打开位置中时加压的流体流动通过开口到达腔室。
56.一种用于与水泵一起使用的喷射泵成套用具,其包括:
喷射泵,所述喷射泵包括构造成流体联接到水泵的泵出口以便接收加压的初级流体的初级流体入口,构造成流体联接到次级流体源以便接收次级流体的次级流体入口,以及流体出口;以及
喷枪,所述喷枪包括具有可变有效流通面积的喷枪出口。
57.根据权利要求56所述的喷射泵成套用具,还包括:
将喷射泵的流体出口联接到喷枪的高压管道。
58.根据权利要求56所述的喷射泵成套用具,其中,所述喷枪还包括用于改变有效流通面积的多个喷嘴,其中每个喷嘴具有不同的有效流通面积,且其中一次只能选择一个喷嘴来提供从喷枪的流体输出。
59.根据权利要求56所述的喷射泵成套用具,其中,多个喷嘴形成在转台内。
60.根据权利要求56所述的喷射泵成套用具,其中,所述喷枪还包括用于改变有效流通面积的可调喷嘴,其中所述可调喷嘴可移动以便改变有效流通面积。
61.根据权利要求56所述的喷射泵成套用具,其中,所述喷射泵和喷枪是单独的部件。
62.根据权利要求45所述的喷射泵成套用具,其中,所述喷射泵并入到喷枪内。
63.根据权利要求62所述的喷射泵成套用具,其中,所述喷枪包括流量控制阀,在打开位置中所述流量控制阀允许流体离开喷枪以及在关闭位置中防止流体离开所述喷枪;以及
其中所述喷射泵在流量控制阀的上游。
64.根据权利要求63所述的喷射泵成套用具,还包括:
用于将初级流体入口流体联接到泵出口的高压管道;以及
用于将次级流体入口流体联接到次级流体供应部的高流量管道。
65.根据权利要求64所述的喷射泵成套用具,其中,所述高压管道和高流量管道彼此附接。
66.根据权利要求62所述的喷射泵成套用具,其中,所述喷枪还包括流量控制阀,在打开位置中所述流量控制阀允许流体离开喷枪以及在关闭位置中防止流体离开所述喷枪;以及
其中所述喷射泵位于流量控制阀的下游。
67.根据权利要求66所述的喷射泵成套用具,还包括:
用于将初级流体入口流体联接到泵出口的高压管道;以及
用于将次级流体入口流体联接到次级流体供应部的高流量管道。
68.根据权利要求67所述的喷射泵成套用具,其中,所述高压管道和高流量管道彼此附接。
69.根据权利要求66所述的喷射泵成套用具,其中,所述喷枪还包括止回阀,以便当流量控制阀处于关闭位置中时防止次级流体从喷射泵的流动。
70.一种用于与水泵一起使用的喷射泵成套用具,其包括:
喷射泵,所述喷射泵包括构造成流体联接到水泵的泵出口,以便接收加压的初级流体的初级流体入口,构造成流体联接到次级流体源以便接收次级流体的次级流体入口,以及流体出口;
第一喷枪,所述第一喷枪包括具有第一有效流通面积的喷枪出口;以及
第二喷枪,所述第二喷枪包括具有大于第一有效流通面积的第二有效流通面积的喷枪出口。
71.根据权利要求70所述的喷射泵成套用具,还包括:
用于将喷射泵的流体出口联接到喷枪的高压管道。
72.一种喷枪,其包括:
具有可变有效流通面积的喷枪出口;
流量控制阀,其在打开位置中允许流体离开喷枪以及在关闭位置中防止流体离开所述喷枪;以及
喷射泵,其包括构造成流体联接到水泵的泵出口,以便接收加压的初级流体的初级流体入口,构造成流体联接到次级流体供应部以便接收次级流体的次级流体入口,以及流体出口。
73.根据权利要求72所述的喷枪,还包括:
用于改变有效流通面积的多个喷嘴,其中每个喷嘴具有不同的有效流通面积,且其中一次只能选择一个喷嘴来提供从喷枪的流体输出。
74.根据权利要求73所述的喷枪,其中,多个喷嘴形成在转台内。
75.根据权利要求72所述的喷枪,还包括:
用于改变有效流通面积的可调喷嘴,其中所述可调喷嘴可移动以便改变有效流通面积。
76.根据权利要求72所述的喷枪,其中,所述喷射泵的流体出口位于流量控制阀的上游。
77.根据权利要求72所述的喷枪,其中,所述喷射泵的流体出口位于流量控制阀的下游。
78.根据权利要求77所述的喷枪,其中,还包括:
止回阀,当流量控制阀处于关闭位置中时防止次级流体从喷枪流出。
79.一种压力清洗机,其包括:
原动机;
联接到原动机的水泵,水泵包括用于从流体源接收流体的泵入口,以及用于供应加压的初级流体的泵出口;
喷射泵,其包括流体联接到泵出口的初级流体入口,构造成联接到流体源的次级流体入口,以及流体出口;
第一喷枪,其构造成流体联接到喷射泵的流体出口,第一喷枪具有第一有效流通面积;以及
第二喷枪,其构造成流体联接到喷射泵的流体出口,第二喷枪具有大于第一有效流通面积的第二有效流通面积;
