一种压控阀的制作方法

本发明涉及泵阀领域，具体涉及用于轮胎自动补气的胎压控制阀。

背景技术：

压控阀是轮胎自动补气系统的关键控制元件，2008年1月，中国专利公布号cn101108576a公开的一种“轮胎压力自动控制装置”中，提供了一种高低压双阀门的技术方案，该方案存在下述技术问题：1）排气和停止充气同时发生，即“当轮胎1温度升高，胎内压力超过设计值后，低压阀内的活塞16被推往弹簧17方向，并打开排气孔19”，“当轮胎1的压力达到设计值以后，空气通过活塞导气孔22将低压阀内的活塞16推往弹簧17方向，移动并封闭进气孔18”，可见，当停止为轮胎补气就会打开排气孔排气，使胎压下降，当排气停止甚至未完全停止，就开始补气，如此循环往复，不仅高压气囊里的高压气体很快耗光，而且轮胎内的气体随后也会很快耗光。2）活塞16既然可以在胎压达到设计值以后，被通过活塞导气孔22进入阀体24顶部的气体推至关闭进气孔18位置，那么当进气孔18打开后，进入阀体24内的高压气体可以更加容易地通过活塞导气孔22进入阀体24的顶部，把活塞16推至关闭进气孔18位置，可见活塞16的位置是由弹簧与阀体24内气体压力决定的，而不是由弹簧与胎压决定的，因此，实际上是无法实现在胎压大于设定值时自动关闭阀门、停止充气的。3）由于活塞16当阀体24内的气增加时就会移向关闭进气孔18位置，所以，当压控阀工作在无稳态震荡状态下，即充气停止、开始在一个点附近非常小的区域，稍大一点就停止，稍小一点就开始。2019年7月，中国专利公布号cn110056680a公开了“一种双向气阀及使用该双向气阀的车轮”的技术方案，虽然对之前的现有技术有所改进，但仍存在下述技术问题：1）该方案“当轮胎中的气压过高时，……，轮胎中的气体排向大气，……；气压过低时，补气通道打开进行补气，”在现有技术条件下，白天尤其是夏季，长距离行车，发动机、刹车盘、刹车钳产生的高温会通过轮毂轮辋传给递轮胎内的气体，导致胎压过高，如果这时排气减压，那么当停止行驶一段时间，胎温降下来的时候，胎压就会过低，就必须进行充气，如此一来，天天用车就要天天充气，高压气仓几天就需要加一次气，正常情况下，胎压每月会下降0.01~0.03bar,最多几个月补一次气，使用了该自动补气技术，高压气仓不到10天就要补一次气；2）该方案“所述的阀体组件上设有阀腔，所述的阀腔包括用于与第一阀芯配合的第一配合段以及用于与第二阀芯配合的第二配合段，第一配合段与第二配合段之间设有弹性件安装腔，”结合其附图4，可知，所述的第一阀芯34直接受到进入到高压进气道331的高压气体的向内推力，因此，第一阀芯34和第二阀芯37的位置，实际上都不是单纯由“轮胎中的气压”所决定的，都与高压气舱的气压有关，即当高压气舱的气压比较高时，轮胎中的气压即使充足，也会进行补气，即使过高也不会排气，无法实现其所述的“保证轮胎气压稳定”的功能。3）根据该方案0010段所述的“所述的第一配合段上设有与弹簧安装腔连通的调解槽，在补气动作时，补气通道中的气体能够通过调解槽进入弹性件安装腔中，使得第一阀芯的两侧的压力不至于突变，防止因此造成的阀芯振动现象。”结合附图4，可知，该方案在开始补气前，第一阀芯34在轴向上，正向受到高压气体的压力，反向受到第一弹簧35的弹力、弹性件安装腔内的气体压力和通过第二阀芯37和第二弹簧38传导的轮胎内气体的压力，补气时，“补气通道中的气体能够通过调解槽进入弹性件安装腔中，”使腔内压力迅速增大，当不在进入时，弹性件安装腔腔内压力等于高压气体压力，同时，第一弹簧35进一步被压缩，弹力增加，这使得阀芯34反向受力增大，回到补气前位置。同时，还使第二阀芯37被顶回，无法反映当前胎压对补气的需求。由上述分析可知：1）现有技术通过排气减压的控制策略，得不偿失。2）现有技术用胎压控制补气的压控阀技术无法实现。3）高压气体对阀芯或活塞的轴向作用力无法排除。4）阀芯工作在临界震荡状态，且无法改变。

