技術領域
本發(fā)明的主題涉及工具。更確切的說,本發(fā)明的主題涉及一種用于使無內胎輪胎就座于輪緣上的工具。
背景技術:
許多用于汽車、卡車和其他設備的輪胎被設計成安裝在輪子或輪緣上而不使用內胎。該輪胎可能是不透氣的、具有在該輪胎的內部邊緣周圍的一個胎圈,該胎圈被設計來壓靠在該輪緣的唇緣上以創(chuàng)建一種氣密性密封,這樣使得輪胎和輪緣的組合能夠保持加壓的空氣或其他氣體。該輪緣可以包括一個可用于給輪胎充氣的閥桿。
首先將輪胎安裝在輪緣上后,該輪胎的胎圈可能沒有緊密壓靠在該輪緣的唇緣上,這樣沒有創(chuàng)建氣密性的腔室。在一些情況下,特別是對于較小的輪胎來說,可以穿過該閥桿注入足夠的空氣以創(chuàng)建輪胎內的空氣與外部空氣之間的一個壓力差,這樣使得,盡管空氣可能從該輪胎與輪緣之間逸出,該輪胎的胎圈仍被壓靠在該輪緣上而創(chuàng)建了密封。這可以被稱為使輪胎就座(seating)在輪緣上。使輪胎就座在輪緣上允許該輪胎被加壓。但是在一些情況下,尤其對于較大輪胎而言,僅僅通過將空氣穿過該輪緣的閥桿而注入來使輪胎就座是不可能的。
本領域眾所周知的是在輪緣與輪胎的胎圈之間鼓入高體積的空氣,從而創(chuàng)建輪胎內的空氣的壓力與外部空氣壓力之間的壓力差,由此使該輪胎就座在輪緣上。完成這點的常規(guī)裝置總體上包括一個大的、然而便攜的加壓空氣罐,該罐帶有一個通向排出筒的常規(guī)的閥,例如球閥或蝶閥。該排出筒典型地是剛性地連接至該罐上并且從其延伸的一種固體的防漏的金屬管。該罐和排出筒可以被定位成用于將高體積的空氣從該加壓的空氣罐鼓入輪胎中。為了使該輪胎就座在輪緣上,常規(guī)裝置的罐的尺寸必須被確定成在足夠高的壓力下保持足夠的空氣以便使該輪胎相對該輪緣膨脹、并且然后完全地填充該輪胎的體積到達一個大于大氣壓的壓力。為了對大輪胎實現這點,這可能導致一個大的笨重的空氣儲罐和/或危險的高壓。
技術實現要素:
根據不同的實施方案,一種使用加壓氣體來使無內胎輪胎就座于輪緣上的工具包括一個帶有輸入端口的圓柱形壓力容器,該輸入端口適合于用該加壓氣體填充該圓柱形壓力容器。還包括一個噴嘴,該噴嘴氣動地連接到該圓柱形壓力容器的遠端上的一個出口上。該噴嘴被配置成用于將氣體鼓入一個輪緣與一個胎圈之間。一個氣體閥被配置成用于控制來自該圓柱形壓力容器的遠端上的出口的氣體流量。一個抓柄從該圓柱形壓力容器徑向地延伸,其中一個釋放控制件位于該抓柄的15厘米(cm)內的一個位置處。該氣體閥被配置成響應于該釋放控制件的致動作用而打開,從而允許該加壓氣體流動經過該圓柱形壓力容器的遠端上的出口并且流出該噴嘴。
一種使無內胎輪胎就座于輪緣上的方法包括:用一種加壓氣體將一個圓柱形壓力容器填充至一個初級壓力,并且通過用手來握持一個從該圓柱形壓力容器徑向地延伸的抓柄以便握持該圓柱形壓力容器,從而將一個噴嘴朝該無內胎輪胎定位在該輪緣上。該噴嘴氣動地連接到該圓柱形壓力容器的遠端上的一個出口上。噴嘴上的一個輪緣托座被定位成抵靠在該輪緣的唇緣上,其中一個噴嘴出口被定位在該輪緣與安裝在該輪緣上的輪胎之間。接著用握持該抓柄的手的一個手指來致動一個釋放控制件,以便打開一個氣體閥。這允許了在該圓柱形壓力容器中的加壓氣體流經該圓柱形加壓容器的遠端上的出口而到達該噴嘴、流出該噴嘴出口,從而創(chuàng)建一個氣體流。該氣體流在該輪緣的唇緣與該輪胎上的胎圈之間流動、進入該輪胎中,從而致使該輪胎的胎圈抵靠該輪緣就座。
根據不同實施方案,一種用于將加壓氣體快速地釋放穿過一個出口的方法可以包括用加壓氣體填充一個控制儲器以便使位于一個圓柱體內的活塞進行滑動而抵靠一個初級出口,從而阻擋初級氣體流經該初級出口。該控制儲器是在該活塞與該圓柱體的關閉末端之間的圓柱體內形成的,并且在該控制儲器中的氣體具有一個控制壓力??梢詫怏w提供進入一個初級氣體儲器中并且加壓至一個初級壓力。該初級出口是一條用于該加壓的初級氣體從該初級氣體儲器中逸出的路徑。該加壓氣體可以從該控制儲器中穿過一個釋放閥被釋放,以便允許該控制壓力下降至一個釋放壓力以下。該釋放壓力是基于該初級壓力以及在該初級出口的面積與該活塞的截面積之間的面積差。如果該控制壓力下降至該釋放壓力以下,該活塞快速地滑動離開該初級出口,從而允許該初級氣體穿過該初級出口逸出。
一個氣體閥可以具有多種實施方案,包括帶有一個具有出口面積的初級氣體出口的初級氣體儲器。具有一個封閉端的一個接收座被牢固地定位在該初級氣體儲器內部。定位在該接收座中的活塞被成形來匹配該接受座并且具有大于該初級氣體出口的出口面積的一個截面積。該活塞能夠在該接收座中以往復運動進行滑動,并且在該接收座的封閉端與該活塞之間的接收座中創(chuàng)建了一個控制儲器。該控制儲器的體積取決于該活塞在該接收座中的位置。還包括用于以控制氣體將該控制儲器填充至一個控制壓力的裝置以及一個釋放閥。該釋放閥的輸入端被氣動地連接至該控制儲器上。如果該控制儲器的控制壓力大于一個釋放壓力,則該活塞抵靠該初級氣體出口就座,從而阻礙氣體從該初級氣體儲器中離開。該釋放壓力取決于該初級氣體儲器中的氣體的初級壓力和該出口面積與該活塞的截面積之間的面積差。如果該釋放閥被打開并且在該控制儲器中的氣體通過該釋放閥的出口逸出從而導致在該控制儲器中的剩余氣體的控制壓力降低至該釋放壓力以下,則該活塞快速地遠離該初級氣體出口滑動而進入該接收座中,從而允許了在該初級氣體儲器中的氣體流經該初級氣體出口。
根據不同實施方案,一種用于使用加壓氣體使無內胎輪胎就座于輪緣上的噴嘴包括一個出口和一個噴口,該噴口被適配成用于接納加壓氣體并且將一個氣體流通過一個孔口排放到該噴嘴中的一個室之中。該室從該出口延伸進入該噴嘴并且并且被定位成允許該氣體流進入該室中。如果截面積是在基本上垂直于該氣體流在從該孔口離開時的流動方向上測量的,該室在該氣體流進入該室之處附近的一個點處具有大于該孔口的截面積。還包括至少一個空氣進入端口,該空氣進入端口被定位成:如果該氣體流從該孔口流動經過該室并且流出該出口,則允許空氣從該噴嘴外部進入該室中并且從該出口流出。
該噴嘴可以被用于包含了一個空氣罐和一個閥的系統(tǒng)中,該閥控制著加壓氣體從該空氣罐到該噴嘴的流量。一種使輪胎就座于輪緣上的方法包括定位一個噴嘴以便將氣體鼓入一個輪緣的唇緣與一個安裝在輪緣上的輪胎的胎圈之間并且將加壓氣體提供該噴嘴內的一個孔口。從該孔口離開的氣體流進入該噴嘴內的一個室中并且從該噴嘴的外部通過至少一個空氣進入端口吸入空氣。空氣從該噴嘴的出口被鼓出而進入該輪緣的唇緣與該輪胎的胎圈之間的輪胎中,從而致使該輪胎的胎圈抵靠該輪胎的輪緣就座。從該出口離開的至少一些空氣是來自該至少一個空氣進入端口。
本申請涉及以下項目:
(1)一種使用加壓氣體來使無內胎輪胎就座于輪緣上的工具,該工具包括:一個帶有輸入端口的圓柱形壓力容器,所述輸入端口適合于用所述加壓氣體填充該圓柱形壓力容器;一個噴嘴,該噴嘴氣動地連接到該圓柱形壓力容器的遠端上的一個出口上,所述噴嘴被配置成用于將該加壓氣體鼓入一個輪緣與一個胎圈之間;一個氣體閥,該氣體閥被配置成用于控制來自該圓柱形壓力容器的遠端上的出口的該加壓氣體的流量;一個手槍式抓柄,該手槍式抓柄從該圓柱形壓力容器徑向地延伸;以及一個釋放控制件,該釋放控制件位于該手槍式抓柄的15厘米(cm)內的一個位置處;其中該氣體閥被配置成響應于該釋放控制件的致動作用而打開,從而允許該加壓氣體流動經過該圓柱形壓力容器的遠端上的出口并且流出該噴嘴。
(2)如項目(1)所述的工具,其中該圓柱形壓力容器具有小于6.1升的內部容積;并且其中所述氣體閥是位于該圓柱形壓力容器的內部。
(3)如項目(1)所述的工具,其中該手槍式抓柄是一種風格化的手槍式抓柄,并且該釋放控制件是一個扳機,該扳機位于該風格化的手槍式抓柄的一個扳機位置并且被配置成通過使用者的食指來操縱,該工具進一步包括一個扳機護圈,其中該扳機被配置在該風格化的手槍式抓柄與該扳機護圈之間。
(4)如項目(1)所述的工具,進一步包括:一個管道,該管道將該圓柱形壓力容器的遠端上的出口氣動地連接到該噴嘴上,所述管道具有至少30cm的長度;以及從該管道徑向延伸的一個把手。
(5)如項目(1)所述的工具,所述氣體閥包括:一個圓柱體,該圓柱體帶有被牢固地定位在該圓柱形壓力容器內部的一個封閉端;一個活塞,其形狀被確定為匹配在該圓柱體中,該活塞位于該圓柱體中并且具有比該圓柱形壓力容器的遠端上的出口的出口面積更大的一個截面積,該活塞能夠在該圓柱體內以往復運動進行滑動,其中在該圓柱體中在該圓柱體的封閉端與該活塞之間創(chuàng)造了一個控制儲器,該控制儲器的容積取決于該活塞在該圓柱體中的位置;用于以控制氣體將該控制儲器填充至一個控制壓力的裝置;以及具有一個輸入端和一個出口的一個釋放閥,該釋放閥的輸入端被氣動地連接至該控制儲器上,所述釋放閥被定位成通過該釋放控制件的致動作用被打開;其中,如果該控制儲器的控制壓力大于一個釋放壓力,該活塞則抵靠該圓柱形壓力容器的遠端上的出口就座,從而阻礙該加壓氣體離開圓柱形壓力容器,所述釋放壓力取決于該加壓氣體在該圓柱形壓力容器內的初級壓力以及在該出口面積與該活塞的截面積之間的面積差;并且其中,該釋放控制件在被致動時被配置成打開該釋放閥,從而允許該控制儲器中的控制氣體通過該釋放閥的出口逸出并且允許該控制儲器中剩余的控制氣體的控制壓力降低至該釋放壓力以下,從而導致該活塞快速滑入該圓柱體中、離開該圓柱形壓力容器的遠端上的出口,由此允許該圓柱形壓力容器中的加壓氣體流動經過該圓柱形壓力容器的遠端上的出口并且流出該噴嘴。
(6)如項目(5)所述的工具,其中該活塞包括一個活塞環(huán),該活塞環(huán)位于該活塞外部而與該圓柱體的一個內壁緊密接合;并且其中所述用于填充該控制儲器的裝置包括在一個活塞環(huán)中的至少一個空隙以便允許該加壓氣體從圓柱形壓力容器流動經過所述至少一個空隙而進入該控制儲器。
(7)如項目(5)所述的工具,其中所述用于填充該控制儲器的裝置包括:在該圓柱體的內壁與該活塞之間的一個空間。
(8)如項目(5)所述的工具,其中所述用于填充該控制儲器的裝置包括:在該圓柱體中的一個孔,用于允許該加壓氣體從圓柱形壓力容器流動經過所述孔而進入該控制儲器。
(9)如項目(5)所述的工具,其中該釋放閥是一個提升閥。
(10)如項目(5)所述的工具,其中該活塞包括一種聚縮醛聚合物。
(11)如項目(5)所述的工具,進一步包括:位于該圓柱體的封閉端與該活塞之間的一個壓縮的彈簧,該壓縮的彈簧被配置成在該活塞上提供力以便幫助該活塞抵靠該圓柱形壓力容器的遠端上的出口就座。
(12)如項目(1)所述的工具,該噴嘴包括:一個噴口,該噴口被配置成用于接納流經該圓柱形壓力容器的遠端上的出口的加壓氣體并且通過一個孔口排出一個第一氣體流;一個噴嘴出口,該噴嘴出口適合于引導一個第二氣體流進入該輪緣與該胎圈之間的空隙內;一個室,該室從該噴嘴出口延伸進入該噴嘴中并且被定位成允許該第一氣體流進入該室中,該室在該第一氣體流進入該室之處附近的一個點處具有的截面積大于該孔口,所述截面積是在基本上垂直于該第一氣體流在從該孔口離開時的流動方向的方向上測量的;以及至少一個空氣進入端口,該空氣進入端口被定位成,如果該氣體流從該孔口流動經過該室并且流出該噴嘴出口則允許來自該噴嘴外部的空氣從進入該室中并且從該噴嘴出口流出;其中該第二氣體流包括該第一氣體流以及所述來自該噴嘴外部的空氣。
(13)如項目(12)所述的工具,進一步包括:一個輪緣托座,該輪緣托座在該噴嘴出口附近附接至該噴嘴上;其中該輪緣托座被配置成,如果該噴嘴被定位在輪胎輪緣與一個安裝在該輪胎輪緣上的輪胎之間則抓取該輪胎輪緣的一個唇緣以便將空氣鼓入輪胎中。
(14)如項目(12)所述的工具,其中該至少一個空氣進入端口的組合面積至少與該孔口一樣大。
(15)如項目(1)所述的工具,其中并非來自該圓柱形壓力容器的空氣因為文丘里效應、響應于該氣體穿過該噴嘴的流動而進入該輪胎中。
(16)使無內胎輪胎就座于輪緣上的方法,該方法包括:用加壓氣體將一個圓柱形壓力容器填充到一個初級壓力;通過用手握持從該圓柱形壓力容器徑向延伸的抓柄來握持該圓柱形壓力容器,以便將一個噴嘴朝該無內胎輪胎定位在該輪緣上,所述噴嘴氣動地連接至該圓柱形壓力容器的遠端上的一個出口上;將一個輪緣托座定位在該噴嘴上抵靠該輪緣的一個唇緣,其中一個噴嘴出口被定位在該輪緣與安裝在該輪緣上的輪胎之間;用握持該抓柄的這只手的手指來致動一個釋放控制件以打開一個氣體閥,從而允許該圓柱形壓力容器中的加壓氣體流動穿過該圓柱形壓力容器的遠端上的出口到達該噴嘴、流出該噴嘴出口以便產生一個氣體流,所述氣體流在該輪緣的唇緣與該輪胎上胎圈之間流動而進入該輪胎中,從而致使該輪胎的胎圈抵靠該輪緣就座。
(17)如項目(16)所述的方法,進一步包括:用該加壓氣體將一個控制儲器填充至一個控制壓力以便使一個活塞滑動而抵靠該圓柱形壓力容器的遠端上的出口從而阻礙該加壓氣體流動穿過該圓柱形壓力容器的遠端上的出口,所述控制儲器是形成在一個圓柱體中、在該滑動地定位在該圓柱體中的活塞與該圓柱體的一個封閉端之間,該圓柱體被牢固地定位在該圓柱形壓力容器的內部;其中所述致動該釋放控制件以打開一個氣體閥包括:通過一個釋放閥從該控制儲器中釋放出該加壓氣體,該釋放閥通過致動該釋放控制件而被打開,以便允許該控制壓力降低至一個釋放壓力以下,所述釋放壓力是基于該初級壓力以及在該圓柱形壓力容器的遠端上的出口的面積與該活塞的截面積之間的面積差;并且如果該控制壓力降低至該釋放壓力以下則將該活塞滑動離開該初級出口以便允許該圓柱形壓力容器中的加壓氣體流動穿過該圓柱形壓力容器的遠端上的出口。
(18)如項目(17)所述的方法,其中填充該控制儲器包括:將該初級氣體從該圓柱形壓力容器、經一個活塞環(huán)中的空隙、提供至該控制儲器中,其中該活塞環(huán)被定位在該活塞的外側上并且與該圓柱體的一個內壁緊密接合。
(19)如項目(17)所述的方法,其中填充該控制儲器包括:將該初級氣體從該圓柱形壓力容器、經該圓柱體中的一個小孔、提供至該控制儲器中。
(20)如項目(16)所述的方法,進一步包括:將該加壓氣體提供至該噴嘴中的一個孔口以便產生從該孔口排出的氣體射流,其中該氣體射流進入該噴嘴中的一個室內并且通過該至少一個空氣進入端口從該噴嘴外側吸入空氣;其中從該噴嘴出口排出的至少一些氣體流是來自該至少一個空氣進入端口。
(21)如項目(16)所述的方法,其中所述氣體閥是位于該圓柱形壓力容器的內部。
(22)如項目(1)所述的工具,其中該圓柱形壓力容器具有小于6.1升的內部容積。
(23)如項目(1)或項目(22)所述的工具,其中所述氣體閥是位于該圓柱形壓力容器的內部。
