一种能快速省力充入流体的产品结构的制作方法

本发明涉及到可充放流体的产品结构，尤其涉及一种能快速省力充入流体的产品结构。

背景技术：

充流体产品的应用越来越多，例如各种气垫、气床、水床、充气广告拱门、充气/充液玩具等等；尤其是在户外领域，充气床垫更是常见用具。

现有的充流体产品，通常是通过泵体向原来已被排空的密封囊体腔内充入流体，先使产品膨胀成形，然后再继续充入流体直至产品达到所需的使用压力。在此过程中，使产品成形和使产品达到所需压力的流体全都必须通过泵体才能进入密封囊体内，耗时耗能。尤其是通过脚踏泵或手动泵等人力驱动的泵体进行充气时，要较长时间重复单调的动作，耗时耗力效率低。

为能达到快速省力充填流体的目的，人们设计出了在囊体内设置高回弹海绵夹层，通过高回弹海绵的自行膨胀来提高充气效率；但是为了保证密封性能，通常把进气口设计的较小，这种进气口的结构虽然提高了密封性但同时局限了充放效率。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种能大大提高流体填充效率的快速充放产品结构。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该能快速省力充放的产品结构，包括可密封的囊体，所述囊体上设有流体填充口；其特征在于所述囊体连接有能使其先基本成形的结构件以及所述流体填充口的流体通道设计的比较大以方便流体可快速进出囊体。

所述结构件可以为设置在所述囊体外的外囊。通过外囊的膨胀带动与之连接的囊体的膨大并通过所述流体填充口自行吸入外界流体。

或者所述结构件为设置在所述囊体内的第一内囊，所述第一内囊的填充口上设有阀门。通过向体积远远小于囊体的第一内囊充填流体，带动囊体成形并使其快速吸入外界流体。在囊体成形后，再通过流体填充口继续充入流体使其达到所需的使用压力。该方案结构不影响囊体的外观；因为填充口较大，充填速率快；且省去了使囊体成形阶段的充填工作，充填效率高。从而实现快速省力地充填的目的。

较好的，所述第一内囊可以沿所述囊体的周缘布置，或者交叉布置，或者平行布置。

更好地，所述第一内囊可以包括间隔布置在所述囊体内的多个柱状囊，各所述柱状囊之间通过管道相连通。该结构通过各通道对各柱状囊充填，充填更小的容积即可使囊体快速成形。

作为上述各方案的改进，所述第一内囊内还可以套设有第二内囊，并且所述第二内囊的容积小于所述第一内囊的容积。通过充填第二内囊来促使第一内囊成形，从而带动囊体成形，充填体积更小，充填效率更高。

较好的，所述第二内囊可以沿所述第一内囊的周缘呈螺旋状布置或呈网格状布置。

再或者，所述结构件还可以为设置在所述囊体内的弹性条状物。例如弹性钢丝、弹性塑胶条，弹性玻纤杆，等等。

又或者，所述结构件还可以为设置在所述囊体的外表面上的提拉装置。例如可以是拉手、拉架、系有吊绳的拉杆，等等。

更好地，还可以在所述第一和/或第二内囊内填充有高回弹海绵。高回弹海绵可以直接复合在内囊的壁上，也可以容置在内囊的腔体内。

与现有技术相比，本发明所提供的可快速省力填充的产品结构，通过结构件的设置，能使囊体先基本成形，通过与外界连通的流体填充口利用囊体内外压力必须保持相等的连通器原理，使外界流体经由流体填充口自行进入囊体，填充速度快，效率高，省力。

本发明特别适合运用于充气量较大的充气床/垫、充气舟艇、充气儿童淘气堡以及充气广告拱门等。产品容积(总充气量)越大的产品，节省下来的成形阶段的充入流体量的比例就越高，节省充气时间和能源的效果就越明显。而且，由于内囊、第一内囊和/或第二内囊在产品成形后都是被不同的阀门密封起来的，传统的充气儿童淘气堡或充气广告拱门中原来需要一直开启泵体保持压力的缺点就可以被克服，从而起到额外的节能效果。

