устройство контроля давления в пневматической шине (варианты)

Формула изобретения

1. Устройство контроля давления в пневматической шине, содержащее корпус с полостью, разделенной на камеры, имеющей с одной стороны входное отверстие для соединения с источником сжатого воздуха и выходное отверстие с другой стороны для соединения с полостью пневматической шины, также содержащее упругую выпуклую круглую мембрану с кольцевым уплотнительным элементом, отличающееся тем, что входное отверстие снабжено обратным клапаном, круглая мембрана имеет сквозное центральное отверстие и установлена внутри полости корпуса поперек нее с зазором по наружному диаметру, при этом она упруго расперта между внутренними торцовыми стенками полости корпуса так, что со своей выпуклой стороны мембрана опирается в заднюю торцовую стенку полости корпуса участком поверхности вокруг центрального отверстия, плотно соединяя его с выходным отверстием, а со своей вогнутой стороны мембрана опирается на переднюю торцовую стенку полости корпуса через установленный соосно ей кольцевой уплотнительный элемент, образуя рабочую камеру, ограниченную вогнутой поверхностью мембраны, кольцевым уплотнительным элементом и передней торцовой стенкой, с выполненным в ней входным отверстием, а также образуя выхлопную камеру, соединенную с атмосферой, в остальном объеме полости корпуса, при этом мембрана выполнена и упруго расперта так, что она удерживается опертой на переднюю торцовую стенку через кольцевой уплотнительный элемент, пока разность между давлением в рабочей камере и давлением в выхлопной камере не превысит заданную пороговую величину.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит выходной патрубок с выполненным в нем выходным отверстием.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит входной патрубок с выполненным в нем входным отверстием.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что обратный клапан выполнен в виде самозапирающегося золотника.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что входное отверстие, выходное отверстие и мембрана соосны друг другу.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренняя боковая поверхность полости корпуса выполнена цилиндрической.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что мембрана установлена соосно цилиндрическому корпусу.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выхлопная камера соединена с атмосферой с помощью одного или нескольких выхлопных отверстий.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что выхлопное отверстие имеет такую форму и размеры, что при прохождении через него потока воздуха генерируются звуковые волны.

10. Устройство по п.8, отличающееся тем, что кольцевой уплотнительный элемент установлен внутри полости корпуса с зазором по наружному диаметру, а выхлопное отверстие или отверстия выполнены в передней торцовой стенке в зазоре между кольцевым уплотнительным элементом и боковой поверхностью полости корпуса.

11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит средство регулировки продольной жесткости мембраны.

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что средство регулировки продольной жесткости включает промежуточную шайбу или шайбы, через которые мембрана опирается на заднюю торцовую стенку.

13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что встроено в нагнетательный канал автомобильного насоса.

14. Устройство контроля давления в пневматической шине, содержащее корпус с полостью, разделенной на камеры, имеющей входное отверстие для соединения с источником сжатого воздуха и выходное отверстие для соединения с полостью пневматической шины, также содержащее круглую мембрану, хотя бы центральная часть которой имеет возможность продольного смещения и которая снабжена кольцевым уплотнительным элементом, отличающееся тем, что входное отверстие снабжено обратным клапаном, мембрана установлена внутри полости корпуса поперек нее, при этом она упруго расперта между внутренними торцовыми стенками полости корпуса так, что с лицевой стороны мембрана опирается на переднюю торцовую стенку полости корпуса с помощью наружного и внутреннего кольцевых уплотнительных элементов, образуя рабочую камеру, ограниченную лицевой поверхностью мембраны, наружным кольцевым уплотнительным элементом, внутренним кольцевым элементом и передней торцовой стенкой, а также образуя выхлопную камеру, ограниченную лицевой поверхностью мембраны, внутренним кольцевым элементом и передней торцовой стенкой, при этом выхлопная камера соединена с атмосферой, а входное отверстие выполнено в передней торцовой стенке рабочей камеры, причем мембрана выполнена и упруго расперта так, что она постоянно удерживается опертой на переднюю торцовую стенку с помощью внешнего кольцевого уплотнительного элемента и удерживается опертой на переднюю торцовую стенку через внутренний кольцевой уплотнительный элемент, пока разность между давлением в рабочей камере и давлением в выхлопной камере не превысит заданную пороговую величину.

15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что мембрана выполнена плоской в обычном состоянии.

16. Устройство по п.14, отличающееся тем, что мембрана выполнена упругой.

17. Устройство по п.14, отличающееся тем, что содержит выходной патрубок с выполненным в нем выходным отверстием.

18. Устройство по п.14, отличающееся тем, что содержит входной патрубок с выполненным в нем входным отверстием.

