CN1715040A - 供应/移走轮胎穿孔密封剂的设备 - Google Patents

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Abstract

一种供应/移走轮胎穿孔密封剂的设备，包括：一个耐压罐、一个其上可以安装该耐压罐的设备主体、将所述耐压罐内的穿孔密封剂送至轮胎或者反过来将轮胎内的穿孔密封剂送入所述耐压罐的供应软管装置、以及一个高压气源。所述设备主体包括一个具有一文氏管部分的文氏流动通路，从所述文氏管部分延伸入耐压罐的第一流动通路，以及从该耐压罐的内部延伸并且与供应软管装置的一端连接的第二流动通路。该文氏流动通路在其一端设置有一个可以连接至所述的高压气源的进气口，该文氏流动通路在其另一端设置有可以将所述的另一端打开和闭合的一个开/关部件。

Description

供应/移走轮胎穿孔密封剂的设备
技术领域
本发明涉及一种供应/移走轮胎穿孔密封剂的设备，该设备能够将穿孔密封剂注入穿孔的轮胎，并且能够将注入轮胎内的穿孔密封剂移走。
背景技术
关于这样的设备，在日本专利申请公开号2003-127242以及2004-114524中提出了如图6(A)和6(B)所示的结构。在该设备(a)中，使用了一个易于变形的塑料容器(b)，该容器(b)被人工压缩(挤压)，从而将穿孔密封剂注入轮胎(T)(图6(A))。然后，将该容器(b)取出，将一个压缩机连接至轮胎(T)以将轮胎(T)充气鼓起，然后使轮胎(T)运转，并以一种紧急修补模式通过穿孔密封剂将穿孔密封。该方法在一些情况下称作手动系统。
将紧急修复的轮胎(T)在一合适的时间运至轮胎修理点如修车场，然后用新胎替换该轮胎(T)。此时，必须将穿孔密封剂从轮胎(T)移走。为此，如图6(B)所示，注入穿孔密封剂时所使用的设备(a)被再次使用。更具体地，将设备(a)的软管(C)从一个去除气阀的阀安装孔(T1)插入轮胎，容器(b)被重复地手动压缩并复原，穿孔密封剂可由此时产生的一个吸力被收入容器(b)。
除了该手动系统，还有另一种穿孔紧急修补方式，即所谓的自动系统，在该系统中，使用软管将一个轮胎和一个压缩机连接至一个金属耐压容器。根据日本专利申请公开号2000-108215所公开的该方法，可以通过将压缩机内的高压空气送入耐压容器而将耐压容器内的穿孔密封剂送入轮胎。然后，通过允许高压空气继续流入耐压容器，则轮胎可以自动充气鼓起。
不过，根据该自动系统，由于使用了高强度的耐压容器，重复地压缩和复原该容器将变得困难，这一点与所述的手动系统不同。因此，该自动系统存在一个问题，即另外需要用于移走密封剂的抽吸设备。
发明内容
本发明主要使用了一个作为空气流动通路的文氏流动通路，该文氏流动通路具有一个直径减小的文氏管部分。基于这种结构，本发明的一个目的是提供一种经济的供应/移走轮胎穿孔密封剂的设备，该设备能够通过一个单一运动在穿孔密封剂的注入操作和移走操作之间切换，其中，该设备的成本不会增加，设备的结构也没有复杂化，设备易于使用，并且不需要另外使用一个抽吸设备。
为实现上述目的，本申请权利要求1所述的本发明的特征在于，该穿孔密封剂供应/移走设备包括：一个能容放穿孔密封剂的耐压罐、一个能安装耐压罐的设备主体、将耐压罐内的穿孔密封剂送至轮胎或者反过来将轮胎内的穿孔密封剂送入耐压罐的供应软管装置、以及一个高压气源，其中
设备主体包括
一个文氏流动通路，其具有一个文氏管部分，该文氏管部分的流动通路直径减小，
第一流动通路，其从文氏管部分延伸入安装在设备主体上的耐压罐，以及
第二流动通路，其从该耐压罐的内部延伸，该第二流动通路与耐压罐内的第一流动通路连通，并且供应软管装置的一端连接至第二流动通路，
文氏流动通路在其一端设置有一个可以连接高压气源的进气口，该文氏流动通路在其另一端设置有一个可以将该端打开和闭合的开/关部件。
