專利名稱：用于液體燃料箱的安全系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于液體燃料箱的安全系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
已經(jīng)對(duì)涉及燃料箱的許多安全系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)描述，一般是針對(duì)解決與在箱填充時(shí)使箱排氣相關(guān)的問(wèn)題，以及在發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)和運(yùn)轉(zhuǎn)耗油的正常期間內(nèi)的通風(fēng)問(wèn)題。除了這些問(wèn)題外，考慮到環(huán)保，還有一項(xiàng)越來(lái)越重要的要求，即回收在上述操作期間所釋放的蒸氣，同時(shí)減少排到大氣中的任何排放物。
從美國(guó)專利US-A-5183087中已經(jīng)知道可以為燃料箱排氣，該燃料箱設(shè)有填充管、連接到罐上的排氣及通風(fēng)閥、將箱的上部連接到位于填充管入口處的導(dǎo)套上的小直徑導(dǎo)管，其具有可將通過(guò)噴管的燃料供給切斷的作用。該導(dǎo)套設(shè)有密封裝置和位于密封裝置下游的導(dǎo)管端接頭。在該系統(tǒng)中，由連接到罐上的閥來(lái)專門地執(zhí)行排氣。該閥在停止位置時(shí)通常是關(guān)閉的，并且僅在箱內(nèi)的一定壓力作用下才會(huì)打開。
然而，已知系統(tǒng)具有許多缺點(diǎn)·很難對(duì)箱中的過(guò)壓進(jìn)行控制，這會(huì)導(dǎo)致在填充期間產(chǎn)生無(wú)意中的噴濺和溢出；·系統(tǒng)不太適于通過(guò)噴管來(lái)回收蒸氣；和·對(duì)少于0.2升的溢出的情況來(lái)說(shuō)，無(wú)法切斷經(jīng)由噴管的燃料供應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決已知系統(tǒng)的缺點(diǎn)，并提供一種系統(tǒng)，使得·可進(jìn)行填充而不會(huì)給箱帶來(lái)壓力；·消除了燃料溢出和噴濺的問(wèn)題；·針對(duì)不同類型的燃料和不同類型的蒸氣回收方法來(lái)實(shí)現(xiàn)填充管高度的標(biāo)準(zhǔn)化；·減小了系統(tǒng)的尺寸；·省去了用于防止回流和溢出的閥；·通過(guò)用重型球閥系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行分配，從而消除了在通風(fēng)時(shí)所產(chǎn)生的蒸氣勁流；和·成本較低，與現(xiàn)有的傳統(tǒng)系統(tǒng)屬相同的數(shù)量級(jí)或更小。
為此，本發(fā)明涉及一種用于液體燃料箱的安全系統(tǒng)，包括a)終止于箱內(nèi)的填充管，該管的進(jìn)口孔包括用于噴管的導(dǎo)套，該導(dǎo)套設(shè)有用于將外界環(huán)境密封開來(lái)的密封裝置；b)安裝于箱上的閥，其能夠在燃料的填充操作期間為箱排氣，還能夠在箱的正常使用期間進(jìn)行通風(fēng)；和c)蒸氣通氣導(dǎo)管，其還限定了箱內(nèi)液體燃料的最高液液位，根據(jù)該系統(tǒng)，該通氣導(dǎo)管在其一端處露出于箱的頂部中，將該頂部與填充管的上部相連，并在其另一端處在密封裝置的面向箱一側(cè)的下游某一位置點(diǎn)處露出，該導(dǎo)管完全位于箱和填充管內(nèi)。
本發(fā)明可應(yīng)用到用于燃料箱的安全系統(tǒng)上，即應(yīng)用到以對(duì)使用者和環(huán)境來(lái)說(shuō)都是安全的方式來(lái)儲(chǔ)存和使用燃料的系統(tǒng)上。該系統(tǒng)可保護(hù)使用者免受任何有害的狀況，尤其是任何類型的爆炸、內(nèi)爆、燃燒或污染的危險(xiǎn)，同時(shí)還可防止液體泄漏或不希望有的氣體到外部環(huán)境中的擴(kuò)散。
