专利名称：防虹吸设备的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及一种车辆燃料储存系统的防虹吸设备，以及配有防虹吸设备的燃 料储存系统的组装方法。
背景技术：
用于为车辆储存燃料的燃料储存系统通常包括燃料箱、止回阀和燃料输入管。燃 料箱储存燃料，直到引擎需要为止。止回阀联接到燃料箱，并设置成允许燃料从燃料输入管 流入燃料箱内，并防止燃料沿相反的方向流出燃料箱并回流经过燃料输入管。为防止储存在燃料箱中的燃料的虹吸，燃料储存系统可包括防虹吸设备。防虹吸 设备安装在燃料输入管和/或止回阀的内部或两者之间的某个位置处。防虹吸设备防止物 体——例如虹吸管——的通过，由此防止储存于燃料箱中的燃料的虹吸。以前，用于汽油燃料车辆的防虹吸设备包括网筛等具有许多小孔的设备，当填充 燃料箱时燃料经过这些小孔。与汽油燃料相比，对于如E-85的醇基燃料而言，大孔会导致 更大比例的醇基燃料在填充时汽化。汽化的醇基燃料的增加导致燃料箱内的背压增大，进 而降低了燃料箱的存储能力，或者需要更大的碳罐来补偿增加的燃料汽化。此外，燃料储存系统内的流体和/或蒸汽的背压会导致提前关闭的情形，其中 当背压增大超过一定程度时，燃料加注管嘴自动关闭。燃料系统中的背压可能是由流动 阻塞——例如加油管直径、加油管急剧弯曲、燃料箱中燃料的静压头、加油管中的止回阀 等——导致的。
发明内容
提供了一种用于燃料储存系统的防虹吸设备。该防虹吸设备包括环形体，其与一 纵向轴线同心并限定一内部开口 ；至少一个肋板，其横跨所述环形体的内部开口，并沿所述 纵向轴线背离环形体地延伸一深度。所述环形体的内部开口限定一直径。所述环形体抵接 管的一端，所述管的内径基本等于环形体的内部开口的直径，从而使得环形体将所述至少 一个肋板支撑于所述管的内部而不显著地缩窄所述管的内径，从而使在加注过程中通过所 述管的流体压降最小化。还提供了一种车辆的燃料储存系统。所述燃料储存系统包括燃料箱，其限定一入 口。止回阀与所述燃料箱联接并与所述燃料箱的入口流体流通。止回阀包括一入口管，并构 造成允许燃料流入所述燃料箱并防止燃料流出燃料箱。所述燃料储存系统还包括燃料输 入管，其与所述止回阀联接；和防虹吸设备，其设置在所述止回阀和燃料输入管之间并相对 于所述止回阀和燃料输入管以可旋转的方式定位。所述防虹吸设备包括其与一纵向轴线同
4心的环形体。环形体限定一内部开口。所述防虹吸设备还包括至少一个肋板，其横跨所述 环形体的内部开口，并沿所述纵向轴线背离环形体地延伸一深度。所述环形体的内部开口 限定一直径。所述环形体抵接所述入口管的一端，所述入口管的内径基本等于或小于环形 体的内部开口的直径，从而使得环形体将所述至少一个肋板支撑于所述入口管的内部而不 显著地缩窄所述入口管的内径，从而使在加注过程中通过所述入口管的流体压降最小化。还提供了一种组装车辆的燃料储存系统的方法。燃料储存系统包括燃料箱、带有 入口管的止回阀、防虹吸设备和燃料输入管。该方法包括将止回阀联接至燃料箱，将防虹 吸设备定位于止回阀的入口管的上游端，以及相对于流体流定向防虹吸设备，以使得通过 防虹吸设备的流体流最大化。该方法还包括将燃料入口管连接到止回阀，以相对于止回阀 将防虹吸设备的位置固定在燃料入口管和止回阀之间。因此，防虹吸设备的环形体支撑肋板而不干涉或以其他方式限制通过防虹吸设备 的燃料流，从而减少由防虹吸设备导致的流动降低。此外，根据进入的燃料流的方向设计肋 板的尺寸、位置和朝向，从而使得在燃料箱加注过程中的燃料汽化最小化。从对本发明最佳实施例的详细说明中，结合附图，将很容易地得出上述的特征和 优点以及本发明的其它的特征和优点。
