一種能快速省力充入流體的產品結構的製作方法
2023-12-01 05:49:06 2
本發明涉及到可充放流體的產品結構，尤其涉及一種能快速省力充入流體的產品結構。
背景技術：
充流體產品的應用越來越多，例如各種氣墊、氣床、水床、充氣廣告拱門、充氣/充液玩具等等；尤其是在戶外領域，充氣床墊更是常見用具。
現有的充流體產品，通常是通過泵體向原來已被排空的密封囊體腔內充入流體，先使產品膨脹成形，然後再繼續充入流體直至產品達到所需的使用壓力。在此過程中，使產品成形和使產品達到所需壓力的流體全都必須通過泵體才能進入密封囊體內，耗時耗能。尤其是通過腳踏泵或手動泵等人力驅動的泵體進行充氣時，要較長時間重複單調的動作，耗時耗力效率低。
為能達到快速省力充填流體的目的，人們設計出了在囊體內設置高回彈海綿夾層，通過高回彈海綿的自行膨脹來提高充氣效率；但是為了保證密封性能，通常把進氣口設計的較小，這種進氣口的結構雖然提高了密封性但同時局限了充放效率。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀提供一種能大大提高流體填充效率的快速充放產品結構。
本發明解決上述技術問題所採用的技術方案為：該能快速省力充放的產品結構，包括可密封的囊體，所述囊體上設有流體填充口；其特徵在於所述囊體連接有能使其先基本成形的結構件以及所述流體填充口的流體通道設計的比較大以方便流體可快速進出囊體。
所述結構件可以為設置在所述囊體外的外囊。通過外囊的膨脹帶動與之連接的囊體的膨大並通過所述流體填充口自行吸入外界流體。
或者所述結構件為設置在所述囊體內的第一內囊，所述第一內囊的填充口上設有閥門。通過向體積遠遠小於囊體的第一內囊充填流體，帶動囊體成形並使其快速吸入外界流體。在囊體成形後，再通過流體填充口繼續充入流體使其達到所需的使用壓力。該方案結構不影響囊體的外觀；因為填充口較大，充填速率快；且省去了使囊體成形階段的充填工作，充填效率高。從而實現快速省力地充填的目的。
較好的，所述第一內囊可以沿所述囊體的周緣布置，或者交叉布置，或者平行布置。
更好地，所述第一內囊可以包括間隔布置在所述囊體內的多個柱狀囊，各所述柱狀囊之間通過管道相連通。該結構通過各通道對各柱狀囊充填，充填更小的容積即可使囊體快速成形。
作為上述各方案的改進，所述第一內囊內還可以套設有第二內囊，並且所述第二內囊的容積小於所述第一內囊的容積。通過充填第二內囊來促使第一內囊成形，從而帶動囊體成形，充填體積更小，充填效率更高。
較好的，所述第二內囊可以沿所述第一內囊的周緣呈螺旋狀布置或呈網格狀布置。
再或者，所述結構件還可以為設置在所述囊體內的彈性條狀物。例如彈性鋼絲、彈性塑膠條，彈性玻纖杆，等等。
又或者，所述結構件還可以為設置在所述囊體的外表面上的提拉裝置。例如可以是拉手、拉架、系有吊繩的拉杆，等等。
更好地，還可以在所述第一和/或第二內囊內填充有高回彈海綿。高回彈海綿可以直接複合在內囊的壁上，也可以容置在內囊的腔體內。
與現有技術相比，本發明所提供的可快速省力填充的產品結構，通過結構件的設置，能使囊體先基本成形，通過與外界連通的流體填充口利用囊體內外壓力必須保持相等的連通器原理，使外界流體經由流體填充口自行進入囊體，填充速度快，效率高，省力。
