CN109899677A - 流速控制充气装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流速控制充气装置，通过直线步进电机伸缩带动密封组件进行运动，从而改变气流通路的形状，使气流通过时产生不同程度的阻碍，进而控制进气量的大小，同时可以通过入气和出气口的气压传感器采集，实时计算了解当前气流的速率，并且当出气口气压达到指定的大小时，可以控制所述的直线型步进电机伸长到极限值，完全封闭出气口，防止充气产品被过度充气引起爆炸危险，提高产品使用的安全性，实现了充气装置的流速精确控制，且适用于多种充气速度要求的应用对象，实用价值显著。

Description

流速控制充气装置

技术领域

本发明涉及充气装置领域，尤其是一种流速控制充气装置。

背景技术

很多充气产品比如充气床垫，充气枕头，气球等，在需要使用的时候，需要对产品进行充气，最原始的充气方式是使用人工吹气，不仅麻烦还不卫生，而使用打气筒等工具，虽然比人工吹气省力，但是当充气的量很大的时候依然很费时费力，为了能便捷充气，市面上出现了使用气泵的充气方式，可以快速的给产品完成充气，然而这样的方式使用固定功率的气泵充气速度是恒定的，不能够控制，容易过度充气导致发生爆炸的危险，而可自动切断的装置多采用电磁阀实现，但电磁阀也只能有打开和关断两种状态，仍然无法调节充气速度的大小。

另外，现有的充气装置大多只是一个装置对应一个气口的方式，随着充气产品的样式多元化，功能多样化，充气产品的内部构造越来越复杂，比如现在的防褥疮气垫，就设置有数十个气囊，通过改变不同位置气囊里的气量，使躺在气垫上的人身体的受力部位改变，防止同一部位长时间受力压迫导致的褥疮产生。因此在同一个气泵的情况下，不同的气囊对充气量有不同的要求，对不同气囊的充气速度就提出了要求。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术所存在的问题，本发明提供了一种流速控制充气装置，达到使用一个气源就可对充气速度要求不同的充气产品的进行充气的要求。

技术方案：为达到上述目的，本发明可采用如下技术方案：

流速控制充气装置，其特征在于包括外壳体，直线步进电机；所述外壳体内设有容置腔体，外壳体上设有与容置腔体连通的进气口、出气口、第一端部和第二端部；所述直线步进电机安装于第一端部并将第一端部密封，其伸缩杆内置于容置腔体且朝第二端部延伸，所述进气口设于外壳体侧面，所述出气口设于第二端部；

所述容置腔体内设有固定连接于伸缩杆上的密封组件，所述密封组件与容置腔体之间的空隙与进气口、出气口之间形成充气的气流通道；

所述直线步进电机工作带动伸缩杆进行伸缩从而带动密封组件的伸缩。

所述伸缩杆伸长到最长状态时，密封组件靠近第二端部一侧将出气口完全密封，停止充气；防止充气产品被过度充气引起爆炸危险，提高产品使用的安全性。

在一些实施方式中，所述密封组件沿着伸缩杆收缩方向依次包括塑料密封部件、第一橡胶密封部件以及第二橡胶密封部件；所述塑料密封部件、第一橡胶密封部件之间设有两个橡胶密封圈；所述第二橡胶密封部件为弹性可伸缩橡胶部件。

在一些实施方式中，所述第二橡胶密封部件外周面为沿轴向延伸的波浪形曲面；以增大气流通道的可变化空间。

为了更精准的对充气速度进行控制，本发明公开的流速控制充气装置，还包括与进气口和出气口相连的流速控制系统。

更为优选的，所述流速控制系统包括与进气口相连接的第一气压传感器，与出气口相连接的第二气压传感器，电机驱动模块、控制模块。

更进一步的，所述第一气压传感器和第二气压传感器分别通过三通软管连接至进气口和出气口。

更进一步的，所述控制模块为单片机控制系统。

有益效果：本发明通过直线步进电机伸缩带动密封组件进行运动，从而改变气流通路的形状，使气流通过时产生不同程度的阻碍，进而控制进气量的大小，同时可以通过入气和出气口的气压传感器采集，实时计算了解当前气流的速率，并且当出气口气压达到指定的大小时，可以控制所述的直线型步进电机伸长到极限值，完全封闭出气口，防止充气产品被过度充气引起爆炸危险，提高产品使用的安全性，实现了充气装置的流速精确控制，且适用于多种充气速度要求的应用对象，实用价值显著。

附图说明

图1是本发明实施例1流速控制充气装置的主视结构示意图，具体为直线步进电机的伸缩杆伸长到最大状态的结构示意图；

图2是本发明实施例1流速控制充气装置的结构示意图；

图3是本发明实施例1流速控制充气装置的控制系统控制原理示意图。

具体实施方式

实施例1：

请参阅图1-2所示，本发明公开了一种流速控制充气装置，流速控制充气装置，包括外壳体1，直线步进电机2；所述外壳体1内设有容置腔体3，外壳体1上设有与容置腔体3连通的进气口11、出气口12、第一端部13和第二端部14；

所述直线步进电机2通过螺钉固定安装于第一端部13并将第一端部13密封，其伸缩杆21内置于容置腔体3且朝第二端部14延伸，所述进气口11设于外壳体1侧面，所述出气口12设于第二端部13；

