轮胎充注系统技术方案

一种轮胎充注系统，包括具有旋转轴的传动机构、位于远离旋转轴的径向距离处的泵腔、以及使旋转轴与泵腔联接的力转换器。该传动机构包括凸轮以及与该凸轮联接的偏心质量体，凸轮包括具有非均匀曲率的弧形支撑面，该凸轮围绕旋转轴可旋转，该偏心质量体使传动机构的质心从旋转轴偏移。泵腔与凸轮可旋转地联接，其中泵腔包括致动元件和腔室。力转换器使弧形支撑面与致动元件联接，其中力转换器包括具有弧形位置的轴，轴的弧形位置固定于泵腔的弧形位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】轮胎充注系统相关申请的交叉引用本申请要求于2012年3月20日提交的美国临时申请号61/613,406、2012年4月23日提交的美国临时申请号61/637,206以及2012年7月16日提交的美国临时申请号61/672,223的权益，其通过引用以其整体并入。本申请还涉及于2012年5月10日提交的美国申请号13/469,007，其通过引用以其整体并入。
本专利技术大体上涉及泵送领域，并且更具体地涉及泵送领域中的一种新型的且有用的被动式泵系统(passivepumpsystem)。背景未最佳加压的轮胎促成低燃料效率。在货车运输业中，特别感觉到这些影响，其中长距离和大负载放大了充注不足的轮胎的影响。然而，对于货车司机而言，不断地停车、检查并且将交通工具的轮胎充注至最佳压力常常是不便的并且低效的，导致在大多数的货车中持续存在低于最佳的燃料效率。这个问题已导致许多自动充注的轮胎系统。常规的自动充注的轮胎系统是居中的或是分散的，但是每个忍受它自己的一套缺陷。居中的充注系统是复杂的且昂贵的，并且对售后安装而言需要大量的工作(钻通轮轴、对现存的空气管线攻丝等)。分散的系统被安装在每个轮子处并且可以较便宜，但是降低的成本的可能性通常以装置的连续更换为代价(装置由于恶劣的轮子环境而发生故障)。此外，被动式加压系统可以对轮胎充注应用是合乎需要的，因为电能存储机构和编程可从该系统中消除。然而，常规的被动式加压系统遭受许多问题。首先，使用往复泵的常规的被动式加压系统由于需求的高压和高数量的泵送循环而时常遭受失效。第二，被动式加压系统可能遭受储存器的过压，其中加压系统甚至在已达到期望的储存器压力之后还不断地将流体泵送到储存器中。常规的系统通常用安全阀(reliefvalve)解决这个问题，其中当储存器压力超过期望的压力时，该安全阀使储存器的内含物排放到周围环境中。这导致已加压的流体的损失，导致以高达期望的压力的周围压力带动流体的另外的泵循环，因此导致更短的泵的寿命。第三，常规的偏心质量体驱动泵系统，诸如钟摆系统，当与偏心质量体联接的旋转表面以接近用于给定的偏心质量体的激发频率旋转时经历不稳定。更具体地，偏心质量体与系统以该激发频率旋转，导致可能对整个系统或与泵系统联接的旋转表面有害的径向振动。因此，在泵送领域中存在产生一种新型的且有用的泵的需求。附图简述图1是与旋转表面联接的泵系统的示意图。图2A和2B分别是在恢复位置和压缩位置的泵系统的变型的示意图。图3A和3B分别是在压缩位置和恢复位置的主泵的变型的剖面图。图4A和4B分别是具有质量体联接件的和其中质量体联接件被去除的泵系统的变型的截面图。图5A、5B和5C分别是在恢复冲程中、在压缩冲程开始时以及在压缩冲程结束时的泵系统的变型的剖面图。图6是泵系统的变型的透视图。图7A和7B分别是其中第一储存器压力等于或低于周围环境压力和其中第一储存器压力高于周围环境压力的泵系统的变型的示意图。图8A和8B分别是在泵送模式和非泵送模式下的扭矩稳定机构的变型的示意图。图9A和9B分别是在泵送模式和非泵送模式下的扭矩稳定机构的第二变型的示意图。图10A和10B分别是在泵送模式和非泵送模式下的稳定机构的变型的示意图。图11A和11B分别是在泵送模式和非泵送模式下的稳定机构的第二变型的示意图。图12A和12B分别是在泵送模式和非泵送模式下的压力调节机构的变型的截面图。图13A和13B分别是在泵送模式和非泵送模式下的压力调节机构的第二变型的截面图。图14A和14B分别是在泵送模式和非泵送模式下的压力调节机构的第三变型的截面图。图15A和15B分别是在泵送模式和非泵送模式下的压力调节机构的变型的示意流程图。图16是在压力调节机构内的阀的剖面图。优选的实施方式的描述本专利技术的优选的实施方式的以下描述不旨在将本专利技术限于这些优选的实施方式，而是使本领域任何技术人员能够制造和使用本专利技术。