一种能互换进出气的内循环空气泵的制作方法

本发明属于空气泵技术领域，具体涉及一种能互换进出气的内循环空气泵。

背景技术：

随着汽车工业技术的发展，为了增强车辆行驶过程中的舒适性与平稳性，空气悬架系统得到了广泛应用。其利用空气弹簧缓冲来自车轮的振动，并根据路况实时调节空气弹簧的气量，依此来改变空气弹簧的高度，达到车体高度稳定的目的。

在实际应用中，由电磁阀切换空气弹簧的充放气状态。在空气弹簧需要升高时，电磁阀打开其充气支路，空气泵吸入外界空气后，增压压入空气弹簧，完成充气过程；当空气弹簧需要降低时，则电磁阀打开其放气嘴，将部分气体排向大气中。上述过程中，排气时空气弹簧将部分高压气体直接排入大气，充气时需要空气泵再次重新加压吸入的大气，这在一定程度上增大了空气泵的工作强度，延长了工作时间，既在一定程度上影响了车辆的舒适性，又造成了能源浪费。

于是，人们开始寻找一种节能方案，能够收纳空气弹簧排出的气体，然后加压该气体对空气弹簧充气。中国实用新型专利201621151035公开了一种基于机械高度阀车用空气悬架闭环控制装置，其将高压空气储存在供气储气罐5内，待空气弹簧7需要升高时，由供气储气罐5经过机械高度阀6为空气弹簧7充气，待空气弹簧7需要降低时，空气弹簧7内多余的气体则经机械高度阀6进入循环缓冲罐9中，当循环缓冲罐9的压力达到预定值时，则开启气泵1，将循环缓冲罐9内的气体压入供气储气罐5中，以备再次为待空气弹簧7充气使用。虽然此种供气方式避免了空气弹簧中的气体直接排入空气中，一定程度上节省了高压气体的能源，但是结构比较复杂，并且空气弹簧的充气速度较慢。

中国发明专利申请201810091836.5公开了一种气源自循环利用的乘用车电子悬架系统，依然没有改变空气泵184为出气筒4补气，出气筒4为各气囊6、8、10、13充气的实质。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种能互换进出气的内循环空气泵，能够实现进出气在第一气嘴和第二气嘴间的互换，使得同一个气嘴既可以作为进气口又可以作为高压出气口。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：设计一种能互换进出气的内循环空气泵，包括泵壳，泵壳上配置有第一气嘴和第二气嘴，其特征在于：

泵壳内开设有高压腔和低压腔，高压腔和低压腔之间设置气缸，气缸具有进气口和出气口，进气口连通低压腔，出气口连通高压腔，进气口上设置进气控制阀，出气口上设置出气控制阀；

第一气嘴中安装第一电磁阀，第一电磁阀连通第一气道和第二气道，第二气嘴中安装第二电磁阀，第二电磁阀连通第三气道和第四气道，第一气道和第三气道均连通低压腔，第二气道和第四气道均连通高压腔，第一电磁阀控制第一气嘴接通第一气道或者第二气道，第二电磁阀控制第二气嘴接通第三气道或者第四气道。

优选的，所述第一电磁阀和第二电磁阀的结构同为：在阀体内设置支架，支架上缠绕有电磁线圈，支架内配装阀座和阀芯，阀座与阀芯间配装第一弹性体，阀芯中开设贯通阀芯两端的通气孔，阀芯的一端能紧靠在阀座上、另一端具有伸出阀座的伸出段，伸出段的端部设置阀嘴，阀芯的外壁上开设通气槽，阀体上开设有过气孔，过气孔与通气槽相连通；

第一电磁阀：阀嘴连接第一气嘴，过气孔连接第一气道，伸出段能位于第二气道处；

第二电磁阀：阀嘴连接第二气嘴，过气孔连接第三气道，伸出段能位于第四气道处。

优选的，所述阀座上设置密封垫，密封垫能堵塞住通气孔。

优选的，所述阀嘴上配装密封圈。

优选的，所述高压腔中设置高压气管，高压气管将高压腔分割为第一高压腔和第二高压腔，第二高压腔中填充有干燥剂，第二高压腔连通第四气道，第一高压腔连通第二气道。

优选的，第二高压腔与第四气道间设置第一单向阀，第二高压腔中的气体能够进入第四气道中。

优选的，第一气道与低压腔之间、以及第三气道与低压腔之间均安装有第二单向阀，第一气道和第三气道中的气体能够进入低压腔中。

优选的，所述气缸包括缸筒，缸筒内配装活塞，活塞上设置活塞杆，活塞杆安装在偏心轮上，偏心轮配装在动力旋转装置的转轴上，动力旋转装置设置在低压腔中，进气口开设在活塞上，出气口开设在缸筒的端壁上。

