CN1208568C

CN1208568C - 调压器及其用法

Info

Publication number: CN1208568C
Application number: CNB008121907A
Authority: CN
Inventors: 盛夏阳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-09-02
Filing date: 2000-09-01
Publication date: 2005-06-29
Anticipated expiration: 2020-09-01
Also published as: CN1371457A; AU1106001A; WO2001016513A1

Abstract

本发明提供一种调压器及其用法。该调压器用于将压强源连接于可充气物体，其包括：一个空心壳体；一个阀门系统；一个流体进口；一个流体出口；一个流体导管；一个压力传感结构，其一侧与流体出口相连通；一个弹簧，其位于该空心壳体内，并依附于上述压力传感结构；该弹簧能够产生一个偏向力，该偏向力作用在该压力传感结构上，其方向与上述压力传感结构与流体出口相连通的一侧所受到的力的方向相反；该压力传感结构根据作用在其上的作用力之和的方向进行运动，从而操纵所述阀门系统的开启或关闭。本发明的装置及其用法克服了现有技术的缺陷，可方便用户对可充气物体进行自动充气或放气，直到达到预设的压强值。

Description

调压器及其用法

发明领域

本发明有关一种给可充气物体(如轮胎)充气或放气的装置及其方法。

背景技术

车辆轮胎压强在轮胎使用寿命和节约燃料方面起着非常重要的作用。轮胎充气恰当，能够节省燃料，减少污染，驾驶舒适安全，并可使轮胎正常行驶持续多年。轮胎充气不当，会加速轮胎磨损，浪费燃料，而且会引起撞车。轮胎充气过足或不足都会大大缩短轮胎使用寿命；轮胎充气不足常造成燃料浪费。

大多数轮胎充气方法一般采用试错法，费时费力，令人生厌。例如，一种普遍采用的方法是用一个轮胎压强测量装置和一个气压源，充一会轮胎，测量一下压强；再充一会，再测量一下，充过头还得放气。如此重复多次，一直到轮胎压强达到所期望值为止。还有一种不常用的方法是先把气压源的压强调整到所期望轮胎压强值，然后再给轮胎充气。这种方法由于压头低，要比前一种方法花费更长时间才能达到所期望压强值。因此，这两种方法对用户都不便利，从而使驾使员不愿意按规定经常检查轮胎压强，轮胎打气成为常被忽视的车辆维修项目。

由于前述原因，一种便利用户的给可充气物体(如轮胎)充气或放气的装置和方法尚待开发。这种装置和方法最好能够给轮胎自动充气或放气，直到达到预设的所期望压强值，而不必用试错法。

发明内容

就下文所述之一或更多情况而言，本发明的具体实例能够满足前述之需要。在第一种情况下，本发明有关一种调压器，其可用以连接压强源于可充气物体，其包括：(1)一个空心壳体，其具有一个流体进口端、一个流体出口端、以及一个侧壁；(2)一个阀门系统，其位于该空心壳体内；(3)一个流体进口，其连接于该阀门系统；该流体进口在该空心壳体的流体进口端，并且可匹配与压强源连接；(4)一个流体出口，其位于该空心壳体的流体出口端；该出口可匹配与可充气物体连接；(5)一个流体导管，其位于该空心壳体内、设置在阀门系统与流体出口之间；(6)一个压力传感结构，其与空心壳体的内壁密封接触，该压力传感结构的一侧与流体出口相连通；该压力传感结构可在该空心壳体内沿长度方向运动；(7)一个弹簧，其位于该空心壳体内、并依附于上述压力传感结构；该弹簧能够产生一个偏向力，该偏向力作用在该压力传感结构上、并正比于该可充气物体内所期望压强。所述偏向力的方向与上述压力传感结构与流体出口相连通的一侧所受到的力的方向相反；该压力传感结构根据作用在其上的作用力之和的方向进行运动，从而操纵所述阀门系统的开启或关闭；其中，在空心壳体的侧壁上设有孔，该孔位于所述压力传感结构与空心壳体的内壁相接触的部位的运动范围中。当该可充气物体内初始压强低于所期望压强时，该调压器能够给该物体充气；当该物体内压强达到所期望压强时，该调压器能够自动终止充气。该压力传感结构(如活塞)最好固定于该导管，而该弹簧(如线圈弹簧)最好固定于该压力传感结构。

