CN216008782U - 直流高压柱塞泵和咖啡机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种直流高压柱塞泵和咖啡机，直流高压柱塞泵包括缸体、驱动组件、凸轮组件和活塞组件，缸体内设有相连通的容纳腔和增压腔，增压腔靠近容纳腔的一侧设有活塞通道。活塞组件的第一端与凸轮组件连接，第二端与活塞通道间隙配合。活塞组件设有凸轮活动腔和滑动配合部，缸体和/或驱动组件上设有限位部，滑动配合部与限位部限位配合并相对于限位部沿着第一方向滑动；凸轮组件位于凸轮活动腔内，凸轮组件包括凸轮本体和转轴，凸轮本体固定驱动轴上，转轴可转动地安装在凸轮本体上，转轴的外周壁与凸轮活动腔的内周壁接触；驱动组件驱动凸轮组件转动并带动活塞组件往复移动。直流高压柱塞泵使得缸体内部达到更高压力，并减小运行阻力。

Description

直流高压柱塞泵和咖啡机

技术领域

本实用新型涉及咖啡制作设备领域，具体地说，是涉及一种直流高压柱塞泵和咖啡机。

背景技术

参见图1至图3，现有的咖啡机所使用的水泵包括连杆101、活塞102、凸轮103、缸体104和电机，活塞102可往复移动地安装在缸体104内，凸轮103安装在电机的驱动轴105上，连杆101的两端分别铰接在活塞102和凸轮103上，电机驱动凸轮103转动并带动连杆101摆动，连杆101带动活塞102往复移动，从而实现缸体104内的增压。

该水泵中在连杆101带动活塞102移动过程中，由于连杆101相对于活塞102摆动，因此可能导致活塞102与缸体104之间的密封性差，并且由于连杆101不仅具有往复的移动同时具有摆动，因此无法实现使得缸体内部达到更高的压力且运行阻力大。

实用新型内容

本实用新型的第一目的是提供一种能够使得缸体内部达到更高压力，同时减小运行阻力的直流高压柱塞泵。

本实用新型的第二目的是提供一种具有上述直流高压柱塞泵的咖啡机。

为实现上述第一目的，本实用新型提供一种直流高压柱塞泵，包括缸体、驱动组件、凸轮组件和活塞组件，缸体内设置有相互连通的容纳腔和增压腔，增压腔靠近容纳腔的一侧设置有沿着第一方向延伸的活塞通道。驱动组件设置在缸体的一侧，驱动组件的驱动轴伸入容纳腔中，驱动轴的轴向垂直于第一方向。凸轮组件安装在驱动轴上并位于容纳腔内。活塞组件安装在容纳腔内，活塞组件的第一端与凸轮组件连接，活塞组件的第二端伸入活塞通道内，活塞组件与活塞通道间隙配合。活塞组件设置有凸轮活动腔和滑动配合部，缸体和/或驱动组件上设置有限位部，滑动配合部与限位部限位配合并相对于限位部沿着第一方向滑动；凸轮组件位于凸轮活动腔内，凸轮组件包括凸轮本体和转轴，凸轮本体固定在驱动轴上，转轴可转动地安装在凸轮本体上，转轴的轴线平行于驱动轴的轴向，转轴的外周壁与凸轮活动腔的内周壁接触；驱动组件驱动凸轮组件转动并带动活塞组件沿着第一方向往复移动。

由上述方案可见，驱动组件驱动凸轮组件转动时，凸轮组件的转轴向活塞组件施加作用力，同时由于活塞组件上滑动配合部与缸体/驱动组件上的限位部的配合，使得活塞组件仅可沿着第一方向往复移动。由于活塞相对于缸体仅沿第一方向移动且相对于缸体不发生摆动，因此活塞与活塞通道之间的密封性能能够得到有效保证，从而能够使得缸体内部的增压腔内达到更高压力。同时，由于活塞相对于缸体不发生摆动，活塞在移动时的阻力更小。另外，转轴可转动地安装在凸轮本体上，因此转轴与活塞之间的摩擦力为滚动摩擦，由于凸轮在转动的过程中不断与凸轮活动腔的内周壁之间产生摩擦，通过转轴的设置，能够减小凸轮组件与活塞之间的摩擦力，防止由于凸轮组件的磨损而导致活塞不能移动到预设位置，而无法实现有效增压的效果，其能够有效延长直流高压柱塞泵的使用寿命。

