Сливное устройство
Изобретение относится к сливному устройству для топливных баков. Сливное устройство для слива топлива из паротопливной системы в топливный бак содержит патрубок, сконфигурированный для присоединения к вспомогательному паротопливному устройству, и уплотнительный элемент, способный перемещаться между закрытым положением, в котором патрубок закрыт уплотнительным элементом, и открытым положением, в котором топливо из вспомогательного паротопливного устройства можно слить в бак. Уплотнительный элемент смещается в открытое положение, когда давление в баке, по существу, равно атмосферному давлению и уровень топлива в баке ниже уровня топлива во вспомогательном паротопливном устройстве. Достигается совершенствование паротопливной системы. 3 н. и 32 з.п. ф-лы, 8 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение в общем относится к сливному устройству и в частности к сливным клапанам для слива топлива из паротопливных систем в топливных баках.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Паротопливные системы устанавливаются в топливном баке и сконфигурированы для обработки паров топлива, выпущенных из топливных баков. Паротопливные системы обычно включают в себя устройство обработки топлива, такое как бачок, сконфигурированный для обработки паров. Паротопливные системы могут дополнительно включать в себя топливный отделитель, сконфигурированный для отделения капель топлива от паров топлива и слива капель обратно в топливный бак.
Как правило, паротопливные системы включают в себя детали, такие как вспомогательные паротопливные устройства или сегменты труб, которые склонны к накоплению топлива внутри себя. Тем не менее, накопление топлива внутри этих деталей может привести к поломке паротопливной системы, поскольку путь движения топлива к устройству обработки топлива заблокирован и из-за этого пары топлива не попадают в устройство обработки топлива.
Соответственно, необходимо снабдить паротопливную систему сливным устройством, особенно для частей паротопливной системы, которые склонны к накоплению топлива внутри себя.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно одному аспекту настоящего изобретения предоставлено сливное устройство для слива топлива из паротопливной системы в топливный бак, при этом сливное устройство содержит патрубок, сконфигурированный для присоединения к вспомогательному паротопливному устройству, и уплотнительный элемент, способный перемещаться между закрытым положением, в котором патрубок закрыт уплотнительным элементом, и открытым положением, в котором топливо из вспомогательного паротопливного устройства можно слить в бак, при этом уплотнительный элемент смещается в открытое положение, когда давление в баке по существу равно атмосферному давлению и уровень топлива в баке ниже уровня топлива во вспомогательном паротопливном устройстве.
Сливное устройство может включать в себя корпус держателя уплотнения, содержащий патрубок, присоединяемый к вспомогательному паротопливному устройству, и крышку, выполненную с одним или несколькими отверстиями, находящимися в связи по текучей среде с внутренней частью топливного бака.
Корпус держателя уплотнения может включать в себя нижнюю часть, диаметр которой превышает диаметр патрубка, и сконфигурированную для сцепления с частями уплотнительного элемента.
Уплотнительный элемент может представлять собой уплотнительный диск, изготовленный из уплотнительного материала, и может иметь диаметр, превышающий диаметр патрубка. Уплотнительный элемент может образовывать впускную поверхность для сцепления с патрубком и выпускную поверхность, направленную к среде, окружающей клапан, например к объему топливного бака. Части периферии впускной поверхности уплотнительного элемента могут быть сконфигурированы для сцепления с нижней частью держателя уплотнения.
Крышка может быть сконфигурирована для удерживания уплотнительного элемента на месте, когда сливной клапан находится в открытом положении. Согласно примеру, крышка может представлять собой решетку, прикрепленную к нижней части корпуса держателя уплотнения.
Отверстия в крышке могут быть выполнены вдоль ее периферии таким образом, что, когда уплотнительный элемент прижат к внутренней поверхности крышки, отверстия оставались не закрытыми, тем самым позволяя топливу проходить сквозь них.
Корпус держателя уплотнения может содержать боковую стенку, образованную вдоль его окружности, и превышающую толщину уплотнительного элемента, и содержащую отверстия, выполненные в ней, таким образом, чтобы при сцеплении уплотнительного элемента с внутренней поверхностью крышки топливо могло проходить сквозь отверстия.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предоставлено вспомогательное паротопливное устройство, содержащее сливной клапан, установленный на нем, для слива топлива из него в топливный бак, при этом сливное устройство содержит патрубок, сконфигурированный для присоединения к вспомогательному паротопливному устройству, и уплотнительный элемент, способный перемещаться между закрытым положением, в котором патрубок закрыт уплотнительным элементом, и открытым положением, в котором топливо из вспомогательного паротопливного устройства можно слить в бак, при этом уплотнительный элемент смещается в открытое положение, когда давление в баке по существу равно атмосферному давлению.
Сливное устройство может быть выполнено таким образом, что, когда давление внутри топливного бака превышает давление снаружи бака, уплотнительный элемент оставался сцепленным с патрубком.
Сливное устройство может быть выполнено таким образом, чтобы уплотнительный элемент выходил из сцепления с патрубком при отсутствии достаточных усилий для преодоления сил тяжести жидкостей внутри вспомогательного паротопливного устройства.
Сливное устройство может быть установлено на вспомогательном паротопливном устройстве вверху или вверху по диагонали, с тем чтобы силы тяжести уплотнительного элемента способствовали сохранению его сцепления с патрубком. Сливное устройство может быть выполнено с возможностью одновременного слива жидкостей внутри вспомогательного паротопливного устройства.
Сливное устройство может быть расположено на определенной высоте внутри бака, таким образом, чтобы сливное устройство не открывалось только, когда уровень топлива в баке находится около максимального значения.
Следует отметить, что в случае невозможности слива жидкости в паротопливной системе, топливо внутри паротопливной системы может препятствовать повторной заправке бака топливом. Таким образом, высота сливного устройства в баке может быть определена в соответствии с желаемым максимальным уровнем повторной заправки бака топливом.
Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предоставлен топливный бак, содержащий паротопливную систему со сливным клапаном, присоединенным к ней, для слива топлива из него в топливный бак, при этом сливное устройство содержит патрубок, сконфигурированный для присоединения к вспомогательному паротопливному устройству, и уплотнительный элемент, способный перемещаться между закрытым положением, в котором патрубок закрыт уплотнительным элементом, и открытым положением, в котором топливо из вспомогательного паротопливного устройства можно слить в бак, при этом уплотнительный элемент смещается в открытое положение, когда давление в баке по существу равно атмосферному давлению.
Паротопливная система может быть установлена в верхней части топливного бака таким образом, чтобы при попытке повторной заправки бака топливом, уровень топлива в баке был ниже уровня топлива внутри отделителя жидкости.
Сливное устройство может быть выполнено таким образом, чтобы позволять уплотнительному элементу выходить из сцепления с патрубком, только когда заливная головка топливного бака открыта.
Сливное устройство может быть выполнено таким образом, чтобы позволять уплотнительному элементу выходить из сцепления с патрубком, только когда происходит выравнивание давления между внутренней частью бака и наружной окружающей средой.
Любое количество нижеприведенных признаков и конструкций могут быть осуществлены в паротопливной системе и клапане согласно настоящему изобретению по отдельности или в сочетании друг с другом:
- крышка, содержащая боковую стенку и отверстия, выполненные в боковой стенке;
- патрубок может быть присоединен к впускному соплу, выполненному с возможностью присоединения к вспомогательному паротопливному устройству;
- нижняя часть корпуса держателя уплотнения и его крышка могут быть сконфигурированы для присоединения друг к другу посредством защелкивания;
- вспомогательное паротопливное устройство может представлять собой трубку паротопливной системы, проходящую между паротопливным клапаном и устройство обработки паров топлива;
- вспомогательное паротопливное устройство может представлять собой отделитель жидкости, сконфигурированный для отделения жидкого топлива от паров топлива внутри бака.
Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предоставлено сливное устройство для слива топлива из паротопливной системы в топливный бак, при этом указанное сливное устройство содержит патрубок, сконфигурированный для присоединения к вспомогательному паротопливному устройству, и уплотнительный элемент, способный перемещаться между закрытым положением, в котором указанный патрубок закрыт указанным уплотнительным элементом, и открытым положением, в котором топливо из указанного вспомогательного паротопливного устройства можно слить в бак, при этом указанный уплотнительный элемент смещается в указанное открытое положение, когда давление в баке по существу равно давлению во вспомогательном паротопливном устройстве и уровень топлива в баке ниже уровня топлива в указанном вспомогательном паротопливном устройстве, так что указанный уплотнительный элемент смещается в указанное открытое положение усилиями сопротивления текучей среды, оказываемыми указанным топливом из вспомогательного паротопливного устройства на уплотнительный элемент.
Сливное устройство может дополнительно включать в себя впускное сопло, сконфигурированное для присоединения к вспомогательному паротопливному устройству и находящееся в связи по текучей среде с патрубком.
Патрубок может быть образован в корпусе держателя уплотнения, сконфигурированном для удерживания уплотнительного элемента.
Корпус держателя уплотнения может включать в себя нижнюю часть, диаметр которой превышает диаметр патрубка.
Корпус держателя уплотнения может включать в себя крышку, содержащую множество отверстий и сконфигурированную для удерживания уплотнительного элемента внутри корпуса держателя уплотнения. Отверстия могут быть выполнены в боковой стенке крышки. Отверстия могут быть выполнены в окружности крышки и боковая стенка может быть больше толщины уплотнительного элемента.
Крышка может иметь диаметр, превышающий диаметр уплотнительного элемента, и отверстия выполнены вдоль периферии крышки, так что даже в ситуации, когда уплотнительный элемент может быть прижат к внутренней поверхности крышки, отверстия остаются открытыми. Нижняя часть и крышка могут быть сконфигурированы для присоединения друг к другу посредством защелкивания.
Уплотнительный элемент может представлять собой уплотнительный диск, имеющий диаметр, превышающий диаметр патрубка, и образующий впускную поверхность для сцепления с патрубком и выпускную поверхность, направленную к среде, окружающей сливное устройство. Нижняя часть может включать в себя боковую стенку, содержащую фланец, сконфигурированный для того, чтобы обеспечить присоединение крышки посредством защелкивания. Фланец может быть выполнен с отверстиями, способствующими движению текучей среды от держателя уплотнения.
Впускное сопло может включать в себя вводимый конец, сконфигурированный для введения в отверстие, сформированное во вспомогательном паротопливном устройстве. Диаметр отверстия может быть меньше диаметра вводимого конца. Вводимый конец может быть сконфигурирован для сцепления с кольцевой частью стенки отверстия таким образом, чтобы кольцевая часть стенки могла быть слегка изогнута внутрь, тем самым образуя кольцеобразный загиб. Кольцеобразный загиб может быть выполнена таким образом, чтобы плотно прилегать к вводимому концу, тем самым образуя герметичное сцепление с ним.
Вводимый конец может быть выполнен таким образом, чтобы проходить внутрь вспомогательного паротопливного устройства и выступать из его внутренней стенки.
Вводимый конец может включать в себя канал, обеспечивающий связь по текучей среде между вспомогательным паротопливным устройством и впускным соплом. Вводимый конец может включать в себя вырез, выполненный таким образом, чтобы позволить текучей среде, движущейся под действием силы тяжести по части стенки вспомогательного паротопливного устройства вокруг вводимого конца, поступать в канал. Вырез может быть выполнен таким образом, чтобы обеспечивать связь по текучей среде между каналом и окружением вводимого конца, даже когда уровень жидкости во вспомогательном паротопливном устройстве может быть ниже высоты выступа вводимого конца внутри него. Вырез может быть выполнен таким образом, чтобы обеспечивать слив жидкости из вспомогательного паротопливного устройства, даже когда уровень давления внутри него не может превышать уровень давления внутри впускного сопла. Вырез предоставляет маршрут для движения текучей среды в канал.