选择性地，当该可充气物体内初始压强高于所期望压强时，该调压器还能够给该物体放气；当该物体内压强达到所期望压强时，该调压器能够自动终止放气。该压力传感结构可以是活塞、波纹管、薄膜、或其它装置。适合的活塞包括唇状类型的或O形圈式的，但不局限于此。该弹簧可以是线圈弹簧，其位于该压力传感结构和弹簧挡环之间。进一步，该空心壳体的侧壁包含一个孔(亦即通气孔)，其位于该压力传感结构和弹簧挡环之间；当该可充气物体内压强超过所期望压强时，该孔能够从该物体释放流体。该孔与该压力传感结构之间的距离正比于可充气物体的最大允许压强。该阀门系统是施瑞德(Schrader)阀门、球阀门、或任何其它阀门。在某些实例中，该阀门系统由该导管驱动，而该导管随该压力传感结构一起沿长度方向运动，以响应该压力传感结构两面的压强差。选择性地，该调压器可进一步包括一个舌簧系统，其位于流体通道内。该舌簧系统由两个发声片组成，其中一片在充气时发出蜂鸣声，而另一片在放气时发出另一种不同的蜂鸣声。在其它实例中，该弹簧挡环与至少一个螺钉连接，该螺钉延伸至该空心壳体侧壁之外。所期望压强的设置最好通过该螺钉沿长度方向的槽孔滑移来调节，该槽孔形成于该空心壳体侧壁。选择性地，一个波纹管位于该弹簧挡环与该流体出口之间。该调压器最好能够选一步包括一个元件或零件，用来预设该可充气物体内所期望压强，例如，一个压强标记或其它任何表示压强读数的结构。在有些实例中，该调压器可进一步包括一个压强指示器，其位于该空心壳体内；该压强指示器最好是一个标记，其可依附在该导管外侧或该调压器的其它部件。此外，该调压器可进一步包括一个流速指示器，该流速指示器可以是一个可视球显示器或任何其它显示方法或装置。

在第二种情况下，本发明有关一种调压器，其可用以连接压强源于可充气物体，其包括：(1)一个空心壳体，其具有一个流体进口端、一个流体出口端、以及一个侧壁；(2)阀门机构，其用来操纵流体流动以响应预设压强，该机构位于该空心壳体内；(3)一个流体进口，其连接于该阀门机构；该流体进口在该空心壳体的流体进口端，并且可匹配与压强源连接；(4)一个流体出口，其位于该空心壳体的流体出口端，该出口可匹配与可充气物体连接；(5)流体通道机构，其位于该空心壳体内、在流体进口与出口之间；(6)一个压力传感机构，其依附于该流体通道机构，该压力传感机构可在该空心壳体内沿长度方向运动；(7)一个弹簧，其位于该空心壳体内、并依附于该压力传感机构；该弹簧能够产生一个偏向力，作用在该压力传感机构上、并正比于该可充气物体内所期望压强。当该可充气物体内初始压强低于所期望压强时，该调压器能够给该物体充气；当该物体内压强达到所期望压强时，该调压器能够自动终止充气。

在第三种情况下，本发明有关一种根据任何此文所述之调压器所制作的产品。例如，可从该调压器制作的产品包括轮胎气阀、轮胎气阀加长杆、流体流动控制装置、充气或放气装置、等等，但不局限于此。

在第四种情况下，本发明有关一种给可充气物体充气或放气的方法，其包括采用任何此文所述之装置。

在第五种情况下，本发明有关一种给可充气物体充气或放气的方法，其包括：(1)获得一个调压器，其组成有一个压力传感结构、一个弹簧、一个流体导管、以及一个阀门系统，均处于一个空心壳体内；该阀门系统能够操纵流体向该流体导管流动，以响应该可充气物体内实际压强与所期望压强之间的压强差；(2)在该调压器上预设所期望压强值，从而引起该弹簧产生一个偏向力，作用于该压力传感结构；(3)将该调压器连接于压强源和可充气物体；(4)如果所期望压强高于该可充气物体内初始压强，流体实现从该压强源、经过该流体导管、向该可充气物体的流动；(5)如果所期望压强低于该可充气物体内初始压强，流体实现从该可充气物体、经过该流体导管、向外排气；(6)当该可充气物体内实际压强等于所期望压强时，该阀门系统不允许流体从该压强源流向该可充气物体。

