液体泵和液体投放系统的制作方法

本申请涉及液体流动控制技术领域，具体地，涉及一种液体泵和液体投放系统。

背景技术：

洗涤液投放系统被用于向例如洗衣机等洗涤设备自动添加洗涤液。为了将低压的洗涤液注入到高压的自来水中，洗涤液投放系统通常包含液体泵。

现有技术中，液体泵的种类很多，比如离心泵、往复泵、真空泵等。乳液泵是一种往复泵，由于其结构简单，价格便宜等特点，乳液泵被广泛地应用于日化领域。但现有技术中的乳液泵通常是手工操作，而且无法将洗涤液泵入到高压液体中，也无法实现洗涤液的精确定量投放。

因此，需要对现有技术进行改进，以实现更精确、更自动化的液体投放，并且能将低压的洗涤液泵入到高压液体中。

技术实现要素：

为了解决现有技术的问题，本申请的一个目的是提供一种液体泵，用以实现精准、自动化的液体投放。

本申请的一个方面，本申请提供了一种液体泵，所述液体泵包括：进料口、出料口、泵体、进料阀、出料阀和活塞机构；所述泵体具有用于存储液体的储液腔，所述储液腔通过进液通道与所述进料口流体连通，并且通过出液通道与所述出料口流体连通；所述进料阀为单向阀，其被耦接在所述进液通道中，并且被配置为仅允许液体从所述进料口沿所述进液通道流向所述储液腔；所述出料阀为单向阀，其被耦接在所述出液通道中，并且被配置为仅允许液体从所述储液腔沿所述出液通道流向所述出料口；所述活塞机构包括活塞杆、活塞和活塞驱动器，其中，所述活塞与所述泵体的内壁接触以与其共同限定所述储液腔，且所述活塞连接于所述活塞杆的第一端，所述活塞杆被配置为在所述活塞驱动器的驱动下沿所述泵体的轴向运动从而带动所述活塞在所述泵体内的吸液位置和排液位置之间往复运动，当所述活塞从所述排液位置向所述吸液位置移动时，所述储液腔内压力减小，从而将液体经由所述进料口与所述进液通道吸入到所述储液腔中；当所述活塞从所述吸液位置向所述排液位置移动时，所述储液腔内压力增大，从而将所述储液腔中的液体经由所述出液通道和所述出料口排出。

可以看出，对于本申请的液体泵，其利用外置的电动机拉动或电磁驱动使活塞往复运动，以使得泵腔工作容积周期变化，从而实现吸入和排出液体。由于活塞往复运动吸入和排出的液体量很稳定，通过电机或电磁装置驱动可实现少量液体的快速稳定的精准投放。本申请的液体泵采用特殊的单向阀结构，使得液体泵可实现将低压液体泵入到高压液体中。

在一些实施例中，所述活塞驱动器包括驱动电机和传动装置，所述传动装置用于将所述驱动电机提供的驱动力传递给所述活塞杆使得所述活塞杆沿其轴向运动。

在一些实施例中，所述活塞驱动器为电磁推拉式电机，所述电磁推拉式电机的驱动杆与所述活塞杆固定连接，以使得所述活塞杆沿其轴向运动。

在一些实施例中，所述进料阀包括进料阀座和膜片，其中，所述进料阀座具有进料腔，其限定所述进液通道的至少一部分，所述膜片被可操作地耦接于所述进料阀座上，且根据所述膜片两侧压力差封闭或打开所述进液通道。

在一些实施例中，当所述活塞从所述排液位置向所述吸液位置移动时，所述膜片靠近所述储液腔的一侧压力小于靠近所述进料口一侧的压力，从而使得所述进液通道被打开以允许液体从所述进料口流入所述储液腔中；当所述活塞从所述吸液位置向所述排液位置移动时，所述膜片靠近所述储液腔的一侧压力大于靠近所述进料口一侧的压力，从而使得所述进液通道被封闭以阻止液体经由所述进料口从所述储液腔流出。

