搖臂式雙缸打抽氣機的制作方法

本發明涉及的是一種搖臂式雙缸打抽氣機，具備高壓打氣和真空抽氣兩種功能，既可用于家庭衣物、被褥等物品的真空防潮隔濕，又可用于各型車輛車胎的高壓打氣，具有結構穩固、使用壽命長、故障率低、打氣氣壓高、設計科學、省力可靠、外形美觀、實用性強等特點，屬于空氣壓縮機技術領域。

背景技術：

現有的高壓打氣筒采用的是一體化套管式單筒和o圈活塞，具有結構簡單、加工難度低的優點，但也存在以下顯著缺點：

一是故障率高。主要是o圈的設計使用方式決定了其既存在加工要求高，又存在工作時極易損壞的問題。現有高壓打氣筒在活塞壓縮空氣時，o圈需要與氣缸壁緊密配合以密封空氣，在氣缸吸氣時又要通過位移和收縮變形來擴大與氣缸壁的縫隙，以讓空氣從縫隙進入氣缸，這種有位移和變形的不穩定設計必定會導致摩擦力急劇增大，加之考慮到壓強與面積的關系，氣缸又必須細而長，使得o圈的摩擦距離也非常長，這樣的摩擦不僅會產生大量的熱，對o圈的磨損也非常大，尤其是三級壓縮時空氣的溫度同時升高，致使o圈的工作溫度非常高，體積小、溫度高、磨損大，必然會導致o圈極易損壞。

二是費力。最早的打氣筒為單筒下壓式設計，這是一種常規的設計，也是非常簡單的設計，但缺點就是非常費力，后來通過增加高壓罐達到了省力的目的。現有的三級壓縮打氣筒仍然采用這種常規的設計，由于氣壓的成倍增加，必然導致作用于活塞的下壓和上提的力都會成倍增加，為了使單個人員能夠較輕松地完成這樣一個打氣過程，現有的三級壓縮打氣筒不得不盡量地縮小氣缸的直徑，帶來的問題就是每次打氣的進氣量少，打氣速度慢。

本發明致力于改變現有打氣筒常規式的單筒下壓式結構設計，克服上述缺點，提出一種新型省力、耐用、故障率低，同時又可兼顧抽氣功能的高壓打氣、抽氣一體機。

技術實現要素：

本發明以設計一種省力、耐用、故障率低，同時又可兼顧抽氣功能的高壓打氣、抽氣一體機為目的。為了達到省力的目的，本發明采用了杠桿原理，改變現有打氣筒直筒下壓式打氣方式，采用左右搖臂式結構；為了達到耐用、故障率低的目的，本發明淘汰現有打氣筒使用的o圈環，借鑒發動機氣缸的活塞結構，采用密封式活塞，通過獨立的氣道和氣閥完成氣缸的吸氣和排氣，這種活塞結構技術成熟、性能穩定、可靠性高。本發明的結構既可用于設計一級、二級壓縮打氣筒，也可用于設計三級或更多級壓縮的打氣筒。本發明的技術解決方案：將所述的打抽氣機的活塞采用密封環式設計，活塞只負責通過往復運動改變氣室的容積，與氣缸壁的配合為氣密式，氣室通過獨立的氣道和氣閥完成吸氣和排氣；所述的打抽氣機在一個基座的中央是高壓罐，在高壓罐左右兩側，對稱設置有左氣缸、右 氣缸，高壓罐上方有搖臂，搖臂為蹺蹺板結構，底部中央軸向固定于高壓罐上方，搖臂左側是左連桿，右側是右連桿，左連桿與左氣缸連接，右連桿與右氣缸連接；所述的打抽氣機為一級壓縮打抽氣機，當左氣缸向上運動時吸氣，外部空氣經過一級進氣閥進入基座內設置的一級進氣道，在一級活塞桿內同樣設置有一級進氣道，當左氣缸向下運動時，在一級活塞的壓縮下，一級氣室內的空氣被壓縮，進入同樣設置在一級活塞桿內、基座內的一級出氣道，經一級出氣閥進入一級高壓倉，右氣缸工作機制與左氣缸相同；所述的打抽氣機為二級壓縮打抽氣機，左氣缸、右氣缸的氣缸口封閉為二級活塞，二級活塞與一級活塞之間形成二級氣室，一級活塞桿內有二級進氣道、二級出氣道，二級進氣道、二級出氣道與二級氣室相連通的進氣口、出氣口位于一級活塞桿的上端、一級活塞的下方，高壓罐被1個隔斷分割為1個一級高壓倉、1個二級高壓倉，當左氣缸向下運動時，一級高壓倉內的壓縮空氣經二級進氣閥、二級進氣道進入二級氣室，當左氣缸向上運動時，在二級活塞的壓縮下，二級氣室內的空氣被壓縮，進入二級出氣道，經二級出氣閥進入二級高壓倉，右氣缸工作機制與左氣缸相同；所述的打抽氣機為三級壓縮打抽氣機，一級活塞桿為空心管，形成三級氣室，在左氣缸、右氣缸內有三級活塞，三級活塞在一級活塞桿的空心管內，三級氣室的底部有三級進氣道、三級出氣道，一級活塞桿的空心管管壁內有一級進氣道、一級出氣道、二級進氣道、二級出氣道，二級進氣道、二級出氣道與二級氣室相連通的進氣口、出氣口位于一級活塞桿的上端、一級活塞的下方，高壓罐被2個隔斷分割為1個一級高壓倉、1個二級高壓倉、1個三級高壓倉，當左氣缸向上運動時，帶動三級活塞向上運動，二級高壓 倉內的壓縮空氣經三級進氣閥、三級進氣道進入三級氣室，當左氣缸向下運動時，三級活塞向下運動，三級氣室內的空氣被壓縮，經三級出氣道、三級出氣閥進入三級高壓倉，右氣缸工作機制與左氣缸相同；所述的打抽氣機為四級壓縮打抽氣機，三級活塞的活塞桿為空心管，形成四級氣室，三級氣室內有四級活塞，高壓罐內有四級高壓倉；所述的打抽氣機為五級壓縮打抽氣機，四級活塞的活塞桿為空心管，形成五級氣室，四級氣室內有五級活塞，高壓罐內有五級高壓倉；所述的左氣缸、右氣缸兩個氣缸的進氣口合在一起形成進氣嘴，通過吸氣軟管與進氣嘴的連接，作為真空抽氣機使用；所述的氣閥統一安裝在基座的上表面，除2個外部的一級進氣閥安裝在高壓罐的外側之外，其余氣閥全部集中安裝在高壓罐內部各自對應的高壓倉內；所述的基座、一級活塞桿采用3d打印技術進行一體化打印為一個單獨的部件；所述的一級活塞桿空心管的管壁除了有4個氣道外，其余部分打印為空心結構，基座打印為空心結構，這些空心結構相互連通，通過在空心結構里加注冷卻液，以降低氣缸內的溫度。

