CN109952162A - 具有电子压力/流量控制和显示器的压力清洗机及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种压力清洗机(10)，包括泵(12)、软管(14)、喷枪(16)以及第一喷嘴结构与第二喷嘴结构(18a，18b)。控制器(30)与电动机(20)电连接，用于驱动泵(12)。控制器(30)感测在操作期间电动机(20)的电流水平，作为响应，在至少第一电流水平和第二电流水平之间自动调节电动机(20)的电流水平。根据第一喷嘴结构(18a)或第二喷嘴结构(18b)是否与喷枪(16)流体连通改变电机输出(20a)的旋转速率。电子显示器(40)与控制器(30)电性连接。控制器(30)感测泵(12)的输出压力并在显示器(40)上向用户提供电子指示以至少显示相对压力条件。

Description

具有电子压力/流量控制和显示器的压力清洗机及其操作 方法

本申请要求2016年9月7日提交的美国临时申请62/384,531(审查中)的优先权，该专利文献通过引用作为本申请的参考资料。

技术领域

本发明总体上涉及压力清洗机，尤其涉及一种压力清洗机的控制方式和向用户指示压力和/或输出流量的压力清洗机。

背景技术

压力清洗机用途广泛，可用于清洁各种表面，包括混凝土和其他硬表面。例如户外露台、车道及人行道。其他受益于压力清洗的物品包括精细或容易损坏的表面，例如壁板、围栏和汽车。通常由用户确定施加到特定表面的流体力的大小以便获得最佳清洁效果的同时对目标表面产生最小损坏或不损坏。如果施加的力太小，则不能实现期望的清洁效果或者可能需要花费太长时间来实现。相反，如果施加的力过大，则目标表面可能发生损坏。因此，希望提供一种压力清洗装置和方法，以帮助使用者获得最佳的清洁效果的同时很少或不产生表面损坏或其他不好的结果。

发明内容

在一个通用和说明性的实施例中，提供了一种压力清洗机，其包括泵。泵包括用于接收待加压液体的泵入口和泵出口。软管包括与泵出口流体连通的软管入口以及软管出口。喷枪包括喷枪入口和喷枪出口，其中喷枪入口与软管出口流体连通。该压力清洗机还包括第一喷嘴结构以及第二喷嘴结构。第一喷嘴结构与第二喷嘴结构中的每一个可选择地与喷枪出口流体连通。第一喷嘴结构与第二喷嘴结构分别对应具有第一通孔与第二通孔。第一通孔配置成提供的流速与第二通孔提供的流速不同。电动机包括与泵连接的可旋转输出轴，用以操作泵加压待加压液体，并导引加压液体流过软管、喷枪及选定的与喷枪流体连通的第一喷嘴结构或者第二喷嘴结构。控制器与电动机电性连接，该控制器用于检测电动机运行期间的电气曲线或负载。例如，可以感测在操作或使用压力清洗机期间电动机的电流水平。作为响应，控制器在至少第一电流水平和第二电流水平之间自动调节电动机的电流水平，以实现根据第一喷嘴结构或第二喷嘴结构是否与喷枪流体连通改变可旋转输出轴的旋转速率。

在其他实施例中，电动机还包括直流无刷电机。随着流速增加，该控制器提高直流无刷电机的电流水平，以提高可旋转输出轴的旋转速率。反之亦然，根据使用者是否改变喷嘴结构，例如，使用者将高流速/低压喷嘴结构改变为低流速/高压喷嘴结构时，控制器降低DC无刷电机的电流水平以降低可旋转输出轴的旋转速率。控制器还包括用于限制电机输出的转速的转速限制器。如此设置，例如可以防止调节电动机转速导致过大的旋转速率和防止电动机被烧坏。在优选实施例中，控制器保持DC无刷电动机的电流水平基本恒定。例如，除了由于转速限制器介入将电动机的转速限制在较低水平以外，该基本恒定的电流水平一般是15安培。第一喷嘴结构与第二喷嘴结构还分别对应包括可独立地附接到喷枪的第一喷嘴与第二喷嘴。可选地，第一喷嘴结构与第二喷嘴结构还分别对应包括第一喷嘴结构与第二喷嘴结构的可调节喷嘴。

