專利名稱：賽車打氣筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種迷你打氣筒，特別是一種手推式迷你打氣筒。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)上流通的自行車用迷你打氣筒，有普通型、雙節(jié)型、雙向進(jìn)氣型、高低壓 調(diào)節(jié)型和高壓型，考慮氣壓與氣量因素，通常迷你氣筒的最大管子孔徑為20至25mm。在 相同推力(12.6kg)的前提下，以上各種迷你打氣筒的空氣都只經(jīng)過(guò)一次壓縮，按理論計(jì)算 充氣氣壓大致為0. 26-0. 4MPa(p = F/S)。雙節(jié)型迷你打氣筒比普通型迷你打氣筒只是增 大了充氣量。雙向進(jìn)氣型迷你打氣筒有特殊的活塞，可使氣筒推或拉氣筒都能打氣。高低 壓調(diào)節(jié)型迷你打氣筒相當(dāng)于兩把不同管徑的普通氣筒的簡(jiǎn)單組合，低壓檔時(shí)二個(gè)壓縮腔同 時(shí)工作；調(diào)至高壓檔時(shí)，只有小管(孔徑20mm左右)的壓縮腔工作，氣量較小，可以達(dá)到 較高的氣壓，約0.4MPa。以上幾類氣筒，由于氣筒將要打到底的瞬間空氣輸出不暢，打氣 阻力會(huì)突然增加，出現(xiàn)空氣“堵塞”現(xiàn)象，在額定推力下實(shí)際達(dá)到的最高氣壓只有理論值的 60-80%。高壓型迷你打氣筒設(shè)有儲(chǔ) 氣腔，輸出空氣流通有明顯改善，輸出氣壓較平穩(wěn)，基本 上可以達(dá)到理論壓力，即0.26-0. 4MPa。上述氣筒，只能適用于普通自行車使用(車胎氣壓 約 0. 15MPa)。目前使用各類迷你打氣筒優(yōu)點(diǎn)是體積小、隨車攜帶方便，缺點(diǎn)是對(duì)高等級(jí)的各類 自行車賽車其氣壓均達(dá)不到要求，按有關(guān)資料，公路賽車的車胎一般需保持0. 5-0. 7MPa氣 壓，場(chǎng)地賽車的車胎最好注入1-1. 2MPa氣壓，山地車的車胎一般需0. 7-0. 9MPa氣壓。即使 管徑做小氣壓達(dá)到要求，氣量過(guò)小也不能實(shí)用。目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有較適宜于賽車使用的迷 你打氣筒。為此，許多生產(chǎn)廠家及有識(shí)之士針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了研究和開發(fā)，但至今尚未的 較理想的產(chǎn)品面世。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有迷你打氣筒存在的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單緊湊、使用攜帶方便、氣壓高、能滿足各類自行車賽車充氣壓力要求的賽車打氣筒。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案，它包括外管、內(nèi)管、推桿，外管套 設(shè)在內(nèi)管上，內(nèi)管套設(shè)在推桿上；所述外管的上端與內(nèi)管動(dòng)密封，外管的下端固定有端蓋， 端蓋上設(shè)有吸氣單向閥；內(nèi)管的上端設(shè)有進(jìn)氣單向閥，內(nèi)管的下端固定有外活塞，外活塞上 設(shè)有下行時(shí)密封、上行時(shí)相通的外密封圈，內(nèi)管的外活塞端設(shè)有內(nèi)外相通的小孔；推桿的上 端固定有內(nèi)活塞，內(nèi)活塞上設(shè)有上行時(shí)密封、下行時(shí)相通的外密封圈，推桿的下端固定在端 蓋上，外活塞與推桿動(dòng)密封。本實(shí)用新型的進(jìn)一步方案，所述外活塞下方的外管空間構(gòu)成吸氣腔，外活塞上方 的外管空間和內(nèi)活塞下方的內(nèi)管空間共同構(gòu)成過(guò)渡腔，內(nèi)活塞上方的內(nèi)管空間構(gòu)成進(jìn)氣腔。