其中,在操作过程中,在第一喷枪流体联接到流体出口的情况下,第一有效流通面积在喷射泵处产生第一背压,从而实现高压操作模式,在该高压操作模式下加压的初级流体流动通过喷射泵并通过喷射泵的流体出口流出;以及
其中,在操作过程中,在第二喷枪流体联接到流体出口的情况下,喷枪出口的更大的第二有效流通面积在喷射泵处产生小于的第一背压的第二背压,由此实现高流量操作模式,在该高流量操作模式下加压的初级流体流动通过喷射泵并夹带从流体源通过次级流体入口供应的次级流体,使得次级流体也流动通过喷射泵,导致通过喷射泵流体出口流出的初级流体和次级流体的合并的流体流。
80.根据权利要求79所述的压力清洗机,其中,所述喷射泵还包括:
在流体出口的流体上游且流体联接到次级流体入口的混合腔室;
具有限流器的喷嘴,其中所述喷嘴流体联接到初级流体入口和流体出口之间,使得加压的初级流体在进入混合腔室之前流动通过限流器;
旁通管道,其流体联接到泵出口和所述混合腔室,以便提供绕过喷嘴的旁通流动路径;以及
旁通阀,其设置于旁通管道内并构造成在打开位置和关闭位置之间移动,以便选择性地打开和关闭旁通管道;以及
其中所述旁通阀构造成响应于在喷射泵处的背压在所述打开位置和所述关闭位置之间移动;
其中,在喷射泵处的第一背压下,旁通阀处于打开位置中;以及
在喷射泵处的第二背压下,旁通阀处于关闭位置中。
81.根据权利要求79所述的压力清洗机,还包括:
用于供应化学品的化学品源;
其中所述喷射泵还包括:
在流体出口的上游且流体联接到次级流体入口的混合腔室;
具有限流器的喷嘴,其中所述喷嘴流体联接到初级流体入口和流体出口之间,使得加压初级流体在进入混合腔室之前流动通过限流器;
在混合腔室和流体出口之间的出口通道,所述出口通道包括阶梯部,其中出口通道的直径在阶梯部处处于最小直径,且在阶梯部下游的出口部分处处于大于所述最小直径的出口部分直径;以及
化学品入口,其流体联接到阶梯部下游的所述出口通道,以便选择性地将化学品从所述化学品源提供到离开喷射泵流体出口的流体流;以及
其中所述阶梯部构造成文丘里管,使得在通过文丘里管流动的流体第一压力下,来自化学品源的化学品添加到离开喷射泵流体出口之前的流体流,且在大于第一压力的第二压力下,来自化学品源的化学品不添加到离开喷射泵流体出口之前的流体流。
82.根据权利要求81所述的压力清洗机,其中,所述化学品源固定到喷枪。
83.根据权利要求81所述的压力清洗机,其中,所述化学品入口通到旁通阀下游的旁通管道内。
84.根据权利要求81所述的压力清洗机,其中,在操作过程中,在喷射泵处的第一背压下,加压的初级流体在第二压力下流动通过文丘里管,使得来自化学品源的化学品不添加到加压的初级流体流。
85.根据权利要求81所述的压力清洗机,其中,在操作过程中,在喷射泵处的第二背压下,合并的流体在第一压力下流动通过文丘里管,使得来自化学品源的化学品添加到合并的流体流。
86.根据权利要求79所述的压力清洗机,其中,所述喷射泵附接到水泵。
87.根据权利要求1所述的压力清洗机,其中,所述喷射泵并入到第一喷枪内以及第二喷射泵并入到第二喷枪内。
88.一种响应于背压改变流动的方法,所述方法包括:
将加压流体提供给喷射泵;
在喷射泵处形成第一背压;
响应于第一背压实现高压操作模式,在该高压操作模式下加压的流体流动通过喷射泵;
在喷射泵处形成第二背压,其中所述第二背压小于第一背压;以及
响应于所述第二背压实现高流量操作模式,在该高流量操作模式下加压的流体流动通过喷射泵并夹带次级流体,以便导致流出喷射泵的合并的流体流。
89.根据权利要求88所述的方法,其特征在于还包括:
将流体源流体联接到喷射泵,其中从流体源抽吸加压流体和次级流体。
90.根据权利要求88所述的方法,还包括:
在喷射泵处形成第三背压,其中所述第三背压小于所述第二背压;
响应于所述第三背压实现高流量和化学品注入操作模式,在该高流量和化学品注入操作模式下加压的流体流动通过喷射泵并夹带次级流体,以便导致流出喷射泵的合并的流体流,以及化学品响应于文丘里效应被添加到合并的流体流。
91.根据权利要求88所述的方法,还包括:
在高压操作模式下,使得所述加压流体流动通过主流动路径以及通过喷射泵的旁通流动路径;以及
在高体积操作模式下,导致加压流体只流动通过主流动路径。
92.根据权利要求91所述的方法,还包括:
在高流量操作模式下,响应于第二背压通过旁通阀关闭旁通流动路径。
93.根据权利要求88所述的方法,其中,合并的流体流具有与加压流体相比的较高流率和较低压力。
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