附圖說明

附圖1是本發明東南等軸圖。

附圖2是本發明西北等軸圖。

附圖3是本發明一級壓縮打抽氣機剖面示意圖。

附圖4是本發明二級壓縮打抽氣機剖面示意圖。

附圖5是本發明三級壓縮打抽氣機剖面示意圖。

附圖6是本發明三級壓縮打抽氣機內部結構圖。

附圖7是本發明三級壓縮打抽氣機底部氣道圖。

圖中，1是進氣嘴、2是濾網盒、3是高壓罐、4是左氣缸、5是右氣缸、6是搖臂、7是搖桿、8是左連桿、9是右連桿、10是氣壓表、11是高壓氣嘴、12是基座、13是底座、14是腳踏板、15是一級活塞桿、16是一級活塞、17是一級氣室、18是一級進氣閥、19是一級進氣道、20是一級出氣道、21是一級出氣閥、22是一級高壓倉、23是二級活塞、24是二級氣室、25是二級進氣閥、26是二級進氣道、27是二級出氣道、28是二級出氣閥、29是二級高壓倉、30是三級活塞、31是三級氣室、32是三級進氣閥、33是三級進氣道、34是三級出氣道、35是三級出氣閥、36是三級高壓倉、37是外輸氣道。

具體實施方式

對照附圖1、2，圖1是本發明東南等軸圖、圖2是本發明西北等軸圖，是本發明兩個角度的外觀圖。圖中，1是進氣嘴、2是濾網盒、3是高壓罐、4是左氣缸、5是右氣缸、6是搖臂、7是搖桿、8是左連桿、9是右連桿、10是氣壓表、11是高壓氣嘴、12是基座、13是底座、14是腳踏板。為了全面了解該打抽氣機的整體外觀，圖1中的搖桿7顯示了完全長度狀態；為了進一步看清打抽氣機的主體外觀，圖2中的搖桿7進行了斷裂處理，以縮短打抽氣機高度，放大打抽氣機主體外觀。從圖1、2中可以看出，在一個基座11的中央是高壓罐3，在高壓罐3左右兩側，對稱設置有左氣缸4、右氣缸5，高壓罐3上方有搖臂6，搖臂6為蹺蹺板結構，底部中央軸向固定于高壓罐3上方，搖臂6左側是左連桿8，右側是右連桿9，左連桿8與左氣缸4連接，右連桿9與右氣缸5連接，搖臂6中央上方是搖桿7，搖桿7通過套管方式與搖臂6連接，以方便取下，減小體積存放，當使用 者通過搖桿7左右搖動搖臂6時，左氣缸4、右氣缸5交替從外部吸入空氣，經活塞壓縮后交替進入高壓罐3。