本實(shí)用新型的進(jìn)一步方案，所述外管的上端設(shè)有與內(nèi)管動(dòng)密封的內(nèi)密封圈。[0008]本實(shí)用新型的進(jìn)一步方案，所述的外活塞上設(shè)有與推桿動(dòng)密封的內(nèi)密封圈。本實(shí)用新型的進(jìn)一步方案，所述內(nèi)管上端連接有充氣嘴。本實(shí)用新型的進(jìn)一步方案，所述的充氣嘴上設(shè)有氣壓表。采用上述結(jié)構(gòu)后，本實(shí)用新型有以下優(yōu)點(diǎn)和效果一是打氣筒內(nèi)設(shè)置了兩個(gè)活塞， 一次拉、推的打氣動(dòng)作完成空氣的三次壓縮，正常打氣能輸出1.2MPa左右的高壓氣體，特 別適用各類自行車賽車使用，也適用于普通車胎的充氣。二是在同等進(jìn)氣量、打到相同額定 壓力的前提下，打氣的最大推力只有普通氣筒的約1/3至1/4 ；反之，在相同的最大推力下， 賽車打氣筒的充氣壓力可以達(dá)到普通氣筒的3-4倍，具有省力、氣壓高、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的特點(diǎn)。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型拉出時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型推進(jìn)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型推進(jìn)時(shí)的受力分析示意圖。圖5為本實(shí)用新型拉出時(shí)的受力分析示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1、圖2和圖3所示，為本實(shí)用新型賽車打氣筒的具體實(shí)施方案，它包括外管6、 內(nèi)管7、推桿8，外管6套設(shè)在內(nèi)管7上，內(nèi)管7套設(shè)在推桿8上；所述外管6的上端設(shè)有內(nèi) 密封圈9并通過(guò)內(nèi)密封圈9與內(nèi)管7動(dòng)密封，確保外管6和內(nèi)管7之間密封，外管6的下端 固定有端蓋1，端蓋1上設(shè)有吸氣單向閥2 ；內(nèi)管7的上端設(shè)有進(jìn)氣單向閥12，內(nèi)管7的下端 固定有外活塞3，外活塞3上設(shè)有下行時(shí)密封、上行時(shí)相通的外密封圈5，內(nèi)管7的外活塞端 設(shè)有內(nèi)外相通的小孔15 ；推桿8的上端固定有內(nèi)活塞11，內(nèi)活塞11上設(shè)有上行時(shí)密封、下 行時(shí)相通的外密封圈10，推桿8的下端固定在端蓋1上，外活塞3上設(shè)有內(nèi)密封圈4并通過(guò) 內(nèi)密封圈4與推桿8動(dòng)密封，確保推桿8與外活塞3之間密封。所述外活塞3下方的外管 6空間構(gòu)成吸氣腔A，外活塞3上方的外管6空間和內(nèi)活塞11下方的內(nèi)管7空間共同構(gòu)成 過(guò)渡腔B，內(nèi)活塞11上方的內(nèi)管7空間構(gòu)成進(jìn)氣腔C。內(nèi)管7上端通過(guò)氣管或直接與充氣 嘴14連接，為了方便觀察充氣壓力，充氣嘴14上還可以安裝氣壓表13。本實(shí)施例中吸氣單 向閥2包括端蓋1直孔及直孔下端的錐孔和進(jìn)氣道、橡膠球、推桿8上的氣道及端面上的直 槽組成完整的單向閥，使推桿8與單向閥成為一體，可減少吸氣單向閥2的封蓋部件，節(jié)省 了加工、安裝工序；當(dāng)橡膠球與端蓋1的錐孔密切接觸時(shí)，單向閥關(guān)閉，當(dāng)橡膠球與與推桿8 端面接觸時(shí)，單向閥保持暢通，空氣經(jīng)端蓋1的進(jìn)氣道、錐孔、直孔以及推桿8端面上的直槽 及氣道與吸氣腔A相通；當(dāng)然，吸氣單向閥2也可以有其它多種結(jié)構(gòu)，如用錐形橡膠體、薄橡 膠片、0型圈、皮碗等。本實(shí)施例的進(jìn)氣單向閥12主要由橡膠球及小彈簧組成，當(dāng)然也可以 用錐形橡膠體、薄橡膠片等代替構(gòu)成單向閥。