在另一个说明性实施例中，一种压力清洗机的操作方法，该压力清洗机的第一喷嘴结构和第二喷嘴结构中的任意一个与喷枪流体连通。第一喷嘴结构与第二喷嘴结构分别对应具有提供不同流速的第一通孔与第二通孔；向电动机提供电流以旋转可旋转输出轴，并泵送液体流过软管、喷枪及与喷枪连接的第一喷嘴结构。然后，将第二喷嘴结构与喷枪流体连通；通过与电动机电性连接的控制器感测第二喷嘴结构与喷枪流体连通。例如：控制器可以通过感测电动机的电气曲线或者负载的变化来感测是否是第二喷嘴结构与喷枪流体连通。当第二喷嘴结构与喷枪流体连通时，控制器将电动机的电流水平调节至与第一喷嘴结构与喷枪流体连通时的电流水平不同的电流水平，以改变可旋转输出轴的旋转速率和流经第二喷嘴结构的流体流速。

电动机还包括直流无刷电机。调节电流水平还包括：随着流速增加，提高直流无刷电机的电流水平，以提高可旋转输出轴的旋转速率。该方法还包括：将电动机输出的旋转速率限制到最大速率。调节电流水平还包括：当第一喷嘴结构和第二喷嘴结构分别与喷枪流体连通时，保持直流无刷电机的电流水平基本恒定。基本恒定的电流水平为15安培。第一喷嘴结构与第二喷嘴结构分别对应包括第一喷嘴与第二喷嘴。将第二喷嘴结构流体连通还包括：将第一喷嘴从喷枪上移除；将第二喷嘴与喷枪连接。可选地，第一喷嘴结构与第二喷嘴结构分别对应具有可调节喷嘴的第一调节位置和第二调节位置；将第二喷嘴结构流体连通还包括：将可调节喷嘴从第一调节位置调节至第二调节位置。

在另一个通用和说明性的实施例中，提供了一种压力清洗机，其包括如前所述的软管和喷枪。该压力清洗机还包括与喷枪出口流体连通的喷嘴，该喷嘴用于以输出压力导引液体。电动马达或汽油动力马达与泵连接，以控制泵加压液体和导引加压液体通过软管、喷枪及与喷枪连接的喷嘴。电子显示器与控制器彼此之间电性连接。控制器根据与喷枪连接的喷嘴至少感测相对输出压力水平，并使电子显示器向用户指示至少在相对基础上的压力清洗机的输出压力水平。电动机还包括DC无刷电机。

电子显示器包括多个视觉指示器，控制器激活多个视觉指示器中的一个以向用户指示相对水平的输出压力。多个视觉指示器包括若干图标，例如，可以由控制器根据感测的输出压力选择性地点亮图标。每个图标代表压力清洗机的不同用途或应用。

本发明还提供了一种压力清洗机的操作方法，该方法包括通过控制器检测输出压力；将控制器感测的输出压力传输给电子显示器，以至少在相对的基础上，显示输出压力的指示。电子显示器包括多个视觉指示器，该方法还包括：激活多个视觉指示器中的一个以向用户指示至少相对水平的输出压力。激活多个视觉指示器中的一个还包括：激活多个图标中的一个，每个图标代表压力清洗机的不同用途或应用。