根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)所使用的箱包括可以是各種形狀的封閉腔，其通常相對(duì)于外界保持密封，該箱可配備各種內(nèi)部的配件或穿過(guò)腔體壁的配件。該箱可包含任何類型的液體燃料。具體來(lái)說(shuō)，其可包含用于供應(yīng)給汽車內(nèi)燃機(jī)的燃料，尤其是汽油或柴油。作為擴(kuò)展，其還可包含任何可用作燃料和/或氧化劑的有機(jī)液體，它們供應(yīng)用于產(chǎn)生電流的燃料電池，以供應(yīng)會(huì)消耗此類能量的一個(gè)或更多發(fā)動(dòng)機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)可由任何可用于產(chǎn)生液體燃料系統(tǒng)的合適材料制成。這種材料的例子為各種金屬和塑料。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)還可包括一種以上的特定材料。
根據(jù)本發(fā)明的安全系統(tǒng)優(yōu)選由塑料制成。用語(yǔ)“塑料”可理解為意指包括至少一種合成樹脂聚合物的任何材料。
所有類型的塑料都是合適的。非常合適的塑料屬于熱塑性塑料類。
用語(yǔ)“熱塑性塑料”指任何熱塑性聚合物，包括熱塑性彈性體及其混合物。用語(yǔ)“聚合物”指均聚物和共聚物兩者(特別是二元或三元共聚物)。這種聚合物的非限制性例子為無(wú)規(guī)共聚物、線型嵌段共聚物、其它嵌段共聚物以及接枝共聚物。
任何類型的熔點(diǎn)小于分解溫度的熱塑性聚合物或共聚物都是合適的。具有延伸至少超過(guò)10攝氏度的熔化范圍的合成熱塑性塑料是特別合適的。這種材料的例子包括在其分子量上顯示出多分散性的那些材料。
具體來(lái)說(shuō)，可使用聚烯烴、聚鹵乙烯、熱塑性聚酯、聚酮、聚酰胺及其共聚物。還可使用聚合物或共聚物的混合物，像聚合材料與無(wú)機(jī)的、有機(jī)的和/或天然的填料的混合物，該填料例如但非排它地為碳、鹽以及其它無(wú)機(jī)衍生物、天然纖維、玻璃纖維和聚合纖維。還可以使用由粘合在一起的堆疊層組成的多層結(jié)構(gòu)，其包括至少一個(gè)如上所述的聚合物或共聚物。
通常優(yōu)選聚鹵乙烯和聚烯烴。
常用的聚合物為聚乙烯。使用高密度聚乙烯(HDPE)已經(jīng)獲得了優(yōu)良的效果。
根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的填充管起允許對(duì)箱進(jìn)行填充而又不會(huì)有液體從箱的緊鄰區(qū)域以外的位置點(diǎn)中泄漏出來(lái)的作用。例如，在專用汽車中經(jīng)常見到這種情況，燃料箱位于相對(duì)不易接近的位置點(diǎn)，并通過(guò)填充管連接到進(jìn)口孔上，該進(jìn)口孔位于車體上的容易接近的位置點(diǎn)處，并可用蓋子蓋住。
根據(jù)本發(fā)明，在填充管的進(jìn)口孔處設(shè)有用于填充噴管的導(dǎo)套，該導(dǎo)套安裝有用于相對(duì)于外部環(huán)境起密封作用的裝置。
噴管是通過(guò)其便可與用于特別是向汽車供應(yīng)燃料的加油站泵相配的部件。
根據(jù)本發(fā)明，導(dǎo)套設(shè)有用于相對(duì)于外部環(huán)境起密封作用的裝置。該密封裝置能夠?qū)⑾浜吞畛涔艿膬?nèi)部大氣與環(huán)境大氣隔離開來(lái)，即使在噴管插入到管中并穿過(guò)所述導(dǎo)套時(shí)也是如此。用語(yǔ)“隔離”在這里可理解為指在使用箱時(shí)只允許微量的泄漏。在安裝密封裝置時(shí)可設(shè)定允許的泄漏標(biāo)準(zhǔn)，這樣，在相對(duì)于大氣壓為40毫巴的測(cè)試壓力下，泄漏不超過(guò)20升/小時(shí)，優(yōu)選不超過(guò)12升/小時(shí)。
用液體燃料填充箱的操作必然地會(huì)伴隨有箱內(nèi)壓力的升高。當(dāng)箱包括排氣回路時(shí)，由新引進(jìn)箱內(nèi)的液體導(dǎo)致的輕微過(guò)壓趨向于減小，這是因?yàn)檎紦?jù)了箱的相同體積的氣體會(huì)逸出。在揮發(fā)性液體的情況下，逸出的液體會(huì)或多或少地是在填充前箱內(nèi)存在的氣體和來(lái)自所引入氣體的部分汽化的蒸氣的均勻混合物。
另外，在箱的正常使用中，隨著液體或多或少地有規(guī)律地和/或連續(xù)地放掉，液體燃料的體積會(huì)減少。因此，有必要向箱提供并配備可吸入空氣的裝置，使得可以彌補(bǔ)操作期間的液體損耗，進(jìn)而防止在箱內(nèi)產(chǎn)生真空，以及防止在這種狀況下固有的危險(xiǎn)。