优选的，所述高压腔的侧壁上还安装有限压阀，限压阀包括开设在泵壳内的第一内腔，第一内腔连通泄气孔和排气孔，泄气孔连通高压腔，排气孔连通外界，第一内腔中设置第一阀塞，第一阀塞的一端能堵在泄气孔上、另一端通过第二弹性体联接在泵壳上。

优选的，所述泵壳上还设置补气嘴，补气嘴中设置补气阀，补气阀包括开设在泵壳内的第二内腔，第二内腔具有连通低压腔的补气孔和连通外界的进气孔，第二内腔中设置第二阀塞，第二阀塞的一端能封堵在进气孔上、另一端通过第三弹性体联接在泵壳上。

优选的，所用动力旋转装置为电机。

优选的，所述第一弹性体、第二弹性体和第三弹性体均为弹簧。

优选的，所述进气控制阀和出气控制阀为弹性阀片。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、由于泵壳内开设有高压腔和低压腔，而高压腔和低压腔之间设置气缸，可以将低压腔中的气体加压后供给高压腔，通过控制第一电磁阀和第二电磁阀的工作状态，切换第一气嘴和第二气嘴进行进气或者出气，使得其中任一个气嘴处于进气状态，而另一个气嘴处于高压出气状态，如此实现空气悬架中气体的内部双向流通，并且气缸均参与加压输送工作，增大了气体的输送效率。

2、由于阀芯中开设贯通阀芯两端的通气孔，阀芯的一端能紧靠在阀座上、另一端具有伸出阀座的伸出段，伸出段的端部设置阀嘴，可以依靠阀嘴的伸缩实现气路的切换，能够简化气路结构，保证气体流通更加顺畅，同时使得泵体结构更加紧凑，减少占用空间。

3、由于阀座上设置密封垫，密封垫能堵塞住通气孔，能够增大通气孔被封堵的密封性，避免串气现象发生。

4、由于阀嘴上配装密封圈，能够增强阀嘴与第一气嘴或者第二气嘴间的连接密封性，同样也是为了避免串气现象的发生。

5、由于高压腔中设置高压气管，高压气管将高压腔分割为第一高压腔和第二高压腔，第二高压腔中填充有干燥剂，第二高压腔连通第四气道，第一高压腔连通第二气道，使得一路能够输出经过干燥的高压气体，使其进入对气体干燥程度要求较高的设备，利于延长其使用寿命。

6、由于第二高压腔与第四气道间设置第一单向阀，只允许第二高压腔中的气体能够进入第四气道中，反之则不通，避免空气悬架设备中的气体从高压侧进入泵体。

7、由于第一气道与低压腔之间、以及第三气道与低压腔之间均安装有第二单向阀，使得只允许第一气道和第三气道中的气体进入低压腔中，避免气体返流。

8、由于动力旋转装置的转动带动活塞做往复移动，完成吸气、压缩与排气，进气控制阀和出气控制阀的设置，使得只有活塞在拉出时，进气控制阀才能打开进气，在推进压缩气体时则关闭，待压缩气体达到一定的强度时，才能顶开出气控制阀，排出加压后的高压气体，结构简单，且性能稳定。

9、由于高压腔的侧壁上还安装有限压阀，能够避免腔内压力过高，利于延长其使用寿命。

10、由于泵壳上还设置了补气嘴，补气嘴中设置补气阀，能够在低压腔中压力较小时，完成自动补气，确保泵体正常运行。

11、本发明结构简单，能够实现第一气嘴和第二气嘴间的气体双向加压流动，真正完成空气悬架系统的气体内循环，节约能源，利于延长空气泵的使用寿命，便于在行业内推广应用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中a-a剖视放大图；

