CN104815815B - 清洗机用压力提升式出水装置 - Google Patents

Abstract

一种清洗机用压力提升式出水装置，其特征在于：包括一壳体，壳体内设文氏管，文氏管具有内部流道，内部流道的中部为喉管及扩压管；还设有一吸液装置，该吸液装置垂设于所述内部流道，其内部设有金属球和弹簧；文氏管中平行于内部流道还设有一辅助通道；对应辅助通道还设有一旁路装置，其内部具有一腔室；腔室内设有一阀体，该阀体的阀杆向上朝向辅助通道设置，封堵或打开辅助通道。阀杆的端面始终接触所述文氏管中的液体。本发明通过改进文氏管、增设吸液装置和旁路装置，以在清水清洗工况时增加流体流道的截面积，减小文氏管的局部阻力，降低文氏管前后的静压差，从而提升清洗机的压力性能指标，获得在不增加功耗的前提下提高输出压力的效果。

Description

清洗机用压力提升式出水装置

技术领域

本发明涉及商用或家用清洗机，具体涉及一种清洗机用压力提升式出水装置，该出水装置能够在不增加功耗的前提下提高清洗机的输出压力。

背景技术

目前欧美市场上的常见的家用清洗机有以下两个工况：

一、高压清水清洗工况。在该工况时，配用小喷孔喷嘴，射流为高压小流量清水；二、喷洒洗涤剂混合液工况。在该工况时，配用大喷孔喷嘴，射流为低压大流量洗涤剂混合液。

能完成上述两工况要求的现有清洗机用出水装置结构如附图1所示：包括一壳体1，壳体1内设有一文氏管2，文氏管2具有一中部收缩的内部流道，该内部流道的中部，沿水流方向依次为喉管3及扩压管4，其中，所述喉管3毗邻清水入口5一侧，所述扩压管4毗邻射流出口6一侧。

在高压清水A清洗工况时，由于外接节流装置10控制射流流量较小，所述文氏管2在其喉管3处的流速不足以在扩压管4处形成负压，故洗涤剂B不能进入泵的出水装置内，排出泵外的是高压小流量清水A；

喷洒洗涤剂混合液C工况时，由于外接节流装置10控制射流流量较大，工作介质清水A流经所述文氏管2的喉管3时流速增加而静压下降，在扩压管4处形成负压，从而通过吸液装置7吸入洗涤剂B，其与清水混合后形成洗涤剂混合液C排出泵外。

上述现有设计虽能完成以上两种工况要求，但在高压清洗工况时，由于喉管3直径较小，局部阻力较大，致使文氏管2前后的静压差（P1-P2）较大，从而降低了清洗机的压力性能指标。

因此，如何解决上述现有技术存在的不足和缺陷，便成为本发明所要研究的课题。

发明内容

本发明提供一种清洗机用压力提升式出水装置，其目的在于解决现有出水装置文氏管前后的静压差较大而导致的清洗机的压力性能指标低的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种清洗机用压力提升式出水装置，具有清水清洗工况以及喷洒洗涤剂混合液工况；所述清水清洗工况时，清洗机使用小喷孔喷嘴；所述喷洒洗涤剂混合液工况时，清洗机使用大喷孔喷嘴；所述装置包括一壳体，壳体内设有一文氏管，所述文氏管具有一中部收缩的内部流道，该内部流道的中部沿水流方向依次为喉管及扩压管，所述喉管毗邻清水入口一侧，所述扩压管毗邻射流出口一侧；其中，对应所述扩压管于所述壳体上还设有一吸液装置，该吸液装置垂设于所述内部流道，其内部具有一进液通道，进液通道的上端为洗涤剂入口，下端与所述内部流道连通；所述进液通道的上段直径小于下段直径，且于该下段中设有一直径大于所述上段直径的金属球；所述金属球的下方还设有一弹簧；

