一種氣密產品用的可調氣嘴的製作方法

2023-08-01 06:39:41 2

專利名稱：一種氣密產品用的可調氣嘴的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種氣密產品用的可調氣嘴，應用於各種氣密產品的充氣和洩壓。
背景技術：
氣密性產品如皮划艇、充氣浮標、充氣帳篷、彩彈球遊戲障礙物等，均需要通過一個氣嘴來充放氣。或是充氣成型將氣體密閉其中，或是放掉氣體方便摺疊保存。這類氣密產品充氣壓力一般高出大氣壓只有幾個至數十個KPa。
現行氣嘴由閥座和用螺紋配接在閥座通孔內的閥體以及兩者之間的密封環組成。該閥座外側帶一平板圓環，平板圓環下表面同氣密產品圓孔壁外側四周用粘接劑粘合。
氣密產品充氣成型後暴露在空氣中受陽光照射，其內部氣體溫度會不斷上升。氣溫逐步下降時，氣密產品內部氣體的溫度也隨之降下。因此，在體積隨溫膨脹十分有限的情況下，氣密產品內部溫度的變化必然引起內部壓力的變化。當壓力足以推動體積越過膨脹的限度時，氣密產品就會爆裂。
為了防止爆裂，現行氣嘴帶有自動洩壓機構，只要內部壓力超出一定範圍，氣嘴出氣閥門口就打開，開始放出氣體。此過程會一直持續到內部壓力下降到允許範圍之內而將出氣閥門口關閉為止。這類氣嘴的不足有一是在充氣時給氣密產品限定的內部壓力大小值不管是春夏秋冬還是陰雨雲睛雪都是相同的。二是跨越氣溫溫差性能低，當氣密產品被迫從環境中迅速吸收熱量而使內部壓力急驟增大時，由於洩壓氣流流量很小，氣密產品來不及洩壓發生爆炸破裂。

發明內容
本發明的目的在於克服上述現有技術中的不足之處，提供一種根據充氣時的天氣溫度設定壓力、跨越氣溫溫差性能高的氣密產品用的可調氣嘴。必要時，它還可供使用者根據當地氣象臺天氣預報計算出的溫差進行充氣後的壓力調整以便適時制止氣密產品內部壓力驟然升高帶來的破裂。
本發明的目的可以這樣達到一種氣密產品用的可調氣嘴，它由閥座和用螺紋配接在閥座通孔內的閥體和兩者之間的密封環組成，其特徵是閥體由出氣閥體和充氣閥體組成；充氣閥體插在出氣閥門口內一端用螺紋同滑動螺帽相配接，此端帶一充氣閥門口及其充氣閥門口蓋，另一端用螺紋配一密封蓋和一體地固定著出氣閥門口蓋及其相疊合的密封墊；滑動螺帽通過側向的三個凸榫分別同出氣閥體空腔內壁的三條縱向的凹槽相配接；一壓簧套在充氣閥體外側一端抵在出氣閥體的出氣閥門口外圍區域，另一端抵在滑動螺帽上；出氣閥門口是一倒喇叭口，其大張口邊緣一體地固定著環形錶盤，盤上每隔45°開一指針槽；出氣閥門口蓋外側四周一體地均分分布四隻指針，各指針同相應的指針槽相匹配；密封墊藉助壓簧的作用力同倒喇叭口密閉結合。
本發明相比現有技術具有如下優點1、設定壓力簡單，只需旋轉充氣閥體；
2、保留了現有氣嘴安裝簡便的優點；3、根據天氣溫度設定壓力後可安全跨越的溫差大。
4、當氣溫溫差大於每次設定後的跨越溫差時，只須根據跨越後的溫度用同樣的方法再次設定即可。


