CN102900645A

CN102900645A - 一种内增压打气筒

Info

Publication number: CN102900645A
Application number: CN2012103718274A
Authority: CN
Inventors: 蔡岳
Original assignee: NINGBO HI-TECH ZONE CHUANGJIA INDUSTRIAL DESIGN CO LTD
Current assignee: NINGBO HI-TECH ZONE CHUANGJIA INDUSTRIAL DESIGN CO LTD
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2032-09-28
Also published as: CN102900645B

Abstract

本发明公开了一种内增压打气筒，包括外管、内管、推杆和出气装置，所述外管的开口向上，所述内管的两端均开口，所述内管的下端伸入外管内，内管的上端与出气装置连接，所述推杆的一端固定连接于外管的底部，推杆的另一端伸入内管的开口内，其特征在于，所述外管顶端与内管外壁之间设置有进气口，所述内管下端的开口处设置有多功能活塞，所述多功能活塞的外圈与外管的内壁接触，多功能活塞的内圈与推杆的外壁接触，所述推杆伸入内管的一端的顶部设置有高压活塞，所述高压活塞与内管的内壁接触。本发明的一种内增压打气筒结构简单，密封性好，充气效果好。

Description

一种内增压打气筒

技术领域

本发明涉及打气筒领域，具体是涉及一种内增压打气筒。

背景技术

目前市场上的常规迷你打气筒由于受其结构的约束，通常情况下常规迷你打气筒的内管有效长度h为11cm～15cm，内管直径为1.8cm～2.3cm，一般打气筒的正常推力为10kgf～15kgf，据P＝F/S可得，常规迷你打气筒一次性输出的正常气压约为0.2MPa～0.6MPa，气量V约为28cm3～62cm3。

许多有识之士为了克服传统迷你打气筒的不足，市场上相继出现了双管打气筒、双向进气打气筒、高压打气筒、高低压可调节打气筒等各类满足人们生活需求的迷你打气筒。但是以上所述的各类打气筒均不具有增压功能。例如：双管打气筒在原有的传统迷你打气筒上增加了一个内管，其效果只是增加了进气量，但没有高气压输出;双向进气打气筒具有推拉时双向进气的功能，虽然提高了使用效率，但并未减轻手拉时的受力且改变了人们使用打气筒的固有习惯;高压打气筒为了实现高压，将内管直径变小，因此减少了进气量，工作效率低;高低压可调节打气筒可以改变其高压打气和低压打气两种方式，但其结构较为复杂，给制作工艺带来不便，增大了成本，同时因结构复杂，降低了使用寿命。

以上所述的各类迷你打气筒所具有的不足之处的原因，可总结以下三点：

若保证气量大，打气筒的气管内径必须变大，此时无法实现其气压高、手感轻的效果;

为了保证气压高的状态下，打气筒的气管内径必须变小，此时无法实现气量足的效果;

为了保证手感轻的状态下，打气筒的气管内径也是须变小，此时同样无法实现气量足的效果。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中内增压打气筒所存在的缺陷，提供一种气量足、气压高、手感轻、使用寿命长、结构简单、成本低廉且不改变人们使用打气筒的固有习惯等多重优点并能满足各种胎压较高的自行车、电动车、摩托车等充气压力需求的内增压打气筒，其可克服上述现有迷你打气筒存在的内增压打气筒来解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种内增压打气筒，包括外管（1）、内管（2）、推杆（3）和出气装置（4），所述外管（1）的开口向上，所述内管（2）的两端均开口，所述内管（2）的下端伸入外管（1）内，内管（2）的上端与出气装置（4）连接，所述推杆（3）的一端固定连接于外管（1）的底部，推杆（3）的另一端伸入内管（2）的开口内，其特征在于，所述外管（1）顶端与内管（2）外壁之间设置有进气口（11），所述内管（2）下端的开口处设置有多功能活塞（5），所述多功能活塞（5）的外圈与外管（1）的内壁接触，多功能活塞（5）的内圈与推杆（3）的外壁接触，所述推杆（3）伸入内管（2）的一端的顶部设置有高压活塞（6），所述高压活塞（6）与内管（2）的内壁接触。