本發明特別適合運用於充氣量較大的充氣床/墊、充氣舟艇、充氣兒童淘氣堡以及充氣廣告拱門等。產品容積(總充氣量)越大的產品，節省下來的成形階段的充入流體量的比例就越高，節省充氣時間和能源的效果就越明顯。而且，由於內囊、第一內囊和/或第二內囊在產品成形後都是被不同的閥門密封起來的，傳統的充氣兒童淘氣堡或充氣廣告拱門中原來需要一直開啟泵體保持壓力的缺點就可以被克服，從而起到額外的節能效果。
附圖說明
圖1為本發明實施例1的第一內囊為單層結構時的局部剖示圖；
圖2為本發明實施例1的第一內囊為單層結構時的透視圖；
圖3為圖2的KK』截面平面示意圖；
圖4為圖2的KK』截面立體示意圖；
圖5為實施例1的第一內囊為雙層結構時的KK』截面平面示意圖；
圖6為實施例1的第一內囊為雙層結構時的KK』截面的透視立體示意圖；
圖7為實施例1的第一內囊為三層結構時的KK』截面平面示意圖；
圖8為實施例1的第一內囊為三層結構時的KK』截面透視立體示意圖；
圖9為實施例1的一種囊體為兩個時的透視立體示意圖；
圖10為本發明的實施例6的一種外囊立體示意圖；
圖11為本發明實施例2的立體示意圖；
圖12為本發明實施例3的立體示意圖；
圖13為本發明實施例4第二內囊沿第一內囊周壁呈螺旋狀布置時的立體示意圖；
圖14為本發明實施例4第二內囊沿第一內囊周壁呈網格狀布置時的立體示意圖；
圖15為本發明實施例4的第二內囊呈條狀交叉布置時的立體結構示意圖，同時圖15也是將內囊和第一內囊打通後將第二內囊做為第一內囊使用時(實施例5)的立體示意圖；
圖16為本發明實施例7的立體示意圖；
圖17～圖19為本發明實施例7的一種收納過程示意圖；
圖20為本發明實施例8的立體結構示意圖；
圖21為本發明實施例8的一種彈性條狀物和拉繩組的示意圖；
圖22為本發明實施例8的在拉繩組被拉好固定後的效果剖面示意圖；
圖23為本發明實施例8的在拉繩組被拉好固定後的效果俯視圖；
圖24為本發明實施例8的在設置多個拉繩組後的使用效果示意圖；
圖25為本發明實施例9在未被提拉時的示意圖；
圖26為本發明實施例9在被提拉起後的示意圖；
圖27為本發明實施例9的另一種在未被提拉時的示意圖；
圖28為本發明實施例9的另一種在被提拉起後的示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。
實施例1
如圖1至圖4所示，該可快速省力充填的產品結構包括：
囊體1，可以根據需要為多種形狀，例如床墊形、舟船型、房屋形、城堡形、拱門形、動物形、等等，囊體1的內部為可密封的流體填充腔。填充腔可以是一個，也可以包括多個相互獨立的填充腔(如圖9所示)；本實施例中示出的是一個。囊體1上設有的流體填充口11，流體填充口的大小可以根據需要設定，優選0.2～20cm2，本實施例中流體填充口11的流體通過的有效口徑為3.14cm2，流體填充口11上設有囊體閥門12，用於打開或關閉流體填充口11。對於有多個填充腔的囊體，每個填充腔可對應設置一個流體填充口和囊體閥門(如圖9所示)。也可只設一個總的流體填充口和囊體閥門，在填充完成後再通過將填充口捲起、摺疊或卡斷等方式實現多腔分離。
本實施例中的結構件為第一內囊2，設置在囊體1內，沿囊體1的周緣布置；第一內囊2可以直接連接在囊體1的內壁上，也可以通過充填流體成形後貼合在囊體1的周邊上；本實施例中第一內囊2的進口端外露於囊體1，第一內囊2的進口端上設有閥門21。