在一些实施例中，所述进料腔靠近所述泵体的一侧具有喇叭形结构，所述膜片被构造为与所述喇叭形结构相配合的凸面。

在一些实施例中，所述出料阀包括出料阀座和弹性管，其中，所述出料阀座具有出料腔以及位于所述出料阀座侧壁的开孔，所述出料腔、开孔及所述储液腔流体连通，而所述开孔位于所述出料腔与所述出料口之间；所述弹性管嵌套于所述出料阀座的外侧并且可操作地覆盖所述开孔，从而根据所述开孔位置处所述弹性管内外侧的压力差封闭或打开所述出液通道。

在一些实施例中，当所述活塞从所述排液位置向所述吸液位置移动时，所述开孔位置处所述弹性管外侧的压力大于内侧的压力，从而使得所述弹性管密封所述开孔并且阻止液体经由所述出料口流入所述储液腔；当所述活塞从所述吸液位置向所述排液位置移动时，所述开孔位置处所述弹性管外侧的压力小于内侧的压力，从而在所述出料阀座与所述弹性管之间形成缝隙，并且允许所述储液腔内的液体经所述出料口流出。

本申请的一个方面，提供了一种洗涤液投放系统，所述洗涤液投放系统液体管道、电子控制模块和所述液体泵，其中，所述液体管道包括用于进水的第一进液口，用于注入洗涤液的第二进液口，以及用于排出液体的排液口；其中，所述液体管道还包括第一液体通路和第二液体通路，所述第一液体通路与所述第二液体通路共用一部分液体通路，所述第一进液口通过所述第一液体通路与所述排液口流体连通，而所述第二进液口通过所述第二液体通路与所述排液口流体连通，所述液体泵耦接在所述第二液体通路中，且所述液体泵的出料阀延伸到所述第一液体通路中；所述电子控制模块电耦接到所述活塞驱动器，用于向所述活塞驱动器提供控制信号，所述控制信号用于控制所述活塞驱动器的动作，从而控制所述洗涤液注入到所述液体管道内。

在一些实施例中，所述开孔的朝向被配置为与所述第一液体通路的液体流动方向相同。

本申请的液体泵可以将低压液体泵入到高压环境中，并且可以精确地控制低压液体的泵入量。该液体泵可以应用于洗涤液投放系统中，以将洗涤液投放到高压自来水中，与自来水混合后再进入洗涤设备，并且可以精确地控制洗涤液的投放量。

以上为本申请的概述，可能有简化、概括和省略细节的情况，因此本领域的技术人员应该认识到，该部分仅是示例说明性的，而不旨在以任何方式限定本申请范围。本概述部分既非旨在确定所要求保护主题的关键特征或必要特征，也非旨在用作为确定所要求保护主题的范围的辅助手段。

附图说明

通过下面说明书和所附的权利要求书并与附图结合，将会更加充分地清楚理解本申请内容的上述和其他特征。可以理解，这些附图仅描绘了本申请内容的若干实施方式，因此不应认为是对本申请内容范围的限定。通过采用附图，本申请内容将会得到更加明确和详细地说明。

图1示出了根据本申请一种实施例的液体泵100，该液体泵100的活塞193处于吸液位置131a；

图2示出了根据本申请一种实施例的液体泵100，该液体泵100的活塞193处于排液位置131b；

图3a、3b示出了图1中的进料阀150和出料阀170装配后的E、F部位的局部放大图；

图4a、4b示出了图2中的进料阀150和出料阀170装配后的E、F部位的局部放大图。

图5示出了根据本实施例的一种采用电磁推拉式电机作为活塞驱动器的液体泵500。

图6示出了一种将本公开的液体泵100应用于洗涤液投放系统600的示意图。

具体实施方式

在下面的详细描述中，参考了构成其一部分的附图。在附图中，类似的符号通常表示类似的组成部分，除非上下文另有说明。详细描述、附图和权利要求书中描述的说明性实施方式并非旨在限定。在不偏离本申请的主题的精神或范围的情况下，可以采用其他实施方式，并且可以做出其他变化。可以理解，可以对本申请中一般性描述的、在附图中图解说明的本申请内容的各个方面进行多种不同构成的配置、替换、组合，设计，而所有这些都明确地构成本申请内容的一部分。

