專利名稱：彈性密閉空間自變形充氣恒壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種密閉空間彈性體內(nèi)安裝的通過(guò)反復(fù)恒定壓力造成的變形來(lái) 給彈性空間充氣并實(shí)現(xiàn)恒壓的裝置。 '
背景技術(shù)：
目前，公知的密閉空間彈性體包括輪胎、球類、游泳圈等，其常見充氣 有幾種方式1、打氣筒；2、電動(dòng)氣泵；3、 口吹。關(guān)于通過(guò)內(nèi)置裝置自動(dòng)實(shí)現(xiàn) 充氣并恒壓的技術(shù)，檢索發(fā)現(xiàn)，已有不少在先技術(shù)公開，具體請(qǐng)見以下對(duì)比
對(duì)比文件l:專利號(hào)為89211618.8的中國(guó)專利文獻(xiàn)中公開了一種設(shè)計(jì)方案，
其特點(diǎn)有1、所述的充氣裝置放于車胎內(nèi)；2、由一個(gè)所述的泵冒體和一個(gè)氣 泵組成；3、采用一級(jí)氣泵結(jié)構(gòu)；4、通過(guò)車胎自變形壓縮氣泵充氣；
對(duì)比文件2:專利號(hào)為90104185. 8的中國(guó)專利文獻(xiàn)中公開了一種設(shè)計(jì)方案，
其特點(diǎn)有1、所述的充氣裝置放于車胎內(nèi)；2、由一個(gè)所述的連桿和一個(gè)氣泵 組成；3、采用一級(jí)氣泵結(jié)構(gòu)；4、通過(guò)車胎自變形撞擊連桿壓縮氣泵充氣；
以上專利所描述的技術(shù)有三個(gè)共同點(diǎn)就是1、置于車胎內(nèi)部；2、采用一 級(jí)氣泵結(jié)構(gòu)；3、通過(guò)車胎自變形實(shí)現(xiàn)充氣。但是經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際工作過(guò) 程中，以上所述的技術(shù)由于氣泵變形有限而不能產(chǎn)生輪胎額定的高氣壓，對(duì)比 文件2所述的技術(shù)還存在金屬連桿結(jié)構(gòu)并在工作過(guò)程中猛烈撞擊，對(duì)其本身和車
胎極易造成損壞。
在檢索的很多類似專利中，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)有一個(gè)共同點(diǎn)其中采用一級(jí)氣泵 的設(shè)計(jì)實(shí)際上只能充入微量氣體。因?yàn)橐患?jí)氣泵吸入的是標(biāo)準(zhǔn)氣壓，當(dāng)車胎變形小時(shí)，氣泵產(chǎn)生的形變壓縮也很小，氣泵內(nèi)的氣壓遠(yuǎn)小于車胎氣壓，因此不 能繼續(xù)充氣。并不能達(dá)到車胎額定氣壓。另外較多應(yīng)用的是連桿活塞式，通過(guò) 撞擊來(lái)充氣，多會(huì)損壞輪胎和充氣設(shè)備本身。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工成本高、安裝繁瑣以及原理缺陷等弊病， 本發(fā)明提供一種能產(chǎn)生高壓氣體、結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單、成本低廉、易于實(shí)現(xiàn)、不易 磨損并且能與被充氣結(jié)構(gòu)加工成一體的通過(guò)自變形來(lái)自動(dòng)充氣并恒壓的裝置。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明由串聯(lián)的大小兩個(gè)氣 泵構(gòu)成，小氣泵受壓面積小于大氣泵受壓面積，在實(shí)際工作過(guò)程中兩個(gè)氣泵或 同時(shí)或交替工作，以實(shí)現(xiàn)往彈性體內(nèi)充入高壓氣體并恒壓終止充氣。
本發(fā)明采用如下特殊的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了高壓充氣并恒壓的功能
1、 小氣泵是內(nèi)部空間極其緊湊的耐壓結(jié)構(gòu)，當(dāng)被壓縮到極限時(shí)，內(nèi)部容積 接近0，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生高壓縮比的氣體需求，這也是本發(fā)明的關(guān)鍵部分之一。根據(jù) 壓強(qiáng)公式P=F/S，小氣泵的受力面積S1按照小于F/P來(lái)設(shè)計(jì)，F(xiàn)為所受最大壓 力，P為彈性體額定氣壓，這樣只要壓力F》P然1，則能滿足彈性體的額定氣壓 要求，而在實(shí)際應(yīng)用中，F(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于P—S1，例如在車胎中的應(yīng)用。
