用于压力清洗机和泵的喷射器的制造方法
【专利说明】用于压力清洗机和泵的喷射器
[0001]相关专利申请的交叉引用
[0002]本申请要求下列申请的权益:于2012年8月2日提交的申请号为61/679，030的美国临时申请；于2012年12月21日提交的申请号为61/745，461的美国临时申请；于2013年3月13日提交的申请号为61/780，584的美国临时申请；以及于2013年7月9日提交的申请号为13/938，180的美国申请，所有上述申请以其全文通过引用并入本文。
技术领域
[0003]本发明总地涉及诸如用于户外清洁应用的加压和喷水的装置。更具体地，本发明涉及一种装置，其构造成例如通过改变流率、水压、离开装置的流的形状、或流的其它特性来调节水的流动，以便针对各种户外清洁任务之一定制装置的性能。
【背景技术】
[0004]不同的喷水装置用于不同的应用。花园软管喷雾器可附接到花园软管并且典型地包括喷嘴，喷嘴限制水的流动路径以便针对各种应用，诸如清洁窗户、洗车、浇灌植物等来调节流量流率及水压受到将水供应到花园软管喷雾器的水源的限制，这可能对于一些应用而目是不够的。
[0005]压力清洗机通常包括泵，以增加水压来用于重垢清洗和重修表面的应用。水压相对于典型的花园软管喷雾器显著增加，但流率可能会降低以及喷雾的强度对于一些应用，诸如清洁窗户和浇灌植物而言可能太大。
[0006]花园软管增压系统相对于家庭供水增大水压，诸如用于清洁和其它传统的户外任务。然而，通过花园软管增压的水压增大通常小于压力清洗机的水压增大。对于构造成用于各种户外清洁应用的喷水装置存在需求。对于改进压力清洗机、尤其是电动压力清洗机的“冲洗”或“漂洗”能力(例如，用于洗掉杂物或漂洗被清洁的对象)也存在需求。
【发明内容】
[0007]本发明的一个实施例涉及一种压力清洗机，其包括原动机；联接到原动机的水泵，水泵包括用于从流体源接收流体的泵入口，以及用于供应加压的初级流体的泵出口 ；喷射泵，其包括流体联接到泵出口的初级流体入口，构造成联接到流体源的次级流体入口，以及流体出口；以及喷枪，其构造成流体联接到喷射泵的流体出口，喷枪包括具有可变有效流通面积的喷枪出口。其中，在操作过程中，喷枪出口的第一有效流通面积在喷射泵处产生第一背压，从而实现高压操作模式，在该高压操作模式下加压的初级流体流动通过喷射泵并通过喷射泵的流体出口流出。其中，在操作过程中，喷枪出口的大于第一有效流通面积的第二有效流通面积在喷射泵处产生小于第一背压的第二背压，由此实现高流量操作模式，在该高流量操作模式下加压的初级流体流动通过喷射泵并夹带从流体源通过次级流体入口供应的次级流体，使得次级流体也流动通过喷射泵，导致通过喷射泵流体出口流出的初级流体和次级流体的合并的流体流。
[0008]本发明的另一实施例涉及一种电动压力清洗机，其包括电动马达；用于将电力供应到电动马达的电源线；联接到电动马达的水泵，水泵包括用于从流体源接收流体的泵入口，以及用于供应加压的初级流体的泵出口 ；喷射泵，其包括流体联接到泵出口的初级流体入口，构造成联接到流体源的次级流体入口，以及流体出口 ；以及喷枪，其构造成流体联接到喷射泵的流体出口，喷枪包括具有可变有效流通面积的喷枪出口。其中，在操作过程中，喷枪出口的第一有效流通面积在喷射泵处产生第一背压，从而实现高压操作模式，在该高压操作模式下加压的初级流体流动通过喷射泵并通过喷射泵的流体出口流出。其中，在操作过程中，喷枪出口的大于第一有效流通面积的第二有效流通面积在喷射泵处产生小于第一背压的第二背压，由此实现高流量操作模式，在该高流量操作模式下加压的初级流体流动通过喷射泵并夹带从流体源通过次级流体入口供应的次级流体，使得次级流体也流动通过喷射泵，导致通过喷射泵流体出口流出的初级流体和次级流体的合并的流体流。
