新型多柱塞組高壓水泵及應(yīng)用水泵的高壓系統(tǒng)及運行方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及新型多柱塞組高壓水泵及應(yīng)用水泵的高壓系統(tǒng)及運行方法，水泵由高壓生成組件、壓力保持組件、機械電子壓力安全控制組件、清潔液自動生成組件組成，含4柱塞及以上，每一柱塞對應(yīng)一組高壓生成組件，高壓生成組件中斜盤固定在電機軸前端，同心均布的多個柱塞在柱塞彈簧作用下與置于斜盤上的推力球軸承靠緊在其動圈上；隨著電機軸的轉(zhuǎn)動，斜盤和推力球軸承沿馬達軸心做圓周運動，多個緊壓在軸承上的柱塞隨著軸承的轉(zhuǎn)動同步做直線往復(fù)運動；由于柱塞是按圓周方向同心分布，每個柱塞運動位置也是均布在一個整圓周上。本發(fā)明解決了低電壓感應(yīng)電機啟動困難問題，不僅僅提高了產(chǎn)品性能，同時為清洗機行業(yè)帶來了革命性的突破。
【專利說明】
新型多柱塞組高壓水泵及應(yīng)用水泵的高壓系統(tǒng)及運行方法
[技術(shù)領(lǐng)域]
[0001]本發(fā)明涉及高壓水栗技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種新型多柱塞組高壓水栗及應(yīng)用該水栗的高壓系統(tǒng)及運行方法。
[【背景技術(shù)】]
[0002]高壓清洗機通常分為電動高壓清洗機和汽油高壓清洗機，這兩大類清洗機壓力生成系統(tǒng)均是由動力驅(qū)動組及高壓水栗組成。在電動高壓清洗機中，有兩種通用電機做為動力源來驅(qū)動高壓水栗，一種是感應(yīng)電機，另一種是串激電機；同時有兩種水栗用來生成高壓水流，一種是柱塞水栗，另一種是曲軸水栗。
[0003]三柱塞水栗結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，技術(shù)較成成熟，故市場上所有高壓清洗機柱塞水栗均采用三柱塞水水栗。但三柱塞水栗存在一些性能上的問題和不足，如工作效率低，振動大，噪音高，壽命短，要求電機有較大的啟動力矩等。
[0004]對于北美及日本等低電壓供電系統(tǒng)的國家和地區(qū)，三柱塞水栗的不足體現(xiàn)的更為突出。許多清洗機企業(yè)出口的感應(yīng)電機產(chǎn)品在這些地區(qū)普遍遇到較高的退貨率，這主要是因為在低工作電壓下，感應(yīng)電機在驅(qū)動三柱塞水栗時出現(xiàn)因電機啟動力矩小而產(chǎn)生無法正常工作的現(xiàn)象。相對于串激電機來講，感應(yīng)電機的高壓清洗機代表高端產(chǎn)品，有較大的客戶群。但感應(yīng)電機的高壓清洗機形象已大大受到高退貨率的沖擊而深受打擊，生產(chǎn)商和銷售商均受到極大的壓力和影響。
[0005]近十多年來盡管國內(nèi)外各大清洗機生產(chǎn)廠針對感應(yīng)電機配三柱塞水栗各出奇招進行技術(shù)攻關(guān)，但改良后的清洗機并未從根本上解決感應(yīng)電機啟動力矩的難題，退貨率仍居高不下，針對市場要求及三柱塞水栗遇到的技術(shù)瓶頸，僅從現(xiàn)有產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上進行簡單的改進及提高是不能從根本上解決產(chǎn)品啟動、效率及振動等問題。但如何解決這個問題卻困擾了整個清洗機行業(yè)多年仍無有效方案。
[
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種新型多柱塞組高壓水栗及應(yīng)用該水栗的高壓系統(tǒng)及運行方法。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，設(shè)計一種新型多柱塞組高壓水栗，其特征在于，由高壓生成組件、壓力保持組件、機械電子壓力安全控制組件、清潔液自動生成組件四部分組成，多柱塞水栗含4柱塞及4柱塞以上的柱塞，每一柱塞對應(yīng)一組高壓生成組件，所述高壓生成組件由斜盤7、推力球軸承8、柱塞1、柱塞彈簧11構(gòu)成，所述斜盤7固定在電機軸I前端，同心均布的多個柱塞10在柱塞彈簧11作用下與置于斜盤7上的推力球軸承8靠緊在其動圈上;隨著電機軸I的轉(zhuǎn)動，斜盤7和推力球軸承8沿馬達軸心做圓周運動，多個緊壓在軸承8上的柱塞隨著軸承8的轉(zhuǎn)動同步做直線往復(fù)運動；由于柱塞是按圓周方向同心分布，每個柱塞運動位置也是均布在一個整圓周上。
[0008]高壓生成組件還設(shè)有傳動箱體6、柱塞彈性擋圈9、防油密封圈41、高壓出水接頭15、前栗體14、O形圈16、止回流單向閥17;傳動箱體6與電機或發(fā)動機前端蓋相連接，柱塞彈性擋圈9定位在柱塞10后端，防油密封圈41安裝在后栗體上并與柱塞同心，高壓出水接頭15通過螺紋與前栗體14聯(lián)接，止回流單向閥17安裝在高壓出水接頭的內(nèi)側(cè)。
[0009]所述壓力保持組件由后栗體12、中栗體13、進水單向閥35、出水單向閥37、單向閥內(nèi)套38、防水密封圈39、密封圈固定環(huán)40、單向閥支撐架36、低壓進水接頭26、0形圈26組成，進水單向閥35安裝在中栗體14和后栗體12之間按圓周方向均布的小腔體內(nèi)，且每個單向閥與之相對應(yīng)的柱塞10和低壓腔出水口 P3相連通。出水單向閥36與單向閥內(nèi)套37安裝在后栗體12的小獨立的小腔體內(nèi)并按圓周方向均布。出水單向閥進水口 P7與進水單向閥出水口 P6通過相鄰的一個小側(cè)孔P8相連通，出水單向閥出水口P5與單向閥支撐架通孔P9相連通。防水密封圈39與密封圈固定環(huán)40安裝在后栗體上并與柱塞同心。低壓進水接頭26直接與前栗體相連。