其中，所述文氏管中平行于所述内部流道还设有一辅助通道，该辅助通道亦一端连设所述清水入口，另一端连设所述射流出口；

其中，对应所述辅助通道于所述壳体上还设有一旁路装置，该旁路装置垂设于所述辅助通道，其内部具有一腔室；所述腔室与所述辅助通道密封设置，腔室内设有一阀体，该阀体包括阀头和阀杆，所述阀头在腔室内上下滑动连接，所述阀杆向上朝向所述辅助通道设置，阀杆的端面始终接触所述文氏管中的液体；当所述阀杆完全伸出时，所述辅助通道被封堵，当所述阀杆完全缩回时，所述辅助通道被打开；所述腔室内于所述阀体的下方还设有一阀簧，该阀簧作用于所述阀体的阀头和所述腔室的底部之间，且阀簧的张力小于所述清水清洗工况时所述辅助通道中的水压对阀杆端面的作用力并大于所述喷洒洗涤剂混合液工况时所述辅助通道中的水压对阀杆端面的作用力；

借此辅助通道和旁路装置的设计，而使出水装置具有以下两种工作状态：

清水清洗工况时，此时所述辅助通道的水压对阀杆端面的作用力大于所述腔室中阀簧的张力，因此所述阀杆完全缩回所述腔室内，此时辅助通道处于打开状态，配合所述内部流道的设置，使得清水流道的总宽度得到增加，而使清水的流速下降，导致清水流经所述文氏管的局部阻力减小，以令所述射流出口侧的水压提高而与所述清水入口侧的水压相同；

喷洒洗涤剂混合液工况时，此时所述辅助通道的水压对阀杆端面的作用力小于所述腔室中阀簧的张力，因此所述阀杆完全伸出所述腔室，此时所述辅助通道完全被封堵，仅所述内部流道处于通畅状态，清水流经所述喉管时流速增加而静压下降，在所述扩压管处形成负压，所述吸液装置中的金属球打开，所述洗涤剂经由所述洗涤剂入口被吸入，所述洗涤剂与清水混合后形成洗涤剂混合液喷出所述射流出口。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1．上述方案中，所述下段中设有一直径大于所述上段直径的金属球，以当所述内部流道中水压增加时，能够上推所述金属球阻塞所述进液通道的上段，阻止洗涤剂进入。

2．上述方案中，所述文氏管中内部流道与辅助通道之间的隔断上开设有通槽，该通槽对应所述阀体的阀杆设置，以供所述阀杆伸入进而封堵所述辅助通道，同时还能够使所述阀杆的端面接触到所述内部流道中的液体，借此设计，所述阀杆能够受到所述文氏管中液压的直接影响。

3．上述方案中，所述金属球与所述洗涤剂入口之间设有一第一密封圈。

4．上述方案中，所述腔室与所述文氏管之间设有一垫片，该垫片的上方设有一第二密封圈，且所述垫片和第二密封圈套设于所述阀杆上。借此设计以达成所述腔室与所述辅助通道密封设置。

本发明的工作原理及优点如下：

本发明主要由改进后的文氏管、吸液装置和旁路装置组成。所述文氏管通过吸液装置轴向定位于壳体内。所述文氏管在原有的内部流道基础上增设了一个辅助通道。对应于清洗机的两个工况，本发明具备两个工作状态：

在高压清水清洗工况时，此时清洗机处于高压工作状态，文氏管中辅助通道内的压力P3对阀簧产生的作用力F1大于阀簧的张力，阀杆缩回，内部流道和辅助通道均处于开通状态，工作介质清水可以同时从两个通道通过；由于工作介质流通截面的增加，文氏管的局部阻力及其前后静压差得以下降，从而达到提升清洗机压力指标的目的；

在喷洒洗涤剂混合液工况时，此时清洗机处于低压工作状态，文氏管辅助通道内的压力P5(≈P4)，对阀杆的作用力F2小于阀簧的张力，阀杆关闭辅助通道。此时工作介质只能由内部流道通过，从而完成吸入洗涤剂、排出洗涤剂混合液功能。