為了盡量預(yù)防這種危險(xiǎn)，根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的這兩個(gè)方面，裝配在箱上的閥的作用是安全閥，即能夠使箱通風(fēng)的閥，或者換句話說(shuō)，能夠以編程的方式打開以執(zhí)行兩種不同的功能的閥，這兩種功能是在填充箱時(shí)排氣，以及在正常使用期間當(dāng)所含燃料被消耗時(shí)或儲(chǔ)存在箱內(nèi)達(dá)一定時(shí)間時(shí)為箱提供通風(fēng)。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)還包括蒸氣通氣導(dǎo)管，其還用來(lái)確定填充期間箱內(nèi)的液體燃料的最高液位。根據(jù)本發(fā)明，該導(dǎo)管完全設(shè)于由箱所界定的容積和填充管之內(nèi)。
通氣/最高液位定位導(dǎo)管將箱的頂部連接到填充管的上部，并能夠除去存在于箱內(nèi)的大部分(優(yōu)選全部)氣體的體積，換句話說(shuō)，其具有足以允許氣體逸出而不會(huì)在箱內(nèi)產(chǎn)生明顯過(guò)壓的直徑。
該導(dǎo)管在其一端處露出于箱的頂部中，并處于與滿箱時(shí)燃料在箱內(nèi)的可允許的最大上限相對(duì)應(yīng)的高度。在其另一端，導(dǎo)管在用于密封設(shè)于填充管頂部處的噴管導(dǎo)套的裝置的下游的某一位置點(diǎn)處露出。用語(yǔ)“下游”在此應(yīng)當(dāng)理解成處于密封裝置的朝向箱的一側(cè)。
通氣/最高液位定位導(dǎo)管可直接露出于箱的頂部中?；蛘撸€可通過(guò)不同于排氣/通風(fēng)閥的浮閥而露出于該頂部中。在后一種情況下，會(huì)有蒸氣流過(guò)打開的閥，浮子設(shè)計(jì)成在箱內(nèi)達(dá)到最大液位時(shí)關(guān)閉該通道。
在填充管于箱的較低點(diǎn)處連接到箱上的特定情況下，同樣限定了液體燃料的最高液位的通氣導(dǎo)管通常采用設(shè)于箱內(nèi)的虹吸管的形式。在這種情況下，優(yōu)選將該導(dǎo)管分成兩個(gè)部分，其中第一部分位于箱內(nèi)，而第二部分位于填充管內(nèi)。這兩部分在填充管與箱的接合處、即頸部處相連。優(yōu)選在頸部?jī)?nèi)設(shè)置止回閥，其能防止液體到填充管中的任何回流。該止回閥包括用于固定通氣/最高液位定位導(dǎo)管的兩個(gè)部分的接受部。該止回閥的存在可有利地防止導(dǎo)管在填充管和箱內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明的用于液體燃料箱的安全系統(tǒng)的排氣/通風(fēng)閥是浮閥，即可在管道(shaft)內(nèi)滑動(dòng)的可動(dòng)裝置，一旦箱內(nèi)的燃料液位達(dá)到浮子在管道中的下方停止位置，浮閥便可隨從該液位而運(yùn)動(dòng)。這種閥可與安全系統(tǒng)的其它部件合作，以便幫助保持安裝有該閥的箱對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)處于安全的狀態(tài)，也就是說(shuō)，防止用戶受任何危險(xiǎn)情況，尤其是任何爆炸、內(nèi)爆、燃燒或污染的傷害，同時(shí)還可防止任何不希望的氣體擴(kuò)散或液體泄漏到外部環(huán)境中去。
優(yōu)選的是，在正常情況下，即在箱的填充操作期間和箱的正常使用期間，當(dāng)箱被關(guān)閉以及燃料被消耗時(shí)或者留在箱內(nèi)儲(chǔ)存一定的時(shí)間時(shí)，該浮閥保持打開。
這種閥的浮子的浮動(dòng)線路(float line)設(shè)置成使得閥只在兩種情況下關(guān)閉。第一種情況出現(xiàn)在箱傾斜成超過(guò)了預(yù)定的極限或甚至完全倒置時(shí)。第二種情況出現(xiàn)在燃料的其中振幅超過(guò)某一預(yù)定值的瞬態(tài)運(yùn)動(dòng)期間。
非常適合于根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的浮閥的一個(gè)例子是具有兩個(gè)腔室的浮閥，一個(gè)腔室設(shè)有浮子，另一腔室的容積用作能夠收集從閥中選出的蒸氣所夾帶的液體燃料的容器。法國(guó)專利申請(qǐng)No.2000/09286對(duì)這種閥進(jìn)行了描述。
在該實(shí)施例中，上述安全系統(tǒng)適合于各種類型的地理?xiàng)l件和/或會(huì)在加油站遇到的燃料輸送噴管。
例如，該安全系統(tǒng)非常適合于在北美使用，借此可將燃料蒸氣回收到填充有碳?xì)浠衔镂詹牧系妮^大容積的罐內(nèi)。
