CN108591002B - 一种新型电动水泵和水枪结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液体泵技术领域，特指一种新型电动水泵和水枪结构，包括电机、齿轮组、传动机构、活塞机构以及排水旁路，电机的输出轴通过齿轮组连接于传动机构，传动机构连接于活塞机构，活塞机构包括活塞缸，活塞缸内设有活塞体，活塞体通过活塞杆连接于传动机构，传动机构通过活塞杆驱动活塞体上下运动，活塞缸设有出水口与进水口，出水口与进水口分别设有阀门，排水旁路与活塞缸连通，排水旁路对活塞缸排出水流的阻力小于出水口对活塞缸排出水流的阻力，活塞体上设有控制连通通道启闭的控制组件。本发明通过在电动水泵的活塞机构增加排水旁路，实现电动水泵在活塞进入有效排水行程之前可以积蓄能量，提高电动水泵的输出水压。

Description

一种新型电动水泵和水枪结构

技术领域

本发明涉及液体泵技术领域，特指一种新型电动水泵和水枪结构。

背景技术

电动水泵一般包括电机、齿轮组、传动机构和活塞组件，其中电机通过齿轮组与传动机构连接，传动机构与活塞组件连接，实现电机带动活塞组件做活塞运动。电动水泵在工作过程中，其活塞组件包括吸水行程和排水行程。其中，吸水行程为将外部水流吸入活塞组件内部过程中，活塞所移动的路程；排水行程为将活塞组件内部的水排出活塞组件过程中，活塞所移动的路程。实际应用中，电动水泵在排水过程中，并非单纯的将活塞组件内部的水排出活塞组件即可，而是需要将活塞组件内部的水从活塞组件的出水口排出，并沿着电动水泵的有效水流输出路径向外输送；实际应用中，将活塞组件内部的水从活塞组件的出水口排出并沿着电动水泵的有效水流输出路径向外输送的过程中，活塞所移动的距离称为有效排水行程。

在现有技术中，提高电动水泵的输出水压的唯一方法就是提高电动水泵的电机的功率，直接的做法是采用大功率电机，而大功率电机存在价格高、体积大、对供电设备要求高等特点，导致电动水泵的成本、体积和质量均大大增加，直接限制了电动水泵的应用范围。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种新型电动水泵和水枪结构，通过在电动水泵的活塞机构增加排水旁路，提高电动水泵的输出水压。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种新型电动水泵，包括电机、齿轮组、传动机构、活塞机构以及排水旁路，电机的输出轴通过齿轮组连接于传动机构，传动机构连接于活塞机构，活塞机构包括活塞缸，活塞缸内设有活塞体，活塞体通过活塞杆连接于传动机构，传动机构通过活塞杆驱动活塞体上下运动，活塞缸设有出水口与进水口，出水口与进水口分别设有阀门，排水旁路与活塞缸连通，排水旁路对活塞缸排出水流的阻力小于出水口对活塞缸排出水流的阻力，活塞体上设有控制连通通道启闭的控制组件。

进一步而言，所述排水旁路包括水流缓冲腔，水流缓冲腔通过连通通道连通于活塞缸，控制组件包括设于活塞体上的凸起块。

进一步而言，所述凸起块的大小形状与连通通道孔径的大小形状匹配设置。

进一步而言，所述连通通道的一端连通于活塞缸，连通通道的另一端连通于水流缓冲腔，进水口设于连通通道上。

进一步而言，所述电机的输出轴上还设有配重机构。

进一步而言，所述配重机构包括主飞轮与副飞轮，副飞轮通过传动齿轮与主飞轮配合设置，主飞轮通过电机输出轴带动旋转，副飞轮通过主飞轮带动旋转，主飞轮与副飞轮的转动方向采用相反方向转动。

一种水枪结构，包括水枪壳体，水枪壳体内设有如以上技术方案所述的电动水泵。

本发明有益效果：

本发明采用这样的结构设置，通过在电动水泵的活塞机构增加排水旁路，实现电动水泵在活塞进入有效排水行程之前可以积蓄能量，并在活塞进入有效排水行程时将这些积蓄的能量释放，提高电动水泵的输出水压。

附图说明

图1是本发明电动水泵结构示意图；

图2是本发明配重机构结构示意图；

图3是本发明工作原理图一；

图4是本发明工作原理图二；

图5是本发明工作原理图三；

图6是本发明工作原理图四；

图7是本发明水枪结构示意图。

10.电机；20.齿轮组；30.传动机构；41.活塞缸；42.活塞体；420.凸起块；43.活塞杆；44.出水口；45.进水口；46.出水阀；47.进水阀；51.水流缓冲腔；53.连通通道；70.配重机构；710.主飞轮；720.副飞轮；730.传动齿轮；100.水枪壳体；200.水枪进水管道；300.电池组；400.水枪喷水口。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。