由于本发明具有上述的结构，其可以在一种自动系统中同时具有穿孔密封剂的注入功能和移走功能，而不会增加该设备的成本或者使得该设备的结构复杂化，并且附加值增加，可用性增加。不需要一个特殊的抽吸设备，因而本发明极为经济。
附图说明
图1为一剖视图，示出了本发明的穿孔密封剂供应/移走设备用于穿孔紧急修复操作时的情形；
图2为一个该穿孔密封剂供应/移走设备核心部分的放大剖视图；
图3为一个文氏流动通路的放大剖视图；
图4(A)和图4(B)为用于说明一个作用于帽上的抬升力的剖视图；
图5为一剖视图，示出了本发明的穿孔密封剂供应/移走设备用于将轮胎内的穿孔密封剂移走时的情形；以及
图6(A)和图6(B)为用于说明一传统技术例的剖视图。
具体实施方式
下面将结合图示的例子对本发明的一个实施例进行说明。
图1为一剖视图，示出了本发明的穿孔密封剂供应/移走设备用于紧急修复穿孔时的情形。图2为图1中核心部分的放大剖视图。
如图1所示，穿孔密封剂供应/移走设备1(下文称设备1)包括一个可以容放穿孔密封剂A的耐压罐2、一个能安装耐压罐2的设备主体3、一个将耐压罐2内的穿孔密封剂A送入轮胎(T)或者从轮胎(T)移走的供应软管装置4A、以及一个高压气源5。
耐压罐2为一个罐状的耐压容器，能耐压800kPa或更高。耐压罐2具有一个颈部2A，在颈部2A的末端形成有一个取出开口2A1，通过该开口可以移走密封剂。
如图2所示，设备主体3包括一个柱筒12以及一个与柱筒12一体形成的安装凹部13。耐压罐2的颈部2A被插入所述安装凹部13内并且被固定于其内。在该例子中，柱筒12为台阶形柱筒，其一端(图2中的上端)直径较大。安装凹部13形成在较大直径侧的端面(图2中的上端面)。安装凹部13在其内壁表面上设置有内螺纹，该内螺纹与耐压罐2的颈部2A螺纹接合。在颈部2A和安装凹部13的底面之间设置有封装材料14，从而将取出开口2A1气密地闭合。
在该例中，安装凹部13形成有柱状的凸台15，该凸台15从安装凹部13的底面隆起并延伸入耐压罐2。在该凸台15的外周表面上弹性地安装有一个将在后面描述的帽6。也就是说，凸台15的外周表面形成一个帽安装部15A。为使帽6和凸台15之间的配合更加可靠，凸台15的外周表面设置有一个槽状或肋条状(在该例中为槽状)的保持部分(retainingportion)，在该例子中，所述保持部分沿周向延伸。
柱筒12有一个直的文氏流动通路17，该流动通路具有一个文氏管部分16、一个从文氏管部分16延伸入耐压罐2的第一流动通路18，以及一个由耐压罐2的内部延伸的第二流动通路19。供应软管装置4A的一端连接至第二流动通路19。
更具体地，文氏流动通路17在其一端设置有一个与高压气源5相连的进气口20，在其另一端设置有一个开/关部件22。在该例中，开/关部件为一个盖子21。形成在另一端的出气口23可以通过拆装盖体21而自由开关。在该例中，进气口20用作一个软管连接部分26的连接开口。由高压气源5延伸的供应高压空气的软管装置4B的一端连接至该软管连接部分26。可选地，进气口20可以是一个不需要通过供应软管装置4B而直接连接至高压气源5的连接部分。
文氏流动通路17具有直径变小的文氏管部分16。该文氏管部分16位于进气口20和出气口23之间。如图3放大所示，文氏管部分16包括一个流动通路直径最小的最小直径部分16a，以及分别连接至文氏管部分16前后部的变直径部分16f和16r。变直径部分16f和16r的流动通路直径基本上呈一锥形变化。在该例中，流动通路主体17A中非文氏管部分16的开口直径D与文氏管部分16最小直径部分的开口直径d的比率D/d被设置在2到10之间。在该例中，流动通路主体17A具有恒定的直径，但该直径可以非恒定。在后一种情况下，流动通路主体17A在进气口20处的直径被定义为所述的开口直径D。为减小文氏管部分16处的空气湍流，文氏流动通路17被加工成在出气口23一侧的变直径部分16r的直径变化要比进气口20一侧的变直径部分16f的直径变化更加平缓。也就是说，变直径部分16r沿流动通路的长度大于变直径部分16f的长度。
