专利名称：足踏杠杆式串并联高压气泵的制作方法
技术领域：
本实用新型是泵类中一种足踏杠杆式串并联高压气泵。
关于专利号为CN87205224，专利证书为第15193号，名为“足踏双活塞高压气泵”的中国专利的目的，是用人的蹬力通过杠杆作用驱动带有活塞和单向阀的内管运动，把两根外管内的气体分别压进两根内管，经出气座并联输气。其结构见图(1)、(2)。图中，两根外管7的一端铰接在固定支架1上，两根内管10的一端分别与两个带单向阀的活塞固定，另一端固定在铰接于活动支架3的出气座位4上，活动支架与固定支架铰接在一起，并加有扭力弹簧20，使活动支架处于工作状态。工作时通过人的蹬力驱动活动支架转动，从而拖动活塞在外管腔内运动，压缩腔内气体的体积产生压强，进入内管的内腔，经出气座向外并联输气。
关于专利号ZL922085064，名为“足踏杠杆式高压气泵”的目的，也是用人的蹬力通过杠杆作用驱动多根带活塞的内管10运动。由于套装内管10多个外管7被其固定底座4上的通道V连通，且仅有一个内管的活塞5带有单向阀30，故多个内管的同步运动，把多个外管内的气体均压进带单向阀的内管腔D，经出气管道18串联输气。其结构见图(3)，其工作原理与上同，但由于把多个内管向外输气改为仅一个内管向外输气，提高了压缩效率。
上述两个方案中共同不足之处在于，同步进行压缩运动的活塞的总面积在整个输气过程中始终固定不变。据人体工程学，人连续作功的适宜值是有限度的。故在气泵设计时，应以高压(≤10Kg／cm2)输气时人体最大承受能力来确定活塞总面积，这样就不可能将活塞总面积设计的过大。适当减少压缩活塞的工作面积，才能符合低压大流量，高压小流量的人力作功输气的特点，才能高效完成气泵的整个输气过程。事实上，通过实际工作验证，上述两种足踏高压气泵由于不符合上述人体作功输气特点在给大容器充气时，如汽车轮胎，开始在低压状态下可以大流量输气时其输气时不足；而在高压状态下人力足踏又感到相当吃力其压强又上不去；且整个输气过程须蹬踏次数过多而无法胜任，这就大大降低了其实用性及适用范围，也就是说仅能满足象自行车，摩托车等小容量轮胎输气的要求。
另外，由于上述两方案中活塞上的单向阀30的阻尼过大，在实际充气过程中单向阀开启瞬间进气压力要比高压轮内压力高得多。这是由于现行的单向阀结构，其阀芯在通孔的两端面积的结构差异，即高压轮端作用面积大于进气端作用面积造成的，这就更增加了人力足踏阻力，而使其高压输气效率大大降低。
本实用新型的目的就在于克服现有技术中存在的上述弊病，提供一种更加适用于人力的高压大流量，简易可行的足踏杠杆式串并联高压气泵。
本实用新型的目的可以通过以下措施来达到1、在外管7与内管10之间增设次内管9，该管内腔为通腔，其开口底部外柱面固联活塞5，其作用相对于外管7为活塞杆，相对于内管10为缸筒；将7、9、10三管形成串联结构。
2、在次内管9另一端端盖11上固联动接杆13。通过13转角移位，在一个位置与出气座14卡接时，次内管9与内管10同步运动；转至另一个位置时，脱开内管10与卡板22联接，此时次内管9与外管7相对静止，内管10可独立运动。
3、在延长单向阀的中间设置有环形槽的进气孔内套装花兰26。进气时，通过26轴移顶启阀芯24，压缩气体由环形槽内通过26进入D腔。
本实用新型的目的还可以通过以下措施来达到。
(1)、活塞5及25压缩的高压气体均通过单向阀进入高压气室D。
(2)、活塞5及25中至少有一个在其圆周上开有环状锥面槽C，槽中安置密封圈6。
(3)、在两个以上外管7并联时，动接杆13其转位卡接是各个相对独立的。
与内管固联的出气座和外管的底座分别铰接在活动支架和固定支架上，铰接处安有扭力弹簧。在弹簧力的作用下活动支架处于张开状态。工作时用足踏蹬活动支架相对于固定支架转动，据输气量及压力要求，由次内管上的动接杆转卡联接外管或内管，使活动支架或单独拖动内管及其活塞在次内管腔内运动，或一齐拖动内管和次内管及其活塞在外管腔内同步运动，压缩相应腔内气体的体积使气压增大，由于内管在其所固定的活塞端面安装了单向阀，(单向阀芯可以为球阀，柱阀，锥阀一类由压强控制的阀门)一旦压强P1达到≥内管D腔内压强P2，推动花兰向右轴移至环形槽，其顶柱顶启阀芯，被压缩了的气体就可在环形槽内通过花兰充进内管D腔内，经过出气座向外并联输气。