本发明之更多情况、以及本发明之优点或目的随下文描述将更加明朗。

附图说明

图1是本发明第一例调压器的局部剖面图。

图2是图1所示调压器在充气时的局部剖面图。

图3是图1所示调压器在平衡位置时的局部剖面图。

图4是图1所示调压器在放气时的局部剖面图。

图5是本发明第二例调压器的局部剖面图。

图6是图5所示调压器的正视图。

图7是图5所示调压器的侧视图。

图8是本发明第三例调压器的局部剖面图。

图9是图8所示调压器的侧视图。

图10是图8所示调压器在充气时的局部剖面图。

图11是图8所示调压器在充气之后的局部剖面图。

图12是一个自动充气与放气装置，其内部装有本发明的调压器。

图13是一个压强可调式的轮胎气阀装置的局部剖面图，其内部装有图1所示的调压器。

图14是一个压强可调式的轮胎气阀加长杆装置的局部剖面图，其内部装有图8所示的调压器。

图15是图14所示的轮胎气阀加长杆的侧视图。

图16是一个压强可调式的轮胎气阀装置的局部剖面图，其内部装有图8所示的调压器，但无球显示器部分。

图17是图16所示轮胎气阀的侧视图。

图18是一个压强固定式的轮胎气阀装置的局部剖面图，其内部装有图8所示的调压器，但无球显示器部分。

图19是图18所示轮胎气阀装置的侧视图。

具体实施方式

本发明所举实例提供一种可自动充气、自动放气、或两者兼备的调压器。许多新产品可由此调压器制得，例如压强可调的自动轮胎气阀、轮胎打气用的气阀加长杆等等。这些装置便利用户，轮胎充气或放气简单、快捷、准确。使用时，用户只需在调压器上预设车辆制造商推荐的压强值，然后将调压器进口端接上高压气源(如压缩空气罐或空气泵)，出口接上轮胎，充气或放气即自动进行；一但轮胎压强达到预设值，充气或放气则自动终止。

图1表明本发明调压器的一个例子，它可用来控制流体从高压源(如空气压缩机)流向低压受体(如需要打气的轮胎)，该调压器可自动给低压受体充气或放气，直到达到预设的压强值。在有些例子中，该调压器还可在自动充气或放气时发出蜂鸣声，这可帮助用户分辩调压器是否处于充气状态，还是放气状态。

“流体”一词在此是指任何在压力下可流动的物质，包括但不局限于气体、液体、半固态、粉体、及其组合。空气是较好的流体。“低压受体”或“可充气物体”在此是指任何可以接受流体的内空物体，它包括但不局限于轮胎、气球、玩具类、救生用具、球类等等。轮胎为较好的可充气物体。

如图1所示的调压器由如下部分组成：一个空心壳体，在本实施例中为一圆筒套管10，一个匹配衬套20，一个阀门系统30，一个导管40(作为流体从高压源到低压受体的通道)，一个压力传感结构(如活塞)50，一个弹簧(如线圈弹簧)60，一个动态密封70，一个舌簧系统80(可选择的)，以及一个空心轴90。虽然导管最好是直的，但也可以为其它形状，如弯曲状、螺旋状等等。

圆筒套管10的一端通过螺纹与空心轴90的一端连接，该螺纹允许轴90旋进或旋出套管10。圆筒套管10的另一端作为流体进口连接于高压气源(未画出，但用字母“HI”表示)，而轴90的另一端作为流体出口连接于低压受体(也未画出，但用字母“LO”表示)。

阀门系统30(象Shrader阀那样的标准轮胎气门芯)位于套管10的高压流体进口处，并通过匹配衬套20用螺纹连接。阀门系统30的密封部分34最好与匹配衬套20内的座体22紧密相连，密封材料(如聚四氟乙烯带)可用在匹配衬套20与套管10之间的螺纹上，以确保良好密封。任何密封材料均可应用。

阀门系统30的阀门顶针36的顶部，通常接触于导管40的一端，导管40的另一端延伸至轴90的出口处。动态密封70(如O形图)支承导管40，并能让导管40容易地穿过密封70滑动而不导致流体泄漏。为使流体畅通，一个或多个孔42形成于导管40侧壁，其位置在活塞50与阀门系统30之间。

本例中的活塞50是带有唇边的密封件，由弹性唇边52，肩部54，胫体56，以及用于接纳导管40的中心孔所组成。当然，也可以用其它类型活塞，例如O形圈活塞。活塞50连接(最好固定连接)于穿过其中心孔的导管40，其部位靠近阀门系统30。活塞50的唇边52与套管10的内壁接触，该接触最好防漏。

线圈弹簧60环绕导管40。线圈弹簧60的一端座落在活塞肩部54之上，并且围绕活塞胫体56；弹簧60的另一端由空心轴90的弹簧挡环94接触压住。

带螺纹的空心轴90选择性地留有至少一处无螺纹部分或侧面，其上有数字和刻度标计92，该标计可用任何刻印方法，例如压花或打印。标计92的标定要求这些数字或刻度在对准套管10的端部边缘(或其它显示部分)时，能够代表流体受体内所期望压强值。

