專利名稱：帶有貫穿給送式液壓馬達的噴水頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于公路、飛機跑道、停車場、廠區(qū)和其它有標記的表面的高壓水清潔 設(shè)備領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明為包括貫穿給送式液壓馬達(through feeding hydraulic motor)的高壓噴水頭，該貫穿給送式液壓馬達用于向噴頭的噴射桿供應(yīng)超高壓水。
背景技術(shù)：
在路面上使用油漆條是指示行車道、人行橫道、停車區(qū)和許多其它標記的已被接 受的方法。各種路面標記技術(shù)在本領(lǐng)域中是眾所周知的，包括使用路標漆、熱塑性材料、環(huán) 氧樹脂漆和預(yù)成型的帶。大多數(shù)路面標記系統(tǒng)趨向于盡可能耐用和持久，并且抵抗侵蝕和 來自交通的磨損。常見的路面是浙青和混凝土。當(dāng)需要重新鋪設(shè)路面時或如果要更改標記， 那么通常需要將這類條紋去除。當(dāng)將聚合物如油漆或塑料用于道路標記時，路面被滲透1/8-3/8英寸的深度，使 得對標記材料僅進行表面去除不足以將標記去除。因此，當(dāng)前的路面標記去除機器經(jīng)常 采用各種形式的切割設(shè)備來去除標記材料以及下層道路材料的一部分，以有效地去除油漆 線。用于去除這種標記的公知方法通常包括使用磨料砂輪、材料去除切割機或向待去 除材料噴射磨料顆粒。然而，使用這些設(shè)備經(jīng)常在路面上產(chǎn)生令人討厭的溝槽。還在標記去除領(lǐng)域中已知的是使用高壓水來去除道路標記等等。例如，授予 Raghaven等的第5，078，161號美國專利公開了通過使用超高壓水清潔機場跑道的方法。 Raghaven公開的設(shè)備包括可轉(zhuǎn)動安裝的噴射桿。中空的導(dǎo)管延伸至噴射桿，高壓水通過中 空的導(dǎo)管供應(yīng)至噴射桿。使用液壓馬達和帶來使中空導(dǎo)管和噴射桿同時轉(zhuǎn)動。這種配置的 缺點是部件故障和浪費能量。帶或鏈易于破損且需要額外的維護。在馬達與導(dǎo)管之間使用 齒輪傳動系需要精確安裝點以進行對準，從而顯著地增加了組裝成本。因此，本領(lǐng)域需要的是一種包括帶有管狀輸出軸的液壓馬達的高壓噴水頭。該管 狀輸出軸應(yīng)被構(gòu)造和設(shè)置成通過第一加壓流體直接使優(yōu)選為噴射桿的至少一個設(shè)備(優(yōu) 選地噴射桿)旋轉(zhuǎn)，并通過輸出軸允許第二流體穿過泵以將第二流體供應(yīng)至轉(zhuǎn)動的設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
簡單地說，公開了一種用于移動式標記去除系統(tǒng)的超高壓噴頭。該噴頭包括液壓 馬達，該液壓馬達被構(gòu)造和設(shè)置成直接連接至噴射桿，以用于噴射桿的受控轉(zhuǎn)動。液壓馬達 的輸出軸被構(gòu)造為中空的或管狀的，使得超高壓水可通過輸出軸供應(yīng)至噴射桿。噴頭組件 特別適合于用來通過高壓或超高壓液體從表面去除標記和/或涂料的移動式系統(tǒng)。該移動 式系統(tǒng)通常采用連接至高壓或超高壓泵的液體容器，以引導(dǎo)超高壓水穿過馬達的輸出軸到 達安裝在車輛前部的噴頭。優(yōu)選地使用真空和真空泵以從表面上回收水和碎片。臂允許操 作員容易地保持噴頭與正被去除的表面標記對準。