一种防水型充电式水陆两用高压清洗机的制作方法

本发明属于手持式清洗机技术领域，具体涉及一种防水型充电式水陆两用高压清洗机。

背景技术：

高压清洗机是一种以水或添加有清洗剂的混合液为清洗介质，利用高压水流实现物体表面清洗的设备，高压清洗机可用来清洗汽车、庭院、地面、栏杆、门窗等，使用起来较为高效和方便，其主要组成有喷枪和主机，主机包括电机、泵和电池或外接电源线，喷枪和主机间通过水管连接，喷枪负责根据实际需要形成不同形状的水流，而主机负责将水从市政自来水或水桶中转换成高压水流输送至喷枪中，常见的为主机在地面上固定放置或可移动放置，主机体积较大、重量较重，使用过程通过喷枪进行工作，使用范围受到一定限制，操作起来仍然存在很多不方便的地方。

专利us20090045271a1公开了一种手持电动压力清洗机，包括泵16、电机14、机壳20,以及与机壳20相连的手柄62及侧手柄68，喷嘴58通过枪杆54连接到机壳20，该专利实际公开的是一种低压力的清洗机，其压力无法达到高压清洗机要求，因为国际标准中明确将高压清洗机定义为工作压力大于等于2.5mpa，实际使用中工作压力只有超过2.5mpa时才能达到高压清洗目的，由于高压清洗机直接与水接触，标准中对应手持式高压清洗机防水等级要求不低于ipx7，要求机器置于水下可短时间工作。从专利us20090045271a1公开的技术方案可以看出，电机14尾部设有冷却风叶18，机壳20对应位置设有若干通风口22，通风口22的存在使得所述手持电动压力清洗机的防水等级达不到手持高压清洗机的要求，温升和噪音得不到有效控制。市场上真正需要的是一种手持高压清洗机，电机冷却与防水的矛盾是一直未能解决的行业难题。

专利cn205570600u也公开了一种手持式清洗机，目的在提升清洗机的便携性，解决移动便利性问题。该技术方案与专利us20090045271a1区别在于，us20090045271a1是通过电源线30连接外部电源，由外部电源给电机14供电，而cn205570600u机器上包括电池170，由电池供电，用电池取代外接电源。专利cn205570600u所公开的同样只是一种低压清洗机，并非手持高压清洗机，其工作压力不可能达到和超过高压清洗机所需的2.5mpa压力，cn205570600u没有公开任何电机冷却及防水密封解决方案，其提供的也不是手持式高压清洗机，从cn205570600u说明书附图可以看出电机尾部冷却风口的存在，机壳上对应位置必须留出通风口，其防水等级无法达到手持式高压清洗机防水等级要求，并且存在噪音高、不防水等缺陷与不足。

作为手持式清洗机，电机和泵的高速运转都会带来温度急剧升高，不仅通过外壳传递给使用者，高温烫手严重影响使用舒适感，而且影响到机器运行效率和寿命。同时开放式机壳及电机运转及风叶旋转所产生的噪音也直接影响到使用者的操作舒适感。

可见，设计一种移动方便、能够直接通过水管连接至外部水源、压力能达到高压清洗机要求、防水等级符合手持高压清洗机要求、高清洁能力、高运行效率、低温、静音的手持式高压清洗机尤为必要。特别是设计一种可以放置于水下工作的高压清洗机，通过高压水管连接手持喷枪，使用时将十分轻便和易于操作。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种手持式高压清洗机，具有移动便携、重量轻、清洗力强且噪声低的特点，特别是至于水下工作时实现了完全静音。

为解决现有技术问题，本发明公开了一种防水型充电式水陆两用高压清洗机，包括：

外壳；

收容于外壳中的电机泵单元；及

收容于外壳内并能够给电机泵单元供电的充电电池，电机泵单元包括：

电机，电机包括设于电机壳体内的电机轴、转子和定子铁芯，转子安装在电机轴上，定子铁芯位于转子外部；及

迷你泵，迷你泵包括泵壳体、泵进水口和高压出水口；

电机壳体具有一密封腔i和内壳，转子和定子铁芯设于密封腔i内，内壳的内表面紧贴定子铁芯形成热传导通道；电机壳体设有至少一个途经内壳的冷却通道i、一连通冷却通道i一端的进水口i和一连通冷却通道i另一端的出水口i；进水口i连接外部水源，出水口i与泵进水口相连通；