[0009]本发明的另一实施例涉及一种压力清洗机，其包括原动机；联接到原动机的水泵，水泵包括用于从流体源接收流体的泵入口，以及用于供应加压的初级流体的泵出口 ；喷射泵；以及喷枪，其构造成流体联接到喷射泵的流体出口，喷枪包括具有可变有效流通面积的喷枪出口。喷射泵包括流体联接到泵出口的初级流体入口，构造成联接到流体源的次级流体入口，以及流体出口 ；在流体出口的流体上游并且流体联接到次级流体入口的混合腔室；具有限流器的喷嘴，其中所述喷嘴在初级流体入口和流体出口之间流体联接，以便使得加压的初级流体在进入混合腔室之前流动通过限流器；旁通管道，其流体联接到泵出口和混合腔室以提供绕过所述喷嘴的旁通流动路径；以及旁通阀，其设置于旁通管道内并且构造成在打开位置和关闭位置之间移动以便选择性地打开和关闭旁通管道。其中，在操作过程中，喷枪出口的第一有效流通面积在喷射泵处产生第一背压，从而实现高压操作模式，在该高压操作模式下加压的初级流体流动通过喷射泵并通过喷射泵的流体出口流出。其中，在操作过程中，喷枪出口的大于第一有效流通面积的第二有效流通面积在喷射泵处产生小于第一背压的第二背压，由此实现高流量操作模式，在该高流量操作模式下加压的初级流体流动通过喷射泵并夹带从流体源通过次级流体入口供应的次级流体，使得次级流体也流动通过喷射泵，导致通过喷射泵流体出口流出的初级流体和次级流体的合并的流体流。其中，在高压操作模式下，所述旁通阀处于打开位置中以及加压的初级流体流动通过喷嘴及旁通流动路径到达喷射泵的流体出口，并且其中，在高流量的操作模式下，旁通阀处于关闭位置中。
[0010]本发明的另一个实施例涉及一种水泵，水泵包括用于加压初级流体流的泵送机构，泵送机构包括:用于从流体源接收流体的泵入口，以及用于供应加压的初级流体的泵出口 ；以及喷射泵，其包括流体联接到泵出口的初级流体入口，构造成联接到流体源的次级流体入口，以及流体出口。其中，在操作过程中，在喷射泵处的第一背压下实现高压操作模式，在该高压操作模式下加压的初级流体流动通过喷射泵并通过喷射泵的流体出口流出。其中，在操作过程中，在喷射泵处小于第一背压的第二背压下实现高流量操作模式，在该高流量操作模式下加压的初级流体流动通过喷射泵并夹带从流体源通过次级流体入口供应的次级流体，使得次级流体也流动通过喷射泵，导致通过喷射泵流体出口流出的初级流体和次级流体的合并的流体流。
[0011]本发明的另一实施例涉及一种喷射泵，其包括构造成流体联接到加压的初级流体源的初级流体入口，构造成流体地联接到次级流体源的次级流体入口，流体出口，在流体出口的流体上游并且流体联接到次级流体入口的混合腔室；具有限流器的喷嘴，其中所述喷嘴在初级流体入口和流体出口之间流体联接，以便使得加压的初级流体在进入混合腔室之前流动通过限流器；旁通管道，其流体联接到混合腔室以提供绕过所述喷嘴的旁通流动路径；以及旁通阀，其设置于旁通管道内并且构造成在打开位置和关闭位置之间移动，以便选择性地打开和关闭旁通管道。其中所述旁通阀构造成响应于在喷射泵处的背压、在所述打开位置和所述关闭位置之间移动。其中，在喷射泵处的第一背压下，旁通阀处于打开位置中，以及在喷射泵处小于所述第一背压的第二背压下，旁通阀处于关闭位置中。
[0012]本发明的另一实施例涉及一种适于与水泵一起使用的喷射泵成套用具，其包括喷射泵，所述喷射泵包括构造成流体联接到水泵的泵出口以便接收加压的初级流体的初级流体入口，构造成流体联接到次级流体源以便接收次级流体的次级流体入口，以及流体出口，以及喷枪，所述喷枪包括具有可变有效流通面积的喷枪出口。
[0013]本发明的另一实施例涉及一种适于与水泵一起使用的喷射泵成套用具，其包括喷射泵，所述喷射泵包括构造成流体联接到水泵的泵出口以便接收加压的初级流体的初级流体入口，构造成流体联接到次级流体源以便接收次级流体的次级流体入口，以及流体出口，以及第一喷枪，所述第一喷枪包括具有第一有效流通面积的喷枪出口，以及第二喷枪，所述第二喷枪包括具有大于第一有效流通面积的第二有效流通面积的喷枪出口。