在套管10的侧壁上有一孔12，位于活塞唇边52与弹簧挡环94之间，用来预设流体受体内所期望压强的上限或最大允许压强。从孔12到套管10内壁与唇边52之间接触点的距离，决定所期望的压强上限值。

选择性地，一个舌簧系统80置于空心轴90内，以便发出蜂鸣声，显示正处于充气或放气过程。该舌簧系统由两个簧片82和84构成，其位置均沿轴90的中心线，但方向相反，这样一个簧片在充气时发声，而另一簧片在放气时发声。更进一步，这两个簧片形状、大小、重量或材质各异，可以发出不同频率的声音，从而使用户能够通过蜂鸣声类型辩别出是处于充气、还是放气过程。

该调压器操作相当简单明了，一旦用户在调压器上预设好所期望的压强值，并把调压器的进出口分别接于高压源和低压受体，充气或放气即自动进行。

为预设低压受体所期望的压强值，旋进或旋出套管10，直到所期望压强刻度(标记92)读数对准套管10上端边缘。在此处，弹簧60压缩或伸长，产生偏压力作用于活塞50，而活塞50通过导管40推动阀门顶针36向下，并打开常闭阀门32，处于开启状态的调压器如图2所示。当阀门32打开时，高压源的流体流过阀门系统30，穿过孔42，再进入导管40；出了导管40，流体经过舌簧系统80，并发出蜂鸣声；穿过舌簧系统80之后，流体进入低压受体。流体流程如图2中箭头所示。

当套管10进口与高压源连接，并且轴90出口端与低压受体连接时，取决于受体初始压强，图2、3和4所示的三种情况可能发生。

如果受体内压强低于在调压器上预设的压强值，充气过程启动，流体由高压源流向低压受体，途经阀门系统30，导管40和舌簧系统80，请参见图2。穿过的流体吹动舌簧系统，发出声音。当受体内压强趋近预设压强值时，活塞50被迫离开阀门顶针36，因而，阀门32逐渐返回其常闭位置，最后终止充气过程，请参见图3。流体停止流动时，舌簧系统80也停止发出蜂鸣声。

如果受体内压强一开始就高于预设值，但低于最大允许压强值，调压器不启动，活塞50处于如图3所示的平衡位置。舌簧系统80不发声。

如果受体内初始压强高于最大允许压强值，活塞50离开阀门顶针36，并进一步越过套管10侧壁上的孔12，导致受体放气。流体从受体流到套管10外面，途经舌簧系统80、导管40、以及孔12，请参见图4。舌簧系统发出另一种蜂鸣声。当受体内压强降到最大允许值以下，活塞50回到平衡位置，放气过程终止，蜂鸣声也终止。

图5、6和7表明本发明调压器的另一个例子，它与前一个例子结构相似、机理相同、功能相同，但利用不同阀门系统、不同活塞、不同动态密封、不同弹簧压缩结构，并且没有舌簧系统。

如图5、6和7所示，这第二例调压器由如下部分组成：一个空心壳体(如：圆筒套管)15，一个球阀座23，一个球阀25，一个球阀弹簧27，一个球阀弹簧支撑架29，一个导管35，一个压力传感结构(O形圈活塞)45，一个弹簧(如：线圈弹簧)55，一个弹簧挡环61，两个螺钉63，一个螺帽65，一个波纹管75，以及一个显示压强的刻度标记95。

在套管15侧壁上至少有一个(最好两个)沿套管长度方向的槽孔11，在套管15侧壁上还有压强数值和刻度标记95，并且在套管两端处都有内外螺纹。套管15一端为流体进口，接于高压源(未划出，仅用字母“HI”表示)；而套管另一端为流体出口，接于低压受体(也未划出，仅用字母“LO”表示)。

阀门系统由球阀座23，一个球阀25，一个球阀弹簧27，以及一个球阀弹簧支撑架29所组成。球阀座23有一个中心孔，并且通过螺纹连接被置放在套管15的流体进口处。由于弹簧27压迫，球阀25通常关闭球阀座23的中心孔。球阀弹簧支撑架29被旋进套管15流体进口处，用于控制弹簧27压缩程度。支撑架29有至少一个孔，其目的是让流体从高压源流进阀门系统。

导管35的一端穿过球阀座23的中心孔，通常接触于球阀25顶部，球阀座23的中心孔直径最好大于导管35外径。导管35的另一端与波纹管75的一端相连，波纹管75的另一端又与套管15流体出口处的匹配衬套77相连。一个O形圈活塞45位于套管15内、靠近球阀25。该O形圈活塞45放置于活塞槽37内，并且与套管15接触，这使得活塞滑动而流体不泄漏。导管35侧壁至少有一个孔33，位于O形圈活塞45和球阀25之间，以便流体流动。