上述的一种内增压打气筒，其特征在于，所述多功能活塞（5）包括设置于内管（2）下端开口处的下活塞支座（51），所述下活塞支座（51）的内侧和外侧各设置有一圈用于安装密封圈的凹槽，所述凹槽内设置有密封圈。

上述的一种内增压打气筒，其特征在于，所述多功能活塞的下活塞支座（51）的外侧凹槽内设置有多功能活塞O型圈（52），下活塞支座（51）的内侧凹槽内设置有锥台逆止密封圈（53）。

上述的一种内增压打气筒，其特征在于，所述锥台逆止密封圈（53）包括卡入凹槽中连接部（54）和倾斜的接触在推杆（3）外壁上的密封部（55），并且密封部（55）的上端倾斜接触在推杆（3）外壁上，密封部（55）下端连接锥台逆止密封圈（53）的连接部（54），所述密封部（55）的内侧设置有内锥面，所述密封部（55）的外侧设置有外锥面。

上述的一种内增压打气筒，其特征在于，所述多功能活塞的下活塞支座（51）的内侧凹槽内设置有下列各项密封圈其中之一：O型圈、皮碗逆止密封圈、D型逆止密封圈、Y型逆止密封圈、V型逆止密封圈和U型逆止密封圈。

上述的一种内增压打气筒，其特征在于，所述高压活塞（6）设置于推杆（3）顶部的上活塞支座（61），所述上活塞支座（61）的外侧设置有用于安装密封圈的凹槽，所述凹槽内设置有高压活塞O型圈（62）。

上述的一种内增压打气筒，其特征在于，所述出气装置（4）包括上端盖（41）、花瓣型单向密封垫（42）和出气口（43），所述上端盖（41）的下端与内管（2）的上端螺纹连接，上端盖中部设置有上下贯通的通孔（44），所述上端盖的通孔（44）的上端设置有用于容纳花瓣型单向密封垫（42）的腔体（45），并且腔体（45）的高度高于花瓣型单向密封垫（42）的厚度，所述出气口（43）连接于所述腔体（45）的上方。

上述的一种内增压打气筒，其特征在于，所述花瓣形单向密封垫（42）的外圆周设置有花瓣形凸起，所述凸起与腔体（45）圆周面的内壁之间设置有间隙。

上述的一种内增压打气筒，其特征在于，所述出气装置（4）外部还通过螺纹连接有用于方便使用者手持的手持管。

本发明具有的有益效果：本发明的一种内增压打气筒可以储蓄大量的气体，有效的增压外气管的气体，在多功能活塞内设置锥台逆止阀有效的阻止增压后的气体泄露，密封性好；气压可以再高压活塞再次增压，充气效果好，同时还解决了现有技术中增压打气筒的内管外壁与外管内壁之间密封上的缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种内增压打气筒的剖视图；

