УСОВЕРШЕНСТВОВАННАЯ СИСТЕМА ЗАПРАВКИ ЕМКОСТИ ДЛЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
PERFECTED SYSTEM FOR VEHICLE FUEL FILLING SYSTEM

Данная заявка испрашивает приоритет по европейской заявкой № 09173578.7, поданной 21 октября 2009 года, содержание которой включено в данный документ в ее полном объеме посредством ссылки для всех целей.
Настоящее изобретение относится к области систем заправки бачков для текучих сред автомобилей, и более конкретно, к системам для заправки бачка мочевиной для использования в системах контроля выбросов транспортных средств.
Как известно, для своей эксплуатации автомобили требуют нескольких разных текучих сред, которые могут включать топливо, охлаждающие текучие среды и мочевину. Основной проблемой в конструкции емкостей для данных текучих сред является необходимость предотвращения непреднамеренной заправки емкости другой текучей средой, вместо той, для которой она предназначена. Такая ошибочная заправка способна серьезно повредить систему, которая принимает ненадлежащую текучую среду, а в случае текучих сред для систем контроля выбросов, таких как системы расщепления NOx на основе мочевины, это может стать причиной несоответствия стандартам выбросов, соответствие требованиям которых должна обеспечивать данная система.
Другой проблемой в исполнении систем заправки емкостей для текучих сред транспортного средства является необходимость удаления пара или газа, находящегося в емкости во время процесса заправки емкости требуемой текучей средой.
Что касается бачков для мочевины, используемых, например, в транспортных средствах, приспособленных для удаления NOx из выхлопных дымов двигателя, то упомянутые проблемы решаются посредством двух известных систем.
Система Elaflex дозирует раствор мочевины из патрубка насадки диаметром приблизительно 19 мм и втулки соответствующего размера, закрепленной на бачке для приема насадки. Диаметр втулки выбирается таким образом, чтобы физически предотвратить использование стандартизованного пистолета для заправки дизельного топлива или бензина. Кроме того, в подходе, подобном подходу, раскрытому в патенте США № 5562133, выданном Mitchell, втулка Elaflex содержит магнит кольцевой формы, который взаимодействует с приводимым в действие магнитным способом клапаном в насадке, чтобы разрешить его использование. Недостаток системы «Elaflex» заключается в том, что заправка может осуществляться только на соответствующей заправочной станции.
Система «Kruse» дозирует раствор мочевины из бутылки, которую привинчивают в перевернутом положении к резьбовой втулке, закрепленной на бачке. Для того чтобы позволить текучей среде вытекать из бутылки «Kruse» в бачок, нужно надавить на бутылку, чтобы перевести клапан, установленный на выступающей оси бутылки, в открытое положение. Тогда система будет, с одной стороны, обеспечивать перемещение раствора мочевины из бутылки в бачок, а с другой стороны, обеспечивать соответствующее перемещение воздуха и паров из бачка в бутылку. Недостаток системы «Kruse» заключается в том, что текучая среда дозируется довольно медленно по сравнению с системой «Elaflex».
Поскольку каждая из вышеописанных систем имеет свои собственные преимущества и недостатки, из которых одни могут быть более важными для конкретных пользователей, чем другие, особенно неудобно и неблагоприятно то, что разработчики транспортных средств должны выбирать совместимость с одной системой, тем самым исключая использование другой системы конечным пользователем.
Задачей настоящего изобретения является совмещение разрешительной системы, основанной на наличии кольцевого магнита, с системой на основе бутылки, требующей соединения.
Данная задача достигается посредством использования отличительных признаков в соответствии с независимыми пунктами формулы изобретения.
Изобретение основано на понимании того, что система заправки, полученная посредством объединения совместимой резьбовой втулки «Kruse» с кольцевым магнитом, который требуется для приведения в действие насадки «Elaflex», вызывает проблемы воздухообмена, связанные с различием в положении соответствующих отверстий для впуска воздуха бутылки «Kruse» и насадки «Elaflex». Более конкретно, изобретение основано на понимании того, что в результате оптимального размещения камеры в сообщении по текучей среде с объемом воздуха или пара в бачке может быть осуществлена заправка при помощи бутылки «Kruse», а также при помощи насадки «Elaflex».