附图说明

图1为本发明实施例1的第一内囊为单层结构时的局部剖示图；

图2为本发明实施例1的第一内囊为单层结构时的透视图；

图3为图2的KK’截面平面示意图；

图4为图2的KK’截面立体示意图；

图5为实施例1的第一内囊为双层结构时的KK’截面平面示意图；

图6为实施例1的第一内囊为双层结构时的KK’截面的透视立体示意图；

图7为实施例1的第一内囊为三层结构时的KK’截面平面示意图；

图8为实施例1的第一内囊为三层结构时的KK’截面透视立体示意图；

图9为实施例1的一种囊体为两个时的透视立体示意图；

图10为本发明的实施例6的一种外囊立体示意图；

图11为本发明实施例2的立体示意图；

图12为本发明实施例3的立体示意图；

图13为本发明实施例4第二内囊沿第一内囊周壁呈螺旋状布置时的立体示意图；

图14为本发明实施例4第二内囊沿第一内囊周壁呈网格状布置时的立体示意图；

图15为本发明实施例4的第二内囊呈条状交叉布置时的立体结构示意图，同时图15也是将内囊和第一内囊打通后将第二内囊做为第一内囊使用时(实施例5)的立体示意图；

图16为本发明实施例7的立体示意图；

图17～图19为本发明实施例7的一种收纳过程示意图；

图20为本发明实施例8的立体结构示意图；

图21为本发明实施例8的一种弹性条状物和拉绳组的示意图；

图22为本发明实施例8的在拉绳组被拉好固定后的效果剖面示意图；

图23为本发明实施例8的在拉绳组被拉好固定后的效果俯视图；

图24为本发明实施例8的在设置多个拉绳组后的使用效果示意图；

图25为本发明实施例9在未被提拉时的示意图；

图26为本发明实施例9在被提拉起后的示意图；

图27为本发明实施例9的另一种在未被提拉时的示意图；

图28为本发明实施例9的另一种在被提拉起后的示意图。

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。

实施例1

如图1至图4所示，该可快速省力充填的产品结构包括：

囊体1，可以根据需要为多种形状，例如床垫形、舟船型、房屋形、城堡形、拱门形、动物形、等等，囊体1的内部为可密封的流体填充腔。填充腔可以是一个，也可以包括多个相互独立的填充腔(如图9所示)；本实施例中示出的是一个。囊体1上设有的流体填充口11，流体填充口的大小可以根据需要设定，优选0.2～20cm²，本实施例中流体填充口11的流体通过的有效口径为3.14cm²，流体填充口11上设有囊体阀门12，用于打开或关闭流体填充口11。对于有多个填充腔的囊体，每个填充腔可对应设置一个流体填充口和囊体阀门(如图9所示)。也可只设一个总的流体填充口和囊体阀门，在填充完成后再通过将填充口卷起、折叠或卡断等方式实现多腔分离。

本实施例中的结构件为第一内囊2，设置在囊体1内，沿囊体1的周缘布置；第一内囊2可以直接连接在囊体1的内壁上，也可以通过充填流体成形后贴合在囊体1的周边上；本实施例中第一内囊2的进口端外露于囊体1，第一内囊2的进口端上设有阀门21。

第一内囊2的结构可以根据不同的囊体的结构而变化，与之适配，如图5到图8示出了另外两种内囊的结构，该两种第一内囊的结构能更好地适配高度较大的囊体。

以充气为例说明本实施例快速充放产品结构的工作原理：

需要充气时，打开第一内囊2的阀门21和囊体阀门12，通过第一内囊2的进气端21向第一内囊2内充气；由于第一内囊2的容积远小于囊体1的容积，所以第一内囊2很快就会被充好膨胀，撑起囊体1的周缘使囊体下表面26和上表面27被拉起并紧绷。由于此时囊体阀门12处于打开状态，囊体内部和囊体外部实际上为通过打开的囊体阀门12相连通的连通器，囊体内外气压必须保持相等，因此周围环境中的空气就会通过打开的囊体阀门12被自动吸入囊体内腔。由于流体通道11的有效通过截面比较大，因此，在容积相对小很多的第一内囊2被充好的同时，容积大很多的囊体1内已经被吸入的空气充盈了其整个内腔。在实际产品中，囊体1所占的容积约为90～80v％，第一内囊2所占的容积仅约为10～20v％。

因此，本实施例中省去了常规充气方式中使囊体1成形阶段的所需的约90～80v％的充填工作，充填效率大大提高。从而实现快速省力地充填的目的。也就是说，就产品成形阶段而言，本实施例可以通过经过泵体的充入第一内囊2内约为总气量的10～20v％的空气量让其余的约90～80v％的空气量自动进入囊体1内，从而避免了约90～80v％的空气量也必须通过泵体进入囊体所需耗费的时间和精力。极大地提高了充气效率。

