一种垂直分布式柱塞泵总成及清洗机的制作方法

本发明属于手持式清洗机技术领域，具体涉及一种垂直分布式柱塞泵总成及清洗机。

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。

专利申请号为201611040689.6、专利名称为“泵单元及手持式高压清洗机”的专利申请，公开了一种泵单元及手持式高压清洗机，结构上是进出水单向阀组合柱塞平行布局，进出水需要一个工艺孔连通水路，造成残余容积偏大，自吸能力不足的问题，同时存在运行噪音过大的问题。

专利申请号为200620139669.x的专利也揭示一种了进出水单向阀组合柱塞平行布置设计的双缸柱塞泵，在进出水分道之间存在较长的端通道，造成残余容积偏大，自吸能力不足的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种垂直分布式柱塞泵总成及清洗机，具有结构紧凑、自吸能力强的特点。

为解决现有技术问题，本发明公开了一种垂直分布式柱塞泵总成，包括：

电机，电机具有输出扭矩的主轴；

偏心机构，偏心机构在扭矩作用下偏心转动；及

柱塞泵单元，柱塞泵单元具有柱塞腔和柱塞；

偏心机构驱动柱塞在柱塞腔内沿第一方向往复运动；柱塞的至少一个端部与柱塞腔相应的端部动密封连接从而能够形成一个容腔；容腔连通一进水腔和一出水腔；进水腔和出水腔均沿第二方向延伸；进水腔内设有进水单向阀，出水腔内设有出水单向阀；

第一方向垂直于主轴的中心线，第二方向垂直于第一方向。

进一步地，

柱塞泵单元还具有进水分道、出水分道、进水主道和出水主道；进水分道连通进水腔，出水分道连通出水腔；进水分道和出水分道均沿第一方向延伸；进水主道和出水主道均沿第二方向延伸，进水主道连通进水分道，出水主道连通出水分道。

进一步地，

还包括：

进水接头，进水接头具有进水道；及

出水接头，出水接头具有出水道；

进水接头的进水道与进水主道相连通，出水接头的出水道与出水主道相连通。

进一步地，

出水接头还具有连接水道和溢流水道，连接水道的一端连通进水接头的进水道，另一端连通进水主道；

出水通道通过溢流水道与进水通道连通，溢流水道处设有单向阀。

进一步地，

进水接头与出水接头的连接水道相连通的一端设有排水槽。

进一步地，

柱塞的两个端部分别与柱塞腔相应的端部动密封连接从而能够形成两个容腔；每个容腔通过一个进水腔进水、通过一个出水腔出水。

进一步地，

柱塞通过密封圈与柱塞腔的壁形成动密封连接，密封圈的分模线与柱塞的外圆面不接触。

进一步地，

偏心机构具有转动件和偏心设于转动件上的轮，柱塞设有安装轮的安装部。

进一步地，

还包括行星减速器，行星减速器包括太阳轮、行星轮和内齿圈，太阳轮设于主轴上，行星轮内侧啮合太阳轮，外侧啮合内齿圈，偏心机构连接行星轮。

本发明还公开了一种清洗机，包括上述垂直分布式柱塞泵总成。

本发明具有的有益效果：

1、本发明中，进水腔和出水腔垂直于柱塞移动方向，当柱塞在运动到偏转中心最远端的时候，柱塞端部和柱塞腔端部之间形成一个相对较小的容腔；在柱塞运行到最远端开始做吸水动作时，容腔内部残余的空气较少，空气膨胀较小，泵的自吸能力就得到大幅提升；同时这样布局带来的另外一个好处是使泵本身的结构更加紧凑，不需要额外的工艺孔来连通，降低制造成本。

2、本发明中，密封圈采用45度分模的设计，在动密封工况下，常规的180度分模密封圈制品与柱塞外圆面摩擦时摩擦位置在合模线上，长时间磨损后密封性能下降，将合模线改为45度分模后，密封圈与柱塞摩擦的位置不在密封圈的合模线上，寿命显著提高。

3、本发明中，进水接头设有排水槽，可以使水流从进水接头流入以后，从弹簧外圈和进水接头之间直接分流进入到出水接头的连接水道内，阻力更小，机器自吸效率更高。

附图说明

图1是本发明中垂直分布式柱塞泵总成的结构立体图；

图2是本发明中垂直分布式柱塞泵总成的结构爆炸图；

图3是本发明中垂直分布式柱塞泵总成的结构主视图；

图4是图3中a-a向的结构剖视图；

图5是本发明中垂直分布式柱塞泵总成的结构俯视图；

图6是图5中b-b向的结构剖视图；

图7是图5中c-c向的结构剖视图；

图8是图5中d-d向的结构剖视图。

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。

如图1至8所示，本发明的改进点主要在于清洗机中的电机泵单元，即提出一种垂直分布式柱塞泵总成，包括电机1、行星减速器2和柱塞泵单元3。

电机1既可采用充电电池供电，也可以采用市电供电。电机1通过主轴19输出扭矩。扭矩经过行星减速器2放大后作用于柱塞泵单元3的偏心机构上从而驱动柱塞4往复运动实现自吸和泵水。

柱塞泵单元3具有柱塞腔和柱塞4。偏心机构驱动柱塞4在柱塞腔内沿第一方向往复运动；柱塞4的两个端部分别与柱塞腔相应的端部动密封连接从而能够形成两个容腔35；每个容腔35连通一进水腔31和一出水腔32；进水腔31和出水腔32均沿第二方向延伸；进水腔31内设有进水单向阀8，出水腔32内设有出水单向阀7；第一方向垂直于主轴19的中心线，第二方向垂直于第一方向。柱塞泵单元3还具有进水分道42、出水分道43、进水主道20和出水主道6。由于容腔35的数量为两个，因此进水腔31和出水腔32的数量均为两个，进水分道42的两端分别连通一个进水腔31，出水分道43的两端分别连通一个出水腔32；进水分道42和出水分道43均沿第一方向延伸；进水主道20和出水主道6均沿第二方向延伸，进水主道20连通进水分道42，出水主道6连通出水分道43。