1.泵系统如图1中所示的，泵系统10包括传动机构100、主泵200以及力转换器(forcetranslator)300，传动机构100包括与偏心质量体140联接的凸轮120，主泵200包括往复元件220和泵体(pumpbody)240，力转换器300使凸轮120与往复元件220联接。泵系统10起到使旋转运动转换成线性运动的作用。更优选地，该泵系统10起到使主泵200与凸轮120之间的相对运动转换成泵送力的作用，其中当主泵200相对于凸轮120(例如，用旋转表面20)旋转时，偏心质量体140保持凸轮相对于重力矢量的位置。泵系统10优选地另外起到使泵送的流体加压的作用。力转换器300优选将凸轮120与主泵200之间的相对运动转换成泵送力，该泵送力优选地抵着往复元件220施加。更优选地，力转换器300使往复元件220移动通过压缩冲程。力转换器300可另外地促进恢复冲程(返回冲程)。然而，泵系统10可以可选择地将相对运动转换成线性力、电能(例如，经由压电传感器、穿过感应电场的运动等)或者任何其他合适的形式的能量或运动。泵系统10优选地是被动控制的，但是可以可替代地是主动控制的，其中该系统还包括电源、多个传感器和基于传感器的测量控制阀操作的控制器。泵系统10优选地可联接到相对于重力矢量旋转的表面(旋转表面20)。旋转表面20优选地是交通工具的轮子、更优选地货车的轮子，但是可以可替代地是任何合适的旋转系统(诸如风车、水轮)或者任何其他合适的旋转表面20。泵系统10优选地由第一储存器400接收流体并且将该流体泵送到第二储存器500中。由第一储存器400接收的流体优选地具有第一压力，并且泵送到第二储存器500中的流体优选地具有高于第一压力的第二压力，但是可以可选择地具有大体上与第一压力相似的压力。流体优选地是气体，更优选地是周围的空气，但是可以可替代地是任何其他合适的气体、液体或任何其他合适的流体。第一储存器400优选地是周围的环境，但是可以可替代地是流体源(例如，流体罐)、中间储存器或是任何其他合适的储存器。当第一储存器400是中间储存器时，第一储存器400优选地接收来自流体源诸如周围环境或流体罐中的流体。第二储存器500优选地是轮胎内部，但是可以可替代地是任何合适的储存器。泵系统10可以优选地在主泵入口之前但是可替代地在主泵出口之后另外处理泵送的流体。流体优选地被处理(例如，被过滤)以去除流体中的碎片、水或任何其他合适的不期望的成分。当被使用时，流体优选地在中间储存器内进行处理。可替代地，流体可以在主泵入口(例如，其中入口包括过滤器)期间或在流体流动路径内的任何合适的点处进行处理。泵系统10的传动机构100起到产生泵送力并控制泵送力的大小的作用。该泵送力(咬合力)优选地是由传动机构100的旋转轴在径向方向施加的变力，但是可以可替代地是恒力、以任何合适的角度施加到旋转轴的力、或任何其他合适的力。传动机构100优选地包括凸轮120和偏心质量体140。传动机构100包括旋转轴，传动机构100围绕该旋转轴相对于主泵200旋转(相反地，主泵200围绕该旋转轴相对于传动机构100旋转)。传动机构100的旋转轴优选地是凸轮120的旋转轴，但是可以可替代地是偏心质量体140的旋转轴、主泵200围绕其旋转的旋转轴或任何其他合适的旋转轴。泵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轮胎充注系统，包括：·具有旋转轴的传动机构，所述传动机构包括：a)凸轮，所述凸轮包括具有非均匀曲率的弧形支撑面，所述凸轮围绕所述旋转轴是可旋转的；以及b)与所述凸轮联接的偏心质量体，所述偏心质量体使所述传动机构的质心从所述旋转轴偏移；·泵腔，所述泵腔位于远离所述旋转轴的径向距离处并且与所述凸轮可旋转地联接，所述泵腔包括致动元件和腔室；以及·力转换器，所述力转换器将所述弧形支撑面联接到所述致动元件，所述力转换器包括具有弧形位置的轴，所述弧形位置固定于所述泵腔的弧形位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.20 US 61/613,406;2012.04.23 US 61/637,206;1.