(24)如項目(1)、項目(22)或項目(23)所述的工具,其中該手槍式抓柄是一種風格化的手槍式抓柄,并且該釋放控制件是一個扳機,該扳機位于該風格化的手槍式抓柄的一個扳機位置并且被配置成通過使用者的食指來操縱。
(25)如項目(24)所述的工具,進一步包括:一個扳機護圈,其中該扳機被配置在該風格化的手槍式抓柄與該扳機護圈之間。
(26)如項目(1)或項目(22)至(25)中任一項所述的工具,進一步包括:一個管道,該管道將該圓柱形壓力容器的遠端上的出口氣動地連接到該噴嘴上,所述管道具有至少30cm的長度。
(27)如項目(26)所述的工具,進一步包括:從該管道徑向延伸的一個把手。
(28)如項目(1)或項目(22)至(27)中任一項所述的工具,所述氣體閥進一步包括:一個圓柱體,該圓柱體帶有被固定地定位在該圓柱形壓力容器內部的一個封閉端;一個活塞,其形狀被確定為匹配在該圓柱體中,該活塞位于該圓柱體中并且具有比該圓柱形壓力容器的遠端上的出口的出口面積更大的一個截面積,該活塞能夠在該圓柱體內以往復運動進行滑動,其中在該圓柱體中在該圓柱體的封閉端與該活塞之間創(chuàng)造了一個控制儲器,該控制儲器的容積取決于該活塞在該圓柱體中的位置;用于以控制氣體將該控制儲器填充至一個控制壓力的裝置;以及具有一個輸入端和一個出口的一個釋放閥,該釋放閥的輸入端被氣動地連接至該控制儲器上,所述釋放閥被定位成通過該釋放控制件的致動作用被打開;其中,如果該控制儲器的控制壓力大于一個釋放壓力,該活塞則抵靠該圓柱形壓力容器的遠端上的出口就座,從而阻礙該加壓氣體離開圓柱形壓力容器,所述釋放壓力取決于該加壓氣體在該圓柱形壓力容器內的初級壓力以及在該出口面積與該活塞的截面積之間的面積差;并且其中,該釋放控制件在被致動時被配置成打開該釋放閥,從而允許該控制儲器中的控制氣體通過該釋放閥的出口逸出并且允許該控制儲器中剩余的控制氣體的控制壓力降低至該釋放壓力以下,從而導致該活塞快速滑入該圓柱體中、離開該圓柱形壓力容器的遠端上的出口,由此允許該圓柱形壓力容器中的加壓氣體流動經過該圓柱形壓力容器的遠端上的出口并且流出該噴嘴。
(29)如項目(28)所述的工具,其中該活塞包括一個活塞環(huán),該活塞環(huán)位于該活塞外部而與該圓柱體的一個內壁緊密接合;并且其中所述用于填充該控制儲器的裝置包括在一個活塞環(huán)中的至少一個空隙以便允許該加壓氣體從圓柱形壓力容器流動經過所述至少一個空隙而進入該控制儲器。
(30)如項目(28)所述的工具,其中所述用于填充該控制儲器的裝置包括:在該圓柱體的內壁與該活塞之間的一個空間。
(31)如項目(28)所述的工具,其中所述用于填充該控制儲器的裝置包括:在該圓柱體中的一個孔,用于允許該加壓氣體從圓柱形壓力容器流動經過所述孔而進入該控制儲器。
(32)如項目(28)至(31)中任一項所述的工具,其中該釋放閥是一個提升閥。
(33)如項目(28)至(32)中任一項所述的工具,其中該活塞包括一種聚縮醛聚合物。
(34)如項目(28)至(33)中任一項所述的工具,進一步包括:位于該圓柱體的封閉端與該活塞之間的一個壓縮的彈簧,該壓縮的彈簧被配置成在該活塞上提供力以便幫助該活塞抵靠該圓柱形壓力容器的遠端上的出口就座。
(35)如項目(1)或項目(22)至(33)中任一項所述的工具,該噴嘴包括:一個噴口,該噴口被配置成用于接納流經該圓柱形壓力容器的遠端上的出口的加壓氣體并且通過一個孔口排出一個第一氣體流;一個噴嘴出口,該噴嘴出口適合于引導一個第二氣體流進入該輪緣與該胎圈之間的空隙內;一個室,該室從該噴嘴出口延伸進入該噴嘴中并且被定位成允許該第一氣體流進入該室中,該室在該第一氣體流進入該室之處附近的一個點處具有的截面積大于該孔口,所述截面積是在基本上垂直于該第一氣體流在從該孔口離開時的流動方向上測量的;以及至少一個空氣進入端口,該空氣進入端口被定位成,如果該氣體流從該孔口流動經過該室并且流出該噴嘴孔口則允許空氣從該噴嘴外部進入該室中并且從該噴嘴出口流出;其中該第二氣體流包括該第一氣體流以及所述來自該噴嘴外部的空氣。
(36)如項目(35)所述的工具,進一步包括:一個輪緣托座,該輪緣托座在該噴嘴出口附近附接至該噴嘴上;其中該輪緣托座被配置成,如果該噴嘴被定位在輪胎輪緣與一個安裝在該輪胎輪緣上的輪胎之間則抓取該輪胎輪緣的一個唇緣以便將空氣鼓入輪胎中。
(37)如項目(35)或項目(36)所述的工具,其中至少一個空氣進入端口的組合面積與該孔口至少一樣大。
(38)如項目(1)或項目(22)至(37)中任一項所述的工具,其中并非來自該圓柱形壓力容器的空氣因為文丘里效應、響應于該氣體穿過該噴嘴的流動而進入該輪胎中。
(39)如項目(16)至(19)中任一項所述的方法,進一步包括:將該加壓氣體提供至該噴嘴中的一個孔口以便產生從該孔口排出的氣體射流,其中該氣體射流進入該噴嘴中的一個室內并且通過該至少一個空氣進入端口從該噴嘴外側吸入空氣;其中從該噴嘴出口排出的至少一些氣體流是來自該至少一個空氣進入端口。
(40)如項目(16)至(20)中任一項所述的方法,其中所述氣體閥是位于該圓柱形壓力容器的內部。
(41)一種通過初級出口快速釋放加壓氣體的方法,該方法包括:用加壓氣體填充一個控制儲器以便使位于一個圓柱體內的活塞滑動而抵靠該初級出口從而阻礙初級氣體流動穿過該初級出口,該控制儲器中的氣體具有一個控制壓力,該控制儲器被形成在該圓柱體內、在該活塞與該圓柱體的一個封閉端之間;將該初級氣體提供到一個初級氣體儲器中,其中該初級氣體儲器被加壓至一個初級壓力并且該初級出口是用于該加壓氣體從該初級氣體儲器中逸出的路徑;并且通過一個釋放閥從該控制儲器中釋放出該加壓氣體,以便允許該控制壓力降低至一個釋放壓力以下,所述釋放壓力是基于該初級壓力以及在該初級出口的面積與該活塞的截面積之間的面積差;其中,如果該控制壓力下降至該釋放壓力以下,該活塞快速地滑動離開該初級出口,從而允許該初級氣體穿過該初級出口逸出。
(42)如項目(41)所述的方法,其中填充該控制儲器包括:通過一個控制氣體入口從一個外部源提供控制氣體,其中該控制氣體從該控制氣體入口流動至該控制儲器而并不首先流動穿過該初級氣體儲器。
(43)如項目(42)所述的方法,其中將該初級氣體提供到該初級氣體儲器中包括:將該控制氣體作為該初級氣體從該控制儲器、經一個單向閥提供到該初級氣體儲器中。
(44)如項目(41)所述的方法,其中將該初級氣體提供到該初級氣體儲器中包括:將該初級氣體經一個初級氣體輸入端提供到該初級氣體儲器中。
(45)如項目(41)所述的方法,其中填充該控制儲器包括:將該初級氣體從該初級氣體儲器、經一個活塞環(huán)中的空隙、提供至該控制儲器中,其中該活塞環(huán)被定位在該活塞的外側上并且與該圓柱體的一個內壁緊密接合。
(46)如項目(41)所述的方法,其中填充該控制儲器包括:將該初級氣體從該初級氣體儲器、經該圓柱體中的一個小孔、提供至該控制儲器中。
(47)一種氣體閥,包括:具有一個初級氣體出口的一個初級氣體儲器,該初級氣體出口具有一個出口面積;具有一個封閉端的一個接收座,該接收座被牢固地定位在該初級氣體儲器內部;一個活塞,其形狀被確定為匹配在該接收座中,該活塞具有比該初級氣體出口的出口面積更大的一個截面積并且位于該接收座中,該活塞能夠在該圓柱體內以往復運動進行滑動,其中在該接收座中在該接收座的封閉端與該活塞之間創(chuàng)造了一個控制儲器,該控制儲器的容積取決于該活塞在該接收座中的位置;用于以控制氣體將該控制儲器填充至一個控制壓力的裝置;以及具有一個輸入端和一個出口的一個釋放閥,該釋放閥的輸入端氣動地連接至該控制儲器上;其中,如果該控制儲器的控制壓力大于一個釋放壓力,該活塞則就座于該初級氣體出口上,從而阻礙氣體離開該初級氣體儲器,所述釋放壓力取決于該初級氣體儲器中的氣體的壓力以及在該出口面積與該活塞的截面積之間的面積差;并且其中,如果該釋放閥被打開并且在該控制儲器中的氣體通過該釋放閥的出口逸出并且導致在該控制儲器中的剩余氣體的控制壓力降低至該釋放壓力以下,則該活塞快速地遠離該初級氣體出口滑動而進入該接收座中,從而允許了在該初級氣體儲器中的氣體流經該初級氣體出口。
(48)如項目(47)所述的氣體閥,其中該接收座的形狀是圓柱形的。
(49)如項目(47)所述的氣體閥,其中該活塞包括一個活塞環(huán),該活塞環(huán)位于該活塞外部而與該接收座的一個內壁緊密接合。
(50)如項目(49)所述的氣體閥,其中所述用于填充該控制儲器的裝置包括:在該活塞環(huán)中的至少一個空隙,用于允許氣體從該初級氣體儲器穿過所述至少一個空隙而進入該控制儲器中。
(51)如項目(47)所述的氣體閥,其中所述用于填充該控制儲器的裝置包括:一個控制氣體出口,該控制氣體出口被氣動地連接至該控制儲器上并且被配置成允許來自外部源的氣體從該控制氣體入口流入該控制儲器中而并不首先流動穿過該初級氣體儲器。
(52)如項目(51)所述的氣體閥,進一步包括:一個單向閥,該單向閥被定位成如果該控制壓力大于該初級壓力則允許氣體從該控制儲器流入該初級氣體儲器中。
(53)如項目(47)所述的氣體閥,其中所述用于填充該控制儲器的裝置包括:在該接收座中的一個孔,用于允許氣體從該初級氣體儲器流動經過所述孔而進入該控制儲器中。
(54)如項目(47)所述的氣體閥,其中該釋放閥是一個提升閥。
(55)如項目(47)所述的氣體閥,其中該釋放閥是手動操作的。
(56)如項目(47)所述的氣體閥,進一步包括:通向該初級氣體儲器的一個初級氣體輸入端,該初級氣體輸入端是相對于該活塞和該初級氣體出口軸向定位的。
(57)如項目(47)所述的氣體閥,其中該活塞包括一種聚合物。
(58)如項目(57)所述的氣體閥,其中該聚合物是聚縮醛聚合物。
(59)如項目(47)所述的氣體閥,進一步包括:位于該接收座的封閉端與該活塞之間的一個壓縮的彈簧,該壓縮的彈簧被配置成在該活塞上提供力以便幫助該活塞抵靠該初級氣體出口就座。
(60)一種輪胎就座系統(tǒng),包括:適合于容納加壓氣體的一個罐;如項目(47)所述的氣體閥,其中該氣體閥的初級氣體儲器氣動地連接到該罐上;以及一個噴嘴,該噴嘴適合于將氣體鼓入一個輪緣與安裝在該輪緣上的輪胎之間以便使該輪胎就座于該輪緣上;其中該噴嘴氣動地連接到該氣體閥的初級氣體出口上。
(61)如項目(41)至(43)中任一項所述的方法,其中將該初級氣體提供到該初級氣體儲器中包括:將該初級氣體經一個初級氣體輸入端提供到該初級氣體儲器中。
(62)如項目(41)或(44)所述的方法,其中填充該控制儲器包括:將該初級氣體從該初級氣體儲器、經一個活塞環(huán)中的空隙、提供至該控制儲器中,其中該活塞環(huán)被定位在該活塞的外側上并且與該圓柱體的一個內壁緊密接合。
(63)如項目(41)或(44)所述的方法,其中填充該控制儲器包括:將該初級氣體從該初級氣體儲器、經該圓柱體中的一個小孔、提供至該控制儲器中。
(64)如項目(47)或項目(48)所述的氣體閥,其中該活塞包括一個活塞環(huán),該活塞環(huán)位于該活塞外部而與該接收座的一個內壁緊密接合。
(65)如項目(64)所述的氣體閥,其中所述用于填充該控制儲器的裝置包括:在該活塞環(huán)中的至少一個空隙,用于允許氣體從該初級氣體儲器穿過所述至少一個空隙而進入該控制儲器中。
(66)如項目(47)、(48)和(64)所述的氣體閥,其中所述用于填充該控制儲器的裝置包括:一個控制氣體出口,該控制氣體出口被氣動地連接至該控制儲器上并且被配置成允許來自外部源的氣體從該控制氣體入口流入該控制儲器中而并不首先流動穿過該初級氣體儲器。
(67)如項目(66)所述的氣體閥,進一步包括:一個單向閥,該單向閥被定位成如果該控制壓力大于該初級壓力則允許氣體從該控制儲器流入該初級氣體儲器中。
(68)如項目(47)、(48)和(64)所述的氣體閥,其中所述用于填充該控制儲器的裝置包括:在該接收座中的一個孔,用于允許氣體從該初級氣體儲器流動經過所述孔而進入該控制儲器中。
(69)如項目(47)、(48)、以及(64)至(68)中任一項所述的氣體閥,其中該釋放閥是一個提升閥。
(70)如項目(47)、(48)、以及(64)至(69)中任一項所述的氣體閥,其中該釋放閥是手動操作的。
(71)如項目(47)、(48)、以及(64)至(70)中任一項所述的氣體閥,進一步包括:通向該初級氣體儲器的一個初級氣體輸入端,該初級氣體輸入端是相對于該活塞和該初級氣體出口軸向定位的。
(72)如項目(47)、(48)、以及(64)至(71)中任一項所述的氣體閥,其中該活塞包括一種聚合物。
(73)如項目(72)所述的氣體閥,其中該聚合物是聚縮醛聚合物。
(74)如項目(47)、(48)、以及(64)至(73)中任一項所述的氣體閥,進一步包括:位于該接收座的封閉端與該活塞之間的一個壓縮的彈簧,該壓縮的彈簧被配置成在該活塞上提供力以便幫助該活塞抵靠該初級氣體出口就座。
(75)一種輪胎就座系統(tǒng),包括:適合于容納加壓氣體的一個罐;如項目(47)、(48)以及(64)至(74)中任一項所述的氣體閥,其中該氣體閥的初級氣體儲器氣動地連接到該罐上;以及一個噴嘴,該噴嘴適合于將氣體鼓入一個輪緣與安裝在該輪緣上的輪胎之間以便使該輪胎就座于該輪緣上;其中該噴嘴氣動地連接到該氣體閥的初級氣體出口上。
(76)一種使用加壓氣體來使無內胎輪胎就座于輪緣上的噴嘴,該噴嘴包括:一個噴口,該噴口被配置成接納該加壓氣體并且通過一個孔口排出一個第一氣體流;一個出口,該出口適合于引導一個第二氣體流進入該無內胎輪胎與該輪緣之間的空隙內;一個室,該室從該出口延伸進入該噴嘴中并且被定位成允許該氣體流進入該室中,該室在該氣體流進入該室之處附近的一個點處具有的截面積大于該孔口,所述截面積是在基本上垂直于該第一氣體流在從該孔口離開時的流動方向上測量的;以及至少一個空氣進入端口,該空氣進入端口被定位成,如果該氣體流從該孔口流動經過該室并且流出該出口則允許來自該噴嘴外部的空氣進入該室中并且從該出口流出;其中該第二氣體流包括該第一氣體流以及所述來自該噴嘴外部的空氣。
(77)如項目(76)所述的噴嘴,其中來自該噴嘴外部的空氣因為文丘里效應、響應于該第一氣體流而進入該室中。
(78)如項目(76)所述的噴嘴,該出口包括:一個第一輸出端口和一個第二輸出端口;其中在該第一輸出端口和該第二輸出端口的縱向軸線之間產生了小于120度的角度并且所述角度被該氣體流在從該孔口排出時的流動方向近似二等分。
(79)如項目(78)所述的噴嘴,其中所述角度是在20度與60度之間。
(80)如項目(76)所述的噴嘴,其中該出口的開口面積是在該第一氣體流進入該室之處附近該室的所述截面積的50%與約100%之間。