[0010]所述機械電子壓力安全控制組件由溢流閥芯19、O形圈20、溢流閥主彈簧21、壓環(huán)22、閥桿支撐環(huán)24、0形圈26、斷電推桿彈簧27、微動開關(guān)盒29、微動開關(guān)30、斷電推桿31、推桿支撐環(huán)32、推桿鎖緊螺母33、推桿防水密封圈34組成，微動開關(guān)30安裝在塑膠微動開關(guān)盒29內(nèi)，與微動開關(guān)相連的內(nèi)部導(dǎo)線與電機引出線相接，微動開關(guān)盒29通過U形銷28與前栗體14固定在一起，斷電推桿31、斷電推桿彈簧27、推桿支撐環(huán)32、推桿鎖緊螺母33、推桿防水密封圈34安裝在前栗體推桿腔體內(nèi)，斷電推桿與微動開關(guān)盒上的小孔同心且正好與對準微動開關(guān)按鍵，溢流閥芯19、溢流閥主彈簧21、壓環(huán)22、閥桿支撐環(huán)24安裝在與推桿腔體同心的溢流閥腔體內(nèi)，兩腔體通過一小孔相連通。
[0011 ]而所述清潔液自動生成組件由文式射流閥，清潔液單向閥組成。
[0012]所述多柱塞組高壓水栗須采用四柱塞或五柱塞或六柱塞及七柱塞高壓水栗，每一柱塞按圓周方向均勻分布，柱塞分度圓須小于推力軸承的分度圓；
[0013]對于汽油高壓清洗機，其高壓水栗的柱塞分度圓直徑最大為80mm，最小為40mm;柱塞直徑尺寸最大為16mm，最小為1mm;斜盤角度最大為12度，最小為6度；
[0014]對于電動高壓清洗機，其高壓水栗的柱塞分度圓直徑最大為60mm，最小為35mm;柱塞直徑尺寸最大為14mm，最小為8mm;斜盤角度最大為10度，最小為5度。
[0015]—種應(yīng)用上述多柱塞組高壓水栗的高壓系統(tǒng)，其特征在于，多柱塞組之高壓系統(tǒng)是由一個驅(qū)動源、傳動箱6和多柱塞組高壓水栗組成，所述驅(qū)動源采用氣油發(fā)動機或電機，電機分為感應(yīng)電機和串激電機兩大類，每類電機按供電電源的不同又分為低電壓電機100V?120V和高電壓電機220?240V，多柱塞組高壓水栗由高壓生成組件、壓力保持組件、機械電子壓力安全控制組件、清潔液自動生成組件四部分組成，采用直聯(lián)傳動傳動箱，即驅(qū)動動力源與高壓水栗通過斜盤相連接，斜盤是直接固定在電機轉(zhuǎn)軸上，發(fā)動機或電機的轉(zhuǎn)速與水栗柱塞移動的速率相同；采用差聯(lián)傳動傳動箱時，斜盤并不直接與電機轉(zhuǎn)軸相連，而是發(fā)動機或電機傳動軸需通過一組或多級減速齒輪與斜盤連接，電機轉(zhuǎn)速一般是水栗柱塞移動的速率的四到六倍。
[0016]—種多柱塞組高壓水栗的運行方法，其特征在于，斜盤7由螺栓2、方鍵3和墊圈4固定在電機軸有I前端，同心均布的多個柱塞10在柱塞彈簧11作用下與置于斜盤7上的推力球軸承8靠緊在其動圈上，隨著電機軸I的轉(zhuǎn)動，斜盤7和推力球軸承8沿馬達軸心做圓周運動，多個緊壓在軸承8上的柱塞隨著軸承8的轉(zhuǎn)動同步做直線往復(fù)運動；由于柱塞按圓周方向同心分布，每個柱塞運動位置也是均布在一個整循環(huán)上；以五柱塞水栗為例，當?shù)谝粋€柱塞到達到最前端;相鄰的第二個向前移動柱塞則位于單程的2/5處;第三個向前移動柱塞則位于單程的4/5處，第四個開始向后移動柱塞則位于單程的1/5處;第五個向后移動柱塞則位于單程的3/5處。
[0017]柱塞前部的空腔體是在防水密封圈39、進水單向閥35和出水單向閥37包圍下形成局部氣密狀態(tài)；當柱塞10從最前端向后移動過程中，柱塞前部的空腔室P6則逐漸變大，內(nèi)部形成的真空負壓也逐漸升高;此時進水單向閥35打開，出水單向閥37呈關(guān)閉狀態(tài)，外部水源便在負壓作用下從低壓進水接頭25進水孔Pl流入柱塞前腔室P6;當柱塞10從最后端向前部移動過程中，進水單向閥35很快關(guān)閉，柱塞前部的空腔室P6則逐漸變小，腔體內(nèi)部的液體受壓后壓力升高并打開出水單向閥37，高壓水流便流過出水單向閥37流入次高壓腔室P9;多個柱塞輪流往復(fù)循環(huán)運轉(zhuǎn)將外部低壓水源轉(zhuǎn)化成脈動高壓水流并輸送到次高壓腔內(nèi)。
[0018]如與水栗相連接的水槍關(guān)閉后，次高壓腔內(nèi)P9的水壓會一直升高，當系統(tǒng)壓力值超過溢流閥主彈簧21和斷電推桿彈簧27彈力后，溢流閥芯19推動斷電推桿31向外移動直至觸動微動開關(guān)30來切斷電源。這時，電機停止運行，水栗也停止工作，機器呈待機狀態(tài)。如開通水槍，電機和水栗又開始工作輸出高壓水流。
[0019]當水槍設(shè)定為低壓狀態(tài)時，水流高速通過安裝在高壓出水接頭內(nèi)的文式閥體后，會在文式閥體前部產(chǎn)生局部真空;在負壓作用下，安裝在文式閥體前部的清潔液單向閥打開，清潔液便從清潔瓶中吸入到高壓出水接頭內(nèi)并隨著低壓水流一同流出水槍。
[0020]在多柱塞水栗概念推動下，經(jīng)過近一年多的研究、設(shè)計及測試，一款獨創(chuàng)的多柱塞水栗終于研制成功，首先提出的水栗為五柱塞水栗。多柱塞水栗從根本上解決了低電壓感應(yīng)電機啟動困難問題，從產(chǎn)品的成本變化及綜合性能的提高來考量，五柱塞水栗不僅僅提高了產(chǎn)品性能，同時為清洗機行業(yè)帶來了革命性的突破。相對于三柱塞水栗，五柱塞水栗有以下幾個突出的優(yōu)點:在相同的工作條件下，五柱塞水栗較三柱塞水栗清洗力提高20%以上。在相同的工作條件下，用功率低一型號的電機配五柱塞水栗便完全能達到原型號電機配三柱塞水栗的工作性能，大大地降低到產(chǎn)品的能耗值。因柱塞運行行程較短，水栗工作壽命得以提升(從目前的100小時提高到200小時以上)產(chǎn)品振動和噪音水平明顯降低水栗成本增加較少對于低電壓感應(yīng)電機，電機堵轉(zhuǎn)難題得到根本性的改善，在北美及日本等低電壓供電系統(tǒng)的國家和地區(qū)，由于供電系統(tǒng)電壓較低(100?120V)，同時供電系統(tǒng)對產(chǎn)品可使用的最高電流有嚴格的要求，不得超過15A，這就對于配感應(yīng)電機的高壓水栗的改進需有別于用在其它類型的電機上的水栗。
[0021]對于北美及日本等國家和地區(qū)電動清洗機，五柱塞水栗柱塞直徑不能超過12mm，但最小也不能小于8mm。其它高供電電壓地區(qū)，如歐洲和中國，五柱塞水栗柱塞直徑可達到14mm，但最小也不能小于9mm。對于汽油高壓清洗機，五柱塞水栗柱塞直徑不能超過16mm，但最小也不能小于10mm。