在標記去除之后，臂允許使噴頭升高至 適合于車輛運輸?shù)奈恢谩?br> 因此，本發(fā)明的目的是提供用于標記去除系統(tǒng)的噴頭組件。本發(fā)明的另一目的是提供一種噴頭組件，其中，轉(zhuǎn)動噴射桿直接連接至液壓馬達 的輸出軸。本發(fā)明的又一目的是提供一種用于噴頭組件的液壓馬達，其中，液壓馬達設(shè)有中 空的或管狀的輸出軸，該中空的或管狀的輸出軸用于將高壓流體供應(yīng)至噴射桿。本發(fā)明的又一目的是為液壓馬達提供中空的或管狀的輸出軸，該中空的或管狀的 輸出軸用于將次級流體供應(yīng)至正在通過馬達轉(zhuǎn)動的設(shè)備或組件。本發(fā)明的又一目的是提供一種噴頭組件，該噴頭組件具有可通過帶有管狀的輸出 軸的液壓馬達轉(zhuǎn)動的噴射桿，使得高壓水可通過液壓馬達的輸出軸供應(yīng)至噴射桿。通過以下結(jié)合附圖所進行的描述，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)勢將變得顯而易見，在 該描述中，通過圖示和實施例闡述了本發(fā)明的某些實施方式。附圖構(gòu)成本說明書的一部分， 包括本發(fā)明的示例性實施方式并說明了本發(fā)明的各個對象和特征。


盡管以權(quán)利要求中的特征闡明了本發(fā)明的新穎特征，但是從以下結(jié)合附圖所進行 的詳細描述中可以在組織和內(nèi)容兩個方面更好地理解和領(lǐng)會本發(fā)明，在附圖中圖1是本發(fā)明的一個實施方式的分解立體圖；圖2A是本發(fā)明的噴頭的一個實施方式的側(cè)視圖，示出有用于安裝一個或兩個噴 頭的腳輪板；圖2B是本發(fā)明的一個實施方式的剖視圖；圖2C是示出液壓馬達組件的推力組件部分的部分剖視圖；圖3是示出本發(fā)明的一個實施方式的正視圖；圖4是示出本發(fā)明的一個實施方式的部分側(cè)視圖；圖5A是液壓馬達輸出軸的一個實施方式的正視圖；圖5B是液壓馬達輸出軸的一個實施方式的端視圖；圖6是本發(fā)明的一個實施方式的側(cè)視圖，為了清晰而未示出致動器；圖7是圖5和圖6中所示的輸出軸實施方式的剖視圖；圖8是液壓馬達輸出軸的一個實施方式的立體圖；圖9A是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)接頭插入件的一個實施方式的正視圖；圖9B是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)接頭插入件的一個實施方式的端視圖；圖10是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)接頭插入件的一個實施方式的剖視圖；圖11是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)接頭插入件的一個實施方式的側(cè)視圖；圖12是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)接頭插入件的一個實施方式的端視圖；圖13是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)接頭插入件的一個實施方式的立體圖；圖14是本發(fā)明的法蘭連接器的一個實施方式的俯視圖；圖15是本發(fā)明的法蘭連接器的一個實施方式的仰視圖；圖16是本發(fā)明的法蘭連接器的一個實施方式的立體圖；圖17是本發(fā)明的法蘭連接器的一個實施方式的正視圖；圖18是本發(fā)明的法蘭連接器的一個實施方式的右視圖19是沿著圖17的線B-B得到的本發(fā)明的法蘭連接器的一個實施方式的剖視 