對照附圖1可以看出，本發明蹺蹺板結構的搖臂6臂長較短，搖臂6中央上方通過人力進行左右搖動驅動搖臂6左右擺動的搖桿7具有很長的長度，按照通常1.75米身高的人方便使用的高度計算，搖桿7的長度應該達到80厘米左右，而左右搖臂6的臂長根據氣缸、高壓罐的大小，通常不會超過15厘米，根據杠桿原理可知，只需要直式筒打氣筒約1/5的力即可，這樣，我們就可以通過增大氣缸直徑來增加進氣量。對照圖1、2可以看出，雖然左右氣缸的高度不高，但其直徑較大，且為雙筒結構，可以較好地解決進氣量的問題。

根據上述的外部結構特征，可以分別設計一級壓縮、二級壓縮或三級、甚至四級、五級壓縮的打抽氣機。

對照附圖3，圖3是本發明一級壓縮打抽氣機剖面示意圖。對照圖3，當左氣缸4向上運動時吸氣，外部空氣經濾網盒2內的濾網進行灰塵過濾后，經過一級進氣閥18進入基座12內設置的一級進氣道19，在一級活塞桿15內同樣設置有一級進氣道19，這樣，外部空氣經過一級進氣道19進入一級氣室17內，當左氣缸4向下運動時，在一級活塞16的壓縮下，一級氣室17內的空氣被壓縮，進入同樣設置在一級活塞桿15內、基座12內的一級出氣道20，經一級出氣閥21進入一級高壓倉22，右氣缸5工作機制與左氣缸4相同，為了使各部件的關系表述更加簡捷、清楚，左右相同部件的序號也都編為同一序號。

對照附圖4，圖4是本發明二級壓縮打抽氣機剖面示意圖。圖4中，左 氣缸4、右氣缸5的氣缸口封閉為二級活塞23，二級活塞23與一級活塞16之間形成二級氣室24，一級活塞桿15內有二級進氣道26、二級出氣道27，二級進氣道26、二級出氣道27與二級氣室24相連通的進氣口、出氣口位于一級活塞桿15的上端、一級活塞16的下方，高壓罐3被1個隔斷分割為1個一級高壓倉22、1個二級高壓倉29，當左氣缸4向下運動時，一級高壓倉22內的壓縮空氣經二級進氣閥25、二級進氣道26進入二級氣室24，當左氣缸4向上運動時，在二級活塞23的壓縮下，二級氣室24內的空氣被壓縮，進入二級出氣道27，經二級出氣閥28進入二級高壓倉29，右氣缸5工作機制與左氣缸4相同，為了使各部件的關系表述更加簡捷、清楚，左右相同部件的序號也都編為同一序號。

對照附圖5，圖5是本發明三級壓縮打抽氣機剖面示意圖。圖5中，一級活塞桿15為空心管，形成三級氣室31，在左氣缸4、右氣缸5內有三級活塞30，三級活塞30在一級活塞桿15的空心管內，三級氣室31的底部有三級進氣道33、三級出氣道34，一級活塞桿15的空心管管壁內有一級進氣道19、一級出氣道20、二級進氣道26、二級出氣道27，二級進氣道26、二級出氣道27與二級氣室24相連通的進氣口、出氣口位于一級活塞桿15的上端、一級活塞16的下方，高壓罐3被2個隔斷分割為1個一級高壓倉22、1個二級高壓倉29、1個三級高壓倉36，當左氣缸4向上運動時，帶動三級活塞30向上運動，二級高壓倉29內的壓縮空氣經三級進氣閥32、三級進氣道33進入三級氣室31，當左氣缸4向下運動時，三級活塞30向下運動，三級氣室31內的空氣被壓縮，經三級出氣道34、三級出氣閥35進入三級高壓倉36，右氣缸5工作機制與左氣缸4相同，為了使各部件的 關系表述更加簡捷、清楚，左右相同部件的序號也都編為同一序號。

圖4、圖5中，為了在一個剖面圖中顯示全部氣道，所有氣道均以示意圖的形式體現，圖中所示一級活塞桿15空心管管壁內的一級進氣道19、一級出氣道20、二級進氣道26、二級出氣道27在實際中并不在同一個平面。

根據上述設計思路，由于本發明的氣缸直徑較大，使得我們有足夠的空間設計能夠進行更多級壓縮空氣的打氣機，對照附圖5，如果將三級活塞30的活塞桿設計為與一級活塞桿15相同的空心管，即可形成四級氣室，再在三級氣室31內設計四級活塞，高壓罐3內有四級高壓倉，就形成了具備四級壓縮功能的高壓打氣筒。