Вводимый конец дополнительно может включать в себя коническую часть, образованную на его дальнем конце, при этом коническая часть выполнена с изменяющимся внешним диаметром, увеличивающимся к впускному соплу. Дальний конец может иметь диаметр меньше диаметра отверстия, тем самым облегчая введение вводимого конца сквозь отверстие.
Вводимый конец может включать в себя плечевую часть, выполненную с диаметром, превышающим диаметр вводимого конца. Плечевая часть служит стопором, предотвращающим перемещение вводимого конца из отверстия. Вводимый конец может дополнительно содержать сцепляющую часть, сконфигурированную для обеспечения герметичного сцепления с кольцевой частью стенки отверстия. Вырез может иметь форму щели, выполненной вдоль длины вводимого конца.
Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предоставлена паротопливная система, содержащая сливную конструкцию, включающую в себя:
сегмент трубы, содержащий отверстие, образованное кольцевой частью стенки;
сливное устройство для слива топлива из вспомогательного паротопливного устройства в топливный бак, включающее в себя:
- впускное сопло, содержащее вводимый конец, сконфигурированный для введения в отверстие и сцепления с кольцевой частью стенки таким образом, чтобы кольцевая часть стенки могла быть слегка изогнута внутрь, тем самым герметично сцепляясь с вводимым концом, вводимый конец может включать в себя канал, обеспечивающий связь по текучей среде между сегментом трубы и впускным соплом, и вырез, сконфигурированный для обеспечения движения текучей среды из сегмента трубы в канал; и
патрубок, находящийся в связи по текучей среде с каналом, и уплотнительный элемент, способный перемещаться между закрытым положением, в котором патрубок может быть закрыт уплотнительным элементом, и открытым положением, в котором топливо из вспомогательного паротопливного устройства можно слить в бак;
при этом уплотнительный элемент может смещаться в открытое положение, когда давление в баке по существу равно давлению во вспомогательном паротопливном устройстве и уровень топлива в баке ниже уровня топлива во вспомогательном паротопливном устройстве, так что уплотнительный элемент может смещаться в открытое положение усилиями сопротивления текучей среды, оказываемыми топливом из вспомогательного паротопливного устройства на уплотнительный элемент.
Вспомогательное паротопливное устройство может представлять собой трубопровод, проходящий между паротопливным клапаном и бачком. В качестве альтернативы, вспомогательное паротопливное устройство может представлять собой отделитель жидкости, сконфигурированный для отделения жидкого топлива от паров топлива внутри паротопливной системы.
Сливное устройство может быть расположено вверху относительно бака, таким образом чтобы слив сквозь него осуществлялся подобно сифону.
Площадь патрубка может быть меньше площади поверхности уплотнительного элемента, к которой может быть приложено давление из бака.
Уплотнительный элемент может быть выполнен таким образом, чтобы давление, необходимое для удержания уплотнительного элемента в закрытом положении, было меньше давления, необходимого для смещения уплотнительного элемента в открытое положение.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предоставлен топливный бак, содержащий сливное устройство, как описано выше.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Для обеспечения лучшего понимания настоящего изобретения, раскрываемого в настоящем документе, и в качестве наглядного примера его осуществления на практике, далее варианты осуществления будут описаны в качестве неограничивающих примеров со ссылками на прилагаемые графические материалы, на которых:
на фиг. 1А показан вид в перспективе сливного клапана согласно одному примеру настоящего изобретения;
на фиг. 1В показан вид в разобранном состоянии сливного клапана по фиг. 1А;
на фиг. 1С показан вид сбоку сливного клапана по фиг. 1А;
на фиг. 1D показан вид сбоку в разрезе сливного клапана по фиг. 1А, выполненном вдоль линий А-А;
на фиг. 2А показан вид в перспективе сливной конструкции, содержащей сливной клапан по фиг. 1А;
на фиг. 2В показан вид сбоку в разрезе сливной конструкции по фиг. 2А в собранном состоянии;
на фиг. 3 показан вид в перспективе сливного клапана по фиг. 1А, присоединенного к трубке паротопливной системы; и
на фиг. 4 показан вид в перспективе сливного клапана по фиг. 1А, присоединенного к отделителю жидкого топлива.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
На фиг. 1A-1D изображен сливной клапан 10 согласно одному примеру настоящего изобретения. Сливной клапан 10 включает в себя впускное сопло 12, сконфигурированное для присоединения к вспомогательному паротопливному устройству, такому как отделитель жидкости или трубка, проходящая к устройству обработки паров (не изображено). Один конец впускного сопла 12 оканчивается патрубком 15, присоединенным к корпусу 14 держателя уплотнения. Корпус 14 держателя уплотнения включает в себя уплотнительный элемент 16, удерживаемый в нем и сконфигурированный для герметизации патрубка 15 в закрытом положении и обеспечения движения текучей среды сквозь патрубок в открытом положении.
Согласно изображенному примеру, корпус 14 держателя уплотнения включает в себя нижнюю часть 18, имеющую диаметр, превышающий диаметр патрубка 15, и крышку 20, содержащую множество отверстий 23, изображенных здесь выполненными в боковой стенке 14а крышки 20. Нижняя часть 18 и крышка 20 могут быть сконфигурированы для присоединения друг к другу посредством защелкивания.