該安全系統(tǒng)還特別非常適合于通過(guò)所謂的“有源”噴管進(jìn)行燃料蒸氣的去除和回收，“有源”噴管即那些本身吸收蒸氣以便進(jìn)行存儲(chǔ)和/或可從帶有安全系統(tǒng)的車輛中回收蒸氣的噴管。蒸氣通氣/最高液位定位導(dǎo)管優(yōu)選具有足夠的直徑，以允許在這種情況下通過(guò)噴管將箱內(nèi)存在的所有氣體吸收掉。主要會(huì)在歐洲見到這種系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的用于安全系統(tǒng)的密封裝置可由任何能夠確保在箱和外部環(huán)境之間的正常密封、包括在燃料噴管的噴嘴從中穿過(guò)時(shí)也能正常密封的材料制成。用語(yǔ)“密封”這里可理解為意指允許輕微的泄漏，這種泄漏在噴管插入導(dǎo)套時(shí)的情況下屬于上述數(shù)量級(jí)。
帶來(lái)了較好效果的根據(jù)本發(fā)明安全系統(tǒng)的一個(gè)具體實(shí)施例是，其中密封裝置包括有密封環(huán)。該密封環(huán)優(yōu)選具有至少一個(gè)由彈性體制成的唇緣，其折疊在噴管噴嘴的外表面。具有兩個(gè)環(huán)形唇緣的裝置帶來(lái)了較好的效果。
上述安全系統(tǒng)的具體實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)選變型為，其中密封裝置還包括位于環(huán)形唇緣的下游的限位件，該限位件可在與噴管端部相接觸所帶來(lái)的壓力的作用下打開。
限位件的一個(gè)可能的實(shí)施例是由彈性體制成的扁平圓形部分，該扁平圓形部分從其中心沿若干個(gè)半徑以星形的方式被切開，形成了扇形形式的薄片，然而當(dāng)它們處于關(guān)閉的停止位置中相互疊靠在一起時(shí)仍能確保氣密性。包括四等分薄片的限位件來(lái)了非常好的效果。用語(yǔ)“密封”在這里同樣具有與上述相同的意思。
限位件可與密封系統(tǒng)形成一體，從而形成了一個(gè)包括唇緣和限位件的整體部件。它還構(gòu)成了可與密封系統(tǒng)的唇緣協(xié)同工作但獨(dú)立于密封系統(tǒng)的零件。這種限位件的另一個(gè)可能的例子為金屬或硬質(zhì)塑料的閥瓣，其類似于已知的限位件，并通過(guò)彈簧保持在關(guān)閉位置，通過(guò)噴管端部施加到閥瓣表面上的壓力來(lái)控制閥瓣的打開。用語(yǔ)“硬質(zhì)塑料”在此可理解為意指非彈性的塑料。
在根據(jù)本發(fā)明安全系統(tǒng)的可與前述實(shí)施例相結(jié)合的另一具體實(shí)施例中，該系統(tǒng)還包括只在箱內(nèi)存在過(guò)度過(guò)壓的情況下才會(huì)向外界大氣打開的安全閥。該安全閥使填充管的內(nèi)部與箱外的大氣連通，產(chǎn)生了允許填充管中的液體和/或氣體朝噴管附近的該外界大氣逸出的通道。
該閥具有防止箱在極度異常的情況下爆炸的作用，該異常情況例如為在燃燒或者爆炸情況下以及在噴管的自動(dòng)跳閘系統(tǒng)失效的情況下的快速且較高的溫升。
安全閥可制造成任何合適的機(jī)構(gòu)。一種非常合適的機(jī)構(gòu)是具有由彈性體制成的環(huán)形唇緣，其延伸到位于填充管進(jìn)入口一側(cè)的密封裝置的上游。
優(yōu)選的是，環(huán)形唇緣的一端緊固到密封裝置上，另一端可向與通道接界的剛性件施加彈力。用語(yǔ)“剛性”與上面針對(duì)“硬質(zhì)塑料”來(lái)說(shuō)明的具有相同的意思。在打開位置中，唇緣使孔口露出，這便允許液體和/或氣體沿著與輸送噴管的軸線相垂直的初始方向流動(dòng)。
或者，安全閥還可包括獨(dú)立于密封系統(tǒng)的止回閥，其位于噴管導(dǎo)套內(nèi)的靠近噴管之處。這種閥的一個(gè)例子是隔膜閥，其中隔膜具有傘形，并設(shè)于構(gòu)造在導(dǎo)套內(nèi)靠近噴管之處的孔口內(nèi)。
在根據(jù)本發(fā)明安全系統(tǒng)的可與前述實(shí)施例相結(jié)合的另一優(yōu)選實(shí)施例中，通氣/液位定位導(dǎo)管可由導(dǎo)電材料制成，并通過(guò)導(dǎo)電體連接到例如安裝有該箱的車輛上的金屬地線(metal earth)上。根據(jù)該實(shí)施例，導(dǎo)管可全部由導(dǎo)電材料制成。它也可只具有由導(dǎo)體材料制成的外表層。合適導(dǎo)體材料的一個(gè)例子是填充有碳黑的塑料。
根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的可與前述所有實(shí)施例相結(jié)合的第一變型很適合于設(shè)有燃料蒸氣抽吸裝置的噴管，其也稱作“有源”噴管。在該第一變型中，一方面，閥的一個(gè)出口與填充有可吸收燃料蒸氣的材料的罐相連，另一方面，蒸氣排氣導(dǎo)管在接近噴管抽吸裝置的位置點(diǎn)處將閥的第二出口與填充管中的處于導(dǎo)套密封裝置的上游的上部相連。在對(duì)箱進(jìn)行填充操作的期間，排氣導(dǎo)管能夠除去從箱中逸出的大部分(優(yōu)選全部)氣體的體積。
