CN104405617B - 活塞式气泵的活塞充气结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种活塞式气泵的活塞充气结构，包括缸套，活塞，活塞将缸套分隔成前腔室和后腔室，活塞外周面的中部具有环形槽，环形槽内设有密封环；其特征在于：密封环能相对环形槽前后滑移，密封环的内环面与环形槽的底面之间形成供空气流通的间隙，位于环形槽后方的活塞外孔壁与缸套内孔壁之间形成后进气通道，位于环形槽前方的活塞外周面与缸套内周面之间形成前进气通道。密封环不仅起到密封作用，密封环还起到单向阀的作用，由于密封环设置在活塞外周，并没有前凸出活塞前端面，活塞前端面无需额外设置单向阀结构，故充气时活塞可以更靠近缸套底部，那些不能循环，留在缸套的前腔室内的气体就很少，气泵的功效就更好。

Description

活塞式气泵的活塞充气结构

技术领域

本发明涉及一种活塞式气泵，尤其涉及一种活塞式气泵的活塞充气结构。

背景技术

传统活塞式电动充气泵主要包括具有充气口的外壳，外壳内固定有缸套，缸套前端设有进气口和出气口，出气口和外壳的充气口连通，进气口处设有仅允许外界气体进入缸套内的单向阀结构，出气口处设有仅允许缸套内气体排向充气口的单向阀结构，缸套内设有活塞，活塞周侧与缸套内壁之间设有密封环密封，活塞、密封环将缸套内的空间分隔成位于缸套后部的吸气室和位于缸套前部的充气室两个独立的部分，外壳内还设有带动活塞在缸套内往复移动的驱动结构，密封环始终处于密封状态。通过活塞在缸套内的往复移动，实现吸气排气过程，活塞排出的气体从外壳的充气口处排出，以对与充气口连接的充气设备充气。缸套前端面处除设置出气口外，还设有进气口，并在进气口处设有单向阀结构，故要在进气口处预留出用以设置前述单向阀结构的空间，这样当活塞在缸套内前移的充气过程中，有一部分气体会存在进气口处用以安装前述单向阀结构的空间内，这样这部分气体不能从出气口排出以对充气设备进行充气，因此其充气效率低。

针对前述现状，有一专利号为ZL201020181548.8(公告号为CN201671788U)的中国实用新型专利《电动气泵的活塞充气结构》对现有活塞式气泵作了如下改进：活塞的端面上开有进气口，进气口处设有仅允许外界气体从缸套后端开口进入缸套内的第二单向阀结构，第二单向阀结构为柔性膜片，该柔性膜片固定在活塞的前端面上并能覆盖住所述进气口。该活塞充气结构在缸套的前端面只设置有出气口，吸气时，活塞后移，第二单向阀打开，气体从缸套后端开口处经活塞的进气口，充气时第一单向阀打开，而第二单向阀关闭，这样活塞在前移的充气过程中，不会有多余的气体残留在缸套内，确保缸套内的气体能被活塞充分挤出以对充气设备进行充气，充气效率有较大提高。

但前述专利也存在一定缺陷，活塞上装了一个柔性膜片作为单向阀片，这个单向阀片很容易疲劳损坏，影响产品的使用寿命，所以需要使用质量非常高橡胶材质制成前述柔性膜片；由于活塞端面设有单向阀片，势必有部件会凸出活塞的前端面，这样在充气过程中，活塞不能很靠近缸套内的底部，充气时缸套内的气体有部分残留，不能被充分排出，充气效率还有待进一步提高；再有，前述专利的活塞外周面和缸套内周壁之间采用密封环密封，密封环长时间使用会磨损，影响密封效果，进而影响充气效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种能更充分将缸套内气体充分排出用以充气的活塞式气泵的活塞充气结构，其具有充气效率高的优点。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种活塞式气泵的活塞充气结构，包括前端设有出气口的缸套，出气口处设有仅允许缸套内气体排出的单向阀结构，缸套内设有能前后滑移的活塞，活塞将缸套分隔成前腔室和后腔室，所述活塞外周面的中部具有环形槽，环形槽内设有密封环，密封环能与缸套内孔壁形成气密封；其特征在于：所述密封环能相对环形槽前后滑移，密封环的内环面与环形槽的底面之间形成供空气流通的间隙，位于环形槽后方的活塞外孔壁与缸套内孔壁之间形成后进气通道，位于环形槽前方的活塞外周面与缸套内周面之间形成前进气通道，在密封环后移至与环形槽的后侧壁抵触的状态下，后进气通道被密封环封堵，前腔室和后腔室被阻断，在密封环前移至与环形槽的前侧壁抵触的状态下，所述前腔室内的空气能通过后进气通道、间隙及前进气通道进入前腔室中。