Уплотнительный элемент 16 согласно этому примеру представляет собой уплотнительный диск, изготовленный из уплотнительного материала, такого как каучук, силикон и тому подобного, имеющий диаметр, превышающий диаметр патрубка 15. Уплотнительный элемент 16 образует впускную поверхность 16а для сцепления с патрубком 15 и выпускную поверхность 16b, направленную к среде, окружающей клапан, например к объему топливного бака.
В закрытом положении уплотнительный элемент 16 расположен над патрубком 15, тем самым предотвращая поступление текучих сред из бака в патрубок 15 и впускное сопло 12. Тем не менее, в открытом положении уплотнительный элемент 16 сконфигурирован для перемещения в сторону от патрубка 15, тем самым позволяя текучей среде из сопла 12 покидать сливное устройство 10 через патрубок и отверстия 23. Уплотнительный элемент 16 удерживается внутри держателя 14 с помощью крышки 20, в то время как топливо из впускного сопла 12 сливается сквозь отверстия 23 в крышке.
Следует понимать, что отверстия 23 в крышке 20 могут быть выполнены таким образом, чтобы они не закрывались уплотнительным элементом 16, когда последний выходит из сцепления с патрубком 15. Например, держатель 14 может содержать боковую стенку 14а, образованную вдоль его окружности и превышающую толщину уплотнительного элемента 16. Согласно данному примеру, отверстия выполнены в боковой стенке 14а таким образом, что, когда уплотнительный элемент 16 смещен в открытое положение, при котором уплотнительный элемент 16 входит в сцепление с внутренней поверхностью крышки 20, топливо из сопла 12 может покидать держатель 14 сквозь отверстия в боковой стенке.
Согласно еще одному примеру, нижняя часть 18 держателя 14 уплотнения включает в себя боковую стенку, содержащую фланец 18а, выполненный таким образом, чтобы обеспечивать присоединение крышки 20 путем защелкивания. Фланец 18а может быть выполнен с отверстиями 19, способствующими движению текучей среды от элемента держателя уплотнения. Следует понимать, что отверстия 19 могут быть выполнены на одной стороне фланца, способствуя движению текучей среды только с этой стороны к баку. Таким образом, сливной клапан 10 может быть расположен внутри бака таким образом, чтобы отверстия были направлены вниз, тем самым позволяя топливу перемещаться под действием силы тяжести к баку.
Согласно другому примеру, крышка 20 может иметь диаметр, превышающий диаметр уплотнительного элемента 16, и отверстия 23 могут быть выполнены вдоль периферии крышки, таким образом, что, когда уплотнительный элемент прижат к внутренней поверхности крышки, отверстия оставались не закрытыми, позволяя топливу из сопла проходить сквозь держатель 14 и выходить из него сквозь отверстия 23.
Согласно одному примеру настоящего изобретения, уплотнительный элемент 16 имеет диаметр, превышающий диаметр патрубка 15. Таким образом, как подробно описано далее, давление, необходимое для предотвращения перемещения уплотнительного элемента 16 в открытое положение, является минимальным.
Согласно изображенному примеру, впускное сопло 12 включает в себя вводимый конец 22, сконфигурированный для введения в отверстие, сформированное во вспомогательном паротопливном устройстве.
На фиг. 2А показан вид в перспективе сливной конструкции 50, содержащей сливной клапан 10 по фиг. 1А-1D и сегмент 52 трубы, содержащий отверстие 54, образованное кольцевой частью 56 стенки. Сегмент трубы может представлять собой часть вспомогательного паротопливного устройства или может быть присоединен к вспомогательному паротопливному устройству.
Отверстие 54, которое, согласно изображенному примеру, представляет собой круглое отверстие, имеет диаметр, который слегка меньше диаметра вводимого конца 22. Сегмент 52 трубы изготовлен из эластичного материала, обеспечивающего герметичное сцепление с сегментом. Кроме этого, вводимый конец 22 может быть изготовлен из материала, обеспечивающего герметичное сцепление с кольцевой частью 56 стенки отверстия 54, когда он вставлен в него.
Из-за небольшой разницы между диаметрами отверстия и вводимого конца 22, вводимый конец 22 дополнительно сконфигурирован для сцепления с кольцевой частью стенки таким образом, чтобы кольцевая часть 56 стенки была слегка изогнута внутрь, тем самым образуя кольцеобразный загиб 58 (изображен на фиг. 4А), тем самым обеспечивая дополнительное герметичное сцепление между отверстием 54 и вводимым концом 22. Следует отметить, что вводимый конец 22, при размещении внутри отверстия 54, выступает внутрь сегмента 52 трубы, таким образом что кольцеобразный загиб 58 упирается в вводимый конец 22, тем самым обеспечивая герметичное сцепление между ними.
Следует понимать, что ширина кольцеобразного загиба 58, образованной частью 56 стенки отверстия 54, определена разницей между диаметром отверстия 54 и диаметром вводимого конца 22. Другими словами, когда вводимый конец 22 расположен внутри отверстия 54, последнее вынуждено расширяться путем сгибания внутрь части 56 стенки для формирования кольцеобразного загиба 58. Таким образом, кольцеобразный загиб 58 может иметь ширину, выполненную таким образом, чтобы обеспечивать необходимое уплотнение между сегментом 52 трубы и вводимым концом 22. Также следует отметить, что вводимый конец 22, согласно некоторым примерам, может быть выполнен таким образом, чтобы проходить внутрь сегментов 52 трубы и выступать из их внутренней стенки таким образом, чтобы вся ширина кольцеобразного загиба 58 опиралась на вводимый конец 22. Другими словами, вводимый конец 22 выполнен с длиной, соответствующей ширине кольцеобразного загиба 58.
Следует понимать, что соотношение между диаметром отверстия 54 и диаметром вводимого конца 22 может быть определено согласно требованиям к уплотнению. Например, в случае использования сливной конструкции в паротопливной системе, где материалы подвергаются разбуханию и расширению, соотношение может быть определено таким образом, чтобы расширение вводимого конца 22 и расширение отверстия 54 не приводили к протечке. Согласно примеру, материал сегмента 52 трубы имеет характеристики, подобные характеристикам вводимого конца 22, так что воздействие топлива на них по существу одинаково.