該系統(tǒng)非常適合用在箱是用來(lái)儲(chǔ)存高揮發(fā)性燃料的情況。特別是，有源噴管優(yōu)選是設(shè)有具有能夠環(huán)繞著填充管的上方孔口的套筒的抽吸裝置的那種類型。在歐洲會(huì)比在北美更經(jīng)常見到這種類型的噴管。
用語(yǔ)“高揮發(fā)性燃料”可理解為意指輕質(zhì)燃料，例如各種類型的汽油，而重油如柴油或用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的其它燃料除外。
所述閥的出口在一方面是用于在正常操作期間進(jìn)行通風(fēng)的通風(fēng)回路的氣體出口，而在另一方面是在填充期間用于排氣的排氣回路的氣體出口。例如，當(dāng)用于收集被夾帶的液體燃料的容器安裝在所使用的閥上時(shí)，排氣回路的氣體出口可位于該容器的氣體出口處。
該短語(yǔ)“能夠除去大部分、優(yōu)選全部的氣體”在通氣導(dǎo)管的情況中具有與上述說(shuō)明相同的意思。
在噴管中未設(shè)有燃料蒸氣抽吸系統(tǒng)的情況下，根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的第二變型包括和第一變型一樣與填充有可吸收燃料蒸氣的材料的罐相連的閥。然而，在第二變型的具體情況中，閥未設(shè)第二出口，罐的容積、閥的尺寸以及將閥連接到罐上的導(dǎo)管的直徑設(shè)計(jì)成使得在填充操作期間，罐本身能夠保存從箱內(nèi)逸出的氣體的大部分體積。在這種情況下，除了在正常使用中對(duì)箱進(jìn)行通風(fēng)時(shí)可以吸收氣體之外，罐還可吸收在填充時(shí)離開箱的氣體。該系統(tǒng)很適合用在箱是用來(lái)儲(chǔ)存高揮發(fā)性燃料的情況。主要會(huì)在北美見到這種情形。
根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的第三變型非常適合用于未設(shè)有燃料蒸氣抽吸系統(tǒng)的噴管，其包括出口露出于填充有可吸收燃料蒸氣的材料的罐內(nèi)的閥。該系統(tǒng)適合用在箱是用來(lái)儲(chǔ)存高揮發(fā)性燃料的情況。在這種情況下，閥通常只有一個(gè)出口，其連接到額外的蒸氣吸收裝置、例如與第一罐串聯(lián)設(shè)置的第二罐上，第二罐的作用是每次在第一罐中產(chǎn)生飽和時(shí)用來(lái)保存燃料蒸氣。在歐洲和北美都會(huì)見到這種系統(tǒng)。
對(duì)于低揮發(fā)性燃料以及未設(shè)有燃料蒸氣抽吸系統(tǒng)的噴管來(lái)說(shuō)，作為第三變型的備選方案，第四變型中的閥的出口不穿過(guò)罐地露出于大氣中。這種變型更具體地適合于歐洲的系統(tǒng)。通到大氣的出口可為閥本身上的直接出口。其還可穿過(guò)可防止固體顆粒進(jìn)入箱內(nèi)的裝置，或通過(guò)任何其它合適的裝置，例如任何排放回路或?qū)Ч堋?br> 在根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的第五變型中，與第三和第四個(gè)變型相一致，蒸氣排氣導(dǎo)管在相鄰于噴管上的抽吸裝置的位置點(diǎn)處將閥的第二出口與填充管中的處于導(dǎo)套密封裝置上游的上部相連，在對(duì)箱進(jìn)行填充操作的期間，排氣導(dǎo)管能夠除去從箱中逸出的大部分氣體的體積。
在這里，用語(yǔ)“密封”和“上游”以及短語(yǔ)“能夠除去從箱中逸出的大部分氣體”的意思同樣與上面所說(shuō)明的相同。


圖1到6用于顯示本發(fā)明的目的，但不會(huì)以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
具體實(shí)施例方式
圖1示意性地顯示了一種適合于歐洲國(guó)家型式的用于液體燃料箱的安全系統(tǒng)。
