具有姿态感测装置的燃料分配喷嘴的制作方法

本发明总体涉及燃料分配器喷嘴领域。更具体地，本发明涉及一种具有姿态感测装置的燃料分配器喷嘴，其在检测到某些情况时触发阀关闭机构。

背景技术：

燃料分配设备得到广泛应用，为顾客提供各种应用的液体燃料。将燃料分配到车辆燃料箱中的通常的加油交易通常如下进行：顾客向燃料分配器指示所需燃料的类型和支付方法。燃料分配器授权支付并激励泵，该泵将燃料泵送到喷嘴。顾客将喷嘴放入车辆燃料箱中，并且拉动喷嘴的手柄以打开阀并分配所需量的燃料。

如果某些触发情况发生，例如当车辆燃料箱已满时，燃料分配喷嘴通常配备有关闭机构以停止燃料流动。这些关闭机构是为了防止燃料溢出。关闭机构可以与姿态感测装置相关，该姿态感测装置构造成当喷嘴在水平面或水平面之上成角度(可能实现的取向)时触发关闭机构并停止燃料流动，例如当喷嘴从燃料箱移除并同时分配时。

然而，当触发情况实际上不存在时，当前姿态感测装置经常触发关闭机构。这些意外的阀关闭—即扰动跳闸—因各种原因而发生，其中之一是过度敏感或有故障的姿态感测装置。因此，期望具有在触发情况发生时可靠且可预测地触发关闭机构但尽可能减小或消除意外扰动跳闸的次数的姿态感测装置。

技术实现要素：

本发明认识到现有技术的前述和其它考虑。

本发明的一方面提供了一种燃料分配喷嘴，包括：配置为分配燃料的分配路径；真空感测路径，配置为当燃料流过所述分配路径时具有负压；以及姿态感测组件，位于所述真空感测路径上。所述姿态检测装置包括位于非圆柱形室内的可移动元件，该非圆柱形室具有朝向关闭端口呈锥形的表面。当所述可移动元件接合所述关闭端口时，喷嘴的分配路径被关闭。

在本发明的一些示例性实施例中，所述可移动元件是球形球，并且所述关闭端口包括球阀座。所述非圆柱形室可以是弧形的，并且所述非圆柱形室的锥形表面可以形成为使得当所述喷嘴处于水平或水平以上的角度时，所述滚动元件朝向所述关闭端口滚动。所述非圆柱形室可以通过真空端口连接到所述真空感测路径，所述真空端口连接感测管，所述感测管连接到靠近所述喷嘴喷口的顶端的感测端口，并且所述真空端口可以偏离所述非圆柱形室的中心。

本发明的另一方面提出了一种姿态感测装置，包括：限定燃料输送路径和真空感测路径的喷口壳体；以及配置为容纳在所述喷口壳体中的塞子。所述喷口壳体和塞子可以限定感测室，滚动元件可以在所述感测室内自由移动，并且所述塞子可以限定用于从所述喷嘴喷口连接真空感测管的真空端口。所述感测室的横截面可以为非圆柱形，并且朝着阻挡位置呈锥形，所述阻挡位置在所述喷嘴喷口升高到关闭角度时致动关闭机构。

此外，所述感测室可以限定阀座，并且所述滚动元件可以通过接合所述阀座来阻挡所述真空感测路径。所述感测室可以是弧形的，并且所述真空端口可以偏离所述感测室的中心。所述关闭机构可以配置成使得所述关闭角度是所述喷嘴喷口处于或高于水平面的任何角度。

本发明的另一方面提供了一种用于操作具有姿态感测装置的喷嘴的方法，包括以下步骤：以足以使感测室中的滚动元件滚动远离阀座的角度保持所述喷嘴，其中所述感测室具有非圆柱形横截面和穿过的真空感测路径。所述方法还包括打开在所述喷嘴中的燃料流动阀，以允许燃料流过所述喷嘴喷口，其中流动的燃料在真空感测路径和感测室中产生真空。最后，所述方法包括将所述喷嘴升高到足以允许重力和吸力使所述滚动元件朝向所述阀座滚动并与之接合的角度，从而阻挡所述真空感测路径并致动机构以关闭所述燃料流动阀。

附图说明

在参考附图的说明书中阐述了包括针对本领域普通技术人员的最佳模式的本发明的完整且有能力的公开，其中：

图1示出了可以实现本发明的示例性实施例的燃料分配设备的示意图；

图2示出了构造成实现根据本发明实施例的姿态感测装置的燃料分配喷嘴的剖视图；

图3示出了包括根据本发明的示例性实施例的姿态感测装置的喷口壳体的剖视图；

图4示出了包括根据本发明的示例性实施例的姿态感测装置的喷口壳体的透视分解图；

图5示出了沿图6的线5-5截取的透视剖视图；

图6示出了包括根据本发明的示例性实施例的姿态感测装置的喷口壳体的端视图；

图7示出了沿图6的线7-7截取的剖视图，其中喷嘴定位成使得滚动元件不阻碍真空感测路径；以及

图8示出了类似于图7的剖视图，其中喷嘴被定位成使得滚动元件阻挡真空感测路径，并因此触发关闭机构。

在本说明书和附图中重复使用附图标记旨在表示本发明的相同或类似的特征或元件。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的当前优选实施例，其中的一个或多个示例在附图中示出。通过说明本发明而不是限制本发明来提供各个实施例。事实上，对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以对本发明进行修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，本发明旨在涵盖这些修改和变化。