Вводимый конец 22 дополнительно включает в себя канал 24, обеспечивающий связь по текучей среде между сегментом 52 трубы и впускным соплом 12, и вырез 25, выполненный таким образом, чтобы позволить текучей среде, перемещающейся под действием силы тяжести на часть стенки сегмента трубы, поступать в канал 24. Другими словами, поскольку вводимый конец 22 выступает из внутренней стенки сегмента 52 трубы, капли жидкости, скопившиеся поблизости, не могут быть слиты во впускное сопло 12 до тех пор, пока уровень жидкости не превысит высоту выступа вводимого конца 22. Таким образом, для того, чтобы позволить сливать любую жидкость, удерживаемую в сегменте 52 трубы, во впускное сопло 12, вырез 25 выполнен таким образом, чтобы обеспечивать связь по текучей среде между каналом 24 и окружением вводимого конца 22, даже когда уровень жидкости в сегменте трубы ниже высоты выступа вводимого конца 22 внутри сегмента 52 трубы.
Следует понимать, что вырез 25 соответственно позволяет сливать жидкость из сегмента 52 трубы, даже когда уровень давления в ней не превышает уровня давления внутри впускного сопла 12. Другими словами, давление внутри сегмента 52 трубы не вынуждает текучую среду внутри сегмента 52 трубы сливаться во впускное сопло 12, но вместо этого текучая среда, находящаяся внутри сегмента, перемещается под действием силы тяжести к его самой нижней точке. Соответственно, сегмент 52 трубы может быть расположен выше сливного клапана 10 и впускного сопла 12, таким образом, позволяя текучей среде внутри них перемещаться под действием силы тяжести во впускное сопло 12. Таким образом, вырез 25, образованный во вводимом конце 22, предоставляет маршрут для движения текучей среды в канал 24 впускного сопла 12.
Согласно конкретному примеру, изображенному на фиг. 1А-2В, вводимый конец 22 дополнительно включает в себя коническую часть 27, образованную на его дальнем конце 22а и выполненную с изменяющимся внешним диаметром, увеличивающимся к впускному соплу 12. Диаметр на дальнем конце 22а меньше или равен диаметру отверстия 54, тем самым способствуя введению вводимого конца 22 сквозь отверстие 54, в то время, как диаметр увеличивается к впускному соплу 12. Соответственно, когда вводимый конец 22 проталкивают дальше в отверстие 54, увеличивающийся диаметр конической части 27 изгибает кольцевую часть 56 стенки отверстия 54 внутрь, тем самым образуя кольцеобразный загиб 58.
В настоящем примере вводимый конец 22 дополнительно включает в себя плечевую часть 29, выполненную с диаметром, превышающим диаметр вводимого конца 22, таким образом, что, когда вводимый конец 22 расположен внутри отверстия 54 и кольцеобразный загиб 58 входит в сцепление с вводимым концом 22, плечевая часть 29 упирается в кромку кольцеобразного загиба 58. Таким образом, плечевая часть 29 служит стопором, предотвращающим перемещение вводимого конца 22 из отверстия 54.
Согласно изображенному примеру, плечевая часть 29 образована ближним концом конической части 27, который имеет диаметр, превышающий диаметр вводимого конца 22. Соответственно, вводимый конец 22 включает в себя коническую часть 27, содержащую дальний конец 22а, диаметр которого меньше или по существу равен диаметру отверстия 54. Диаметр увеличивается к плечевой части 29, где он больше диаметра отверстия 54 и по существу равен или превышает диаметр кольцеобразного загиба 58. Вводимый конец 22 дополнительно содержит сцепляющую часть 31, определенную между плечевой частью 29 и конической частью 27, и сконфигурированную для обеспечения герметичного сцепления с кольцеобразным загибом 58.
Вырез 25 согласно настоящему примеру выполнен в виде щели, образованной вдоль длины конической части 27, проходя между дальним концом 22а и плечевой частью 29.
Следует понимать, что длина сцепляющей части 31 (обозначена на фиг. 1D как d) выполнена в соответствии с шириной кольцеобразного загиба 58, таким образом чтобы кольцеобразный загиб 58 с одной стороны герметично сцеплялся со сцепляющей частью 31 и с другой стороны упирался в плечевую часть 29. Таким образом, вводимый конец 22 надежно удерживается на месте и обеспечивает прочное герметичное сцепление. Следует понимать, что плечевая часть 29 может быть сконфигурирована для обеспечения дополнительного герметичного сцепления с кольцеобразным загибом 58.
Как изображено на фиг. 3, сливной клапан 10 может быть установлен на паротопливном трубопроводе 60 паротопливной системы (не изображена), например на трубопроводе, проходящем между паротопливными клапанами и бачком. Согласно изображенному примеру, паротопливный трубопровод 60 установлен внутри топливного бака (не изображен) таким образом, чтобы сливной клапан 10 позволял сливать топливо внутри трубопровода в бак и препятствовал попаданию топлива в бачок.
Согласно изображенному примеру, сливной клапан 10 расположен вверху таким образом, чтобы слив сквозь него осуществлялся подобно сифону, как будет описано далее. При работе паротопливной системы в баке в ней накапливается жидкое топливо и трубопровод может закупориваться жидкостью. Впускное сопло 12 сливного клапана 10 заполнено топливом и силы тяжести топлива воздействуют на внутреннюю поверхность 16а уплотнительного элемента 16. При работе транспортного средства, в котором установлен бак, давление внутри топливного бака выше давления снаружи бака, таким образом, давление, воздействующее на наружную поверхность 16а уплотнительного элемента 16, удерживает уплотнительный элемент сцепленным с патрубком 15. Таким образом, клапан 10 находится в закрытом положении и пары топлива из бака не поступают в паротопливную систему сквозь сливной клапан 10. В этом положении, пары топлива из бака могут поступать в паротопливную систему только через специализированное вспомогательное топливное устройство, например через отделитель жидкости.