(81)如項目(76)所述的噴嘴,其中該出口具有在約60毫米(mm)與160mm之間的寬度以及在20mm與50mm之間的高度。
(82)如項目(76)所述的噴嘴,進一步包括:一個輪緣托座,該輪緣托座在該出口附近附接至該噴嘴上;其中該輪緣托座被配置成,如果該噴嘴被定位在輪胎輪緣與一個安裝在該輪胎輪緣上的輪胎之間則抓取該輪胎輪緣的一個唇緣以便將空氣鼓入輪胎中。
(83)如項目(76)所述的噴嘴,其中該至少一個空氣進入端口的組合面積與該孔口至少一樣大。
(84)如項目(76)所述的噴嘴,其中該噴口的輸入孔大于該孔口。
(85)如項目(76)所述的噴嘴,其中該孔口具有至少300平方毫米的面積。
(86)一種用于使無內胎輪胎就座于輪緣上的系統(tǒng),該系統(tǒng)包括:能夠容納加壓氣體的一個罐;如項目(76)所述的噴嘴;以及一個閥;其中該閥的輸入端被連接至該罐上并且該閥的出口被連接至該噴嘴的噴口上,并且該閥被配置成控制一個氣體流從該空氣儲器向該噴嘴的噴口的流動。
(87)如項目(86)所述的系統(tǒng),其中該空氣儲器具有小于4加侖的體積并且被額定用于容納處于不大于約130磅每平方英寸(psi)下的氣體。
(88)如項目(86)所述的系統(tǒng),其中該閥是氣動地致動的。
(89)如項目(86)所述的系統(tǒng),其中該閥是機械地致動的。
(90)如項目(86)所述的系統(tǒng),其中該孔口具有至少300平方毫米的面積,并且該閥具有面積大于該孔口的一個最小內部流動孔。
(91)如項目(86)所述的系統(tǒng),其中該閥是一個快速釋放閥。
(92)一種用于使無內胎輪胎就座于輪緣上的方法,該方法包括:將一個噴嘴定位成允許該噴嘴將一個第二氣體流鼓入一個輪緣的唇緣與一個安裝在該輪緣上的輪胎的胎圈之間;將加壓氣體提供至該噴嘴中的一個孔口,其中從該孔口排出的一個第一氣體流進入該噴嘴中的一個室內并且通過至少一個空氣進入端口從該噴嘴外側吸入空氣;并且將該第二氣體流鼓出該噴嘴的出口而進入該輪胎內、在該輪緣的唇緣與該輪胎的胎圈之間,從而致使該輪胎的胎圈抵靠該輪胎的輪緣就座,其中從該出口排出的第二氣體流的至少一部分是來自該至少一個空氣進入端口。
(93)如項目(92)所述的方法,其中該加壓氣體具有小于約130磅每平方英寸(psi)的壓力;并且其中來自該噴嘴外部的空氣由于文丘里效應而通過所述至少一個空氣進入端口進入該室中。
(94)如項目(92)所述的方法,其中該孔口具有至少300平方毫米的面積,并且該加壓氣體從一個罐經一個通道被提供,該通道具有面積大于該孔口的內部截面積。
(95)如項目(76)或項目(77)所述的噴嘴,該出口包括:一個第一輸出端口和一個第二輸出端口;其中在該第一輸出端口和該第二輸出端口的縱向軸線之間產生了小于120度的角度并且所述角度被該氣體流在從該孔口排出時的流動方向近似二等分。
(96)如項目(95)所述的噴嘴,其中所述角度是在20度與60度之間。
(97)如項目(76)、(77)以及(95)至(96)中任一項所述的噴嘴,其中該出口的開口面積是在該第一氣體流進入該室之處附近該室的所述截面積的50%與約100%之間。
(98)如項目(76)、(77)以及(95)至(97)中任一項所述的噴嘴,其中該出口具有在約60毫米(mm)與160mm之間的寬度以及在20mm與50mm之間的高度。
(99)如項目(76)、(77)、以及(95)至(98)中任一項所述的噴嘴,進一步包括:一個輪緣托座,該輪緣托座在該出口附近附接至該噴嘴上;其中該輪緣托座被配置成,如果該噴嘴被定位在輪胎輪緣與一個安裝在該輪胎輪緣上的輪胎之間則抓取該輪胎輪緣的一個唇緣以便將空氣鼓入輪胎中。
(100)如項目(76)、(77)以及(95)至(99)中任一項所述的噴嘴,其中該至少一個空氣進入端口的組合面積與該孔口至少一樣大。
(101)如項目(76)、(77)以及(95)至(100)中任一項所述的噴嘴,其中該噴口的輸入孔大于該孔口。
(102)如項目(76)、(77)以及(95)至(101)中任一項所述的噴嘴,其中該孔口具有至少300平方毫米的面積。
(103)一種用于使無內胎輪胎就座于輪緣上的系統(tǒng),該系統(tǒng)包括:能夠容納加壓氣體的一個罐;如項目(76)、(77)、以及(95)至(102)中任一項所述的噴嘴;以及一個閥;其中該閥的輸入端被連接至該罐上并且該閥的出口被連接至該噴嘴的噴口上,并且該閥被配置成控制一個氣體流從該空氣儲器向該噴嘴的噴口的流動。
(104)如項目(103)所述的系統(tǒng),其中該空氣儲器具有小于4加侖的體積并且被額定用于容納處于不大于約130磅每平方英寸(psi)下的氣體。
(105)如項目(103)至(104)中任一項所述的系統(tǒng),其中該閥是氣動地致動的。
(106)如項目(103)至(105)中任一項所述的系統(tǒng),其中該閥是機械地致動的。
(107)如項目(103)至(106)中任一項所述的系統(tǒng),其中該孔口具有至少300平方毫米的面積,并且該閥具有面積大于該孔口的一個最小內部流動孔。
(108)如項目(103)至(107)中任一項所述的系統(tǒng),其中該閥是一個快速釋放閥。
(109)如項目(92)或項目(93)所述的方法,其中該孔口具有至少300平方毫米的面積,并且該加壓氣體從一個罐經一個通道被提供,該通道具有面積大于該孔口的內部截面積。
附圖說明
并入本說明書中并構成本說明書的一部分的附圖展示了本發(fā)明的各種實施方案。附圖連同一般描述用來解釋本發(fā)明的原理。然而,它們不應該被視為將本發(fā)明限制于所描述的具體實施方案、而僅是為了解釋和理解。在附圖中:
圖1A和圖1B示出了一個無內胎輪胎就座裝置的一個實施方案的俯視圖和側視圖;
圖1C示出了圖1A的無內胎輪胎就座裝置的截面圖;
圖1D示出了圖1A中的無內胎輪胎就座裝置的應用;
圖2A示出了在圖1A的無內胎輪胎就座裝置中使用的、處于關閉位置的一個氣體閥的截面?zhèn)纫晥D;
圖2B示出了在圖1A的無內胎輪胎就座裝置中使用的、處于打開位置的一個氣體閥的截面?zhèn)纫晥D;
圖3A示出了一個氣動控制的、快速打開的氣體閥的實施方案的等距視圖;
圖3B示出了圖3A中的氣體閥的一個頂部平面圖;
圖4A和圖4B示出了圖3A的氣體閥處于關閉位置時的一個截面?zhèn)纫晥D和截面前視圖;
圖4C和圖4D示出了圖3A的氣體閥處于打開位置時的一個截面?zhèn)纫晥D和截面前視圖;
圖5A和圖5B示出了一個替代實施方案的氣體閥處于打開位置時的一個截面?zhèn)纫晥D和截面前視圖;
圖6示出了另一個替代實施方案的氣體閥處于部分打開位置時的截面?zhèn)纫晥D;
圖7示出了又一個替代實施方案的氣體閥處于部分關閉位置時的截面?zhèn)纫晥D;
圖8示出了直接定位在一個壓力容器中的氣體閥的實施方案的截面?zhèn)纫晥D;
圖9A示出了一個輪胎就座裝置的替代性地實施方案;
圖9B和圖9C示出了可以用于圖9A的輪胎就座裝置中的一個氣體閥的不同實施方案的截面?zhèn)纫晥D和截面前視圖;
圖9D示出了圖9B中的氣體閥的不同實施方案的一個分解組裝圖;
圖10A和10B示出了一個輪胎就座噴嘴的實施方案的等距視圖;
圖11A-11E示出了圖10A中的輪胎就座噴嘴的仰視、側視、俯視、前視和后視圖;
圖12顯示了圖10A中的輪胎就座噴嘴的一個截面圖;
圖13顯示了氣體流經圖10A的輪胎就座噴嘴的一個截面圖;
圖14A-C示出了一個輪胎就座噴嘴的替代實施方案;
圖15A-C示出了一個輪胎就座噴嘴的另一個替代性地實施方案;并且
圖16A和圖16B顯示了一個用于無內胎輪胎就座裝置中的常規(guī)噴嘴的一個實施方案的等距視圖和前視圖。
具體實施方式
本發(fā)明人認識到用于使無內胎輪胎就座的裝置的常規(guī)設計存在問題。即,這些常規(guī)設計的特征是罐尺寸太大或太重(由于被太大程度地加固)而不易于攜帶并且也不能獲得足以將無內胎輪胎安裝在車輪輪緣上的空氣猝發(fā)(burst)。此外,本發(fā)明人認識到,當空氣猝發(fā)使該輪胎就座時,利用常規(guī)的罐設計難以握持該噴嘴足夠遠離使用者以防止灰塵和碎屑被吹回至使用者臉上。本發(fā)明人意識到,能夠使用更小更易于攜帶的罐的益處,該罐被配置成用于保持該噴嘴安全地遠離使用者的臉。本發(fā)明改變了傳統(tǒng)的輪胎就座工具的設計,而對于給定的罐尺寸提供更高速的氣體猝發(fā)和更大體積的氣體進入該輪胎中,其中該噴嘴被安全地定位成遠離使用者的臉部。以此方式,根據在此公開的各種實施方案中的輪胎就座工具可以被用于更小、更易于攜帶的、尺寸確定的罐。
在下面的詳細描述中,眾多特定細節(jié)作為實例闡述以便提供對相關教導內容的透徹理解。然而,本領域技術人員將清楚的是可以在沒有這些細節(jié)的情況下實踐本發(fā)明的教導內容。在其他實例中,已經在沒有細節(jié)的情況下以相對高的水平描述了眾所周知的方法、工序和部件,以便避免不必要地使本發(fā)明概念的多個方面晦澀難懂。多個描述性術語和短語被用于描述本披露的各個實施方案。這些描述性術語和短語用來向本領域技術人員傳達普遍認同的意義,除在本說明書中給予不同的定義。為了清晰的目的,將在以下段落中介紹一些描述性術語和短語。
安裝輪胎是指通過使一個輪胎的兩個胎圈在輪緣上滑動而將輪胎放置在輪緣上的動作,這樣使得通過兩個胎圈位于該輪緣的兩個唇緣之間,該輪胎位于該輪緣上。使輪胎就座是指將該輪胎的胎圈放置在該輪緣的唇緣上,從而創(chuàng)建密封并且允許輪胎被充氣至所希望的壓力。對于本說明書和權利要求書的目的,在可以使該輪胎就座之前首先將輪胎安裝在該輪緣上。利用常規(guī)的裝置很難將該輪胎就座在輪緣上,一旦該輪胎已經被安裝,由于該輪胎與該輪緣之間的空隙,所以它可以被充氣?,F在詳細地參考在附圖中展示的并且在下文中討論的實例。
圖1A-D和圖2A-B示出了無內胎輪胎就座裝置190的相同實施方案。因此,貫穿這些附圖中使用相同的參考號并且在本說明書中可以參照各個附圖。圖1A和圖1B示出了一個無內胎輪胎就座裝置190的一個實施方案的俯視圖和側視圖。圖1C示出了該無內胎輪胎就座裝置190在通過圖1A中C:C切割線顯示的位置處的截面圖。
所示的無內胎輪胎就座裝置190的實施方案包括一個圓柱形壓力容器191,該壓力容器帶有在該圓柱形壓力容器的近端上的一個關閉的端帽192以及一個遠端帽121,該遠端帽包括一個輸出接頭122,該輸出接頭在圓柱形壓力容器的遠端上提供一個出口124。在一些實施方案中,該壓力容器191可以被不同地制造并且可以由更多或更少的部分形成,例如由兩個蛤殼式半件或多個區(qū)段形成。其他形狀可以用作其他實施方案的壓力容器,并且其中從該壓力容器的軸線到該壓力容器的內表面的最小距離與最大距離之間的差異小于最大距離的33%的任何形狀的壓力容器都可以對于本說明書的目的而被認為是圓柱形的、并包含在權利要求中。一些實施方案的圓柱形壓力容器191可以具有一端或兩端是倒圓的或半球形的形狀,而不是所示的平坦的端帽192、121。
該壓力容器191可以包圍一個初級氣體儲器195。不同的實施方案可以利用不同尺寸的壓力容器,但是在至少一個實施方案中,被壓力容器191包圍的初級氣體儲器195的容積可以小于6.1升并且能夠安全地保持高達150磅每平方英寸(psi)的壓力,但其他實施方案可以被設計用于額定用于更高或更低的最大壓力的更小或更大的壓力容器。帶有6升或更小容積的壓力容器可以不需要與更大壓力容器相同的安規(guī)認證水平,該更大壓力容器可以為使用6升或更小容積的壓力容器191的無內胎輪胎就座裝置190提供成本優(yōu)勢。在其他實施方案中,目標是用于標準汽車和輕型卡車的輪胎尺寸,例如225/70R15或更小的輪胎的一種輪胎就座裝置190可以需要甚至更小的氣體容積。被設計用于汽車輪胎的一種輪胎就座裝置190的一個實施方案能夠使用100psi下的2.0-2.5升壓力容器。
該壓力容器191可以由任何材料構造,這些材料包括但不限于鋼、鐵、鋁或另一種金屬、聚合物如聚氯乙烯(PVC)塑料、聚碳酸酯塑料如來自沙伯基礎創(chuàng)新塑料(SABIC Innovative Plastics)的丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)塑料、或其他合適的材料,這取決于一個具體實施方案的目標操作壓力、尺寸、形狀、重量、成本、或其他設計參數。使用適合于所用材料的方法可以將這些端帽192、121附接至該壓力容器191上,該方法包括但不限于焊接、膠粘、螺紋、螺栓、外部夾具、或其他方法,以便建立一種氣密密封。在近側端帽192不平坦的一些實施方案中,一個平坦的立柱可以被附接至該近側端帽192上,從而允許該輪胎就座工具190朝上直立以便儲存。
該壓力容器191可以提供一個輸入端口160以便接受加壓氣體從外部來源進入該初級氣體儲器195中,該外部來源可以被連接至該輸入端口160上??梢园ū辉撻y把手162控制的輸入閥161以便打開和/或關閉該初級氣體儲器195與該輸入端口160之間的氣動連接,如果該輸入閥161是打開的則允許加壓氣體從外部來源流動至該加壓容器191,并且如果該輸入閥161是關閉的,則密封該壓力容器191。該輸入閥161可以是任何類型的閥,包括但不限于蝶形閥、球閥、或提升閥。在其他實施方案中,僅允許氣體在進入該初級氣體儲器195的方向上流動的單向閥可以被用作該輸入閥161。該輸入端口可以是適合于加壓氣體連接的任何類型的連接方式,包括但不限于快速連接接頭、一種施拉德閥(Schrader valve)或法式閥(Presta valve)、螺紋接頭,或可以利用螺紋、膠粘、卡口式安裝、快速連接、焊接、摩擦、或其他方法維持在位的其他類型的連接方式,這些連接方式允許了在該初級氣體儲器195被加壓時形成氣密的、或接近氣密的密封。
該輸出接頭122可以被連接至一個管199上,即被連接至該管199的遠端上的一個噴嘴100上,從而將該出口124氣動地連接至該噴嘴100。使用這些螺紋或其他類型的連接方式可以將該管199連接至該輸出接頭122和該噴嘴100上。一個把手170可以從該管199徑向地延伸。該把手170可以通過使用多個夾環(huán)172(例如圍繞該管172的軟管夾具)以及該把手170的一個基座171被附接至該管199上??梢允褂闷渌椒▽⒃摪咽?70附接至該管199上,例如焊接、膠粘、或其他方法。其他的實施方案可以將該把手170附接至該圓柱形壓力容器191上,一些實施方案可以具有不同形狀的把手并且另外的實施方案可以不包括把手170。一些實施方案還可以包括一個夾環(huán)以便允許該輪胎就座工具190更易于攜帶。
