CN109869296A - 用于高压清洗机的泵单元 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于高压清洗机的泵单元，包括：柱塞体、壳体、偏心机构，所述壳体内设有用于与柱塞体配合的活动腔，所述偏心机构用于驱动所述柱塞体在活动腔内往复运动，所述柱塞体为若干个且沿所述壳体的周向间隔分布，所述偏心机构的旋转轴线与柱塞体的轴线垂直设置。本发明提供一种结构紧凑、体积和重量小，设计合理的用于高压清洗机的泵单元。
Description
技术领域
本发明涉及高压清洗机领域，特别涉及一种用于高压清洗机的泵单元。
背景技术
高压清洗机，是通过动力装置对水流加压产生高压水来冲洗物体表面，水的冲击力大于污垢与物体表面附着力，高压水就会将污垢剥离、冲走，达到清洗物体表面的一种清洗设备。因为是使用高压水柱清理污垢，除非是很顽固的油渍才需要加入一点清洁剂，不然强力水压所产生的泡沫就足以将一般污垢带走，所以高压清洗也是世界公认最科学、经济、环保的清洁方式之一。但是目前市面上的相关高压清洗机产品的便携性差，只能在很有限的场景和地点使用，用户不能随时随地进行清洁。影响高压清洗机实现便携功能的主要原因主要是由于高压清洗机中的泵占据的体积较大且泵的重量较重。
一种常见的用于高压清洗机的泵主要包括由驱动装置驱动的多个并列设置的柱塞，即每个柱塞的中心轴线平行设置，且驱动件与柱塞配合并相对柱塞的中心轴线方向倾斜设置，由驱动件如斜盘来驱动柱塞进行往复运动以实现水的增压，而该类型的驱动件及柱塞的布置方式需要较多的工作腔体，因此，该种泵的结构比较复杂，重量和体积均比较大。对于柱塞泵而言，其柱塞数量的多少、内部流道的排布方式、流道的结构设计对于高压清洗机流量脉动大小、压力稳定性、制造成本等均有至关重要的影响，是高压清洗机领域设计人员研究最多的内容之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种结构紧凑、体积和重量小，设计合理的用于高压清洗机的泵单元。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种用于高压清洗机的泵单元，包括：柱塞体、壳体、偏心机构，所述壳体内设有用于与柱塞体配合的活动腔，所述偏心机构用于驱动所述柱塞体在活动腔内往复运动，所述柱塞体为若干个且沿所述壳体的周向间隔分布，所述偏心机构的旋转轴线与柱塞体的轴线垂直设置。
优选的，所述柱塞体的一端为进水端，所述柱塞体的另一端为出水端，所述壳体内对应进水端处设有用于限定水流由外部向进水端单向输入的进液单向阀，所述壳体内对应出水端处设有用于限定水流由出水端向外单向输出的出液单向阀。
优选的，所述进液单向阀沿所述壳体的周向间隔分布，所述出液单向阀沿所述壳体的周向间隔分布，所述柱塞体、进液单向阀和出液单向阀设置在壳体内相邻的横截面上。
优选的，所述柱塞体的一端为进水端，所述柱塞体的另一端为出水端，所述柱塞体中空设有通水孔，所述通水孔内设有用于限定水流由进水端朝出水端单向流通的单向结构。
优选的，所述单向结构包括设在设置在通水孔一侧的阀盖、第一弹性件，所述第一弹性件将阀盖弹性抵压在通水孔上且第一弹性件对阀盖的弹力驱动方向与水流由进水端朝向出水端流动的流动方向相反。
优选的，所述单向结构还包括阀座，所述第一弹性件一端与阀盖相抵，所述第一弹性件另一端与阀座相抵，所述阀座周壁设有通槽，所述通槽与出水端连通。
优选的，所述柱塞体的进水端的外周设有至少一个进水槽口，所述进水槽口与通水孔连通。
优选的，所述壳体上设有出水孔，所述柱塞泵还包括第二弹性件、出水单向阀，所述第二弹性件设在壳体与柱塞体的出水端之间，通过弹性驱动所述柱塞体朝向进水端回复位置，所述出水单向阀设置在柱塞体的出水端与出水孔之间用于限定水流由出水端朝向出水孔单向流通。