图2为多功能活塞的剖视放大图；

图3为高压活塞的剖视放大图；

图4为出气装置的剖视放大图；

图5为本发明的一种内增压打气筒的组装示意图；

图6为内侧凹槽内设置有O型圈的多功能活塞的剖视放大图；

图7为内侧凹槽内设置有皮碗逆止密封圈的多功能活塞的剖视放大图；

图8为内侧凹槽内设置有D型逆止密封圈的多功能活塞的剖视放大图；

图9为内侧凹槽内设置有Y型逆止密封圈的多功能活塞的剖视放大图；

图10为内侧凹槽内设置有V型逆止密封圈的多功能活塞的剖视放大图；

图11为内侧凹槽内设置有U型逆止密封圈的多功能活塞的剖视放大图；

图12为本发明的一种内增压打气筒第一次拉出时的结构示意图；

图13为本发明的一种内增压打气筒拉出到极限时的结构示意图；

图14为本发明的一种内增压打气筒的第一次推进时的结构示意图；

图15为本发明的一种内增压打气筒的第二次拉出时的结构示意图。

图16为本发明的一种内增压打气筒的第二次推进时的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

如图1、和图5所示；一种内增压打气筒，包括外管1、内管2、推杆3和出气装置4，外管1的开口向上，内管2的两端均开口，内管2的下端伸入外管1内，内管2的上端与出气装置4连接，推杆3的一端固定连接于外管1的底部，推杆4的另一端伸入内管2的开口内，外管1顶端与内管2外壁之间设置有进气口11，内管2下端的开口处设置有多功能活塞5，多功能活塞5的外圈与外管1的内壁接触，多功能活塞5的内圈与推杆3的外壁接触，推杆3伸入内管2的一端的顶部设置有高压活塞6，高压活塞6与内管2的内壁接触。

参看图2，多功能活塞5包括设置于内管2下端开口处的下活塞支座51，下活塞支座51的内侧和外侧各设置有一圈用于安装密封圈的凹槽，凹槽内设置有密封圈；多功能活塞5的下活塞支座51的外侧凹槽内设置有多功能活塞O型圈52，下活塞支座51的内侧凹槽内设置有锥台逆止密封圈53；锥台逆止密封圈53包括卡入凹槽中连接部54和倾斜的接触在推杆3外壁上的密封部55，并且密封部55的上端倾斜接触在推杆3外壁上，密封部55下端连接锥台逆止密封圈53的连接部54，密封部55的内侧设置有内锥面，密封部55的外侧设置有外锥面；

参看图6-图11，在本发明的另外一些优选实施方式中，多功能活塞5的下活塞支座51的内侧凹槽内设置有下列各项密封圈其中之一：O型圈、皮碗逆止密封圈、D型逆止密封圈、Y型逆止密封圈、V型逆止密封圈和U型逆止密封圈。

参看图3，高压活塞6设置于推杆3顶部的上活塞支座61，上活塞支座61的外侧设置有用于安装密封圈的凹槽，凹槽内设置有高压活塞O型圈62；

参看图4，出气装置4包括上端盖41、花瓣型单向密封垫42和出气口43，上端盖41的下端与内管2的上端螺纹连接，上端盖中部设置有上下贯通的通孔44，上端盖的通孔44的上端设置有用于容纳花瓣型单向密封垫42的腔体45，并且腔体45的高度高于花瓣型单向密封垫42的厚度，出气口43连接于腔体45的上方；

花瓣形单向密封垫42的外圆周设置有花瓣形凸起，所述凸起与腔体45圆周面的内壁之间设置有间隙，并且凸起与腔体45圆周面的内壁之间的间隙距离很小。如果花瓣形单向密封垫42为圆形并且与腔体45圆周面的内壁之间的间隙距离很小的话，那么气体即使将密封垫顶开也很难找到缝隙穿过密封垫，出气效果不好；如果花瓣形单向密封垫42为圆形并且与腔体45圆周面的内壁之间的间隙距离很大的话，那么气体一旦将密封垫顶开，密封垫便很容易就会偏移，对密封垫的密封效果有影响；

在出气装置4的上端盖外壁上设置有外螺纹（图中未示），在该处还通过螺纹连接有用于方便使用者手持的手持管（图中未示），手持管方便使用者在使用的时候能够握住打气筒，并且手不会被外管1的上下推动所夹住。

参看图1，外管1底部与多功能活塞5之间的外管1内形成储气空间I；高压活塞6、多功能活塞5之间的内管2内形成增压空间II；高压活塞6与出气装置4的上端盖41之间的内管2内形成进气空间III；增压空间II与进气空间III共用内管2，当手拉时不增压，增压空间II里的气体转换到进气空间III，同时储气空间I自然吸气。当手推时有增压，储气空间I的气体通过锥台逆止密封圈53转换到增压空间II直接进行增压，同时进气空间III的气体被推入待充物体。多功能活塞5在拉动气筒时多功能活塞O形圈52打开进气，锥台逆止密封圈53关闭密封。推动气筒时多功能活塞O形圈52关闭密封，锥台逆止密封圈53打开进气增压。

