CN117439338A - 一种电机泵单元 - Google Patents

Abstract

本发明属于清洁工具技术领域，具体涉及一种电机泵单元，包括泵头，用于驱动工作液流动；电机，与所述泵头传动连接，以驱动所述泵头运动，所述电机为无刷电机；控制装置，与所述电机电连接，以控制所述电机运动；冷却流道，所述冷却流道的通流路径至少经过所述电机和/或所述控制装置的散热元件，所述冷却流道的一端设有进水接头，所述冷却流道的另一端与所述泵头的进水口连通，本发明的泵头在抽吸工作液的过程中，工作液先从这些发热元件经过，利用工作液对这些发热元件进行冷却，能够有效提高散热效率，同时，本发明由于采用了水冷结构，因此摒弃传统风冷式结构中的散热风叶，降低了电机的能量损耗。

Description

一种电机泵单元

技术领域

本发明属于清洁工具技术领域，具体涉及一种电机泵单元。

背景技术

高压清洗机主要用于对庭院、栅栏、车辆等进行清洗，市场上现有的家用清洗机只有在具备交流电源的情况下才能高效工作，在户外则只能使用小功率的直流清洗机，其功率小、压力低、流量小，清洗效果差，且续航时间短等问题无法避免。

现有的水冷清洗机，一般都是采用的感应电机，在电机的外壳表面再覆盖一层外壳，在两层壳体之间的环形腔体再设计一些流道隔筋、进出水接口，通过外接水源接入进水口，再通过环形腔体从出水口引出能不能泵的进水口，实现对电机的冷却。然而感应电机工作效率较低且较为笨重，其产品性能不能满足用户的需要，因而需要更好的电机来满足更高性能的需求，然而高性能意味着发热量也会增大，传统散热方式已经无法满足电机的冷却需求。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种能够有效提升散热性能，以保证电机能够在高功率下稳定运行的电机泵单元。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种电机泵单元，包括：

泵头，用于驱动工作液流动；

电机，与所述泵头传动连接，以驱动所述泵头运动，所述电机具有外壳，所述电机为无刷电机；

控制装置，与所述电机电连接，以控制所述电机运动；

电池包，与所述电机和所述控制装置电连接；

冷却流道，所述冷却流道的通流路径至少经过所述电机和/或所述控制装置的散热元件，所述冷却流道的一端设有进水接头，所述冷却流道的另一端与所述泵头的进水口连通，以使工作液进入所述泵头之前能够先从所述冷却流道内通过。

在本发明的一可选实施例中，所述冷却流道包括第一流道，所述第一流道由所述电机的至少部分外壳形成。

在本发明的一可选实施例中，所述第一流道沿所述外壳的周向布置。

在本发明的一可选实施例中，所述电机的外壳上沿周向形成有一环形的凸出部，沿所述凸出部的周向上设有凹槽，所述凹槽由一环形罩壳封闭以形成所述第一流道。

在本发明的一可选实施例中，所述控制装置设置于所述电机轴向的一端，所述控制装置连接有散热片，所述冷却流道还包括第二流道，所述第二流道紧贴所述散热片设置。

在本发明的一可选实施例中，所述第二流道沿所述散热片的表面呈螺旋状布置。

在本发明的一可选实施例中，所述电机的外壳上设有一螺旋槽，所述螺旋槽由所述散热片封闭以形成所述第二流道。

在本发明的一可选实施例中，所述第一流道的一端与所述进水接头连通，所述第一流道的另一端与所述第二流道的一端连通，所述第二流道的另一端与所述泵头的进水口连通。

在本发明的一可选实施例中，所述电机的轴线水平设置，所述进水接头与所述第一流道的下端连通，所述第一流道的上端与所述第二流道连通。

在本发明的一可选实施例中，所述泵头的进水口安装有转接头，所述转接头具有第一接口、第二接口、第三接口和第四接口，其中所述第一接口和所述第三接口从所述转接头的内部连通，所述第二接口和所述第四接口从所述转接头的内部连通；所述进水接头安装于所述第一接口；所述第三接口通过第一管道与所述第一流道的下端连通，所述第二接口与所述泵头的进水口连通，所述第四接口通过第二管道与所述第二流道连通。