所述容置腔体3内设有固定连接于伸缩杆21上的密封组件4，所述密封组件4与容置腔体3之间的空隙与进气口11、出气口12之间形成充气的气流通道；

所述密封组件4沿着伸缩杆21收缩方向依次包括塑料密封部件41、第一橡胶密封部件42以及第二橡胶密封部件43；所述塑料密封部件41、第一橡胶密封部件42之间设有两个橡胶密封圈44；，两个橡胶密封圈44为单圈环形结构，卡在塑料密封部件41的凹槽内，塑料密封部件41通过螺纹安装于伸缩杆21上，所述第二橡胶密封部件43为弹性可伸缩橡胶部件，具体的，其外周面为沿轴向延伸的波浪形曲面；在进行伸缩压缩的时候，以增大气流通道的可变化空间。

为了更精准的对充气速度进行控制，本发明公开的流速控制充气装置，还包括与进气口11和出气口12相连的流速控制系统5；请参考图3所示，所述流速控制系统5包括与进气口11相连接的第一气压传感器51，与出气口12相连接的第二气压传感器52，电机驱动模块53、以及采用单片机控制系统的控制模块54；具体的，所述第一气压传感器51和第二气压传感器52分别通过三通软管连接至进气口11和出气口12(具体连接方式未图示)；电机驱动模块53具体采用A4988电机驱动模块。

工作过程：

所述直线步进电机2工作时带动伸缩杆21进行伸缩从而带动密封组件4的伸缩；所述伸缩杆21伸长到最长状态时，带动塑料密封部件41移动至出气口12处，两个橡胶密封圈44完全顶住外壳内壁，将气流通道完全封闭，此时进气口11的气流无法通过出气口进入，此时呈停止充气状态，保护产品过度充气，防止充气产品被过度充气引起爆炸危险，提高产品使用的安全性。

当直线步进电机2带动伸缩杆21收缩时，带动塑料密封部件41和橡胶密封圈44远离出气口12，第二橡胶密封部件43呈压缩状态，此时橡胶密封圈44与外壳体1内壁形成一定缝隙，保证气流通过，随着直线步进电机2收缩程度加大，气流通道也逐渐变大，在此状态可实现不同气流速度的充气，可通过控制直线步进电机2的伸缩杆21的伸缩状态来控制气流流速大小。

当需要对气流流速进行精准的控制时，启动流速控制系统5，控制系统5工作时，分别采集进气口11和出气口12的两个气压传感器的数据，根据气压数值的对比，控制所述流速控制装置中直线型步进电机的伸长量，达到调节气流速度的作用。具体工作原理如下：

第一气压传感器51和第二气压传感器52通过三通管分别连接至进气口11和出气口12，直线步进电机2通过导线连接到A4988电机驱动模块，A4988驱动模块连接到单片机系统，单片机系统连接第一气压传感器51和第二气压传感器52，所述控制系统工作单片机控制电机驱动模块将流速控制装置到最大打开状态，同时根据采集进气口的压力值和出气口的压力值，当检测到出气口压力值与目标值不同时，计算进气口和出气口压力差，通过算法计算得出直线型步进电机的调节量，控制直线型步进电机工作以维持出气口压力恒定，达到过程中调节流速的目的。

实施例2：

其他实施方式与实施例1相同，不同之处是使用同一气源对对不同的产品充气；通过多个三通接头将进气口11相连，出气口12连接至不同的充气产品，通过调节各自的直线步进电机2控制气流的速度，达到一个气源对充气速度要求不同的充气产品的进行充气的要求。

Claims (8)

1.流速控制充气装置，其特征在于包括外壳体(1)，直线步进电机(2)；所述外壳体(1)内设有容置腔体(3)，外壳体(1)上设有与容置腔体(3)连通的进气口(11)、出气口(12)、第一端部(13)和第二端部(14)；所述直线步进电机(2)安装于第一端部(13)并将第一端部(13)密封，其伸缩杆(21)内置于容置腔体(3)且朝第二端部(14)延伸，所述进气口(11)设于外壳体(1)侧面，所述出气口(12)设于第二端部(13)；

所述容置腔体(3)内设有固定连接于伸缩杆(21)上的密封组件(4)，所述密封组件(4)与容置腔体(3)之间的空隙与进气口(11)、出气口(12)之间形成充气的气流通道；

所述直线步进电机(2)工作带动伸缩杆(21)进行伸缩从而带动密封组件(4)的伸缩。

2.根据权利要求1所述的流速控制充气装置，其特征在于：所述伸缩杆(21)伸长到最长状态时，密封组件(4)靠近第二端部(14)一侧将出气口(12)完全密封。

3.根据权利要求1所述的流速控制充气装置，其特征在于：所述密封组件(4)沿着伸缩杆(21)收缩方向依次包括塑料密封部件(41)、第一橡胶密封部件(42)以及第二橡胶密封部件(43)；所述塑料密封部件(41)、第一橡胶密封部件(42)之间设有两个橡胶密封圈(44)；所述第二橡胶密封部件(43)为弹性可伸缩橡胶部件。

4.根据权利要求3所述的流速控制充气装置，其特征在于：所述第二橡胶密封部件(43)外周面为沿轴向延伸的波浪形曲面。

5.根据权利要求1所述的流速控制充气装置，其特征在于还包括与进气口(11)和出气口(12)相连的流速控制系统(5)。

6.根据权利要求5所述的流速控制充气装置，其特征在于：所述流速控制系统(5)包括与进气口(11)相连接的第一气压传感器(51)，与出气口(12)相连接的第二气压传感器(52)，电机驱动模块(53)、控制模块(54)。

7.根据权利要求6所述的流速控制充气装置，其特征在于：所述第一气压传感器(51)和第二气压传感器(52)分别通过三通软管连接至进气口(11)和出气口(12)。

8.根据权利要求6所述的流速控制充气装置，其特征在于：所述控制模块(54)为单片机控制系统。