[發明專利]彈性密閉空間自變形充氣恒壓裝置

無效

• 申請號: 200910189785.0
• 申請日: 2009-08-31
• 公開（公告）號: CN101644250A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: 王曉光
• 申請（專利權）人: 王曉光
• 主分類號: F04B45/06
• 分類號: F04B45/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種密閉空間彈性體內安裝的通過反復恒定壓力造成的變形來給彈性空間充氣并實現恒壓的裝置。

背景技術

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、電動氣泵；3、口吹。關于通過內置裝置自動實現充氣并恒壓的技術，檢索發現，已有不少在先技術公開，具體請見以下對比：

對比文件1：專利號為89211618.8的中國專利文獻中公開了一種設計方案，其特點有：1、所述的充氣裝置放于車胎內；2、由一個所述的泵冒體和一個氣泵組成；3、采用一級氣泵結構；4、通過車胎自變形壓縮氣泵充氣；

對比文件2：專利號為90104185.8的中國專利文獻中公開了一種設計方案，其特點有：1、所述的充氣裝置放于車胎內；2、由一個所述的連桿和一個氣泵組成；3、采用一級氣泵結構；4、通過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有三個共同點就是：1、置于車胎內部；2、采用一級氣泵結構；3、通過車胎自變形實現充氣。但是經過研究發現，在實際工作過程中，以上所述的技術由于氣泵變形有限而不能產生輪胎額定的高氣壓，對比文件2所述的技術還存在金屬連桿結構并在工作過程中猛烈撞擊，對其本身和車胎極易造成損壞。

在檢索的很多類似專利中，經研究發現有一個共同點：其中采用一級氣泵的設計實際上只能充入微量氣體。因為一級氣泵吸入的是標準氣壓，當車胎變形小時，氣泵產生的形變壓縮也很小，氣泵內的氣壓遠小于車胎氣壓，因此不能繼續充氣。并不能達到車胎額定氣壓。另外較多應用的是連桿活塞式，通過撞擊來充氣，多會損壞輪胎和充氣設備本身。

發明內容

為了克服現有技術結構復雜、加工成本高、安裝繁瑣以及原理缺陷等弊病，本發明提供一種能產生高壓氣體、結構非常簡單、成本低廉、易于實現、不易磨損并且能與被充氣結構加工成一體的通過自變形來自動充氣并恒壓的裝置。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：本發明由串聯的大小兩個氣泵構成，小氣泵受壓面積小于大氣泵受壓面積，在實際工作過程中兩個氣泵或同時或交替工作，以實現往彈性體內充入高壓氣體并恒壓終止充氣。

本發明采用如下特殊的結構，實現了高壓充氣并恒壓的功能：

1、小氣泵是內部空間極其緊湊的耐壓結構，當被壓縮到極限時，內部容積接近0，以實現產生高壓縮比的氣體需求，這也是本發明的關鍵部分之一。根據壓強公式：P＝F/S，小氣泵的受力面積S1按照小于F/P來設計，F為所受最大壓力，P為彈性體額定氣壓，這樣只要壓力F≥P*S1，則能滿足彈性體的額定氣壓要求，而在實際應用中，F遠遠大于P*S1，例如在車胎中的應用。

2、采用雙氣泵串聯結構，大氣泵能實現儲存高壓氣體、給彈性體充氣和控制小氣泵充、停的功能。調節大氣泵的單向閥(6)即能調節充氣停止氣壓。

為便于理解，可以近似把工作過程看做：小氣泵給大氣泵充氣、大氣泵給彈性體充氣。充氣到一定時刻，大氣泵脹滿，小氣泵不能展開，大氣泵在壓力下繼續給彈性體充氣，隨即小氣泵展開繼續給大氣泵充氣，直到大氣泵在壓力下產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，小氣泵再也不能展開，停止充氣。

下面參照附圖2解釋其結構和工作原理：

首先定義工作參數：①P0為大氣壓，P1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Pb1、Pb2、Pb3，單向閥的開啟氣壓可調，其中Pb1、Pb2開啟氣壓極小，計算中可以忽略；③受力面(7)的面積為S1，受力面(8)的面積為S2，反復施加恒力F。

假定開始工作于彈性體的自然膨脹狀態下，P1＝P0，P2＝P1，P3＝P2，以下為工作原理：

1、當彈性體受到恒力F時被壓縮，當彈性體氣壓較小時，可產生較大行程的壓縮。因為受力面積S1＜S2，則P1＞P2，小氣泵給大氣泵充氣，當P2＞P3+Pb3時，大氣泵給彈性體充氣。充氣達到平衡時，P3+Pb3＝P2，P2＝P1，P3＞P0，單向閥(4)(5)(6)關閉。

2、當恒力F撤銷時，則彈性體恢復形狀，此時由于大氣泵的氣體被壓入彈性體，因此在P3的氣壓包圍下，大氣泵恢復少量形變使得P2＝P3，并保持被壓縮狀態；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P1＜P0時，單向閥4打開，小氣泵吸入空氣。達到平衡時，P1＝P0。P2＞P1，P3＝P2，單向閥4、5、6關閉狀態。