在本发明的一可选实施例中，所述第一管道包括第一软管和第一管接头，所述第一管接头安装在所述第一流道的下端，所述第一软管连接在所述第一管接头与所述第二接口之间。

在本发明的一可选实施例中，所述第二管道包括第二软管和第二管接头，所述第二管接头安装于所述电机上端，所述第二管接头的一端通过开设于所述电机后端的第一径向孔与所述第二流道连通，所述第二软管连接于所述第二管接头与所述第四接口之间。

在本发明的一可选实施例中，所述电机的外壳上端开设有第一轴向孔和第二轴向孔，所述电机的外壳后端开设有第一径向孔和第二径向孔，所述第二径向孔的一端与所述第二轴向孔连通，且所述第二轴向孔与所述第一流道的上端连通，所述第二径向孔的另一端与所述第二流道的螺旋形中心流道连通；所述第一轴向孔的一端通过所述第一径向孔与所述第二流道的螺旋形流道的末端连通，所述第一轴向孔的另一端与第二管接头连通。

本发明的技术效果在于：

本发明的泵头在抽吸工作液的过程中，工作液先从这些发热元件经过，利用工作液对这些发热元件进行冷却，能够有效提高散热效率，同时，本发明由于采用了水冷结构，因此摒弃传统风冷式结构中的散热风叶，降低了电机的能量损耗。

第一流道的进水口位于下方，出水口位于上方，冷却水由下至上填满环形水腔，可将空腔中的空气完全排空。因此在电机泵单元工作时，不会因流道内的残留空气，导致泵的振动，有利于在电机泵单元自吸入工作状态下，尽快排空流道内的空气，使机器能快速的稳定工作。

本发明在泵头的进水口设置转接头，其内部设置了进水通道及回水通道，实现了外部水源通过冷却流道后再回到泵进水口的进水功能，结构非常紧凑，电机泵单元在使用过程中，其安装习惯与现有电机泵单元的安装习惯一致，进一步提升了用户的使用体验。

附图说明

图1是本发明的实施例所提供的电机泵单元的立体图；

图2是本发明的实施例所提供的电机泵单元的俯视图；

图3是图2的A-A剖视图；

图4是图2的B-B剖视图；

图5是图2的C-C剖视图；

图6是本发明的实施例所提供的电机的局部爆炸图；

图7是本发明的实施例所提供的电机的立体图；

图8是本发明的实施例所提供的转接头的立体剖视图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

请参阅图1-8所示，本发明结合一种具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明，本实施例中的所述泵头10为柱塞泵，但需要说明的是，本发明对泵头10的形式不做限制，例如所述泵头10也可以是曲轴泵。

请参阅图1-4所示，一种电机泵单元，包括泵头10、电机20、控制装置30、电池包(图未示出)和冷却流道；具体的：

请参阅图3所示，所述泵头10用于驱动工作液流动；本实施例中的泵头10为柱塞泵，柱塞泵的工作原理不再赘述，在其它替代实施例中，所述泵头10也可以是其它形式的流体驱动元件。

请参阅图1-4、6、7所示，所述电机20与所述泵头10传动连接，以驱动所述泵头10运动，所述电机具有外壳；在一具体实施例中，所述电机20为无刷电机；所述控制装置30与所述电机20电连接，以控制所述电机20运动；在一具体实施例中，所述控制装置30例如可以是PCB控制器；可以理解的是，本发明采用高效无刷电机和控制装置30进一步提升电机20的额定功率、使电机泵工作时能输出更高的压力与流量，并通过控制装置30对电机20泵在不同使用工况下的运行状态进行调整，以提高用户的使用体验。本发明的电机20可以在控制装置30设定的恒功率状态下工作，当电机泵在切换使用不同口径大小的喷嘴工作时，可以通过控制装置30对电机20转速的控制来实现电机泵压力与流量的互补变化，以维持整体负载功率在设定的恒功率状态下工作。