Как известно, сифон работает когда разница гравитационной потенциальной энергии между жидкостью в верхнем резервуаре и нижнем резервуаре оставляет уменьшенное давление в верхней части сифона, пропорциональное разницам высот.
Соответственно, когда давление внутри бака снижено и по существу равно атмосферному давлению, отсутствуют существенные усилия для преодоления гравитационной потенциальной энергии между жидкостями внутри впускного сопла 12 и жидкостью внутри бака. В результате, уплотнительный элемент принудительно перемещается от патрубка. Таким образом, в этот момент уплотнительный элемент 16 смещен от патрубка 15 в открытое положение сливного клапана 10, и жидкости из трубопровода сливаются в топливный бак через патрубок 15 и отверстия 23, выполненные в крышке 20.
Как упоминалось выше, поскольку уплотнительный элемент 16 имеет диаметр, превышающий диаметр патрубка 15, давление, необходимое для предотвращения перемещения уплотнительного элемента 16 в открытое положение, является минимальным. Другими словами, перепад давления в пределах уплотнительного элемента 16 между средой, окружающей клапан (например, топливным баком, в котором установлен клапан), и внутренней частью патрубка 15 определен как соотношение усилия к площади, на которую воздействует это усилие, а именно:
где Fо представляет собой усилие, приложенное к выпускной поверхности 16а уплотнительного элемента 16, и А представляет собой площадь выпускной поверхности 16а, на которую воздействует усилие. Таким образом, поскольку уплотнительный элемент 16 принудительно перемещается в открытое положение весом топлива внутри патрубка 16, сопла 12 и трубопровода 60, давление внутри бака, приложенное к выпускной поверхности 16а, служит усилием противодействия, предотвращающим движение уплотнительного элемента. Таким образом, ΔР, обозначающее разницу между давлением на впускной поверхности 16а и давлением на выпускной поверхности 16b, определяет величину усилия, обусловленного перепадом давления, необходимую для преодоления сил тяжести, прикладываемых жидкостями внутри патрубка.
Таким образом, следует понимать, что поскольку площадь патрубка 15 меньше площади выпускной поверхности 16b уплотнительного элемента 16, давление из бака воздействует на большую площадь уплотнительного элемента, чем площадь, на которую воздействует давление, на впускной поверхности 16а. Соответственно, величина давления, необходимая для преодоления усилий жидкости, является минимальной.
Согласно одному примеру, сливное устройство 10 установлено на трубопроводе 30 таким образом, чтобы уплотнительный элемент 16 был расположен вверху или по диагонали вверху. Таким образом, силы тяжести уплотнительного элемента 16 способствуют сохранению его сцепления с патрубком 15. Тем не менее, сниженное давление в баке способствует одновременному сливу и жидкость из трубопровода прикладывает усилия для того, чтобы поднять уплотнительный элемент 16, тем самым позволяя жидкостям проходить сквозь патрубок 15 и далее в топливный бак.
Следует понимать, что согласно некоторым примерам настоящего изобретения, когда уровень жидкости в баке выше уровня жидкости внутри трубопровода 30, уплотнительный элемент 16 поддерживается в сцеплении с патрубком 15 даже когда давление в баке по существу равно атмосферному давлению. Это вызвано тем фактом, что топливо в баке прикладывает усилия к наружной поверхности 16b уплотнительного элемента 16, равные или превышающие усилия, приложенные к его внутренней поверхности 16а топливом в трубопроводе 30. Таким образом, для того, чтобы позволить сливать топливо из трубопровода 60; сливное устройство 10 может быть расположено на определенной высоте внутри бака, таким образом, чтобы сливное устройство не открывалось, только когда уровень топлива в баке находится около максимального значения.
Следует отметить, что в случае невозможности слива жидкости в паротопливной системе, топливо внутри паротопливной системы может препятствовать повторной заправке бака топливом. Таким образом, высота сливного устройства в баке может быть определена в соответствии с желаемым максимальным уровнем повторной заправки бака топливом.
Следует отметить, что паротопливный трубопровод 60 может представлять собой сегмент вспомогательной топливной трубы, подающей пары топлива к устройству обработки паров топлива, такому как бачок. Любое скопившееся жидкое топливо может быть слито через сливную конструкцию к топливному баку. Соответственно, поскольку уровень давления в топливном баке скорее всего будет выше уровня давления в паротопливной системе, т.е., в сегменте трубы, давление прикладывает усилия к вводимому концу 22, заставляя его продвигаться дальше в отверстие (не изображено). Таким образом, когда вводимый конец 22 принудительно продвигается дальше в отверстие, длина сцепляющей части, находящейся внутри сегмента трубы, увеличивается, тем самым предоставляя большую площадь герметичного сцепления для сцепления с кольцеобразным загибом (не изображена). Когда уровень давления внутри бака равен или меньше уровня давления в паротопливном трубопроводе 60, может осуществляться слив топлива из сегмента трубы.
Следует также понимать, что паротопливный трубопровод 60 может быть изготовлен из материала, обеспечивающего необходимую прочность, способную сохранять свои характеристики в условиях воздействия топлива. По меньшей мере кольцевая часть стенки выполнена с эластичностью, позволяющей образовывать кольцеобразный загиб и обладающей уплотнительными свойствами, необходимыми для условий топливного бака.