通过阅读以下结合附图对示例性实施例的详细描述，将会理解本发明的其他目的、优点及特征。

附图说明

下面结合本发明的实施例和说明实施例的说明书附图对本发明进行的一般描述和具体描述，并构成用于解释本发明的说明书的一部分。

图1是本发明压力清洗机的一种实施方式的结构示意图。

图2是图1所示的压力清洗机的结构框图。

图3是适用于压力清洗机的多个喷嘴结构的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1、图2及图3所示，在一种说明性的实施例中，本发明提供了一种压力清洗机10，其包括泵12。泵12具有用于接受待加压溶液的泵入口12a及泵出口12b。软管14具有与泵出口12b流体连通连接的软管入口14a，以及软管出口14b。喷枪16具有用于与软管出口14b流体连通连接的喷枪入口16a，以及喷枪出口16b。该压力清洗机10还包括至少一个喷嘴18(如图2所示)。图3中显示有多个喷嘴18a、18b、18c、18d。这些可称为“多喷嘴”或“喷嘴结构”(如后面的进一步描述)。尽管图中示出了四个喷嘴结构18a-d，但是应当理解，可以根据用户需要或偏好提供两个或多个喷嘴结构。喷嘴18包括可在不同流量/压力分布和喷射模式18a-d之间配置的单个可调节喷嘴(如图3所示)或至少两个独立且不同的喷嘴18a-d，每个喷嘴具有不同的喷射流量/压力分布和喷射模式。如图3所示，喷嘴18a-d配置为单独地释放独特的喷射模式(如图3所示)。根据使用场景需要，各个喷嘴18a-d可以永久地设计成不同的喷射模式并安装在喷枪16上(例如，混凝土类的硬表面或木材类的精细的表面)。可选地，以已知的方式，单个可调喷嘴18可以在两个或多个位置或通孔配置之间调节，以释放具有不同流速/压力输出的不同的喷射模式(如图3所示)。在任意一种方式中，至少配置有第一喷嘴结构(如18a)和第二喷嘴结构(如18b)以使压力清洗机10用于不同的工作或应用环境。第一喷嘴结构18a和第二喷嘴结构18b中的任意一个均能够选择性地与喷枪出口16b流体连通。第一喷嘴结构18a和第二喷嘴结构18b分别对应具有第一通孔和第二通孔。第一通孔配置为提供与第二通孔不同的流速。如图3中示出的不同喷射效果，四个喷嘴18a-d具有不同的应用环境，从肥皂和水的清洁的精细应用到高功率的硬表面清洁。

请参阅图2所示，该电动机20从交流(AC)或直流(DC)电源22获得电力，电动机20具有与泵12连接的可旋转输出轴20a，用于操作泵12以加压待加压液体，并导引加压液体流过软管14、喷枪16及选定的一个喷嘴结构，例如与喷枪16流体连通的喷嘴结构18a-d。泵12从源头24获得水，源头24例如是连接到套管的花园软管(未图示)。控制器30与电动机20电连接。控制器30用于感测电动机20在操作或使用压力清洗机10时的电流水平，并根据感测到的电流水平在至少第一水平和不同的第二水平之间自动调节电动机20的电流水平。如此，根据第一喷嘴结构18a或第二喷嘴结构18b是否与喷枪16流体连通改变可旋转输出轴20a的旋转速率。如上所述，第一喷嘴结构与第二喷嘴结构的喷嘴结构可以相同也可以不同。例如，该压力清洗机产生的最大压力可以是2200psi或更高，根据应用环境或设计用途，该最大值也可以降低。

在其他实施例中，电动机20还包括直流无刷电机(DC无刷电机)。当流体流速增加和伴随喷嘴18处的压力降低时，控制器30可以增加DC无刷电机20的电流水平以增加可旋转输出轴20a的旋转速率。反之亦然，，例如，根据使用者是否将高流速/低压喷嘴结构改变为低流速/高压喷嘴结构，控制器30可以降低DC无刷电机20的电流水平以降低可旋转输出轴20a的旋转速率。通常，目标是增加电动机的转速(RPMs)以提供恒定可靠的压力，尤其是在使用较低压力/较高流量喷嘴结构时。控制器30还包括转速限制器32，其用于限制电机输出20a的转速。如此设置，例如，可以防止电动机转速的增加导致过大的旋转速率和防止电动机被烧坏。

优选地，控制器30保持DC无刷电动机20的电流水平基本恒定。在本说明性的实施例中，该基本恒定的电流水平一般是15安培。当然，电流水平也可以通过介入以限制在较低水平，例如，通过转速限制器32将电动机转速限制在较低水平。第一喷嘴结构和第二喷嘴结构(如18a、18b)还分别对应包括可独立地附接到喷枪的第一和第二喷嘴18。如上所述，第一喷嘴结构和第二喷嘴结构也可以分别对应的具有第一喷嘴结构和第二喷嘴结构的可调节喷嘴结构。例如，可调节喷嘴18可以在至少两个位置之间旋转以改变通孔配置，对应输出相对高流速/低压配置和较低流速/高压配置(如图3所示)。这种可调节的喷嘴结构是已知的。