19. Устройство по п.14, отличающееся тем, что обратный клапан выполнен в виде самозапирающегося золотника.

20. Устройство по п.14, отличающееся тем, что выхлопная камера соединена с атмосферой с помощью выхлопного отверстия.

21. Устройство по п.20 отличающееся тем, что мембрана выполнена круглой, а выхлопное отверстие, наружный и внутренний кольцевые уплотнительные элементы и выхлопное отверстие соосны друг другу.

22. Устройство по п.20, отличающееся тем, что выхлопное отверстие имеет такую форму и размеры, что при прохождении через него потока воздуха генерируются звуковые волны.

23. Устройство по п.14, отличающееся тем, что мембрана подпружинена вдоль оси с обратной стороны в направлении камер.

24. Устройство по п.23, отличающееся тем, что мембрана подпружинена к задней торцовой стенке через промежуточную шайбу или шайбы.

25. Устройство по п.14, отличающееся тем, что встроено в нагнетательный канал автомобильного насоса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для контроля давления воздуха в шинах транспортных средств и может быть использовано при накачивании шин до необходимой величины давления от внешнего источника сжатого воздуха.

Известны устройства контроля давления воздуха в пневматических шинах, отдельно устанавливаемые на обод колеса транспортного средства, соединенные с полостью шины и подающие сигналы при превышении и/или снижении заданной величины давления в шине. Обычно такие устройства включают корпус с камерами и перепускными каналами, клапанный исполнительный механизм срабатывания средства сигнализирования о достижении пороговых величин давления, снабженный упругими и подвижными элементами в виде поршней, мембран, пружин. Средство сигнализирования при этом может быть выполнено в виде электрической цепи [Патент US 3890595, опубл. 17.06.1975; Патент US 4335283, опубл. 15.06.1982] или в виде генератора звукового сигнала с каналами и прорезями, при прохождении через которые воздуха, например при снижении давления в шине ниже допустимого, генерируются звуковые волны [Патент US 4031845, опубл. 28.06.1977]. Недостатком таких устройств является то, что они постоянно установлены на ободе диска колеса, усложняя его конструкцию, при этом сами по себе являются конструктивно относительно сложными. Также такие устройства не могут быть использованы для контроля давления в шине в процессе ее накачки от внешнего источника сжатого воздуха.

Также известны устройства, подобные вышеописанным, встраиваемые в вентили шин или устанавливаемые на них, например в качестве колпачка вентиля [Патенты: US 2906282, опубл. 29.09.1959; US 3451418, опубл. 24.06.1969; US 4031845, опубл. 28.06.1977; US 4814745, опубл. 21.03.1989; заявка РСТ/ЕР99/03613, опубл. 02.12.1999, № публ. WO 99/61264]. Хотя такие устройства не усложняют конструкцию диска колеса как вышеприведенные, все же им присущи остальные вышеотмеченные недостатки.

Обычно для контроля давления в шине в процессе ее накачки от внешнего источника сжатого воздуха, например автомобильного насоса, используется встроенный в такой насос манометр [например, патент RU 2095770, опубл. 10.11.1997]. Однако манометр усложняет конструкцию автомобильного насоса, увеличивает его стоимость, чаще других элементов насоса выходит из строя. При накачивании шины требуется постоянный визуальный контроль показаний манометра. Кроме этого, низкоквалифицированный пользователь может не знать величину давления, которое ему необходимо создать в шине при накачивании.

В качестве прототипа выбрано известное устройство для индикации внутреннего давления в пневматической шине (индикатор), которое используется в комбинации с вентилем шины, снабженным самозапирающимся золотником [патент US 2866432, опубл. 30.12.1958]. Индикатор содержит полый корпус, включающий боковую камеру, закрытую снаружи поперек круглой изогнутой диафрагмой с кольцевым уплотнительным элементом и соединенную с нижней камерой полости корпуса. Нижняя камера снабжена резьбовым отверстием для навинчивания на вентиль шины, а верхняя камера выполнена в виде патрубка с отверстием, закрытым в нормальном положении подпружиненным клапаном, соединенным с механизмом открытия/закрытия прохода между верхней и нижней камерами. Для контроля давления при накачивании шины на патрубок надевают присоединительное устройство насоса, при этом о давлении внутри шины судят по величине и направлению изгиба диафрагмы. Известный сигнализатор достаточно прост конструктивно, но не очень удобен при использовании, т.к. требуется постоянный визуальный контроль за состоянием мембраны.

Решаемая техническая задача - повышение удобства и упрощение контроля давления внутри пневматической шины в процессе ее накачивания от внешнего источника сжатого воздуха, например автомобильного насоса.