弹簧55环绕导管35，其一端座落在活塞肩部39，而另一端与弹簧挡环61接触并被压住。至少一个螺钉63穿过套管15侧壁上的槽孔11(可有多个槽孔)，径向旋入弹簧挡环61，螺钉63长度足以延伸出套管15，其侧面与螺帽65的底面接触。螺帽65有内螺纹，并且在旋转螺帽65时，该螺帽能沿套管15外螺纹移动。

套管15至少有一侧或一部分无螺纹，此处标有压强数字和刻度标记95。刻度标记95的标定要求这些数字和刻度在对准螺帽65端部边缘或其它显示部分时，能够代表流体受体内所期望的压强值。

套管15侧壁的槽孔11用来设定受体内所期望压强的上限或最大允许压强，从O形圈活塞45到槽孔11下边的距离代表压强上限。

为了预设流体受体所期望的压强值，螺帽65沿套管15螺纹旋上或旋下，直到所期望的压强读数的刻度标记95对准螺帽65的底边。螺帽65迫使螺钉63沿套管15侧壁的槽孔11滑动，这样，与螺钉63相连的弹簧挡环61压迫弹簧55，并产生偏压力，作用于活塞肩部39，该活塞带动导管35把球阀25的球向下推，并打开这个常闭球阀。

当把套管15的流体进出口分别连接于高压流体源和低压受体，取决于受体初始压强，类似于图2、3和4所示的三种情况可能发生。

如果受体初始压强低于所期望的压强值，充气过程启动，流体从高压源流向低压受体，经球阀弹簧支撑架29、球阀座23、导管35、波纹管75、以及匹配衬套77。当受体压强趋近预设压强值时，O形圈活塞45逐渐离开球阀25的顶部，同时，球阀弹簧27把球阀25推回到关闭位值，并最后终止充气过程。

如果受体最初压强高于预设值，但低于最大允许值，调压器不启动。

如果受体最初压强高于最大允许压强值，O形圈活塞45离开球阀25顶部，并越过槽孔11的底边，使得受体放气。流体从受体流入大气，途经匹配衬套77、波纹管75、导管35、以及槽孔11。当受体内压强下降到最大允许值以下，O形圈活塞45回到平衡位置，放气过程终止。

图8和9所示为本发明第三例，它是图1所示第一例的改型。首先，图1中的可听舌簧系统80被本例中可视球显示器200所取代，这适合用于噪杂的环境。其次，图1中的阀门系统30被本例中橡胶塞子300所取代，而且整个活塞系统(包括导管)上下颠倒。用这种设计，调压器会失去放气功能，但其阀门系统简化为一块橡胶塞子，其优点是橡胶塞子固定在套管100内壁，不会受到流体压强的影响。

图8和9所示的调压器由如下部分组成：一个圆筒套管100、一个球显示器200、一个橡胶塞子300、一个O形圈400、一个弹簧挡环500、一个线圈弹簧600、一个压力传感结构(如活塞)700、一个导管800、一个支撑架900、两个螺钉130、一个螺钉支承套140、一个压强设置件120、一个观测镜筒210，一个弹簧220、以及一个O形圈夹持座410。

圆筒套管100的一端为流体进口，连接于高压源(未画出，用字母“HI”表示)，另一端为流体出口，连接于低压受体(也未画出，用字母“LO”表示)。在套管100侧壁至少有一个孔150。其位置接近进口端，孔150被套管100内的观测镜筒210密封。观测镜筒210是一个中空的圆筒，可让流体穿过；观测镜筒210的内壁最好为锥形的，小口朝向流体进口端。一个可视球显示器200的有色球被置于观测镜筒210内，并用弹簧220顶住，而弹簧220又由橡胶塞子300支撑。橡胶塞子300固定于套管100内壁，并且至少有一个孔310让流体通过。可视球显示器200的球可以是任何颜色，包括但不限于黑、白、红、橙、黄、绿、蓝、紫等等。

导管800的一端在橡胶塞子300下方，而另一端座落在支撑架900上。支撑架900至少有一个孔以便流体流过，并且要固定在套管100内壁。O形圈400动态地密封导管800的外壁，O形圈400由一个O形圈夹持座410夹持。O形圈夹持座410最好紧密粘接于套管100内壁，以防流体渗漏。导管800外侧有一有色标记810对准套管100的槽孔160，该标记810指示出活塞700的相对位置。活塞700连接于导管800的另一端，其唇边710与套管100内壁接触，形成动态密封。