图1是车辆燃料储存系统的示意性侧视图。图2是燃料储存系统的防虹吸设备的示意性透视图。图3是防虹吸设备的示意性俯视图。图4是燃料储存系统的示意性局部分解剖面图，其示出了防虹吸设备。图5是燃料储存系统的示意性局部剖面图，其示出了防虹吸设备、与图4所示的视 图相垂直。
具体实施例方式参见附图，其中在不同视图中相同的附图标记代表相应的零部件，在图1中，燃料 储存系统总体上用20标记。燃料储存系统20储存用于车辆的燃料。燃料可包括任意合适 类型的燃料，例如但不限于诸如E-85的醇基燃料、或者汽油。然而，本发明中所述的燃料储 存系统20特别适合用于储存醇基燃料。燃料储存系统20包括燃料箱22。燃料箱22的尺寸和结构可以根据车辆的具体设 计要求而定。此外，燃料箱22可由任何合适的材料制造，包括但不限于金属材料或塑料材 料。燃料箱22限定入口 24，燃料流动通过入口 24以填充燃料箱22。入口 24的尺寸和在 燃料箱22上的位置依据车辆的具体设计要求而定。燃料箱22进一步包括出口(附图中未 显示)，燃料通过该出口分配至车辆引擎。燃料储存系统20还包括止回阀26。止回阀26与燃料箱22联接。如图所示，止 回阀26直接连接至燃料箱22。但是应当理解，止回阀26可通过中间件与燃料箱22联接， 中间件可以为软管、连接器、管等，但不局限于此。止回阀26与燃料箱22的入口 24流体流 通。止回阀26仅允许燃料单向流动。应当注意，本文所用的术语流体流包括但不限于液体 流或蒸汽流。相应地，止回阀26构造成允许燃料流入燃料箱22，同时防止燃料箱22中的燃料经由燃料箱22的入口 24流出。针对本发明的详细说明，止回阀26包括一位于止回阀26上游端的入口管28。由 此，流入燃料箱22的燃料在入口管28处进入止回阀26并通过入口管28。相应地，止回阀 26可为任意的止回阀26，只要具有一位于其上游端的入口管28、适合用于车辆的燃料系统 中、并可允许流体流入燃料箱22而阻止流体流出燃料箱22即可。燃料储存系统20进一步包括燃料输入管30。燃料输入管30与止回阀26联接，并 大致向上延伸至与车辆的结构元件31连接。更具体地，燃料输入管30与止回阀26的入口 管28联接。燃料输入管30可通过任何合适的方式与止回阀26联接，包括但并不限于利用 夹具进行联接等。如图所示，燃料输入管30包括一个一体部分。但是应当理解，燃料输入 管30可包括多个部分，这些部分的尺寸和构造如需地设计以配合在一起，从而满足车辆的 具体设计约束条件。根据图2至图5，燃料储存系统20进一步包括一防虹吸设备32。防虹吸设备32 防止物体通过防虹吸设备32并进入燃料箱22，进而防止燃料箱22中所储存的燃料的虹吸。 如图所示，防虹吸设备32位于止回阀26和燃料输入管30之间。可选地，如果燃料输入管 30由多个部分组成，则防虹吸设备32可位于燃料输入管30的两个相邻部分之间。防虹吸设备32包括与一纵向轴线36同心的环形体34。如图所示，环形体34呈环 形形状，并限定一同样呈环形形状的内部开口 38。但是，环形体34和内部开口 38的形状可 以不同于本文所描述和图示的。如图4和图5所示，环形体34和内部开口 38的形状与止 回阀26的输入管和/或燃料输入管30相匹配。防虹吸设备32包括至少一个肋板40。肋板40的数量应尽可能少以使得流体的 压降最小化，但还应足够多以阻止预设尺寸的物体——例如但不限于外径为5. 2mm或更大 的物体——的通过。如图所示，所述至少一个肋板40包括多个肋板40。更具体地说，多个 肋板40包括3个肋板40。然而，肋板40的数量取决于环形体34的尺寸和防虹吸设备32 必须阻挡的物体的尺寸。相应地，肋板40的数量可能多于或少于附图中所示的3个肋板。 