一种轮胎充注系统，包括：·具有旋转轴的传动机构，所述传动机构包括：a)凸轮，所述凸轮包括具有非均匀曲率的弧形支撑面，所述凸轮围绕所述旋转轴是可旋转的；以及b)与所述凸轮联接的偏心质量体，所述偏心质量体使所述传动机构的质心从所述旋转轴偏移；·第一泵腔，所述第一泵腔位于远离所述旋转轴的径向距离处并且与所述凸轮可旋转地联接，所述第一泵腔包括第一致动元件和腔室；·第一力转换器，所述第一力转换器将所述弧形支撑面联接到所述第一致动元件，所述第一力转换器包括具有弧形位置的第一轴，所述弧形位置固定于所述第一泵腔的弧形位置；以及·被动式压力调节系统，所述被动式压力调节系统包括与储存器流体地连接的被动阀，所述储存器与所述第一泵腔的出口流体地连接，所述被动阀具有开启阈值压力和低于所述开启阈值压力的闭合阈值压力，所述被动阀在以下模式之间是可操作的：·响应于储存器压力超过所述开启阈值压力的开启模式，其中所述被动阀允许流体从所述储存器流动；以及·响应于储存器压力降至所述闭合阈值压力以下的闭合模式，其中所述被动阀防止流体从所述储存器流动。2.如权利要求1所述的轮胎充注系统，其中所述第一力转换器包括旋转轴，其中所述第一力转换器的所述旋转轴的弧形位置相对于所述第一泵腔固定。3.如权利要求2所述的轮胎充注系统，其中所述第一力转换器包括与所述凸轮的所述弧形支撑面非滑动接触的辊子。4.如权利要求3所述的轮胎充注系统，其中所述第一力转换器还包括与所述第一力转换器的所述旋转轴可旋转地连接的活塞，其中所述第一致动元件包括所述活塞。5.如权利要求4所述的轮胎充注系统，其中所述第一致动元件包括隔膜。6.如权利要求5所述的轮胎充注系统，其中所述隔膜包括卷绕隔膜。7.如权利要求1所述的轮胎充注系统，其中所述弧形支撑面具有第一部分，所述第一部分具有高曲率且邻近具有低曲率的第二部分。8.如权利要求7所述的轮胎充注系统，其中所述弧形支撑面还包括在所述第一部分与所述第二部分之间的第三部分，所述第三部分具有从邻近所述第二部分的低曲率变化到邻近所述第一部分的高曲率的曲率。9.如权利要求8所述的轮胎充注系统，其中所述弧形支撑面包括所述凸轮的外周边。10.如权利要求7所述的轮胎充注系统，还包括扭矩稳定机构，所述扭矩稳定机构被配置成在返回冲程期间调节所述凸轮上的所述第一致动元件的力。11.如权利要求10所述的轮胎充注系统，其中所述传动机构还包括在以下模式下可操作的质量体联接件：·联接模式，其中所述质量体联接件使所述偏心质量体连接到所述凸轮；以及·分离模式，其中所述质量体联接件使所述偏心质量体与所述凸轮分离。12.如权利要求11所述的轮胎充注系统，其中所述质量体联接件与所述凸轮的内部支撑面联接，其中：·在所述联接模式下，所述质量体联接件与所述凸轮的内部支撑面静态地联接，并且·在所述分离模式下，所述质量体联接件与所述内部支撑面可旋转地联接。13.如权利要求12所述的轮胎充注系统，其中所述扭矩稳定机构包括在所述内部支撑面和所述质量体联接件之间界定的仿形通道，所述仿形通道具有低间隙部分和高间隙部分，所述扭矩稳定机构还包括具有大体上等于所述低间隙部分并且小于所述高间隙部分的尺寸的移动元件，所述移动元件位于所述仿形通道内，其中所述扭矩稳定机构在以下模式之间切换所述质量体联接件：·所述联接模式，其中所述移动元件位于所述低间隙部分中并且保持所述质量体联接件关于所述内部支撑面的位置；以及·所述分离模式，其中所述移动元件位于所述高间隙部分中并且允许所述质量体联接件与所述内部支撑面之间的相对运动。14.如权利要求13所述的轮胎充注系统，其中所述高间隙部分与所述弧形支撑面的所述第一部分大体上径向地对齐。15.如权利要求1所述的轮胎充注系统，还包括：第二泵腔，其包括第二致动元件和第二腔室；以及第二力转换器，其将所述弧形支撑面联接到所述第二致动元件，所述第二力转换器包括具有第二弧形位置的第二轴，所述第二弧形位置固定于所述第二泵腔的弧形位置。16.如权利要求15所述的轮胎充注系统，其中所述被动式压力调节系统还包括流体歧管，所述流体歧管流体地连接所述第一泵腔、所述第二泵腔以及所述储存器，所述储存器流体地联接至所述第一泵腔和所述第二泵腔，其中所述被动阀位于所述流体歧管内，其中：·在所述开启模式下，所述被动阀允许流体从所述储存器流动至所述第一泵腔和所述第二泵腔；并且·在所述闭合模式下，所述被动阀防止流体从所述储存...

【专利技术属性】
技术研发人员：布兰登·理查森，戴夫·卡尔伯格，埃斯·谢兰德，
申请(专利权)人：阿佩利亚科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US