图3是图1中b-b剖视放大图；

图4是图1的c向视图；

图5是图4中d-d剖视图；

图6是图5中局部i的放大视图；

图7是图5中局部ii的放大视图；

图8是图5中e-e剖视图；

图9是图5中f-f剖视图；

图10是图9中局部iii的放大视图；

图11是第一和第二电磁阀的结构示意图

图12是图11中g-g剖视图；

图13是图12中h-h剖视图。

图中标记：1、泵壳；2、限压阀；3、第二气嘴；4、第一气嘴；5、补气嘴；6、高压气管；7、第二气道；8、第四气道；9、第一电磁阀；10、第二电磁阀；11、第一高压腔；12、第二高压腔；13、电机；14、低压腔；15、补气阀；16、缸筒；17、偏心轮；18、活塞杆；19、活塞；20、进气口；21、进气控制阀；22、出气口；23、出气控制阀；24、第二内腔；25、第二阀塞；26、第三弹簧；27、补气孔；28、第一气道；29、第三气道；30、透气孔；31、第二单向阀；32、第一单向阀；33、阀腔；34、浮球；35、密封板；36、阀体；37、阀嘴；38、密封圈；39、电磁线圈；40、通气槽；41、支架；42、阀芯；43、通气孔；44、过气孔；45、阀座；46、密封垫；47、第一弹簧。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图3和图5所示，本发明在泵壳1内开设有高压腔和低压腔14，高压腔和低压腔14之间设置气缸，如图6所示，在气缸的缸筒16内配装活塞19，活塞19上设置活塞杆18，活塞杆18安装在偏心轮17上，偏心轮17配装在电机13的转轴上，电机13设置在低压腔14中，活塞19上开设有进气口20，进气口20连通低压腔14，进气口20上设置进气控制阀21，在缸筒16的端壁上开设出气口22，出气口22连通高压腔，出气口22上设置出气控制阀23。如图2和图8所示，在阀壳中开设第一气道28、第二气道7、第三气道29和第四气道8，第一气道28和第三气道29均连通低压腔14，第二气道7和第四气道8均连通高压腔。如图1和图4所示，在泵壳1上配置有第一气嘴4和第二气嘴3，第一气嘴4中安装第一电磁阀9，第二气嘴3中安装第二电磁阀10，第一电磁阀9与第二电磁阀10的结构相同，如图11、图12和图13所示，具体如下：

在阀体36内设置支架41，支架41上缠绕有电磁线圈39，支架41内配装阀座45和阀芯42，阀芯42的靠近阀座45的一端呈尖锥状，阀座45与阀芯42间配装第一弹簧47，阀芯42中开设贯通阀芯42两端的通气孔43，阀芯42的一端能紧靠在阀座45上，阀座45上设置密封垫46，密封垫46能堵塞住通气孔43，阀芯42的另一端具有伸出阀座45的伸出段，伸出段的端部设置阀嘴37，阀嘴37上配装密封圈38，阀芯42的外壁上开设通气槽40，阀体36上开设有过气孔44，过气孔44与通气槽40相连通。

第一电磁阀9的阀嘴37连接第一气嘴4，其过气孔44连接第一气道28，伸出段能位于第二气道7处，用于控制第一气嘴4接通第一气道28或者第二气道7。第二电磁阀10的阀嘴37连接第二气嘴3，其过气孔44连接第三气道29，伸出段能位于第四气道8处，用于控制第二气嘴3接通第三气道29或者第四气道8。

为了能使第二气嘴3输出干燥的高压气体，如图9所示，本发明还在高压腔中设置高压气管6，高压气管6将高压腔分割为第一高压腔11和第二高压腔12，第一高压腔11为高压气管6的内腔，第二高压腔12中填充有干燥剂，第二高压腔12连通第四气道8，如图10所示，第二高压腔12与第四气道8间的泵壳1上开设第一单向阀32的阀腔33，阀腔33中设置浮球34，阀腔33上设置密封板35，密封板35上开设连通第二高压腔12的透气孔30，浮球34能完全封堵在透气孔30上，如此第二高压腔12中的气体只能单向进入第四气道8中。第一高压腔11连通第二气道7。第一气道28与低压腔14之间、以及第三气道29与低压腔14之间均安装有第二单向阀31，第一气道28和第三气道29中的气体只能单向进入低压腔14中。