在圖中，由高密度聚乙烯(HDPE)制成的包含有液體燃料(95辛烷無(wú)鉛汽油)的箱(1)設(shè)有HDPE填充管(2)和排氣/通風(fēng)閥(7)，該閥(7)包括浮子(11)和集液容器(30)，其中集液容器(30)通過(guò)HDPE導(dǎo)管(19)連接到裝有活性炭的罐(18)中，并且通過(guò)導(dǎo)管(40)連接到外界大氣(17)。蒸氣通氣/最高液位定位導(dǎo)管(8)將箱(1)的頂部連接到管(2)的區(qū)域(10)中，該區(qū)域緊接著密封裝置(6)的下游設(shè)置。該密封裝置(6)包括具有兩個(gè)唇緣的撓性密封件。導(dǎo)管(8)完全位于管(2)的容積和箱(1)之內(nèi)，并通過(guò)垂直部分(9)浸入到箱(1)的頂部中達(dá)某一高度處，其限定了在箱內(nèi)可允許的液體燃料的最高液位。導(dǎo)管(8)被設(shè)于箱(1)中的與管(2)相連的頸部中的止回閥(31)分成兩個(gè)部分，防止液體從箱(1)內(nèi)泄漏，特別是在箱-填充管連接出現(xiàn)破裂時(shí)可防止箱泄漏。圖1還顯示了用于加油站輸送噴管(5)的導(dǎo)套(4)，噴管(5)接合于管(2)的頂部?jī)?nèi)且穿過(guò)密封裝置(6)，以便使輸送噴嘴的端部位于該密封裝置的下游。
在下文中將具體說(shuō)明圖1所示系統(tǒng)的操作。在初始狀態(tài)中，箱(1)由填充管(2)上的閉合蓋(未示出)封閉，并且箱處于沒(méi)有燃料可抽出的正常停止?fàn)顟B(tài)，從該初始狀態(tài)開始，將封閉了填充管(2)的進(jìn)口(3)的蓋打開，以進(jìn)行汽油補(bǔ)給操作。
然后將噴管(5)插入導(dǎo)套(4)的進(jìn)口(3)中，并機(jī)械地施加作用力以穿過(guò)密封裝置(6)的密封件。該噴管(5)在其插入到管(2)中并處于密封裝置(6)的密封件的下游的噴嘴端處具有進(jìn)口孔，其用作可切斷燃料流入的傳感器。由于密封裝置(6)的密封件的存在，周圍大氣不再能進(jìn)入到噴管(5)的觸發(fā)系統(tǒng)的孔口處。
然后操作者操作用于打開噴管(5)的手柄，開始向箱(1)輸送汽油。由于噴管(5)并不關(guān)閉和切斷汽油的流入，因此空氣和/或汽油蒸氣可自由地進(jìn)入，經(jīng)由密封裝置(6)下游的區(qū)域(10)中的蒸氣通氣/最高液位定位導(dǎo)管(8)的頂部、導(dǎo)管(8)中的浸入于箱(1)上部中的那一部分(9)、位于箱(1)中的液體燃料液位之上的氣穴、閥(7)、排氣導(dǎo)管(40)而到達(dá)箱(1)外部的進(jìn)口(3)附近的大氣中。
同時(shí)，通過(guò)管(2)引入的汽油的體積取代了存在于箱(1)的氣穴中的氣體的體積。如上所述，這些體積的氣體通過(guò)閥(7)和排氣導(dǎo)管(40)逸出。
閥(7)的導(dǎo)管(41)設(shè)置成文丘里管，其在閥(7)和罐(18)之間的結(jié)合處引入了一定的壓頭損失，以便只允許遠(yuǎn)少于在導(dǎo)管(8)和(40)中流動(dòng)的少量氣體通過(guò)罐。這種設(shè)置使得裝在罐(18)中的活性炭不會(huì)在填充操作期間不必要地產(chǎn)生飽和。
在填充期間，相對(duì)于大氣壓的箱(1)的內(nèi)部過(guò)壓保持為很低，其僅由閥(7)和排氣導(dǎo)管(40)的敞開通道的較低壓頭損失特征來(lái)決定。
箱內(nèi)的汽油液位上升，并終止于與導(dǎo)管(9)的孔口齊平之時(shí)。此時(shí)，噴管(5)不再接收來(lái)自位于箱(1)內(nèi)汽油液位之上的氣穴內(nèi)的空氣或氣體，噴管(5)的噴嘴的進(jìn)口孔存在輕微的負(fù)壓，從而促動(dòng)噴管(5)上的自動(dòng)負(fù)壓感應(yīng)裝置，并切斷汽油的流入。
圖2分成三個(gè)子圖2a，2b和2c，其詳細(xì)顯示了止回閥(31)。子圖2a是該閥的平面圖。子圖2b是端視圖，而子圖2c是沿軸線A-A的截面圖。圖中顯示了由撓性軟材料制成的環(huán)形唇緣(50)，其一端緊固在管(51)上，導(dǎo)管(8)的兩個(gè)部分與該管(51)的端部相連。在來(lái)自管(2)的液體的壓力作用下，該唇緣(50)會(huì)變形以允許該液體進(jìn)入到箱(1)中。然而，由于箱(1)中的液體向唇緣(50)施加壓力并且使其保持壓在止回閥(31)的基部52上，因此可防止液體回流到管(2)中。
圖3顯示了圖1的一種變型，即適合于歐洲國(guó)家型式的用于液體燃料箱的安全系統(tǒng)。在該圖中，包括集液容器(30)的排氣/通風(fēng)閥(7)通過(guò)導(dǎo)管(19)連接到設(shè)于箱(1)之外的裝有活性炭的罐(18)中，并且通過(guò)排氣導(dǎo)管(60)連接到填充管(2)的上方孔口(3)處。在箱(1)的填充期間，導(dǎo)管(60)可保證排氣。
由于閥(7)保持打開，因此在填充期間存在于箱中的非常微小的過(guò)壓可通過(guò)排氣導(dǎo)管(60)和出口(3)與大氣壓平衡。在用閉合蓋將管(2)的孔口蓋上之后，箱中的壓力可通過(guò)導(dǎo)管(19)和罐(18)繼續(xù)保持平衡。