外壳为密封收容电机泵单元和充电电池的壳体，其密封防水等级不低于ipx7。

进一步地，冷却通道i为两个以上时，电机壳体还设有连通冷却通道i进水端的分流通道和连通冷却通道i出水端的汇流通道。

进一步地，冷却通道i沿平行于电机壳体的轴线方向延伸，分流通道沿平行于电机壳体的直径方向延伸，汇流通道沿电机壳体的周向延伸。

进一步地，电机壳体包括轴向密封相连形成密封腔i的端盖和机壳，机壳为一端开口、另一端封闭的罐状体，端盖密封安装在机壳的开口处，端盖连接迷你泵；进水口i、冷却通道、分流通道和汇流通道均设于机壳上，出水口i设于端盖上。

进一步地，机壳的开口处有沿其周向延伸而成的环形槽，端盖与环形槽密封连接后形成汇流通道。

进一步地，端盖的中心孔中安装轴承ii，机壳的中心孔安装轴承i，电机轴的两端分别安装于轴承i和轴承ii中；分流通道从轴承i安装位置的机壳外部附近经过。

进一步地，冷却通道i的外表面设有若干向电机壳体的外表面延伸的导热筋i。

进一步地，电机为稀土永磁无刷电机，定子铁芯的外径不超过90mm，电机或防水型充电式水陆两用高压清洗机的防水等级不低于ipx7，防水型充电式水陆两用高压清洗机的重量不超过4.2kg，迷你泵的最小工作压力不低于2.5mpa。

进一步地，泵壳体设有至少一个冷却通道ii、一连通冷却通道ii一端的进水口ii和一连通冷却通道ii另一端的出水口ii；进水口ii连接外部水源或出水口i，出水口ii连接泵进水口。

进一步地，进水口ii位于距离电机的近端位置，出水口ii位于距电机的远端位置；

当冷却通道ii沿平行于泵壳体的轴线方向延伸时，冷却通道ii外表面设有若干延伸至泵壳体外表面的导热筋ii；当冷却通道ii沿泵壳体的圆周方向延伸时，冷却通道ii外表面设有若干延伸至泵壳体外表面的导热筋iii

进一步地，泵壳体包括前后连接以形成密封腔ii的泵头和泵壳，冷却通道ii、出水口ii和进水口ii均设于泵壳上。

进一步地，泵壳靠近电机的一端设有端盖，端盖与电机连接。

进一步地，迷你泵为柱塞泵，其还包括至少一个柱塞和一斜盘，柱塞和斜盘均设于泵壳体的密封腔ii内，斜盘受电机的驱动而带动柱塞沿直线运动。

进一步地，迷你泵的泵壳体和电机的电机壳体之间通过卡扣连接。

进一步地，迷你泵与电机之间还设有减速机构，减速机构为行星齿轮减速机构并且设于连接在迷你泵与电机之间的端盖内。

进一步地，迷你泵与电机同轴连接或以一定角度连接；

迷你泵与电机同轴相连时，外壳具有同轴相连的收容部和手持部；

迷你泵与电机以一定角度相连时，外壳具有以相同角度相连的收容部和手持部；

电机泵单元和充电电池设于收容部内。

进一步地，充电电池为具有电池外壳的电池包，电池包的额定电压为18～60v；电池包可分离地设于手持部的防水电池仓内，防水电池仓设有通过启闭以取放电池包的防水电池仓盖，防水电池仓盖通过密封条与防水电池仓形成密封。

进一步地，外壳包括通过弹性密封胶条或焊接而密封相连的两个半壳。

进一步地，还包括手持式喷枪和高压水管，高压水管的一端连接高压出水口，另一端连接手持式喷枪；手持式喷枪的枪柄设有控制电机泵单元启停的扳机。

进一步地，还包括直管喷枪，直管喷枪连接高压出水口。

本发明具有的有益效果：

1、本发明采用水冷方式对电机进行冷却，从而能够做到整机全密封设计，防水等级可以达到ipx7以上，机器更安全可靠，符合手持式高压清洗机的防水要求，电机功率也因冷却能力的提高而提高，从而使整机工作压力达到2.5mpa，符合手持式高压清洗机标准，具备更强的清洁能力。