附圖是本發明結構分解示意中1是出氣閥體，11是密封環，12是螺紋，13是凹槽，14是滑動螺帽，141是出氣通孔，142是凸榫，15是壓簧，16是倒喇叭口，17是指針槽，19是鎖定孔，2是充氣閥體，21是出氣閥門口蓋，23是密封蓋，24是密封墊，25是充氣閥門口，26是充氣閥門口蓋。
具體實施例方式
本發明下面結合附圖作進一步的說明。一種氣密產品用的可調氣嘴，它由閥座及其用螺紋(12)配接在閥座通孔內的閥體和兩者之間的密封環(11)組成，閥體由出氣閥體(1)和充氣閥體(2)兩部分組成。充氣閥體(2)插在出氣閥門口內一端用螺紋同滑動螺帽(14)相配接，此端帶一充氣閥門口(25)及其充氣閥門口蓋(26)，另一端用螺紋配一密封蓋(23)和一體地固定著出氣閥門口蓋(21)及其相疊合的密封墊(24)；滑動螺帽(14)通過側向的三個凸榫(142)分別同出氣閥體(1)空腔內壁的三條縱向的凹槽(13)相配接；一壓簧(15)套在充氣閥體(2)外側一端抵在出氣閥體(1)的出氣閥門口外圍區域，另一端抵在滑動螺帽(14)上；出氣閥門口是一倒喇叭口(16)，其大張口邊緣一體地固定著環形錶盤，盤上每隔45°開一指針槽(17)；出氣閥門口蓋(21)外側四周一體地均分分布四隻指針，各指針同相應的指針槽(17)相匹配；密封墊(24)藉助壓簧的作用力同倒喇叭口密閉結合。
充氣時將密封蓋(23)打開，氣流從充氣閥體(2)內部經充氣閥門口(25)掀開蓋(26)後進入氣模產品內部。由於氣密產品內部的氣體量不斷增多，氣模產品不斷膨脹，當內部壓力大於外部壓力且足以抵抗壓簧的作用力時，出氣閥門口蓋(21)被頂開，內部氣體經通氣孔(141)及滑動螺帽(14)同出氣閥體(1)內壁之間的空隙從出氣閥門口倒喇叭口(16)逸出到外界。此過程直到內部壓力同彈簧的產生的壓力和大氣壓平衡為止。平衡時，出氣閥門口倒喇叭口(16)由蓋(21)及其密封墊(24)密閉。當然，未充氣時，由於充氣閥門口(25)被其蓋(26)以及充氣閥體埠被蓋(23)緊閉，內部氣體不可能逆著充氣道逃到外界。
假定充氣後的氣模產品，其趨於環境溫度變化的過程為等容準靜態過程。對於一定材料製作的氣模產品，存在一個極限壓力pm，內部壓力pλ超過此值即發生爆炸。充氣時的天氣溫度為Tλ；內部壓力pλ用λ個pm來表示。依照克拉伯龍方程，氣模產品內部的壓力應與溫度成正比。其允許溫升的最大差值為Tm-T=(1-1)T]]>此式說明，允許溫升的最大差值Tm-Tλ隨著充氣時天氣溫度Tλ的變化而變化。這裡可以明顯地看出現有氣嘴的不足每次充氣不論何時，所充的內部壓力由其自動洩壓機構決定，有著相同的λ值。因而充氣溫度Tλ低時，充氣後所能跨越的溫差Tm-Tλ值也低。為了避免現有氣嘴的不足，上式說明可以通過調整λ值來維持一定值的Tm-Tλ，使氣嘴一年四季都具備統一的安全跨越值Tm-Tλ。
對於使用者，假定充氣時的溫度為Tλ，他依照當天天氣預報得知的最大溫差為ΔT。若ΔT≤Tm-Tλ，則可以保持氣模產品不爆裂。但若ΔT≥Tm-Tλ，則會爆裂。此情形下為了防止爆裂就要調整適當的λ值，使之滿足ΔT≤Tm-Tλ。λ值的調整通過調整壓簧的伸縮量來實現。需要的λ滿足下式T(1-1)T]]>亦即TT+T]]>顯然，允許用戶向氣模產品充入的壓力pλ最大值為p|max=pm=TpmT+T]]>此式對應的彈簧壓宿量X計算如下依照胡克定律彈簧此時產生彈力f與X成正比，比例係數為彈簧的倔強係數k。充完氣時，氣嘴出氣閥門口蓋(21)受力應當平衡，設定蓋(21)的有效受力面積為S，於是p-pa=kSX]]>X=Sk(p-pa)=Sk(TpmT+T-pa)]]>式中pα為環境大氣壓。
如果彈簧的壓縮量設定為X0，可得出ΔT與Tλ之間的關係T=[pmSkX0+paS-1]T]]>稱[pmSkX0+paS-1]=]]>為安全係數。於是ΔT＝αTλ。從安全係數α可知，它由氣模產品的極限壓力pm、環境大氣壓pa、氣嘴出氣閥門口蓋(21)的有效受力面積S和彈簧壓縮狀態下產生的力kX0共同來決定。
令ΔT＝10℃，表示我們需要氣密產品設定壓力後安全跨越的溫差。我們希望氣密產品根據充氣時的溫度Tλ設定壓力後環境溫度繼續上升10℃以內能夠保證不爆裂。根據我們日常經驗，充氣時一年四季最低氣溫t可以從-7℃～48℃.Tλ＝273+t，其α值隨t的變化關係必然滿足如下列表