在囊体成形后，由囊体阀门12继续充入空气使囊体达到所需要的使用压力，再关闭阀门12切断流体填充口11即可到达使用状态。

根据气体状态方程PV＝nRT,其中P为囊体内的压力，V为囊体内体积(容积)，n为充入空气的摩尔数(也就是充入囊体内的气体量)，R为气体常数，T为温度；在囊体本身的伸缩变形量基本可以忽略的情况下(即囊体制造好后的容积V可视为固定不变)，V、R和T均为保持不变的参数，则囊体内压力P与充入的流体量n成正比关系。实际使用时，设计和实测所得的充气床正常的使用压力范围为2～5KPa。该使用压力其实为囊体内外的压力差，即，充气床囊体内的绝对压力与外界环境大气压的差值。标准大气压约为101KPa。根据气体状态方程PV＝nRT，在V、R和T均保持不变的情况下，为了获得充气床正常的2～5KPa的相对压力差，我们只要往囊体内继续补充充入约2/101～5/101(即，约等于2～5％)的空气，即可在囊体内获得约为103(101+2)～106(101+5)KPa的绝对压强。也就是说，原来要通过泵体总共充入约103～106个单位的空气才可获得充气床正常的2～5KPa的内外压力差，通过本实施例，只要通过泵体充入约为原来的12％～25％的空气量(包括充入第一内囊内的空气和补充充入内囊内的空气，合计约为12-25个单位的空气量)即可获得同等的内外压力差，极大地提高了充气效率，可节省大约88％～75％的充气时间和精力。在实际使用中，即便是将囊体的伸缩变形量和气体状态方程理论计算与实测数值之间的偏差量也充分考虑进去，其节省程度也可达到约85％～70％左右。省时省力效果十分明显。

在某些对囊体使用压力没有要求或刻意要使囊体保持松软使用状态的情况下，使用者甚至不需要对囊体进行补充充气，而只是在囊体成形后将流体通道11切断(关闭阀门12)即可。

当需要放气时，打开第一内囊2和囊体1上的阀门，因为第一内囊2的空气量比较少以及囊体1上的阀门有效气体通道比较大，二者内部的气体均可快速排掉，实现快速放气和收纳。

实施例2

如图11所示，本实施例中的第一内囊2包括间隔布置在囊体1内的多个柱状囊23，各柱状囊23之间通过管道22相连通，并且各柱状囊23的上下两端分别连接在囊体的上表面27和下表面26上。

阀门21设置在其中一个柱状囊23上。

其余内容与实施例1相同。

实施例3

如图12所示，本实施例是在实施例2的基础上，在中间位置的柱状囊23的中部设置了连接囊20，一方面用于加快第一内囊(也就是柱状囊23)的充气速度，同时对中间位置的柱状囊23进行加固支撑，以进一步保证囊体成形的稳固性。

其余内容与实施例2相同。

实施例4

如图13～图15所示，本实施例是实施例1的进一步改进，在第一内囊2内套设了第二内囊3，第二内囊3可以连接在第一内囊2的内壁上，或者也可以仅容置在第一内囊2的腔内，第二内囊3为细长的腔体，沿第一内囊2的周壁呈螺旋状布置(如图13所示)，也可沿第一内囊2的周壁呈网格状布置(如图14所示)，交叉布置(如图15所示)或者平行布置，等等。

第二内囊3的进气端口连接阀门24。

充气时，打开第一、第二内囊和囊体上的阀门，向第二内囊3内充气，由于第二内囊3的体积非常小，很小的充入气体量即可将第二内囊3充满并到达使用压力，第二内囊3一旦充满，即带动第一内囊2成形撑起，周围环境中的空气在大气压的作用下会自动快速地充满第一内囊2。在第一内囊2成形后，仅需对第一内囊2进行少量的补充充气，内囊1也就同样地被带动和成形。本实施例方案充气速度更快，用力更省。经实际测算，最多可省时省力达到90％以上。

其余内容与实施例1相同。

实施例5

进一步地，如图15所示，在囊体1和第一内囊2之间设置孔洞30使二者互相连通。孔洞可为一个或多个，孔洞面积可为几平方毫米到几十平方分米，优选0.2～20cm²。

这样在第二内囊3撑起第一内囊2自动充气的同时，第一内囊2的周壁对第二内囊3起到了保持和限位的作用。而充入第一内囊2中的气体则可通过孔洞30进入内囊1内，用于最后补充第一内囊2和内囊1内的气压至设定值。