压力清洗机10的操作方法包括将第一喷嘴结构(如18a)或第二喷嘴结构(如18b)中的一个与喷枪16流体连通。第一喷嘴结构18a和第二喷嘴结构18b分别对应具有第一通孔和第二通孔，第一通孔和第二通孔配置为根据工作需要提供不同的流速、压力分布以及不同的喷射模式。电流被供应到电动机20以驱动可旋转输出轴20a旋转并泵送流体通过软管14、喷枪16及与喷枪16流体连通的第一喷嘴结构18a。第二喷嘴结构18b与喷枪16流体连通。与电动机20电连接的控制器30检测到第二喷嘴结构18b与喷枪16流体连通。这是通过控制器30感测到电动机20上的电气曲线或负载实现的。当第二喷嘴结构18b与喷枪16流体连通时，控制器30将电动机20的电流水平调节至与第一喷嘴结构18a与喷枪16流体连通时的电流水平不同的电流水平，以改变可旋转输出轴20a的旋转速率和通过第二喷嘴结构18b的流体流速。

电动机20还包括DC无刷电机。调节电流水平还包括：随着流速增加，增加DC无刷电机20的电流水平，以增加可旋转输出轴20a的旋转速率。具体地，控制器30包括可编程电路板或任何其他包括本领域技术人员用于执行本文所述方法的组件的合适的可编程设备。例如，当控制器30感测到电流为12安培，则控制器将电流水平增加到15安培，以提高电动机的转速。然而，如果在电动机20的电流水平达到预设的15安培之前，电动机20转速已达到最大转速，则转速限制器32介入，并且控制器30将最大安培电平限制(cap)为等于最大转速水平或与最大转速水平相关。如此，该方法包括使用转速限制器32将电动机的可旋转输出轴20a的旋转速率限制到最大速率。调节电流水平还包括：当第一喷嘴结构18a与第二喷嘴结构18b分别与喷枪16流体连通时，保持DC无刷电机20的电流水平基本恒定。该基本恒定的电流水平可以为15安培。第一喷嘴结构18a与第二喷嘴结构18b(仅作为示例)还分别包括第一和第二喷嘴18a，18b；将第二喷嘴结构18b与喷枪16流体连通还包括：将第一喷嘴18a从喷枪16上移除并将第二喷嘴18b连接到喷枪16。可选地，第一喷嘴结构18a与第二喷嘴结构18b还分别包括可调节喷嘴18的第一调节位置和第二调节位置(如图2所示)；将第二喷嘴结构18b与喷枪16流体连通还包括：将可调节喷嘴18从第一调节位置调节到第二调节位置以改变第二喷嘴结构18b的喷射模式。

请参阅图3所示，电子显示器40与控制器30及电动机20电性连接。控制器30使电子显示器32向用户显示至少在相对基础上的输出压力水平。例如，控制器30通过感测电动机20的安培数来推断相对压力/流量条件。如果电流水平相对较高，则对应于高压条件，例如，使用的是喷嘴18d。当控制器30感测到低电流水平，则表示使用的是较低压的喷嘴(18a)。

电子显示器40包括多个视觉指示器，如42a、42b、42c、42d。控制器30激活多个视觉指示器42a、42b、42c、42d中的一个以向用户显示输出压力的相对水平。多个可视指示器42a、42b、42c、42d可以包括对应于压力清洗机10的不同用途的LED可激活图标。当特定的LED可激活图标42a-d被点亮或激活时，用户将被告知在相应类型的表面或应用场景下使用压力清洗机，以获得最佳清洁效果、产生最小的损坏。

