一种水牙线的制作方法

1.本专利涉及一种口腔内牙齿清洁装置，特别是一种水牙线。


背景技术：

2.水牙线是以带压力的水流为动力来剔除牙齿或者齿间的残留食物的口腔卫生清洁器具。使用水牙线，能够保护牙龈，减少口腔内细菌繁殖，防止牙齿和口腔疾病发生。现有的水牙线包括带泵的水牙线和不带泵的水牙线两种，不带泵的水牙线是直接把自来水通过喷嘴引入口腔，对齿间进行清洁，结构简单，但压力低，清洁不彻底，而且必须在具有自来水的地方才可以使用，使用不便。带泵的水牙线由于有泵的作用，所以压力高，清洁效果好；同时由于该类水牙线一般具有储水功能，使用方便；所以带泵的水牙线是优质水牙线的发展方向。
3.现有的水牙线一般使用柱塞泵、齿轮泵或者蠕动泵，泵的体积占据了水牙线的主要空间，泵的零件多、体积大，从而导致水牙线的体积大，携带不便；同时，泵的压力高虽然清洁效果好，但口腔和牙齿会有不舒感，泵的压力低则清洁效果不好，从而导致用户体验感不好。
4.球形泵技术是近年来新发明的全新原理的变容式动力机构，其优点是泵零件小，密封可靠，无进、排水阀，便于微型化设计，可实现高速运转，噪音低，目前球形泵的各种应用正在不断研发中。