抓柄140被配置成從該壓力容器191徑向地延伸,但該把手140可以不垂直于壓力容器191的縱向軸線。在許多實施方案中,該抓柄140可以具有一個相比該抓柄140的寬度或廣度更長的長度,是在徑向方向上測量的。在一些實施方案中,該抓柄140可以從該把手170(如果包括把手)以大約直角延伸,如在圖1A和1B中所示(例如,以90度+/-30度)。在其他實施方案中,該抓柄140和該把手170可以彼此共線地延伸或成其他角度延伸。該釋放控制件155典型地位于靠近該抓柄140的一個位置處,例如在15厘米(cm)以內。在不同實施方案中,該釋放控制件155可以位于一個位置處而使得它可以用握持著該抓柄140的同一只手的手指來致動,典型地是使用者的食指。
雖然一些實施方案可以具有簡單的圓柱形抓柄,但其他實施方案的特征為一個形狀類似于如圖1B中所示的手槍式的抓柄140,在此稱作風格化的(stylized)手槍式抓柄。一個風格化的手槍式抓柄可以被定型成用于比簡單的圓柱形抓柄更好地匹配在手中并且可以是紋理化的以便更可靠地操作。該風格化的手槍式抓柄140可以具有在輪胎就座裝置的軸向方向上測量的、比該抓柄140寬度更長的一個廣度,并且在遠離該壓力容器191的徑向方向上測量的長度可以比其寬度或廣度更長。通過提供被固定到該抓柄140的每側上的抓柄板可以實現該紋理化,如圖1B所示,一個紋理化的表面被設計成當被抓握在使用者的手掌中時提供更舒適、可靠的抓柄。該風格化手槍式抓柄140還可以朝向該輪胎就座裝置的近端成角度,使其更容易被緊握。
該釋放控制件155可以成形為像一個扳機并且被定位在一個類似該手槍式抓柄的扳機的一個位置處。對于帶有扳機形狀的釋放控制件的實施方案來說,該釋放控制件通過以類似于槍的扳機的方式將它朝著手槍式抓柄140擠壓而致動。還可以提供一個扳機護圈158以便有助于減少該釋放控制件155被意外致動的機會。在一些實施方案中,該釋放控制件可以被實施為該手槍式抓柄140上的一個按鈕,該按鈕可以通過在朝該手槍式抓柄140的方向上按壓該按鈕(或用手指擠壓它)而被致動。其他實施方案可以將該釋放控制件155定位在該抓柄140的15厘米(cm)以內的其他位置上,其中它仍可以使用握持著該抓柄140的同一只手來致動。在此類實施方案中,該釋放控制件155可以被成形為一個扳機、一個按鈕、一個杠桿、一個槳,或具有可以被拉動、推動、觸摸、移動或其他方式操縱而來致動該釋放控制件155的一些其他形狀。
該抓柄140可以在從后端帽192到遠端帽121的各個位置處被附接至該壓力容器191上。在一些實施方案中該抓柄140在該中間點附近的一個點處從該壓力容器191徑向地延伸,也就是說,從端帽121與192之間的半途。在此類實施方案中該抓柄140可以在壓力容器191的中點的任一側的15cm以內或在其他實施方案中在該中點的任一側的少于15cm(例如,12cm、5cm、或類似的)的任何范圍內的一個點徑向地延伸。在一些實施方案中該抓柄140可以被附接在該輪胎就座裝置190的重心處或附近(例如在15cm以內或在其他某個更大或更小的范圍內),由于該管199和該噴嘴100的重量,該重心可能更靠近該圓柱形壓力容器191的遠端。使用任何適用于所用材料的技術可以將該抓柄140附接至該圓柱形壓力容器191上,該技術包括焊接、螺栓連接、膠粘、螺紋接頭、或其他附接技術。在圍繞該抓柄140的某些位置處可能需要墊圈或其他材料來密封接縫或空隙,而使得加壓氣體不能逸出,例如導管141穿過該壓力容器191的壁之處和該增壓室(plenum)141與該壓力容器191的外壁之間的點。取決于該抓柄140的構造,額外的墊圈材料可以被用于該抓柄140的構造中。
現在參見圖1C的輪胎就座裝置190的截面圖,該圓柱形壓力容器191的遠端附近包括一個氣體閥200。在多個實施方案中,該氣體閥200可以被定位在該壓力容器191的內部以便通過響應于該釋放控制件155的致動作用進行打開來控制來自該圓柱形壓力容器191的遠端上的出口124的氣體流量,但其他實施方案可以將氣體閥200定位在該壓力容器191的外部。如果該氣體閥200是打開的,則該初級氣體儲器195中的加壓氣體可以流動穿過該出口124、該管199、該噴嘴100并且流出噴嘴出口144。在所示的實施方案中,該氣體閥200使用一個導管141被氣動地控制,該導管將在該氣體閥200中的一個控制儲器氣動地連接至一個釋放閥150上,該釋放閥可以通過該釋放控制件155的致動作用而被打開。如果該釋放閥150是打開的,則氣體可以從該控制儲器流動穿過該管141和釋放閥150、并且從該排放端口159離開達到周圍環(huán)境中。在本說明中隨后將討論該氣動控制的氣體閥200的操作。該輪胎就座裝置190的其他實施方案可以使用其他類型的氣體閥來控制來自出口124的氣體的流量,這些氣體閥包括電操作的閥、帶有來自該釋放控制件155的機械連桿以打開該氣體閥的閥、液壓控制的閥、或可以響應于該釋放控制件155的致動作用而迅速打開的任何其他類型的氣體閥。
圖1D示出了用于使輪胎90就座于輪緣80上的輪胎就座裝置190。該輪胎就座裝置190包括已經填充有加壓氣體例如空氣、氮氣(N2)、氬氣(Ar)、二氧化碳(CO2)、或其他氣體的罐或圓柱形壓力容器191。該圓柱形壓力容器191可以如下被填充:通過將加壓氣體的外部來源連接至輸入端口161上并且通過轉動該輸入閥把手162來打開輸入閥161以便允許加壓氣體流進壓力容器191中。在一些實施方案中,可以包括一個壓力表以便向使用者60顯示在壓力容器191中氣體的初級壓力。
該使用者60可以通過用手61來握持該抓柄140從而握持該輪胎就座裝置190。該使用者60可以用另一只手來握持該把手170(未顯示)、圓柱形壓力容器191、或管199以便提供甚至更多的穩(wěn)定性。接著使用者60可以操作該輪胎就座裝置190,使得該噴嘴朝向輪緣80上的無內胎輪胎90而被定位并且將該輪緣托座119定位在輪緣80的唇緣81上。這將使噴嘴出口114定位在該輪緣80與被安裝在輪緣80上的輪胎90之間。一個輪胎緩沖墊117可以將輪胎90推離該噴嘴出口114的邊緣以便也幫助該輪胎就座裝置190處于正確的位置中。
該噴嘴100通過被裝配到該輸出接頭件122內的管199而被氣動地連接至壓力容器191的遠端上的出口124上。利用被氣動地連接至該出口124上的噴嘴100,從壓力容器191的出口124被釋放的加壓空氣可以流動穿過該管199并且從該噴嘴100離開。對多種實施方案來說該管199的長度可以是不同的,但在一些實施方案中,管199的長度可以足夠長而允許使用者60將輪緣托座119抵靠一個輪緣80的唇緣81(該唇緣位于地板上)定位而不要求使用者60彎腰或屈身非常遠、并且允許使用者60的面部保持距離輪胎90足夠遠而使得被空氣排出的碎屑不會撞擊使用者60的臉。盡管該管199的最佳長度可能取決于該圓柱形壓力容器191和/或該噴嘴100的尺寸,但對該管199來說至少30厘米的長度可以為直徑10-13厘米并且長度45-75厘米的6升壓力容器191提供足夠的距離。至少一個實施方案可以將一個60cm長的管199用于一個具有12cm的內部直徑并且55cm長的壓力容器191,其中抓柄140位于該壓力容器191的中間附近。
使用者60接著可以使用握持該抓柄140的手61的一個手指62來致動該釋放控制件155,該釋放控制件可以被成形并且被定位成像一個手槍式抓柄上的扳機。在其他實施方案中,該釋放控制件155可以位于不同的位置并且可以被不同地致動。該釋放控制件155的致動作用可以打開該氣體閥200以允許在該壓力容器191中的初級氣體儲器195的加壓氣體流動穿過該圓柱形壓力容器191的遠端上的出口124、穿過該管199和該噴嘴100以便創(chuàng)建一個流出該噴嘴出口114的氣體流。該氣體流在該輪緣80的唇緣81與該輪胎90的胎圈91之間流動而進入輪胎90中??梢员谎杆俚毓娜朐撦喬?0內的大體積空氣可以在該輪胎90內部的空氣壓力與周圍空氣壓力之間創(chuàng)建一個壓力差,從而將的胎圈91推靠在唇緣81上以便將輪胎90密封到該輪緣80上并且從而允許該輪胎90被完全充氣至適當的操作壓力。在一些實施方案中,一個加壓空氣源可以被連接至該輪緣80的閥桿上而同時致動該釋放控制件155并且使該輪胎90就座于輪緣80上以協助輪胎的充氣操作并且還提供另一個空氣源以便有助于在該輪胎90的內側與該外側空氣之間創(chuàng)建壓力差。
在一些實施方案中,當氣體流流動穿過該噴嘴100時,該噴嘴100可以使用文丘里效應和/或伯努利原理來將大氣空氣吸入噴嘴100中,以增加被鼓入輪胎80中的空氣的體積。該噴嘴的其他實施方案可以結合一個出口設計,該設計利用文丘里效應和/或伯努利原理來將大氣空氣吸入輪胎內,該大氣空氣不流經該噴嘴。這些噴嘴設計中的任何一個都可以增加輪胎就座裝置190的整體效率、并且允許對于給定尺寸的輪胎90使用一個與在使用更常規(guī)的噴嘴時將要求的更小的壓力容器191。
該抓柄140(從該圓柱形壓力容器191徑向地延伸,該容器具有位于壓力容器191的遠端上的出口124)與常規(guī)設計相比可以允許更容易地操作該輪胎座位裝置190。由于氣體閥200和噴嘴100所提供的效率該壓力容器191的尺寸與常規(guī)設計相比更小,這可以允許該輪胎座位裝置190的重量更輕。該圓柱形壓力容器191的更小尺寸和更輕的重量還可以使人更容易使用該輪胎就座裝置190。在許多情況下,使用者60能夠通過用一只手61握持該抓柄140來操作該輪胎就座裝置190并且保持另一只手閑置。該輪胎就座裝置190的設計還允許使用者60保持其面部在距離輪胎90和輪緣80的一個很好的距離處。這可以是希望的,因為由于高速度和體積從該輪胎90上可能脫落灰塵、水和其他碎屑,或從該輪胎就座裝置190的釋放的空氣可能吹回使用者60。
圖2A和2B顯示了從圖1A的截面切割平面C:C的透視圖獲取的截面?zhèn)纫晥D。圖2A示出了處于關閉位置的氣體閥200。一個活塞232可以就座于該初級氣體出口124上以便阻礙氣體通過該出口124離開該初級氣體儲器195。一個墊圈或橡膠O形環(huán)225、或其他類型的密封件可以被定位在該活塞232上在該活塞抵靠該出口124就座之處,但其他實施方案可以轉而將一個O形環(huán)定位在該出口124上。其他實施方案可能不需要使用O形環(huán)225,這取決于用于該活塞232和該出口124的材料以及各個部分的制造公差。該活塞232可以由任何合適的材料制成,這些材料包括但不限于鋼、鐵、鋁或其他金屬、PVC、聚碳酸酯、ABS、以及如聚縮醛聚合物,例如來自杜邦公司(DuPont)的縮醛樹脂。
該活塞232可以被成形以便裝配在具有封閉端231的圓柱體230中。比較圖2A和2B可以看出,活塞232被配置成用于在該圓柱體230內往返滑動。一個大的O形環(huán)239可被包括在圓柱體230的后部處以便當活塞232快速地滑動返回進入圓柱體230時為活塞232提供一個襯墊。該裝置被配置成使得活塞232的倒角端(即,與彈簧236A相反的末端)可以滑動超過該圓柱體230的邊緣以便將其橡膠O形環(huán)225壓靠在出口124上。活塞232的另一個末端保留在該圓柱體230內并且受到彈簧236A的力和在該控制儲器235A內的控制壓力的作用。
該圓柱體230可以通過支撐件202A、202C被定位以允許該活塞232滑動進入密封該初級氣體出口324的位置。支撐件的數量可以在多個實施方案之間變化,但大部分實施方案可以具有3或4個支撐件并且支撐件202B和202D在圖2A是不可見的。這些支撐件202A、202C可以使用焊接、膠粘、螺栓、或其他附接機構被固定到該圓柱體230的外壁和該遠端帽121二者上,這取決于所使用的這些材料和該實施方案的細節(jié)。在其他的實施方案中,這些支撐件可以被固定到該圓柱體230的外壁和該圓柱形壓力容器191的內壁上。一個被壓縮的彈簧236A可以被定位在該圓柱體231的封閉端與該活塞232之間以便提供力來協助保持該活塞232抵靠出口124就座。一些實施方案中,該活塞232可以具有一個空腔234,該空腔用于定位該被壓縮的彈簧236A并且在活塞232朝該封閉端231移動時為彈簧236A/B提供空間。該活塞232可以包括一個用于活塞環(huán)的環(huán)形凹槽233。一些實施方案可以包括在該環(huán)形凹槽233中的一個活塞環(huán),該活塞環(huán)可以裝配在該活塞232圍繞以創(chuàng)建與僅在該活塞232與圓柱體230之間可能創(chuàng)建的相比更緊的密封。
在至少一個實施方案中,該圓柱體230、支撐件202和輸出接頭122可以被鑄造、機加工、或以其他方式創(chuàng)建為一個統(tǒng)一的部分,該部分可以被插入到遠端帽121中并且接著被焊接或以其他方式固定在位。該統(tǒng)一的部分被設計為允許該活塞232穿過該輸出接頭122被插入到圓柱體230內。作為出口124起作用的一個分離的部分接著可以被擰入在輸出接頭122中切出的螺紋之中。該作為出口124起作用的分離的部分具有一個直徑小于該活塞232的開口,這樣使得如果該活塞232被壓靠在該出口124上,O形環(huán)225可以壓靠在出口124上并且創(chuàng)建氣密性的密封。此類型的構造允許通過從輸出接頭122簡單地擰松管199并且擰松這個作為出口124起作用的分離的部分從而允許活塞232穿過該輸出接頭122被移出,來對活塞232和/或O形環(huán)225進行維護。
在該圓柱體230的封閉端231與該活塞232之間可以創(chuàng)建一個控制儲器235A。該初級氣體儲器195在容積上比該控制儲器235A大得多。該活塞232和控制儲器235A典型地是與該初級氣體儲器195位于該出口124的同側上。這樣,可以將活塞232認為是保持該閥對于初級氣體儲器195內部是關閉的、而不是對于儲器195的外部(例如,而不是對于出口124的外部)是關閉的。該控制儲器235A的容積取決于該活塞232在該圓柱體230內的位置,如果該活塞232抵靠出口124就座則該控制儲器235A出現最大容積,如圖2A所示。一個導管141可以氣動地連接該控制儲器235A和在該抓柄140中的一個增壓室242,從而允許氣體在該控制儲器235A與該增壓室142之間流動。該導管141可以包括管道、管路、接頭或其他硬件。導管141可以穿過該壓力容器191的壁而離開該壓力容器191??梢允褂靡粋€橡膠密封件、墊圈、膠、焊接或其他方法密封該離開點,使得氣體不能在導管141周圍從該壓力容器191中逸出。在多個實施方案中可以不同地制造抓柄140,但一個實施方案可以使用兩個“蛤殼式”半件來制造該抓柄140,接著使用螺釘、膠粘、焊接、或其他方法附接這兩個蛤殼式半件并且可以在這兩個半件之間使用墊圈來協助創(chuàng)建氣密性的密封。
