ТОПЛИВНЫЙ БАК
FUEL TANK

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к топливным бакам транспортных средств, защищенных от возгорания и взрыва.
Известны топливные баки, описанные в книге Двигатели внутреннего сгорания. - М.: Машиностроение, 1985 г., с.110, рис.96. Известные топливные баки выполнены из соединенных между собой верхней и нижней половин и снабжены входными и выходными патрубками для подвода топлива в топливный бак и отвода топлива из топливного бака, например к двигательной установке. Недостатком известных топливных баков является их незащищенность от возгорания и взрыва.
Известны также топливные баки для легкового автомобиля высшего класса ЗИЛ - 4105, описанные в статье «Исследования работоспособности топливных емкостей с защитой от возгорания и взрыва», авторов И.В.Балашова, к.т.н. А.Н.Бондаренко, к.т.н. В.П.Васина, Н.В.Старшинова, А.С.Талачева, ОАО «Научно-исследовательский институт стали», с.1. Известный топливный бак выполнен из соединенных между собой верхней и нижней половин. Для защиты от взрыва внутренний объем бака заполнен открытоячеистым пенополиуретаном ППУ-ЭО-100 (ТУ 6-05-5127-82).
Известны емкости для хранения или транспортировки горючих и/или взрывоопасных жидких материалов, описанные в евразийском патенте №ЕА 000356 В1, от 24.06.1999 г., МПК B65D 90/46. Известная емкость для хранения или транспортировки горючих и/или взрывоопасных жидких материалов содержит корпус с заливочной горловиной, а также защитный элемент, который выполнен пористым из открытоячеистого пенополиуретана или отрезков перфорированной алюминиевой фольги трехмерной структуры с размерами пустот между ее перегородками, равными 3…7 мм. Защитный элемент размещен на металлической решетке, вмонтированной внутри корпуса на расстоянии 2/3 высоты от заливочной горловины. При этом общий объем защитного пористого элемента составляет 50-65% от общего объема корпуса емкости.
Недостаток известных топливных баков для легковых автомобилей и емкостей для хранения или транспортировки горючих и/или взрывоопасных жидких материалов состоит в том, что конструкция защитного пористого элемента не обеспечивает надежного уменьшения образования топливовоздушной смеси над уровнем топлива, особенно при возникновении гидравлического удара при движении транспортных средств.
За прототип выбран топливный бак, описанный в полезной модели №13027, МПК B65D 90\00, опубликованной 20.03.2000 г. и заявленной 16.08.1999 г. Известный топливный бак выполнен из соединенных между собой верхней и нижней половин, то есть содержит корпус, выполненный из двух соединенных между собой частей, и содержит как и все общеизвестные топливные баки, по крайней мере, один входной патрубок, то есть одну заливную горловину, а также, по крайней мере, один дренажный патрубок для воздуха, то есть дренажное отверстие, расположенные в верхней части топливного бака, и, по крайней мере, один выходной патрубок, то есть патрубок слива топлива, расположенный в нижней половине топливного бака.
Внутри топливного бака установлены перегородки с образованием полостей. При этом между перегородками и горизонтальной стенкой нижней половины топливного бака образованы зазоры. Такая конструкция топливного бака позволяет уменьшить влияние гидравлических ударов на стенки топливного бака и, одновременно, уменьшить образование топливовоздушной смеси над уровнем топлива при работе транспортного средства в условиях пересеченной местности и бездорожья.
Недостатком известного топливного бака является низкая защищенность топливного бака от возгорания и взрыва из-за наличия топливовоздушной смеси над уровнем топлива в топливном баке при работе транспортного средства.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение защищенности топливного бака от возгорания и взрыва, путем исключения образования топливовоздушной смеси над уровнем топлива в топливном баке.
Для решения технической задачи известный топливный бак, содержащий корпус, выполненный из двух соединенных между собой частей, в верхней части которого размещены заливная горловина и дренажное отверстие, а в нижней части - патрубок слива топлива, согласно изобретению дополнительно снабжен разделительным устройством для отделения топлива от воздуха, закрепленным внутри корпуса, выполненным из эластичного маслобензостойкого материала, при этом разделительное устройство для отделения топлива от воздуха выполнено в виде двух емкостей, образующих воздушную и топливную полости, при этом патрубок отверстия воздушной емкости соединен с дренажным отверстием, а первое и второе дополнительные отверстия с патрубками топливной емкости соединены с заливной горловиной и патрубком слива топлива топливного бака соответственно.