一个优选的方案是，凸轮本体的周壁上开设有开口朝向远离驱动轴方向的安装槽，转轴沿轴向贯穿地开设有中心孔；凸轮组件还包括定位销钉，定位销钉固定在凸轮本体上并穿过安装槽，转轴通过中心孔套接在定位销钉上，转轴位于安装槽内，转轴的一部分从开口露出。

由此可见，能够将转轴稳定地连接在凸轮本体上。

一个优选的方案是，凸轮活动腔包括相对设置且首尾连接的第一弧形壁和第二弧形壁，第一弧形壁朝向增压腔弯曲，第二弧形壁朝向远离增压腔的方向弯曲，第一弧形壁的中心轴和第二弧形壁的中心轴所在的平面穿过驱动轴的轴线且平行于第一方向。

由此可见，转轴可沿着第一弧形壁和第二弧形壁移动，从而保证活塞组件顺畅地移动。

一个优选的方案是，活塞组件包括活塞、密封件、弹性密封圈和固定件；活塞包括沿第一方向布置并连接的筒状部和活塞部，凸轮活动腔和滑动配合部均位于筒状部上，活塞部与活塞通道滑动配合；密封件和弹性密封圈均设置在活塞部远离筒状部的轴向端，弹性密封圈位于密封件与活塞部之间，固定件沿第一方向将密封件固定在活塞部上。

由此可见，通过密封件和弹性密封圈的设置，保证了增压腔与容纳腔之间有效的隔绝，防止增压腔内的液体流到容纳腔内，密封件实现了活塞通道轴向和径向上的密封，弹性密封圈进一步对活塞与密封件之间的间隙进行密封，防止液体通过密封件的中心孔进入容纳腔内。

进一步的方案是，密封件与活塞通道的过盈配合；或者活塞通道内设置有套筒，密封件与套筒过盈配合。

进一步的方案是，密封件由特氟龙材料、氟橡胶、特种塑胶或精密特种陶瓷制成，套筒由金属材料或陶瓷材料制成。

由此可见，通过特氟龙等材料制成的密封件与活塞通道的内周壁或活塞通道内的套筒之间的过盈配合，一方面保证了活塞与活塞通道在径向和轴向上的密封性，另一方面，特氟龙等材料润滑系数极低且具有很好的耐磨性，因此即使活塞进行多次往复移动后，密封件仍然不会失效，并且保证了活塞在活塞通道内顺畅地滑动。金属材料或陶瓷材料制成的套筒能够提高其与活塞部的配合精度，同时提高耐磨性。

进一步的方案是，活塞组件还包括弹性密封环和压块；压块设置在密封件与弹性密封圈相对的一侧，固定件依次穿过压块和密封件后与活塞固定连接；弹性密封环被挤压安装在压块的外周壁与活塞通道的内周壁之间。

由此可见，压块的设置保证了密封件安装在活塞上的稳定性，防止密封件受力变形或脱落。而弹性密封环的设置保证了压块与活塞通道之间轴向和径向上的密封性。

一个优选的方案是，缸体的顶壁设置有轴孔；驱动轴的自由端可转动地安装在轴孔内；或者轴孔内设置有轴套，驱动轴的自由端可转动地安装在轴套内；或者轴孔内设置有轴承，驱动轴的自由端可转动地安装在轴承内。

由此可见，轴孔的设置实现了对驱动轴的自由端的支撑，防止驱动轴在工作过程中产生晃动。而通过在轴孔内设置轴套或轴承，能够提高轴孔的耐磨性，防止轴孔被磨损而变大，从而无法实现对驱动轴的自由端的有效支撑。同时，通过轴套或轴承的设置，保证了驱动轴转动的平稳性和顺畅性。

一个优选的方案是，限位部包括两个平行设置的限位壁，限位壁位于容纳腔内，滑动配合部包括两个平行设置的滑动配合壁，滑动配合壁位于活塞组件的外周壁上；滑动配合壁与限位壁配合限制活塞仅可沿第一方向滑动。