2、本发明中，电机采用非循环水进行冷却，电机温度明显降低，电机效率得以提升，消耗同样功率下输出压力及流量得到提升，当采用永磁无刷电机时，可有效防止不可逆的退磁造成电机失效的问题，电机可靠性得到大幅提高。

3、本发明中，在给电机水冷同时对泵体进行水冷，进一步降低泵的温度，使得整体温升降低，整机寿命得到同步提升。

4、全密封防水壳体，机器噪音得到有效控制，整机可水下工作，机器完全静音，同时机器温升得到很好控制，特别是防止电池组温升过高造成失效和爆炸危险。

附图说明

图1为本发明中一个优选实施例的结构示意图；

图2为图1所示实施例中电机泵单元的结构立体图；

图3为图1所示实施例中电机泵单元的结构仰视图（电机与迷你泵分离状态）；

图4为图1所示实施例中电机泵单元的结构主视图（电机与迷你泵连接状态）；

图5为图4中沿剖面线aa的剖视图；

图6为图4中沿剖面线bb的剖视图；

图7为图1所示实施例中泵壳的结构立体图；

图8为图1所示实施例中电机的立体剖视图；

图9为图8中c处的局部放大图；

图10为本发明中第二个优选实施例的结构示意图；

图11为本发明中第三个优选实施例的结构示意图；

图12为图11所示实施例的使用示意图。

附图标记：

1柱塞；2密封腔ii；3泵壳；4减速机构；5端盖；6机壳；7定子铁芯；8转子；9电机轴；10连接管；11轴承i；12轴承ii；13泵进水口；14高压出水口；15分流通道；16导热筋iii；17冷却通道i；18汇流通道；19进水口i；20电机泵单元；21迷你泵；22电机；23出水口i；24冷却通道ii；25进水口ii；26出水口ii；27出水接头；28连接管接头；29电机壳体；30密封腔i；31导热筋i；32导热筋ii；33斜盘；34卡扣；35手持式高压清洗机；36外壳；37手持部；38直管喷枪；39电池包；40防水电池仓；41防水电池仓盖；42密封条；43泵头；44电源开关扳机；45进水接头密封圈；46进水接头；47进水管连接头；48进水管；49第一密封圈；50第二密封圈；51电机导线；52充电电池；53弹性密封胶条；54水下高压清洗机；55高压水管；56手持式喷枪；57电池管理模块；58清洗介质；59水桶；60枪柄；61扳机；62枪头；63内壳；64端盖内壁；65端盖外壁；66壳内壁；67壳外壁；68出水接头密封圈；69环形槽；70泵壳体；71收容部；图中箭头所指示方向为水流方向。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一

如图1至9所示，一种手持式高压清洗机35，包括直管喷枪38、电机泵单元20、充电电池52和外壳36，外壳36密封包裹电机泵单元20和充电电池52，充电电池52给电机泵单元20供电。

电机泵单元20包括迷你泵21和电机22，电机22与迷你泵21相连接从而驱动迷你泵21工作，此处的连接一方面指电机22与迷你泵21在结构上需要连接实现在外壳36内的固定，另一方面指电机22与迷你泵21在动力上需要连接实现扭矩的传递。

迷你泵21具有泵进水口13和高压出水口14。高压出水口14直接连接直管喷枪38从而将高压水流以一定形态喷出，实现清洗范围的调节。

电机22包括电机壳体29；电机壳体29内安装电机轴9、转子8和定子铁芯7；电机轴9的两端分别通过一轴承i11和轴承ii12转动安装在电机壳体29内，转子8安装在电机轴9上从而传递扭矩，定子铁芯7位于转子8外部，通过电磁原理产生扭矩使转子8旋转。电机壳体29具有一密封腔i30和位于所述密封腔i30内圈的内壳63，该内壳63围绕在定子铁芯7的外周并且使定子铁芯7紧贴内壳63的内表面以形成热传导通道，定子铁芯7产生的热量因此而传导到内壳63上以便于后续的散热。

为了实现水冷散热的目的，电机壳体29设有至少一个途经内壳63、尤其是内壳63外表面的冷却通道i17、一连通冷却通道i17一端的进水口i19和一连通冷却通道i17另一端的出水口i23，进水口i19处通过进水接头密封圈45密封安装一进水接头46，通过进水接头46可以实现与进水管48的进水管连接头47连接。