优选的，所述出水单向阀设在壳体内且沿壳体的周向间隔设置，所述出水单向阀和柱塞体设置在壳体内相邻的横截面上，所述出水单向阀的进水端与柱塞体的出水端连通。
优选的，所述壳体外壁设有用于连通柱塞体的出水端和出水单向阀的进水端的连通水道。
优选的，所述柱塞体的进水端连通构成进水腔，所述偏心机构包括偏心块、驱动组件，所述偏心块活动设置在进水腔内，所述驱动组件驱动偏心块在进水腔内偏心转动。
优选的，所述驱动组件包括电机、齿轮组、旋转轴，所述电机通过齿轮组传动并驱动旋转轴旋转，所述偏心块偏心设置在旋转轴上。
优选的，所述齿轮组包括设置在电机转轴上的太阳轮、固定在壳体内的内齿圈以及设置在内齿圈上的行星齿轮组、行星齿轮架，所述旋转轴固定设置在行星齿轮架上。
一种高压清洗机，包括所述的泵，用于安装泵的架体、出水枪，所述泵与出水枪通过高压水管连接。
一种手持式高压清洗机，包括所述的泵，手柄、喷出机构，所述喷出机构与泵的出水孔连通，所述手柄设置在泵上远离喷出机构的一端以用于握持。
优选的，喷出机构为喷嘴，所述喷嘴与泵的壳体直连且与出水孔连通。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
偏心机构的转动轴线与柱塞体的轴线垂直设置，区别于常规的斜盘式结构偏心机构的转动轴线与柱塞体的轴线平行的形式，可以使得泵的轴向长度减小，减小壳体的长度和体积，使得泵的重量更轻，结构更为紧凑，
通过将出液单向阀与进液单向阀与柱塞体一致地径向设置，可以不增加额外的径向长度，同时将出液单向阀、进液单向阀和柱塞体设置在相邻的横截面上，减小泵整体的轴向长度，简化结构和流道的设计，从而使得泵体轻量化、小型化；
或者是，通过将出水单向阀与柱塞体一致地进行径向设置，可以不增加额外的径向长度，同时将出水单向阀和柱塞体设置在相邻的横截面上，减小泵整体的轴向长度，简化结构和流道的设计，从而使得泵体轻量化、小型化。
附图说明
图1为本发明第一种实施例整体结构立体示意图。
图2为本发明第一种实施例整体剖面结构示意图。
图3为图2 B-B处剖面结构示意图。
图4为图2 D-D处剖面结构示意图。
图5为图2 E-E处剖面结构示意图。
图6为本发明第二种实施例整体结构立体示意图。
图7为本发明第二种实施例整体结构剖面结构示意图。
图8为本发明第二种实施例柱塞单元处剖面结构示意图。
图9为本发明第二种实施例整体结构部分爆炸示意图。
1-柱塞单元，11-柱塞体，11.1-进水端，11.1.1-进水槽口，11.2-出水端，11.3-通水孔，11.4-安装腔，11.5-阀板，11.6-阀盖，11.7-第一弹性件，11.8-阀座，11.9-通槽，2-壳体，21-活动腔，22-出水孔，23-进水孔，3-偏心机构，31-偏心块，32-电机，33-齿轮组，33.1-太阳轮，33.2-内齿圈，33.3-行星齿轮组，33.4-行星齿轮架，34-旋转轴，4-第二弹性件，5-出水单向阀，6-进水腔，7-连通块，8-进液单向阀，9-出液单向阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述。
如图1～9所示
一种用于高压清洗机的泵单元，包括：柱塞单元1，柱塞单元1包括柱塞体11，柱塞体11的一端为进水端11.1，柱塞体11的另一端为出水端11.2，
柱塞单元的第一种实施例为，壳体2内对应进水端11.1处设有用于限定水流由外部向进水端单向输入的进液单向阀8，所述壳体2内对应出水端11.2处设有用于限定水流由出水端向外单向输出的出液单向阀9。
柱塞单元的第一种实施例的工作原理为：7
外部的水通过进水孔23进入，进水孔23通过进液单向阀8进入到进水腔6内，偏心机构转动驱动偏心块31转动，柱塞体11有偏心块31驱动做往复运动，柱塞体11的出水端11.2处的水被压缩，并通过出液单向阀9从出水口22输出，柱塞体与壳体之间设有弹性回复件，弹性回复件用于提供弹力使柱塞体11与偏心块31相抵。