由此可见，滑动配合壁与限位壁的限位配合，保证了活塞仅可沿第一方向滑动。

为实现上述第二目的，本实用新型提供一种咖啡机，包括上述的直流高压柱塞泵。

附图说明

图1是现有的咖啡机用水泵活塞在运动过程中处于第一位置的结构示意图。

图2是现有的咖啡机用水泵活塞移动至第二位置时的结构示意图。

图3是现有的咖啡机用水泵活塞移动至第三位置时的结构示意图。

图4是本实用新型直流高压柱塞泵实施例的剖视图。

图5是本实用新型直流高压柱塞泵实施例中驱动轴、凸轮组件、缸体和活塞组件的装配图。

图6是本实用新型直流高压柱塞泵实施例中驱动轴、凸轮组件、缸体和活塞组件的结构分解图。

图7是本实用新型直流高压柱塞泵实施例垂直于驱动轴的轴向的截面图。

图8是本实用新型直流高压柱塞泵实施例驱动轴、凸轮组件、缸体和活塞组件的剖视图。

图9是本实用新型直流高压柱塞泵实施例中活塞组件在运动过程中处于第一位置的结构示意图。

图10是本实用新型直流高压柱塞泵实施例中活塞组件移动至第二位置时的结构示意图。

图11是本实用新型直流高压柱塞泵实施例中活塞组件移动至第三位置时的结构示意图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

参见图4，本实施例的咖啡机包括直流高压柱塞泵100，直流高压柱塞泵100包括缸体1、驱动组件2、凸轮组件3和活塞组件4。

缸体1内设置有相互连通的容纳腔11和增压腔12，增压腔12靠近容纳腔11的一侧设置有沿着第一方向延伸的活塞通道13。驱动组件2设置在缸体1的一侧，驱动组件2包括电机22、行星系减速齿轮组23和驱动轴21，驱动轴21和电机22的转轴221均与行星系减速齿轮组23连接，从而将电机22的驱动力传递到驱动轴21上，驱动轴21向上伸入容纳腔11中，驱动轴21的轴向垂直于第一方向。缸体1上设置有在驱动轴21的轴向上相对的进水口121和出水口122，进水口121和出水口122均与增压腔12连通且分别位于增压腔12相对的两侧，进水口121内设置有进水阀123，出水口122设置有出水阀124，进水阀123和出水阀124均包括弹簧1231和密封塞1232，弹簧1231设置在对应的密封塞1232靠近增压腔12的一侧，进水阀123的弹簧1231的恢复力迫使密封塞1232密封对应的进水口121，出水阀124的弹簧1231的恢复力迫使密封塞1232密封对应的出水口122。

参见图4至图8，缸体1的顶部设置有顶盖15，顶盖15上开设有轴孔151，轴孔151内设置有轴承152，驱动轴21的自由端可转动地安装在轴承152内。优选地，轴承152为含油轴承。活塞41的筒状部411的顶壁开设有沿着第一方向延伸的滑槽414，驱动轴21穿过滑槽414后与轴承152连接，滑槽414的长度大于或等于活塞41在第一方向上的位移。

活塞组件4安装在容纳腔11内，活塞组件4包括活塞41、密封件42、弹性密封圈43、固定件、弹性密封环45和压块46，固定件为紧固螺钉44。活塞41包括沿第一方向布置并连接的筒状部411和活塞部412，筒状部411上设置有凸轮活动腔413，凸轮组件3安装在驱动轴21上并位于凸轮活动腔413内，凸轮活动腔413的横截面积大于凸轮组件3的横截面积，活塞组件4的筒状部411位于容纳腔11内并与凸轮组件3配合连接，活塞组件4的活塞部412伸入活塞通道13内，活塞通道13内设置有套筒14，套筒14由金属材料制成，套筒14与活塞部412一体注塑成型，活塞部412与套筒14的内周壁间隙配合并可沿着活塞通道13的延伸方向往复移动。

如图7和图8所示，凸轮活动腔413包括相对设置且首尾连接的第一弧形壁4131和第二弧形壁4132，第一弧形壁4131朝向增压腔12弯曲，第二弧形壁4132朝向远离增压腔12的方向弯曲，第一弧形壁4131的中心轴和第二弧形壁4132的中心轴所在的平面穿过驱动轴21的轴线且平行于第一方向。

密封件42和弹性密封圈43均设置在活塞部412远离筒状部411的轴向端，弹性密封圈43位于密封件42与活塞部412之间。密封件42呈盘状圆环且由特氟龙材料制成，密封件42与套筒14过盈配合。压块46设置在密封件42与弹性密封圈43相对的一侧，活塞部412远离筒状部411的轴向端设置有螺纹孔4121，且该螺纹孔4121为盲孔，从而防止液体通过螺纹孔4121与紧固螺钉44之间的间隙进入到容纳腔11内，进一步提高密封性能。紧固螺钉44沿第一方向依次穿过压块46和密封件42后与活塞部412的螺纹孔4121固定连接，从而将密封件42固定在活塞部412上。弹性密封环45被挤压安装在压块46的外周壁与套筒14的内周壁之间。