本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下，當(dāng)打氣筒受拉時(shí)，吸氣腔A吸進(jìn)空氣，過(guò)渡腔B壓縮 空氣并輸入進(jìn)氣腔C中。具體是外管6被拉出時(shí)，外活塞3槽中的外密封圈5受過(guò)渡腔B 與吸氣腔A之間壓力差和摩擦力雙重影響，緊貼外管6內(nèi)壁和槽的下面形成密封狀態(tài)，吸氣 腔A形成負(fù)壓，吸氣單向閥2的橡膠球上移閥門打開，外部的空氣進(jìn)入吸氣腔A。過(guò)渡腔B也因?yàn)榇蠡钊?槽中的外密封圈5形成密封狀態(tài)，過(guò)渡腔B在拉出時(shí)體積減小，腔內(nèi)的空氣受壓縮，壓力增大。與此同時(shí)，進(jìn)氣單向閥12受車胎氣壓的影響處于關(guān)閉狀態(tài)，內(nèi)活塞11 槽中的外密封圈10受過(guò)渡腔B與進(jìn)氣腔C之間壓力差和摩擦力雙重影響上移，外密封圈10 不密封，過(guò)渡腔B與進(jìn)氣腔C之間處于相通狀態(tài)，過(guò)渡腔B中的空氣就輸入進(jìn)氣腔C內(nèi)。當(dāng) 外管向下拉到底時(shí)，吸氣腔A、進(jìn)氣腔C達(dá)到最大，而過(guò)渡腔B則變得極小，過(guò)渡腔B的空氣 幾乎全部進(jìn)入進(jìn)氣腔C，如圖2所示。當(dāng)打氣筒到底后向上推進(jìn)時(shí)，吸氣腔A壓縮空氣并輸入過(guò)渡腔B，進(jìn)氣腔C壓縮空 氣并輸入車胎中。具體是外管6受力向上推進(jìn)時(shí)，吸氣腔A體積減小壓縮空氣，腔內(nèi)氣壓 增大，促使吸氣單向閥2的橡膠球下移與錐面密封，吸氣單向閥2關(guān)閉，這時(shí)外活塞3槽中 的外密封圈5受吸氣腔A與過(guò)渡腔B之間壓力差和摩擦力雙重影響上移，外密封圈5不密 封，吸氣腔A與過(guò)渡腔B之間處于相通狀態(tài)，吸氣腔A壓縮空氣并輸入過(guò)渡腔B中。與此 同時(shí)，進(jìn)氣腔C體積也減小壓縮空氣，內(nèi)活塞11槽中的外密封圈10受進(jìn)氣腔C與過(guò)渡腔B 之間壓力差和摩擦力的雙重影響下移，外密封圈10緊貼內(nèi)管7內(nèi)壁和槽的下面形成密封狀 態(tài)。進(jìn)氣腔C內(nèi)的空氣壓力不斷提高，當(dāng)壓力超過(guò)車胎內(nèi)的氣壓時(shí)，進(jìn)氣單向閥12的橡膠 球上移開啟，進(jìn)氣腔C內(nèi)的高壓空氣對(duì)車胎進(jìn)行充氣，如圖3所示。以上為車胎內(nèi)的氣壓較 高時(shí)的打氣過(guò)程。還有一種特殊情況，當(dāng)車胎氣壓較低情況時(shí)，即使是氣筒受拉時(shí)，只要進(jìn)氣腔C內(nèi) 的高壓空氣比車胎內(nèi)的氣壓高，進(jìn)氣單向閥12就會(huì)開啟，進(jìn)氣腔C內(nèi)的高壓空氣就會(huì)對(duì)車 胎進(jìn)行充氣。此時(shí)，外管推時(shí)時(shí)充氣，外管拉出時(shí)也充氣。下面結(jié)合理論數(shù)據(jù)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)，參見(jiàn)圖4和圖5的受力分析示 意圖。本實(shí)用新型的額定氣壓Ps= 1. 2MPa，假設(shè)行程10cm，推桿外徑(I1 = 0. 79cm,內(nèi)管 內(nèi)徑d2 = lcm,內(nèi)管外徑d3 = 1. 6cm，外管內(nèi)徑d4 = 2. 3cm，外管直徑d = 2. 7cm,P0為外界 大氣壓，取P。= 0. IMPa01.計(jì)算各壓縮腔的最大容積Va = 36. 6cm3,即氣筒的最大進(jìn)氣量；Vb = 24. 4cm3 ；Vc = 7. 85cm3。2.計(jì)算各壓縮腔的最大氣壓根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)，為方便計(jì)算，不考慮打氣時(shí)溫度微升的影響和其他細(xì)節(jié)，則有 P1XV1 = P2XV20第一次空氣壓縮即氣筒受推，吸氣腔A壓縮空氣輸入過(guò)渡腔B時(shí)Pa = Pb,則有Paiiim = PBmin = P0VA/VB = 0· 1 X 36. 