柱塞单元1的第二种实施例为，柱塞体11中空设有通水孔11.3，通水孔11.3内设有安装腔11.4，安装腔11.4内设置用于限定水流由进水端11.1朝出水端11.2单向流通的单向结构，单向结构包括阀板11.5、阀盖11.6、第一弹性件11.7、阀座11.8，阀板11.5设有与通水孔11.3连通的孔，第一弹性件11.7设置在阀盖11.6与阀座11.8之间，且第一弹性件11.7将阀盖11.6弹性抵压在阀板11.5的孔上，阀座11.8的周壁设有通槽11.9，当进水端11.1的水压增大且大于出水端11.2的水压和第一弹性件11.7的压力之和时，阀盖11.6相对阀板11.5移动并将孔打开，进水端11.1的水通过孔再通过通槽11.9流至出水端11.2。
柱塞单元将进水单向阀的结构取消，在柱塞单元内设置单向结构，使得结构整体更为紧凑、节约了制造成本，简化水路，使得结构设计更为合理，
柱塞单元的第二种实施例的工作原理为：
当偏心块31转动至与柱塞体11相抵并驱动柱塞体11朝出水端11.2运动时，出水端11.2的空间被压缩，当出水端11.2的水压大于出水单向阀5的阈值时，被压缩后的水通过出水单向阀5向外输出高压水，同时出水端11.2的水压与第一弹性件11.7的弹力之和大于进水端11.1的水压，阀盖11.6将通水孔11.3隔断，水流无法从出水端11.2进入进水端11.1内，同时进水端11.1的空间增大，外部的水对进水端11.1进行补充；
当偏心块31转动至与柱塞体11脱开过程中，第二弹性件4推动柱塞体往进水端11.1推动，出水端11.2的空间回复，出水端11.2的水压减小，当出水端11.2的水压与第一弹性件11.7的弹力之和小于进水端11.1的水压，阀盖11.6相对通水孔11.3移开，水流从进水端11.1进入出水端11.2内，对出水端11.2内的水进行补充；
在柱塞体往复运动中，出水端11.2的空间循环地增大与压缩，以使水流进入出水端11.2后被压缩并从出水单向阀5输出，同时，由于单向结构设置在柱塞体11内部，进水端11.1的空间也随着柱塞体11往复运动而循环地增大与压缩，在进水端11.1的空间增大，即柱塞体对出水端11.2的水进行压缩时，进水端11.1的水压减小，外部的水流会及时地对进水端11.1进行补充，而在柱塞体相对进水端11.1移动时，进水端11.1的空间减小，进水端11.1的水流被压缩，而被加压的水流推开单向结构而对出水端11.2的水进行补充，进水端11.1的空间随着柱塞11体的往复运动而循环地增大和缩小，可以使得进水端11.1的水能及时得到补充，并且更为快速地进入到出水端11.2处，从而使得柱塞泵的运行更为平稳，水压更大。
泵还包括壳体2，壳体2内设有用于供柱塞单元1往复运动的活动腔21，壳体2上设有用于将高压水输出的出水孔22；偏心机构3，用于驱动柱塞体11朝向出水端11.2移动以对出水端11.2的水流进行加压；第二弹性件4，设在壳体2与柱塞体11的出水端11.2之间，通过弹性驱动柱塞体11朝向进水端11.1回复位置；出水单向阀5，设置在柱塞体11的出水端11.2与出水孔22之间用于限定水流由出水端11.2朝向出水孔22单向流通。
柱塞单元1为若干个且沿壳体2的周向间隔分布，柱塞体11的轴线对应壳体2的径向设置，偏心机构3的转动轴线与柱塞体11的轴线垂直设置，由于偏心机构3的转动轴线与柱塞体11的轴线垂直设置，区别于常规的斜盘式结构偏心机构的转动轴线与柱塞体的轴线平行的形式，可以使得泵的轴向长度减小，减小壳体的长度和体积，使得泵的重量更轻，结构更为紧凑。
此处的进水端11.1不仅仅指的是柱塞体11的端面，更多的是指在柱塞体11的进水端11.1处的进水空间，该进水空间为靠近进水端11.1的端面的进水区域，进水区域提供容置待通过单向结构进入出水端11.2的水，在图上可以得出，进水端11.1可以视作活动腔21与进水腔6相邻的区域。