釋放閥150可以被定位成具有通過增壓室142和導管141而氣動地連接至該控制儲器135A上的一個輸入端。該釋放閥150的輸出端可以被氣動地連接至該排放端口159上。該釋放閥150可以是如所示出的一個提升閥或在其他實施方案中可以是任何類型的氣體閥。該釋放閥150可以包括一個被配置成與閥座157相匹配的閥體152以便形成氣密性的密封。彈簧153A可以提供力來保持閥體152抵靠閥座157就座。棒154可以將該釋放控制件155機械地連接至該閥體152上。
隨著通過輸入端口160用加壓氣體來填充該初級氣體儲器195,只要氣體以相對較慢的速度進入該壓力容器191中而花費至少幾秒(例如,三秒或更多)來將該壓力容器191填充至該初級壓力,則氣體就可以經過該圓柱體230與該活塞232之間并且可以將該控制儲器235A加壓。在所示的實施方案中,在該活塞232與該圓柱體230之間可以留下輕微空隙以允許小量氣體在該初級氣體儲器195與該控制儲器235A之間經過??梢蕴峁┢渌b置來對該控制儲器235A加壓,如在本說明書中所描述的氣體閥的另外實施方案中可以示出的或通過并未詳細描述的其他方法當該氣體對該初級氣體儲器195和該控制儲器235A加壓時,該初級氣體儲器195所處的壓力可以略高于該控制儲器235A,但是一旦該輸入閥161被關閉并且氣體不再進入該初級氣體儲器195內,則該控制儲器235A可以迅速地與該初級氣體儲器195達成平衡。
如果該氣體閥200是在如圖2A所示的關閉狀態(tài)下,則在該輸出端124處的壓力可以典型地是標準大氣壓力。其他的壓力水平是相對于周圍大氣的壓力測量的。
作用在活塞232上的關閉力包括被壓縮得彈簧236A的力和在該控制儲器235A中的氣體作用在活塞232上的力,該力等于控制壓力乘以活塞232在其最大點處的截面積,該截面積將在下文中稱為活塞面積?;钊?32上的開啟力包括在出口124處任何壓力乘以出口124的截面積(以下稱為出口面積)的力、以及在該初級氣體儲器195中的氣體作用在活塞232上的力,該力等于初級壓力乘以活塞面積與出口面積之差?;钊娣e和出口面積之差表示的面積可以被看作為一個環(huán)形圈229。
具有手槍式抓柄特征的這些不同的實施方案(例如,該抓柄140具有用于閥釋放的觸發(fā)機構)允許使用者用一只展開的手來握持并且操縱該罐以便將該噴嘴定向在該輪胎與輪緣之間、同時保持該噴嘴安全地遠離使用者的面部。該氣體閥200可以通過打開該釋放閥150而被打開,該釋放閥是通過推壓該釋放控制件155而打開,從而致使它圍繞該樞軸156旋轉并且將棒154推上。棒154的移動可以使該閥體152移動遠離閥座157,在該釋放閥150打開時該閥座也壓縮該彈簧153B。打開該釋放閥150允許在控制儲器235A中的加壓氣體穿過該導管241、該增壓室242、該打開的釋放閥250以及該排放端口259。只要這條通道遠大于在活塞232與圓柱體230之間的空隙,該氣體從該控制儲器235A中逸出就將比它從該初級氣體儲器中更換快得多。這可以導致該控制壓力朝周圍的大氣壓力下降。隨著該控制壓力下降,在該活塞232上的關閉力被減小。如果該控制壓力下降到一個釋放壓力,則在該活塞232上的打開力可以超過該關閉力并且該活塞232可以開始在該圓柱體230內滑動并且允許氣體穿過出口124逸出,這可以增大在該出口124處的壓力。這增大了在該活塞232上的打開力,并且縱然該控制儲器235A正在變得更小并且該壓縮的彈簧236A正在被進一步壓縮,這兩者均可以增大在該活塞232上的關閉力,但增大的打開力克服了關閉力并且該活塞232快速地滑動進入該圓柱體230中,從而迅速地打開該氣體閥200。以發(fā)明人的估計,許多實施方案可以在少于0.10秒(s)內打開并且一些實施方案可以在幾十毫秒(ms)例如20-50毫秒內打開,但其他實施方案可以甚至更快地打開并且某些可以比0.10秒(s)更慢地打開(例如,高達0.35秒,或左右)。
現在參照圖2B,該圖顯示了氣體閥200處于開放位置中的截面圖,該活塞232已經滑動進入該圓柱體230中以便允許該氣體穿過該出口124逸出。只要用足以克服該彈簧153B的關閉力的力來保持該釋放閥150打開,則現在由于該活塞232的位置而小得多的該釋放儲器135B就可以處于該周圍大氣壓的壓力或附近,使得活塞上僅有的關閉力是來自被壓縮得更多的彈簧136B。只要有足夠的氣體在該初級氣體儲器195中繼續(xù)創(chuàng)建足夠的初級壓力,而使得該初級壓力乘以活塞面積是大于來自該被壓縮得更多的彈簧236B的力,則該氣體閥200將傾向于保持打開。
一旦足夠的氣體已經穿過該出口124從該初級氣體儲器195中逸出而使得來自彈簧235B(當該閥打開時,該彈簧被壓縮)的力超過了作用在活塞面積上的初級壓力,則該活塞232可以滑動而抵靠該出口124,從而關閉該氣體閥200。當初級氣體儲器195內的壓力下降至足夠低的水平時,可能由于彈簧235B的壓力而發(fā)生該氣體閥200的關閉,而與該釋放閥150的位置無關,即,在釋放閥150打開或關閉時均如此。
該氣體閥200可以在被設計用于不同應用中的實施方案中被構建為各種尺寸。在與以上描述的6升壓力容器191一致的實施方案中,該輸出接頭122可以被設計成與1.5英寸(in.)的帶螺紋管道相匹配。該圓柱體230的內部直徑可以在從1.6英寸至超過2.25英寸的范圍內,其中一個實施方案對于該圓柱體使用了具有約1.8英寸內部直徑的圓柱體?;诒景l(fā)明人的實驗,如果該圓柱體230內部的截面積比該出口124的面積大出至少10%,那么該氣體閥200工作良好。其他實施方案可以對出口124和圓柱體230使用寬范圍的尺寸,例如,在一些實施方案中該圓柱體230的尺寸可以在0.25英寸到12英寸的范圍內變化,具有相應尺寸的輸出端和接頭。在另外的其他實施方案中,該圓柱形壓力容器191的直徑可以是任何尺寸,只要在該圓柱體230與該壓力容器191的壁之間留下足夠的空間用于氣體的自由流動。該導管141可以具有各種尺寸,但是一些實施方案可以使用1/4英寸的管道并且其他實施方案可以使用1/2英寸的管道和接頭。其他實施方案可以使用具有各種接頭的較大的管道或導管。
圖3A-B和4A-D均顯示了一個被氣動控制、快速打開的氣體閥300的同一個替代性實施方案,該閥可以適用于無內胎輪胎就座裝置的各種實施方案中、或者可以具有其他用途。因此,貫穿這些附圖中使用了相同的參考數字,并且可以參照在本說明書中的各個附圖。所示的該實施方案是針對獨立式氣體閥300,但普通技術人員可以很容易地理解如何適配該氣體閥300以便直接將它集成到類似于圖1A-D所示的實施方案中的圓筒體壓力容器內。
該氣體閥300可以具有一個圓柱形本體301,該圓柱形本體帶有兩個被附接至該本體上的端帽311、321以形成一個初級氣體儲器305。在其他實施方案中,該初級氣體儲器305可以被形成為具有其他的零件構型并且可以具有其他形狀,例如球形、立方體、圓錐形或其他體積形狀。在所示的實施方案中,這些端帽311、321和該本體301可以由以下材料制成:鋼、鐵、鋁或其他金屬、聚合物如聚氯乙烯(PVC)塑料、聚碳酸酯塑料例如來自沙伯基礎創(chuàng)新塑料公司的丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)塑料、或其他合適的材料,這取決于一個具體實施方案的目標操作壓力、尺寸、形狀、重量、成本、或其他設計參數。使用適合于所用材料的方法可以將這些端帽311、321附接到該本體301上,該方法包括但不限于焊接、膠粘、螺紋、螺栓、外部夾具、或其他方法,以便建立氣密性的密封。
該輸入端帽311可以具有一個初級氣體輸入開口310,該開口是通過一個具有螺紋313的輸入接頭312形成的以將氣體從外部來源(例如可以被連接到該輸入接頭312上的一個外部壓力容器)接收到初級氣體儲器305 中。在一些實施方案中可以使用其他類型的連接方式將該輸入來源連接至該氣體閥300上,該連接方式包括但不限于快速連接接頭、套筒接頭,或可以利用螺紋、膠粘、卡口式安裝、快速連接、焊接、摩擦被保持在位的其他類型的連接方式,或在該初級氣體儲器被加壓時允許形成氣密的、或接近氣密的密封的其他方法。該輸出端帽321可以具有一個初級氣體輸出開口320,該開口是通過一個具有螺紋323的輸出接頭322形成的??梢允褂萌缫陨蠈τ谳斎虢宇^312所描述的螺紋323或其他類型的連接方式將一個輸出導管連接至該輸出接頭322上。
一個控制塊340可以通過螺栓、焊接、膠粘或其他附接方法被連接到該本體301上。在一些實施方案中,該控制塊340可以被成形為一個把手或抓柄,如手槍式抓柄。一個注入閥360(在所示的實施方案中是一個施拉德閥)可以從該控制塊340延伸。一個釋放閥按鈕355還可以是可觸及的并且還可以在該控制塊340的一端上看見一個排放端口359。在一些實施方案中為了從遠處控制該閥,該控制塊340可以被定位成遠離該閥體301。在此類實施方案中該控制塊340通過導管341連接至該閥,該導管被配置成離開本體301而延伸。
圖3B還顯示了兩個截面切斷平面。截面切斷平面A:A顯示了對圖4A和4C的截面圖所使用的平面的大致位置。圖5A、6、7、8以及9B的截面圖是來自在其相關聯的實施方案中的類似位置的切斷平面。截面切斷平面B:B顯示了對圖4B和4D的截面圖所使用的平面的大致位置,并且圖5B和9C的是來自在其相關聯的實施方案中的類似位置的切斷平面。
圖4A顯示了一個從圖3B的截面切斷平面A:A的透視圖獲取的截面?zhèn)纫晥D。圖4B顯示了一個從圖3B的截面切斷平面B:B的透視圖獲取的截面前視圖。圖4B示出了處于關閉位置的氣體閥100?;钊?32可以抵靠該初級氣體出口324就座以便阻礙氣體穿過該初級氣體出口開口320離開該初級氣體儲器305。一個墊圈、橡膠O形環(huán)325、或其他類型的密封件可以被定位在該初級氣體出口324處,但其他實施方案可以轉而將一個O形環(huán)定位在該活塞332上。其他實施方案可能不需要使用O形環(huán)325,這取決于用于該活塞332和該初級氣體出口324的材料以及各種零件的制造公差。該活塞332可以由任何合適的材料制成,這些材料包括但不限于鋼、鐵、鋁或其他金屬、PVC、聚碳酸酯、ABS、以及聚縮醛聚合物,如聚甲醛,包括來自杜邦公司的縮醛樹脂。
該活塞332可以被成形以便適合一個具有封閉端331的接收座330并且在該接收座330中以往復運動進行滑動。比較圖4A和圖4C可以看出,活塞332被配置成用于在該圓柱形接收座330內往返滑動。該裝置被配置成使得活塞332的倒角端(即,與彈簧336A相反的末端)可以滑動超過該接收座330的邊緣以便壓靠在橡膠O形環(huán)325上或被定位在該初級氣體出口324處的其他密封件上?;钊?32的另一個末端保留在該圓柱體接收座330內并且受到彈簧336A的力和在該控制儲器335A內的控制壓力的作用。
該接收座330和活塞332可以是具有圓形截面的圓柱形形狀或在其他實施方案中可以具有其他截面形狀,例如:八邊形、方形、橢圓形、或其他形狀。該接收座330可以通過支撐件302A、302B、302C被定位以允許該活塞332滑動進入密封該初級氣體出口324的位置中。支撐件的數量可以在實施方案之間變化。這些支撐件302A、302B、302C可以使用焊接、膠粘、螺栓、或其他附接機制被固定到該接收座330的兩個外壁和該本體301的內壁上,這取決于所使用的這些材料和該實施方案的細節(jié)。在其他實施方案中,這些支撐件可以被固定到該接收座330的外壁和該輸出端帽321上。一個被壓縮的彈簧336A可以被定位在該接收座331的封閉端與該活塞332之間以便提供力來協助保持該活塞332抵靠該初級氣體出口324就座。一些實施方案中,該活塞332可以一個空腔334,該空腔是用于定位該被壓縮彈簧336A并且當該活塞332朝該封閉端331移動時為該彈簧提供空間。
在一些實施方案中,多個所認可的部件可以被澆鑄和/或機械加工為單一的部分,例如包括該接收座330、該封閉端331、支撐件302A-C和端帽321的一個部分。在這樣的一個實施方案中,彈簧336A和活塞332可以被插入到接收座330內并且接著使用螺紋、焊接、膠粘、或一些其他的附接手段將包括該初級氣體出口324的該輸出接頭322添加到該端帽321上。
該活塞332可以包括一個或多個活塞環(huán)333,該活塞環(huán)可以裝配在該活塞332周圍或可以是該活塞332的一體的部分并且可以介于該活塞332與該接收座330之間以創(chuàng)建一種與用其他方式只在該活塞332與該接收座330之間可能創(chuàng)建的相比更緊的密封。在一些實施方案中可能有利的是在該接收座330與該活塞332之間創(chuàng)建緊密的密封、同時仍然在該接收座330與該活塞332之間提供低摩擦。該活塞環(huán)333可以由一種有助于最小化摩擦作用并且創(chuàng)建良好密封的材料制成,例如聚縮醛、尼龍、皮革、橡膠、或者其他材料,這取決于用于該活塞332和該接收座330的材料。
在該接收座330的封閉端331與該活塞332之間可以創(chuàng)建一個控制儲器335A。該活塞332和控制儲器335A典型地是與初級氣體儲器305位于該初級氣體出口開口320的同側上。這樣,可以將活塞332認為是保持該閥對于初級氣體儲器305內部是關閉的、而不是對于初級氣體儲器305的外部(例如,而不是對于初級氣體出口開口320的外部)是關閉的??刂苾ζ?35A的體積取決于活塞332在該接收座中的位置,當活塞332抵靠在初級氣體出口324就座時控制儲器335A出現最大體積,如圖4A所示。一個導管341可以氣動地連接該控制儲器335A和在該控制塊340中的一個增壓室342,從而允許氣體在該控制儲器335A與該增壓室342之間流動。該導管341可以包括管路、管道、接頭或其他硬件。流動穿過導管341的氣體不應被認為流動穿過了該初級氣體儲器305,因為該導管341在導管341中的氣體與該初級氣體儲器305之間創(chuàng)建了分隔作用。該導管341可以穿過該本體301離開。可以使用橡膠密封件、墊圈、膠粘、焊接或其他方法來密封該離開點,使得氣體不能在導管341周圍從該初級氣體儲器305中逸出。該控制塊340可以在不同的實施方案中被不同地制造,但是一個實施方案可以使用一個頂部區(qū)段和一個底部區(qū)段來制造該控制塊340,接著將這些區(qū)段用螺釘、膠粘、焊接或其他方法進行附接。