所述电池包与所述电机20和所述控制装置30电连接；可以理解的是，所述电池包用于对电机泵单元的用电器件进行供电，以便本发明的电机泵单元能够在户外无电源的情况下使用；所述电池包例如可以集成在电机泵单元本体上，也可以是一种独立的电源模块例如背包电池，这种独立的电源模块例如可以通过耦合器与电机泵单元电连接；需要说明的是，本发明的电机泵单元也可以以交流电源对控制器模块供电的方式实现。

请参阅图1-8所示，所述冷却流道的通流路径至少经过所述电机20和所述控制装置30的散热元件，所述冷却流道的一端设有进水接头50，所述冷却流道的另一端与所述泵头10的进水口11连通，以使工作液进入所述泵头10之前能够先从所述冷却流道内通过。可以理解的是，电机20和控制装置30在工作过程中会产生热量，本发明的泵头10在抽吸工作液的过程中，工作液先从这些发热元件经过，利用工作液对这些发热元件进行冷却，能够有效提高散热效率，同时，本发明由于采用了水冷结构，因此摒弃传统风冷式结构中的散热风叶，降低了电机20的能量损耗。

请参阅图3、4、6所示，所述冷却流道包括第一流道41，所述第一流道41由所述电机20的至少部分外壳21形成，在一具体实施例中，所述第一流道41沿所述外壳21的周向布置，例如所述第一流道41可以是环形或螺旋形，这样能够保证电机20的整个周面区域散热均匀。

请参阅图6所示，在一具体实施例中，所述电机20的外壳21上沿周向形成有一环形凸出部211，所述环形凸出部211上开设有一凹槽212，所述环形凸出部211的外侧设有一环形的罩壳22，所述罩壳22将所述凹槽212的槽口封闭，以形成所述第一流道41。本实施例中，所述罩壳22与所述环形凸出部211之间可以采取相应的密封措施，例如在所述罩壳22与所述环形凸出部211之间设置密封圈。为了方便罩壳22与环形凸出部211之间的连接，所述罩壳22的一端例如可以设置相应的凸缘，该凸缘例如可以通过螺栓与所述环形凸出部211的侧壁连接。

请参阅图3、4所示，在一具体实施例中，所述控制装置30设置于所述电机20轴向的一端，所述控制装置30连接有一散热片31，所述冷却流道还包括第二流道42，所述第二流道42紧贴所述散热片31设置。可以理解的是，所述散热片31应当与控制装置30上的发热元件(如MOS管)尽可能的接触，以提高散热效率。

请参阅图3、4、7所示，本实施例中，所述第二流道42沿所述散热片31的表面呈螺旋状布置。具体的，所述电机20的外壳21上设有一螺旋槽213，所述螺旋槽213由所述散热片31封闭以形成所述第二流道42。可以理解的是，本发明的所述第二流道42也可以采用其它布置方式，只要能够让第二流道42在所述散热片31上尽可能均匀分布即可，例如将所述第二流道42呈连续的S形布置。

本实施例中，在所述散热片31的表面布置有与呈螺旋状的第二流道42走向相同的的螺旋形流道311。此两流道工作时，可以将传递到散热片表面的热量尽可能的带走，进一步的提升了冷却效率。可以理解的是，本发明的所述散热片的冷却流道采用尽可能近的贴近发热元件的位置的布置方式，其位置不一定位于散热片的几何中心，即可以是以偏心的位置来布置。

请参阅图3、4所示，在一具体实施例中，所述第一流道41的一端与所述进水接头50连通，所述第一流道41的另一端与所述第二流道42的一端连通，所述第二流道42的另一端与所述泵头的进水口连通，所述电机20的轴线水平设置，所述进水接头50与所述第一流道41的下端连通，所述第一流道41的上端与所述第二流道42连通。本实施例中，所述第一流道41与所述第二流道42依次串联，工作液先经过所述第一流道41，然后经过所述第二流道42。