由于次内管通过其上的动接杆可灵活地卡接外管或内管，致使活塞面积改变，(双管并联输气可有3级改变，即2次内管活塞面积；1次内管活塞面积和1内管活塞面积；2内管活塞面积；单管输气可有2级)从而达到用相同人力作功获得几种压强的目的。由于花兰径向截面积略大于阀芯高压腔D内作用面积，故当被压缩气体压强P1≥高压腔D内气体压强P2时，就可被花兰顶启阀芯，使单向阀的阻尼大大减小，达到输气平稳省力，提高效率的目的。
当活塞运动为回程时，活动支架在扭力弹簧力的作用下要张开，活塞朝离开底座方向运动，压缩面积增大，气体压强减小。此时活塞中由于至少有一个在其圆周上开有环状锥面槽C，槽中安置密封圈，密封圈为“O”型或“V”型一类橡胶圈，随着活塞的运动，密封圈落到小锥面处，因此外界气体通过密封圈与活塞的间隙，与管内壁的间隙进入外管内腔，为活塞新一轮充气作好了准备。
附图
中描述了本实用新型的一个实施例。
图(1)为中国专利《足踏双活塞高压气泵》主视图图(2)为中国专利《足踏双活塞高压气泵》俯视图图(3)为中国专利《足踏杠杆式高压气泵》结构图图(4)为本实用新型的主视图。
图(5)为本实用新型的俯视图。
图(6)为本实用新型的M向视图。
图(7)为本实用新型的单向阀示意图。
本实用新型的目的将结合实施例在下面作进一步详述。
图(4)图(5)为本实用新型的最佳实施方案。图中两根外管7并列，一端通过固定于封闭底部的底座4铰接在固定支架1上，另一端口部固联卡接板22。二根次内管9分别置于二根外管7中，其内腔为通腔，一端外柱面固联活塞5，一端固联端盖11；二根内管10分别置于二根次内管9中，一端固联活塞25，一端固联与活动支架3铰接的出气座14上。其中，活塞25中心处线性安置由弹簧31，阀芯24，花兰26，卡圈27构成的单向阀。充气时，该单向阀，内管腔D，通气管18，被充气容器构成高压气仑。活塞25及5中至少有一个在其圆周上开有环状锥面槽C，槽C中安置“O”型密封圈6，其作用是在活塞回程时提供一个通道，让外界气体充进外管7与次内管9腔内，为气泵工作作好准备。
采用二根外管7并联输气，可有三个活塞面积两个动接杆13通过相应的端盖11均与内管10固联的出气座14上的槽口N卡联，此时次内管9与内管10同步运动，其压缩面积为两外管7内腔截面积之和，为最大值，故此种情形下输气量最大。但受到人力限制，获得的输气压力最低。该方案适宜初始输气时低压大气量输气；将其中一个动接杆13在将相应的次内管9压至外管7底部时脱开出气座14转至图(7)双点划线位置卡入与相应外管固联的卡接板22槽口H中，此时一个次内管9与其相应的内管10同步运动，而另一内管独立运动，其压缩面积为一外管内腔横载面积与另一次内管横截面积之和，为中间值。故此种情形下输气量较小些，如果人力相同，获得的输气压力比上方案较高，该方案适宜过渡输气；同时将两个动接杆13按图(7)双点划线卡接，两个内管10独立同步运动，此时压缩面积为二个次内管9横截面积之和，为最小值。故此种方案下气量最小，如果人力相同，获得的输气压力最高，该方案适宜高压小流量输气。由上述看出，该技术比现行技术更加符合低压大气量，高压小气量的人力输气特点，因而使其适用范围更广，实用性更强，效率更高。
现行技术中的单向阀通常采用图(7)中双点划线框A中结构。由结构原理决定φ1＜φ2，若输气压强P1等于高压仑D内压强P2考虑到了弹簧31之力，则作用在阀芯24锥端作用力远小于平端作用力，故此时不会开启阀芯进气。若要开启单向阀进气，必使P1＞P2才有可能。观察现行泵实际充气的过程，在开启单向阀进气瞬间压力表显示P1＞＞P2，此时人蹬踏感到相当吃力，这显然降低了高压输气的能力。为克服上述不足，本技术设计了可平稳开启花兰式单向阀，其结构见图(7)。在延长的同心孔前置花兰26，孔中间设计有比花兰直径大的环形槽。花兰26在其孔内动配合，其结构为在中间阻塞面K的两端开有通槽，右端中心设有顶柱。花兰26截面积应满足在P1≥P2＋弹簧压力条件设计。这样在输气过程中，当压缩气体压强P1略大于高压仑D压强P2时，由于花兰26在其孔内不通，故压缩气体推移其轴向右移至环形槽I面，由其顶柱顶启阀芯24，(参见双点划位置)此时压缩气体按图(7)所示箭头路线通过，花兰26两端通槽在环形槽内绕行花兰阻塞面K由阀芯24的开启间隙进入高压仑D。由于上述进气过程中，花兰26放大了进气开启阀芯24压力，故整个输气过程压力上升平稳，减少人力的无用功，增加了效率。