进水管48的另一端连接外部水源，出水口i23处通过出水接头密封圈68安装一出水接头27，出水接头27可以通过连接管10直接与泵进水口13相连通。外部水源的清洗水在未加压时先作为冷却水在冷却通道i17中吸收来自定子铁芯7传导到内壳63上的热量，然后再进入迷你泵21中进行加压形成清洗所用的高压水流。由于采用水冷方式使得外壳36整体无风冷开口，可以完全密封而达到较高的防水等级ipx7，符合手持高压清洗机的标准。此外，由于水冷方式的冷却能力得到提升，因此电机22的功率也可以得到提升，使得迷你泵21的出水压力达到高压标准，即不低于2.5mpa，大大提升了清洗能力。

为了进一步提升冷却能力，冷却通道i17的数目可以设置两个以上，此时为了方便进出水，电机壳体29还设有连通冷却通道i17进水端的分流通道15和连通冷却通道i17出水端的汇流通道18。冷却水经进水口i19进入分流通道15，然后再分流到每一个冷却通道i17中对电机壳体29进行冷却，然后再通过汇流通道18汇集后从出水口i23排出到迷你泵21中。

为了保证冷却效果并且便于加工制造，电机壳体29包括轴向密封相连以形成密封腔i30的端盖5和机壳6，机壳6为一端开口、另一端封闭且一体加工成型的的罐状体，端盖5密封安装在机壳6的开口处，端盖5与迷你泵21连接从而实现电机29与迷你泵21的连接固定。端盖5靠近迷你泵21，机壳6远离迷你泵21；进水口i19、冷却通道17、分流通道15和汇流通道18均设于机壳6上，出水口i23设于端盖5上。作为一种典型的结构方式，冷却通道i17沿平行于机壳6的轴线方向延伸，分流通道15沿平行于机壳6的直径方向延伸，汇流通道18沿机壳6的周向延伸。

由于电机壳体29采取轴向分体式结构，因此汇流通道18可以这样设置，如图10和11所示，机壳6的开口处有沿其周向延伸而成的环形槽69，环形槽69的内侧形成一圈壳内壁66、外侧形成一圈壳外壁67，同样地，端盖5也具有一圈端盖内壁64和一圈端盖外壁65，端盖内壁64通过第一密封圈49与壳内壁66形成密封连接，端盖外壁65通过第二密封圈50与壳外壁67形成密封连接，通过密封连接使环形槽69形成供冷却水流动的汇流通道18。

为了实现电机轴9的安装，端盖5的中心孔中安装轴承ii12，机壳6的中心孔安装轴承i11，电机轴9的两端分别安装于轴承i11和轴承ii12中。

由于电机壳体29上存在没有设置冷却通道i17的部位，为了实现这些部位能够散热，冷却通道i17的外表面设有若干向电机壳体29的外表面延伸的导热筋i31，导热筋i31可以延伸到机壳6上，也可以延伸到端盖5上从而实现冷却能力的进一步提高。

为了提高迷你泵21的加压能力，迷你泵21与电机22之间设有减速机构4。端盖5为圆柱状结构因此具有一收容腔，减速机构4设于端盖5的收容腔内。减速机构4为行星齿轮减速机构。电机22为稀土永磁无刷电机。

为了进一步提高电机泵单元20的冷却能力，迷你泵21也采取水冷方式进行散热。具体地，迷你泵21为柱塞泵，其包括至少一个柱塞1、一斜盘33和一泵壳体70，优选有三个柱塞1。泵壳体70具有一密封腔ii2，密封腔ii2容纳柱塞1、斜盘33和润滑冷却剂，柱塞1在柱塞腔内往复运动，其在密封腔ii2内的一端与斜盘33的盘面滑动接触，斜盘33受电机22的驱动而带动柱塞1沿直线运动。

泵壳体70设有至少一个冷却通道ii24、一连通冷却通道ii24一端的进水口ii25和一连通冷却通道ii24另一端的出水口ii26，进水口ii25可以通过进水管48直接连接外部水源，也可以通过出水接头27连接所述出水口i23，当采用后一种方式连接时，出水口i23无需通过连接管10连接泵进水口13。出水口ii26连接连接管10的连接管接头18使冷却水通过连接管10进入泵进水口11。水流经过进水管48进入冷却通道ii24中，迷你泵21在运行过程中由于内部机械部件运转而产生的热量会通过润滑冷却剂传导至泵壳体70上，然后再传导至冷却通道ii24上，最后被其内流动的冷却水带走，实现更高效率的散热。