可以理解的是，第一流道41的进水口位于下方，出水口位于上方，冷却水由下至上填满环形水腔，可将空腔中的空气完全排空。因此在电机泵单元工作时，不会因流道内的残留空气，导致泵的振动，有利于在电机泵单元自吸水工作状态下，尽快排空流道内的空气，使机器能快速的稳定工作。

请参阅图5、8所示，所述泵头10的进水口11安装有转接头60，所述转接头60具有第一接口61、第二接口62、第三接口63和第四接口64，其中所述第一接口61和所述第三接口63从所述转接头60的内部连通，所述第二接口62和所述第四接口64从所述转接头60的内部连通；所述进水接头50安装于所述第一接口61；所述第三接口63通过第一管道与所述第一流道41的下端连通，所述第二接口62与所述泵头10的进水口11连通，所述第四接口64通过第二管道与所述第二流道42连通。转接头60内部设计成两条独立的隔离水道，分别为进水水道和回水水道，进水水道和回水水道分别与外部水源和泵头10连接，水源从进水水道进入到电机20与控制装置30及连接管路的冷却系统后再回到回水水道注入泵头10。

可以理解的是，本发明在泵头10的进水口11设置转接头60，电机泵单元在使用过程中，其安装习惯与现有电机泵单元的安装习惯一致，用户不需要因为水道的改变而付出额外的学习成本，进一步提升了用户的使用体验。

请参阅图3-5所示，在一具体实施例中，所述第一管道包括第一软管43和第一管接头49，所述第一管接头49安装在所述第一流道41的下端，所述第一软管43连接在所述第一管接头49与所述第二接口62之间；所述第二管道包括第二软管44和第二管接头45，所述第二管接头45安装于所述电机20上端，所述第二管接头45的一端通过开设于所述电机20后端的第一径向孔46与所述第二流道42连通，所述第二软管44连接于所述第二管接头45与所述第四接口64之间；具体的，所述电机20的外壳21上端开设有第一轴向孔451和第二轴向孔47，所述电机20的外壳21后端开设有第一径向孔46和第二径向孔48，所述第二径向孔48的一端与所述第二轴向孔47连通，且所述第二轴向孔47与所述第一流道41的上端连通，所述第二径向孔48的另一端与所述第二流道42的螺旋形中心流道连通；所述第一轴向孔451的一端通过所述第一径向孔46与所述第二流道42的螺旋形流道的末端连通，所述第一轴向孔451的另一端与第二管接头45连通。

在一具体实施例中，所述第一流道41的截面形状为梯形，第一流道41设计为第一管接头49截面积的2-3倍，且第一管接头的过流通道直径应不小于5mm，以便不至过于影响电机泵抽吸水时的进水效率，此设计可以在减少第一管接头49上的排空体积的情况下，尽可能的增加冷却水的接触面积，以达到良好的冷却效果。所述第二流道42的截面为矩形，截面积设计为第二径向孔48截面积的1-2倍，且第二管接头的过流通道直径应不小于5mm，以便不至过于影响电机泵抽吸水时的进水效率，冷却水顺着螺旋水腔朝一个方向流动，在水腔的空间里没有积水，不会由于冷却不均导致的散热片31过热问题。

在一具体实施例中，可以根据电机20与控制装置30的发热量对比来设计电机20冷却的环形水腔与PCB控制器的螺旋水腔的，其发热比一般为3：1，另根据散热片上环形水道对发热元件的分布位置的影响，环形水腔的直接冷却接触面面积与PCB控制器的散热片31的直接冷却接触面面积比为应大于2：1，且最小面积应大于5000平方毫米。