На фиг. 4 показано сливное устройство 10, установленное на отделителе 70 жидкости, сконфигурированном для отделения жидкого топлива от паров топлива внутри бака. Пары топлива поступают в отделитель 40 жидкости через впуск 42, жидкое топливо накапливается внутри отделителя и затем может быть слито обратно в бак (не изображен) через сливное устройство 10. Подобно работе, описанной выше применительно к трубопроводу 60 по фиг. 3, слив из отделителя 40 жидкости может осуществляться посредством сливного устройства 10, когда давление в баке по существу равно атмосферному давлению и когда уровень жидкости в баке ниже уровня жидкости в отделителе жидкости.
В ходе нормальной работы транспортного средства давление у топливного бака прикладывает усилия к уплотнительному элементу сливного клапана 10, тем самым прижимая уплотнительный элемент к патрубку сливного клапана. В этом положении пары топлива не могут поступать в отделитель 40 жидкости через патрубок сливного устройства и жидкость, накопившаяся внутри отделителя жидкости, не может быть слита в бак. Тем не менее, когда заливная головка топливного бака открыта, например для его повторной заправки топливом, происходит выравнивание давления между внутренней частью бака и окружающей средой. По мере уменьшения давления в баке до уровня атмосферного давления, усилия, прикладываемые жидкостью внутри отделителя 40 жидкости, принудительно перемещают уплотнительный элемент 16 от патрубка 15 сливного устройства 10, тем самым позволяя сливать жидкость в бак. На этом этапе низкое давление в баке не прикладывает достаточных усилий к уплотнительному элементу 16 для предотвращения его смещения.
Следует понимать, что для облегчения повторной заправки бака топливом отделитель жидкости может быть установлен в верхней части топливного бака таким образом, чтобы при попытке повторной заправки бака топливом, уровень топлива в баке был ниже уровня топлива внутри отделителя жидкости.
Следует также понимать, что, когда уровень топлива в баке достигает сливного устройства, топливо заставляет уплотнительный элемент входить в сцепление с патрубком, таким образом предотвращая поступление топлива в паротопливную систему через сливное устройство. Таким образом, в случае переворачивания или наклона транспортного средства, в результате чего топливо достигает сливного устройства, уплотнительный элемент принудительно перемещается топливом в закрытое положение.
Следует понимать, что сливное устройство согласно настоящему изобретению позволяет размещать его в наивысшей точке в баке, таким образом позволяя сливному устройству работать до тех пор, пока уровень топлива в баке не станет почти максимальным. Это вызвано тем фактом, что сливное устройство может работать в качестве сифона и таким образом может быть расположено вверху, а также тем фактом, что сливному устройству требуется минимум пространства.
Следует также понимать, что сливное устройство согласно настоящему изобретению выполнено с возможностью пассивного слива топлива из паротопливной системы.
Специалистам в данной области станет понятно, что возможность осуществления многочисленных изменений, вариантов и модификаций в пределах объема изобретения, mutatis mutandis.
1. Сливное устройство для слива топлива из паротопливной системы в топливный бак, при этом указанное сливное устройство содержит патрубок, сконфигурированный для присоединения к вспомогательному паротопливному устройству, и уплотнительный элемент, способный перемещаться между закрытым положением, в котором указанный патрубок закрыт указанным уплотнительным элементом, и открытым положением, в котором топливо из указанного вспомогательного паротопливного устройства можно слить в бак, при этом указанный уплотнительный элемент смещается в указанное открытое положение, когда давление в баке, по существу, равно давлению во вспомогательном паротопливном устройстве и уровень топлива в баке ниже уровня топлива в указанном вспомогательном паротопливном устройстве, так что указанный уплотнительный элемент смещается в указанное открытое положение усилиями сопротивления текучей среды, оказываемыми указанным топливом из указанного вспомогательного паротопливного устройства на указанный уплотнительный элемент.
2. Сливное устройство по п. 1, дополнительно содержащее впускное сопло, сконфигурированное для присоединения к вспомогательному паротопливному устройству и находящееся в связи по текучей среде с указанным патрубком.
3. Сливное устройство по п. 1, где указанный патрубок образован в корпусе держателя уплотнения, сконфигурированном для удерживания указанного уплотнительного элемента.
4. Сливное устройство по п. 3, где указанный корпус держателя уплотнения включает в себя нижнюю часть, диаметр которой превышает диаметр патрубка.
5. Сливное устройство по п. 4, где указанный корпус держателя уплотнения включает в себя крышку, содержащую множество отверстий и сконфигурированную для удерживания указанного уплотнительного элемента внутри корпуса держателя уплотнения.
6. Сливное устройство по п. 5, где указанные отверстия выполнены в боковой стенке указанной крышки.
7. Сливное устройство по п. 6, где указанные отверстия выполнены на окружности указанной крышки и указанная боковая стенка больше толщины уплотнительного элемента.
8. Сливное устройство по п. 5, где указанная крышка имеет диаметр, превышающий диаметр указанного уплотнительного элемента, и при этом указанные отверстия выполнены по периферии указанной крышки, так что даже в ситуации, когда уплотнительный элемент прижат к внутренней поверхности крышки, отверстия остаются открытыми.
9. Сливное устройство по п. 5, где указанная нижняя часть и указанная крышка сконфигурированы для присоединения друг к другу посредством защелкивания.
10. Сливное устройство по п. 1, где указанный уплотнительный элемент представляет собой уплотнительный диск, имеющий диаметр, превышающий диаметр патрубка, и образующий впускную поверхность для сцепления с патрубком и выпускную поверхность, направленную к среде, окружающей сливное устройство.
11. Сливное устройство по п. 5, где указанная нижняя часть включает в себя боковую стенку, содержащую фланец, выполненный таким образом, чтобы позволять присоединять указанную крышку посредством защелкивания.
12. Сливное устройство по п. 11, где указанный фланец выполнен с отверстиями, способствующими движению текучей среды от держателя уплотнения.