弹簧600的一端座落在活塞700上，另一端由弹簧挡环500压住。至少一个螺钉130连接于弹簧挡环500，并延伸出槽孔160(至少一个)。螺钉130固定于螺钉支承套140，空心的螺钉支承套140覆盖槽孔160的下面部分，并可通过压强设置件120沿套管100上下移动。压强设置件120的一端通过螺纹连接于套管100外壁，而另一端可在套管100上面滑动，并对准套管100外壁上的压强刻度标记110。透明的压强设置件120覆盖槽孔160的上面部分，并可见到活塞位置标记810。螺顶支承套140和压强设置件120还可防止灰尘侵入槽孔160。

为预设流体受体内所期望压强，压强设置件120沿套管100旋转向上或向下，直到所期望的压强刻度标记110之读数对准压强设置件120的上边。压强设置件120迫使螺钉支承套140和螺钉130，在套管100侧壁上沿着槽孔160滑动，而与螺钉130连接在一起的弹簧挡环500压迫弹簧600，并产生一偏向力作用在活塞700上。

当套管100的流体进出口分别连接于高压流体源和低压受体，如果受体内的压强低于预设的所期望压强值，充气过程则启动。如图10所示，流体从高压源流到低压受体，途经球显示器200、橡胶塞子300中的孔310、导管800、以及支撑架900。流动的流体推动可视球显示器200的球向下，显示出当前是充气状态。当受体内压强达到预定值时，活塞700被迫离开支撑架900顶部；同时，活塞700把导管800的上端820推抵至橡胶塞子300的底面320，从而终止充气过程。既然不再有流动流体施力于可视球显示器200的球，弹簧220把可视球显示器200的球推回到原来位置，请参见图11。用户可通过孔150和观测镜筒210观察可视球显示器200的球的位置，以确定充气状态。

如果受体初始压强等于或高于预设值，调压器不启动，并且可视球显示器200的球保留在原位，见图11。

可视球显示器200的球的位置是流体流速的函数，而标记810的位置是受体内压强的函数。当受体内压强等于或高于预设值时，标记810移动到上面，而不能通过槽孔160看见；当受体内压强低于预设值时，标记810向下移动，并可通过槽孔160看见。如果标记810标有压强刻度(如图9中刻度标记110那样)，则可确定受体内确切压强值。因此，标记810可当作压强计。这一特征在有些场合很有用，例如后文将要讨论的图16-19所列举的轮胎气阀。在本例中，压强刻度标记110用来预设受体内所期望的压强值；而标记810则是一个压强计，用来测量受体内实际的压强值。

本发明调压器的应用是多种多样的，例如，当调压器与相应的接头组合时，前文举例的调压器可用于任何流体控制过程，在此过程中，流体从一个相对的高压源流向相对的低压受体。图12为一应用实例，一个自动充放气装置由图1所示调压器与一个标准轮胎气阀夹头、还有一个输气管快速接头组合而成，这种自动充放气装置可用于修车厂、加油站、或其它任何需要充气或放气的场合。

图13表明另一个应用实例，在此，图1所示的调压器被装入一个传统的轮胎气阀内。这种新型的轮胎气阀使用方法与传统的轮胎气阀一样，但新型轮胎气阀具有更多功能。当新型轮胎气阀用于轮胎上时，可容易地调节轮胎内压强。用新气阀可预设轮胎内所期望的压强；当达到在一压强值时，充气会自动终止，因而，充气过头的危险大大地减少。用新气阀还可预设轮胎所允许的最高压强，这样在超载、天气太热、路况险恶、或其它情况下轮胎内压强意外增加，新气阀能够自动给轮胎放气，使其压强处于安全范围。

图14和15表明第三个应用实例，如图8和9所示的调压器与一个标准轮胎气阀的头部170、还有一个轮胎气阀接头180相组合，形成一个轮胎气阀加长杆。欲用该轮胎气阀加长杆，用户需要预设压强值，把加长杆旋在轮胎气阀上，然后把输气管接头按压在加长杆头上，充气即自动进行。该轮胎气阀加长杆可用于任何轮胎充气。在传统充气装置难以接上轮胎气阀时，这种加长杆特别有用，例如，许多车辆有轮子盖板，这些盖板必须取下，才能把打气夹头接在轮胎气阀上，然而，本发明的加长杆可直接与轮胎气阀相连接而不用去掉轮子盖板。