第一流动通路18从最小直径部分16a通过柱筒12向上延伸，而在第一流动通路18上端的空气流入开口24开在凸台15的上端。第二流动通路19从一个开在凸台15上端处的密封剂流出开口25向下延伸。第二流动通路19的下端与一个软管连接部分27的连接开口27A连通。供应软管装置4A的一端连接至该软管连接部分27。
空气流入开口24和密封剂流出开口25开在于耐压罐2内延伸的凸台15的上端。通过这种结构，第一流动通路18和第二流动通路19仅在耐压罐2内彼此连通。
在该例中，密封剂流出开口25形成为一由凸台15的中央部分突起的圆柱部分28末端的中央开口。空气流入开口24设在该圆柱部分28的径向外部和帽安装部分15A的径向内部。在该例中，空气流入开口24形成为一个同心围绕圆柱部分28的环形开口。该空气进入开口24可以是一个开在与圆柱部分28不同的位置的小开口例如圆孔。
以一种将耐压罐2预先安装在设备主体3上的方式将本发明的设备1安装在车辆上。当需要修复穿孔时，在修理点只需要使用软管装置4A在设备1和高压气源5之间进行的一个输送操作以及使用软管装置4A在设备1和轮胎(T)之间进行的一个输送操作。因此，当设备1需要安装到车辆上时，必须防止耐压罐2内的穿孔密封剂A流出并进入第一和第二流动通路18和19。为此，在凸台15上安装有将空气流入开口24和密封剂流出开口15气密闭合的帽6。
帽6由弹性可变形的合成树脂制成。帽6包括一个最底部的基部30，基部30弹性地安装在帽安装部分15A上。该基部30盖住凸台15，从而闭合空气流入开口24以及密封剂流出开口25。在该例中，从基部30的一个底面30S伸出一个突起状的、用于闭合密封剂流出开口25的插塞31。凸台15在其外周表面设置有保持部分。基部30在其内周表面设置有一个与保持部分接合以确保配合状态的接合部分。
如果设置了这样的帽6，即使在设备主体3和耐压罐2已经预先安装的情况下将设备1安装在车辆上时，穿孔密封剂A也不会泄漏并可以容放于耐压罐2内。这样，在该例中，不需要在穿孔修理点进行耐压罐2和设备主体3之间的安装操作，从而可以简化在修理点的工作，也可以避免在安装操作时可能造成的穿孔密封剂A溢出或泄漏的麻烦。
下面对需要修复穿孔时本发明的使用方法进行说明。
首先，在穿孔修理点，如图1所示，将高压气源5和轮胎(T)分别通过软管装置4A和4B连接至具有耐压罐的设备主体3。然后高压气源5开始工作。
此时，通过开/关部件22将文氏流通通路17的出气口23闭合。这样，来自高压气源5的高压空气可以通过供应软管装置4B、进气口20、文氏管部分16以及第一流动通路18从空气流入开口24流入帽6。结果，帽6的内部压力增大，帽6被抬升，并与凸台15自动脱离。这样，空气流入开口24以及密封剂流出开口25被打开，高压空气流入耐压罐2内。通过高压空气的这种流动，耐压罐2内的穿孔密封剂A通过密封剂流出开口25、第二流动通路19、连接开口27A以及供应软管装置4A而被供应至轮胎(T)。在供应了穿孔密封剂A之后，高压空气继续流动，从而使得轮胎(T)可以自动地充气鼓起。
这里，如图4(A)所示，由高压空气作用于帽6的抬升力F1可由下式(1)得到。因此，如果帽6的配合力被设置小于抬升力F1，则帽6可以从凸台15脱离。
F1＝P1×π(Y/2)2        (1)
这里，P1代表高压空气的压力，π代表圆周长与其直径之比，而Y代表帽安装部分15A的直径。在该例中，由于可以保证相对较大的直径Y，因此，配合力也可以被设置为一个大一些的值。因此，可以大大提升帽6和凸台15之间的密封性能，从而避免在车辆上进行安装操作时可能由于温升和振动而导致的穿孔密封剂A的液体泄漏。