圖；圖20是沿著圖18的線C-C得到的本發(fā)明的法蘭連接器的一個實施方式的剖視 圖；圖21是本發(fā)明的推力體的一個實施方式的俯視圖；圖22是本發(fā)明的推力體的一個實施方式的仰視圖；圖23是本發(fā)明的推力體的一個實施方式的立體圖；圖24是本發(fā)明的推力體的一個實施方式的正視圖；圖25是本發(fā)明的推力體的一個實施方式的右視圖；圖26是沿著圖25的線D-D得到的推力體的一個實施方式的剖視圖；圖27是沿著圖24的線E-E得到的推力體的一個實施方式的剖視圖；圖28是沿著圖25的線N-N得到的推力體的一個實施方式的剖視圖；圖29是本發(fā)明的推力體蓋的俯視圖；圖30是本發(fā)明的推力體蓋的立體圖；圖31是本發(fā)明的推力體蓋的正視圖；圖32是本發(fā)明的推力體蓋的右視圖；圖33是沿著圖32的線G-G得到的本發(fā)明的推力體蓋的剖視圖；圖34是沿著圖31的線F-F得到的本發(fā)明的推力體蓋的剖視圖；圖35是本發(fā)明的推力體蓋的仰視圖；圖36是本發(fā)明的防塵件的俯視圖；圖37是本發(fā)明的防塵件的立體圖；圖38是本發(fā)明的防塵件的正視圖；圖39是本發(fā)明的防塵件的右視圖；圖40是沿著圖39的線H-H得到的本發(fā)明的防塵件的剖視圖；圖41是本發(fā)明的壓緊螺母的俯視圖；圖42是本發(fā)明的壓緊螺母的立體圖；圖43是本發(fā)明的壓緊螺母的正視圖；圖44是本發(fā)明的壓緊螺母的右視圖；圖45是沿著圖44的線K-K得到的本發(fā)明的壓緊螺母的剖視圖；圖46是本發(fā)明的壓緊螺母的仰視圖；圖47是本發(fā)明的滑脂密封螺母的俯視圖；圖48是本發(fā)明的滑脂密封螺母的立體圖；圖49是本發(fā)明的滑脂密封螺母的正視圖；圖50是沿著圖49的線M-M得到的本發(fā)明的滑脂密封螺母的剖視圖；圖51是本發(fā)明的計數(shù)器墊圈的俯視圖；圖52是本發(fā)明的計數(shù)器墊圈的立體圖；圖53是本發(fā)明的計數(shù)器墊圈的正視圖；以及圖54是本發(fā)明的計數(shù)器墊圈的側(cè)視圖。
具體實施例方式一般地參考圖1-圖4，示出了用于從有標記的表面上去除標記的噴頭100。噴 頭100被構(gòu)造和設(shè)置成連接至移動車輛，并優(yōu)選地位于該移動車輛的前部且位于可鉸接臂 (未示出)的遠端，在這里，如果需要，噴頭100可被無限制地操縱以延伸越過前部并超出車 輛的側(cè)面。在移動車輛中設(shè)有操縱桿或其它適合的控制設(shè)備(未示出)，以允許操作員操縱 可鉸接臂繞多個軸以使噴頭依循操作員確定的路徑。移動式標記去除車輛優(yōu)選為卡車，然 而，在不背離本發(fā)明的范圍的條件下可以使用拖拉機、重型機械等等。通常，噴頭100包括呈腳輪板14形式的移動支撐結(jié)構(gòu)。腳輪板優(yōu)選地由輕量金屬 如鋁構(gòu)造而成并包括多個腳輪以將噴頭支撐在距正被清潔的表面預(yù)定距離的位置。液壓馬 達組件200固定至腳輪板的上表面或下表面，以將選擇性的轉(zhuǎn)動傳至噴射桿24。液壓馬達 設(shè)有中空的輸出軸8以將超高壓水(例如，25，000-40, OOOpsi)通過泵輸送至噴射桿24。在 優(yōu)選的實施方式中，噴射桿24直接連接至輸出軸并包括用于超高壓水的內(nèi)部流路104、多 個噴嘴孔107和多個噴嘴106 (圖4)。每個噴嘴在其中具有用于向表面噴出超高壓水的孔。 在最優(yōu)選的實施方式中，噴嘴孔的直徑處于0. 005英寸與0. 075英寸之間，單個噴射桿可包 括具有多種直徑的孔的噴嘴。