6 + 24. 4 = 0. 15MPa 第二次空氣壓縮即氣筒受拉，過(guò)渡腔B壓縮空氣進(jìn)入進(jìn)氣腔C時(shí)Pb = Pc,則有Paiiim = Pcmin = PBfflinVB/Vc = 0. 15X24. 4 + 7. 85 = 0. 466MPa第三次空氣壓縮即氣筒受推，進(jìn)氣腔C壓縮空氣進(jìn)入車胎時(shí)P。= Pte= P額，考慮額 定氣壓是相對(duì)氣壓Pcmax = P 額+P0 = 1. 2+0. 1 = 1. 3MPa。3.計(jì)算截面積設(shè)S。S2, S3、S4、S為對(duì)應(yīng)直徑屯、d2、d3、d4、d的面積，則[0036 [0037 [0038 [0039 [0040 [0041 [0042 [0043 [0044 [0045 [0046 [0047 [0048 [0049 [0050 [0051 [0052 [0053 [0054 [0055 [0056 [0057 [0058 [0059 10cm,
= 0. 49cm2S2 = 0. 785cm2
S3 = 2. 01cm2S4 = 4. 15cm2
2
S = 5. 73cm
4.計(jì)算最大推力與拉力
參見(jiàn)圖4，只考慮外管組件部的軸向受力，這時(shí)？4 = PB，Pc = ，則有
F0 下=P0S;F0 上=P0(S-S3)；
Fa = P^VS^ ；FB1 = PA(S4-S3)；
FB2 = P^^-S^ ；Fc = PCS2 ；
氣筒的推力F推=Fa+Fc+F0上_(F0下+FB1+FB2)
代入并簡(jiǎn)化后，氣筒的最大推力為
F 推 max — Paiimx (S3_S2)+PcmaxS2_P(|S3 =0. 15X (2. 01-0. 785)+1. 3X0. 785-0. 1X2. 01 =10(kg)
參見(jiàn)圖5，只考慮外管組件部的軸向受力，這時(shí)？4 = P0, PB = Pe。則有
F0 下=P0S;F0 上=P0(S-S3)；
Fa = P0(S4-S1) ；FB1 = PB(S4-S3)；
B2 — PB (S2~S1) ；Fc — PBS2 ；
氣筒的拉力F拉=F0下+FB1+FB2-(FA+FC+F0上)
代入并簡(jiǎn)化后，氣筒的最大拉力為
F 拉 max — (PBmax_P(i) (S4_S3_S1)
=(0. 466-0. 1) X (4. 15-2. 01-0. 49) =6 (kg)
5.普通打氣筒的對(duì)比計(jì)算
對(duì)比普通打氣筒，假設(shè)進(jìn)氣量相同，即普通打氣筒管子內(nèi)徑為2. 16cm，行程為 這時(shí)截面積(S#= 3. 66cm2)和行程都相同，進(jìn)氣量也相同了。這時(shí)用相同的最大推力
來(lái)打氣，能達(dá)到的最大氣壓值P 普 max = F 推隱/S 普=10 + 3. 66 = 0. 273 (MPa)遠(yuǎn)低于本實(shí)用新型的最高氣壓值，相差3. 66倍。6.氣筒打到最大氣壓時(shí)空氣“堵塞”現(xiàn)象探索本實(shí)用新型由于三個(gè)空氣壓縮腔間距離非常近，前二次壓縮不會(huì)存在氣“堵塞”現(xiàn) 象。設(shè)進(jìn)氣腔C壓縮至H長(zhǎng)時(shí)，進(jìn)氣腔C的氣壓將超過(guò)胎內(nèi)氣壓并開始進(jìn)氣。則有PCfflinVG = PCfflaxS2HH = PCminVG/ (PCmaxS2) = 0. 466X7. 85+ (1. 3X0. 785) = 3. 58cm說(shuō)明氣筒打到還有3. 58cm行程時(shí)，進(jìn)氣腔C的空氣已開始進(jìn)入車胎，繼續(xù)打氣時(shí) 進(jìn)氣腔C的空氣不斷地進(jìn)入車胎，腔內(nèi)氣壓幾乎不怎么升高了，不會(huì)出現(xiàn)空氣“堵塞”現(xiàn)象。對(duì)比普通打氣筒，要用10kg力打上1. 2MPa氣壓，管子內(nèi)徑只有1cm，理論進(jìn)氣行程 也只有0. 83cm,雖然進(jìn)氣量很小，也會(huì)出現(xiàn)空氣“堵塞”現(xiàn)象。