[【附圖說明】]
[0022]圖1為多柱塞組高壓水栗第一側(cè)剖視圖
[0023]圖2為多柱塞組高壓水栗第二側(cè)剖視圖
[0024]圖3為多柱塞組高壓水栗部分俯視圖
[0025]圖4為多柱塞組高壓水栗工作原理圖
[0026]圖5為清潔沖擊力曲線圖
[0027]圖6-1為斜盤推力正效率曲線圖
[0028]圖6-2為柱塞受力分析圖
[0029]圖7-1為斜盤推力正效率曲線圖
[0030]圖7-2為柱塞受力分析圖
[0031]圖8-1為斜盤推力正效率曲線圖
[0032]圖8-2為柱塞受力分析圖
[0033]圖中標記說明
[0034]I電機主軸，2斜盤固定螺栓，3軸用方鍵，4螺栓墊片，5電機前端蓋，6傳動箱，7
[0035]斜盤，8推力球軸承，9柱塞彈性擋圈，10柱塞，11柱塞彈簧，12后栗體，13中栗體，14前栗體，15高壓出水接頭，160形密封圈，17止回流單向閥，180形密封圈，19
[0036]溢流閥芯，200形密封圈，21溢流閥主彈簧，22壓環(huán)，230形密封圈，24閥桿支撐環(huán)，25低壓進水接頭，260形密封圈，27斷電推桿彈簧，280形密封圈，29微動開關(guān)盒，30微動開關(guān)，31斷電推桿，32推桿支撐環(huán)，33推桿鎖緊螺母，34推桿防水密封圈，35進水單向閥，36單向閥支撐架，37出水單向閥，38單向閥內(nèi)套，39柱塞防水密封圈，40密封圈固定環(huán)，41柱塞防油密封圈，
[0037]pi栗進水孔，P2低壓腔入口，p3低壓腔出口，p4進水單向閥入水孔，p5進水單向閥出水孔，P6柱塞前腔室，p7出水單向閥入水孔，p8出水單向閥出水孔，p9次級高壓室，P10溢流閥進水孔，P11溢流閥出水孔，P12栗高壓出水孔。
[【具體實施方式】]
[0038]現(xiàn)結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步闡述，相信對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是清楚的。
[0039]在通過對柱塞式及曲軸式水栗每個運動元件反復(fù)測試和研究中得到以下幾個規(guī)律:柱塞直徑越小，水栗所需驅(qū)動力矩小，水栗效率越高，工作電流越低;柱塞行程越短，水栗所需驅(qū)動力矩小，水栗振動越小，工作電流越低;斜盤分度圓越小，水栗所需驅(qū)動力矩小，水栗振動越小，工作電流越低;柱塞運動頻率最佳點為每分鐘2200循環(huán)到每分鐘4000循環(huán)，柱塞運動頻率小于區(qū)段頻率范圍則產(chǎn)品效率過低，產(chǎn)品無法正常工作;但高過該段頻率電機易過載且水栗壽命亦會受到嚴重影響。
[0040]對水栗幾種關(guān)鍵元件進行改良性的研究情況來看，按上述規(guī)律單一改變一個元件并不能有效地改善產(chǎn)品的工作性能，在某些情況下，產(chǎn)品性能甚至有所降低。以下是單一元件分析測試結(jié)果。
[0041 ]高壓清洗機的清洗效果并不是靠單方面提高工作壓力或單方面提高工作流量來實現(xiàn)，對任意一臺高壓清洗機來講，只有當工作壓力與工作流量達到一個最佳配比后才能達到其最佳清洗效果。用于準確衡量一臺高壓清洗機清洗效果優(yōu)劣是通過下面清洗沖擊力公式來確定的。IP值越高，清洗效果越好，反之則越差。清洗沖擊力是曲線為反拋物線。
[0042]IP = 0.24*GPM*3.785*SQRT(PSI*0.07/0.98)
[0043]從上述清洗沖擊力公式表達來看，清洗效果是與工作壓力和工作流量相關(guān)連，但流量對其結(jié)果影響較壓力更大。對水栗的清洗效果的改善主要是圍繞提升工作流量展開的。下面計算分析結(jié)果證明了對在現(xiàn)有產(chǎn)品上僅采用改變柱塞角度及柱塞直徑來提高流量的方法會造成產(chǎn)品電流超過額定值而使產(chǎn)品無法正常工作。具體的說，減小斜盤角度同時可達到增加柱塞水平軸向推力和減少柱塞運動阻力效果，如要提高水栗工作效率，減小斜盤角度是重要改善方案。對在現(xiàn)有產(chǎn)品上采用減小斜盤角度同時加大柱塞直徑方案不可行，不加大柱塞直徑工作流量又會減少而影響清洗效果。在減小斜盤角度的同時，增加柱塞數(shù)量及減小柱塞直徑是提高水栗效率的改良方案。
[0044]在其它參數(shù)不變的情況下如只將柱塞直徑減小(如將12_直徑柱塞改為1mm)，則可以來實現(xiàn)降低水栗對電機啟動力矩需求，同時水栗振動亦可減少。但根據(jù)流體力學公式及實際測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，此方案的負作用是降低產(chǎn)品的工作性能，工作壓力及流量均大大降低。如采用小直徑柱塞方案且維持產(chǎn)品工作性能不變，只能增加柱塞運動行程。但這以會造成產(chǎn)品振動變大，產(chǎn)品效率降低，同時要求電機啟動力矩大。在其它參數(shù)不變的情況下如只將柱塞行程減小(即減小斜盤角度)，盡管在此種狀況下產(chǎn)品可實現(xiàn)降低了電機軸受到的偏心力距，改善了水栗振動，降低對電機啟動力力矩要求，但卻極大地犧牲了產(chǎn)品工作性能(工作壓力和流量)。如采用小行程方案且維持產(chǎn)品性能不變，只能增加柱塞直徑。但這又與上述規(guī)律相向，會造成產(chǎn)品振動變大，要求電機啟動力矩大。故此方案仍無法提高產(chǎn)品功效。
[0045]至于減小斜盤分度圓的方案，由于目前清洗機常用三柱塞水栗的斜盤分度圓已接近臨界值，如要減小分度圓，只能靠采用減小柱塞直徑方法來實現(xiàn)。這樣方法同樣是不能有效提尚廣品性能的，故僅僅靠減小斜盤分度圓來實現(xiàn)提尚性能的方案也不是切實可彳丁的。
[0046]通過以上對高壓水栗的各主要元件獨立改良測試結(jié)果來看，僅僅在三柱塞水栗的基礎(chǔ)上進行局部性改良來達到全面提高水栗工作性能的思路是不現(xiàn)實的，這也就是為什么近二十年來各大清洗機企業(yè)在產(chǎn)品性能方面沒有取得長足的進步關(guān)鍵所在。