如图所示，肋板40以相互平行的方式横跨环形体34的内部开口 38并沿纵向轴线36延伸。 但是，需要指出的是，肋板40也可以以其他的形式设计，以最小化对流动横截面的阻碍。肋板40从环形体34延伸至末端边缘42。如图2和图5所示，每个肋板40的末 端边缘42限定一垂直于纵向轴线36的半圆形的孔口 44。半圆形的孔口 44限定了肋板40 从环形体34起沿纵向轴线36延伸的深度。在由入口管28或燃料输入管30限定的流道的 中心处——即流体的流速较高处，肋板40的深度最小。在流体流速较低的靠近流体流道的 周边处——即邻近入口管28和/或燃料输入管30的壁处，肋板40的深度最大。通过减少 在流体流速较高处的肋板40的深度、以及增加在流体流速较低处的肋板40的深度，肋板40 使得通过防虹吸设备32的流体的湍流度降至最小，进而减少流体的压降，并使通过防虹吸 设备32的流体的汽化降至最小。参见附图4，肋板40垂直于纵向轴线36和半圆形孔口 44方向的横截面是机翼形 的。更确切地说，机翼形的肋板40包括第一边缘46、第二边缘48和中间部分50。中间部 分50位于第一边缘46和第二边缘48之间。第一边缘46和第二边缘48的厚度介于0. 5mm 至1.0mm之间。中间部分50的厚度范围介于0.75mm至1.5mm之间。相应地，肋板40的厚 度朝肋板40的中间部分增厚。机翼形的肋板40使通过防虹吸设备32的流体的湍流度降
6至最小，从而降低了压降，并使通过防虹吸设备32的流体的汽化最小化。参见图2至图5，防虹吸设备32可包括至少一个垂直于肋板40、朝纵向轴线36向 内径向延伸的的突起52。如图3所示，至少一个突起52可包括第一突起52a、第二突起52b、 第三突起52c和第四突起52d。但是，突起52的具体数量取决于环形体34的尺寸和防虹吸 设备32必须阻止的物体的尺寸。相应地，突起52的数量可能与本文所示出和描述的不同。 在此实施例中，第一突起52a、第二突起52b、第三突起52c和第四突起52d都从环形体34 向内延伸入环形体34的内部开口 38，并与肋板40垂直。相对于第三突起52c和第四突起 52d，第一突起52a和第二突起52b位于肋板40的相对侧。肋板40和突起52相互配合以 防止物体——如虹吸管——通过反虹吸设备32。由此，突起减少了对流体流动横截面的阻 碍，使得阻力和/或流体压降最小化、同时仍然防止物体的通过。如图所示，三个肋板40、第 一突起52a、第二突起52b、第三突起52c和第四突起52d相互配合以防止外径最小为5. Omm 的物体通过环形体34的内部开口 38。但是，如上所述，肋板40和突起52可以并非如本文 所示出和描述地设计，以实现对其他尺寸的物体的阻挡。但是，肋板40的数量和突起52的 数量需依据具体应用进行设置，以使得对入口管28和/或燃料输入管30的流体流动路径 的限制最小化、并且不妨碍流体流入燃料箱22，从而使得通过防虹吸设备32的流体的汽化 最小化。换句话说，肋板40的数量和突起52的数量可根据具体的应用最小化。参见图4和图5，环形体34的内部开口 38的尺寸与由入口管28和/或燃料输入 管30限定的流体流动路径相匹配。如图所示，环形体34的内部开口 38限定一直径54，该 直径54基本等于或者大于入口管28和/或燃料输入管30的直径56。环形体34的本体58 从纵向轴线36远离内部开口 38和由入口管28和/或燃料输入管30限定的流体流动路径 地径向往外延伸，从而使得环形体34的本体58不干涉通过入口管28和/或燃料输入管30 的流体流。如图所示，环形体34构造成与管的一端抵接。更确切地说，环形体34与入口管 28抵接。