專利名稱：用于機(jī)動車輛燃料箱的加注管道的單向閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及機(jī)動車輛工程領(lǐng)域，更具體地，涉及通過燃料箱加注管道對燃料虹吸的阻礙和燃料回流的防止。
背景技術(shù)：
機(jī)動車輛可具有連至加注管道的燃料箱。加注管道可配備有蓋，并且當(dāng)蓋被移除時，加注管道可被配置為接收加注站燃料泵的噴嘴。燃料泵的壓力可被調(diào)節(jié)，從而在允許壓力范圍內(nèi)運(yùn)送燃料。除蓋之外，其他部件也可用于防止燃料經(jīng)由加注管道從燃料箱流出。首先，擺動門 (flapper valve)可安裝在加注管道內(nèi)。擺動門允許燃料從噴嘴流向燃料箱，但其防止在加注燃料箱時燃料箱中膨脹的蒸汽迫使燃料流動回加注管道。其次，格狀件(grating)可安裝在加注管道中。格狀件防止虹吸管(如果插入加注管道中)接觸燃料箱中的燃料。因此，屬于Jay的美國專利第2，066，202號公開了配備有格狀件和與格狀件分離的擺動門的加注管道。然而，發(fā)明人在此已認(rèn)識到這種方法可能難以使燃料以可接受的快速速率進(jìn)入燃料箱。這是因?yàn)楦駹罴椭够亻y均對通過加注管道的燃料流動施加背壓。即使當(dāng)穿過每個部件的背壓都盡可能小時，它們的組合效果仍能限制通過加注管道的燃料的流速。此外，加注站燃料泵可被配置為當(dāng)檢測到相對小的背壓時自動中斷燃料的輸送。因此，由于格狀件和擺動門的組合背壓所引起的重復(fù)燃料中斷，這可能會影響操作員的滿意程度。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。因此，一個實(shí)施例提供一種用于機(jī)動車輛燃料箱加注管道的單向閥。該單向閥包含布置在管道內(nèi)的阻擋元件，所述阻擋元件在阻擋流動、阻擋物體插入的第一位置與允許流動、阻擋物體插入的第二位置之間可樞轉(zhuǎn)。在所述第二位置中阻擋元件將管道劃分為具有類似寬度的流動區(qū)域。該單向閥還包含被配置為將阻擋元件偏置至所述第一位置的偏置元件。在該系統(tǒng)中，當(dāng)加注燃料箱時，加注管道中的整體壓降可保持在適當(dāng)?shù)偷闹?。因此?可更快地輸送燃料，且能帶來更少的中斷和增加的操作員滿意度。此外，公開的單向閥提供對擺動門和格狀件的整體置換物，因?yàn)榭蓸修D(zhuǎn)阻擋元件本身作為格狀件起作用。根據(jù)另一方面，提供用于機(jī)動車輛的燃料系統(tǒng)。該燃料系統(tǒng)包含燃料箱；流體連接至燃料箱的加注管道；以及連接在加注管道內(nèi)的單向閥，該閥包含布置在管道中的板條 (slat)，所述板條被配置為響應(yīng)于管道中的向下流動勢能從阻擋流動、阻擋物體插入的第一位置樞轉(zhuǎn)至允許流動、阻擋物體插入的第二位置，在所述第二位置中阻擋元件將管道劃分為具有類似寬度的流動區(qū)域；以及將板條偏置至所述第一位置的偏置元件，其在沒有向下流動勢能時將板條從第二位置偏置至第一位置。根據(jù)另一方面，提供用于機(jī)動車輛燃料箱的加注管道的閥。該閥包括布置在管道中的兩個或多于兩個板條，所述板條被配置為響應(yīng)于管道中的向下流動勢能從阻擋流動、 阻擋物體插入的第一位置樞轉(zhuǎn)至允許流動、阻擋物體插入的第二位置，在第一位置中一個板條的前表面抵靠相鄰板條的后表面密封，且在第二位置中阻擋元件(板條)將管道劃分為具有類似寬度的流動區(qū)域，相鄰板條的前表面和后表面在第二位置中彼此分離；以及在板條下方穿過管道延伸的彈簧，該彈簧被配置為對板條施加向上的力，在沒有向下的流動勢能時使板條從第二位置樞轉(zhuǎn)至第一位置。應(yīng)當(dāng)理解提供上述發(fā)明內(nèi)容從而以簡化形式引入下面在具體實(shí)施方式
中進(jìn)一步描述的方案。這并不意味著指出要求權(quán)利的主題的關(guān)鍵或?qū)嵸|(zhì)特征，其范圍由所附權(quán)利要求限定。而且，要求保護(hù)的主題不限于解決此處所指出的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。