[0047]聯(lián)想到氣栗及汽車發(fā)動機，氣栗有單缸和雙缸之分，汽車發(fā)動機有四缸、六缸類型，既然在三柱塞水栗基礎(chǔ)上無法取得突破，高壓水栗也可以通過增加柱塞數(shù)量的概念來實現(xiàn)全面提升工作性能的目的。盡管柱塞數(shù)量增加對水栗結(jié)構(gòu)，加工及裝配帶來一定的難度，但水栗的工作效率會得到提高，降低對電機啟動力矩的要求，振動減少，工作穩(wěn)定等優(yōu)點。對于電動清洗機水栗和汽油清洗水栗，多柱塞水栗的改良方法有所不同。在選擇柱塞數(shù)量方面的考量上，改良后的水栗須滿足以上幾方面的要求:工作性能有一定程度上的提高、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單、制造難度較少，產(chǎn)品可靠性高且產(chǎn)品成本增加較少。
[0048]首先對通用型三柱塞水栗的工作原理及其工作參數(shù)進行量化分析從而得出三柱塞水栗在達到最佳清洗效果時電機輸出功率與水栗工作壓力和工作流量關(guān)系。
[0049]通用型三柱塞高壓水栗主要元件的規(guī)格參數(shù)如下:柱塞直徑為12mm，柱塞分度圓直徑為42mm，斜盤角度為8度。每個柱塞的單循環(huán)行程為:L = tan(8)*42 = 5.9mm;每個柱塞的單循環(huán)流量為:V = 3i*r2*L*5 = 3.14*0.62*0.59*0.73 = 0.487cm3;注:12mm柱塞之容積效率δ = 0.73，每分鐘水栗流量Q為:Q = 0.487/1000*3*3600/3.785 = 1.39GPM，以額定電壓(V)120V/60HZ的感應(yīng)電機做為動力源驅(qū)動高壓水栗，其電機轉(zhuǎn)速為3600RPM，最大工作電流(I)為15Α。根據(jù)電機輸出功率方程式，HP = V*I*Eff/746，電機的效率Eff為60%，在最大電流為15A時，電機最大輸出功率為1.4HP。
[0050]根據(jù)螺桿推力公式(Fa= 2XJi*ni*T/L)可計算得到電機帶動斜盤轉(zhuǎn)動而對柱塞產(chǎn)生軸向的推力。斜盤、推力球軸承與柱塞間的阻力系數(shù)為0.025，由圖表6-1查得8度斜度的正效率ill為85%;T為馬達輸出扭力，T = 5252*HP/RPM=2.85Nm;8度斜盤對柱塞產(chǎn)生切線方向的最大推力為:Fa = 2*Ji*0.85*2.85/5.9*10-3 = 2602N(265kg)，見圖6_2。8度斜盤對柱塞產(chǎn)生水平軸線方向的最大推力為:Fx = Fa*cos(8) = 2576.8N(262.4kg)，8度斜盤對柱塞產(chǎn)生垂直軸線方向的最大壓力為:Fy = Fa*sin(8) =362.2N(36.9kg)。
[0051]另一方面，從高壓水栗產(chǎn)生的內(nèi)壓可反推出柱塞所需的推力是否與電機最大推力相匹配，即電機產(chǎn)生的軸向推力需大于水栗因高壓水壓而產(chǎn)生的反作用力。前面提及高壓清洗機三柱塞水栗常用的柱塞直徑為12mm，柱塞分度圓直徑為42mm，斜盤角度為8度。則每個柱塞的行程為5.9mm，三柱塞高壓水栗在流量為1.39GPM狀態(tài)下的最高工作壓力為1300PSI(90kg/cm2)，此時工作電流也達到最高限值15A。對單個柱塞產(chǎn)生的總反作用力分為背壓推力、柱塞摩擦力和彈簧彈力三部分組成，即T = Fp+Ts+Ff。其中:Fp為水壓對每個柱塞產(chǎn)生的反作用力，F(xiàn)p = P*S = 90*Ji*0.62 = 101.7kg，F(xiàn)s為柱塞彈簧對柱塞產(chǎn)生的反作用力，Ts = I +D*k = 3+5.2*5.5/10 = 5.86kg，F(xiàn)f為橡膠密封圈對柱塞產(chǎn)生的阻力，F(xiàn)f = Fy*f，橡膠對D12柱塞摩擦系數(shù)f = 0.66，摩擦阻力Ff = 36.9*0.66 = 24.31kg，綜上單個柱塞總反作用力T= 101.7+5.86+24.31 = 131.87kg。水栗在高壓工作循環(huán)過程中，三個柱塞中總有兩柱塞承受水壓及摩擦反作用力，一個柱塞處于回位狀態(tài)不承受水壓及摩擦反作用力。在承受反作用力的兩個柱塞中，一個彈簧處于完全受壓狀態(tài)；另一個位于全程1/5處，彈簧力為Ts(1/5) = I+D/5*k。水栗總反作用力 Fb= (Fp+Ff)*2+Ts+Ts( 1/5) = (101.7+24.31 )*2+5.86+3.57 = 261.5kg。
[0052]由于電機產(chǎn)生的水平軸向推力Fx(262.2kg)略大于水栗的反作用力Fb(261kg)，電機在最大輸出功率狀態(tài)下是夠驅(qū)動三柱塞高壓水栗進行正常工作的。對于120V/60HZ電動高壓清洗機，在此狀態(tài)下其電機及三柱塞水栗均工作在最高功率點，工作流量(1.39GPM)和工作壓力(1300PSI)為最佳配比，其清洗沖擊力(IP)亦達到最大值。IP = 0.24*GPM*3.785*SQRT(PSI*0.07/0.98)=0.24*1.39*3.785*SQRT( 1300*0.07/0.98) = 12.2kg/force0
[0053]由于減小斜盤角度是實現(xiàn)提高柱塞式水栗的關(guān)鍵要素，因此針對三柱塞高壓水栗的改進采取的方案重點是減小斜盤角度，即從8度減到7度。如只將斜盤角度減小而不變其它元件，水栗的流量及壓力亦會減少而無法達到最佳清洗效果，故采用加大直徑的柱塞，即直徑從12mm加大到13mm，且三個柱塞的分度圓直徑適當調(diào)整為44mm。采用減小斜盤角度主要目的是通過增加電機在柱塞水平方向上的推力和降低柱塞垂直方向的壓力來實現(xiàn)提高水栗工作效率，從而達到提高清洗沖擊力的最終目的。這樣高壓清洗機三柱塞水栗變更的參數(shù)如下:柱塞直徑為13_，柱塞分度圓直徑為44mm，斜盤角度為7度。重復(fù)上公式可得到下面計算結(jié)果。