但是，如上所述，燃料储存系统20也可构造成使得环形体与燃料输入管30的一 端抵接。入口管28的内径56基本等于或者小于环形体34的内部开口 38的内径54，从而 使得环形体34支撑位于入口管28内的多个肋板40而不缩窄入口管28的内径56，使通过 入口管28的流体流最大化。因此，只有肋板40、第一突起52a、第二突起52b、第三突起52c 和第四突起52d延伸入内部开口 38并位于由入口管28限定的流体流动路径内，而环形体 34位于流体流动路径外。相应地，环形体34不阻碍流体流动通过流体流动路径，从而使得 流动通过防虹吸设备32的流体的汽化最小化。止回阀26的入口管28的上游端包括一斜切边60。环形体34包括一位于下游侧 的斜切边62，斜切边62与入口管28的斜切边60抵接。斜切边60与斜切边62配合，使得 防虹吸设备32相对于止回阀26定位并与纵向轴线36垂直。需要指出的是，如果防虹吸设 备32位于燃料输入管30的不同部分之间，则燃料输入管30的其中一个部分的上游侧将限 定斜切边60，使其与环形体34的斜切边62相配合。假设防虹吸设备32的形状是如本文所示出和描述的圆形，则防虹吸设备32相对 于止回阀26和燃料输入管30可旋转地定位。也就是说，防虹吸设备32独立于止回阀26 和燃料输入管30，且能绕纵向轴线36旋转以相对于止回阀26和燃料输入管30定位防虹吸 设备32。通过旋转防虹吸设备32，肋板40将与流体的流动方向对齐，最小化对流体流动路 径的阻碍。例如，如果燃料输入管30在紧邻防虹吸设备32的上游处弯曲，则可旋转防虹吸
7设备32以避免流体撞击肋板40、并使得肋板40与曲率面一致。此一致使得燃料在所述弯 曲之后的流体压降最小化，从而减少了流体可能的汽化。如本文所述，防虹吸设备32构造成使得通过防虹吸设备32的汽化最小化和流体 压降最小化。由此，本发明的防虹吸设备32尤其适用于如E-85的醇基燃料，其比汽油更易 于汽化并在填充过程中可产生过量的背压、引发管嘴的提前关闭。通过使得汽化最小化、同 时使得通过防虹吸设备32的流体流速最大化，燃料储存设备20中的背压降低。相应地，通 过最小化燃料储存设备20中的背压，不管燃料类型如何，燃料储存设备20都能正确地运 行。此外，流过防虹吸设备32的燃料的过度汽化会降低燃料箱22的储存能力。通过减少 燃料特别是醇基燃料的汽化，防虹吸设备32使得滤罐系统的储存能力最大化。再次参见图1，提供一种组装如上所述的燃料储存系统20的方法。该方法包括将 止回阀26联接至燃料箱22。如上所述，止回阀26可以直接或者间接地与燃料箱22以任意 适当的方式联接，包括但不限于用夹具进行联接。该方法进一步包括在流体流动路径内定位防虹吸设备32。防虹吸设备32可定位 在止回阀26的入口管28的上游端。或者，防虹吸设备32可定位在燃料输入管30的相邻 部分之间。该方法进一步包括确定防虹吸设备32相对于流体流的朝向，以增加通过防虹吸 设备32的流体流。更确切地，确定防虹吸设备32相对于流体流的朝向包括旋转防虹吸设 备32，直至多个肋板40所处的朝向减少了流体对肋板40的冲击。该方法进一步包括固定防虹吸设备32的位置。可通过将燃料输入管30连接到止 回阀26上来固定防虹吸设备32相对于止回阀26的位置。燃料输入管30可以以任何适当 的方法连接到止回阀26的入口管28上，包括但不限于用夹具进行连接等。或者，如果防虹 吸设备位于燃料输入管30的相邻部分之间，则可通过连接燃料输入管30的相邻部分来固 定防虹吸设备32。如图1所示，将防虹吸设备32定位为与止回阀26的入口管28相邻并抵接接合、 同时止回阀26直接与燃料箱22相连，这将为拆卸和排空燃料箱22提供便利。当如此地构 造时，燃料输入管30可以与止回阀26的入口管28和防虹吸设备32分开。在移去防虹吸 设备32之后，可以将一虹吸管插入燃料箱22中以排干燃料箱22。虽然已经详细地描述了本发明的最优实施方式，但是本领域技术人员可以意识到 落在所附权利要求范围内的用于实践本发明的不同的可选设计和实施例。