本发明还提供了一种压力清洗机10的操作方法，如上所述，该方法包括利用与电动机20电连接的控制器30感测输出压力，并通过将控制器30感测的输出压力电传递到电子显示器40以至少在相对基础上显示输出压力的指示。电子显示器40可包括多个视觉指示器42a-d。该方法还可包括激活多个视觉指示器42a-d的中一个以将至少相对水平的输出压力传达给用户。激活多个视觉指示器42a-d中的一个还包括：激活多个图标中的一个，每个图标代表压力清洗机的不同用途。在本实施例中，LED可激活图标42a-42d分别对应于使用喷嘴18a-18d。使用喷嘴18a将导致图标42a被点亮；使用喷嘴18b将导致图标42b被点亮；使用喷嘴18c将导致图标42c被点亮；使用喷嘴18d将导致图标42d被点亮。应当理解，与其他方面一样，电子显示器40是否与自动调节电流分布水平一起使用可以根据产品使用需要进行设定。另外，除了应用于上面讨论的电动压力清洗机之外，压力输出的感测和显示还可以适用于汽油动力压力清洗机。其中，汽油动力压力清洗机可包括适用于为控制器供电的电池，该控制器可包括执行压力传感功能的压力传感器。根据压力传感器感测的压力，与该控制器电性连接的电子显示器将如上所述的向用户至少指示相对压力，例如通过激活与该压力水平相关联的合适图标。可选地，在包括电子显示器的任何实施例中，显示器可以向用户指示实际压力以达到更高的准确性。对于大多数用户来说，激活图标就足以象征性地表示压力清洗机输出的液体压力，从而告知用户该压力的适当应用。

尽管已经通过各种优选实施例描述说明了本发明，并且虽然已经相当详细地描述了这些实施例，但是申请人的意图不是限制或以任何方式限制所附权利要求的范围。本领域技术人员容易想到其他的优点和修改。可以根据用户的需要和偏好，将本发明的这些技术特征单独使用或者进行任何组合。这是根据目前已知的实施本发明的优选方法对本发明的描述。然而，本发明本身应仅由所附权利要求限定。

Claims (27)

1.一种压力清洗机，其特征在于：包括：

泵，包括用于接收待加压液体的泵入口及泵出口；

软管，包括与所述泵出口流体连通的软管入口及软管出口；

喷枪，包括喷枪入口和喷枪出口，所述喷枪入口与所述软管出口流体连通；

第一喷嘴结构以及第二喷嘴结构，其中所述第一喷嘴结构与所述第二喷嘴结构均能选择性地与所述喷枪出口流体连通，所述第一喷嘴结构与所述第二喷嘴结构分别对应具有第一通孔与第二通孔，所述第一通孔配置成提供的流速与所述第二通孔提供的流速不同；

电动机，包括与所述泵连接的可旋转输出轴，用于操作所述泵以加压液体并导引液体流过所述软管、所述喷枪及与所述喷枪流体连通的所述第一喷嘴结构或者所述第二喷嘴结构中的选定的一者；以及

控制器，与所述电动机电性连接，其中所述控制器用于检测所述电动机运行期间的电气曲线，作为响应，在至少第一电流水平和第二电流水平之间自动调节所述电动机的电流水平，以实现根据所述第一喷嘴结构或所述第二喷嘴结构是否与所述喷枪流体连通改变所述可旋转输出轴的旋转速率。