同样，此处的出水端11.2也不仅仅指的是柱塞体11的端面，更多的是至在柱塞体11的出水端11.2处的出水空间，该出水空间提供容置待通过出水单向阀5供出的水的区域，在图上可以看出，出水端11.2可以视作活动腔21与出水单向阀5之间的区域。
其中，壳体2上还设有进水孔23，进水孔23与进水腔6连通。
偏心机构3转动，带动偏心块31在若干个柱塞体11的进水端11.1构成的进水腔6内偏心转动，柱塞体11的进水端11.1的端面与偏心块31相抵，柱塞体11的进水端11.1的外周设有至少一个进水槽口11.1.1，进水槽口11.1.1与通水孔11.3连通，设置至少一个进水槽口11.1.1可以增大进水腔6进入柱塞进水端11.1的进水面积，保证水充满柱塞的进水端11.1。
出水单向阀5设在壳体2内且沿壳体2的周向间隔设置，出水单向阀5的轴线沿壳体2的径向设置，出水单向阀5和柱塞体11设置在壳体2内相邻的横截面上，出水单向阀5的进水端11.1与柱塞体11的出水端11.2连通，通过将出水单向阀5与柱塞体11一致地进行径向设置，可以不增加额外的径向长度，同时将出水单向阀5和柱塞体11设置在相邻的横截面上，减小泵整体的轴向长度，简化结构和流道的设计，从而使得泵体轻量化、小型化
壳体2外壁设有用于连通泵的出水端11.2和出水单向阀5的进水端11.1的连通水道，如图示所示，壳体2外通过螺钉可拆式安装有连通块7，连通水道设置在连通块7的内部，连通水道的一端与柱塞体11的出水端11.2连通，连通水道的另一端与出水单向阀5的进水端11.1连通。
其中，由于水流由柱塞泵出水端11.2至单向阀进水端11.1需经过两个折角，故将连通块7可拆式连接可以便于对该折角处进行检修和维护，提高柱泵的使用寿命。
柱塞体11的进水端11.1连通构成进水腔6，偏心机构3包括偏心块31、驱动组件，偏心块31活动设置在进水腔6内，驱动组件驱动偏心块31在进水腔6内偏心转动。
其中，出水单向阀5的结构较为常规，只要能实现限定高压水由出水端11.2向出水孔22单向流动即可，具体结构在此不再赘述。
驱动组件可以是驱动偏心块31偏心转动的机构，可以有多种实施方式，
第一种实施方式，驱动组件包括电机32、齿轮组33、旋转轴34，电机32通过齿轮组33传动并驱动旋转轴34旋转，偏心块31偏心设置在旋转轴34上，齿轮组33包括设置在电机32转轴上的太阳轮33.1、固定在壳体2内的内齿圈33.2以及设置在内齿圈33.2上的行星齿轮组33.3、行星齿轮架33.4，旋转轴34固定设置在行星齿轮架33.4上，驱动原理为：电机32驱动太阳轮33.1转动，太阳轮33.1驱动行星齿轮组33.3转动，行星齿轮架33.4由行星齿轮组33.3驱动旋转，旋转轴34固定设置在行星齿轮架33.4上，而偏心块31为圆柱且偏心设置在旋转轴34上，旋转轴34转动时，偏心块31偏心转动，齿轮组33为行星齿轮组33.3，驱动更为高效、旋转稳定，本发明中，如图2和图7所示，柱塞体11的驱动方式均采用本实施方式。
第二种实施方式，驱动组件包括电机、齿轮组、旋转轴，电机通过齿轮组传动并驱动旋转轴旋转，偏心块偏心设置在旋转轴上，齿轮组包括设在电机转轴上的驱动齿轮，与驱动齿轮啮合的从动齿轮，旋转轴设置在从动齿轮上，此处的驱动齿轮和从动齿轮可以是直齿轮，亦可以是斜齿轮，由于结构较为常规，不再于附图中画出。
第三种实施方式，驱动组件包括电机、驱动同步带轮、从动同步带轮、同步带，电机驱动驱动同步带轮转动，偏心块偏心设置在从动同步带轮上，驱动同步带轮通过同步带驱动从动同步带轮转动，同样，由于结构较为常规，不再于附图中画出。
该泵可以用于高压清洗机，即将该泵装上机架，并在泵出口连接上水枪，对泵提供水源和电源，即可输出高压水进行高压清洗，该泵亦可以用于手持式高压清洗机，将该泵结构小型化，在泵的一端连接手柄用于握持，在泵上连接进水管，在出水孔上直接连接喷嘴，并提供电源，即可实现手持式清洗，结构紧凑，操作简单，无需额外的喷杆，可以使泵内的压力直接反馈到喷嘴并喷出，减小水压损失。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (15)