权利要求
一种用于燃料储存系统(20)的防虹吸设备(32)，该防虹吸设备(32)包括环形体(34)，其与一纵向轴线(36)同心并限定一内部开口(38)；和至少一个肋板(40)，其横跨所述环形体(34)的内部开口(38)，并沿所述纵向轴线(36)背离环形体(34)地延伸一深度；其中，所述环形体(34)的内部开口(38)限定一直径(54)，且所述环形体(34)抵接管(28，30)的一端，所述管(28，30)的内径(56)基本等于环形体(34)的内部开口(38)的直径(54)，从而使得环形体(34)将所述至少一个肋板(40)支撑于所述管(28，30)的内部而不显著地缩窄所述管(28，30)的内径(56)，从而使在加注过程中通过所述管(28，30)的流体压降最小化。
2.如权利要求1所述的防虹吸设备(32)，其中所述至少一个肋板(40)从所述环形体 (34)延伸至末端边缘(42)，其中当从一垂直于所述纵向轴线(36)方向观察时，所述末端边 缘(42)限定一半圆形孔口(44)。
3.如权利要求2所述的防虹吸设备(32)，其中，当从一垂直于所述纵向轴线(36)、并垂 直于所述半圆形孔口(44)的方向观察时，所述至少一个肋板(40)的横截面限定一机翼形 的形状。
4.如权利要求3所述的防虹吸设备(32)，其中，所述至少一个肋板(40)的机翼形形状 包括第一边缘(46)、第二边缘(48)和位于第一边缘(46)与第二边缘(48)之间的中间部分 (50)，其中所述第一边缘(46)和第二边缘(48)的厚度范围是0.5mm至1.0mm，所述中间部 分(50)的厚度范围是0. 75mm至1. 5mm。
5.如权利要求1所述的防虹吸设备(32)，还包括至少一个从所述环形体(34)向内延 伸入环形体(34)的内部开口(38)中的突起(52)。
6.如权利要求6所述的防虹吸设备(32)，其中所述至少一个突起(52)包括四个突起 (52a，52b，52c，52d)，其中第一突起(52a)和第二突起(52b)相对于第三突起(52c)和第四 突起(52d)位于所述至少一个肋板(40)的相对侧。
7.如权利要求6所述的防虹吸设备(32)，其中所述至少一个肋板(40)和所述至少一 个突起(52)相互配合，以防止外径至少为5. Omm的物体通过所述环形体(34)的内部开口 (38)。
8.如权利要求6所述的防虹吸设备(32)，其中仅仅是所述至少一个肋板(40)和所述 至少一个突起(52)位于由所述管(28，30)限定的流体流动路径内，而所述环形体(34)位 于由所述管(28，30)限定的流体流动路径之外。
9.一种车辆的燃料储存系统(20)，所述燃料储存系统(20)包括燃料箱(22)，其限定一入口 (24)；止回阀(26)，其与所述燃料箱(22)联接、与所述燃料箱(22)的入口(24)流体流通、并 包括一入口管(28)，所述止回阀(26)构造成允许燃料流入所述燃料箱(22)并防止燃料流 出燃料箱(22)；燃料输入管(30)，其与所述止回阀(26)联接；和防虹吸设备(32)，其设置在所述止回阀(26)和燃料输入管(30)之间并相对于所述止 回阀(26)和燃料输入管(30)以可旋转的方式定位，所述防虹吸设备(32)包括环形体(34)，其与一纵向轴线(36)同心并限定一内部开口(38)；和至少一个肋板(40)，其横跨所述环形体(34)的内部开口(38)，并沿所述纵向轴线(36) 背离环形体(34)地延伸一深度；其中，所述环形体(34)的内部开口(38)限定一直径(54)，且所述环形体(34)抵接所 述入口管(28)的一端，所述入口管(28)的内径(56)基本等于或小于环形体(34)的内部 开口(38)的直径(54)，从而使得环形体(34)将所述至少一个肋板(40)支撑于所述入口管 (28)的内部而不显著地缩窄所述入口管(28)的内径(56)，从而使在加注过程中通过所述 入口管(28)的流体压降最小化。