[0014]本发明的另一实施例涉及一种压力清洗机，其包括原动机；联接到原动机的水泵，水泵包括用于从流体源接收流体的泵入口，以及用于供应加压的初级流体的泵出口 ；喷射泵，其包括流体联接到泵出口的初级流体入口，构造成联接到流体源的次级流体入口，以及流体出口 ；第一喷枪，其构造成流体联接到喷射泵的流体出口，第一喷枪具有第一有效流通面积；以及第二喷枪，其构造成流体联接到喷射泵的流体出口，第二喷枪具有大于第一有效流通面积的第二有效流通面积。其中，在操作过程中，在第一喷枪流体联接到流体出口的情况下，第一有效流通面积在喷射泵处产生第一背压，从而实现高压操作模式，在该高压操作模式下加压的初级流体流动通过喷射泵并通过喷射泵的流体出口流出。其中，在操作过程中，在第二喷枪流体联接到流体出口的情况下，喷枪出口的更大的第二有效流通面积在喷射泵处产生小于第一背压的第二背压，由此实现高流量操作模式，在该高流量操作模式下加压的初级流体流动通过喷射泵并夹带从流体源通过次级流体入口供应的次级流体，使得次级流体也流动通过喷射泵，导致通过喷射泵流体出口流出的初级流体和次级流体的合并的流体流。
[0015]本发明的另一实施例涉及响应于背压改变流动的方法，所述方法包括将加压流体提供给喷射泵，在喷射泵处形成第一背压，响应于第一背压实现高压操作模式，在该高压操作模式下加压的流体流动通过喷射泵，在喷射泵处形成第二背压，其中所述第二背压小于第一背压，并且响应于所述第二背压实现高流量操作模式，在该高流量操作模式下加压的流体流动通过喷射泵并夹带次级流体，以便导致流出喷射泵的合并的流体流。
[0016]替代性的示例性实施例涉及如通常可在权利要求中记载的其它特征和特征的组入口 ο
【附图说明】
[0017]从结合附图的下面详细描述将更充分地理解本发明，其中，相同的附图标记指代相同的元件，其中:
[0018]图1是压力清洗机的透视图；
[0019]图2是流量倍增器的示意图；
[0020]图3A是压力清洗机一部分的示意图，其包括图2所示的流量倍增器并根据第一操作模式进行操作；
[0021]图3B是压力清洗机一部分的示意图，其包括图2所示的流量倍增器并根据第二操作模式进行操作；
[0022]图4是适于与图3所示的压力清洗机一起使用的喷嘴的正视图；
[0023]图5是适于与图3所示的压力清洗机一起使用的第二喷嘴的正视图；
[0024]图6是从与包括流量倍增器的压力清洗机一起使用的各种喷嘴所导致的流量和压力相比较的曲线图；
[0025]图7是替代性的流量倍增器的示意图；
[0026]图8是压力清洗机一部分的示意图，其包括流量倍增器和任选的化学品注入系统；
[0027]图9是根据示例性实施例在高压操作模式下的沿着图19的线9-9所取的流量倍增器的横截面视图；
[0028]图10是图9所示流量倍增器一部分的详细视图；
[0029]图11是图9所示流量倍增器另一部分的详细视图；
[0030]图12是在高流量操作模式下的图9所示流量倍增器的横截面视图；
[0031]图13是图12所示流量倍增器一部分的详细视图；
[0032]图14是根据示例性实施例的喷枪的示意图；
[0033]图15是根据示例性实施例的喷枪的示意图；
[0034]图16是根据示例性实施例的喷枪的示意图；
[0035]图17是根据示例性实施例在第一配置下的喷枪的示意图；
[0036]图18是图17所示的在第二配置下的喷枪的示意图；
[0037]图19是根据示例性实施例的集成的流量倍增器和水泵组件的透视图；
[0038]图20是根据示例性实施例的电动压力清洗机的透视图；以及
[0039]图21是根据示例性实施例的压力清洗机一部分的透视图。
【具体实施方式】
[0040]在阅读详细示出示例性实施例的附图之前，应当理解的是，本申请并不限于在说明书中所提到的或在附图中所示出的细节或方法。还应当理解的是，术语仅仅是为了描述的目的而不应被视为是限制性的。