参看图12-图16，当向下拉动外管1时，推杆3随着外管1一起下移，由于拉动的过程中，储气空间I越来越大，空气从进气口11进入到外管1内，然后顶开多功能活塞O型圈52，此时储气空间I与外界大气相通，外界大气通过通进气口11和多功能活塞5的多功能活塞O型圈52进入储气空间I；而此时增压空间II越来越小，增压空间II的气体顶住锥台逆止密封圈53，此时锥台逆止密封圈53处于密封状态；而进气空间III越来越大，增压空间II的气体顶开高压活塞O型圈62，然后增压空间II与进气空间III相通，增压空间II的气体通过高压活塞O型圈62进入进气空间III;而待冲物体内的气体顶住花瓣型单向密封垫42，花瓣型单向密封垫42处于密封状态。

当向上推动外管1时，推杆3随着外管1一起上移，由于推动的过程中，储气空间I越来越小，气压越来越大，储气空间I的气体顶住多功能活塞O型圈52，此时储气空间I与外界大气隔开，处于密封状态;同时储气空间I的气体顶开锥台逆止密封圈53，此时储气空间I与增压空间II相通，储气空间I的气体进入增压空间II(据P＝ρgh而ρ＝m/v，ρ为空气的密度，m为气体的质量，g为常量，h为内管有效长度)其中m、g、h分别相等，因此，在同质量的气体中，体积V越小，空气密度ρ越大，从而压强P越大，即将打气筒推至底时，储气空间I的气体进入增压空间II中进行了增压。

而进气空间III越来越小，气压越来越大，进气空间III的气体顶住高压活塞O型圈62，增压空间II与进气空间III隔开，处于密封状态，同时进气空间III的气体顶开花瓣型单向密封垫42，在推动的情况下将进气空间III的气体通过出气口43推进待充物体内。

如图12和图14所示，结合下面理论数据来阐述本发明创造的优点：

本发明额定气压P_额=1.5(MPa)假设下面的数据为：其中外管外径d_I外=2.2(cm)。内径d_I内=2(cm)。内管外径d_II外=1.2(cm)。内径d_II内=1(cm)。活塞推杆d_杆=0.5(cm)。内管有效长度h=13.1(cm)。P为外界大气压，取P=0.1(MPa)。

外管1与内管2处最下端多功能活塞6构成储气空间I。内管2最下端处多功能活塞6与内管2及活塞推杆3最上端处高压活塞7构成增压空间II。据P=ρgh、ρ=m/v(其中m、g、h分别相等)，可得P_I/P_II=V_II内/V_I内代入数字并化简得P_II=3.2P_I，即增压空间II可将储气空间I的气体增大3.2倍，从而大大提高了使用效率。

参照图12和图14，计算各形体截面面积S：外管S_I外=π(d_I外/2)²=π1.12=1.21π≈3.8(cm2).外管S_I内=π(d_I内/2)²=π12=π≈3.14(cm2).内管SII外=π(d_II外/2)²=π0.62=0.36π≈1.13(cm²).内管S_II内=π(d_II内/2)²=π0.52=0.25π≈0.79(cm²).推拉杆S杆=π(d杆/2)²=0.0625π≈0.2(cm²).

PIII=P_额+P=1.5+0.1=1.6(MPa)

参照图12和图14，并根据动力学受力分析可得(注：本计算忽略摩擦力和其他细节上的影响)：

F_推max=F_III+F_II2+F₁+F_I1—(F₂+F_I2+F_II1)

=P_IIIS_II内+P_II(S_II内—S_杆)+P(S_I内—S_II外)+P_I(S_I内—S_杆)—[PS_I外+P_I(S_I内—S_杆)+P_II(S_II内—S_杆)]

=P_IIIS_II内+P(S_I内—S_II外—S_I外)代入数据并计算得

≈10.8(kgf)

F_拉max=F₂+F_I2+F_II1—(F_II2+F₁+F_I1)

=P_II(S_II内—S_杆)+P_I(S_I内—S_杆)+PS_I外—[P_I(S_I内—_S杆)+P(S_I内—S_II外)+P_II(S_II内—S_杆)]