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения создан фитинг для заправочного отверстия бачка для текучей среды транспортного средства, содержащий трубчатый основной корпус, содержащий первый конец для соединения с упомянутым бачком и второй конец, приспособленный для приема патрубка, при этом основной корпус выполнен с возможностью оборудования магнитом, по существу охватывающего периферию упомянутого основного корпуса, для разрешения протекания в упомянутом патрубке, и трубчатую соединительную секцию на упомянутом втором конце, при этом упомянутая трубчатая соединительная секция приспособлена для разъемного соединения с бутылкой, содержащей выпуск для текучей среды и впуск для воздуха, причем фитинг содержит камеру между вторым концом и магнитом, причем при использовании в камере находится конец первого вентиляционного канала, причем первый вентиляционный контур сообщается по текучей среде с объемом газа, находящимся со стороны бачка фитинга, так что в подсоединенном положении бутылки впуск для воздуха расположено в камере, и текучая среда вытекает в направлении первого конца, и при этом при использовании конец второго вентиляционного канала находится в трубчатом основном корпусе с упомянутой стороны бачка упомянутого магнита, при этом второй вентиляционный канал сообщается по текучей среде с объемом газа, находящимся с упомянутой стороны бачка фитинга.
Европейский патент 1502794, выданный Jost Automotive GmbH, раскрывает устройство для предотвращения неправильной дозаправки топливом в автомобилях, в частности в отношении емкостей для мочевины. Данное устройство состоит из фитинга для приема патрубка, причем фитинг включает в себя магнит, который используется в системе «Elaflex». Отверстие бачка содержит выступ с наружной резьбой для приема крышки.
В примерном варианте осуществления фитинга настоящего изобретения бутылка представляет собой навинчивающуюся бутылку, и упомянутая трубчатая соединительная секция содержит резьбу для разъемного соединения с бутылкой. В конкретном варианте осуществления трубчатая соединительная секция приспособлена для соединения с бутылкой Kruse, так что выпуск для текучей среды по существу уплотняет камеру с первого конца в подсоединенном положении бутылки Kruse. Данный вариант осуществления имеет преимущество в том, что он позволяет водителю транспортного средства использовать либо дозатор «Elaflex», либо бутылку «Kruse» в зависимости от доступности каждого источника с данным бачком, при этом также предотвращая заправку бачка ненадлежащими текучими средами.
В примерном варианте осуществления фитинга настоящего изобретения трубчатый основной корпус содержит периферийную канавку для удерживания магнита, один из первого вентиляционного канала и второго вентиляционного канала проходит по существу аксиально через упомянутую канавку. В конкретном варианте осуществления, упомянутый один из упомянутого первого вентиляционного канала и упомянутого второго вентиляционного канала встроен в аксиальное ребро, пересекающееся с упомянутой радиальной канавкой.
Сообщение по текучей среде между камерой и объемом газа, находящимся со стороны бачка фитинга, может быть обеспечено посредством совместного использования первого вентиляционного канала и второго вентиляционного канала, т.е. первый вентиляционный канал может обеспечить сообщение по текучей среде между камерой и стороной бачка основного корпуса, которая сообщается по текучей среде с объемом газа через второй канал.
Сообщение по текучей среде между стороной бачка основного корпуса и объемом газа, находящимся в стороне бачка фитинга, может быть обеспечено посредством совместного использования первого вентиляционного канала и второго вентиляционного канала, т.е. второй вентиляционный канал может обеспечить сообщение по текучей среде между стороной бачка основного корпуса и камерой, которая сообщается по текучей среде с объемом газа через первый канал.
В более конкретном варианте осуществления фитинг содержит магнит, состоящий из разомкнутого кольца, расположенного в упомянутой периферийной канавке, при этом разрыв приспособлен для примыкания к упомянутому одному из упомянутого первого вентиляционного канала и второго вентиляционного канала. В более конкретном варианте осуществления разомкнутое кольцо продолжается в секторе, находящемся в пределах от 20°до 40°. Сектор в данных пределах уравновешивает надлежащую работу магнита с ограниченным перепадом давления между отделениями. Предпочтительно, в данном варианте осуществления только один вентиляционный канал проходит за пределами основного корпуса, при этом другой вентиляционный канал обеспечивает вентиляцию между стороной бачка и соединительной стороной основного корпуса при минимальном использовании пространства и обеспечении относительно высокого уровня перемещения.
В примерном варианте осуществления один из упомянутого первого вентиляционного канала и упомянутого второго вентиляционного канала образован посредством центральной полости трубчатого основного корпуса, при этом упомянутая центральная полость принимает часть бутылки в подсоединенном положении, причем центральная полость выполнена с радиусом, который превышает радиус принятой части бутылки настолько, чтобы обеспечить сообщение по текучей среде между камерой и стороной бачка основного корпуса.
Сообщение по текучей среде между камерой и объемом газа, находящимся со стороны бачка фитинга, может быть обеспечено посредством совместного использования первого вентиляционного канала и второго вентиляционного канала, т.е. первый вентиляционный канал может обеспечить сообщение по текучей среде между камерой и стороной бачка основного корпуса, которая сообщается по текучей среде с объемом газа через второй канал.