综上所述，本发明的电机20可以在控制装置30设定的恒功率状态下工作，当电机泵在切换使用不同口径大小的喷嘴工作时，可以通过控制装置30对电机20转速的控制来实现电机泵压力与流量的互补变化，以维持整体负载功率在设定的恒功率状态下工作。

本发明的泵头10在抽吸工作液的过程中，工作液先从这些发热元件经过，利用工作液对这些发热元件进行冷却，能够有效提高散热效率，同时，本发明由于采用了水冷结构，因此摒弃传统风冷式结构中的散热风叶，降低了电机20的能量损耗。

第一流道41的进水口位于下方，出水口位于上方，冷却水由下至上填满环形水腔，可将空腔中的空气完全排空。因此在电机泵单元工作时，不会因流道内的残留空气，导致泵的振动，有利于在电机泵单元自吸入工作状态下，尽快排空流道内的空气，使机器能快速的稳定工作。

本发明在泵头10的进水口11设置转接头60，电机泵单元在使用过程中，其安装习惯与现有电机泵单元的安装习惯一致，用户不需要因为水道的改变而付出额外的学习成本，进一步提升了用户的使用体验。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

在本文的描述中，提供了许多特定细节，诸如部件和/或方法的实例，以提供对本发明实施例的完全理解。然而，本领域技术人员将认识到可以在没有一项或多项具体细节的情况下或通过其他设备、系统、组件、方法、部件、材料、零件等等来实践本发明的实施例。在其他情况下，未具体示出或详细描述公知的结构、材料或操作，以避免使本发明实施例的方面变模糊。

在整篇说明书中提到“一个实施例”、“实施例”或“具体实施例”意指与结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中，并且不一定在所有实施例中。因而，在整篇说明书中不同地方的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”或“在具体实施例中”的各个表象不一定是指相同的实施例。此外，本发明的任何具体实施例的特定特征、结构或特性可以按任何合适的方式与一个或多个其他实施例结合。应当理解本文所述和所示的发明实施例的其他变型和修改可能是根据本文教导的，并将被视作本发明精神和范围的一部分。

还应当理解还可以以更分离或更整合的方式实施附图所示元件中的一个或多个，或者甚至因为在某些情况下不能操作而被移除或因为可以根据特定应用是有用的而被提供。

另外，除非另外明确指明，附图中的任何标志箭头应当仅被视为示例性的，而并非限制。此外，除非另外指明，本文所用的术语“或”一般意在表示“和/或”。在术语因提供分离或组合能力是不清楚的而被预见的情况下，部件或步骤的组合也将视为已被指明。

如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用，除非另外指明，“一个”、和“该”包括复数参考物。同样，如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用，除非另外指明，“在…中”的意思包括“在…中”和“在…上”。

本发明所示实施例的上述描述(包括在说明书摘要中所述的内容)并非意在详尽列举或将本发明限制到本文所公开的精确形式。尽管在本文仅为说明的目的而描述了本发明的具体实施例和本发明的实例，但是正如本领域技术人员将认识和理解的，各种等效修改是可以在本发明的精神和范围内的。如所指出的，可以按照本发明所述实施例的上述描述来对本发明进行这些修改，并且这些修改将在本发明的精神和范围内。

本文已经在总体上将系统和方法描述为有助于理解本发明的细节。此外，已经给出了各种具体细节以提供本发明实施例的总体理解。然而，相关领域的技术人员将会认识到，本发明的实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下进行实践，或者利用其它装置、系统、配件、方法、组件、材料、部分等进行实践。在其它情况下，并未特别示出或详细描述公知结构、材料和/或操作以避免对本发明实施例的各方面造成混淆。

因而，尽管本发明在本文已参照其具体实施例进行描述，但是修改自由、各种改变和替换亦在上述公开内，并且应当理解，在某些情况下，在未背离所提出发明的范围和精神的前提下，在没有对应使用其他特征的情况下将采用本发明的一些特征。因此，可以进行许多修改，以使特定环境或材料适应本发明的实质范围和精神。本发明并非意在限制到在下面权利要求书中使用的特定术语和/或作为设想用以执行本发明的最佳方式公开的具体实施例，但是本发明将包括落入所附权利要求书范围内的任何和所有实施例及等同物。因而，本发明的范围将只由所附的权利要求书进行确定。