在填充期間，在管的進(jìn)口(3)處排到大氣中的氣體通過(guò)有源系統(tǒng)而被吸收，該有源系統(tǒng)包括環(huán)繞著噴管(5)的頂部和進(jìn)口(3)的套筒(未示出)，并且與在其中進(jìn)行氣體收集的加油站的抽吸泵相連。
圖4示意性地顯示了一種適合于北美型式的用于液體燃料箱的安全系統(tǒng)。
在該圖中，裝有液體燃料(95辛烷無(wú)鉛汽油)的HDPE箱(1)設(shè)有HDPE填充管(2)和排氣/通風(fēng)閥(7)，該閥包括浮閥(11)和集液容器(30)，該集液容器(30)通過(guò)導(dǎo)管(19)連接到設(shè)于箱(1)之外的裝有活性炭的大罐(18)中。由HDPE制成的蒸氣通氣/最高液位定位導(dǎo)管(8)將箱(1)的頂部連接到管(2)的區(qū)域(10)中，該區(qū)域緊接著密封裝置(6)的下游設(shè)置。該密封裝置(6)包括具有兩個(gè)唇緣的撓性密封件。蒸氣通氣/最高液位定位導(dǎo)管(8)完全位于管(2)的容積和箱(1)之內(nèi)，并通過(guò)垂直部分(9)浸入到箱(1)的頂部中達(dá)某一高度處，其限定了在箱內(nèi)可允許的液體燃料的最高液位。導(dǎo)管(8)被設(shè)于箱(1)中的與管(2)相連的頸部中的止回閥(31)分成兩個(gè)部分，可防止液體從箱(1)內(nèi)泄漏。圖4還顯示了用于輸送燃料的加油站噴管(5)，其接合于管(2)的頂部?jī)?nèi)且穿過(guò)密封裝置(6)，以便使輸送噴嘴的端部位于該密封裝置(6)的下游。
在下文中將具體說(shuō)明圖4所示安全裝置的操作。在初始狀態(tài)中，箱(1)由填充管(2)上的閉合蓋(未示出)封閉，并且箱處于沒(méi)有燃料可以排出的正常停止?fàn)顟B(tài)，從該初始狀態(tài)開始，將封閉了填充管(2)的進(jìn)口(3)的蓋打開，以進(jìn)行汽油補(bǔ)給操作。
然后將噴管(5)插入管(2)的進(jìn)口(3)中，并機(jī)械地施加作用力以便穿過(guò)密封裝置(6)的密封件。該噴管(5)在其插入到管(2)中并處于密封裝置(6)的密封件的下游的噴嘴端處具有進(jìn)口孔，其用作可切斷燃料流入的傳感器。由于密封裝置(6)的密封件的存在，周圍大氣不再能進(jìn)入到噴管(5)的觸發(fā)系統(tǒng)的孔口處。
然后操作者操作用于打開噴管(5)的手柄，開始向箱(1)輸送汽油。由于噴管(5)并不關(guān)閉和切斷汽油的流入，因此空氣和/或汽油蒸氣可自由地進(jìn)入，經(jīng)由密封裝置(6)下游的區(qū)域(10)中的導(dǎo)管(8)的頂部、導(dǎo)管(8)中的浸入到箱(1)上部中的那一部分(9)、位于箱(1)中的液體燃料液位之上的氣穴、閥(7)、導(dǎo)管(19)、罐(18)和出口(40)而到達(dá)大氣中。
同時(shí)，通過(guò)管(2)引入的汽油的體積取代了存在于箱(1)的氣穴中的氣體的體積。如上所述，這些體積的氣體通過(guò)閥(7)和罐(18)逸出。
在填充期間，相對(duì)于大氣壓的箱(1)的內(nèi)部過(guò)壓保持為很低，其僅由閥(7)、導(dǎo)管(19)和罐(18)的敞開通道的較低壓頭損失特征來(lái)決定。
通過(guò)通氣導(dǎo)管(19)將來(lái)自位于箱(1)中的液體燃料液位之上的氣穴中的蒸氣排出，并將其吸收到大容量罐(18)之中。
箱內(nèi)的汽油液位上升，并終止于其與導(dǎo)管(9)的孔口齊平之時(shí)。此時(shí)，噴管(5)不再接收來(lái)自位于箱(1)內(nèi)汽油液位之上的氣穴內(nèi)的空氣或氣體，噴管(5)的噴嘴的進(jìn)口孔存在輕微的負(fù)壓，從而促動(dòng)該噴管(5)上的自動(dòng)負(fù)壓感應(yīng)裝置，并切斷汽油的流入。
由于閥(7)保持打開，因此在填充期間存在于箱中的非常微小的過(guò)壓可通過(guò)導(dǎo)管(19)和罐(18)與大氣壓平衡。
圖5具體顯示了根據(jù)圖1和圖4所示的填充管(2)的頂部，其中明顯地示出了密封裝置(6)，其設(shè)有形式為兩個(gè)撓性唇緣(12，13)的密封件，還設(shè)有限位件(14)。
圖6顯示了圖5的一種變型，其中在向箱(1)補(bǔ)給燃料時(shí)出現(xiàn)意外的過(guò)度過(guò)壓的情況下，安全閥(15)可允許向大氣(17)打開。
權(quán)利要求