10.如权利要求9所述的燃料存储设备(20)，其中所述至少一个肋板(40)从所述环形 体(34)延伸至末端边缘(42)，其中当从一垂直于所述纵向轴线(36)方向观察时，所述末端 边缘(42)限定一半圆形孔口(44)。
11.如权利要求10所述的燃料储存系统(20)，其中，当从一垂直于所述纵向轴线(36)、 并垂直于所述半圆形孔口(44)的方向观察时，所述至少一个肋板(40)的横截面形状限定 一机翼形的形状。
12.如权利要求11所述燃料储存系统(20)，其中所述至少一个肋板(40)的机翼形形 状包括第一边缘(46)、第二边缘(48)和位于第一边缘(46)与第二边缘(48)之间的中间部 分(50)，其中所述第一边缘(46)和第二边缘(48)的厚度范围是0. 5mm至1.0mm，所述中间 部分(50)的厚度范围是0. 75mm至1. 5mm。
13.如权利要求9所述的燃料储存系统(20)，还包括从所述环形体(34)向内延伸入环 形体(34)的内部开口(38)中、与所述至少一个肋板(40)垂直的第一突起(52a)、第二突起 (52b)、第三突起(52c)和第四突起(52d)，其中所述第一突起(52a)和第二突起(52b)相对 于第三突起(52c)和第四突起(52d)位于所述至少一个肋板(40)的相对侧。
14.如权利要求15的燃料存储系统(20)，其中仅仅是所述至少一个肋板(40)、第一突 起(52a)、第二突起(52b)、第三突起(52c)和第四突起(52d)位于由所述入口管(28)限定 的流体流动路径内，而所述环形体(34)位于由所述入口管(28)限定的流体流动路径之外。
15.如权利要求9所述的燃料存储系统(20)，其中所述止回阀(26)的入口管(28)的 上游端限定一斜切边(60)，且所述环形体(34)包括一与入口管(28)的斜切边(60)抵接接 合的斜切边(62)，所述环形体(34)的斜切边(62)与所述入口管(28)的斜切边(60)配合 而使得所述防虹吸设备(32)垂直于纵向轴线(36)地相对于止回阀(26)定位。
全文摘要
一种燃料储存系统(20)，包括燃料箱(22)、带有入口管(28)的止回阀(26)、防虹吸设备(32)和燃料输入管(30)。防虹吸设备(32)包括环形体(34)，环形体(34)限定一具有直径(54)的内部开口(38)。环形体(34)与止回阀(26)的入口管(28)的上游端抵接，入口管(28)的内径(56)基本等于环形体(34)的内部开口(38)的直径(54)。环形体(34)包括多个肋板(40)并将该多个肋板(40)支撑于入口管(28)内而不缩窄入口管(28)，从而使得通过入口管(28)的流体流最大化。防虹吸设备(32)可相对于止回阀(26)和燃料输入管(30)旋转。优化肋板(40)的形状、尺寸和朝向，以使得通过防虹吸设备(32)的流动所受的阻碍最小化、以及使得流体的汽化最小化。
文档编号B60K15/077GK101920657SQ20101022902
公开日2010年12月22日 申请日期2010年5月11日 优先权日2009年5月11日
发明者P·D·瓦尔科夫斯基, V·K·米尔斯 申请人:伊顿公司