图16和17表明本发明的第四个应用实例：另一种新型的轮胎气阀。该气阀由一个传统的轮胎气阀和如图8和9所示的调压器组合而成，但是可见的球显示器被去掉，以使轮胎气阀更简单可靠。这种新型轮胎气阀可以象传统气阀一样使用，而且其压强还可预设、可调节。把该新型气阀用于轮胎上，轮胎可以自动充气；当轮胎内压强达到预设值时，充气自动终止，而不会充气过头。标记810充当一个压强计，显示轮胎压强。如果该标记可见，表示轮胎内实际压强比预设的所期望压强低，轮胎需要充气。当充气完毕后，轮胎内压强达到预设值，则看不见该标记。因此，该标记是一个指示器，表示出轮胎内压强是否正好、还是太低。如果该标记标有压强刻度读数，它还可显示轮胎内确切的压强值。

如上所述，本发明的调压器是一个多种多样、简便可靠、结构紧凑的装置，并可廉价地大批量生产。它可用于任何流体控制过程，在该过程中，流体从相对的高压源流向相对低压受体。

应该意识到前述的每一个元件或零件都可被功能或结构等效的其它元件所代替。例如，压强传感结构可为任何随着压强变化而运动的装置或结构，这包括但不限于活塞、薄膜(鼓膜、隔膜)、波纹管、等等。任何种类的活塞都可应用。

尽管以前举例本发明都用了一个可调式弹簧压缩机构，但是，若有必要，也可用固定式弹簧压缩机构。例如，许多车辆只要求一个轮胎压强值，如32psi(磅/平方英寸)，在这种情况下，不必使用如图16和17所示的新型轮胎气阀的弹簧设置件，可以把弹簧挡环固定在套管内壁某处，并且在此处正好产生32psi压强，请参见图18和19，这样进一步简化新型轮胎气阀。

另外，弹簧压缩机构可以通过螺钉、销子、摩擦、或其它固定方法实现。线圈弹簧可以用其它任何弹簧代替，如碟形弹簧(Belleville Spring)、气体弹簧、高分子聚合物弹簧、等等。任何其它形式的阀也可用来代替前文所述的标准轮胎气阀、球阀、橡胶塞子。如果需要，可听舌簧系统或可视球显示器可以用其它任何显示或警报指示系统代替，以便表示流体流动状态。

可用来取代本发明具体例子中一个或更多元件的功能等效元件，是指那些表现出实质上相同功能的元件，但并不要求以实质上相同的方法来实现相同功能或结果，亦即功能等效的元件可以有不同的结构。另一方面，可用来取代本发明具体例子中一个或更多元件的结构等效元件，是指那些结构相似但可能具有更多或更少功能的元件。适合的功能等效或结构等效元件既包括已知的、也包括未知的等效元件。下面列举的美国专利中有各种各样零件或元件，可用来取代或结合本发明具体例子中一个或更多元件。这里汇总了所有以前的专利和发表文献供参考。

虽然列举了几个有限的例子来描述本发明，但仍然有其它变种或改体。例如，尽管一个较理想的调压器应该既有充气又有放气功能，但一个调压器若只能充气或只能放气，仍然在本发明范围之内。为使装置更加结构紧凑，在某些例子中一个或更多元件可以被合并起来；对某些应用而言，也许希望把压力传感器或微处理器结合到这里所描述的装置里。一些充放气的方法步骤已作说明，这些步骤可按任何顺序实施，有些步骤还可同时实施。后面的专利范围倾向于包括所有落在本发明范围之内的这些变种或改体。

Claims

1、一种调压器，其用于将压强源连接于可充气物体，其包括：

一个空心壳体，其具有一个流体进口端、一个流体出口端、以及一个侧壁；

一个阀门系统，其位于该空心壳体内；

一个流体进口，其连接于该阀门系统；该流体进口在该空心壳体的流体进口端，并且可与压强源匹配连接；

一个流体出口，其位于该空心壳体的流体出口端；该出口可与可充气物体匹配连接；

一个流体导管，其位于该空心壳体内、设置在阀门系统与流体出口之间；

一个压力传感结构，其与空心壳体的内壁密封接触，该压力传感结构的一侧与流体出口相连通；该压力传感结构可在该空心壳体内沿长度方向运动；以及

一个弹簧，其位于该空心壳体内，并依附于上述压力传感结构；该弹簧能够产生一个偏向力，该偏向力作用在该压力传感结构上，其方向与上述压力传感结构与流体出口相连通的一侧所受到的力的方向相反；该压力传感结构根据作用在其上的作用力之和的方向进行运动，从而操纵所述阀门系统的开启或关闭；其中，在空心壳体的侧壁上设有孔，该孔位于所述压力传感结构与空心壳体的内壁相接触的部位的运动范围中。