柱塞泵单元3还包括泵壳，柱塞腔形成于泵壳上，为了便于加工和安装，泵壳包括一个主泵体12和两个分泵体5，因此柱塞腔也分别由主泵体12和分泵体5上的腔体共同形成从而供柱塞4移动。分泵体5对称设置在主泵体12的两侧，主泵体12与行星减速器2相连，并且收容偏心机构。每个分泵体5上设有一个空腔、一个进水腔31和一个出水腔32，进水腔31的内端和出水腔32的内端均连通空腔，柱塞4的端部在空腔中移动时形成容腔35。进水单向阀8通过堵头30被固定在进水腔31内并靠近容腔35，出水单向阀7通过堵头30被固定在出水腔31内并靠近容腔35，这样从而保证残留容积最小。堵头30分别通过插销41形成轴向固定。

每个分泵体5还设有一个垂直连通进水腔31的流道一28和一个垂直连通出水腔32的流道二29。同样地，主泵体12设有贯通至主泵体12两端面的一个流道三34和一个流道四33。流道三34的两端分别连接流道一28从而形成进水分道42，使水流分别进入两个进水腔31。流道四33的两端分别连接流道二29从而形成出水分道43，使水流由两个出水腔32汇集后排出。主泵体12还设有垂直连通流道三34的进水主道20和垂直连通流道四33的出水主道6。主泵体12和分泵体5连接时需要考虑密封问题，本发明采用侧面密封的方式代替现有的端面密封，具体地，流道一28和流道二29的端部沿其延伸方向突出于分泵体5的端面形成插入部，相应地，主泵体12的流道三34和流道四33的端部向内凹陷形成接收部。分泵体5通过螺钉与主泵体12相连，分泵体5的插入部插入主泵体12的接收部中，并在两者的外周面设置密封圈进行密封。

垂直分布式柱塞泵总成还包括：进水接头11及出水接头9，进水接头11具有进水道44，出水接头9具有出水道39。进水接头11的进水道44与进水主道20相连通，出水接头9的出水道39与出水主道6相连通。出水接头9通过水管连接外部水源，从而为泵供水。

为了便于结构的精简和部件的安装，出水接头9还具有连接水道40和溢流水道45，连接水道40的一端连通进水接头11的进水道44，另一端连通进水主道20；出水通道39通过溢流水道45与进水通道40连通，溢流水道45处设有单向阀47。单向阀47包括封堵件26和弹簧27，封堵件26在弹簧27作用下将溢流水道45封堵，封堵件26在出水道39内水压作用下克服弹簧27弹力移动而导通溢流水道45。封堵件26可以是钢球，也可以是具有锥形面的堵头。弹簧27与进水接头11的端部形成线密封，因此为了更好地进水，进水接头11与出水接头9的连接水道40相连通的一端设有径向延伸的多个排水槽48。水流通过排水槽48快速地进入进水主道20中。柱塞4通过密封圈46与柱塞腔的壁形成动密封连接，密封圈46的分模线45°设置，从而避免与柱塞4的外圆面接触。

偏心机构具有转动件22和偏心设于转动件22上的轮21，柱塞4设有安装轮21的安装部。轮21的中心与转动件22的中心不同轴，因此产生偏心运动，驱动柱塞4往复运动。偏心机构也可采用曲柄滑块机构产生同样的运动形式。

行星减速器2包括减速箱17和设于减速箱17内的太阳轮10、行星轮23和内齿圈18，太阳轮10设于主轴19上，行星轮23的数量为三个，其内侧啮合太阳轮10，外侧啮合内齿圈18，转动件22兼作行星轮架与每个行星轮23相连从而接受放大后的扭矩。内齿圈18与减速箱17固定，减速箱17用来固定连接电机1和柱塞泵单元3。

当开始工作时，分泵体5的容腔35内没有水，开始自吸时，柱塞4运动到偏离转动件22的远端的过程中，柱塞4把从进水腔36吸进来的空气通过进水单向阀8后的腔体内形成压缩，通过出水单向阀7后从出水腔37排出，当柱塞4到最远端后往回运动，吸空气的过程，将从进水接头11内进来的空气通过进水单向阀8吸入柱塞腔，当柱塞运行到距离行星架偏心轴22最近端时，完成吸空气过程，这个过程在起始的时候腔体内部残余的空气会膨胀，阻碍吸空气的体积交换，影响自吸能力，只有部分的空气完成交换，这时柱塞4继续运动向反方向做远离转动件22的压缩动作，配合出水单向阀7做排气动作，把内部腔体内空气压缩出去，柱塞4到达最远端完成再一个压缩腔体内空气的动作，如此往复，当所用腔体内的空气和进水管内的空气排干净以后，水在吸力作用下依次从进水道44、进水主道20、进水分道42、进水腔31进入容腔35内，机器进入一个正常的高压工作状态，这个自吸的过程的长短依赖于对于腔体内部残余容积的有效控制，由于各个流道的设置得到了优化，因此使得进、出水单向阀之间的残余空间得到最大化的控制，从而可以快速的完成这个自吸的过程，用户开机空等的时间就很短，极大的提高了电池的使用效率。

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。