而且，防護罩15固定至腳輪板的底面，并優(yōu)選地與液壓馬達 組件200的連接器法蘭部4接觸從而圍住噴射桿組件24以抑制從所清潔的表面反彈起的 碎片和水。防護罩15還可設(shè)有真空孔102，真空孔102連接至用于收集碎片和用過的水的 真空罐。應(yīng)當(dāng)注意，多個噴頭可固定至腳輪板，以形成用于對表面進行清潔的多排噴頭。圖4示出了防護罩15和腳輪板14被移除的噴頭100的局部視圖。本發(fā)明的液 壓馬達組件200包括推力組件部分108、馬達本體部分i 10、和法蘭連接部分112。推力組 件部分108被構(gòu)造和設(shè)置為對因從噴嘴向表面噴射超高壓水所產(chǎn)生的豎直推力進行控制。 (圖21-圖28)推力組件包括主體部分118、至少一個軸承18和至少一個推力墊圈28。與 推力墊圈并列放置有可螺紋連接至輸出軸8的滑脂密封件12。滑脂密封件優(yōu)選地包括用于 將滑脂保持在軸承18和推力墊圈28的區(qū)域內(nèi)的至少一個0形環(huán)31或其它適合的密封件。 在推力組件主體118中還包含有計數(shù)器墊圈13。(圖51-54)計數(shù)器墊圈包括至少一個、優(yōu) 選兩個直立壁部114和位于中央的孔116。中央孔的尺寸被確定以使中央孔與輸出軸協(xié)作 從而與輸出軸一起轉(zhuǎn)動，并且直立壁部與接近開關(guān)30協(xié)作以對輸出軸8的旋轉(zhuǎn)周數(shù)進行計 數(shù)。推力組件主體118的上部固定有推力組件蓋6。推力組件蓋6被構(gòu)造和設(shè)置成與壓緊 螺母10協(xié)作，壓緊螺母10保持位置并防止輸出軸旋轉(zhuǎn)接頭9與輸出軸8之間的推力分離。 優(yōu)選地，在壓緊螺母10與推力組件蓋6之間設(shè)有密封件。而且，在旋轉(zhuǎn)接頭與推力組件蓋 之間設(shè)有第二密封件，以防止灰塵等等進入推力組件108。參考圖1-4，馬達本體部分110通常被構(gòu)造和設(shè)置成當(dāng)加壓的液壓流體被引導(dǎo)至 馬達本體部分Iio時使輸出軸轉(zhuǎn)動。馬達主體1包括腔120，腔120的尺寸和形狀被確定為 使腔120包含驅(qū)動面，該驅(qū)動面受到壓力差的作用從而引起轉(zhuǎn)動。在最優(yōu)選的實施方式中， 馬達本體部分包括通常在外部齒輪泵和馬達中使用的齒輪裝置，該齒輪裝置具有驅(qū)動齒輪 114和從動齒輪116。驅(qū)動面例如齒輪可一體地形成于輸出軸，或者可替換地，驅(qū)動面可通 過鍵而固定于輸出軸或以其它方式固定于輸出軸。還應(yīng)當(dāng)注意到，在不背離本發(fā)明的范圍 的條件下，還可以使用可包含有中空的輸出軸的、適用于使噴射桿轉(zhuǎn)動的其它類型的馬達 構(gòu)造。這種馬達可包括但不應(yīng)限于容積式馬達，如直接驅(qū)動式內(nèi)齒輪油泵(direct drive
6gerotor)、旋轉(zhuǎn)式內(nèi)齒輪油泵(orbiting gerotor)、滾子葉片式內(nèi)齒輪油泵(roller vane gerotor)、葉片式馬達、旋轉(zhuǎn)斜盤式馬達等等。法蘭連接器部4被構(gòu)造和設(shè)置成提供水平的和豎直的推力支撐，并且還提供用于 將馬達固定至防護罩15和/或腳輪板14的安裝面。法蘭連接器部至少包括通過壓入配合 和/或定位環(huán)27固定就位的軸承26。軸承的尺寸被確定成使軸承接納和支撐輸出軸8的 外徑。設(shè)有上部法蘭12以將法蘭連接器4固定至馬達組件200，并且設(shè)有下部法蘭124以 將馬達組件固定至防護罩和/或腳輪板14。