Сообщение по текучей среде между стороной бачка основного корпуса и объемом газа, находящимся со стороны бачка фитинга, может быть обеспечено посредством совместного использования первого вентиляционного канала и второго вентиляционного канала, т.е. второй вентиляционный канал может обеспечить сообщение по текучей среде между стороной бачка основного корпуса и камерой, которая сообщается по текучей среде с объемом газа через первый канал.
В примерном варианте осуществления фитинг настоящего изобретения содержит воронкообразную секцию на первом конце.
В примерном варианте осуществления фитинг настоящего изобретения содержит соединительный фланец около второго конца, и трубчатая соединительная секция выступает за пределы фланца.
В примерном варианте осуществления фитинг настоящего изобретения содержит суженную зону с уменьшенным внутренним диаметром, по существу равным диаметру патрубка и выпуск бутылки.
Примерный вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает бачок для текучей среды транспортного средства, содержащий фитинг в соответствии с изобретением.
Вышеупомянутые и другие преимущества настоящего изобретения будут описаны более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, из которых:
Фиг.1а изображает фитинг в соответствии с системой заправки «Elaflex» известного уровня техники;
Фиг.1b представляет собой вид с пространственным разделением элементов фитинга, показанного на фиг.1а, показывающий наличие в нем кольцевого магнита;
Фиг.2 представляет собой вид в разрезе фитинга в соответствии с системой заправки «Kruse» известного уровня техники;
Фиг.3-6 представляют собой виды в разрезе различных вариантов осуществления фитинга в соответствии с изобретением, показывающие различные детали основного корпуса, подлежащие вентиляции;
Фиг.7 изображает по существу кольцевой магнит с секторообразным отверстием, равным приблизительно 40°, в качестве характеристики варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг.8 изображает по существу кольцевой магнит, состоящий из трех частей, продолжающихся на протяжении приблизительно 100° каждый, в качестве признака варианта осуществления настоящего изобретения.
На фиг.1 показан фитинг 100 в соответствии с системой заправки «Elaflex» известного уровня техники. На фиг.1а фитинг показан в сборе для использования, а фиг.1b представляет собой вид с пространственным разделением элементов, показывающий различные детали, содержащиеся в фитинге. Фитинг 100 «Elaflex» содержит кольцевой магнит 102, магнитное поле которого действует на приводимый в действие магнитным способом выключатель, имеющийся в соответствующем патрубке «Elaflex». Только когда к данному выключателю приложено соответствующее магнитное поле, перемещение раствора мочевины через патрубок разрешено. Это предотвращает заправку бачка, предназначенного для другой текучей среды, раствором мочевины, поскольку другие бачки не содержат магнита. Круговая симметрия магнитного поля, создаваемого кольцевым магнитом 102, обеспечивает надлежащее срабатывание независимо от углового положения фитинга в бачке для текучей среды и независимо от углового положения патрубка в фитинге.
Дополнительной предохранительной мерой против непреднамеренного заправки бачка для мочевины другой текучей средой является диаметр внутренней трубы 103 фитинга 100. Диаметр данной внутренней трубы 103 меньше диаметра стандартизованного пистолета для дозирования бензина или дизельного топлива. Поэтому ввести такой пистолет для дозирования топлива в фитинг 100 бачка для мочевины практически невозможно.
Патрубок «Elaflex» будет перекрываться, когда он определяет, что уровень жидкости в бачке достиг патрубка. Более конкретно, патрубок будет перекрываться, когда отверстие патрубка уже не контактирует с воздухом, т.е. уже не подвергается вентиляции. Отсюда следует необходимость надлежащей вентиляции пространства, в котором находится отверстие патрубка, чтобы патрубок функционировал надлежащим образом до момента, когда бачок будет заполнен.
Кроме того, воздух и/или пар, находящийся в бачке, должен иметь возможность выходить из бачка с той же скоростью, с которой в него вводят раствор мочевины. Если патрубок не оборудован внутренней системой улавливания паров, данные газы будут обычно выходить через часть внутренней трубы 103, которая не перегорожена патрубком. Таким образом, важно, чтобы воздух и/или пар мог эффективно достигать отверстия на стороне бачка фитинга.
Упомянутые ограничивающие условия для вентиляции легко удовлетворяются при использовании фитинга «Elaflex», показанного на фиг.1, поскольку он относительно короткий и прямой, не создающий особой преграды для описанных возвратных каналов для воздуха.
На фиг.2 показан вариант осуществления фитинга в соответствии с системой «Kruse».
На фиг.3 показан вариант осуществления фитинга в соответствии с настоящим изобретением. Фитинг 300 содержит трубчатый основной корпус 301, содержащий первый конец 302 для соединения с упомянутым бачком и второй конец 303, приспособленный для приема патрубка. По выбору трубчатый основной корпус 301 содержит воронкообразную секцию 308 на первом конце 302.