Claims (13)

1.一种电机泵单元，其特征在于，包括：

泵头，用于驱动工作液流动；

电机，与所述泵头传动连接，以驱动所述泵头运动，所述电机具有外壳；

控制装置，与所述电机电连接，以控制所述电机运动；

冷却流道，所述冷却流道的通流路径至少经过所述电机和/或所述控制装置的散热元件，所述冷却流道的一端设有进水接头，所述冷却流道的另一端与所述泵头的进水口连通，以使工作液进入所述泵头之前能够先从所述冷却流道内通过。

2.根据权利要求1所述的电机泵单元，其特征在于，所述冷却流道包括第一流道，所述第一流道由所述电机的至少部分外壳形成。

3.根据权利要求2所述的电机泵单元，其特征在于，所述第一流道沿所述外壳的周向布置。

4.根据权利要求3所述的电机泵单元，其特征在于，所述电机的外壳上沿周向形成有一环形的凸出部，沿所述凸出部的周向上设有凹槽，所述凹槽由一环形罩壳封闭以形成所述第一流道。

5.根据权利要求2所述的电机泵单元，其特征在于，所述控制装置设置于所述电机轴向的一端，所述控制装置连接有散热片，所述冷却流道还包括第二流道，所述第二流道紧贴所述散热片设置。

6.根据权利要求5所述的电机泵单元，其特征在于，所述第二流道沿所述散热片的表面呈螺旋状布置。

7.根据权利要求6所述的电机泵单元，其特征在于，所述电机的外壳上设有一螺旋槽，所述螺旋槽由所述散热片封闭以形成所述第二流道。

8.根据权利要求5所述的电机泵单元，其特征在于，所述第一流道的一端与所述进水接头连通，所述第一流道的另一端与所述第二流道的一端连通，所述第二流道的另一端与所述泵头的进水口连通。

9.根据权利要求8所述的电机泵单元，其特征在于，所述电机的轴线水平设置，所述进水接头与所述第一流道的下端连通，所述第一流道的上端与所述第二流道连通。

10.根据权利要求8所述的电机泵单元，其特征在于，所述泵头的进水口安装有转接头，所述转接头具有第一接口、第二接口、第三接口和第四接口，其中所述第一接口和所述第三接口从所述转接头的内部连通，所述第二接口和所述第四接口从所述转接头的内部连通；所述进水接头安装于所述第一接口；所述第三接口通过第一管道与所述第一流道的下端连通，所述第二接口与所述泵头的进水口连通，所述第四接口通过第二管道与所述第二流道连通。

11.根据权利要求10所述的电机泵单元，其特征在于，所述第一管道包括第一软管和第一管接头，所述第一管接头安装在所述第一流道的下端，所述第一软管连接在所述第一管接头与所述第二接口之间。

12.根据权利要求10所述的电机泵单元，其特征在于，所述第二管道包括第二软管和第二管接头，所述第二管接头安装于所述电机上端，所述第二管接头的一端通过开设于所述电机后端的第一径向孔与所述第二流道连通，所述第二软管连接于所述第二管接头与所述第四接口之间。

13.根据权利要求8所述的电机泵单元，其特征在于，所述电机的外壳上端开设有第一轴向孔和第二轴向孔，所述电机的外壳后端开设有第一径向孔和第二径向孔，所述第二径向孔的一端与所述第二轴向孔连通，且所述第二轴向孔与所述第一流道的上端连通，所述第二径向孔的另一端与所述第二流道的螺旋形中心流道连通；所述第一轴向孔的一端通过所述第一径向孔与所述第二流道的螺旋形流道的末端连通，所述第一轴向孔的另一端与第二管接头连通。