如图1所示，本发明所述一种新型电动水泵，包括电机10、齿轮组20、传动机构30、活塞机构以及排水旁路，电机10的输出轴通过齿轮组20连接于传动机构30，传动机构30连接于活塞机构(实际应用中，活塞机构采用单活塞结构)，活塞机构包括活塞缸41，活塞缸41内设有活塞体42，活塞体42通过活塞杆43连接于传动机构30，传动机构30通过活塞杆43驱动活塞体42上下运动，活塞缸41设有出水口44与进水口45，出水口44设有出水阀46，进水口45设有进水阀47，具体的，活塞体42设置在活塞缸41中，活塞杆43一端连接活塞体42，另一端通过传动机构30和齿轮组20连接电机10，实现电机10带动活塞体42在活塞缸41中做活塞运动，活塞缸41上设有出水口44与进水口45，活塞缸41通过进水口44连接外部水源，出水口44设有出水阀46，进水口设有进水阀47，具体的，出水阀46的作用是在活塞的有效排水行程时打开(其余时间处于关闭状态)，使活塞缸41内的水从出水口排出并沿着电动水泵的有效水流输出路径向外输送；进水阀47的作用是在活塞的吸水行程时打开，使活塞将活塞缸41外部的水吸入活塞缸41内部(其中，有效排水行程和吸水行程请参见背景技术中的描述)。实际应用中，出水阀46与进水阀47均可以采用单向阀结构。

在本实施例中，排水旁路通过连通通道53与活塞缸41连通，排水旁路对活塞缸41排出水流的阻力小于出水口44对活塞缸41排出水流的阻力，活塞体42上设有控制连通通道53启闭的控制组件。排水旁路是在活塞机构的无效排水行程中(无效排水行程为在活塞缸41内部的部分水通过排水旁路排出的过程中，活塞体42移动的距离)，减少活塞体42的做功功率，使电动水泵可以积蓄能量，因此要求排水旁路对活塞缸41排出水流的阻力小于出水口44对活塞缸41排出水流的阻力。控制机构的作用是用于关闭排水旁路，使活塞机构进入有效排水行程(即活塞缸41内部的水通过出水口44排出)，此时电动水泵在活塞机构的无效排水行程中所积蓄的能力会释放，挤压活塞缸41内部的水，从而提高电动水泵的输出水压。

在本实施例中，所述排水旁路包括水流缓冲腔51，水流缓冲腔51通过连通通道53连通于活塞缸41，控制组件包括设于活塞体上的凸起块420。在活塞的排水行程中，活塞缸41内部的部分水可以通过连通通道53排出至水流缓冲腔51(此时活塞体42的移动距离为无效排水行程)。

在本实施例中，所述凸起块420的大小形状与连通通道53孔径的大小形状匹配设置。当活塞体42上升到一定位置时，活塞体42上的凸起块420正好能对连通能道53构成密封(此时活塞体42的移动距离为有效排水行程)。

如图2所示，在本实施例中，所述电机10的输出轴上还设有配重机构70，配重机构70包括主飞轮710与副飞轮720，副飞轮720通过传动齿轮730与主飞轮710配合设置，主飞轮710通过电机10输出轴带动旋转，副飞轮730通过主飞轮710带动旋转，主飞轮710与副飞轮730的转动方向采用相反方向转动。采用这样的结构设置，利用两个飞轮反向转动的方式，不但可以提高积蓄能量，同时还可以消除质量大的配重机构70在高速转动的不稳定性。在实际应用中，配重机构70可以采用密度较大的材料制作，例如采用铁质圆盘作为配重机构70。

为了更加清楚的说明本实施例的电动水泵的原理，以下结合附图，对本实施例工作过程进行说细描述：

如图3所示，在活塞缸41的顶壁上开有连通通道53，通过连通通道53连通一个简单的水流缓冲腔51，其主要通过活塞体42上的凸起块420对连通通道53的开闭实现水流缓冲腔51的开闭。电机10工作中，通过齿轮组20和传动机构30推动活塞体42向上运动，此时活塞机构处于排水行程，由于水流缓冲腔51组成的排水旁路对水阻力小(即水流很容易的在排水旁路中流动)，而出水口44对水流的阻力远远大于排水旁路对水流的阻力，活塞缸41内部的水被推动选择无阻力的路径排出，即从排水旁路中排出，此时活塞机构处于无效排水行程(出水阀46处于关闭状态)。而在活塞机构无效排水行程中，由于排水旁路对水流无阻力，因此电机10带动配重机构70持续加速，电机10输出的能量被转化为电机转子、齿轮组20、传动机构30以及配重机构70的动能，电动水泵持续蓄能，直至活塞体42向上运动至活塞体42上的凸起块420接触盖合连通通道53，使排水旁路闭合(如图4所示)，排水旁路被关闭后，活塞机构的出水口44成为了活塞缸41内部的水剩下唯一的排水路径，因此活塞缸41内部的水会被挤压通过出水口44排出，即活塞机构进入有效排水行程。由于在无效排水行程中，电动水泵积蓄了一定的能量，当排水旁路被关闭时，活塞缸41内部的水只能被挤压通过出水口44排出(此时相当于水流的急刹车)，电动水泵积蓄的能量会爆发，通过活塞体42大力挤压活塞缸41内部的水，此时出水阀46被打开，活塞机构实现从出水口44输出一段高压急速的水流。活塞缸41内部的水排出后(如图5所示)，出水阀46重新关闭，电机10持续工作，通过齿轮组20和传动机构30带动活塞体42向下运动，此时活塞机构处于吸水行程，进水阀47打开，水从外部水源经过进水口流入至活塞缸41内(如图6所示)，直至活塞体42运动至活塞缸41的最底部，活塞体42上的凸起块420对顶孔59开启，使排水旁路处于导通状态，即回到电动水泵的初始状态，完成一个工作周期。在电机10持续工作中，循环进入下一个工作周期。