Фитинг может быть изготовлен из полиамида, полиэтилена или других материалов, обладающих необходимыми свойствами. Он может быть постоянно прикреплен к заправочному отверстию бачка для текучей среды посредством сварки или любого другого пригодного способа прикрепления. Как вариант, первый конец может быть выполнен в виде конца под шланг для прикрепления гибкого шланга, ведущего в бачок для текучей среды.
Основной корпус 301 приспособлен для содержания магнита 304, по существу охватывающего периферию основного корпуса 301, для разрешения перемещения в патрубке. Фитинг дополнительно содержит трубчатую соединительную часть 305 на упомянутом втором конце 303. Трубчатая соединительная секция 305 приспособлена для разъемного соединения с бутылкой так, что выступающая часть данной бутылки по существу уплотняет фитинг как около трубчатой соединительной секции 305, так и около магнита 304, таким образом, создавая закрытую камеру 307 между трубчатой соединительной секцией 305 и магнитом 304.
Трубчатая соединительная секция 305, по выбору, выполнена в виде выступа с резьбой, продолжающегося за пределами плоскости или фланца на втором конце 303.
В варианте осуществления, показанном на фиг.3, первый вентиляционный канал 306 встроен в ребро, проходящее через суженную зону 311, удерживающую магнит 304. Основной корпус 301 также подвергается вентиляции со стороны бачка, за пределами камеры 307. Для этой цели предусмотрен второй вентиляционный канал 309. Второй вентиляционный канал 309 сообщается по текучей среде с объемом газа, находящимся со стороны бачка фитинга. Первый вентиляционный канал 306 сообщается по текучей среде с объемом газа через второй вентиляционный контур 309.
Аналогичный результат может быть достигнут при конфигурации, в которой первый вентиляционный контур обеспечивает прямое сообщение по текучей среде между камерой 307 и объемом газа со стороны бачка, при этом первый вентиляционный канал проходит за пределами основного корпуса 301, и при этом второй вентиляционный канал встроен в ребро, проходящее через суженную зону 311, удерживающую магнит 304. Второй вентиляционный канал 306 сообщается по текучей среде с объемом газа со стороны бачка через первый вентиляционный канал 309.
В варианте осуществления, показанном на фиг.4, первый вентиляционный канал 306 и второй вентиляционный канал 309 представляют собой разветвления одного вентиляционного канала 310, сообщающегося по текучей среде с объемом газа, находящимся со стороны бачка фитинга 300.
В варианте осуществления, показанном на фиг.5, фитинг содержит первый вентиляционный канал 306, заканчивающийся в камере 307, причем первый вентиляционный канал 306 сообщается по текучей среде с объемом газа, находящимся со стороны бачка фитинга. Основной корпус 301 также подвергается вентиляции со стороны бачка, за пределами камеры 307, посредством отдельного второго вентиляционного канала 309. Второй вентиляционный канал 309 также сообщается по текучей среде с объемом газа, находящимся со стороны бачка фитинга.
В варианте осуществления, показанном на фиг.6, первый вентиляционный канал 306 образован посредством центральной полости трубчатого основного корпуса 301, причем центральная полость принимает часть бутылки 311 в подсоединенном положении, при этом центральная полость выполнена с радиусом, который превышает радиус принятой части бутылки 311 настолько, чтобы обеспечить сообщение по текучей среде между камерой 307 и стороной бачка фитинга.
Аналогичный результат может быть достигнут при конфигурации, в которой первый вентиляционный канал 306 обеспечивает прямое сообщение по текучей среде между камерой 307 и объемом газа со стороны бачка, при этом первый вентиляционный канал проходит за пределами основного корпуса 301, и в которой второй вентиляционный канал образован посредством центральной полости трубчатого основного корпуса 301, причем центральная полость принимает часть бутылки 311 в подсоединенном положении, при этом центральная полость выполнена с радиусом, который превышает радиус принятой части бутылки 311 настолько, чтобы обеспечить сообщение по текучей среде между камерой 307 и стороной бачка основного корпуса. Второй вентиляционный канал 306 сообщается по текучей среде с объемом газа со стороны бачка через первый вентиляционный контур 309.
Фиг.7 представляет собой перспективный вид магнита в форме разомкнутого кольца, который может быть использован в варианте осуществления, показанном на фиг.3. Сектор, в котором кольцо является разомкнутым, предпочтительно, находится в пределах от 20° до 40°.
Фиг.8 представляет собой перспективный вид магнита в форме кольца с двумя разрывами, т.е. магнита, состоящего из трех отдельных секторообразных элементов. Необходимо понимать, что принцип по существу кольцевого магнита или магнита, состоящего из разомкнутого кольца, который используется в данной заявке, также относится к сочетаниям множества частей, по существу продолжающихся вдоль кольца, как показано в примерном варианте на фиг.8.