附图说明

附图1为现有技术的剖面结构示意图；

附图2为本发明实施例的剖面结构示意图一（高压清水清洗工况）；

附图3为本发明实施例的剖面结构示意图二（喷洒洗涤剂混合液工况）。

以上附图中：1．壳体；2．文氏管；3．喉管；4．扩压管；5．清水入口；6．射流出口；7．吸液装置；A．清水；B．洗涤剂；C．洗涤剂混合液；10．外接节流装置；11．壳体；12．文氏管；13．内部流道；14．喉管；15．扩压管；16．清水入口；17．射流出口；18．吸液装置；19．进液通道；20．洗涤剂入口；21．金属球；22．辅助通道；23．旁路装置；24．腔室；25．阀头；26．阀杆；27．阀簧；28．通槽；29．第一密封圈；30．垫片；31．第二密封圈；32．弹簧。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：参见附图2、3所示，一种清洗机用压力提升式出水装置，具有清水清洗工况以及喷洒洗涤剂混合液工况；所述清水清洗工况时，清洗机使用小喷孔喷嘴；所述喷洒洗涤剂混合液工况时，清洗机使用大喷孔喷嘴；所述装置包括一壳体11，壳体11内设有一文氏管12，所述文氏管12具有一中部收缩的内部流道13，该内部流道13的中部沿水流方向依次为喉管14及扩压管15，所述喉管14毗邻清水入口16一侧，所述扩压管15毗邻射流出口17一侧；其中，对应所述扩压管15于所述壳体11上还设有一吸液装置18，该吸液装置18垂设于所述内部流道13，其内部具有一进液通道19，进液通道19的上端为洗涤剂入口20，下端与所述内部流道13连通；所述进液通道19的上段直径小于下段直径，且于该下段中设有一直径大于所述上段直径的金属球21，所述金属球21的下方还设有一弹簧32；以当所述内部流道13中水压增加时，能够上推所述金属球21阻塞所述进液通道19的上段，阻止洗涤剂B进入。

其中，所述文氏管12中平行于所述内部流道13还设有一辅助通道22，该辅助通道22亦一端连设所述清水入口16，另一端连设所述射流出口17；

其中，对应所述辅助通道22于所述壳体11上还设有一旁路装置23，该旁路装置23垂设于所述辅助通道22，其内部具有一腔室24；所述腔室24与所述辅助通道22密封设置，腔室24内设有一阀体，该阀体包括阀头25和阀杆26，所述阀头25在腔室24内上下滑动连接，所述阀杆26向上朝向所述辅助通道22设置，阀杆26的端面始终接触所述文氏管12中的液体；当所述阀杆26完全伸出时，所述辅助通道22被封堵，当所述阀杆26完全缩回时，所述辅助通道22被打开；所述腔室24内于所述阀体的下方还设有一阀簧27，该阀簧27作用于所述阀体的阀头25和所述腔室24的底部之间；所述阀头25的宽度与所述腔室24的内径等宽，构成所述阀簧27与所述辅助通道22相对密封，且该阀簧22的张力小于所述清水清洗工况时所述辅助通道22中的水压对阀杆26端面的作用力并大于所述喷洒洗涤剂混合液工况时所述辅助通道22中的水压对阀杆26端面的作用力。

其中，所述文氏管12中内部流道13与辅助通道22之间的隔断上开设有通槽28，该通槽28对应所述阀体的阀杆26设置，以供所述阀杆26伸入进而封堵所述辅助通道22，同时还能够使所述阀杆26的端面接触到所述内部流道13中的液体，借此设计，所述阀杆26能够受到所述文氏管12中液压的直接影响。

其中，所述金属球21与所述洗涤剂入口20之间设有一第一密封圈29。所述腔室24与所述文氏管12之间设有一垫片30，该垫片30的上方设有一第二密封圈31，且所述垫片30和第二密封圈31套设于所述阀杆26上。借此设计以达成所述腔室24与所述辅助通道22密封设置。