釋放閥350可以被定位成具有一個通過增壓室342和該導管341被氣動地連接至該控制儲器335A上的輸入端。該釋放閥350的輸出端可以被氣動地連接至該排放端口359上。該釋放閥350可以是如所示的提升閥或在其他實施方案中可以是任何類型的氣體閥,包括但不限于球閥、蝶形閥、隔膜閥、或可以被手動、電動、氣動、液壓、或以其他方式控制的其他類型的閥。該釋放閥350可以包括一個被配置成與閥座357相匹配的閥體352以便形成氣密性的密封。彈簧353A可以提供力來保持閥體352抵靠該閥座357就座。一個棒354可以將該閥體352連接至該釋放按鈕355上。
該注入閥360還可以被稱作為一個控制氣體入口,它允許氣體從一個外部來源進入到該增壓室340中并且流動穿過該導管341而進入該控制儲器335A中,而不首先流動穿過該初級氣體儲器。當該控制儲器335A被加壓至一個控制壓力時,該控制儲器335A中的氣體在該活塞332上提供了額外的力來將活塞332推靠在該初級氣體出口324上。在不同的實施方案中該控制儲器335A可以用氣體填充并且使用各種方法加壓,下面將描述這些方法中的一些。
被該閥釋放的高壓氣體的氣體儲器的體積實際上典型地比控制儲器335A大得多。這可以通過將初級氣體儲器305經由該初級氣體輸入開口310連接至一個加壓氣體源上而實現。該加壓氣體源可以是一個罐或其他儲器、或一條經由初級氣體輸入開口310而連接至初級氣體儲器305上的高壓氣體線。在不同的實施方案中,氣體可以使用不同的方法進入該初級氣體儲器305中,但是在圖4A-D所示的實施方案中,該氣體可以穿過該初級氣體輸入開口310進入以便將該初級氣體儲器305加壓至一個初級壓力。如果該氣體閥300處于如圖4A所示的關閉狀態(tài)下,在許多應用中該初級氣體輸出開口320處的壓力典型地可以是在標準大氣壓下,但在一些實施方案中該初級氣體輸出開口320處的壓力可能處于某個其他壓力水平下,但下面的計算是基于初級氣體出口開口320處的壓力處于周圍大氣的壓力下(如果該氣體閥300是關閉的)。其他的壓力水平是相對于周圍大氣的壓力測量的。
作用在活塞332上的關閉力包括被壓縮的彈簧336A的力和在該控制儲器335A中的氣體作用在活塞332上的力,該力等于控制壓力乘以活塞332在其最大點處的截面積,該截面積將在下文中稱為活塞面積。在許多實施方案中,該活塞面積可以等于該活塞在活塞環(huán)333處的截面積。活塞上的打開力包括在該初級氣體出口開口320處的任何壓力乘以該初級氣體出口開口320的截面積(以下稱為出口面積)的力以及在該初級氣體儲器305中的氣體作用在活塞332上的力,該力是等于該初級壓力乘以活塞面積與出口面積之差?;钊娣e和出口面積之差所表示的面積可以被看作為圖4B中的該環(huán)形圈339。
該氣體閥300可以通過打開該釋放閥350而被打開,該釋放閥通過推壓該釋放按鈕355而打開,該釋放按鈕使用了棒354來將該閥體352移動離開閥座357,該閥座也壓縮了該彈簧353B。打開該釋放閥350允許在控制儲器335A中的加壓氣體穿過該導管341、該增壓室342、該打開的釋放閥350以及該排放端口359。這可以致使該控制壓力朝周圍的大氣壓力下降。當該控制壓力下降時,該活塞332上的關閉力被減小。如果該控制壓力下降到一個釋放壓力,則該活塞332上的打開力可以超過該關閉力并且該活塞332可以開始在該接收座330內滑動并且允許氣體穿過該初級氣體出口324逸出,這可以增大在該出口324處的壓力。這增大了在該活塞332上的打開力,并且縱然該控制儲器335A正在變小并且該被壓縮的彈簧336A正在被進一步壓縮,這兩者均可以增大該活塞332上的關閉力,增大的打開力克服了該關閉力并且該活塞332快速地滑動進入該接收座中,從而迅速地打開該氣體閥300。以發(fā)明人的估計,許多實施方案可以在少于0.10秒(s)內打開并且一些實施方案可以在幾十毫秒(ms)例如20-50毫秒內打開,但其他實施方案可以甚至更快地打開并且某些可以比0.10秒(s)更慢地打開(例如,最多至0.35秒,或左右)。
現在參照圖4C和4D,這些圖顯示了氣體閥300處于開放位置的截面圖,該活塞332已經滑動進入該接收座330中以便允許該氣體穿過該出口324逸出。只要用足以克服該彈簧353B關閉力的力來保持該釋放閥350打開,則現在由于該活塞332的位置而小得多的該釋放儲器335B可以處于或接近周圍大氣的壓力,這樣使得在活塞上的唯一的關閉力是來自該被壓縮得更多的彈簧336B。只要足夠的氣體流進該輸入氣體開口310中以便繼續(xù)在該初級氣體儲器305中創(chuàng)建足夠的初級壓力,而使得該初級壓力乘以活塞面積是大于來自該被壓縮得更多的彈簧336B的力,則該氣體閥300將傾向于保持打開。
該氣體閥300可以按兩種方式來關閉。如果穿過該初級氣體輸入端310進入該氣體閥300的氣體被減小或切斷,則在初級氣體儲器305中的初級壓力被減小并且來自彈簧335B(當該閥打開時該彈簧被壓縮)的力將傾向于將活塞推靠在該初級氣體出口324上,從而關閉該氣體閥300。當初級氣體儲器305內的壓力下降至足夠低的水平時,由于彈簧335B的壓力而可能發(fā)生該氣體閥300的關閉,這與該釋放閥350的位置(即,釋放閥350是打開的或是關閉的)無關,而取決于儲器305中的壓力。
關閉該釋放閥350的第二種方式包括提供氣體以便將該控制儲器335B加壓至一個點,此時該控制壓力在該活塞332上提供足夠的關閉力以克服來自該初級壓力的打開力。這致使該活塞332滑動、關閉并推靠在該初級氣體出口324上,從而關閉該氣體閥300。這兩種力,即彈簧335B的力和由于控制儲器335B中壓力導致的力,可以一起作用而關閉該閥。
該氣體閥300可以在被設計用于不同應用中的不同實施方案中被構建為各種尺寸。在一個實施方案中,該輸入接頭312和輸出接頭322可以被設計為與1.5英寸(in)的帶螺紋管道相匹配。該圓柱形接收座330的內部直徑可以在從1.6英寸至超過2.25英寸的范圍內,其中一個實施方案對于該接收座使用了具有約1.8英寸內部直徑的圓柱體?;诒景l(fā)明人的實驗,如果該接收座330內側的面積比該初級氣體出口324的面積大出至少10%,那么該氣體閥300工作良好。其他實施方案可以對于該初級氣體出口324和該接收座330使用寬范圍的尺寸,例如,在一些實施方案中該接收座330的尺寸可以在0.25英寸到12英寸的范圍內變化,具有相應大小的輸入端、輸出端和接頭。在另外的實施方案中,該本體301的尺寸可以是任何尺寸,只要在該接收座330與該本體301之間留下足夠的空間用于氣體的自由流動,但是在一個實施方案中,該本體301是一個直徑約4英寸的圓柱體。該導管341可以具有不同的尺寸,但是一些實施方案可以使用一個1/8英寸的管道和接頭并且其他實施方案可以使用1/4英寸的管道和接頭。其他實施方案可以使用具有各種接頭的較大的管道或導管。
氣體閥300的一些應用是用于高達約150磅每平方英寸(psi)的壓縮空氣。因此,一些實施方案可以被設計用于在初級氣體儲器305中高達150 psi的壓力下。其他實施方案可以被設計用于較低壓力下,例如在100psi下或在50psi下。一些實施方案可以被設計用于低溫氣體,例如在100攝氏度(C)下。其他實施方案可以被設計用于更低或更高的溫度下。預期的操作溫度可能會影響材料的選擇和所用的構造技術。
圖5A和圖5B顯示了處于打開位置時的氣體閥500的一個替代地實施方案的截面?zhèn)纫晥D和截面前視圖。圖5A和5B所示的實施方案與以上所討論的氣體閥300十分類似并且可以使用類似的材料和構造技術,但所示的該氣體閥500被封閉在一個壓力容器(不按比例)中,沒有顯示出用于填充該初級氣體儲器505的輸入。在本領域的技術人員可以很容易地理解可以被提供用于填充初級氣體儲器505的各種裝置,包括圖1A或圖4A所示的裝置。該氣體閥500可以具有一個圓柱形本體501,該圓柱形本體帶有兩個被附接至該本體501上的端帽311、521以形成一個初級氣體儲器505。該輸出端帽521可以具有一個初級氣體輸出開口520,該開口是通過一個具有螺紋523的輸出接頭522形成。一個輸出管道可以使用螺紋523或其他類型的連接方式被連接至該輸出接頭522上。
該活塞532可以被成形以便適應一個具有封閉端531的圓柱體530并且在該圓柱體530中以往復運動進行滑動。該圓柱體530可以被支撐件502A、502B、502C定位以允許該活塞532滑動進入密封該初級氣體出口524的位置內。一個被壓縮的彈簧536B可以被定位在該圓柱體531的封閉端與該活塞532之間以便提供力來協助保持該活塞532抵靠該初級氣體出口524就座。一個墊圈或O形環(huán)525可以被定位在該活塞532上以便在該氣體閥500被關閉時更好地相對該初級氣體出口524進行密封。
該活塞532可以包括一個或多個活塞環(huán)533,該活塞環(huán)可以裝配在該活塞532周圍或可以是該活塞532的一體的部分并且可以介于該活塞532與該圓柱體530之間。所示的實施方案的該活塞環(huán)533可以具有一個或多個凹口534,該凹口被配置成用于允許在該初級氣體儲器505與該控制儲器535B之間實現氣體的受控流動,該控制儲器可以在該圓柱體530的封閉端531與該活塞532之間在圓柱體530中創(chuàng)建。其他實施方案可以使用一個活塞環(huán)533,該活塞環(huán)已經被切割并且尺寸被確定成使得:如果它被定位在該活塞532上,那么在該被切割的活塞環(huán)533的兩端之間會留下一個空隙。
一個控制塊540可以被附接至該本體501上。一個導管541可以氣動地連接該控制儲器535B和在該控制塊540中的一個增壓室542,從而允許氣體在該控制儲器535B與該增壓室542之間流動。釋放閥550可以被定位在該控制塊540中,而具有通過增壓室542和導管541氣動地連接至該控制儲器535B上的輸入端。該釋放閥550的輸出端可以被氣動地連接至該排放端口559。該釋放閥550可以包括一個閥體552,該閥體被配置成與閥座557相匹配以便形成一種氣密性的密封。一個棒554可以將該閥體552連接至該釋放按鈕555上。如果通過使氣體從氣體輸入開口510流入初級氣體儲器505中來維持初級壓力,那么只要該按壓該釋放按鈕555,氣體就從該控制儲器535B中自由地流出該排放端口559,從而保持該控制儲器535B處于低壓下,這樣使得該氣體閥500保持打開。
如果去除了按下該釋放按鈕555的壓力,那么彈簧553B可以提供力來將閥體552推靠在閥座557上并且阻礙氣體流出該排放端口559。如果發(fā)生這種情況,氣體可以從該初級氣體儲器505中流動穿過在活塞環(huán)533中的該一個或多個空隙534并且最終將該控制儲器535B加壓至一個接近該初級壓力的控制壓力。因為發(fā)生這種情況,所以在該活塞532上的關閉力由于來自該被壓縮彈簧536B的力而可以最終超過該打開力,并且該活塞532可以滑動而抵靠該初級氣體出口524,從而關閉該氣體閥500。
通過使用活塞環(huán)533中的一個或多個小空隙534,氣體可以從該初級氣體儲器505中流動以填充該控制儲器535B。但是這些空隙534的小尺寸可能并不允許氣體足夠快地流動而平衡該初級氣體儲器505與該控制儲器535B之間的壓力。所創(chuàng)建的壓力差允許活塞532上的該關閉力和打開力如以上所描述地進行工作。
在所示的該實施方案中,一些氣體可以從該初級氣體儲器505流動穿過該空隙534、該控制儲器535B、導管541、該增壓室542、該釋放閥550并且流出該排放端口559,同時該釋放閥550保持打開。這對于一些應用來說可能是好的,而其他應用可能無法忍受這種類型的氣體泄漏。
所要求的空隙534的尺寸和數量可以取決于若干因素,這些因素包括在該初級儲器505中壓力的增加速率、該控制儲器535的最大容積以及該活塞532在該圓柱體中的適配度。預計的是,對于本發(fā)明人所設想的這些應用中的一些而言,例如在一個輪胎就座裝置中的使用而言,約0.25英寸寬并且約0.05英寸深的一個空隙534應該會允許氣體閥500正常地工作。其他應用可以利用活塞環(huán)533中不同的數量和/或尺寸的空隙534。
在氣體閥500的另一個實施方案中,該輸入接頭512和螺紋513可以被設計為與一個帶有CGA320接頭的標準的二氧化碳(CO2)罐相匹配,該罐可以包含在800psi或更高壓力下的CO2。在使用CO2的實施方案中,該初級氣體出口524可以具有0.47英寸的直徑并且該圓柱體530可以具有0.61英寸的內部直徑,其中本體501具有2英寸直徑和0.095英寸的壁厚。其他實施方案可以使用不同的尺寸,這取決于所使用的氣體和壓力以及該應用的具體情況。一些實施方案可以被設計用于壓力范圍從幾psi到幾千psi的氮氣、氦氣、空氣或其他氣體。
圖6示出了處于部分地打開的位置中的氣體閥600的另一個替代實施方案的截面?zhèn)纫晥D。由于本實施方案與前面描述的實施方案相似,所以對于本實施方案的一些細節(jié)在此不進行討論。該初級氣體儲器605不一定是按比例顯示的并且沒有顯示用于填充該初級氣體儲器605的輸入端。本領域的技術人員可以很容易地理解可以被提供用于填充初級氣體儲器605的各種裝置,包括圖1A或圖4A所示的裝置。該氣體閥600包括一個帶有初級氣體出口624的氣體輸出開口620?;钊?32可以被定位以滑動進入抵靠初級氣體出口624就座的位置中,從而關閉該氣體閥600并且阻礙氣體從該初級氣體儲器605穿過該氣體輸出開口620流動。
一個控制塊640可以具有一個初級氣體龍頭643,用于允許氣體從該初級氣體儲器605流入該控制塊640中。一個注入閥670(在該實施方案中是一個球閥,但在其他實施方案中可以是任何類型的適合的閥)可以被一個注入把手671控制。如果該注入閥670是打開的,則氣體可以從該初級氣體儲器605流動穿過該初級氣體龍頭643進入被氣動地連接至該控制儲器635上的該增壓室642中并且到達該釋放閥650的輸入端。該釋放閥650在該實施方案中是球閥、但是在其他實施方案中可以是任何類型的適合的閥。該釋放閥650可以使用該釋放把手651來控制,并且如果該釋放閥650是打開的,則氣體可以從該增壓室642流出該排放端口659。
為了關閉該氣體閥600,可以關閉該釋放閥650并且可以打開該注入閥670,從而允許氣體從該初級氣體儲器605流動穿過該初級氣體龍頭643、穿過該注入閥670、該增壓室642以及該導管641而進入該控制儲器635中。因為該控制儲器635中的壓力增大并且開始接近該初級氣體儲器605中的壓力,所以該彈簧636的力推動該活塞632抵靠該初級氣體出口624就座,從而關閉該氣體閥600。