图1是可以实施本发明的示例性实施例的燃料分配设备10的示意图。在这样的设施中，燃料储存在地下储罐(ust)12中，这些储罐通过地下管道导管16与一个或多个燃料分配器14流体连通。当顾客将燃料分配喷嘴18的喷口放入车辆的燃料箱并拉动杠杆时，潜水涡轮泵(stp)20将燃料通过地下燃料管道导管16泵送到燃料分配器14。燃料然后通过同轴燃料软管22的内导管22a和喷嘴被输送到车辆的燃料箱中。在其他实施例中，泵送单元可以位于燃料分配器中以从ust12抽取燃料。

随着车辆燃料箱被填充，进入的燃料排出已经在罐中的燃料蒸气。燃料分配器通常配备有蒸气回收系统，用于捕获这些逸出的蒸气并将其输送回到ust12的空腔24。示例性的蒸气回收系统通常使用真空源来将逸出的蒸气沿着蒸气返回路径抽回到空腔24中。所需的真空通常通过蒸气回收泵或其他抽吸源来实现，其通常位于燃料分配器本身中，其与蒸气返回路径流体连通以产生便于收集燃料蒸气的真空。可替代地，一些蒸气回收系统通过使用在燃料分配且ust12中的燃料水平下降时燃料系统中固有产生的压力差而吸入蒸气。

蒸气回收路径通常在喷嘴喷口处开始，其中空气和蒸气通过套管30(见图2)或一系列进气口而被吸入。回收的蒸气然后流过喷嘴到燃料软管22的外蒸气回收导管22b。在燃料分配器14内部，歧管(未示出)分离导管22a和22b，并且将它们分别与管道16和26连接。具体地，燃料导管22a与地下管道导管16流体连通。蒸气回收导管22b与蒸气返回管道26流体连通，蒸气返回管道26将回收的蒸气返回到ust12的空腔24中。

图2示出了构造成实现根据本发明实施例的姿态感测装置的燃料分配喷嘴18的剖视图。喷嘴18具有入口端口40，其容纳同轴燃料软管22，使得内导管22a与主流体路径42流体连通，并且外导管22b与蒸气回收管线44流体连通。主阀杆46构造成打开和关闭主流体阀48和主蒸气回收阀50。

主阀杆46被弹簧偏置在关闭位置—即向下—并且在中间枢轴54处枢转地连接到杠杆臂52。在正常分配事件期间，喷嘴的关闭机构的柱塞56由金属球58锁定在缩回位置。结果，柱塞销60用作杠杆臂52的支点。因此，当顾客在杠杆臂52上拉动时，主阀杆46同时打开主流体阀48和主蒸气回收阀50。这允许燃料流过主流体路径42。

流动的燃料产生足够的压力以打开提升阀62并允许燃料流过喷口壳体64。当燃料流过提升阀62和经过文丘里通道66时，在文丘里管生成的真空室68中产生真空。真空室68连接到真空感测管70，其延伸到喷嘴喷口72的顶端。当燃料流出喷嘴18时，真空感测管70通过喷嘴喷口72的顶端附近的感测端口74吸入空气和蒸气。尽管优选实施例考虑使用文丘里管作为在真空感测室68中产生真空的机构，但姿态感测装置并不限于此，还可以使用用于产生真空的其它合适的方法。

燃料分配喷嘴通常具有关闭机构，其构造成在某些情况发生时关闭燃料分配和蒸气回收阀。这些关闭机构通常依赖于在文丘里管生成的真空室68中产生的真空的变化而作为触发器。如参考图2所解释，当真空感测路径被阻挡时，关闭机构通过释放主阀杆46并因此关闭主流体阀48和主蒸气回收阀50来进行操作。通常，该机构通过使用包括隔膜78、金属球58和柱塞56的装置来操作。当压力在文丘里管生成的真空室68中下降时，隔膜78抵抗弹簧80的力弹出并允许金属球从柱塞56中的接收凹口缩回。柱塞56被弹簧偏置，使得当金属球58移除时，柱塞56被向下驱动，从而释放柱塞销60并降低杠杆52的支点。一旦柱塞销60被释放，弹簧偏置的主阀杆46上的弹簧关闭主流体阀48和主蒸气回收阀50。