2、 采用雙氣泵串聯(lián)結(jié)構(gòu)，大氣泵能實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存高壓氣體、給彈性體充氣和控 制小氣泵充、停的功能。調(diào)節(jié)大氣泵的單向閥(6)即能調(diào)節(jié)充氣停止氣壓。
為便于理解，可以近似把工作過(guò)程看做小氣泵給大氣泵充氣、大氣泵給
彈性體充，。充氣到一定時(shí)刻，大氣泵脹滿，小氣泵不能展開，大氣泵在壓力 下繼續(xù)給彈性體充氣，隨即小氣泵展開繼續(xù)給大氣泵充氣，直到大氣泵在壓力 下產(chǎn)生的氣壓不足以打開單向閥，不再給彈性體充氣。大氣泵處于脹滿狀態(tài)，小氣泵再也不能展開，停止充氣。
下面參照附圖2解釋其結(jié)構(gòu)和工作原理-
首先定義工作參數(shù)①P0為大氣壓，Pl為小氣泵的氣壓，P2為大氣泵的氣
壓，P3為彈性體的氣壓;②單向閥(4)(5)(6)的開啟氣壓分別為Pbl、 Pb2、 Pb3， 單向閥的開啟氣壓可調(diào)，其中Pbl、 Pb2開啟氣壓極小，計(jì)算中可以忽略；③受 力面(7)的面積為S1，受力面(8)的面積為S2，反復(fù)施加恒力F。
假定開始工作于彈性體的自然膨脹狀態(tài)下，P1=P0, P2=P1， P3=P2，以下為 工作原理
1、 當(dāng)彈性體受到恒力F時(shí)被壓縮，當(dāng)彈性體氣壓較小時(shí)，可產(chǎn)生較大行程的 壓縮。因?yàn)槭芰γ娣eSKS2，則P1〉P2，小氣泵給大氣泵充氣，當(dāng)P2〉P3+Pb3 時(shí)，大氣泵給彈性體充氣。充氣達(dá)到平衡時(shí)，P3+Pb3二P2， P2=P1， P3〉P0， 單向閥(4) (5) (6)關(guān)閉。
2、' 當(dāng)恒力F撤銷時(shí)，則彈性體恢復(fù)形狀，此時(shí)由于大氣泵的氣體被壓入彈性
體，因此在P3的氣壓包圍下，大氣泵恢復(fù)少量形變使得P2訐3，并保持被 壓縮狀態(tài)；由于小氣泵的氣體被壓入大氣泵，在P3的壓力下小氣泵將被 展開，當(dāng)PKP0時(shí)，單向閥4打開，小氣泵吸入空氣。達(dá)到平衡時(shí)，P1=P0。 P2〉P1， P3=P2，單向閥4、 5、 6關(guān)閉狀態(tài)。
3、 循環(huán)l、 2過(guò)程。直到大氣泵膨脹，小氣泵被壓縮到極限，此時(shí)恒力F通 過(guò)小氣泵的硬質(zhì)泵體作用于大氣泵的受力面8，大氣泵被壓縮，繼續(xù)給彈 性體充氣。失去受力后，大氣泵由于排出空氣而變小，小氣泵再次得到一 定程度恢復(fù)。
4、 循環(huán)1、 2、 3過(guò)程。隨著P3的氣壓升高，壓力F只能令彈性體產(chǎn)生輕微 形變，此時(shí)小氣泵的氣體被完全壓入大氣泵，大氣泵膨脹到極限，輕微形變直接作用于大氣泵，若此時(shí)的壓強(qiáng)P2《P3+Pb3時(shí)，就不能再給彈性體 充氣。當(dāng)壓力撤銷時(shí)，彈性體、大氣泵同時(shí)恢復(fù)形變，小氣泵不再打開。 此時(shí)P3達(dá)到額定壓強(qiáng)。在恒力F的反復(fù)作用下，由于小氣泵不能展開， 已經(jīng)不能再實(shí)現(xiàn)充氣的過(guò)程，從而達(dá)到恒壓的目的。
5、 充氣過(guò)程結(jié)束時(shí)，彈性體在壓力F下繼續(xù)產(chǎn)生輕微形變，但是不再繼續(xù)充 氣，這種允許的形變范圍可以通過(guò)調(diào)節(jié)單向閥(6)的開啟氣壓來(lái)設(shè)定。單 向閥(6)的開啟氣壓等于在允許的輕微形變范圍內(nèi)P2增加的最大壓強(qiáng)。
6、 當(dāng)由于慢性漏氣或輕微漏氣等原因彈性體內(nèi)氣壓P3〈P2-Pb3時(shí)，大氣泵再 次給彈性體充氣，壓力撤消后，彈性體恢復(fù)形變，大氣泵已被壓縮，小氣 泵張開吸氣，再次進(jìn)入l、 2、 3、 4過(guò)程循環(huán)，直到充到額定壓強(qiáng)后停止。
7、 壓力F的大小和彈性體內(nèi)充氣氣壓大小成近似的線性關(guān)系，正好符合輪胎 等的實(shí)際應(yīng)用需求，隨著載重的增加，輪胎氣壓相應(yīng)自動(dòng)提高，可以讓輪 胎在一個(gè)最適合的氣壓下工作。
本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限定，在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變形， 例如采用不同結(jié)構(gòu)、形狀和材質(zhì)的氣泵或其他元件或者稍作形式上的改變而制 作的其他產(chǎn)品，都應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