同理，四級活塞的活塞桿為空心管，形成五級氣室，四級氣室內有五級活塞，高壓罐3內有五級高壓倉，形成具備五級壓縮功能的超高壓打氣筒。

對照附圖3、4、5可以看出，本發明淘汰了現有打氣筒使用的o圈環，借鑒了發動機氣缸的活塞結構，采用密封環式設計，各活塞只負責通過往復運動改變氣室的容積，與氣缸壁的配合為氣密式，各氣室通過獨立的氣道和氣閥完成吸氣和排氣，這種活塞結構具有技術成熟、性能穩定、可靠性高等優點，這種高強度、高耐受性、高穩定性的汽車發動機結構運用于低強度的打氣機，我們完全可以做到全壽命無故障、免維護運行，必將帶來打氣筒結構設計的一次全新變革。

對照附圖6，圖6是本發明三級壓縮打抽氣機內部結構圖。從圖6可以清楚地看到本發明中的氣閥、氣道的位置關系以及氣缸、活塞的結構。從圖6可以看出，該打抽氣機左、右兩個氣缸的進氣口合在一起形成進氣嘴1， 通過吸氣軟管與進氣嘴1的連接，該打抽氣機便可以作為真空抽氣機使用，增加了打氣機的功能。

對照圖6，三級高壓倉36的底部還有外輸氣道37，外輸氣道37將三級高壓倉36內的高壓氣體輸送給高壓氣嘴11，在外輸氣道37上還有氣壓表10，可以讀取三級高壓倉36內的氣壓。從圖6中可以看出，一級活塞桿15為空心管，空心管即為三級氣室31，空心管管壁較厚，在管壁設置有一級進氣道19、一級出氣道20、二級進氣道26、二級出氣道27，為進一步說明二級進氣道26、二級出氣道27與二級氣室24相連通的進氣口、出氣口的位置設置，圖中，將左氣缸內部的一級活塞桿15進行了剖面處理，圖中可以更加清楚地看到二級進氣道26、二級出氣道27與二級氣室24相連通的進氣口、出氣口，以及一級進氣道19、一級出氣道20與一級氣室17相連通的進氣口、出氣口。在管道式氣缸的管壁加工氣道，是本發明在加工生產上的一個關鍵和難點，對加工工藝要求較高。本發明的第二個難點是裝配難點，即一級活塞桿15的進氣道、出氣道與基座上進氣道與出氣道的對接，我們可以采取螺口、焊接等方式進行。圖6顯示的是螺口裝配，為配合螺口裝配，對照圖6可以看出，位于基座上的一級進氣道19(含一級出氣道20)、二級出氣道27(含二級進氣道26)的道口，均成圓弧形，具有一定的長度，以解決螺口無法精準定位角度的問題。由于該一級活塞桿15的管壁需要加工氣道，因而必須具備足夠的厚度，這使得我們也可以考慮采取螺栓連接或螺栓加焊接相結合的方式進行，或者采用3d打印技術進行一體化加工。

對照圖6還可以看出，本發明的所有氣閥均采用現有批量生產的，技 術成熟、質量穩定的單向氣閥，并統一安裝在基座12的上表面，一是方便安裝，二是可靠性高，可以做到全壽命無故障、免維護運行，因此，我們除了將2個外部的一級進氣閥18安裝在高壓罐3的外側之外，其余氣閥全部集中安裝在高壓罐3內部各自對應的高壓倉內。

對照附圖7，圖7是本發明三級壓縮打抽氣機底部氣道圖，是本發明基座12的下視圖，從圖7可以看出，基座12的下面是連接各氣室與高壓倉的氣道，這些氣道為凹槽式加工，通過密封墊和底蓋13以及螺栓的緊箍，形成密封的氣道，就是這種像印刷電路般的管道式氣道，完成了左、右兩個氣缸分別將外部空氣逐級輸送至各氣室，完成壓縮，并最后匯聚于三級高壓倉的任務。

對照圖1、2可以看出，為了方便左右搖擺打氣或抽氣，底蓋13的底部還設計了腳踏板14，使用時，腳踏板14從底蓋下面滑出，使用者左、右兩腳分別踩住左、右兩個腳踏板，以穩固打抽氣機。

隨著3d打印技術的普及，上述的底蓋13、基座12、一級活塞桿15可以采用3d打印技術進行一體化打印為一個單獨的部件，這將極大地減小本打抽氣機的加工難度。通過3d打印技術，一級活塞桿15空心管的管壁除了有4個氣道外，其余部分也可以打印為空心結構，基座部分也可以打印為空心結構，這些空心結構相互連通，通過在空心結構里加注冷卻液，以大幅降低氣缸內的溫度。