关闭机构可以配置为在出现各种情况时被触发。例如，关闭机构主要是为了在车辆的燃料箱充满时停止燃料流动。具体地，当罐内的燃料水平到达喷嘴18的顶端时，其阻挡真空感测管70的感测端口74，并使关闭机构停止燃料的流动，如上段所述。此外，根据本发明的示例性实施例，并且如下面详细讨论，姿态感测装置可以用作燃料阀关闭机构的触发器。

在示例性实施例中，姿态感测装置的各方面结合到喷口壳体64中。因此，下面参考图3-8，将描述根据本发明各方面的喷口壳体和姿态感测装置的实施例。通常，喷口壳体64将喷嘴18的主体连接到喷嘴喷口72。在这一点上，喷口壳体64可以容纳在限定于喷嘴主体中的所配置的凹穴中。如附图所示，喷口壳体64可以经由一个或多个保持螺钉77而保持在凹穴中。螺钉77可以接合限定在喷口壳体64的外表面中的螺纹孔79。

喷口壳体64将主流体路径42连接到燃料输出管81，并且将真空感测管70与文丘里管生成的真空室68连接。真空的路径通常被称为真空感测路径76。在该实施例中，燃料管81压配合到限定在喷口壳体64中的下游孔82中。为了密封该界面，一个或多个o形环83可以位于孔82内部的燃料管81周围。

喷口壳体64还限定非圆柱形室84，真空感测路径76穿过该室84。可移动元件(例如球形球86)放置在室84内部，并且室84用塞子88关闭。塞子88保持球形球86，使得其可在室84内部自由移动。非圆柱形室84例如可以是肾形的，但是也可以考虑其它非圆柱形形状，并且在本发明的范围内。特别地，室84具有弧形构造，使得其围绕孔82的弧段延伸。另外，室84位于孔82旁边，使得姿态感测装置在燃料流动路径的侧面(而不是上面或下面)。如将要描述的，这种配置减轻了意外的扰动跳闸。室88的横向侧壁间隔略大于球86的直径。室88的上下表面朝向阀座92呈锥形。

球形球86因此在锥形表面90上朝向和远离阀座92滚动。在锥形表面90的端部，真空感测路径76穿过关闭端口，其在图3-8的示例性实施例中配置为球阀座92。塞子88还具有端口93，用于接收真空感测管70并且连通通过室84的空气和蒸气流。在示例性实施例中，端口93偏离室84的中心，使得其中心线平行于阀座92，但是当两者都是水平时，其高于阀座92。如图所示，与端口93对准的套圈94延伸到室84中。

在燃料分配操作期间，空气通过感测端口74进入喷嘴18，并且流过真空感测管70，通过偏移端口93进入室84，并且从球阀座92流出到文丘里管生成的文丘里通道66中。只要空气继续流过室84进入文丘里管生成的文丘里通道66，则隔膜78保持在其松弛位置。如果空气流停止，使得文丘里管生成的真空室68中的真空出现尖峰(spike)，则隔膜78抵抗弹簧80的力弹出，从而释放金属球58并触发关闭机构，如上所述。

在分配事件期间，球形球86根据喷嘴18的取向在室84内自由移动。如果喷嘴18大致向下取向—例如当定位在燃料箱中时—重力会使球形球86沿室84的锥形表面90滚动到不妨碍空气和蒸气流动的位置(如图7所示)。在这种情况下，球86靠在套圈94下方的塞子88的内表面。这种构造防止球形球86夹带在真空感测路径76中或者由室84中产生的涡流提升，否则可能会导致真空感测路径76被阻挡，从而导致意外关闭—即扰动跳闸。

相反，如果喷嘴18在分配燃料的同时从燃料箱移除(例如，将喷嘴放置在分配器的喷嘴罩中)，则喷嘴18的升高角度将导致球形球86沿着室84的锥形表面90朝向球阀座92(见图8)滚动。重力以及空气流的力使得球形球86接合球阀座92。当球形球86位于球阀座92中时，真空感测路径76被阻挡，且关闭机构关闭主阀。当喷嘴被保持在水平位置或水平位置之上时(例如在插入燃料箱之前)，当杠杆在通电的喷嘴上被致动时，同样的现象防止喷嘴分配燃料。

在上述示例性实施例中，关闭端口构造为由球形球密封的球阀座。然而，本领域技术人员将会理解，可替代的关闭端口是可能的，并且球座阀仅用于说明目的。此外，虽然上述段落是指球形球，但是本发明还考虑任何滚动或其它可移动的元件，其足以触发关闭端口，例如通过阻挡室中的空气流。

非圆柱形例如肾形室的益处在于，即使当在分配事件期间喷嘴被定向成不同的角度时，球形球也可以放置在流动路径下方。这消除了意外关闭。

虽然已经使用优选实施例、配置和部件描述了本发明，但是这些特征的任何组合都包括在本发明的范围内。此外，本领域技术人员将认识到的变化和修改在本发明的范围内。说明仅是示例性的，并且本公开不意味着是限制性的。