图1和图2示出了根据本申请的实施例的一种液体泵100，液体泵100可用于将液体从低压环境泵入到高压环境中。

如图1和图2所示，液体泵100包括进料口110、出料口120、泵体130、进料阀150、出料阀170和活塞机构190。

泵体130具有包括用于存储液体的储液腔131，储液腔131通过进液通道133与进料口110流体连通，并且通过出液通道135与出料口120流体连通。

在一些实施例中，进料阀150和出料阀170均为仅允许液体沿一个方向流动的单向阀。进料阀150被耦接在进液通道133中，并且被配置为仅允许液体从进料口110沿进液通道133流向储液腔131，而不允许液体从储液腔131沿进液通道133流向进料口110。出料阀170被耦接在出液通道135中，并且被配置为仅允许液体从储液腔131沿出液通道135流向出料口120，而不允许液体从出料口120沿出液通道135流向储液腔131。

活塞机构190包括活塞杆191、活塞193和活塞驱动器195。活塞193与泵体130的内壁132接触以与其共同限定储液腔131。活塞193连接于或固定于活塞杆191的第一端191a。活塞杆191被配置为在活塞驱动器195的驱动下，沿泵体130的轴向运动，从而带动活塞193在泵体130内的吸液位置131a（如图1）和排液位置131b（如图2）之间往复运动。

为了便于理解，下面结合图1和图2对液体泵100的工作原理进行进一步说明。液体泵100的进料口110与低压液体连通，出料口120与高压液体连通，低压液体的压力通常远远低于高压液体的压力。因此，将进料阀150和出料阀170分别设置为单向阀可以保证液体仅能够从进料口110转移到出料口120，而不会反向流动。

图1示出了活塞193处于吸液位置131a时的液体泵100。当活塞驱动器195驱动活塞杆191向远离出料口120的方向（如图1中从右向左方向）移动时，活塞193从排液位置131b向吸液位置131a移动，储液腔131的空间变大，因而储液腔131中的压力减小，并且保持低于出料口120外部高压液体800的液压，从而使得出料阀170关闭。当储液腔131的压力减小到低于进料口110外部低压液体的液压时，进料阀150打开，低压液体从进料口110进入并经由进液通道133吸入到储液腔131中。

图2示出了活塞193处于排液位置131b时的液体泵100。当活塞驱动器195驱动活塞杆191向朝向出料口120的方向（如图2中从左向右方向）移动时，活塞193从吸液位置131a向排液位置131b移动，储液腔131的空间变小，因而储液腔131中的压力增大，并且保持高于进料口110外部低压液体的液压，从而使得进料阀150单向阀关闭。当储液腔131的压力增大到高于出料口120外部高压液体800的液压时，出料阀170打开。储液腔131中的液体经由出液通道135从出料口120排出。

图3a和图3b分别示出了图1中的进料阀150和出料阀170装配后的E、F部位的局部放大图，此时，进料阀150处于打开状态，出料阀170处于关闭状态。

图3a和图3b所示，进料阀150包括进料阀座151和膜片153，进料阀座151具有进料腔155。进料腔155限定进液通道133的至少一部分。进料腔155与进料口110流体连通，并且位于进料口110的下游。

膜片153被可操作地耦接于进料阀座151上，且根据膜片153两侧压力差封闭或打开进液通道。在一些实施例中，膜片153可以为由具有一定弹性的材料制成的薄片，当其受力后发生形变，从而改变与进料阀座151的接触关系。

具体地，如图3a所示，进料阀座151的进料腔155靠近泵体130的一侧具有喇叭形结构157。喇叭形结构157的喇叭口的朝向与进液通道133的液体流向相同。膜片153被构造为具有与喇叭形结构157相配合的凸面，也即膜片153的凸面凸向喇叭形结构157中窄的一端，从而使得当膜片153两侧压力平衡时，膜片153的形状大体与喇叭形结构157接触，进而封闭喇叭形结构157。可以理解，当模片153靠近泵体130的一侧压力较大时，膜片153可以保持与喇叭形结构153气密地接触，从而避免进料阀150开启。