[0041]参照图1，压力清洗机110包括支撑原动机114(诸如内燃发动机)的框架112，以及构造成连接到具有输送管道120 (例如，高压软管)的喷枪118的水泵116 (例如，正排量泵，活塞式水泵，轴向凸轮泵)。在其它实施例中，电动马达用作原动机114。在一些实施例中，原动机114紧固到框架112底板122的顶部，以及水泵116安装到底板122的下方并经由穿过底板122的孔连接到原动机114的动力输出。在其它实施例中，水泵直接联接到发动机或原动机并由发动机或原动机支撑。水泵116联接(例如，直接联接，通过传动系统、皮带、齿轮或其它驱动系统间接联接)到原动机114以便由原动机114驱动。在一些实施例中，压力清洗机110是便携式的并包括轮子124和把手126。在其它实施例中，压力清洗机110可以是固定的。在其它实施例中，压力清洗机110安装到拖车或其它车辆。水泵116包括泵入口 128和泵出口 130。泵入口 128构造成联接到供应管道或软管，供应管道或软管又连接到流体供应部(例如，连接到市政供水系统或井的套管)。在一些实施例中，泵入口128包括用于将花园软管联接到泵入口 128的低压花园软管式接头。泵出口 130包括用于将泵出口 130联接到输送管道120或包括合适高压接头的其它装置的高压接头(例如，M22接头)。如图1中所示，压力清洗机110使用垂直轴发动机。根据一个替代性的实施例，原动机可以是水平轴发动机。
[0042]参照图2，示出流量倍增器，流动诱导器，夹带装置，喷射器，喷出器，或喷射泵200?流量倍增器200的功能是给压力清洗机110提供至少两种操作模式:高压模式和高流量模式。“流量”是指体积流率，并通常以每分钟加仑(“gpm”)来测量。流量倍增器200包括流体连接到泵出口 130的初级流体入口 205，在初级流体入口 205下游的限制或缩窄段210，在缩窄段210下游的初级流体喷嘴215，具有流体出口 225的混合腔室220，以及与混合腔室220流体连通的次级流体入口 230。初级流体入口 205可直接联接到泵出口 130或远程联接到泵出口 130 (例如，通过高压管道或软管)。
[0043]参照图3A-图3B，初级流体入口 205构造成联接到泵出口 130(例如，通过高压接头)，并允许初级流体进入流量倍增器200。可选地，初级流体入口 205可联接到水泵116的高压侧，但仍处于水泵116的壳体内。例如，流体入口 205可与泵送机构(例如，一个或更多个泵活塞)、流体从泵送机构流出到达泵送机构的泵出口 130、或泵歧管内置(inline)设置并处于泵送机构、泵出口 130、或泵歧管的下游。流量倍增器200可设置于卸载阀的上游或下游，卸载阀设置于水泵116内。当从泵出口 130流动的流体停止时(例如，当从喷枪118的流动停止时)，卸载阀允许流体从泵116的高压侧再循环至低压侧。缩窄段210连接初级流体入口 205和喷嘴215。缩窄段210的直径在从初级流体入口 205到喷嘴215的流体流动方向上减小。喷嘴215延伸进入混合腔室220内，并且包括位于混合腔室220内的喷嘴出口 235。
[0044]次级流体入口 230允许次级流体进入混合腔室220内。次级流体入口 230流体联接到流体供应部。在一个优选的实施例中，次级流体入口 230和泵入口 128共享共同的流体供应部(例如，花园软管套管或入口软管)。在一些实施例中，次级流体入口 230包括低压的花园软管式接头。在其它实施例中，入口 230源自设置于泵上游的三通接头255，其将来自水源(例如，连接到市政供水系统或井的套管)的流动分流或分成两个支流。第一支流提供给泵入口 128，第二支流提供给次级流体入口 230。在某些操作模式下，次级流体流动通过次级入口 230进入混合腔室220内，在混合腔室220内，次级流体夹带有在出口 235流出喷嘴215的初级流体，从而导致通过流体出口 225流出流量倍增器200的合并的流体流。在一些实施例中，流体出口 225包括高压接头。
[0045]参照图3A和图3B，