Защищенность топливного бака от возгорания и взрыва повышается за счет того, что конструкция разделительного устройства для отделения топлива от воздуха позволяет полностью изолировать топливную и воздушную полости топливного бака, в результате чего топливовоздушная смесь в топливном баке не образуется.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежом, на котором изображен общий вид топливного бака в разрезе.
Топливный бак содержит корпус 1, выполненный из двух соединенных между собой частей 2 и 3. Часть 2 является верхней частью корпуса 1, а часть 3 - нижней частью корпуса 1. В верхней части 2 корпуса 1 размещены заливная горловина 4 и дренажное отверстие 5, а в нижней части 3 корпуса 1 размещен патрубок 6 слива топлива. Части 2 и 3 корпуса 1 имеют коробообразную форму и соединены между собой сваркой. Внутри корпуса 1 закреплено разделительное устройство для отделения топлива от воздуха 7, которое выполнено из эластичного маслобензостойкого материала. Разделительное устройство для отделения топлива от воздуха 7 выполнено в виде двух емкостей, образующих воздушную 8 и топливную 9 полости. Воздушная полость 8 расположена в верхней части 2 корпуса 1, а топливная полость 9 расположена в нижней части 3 корпуса 1. При этом патрубок 11 отверстия 10 емкости 8 соединен с дренажным отверстием 5 топливного бака, а первое 12 и второе 13 дополнительные отверстия емкости 9 с патрубками 14 и 15 соединены с заливной горловиной 4 и с патрубком 6 слива топлива топливного бака 1 соответственно.
Топливный бак работает следующим образом.
При установке емкостей 8 и 9 в топливный бак 1 топливная емкость 9 устанавливается в первую очередь и наполняется полностью топливом через заливную горловину 4, при этом воздух, находящийся в топливном баке 1, выходит через дренажное отверстие 5. После этого устанавливается воздушная емкость 8. Допускается установка в верхней части топливного бака 1 общеизвестного дополнительного дренажного устройства с односторонним клапаном (на рисунке не показано) для выхода воздуха из топливного бака 1 при установке в него емкостей 8 и 9, в этом случае очередность установки емкостей 8 и 9 в топливный бак 1 безразлична, а вход воздуха через дополнительное дренажное устройство в топливный бак 1 исключен.
При наполнении топливного бака топливо подают через заливную горловину 4. Воздух, находящийся в топливном баке, при наполнении топливного бака топливом выходит из топливного бака через дренажное отверстие 5. Расход топлива осуществляют через патрубок 6 слива топлива.
При наполнении топливного бака топливо подается через заливную горловину 4, патрубок 14 и отверстие 12 в емкость 9. При этом воздух, находящийся в емкости 8, вытесняется из топливного бака через отверстие 10, патрубок 11 и дренажное отверстие 5. Емкость 9 растягивается и занимает весь объем топливного бака. При расходе топлива из топливного бака в топливном баке создается разряжение и воздух через дренажное отверстие 5, патрубок 11 и отверстие 10 поступает в емкость 8. Расход топлива осуществляют через отверстие 13, патрубок 15 и патрубок 6 слива топлива. При нарушении целостности одной из емкостей топливный бак остается защищенным от возгорания и взрыва, так как топливо и воздух остаются разделенными и топливовоздушная смесь в топливном баке не образуется. При нарушении целостности обеих емкостей (и топливной, и воздушной) топливовоздушная смесь в топливном баке может образовываться, но медленно и в незначительных количествах, так как и топливо и воздух поступают при этом в топливный бак из емкостей через отверстия, нарушающие целостность емкостей, а это незначительные количества топлива и воздуха по сравнению с их количеством в емкостях. Опасность взрыва при этом значительно уменьшена.
Предлагаемый топливный бак полностью защищен от возгорания и взрыва путем полной изоляции топлива и воздуха в топливном баке и, тем самым, предотвращения образования топливовоздушной смеси, способной взрываться.