圖1示意性地示出根據(jù)本公開實(shí)施例的機(jī)動車輛。圖2、圖3和圖4示意性地示出根據(jù)本公開實(shí)施例的機(jī)動車輛的加注管道的橫截面示圖。圖5是根據(jù)本公開實(shí)施例的單向閥的阻擋元件的透視圖。圖6示意性地示出根據(jù)本公開實(shí)施例的機(jī)動車輛的加注管道的另一橫截面示圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將以示例方式并參考某些說明的實(shí)施例來描述本公開的主題。一個或多于一個實(shí)施例中基本相同的部件、過程步驟以及其他元件被配合地標(biāo)明并用最少重復(fù)的方式描述。但將注意，在本公開的不同實(shí)施例中，被配合標(biāo)明的元件可以在某些程度上不同。還將注意本公開包括的視圖是示意性的并且一般不按比例繪制。并且，各種繪制比例、縱橫比、 和部件數(shù)量可被有意扭曲，以使一些特征或關(guān)系易于看清。圖1示意性地示出一個實(shí)施例中的示例機(jī)動車輛10，其包括發(fā)動機(jī)12和燃料系統(tǒng) 14。燃料系統(tǒng)被配置為儲存燃料并將燃料輸送至發(fā)動機(jī)。因此，燃料系統(tǒng)可包含多個燃料管路、多個燃料噴射器、燃料過濾器和燃料泵。在本公開的不同實(shí)施例中，發(fā)動機(jī)可使用并且燃料箱可儲存多種不同的燃料——例如柴油、生物柴油、乙醇和汽油-乙醇混合物。在一個實(shí)施例中，發(fā)動機(jī)可以是柔性燃料發(fā)動機(jī)。在另一實(shí)施例中，發(fā)動機(jī)可使用并且燃料箱可儲存高達(dá)百分之百的乙醇。燃料系統(tǒng)14還包含燃料箱16和流體連至燃料箱的加注管道18。如圖1所示，蒸汽密封蓋20被可移除地連至加注管路。蒸汽密封蓋可以包括或不包括鎖定機(jī)構(gòu)，以限制至燃料箱中的燃料的通道。加注管道被配置為當(dāng)移除蒸汽密封蓋20時接收噴嘴22。來自加注站燃料泵的燃料通過噴嘴被泵送到加注管道內(nèi)。在另一實(shí)施例中，可省略蒸汽密封蓋，并且可采取其他措施防止燃料和蒸汽從燃料箱中溢出。繼續(xù)參考圖1，加注管道18包括單向閥對。在說明的實(shí)施例中，單向閥是管道中唯一影響流動的結(jié)構(gòu)。換言之，不存在其他的止回閥、擺動門或格狀件來防止燃料回流或阻止虹吸。此處，單向閥足以起到擺動門和格狀件的組合功能。但是，應(yīng)當(dāng)理解與本公開完全一致的其它實(shí)施例可包括額外的影響流動的結(jié)構(gòu)。圖2、圖3和圖4示出一個實(shí)施例中加注管道18的示意性橫截面示圖。圖2中的示圖平行于通過加注管道的燃料流動的方向；圖3和圖4中的示圖垂直于燃料流動的方向， 其中圖3示出加注管道的仰視圖，而圖4示出加注管道的俯視圖。加注管道18具有限定大致圓柱形的流動區(qū)域觀的內(nèi)壁沈。內(nèi)壁還包括凹陷部分 30，單向閥M布置在凹陷部分30中。在本公開的多個實(shí)施例中，單向閥包括布置在管道中的一個或多個可樞轉(zhuǎn)阻擋元件。如圖所示，阻擋元件圍繞橫穿管道路徑的軸線樞轉(zhuǎn)。具體地，阻擋元件在阻擋流動、阻擋物體插入的第一位置和允許流動、阻擋物體插入的第二位置之間可樞轉(zhuǎn)。在一個實(shí)施例中，第一位置可以是完全閉合的位置，在此處一個或多個阻擋元件阻擋燃料流動通過管道。第二位置可以是大致打開的位置，在此處一個或多個阻擋元件允許燃料在管道中自由流下。而且，在此公開的實(shí)施例中，處于第二位置的阻擋元件將管道劃分為寬度相似的流動區(qū)域，如下文描述的。繼續(xù)參照圖2、圖3和圖4，單向閥M包括一系列樞轉(zhuǎn)銷32。如圖3所示，樞轉(zhuǎn)銷布置在內(nèi)壁沈的相對側(cè)上，在此成對的對置樞轉(zhuǎn)銷樞轉(zhuǎn)地支持一系列阻擋元件，即在說明的實(shí)施例中的板條34。