[°°54] 每個柱塞的單循環(huán)行程為:L = tan (7 )*44 = 5.4mm;每個柱塞的單循環(huán)流量為:V =3i*r2*L*5 = 3.14*0.652*0.59*0.73 = 0.487cm3;注:13mm 柱塞之容積效率 δ = 0.70,每分鐘水栗流量 Q 為:Q = 0.5/1000*3*3600/3.785 = 1.43GPM。
[0055]根據(jù)螺桿推力公式(Fa = 2XJi*ni*T/L)可得到電機帶動斜盤轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的推力。斜盤，推力球軸承與柱塞間的阻力系數(shù)為0.025，由圖7-1，7-2查得7度斜度的正效率nl為82%;T為馬達輸出扭力，T = 5252*HP/RPM=2.85Nm;7度斜盤對柱塞產(chǎn)生切線方向的最大推力為:Fa = 2*Ji*0.82*2.85/5.4*10-3 = 2717.8N(277kg)，7度斜盤對柱塞產(chǎn)生水平軸線方向的最大推力為:Fx = Fa*C0S(7) = 2697.4N(331.6kg)，7度斜盤對柱塞產(chǎn)生垂直軸線方向的最大壓力為小7 = ?&*8111(7)=274.9叫33.81^)。
[0056]前面提及高壓清洗機三柱塞水栗的柱塞直徑變更為為13mm，柱塞分度圓直徑為44mm，斜盤角度為7度，則每個柱塞的行程為5.4mm?？紤]到13mm的柱塞綜合容積效率δ為
0.70,變更后三柱塞高壓水栗在流量Q = 0.5/1000*3*3600/3.785 = 1.43GPM。
[0057]對單個柱塞產(chǎn)生的總反作用力分為三部分組成，S卩T= Fp+Ts+Ff Ap為水壓對每個柱塞產(chǎn)生的反作用力，F(xiàn)p = P*S = 90*Ji*0.652 = 119.4kg，F(xiàn)s為柱塞彈簧對柱塞產(chǎn)生的反作用力，Ts = I +D*k = 3+5.2*5.5/10 = 5.86kg，F(xiàn)f為橡膠密封圈對柱塞產(chǎn)生的阻力，F(xiàn)f = Fy*f，橡膠對D13柱塞摩擦系數(shù)f = 0.72，摩擦阻力Ff = 33.8*0.72 = 24.15kg，單個柱塞總反作用力T= 119.4+5.86+24.15 = 149.41kg。在水栗工作循環(huán)過程中，三個柱塞中總有兩柱塞承受水壓及摩擦反作用力，一個柱塞處于回位狀態(tài)不承受水壓及摩擦反作用力。在承受反作用力的兩個柱塞中，一個彈簧處于完全受壓狀態(tài);另一個位于全程1/5處，彈簧力為Ts(1/5) =I+D/5*k。水栗總反作用力Fb= (Fp+Ff )*2+Ts+Ts(I/δ) = (119.4+24.15)*2+5.86+3.57 =296.5kgο
[0058]由于水栗的反作用力Fb(296.5kg)超過了電機產(chǎn)生的水平推力Fx(274.9kg)，高壓清洗機電機輸出功率已無法支撐水栗正常工作負荷，電機的工作電流會升高并超過限定的最高電流(15A)，從而引起供電系統(tǒng)斷電故障或其它安全事故。
[0059]同時，根據(jù)清洗沖擊力公式(IP= 0.24*GPM*3.785*SQRT(PSI*0.07/0.98)=12.55kg/f0rce)得到的結(jié)果來看，采用減小斜盤角度的三柱塞水栗的清洗沖擊力較原狀態(tài)只提高了不到3%，即使不考慮電流超標的問題，3%清洗沖擊力提高使得此改善方案并無實際意義。故對三柱塞水栗來講，采用減小斜盤角度和加大柱塞直徑的方案來達到提高清洗效果的方案是不可行的。
[0060]四柱塞水栗:
[0061]優(yōu)點:四柱塞水栗方案是基于三柱塞水栗而拓展的一款最初級的改進性水栗。相對于三柱塞水栗，四柱塞水栗工作性能有所提升，但加工難度增加有所增加。
[0062]缺點:四柱塞水栗工作性能與三柱塞水栗相比只有7%左右的提升，但在水栗的尺寸上卻增加超過15%;因四柱塞水栗屬偶數(shù)振動體，存在因出現(xiàn)共振而對水栗栗體強度造成意外破壞的可能。
[0063]四柱塞水栗雖能夠在清洗沖擊力方面相對于三柱塞水栗有所提高，但從性能提升、實用性和經(jīng)濟性幾方面衡量來看，四柱塞水栗僅是一款過渡機型，無實際上可行的市場前景。
[0064]五柱塞水栗:
[0065]優(yōu)點:五柱塞水栗方案是基于三柱塞及四柱塞水栗方案而推出的一款優(yōu)化級的水栗。相對于三柱塞水栗，五柱塞水栗工作性能增加近15%?20%，有較大的性能提升；與四柱塞水栗相比，五柱塞水栗其栗體尺寸只增加不到5%，加工難度與四柱塞水栗相當，且成本上也與四柱塞水栗相當。
[0066]缺點:產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和制造難度相對于三柱塞水栗增加較多，栗體承壓強度有所下降，需增加高壓區(qū)局部的壁厚來保證栗體的剛性。
[0067]從產(chǎn)品性能提升和經(jīng)濟性兩方面衡量來看，五柱塞水栗具備有高性能，低能耗和低成本幾大優(yōu)點，五柱塞水栗具有良好的市場前景。
[0068]五柱塞高壓水栗主要采用了減小斜盤角度，減小柱塞直徑的優(yōu)化方案，選用1mm柱塞直徑，柱塞分度圓直徑為48mm，斜盤角度為6.5度。采用減小斜盤角度主要目的是通過增加電機在柱塞水平方向上的推力和降低柱塞垂直方向的壓力來實現(xiàn)提高水栗工作效率，從而達到提高清洗沖擊力的最終目的。
[0069]五柱塞水栗設(shè)定的柱塞直徑為10mm，柱塞分度圓直徑為48mm，斜盤角度為6.5度。每個柱塞的單循環(huán)行程為:L=tan(6.5)*48 = 5.5mm;每個柱塞的單循環(huán)流量為:V = Ji*r2*L*5 = 3.14*0.52*0.55*0.8 = 0.345cm3 ；考慮到1mm柱塞容積效率δ為0.80，每分鐘水栗流量Q = 0.345/1000*5*3600/3.785 = 1.64GPM。