2.根据权利要求1所述的压力清洗机，其特征在于：所述电动机还包括直流无刷电机。

3.根据权利要求2所述的压力清洗机，其特征在于：随着流速增加，所述控制器提高所述直流无刷电机的电流水平，以提高所述可旋转输出轴的旋转速率。

4.根据权利要求3所述的压力清洗机，其特征在于：所述控制器还包括用于限制所述电动机输出的转速的转速限制器。

5.根据权利要求3所述的压力清洗机，其特征在于：所述控制器保持所述直流无刷电机的电流水平基本恒定。

6.根据权利要求5所述的压力清洗机，其特征在于：所述基本恒定的电流水平为15安培。

7.根据权利要求1所述的压力清洗机，其特征在于：所述控制器还包括用于限制所述电动机输出的转速的转速限制器。

8.根据权利要求1所述的压力清洗机，其特征在于：所述第一喷嘴结构与所述第二喷嘴结构还分别对应包括与所述喷枪独立连接的第一喷嘴与第二喷嘴。

9.根据权利要求1所述的压力清洗机，其特征在于：所述第一喷嘴结构与所述第二喷嘴结构还分别具有第一喷嘴结构与第二喷嘴结构的可调节喷嘴。

10.一种压力清洗机的操作方法，该压力清洗机包括由电动机驱动的泵，所述泵将加压液体引导至与喷枪流体连通的软管中，其特征在于：所述方法包括：

将第一喷嘴结构或第二喷嘴结构中的一个与所述喷枪流体连通，所述第一喷嘴结构与所述第二喷嘴结构分别对应具有提供不同流速的第一通孔与第二通孔；

向电动机提供电流以使可旋转输出轴旋转，并泵送液体流过所述软管、所述喷枪及与所述喷枪连接的第一喷嘴结构；

将第二喷嘴结构与所述喷枪流体连通；

通过与所述电动机电性连接的控制器感测所述第二喷嘴结构与所述喷枪流体连通；及

当所述第二喷嘴结构与所述喷枪流体连通时，将所述电动机的电流水平调节至与所述第一喷嘴结构与所述喷枪流体连通时的电流水平不同的电流水平，以改变所述可旋转输出轴的旋转速率和流经所述第二喷嘴结构的流体流速。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述电动机还包括直流无刷电机；调节所述电流水平还包括：

随着流速增加，提高所述直流无刷电机的电流水平，以提高所述可旋转输出轴的旋转速率。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：该方法还包括：

将所述电动机输出的旋转速率限制到一个最大速率。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：该方法还包括：

将所述电动机输出的旋转速率限制到最大速率。

14.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述电动机还包括直流无刷电机，调节所述电流水平还包括：

当所述第一喷嘴结构和所述第二喷嘴结构分别与所述喷枪流体连通时，保持所述直流无刷电机的电流水平基本恒定。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：所述基本恒定的电流水平为15安培。

16.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：所述第一喷嘴结构与所述第二喷嘴结构分别对应具有第一喷嘴与第二喷嘴，将所述第二喷嘴结构流体连通还包括：

将所述第一喷嘴从所述喷枪上移除；以及

将所述第二喷嘴与所述喷枪连接。

17.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：所述第一喷嘴结构与所述第二喷嘴结构分别对应具有可调节喷嘴的第一调节位置和第二调节位置；将所述第二喷嘴结构流体连通还包括：

将所述可调节喷嘴从所述第一调节位置调节至所述第二调节位置。

18.一种压力清洗机，其特征在于：包括：

泵，包括用于接收待加压液体的泵入口及泵出口；

软管，包括配置成与所述泵出口流体连通的软管入口及软管出口；

喷枪，包括喷枪入口和喷枪出口，所述喷枪入口配置成与所述软管出口流体连通；

与所述喷枪出口流体连通的喷嘴，所述喷嘴用于以输出压力导引液体；

与所述泵连接的电动机，所述电动机用于控制泵加压液体和导引加压液体通过所述软管、所述喷枪及与所述喷枪连接的喷嘴；

电子显示器；以及

与所述电子显示器电连接的控制器，所述控制器使所述电子显示器向用户指示至少在相对基础上的所述压力清洗机的输出压力水平。

19.根据权利要求18所述的压力清洗机，其特征在于：所述电动机还包括电动马达或汽油动力马达。

20.根据权利要求18所述的压力清洗机，其特征在于：所述电动机还包括直流无刷电机。

21.根据权利要求18所述的压力清洗机，其特征在于：所述电子显示器包括多个视觉指示器，所述控制器激活所述多个视觉指示器中的一个以向用户指示相对水平的输出压力。

22.根据权利要求21所述的压力清洗机，其特征在于：所述多个视觉指示器包括代表所述压力清洗机的不同用途的图标。

23.一种压力清洗机的操作方法，其特征在于：包括：

通过电动机对泵内液体加压；

以输出压力导引加压流体流过软管、喷枪及与所述喷枪流体连通的喷嘴；

通过控制器检测输出压力；及

将控制器感测的输出压力传输给电子显示器，以至少在相对的基础上，显示输出压力的指示。

24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于：对所述液体加压还包括：

通过电动或气动马达操作所述泵。

25.根据权利要求23所述的方法，其特征在于：对所述液体加压还包括：

通过直流无刷电机操作所述泵。

26.根据权利要求23所述的方法，其特征在于：电子显示器包括多个视觉指示器，该方法还包括：

激活所述多个视觉指示器中的一个以向用户指示相对水平的输出压力。

27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于：激活所述多个视觉指示器中的一个还包括：

激活多个图标中的一个，每个图标代表所述压力清洗机的不同用途。