为增强密封圈与缸套内孔壁之间的密封效果，上述密封环的前部具有轴向延展在加压气体作用下可弹性偏斜的唇部，所述唇部与缸套内孔壁形成气密封配合，密封环的后部具有径向延展的根部，该根部位于环形槽内并能相对前后滑移，根部的底面与环形槽底面之间形成所述间隙，所述根部相对环形槽后移，根部的后端面与环形槽的后侧壁接触配合，所述根部相对环形槽前移，根部的前端面与环形槽的前侧壁接触。在充气过程中，随着活塞的前移，前腔室内的气压会越来越大，前腔室内形成的气压会同时作用于单向阀结构和密封环的唇部，密封环的唇部在气压作用下会发生向外的弹性偏斜，以使唇部更紧密的压紧在缸套的内孔壁上，充气气压越大，唇部与缸套内孔壁之间的密封越好，故和传统密封圈相比，本密封环结构密封效果更佳，正因唇部在加压气体作用下可弹性偏斜，因此即使唇部有一定的磨损，唇部的弹性偏斜也能弥补该磨损，密封环的密封效果依旧很好，因此延长密封环的使用寿命。

上述唇部的前部向外翘起。这样在加压气体作用下，唇部更易发生弹性偏斜。

上述根部的后端面和环形槽的后侧壁之间为斜面配合。斜面配合在根部受压越大根部与环形槽的后侧壁密封越好，能使根部更有效封堵住后进气通道，防止在充气过程中漏气。

上述环形槽后方的活塞外周面具有多条径向设置且沿圆周间隔分布的后牙部，相邻两后牙部之间形成供空气流通的所述后进气通道。该结构方便在活塞外周面形成后进气通道，而且这种后牙部的方便注塑成型加工。

上述环形槽前方的活塞外周面具有多条径向设置且沿圆周间隔分布的前牙部，相邻两前牙部之间形成供空气流通的所述前进气通道。

上述活塞由主塞体和套环组成，主塞体的前端外周具有环形的台阶面，该台阶面的后端面形成所述环形槽的后侧壁，所述套环套设并固定在台阶面的底面上，套环的侧壁形成所述环形槽的前侧壁。前述活塞由两部分组成，简化各部件结构，便于在活塞外周形成环形槽，而且通过环形套相对柱塞体之间的固定的位置，可方便调节出合适宽度的环形槽，另外台阶面的加工相比直接加工环形槽更易加工。

上述出气口内固定有充气接头，所述单向阀结构设置在充气接头内。

上述单向阀结构包括阀杆和堵头，所述堵头连接在阀杆后端并能将缸套上的出气口封堵住，所述充气接头的内孔壁成型有交叉设置的连接筋，所述阀杆穿设在连接筋的交叉连接处并能前后滑移，所述阀杆上还套设有弹簧，该弹簧支撑在连接筋和堵头之间以使堵头保持向后封堵住缸套上的出气口的趋势。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过密封环相对环形槽的前后滑移，及密封环与前、后进气通道的配合关系，该密封环不仅起到密封作用，密封环还起到单向阀的作用，即在活塞的后移过程中，后腔室内的空气能通过后进气通道、间隙和后进气通道进入到前腔室内完成补气工作，由于密封环设置在活塞外周，并没有前凸出活塞前端面，活塞前端面无需额外设置单向阀结构，故充气时活塞可以更靠近缸套底部，那些不能循环，留在缸套的前腔室内的气体就很少，气泵的功效就更好。

附图说明

图1为本发明实施例的立体结构示意图；

图2为本发明实施例去掉外壳后的立体结构示意图；

图3为本发明实施例的剖视图(充气状态)；

图4为图3的A处放大图；

图5为本发明实施例的局部剖视图(吸气状态)；

图6为本发明实施例中装上密封环后的活塞的立体结构示意图；

图7为本发明实施例中去掉密封环后的活塞的立体结构示意图；

图8为本发明实施例中活塞的立体分解图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1～8所示，为本发明的一个优选实施例。