技术实现要素：

5.本专利的目的就是设计一种水牙线，利用最新发明并投入应用的球形泵技术，进行微型化设计，设计出一款结构简单、体积小、成本低的水牙线。
6.本专利的技术方案是：一种水牙线，其特征是：包括可手持的外壳，在外壳内固定设置有球形泵、电机、电源及控制板组件，在外壳的一端可拆卸连接一喷嘴，另一端可拆卸连接一水箱；球形泵的排液口与喷嘴连通，球形泵的进液口与水箱连通；电源给电机供电，控制板用于控制电机运行，电机为球形泵输入动力，在外壳上设置有控制出水的按键，按键、控制板与电机依次电连接；
7.所述球形泵为微型球形泵，该微型球形泵的球形内腔的直径不大于8毫米；
8.所述球形泵的转盘轴与电机的输出轴连接，电机的输出轴的端部的轴头直接插入球形泵的转盘轴端部的一字键槽中带动转盘轴旋转传输动力；
9.快插接头固定连接在外壳的端部，所述喷嘴通过插接的方式连接在快插接头的一端，快插接头的另一端与置于壳体内的硬质水管的出水端连通，硬质水管的进水端与球形泵的排液口连通；
10.所述球形泵的排液口通过硬质水管与喷嘴连通，所述球形泵进液口通过软管与水箱连通；
11.在所述外壳与所述水箱连接处设置有密封块。
12.本专利的优点是：
13.1)基于球形泵的水牙线体积小，易于微型化设计：
14.球形泵无进、排液阀，通过转子转动到一定的位置实现吸液和排液，零件少、结构简单，所以体积小、重量轻，同时转子与定子之间密封为面密封，密封效果好可实现高压，泵体积小时也可以实现可靠密封设计，所以方便进行微型化设计，所以适合于对体积重量要求小的水牙线；使用微型球形泵后，水牙线的体积小、重量轻、压力高，结构上更容易进行微型化设计。
15.2)基于球形泵的水牙线具有高脉冲、清洁效果好，口腔舒适，体验感好：
16.根据研究和实验表明，具有高脉冲的水射流对牙齿间的残留食物的去除具有很好的作用。对于现有的柱塞泵，可以通过提高转速实现高脉冲，但是由于柱塞泵有进、排水阀，水阀的开闭响应速度有限，所以转速提升空间有限，现在一般最高转速为3000转/分钟。球形泵主轴每转动一圈，两个工作腔分别进行一次完整的吸液和排液，球形泵为主轴旋转结构可以实现高速运转，转速可以达到10000转/分钟以上，而且由于吸液和排液会产生一定的脉动，所以球形泵高速运转时可以产生频次很高的脉冲，从而使球形牙线泵的水牙线与使用其它泵的水牙线相比冲洗效果更好；由于具有脉冲震动加强冲洗效果，所以可以适当降低压力，使用户使用中口腔和牙龈没有不舒服感，增加用户体验感。
附图说明
17.图1：水牙线结构示意图；
18.图2：图1中d-d剖视图；
19.图3：球形泵结构示意图；
20.图4：图3中a-a剖视图；
21.图5：缸盖主视图；
22.图6：图5中b-b剖视图；
23.图7：缸盖俯视图；
24.图8：滑槽转套结构示意图；
25.图9：图8中c-c剖视图；
26.图10：缸体主视图；
27.图11：缸体俯视图；
28.图12：活塞立体结构示意图；
29.图13：转盘立体结构示意图。
30.图中：1-缸盖；2-滑槽转套；3-活塞；4-转盘；5-缸体；6-轴承套；7-密封环；8-弹性垫圈；9-螺钉；10-水箱；20-密封块；30-电机；40-外壳；50-喷嘴；60-硬质水管；70-支架；80-电源及控制板组件；90-按键；100-球形泵；
31.11-进液口；12-排液口；13-进液槽；14-排液槽；15-转套孔；21-滑槽； 22-工艺孔；23-工艺槽；31-滑靴；32-活塞球面；33-活塞销座；41-转盘轴； 42-转盘球面；43-转盘销座；51-转盘轴孔；
32.101-第一工作室；102-第二工作室。
具体实施方式
33.下面结合附图和具体实施方式对本专利进行详细说明。
34.如图1、图2所示，本专利所述的水牙线，包括可手持的外壳40，在外壳 40内固定设置有球形泵100、电机30、电源及控制板组件80，支架70固定在外壳40内，球形泵100、电机30、电源及控制板组件80安装固定在支架70上，在外壳40的一端通过快插的方式活动连接一喷嘴50，快插可以即插即用，方便快捷。外壳40的另一端活动连接一水箱10；水箱10用于储存清洗时用水，便于随身携带和随时使用。水箱10的口部与外壳40的端部连接处设置有连接结构，其连接方式可以是插接式也可以是螺纹连接；球形泵100的排液口12与喷嘴5通过置于外壳40内部的硬质水管60连通，在硬质水管60与喷嘴50之间设置有快插接头，快插接头固定连接在外壳40的端部，所述喷嘴50通过插接的方式连接在快插接头的一端，快插接头的另一端与置于壳体40内的硬质水管 60的出水端连通，硬质水管60的进水端与球形泵100的排液口连通快插接头固定在外壳40的端部；喷嘴50的下端以快插的方式插入快插接头内，通过快插接头与硬质水管60连通；硬质水管60采用刚性较好的硬质水管；球形泵100 的进液口11与水箱10通过连通，从水箱10中抽吸水；在外壳40与水箱10连接处设置有密封块20，密封块20设置在外壳40的端部，软管的一端与球形泵 40的进液口11连接，软管的另一端紧密穿过密封块20后与水箱10内的液体连通，在软管与密封块20之间设置有密封结构。