本实施例中的第二内囊3在功能上成了第一内囊2，这样既可省掉对第一内囊2补充充气的步骤，同时有能进一步提高充气效率、简化操作步骤。

其余内容与实施例1相同。

实施例6

如图10所示为本发明的一种结构件为外囊的实施例。通过外囊28的膨大成形，使囊体1通过囊体开口11大量地自动吸入外界的空气。

其余内容与实施例1相同。

实施例7

如图16所示，本实施例中的结构件为设置在囊体1内的弹性条状物5。本实施例中为弹性钢丝(也可以使用其它如弹性塑料细杆，弹性玻璃纤维杆等)。

放开囊体时，打开流体通道11和/或阀门12，弹性钢丝使囊体膨胀成形并吸入大量的空气，自动完成囊体成形阶段的充气工作。使用者只需要在囊体成形后关闭流体通道11再通过阀门12继续向囊体内充入约为囊体体积2％～5％的空气即可。在某些对囊体使用压力没有要求或刻意要使囊体保持松软的使用状态的情况下，使用者甚至不需要对囊体进行补充充气，而只是将流体通道11切断(关闭阀门12)即可。这样一来，连原来需要用于充气的泵体都可以省掉了，不但完全避免了主要的充气过程，还节省了泵体的制造成本。

在需要收纳囊体时，打开所有阀门后，如图17～图19所示，将囊体的α端和β端收在一起成为一个类似鞍形的结构，然后将θ端或γ端塞入鞍形结构的中心位置，即可将囊体收纳成如图19所示的圆饼状的扁平结构。用收纳袋(图中未画出)或带状物25(如织带或绑带)将收好的囊体限制住避免其自动弹开即可。

在需要向囊体1内充气时，撤销施加弹性条状物5上的约束力，弹性条状物5在自身弹力作用下打开，带动囊体成形，从而快速充气，十分快捷和方便。

实施例8

如图20～图21所示，本实施例中的结构件为设置在囊体1内的弹性条状物5；在弹性条状物5上每隔一定的距离设置有可供囊体内的拉绳43自由通过的绳环44；不同的拉绳组43穿过不同弹性条状物5上的绳环组44。如图21所示，每个弹性条状物环5上都有一根或一组可拉动的拉绳网络43。同时，为了避免在拉动外部拉手41时因拉绳43穿过囊体1外表面时造成囊体撕裂或漏气，囊体1上设置有一个可伸缩的盲管45；拉绳43位于囊体外的部分被盲管45所包覆，且拉绳43在盲管45的盲端气密性一体化地穿过囊体表面。这样，在拉动拉绳43的时候，盲管45可以配合拉绳43的抽拉相应地收缩(如图22所示)，盲管45的气密性盲端随着拉绳43抽拉可自如地运动，从而避免囊体因拉绳43的抽拉时出现撕裂或漏气。

同实施例7一样，解除弹性条状物环5后放开囊体时，弹性条状物5使囊体膨胀并自动吸入大量的外界空气。在囊体膨胀完成后关闭流体通道11，然后在囊体外将拉绳43抽紧并固定住。抽紧并固定的拉绳43会起到两个作用：让囊体成形(如图22和图23所示)和缩小囊体的容积以增加囊体内的压力到使用压力。

为了更好地控制囊体成形和/或调整囊体内压力，可以设置多组不同的拉绳和盲管(如图24所示)。

该实施例不需要对囊体进行补充充气，而是通过在囊体外拉动拉绳或拉绳组43获得所需的囊体外形和使用压力。这样一来，连原来需要用于充气的泵体都可以省掉了，不但完全避免了充气过程，还节省了泵体的制造成本。

其余内容与实施例7相同。

实施例9

如图25～图28所示，该快速充放产品结构中的结构件为设置在囊体1上表面27上的提拉装置4，包括固定在囊体1上表面27上的拉绳42和固定在提拉杆4上的拉手(拉块)41。

通过拉动拉手41提升囊体上表面27，下表面26在自身重力的作用下自动下垂，从而使囊体在膨大的同时也使外界空气自动流向囊体1的填充腔。关闭流体通道11和阀门12即可实现成形。

其余内容与实施例1相同。

在该实施例中，提拉装置或提拉杆4可同时做为帐篷杆使用。在该实施例中加上帐篷布以后，即可得到一个自带充气底垫的帐篷，方便实用。撤去帐篷布和提拉装置4，即可获得一个普通的充气垫，一物多用。

实施例10

本实施例中的结构件为高回弹海绵。

可以直接用高回弹海绵制作实施例1、实施例2和实施例3中的第一内囊、柱状囊和/或连接囊，或者将高回弹海绵复合在在第一内囊的壁上。

或者用高回弹海绵制作实施例4和实施例5的第二内囊；

或者用高回弹海绵制作实施例6的外囊；

或者在第一内囊2、第二内囊3和/或外囊28中填入高回弹海绵，也可同样获得实施例1～6中的拉动囊体1成形的效果。

上述各实施例中，如图1～图15以及图20～图21所示，流体通道11和阀门12可以做成一体，以方便使用和节省成本。同时，如图16和图25～图28所示，流体通道11和阀门12也可以分开，互相独立，以方便不同实施例的具体使用情况。