一种活塞式气泵的活塞充气结构，该结构设置在一外壳18内，包括前端设有出气口11的缸套1，出气口11处设有仅允许缸套1内气体排出的单向阀结构。出气口11内固定有充气接头3，单向阀结构设置在充气接头3内。单向阀结构包括阀杆9和堵头10，堵头10连接在阀杆9后端并能将缸套上的出气口11封堵住，充气接头3的内孔壁成型有交叉设置的连接筋31，阀杆9穿设在连接筋31的交叉连接处并能前后滑移，阀杆9上还套设有弹簧12，该弹簧12支撑在连接筋31和堵头10之间以使堵头10保持向后封堵住缸套上的出气口11的趋势。

缸套1内设有能前后滑移的活塞2，活塞2有活塞驱动结构带动而能前后滑移，活塞驱动结构可以包括有活塞杆13、电机14、主动齿轮15和从动齿轮16，主动齿轮15直接安装在电机14的输出轴141上，这样电机14便能带动主动齿轮15旋转，且主动齿轮15为小齿轮，当然主动齿轮也可以通过减速轮系与电机的输出轴相连。活塞杆13的一端通过球头连接结构与活塞2的后端面转动连接，活塞杆13的另一端通过销轴17与从动齿轮16的端面转动连接。

活塞2将缸套1分隔成前腔室4a和后腔室4b，活塞2外周面的中部具有环形槽21，环形槽21内设有密封环5，密封环5能与缸套1内孔壁形成气密封。

密封环5能相对环形槽21前后滑移，密封环5的内环面与环形槽21的底面之间形成供空气流通的间隙X，位于环形槽21后方的活塞2外周面与缸套1内孔壁之间形成后进气通道6a，环形槽21后方的活塞2外周面具有多条径向设置且沿圆周间隔分布的后牙部71，相邻两后牙部71之间形成供空气流通的后进气通道6a。

位于环形槽21前方的活塞2外周面与缸套1内孔壁之间形成前进气通道6b，环形槽21前方的活塞2外周面具有多条径向设置且沿圆周间隔分布的前牙部81，相邻两前牙部81之间形成供空气流通的前进气通道6b。

在密封环5后移至与环形槽21的后侧壁211抵触的状态下，后进气通道6a被密封环5封堵，前腔室4a和后腔室4b被阻断，在密封环5前移至与环形槽21的前侧壁212抵触的状态下，前腔室4a内的空气能通过后进气通道6a、间隙X及前进气通道6b进入前腔室4b中。

密封环5的前部具有轴向延展在加压气体作用下可弹性偏斜的唇部51，唇部51的前部略微向外翘起，唇部51与缸套1内孔壁形成气密封配合，密封环5的后部具有径向延展的根部52，该根部52位于环形槽21内并能相对前后滑移，根部52的底面与环形槽21底面之间形成间隙X，根部52相对环形槽21后移，根部52的后端面和环形槽21的后侧壁211之间为斜面配合，根部52相对环形槽21前移，根部52的前端面与环形槽21的前侧壁212接触。

活塞2由主塞体7和套环8组成，主塞体7的前端外周具有环形的台阶面72，后牙部71设置在柱塞体7上，该台阶面72的后端面形成环形槽21的后侧壁211，套环8套设并固定在台阶面72的底面上，套环8的侧壁形成环形槽21的前侧壁212，前牙部81设置在套环8上。

本发明的工作原理及过程如下：

如图3、4所示，充气时，活塞2在缸套1内前移，开始阶段，密封环5相对环形槽21后移，直至根部52的后端面与环形槽21的后侧壁211压紧接触配合，后进气通道6a被密封环5封堵，活塞2继续前移会带动密封环5一起随活塞2前移，前腔室4a内空气被压缩，前腔室4a内形成的气压会同时作用于单向阀结构和密封环5的唇部51，密封环的唇部51在气压作用下会发生向外的弹性偏斜，唇部51与缸套1内孔壁形成气密封，这样前腔室4a和后腔室4b完全被阻断，前腔室4a内的高压气体逐渐施加到单向阀结构上，直至单向阀结构打开，前腔室4a内的高压气体经出气口排出给充气设备充气。

由于密封环5设置在活塞2外周，并没有前凸出活塞2前端面，活塞2前端面无需额外设置单向阀结构，故充气时活塞2可以更靠近缸套1底部，那些不能循环，留在缸套1的前腔室4a内的气体就很少，气泵的功效就更好。