13. Сливное устройство по любому из пп. 2-12, где указанное впускное сопло включает в себя вводимый конец, сконфигурированный для введения в отверстие, сформированное во вспомогательном паротопливном устройстве.
14. Сливное устройство по п. 13, где указанное отверстие имеет диаметр, который меньше диаметра указанного вводимого конца.
15. Сливное устройство по п. 13, где указанный вводимый конец сконфигурирован для сцепления с кольцевой частью стенки указанного отверстия таким образом, что кольцевая часть стенки слегка изогнута внутрь, тем самым образуя кольцеобразный загиб.
16. Сливное устройство по п. 15, где указанный кольцеобразный загиб выполнен таким образом, чтобы плотно прилегать к указанному вводимому концу, тем самым образуя герметичное сцепление с ним.
17. Сливное устройство по п. 13, где указанный вводимый конец сконфигурирован так, чтобы проходить внутрь указанного вспомогательного паротопливного устройства и выступать из его внутренней стенки.
18. Сливное устройство по п. 13, где указанный вводимый конец включает в себя канал, обеспечивающий связь по текучей среде между вспомогательным паротопливным устройством и указанным впускным соплом.
19. Сливное устройство по п. 18, где указанный вводимый конец включает в себя вырез, сконфигурированный так, чтобы позволить текучей среде, движущейся под действием силы тяжести по части стенки указанного вспомогательного паротопливного устройства вокруг указанного вводимого конца, поступать в канал.
20. Сливное устройство по п. 19, где указанный вырез сконфигурирован так, чтобы обеспечивать связь по текучей среде между указанным каналом и окружением вводимого конца, даже когда уровень жидкости в указанном вспомогательном паротопливном устройстве ниже высоты выступа вводимого конца внутри него.
21. Сливное устройство по п. 20, где указанный вырез выполнен таким образом, чтобы обеспечивать слив жидкости из указанного вспомогательного паротопливного устройства, даже когда уровень давления внутри него не превышает уровня давления внутри указанного впускного сопла.
22. Сливное устройство по п. 20, где указанный вырез предоставляет маршрут для движения текучей среды в указанный канал.
23. Сливное устройство по п. 13, где указанный вводимый конец дополнительно включает в себя коническую часть, образованную на его дальнем конце, при этом указанная коническая часть выполнена с изменяющимся внешним диаметром, увеличивающимся к указанному впускному соплу.
24. Сливное устройство по п. 23, где указанный дальний конец имеет диаметр, который меньше диаметра указанного отверстия, тем самым облегчая введение указанного вводимого конца сквозь указанное отверстие.
25. Сливное устройство по п. 13, где указанный вводимый конец включает в себя плечевую часть, имеющую диаметр, который превышает диаметр вводимого конца.
26. Сливное устройство по п. 25, где указанная плечевая часть служит стопором, предотвращающим перемещение указанного вводимого конца из указанного отверстия.
27. Сливное устройство по п. 25, где указанный вводимый конец дополнительно содержит сцепляющую часть, сконфигурированную для обеспечения герметичного сцепления с кольцевой частью стенки указанного отверстия.
28. Сливное устройство по любому из пп. 19-22, где указанный вырез имеет форму щели, выполненной вдоль длины указанного вводимого конца.
29. Паротопливная система, содержащая сливную конструкцию, включающую в себя:
сегмент трубы, содержащий отверстие, образованное кольцевой частью стенки;
сливное устройство для слива топлива из вспомогательного паротопливного устройства в топливный бак, включающее в себя:
впускное сопло, содержащее вводимый конец, сконфигурированный для введения в указанное отверстие и сцепления с указанной кольцевой частью стенки таким образом, чтобы указанная кольцевая часть стенки была слегка изогнута внутрь, тем самым герметично сцепляясь с указанным вводимым концом, при этом указанный вводимый конец включает в себя канал, обеспечивающий связь по текучей среде между указанным сегментом трубы и указанным впускным соплом, и вырез, сконфигурированный для обеспечения попадания текучей среды из сегмента трубы в указанный канал; и
патрубок, находящийся в связи по текучей среде с указанным каналом, и уплотнительный элемент, способный перемещаться между закрытым положением, в котором указанный патрубок закрыт указанным уплотнительным элементом, и открытым положением, в котором топливо из указанного вспомогательного паротопливного устройства можно слить в бак;
при этом указанный уплотнительный элемент смещается в указанное открытое положение, когда давление в баке, по существу, равно давлению во вспомогательном паротопливном устройстве и уровень топлива в баке ниже уровня топлива в указанном вспомогательном паротопливном устройстве, так что указанный уплотнительный элемент смещается в указанное открытое положение усилиями сопротивления текучей среды, оказываемыми указанным топливом из указанного вспомогательного паротопливного устройства на указанный уплотнительный элемент.
30. Паротопливная система по п. 29, где указанное вспомогательное паротопливное устройство представляет собой трубопровод, проходящий между паротопливным клапаном и бачком.
31. Паротопливная система по п. 29, где указанное вспомогательное паротопливное устройство представляет собой отделитель жидкости, сконфигурированный для отделения жидкого топлива от паров топлива внутри указанной паротопливной системы.
32. Паротопливная система по п. 29, где указанное сливное устройство расположено вверху относительно указанного бака таким образом, что слив сквозь него осуществляется подобно сифону.
33. Паротопливная система по п. 29, где площадь сечения указанного патрубка меньше площади поверхности указанного уплотнительного элемента, на которую воздействует давление из указанного бака.
34. Паротопливная система по п. 33, где указанный уплотнительный элемент выполнен таким образом, что давление, необходимое для удержания указанного уплотнительного элемента в закрытом положении, меньше давления, необходимого для смещения указанного уплотнительного элемента в открытое положение.
35. Топливный бак, содержащий сливное устройство по любому из пп. 1-28.