第一內囊2的結構可以根據不同的囊體的結構而變化，與之適配，如圖5到圖8示出了另外兩種內囊的結構，該兩種第一內囊的結構能更好地適配高度較大的囊體。
以充氣為例說明本實施例快速充放產品結構的工作原理：
需要充氣時，打開第一內囊2的閥門21和囊體閥門12，通過第一內囊2的進氣端21向第一內囊2內充氣；由於第一內囊2的容積遠小於囊體1的容積，所以第一內囊2很快就會被充好膨脹，撐起囊體1的周緣使囊體下表面26和上表面27被拉起並緊繃。由於此時囊體閥門12處於打開狀態，囊體內部和囊體外部實際上為通過打開的囊體閥門12相連通的連通器，囊體內外氣壓必須保持相等，因此周圍環境中的空氣就會通過打開的囊體閥門12被自動吸入囊體內腔。由於流體通道11的有效通過截面比較大，因此，在容積相對小很多的第一內囊2被充好的同時，容積大很多的囊體1內已經被吸入的空氣充盈了其整個內腔。在實際產品中，囊體1所佔的容積約為90～80v％，第一內囊2所佔的容積僅約為10～20v％。
因此，本實施例中省去了常規充氣方式中使囊體1成形階段的所需的約90～80v％的充填工作，充填效率大大提高。從而實現快速省力地充填的目的。也就是說，就產品成形階段而言，本實施例可以通過經過泵體的充入第一內囊2內約為總氣量的10～20v％的空氣量讓其餘的約90～80v％的空氣量自動進入囊體1內，從而避免了約90～80v％的空氣量也必須通過泵體進入囊體所需耗費的時間和精力。極大地提高了充氣效率。
在囊體成形後，由囊體閥門12繼續充入空氣使囊體達到所需要的使用壓力，再關閉閥門12切斷流體填充口11即可到達使用狀態。
根據氣體狀態方程PV＝nRT,其中P為囊體內的壓力，V為囊體內體積(容積)，n為充入空氣的摩爾數(也就是充入囊體內的氣體量)，R為氣體常數，T為溫度；在囊體本身的伸縮變形量基本可以忽略的情況下(即囊體製造好後的容積V可視為固定不變)，V、R和T均為保持不變的參數，則囊體內壓力P與充入的流體量n成正比關係。實際使用時，設計和實測所得的充氣床正常的使用壓力範圍為2～5KPa。該使用壓力其實為囊體內外的壓力差，即，充氣床囊體內的絕對壓力與外界環境大氣壓的差值。標準大氣壓約為101KPa。根據氣體狀態方程PV＝nRT，在V、R和T均保持不變的情況下，為了獲得充氣床正常的2～5KPa的相對壓力差，我們只要往囊體內繼續補充充入約2/101～5/101(即，約等於2～5％)的空氣，即可在囊體內獲得約為103(101+2)～106(101+5)KPa的絕對壓強。也就是說，原來要通過泵體總共充入約103～106個單位的空氣才可獲得充氣床正常的2～5KPa的內外壓力差，通過本實施例，只要通過泵體充入約為原來的12％～25％的空氣量(包括充入第一內囊內的空氣和補充充入內囊內的空氣，合計約為12-25個單位的空氣量)即可獲得同等的內外壓力差，極大地提高了充氣效率，可節省大約88％～75％的充氣時間和精力。在實際使用中，即便是將囊體的伸縮變形量和氣體狀態方程理論計算與實測數值之間的偏差量也充分考慮進去，其節省程度也可達到約85％～70％左右。省時省力效果十分明顯。
在某些對囊體使用壓力沒有要求或刻意要使囊體保持鬆軟使用狀態的情況下，使用者甚至不需要對囊體進行補充充氣，而只是在囊體成形後將流體通道11切斷(關閉閥門12)即可。