本发明通过所述辅助通道22和旁路装置23的设计，而具有以下两种工作状态：

清水清洗工况时，此时所述辅助通道22的水压对阀杆26端面的作用力大于所述腔室24中阀簧27的张力，因此所述阀杆26完全缩回所述腔室24内，此时辅助通道22处于打开状，配合所述内部流道13的设置，使得清水A流道的总宽度得到增加，而使清水A的流速下降，导致清水A流经所述文氏管12的局部阻力减小，以令所述射流出口17侧的水压P2提高而与所述清水入口16侧的水压P1相同；

喷洒洗涤剂混合液工况时，此时所述辅助通道22的水压对阀杆26端面的作用力小于所述腔室24中阀簧27的张力，因此所述阀杆26完全伸出所述腔室24，此时所述辅助通道22完全被封堵，仅所述内部流道13处于通畅状态，清水A流经所述喉管14时流速增加而静压下降，在所述扩压管15处形成负压，所述吸液装置18中的弹簧32收缩，金属球21打开洗涤剂入口20，所述洗涤剂B经由所述洗涤剂入口20被吸入，该洗涤剂B与清水A混合后形成洗涤剂混合液C喷出所述射流出口17。

现就本发明的工作原理说明如下：

本发明主要由改进后的文氏管、吸液装置和旁路装置组成。所述文氏管通过吸液装置轴向定位于壳体内。所述文氏管在原有的内部流道基础上增设了一个辅助通道。对应于清洗机的两个工况，本发明具备两个工作状态：

在高压清水清洗工况时，此时清洗机处于高压工作状态，文氏管中辅助通道内的压力P3对阀簧产生的作用力F1大于阀簧的张力，阀杆缩回，内部流道和辅助通道均处于开通状态，工作介质清水可以同时从两个通道通过；由于工作介质流通截面的增加，文氏管的局部阻力及其前后静压差得以下降，从而达到提升清洗机压力指标的目的；

在喷洒洗涤剂混合液工况时，此时清洗机处于低压工作状态，文氏管辅助通道内的压力P5(≈P4)，对阀杆的作用力F2小于阀簧的张力，阀杆关闭辅助通道。此时工作介质只能由内部流道通过，从而完成吸入洗涤剂、排出洗涤剂混合液功能。

特别说明：

本发明主要的理论依据为伯努利方程，理想液体的伯努利方程为：

Z1+P1/ρg+V1^2/2g= Z2+P2/ρg+V2^2/2g （式1）

其中：

Z1、Z2——分别为截面1、2流体中心距水平面的垂直距离；

P1、P2——分别为截面1、2流体的静压力；

V1、V2——分别为截面1、2流体的平均流速；

g——重力加速度；

ρ——流体密度。

由式1可知，在流体Z1、Z2不变的前提下，流体的静压随着其流速的增加而下降，当流速超过某一值后，静压变为负值，亦即形成负压。

清洗机喷洒洗涤剂混合液（又称“吸液”）功能即是利用该原理。在“吸液”工况时（见图1），换用流道截面较大的外接节流装置，喷量增大，流体在文氏管的喉管处的流速增大到足以使其静压将为负值，从而吸入洗涤剂，与清水混合成洗涤剂混合液排出喷枪。该设计虽具“吸液”功能，但为了使流体产生负压，所述喉管的直径一般较小。以理论流量为9L/分的工作泵为例，其直径为1.7～1.8mm。有鉴于此，在高压清洗工况时，流体流经该部的局部阻力△P（P1-P2）就较大，导致文氏管后部的静压力P2下降。

△P值可按下式计算：

△P=ζρV^2/2 （式2）

其中：

ζ——局部阻力系数；

V——流体流速

由式2可知，在ζ和ρ不变的前提下，流体的局部阻力与流速的二次方成正比关系。因此，降低流体的流速可显著降低该处的局部阻力。

本发明根据上述理论，在文氏管原内部流道结构的基础上，增设了一个辅助通道，见图2。其目的是增加流体流道的截面积，降低流体的流速，减小局部阻力，从而提高文氏管后部静压力（P2），以此获得在不增加功耗的前提下提高输出压力的效果。