Предлагается два варианта конструкции устройства контроля давления в пневматической шине.

Согласно первому варианту устройство содержит корпус с полостью, разделенной на камеры, имеющей с одной стороны входное отверстие для соединения с источником сжатого воздуха и выходное отверстие с другой стороны для соединения с полостью пневматической шины, также содержащее упругую круглую выпуклую мембрану с кольцевым уплотнительным элементом.

Новым является то, что входное отверстие снабжено обратным клапаном, круглая мембрана имеет сквозное центральное отверстие и установлена внутри полости корпуса поперек нее с зазором по наружному диаметру, при этом она упруго расперта между, внутренними торцовыми стенками полости корпуса так, что со своей выпуклой стороны мембрана опирается в заднюю торцовую стенку полости корпуса участком поверхности вокруг центрального отверстия, плотно соединяя его с выходным отверстием, а со своей вогнутой стороны мембрана опирается на переднюю торцовую стенку полости корпуса через установленный соосно ей кольцевой уплотнительный элемент, образуя рабочую камеру, ограниченную вогнутой поверхностью мембраны, кольцевым уплотнительным элементом и передней торцовой стенкой, с выполненной в ней входным отверстием, а также образуя выхлопную камеру, соединенную с атмосферой, в остальном объеме полости корпуса. При этом мембрана выполнена и упруго расперта так, что она удерживается опертой на переднюю торцовую стенку через кольцевой уплотнительный элемент, пока разность между давлением в рабочей камере и давлением в выхлопной камере (т.е. атмосферным) не превысит заданную пороговую величину.

Таким образом, при накачивании шины не требуется постоянно контролировать величину необходимого давления внутри шины, при достижении которого сжатый воздух просто начнет выходить в атмосферу, издавая характерный шипящий звук.

Устройство может содержать выходной патрубок, с выполненным в нем выходным отверстием, и/или входной патрубок, с выполненным в нем входным отверстием.

Обратный клапан может быть выполнен в виде самозапирающегося золотника.

Лучше, когда входное отверстие, выходное отверстие и мембрана сосны друг другу.

Внутренняя боковая поверхность полости корпуса может быть выполнена цилиндрической, при этом мембрану лучше устанавливать соосно цилиндрическому корпусу.

Выхлопная камера может быть соединена с атмосферой с помощью одного или нескольких выхлопных отверстий. При этом выхлопное отверстие (или отверстия) может иметь такую форму и размеры, что при прохождении через него потока воздуха генерируются звуковые волны (например, свист или гудение).

Кольцевой уплотнительный элемент может быть установлен внутри полости корпуса с зазором по наружному диаметру, а выхлопное отверстие или отверстия при этом могут быть выполнены в передней торцовой стенке в зазоре между кольцевым уплотнительным элементом и боковой поверхностью полости корпуса.

Устройство может содержать средство регулировки продольной жесткости мембраны, в частности включающее промежуточную шайбу или шайбы, через которые мембрана опирается на заднюю торцовую стенку. Это позволяет изменять пороговую величину разницы давлений.

Устройство может быть встроено в нагнетательный канал автомобильного насоса, например ручного или ножного.

Согласно второму варианту устройство содержит корпус с полостью, разделенной на камеры, имеющей входное отверстие для соединения с источником сжатого воздуха и выходное отверстие для соединения с полостью пневматической шины, также содержащее круглую мембрану, хотя бы центральная часть которой имеет возможность продольного смещения и которая снабжена кольцевым уплотнительным элементом.

Новым является то, что входное отверстие снабжено обратным клапаном, мембрана установлена внутри полости корпуса поперек нее, при этом она упруго расперта между внутренними торцовыми стенками полости корпуса так, что с лицевой стороны мембрана опирается на переднюю торцовую стенку полости корпуса с помощью наружного и внутреннего кольцевых уплотнительных элементов, образуя рабочую камеру, ограниченную лицевой поверхностью мембраны, наружным кольцевым уплотнительным элементом, внутренним кольцевым элементом и передней торцовой стенкой, а также образуя выхлопную камеру, ограниченную лицевой поверхностью мембраны, внутренним кольцевым элементом и передней торцовой стенкой. При этом выхлопная камера соединена с атмосферой, а входное отверстие выполнено в передней торцовой стенке рабочей камеры, причем мембрана выполнена и упруго расперта так, что она постоянно удерживается опертой на переднюю торцовую стенку с помощью внешнего кольцевого уплотнительного элемента и удерживается опертой на переднюю торцовую стенку через внутренний кольцевой уплотнительный элемент, пока разность между давлением в рабочей камере и давлением в выхлопной камере не превысит заданную пороговую величину.