帽6设置有用于闭合密封剂流出开口25的插塞31。当需要修补穿孔时，如果轮胎内留有剩余压力P2，对轮胎(T)进行输送操作时，由于该剩余压力P2会在帽6上施加一个抬升力F2(如图4(B)所示)。该抬升力F2由下式(2)表示。密封剂流出开口25的内径y小于帽安装部分15A的直径Y。因此，可以将抬升力F2抑制到一个小于抬升力F1的值，从而防止帽6由于剩余压力P2而导致脱离，并防止穿孔密封剂A回流到高压气源5。
F2＝P2×π(y/2)2    (2)
为可靠地抑制这种回流，最好将直径Y和内径y之间的比率Y/y设定为2或更高。该比率Y/y的上限不特别限定，但是该比率Y/y最好为30或更少，这是因为耐压罐2的开口直径被设定在约30至50mm。这里，当帽安装部分15A为非圆形时，所述的直径Y由一个面积与帽安装部分15A所围面积相同的圆的直径来定义。也就是说，帽安装部分15A为一个边长为L的正方形时，开口直径D被定义为 同样地，当密封剂流出开口25为非圆形时，所述的内径y由一个面积与密封剂流出开口25的开口面积相同的圆的直径来定义。
帽6的配合力最好被设置成使得当内压P1落入200至300kPa的范围时帽6脱离。也就是说，最好当内压P1等于或小于300kPa时帽6脱离，而当内压P1小于200kPa时帽6不脱离。如果当内压P1小于200kPa帽6脱离，则帽6和突台15之间的密封能力变得不足，则在设备安装到车辆上的操作中穿孔密封剂A可能泄漏。如果当内压P1为300kPa时帽6不脱离，则必须增强耐压罐2、设备主体3、软管装置4A和4B及类似组成构件的耐压性能。这会不利地导致成本增加。当将所述管连接到一个在高内压下使用的轮胎例如载重轮胎时，必须防止穿孔密封剂A向高压气源5回流。因此，帽6的配合强度最好要使得当剩余压力P2小于800kPa时帽6不会脱离。
帽安装部分15A的直径Y最好位于10到40mm之间。如果直径Y小于10mm，则不能保证足够大的抬升力F1。这样，必须将帽6的配合力设定为一个较低的值，从而帽6和凸台15之间的密封性能变差。如果直径Y超过40mm，则设备主体3尺寸变大，这会浪费存放空间。
密封剂流出开口25的内径y最好位于0.5到5.0mm之间。如果内径y小于0.5mm，则当供应穿孔密封剂A时密封剂A会在密封剂流出开口25固化，从而阻塞第二流动通路。如果内径y超过5.0mm，则由剩余压力P2所产生的抬升力F2过大。也就是说，帽6容易脱离，从而产生穿孔密封剂A回流的不利可能。从这一点看，直径Y最好位于20到30mm之间，而内径y位于1至3mm之间。
下面将说明在轮胎修理处将轮胎内的穿孔密封剂A移走时设备1的使用方法。
如图5所示，设备1执行一个与修补穿孔时相同的输送操作，耐压罐2竖直翻转，盖子21被移走，而文氏流动通路的出气口23被打开。将轮胎(T)的气阀除去以露出阀安装孔(T1)。然后，将供应软管装置4A的另一端从该阀安装孔(T1)插入。
在该状态下，高压气源5开始工作。高压空气从进气口20通过文氏流动通路17从出气口23排出。此时，由于文氏管部分16处的流速变大，会产生一个负压。结果，该负压作用到与文氏管部分16连通的第一流动通路18、耐压罐2、第二流动通路19以及供应软管装置4A，轮胎(T)内的穿孔密封剂A从供应喉管装置4A的另一端被吸出并移走。被吸出的穿孔密封剂A可以自动地收集在耐压罐2内。
这里，考虑到操作性，在将穿孔密封剂A移走时，比重约1.0的穿孔密封剂A最好可以被吸出至50cm或更高的高度。为此，例如当文氏管部分16的开口直径比率D/d为3.0时，必须使用具有13.3升/分钟或更大流速的高压气源5。
如果该开口直径比率D/d小于2.0，则需要具有大流速及高输出的大的高压气源5，以保证足够的吸力，这在成本、重量以及安装空间等方面是不利的。若开口直径比率D/d设置较大时，由于流速可以变小，因此可以使用一个小而轻的具有低输出的高压气源5。如果该开口直径比率D/d超过10，则需要将文氏管部分16的开口直径d设定为小于0.5mm的直径，这会产生阻塞文氏管部分16的负面可能。因此，开口直径比率D/d最好位于2至10之间，更优选地，其下限设置为2.5或更大，上限设置为8.0或更小。