當需要放氣時，打開第一內囊2和囊體1上的閥門，因為第一內囊2的空氣量比較少以及囊體1上的閥門有效氣體通道比較大，二者內部的氣體均可快速排掉，實現快速放氣和收納。
實施例2
如圖11所示，本實施例中的第一內囊2包括間隔布置在囊體1內的多個柱狀囊23，各柱狀囊23之間通過管道22相連通，並且各柱狀囊23的上下兩端分別連接在囊體的上表面27和下表面26上。
閥門21設置在其中一個柱狀囊23上。
其餘內容與實施例1相同。
實施例3
如圖12所示，本實施例是在實施例2的基礎上，在中間位置的柱狀囊23的中部設置了連接囊20，一方面用於加快第一內囊(也就是柱狀囊23)的充氣速度，同時對中間位置的柱狀囊23進行加固支撐，以進一步保證囊體成形的穩固性。
其餘內容與實施例2相同。
實施例4
如圖13～圖15所示，本實施例是實施例1的進一步改進，在第一內囊2內套設了第二內囊3，第二內囊3可以連接在第一內囊2的內壁上，或者也可以僅容置在第一內囊2的腔內，第二內囊3為細長的腔體，沿第一內囊2的周壁呈螺旋狀布置(如圖13所示)，也可沿第一內囊2的周壁呈網格狀布置(如圖14所示)，交叉布置(如圖15所示)或者平行布置，等等。
第二內囊3的進氣埠連接閥門24。
充氣時，打開第一、第二內囊和囊體上的閥門，向第二內囊3內充氣，由於第二內囊3的體積非常小，很小的充入氣體量即可將第二內囊3充滿併到達使用壓力，第二內囊3一旦充滿，即帶動第一內囊2成形撐起，周圍環境中的空氣在大氣壓的作用下會自動快速地充滿第一內囊2。在第一內囊2成形後，僅需對第一內囊2進行少量的補充充氣，內囊1也就同樣地被帶動和成形。本實施例方案充氣速度更快，用力更省。經實際測算，最多可省時省力達到90％以上。
其餘內容與實施例1相同。
實施例5
進一步地，如圖15所示，在囊體1和第一內囊2之間設置孔洞30使二者互相連通。孔洞可為一個或多個，孔洞面積可為幾平方毫米到幾十平方分米，優選0.2～20cm2。
這樣在第二內囊3撐起第一內囊2自動充氣的同時，第一內囊2的周壁對第二內囊3起到了保持和限位的作用。而充入第一內囊2中的氣體則可通過孔洞30進入內囊1內，用於最後補充第一內囊2和內囊1內的氣壓至設定值。
本實施例中的第二內囊3在功能上成了第一內囊2，這樣既可省掉對第一內囊2補充充氣的步驟，同時有能進一步提高充氣效率、簡化操作步驟。
其餘內容與實施例1相同。
實施例6
如圖10所示為本發明的一種結構件為外囊的實施例。通過外囊28的膨大成形，使囊體1通過囊體開口11大量地自動吸入外界的空氣。
其餘內容與實施例1相同。
實施例7
如圖16所示，本實施例中的結構件為設置在囊體1內的彈性條狀物5。本實施例中為彈性鋼絲(也可以使用其它如彈性塑料細杆，彈性玻璃纖維杆等)。
放開囊體時，打開流體通道11和/或閥門12，彈性鋼絲使囊體膨脹成形並吸入大量的空氣，自動完成囊體成形階段的充氣工作。使用者只需要在囊體成形後關閉流體通道11再通過閥門12繼續向囊體內充入約為囊體體積2％～5％的空氣即可。在某些對囊體使用壓力沒有要求或刻意要使囊體保持鬆軟的使用狀態的情況下，使用者甚至不需要對囊體進行補充充氣，而只是將流體通道11切斷(關閉閥門12)即可。這樣一來，連原來需要用於充氣的泵體都可以省掉了，不但完全避免了主要的充氣過程，還節省了泵體的製造成本。