本發(fā)明的有益效果是1、結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，成本低廉，容易實(shí)現(xiàn)。2、實(shí)現(xiàn) 完全自動(dòng)控制的充氣過(guò)程。3、在恒定壓力反復(fù)作用下能始終保持恒定的的氣壓。 4、隨壓力增加而自動(dòng)增加氣壓并保持新的氣壓。5、可以和實(shí)際應(yīng)用結(jié)合為一 個(gè)整體，作為一個(gè)部件一同生產(chǎn)，進(jìn)一步降低成本。6、沒有易磨損件。7、可 以直接用傳統(tǒng)方法充氣。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。 圖l是本發(fā)明的截面結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明工作原理圖。
在圖l中l(wèi).密閉彈性體；2.小氣泵；3.大氣泵；4.單向閥1; 5.單向閥2;
6.單向閥3; 7.硬質(zhì)受力面；8.硬質(zhì)受力面。 在圖2中P0.大氣壓；Pl.小氣泵氣壓；P2.大氣泵氣壓；P3.彈性體氣壓。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例
在圖1中，小氣泵為內(nèi)部空間極其緊湊的耐壓結(jié)構(gòu)，可采用改進(jìn)的螺紋管氣 泵或活塞式氣泵，小氣泵頂端硬質(zhì)受力面安裝于彈性體內(nèi)部上側(cè)，并通過(guò)單向 閥l與大氣相通。小氣泵底面與大氣泵頂端硬質(zhì)受力面連接，中間有單向閥(5)
連通兩個(gè)氣泵。大氣泵可采用螺紋管氣泵，大氣泵通過(guò)單向閥(6)與彈性體連通， 單向閥(6)可以安裝于大氣泵側(cè)面或底面，大氣泵底面安裝于彈性體內(nèi)部下側(cè)。 單向閥(4)(5)為低開啟氣壓閥，單向閥(6)為可調(diào)開啟氣壓閥。根據(jù)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定 單向閥(6)的開啟氣壓設(shè)置參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)充入的氣體能滿足額定氣壓的要求。
權(quán)利要求
1.一種彈性密閉空間自變形充氣恒壓裝置，由串聯(lián)的大小兩個(gè)氣泵和彈性體構(gòu)成，其特征在于雙氣泵結(jié)構(gòu)置于彈性體內(nèi)部，雙氣泵是串聯(lián)結(jié)構(gòu)，小氣泵頂面進(jìn)氣端通過(guò)單向閥與大氣相連，小氣泵底面出氣端與大氣泵頂面進(jìn)氣端連接，中間有單向閥連通，大氣泵底面出氣端通過(guò)單向閥與彈性體內(nèi)空間相連，小氣泵進(jìn)氣端和大氣泵出氣端分別安裝于彈性體內(nèi)壁兩側(cè)，彈性體在反復(fù)受壓形變時(shí)通過(guò)內(nèi)置雙氣泵的壓縮來(lái)充氣，彈性體在所受一定壓力下充氣，充氣終了氣壓保持恒定并由大氣泵輸出單向閥的調(diào)節(jié)來(lái)設(shè)定最終充氣氣壓，小氣泵的受壓面積小于大氣泵的受壓面積，兩個(gè)氣泵或同時(shí)或交替工作，以實(shí)現(xiàn)往彈性體內(nèi)充入高壓氣體并恒壓終止充氣的功能。
2. 如權(quán)利要求l所述的彈性密閉空間自變形充氣恒壓裝置，其特征在于所 述的小氣泵是內(nèi)部空間極其緊湊的耐壓結(jié)構(gòu)，當(dāng)被壓縮到極限時(shí)，內(nèi)部容積 接近0，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生高壓縮比的氣體需求，所述的大氣泵能實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存高壓氣 體、給彈性體充氣和控制小氣泵充、停的功能，小氣泵、大氣泵的頂端為硬 質(zhì)材料，所述的雙氣泵可以采用多種結(jié)構(gòu)、形狀和材質(zhì)的單氣泵串聯(lián)組合。
3. 如權(quán)利要求l所述的彈性密閉空間自變形充氣恒壓裝置，其特征在于通 過(guò)調(diào)節(jié)所述的大氣泵輸出單向閥的開啟氣壓能設(shè)定最終充氣氣壓，所述的單 向閥可以采用多種結(jié)構(gòu)、形狀和材質(zhì)的單向閥。
全文摘要
一種密閉空間彈性體內(nèi)安裝的通過(guò)反復(fù)恒定壓力造成的變形來(lái)給彈性空間充氣并實(shí)現(xiàn)恒壓的裝置。由串聯(lián)的大小兩個(gè)氣泵構(gòu)成，小氣泵受壓面積小于大氣泵受壓面積，在實(shí)際工作過(guò)程中兩個(gè)氣泵或同時(shí)或交替工作，以實(shí)現(xiàn)往彈性體內(nèi)充入高壓氣體并恒壓終止充氣。調(diào)節(jié)大氣泵輸出端單向閥的開啟氣壓可以調(diào)整最終充氣氣壓。
文檔編號(hào)F04B45/06GK101644250SQ20091018978
公開日2010年2月10日 申請(qǐng)日期2009年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月31日
發(fā)明者王曉光 申請(qǐng)人:王曉光