高压气泵的输出是经出气孔J通过带压力表16的三通17及通气管18连接被充气容器。压力表16的作用可监测被充气容器中的压强，保证其处于额定或最佳工作状态。
自然状态下，活动支架3受扭簧20的作用而处于张开位置，被其拖动的活塞处于外管7的上部。工作时用力蹬活动支架3使之相对于固定支架1转动，活塞压向外管7底部，气体体积减小，压强增大。被压缩的气体压强P1一旦≥高压仑D内压强P2，压移花兰26顶启阀芯24进入高压仑输气。
一旦人的作用离开活动支架3，在扭簧20作用下活动支架3要张开，带动活塞离开外管7底部，致使压缩区体积增大，压强减小。由于活塞中有一个在其圆周面开有环形锥面槽C，(本型设计在活塞25上)槽C中的“O”型密封圈6与锥面C的间隙，与管壁的间隙，外界气体通过这两个间隙充满压缩空间，为高压气泵的工作作好准备。
从这种足踏杠杆式串并联高压气泵的工作过程可以看出，由于并联外管7中的次内管9可以独立地与其相应外管7相对静止或与内管10同步运动从而产生三种不同压缩面积。在输出相同人力作功时，可获得相应三种不同压强和气量；由于采用花兰式单向阀，使压缩气体冲开阀芯24省力得多；由于结构简单，制造简易，节省材料。
因此本实用新型相比现有技术具有如下优点1、符合低压大气量高压小气量的人体连续作功输气的特点；2、充气效率高，升压平稳，节省人力，实用性强适用范围大；3、结构简单，制造容易；广泛适用于向各种封闭容器充气。在给各类卡车、轿车、汽艇、拖拉机等大型车辆充气时其实用性更强。做成单管串联泵还可以供摩托车、自行车、人力车充气之用。
权利要求1.一种足踏杠杆式串并联高压气泵，包括两根并列的由其底座4分别铰接固定支架1的外管7，两根并列固联于与活动支架3铰接的出气座14并且分别套装在相应外管的带有特殊活塞25的内管10，以及压力表16，三通17，通气管18，扭簧20，阀芯24，弹簧31等，其特征在于a.次内管9外套装外管7且内套装内管10，其内腔为通腔，且于其开口底部外柱面固联活塞5，其作用相对于外管7为活塞杆，相对于内管10为缸筒，将7、9、10三管形成串联结构，b.于次内管9固联的端盖11上固联的动接杆13可转位，在一个位置与出气座14槽口N卡接形成次内管9与内管10同步运动，转至另一个位置脱开内管10并与外管7固联的卡接板22槽口H卡接形成次内管9与外管7的相对静止，内管10的独立运动，从而构成活塞面积可变的压缩运动，c.在延长的中间置有环形槽的活塞25中心孔内依次线性安置挡圈23，花兰26，阀芯24，弹簧31构成花兰式单向阀，被压缩的气体可用略大于高压气室D内压强压移花兰26顶启阀芯24进气。
2.根据权利要求1所述的高压气泵，其特征是活塞5及25压缩的高压气体均通过花兰式单向阀进入高压气室D。
3.根据权利要求1或2所述的高压气泵，其特征是活塞5及25中至少有一个在其圆周上开有环状锥面槽C，槽中安置密封圈6。
4.根据权利要求1所述的高压气泵，其特征是在两个以上外管7并联时，动接杆13其转位卡接各自相对独立的。
专利摘要足踏杠杆式串并联高压气泵，由两根带活塞的与出气座并联的内管分别套装在相应的带活塞的次内管中，两根次内管又分别套装在相应的固定于底座的外管中，构成缸筒的串并联结构；底座与出气座分别铰接于固定支架和活动支架。在输气过程中，可用动接杆灵便地变换活塞压缩面积，且采用小阻尼可平稳开启花蓝式单向阀，符合人体连继作功特点省功省力，风量足，压强大，效率高，实用便利，适合各类车辆，拖拉机，汽艇等充气之用。
文档编号F04B33/02GK2180805SQ9324492
公开日1994年10月26日 申请日期1993年11月18日 优先权日1993年11月18日
发明者贾新 申请人:贾新