法蘭連接器還可包括本領(lǐng)域眾所周知的排水孔 126等等，以允許水在進入馬達組件之前從法蘭離開。參考圖5-16，示出了輸出軸8和旋轉(zhuǎn)接頭噴嘴9。輸出軸優(yōu)選地由耐用材料如鋼構(gòu) 造而成以包括中空的或管狀的中央洞128。如上所述，中央洞的作用是允許高壓或超高壓液 體(水)流動以經(jīng)過輸出軸到達噴射桿24。輸出軸的端部優(yōu)選地設(shè)有用于固定至推力組件 以及噴射桿的螺紋。應(yīng)當(dāng)注意，在不背離本發(fā)明的范圍的條件下，可以使用將噴射桿固定至 輸出軸和推力組件的其它裝置。這類固定裝置可包括但不限于鎖定錐形件(taper)、卡環(huán)、 彈簧銷、夾子以及鎖定錐形件、卡環(huán)、彈簧銷、夾子的適合組合等等。輸出軸8的上部130包 括用于接納旋轉(zhuǎn)接頭9的腔132。腔132的底部優(yōu)選地包括錐形座134，錐形座134與旋轉(zhuǎn) 接頭的錐形端136協(xié)作。在最優(yōu)選的實施方式中，旋轉(zhuǎn)接頭的側(cè)壁支承面138之間的間隙 使得在旋轉(zhuǎn)接頭孔140與輸出軸的洞128之間穿過的超高壓水在不允許實質(zhì)性泄漏的條件 下在兩個部件之間提供潤滑。支承面還可包括溝槽142，溝槽142進一步允許水提供潤滑。 而且，法蘭144設(shè)置在旋轉(zhuǎn)接頭上以與壓緊螺母10的內(nèi)表面146協(xié)作。旋轉(zhuǎn)接頭的上末端 部148穿過壓緊螺母的孔150延伸，以連接至高壓或超高壓水泵(未示出)。壓緊螺母10 還可設(shè)有排水孔152以允許排出多余的水。本說明書中提到的所有專利和公布指示本發(fā)明所述領(lǐng)域的技術(shù)人員的程度。所有 專利和公布以相同的程度通過引用并入本文，如同每個單獨的公布被特定地和單獨地指出 通過引用并入本文。應(yīng)理解，盡管說明了某一形式的本發(fā)明，但本發(fā)明不受限于本文描述的和示出的 特定形式或設(shè)置。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言顯而易見的是，在不背離本發(fā)明的范圍的條 件下可以進行多種改變，不應(yīng)認為本發(fā)明受限于本說明書和本文包括的附圖中示出的和描 述的內(nèi)容。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地理解，本發(fā)明非常適合于執(zhí)行目的并且得到提及的以及 那些本文中固有的結(jié)果和優(yōu)勢。本文描述的實施方式、方法、過程和技術(shù)目前代表優(yōu)選的 實施方式，被認為是示例性的而不被理解為對保護范圍的限制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠得 知其變化和其它應(yīng)用，這些變化和其它應(yīng)用包含在本發(fā)明的精神內(nèi)并由權(quán)利要求的范圍限 定。雖然已經(jīng)結(jié)合特定的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明進行了描述，但應(yīng)當(dāng)理解，要求保護的本發(fā) 明不應(yīng)當(dāng)過分地受限于這些特定的實施方式。