為了打開氣體閥600,可以關閉該注入閥670并且打開該釋放閥650,從而允許氣體從該控制儲器635中流動穿過該導管641、該增壓室642、該釋放閥650并且流出該排放端口659。當該控制儲器635中的壓力開始朝周圍大氣的壓力下降時,活塞632上的打開力(由于作用在活塞632的暴露于初級氣體儲器605中的區(qū)域上的、該初級氣體儲器605的壓力)可以克服該活塞632上的關閉力(由于彈簧636的力和作用在活塞632的暴露于該控制儲器635中整個區(qū)域上的、控制儲器635的壓力),由此打開該氣體閥600。圖6示出了在釋放閥650被打開之后立即處于打開過程中的氣體閥600。
圖7示出了氣體閥700處于關閉位置中的另一個替代實施方案的截面?zhèn)纫晥D。由于本實施方案與前面描述的實施方案相似,所以對于本實施方案的一些構造細節(jié)在此不進行討論。該初級氣體儲器705不一定是按比例顯示的并且沒有示出用于填充該初級氣體儲器705的輸入端。本領域的技術人員可以很容易地理解可以被提供用于填充初級氣體儲器705的各種裝置,包括圖1A或圖4A所示的裝置。該氣體閥700包括一個帶有初級氣體出口724的氣體輸出開口720。帶有一個封閉端731的圓柱體730可以被定位成使得在圓柱體730中滑動的活塞732可以滑動而抵靠該初級氣體出口724,從而關閉該氣體閥700并且阻礙氣體從該初級氣體儲器705流動穿過該氣體輸出端720。
一個控制儲器735A可以通過一個導管741和一個增壓室742而氣動地連接至該釋放閥750的輸入端上。如果該釋放閥750是關閉的,則來自該初級氣體儲器705的氣體可以穿過圓柱體730中的一個或多個小孔745而進入該控制儲器735A中,該圓柱體可以包括圓柱體730的封閉端731。在其他實施方案中,來自該初級氣體儲器705的氣體可以穿過活塞732中的一個或多個小孔而進入該控制儲器735A中。當該控制儲器735A中的壓力增大并且開始接近該初級氣體儲器705中的壓力時,該彈簧736的力推動該活塞632抵靠該初級氣體出口724就座,從而關閉該氣體閥700。如果該釋放閥750被打開,則來自該控制儲器735A的氣體可以通過該排放端口759被釋放。當該控制儲器735A中的壓力開始朝周圍大氣的壓力下降時,活塞732上的打開力可以克服該活塞732上的關閉力,由此打開該氣體閥700。
在圓柱體730中的這些孔745的尺寸和數量可以取決于若干因素,包括在該初級氣體儲器705中預期的壓力增加速率以及該控制儲器的最大尺寸。對于本發(fā)明人所設想的應用來說,其中該氣體輸出開口724的直徑是約1.5英寸,已經顯示直徑小至1/32英寸的孔745對于氣體閥700的正確工作是足夠的。其他應用可以利用不同數量和/或尺寸的孔745。
圖8示出了一個直接定位在壓力容器或罐801中的氣體閥800的替代實施方案的截面?zhèn)纫晥D。該罐801可以由一個可以是圓柱體或某種其他形狀的本體803、一個端帽810以及一個輸出端帽821構成。該輸出端帽821可以具有一個帶有螺紋823的輸出接頭822以提供一個初級氣體輸出開口820。一個帶有封閉端831的圓柱體830可以使用支撐件802被定位在該罐801的內側,這些支撐件將該圓柱體830連接到該輸出端帽821上。可以使用任意數量的支撐件802。該圓柱體830可以被定位成允許活塞832(可以在該圓柱體830中以往復式運動進行滑動)推靠在該初級氣體出口824上從而關閉該氣體閥800。該活塞832可以包括一個或多個活塞環(huán)833以便在該活塞832與該圓柱體830之間提供更好的密封而不使摩擦增大太多。
一個控制本體840可以被安裝在該罐801的外側上。該控制本體可以具有一個帶有單向閥861的快速連接式氣體接頭860以允許氣體從一個可以被連接在該快速連接式氣體接頭860上的外部氣體源流動進入該增加室842中,但是不允許該氣體從該增壓室860中穿過該快速氣體接頭860向回逸出。該增壓室842被氣動地連接到釋放閥850的輸入端上。該增壓室842還通過導管841被氣動地連接到一個控制儲器835上,該控制儲器被形成在圓柱體830中、在該活塞832與該圓柱體830的封閉端831之間。一個單向閥865可以允許氣體從該控制儲器835流動進入該初級氣體儲器805中,但是不允許氣體在另一個方向上流動。如果將在類似于如圖1A所示的輪胎就座裝置190的一個輪胎就座裝置中使用氣體閥800的相似構型,則該快速連接式氣體接860和單向閥861以及單向閥865可以替代該輸入端口160和輸入閥161。
如果一個外部氣體來源被連接到該快速連接式氣體接860上,當該釋放閥850被關閉時,氣體將流動穿過該增壓室842和導管841而進入該控制儲器835中,從而將該控制儲器835加壓并且使活塞832抵靠該初級氣體出口824就座,以便關閉該氣體閥800并且密封該罐801。只要該控制儲器835中的氣體具有足夠的壓力來打開該單向閥865,氣體就從該控制儲器835中流動進入該初級氣體儲器805中并且開始對該罐801加壓。該控制儲器835可以至少通過該單向閥865的致動壓力來維持高于該初級氣體儲器805的壓力,該單向閥可以保持該活塞832抵靠該初級氣體出口824就座(即使不包括彈簧),但一些實施方案可以包括在該圓柱體830的封閉端831與該活塞832之間的彈簧。
當該初級氣體儲器805處于所希望的初級壓力下并且該控制儲器835處于一個控制壓力下時,該外部氣體來源可以與該快速連接式氣體接860斷開。如果該釋放閥850被打開,氣體可以從該控制儲器835流動穿過該導管841、該增壓室842、該釋放閥850、并且流出該排放端口859從而導致該控制壓力下降??刂茐毫ο陆档皆撫尫艍毫σ韵潞?,該活塞832上的打開力可以超過該關閉力,由此致使該活塞832快速地滑動進入圓柱體830 中而該遠離該初級氣體出口824,從而打開該氣體閥800、并且允許該初級氣體儲器805中的氣體穿過該初級氣體輸出開口820離開。
圖9A示出了一個輪胎就座裝置990的替代性實施方案。該輪胎就座裝置990可以包括一個帶有圓形末端992的壓力容器或罐991以及帶有一個輸出接頭922的端帽921。該罐991可以是任何尺寸和/或形狀的、并且在一些實施方案中可以是圓柱形的,而在其他實施方案中可以是球形或某種其他形狀。所示的實施方案可以具有從該罐991上軸向地伸出的輸出接頭921,但是其他實施方案可以具有在罐991的其他位置處的輸出接頭。罐991可以與圖1A-D所示的罐191非常相似或可以是某種其他的設計。抓柄940可以被附接到該罐991上以便允許容易地操作該輪胎就座裝置990。
輸入端口960可以允許一個外部加壓氣體源被連接到該罐991上以便填充該罐991。輸入閥961(可以通過閥把手962來控制)可以被打開以允許該罐991被填充并且接著被關閉以允許在該外部氣體來源被斷開時該氣體該罐991中的加壓氣體保留。
一個第一導管998可以將該罐991氣動地連接到氣體閥900的輸入端上。該氣體閥900可以是在此描述的這些實施方案中的任何一個,但下面描述的是圖9A中所示的實施方案。一個第二導管999可以將該氣體閥900氣動地連接至一個噴嘴1000上。該噴嘴1000可以是適合用于在一個輪緣與一個輪胎之間鼓入空氣的任何類型的噴嘴,包括在此描述的任何實施方案。圖9A所示的實施方案是一個常規(guī)的噴嘴,該噴嘴將在下面被更詳細的描述。
圖9B和圖9C顯示了處于關閉位置的氣體閥900的一個不同的替代實施方案的截面?zhèn)纫晥D和截面前視圖,并且圖9D顯示了該氣體閥900的一個分解的組裝圖。氣體閥900可以按照與圖2A-B的氣體閥200非常類似的方式來操作,因此為簡單起見可以省略氣體閥900的構造和操作的細節(jié)。該氣體閥900可以由帶有一個輸入端帽911(帶有氣體輸入端910)的本體901和一個帶有氣體出口920的輸出端帽921構成。這兩個端帽911、921可以使用四個螺栓909加上螺母908和在每個端帽911、921與該本體901之間的墊圈907而被夾緊在該本體901上以便幫助提供氣密性的密封。
帶有一個封閉端931的圓柱體930可以使用三個支撐件902被定位在該本體中。該圓柱體930可以被定位成允許活塞932部分地滑出該圓柱體930并且通過O形環(huán)925壓靠在該初級氣體出口924上,以便關閉該氣體閥900?;钊?32中可以包括一個凹槽934。在一些實施方案中該凹槽934可以被用于定位一個活塞環(huán)。一個被定位在用于對活塞932提供關閉力的該圓柱體930的封閉端931與一個大的O形環(huán)939之間的彈簧936可以被包括在該圓柱體930的背部處,以便當該活塞932迅速地滑動回到該圓柱體930中時為該活塞932提供一個襯墊。一個控制儲器935可以被形成在該圓柱體中、在該活塞932與該圓柱體930的封閉端931之間。一個控制儲器935可以通過一個肘關節(jié)943和導管941被氣動地連接至釋放閥950的輸入端上。
如果該釋放閥950被關閉,氣體可以進入活塞932與該圓柱體930之間的控制儲器935中以便將該控制儲器935加壓。如果該釋放閥950被打開,來自該控制儲器935中的氣體可以通過該排放儲器959離開以便減小該控制儲器935中的壓力,從而打開該氣體閥900。該活塞932上的打開力可能不是與其他實施方案中的一些一樣大,但是如前面所討論的,對于該氣體閥900操作而言,該圓柱體930的直徑與該初級氣體出口924的直徑之間的差異不需要很大。該活塞與該輸出端帽921的平坦末端之間的小空隙足夠允許該初級氣體儲器905的壓力作用在該暴露的活塞932的環(huán)形圈上,從而打開該氣體閥900。
圖10A和10B顯示了一個輪胎就座噴嘴100的實施方案的等距視圖,如圖1A-D的輪胎就座裝置190所示的實施方案。該輪胎就座噴嘴100可以用多種方式和多種材料來構建。該噴嘴100可以由幾個部件構建并且組裝成一個剛性單元。各個部件可以由金屬片材如鋼、鋁或其他金屬構成,或可以由工程塑料來模制或制作或由金屬鑄造??梢允褂萌魏魏线m用于該應用的構造方法。
以下對于關于噴嘴100所示的實施方案而描述的各種部件中的大多數可以由1.5毫米(mm)厚的片鋼制造,但帶有螺紋101的連接件102可以作為成品部件購買或者可以使用適合于制造高壓連接件的技術(如澆注或擠出)然后通過制造螺紋的機加工過程來制造。其他類似的實施方案可以使用更厚或更薄的鋼或一種不同的金屬,這取決于該噴嘴100的應用和所希望的尺寸。
該噴嘴100的這些不同部件可以被組裝并且可以使用任何合適的技術彼此附接,這些技術包括但不限于焊接、銅焊、釬焊、膠粘或其他附接方法。組裝后的噴嘴100可以被涂刷、鍍層、粉末涂覆、或其他方式被處理以便有助于該噴嘴100的抗腐蝕性和/或提供一個賞心悅目的外觀。
圖10A顯示了從噴嘴100的后方和上方的位置看到的噴嘴100的等距視圖。圖10B顯示了從噴嘴100的前方和下方的位置看到的噴嘴100的等距視圖。圖11A顯示了噴嘴100的仰視圖。圖11B顯示了噴嘴100的側視圖。圖11C顯示了該噴嘴100的俯視圖并且還顯示了圖12中所示的截面視圖。圖11D顯示了噴嘴100的前視圖。圖11E顯示了噴嘴100的后視圖。圖12顯示了該噴嘴100在圖11C中的12-12位置處的截面視圖。下面的討論可以被應用到圖10A-B、11A-E和/或圖12的任一個中。不是每個零件在每個視圖中都被識別出,即使它是可見的;但是在各個視圖中標記了足夠的零件以允許本領域中的技術人員清楚地識別這些不同的零件以及這些不同的零件可以如何連接和/或相互作用。
該噴嘴100可以包括一個帶有螺紋101的連接件102,該連接件可以被用來將該噴嘴100連接到一個加壓氣體源上。其他實施方案可以使用與加壓氣體源的其他任何類型的連接,包括但不限于快速釋放的連接件、卡口式連接件、焊接到管道或導管上、膠粘到管道或導管上、壓縮裝配、或其他附接手段。在大多數實施方案中該連接件102可以被附接到噴口噴嘴的輸入孔或噴口103上從而在該連接件102與該噴口103之間創(chuàng)建氣密性的密封,但一定的泄漏是可接受的。一個孔口105位于該噴口103的與該輸入孔相反的末端處。該噴口103和該孔105被配置成,如果加壓氣體被引入到該連接件102中的話則排出一個氣體流。在許多實施方案中,該孔105可以比該噴口103的輸入孔更小,以提供比進入該連接件102和該噴口103的輸入孔中的加壓氣體的速度更高速度的氣體流。在各個實施方案中,這些螺紋101、該連接件102以及該噴口103可以是連接在一起而形成氣密性密封的分離的部件,或可以是一個實體零件,例如由金屬或其他材料鑄造并且機加工的。
一個噴嘴本體110可以由兩個半件制造:該噴嘴本體底部半件112A和該噴嘴本體頂部半件112B。這兩個半件112A、112B可以是相似的并且按照相同規(guī)格構建的。這兩個半件112A、112B可以在接縫111處被結合在一起以便在這兩個半件112A、112B之間創(chuàng)建一個室108。在該噴嘴本體110的一個末端處,可以創(chuàng)建一個噴嘴出口114并且在該噴嘴本體110的另一個末端處,該噴嘴本體底部半件112A具有底部附接唇緣113A并且該噴嘴本體頂部半件112B具有一個頂部附接唇緣113B。在一些實施方案中,一個噴嘴支架115可以被包括在該出口114處,以便在該出口被使用時幫助對該出口114提供強度并且保持該出口114不彎曲。在一些實施方案中該噴嘴本體110可以由帶有一個接縫或不帶有接縫的一個實心部件形成,而不是由這兩個半件112A和112B組裝而成。
該噴嘴本體110可以使用四個附接支架107A-D被附接到該噴口103上并且被定位成使得從該噴口103排出的氣體流進入該室108中。這可以在圖12所描繪的截面中看到。兩個附接支架107A、107B可以將該底部附接唇緣113A連接至該噴口103上并且另外兩個附接支架107C、107D可以將該頂部附接唇緣113B連接到該噴口103上??卓?05可以位于穿過了該底部和頂部附接唇緣113A、113B的外邊緣的這個平面附近的一個位置處,并且在一些實施方案中可以被定向為與該噴嘴本體110的縱向軸線基本上共線,即,與之不大于45度角。該孔口103可以被成形為在一定程度上與室108的形狀相匹配,其中該氣體流從該孔口105進入該室中。在所示的實施方案中,該室108具有一個寬度大于高度的扁平截面,并且該孔口103可以具有橢圓形狀,其中該橢圓的主軸與室108的寬度對齊。垂直于該噴嘴本體的縱向軸線、在氣體流進入該室108之處附近測量的室108的截面積可以大于該孔口105并且典型地可以大2-10倍,以便對該空氣進入端口109A-D提供空間。在一些實施方案中該室108的截面積可以比該孔口105的截面積大出10倍以上,例如,對于使用更高壓氣體供應和/或使用比空氣密度大的氣體的實施方案而言。