在需要收納囊體時，打開所有閥門後，如圖17～圖19所示，將囊體的α端和β端收在一起成為一個類似鞍形的結構，然後將θ端或γ端塞入鞍形結構的中心位置，即可將囊體收納成如圖19所示的圓餅狀的扁平結構。用收納袋(圖中未畫出)或帶狀物25(如織帶或綁帶)將收好的囊體限制住避免其自動彈開即可。
在需要向囊體1內充氣時，撤銷施加彈性條狀物5上的約束力，彈性條狀物5在自身彈力作用下打開，帶動囊體成形，從而快速充氣，十分快捷和方便。
實施例8
如圖20～圖21所示，本實施例中的結構件為設置在囊體1內的彈性條狀物5；在彈性條狀物5上每隔一定的距離設置有可供囊體內的拉繩43自由通過的繩環44；不同的拉繩組43穿過不同彈性條狀物5上的繩環組44。如圖21所示，每個彈性條狀物環5上都有一根或一組可拉動的拉繩網絡43。同時，為了避免在拉動外部拉手41時因拉繩43穿過囊體1外表面時造成囊體撕裂或漏氣，囊體1上設置有一個可伸縮的盲管45；拉繩43位於囊體外的部分被盲管45所包覆，且拉繩43在盲管45的盲端氣密性一體化地穿過囊體表面。這樣，在拉動拉繩43的時候，盲管45可以配合拉繩43的抽拉相應地收縮(如圖22所示)，盲管45的氣密性盲端隨著拉繩43抽拉可自如地運動，從而避免囊體因拉繩43的抽拉時出現撕裂或漏氣。
同實施例7一樣，解除彈性條狀物環5後放開囊體時，彈性條狀物5使囊體膨脹並自動吸入大量的外界空氣。在囊體膨脹完成後關閉流體通道11，然後在囊體外將拉繩43抽緊並固定住。抽緊並固定的拉繩43會起到兩個作用：讓囊體成形(如圖22和圖23所示)和縮小囊體的容積以增加囊體內的壓力到使用壓力。
為了更好地控制囊體成形和/或調整囊體內壓力，可以設置多組不同的拉繩和盲管(如圖24所示)。
該實施例不需要對囊體進行補充充氣，而是通過在囊體外拉動拉繩或拉繩組43獲得所需的囊體外形和使用壓力。這樣一來，連原來需要用於充氣的泵體都可以省掉了，不但完全避免了充氣過程，還節省了泵體的製造成本。
其餘內容與實施例7相同。
實施例9
如圖25～圖28所示，該快速充放產品結構中的結構件為設置在囊體1上表面27上的提拉裝置4，包括固定在囊體1上表面27上的拉繩42和固定在提拉杆4上的拉手(拉塊)41。
通過拉動拉手41提升囊體上表面27，下表面26在自身重力的作用下自動下垂，從而使囊體在膨大的同時也使外界空氣自動流向囊體1的填充腔。關閉流體通道11和閥門12即可實現成形。
其餘內容與實施例1相同。
在該實施例中，提拉裝置或提拉杆4可同時做為帳篷杆使用。在該實施例中加上帳篷布以後，即可得到一個自帶充氣底墊的帳篷，方便實用。撤去帳篷布和提拉裝置4，即可獲得一個普通的充氣墊，一物多用。
實施例10
本實施例中的結構件為高回彈海綿。
可以直接用高回彈海綿製作實施例1、實施例2和實施例3中的第一內囊、柱狀囊和/或連接囊，或者將高回彈海綿複合在在第一內囊的壁上。
或者用高回彈海綿製作實施例4和實施例5的第二內囊；
或者用高回彈海綿製作實施例6的外囊；
或者在第一內囊2、第二內囊3和/或外囊28中填入高回彈海綿，也可同樣獲得實施例1～6中的拉動囊體1成形的效果。
上述各實施例中，如圖1～圖15以及圖20～圖21所示，流體通道11和閥門12可以做成一體，以方便使用和節省成本。同時，如圖16和圖25～圖28所示，流體通道11和閥門12也可以分開，互相獨立，以方便不同實施例的具體使用情況。