實際上，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的、用 于執(zhí)行本發(fā)明的所描述的模式進行的多種修改將落入所附權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種清潔設(shè)備，其用于朝向表面排出高壓下的流體以從該表面上去除涂料，所述清潔設(shè)備包括噴頭，所述噴頭具有至少一個噴嘴，所述至少一個噴嘴被構(gòu)造和設(shè)置成朝向表面輸送高壓流體；所述噴頭具有防護罩，所述防護罩具有頂部、側(cè)部和開放的底部；安裝在所述防護罩上的流體馬達，所述流體馬達具有第一流體輸入和第一流體輸出，所述流體馬達具有穿過所述流體馬達的心軸；輸送高壓流體的入口，所述入口連接至所述心軸的一端；所述至少一個噴嘴流體連接至所述心軸的另一端；位于所述心軸上的第二流體出口，所述第二流體出口與所述至少一個噴嘴流體連通；以及所述流體馬達由位于所述流體馬達內(nèi)的多個齒輪驅(qū)動；所述齒輪與所述第一流體入口和所述第一流體出口流體連通，從而輸送至所述流體馬達的流體驅(qū)動所述馬達并使所述心軸旋轉(zhuǎn)，因此連接至所述心軸的所述噴嘴轉(zhuǎn)動以將高壓流體輸送至表面從而去除涂料。
2.如權(quán)利要求1所述的清潔設(shè)備，包括噴射桿，與所述第二流體出口流體連通；多個所述噴嘴安裝在所述噴射桿上并與所述噴射桿流體連通，從而當(dāng)所述流體馬達使 所述心軸轉(zhuǎn)動時，所述噴射桿也轉(zhuǎn)動并且所述多個噴嘴將高壓流體輸送至表面以去除該表 面上的涂料。
3.如權(quán)利要求1所述的清潔設(shè)備，包括多個輪子，所述多個輪子連接至所述噴頭并將 所述噴頭支撐在距所述表面預(yù)定距離處。
4.如權(quán)利要求1所述的清潔設(shè)備，其中，所述高壓流體基本上處于25，000與40，000磅 每平方英寸之間。
5.如權(quán)利要求1所述的清潔設(shè)備，其中，所述流體馬達為液壓馬達。
6.如權(quán)利要求1所述的清潔設(shè)備，其中，所述流體馬達為氣動馬達。
7.如權(quán)利要求1所述的清潔設(shè)備，其中，所述高壓流體為水。
8.如權(quán)利要求1所述的清潔設(shè)備，包括安裝在所述噴頭上的至少一對襯套密封件，所 述至少一對襯套密封件位于所述流體馬達上方和下方。
9.如權(quán)利要求1所述的清潔設(shè)備，其中，所述齒輪中的至少之一個安裝在所述心軸上。
10.如權(quán)利要求2所述的清潔設(shè)備，其中，所述噴射桿在所述防護罩內(nèi)從與所述防護罩 的一側(cè)鄰近的位置延伸到與所述防護罩的另一側(cè)鄰近的位置。
11.如權(quán)利要求8所述的清潔設(shè)備，其中，所述襯套密封件為推力軸承。
12.如權(quán)利要求10所述的清潔設(shè)備，其中，多個噴嘴安裝在所述噴射桿上并流體連接 至所述噴射桿，所述多個噴嘴從所述噴射桿的一端延伸至所述噴射桿的另一端。
全文摘要
簡單地說，公開了一種用于移動式標記去除系統(tǒng)的超高壓噴頭。該噴頭包括液壓馬達，該液壓馬達被構(gòu)造和設(shè)置成直接連接至噴射桿，以用于噴射桿的受控轉(zhuǎn)動。液壓馬達的輸出軸被構(gòu)造為中空的或管狀的，使得超高壓水可以通過輸出軸供應(yīng)至噴射桿。噴頭組件特別適合于用來通過高壓或超高壓液體從表面上去除標記和/或涂料的移動式系統(tǒng)。
文檔編號B08B3/12GK101965234SQ200980106567
公開日2011年2月2日 申請日期2009年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月28日
發(fā)明者詹姆斯·P·克勞科爾 申請人:詹姆斯·P·克勞科爾