權(quán)利要求一種賽車打氣筒，包括外管(6)、內(nèi)管(7)、推桿(8)，外管(6)套設(shè)在內(nèi)管(7)上，內(nèi)管(7)套設(shè)在推桿(8)上；其特征是所述外管(6)的上端與內(nèi)管(7)動(dòng)密封，外管(6)的下端固定有端蓋(1)，端蓋(1)上設(shè)有吸氣單向閥(2)；內(nèi)管(7)的上端設(shè)有進(jìn)氣單向閥(12)，內(nèi)管(7)的下端固定有外活塞(3)，外活塞(3)上設(shè)有下行時(shí)密封、上行時(shí)相通的外密封圈(5)，內(nèi)管(7)的外活塞端設(shè)有內(nèi)外相通的小孔(15)；推桿(8)的上端固定有內(nèi)活塞(11)，內(nèi)活塞(11)上設(shè)有上行時(shí)密封、下行時(shí)相通的外密封圈(10)，推桿(8)的下端固定在端蓋(1)上，外活塞(3)與推桿(8)動(dòng)密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的賽車打氣筒，其特征是所述外活塞(3)下方的外管(6)空 間構(gòu)成吸氣腔( A)，外活塞(3)上方的外管(6)空間和內(nèi)活塞(11)下方的內(nèi)管(7)空間共 同構(gòu)成過(guò)渡腔(B)，內(nèi)活塞(11)上方的內(nèi)管(7)空間構(gòu)成進(jìn)氣腔(C)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的賽車打氣筒，其特征是所述外管(6)的上端設(shè)有與內(nèi) 管(7)動(dòng)密封的內(nèi)密封圈(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的賽車打氣筒，其特征是所述的外活塞(3)上設(shè)有與推桿(9) 動(dòng)密封的內(nèi)密封圈(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的賽車打氣筒，其特征是所述內(nèi)管(7)上端連接有充氣嘴 (14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的賽車打氣筒，其特征是所述的充氣嘴(14)上設(shè)有氣壓表 (13)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種賽車打氣筒，包括外管(6)、內(nèi)管(7)、推桿(8)，外管(6)套設(shè)在內(nèi)管(7)上，內(nèi)管(7)套設(shè)在推桿(8)上；所述外管(6)的上端與內(nèi)管(7)動(dòng)密封，外管(6)的下端固定有端蓋(1)，端蓋(1)上設(shè)有吸氣單向閥(2)；內(nèi)管(7)的上端設(shè)有進(jìn)氣單向閥(12)，內(nèi)管(7)的下端固定有外活塞(3)，外活塞(3)上設(shè)有外密封圈(5)，內(nèi)管(7)的外活塞端設(shè)有小孔(15)；推桿(8)的上端固定有內(nèi)活塞(11)，內(nèi)活塞(11)上設(shè)有外密封圈(10)，推桿(8)的下端固定在端蓋(1)上，外活塞(3)與推桿(8)動(dòng)密封。采用本結(jié)構(gòu)后，具有結(jié)構(gòu)緊湊、攜帶方便、打氣輕便、氣壓高、能滿足各類賽車充氣要求等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F04B33/00GK201599165SQ201020002959
公開日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2010年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月16日
發(fā)明者胡校風(fēng), 陸天壽 申請(qǐng)人:胡校風(fēng)