這些板條穿過加注管道被等距間隔設(shè)置，其將管道劃分為寬度相似的流動區(qū)域——例如它們分別在流動區(qū)域的百分之二十內(nèi)——如果虹吸管被插入加注管道，這可防止虹吸管接觸燃料箱中的燃料。此外，這些板條相對彼此偏置并被配置以使得加注管道只在一個方向上引送燃料。具體地，板條被配置為響應(yīng)于管道中向下的流動勢能而從第一位置樞轉(zhuǎn)到第二位置——即，穿過布置有板條的凹陷區(qū)域。但是，當(dāng)捕集在加注管道中的燃料或空氣在該區(qū)域中施加向上的流動勢能時，板條保持在第一位置，從而阻擋通過管道的流動。在包括多于一個板條的實(shí)施例中，如說明的示例中所示——在第一位置中，相鄰板條一個密封在另一之上；在第二位置中，這些板條彼此分離開。如圖2所示，凹陷部分30被假想平面36和38部分限定，且板條34與假想平面對齊。在一個實(shí)施例中，假想平面可與通過加注管道的燃料流動方向垂直。但在所說明的實(shí)施例中，假想平面相對燃料流動方向傾斜但平行于板條的寬度方向。相對于垂直取向，傾斜取向增加了在第二位置中的板條之間的距離，用以減小流動阻力和背壓。如圖3所示，板條 34在寬度上可完全延伸穿過流動區(qū)域觀?，F(xiàn)在返回圖2，加注管道18包括至少一個偏置元件40。該偏置元件被配置為在這一系列板條34上施加將板條偏置到第一位置的力，在第一位置處，板條被旋轉(zhuǎn)為彼此接觸。當(dāng)燃料停止在加注管道中向下流動時，該力將板條例如從第二位置樞轉(zhuǎn)到第一位置。在圖2所示的實(shí)施例中，偏置元件在板條下方以及內(nèi)壁沈的相對側(cè)之間延伸穿過加注管道。 在此，偏置元件接觸這一系列板條并在其上施加向上的力。因此，偏置元件可包括適于向下變形并施加向上回復(fù)力的彈性元件，例如彈簧。在一個實(shí)施例中，偏置元件是附接至加注管道的內(nèi)壁相對側(cè)的一根彈簧鋼元件，如圖2所示。彈簧的每個端部均可被接收在形成于管道內(nèi)的井或接收凹角(nook)中。而且，彈簧的端部可具有蜿蜒形狀以允許更大的長度變形。如圖2所示，彈簧的中部可彎曲成不平坦的U形，以使得當(dāng)彈簧的蜿蜒端部被拉伸時向這一系列板條施加大體向上的回復(fù)力。在該實(shí)施例中，偏置元件跨越板條之間的開放空間， 其進(jìn)一步限制虹吸管在管道中向下的通道。在另一實(shí)施例中，如上所述，兩個或多于兩個偏置元件可在內(nèi)壁沈的相對側(cè)之間延伸。在另一實(shí)施例中，U形偏置元件可從內(nèi)壁的一側(cè)延伸進(jìn)入流動區(qū)域觀，并返回內(nèi)壁的大致相同側(cè)。該偏置元件將在打開的板條的向下力的作用下彎曲并因此變形，并且由于恢復(fù)形狀將在板條上施加向上的回復(fù)力。在另外的其它實(shí)施例中，偏置元件可布置在別處。 例如，偏置元件可布置在每個板條的樞轉(zhuǎn)軸承中——例如，圍繞樞轉(zhuǎn)銷32。因此，偏置元件可被配置為施加將板條偏置至第一位置的扭轉(zhuǎn)回復(fù)力。如圖2和圖4所示，內(nèi)壁沈在凹陷部分30中的板條34上方延伸一部分。在第一位置中，每個板條的平坦頂部抵靠由假想平面36限定的內(nèi)壁的平坦部分密封。因此，在管道中且在板條上方提供了密封表面；該密封表面被配置為當(dāng)板條在第一位置中時抵靠板條的頂表面密封。凹陷段部分中的內(nèi)壁可包含或支持彈性材料，以便當(dāng)板條被偏置到第一位置時推到內(nèi)壁中從而形成緊密封。在一個實(shí)施例中，彈性材料可包含耐烴和/或耐醇性彈性體。在一個實(shí)施例中，彈性體可以墊片形式被提供。圖5示意性地示出一個示例實(shí)施例中的板條34的透視圖。從該圖中，將明白在第一位置中一個板條的前表面可抵靠相鄰板條的互補(bǔ)后表面密封。該說明的板條包括兩個相對的鉸接部分42，每個鉸接部分包括軸承爪(bearing detent) 44。軸承爪可被設(shè)置尺寸且成形以接收樞轉(zhuǎn)銷32 ；樞轉(zhuǎn)銷32可完全延伸通過鉸接部分，或部分通過鉸接部分。