Мембрана может быть выполнена плоской в обычном (ненагруженном) состоянии.

Мембрана может быть выполнена упругой.

Устройство может содержать выходной патрубок с выполненным в нем выходным отверстием, и/или входной патрубок с выполненным в нем входным отверстием.

Обратный клапан может быть выполнен в виде самозапирающегося золотника.

Выхлопная камера может быть соединена с атмосферой с помощью выхлопного отверстия, например, с такой формой и размерами, что при прохождении через него потока воздуха генерируются звуковые волны.

Мембрана выполнена круглой, а выхлопное отверстие, наружный и внутренний кольцевые уплотнительные элементы и выхлопное отверстие соосны друг другу.

Мембрана может быть подпружинена вдоль оси с обратной стороны в направлении камер. При этом мембрана может быть подпружинена к задней торцовой стенке через промежуточную шайбу или шайбы.

Устройство также может быть встроено в нагнетательный канал автомобильного насоса.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлен упрощенно общий вид индикатора давления с соосными патрубками, на фиг.2 - с параллельными патрубками.

Изобретение поясняется на примерах.

Пример 1. Индикатор давления с соосными патрубками (см. фиг.1).

Индикатор в обычном состоянии содержит цилиндрический полый корпус 1, содержащий входной патрубок 2 с входным отверстием 3, выходной патрубок 4 с выходным отверстием 5, три выхлопных отверстия 6, равномерно расположенных по окружности передней торцовой стенки 7, внешнее уплотнительное кольцо 8, упругую стальную мембрану 9 тарельчатой формы с центральным отверстием 10, регулировочные шайбы 11 с центральными отверстиями 12, опертые на заднюю торцовую стенку 13. Входной патрубок 2 содержит самозапирающийся золотник, включающий спиральную пружину 14, клапан 15, уплотнительное кольцо 16. Мембрана 9 разделяет полость корпуса 1 на рабочую камеру 17 и выхлопную камеру 18. Диаметр и длина выхлопных отверстий 6 подобраны так, что воздух, выходя из них, издает звук, похожий на свист.

Для использования индикатора входной патрубок 2 подсоединяют к выходному рукаву ручного или ножного насоса, а выходной патрубок 4 - к вентилю шины. Сжатый воздух, открывая клапан 15, попадает через входное отверстие 3 в рабочую камеру 17, откуда через отверстия 10, 12 и 5 попадает в полость шины. Когда давление внутри шины и, соответственно, в камере 17 начинает превышать установленную величину, мембрана 9 разгибается, и сжатый воздух через образовавшийся зазор между уплотнительным кольцом 8 и мембраной 9 попадает в камеру 18, откуда через выхлопные отверстия 6 выходит в атмосферу с характерным звуком (шипение или свист), свидетельствующим о том, что накачивание следует остановить и отсоединить индикатор от рукава насоса и вентиля шины.

Для уменьшения или увеличения величины требуемого давления внутри шины индикатор предварительно настраивают, соответственно убавляя или добавляя число регулировочных шайб 11.

Следует отметить, что под термином шина понимается как «бескамерная» шина, так и шина со вставленной в нее отдельной камерой.

Пример 2. Индикатор давления с параллельными патрубками (см.фиг.2).

В конструкцию индикатора входят те же детали, как в примере 1, при этом содержится только одно центральное выхлопное отверстие 6, а упругая мембрана 9 не имеет отверстий и имеет плоскую форму в ненагруженном состоянии. Кроме того, в конструкцию входит внутреннее уплотнительное кольцо 19, посаженное на выхлопной патрубок 20 и образующее выхлопную камеру 18, а также спиральную упорную пружину 21, соосную мембране 9, и опорный стакан 22.

При использовании индикатора данной конструкции, когда давление внутри шины и, соответственно, в камере 17 начинает превышать установленную величину, мембрана 9 выгибается центральной частью в направлении пружины 21, опираясь периферийной частью на стакан 22, и сжатый воздух через образовавшийся зазор между уплотнительным кольцом 19 и мембраной 9 попадает в камеру 18, откуда через выхлопное отверстие 6 выходит в атмосферу с характерным звуком.

Описанные выше индикаторы относительно просто могут быть встроены в нагнетательный канал автомобильного насоса или в диск колеса транспортного средства (не показано).

Приведенные примеры использованы только для целей иллюстрации возможности осуществления изобретения и ни в коей мере не ограничивают объем правовой охраны, представленный в формуле изобретения, при этом специалист в данной области техники относительно просто способен осуществить и другие пути осуществления изобретения.