如图3b所示，出料阀170包括出料阀座171和弹性管173，其中出料阀座171具有出料腔175以及位于出料阀座171侧壁的至少一个开孔177。出料腔175、开孔177及储液腔131流体连通，且开孔177位于出料腔175与出料口120之间。出料腔175限定出液通道135的至少一部分，并且位于出料口120的上游。

弹性管173嵌套于出料阀座171的外侧并且可操作地覆盖开孔177，从而根据开孔177位置处弹性管173内外侧的压力差封闭或打开出液通道135。

当活塞193从排液位置131b向吸液位置131a移动时，储液腔131压力减小。当进料阀150的膜片153靠近储液腔131一侧的压力小于靠近进料口110一侧的压力时，进料阀150打开。此时，膜片153的凸面与喇叭形结构157之间形成缝隙，使得进料阀150打开，液体可以从进料口110进入进液通道133，进而流入储液腔131中。此时，在出料阀170的开孔177位置处，弹性管173外侧大于弹性管173内侧的压力，这使得弹性管173紧贴出料阀座171的外侧。因此，弹性管173密封开孔177，使得出料阀170关闭，从而阻止出料口120外部的高压液体800经由出料口120流入储液腔131。

图4a和图4b分别示出了图2中的进料阀150和出料阀170装配后的E、F部位的局部放大图，此时，进料阀150处于关闭状态，出料阀170处于打开状态。

如图4a和图4b所示，当活塞193从吸液位置131a向排液位置131b移动时，储液腔131压力增大。当进料阀150的膜片153靠近储液腔131一侧的压力大于靠近进料口110一侧的压力时，进料阀150关闭。此时，膜片153的凸面与喇叭形结构157之间气密接触，使得进料阀150关闭，从而阻止储液腔131内的液体经由进液通道135从进料口110流出。同时，在出料阀170的开孔177位置处，弹性管173外侧的压力小于弹性管173内侧的压力时，这使得弹性管173靠近开孔177的部分发生弹性形变，并且在出料阀座171与弹性管173之间形成缝隙。这样，出料阀170被打开，从而允许储液腔131内的液体经出料口120流出到外部的高压液体800中。

根据上文的描述，本领域技术人员可以理解，本公开的液体泵100可以将进料口处的低压液体泵入到出料口处的高压环境中。

在一些实施例中，活塞驱动器195通过机械方式驱动活塞杆191沿泵体130的轴向往复运动。如图1和图2所示，活塞驱动器195包括驱动电机1951和传动装置1952，驱动电机1951受控制信号的控制，传动装置1952用于将驱动电机1951提供的驱动力传递给活塞杆191以使得活塞杆191沿其轴向运动，驱动电机1951的输出轴可以在控制信号的控制下进行正向和反向旋转。在一些实施例中，传动装置1952包括固定于驱动电机1951输出轴的驱动齿轮1952，以及与驱动齿轮1952相啮合的传动齿轮1953，传动齿轮1953的中心具有内螺纹1954，活塞杆191具有与内螺纹1954相啮合的外螺纹1955，传动齿轮1953与活塞杆191组成丝杆螺母传动结构。本领域技术人员可以理解，丝杆螺母传动结构为一种将旋转运动转化为直线运动的机械结构。当驱动电机上电后，驱动齿轮1952转动，带动传动齿轮1953转动，传动齿轮1953的内螺纹1954旋转，从而驱动活塞杆191进行直线运动。通过改变驱动电机1951输出轴的旋转方向，可以实现活塞杆191沿其轴向进行往复运动。应当理解，图1和图2所示的活塞驱动器195仅仅示例性地给出了一种采用机械方式驱动活塞杆191沿泵体130的轴向往复运动的结构，采用其他机械结构亦可以实现类似的功能，比如驱动齿轮1952和传动齿轮1953组成的传动结构可替换为履带传动结构，传动齿轮1953和活塞杆191组成的丝杆螺母传动结构可以采用齿轮齿条传动结构，等等。