其中，增大辅助通道的直径，则本发明提高输出压力的效果会更佳。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种清洗机用压力提升式出水装置，具有清水清洗工况以及喷洒洗涤剂混合液工况；所述清水清洗工况时，清洗机使用小喷孔喷嘴；所述喷洒洗涤剂混合液工况时，清洗机使用大喷孔喷嘴；其特征在于：所述装置包括一壳体，壳体内设有一文氏管，所述文氏管具有一中部收缩的内部流道，该内部流道的中部沿水流方向依次为喉管及扩压管，所述喉管毗邻清水入口一侧，所述扩压管毗邻射流出口一侧；其中，对应所述扩压管于所述壳体上还设有一吸液装置，该吸液装置垂设于所述内部流道，其内部具有一进液通道，进液通道的上端为洗涤剂入口，下端与所述内部流道连通；所述进液通道的上段直径小于下段直径，且于该下段中设有一直径大于所述上段直径的金属球；所述金属球的下方还设有一弹簧；

其中，所述文氏管中平行于所述内部流道还设有一辅助通道，该辅助通道亦一端连设所述清水入口，另一端连设所述射流出口；

其中，对应所述辅助通道于所述壳体上还设有一旁路装置，该旁路装置垂设于所述辅助通道，其内部具有一腔室；所述腔室与所述辅助通道密封设置，腔室内设有一阀体，该阀体包括阀头和阀杆，所述阀头在腔室内上下滑动连接，所述阀杆向上朝向所述辅助通道设置，阀杆的端面始终接触所述文氏管中的液体；当所述阀杆完全伸出时，所述辅助通道被封堵，当所述阀杆完全缩回时，所述辅助通道被打开；所述腔室内于所述阀体的下方还设有一阀簧，该阀簧作用于所述阀体的阀头和所述腔室的底部之间，且阀簧的张力小于所述清水清洗工况时所述辅助通道中的水压对阀杆端面的作用力并大于所述喷洒洗涤剂混合液工况时所述辅助通道中的水压对阀杆端面的作用力；

借此辅助通道和旁路装置的设计，而使出水装置具有以下两种工作状态：

清水清洗工况时，此时所述辅助通道的水压对阀杆端面的作用力大于所述腔室中阀簧的张力，因此所述阀杆完全缩回所述腔室内，此时辅助通道处于打开状态，配合所述内部流道的设置，使得清水流道的总宽度得到增加，而使清水的流速下降，导致清水流经所述文氏管的局部阻力减小，以令所述射流出口侧的水压提高而与所述清水入口侧的水压相同；

喷洒洗涤剂混合液工况时，此时所述辅助通道的水压对阀杆端面的作用力小于所述腔室中阀簧的张力，因此所述阀杆完全伸出所述腔室，此时所述辅助通道完全被封堵，仅所述内部流道处于通畅状态，清水流经所述喉管时流速增加而静压下降，在所述扩压管处形成负压，所述吸液装置中的金属球打开，所述洗涤剂经由所述洗涤剂入口被吸入，该洗涤剂与清水混合后形成洗涤剂混合液喷出所述射流出口。

2.根据权利要求1所述的出水装置，其特征在于：所述文氏管中内部流道与辅助通道之间的隔断上开设有通槽，该通槽对应所述阀体的阀杆设置，以供所述阀杆伸入进而封堵所述辅助通道，同时还能够使所述阀杆的端面接触到所述内部流道中的液体。

3.根据权利要求1所述的出水装置，其特征在于：所述金属球与所述洗涤剂入口之间设有一第一密封圈。

4.根据权利要求1所述的出水装置，其特征在于：所述腔室与所述文氏管之间设有一垫片，该垫片的上方设有一第二密封圈，且所述垫片和第二密封圈套设于所述阀杆上。