出氣閥門口蓋(21)有效受力面積S顯然可近似為側喇叭口小張口的圓孔面積，其喉徑在實際中取為20.5mm；爆裂發生在氣模產品使用中磨損到一定程度，為了儘量延長氣模產品的使用壽命，可將極限壓力pm控制在(1+β％)pα；pα是大氣壓力101.3Kpa。注意到α值遠比1小，可求得kX0＝[β％-α]pαS上式β％-α應＞0，因為β％-α≤0表示壓簧(15)不施力於出氣閥門口蓋(21)或者所施力的方向同裝置中的方向相反。因此必須，β％＞α。令β為4，則相應於上表中各α值的kX0列表如下

取kX0的算術平均，kX0＝19.75％。注意到此值接近於18～23℃時的值，由上面的關係可求得α％＝3.42，t＝19.4℃。如果常態時的壓簧，氣嘴出廠時壓縮量X0設定為15mm，則可求得k＝1.32％N/mm。設定充氣閥體(2)在滑動螺帽(14)中旋轉一周前進或後退1個毫米(螺距)，規定前進為「+」，後退為「-」。按k＝1.32％N/mm計算出上表中相應的X0及其與15mm的差值n(取整數)，列表如下

表中n實際上也代表了壓簧從出廠X0＝5mm位置開始調整到相應位置所需轉動充氣閥體(2)的圈數。正值表示前進，進一步增大彈簧的壓縮量；負值表示後退，減少彈簧的壓縮量。以下列舉幾個如何使用的例子例1、充氣時的氣溫為-2℃，當天天氣最高溫度為7℃。此時，最大溫差只有9℃。對照上表可知，將充氣閥體(2)倒轉7圈即可使氣密產品具有10℃的安全跨越溫差，能夠滿足環境9℃溫差的變化。
例2、充氣時的氣溫為23℃，當天天氣最高溫度為33℃。此時，最大溫差正好10℃。對照上表可知，將充氣閥體(2)正轉2圈即可使氣密產品具有10℃的安全跨越溫差，能夠滿足環境10℃溫差的變化。
例3、充氣時的氣溫為30℃，當天天氣最高溫度為39℃。此時，最大溫差9℃。對照上表可知，表中沒有相應的溫度，可取28℃、33℃兩溫度相應圈數之間的值3.5圈。就是說，將充氣閥體(2)正轉3圈或4圈即可使氣密產品具有10℃的安全跨越溫差，能夠滿足環境9℃溫差的變化。
例4、充氣時的氣溫為13℃，當天天氣最高溫度為33℃。此時，最大溫差20℃。對照表可知，將充氣閥體(2)倒轉2圈只能使氣密產品往後平安經歷溫升10℃的變化至23℃。如果不做相應的壓力調整，往後環境溫度23℃～33℃的變化將使氣密產品爆裂。為了防止爆裂，就有必要做適當的調整。如何調整呢？只須觀察環境溫度，在環境溫度變化到23℃時，根據上述表格按充氣溫度23℃再次調整圈數即可。此時，將充氣閥體(2)正轉2-(-2)＝4圈。應注意到，氣溫較低時所充入氣密產品內部的空氣密度較大。當再次調整時，意味著內部有少量氣體會從出氣閥門口流出來，所以再次調整相當於人工及時洩壓，達到防止爆裂的目的。