1.一种用于高压清洗机的泵单元，包括：柱塞体、壳体、偏心机构，所述壳体内设有用于与柱塞体配合的活动腔，所述偏心机构用于驱动所述柱塞体在活动腔内往复运动，其特征在于：所述柱塞体为若干个且沿所述壳体的周向间隔分布，所述偏心机构的旋转轴线与柱塞体的轴线垂直设置。
2.根据权利要求1所述的用于高压清洗机的泵单元，其特征在于：所述柱塞体的一端为进水端，所述柱塞体的另一端为出水端，所述壳体内对应进水端处设有用于限定水流由外部向进水端单向输入的进液单向阀，所述壳体内对应出水端处设有用于限定水流由出水端向外单向输出的出液单向阀。
3.根据权利要求2所述的用于高压清洗机的泵单元，其特征在于：所述进液单向阀沿所述壳体的周向间隔分布，所述出液单向阀沿所述壳体的周向间隔分布，所述柱塞体、进液单向阀和出液单向阀设置在壳体内相邻的横截面上。
4.根据权利要求1所述的用于高压清洗机的泵单元，其特征在于：所述柱塞体的一端为进水端，所述柱塞体的另一端为出水端，所述柱塞体中空设有通水孔，所述通水孔内设有用于限定水流由进水端朝出水端单向流通的单向结构。
5.根据权利要求4所述的用于高压清洗机的泵单元，其特征在于：所述单向结构包括设在设置在通水孔一侧的阀盖、第一弹性件，所述第一弹性件将阀盖弹性抵压在通水孔上且第一弹性件对阀盖的弹力驱动方向与水流由进水端朝向出水端流动的流动方向相反。
6.根据权利要求5所述的用于高压清洗机的泵单元，其特征在于：所述单向结构还包括阀座，所述第一弹性件一端与阀盖相抵，所述第一弹性件另一端与阀座相抵，所述阀座周壁设有通槽，所述通槽与出水端连通。
7.根据权利要求1所述的用于高压清洗机的泵单元，其特征在于：所述柱塞体的进水端的外周设有至少一个进水槽口，所述进水槽口与通水孔连通。
8.根据权利要求4所述的用于高压清洗机的泵单元，其特征在于：所述壳体上设有出水孔，所述泵单元还包括第二弹性件、出水单向阀，所述第二弹性件设在壳体与柱塞体的出水端之间，通过弹性驱动所述柱塞体朝向进水端回复位置，所述出水单向阀设置在柱塞体的出水端与出水孔之间用于限定水流由出水端朝向出水孔单向流通。
9.根据权利要求8所述的用于高压清洗机的泵单元，其特征在于：所述出水单向阀设在壳体内且沿壳体的周向间隔设置，所述出水单向阀和柱塞体设置在壳体内相邻的横截面上，所述出水单向阀的进水端与柱塞体的出水端连通。
10.根据权利要求8所述的用于高压清洗机的泵单元，其特征在于：所述壳体外壁设有用于连通柱塞体的出水端和出水单向阀的进水端的连通水道。
11.根据权利要求2或4所述的用于高压清洗机的泵单元，其特征在于：所述柱塞体的进水端连通构成进水腔，所述偏心机构包括偏心块、驱动组件，所述偏心块活动设置在进水腔内，所述驱动组件驱动偏心块在进水腔内偏心转动。
12.根据权利要求11所述的用于高压清洗机的泵单元，其特征在于：所述驱动组件包括电机、齿轮组、旋转轴，所述电机通过齿轮组传动并驱动旋转轴旋转，所述偏心块偏心设置在旋转轴上。
13.根据权利要求12所述用于高压清洗机的泵单元，其特征在于：所述齿轮组包括设置在电机转轴上的太阳轮、固定在壳体内的内齿圈以及设置在内齿圈上的行星齿轮组、行星齿轮架，所述旋转轴固定设置在行星齿轮架上。
14.一种手持式高压清洗机，包括如权利要求1～13中任一项所述的泵单元，手柄、喷出机构，所述喷出机构与泵的出水孔连通，所述手柄设置在泵上远离喷出机构的一端以用于握持。
15.根据权利要求14所述的手持式高压清洗机，其特征在于：所述喷出机构为喷嘴，所述喷嘴与泵的壳体直连且与出水孔连通。
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