35.球形泵100的动力输入轴与电机30的输出轴通过连接健刚性连接，为了节约空间，电机30的输出轴端部的一字形轴头直接插入球形泵100的转盘轴41 端部的一字键槽中传输动力，直接驱动球形泵100的转子旋转。电源及控制板组件80包括电源和控制板，电源为电机30供电，控制板用于控制电机30运行；在外壳40上设置有控制出水的按键90，按键90、电源及控制板组件80的控制板与电机30依次电连接。
36.如图3、图4所示，本专利所述球形泵100采用近年来新发明的球形泵，所述球形泵包括缸盖1、滑槽转套2、活塞3、转盘4和缸体5，缸体5和缸盖1 具有半球形内腔，缸体5和缸盖1固定连接后形成球形内腔；一般把球形泵的球形内腔直径不大于15毫米的球形泵统称为微型球形泵；鉴于水牙线对球形泵的尺寸要求，用于水牙线的微型球形泵的球形内腔直径不大于8毫米。本实施例中，微型球形泵的球形内腔直径选用5毫米。
37.如图5-图7所示，在缸盖1的半球形内腔上设置有转套孔15、进液槽13 和排液槽14，在缸盖1的侧壁上设置有进液口11和排液口12，进液口11与进液槽13连通，排液口12与排液槽14连通；转套孔15设置在半球形内腔的球面中心，转套孔15的轴线与缸盖半球形内腔的端面垂直，在该端面上有突起的定位环，用于与缸体5端面连接时配合定位。
38.如图10、图11所示，在缸体5的半球形内腔球面上设置有连通缸外的转盘轴孔51，转盘轴孔51的轴线与缸体半球形内腔的端面的夹角为α，α的大小范围为7.5到17.5度，本实施例中优先选取α为15度。缸体5和和缸盖1通过螺钉9固定连接，螺钉9配有弹性垫圈8防松。在缸体5和缸盖1的半球形内腔的端面上设置有定位结构，在缸盖1端面上设置有突出的定位环，在缸体5 端面上设置有与之相配的定位槽；缸体5与缸盖1也可以通过定位结构定位后通过超声波焊接的方式固定连接。
39.如图8、图9所示，滑槽转套2为圆柱形，在圆柱的下端面上设置有滑槽 21，滑槽21的宽度与滑靴31的两平行面的间距大小相适配，滑槽21的长度以满足在转盘轴41每旋转一
周时滑靴31在滑槽21内往复滑动的长度即可，滑槽 21的长度可以沿滑槽转套2的下端面贯通，也可以不贯通只是满足滑靴31能往复滑动的长度即可。滑槽转套2的外圆直径与缸盖1上转套孔15的直径相适配，滑槽转套2置于转套孔15内，滑槽转套2的下端面不突出于球形内表面，滑槽转套2的轴线与转套孔15的轴线重合，滑槽转套2在转套孔15内可以绕其轴线自由转动，为了安装和减小滑槽转套2的上端面与转套孔15的底面之间的摩擦，在滑槽转套2的上端面上设置有工艺槽23，在工艺槽23和滑槽21底部之间设置有贯通的工艺孔22，方便装配。
40.在转盘4的转盘轴41与缸体5上的转盘轴孔51的配合面上设置有轴承套6 和密封环7；在转盘轴41上端轴颈与转盘轴孔51上部内圆柱孔之间设置有密封环7。在转盘轴41的下端端面上设置有一字键槽，用于与电机30的输出轴连接传输动力。
41.如图4、图12所示，活塞3和转盘4通过柱面铰链铰接形成转子，活塞3 具有球形面、两个成一定角度的侧面和在两侧面下部的活塞销座，在活塞球面的球面中央突出设置有滑靴31，在活塞球面32的下方设置有活塞销座33，活塞销座33为突出与两侧面的半圆柱结构，半圆柱的两端为球面；滑靴31具有两平行面作为工作面，该两个平行面对称布置在活塞销座33的半圆柱轴线的两侧；活塞销座33的半圆柱的轴线与滑靴31的两平行面平行；
42.如图4、图13所示，转盘4的上端为平面，在上端平面上向内凹入一半圆柱孔构成转盘销座43，在转盘4的下部中心突出一转盘轴41，在转盘4的上端面与下端转盘轴41之间为转盘球面42；转盘销座43与活塞销座33相配，活塞销座33的半圆柱插入转盘销座43的半圆柱孔中形成c型柱面铰链结构；
43.缸盖1内球面上的转套孔15的轴线与缸体5上转盘轴孔51的轴线都通过球形内腔的球心，转套孔15的轴线与转盘轴孔51轴线的夹角为α；活塞和转盘通过柱面铰链连接后置于球形内腔内，活塞球面32、转盘球面42与球形内腔具有相同的球心并形成密封动配合，柱面铰链的各配合面之间形成密封动配合；装配后滑槽转套2的轴线与所述转盘轴41的轴线均通过球形内腔的球心，并且形成相同夹角α，该夹角的大小为7.5到17.5度，本实施例选择15度；所述缸体5与缸盖1的材料为工程塑料；所述活塞3和转盘4分别与缸体5和缸盖1 形成的球形内腔相接触的零件表面材料为金属或者peek，金属可选不锈钢或者合金钢，这样减小摩擦阻力；活塞3上端的滑靴31置入滑槽转套2下端面的滑槽21中，滑靴31的两平行面与滑槽21的两侧面相贴合形成滑动配合，滑靴31 在滑槽21内可往复滑动形成滑槽摆动机构；驱动转盘轴41转动，活塞3和转盘4绕柱面铰链相对摆动，滑靴31在滑槽21内往复滑动，在所述转盘4的上端面、所述活塞3的两侧面与所述球形内腔之间形成容积交替变化的第一工作室101和第二工作室102；活塞轴每转动360度(转一圈)，第一工作室101和第二工作室102每个工作室进行一次吸液和排液；经进液口11吸入的液体经进液槽13分别进入两个工作室中加压后经排液槽14和排液口12排出，即球形泵进行两次吸液和排液，两次吸液间隔180度，两次进液也间隔180度。
44.本实施例中，球形泵的外形尺寸可以达到：直径8-10毫米，长度为10-15毫米，总重量达到15克到20克，球形泵为微型化结构。