在一些实施例中，活塞驱动器通过电磁方式驱动活塞杆沿其轴向往复运动。图5示出了根据本实施例的一种采用电磁推拉式电机作为活塞驱动器的液体泵500。如图5所示，电磁推拉式电机包括磁场产生装置5956、输出轴5957和输出轴绕组5958，输出轴5957与活塞杆591固定连接，以使得活塞杆591沿其轴向运动。磁场产生装置5956可以为永磁体或者电磁铁，输出轴5957可以包括铁芯以增强穿过输出绕组5958的磁通量。磁场产生装置5956或输出绕组5958受控制信号的控制，以将电能转换为机械能从而驱动活塞杆591沿其轴向往复运动。需要指出的是，图5仅示出了活塞593处于吸液位置531a时液体泵500的示意图，活塞位593处于其它位置时的情况可以参见上文关于液体泵100的描述，这里不再赘述。

本公开的液体泵100和液体泵500可以应用于洗涤液投放系统中，洗涤液投放系统用于自动地向洗涤设备投放洗涤液，关于洗涤液投放系统的说明，可以参见申请人于2017年1月9日提交的申请号为201720021195.7的实用新型专利申请，该申请文件的全部内容并入本公开。图6示出了一种将本公开的液体泵100应用于洗涤液投放系统600的示意图，液体泵100作为洗涤液投放系统600的一部分，用于控制洗涤液向洗涤设备300的投放。

如图6所示，洗涤液投放系统600包括液体管道610、电子控制模块630和液体泵100，其中，液体管道610包括用于进水的第一进液口611，用于注入洗涤液的第二进液口612，以及用于排出液体的排液口613；其中，液体管道610还包括第一液体通路614和第二液体通路615，第一液体通路614与第二液体通路615共用一部分液体通路，第一进液口611通过第一液体通路614与排液口613流体连通，而第二进液口612通过第二液体通路615与排液口613流体连通，液体泵100耦接在第二液体通路615中，且液体泵100的出料阀170延伸到第一液体通路614中，电子控制模块630电耦接到液体泵100的活塞驱动器190，用于向活塞驱动器190提供控制信号以控制液体泵100的活塞杆191的动作。电子控制模块630可进一步电耦接到洗涤主控模块320，以接收洗涤启动信号，并根据洗涤启动信号产生控制信号。

洗涤液投放系统600的第一进液口611与自来水管200流体连接，排液口613与洗涤设备300的进水系统310相连接。洗涤设备300的进水系统310包括进水管311、进水阀312与流道313。排液口113与进水管311流体连接。进水阀312位于进水管311上，流道313位于进水阀312下游。洗涤设备300可以被控制为运行于不同的洗涤状态，从而控制进水阀312的打开或者关闭：当进水阀312打开时，经进水管311流入的液体可以流经流道313后进入洗涤设备300的洗涤桶内；当进水阀312关闭时，禁止液体经进水管311进入流道313。

电子控制模块630接收到洗涤启动信号后，其可产生启动液体泵100的控制信号，液体泵100的活塞驱动器190收到该控制信号后，驱动活塞193在吸液位置131a和排液位置131b之间往复运动，从而将洗涤液从第二进液口612经进料口110吸入到储液腔131中，然后将吸入的洗涤液经开孔177和出料口120排出并与第一液体通路614中的自来水混合后经排液口613流入洗涤设备300中。在一些实施例中，取决于储液腔的容积以及洗涤液的投放量，上述过程可以反复进行，直到液体泵100接收到停止液体泵100的控制信号为止。

液体泵100出料阀170上的开孔177的朝向可以不设限制，但为了降低弹性管在开孔177位置处内外侧受到的压力差，从而降低对活塞驱动器190的驱动力要求，优选地，开孔177的朝向被配置为与第一液体通路614的液体流动方向相同，如图1和图2所示。

由于本公开的储液腔的容积是确定的，电子控制模块630通过控制液体泵的活塞往复的次数，可以精确控制所投放的洗涤液的体积，从而可以达到最佳的洗涤效果。

本技术领域的一般技术人员可以通过阅读说明书、公开的内容及附图和所附的权利要求书，理解和实施对披露的实施方式的其他改变。在权利要求中，措辞“包括”不排除其他的元素和步骤，并且措辞“一”、“一个”不排除复数。在本申请的实际应用中，一个零件可能执行权利要求中所引用的多个技术特征的功能。权利要求中的任何附图标记不应理解为对范围的限制。