参见图4以及图6至8，凸轮组件3包括凸轮本体31、转轴32和定位销钉33，凸轮本体31固定在驱动轴21上，转轴32可转动地安装在凸轮本体31上，转轴32的轴线平行于驱动轴21的轴向，凸轮本体31的周壁上开设有开口312朝向远离驱动轴21方向的安装槽311，转轴32沿轴向贯穿地开设有中心孔321。转轴32位于安装槽311内，转轴32的一部分从开口312露出，定位销钉33沿轴向穿过凸轮本体31和转轴32的中心孔321，从而将转轴32连接在凸轮本体31上，通过将转轴32套接在定位销钉33上，转轴32可绕定位销钉33的中心轴进行自由转动，并且转轴32的外周壁与凸轮活动腔413的内周壁接触，一方面减小凸轮组件3与活塞组件4接触的摩擦力，另一方面为驱动活塞组件4移动提供作用力。

如图7所示，缸体1上设置有限位部,限位部包括平行设置且均沿第一方向延伸的限位壁111和限位壁112，限位壁111和限位壁112均位于容纳腔11内，活塞组件4设置有滑动配合部，滑动配合部包括平行设置且均沿第一方向延伸的滑动配合壁415和滑动配合壁416，滑动配合壁415和滑动配合壁416位于活塞41的筒状部411的外周壁上，筒状部411位于限位壁111和限位壁112之间，滑动配合壁415与限位壁111接触，滑动配合壁416与限位壁112接触，使得滑动配合壁与限位壁配合限制活塞41仅可沿第一方向滑动。本实施中，驱动轴21在滑槽414处的直径与活塞41的滑槽414的宽度大致相同，也即驱动轴21与滑槽414间隙配合，因此驱动轴21与滑槽414配合的部分也为限位部，活塞41上的滑槽414为滑动配合部，两者形成的限位配合使得活塞41仅可沿第一方向滑动。

参见图9至图11，驱动组件2的驱动轴21驱动凸轮组件3转动时，凸轮组件3的转轴32向活塞41的凸轮活动腔413的内周壁施加作用力，同时由于活塞组件4上滑动配合部与缸体1上的限位部的配合，使得活塞组件4仅可沿着第一方向往复移动且相对于活塞通道13不发生摆动。

由上可见，由于活塞相对于缸体仅沿第一方向移动且相对于缸体不发生摆动，因此活塞与活塞通道之间的密封性能能够得到有效保证，从而能够使得缸体内部的增压腔内达到更高压力。同时，由于活塞相对于缸体不发生摆动，活塞在移动时的阻力更小。另外，转轴可转动地安装在凸轮本体上，因此转轴与活塞之间的摩擦力为滚动摩擦，由于凸轮在转动的过程中不断与凸轮活动腔的内周壁之间产生摩擦，通过转轴的设置，能够减小凸轮组件与活塞之间的摩擦力，防止由于凸轮组件的磨损而导致活塞不能移动到预设位置，而无法实现有效增压的效果，其能够有效延长直流高压柱塞泵的使用寿命。

此外，转轴也可以为实心结构，且转轴的两端设置有铰接轴，转轴通过铰接轴与凸轮本体铰接。也可以采用轴承替代转轴。转轴的数量也可以为两个以上，多个所述转轴平行布置或者共轴线布置。电机的驱动轴的自由端也可以直接与缸体的顶盖上的轴孔连接，或者也可以在轴孔内设置轴套，驱动轴与轴套配合连接。活塞通道内也可以不设置套筒，活塞部与活塞通道的内周壁间隙配合，且密封件与活塞通道的内周壁过盈配合。密封件也可以由其他耐磨材料制成。活塞组件也可以包括密封件和弹性密封环中的一个，来实现轴向密封和径向密封。缸体的顶盖的轴孔内也可以设置轴套，驱动轴的自由端可转动地安装在轴套内；或者轴孔内不设置轴套或轴承，而是将驱动轴的自由端直接装配在轴孔内。滑槽的宽度也可以大于驱动轴的直径，仅通过滑动配合壁与限位壁配合来限制活塞仅可沿第一方向滑动。密封件也可以由氟橡胶、特种塑胶或精密特种陶瓷等材料制成。套筒也可以由陶瓷材料制成。上述改变也能实现本实用新型的目的。