有時為了鎖定調好的指針，可以將指針壓入指針槽(17)旁邊的鎖孔(19)內。此時充閥體(2)將不能隨意轉動。
權利要求
1.一種氣密產品用的可調氣嘴，它由閥座和用螺紋配接在閥座通孔內的閥體和兩者之間的密封環(11)組成，其特徵是閥體由出氣閥體(1)和充氣閥體(2)組成；充氣閥體(2)插在出氣閥門口內一端用螺紋同滑動螺帽(14)相配接，此端帶一充氣閥門口(25)及其充氣閥門口蓋(26)，另一端用螺紋配一密封蓋(23)和一體地固定著出氣閥門口蓋(21)及其相疊合的密封墊(24)；滑動螺帽(14)通過側向的三個凸榫(141)分別同出氣閥體(1)空腔內壁的三條縱向的凹槽(13)相配接；一壓簧(15)套在充氣閥體(2)外側一端抵在出氣閥體(1)的出氣閥門口外圍區域，另一端抵在滑動螺帽(14)上；出氣閥門口是一倒喇叭口(16)，其大張口邊緣一體地固定著環形錶盤，盤上每隔45°開一指針槽(17)；出氣閥門口蓋(21)外側四周一體地均分分布四隻指針，各指針同相應的指針槽(17)相匹配；密封墊(24)藉助壓簧(15)的作用力同倒喇叭口(16)密閉結合；壓簧(15)的倔強係數為k＝1.32％N/mm；出廠設定壓縮量為15mm；充氣閥體(2)配接滑動螺帽(14)的螺距為1mm；安全跨越的溫差預設為10℃；充氣時環境溫度t同充氣閥體(2)的旋轉圈數n之間滿足下表關係
2.根據權利要求1所述的一種氣密產品用的可調氣嘴，其特徵是在指針槽(17)旁設定鎖定孔(19)。
全文摘要
本發明涉及一種氣密產品用的可調氣嘴，應用於各種氣密產品的充氣和洩壓。它的閥體由出氣閥體和充氣閥體組成；充氣閥體插在出氣閥門口內一端用螺紋同滑動螺帽相配接；滑動螺帽通過側向的三個凸榫分別同出氣閥體空腔內壁的三條縱向的凹槽相配接；一壓簧套在充氣閥體外側一端抵在出氣閥體的出氣閥門口外圍區域，另一端抵在滑動螺帽上；壓簧的倔強係數為k＝1.32％N/mm；出廠設定壓縮量為15mm；充氣閥體配接滑動螺帽的螺距為1mm；安全跨越的溫差預設為10℃；充氣時環境溫度t同充氣閥體的旋轉圈數n之間滿足預定的關係。具有設定壓力簡單；保留了現有氣嘴安裝簡便；設定壓力後可安全跨越的溫差大等優點。
文檔編號F16K37/00GK1776275SQ20051001996
公開日2006年5月24日 申請日期2005年12月4日 優先權日2005年12月4日
發明者陳忠 申請人:陳忠