[0070]根據(jù)螺桿推力公式(Fa= 2XJi*ni*T/L)可得到電機帶動斜盤轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的推力。斜盤，推力球軸承與柱塞間的阻力系數(shù)為0.025，由圖8-1，8-2查得6.5度斜度的正效率nl為80%;1'為馬達輸出扭力，了 = 5252*即/1?^ = 2.851^;選用6.5度斜盤時，電機對柱塞產(chǎn)生切線方向的最大推力Fa = 2*Ji*0.80*2.85/5.4*10—3 = 2651.5N(270.4kg),電機對柱塞產(chǎn)生水平軸線方向的最大推力Fx = Fa*cos(6.5) = 2636.6N(268.9kg)，電機對柱塞產(chǎn)生的徑向最大壓推力Fy = Fa*sin(6.5) =299.6N(30.6kg)。
[0071]對單個柱塞產(chǎn)生的總反作用力分為三部分組成，S卩T= Fp+Ts+Ff Ap為水壓對每個柱塞產(chǎn)生的反作用力，F(xiàn)p = P*S = 90*Ji*0.52 = 70.65kg，F(xiàn)s為柱塞彈簧對柱塞產(chǎn)生的反作用力，Ts = I +D*k = 3+5.2*5.5/10 = 5.86kg，F(xiàn)f為橡膠密封圈對柱塞產(chǎn)生的阻力，F(xiàn)f = Fy*f，橡膠對DlO柱塞摩擦系數(shù)f = 0.55，摩擦阻力Ff = 30.6*0.55 = 16.83kg，單個柱塞總反作用力T=70.65+5.86+16.83 = 90.34kg。
[0072]在水栗工作循環(huán)過程中，五個柱塞中總有三柱塞承受水壓及摩擦反作用力，兩個柱塞處于回位狀態(tài)不承受水壓及摩擦反作用力。在承受反作用力的三個柱塞中，一個彈簧處于完全受壓狀態(tài);一個位于全程1/2處，彈簧力為Ts (3/5) = I+D3/5*k; —個位于全程1/10處，彈簧力為了8(1/10) = 1+03/10純。故水栗總反作用力？匕=卬?+?0*3+了8+了8*(1/2)+丁8*(1/10) = (70.65+16.83)*3+5.86*( 1+3/5+1/10) =270kg。
[0073]由于電機產(chǎn)生的水平推力Fx(268.9kg)和水栗的反作用力Fb(270kg)十分相近，在電流保持在最高限額內(nèi)，高壓清洗機電機輸出功率基本上滿足水栗正常工作要求。
[0074]五柱塞水栗的清洗沖擊力IP= 0.24*GPM*3.785*SQRT(PSI*0.07/0.98) =0.24*1.64*3.785*SQRT( 1300*0.07/0.98) = 14.36kg/force，相對于通用型三柱塞水栗，五柱塞水栗的清洗沖擊力提高了 18%，其工作效率相應(yīng)地也提高了 18%。故五柱塞高壓水栗方案是一種可行的新設(shè)計方案，尤其針對于低電壓區(qū)域(如120V/60H)使用電動高壓清洗機，五柱塞水栗工作性能的提高更為突出。
[0075]六柱塞水栗:
[0076]優(yōu)點:六柱塞水栗方案是基于五柱塞水栗而推出的一款最高端的水栗。相對于五柱塞水栗，六柱塞水栗工作性能提升約7%左右，成本方面較與五柱塞水栗有較大的增加。
[0077]缺點:六柱塞水栗工作性能與五柱塞水栗相比只有7%左右的提升，由于其栗體的剛性較弱，靠加大整個栗體的尺寸和壁厚來保持其耐壓強度；因六柱塞水栗屬亦偶數(shù)振動體，也存在因出現(xiàn)共振而對水栗栗體強度造成意外破壞的可能。故六柱塞水栗與四柱塞水栗相類似，與五柱塞水栗相比實用低，不具備推向市場的特質(zhì)。
[0078]如圖1至4所示，多柱塞組高壓水栗，由高壓生成組件、壓力保持組件、機械電子壓力安全控制組件、清潔液自動生成組件四部分組成，多柱塞水栗含4柱塞及4柱塞以上的柱塞，每一柱塞對應(yīng)一組高壓生成組件，所述高壓生成組件由斜盤7、推力球軸承8、柱塞10、柱塞彈簧11構(gòu)成，所述斜盤7固定在電機軸I前端，同心均布的多個柱塞10在柱塞彈簧11作用下與置于斜盤7上的推力球軸承8靠緊在其動圈上；隨著電機軸I的轉(zhuǎn)動，斜盤7和推力球軸承8沿馬達軸心做圓周運動，多個緊壓在軸承8上的柱塞隨著軸承8的轉(zhuǎn)動同步做直線往復(fù)運動；由于柱塞是按圓周方向同心分布，每個柱塞運動位置也是均布在一個整圓周上。
[0079]所述高壓生成組件還設(shè)有傳動箱體6、柱塞彈性擋圈9、防油密封圈41、高壓出水接頭15、前栗體14、0形圈16、止回流單向閥17，傳動箱體6與電機或發(fā)動機前端蓋相連接，柱塞彈性擋圈9定位在柱塞10后端，防油密封圈41安裝在后栗體上并與柱塞同心，高壓出水接頭15通過螺紋與前栗體14聯(lián)接，止回流單向閥17安裝在高壓出水接頭的內(nèi)側(cè)。
[0080]所述壓力保持組件由后栗體12、中栗體13、進水單向閥35、出水單向閥37、單向閥內(nèi)套38、防水密封圈39、密封圈固定環(huán)40、單向閥支撐架36、低壓進水接頭26、0形圈26，進水單向閥35安裝在中栗體14和后栗體12之間按圓周方向均布的小腔體內(nèi)，且每個單向閥與之相對應(yīng)的柱塞10和低壓腔出水口 P3相連通，出水單向閥36與單向閥內(nèi)套37安裝在后栗體12的小獨立的小腔體內(nèi)并按圓周方向均布；出水單向閥進水口 P7與進水單向閥出水口 P6通過相鄰的一個小側(cè)孔P8相連通，出水單向閥出水口P5與單向閥支撐架通孔P9相連通，防水密封圈39與密封圈固定環(huán)40安裝在后栗體上并與柱塞同心，低壓進水接頭26直接與前栗體相連。
[0081 ] 所述機械電子壓力安全控制組件由溢流閥芯19、O形圈20、溢流閥主彈簧21、壓環(huán)22、閥桿支撐環(huán)24、0形圈26、斷電推桿彈簧27、微動開關(guān)盒29、微動開關(guān)30、斷電推桿31、推桿支撐環(huán)32、推桿鎖緊螺母33、推桿防水密封圈34組成，微動開關(guān)30安裝在塑膠微動開關(guān)盒29內(nèi)，與微動開關(guān)相連的內(nèi)部導(dǎo)線與電機引出線相接，微動開關(guān)盒29通過U形銷28與前栗體14固定在一起，斷電推桿31、斷電推桿彈簧27、推桿支撐環(huán)32、推桿鎖緊螺母33、推桿防水密封圈34安裝在前栗體推桿腔體內(nèi)，斷電推桿與微動開關(guān)盒上的小孔同心且正好與對準微動開關(guān)按鍵，溢流閥芯19、溢流閥主彈簧21、壓環(huán)22、閥桿支撐環(huán)24安裝在與推桿腔體同心的溢流閥腔體內(nèi)，兩腔體通過一小孔相連通。