最后需要强调的是，以上仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.直流高压柱塞泵，包括：

缸体，所述缸体内设置有相互连通的容纳腔和增压腔，所述增压腔靠近所述容纳腔的一侧设置有沿着第一方向延伸的活塞通道；

驱动组件，所述驱动组件设置在所述缸体的一侧，所述驱动组件的驱动轴伸入所述容纳腔中，所述驱动轴的轴向垂直于所述第一方向；

凸轮组件，所述凸轮组件安装在所述驱动轴上并位于所述容纳腔内；

活塞组件，所述活塞组件安装在所述容纳腔内，所述活塞组件的第一端与所述凸轮组件连接，所述活塞组件的第二端伸入所述活塞通道内，所述活塞组件与所述活塞通道间隙配合；

其特征在于：

所述活塞组件设置有凸轮活动腔和滑动配合部，所述缸体和/或所述驱动组件上设置有限位部，所述滑动配合部与所述限位部限位配合并相对于所述限位部沿着所述第一方向滑动；

所述凸轮组件位于所述凸轮活动腔内，所述凸轮组件包括凸轮本体和转轴，所述凸轮本体固定在所述驱动轴上，所述转轴可转动地安装在所述凸轮本体上，所述转轴的轴线平行于所述驱动轴的轴向，所述转轴的外周壁与所述凸轮活动腔的内周壁接触；

所述驱动组件驱动所述凸轮组件转动并带动所述活塞组件沿着所述第一方向往复移动。

2.根据权利要求1所述的直流高压柱塞泵，其特征在于：

所述凸轮本体的周壁上开设有开口朝向远离所述驱动轴方向的安装槽，所述转轴沿轴向贯穿地开设有中心孔；

所述凸轮组件还包括定位销钉，所述定位销钉固定在所述凸轮本体上并穿过所述安装槽，所述转轴通过所述中心孔套接在所述定位销钉上，所述转轴位于所述安装槽内，所述转轴的一部分从所述开口露出。

3.根据权利要求1所述的直流高压柱塞泵，其特征在于：

所述凸轮活动腔包括相对设置且首尾连接的第一弧形壁和第二弧形壁，所述第一弧形壁朝向所述增压腔弯曲，所述第二弧形壁朝向远离所述增压腔的方向弯曲，所述第一弧形壁的中心轴和所述第二弧形壁的中心轴所在的平面穿过所述驱动轴的轴线且平行于所述第一方向。

4.根据权利要求1至3任一项所述的直流高压柱塞泵，其特征在于：

所述活塞组件包括活塞、密封件、弹性密封圈和固定件；

所述活塞包括沿所述第一方向布置并连接的筒状部和活塞部，所述凸轮活动腔和所述滑动配合部均位于所述筒状部上，所述活塞部与所述活塞通道滑动配合；

所述密封件和所述弹性密封圈均设置在所述活塞部远离所述筒状部的轴向端，所述弹性密封圈位于所述密封件与所述活塞部之间，所述固定件沿第一方向将所述密封件固定在所述活塞部上。

5.根据权利要求4所述的直流高压柱塞泵，其特征在于：

所述密封件与所述活塞通道的过盈配合；或者

所述活塞通道内设置有套筒，所述密封件与所述套筒过盈配合。

6.根据权利要求5所述的直流高压柱塞泵，其特征在于：

所述密封件由特氟龙材料、氟橡胶、特种塑胶或精密特种陶瓷制成，所述套筒由金属材料或陶瓷材料制成。

7.根据权利要求5所述的直流高压柱塞泵，其特征在于：

所述活塞组件还包括弹性密封环和压块；

所述压块设置在所述密封件与所述弹性密封圈相对的一侧，所述固定件依次穿过所述压块和所述密封件后与所述活塞固定连接；

所述弹性密封环被挤压安装在所述压块的外周壁与所述活塞通道的内周壁之间。

8.根据权利要求1至3任一项所述的直流高压柱塞泵，其特征在于：

所述缸体的顶壁设置有轴孔；

所述驱动轴的自由端可转动地安装在所述轴孔内；或者

所述轴孔内设置有轴套，所述驱动轴的自由端可转动地安装在所述轴套内；或者

所述轴孔内设置有轴承，所述驱动轴的自由端可转动地安装在所述轴承内。

9.根据权利要求1至3任一项所述的直流高压柱塞泵，其特征在于：

所述限位部包括两个平行设置的限位壁，所述限位壁位于所述容纳腔内，所述滑动配合部包括两个平行设置的滑动配合壁，所述滑动配合壁位于所述活塞组件的外周壁上；

所述滑动配合壁与所述限位壁配合限制所述活塞仅可沿所述第一方向滑动。

10.咖啡机，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的直流高压柱塞泵。

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