1.一種用于液體燃料箱(1)的安全系統(tǒng)，包括a)終止于箱(1)內(nèi)的填充管(2)，所述管(2)的進(jìn)口孔(3)包括用于噴管(5)的導(dǎo)套(4)，所述導(dǎo)套(4)設(shè)有用于將外界環(huán)境密封開來(lái)的密封裝置(6)；b)安裝于箱(1)上的閥(7)，其能夠在燃料的填充操作期間為箱(1)排氣，在箱的正常使用期間還能夠進(jìn)行通風(fēng)；和c)蒸氣通氣導(dǎo)管(8)，其還限定了箱(1)內(nèi)的液體燃料的最高液位，其特征在于，所述導(dǎo)管(8)在其一端部(9)處露出于箱(1)的頂部中，將所述頂部與所述填充管(2)的上部相連，并且在其另一端(10)處在所述密封裝置(6)的面向箱(1)一側(cè)的下游某一位置點(diǎn)處露出，所述導(dǎo)管(8)完全位于箱(1)和填充管(2)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)管(8)通過(guò)浮閥露出于箱(1)的頂部中。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述閥(7)具有浮子(11)，在填充箱(1)時(shí)和箱(1)的正常使用期間，所述閥是常開的，所述浮子(11)的浮動(dòng)線路設(shè)置成使得所述閥(7)只在兩種情況下關(guān)閉，即當(dāng)箱(1)傾斜成超過(guò)了預(yù)定的極限或甚至完全倒置時(shí)，以及在其振幅超過(guò)某一預(yù)定值的燃料的瞬態(tài)運(yùn)動(dòng)期間。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述密封裝置(6)包括密封環(huán)，所述密封環(huán)具有至少一個(gè)由撓性彈性體制成的唇緣(12)，其可以壓在所述噴管(5)的噴嘴的周圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述密封裝置(6)還包括位于唇緣(12)下游的限位件(14)，其可在因與所述噴管(5)的噴嘴端部相接觸所帶來(lái)的壓力的作用下打開。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括只在箱內(nèi)存在過(guò)度過(guò)壓的情況下才向外界大氣(17)打開的安全閥(15)，所述安全閥(15)使所述填充管的內(nèi)部(16)與所述噴管(5)附近的外界大氣(17)連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述安全閥(15)是由彈性體制成的環(huán)形唇緣，其在面向所述管(2)的進(jìn)入口(3)的一側(cè)延伸到密封裝置(6)的上游。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述安全閥(15)是獨(dú)立于密封系統(tǒng)(6)的止回閥，位于用于所述噴管(5)的導(dǎo)套(4)內(nèi)并靠近所述噴管。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)管(8)的至少一個(gè)外表層是導(dǎo)電的，所述導(dǎo)管通過(guò)電導(dǎo)體連接到安裝有該箱(1)的車輛上的金屬地線上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)適合于未設(shè)有燃料蒸氣抽吸系統(tǒng)的噴管(5)，所述閥(7)與填充有可吸收燃料蒸氣的材料的罐(18)相連，所述罐(18)的體積、閥(7)的尺寸以及將所述閥連接到罐(18)上的導(dǎo)管(19)的直徑設(shè)計(jì)成使得能夠在填充操作期間抽空從箱(1)內(nèi)逸出的氣體的大部分體積。
11.根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述閥(7)的出口不穿過(guò)所述罐而露出于外界大氣(17)中。
全文摘要
一種由塑料制成的燃料安全系統(tǒng)，包括安裝有填充管的液體燃料箱，該填充管設(shè)有用于輸送噴管的導(dǎo)套，該安全系統(tǒng)包括密封裝置、用于使箱排氣和通風(fēng)的常開型浮閥，以及還限定了箱內(nèi)液體的最高液位的蒸氣通氣導(dǎo)管，該導(dǎo)管將該箱的頂部與位于密封裝置下游的位置點(diǎn)相連，并且完全位于箱和填充管內(nèi)。
文檔編號(hào)B65B1/04GK1694821SQ03824993
公開日2005年11月9日 申請(qǐng)日期2003年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月13日
發(fā)明者P·加納紹, J·科弗特 申請(qǐng)人:因勒紀(jì)汽車系統(tǒng)研究公司