[0082]而所述清潔液自動生成組件由文式射流閥，清潔液單向閥組成。
[0083]所述多柱塞組高壓水栗可采用五柱塞或四柱塞及六柱塞高壓水栗，每一柱塞按圓周方向均勾分布，柱塞分度圓須小于推力軸承的分度圓，對配電機的柱塞，最大為14mm,最小為8mm，對配汽油機的柱塞，最大為16mm，最小為10mm。
[0084]—種應(yīng)用上述多柱塞組高壓水栗的高壓系統(tǒng)，其特征在于，多柱塞組之高壓系統(tǒng)是由一個驅(qū)動源、傳動箱6和多柱塞組高壓水栗組成，所述驅(qū)動源采用氣油發(fā)動機或電機，電機分為感應(yīng)電機和串激電機兩大類，每類電機按供電電源的不同又分為低電壓電機100V?120V和高電壓電機220?240V，多柱塞組高壓水栗由高壓生成組件、壓力保持組件、機械電子壓力安全控制組件、清潔液自動生成組件四部分組成，采用直聯(lián)傳動傳動箱，即驅(qū)動動力源與高壓水栗通過斜盤相連接，斜盤是直接固定在電機轉(zhuǎn)軸上，發(fā)動機或電機的轉(zhuǎn)速與水栗柱塞移動的速率相同；采用差聯(lián)傳動傳動箱時，斜盤并不直接與電機轉(zhuǎn)軸相連，而是發(fā)動機或電機傳動軸需通過一組或多級減速齒輪與斜盤連接，電機轉(zhuǎn)速一般是水栗柱塞移動的速率的四到六倍。
[0085]—種多柱塞組高壓水栗的運行方法，斜盤7由螺栓2、方鍵3和墊圈4固定在電機軸有I前端，同心均布的多個柱塞10在柱塞彈簧11作用下與置于斜盤7上的推力球軸承8靠緊在其動圈上，隨著電機軸I的轉(zhuǎn)動，斜盤7和推力球軸承8沿馬達軸心做圓周運動，多個緊壓在軸承8上的柱塞隨著軸承8的轉(zhuǎn)動同步做直線往復(fù)運動；由于柱塞按圓周方向同心分布，每個柱塞運動位置也是均布在一個整循環(huán)上；以五柱塞水栗為例，當?shù)谝粋€柱塞到達到最前端;相鄰的第二個向前移動柱塞則位于單程的2/5處;第三個向前移動柱塞則位于單程的4/5處，第四個開始向后移動柱塞則位于單程的1/5處;第五個向后移動柱塞則位于單程的3/5處。斜盤隨電機做圓周轉(zhuǎn)動、柱塞是由斜盤及推力軸承推動下做直線運動，斜盤可與電動或發(fā)動機主軸直接相連，亦可通過齒輪組與電機相連，與柱塞相配合的斜盤角度為5度到9度。
[0086]柱塞前部的空腔體是在防水密封圈39、進水單向閥35和出水單向閥37包圍下形成局部氣密狀態(tài)；當柱塞10從最前端向后移動過程中，柱塞前部的空腔室P6)則逐漸變大，內(nèi)部形成的真空負壓也逐漸升高;此時進水單向閥35打開，出水單向閥37呈關(guān)閉狀態(tài)，外部水源便在負壓作用下從低壓進水接頭25進水孔(Pl流入柱塞前腔室P6;當柱塞10從最后端向前部移動過程中，進水單向閥35很快關(guān)閉，柱塞前部的空腔室P6)則逐漸變小，腔體內(nèi)部的液體受壓后壓力升高并打開出水單向閥37，高壓水流便流過出水單向閥37流入次高壓腔室P9;五個柱塞輪流往復(fù)循環(huán)運轉(zhuǎn)將外部低壓水源轉(zhuǎn)化成脈動高壓水流并輸送到次高壓腔內(nèi)。
[0087]如與水栗相連接的水槍關(guān)閉后，次高壓腔內(nèi)P9的水壓會一直升高，當系統(tǒng)壓力值超過溢流閥主彈簧21和斷電推桿彈簧27彈力后，溢流閥芯19推動斷電推桿31向外移動直至觸動微動開關(guān)30來切斷電源。這時，電機停止運行，水栗也停止工作，機器呈待機狀態(tài)。如開通水槍，電機和水栗又開始工作輸出高壓水流。
[0088]當水槍設(shè)定為低壓狀態(tài)時，水流高速通過安裝在高壓出水接頭內(nèi)的文式閥體后，會在文式閥體前部產(chǎn)生局部真空;在負壓作用下，安裝在文式閥體前部的清潔液單向閥打開，清潔液便從清潔瓶中吸入到高壓出水接頭內(nèi)并隨著低壓水流一同流出水槍。
【主權(quán)項】
1.一種新型多柱塞組高壓水栗，其特征在于，由高壓生成組件、壓力保持組件、機械電子壓力安全控制組件、清潔液自動生成組件四部分組成，多柱塞水栗含4柱塞及4柱塞以上的柱塞，每一柱塞對應(yīng)一組高壓生成組件，所述高壓生成組件由斜盤(7)、推力球軸承(8)、柱塞(10)、柱塞彈簧(II)構(gòu)成，所述斜盤(7)固定在電機軸(I)前端，同心均布的多個柱塞(10)在柱塞彈簧(11)作用下與置于斜盤(7)上的推力球軸承(8)靠緊在其動圈上;隨著電機軸(I)的轉(zhuǎn)動，斜盤(7)和推力球軸承(8)沿馬達軸心做圓周運動，多個緊壓在軸承(8)上的柱塞隨著軸承(8)的轉(zhuǎn)動同步做直線往復(fù)運動；由于柱塞是按圓周方向同心分布，每個柱塞運動位置也是均布在一個整圓周上。2.如權(quán)利要求1所述的一種新型多柱塞組高壓水栗，其特征在于，高壓生成組件還設(shè)有傳動箱體(6)、柱塞彈性擋圈(9)、防油密封圈(41)、高壓出水接頭(15)、前栗體(14)、0形圈(16)、止回流單向閥(17);傳動箱體(6)與電機或發(fā)動機前端蓋相連接，柱塞彈性擋圈(9)定位在柱塞(10)后端，防油密封圈(41)安裝在后栗體上并與柱塞同心，高壓出水接頭(15)通過螺紋與前栗體(14)聯(lián)接，止回流單向閥(17)安裝在高壓出水接頭的內(nèi)側(cè)。3.如權(quán)利要求1所述的一種新型多柱塞組高壓水栗，其特征在于，所述壓力保持組件由后栗體(12)、中栗體(13)、進水單向閥(35)、出水單向閥(37)、單向閥內(nèi)套(38)、防水密封圈(39)、密封圈固定環(huán)(40)、單向閥支撐架(36)、低壓進水接頭(26)、0形圈(26)組成，進水單向閥(35)安裝在中栗體(14)和后栗體(12)之間按圓周方向均布的小腔體內(nèi)，且每個單向閥與之相對應(yīng)的柱塞(10)和低壓腔出水口(P3)相連通，出水單向閥(36)與單向閥內(nèi)套(37)安裝在后栗體(12)的小獨立的小腔體內(nèi)并按圓周方向均布；出水單向閥進水口(P7)與進水單向閥出水口( P6)通過相鄰的一個小側(cè)孔(P8)相連通，出水單向閥出水口( P5)與單向閥支撐架通孔(P9)相連通，防水密封圈(39)與密封圈固定環(huán)(40)安裝在后栗體上并與柱塞同心，低壓進水接頭(26)直接與前栗體相連。