技术实现要素：

本发明旨在解决现有技术存在的上述技术问题，提供一种可以实际应用的压控阀技术方案。本发明的技术方案是：一种压控阀，包括阀芯、阀腔、弹簧、调压装置、进水管和出气管，所述的阀芯为设有径向通孔，所述的阀腔是由轴线重合、开口相反的内、外腔构成的复合腔体，阀芯插入其中后开口的腔体中，所述的内腔侧壁设有与阀芯通孔对应的通孔，并与阀芯可移动的紧密配合，当其为前/后开口时，所述的弹簧设在其顶/底端与阀芯的底/顶端之间；所述的调压装置设置在后开口的腔体上，该调压装置包括与阀芯侧面滚动接触的滚珠、向该滚珠施压的调压弹簧和调压螺栓；所述的阀芯设有两个凹形限位结构，所述的限位结构与调压装置配合使阀芯具有两个对应的稳态位置，即其通孔与阀腔腔体上的通孔完全错开/重合的闭阀位/开阀位，当胎压处于设定区间时，阀芯处于闭阀位，所述的滚珠驻留在靠近阀芯尾端的第一限位结构内，当胎压下降至低于设定区间的下限时，阀芯迅速后移至开阀位，所述的滚珠进入第二限位结构，当充气至胎压高于设定区间的上限时，阀芯迅速前移至闭阀位。

所述的阀腔为前开口的外腔和后开口的内腔构成的轴线重合的复合腔体，其中，外腔与进气管连通，内腔供阀芯插入，所述的阀芯尾端设有口径较大的推盘，该推盘的边缘设有平行轴线的导槽，与其相适的，所述的内腔为尾部可容纳该推盘的台阶腔，其尾部腔体内侧设有与上述导轨契合的平行轴线的导轨，所述的内腔径向通孔一端与出气管连通，另一端与外腔连通，当阀芯处于开阀位时，外腔内的高压气体从内腔通孔中与外腔连通的一端流向与出气管连通的一端。

所述的阀腔为前开口的内腔与后开口外腔构成的轴线重合的复合腔体，所述的内、外腔分别与进、出气管连通接，所述的出气管为轴线重合的对管，所述的阀芯为柱状腔体，其侧壁与内、外腔腔体可移动的紧密配合，当阀芯处于开阀位时，内腔内的高压气体径内腔通孔流向与出气管连通的外腔；所述的外腔腔体内侧和阀芯外侧设有相互契合的与轴线平行的导轨、导槽。

本发明解决了高压气体对阀芯或活塞移动的影响，解决了压控阀受无法实现根据胎压转换状态的技术问题，并解决了现有技术压控阀无稳态、阀芯在临界值附近不停蠕动，造成阀芯快速磨损的技术问题。具有使压控阀工作稳定可靠、控制准确、大幅度延长使用寿命、节约成本、为实现胎压自动控制扫清技术障碍等有益技术效果，同时本发明可以用于独立的压控气嘴，具有使轮胎补气更加方便的有益技术效果。附图说明