這些空氣進入端口109A-D是被這些底部和頂部噴嘴半件112A、112B、這些附接支架107A-D以及該噴口103限定的開口??諝膺M入端口109A位于附接支架107A與附接支架107B之間,空氣進入端口109B位于附接支架107B與附接支架107C之間,空氣進入端口109C位于附接支架107C與附接支架107D之間,并且空氣進入端口109D位于附接支架107D與附接支架107A之間。這些空氣進入端口109A-D的組合面積可以至少與該孔口105一樣大并且典型地可以地大出4-20倍。如以上所提到的,一些實施方案可以具有以下特征:該室108的截面積比該孔口105的截面積大出20倍以上,例如,對于使用更高壓氣體供應和/或使用比空氣密度大的氣體的多個實施方案而言。
雖然在一些實施方案中該出口114可以典型地稍微小于該室108的最大截面積,但該室108可以具有從該孔口105到該出口114的恒定截面積,或該出口114可以稍微大于該室108的截面積。在許多實施方案中,該室108可以在它靠近該出口114時是扁平的,以便提供一個更適合的形狀用于在該輪胎與輪緣之間定位該噴嘴。在一些實施方案中,出口114可以具有在室108的最大截面積的50%與100%之間的一個面積,該面積在許多實施方案中可以是接近來自該孔口105進入該室108之處。
一個輪緣托座119可以在靠近該出口114處被附接到該噴嘴本體頂部半件112B上,這可用于將該噴嘴100正確地定位在該輪緣與該輪胎之間。一個輪胎緩沖墊117可以被附接到該噴嘴本體底部半件112A上以有助于推動該輪胎遠離該輪緣,從而為空氣進入到該輪胎中提供空間。一些實施方案可以沒有輪胎緩沖墊117。
不同實施方案中的噴嘴100可以被構建成不同的尺寸和幾何形狀,這取決于目標的輪胎尺寸和所供應的氣體壓力。例如,一個實施方案的目標是代表商用卡車輪胎的輪胎尺寸。該實施方案可以具有以下近似尺寸:
連接件102的內部直徑-42mm
孔口103的寬度-54mm
孔口103的高度-18mm
孔口103附近的室108的寬度-89mm
在孔口103附近的室108的高度-43mm
噴嘴本體110的長度-200mm
噴嘴出口114的寬度-106mm
噴嘴出口114的高度-35mm
噴嘴100的總長度-310mm
噴嘴100的總寬度-106mm
噴嘴100的總高度-88mm
一些實施方案可以提供指向輪胎與輪緣之間的多個噴嘴出口114,或在一些實施方案中,提供各自針對于在輪胎與輪緣之間提供空氣猝發(fā)的多個噴嘴100。例如,在一個實施方案中一種輪胎機器(即,一種用于將輪胎安裝在輪緣上的機器)裝配有多個噴嘴100,每個噴嘴均被配置成用于在輪胎與輪緣之間鼓入空氣猝發(fā),以便使該輪胎就座在輪緣上。在此類實施方案中,這多個噴嘴100可以被配置為夾持該輪的多個夾具的一部分、位于這些夾具附近、或在這些夾具之間,在安裝該輪胎的同時將該輪夾持在位。
圖13顯示了流經輪胎就座噴嘴100的一個截面圖的氣體和空氣。加壓氣體182可以從一個加壓氣體源(例如輪胎就座裝置190的圓柱形壓力容器191)進入該連接件102中。當該加壓氣體182流動穿過該噴口103時,該噴口的截面積可以較窄,并且根據質量守恒定律氣體流經過該噴口103的速度可以增加。當氣體離開該孔口105時,它創(chuàng)建了一個第一氣體流185。根據伯努利原理,氣體流185比噴嘴100周圍的空氣的流動快得多,由此創(chuàng)建了比外部空氣更低的壓力。這創(chuàng)建了在該室108與外部空氣之間的壓力差,從而致使空氣穿過空氣進入端口109A-109D進入,其中空氣流189A穿過空氣進入端口109A進入并且空氣流189C穿過空氣進入端口109C進入??諝膺€可以穿過空氣進入端口109B和空氣進入端口109D進入,但這些端口未在圖13中顯示。當流體流185進入室108中時將空氣通過空氣進入端口109A-D吸入室中的這種效應可以被稱為文丘里效應。
來自孔口105的氣體流185可以在空氣流189A、189C穿過該噴嘴本體110沿室108向下流動時與之混合??諝夂蜌怏w184的混合物可以流出該出口114作為一個第二氣體流。第二氣體流184包括第一氣體流185和穿過該空氣進入端口109A-109D而進入的空氣??諝夂蜌怏w184的總質量可以大于進入該連接件102中的加壓氣體182的質量,由于空氣流189A、189C可以加至該加壓氣體182的質量中。
圖14A顯示了一個輪胎就座噴嘴400的替代性實施方案的等距視圖。圖14B顯示了穿過該噴嘴400的縱向軸線的截面?zhèn)纫晥D并且圖14C顯示了穿過該噴嘴400的縱向軸線的截面俯視圖。噴嘴400可以由工程塑料模制或由金屬鑄造為單一部件或可以由能通過某種其他方法模制、鑄造、或制造的多個部件組裝而成。
連接件402可以是單件噴嘴400的集成部件,其中螺紋401是用一個分離的機加工操作而創(chuàng)建的或直接被模制在內。其他實施方案可以將一個分離的連接件402附接到該噴嘴本體410上。該連接件402可以將加壓氣體導向該噴口403以便將一個氣體流穿過該孔口405而排出到該室408中。底部空氣進入端口409A和頂部空氣進入端口409B允許空氣從該噴嘴400的外部進入該室并且與該氣體流一起通過該輸出口414被排出。其他實施方案可以在該噴嘴本體410的兩側上具有額外的空氣進入端口。一個輪緣托座419可以在該出口414附近被附接到該噴嘴本體410的頂部。
圖15A顯示了一個輪胎就座噴嘴450的另一個替代性實施方案的等距視圖。圖15B顯示了穿過該噴嘴450的縱向軸線的截面?zhèn)纫晥D并且圖15C顯示了穿過該噴嘴450的縱向軸線的截面俯視圖。噴嘴450可以使用噴嘴本體460的多個半件來創(chuàng)建,該噴嘴本體可以由一種工程塑料模制或由金屬鑄造為兩個相同的半件,這些半件可以被焊接、栓接、膠粘或以其他方式附接,或可以通過某種其他方法被模制、鑄造、或制造。
帶有螺紋451的連接件452可以具有一個在與螺紋451相反的末端處向外徑向地延伸的唇緣454。該噴嘴460的兩個半件可以捕獲該連接件452的唇緣454以便當它被組裝成將其牢固地夾持在位,這樣使得由該加壓氣體所創(chuàng)建的壓力不能將該連接件彈出該噴嘴本體460外。該連接件452可以將加壓氣體導向該噴口453以便將一個氣體流穿過該孔口455排出到該室458中。底部空氣進入端口459A和頂部空氣進入端口459B允許空氣從該噴嘴450的外部進入該室458中。一個輪緣托座469可以在出口464A、464B附近被附接到該噴嘴本體460的頂部。
這個實施方案的出口被劃分為左邊噴嘴出口464A和右邊噴嘴出口464B。這兩個噴嘴出口464A、464B可以排出穿過空氣進入端口459A、459B所吸入的空氣、以及來自孔口455的氣體流。從這兩個噴嘴出口464A、464B中可以在大致與每個噴嘴出口464A、464B的縱向軸線474A、474B共線的方向上排出空氣。該左邊噴嘴出口464A具有一條左邊噴嘴縱向軸線474A,該軸線可以與該右邊出口噴嘴464B的右邊噴嘴縱向軸線474B形成一個角度。該噴嘴450的總縱向軸線470可以經過該連接件452的中心、孔口455的中心以及在這兩個噴嘴出口464A、464B的中心之間并且與從孔口455排出的氣體流的方向大致共線??偪v向軸線470可以將在該左邊噴嘴縱向軸線474A與該右邊噴嘴縱向軸線474B之間創(chuàng)建的角度大致二等分。將該角度大致二等分可以被理解為總縱向軸線470是在與這兩條噴嘴縱向軸線474A、474B相同的平面的60度以內,并且總縱向軸線470在噴嘴縱向軸線474A、474B的平面上的投影是在這兩條噴嘴縱向軸線之間。這兩條噴嘴縱向軸線474A、474B之間的角度通常可以小于約120度并且在許多實施方案中可以在約20度與60度之間。
其他實施方案可以將該出口分離為多個出口端口并且其他實施方案可以提供一個空氣增壓室,該空氣增壓室被成形為與輪緣的曲率相匹配并沿著該增壓室具有多個出口端口,以便將鼓入輪胎中的空氣分布到更廣的區(qū)域上。對該噴嘴的出口可以使用任何構型。
利用文丘里效應的輪胎就座噴嘴的不同實施方案可以具有多種多樣不同構型的空氣進入端口??赡苡懈鞣N各樣空氣進入端口數量、它們的形狀、它們的總面積、以及它們相對于該孔口的布局。仍導致與在該噴嘴的連接件處提供的氣體質量相比更大質量的氣體和空氣從該出口排出的任何變體都可以是可接受的實施方案。以本發(fā)明人的經驗,該噴口、孔口、室以及空氣進入端口的一種有效的取向是如在各個附圖1、10、11、12和13中所示對于噴嘴100使用的。在該實施方案中,底部空氣進入端口109A和頂部空氣進入端口109C在對角方向進入室108中,其中底部空氣進入端口109A和頂部空氣進入端口109C的前邊緣與該孔口105大致平齊。圖11A所示的這些側面空氣進入端口109B、109D允許空氣在該孔口105前方穿過兩側而進入??諝膺M入端口109A-D的組合面積與該孔口面積之比典型地可以是約5∶1,以允許空氣自由流動而從該噴嘴100的外部進入該室中。取決于該裝置預期使用的輪胎尺寸、所使用的氣體的密度、壓力、以及其他設計考慮因素,這個比率在一些實施方案中可以更大或更小。并且當室108的高度從最接近該孔口105的末端向該出口114減小以便更有效地將空氣鼓入輪胎90的胎圈91與輪緣80的唇緣81之間的狹縫中時,室108也變寬從而不使該截面積減小太多。在噴嘴100的一些實施方案中,出口114僅比室108的截面積小約5%,在此處附近,氣體流從孔口105進入室108中。
圖16A顯示了可以被用于無內胎輪胎就座裝置的一些實施方案中的一個更傳統(tǒng)的噴嘴1000的一個實施方案從上部和后面看的等距視圖,并且圖16B顯示了其前視圖。傳統(tǒng)噴嘴1000可以具有一個螺紋接頭1001以便與空氣源配合,例如從一個罐或壓力容器中延伸的導管。一個連接件1002可以使該螺紋接頭1001與一個噴管1010匹配,該噴管在延伸離開該連接件1002時可以展平并且變寬。噴管1010的噴嘴出口1014的形狀可以是矩形或橢圓形的,或在一些實施方案中該噴嘴出口可以是圓形的或帶有一個平坦側面的圓形或適合將空氣鼓入輪胎與輪緣之間的任何其他形狀。支架1015可以對該噴嘴出口1014提供強度,以便保持它不由于來自該輪胎和/或輪緣的壓力而坍塌。一個輪緣托座1019可以被附接到該噴管1010的頂部,以有助于使用者正確地將該噴嘴1000抵靠該輪緣的唇緣定位。輪胎緩沖墊1017可以在噴嘴1000被定位時幫助推動輪胎遠離輪緣,以便為空氣進入輪胎中提供更多空間。
在輪胎就座裝置的各個實施方案中,該壓力容器或罐可以被額定用于任何壓力水平,但是在許多實施方案中,為安全起見,該壓力等級可以小于150磅每平方英寸(psi)。可以使用任何尺寸的壓力容器,這取決于該應用的輪胎尺寸和所用氣體的壓力,但是大多數實施方案可以使用小于10加侖的罐并且一個實施方案可以使用5加侖的罐。如在此披露的使用了文丘里效應以及迅速打開式氣體閥的帶有噴嘴的輪胎就座裝置的各個實施方案可以提高該輪胎就座裝置的效率并且可以允許使該罐更小和/或處于比過去的輪胎就座系統(tǒng)已使用的更低的壓力下。在大多數此類實施方案中,該罐可以比在過去的輪胎就座裝置最常使用的5加侖罐更小,并且被額定用于約130psi以允許約100psi或更小的典型的工作壓力。許多實施方案可以使用具有小于2加侖(約7.5升)容量的罐。一些實施方案可以使用具有6升、2.0與2.5升之間、或約1升容量的罐,但其他實施方案可以使用幾乎任何尺寸的罐,這取決于其應用。
典型地,壓縮空氣可以被用作該罐中的加壓氣體,但是在一些實施方案中,其他加壓的氣體,尤其是惰性氣體,可以被用來填充該罐,這些氣體包括但不限于二氧化碳(CO2)、氮氣(N2)、氬氣(Ar)或其他氣體。在大多數實施方案中,該罐可以包括一個用來從加壓氣體源填充該罐的輸入閥、和一個用來測量該罐的內部壓力的壓力計。一些實施方案還可以包括各種類型的把手或在該罐上的安裝支架。在一些實施方案中,該罐可以是可移除并且可以通過排放空氣的相同開口被填充。這種的一個實例使用了處于800psi或更高壓力下的、具有1升或更小容量的、高壓CO2罐的輪胎就座裝置,例如一般可以用于在該罐外部帶有氣體閥的彩珠筆(paint-ball markers)。
除非另外指出,否則表達在本說明書和權利要求書中使用的元件數量、光學特性性質等等的全部數字都應當被理解為在全部情況下由術語“大約”修飾。因此,除非相反地指出,否則在前述說明書和所附權利要求書中列出的數值參數是近似值,這些近似值可取決于本領域技術人員在利用本發(fā)明的教導時設法獲得的期望性質而改變。至少,并且不作為限制權利要求的范圍的等效物的教義應用的嘗試,每個數值參數應至少按照所報告的顯著數字的數目并通過應用一般舍入技術來解釋。盡管闡述本發(fā)明的廣泛范圍的數值范圍和參數是近似值,但在特定實例中列出的數值是盡可能準確地報告的。然而,任何數值都內在地含有從其對應測試測量中存在的標準偏差所必然導致的某些誤差。通過端點列舉的數值范圍的引述包括在范圍內包含的全部數字(例如1到5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)。
如在本說明書和所述權利要求書中使用的,單數形式“一個”、“一種”、以及“該”包括了復數指代,除非上下文另外清楚地指明。因此,例如提及被描述為“一個端口”的元件可以指代單一的端口、兩個端口或任何其他數目的端口。如在本說明書和所附權利要求書中使用的,術語“或”一般以其包括“和/或”的意義而采用,除非上下文另外清楚地指明。如在此所使用的,術語“連接”包括直接和間接連接。此外,當第一和第二裝置相連,則包括主動裝置的中間裝置可被定位在其間。短語中“氣動地連接”是指允許氣體穿過這些被氣動地連接的裝置之間。
在此所用的術語“手槍式抓柄”是指從一個本體(例如,從一個像圓柱形壓力容器的本體)徑向地延伸的并且被配置成適應使用者的手掌的一個抓柄或把手。手槍式抓柄的不同實施方案可以在形狀上從簡單的圓柱體形狀變化成類似于手槍上的手槍式抓柄的形狀。手槍上的手槍式抓柄在此被稱為一種風格化的手槍式抓柄。
上面提供的各種實施方案的描述在性質上是展示性的并且不旨在限制本發(fā)明、其應用或用途。因此,不背離本發(fā)明要點的變體旨在包括在本發(fā)明的實施方案的范圍之內。這樣的變體不應當被認為是與本發(fā)明的預期范圍的背離。