4.如權(quán)利要求1所述的一種新型多柱塞組高壓水栗，其特征在于，所述機械電子壓力安全控制組件由溢流閥芯(19)、0形圈(20)、溢流閥主彈簧(21)、壓環(huán)(22)、閥桿支撐環(huán)(24)、0形圈(26)、斷電推桿彈簧(27)、微動開關(guān)盒(29)、微動開關(guān)(30)、斷電推桿(31)、推桿支撐環(huán)(32)、推桿鎖緊螺母(33)、推桿防水密封圈(34)組成， 微動開關(guān)(30)安裝在塑膠微動開關(guān)盒(29)內(nèi)，與微動開關(guān)相連的內(nèi)部導(dǎo)線與電機引出線相接，微動開關(guān)盒(29)通過U形銷(28)與前栗體(14)固定在一起，斷電推桿(31)、斷電推桿彈簧(27)、推桿支撐環(huán)(32)、推桿鎖緊螺母(33)、推桿防水密封圈(34)安裝在前栗體推桿腔體內(nèi)，斷電推桿與微動開關(guān)盒上的小孔同心且正好與對準微動開關(guān)按鍵，溢流閥芯(19)、溢流閥主彈簧(21)、壓環(huán)(22)、閥桿支撐環(huán)(24)安裝在與推桿腔體同心的溢流閥腔體內(nèi)，兩腔體通過一小孔相連通。5.如權(quán)利要求1所述的一種新型多柱塞組高壓水栗，其特征在于，所述多柱塞組高壓水栗須采用四柱塞或五柱塞或六柱塞及七柱塞高壓水栗，每一柱塞按圓周方向均勻分布，柱塞分度圓須小于推力軸承的分度圓。6.如權(quán)利要求1所述的一種新型多柱塞組高壓水栗，其特征在于，對于汽油高壓清洗機，其高壓水栗的柱塞分度圓直徑最大為80mm，最小為40mm;柱塞直徑尺寸最大為16mm，最小為1mm;斜盤角度最大為12度，最小為6度； 對于電動高壓清洗機，其高壓水栗的柱塞分度圓直徑最大為60mm，最小為35mm;柱塞直徑尺寸最大為14mm，最小為8mm;斜盤角度最大為10度，最小為5度。7.一種應(yīng)用如權(quán)利要求1所述多柱塞組高壓水栗的高壓系統(tǒng)，其特征在于，多柱塞組之高壓系統(tǒng)是由一個驅(qū)動源、傳動箱(6)和多柱塞組高壓水栗組成，所述驅(qū)動源采用氣油發(fā)動機或電機，多柱塞組高壓水栗由高壓生成組件、壓力保持組件、機械電子壓力安全控制組件、清潔液自動生成組件四部分組成，采用直聯(lián)傳動傳動箱時，即驅(qū)動動力源與高壓水栗通過斜盤相連接，斜盤是直接固定在電機轉(zhuǎn)軸上，發(fā)動機或電機的轉(zhuǎn)速與水栗柱塞移動的速率相同；采用差聯(lián)傳動傳動箱時，斜盤并不直接與電機轉(zhuǎn)軸相連，而是發(fā)動機或電機傳動軸需通過一組或多級減速齒輪與斜盤連接，電機轉(zhuǎn)速一般是水栗柱塞移動的速率的四到六倍。8.—種新型多柱塞組高壓水栗的運行方法，其特征在于，斜盤(7)由螺栓(2)、方鍵(3)和墊圈(4)固定在電機軸有(I)前端，同心均布的多個柱塞(10)在柱塞彈簧(11)作用下與置于斜盤(7)上的推力球軸承(8)靠緊在其動圈上，隨著電機軸(I)的轉(zhuǎn)動，斜盤(7)和推力球軸承(8)沿馬達軸心做圓周運動，多個緊壓在軸承(8)上的柱塞隨著軸承(8)的轉(zhuǎn)動同步做直線往復(fù)運動；由于柱塞按圓周方向同心分布，每個柱塞運動位置也是均布在一個整循環(huán)上；以五柱塞水栗為例，當?shù)谝粋€柱塞到達到最前端;相鄰的第二個向前移動柱塞則位于單程的2/5處;第三個向前移動柱塞則位于單程的4/5處，第四個開始向后移動柱塞則位于單程的1/5處;第五個向后移動柱塞則位于單程的3/5處。9.如權(quán)利要求8所述的一種新型多柱塞組高壓水栗的運行方法，其特征在于，柱塞前部的空腔體是在防水密封圈(39)、進水單向閥(35)和出水單向閥(37)包圍下形成局部氣密狀態(tài)；當柱塞(10)從最前端向后移動過程中，柱塞前部的空腔室(P6)則逐漸變大，內(nèi)部形成的真空負壓也逐漸升高;此時進水單向閥(35)打開，出水單向閥(37)呈關(guān)閉狀態(tài)，外部水源便在負壓作用下從低壓進水接頭(25)進水孔(Pl)流入柱塞前腔室(P6); 當柱塞(10)從最后端向前部移動過程中，進水單向閥(35)很快關(guān)閉，柱塞前部的空腔室(P6)則逐漸變小，腔體內(nèi)部的液體受壓后壓力升高并打開出水單向閥(37)，高壓水流便流過出水單向閥(37)流入次高壓腔室(P9);多個柱塞輪流往復(fù)循環(huán)運轉(zhuǎn)將外部低壓水源轉(zhuǎn)化成脈動高壓水流并輸送到次高壓腔內(nèi)。10.如權(quán)利要求8所述的一種新型多柱塞組高壓水栗的運行方法，其特征在于，如與水栗相連接的水槍關(guān)閉后，次高壓腔內(nèi)(P9)的水壓會一直升高，當系統(tǒng)壓力值超過溢流閥主彈簧(21)和斷電推桿彈簧(27)彈力后，溢流閥芯(19)推動斷電推桿(31)向外移動直至觸動微動開關(guān)(30)來切斷電源，這時，電機停止運行，水栗也停止工作，機器呈待機狀態(tài)，如開通水槍，電機和水栗又開始工作輸出高壓水流。11.如權(quán)利要求8所述的一種新型多柱塞組高壓水栗的運行方法，其特征在于，當水槍設(shè)定為低壓狀態(tài)時，水流高速通過安裝在高壓出水接頭內(nèi)的文式閥體后，會在文式閥體前部產(chǎn)生局部真空;在負壓作用下，安裝在文式閥體前部的清潔液單向閥打開，清潔液便從清潔瓶中吸入到高壓出水接頭內(nèi)并隨著低壓水流一同流出水槍。
【文檔編號】F04B17/03GK105927493SQ201610443275
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月20日
【發(fā)明人】侯思臺, 顧江永, 劉明, 林敏聰
【申請人】上海永灼機電有限公司