为了防止高压腔中的气压超高而影响其使用寿命，高压腔的侧壁上还安装有限压阀2，限压阀2在泵壳1内开设有第一内腔，第一阀壳上开设有泄气孔和排气孔，泄气孔连通高压腔，排气孔连通外界，第一内腔中设置第一阀塞，第一阀塞的一端能堵在泄气孔上、另一端通过第二弹性体联接在泵壳1上。还在泵壳1上设置了补气嘴5，补气嘴5中设置补气阀15，如图7所示，补气阀15在泵壳1内开设有第二内腔24，第二内腔24具有连通低压腔14的补气孔27和连通外界的进气孔，第二内腔24中设置第二阀塞25，第二阀塞25的一端能封堵在进气孔上、另一端通过第三弹簧25联接在泵壳1上。

上述进气控制阀21和出气控制阀23可以选用结构简单的弹性阀片，可以采用其它形式的单向控制阀，只要能够实现单向控制即可，对其结构不做具体要求。上述第二单向阀31的结构同补气阀15，在此不再具体赘述。

本发明的工作过程如下：

该内循环泵使用于空气悬架系统中，其第一气嘴4用于连接储气罐，第二气嘴3用于连接空气弹簧。当空气弹簧需要降低调节时，控制第二电磁阀10处于断电状态，此时阀芯42在第一弹簧47的支撑下，脱离开阀座45，使得阀嘴37伸出，紧接在第二气嘴3上，将第四气道8隔离阻断了，空气弹簧排出的气体只能通过第二气嘴3进入阀芯42的通气孔43中，从与阀座45的脱离部位进入通气槽40中，到达过气孔44处，从过气孔44中进入第三气道29，顶开该气路中的第二单向阀31，进入低压腔14，电机13带动活塞杆18拉出，缸筒16中气压突然降低，致使进气控制阀21打开，低压腔14中的气体进入活塞19上的进气口20，进入缸筒16的工作腔，待工作腔的容积不再继续增大，工作腔的气压与低压腔14中气压基本持平时，进气控制阀21被关闭；当活塞杆18被推回时，工作腔的容积减小，其内气体被压缩，等达到一定强度时则顶开出气控制阀23，被压入高压腔中，此时由于第四气道8不通，高压腔中气体只能进入第一高压腔11，通过第二气道7到达第一电磁阀9处，控制第一电磁阀9得电，其阀芯42在电磁力的作用下，克服第一弹簧47的弹力向阀座45处移动，通气孔43被封堵在阀座45上，阀嘴37脱离与第一气嘴4的连接，失去对第二气道7的隔离阻断作用，使得高压气体进入第一气嘴4，排到储气罐中。

当空气弹簧需要补气升高时，控制第一电磁阀9处于断电状态，此时阀芯42在第一弹簧47的支撑下，脱离开阀座45，使得阀嘴37伸出，紧接在第一气嘴4上，将第二气道7隔离阻断了，储气罐中的气体只能通过第一气嘴4进入阀芯42的通气孔43中，从与阀座45的脱离部位进入通气槽40中，到达过气孔44处，从过气孔44中进入第一气道28，顶开该气路中的第二单向阀31，进入低压腔14，气缸工作，将低压腔14中的气体压入高压腔中，此时由于第二气道7不通，高压腔中气体只能进入第二高压腔12，经过干燥后打开第一单向阀32，通过第四气道8到达第二电磁阀10处，控制第二电磁阀10得电，其阀芯42在电磁力的作用下，克服第一弹簧47的弹力向阀座45处移动，通气孔43被封堵在阀座45上，阀嘴37脱离与第二气嘴3的连接，失去对第四气道8的隔离阻断作用，使得高压气体进入第二气嘴3，填充到空气弹簧中。

如此实现空气悬架系统中的气体在储气罐和空气弹簧间的双向快速流通，实现内部循环，避免了压力能的损失，降低了空气泵重新压缩空气为空气弹簧补气的时间，并且低压腔14中气压也要高于常压，降低了活塞19上的压差，减小了活塞19的工作受力，既利于延长活塞19的使用寿命，又减低了电机13的功率。

在空气弹簧不需要做高度调节时，空气弹簧上的电磁阀处于关闭状态，第一电磁阀9、第二电磁阀10和气缸均处于断电状态，第二气嘴3无气流进出，第一气嘴4与低压腔14相连通，无气流流动动力。

在上述过程中，低压腔14中的气体较少，低于预定值时，补气阀15在压差的作用下自动打开，通过补气嘴5向低压腔14中补气；高压腔中的气压超过预定值时，限压阀2被顶开，进行卸压，直至低于预定值而自动关闭。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。