板條還包括限定前齒48的兩個相對凹角46。凹角被設(shè)置尺寸且成形以接收相鄰板條的鉸接部分。繼續(xù)參考圖5，板條34的前齒48具有平坦的前表面50，其與板條的平坦后表面52 互補(bǔ)。因此，當(dāng)這一系列板條被偏置到第一位置時，一個板條的平坦前表面抵靠相鄰板條的平坦后表面密封。因此，在一個實(shí)施例中，平坦前表面和平坦后表面中的一個或兩個均可包含或支持彈性材料(例如耐烴和/或耐醇性彈性體)，以便當(dāng)每個板條被偏置到第一位置時推到相鄰板條中，從而形成緊密封?，F(xiàn)在返回圖2，加注管道18被配置為允許燃料向下通過流動區(qū)域觀。最終，板條 34被配置為響應(yīng)于穿過單向閥M的向下流動勢能而樞轉(zhuǎn)至第二位置。在此處描述的實(shí)施例中，該區(qū)域中存在的向下的流動勢能可包含在管道中整體的向下流動勢能。這是由于管道中不需要其他影響流動的結(jié)構(gòu)(例如，與虹吸阻礙裝置分離的格狀件)。如果存在其他影響流動的結(jié)構(gòu)，其將對燃料流動施加額外的背壓，使得流過單向閥的流動勢能將會小于管道中整體的向下流動勢能。但是，在說明的實(shí)施例中，將板條樞轉(zhuǎn)至第二位置的流動勢能臨界值(例如，偏置元件40的回復(fù)力)可被設(shè)置得相對較小。因此，單向閥可被配置為對管道中向下的燃料流動提供相對小的流限制。該特征可在適當(dāng)?shù)妮斔蛪毫ο略黾尤剂媳还┧偷饺剂舷渲械乃俾?。圖6示意性地示出板條在第二位置中時加注管道的橫截面示圖。此處，板條在偏置元件上施加變形力。如上所述，單向閥M被配置為使得在第二位置時，板條34將管道劃分為具有相似寬度的流動區(qū)域。換言之，板條在閥上游將單個流動區(qū)域劃分為多個分離的流動區(qū)域，這些分離的流動區(qū)域在閥下游匯合。在垂直于燃料流動的平面中的被分離的流動區(qū)域可具有適當(dāng)?shù)男螤?，但自然地，被分離的流動區(qū)域?qū)⑿∮谠趩蜗蜷y上游的管道橫截面積。在一些實(shí)施例中，被分離的流動區(qū)域?qū)⑻《辉试S虹吸管位于板條之間，或位于板條與管道的內(nèi)壁之間。在一個特別實(shí)施例中，被分離的流動區(qū)域的寬度可不大于5. 2毫米(mm)。在另一實(shí)施例中，流動區(qū)域可被設(shè)置尺寸且成形為阻擋能被插入加注管道中的最小管。該寬度可大于上述寬度，因?yàn)橐恍┕艿闹睆皆诠艿乐锌赡懿荒芤恢毕蛳虏迦?。將理解其他?shí)施例也被同等地包含在本公開中。例如，雖然上文指出阻擋元件包括接收連至加注管道內(nèi)壁的樞轉(zhuǎn)銷的軸承爪，但相反策略也能達(dá)到目的。即，阻擋元件可包括樞轉(zhuǎn)銷，且內(nèi)壁可包括一系列軸承爪以接收它們。在另一實(shí)施例中，阻擋元件可更像百葉窗，在第一位置中，一個阻擋元件的頂表面抵靠相鄰阻擋元件的底表面密封。在另一實(shí)施例中，阻擋元件可具有導(dǎo)流形狀(airfoil-shaped)以減小當(dāng)燃料流動過它們時的背壓。更特別地，每個阻擋元件的上游端可比下游端厚，且阻擋元件提供給流動燃料至少一個光滑表面。這樣，由于來自流體流動的升力，所以阻擋元件可被成形以提供打開力矩，且因此在第二位置中提供最小的壓降。換言之，除了被成形為導(dǎo)流形狀以最小化壓降之外，阻擋元件還可被成形為翼形(wing-shaped)從而提供流動導(dǎo)致的升力。該升力可提供協(xié)助抵消彈簧施加的閉合力的打開力矩，因此減小與克服彈簧力相關(guān)的壓降。打開力矩還最小化板條碰撞聲音的可能性。在又一實(shí)施例中，阻擋元件可大致為圓形，類似于蝶形閥的可樞轉(zhuǎn)葉片。在另外的其它實(shí)施例中，大致如在此描述的單向閥可不被布置在加注管道的凹陷部分中，而是布置在加注管道的更低端點(diǎn)處，即加注管道連至燃料箱的位置。因此，單向閥可被布置在燃料箱內(nèi)側(cè)，且在第一位置中，板條抵靠加注管道的更低端點(diǎn)密封。最后，應(yīng)當(dāng)理解此處描述的零件、系統(tǒng)和方法的性質(zhì)是示例性的，且這些具體的實(shí)施例或示例不被認(rèn)為有限制意義，因?yàn)榭稍O(shè)想無數(shù)變體。因此，本公開包括此處公開的各系統(tǒng)和方法的所有新穎且非顯而易見的組合和子組合，以及它們的任意和所有等同物。