2、如权利要求1所述的调压器，其特征在于：所述的压力传感结构固定连接于所述的流体导管，所述的流体导管滑动设置于所述的空心壳体内。

3、如权利要求1或2所述的调压器，其特征在于：所述的流体导管前端与所述的阀门系统的阀门顶针相对，阀门顶针的位置位于流体导管前端的运动范围内。

4、如权利要求1所述的调压器，其特征在于，在所述流体出口处螺纹连接有一空心轴，该空心轴与所述弹簧的一端相接触，该空心轴可通过螺纹旋转相对空心壳体在轴向上伸缩，以调节弹簧的压力。

5、如权利要求4所述的调压器，其特征在于：所述的空心轴伸出于空心壳体的部分上设置有刻度。

6、如权利要求4所述的调压器，其特征在于，所述弹簧位于该压力传感结构和所述空心轴之间。

7、如权利要求1所述的调压器，其特征在于，该压力传感结构是一个活塞。

8、如权利要求7所述的调压器，其特征在于，该活塞是唇状类型的。

9、如权利要求7所述的调压器，其特征在于，该活塞是一个O形圈类型的。

10、如权利要求1所述的调压器，其特征在于，所述弹簧是一个线圈弹簧，其位于该压力传感结构和一弹簧挡环之间。

11、如权利要求1所述的调压器，其特征在于，该孔与该压力传感结构之间的距离正比于可充气物体的最大允许压强。

12、如权利要求1所述的调压器，其特征在于，该阀门系统是一个施瑞德阀门。

13、如权利要求1所述的调压器，其特征在于，该阀门系统是一个球阀门。

14、如权利要求1所述的调压器，其特征在于，该阀门系统由该流体导管驱动，该流体导管随该压力传感结构一起沿长度方向运动，以响应该压力传感结构两面的压强差。

15、如权利要求1所述的调压器，其特征在于，进一步包括一个舌簧系统，其位于设置在空心壳体的流体通道内。

16、如权利要求15所述的调压器，其特征在于，该舌簧系统由两个发声片组成，其中一片在充气时发出蜂鸣声，而另一片在放气时发出另一种不同的蜂鸣声。

17、如权利要求10所述的调压器，其特征在于，该弹簧挡环与至少一个螺钉连接，该螺钉延伸至该空心壳体侧壁之外。

18、如权利要求17所述的调压器，其特征在于，所期望压强之设置通过该螺钉沿长度方向的槽孔滑移来调节，该槽孔形成于该空心壳体侧壁。

19、如权利要求17所述的调压器，其特征在于，一个波纹管位于该弹簧挡环与该流体出口之间。

20、如权利要求1所述的调压器，其特征在于，进一步包括一个用来预设该可充气物体内所期望压强的元件或零件，其与上述空心壳体相连接。

21、如权利要求1所述的调压器，其特征在于，进一步包括一个压强指示器，其位于该空心壳体内。

22、如权利要求21所述的调压器，其特征在于，该压强指示器是一个标记。

23、如权利要求22所述的调压器，其特征在于，该标记依附在该导管外侧。

24、如权利要求1所述的调压器，其特征在于，进一步包括一个流速指示器。

25、如权利要求24所述的调压器，其特征在于，该流速指示器是一个可视球显示器。

26、一种轮胎气阀，其特征在于，该轮胎气阀具有一调压器，该调压器用于将压强源连接于可充气物体，其包括：

一个阀门系统，其位于该空心壳体内；

27、一种轮胎气阀加长杆，其特征在于，该轮胎气阀加长杆具有一调压器，该调压器用于将压强源连接于可充气物体，其包括：

一个阀门系统，其位于该空心壳体内；

28、一种流体流动控制装置，其特征在于，该流体流动控制装置具有一调压器，该调压器用于将压强源连接于可充气物体，其包括：

一个阀门系统，其位于该空心壳体内；

29、一种充气或放气装置，其特征在于，该充气或放气装置具有一调压器，该调压器用于将压强源连接于可充气物体，其包括：

一个阀门系统，其位于该空心壳体内；

30、一种给可充气物体充气或放气的方法，其包括：

获得一个根据权利要求1所述的调压器；

在该调压器上预设所期望压强值，从而引起该弹簧产生一个偏向力，作用于该压力传感结构；

将该调压器连接于压强源和可充气物体；

如果所期望压强高于该可充气物体内初始压强，流体实现从该压强源、经过该流体导管、向该可充气物体之流动；

如果所期望压强低于该可充气物体内初始压强，流体实现从该可充气物体、经过该流体导管、向外排气；

其中当该可充气物体内实际压强等于所期望压强时，该阀门系统不允许流体从该压强源流向该可充气物体。