在实际应用中，可以将本发明所公开的电动水泵结构应用在不同的产品中，如图7所示，为利用本发明所公开的电动水泵制得的水枪结构，该水枪结构包括壳体100，在壳体100内部固定安装本发明所述的电动水泵，进水管道200接入壳体100内部，并与活塞机构的进水口45连接，为电动水泵提供水源，水枪结构还设置有电池组300，该电池组300与电机10连接，为电机10提供电能，水枪结构的喷水口400与活塞机构的出水口44连通，活塞机构的出水口44输出的水流从水枪结构的喷水口400喷出。利用本发明所公开的电动水泵所制得的水枪结构，其结构小，质量轻，便于手持作业，其用途广泛，例如可以用于汽车清洗。

在实际应用中，通过改变凸起块420的结构和配重结构，实现改变电动水泵的输出水压，例如当水枪结构用于切割时，要求输出水压非常高，此时可以通过改变凸起块420的结构，实现改变活塞机构的有效行程(即改变活塞机构的蓄能时间，使其可以积蓄更多能量)，实现提高输出水压的效果；或者通过改变配重结构的重量，使配重结构的动能更加大(即电动水泵积蓄的能量增大)，实现提高输出水压的效果。

本发明巧妙的通过在活塞缸41连通排水旁路，使活塞机构在排水过程中存在有效排水行程和无效排水行程，并且在无效排水行程中，使电动水泵可以积蓄能量，利用控制组件关闭排水旁路，使活塞机构进入有效排水行程，使电动水泵积蓄的能力爆发，实现电动水泵输出一段高压急速的水流。本发明无需增大电机10的功率，即可得到高压急速的水流输出，本发明的这种电动水泵结构，结构精巧，体积小，质量轻，成本低，便于携带，值得推广应用。

实际应用中，通过调整改变排水旁路的结构，例如增大排水旁路与活塞缸41连接处的孔径、增大排水旁路的水流通道的内径、减少排水旁路的弯道以及调整弯道的角度等，可以实现排水旁路对活塞缸41排出水流的阻力远远小于出水口44对活塞缸41排出水流的阻力，使电动水泵在无效排水行程时，可以最大限度的积蓄能量。另外，通过调节出水阀46的松紧度，出水口44的孔径大小，也可以调节出水口44对活塞缸41排出水流的阻力。

实际应用中，根据实际作业需要，可以组合出效果最好的电动水泵方案，在此不再赘叙。

以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种新型电动水泵，其特征在于：包括电机、齿轮组、传动机构、活塞机构以及排水旁路，所述电机的输出轴通过齿轮组连接于传动机构，所述传动机构连接于活塞机构，所述电机的输出轴上还设有配重机构；

所述活塞机构包括活塞缸，所述活塞缸内设有活塞体，所述活塞体通过活塞杆连接于传动机构，所述传动机构通过活塞杆驱动活塞体上下运动，所述活塞缸设有出水口与进水口，所述出水口与进水口分别设有阀门，所述排水旁路与活塞缸连通，所述排水旁路对活塞缸排出水流的阻力小于出水口对活塞缸排出水流的阻力，所述活塞体上设有控制连通通道启闭的控制组件；

所述排水旁路包括水流缓冲腔，所述水流缓冲腔通过连通通道连通于活塞缸，所述控制组件包括设于活塞体上的凸起块。

2.根据权利要求1所述的一种新型电动水泵，其特征在于：所述凸起块的大小形状与连通通道孔径的大小形状匹配设置。

3.根据权利要求1所述的一种新型电动水泵，其特征在于：所述连通通道的一端连通于活塞缸，所述连通通道的另一端连通于水流缓冲腔，所述进水口设于连通通道上。

4.根据权利要求1所述的一种新型电动水泵，其特征在于：所述配重机构包括主飞轮与副飞轮，所述副飞轮通过传动齿轮与主飞轮配合设置，所述主飞轮通过电机输出轴带动旋转，所述副飞轮通过主飞轮带动旋转，所述主飞轮与副飞轮的转动方向采用相反方向转动。

5.一种水枪结构，其特征在于：包括水枪壳体，所述水枪壳体内设有如权利要求1~4任一所述的电动水泵。