權(quán)利要求1.一種用于機(jī)動車輛燃料箱的加注管道的單向閥，其特征在于所述閥包含布置在所述管道中的阻擋元件，所述阻擋元件在阻擋流動、阻擋物體插入的第一位置與允許流動、阻擋物體插入的第二位置之間可樞轉(zhuǎn)，在所述第二位置中所述阻擋元件將所述管道劃分為具有類似寬度的流動區(qū)域；以及被配置為將所述阻擋元件偏置至所述第一位置的偏置元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于所述阻擋元件被配置為響應(yīng)于所述管道中向下的流動勢能而從所述第一位置樞轉(zhuǎn)至所述第二位置，并且其中當(dāng)不存在所述向下流動勢能時所述偏置元件從所述第二位置樞轉(zhuǎn)至所述第一位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于所述阻擋元件包含一個或多于一個板條或葉片，并且其中具有類似寬度的所述流動區(qū)域的最小寬度不大于5. 2毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于所述阻擋元件是被設(shè)置在所述管道中且被配置為響應(yīng)于所述管道中向下的流動勢能而從所述第一位置樞轉(zhuǎn)至所述第二位置的多個阻擋元件中的一個，并且其中相鄰板條在所述第一位置中一個與另一個密封，并且在所述第二位置中彼此分離。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的閥，其特征在于所述阻擋元件與一個平面對齊，并且其中所述平面相對于通過所述管道的燃料流動方向傾斜地取向。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的閥，其特征在于在所述第一位置中一個阻擋元件的頂表面抵靠相鄰阻擋元件的底表面密封。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的閥，其特征在于在所述第一位置中一個阻擋元件的前表面抵靠相鄰阻擋元件的后表面密封。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于所述偏置元件包含彈簧。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的閥，其特征在于所述彈簧在所述阻擋元件下方延伸穿過所述管道，并在所述阻擋元件上施加將所述阻擋元件偏置到所述第一位置的向上的力。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的閥，其特征在于所述阻擋元件在軸承上樞轉(zhuǎn)，其中彈簧被設(shè)置在所述軸承中且被配置為在所述阻擋元件上施加將所述阻擋元件偏置到所述第一位置的扭轉(zhuǎn)力。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于機(jī)動車輛燃料箱的加注管道的單向閥，其阻礙虹吸并防止燃料回流。該單向閥包含布置在管道中的阻擋元件，所述阻擋元件在阻擋流動、阻擋物體插入的第一位置與允許流動、阻擋物體插入的第二位置之間可樞轉(zhuǎn)。在所述第二位置中阻擋元件將管道劃分為具有類似寬度的流動區(qū)域。該單向閥還包含將阻擋元件偏置至所述第一位置的偏置元件。
文檔編號B60K15/04GK202169870SQ20112016263
公開日2012年3月21日 申請日期2011年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月19日
發(fā)明者E·D·布拉姆森 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司