当电机22和迷你泵21均采用水冷方式散热时，冷却水可独立进入冷却通道i17和冷却通道ii24中同时对两者进行散热，也可先后进入冷却通道i17和冷却通道ii24中依次对两者进行散热。

泵壳体70包括前后连接以形成密封腔ii2的泵头43和泵壳3，冷却通道ii24、进水口ii25和出水口ii26均设于泵壳3上。泵头43内安装各种阀和柱塞13，泵壳3内安装斜盘14。进水口ii25位于距离电机22的近端位置，出水口ii26位于距电机22的远端位置。如图9所示，当冷却通道ii24沿平行于泵壳3的轴线方向延伸时，为了更好地将泵壳3的热量传导至冷却通道ii24上时，冷却通道ii24外表面设有若干沿圆周方向延伸至泵壳3外表面的导热筋ii32。当冷却通道ii24沿泵壳3的圆周方向延伸时，冷却通道ii24外表面设有若干沿轴向延伸至泵壳3外表面的导热筋iii16。泵壳3上也可同时具有两种延伸方向的冷却通道ii24，沿圆周方向延伸的冷却通道ii24设于泵壳3的靠近电机22的一端，其实质为设于该端端面上的环形槽，当该端与端盖5连接时被端盖5密封从而形成供冷却水在其内部流动的冷却通道ii24。沿轴向延伸的冷却通道ii24可连通沿圆周方向延伸的冷却通道ii24和出水口ii26。

迷你泵21和电机22之间还可通过卡扣34连接，从而进一步减少整体尺寸。迷你泵21与电机22以一定角度相连，相应地，外壳36具有以相同角度相连的收容部71和手持部37，从而使外壳36呈现手枪形状，便于人手的抓握操作；电机泵单元20、充电电池52以及控制充电电池52的电池管理模块57均设于收容部71内。手持部37的内侧设有电源开关44，该电源开关44以扳机形式设置以便于控制电机泵单元20的启停操作。

充电电池52为具有电池外壳的电池包39，电池包39的额定电压为18～60v；电池包39可分离地设于手持部37的防水电池仓40内，防水电池仓40设有通过启闭以取放电池包30的防水电池仓盖41，防水电池仓盖41通过密封条42与防水电池仓40形成密封。

外壳36包括通过弹性密封胶条53或焊接而密封相连的两个半壳。所谓的两个半壳，既可以是上下两个半壳，也可以是前后两个半壳。

机壳6上设有供电机导线51引出的引出孔，电机导线51在引出孔处密封设置，从而确保电机内部为密封状态，保证电气安全。

为了提高手握体验度，外壳36的收容部60的尺寸不宜过大，因此定子铁芯7的外径不超过90mm，更进一步地，定子铁芯7的外径为38～58mm。同样地，为了降低手持使用的疲劳感，手持式高压清洗机35的重量不超过4.2公斤。

实施例二

如图10所示，本实施例与实施例一不同之处在于，电源开关44设于手持部37的一侧，以按键的形式设置以实现电机泵单元20的启停控制。在使用方式上与实施例一中的手持式高压清洗机相同，故不赘述。

实施例三

如图11所示，本实施例与实施例一不同之处在于，手持式高压清洗机35包括手持式喷枪56和高压水管55。高压水管55的一端连接高压出水口14，另一端连接手持式喷枪56。迷你泵21与电机22轴向相连，相应地，外壳36具有轴向相连的收容部71和手持部37，从而使手持式高压清洗机35更加小巧。手持式喷枪56的枪柄60设有扳机61，用于控制电机泵单元20的启停。

如图12所示，使用时，将手持式高压清洗机35可作为潜水泵投入到装有清洗介质58的水桶59中，手持式喷枪56由使用者手持，然后扣下扳机61使电机泵单元20工作，此时清洗介质58会直接经过进水口i19进入冷却通道i17和冷却通道ii24中对电机22和迷你泵21进行冷却，然后由迷你泵21加压后经过高压水管55进入手持式喷枪56中，最后经过枪头62喷出，实现清洗目的。由于手持式高压清洗机35具有良好的防水能力，因此可以直接投入清洗介质58中使用，可以解决因为水龙头与清洗物距离较大而不便清洗的问题。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。