当开口的横截面非圆形时，开口直径d和D由一个面积与该开口面积相等的圆的直径来定义。
尽管详述了本发明的特别优选的实施例，但是本发明并不限于该实施例，可以对本发明进行各种修改后实施。

Claims (11)

1.一种供应/移走轮胎穿孔密封剂的设备，该设备能将穿孔密封剂注入一个穿孔的轮胎，并且能将注入一个轮胎内的穿孔密封剂移走的，其包括：一个能容放所述穿孔密封剂的耐压罐、一个能安装所述耐压罐的设备主体、将所述耐压罐内的穿孔密封剂送至轮胎或者反过来将轮胎内的穿孔密封剂送入所述耐压罐的供应软管装置、以及一个高压气源，其中，
所述设备主体包括
一个文氏流动通路，其具有一个文氏管部分，该文氏管部分的流动通路直径变小，
第一流动通路，其从所述文氏管部分延伸入安装在所述设备主体上的所述耐压罐，以及
第二流动通路，其从该耐压罐的内部延伸，该第二流动通路与所述第一流动通路在耐压罐内连通，且所述供应软管装置的一端连接至该第二流动通路，
所述文氏流动通路在其一端设置有一个可以连接至所述高压气源的进气口，该文氏流动通路在其另一端设置有一个可以将该端打开和闭合的开/关部件。
2.如权利要求1所述的供应/移走轮胎穿孔密封剂的设备，其中，
当所述文氏流动通路的所述另一端被开/关部件闭合时，由进气口供应的高压空气从文氏管部分通过第一流动通路被送至耐压罐，耐压罐内的穿孔密封剂通过第二流动通路和供应软管装置被送至轮胎，而
当所述文氏流动通路的所述另一端被开/关部件打开时，由进气口供应的高压空气通过文氏管部分从该文氏流动通路的另一端排出，此时在文氏管部分内产生的一个负压作用于第一流动通路、耐压罐、第二流动通路以及所述供应软管装置，以吸出轮胎内的穿孔密封剂。
3.如权利要求2所述的供应/移走轮胎穿孔密封剂的设备，其中，
当将轮胎内的穿孔密封剂吸出时，耐压罐是倒过来的。
4.如权利要求1-3中任一项所述的供应/移走轮胎穿孔密封剂的设备，其中，文氏流动通路的开口直径D与文氏管部分的开口直径d之间的开口直径比率D/d为2到10。
5.如权利要求1-3中任一项所述的供应/移走轮胎穿孔密封剂的设备，其中，文氏管部分包括一个开口直径最小的最小直径部分，以及一个前部变直径部分和后部变直径部分，所述的两变直径部分分别连接至最小直径部分的前部和后部，并且这两变直径部分的流动通路直径呈锥形变化，并且后部变直径部分沿流动通路的长度要长于前部变直径部分的长度。
6.如权利要求1-3中任一项所述的供应/移走轮胎穿孔密封剂的设备，其中，文氏管部分的开口直径d为0.5mm或更大。
7.如权利要求1-3中任一项所述的供应/移走轮胎穿孔密封剂的设备，其中，设备主体包括一个用于固定所述耐压罐的一个颈部的安装凹部以及一个从所述安装凹部的底面隆起并且延伸入所述颈部的凸台，在凸台的上表面开有一个位于第一流动通路一端内的空气流入开口和一个位于第二流动通路一端内的密封剂流出开口。
8.如权利要求7所述的供应/移走轮胎穿孔密封剂的设备，其中，
所述设备主体包括一个帽，该帽具有一个最底部的基部，该基部被装在凸台的一个外周表面，并且覆盖空气流入开口和密封剂流出开口。
9.如权利要求8所述的供应/移走轮胎穿孔密封剂的设备，其中，
所述帽包括一个插塞，该插塞从基部的底面突起，并且以一种密封效应将该密封剂流出开口闭合。
10.如权利要求9所述的供应/移走轮胎穿孔密封剂的设备，其中，其中，凸台的直径Y与密封剂流出开口的直径y之间的比率Y/y为2或更大。
11.如权利要求9或10所述的供应/移走轮胎穿孔密封剂的设备，其中，
所述帽以这样一种强度装在凸台上：当第一流动通路内的压力位于200至300kPa区间时，帽与凸台脱离，而当第二流动通路内作用于插塞的压力小于800kPa时，帽不与凸台脱离。
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