=P(S_I外—S_I内+S_II外)代入数据并计算得

≈1.8(kgf)

进气量V＝V_I=SI_内h＝π(d_I内/2)²h代入数据并化简得

V≈41.2(cm³)

经过对比可得，本发明能够在相同推力下一次性输出进气量相同且气压更高的气体，而且使用效率更高。

本发明具有的有益效果：本发明的一种内增压打气筒可以储蓄大量的气体，有效的增压外气管的气体，在多功能活塞内设置锥台逆止阀有效的阻止增压后的气体泄露，密封性好；气压可以再高压活塞再次增压，充气效果好。

综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims

1.一种内增压打气筒，包括外管（1）、内管（2）、推杆（3）和出气装置（4），所述外管（1）的开口向上，所述内管（2）的两端均开口，所述内管（2）的下端伸入外管（1）内，内管（2）的上端与出气装置（4）连接，所述推杆（3）的一端固定连接于外管（1）的底部，推杆（3）的另一端伸入内管（2）的开口内，其特征在于，所述外管（1）顶端与内管（2）外壁之间设置有进气口（11），所述内管（2）下端的开口处设置有多功能活塞（5），所述多功能活塞（5）的外圈与外管（1）的内壁接触，多功能活塞（5）的内圈与推杆（3）的外壁接触，所述推杆（3）伸入内管（2）的一端的顶部设置有高压活塞（6），所述高压活塞（6）与内管（2）的内壁接触。

2.根据权利要求1所述的一种内增压打气筒，其特征在于，所述多功能活塞（5）包括设置于内管（2）下端开口处的下活塞支座（51），所述下活塞支座（51）的内侧和外侧各设置有一圈用于安装密封圈的凹槽，所述凹槽内设置有密封圈。

3.根据权利要求2所述的一种内增压打气筒，其特征在于，所述多功能活塞的下活塞支座（51）的外侧凹槽内设置有多功能活塞O型圈（52），下活塞支座（51）的内侧凹槽内设置有锥台逆止密封圈（53）。

4.根据权利要求3所述的一种内增压打气筒，其特征在于，所述锥台逆止密封圈（53）包括卡入凹槽中连接部（54）和倾斜的接触在推杆（3）外壁上的密封部（55），并且密封部（55）的上端倾斜接触在推杆（3）外壁上，密封部（55）下端连接锥台逆止密封圈（53）的连接部（54），所述密封部（55）的内侧设置有内锥面，所述密封部（55）的外侧设置有外锥面。

5.根据权利要求2所述的一种内增压打气筒，其特征在于，所述多功能活塞的下活塞支座（51）的内侧凹槽内设置有下列各项密封圈其中之一：O型圈、皮碗逆止密封圈、D型逆止密封圈、Y型逆止密封圈、V型逆止密封圈和U型逆止密封圈。

6.根据权利要求4所述的一种内增压打气筒，其特征在于，所述高压活塞（6）设置于推杆（3）顶部的上活塞支座（61），所述上活塞支座（61）的外侧设置有用于安装密封圈的凹槽，所述凹槽内设置有高压活塞O型圈（62）。

7.根据权利要求6所述的一种内增压打气筒，其特征在于，所述出气装置（4）包括上端盖（41）、花瓣型单向密封垫（42）和出气口（43），所述上端盖（41）的下端与内管（2）的上端螺纹连接，上端盖中部设置有上下贯通的通孔（44），所述上端盖的通孔（44）的上端设置有用于容纳花瓣型单向密封垫（42）的腔体（45），并且腔体（45）的高度高于花瓣型单向密封垫（42）的厚度，所述出气口（43）连接于所述腔体（45）的上方。

8.根据权利要求7所述的一种内增压打气筒，其特征在于，所述花瓣形单向密封垫（42）的外圆周设置有花瓣形凸起，所述凸起与腔体（45）圆周面的内壁之间设置有间隙。

9.根据权利要求1或8所述的一种内增压打气筒，其特征在于，所述出气装置（4）外部还通过螺纹连接有用于方便使用者手持的手持管。