图1为本发明实施例1的立体结构示意图；

图2为图1中阀体部分放大剖视图；

图3为图2的主视图；

图4为图2中阀腔结构图；

图5为阀芯和后盖的立体结构示意图；

图6为调压装置分解图；

图7为图1的分解、组装图；

图8为本发明实施例2的立体结构示意图；

图9为图8中阀体部分的放大剖视图；

图10为图9的主视图；

图11为图9中阀腔的结构图；

图12为图8中阀芯和后盖的结构示意图；

图13为图8的分解、组装图。

其中：1为阀芯，1.1为阀芯通孔,1.2为推盘,1.3为第一限位结构,1.4为第二限位结构,1.5为导槽，2为阀腔，2.1为内腔，2.2为外腔，2.3内腔通孔，2.4为导轨，2.5为调压装置安装腔，3为弹簧，4为进气管，5为出气管，6为后盖，7为调节装置，7.1为滚珠，7.2为调压弹簧，7.3为调压螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

参见附图1-7，本实施例是应用上述发明技术方案设计的一款压控阀，即可用于胎压控制系统，也可以单独作为一种可根据胎压控制充气量的气嘴。该压控阀包括阀芯1、阀腔2、弹簧3、进气管4、出气管5、后盖6和调压装置7，所述的阀腔2为前开口的外腔2.2和后开口的内腔2.1构成的轴线重合的复合腔体，其中，外腔2.2与进气管连通，内腔2.1供阀芯1插入，所述的阀芯1前部设有径向通孔1.1，后部设有第一限位结构1.3，中部设有第二限位结构1.4，尾端设有大口径推盘1.2，在推盘1.2的边缘设有轴向导槽1.5，与阀芯1上述设置相匹配的，所述的内腔2.1为与阀芯1可移动紧密配合的台阶腔，与推盘1.2移动配合的尾部腔体内侧设有防止阀芯1与导槽1.5契合的导轨2.4，尾端设有安装后盖6的内螺纹，中部设有与阀芯通孔1.1对应，并与出气官管口轴线重合的通孔2.3，通孔2.3一端与出气管5连通，另一端之后设有调压装置安装腔2.5，当阀芯处于开阀位时，外腔内的高压气体从内腔通孔中与外腔连通的一端流向与出气管连通的一端；所述的弹簧3在内腔2.1的底部，所述的第一/二限位结构1.3/1.4为横截面呈弧形的环形凹槽，其间距略大于通孔1.1的直径，最好是通孔1.1直径的1.1倍左右，所述的第一/二限位结构1.3/1.4的位置为与调压装置安装腔2.5位置吻合时，使阀芯通孔1.1与内腔通孔2.3完全重合/错开的位置，所述的调压装置7由滚珠7.1、调压弹簧7.2和调压螺栓7.3组成，所述的后盖6用于限定阀芯1移动空间、防止其掉出失位，为减小阀体体积，增加所述的推盘1.2与胎内气体的接触面，采用与内腔2.1尾端内螺纹相匹配的外螺纹环形设计。组装时，首先将弹簧3放入内腔2.1的底部，将阀芯1旋转到导槽1.5与内腔导轨2.4一致的角度，插入内腔2.1，然后，上紧后盖6，再把出水管5向下，顺次向调压装置安装腔2.5内装入滚珠7.1、调压弹簧7.2和调压螺栓；第一次使用前，须选择弹性适当的弹簧3，可先将调压螺栓7.3旋进至大约1/2行程处，此时，推盘未承压，阀芯1在开阀位处于静止状态，将可调气压源接至内腔2.1尾端，即后盖6处，打开可调气压源，逐渐上调至设定的胎压上限2.35bar处，选择使阀芯1刚好能够突破限位，转换到闭阀位的弹簧，即选择阀芯1处于开阀位时，满足形变产生的弹力与调压装置7与第一限位结构1.3形成的阻力和阀芯1与内腔2.1之间的静摩擦力之和，刚好小于设定上限气压对阀芯1产生的推力的弹簧3；然后，在满足上述要求的弹簧3中，选择处于闭阀位时的形变所产生的弹力刚好大于可调气压源输出2.25bar气压时，即等于设定的下限胎压时，对推盘1.2产生的推力与调压装置7与第二限位结构1.4构成的阻力及阀芯1与内腔2.1之间的静摩擦力之和的弹簧3，即施加在推盘1.2上的气压等于设定的下限气压时，阀芯1刚好能突破限位，换到开阀位的弹簧，如果阀芯1提前/滞后突破限位，则说明同样的形变产生的弹力过大/过小，可选择刚性较弱/较强材质的或钢丝直径较细/较粗的。对于采用按上述方法选择的弹簧3的压控阀，当胎压处于设定区间时，阀芯1处于闭阀位，所述的滚珠7.1驻留在靠近阀芯1尾端的第一限位结构1.3内，由于高压气体仅在内腔通孔2.3处接触到阀芯1的侧壁，在阀芯1的移动方向上不存在压力，所以，阀芯1的状态和位置在弹簧3的材质、规格参数确定后，仅受自变量胎压的控制，当胎压下降至低于设定区间的下限时，弹簧3的弹力超过推盘1.2所承受的压力和限位结构1.4与滚珠7.1构成的阻力以及阀芯1与内腔2.1之间的静摩擦力之和，阀芯1突破限位、限位结构1.4与滚珠7.1构成的阻力随即消失，弹簧的弹性势能迅速转换成动能释放出来，使阀芯1迅速后移至开阀位，滚珠7.1进入第二限位结构，同时，使自身弹力减弱。在充气过程中，由于高压气体垂直通过阀芯通孔1.1，且对通孔1.1内壁前后方向上的压力均等，所以，此时阀芯1的状态，仅受自变量胎压的控制。当充气至胎压高于设定区间的上限时，对于推盘1.2产生的推力超过此时弹簧3的弹力与限位结构1.3与滚珠7.1构成的阻力及阀芯1与内腔2.1之间的静摩擦力之和，阀芯1突破限位，限位结构1.3与滚珠7.1构成的阻力随即消失，推力瞬间远超阻力，阀芯加速前移至闭阀位。可见本实施例彻底解决了阀芯或活塞移动受高压气体影响和压控阀无稳态、阀芯在临界值附近不停蠕动等现有技术存在的技术问题和缺陷，使压控阀的实际应用铺平了道路，为实现胎压自动控制扫清了技术障碍，具有使压控阀工作稳定可靠、控制准确、寿命大幅度延长的有益技术效果，同时本发明可以用于独立的压控气嘴，具有使轮胎补气更加方便的有益技术效果。