如图5所示，吸气时，活塞5在缸套1内后移，前腔室4a气压减小，单向阀将出气口11重新关闭，开始阶段，密封环5相对环形槽21前移，直至根部52的前端面与环形槽21的前侧壁212压紧接触配合，后进气通道6a打开，前进气通道6b被密封环5部分遮蔽，这样前腔室4a内的空气能通过后进气通道6a、间隙X及前进气通道6b进入前腔室4b中，后腔室4b对前腔室4a进行补气，以待下次充气。

通过密封环5相对环形槽21的前后滑移，及密封环5与前、后进气通道6b、6a的配合关系，该密封环5不仅起到密封作用，密封环5还起到单向阀的作用。

Claims (6)

1.一种活塞式气泵的活塞充气结构，包括前端设有出气口(11)的缸套(1)，出气口(11)处设有仅允许缸套(1)内气体排出的单向阀结构，缸套(1)内设有能前后滑移的活塞(2)，活塞(2)将缸套(1)分隔成前腔室(4a)和后腔室(4b)，所述活塞(2)外周面的中部具有环形槽(21)，环形槽(21)内设有密封环(5)，密封环(5)能与缸套(1)内孔壁形成气密封；其特征在于：所述密封环(5)能相对环形槽(21)前后滑移，密封环(5)的内环面与环形槽(21)的底面之间形成供空气流通的间隙(X)，位于环形槽(21)后方的活塞(2)外周面与缸套(1)内孔壁之间形成后进气通道(6a)，位于环形槽(21)前方的活塞(2)外周面与缸套(1)内孔壁之间形成前进气通道(6b)，在密封环(5)后移至与环形槽(21)的后侧壁(211)抵触的状态下，后进气通道(6a)被密封环(5)封堵，前腔室(4a)和后腔室(4b)被阻断，在密封环(5)前移至与环形槽(21)的前侧壁(212)抵触的状态下，所述前腔室(4a)内的空气能通过后进气通道(6a)、间隙(X)及前进气通道(6b)进入前腔室(4b)中；

所述环形槽(21)后方的活塞(2)外周面具有多条径向设置且沿圆周间隔分布的后牙部(71)，相邻两后牙部(71)之间形成供空气流通的所述后进气通道(6a)；

所述环形槽(21)前方的活塞(2)外周面具有多条径向设置且沿圆周间隔分布的前牙部(81)，相邻两前牙部(81)之间形成供空气流通的所述前进气通道(6b)；

所述活塞(2)由主塞体(7)和套环(8)组成，主塞体(7)的前端外周具有环形的台阶面(72)，该台阶面(72)的后端面形成所述环形槽(21)的后侧壁(211)，所述套环(8)套设并固定在台阶面(72)的底面上，套环(8)的侧壁形成所述环形槽(21)的前侧壁(212)。

2.根据权利要求1所述的活塞式气泵的活塞充气结构，其特征在于：所述密封环(5)的前部具有轴向延展在加压气体作用下可弹性偏斜的唇部(51)，所述唇部(51)与缸套(1)内孔壁形成气密封配合，密封环(5)的后部具有径向延展的根部(52)，该根部(52)位于环形槽(21)内并能相对前后滑移，根部(52)的底面与环形槽(21)底面之间形成所述间隙(X)，所述根部(52)相对环形槽(21)后移，根部(52)的后端面与环形槽(21)的后侧壁(211)接触配合，所述根部(52)相对环形槽(21)前移，根部(52)的前端面与环形槽(21)的前侧壁(212)接触。

3.根据权利要求2所述的活塞式气泵的活塞充气结构，其特征在于：所述唇部(51)的前部向外翘起。

4.根据权利要求2所述的活塞式气泵的活塞充气结构，其特征在于：所述根部(52)的后端面和环形槽(21)的后侧壁(211)之间为斜面配合。

5.根据权利要求1所述的活塞式气泵的活塞充气结构，其特征在于：所述出气口(11)内固定有充气接头(3)，所述单向阀结构设置在充气接头(3)内。

6.根据权利要求5所述的活塞式气泵的活塞充气结构，其特征在于：所述单向阀结构包括阀杆(9)和堵头(10)，所述堵头(10)连接在阀杆(9)后端并能将缸套上的出气口(11)封堵住，所述充气接头(3)的内孔壁成型有交叉设置的连接筋(31)，所述阀杆(9)穿设在连接筋(31)的交叉连接处并能前后滑移，所述阀杆(9)上还套设有弹簧(12)，该弹簧(12)支撑在连接筋(31)和堵头(10)之间以使堵头(10)保持向后封堵住缸套上的出气口(11)的趋势。