实施例2

参见附图8-13，本实施例与实施例1的区别主要在于：所述的阀腔2为前开口的内腔2.1与后开口外腔2.2构成的轴线重合的复合腔体，所述的内腔2.1和外腔2.2分别与进气管4和出气管5连通，所述的阀芯2.1为柱状腔体，插入外腔2.2，与内、外腔2.1、2.2腔体可移动的紧密配合，所述的内腔2.1腔体上设有与阀芯通孔1.1相匹配、并与出气管5管口轴线重合的通孔2.3，所述的出气管5为轴线重合的对管，所述的弹簧3设置在阀芯1底部与内腔2.1顶部之间，所述的调压装置安装腔2.5设置在外腔2.2腔体上，所述的导轨2.4和导槽1.5分别设在外腔2.2腔体内侧和阀芯1外侧，所述的第一/二限位结构1.3/1.4为较浅的小圆坑。在实施例1中，只有一个出气管，而出气管5的口径必然小于内腔2.1的口径，成为充气速度的瓶颈，本实施例所采用的复合腔体，为设计多出气管提供了方便，因此，本实施例较实施例1主要好处是可以提高充气速度、节省时间。其余未涉及之处与实施例1相同，不再赘述。

需要指出的是，凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效变换，或相同实质含义的不同表述，以及直接或间接运用在其他相关的技术领域，均在本发明的专利保护范围内。