МЕШОК ДЛЯ ХРАНЕНИЯ И ТОПЛИВНЫЙ РЕЗЕРВУАР ДЛЯ СЖИЖЕННОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА
LIQUEFIED PETROLEUM GAS STORAGE BAG AND FUEL TANK

Изобретение относится к узлу, включающему в себя мешок для хранения и топливный насос, установленный в нем.
Известно временное помещение жидкого топлива, такого как бензин, вокруг выгружающего устройства, которое соединено с топливной системой, в частности системой подачи топлива двигателя внутреннего сгорания. Движения транспортного средства, в котором помещен топливный резервуар, может вызвать встряхивание жидкого топлива в топливном резервуаре, в результате чего, когда бак пустеет, выгружающее устройство может быть временно окружено газом или паром. Впоследствии газ или пар втягивается в топливную систему и приводит к эрозии металла двигателя. Жидкое топливо временно может храниться в мешке для хранения.
В частности, жидким топливом является сжиженный нефтяной газ. В отдельном варианте осуществления используется топливная система для сжиженного нефтяного газа, которая выпускает жидкую часть сжиженного нефтяного газа, имеющегося в топливном резервуаре, из бака и подает ее в двигатель внутреннего сгорания, при этом для временного размещения жидкого топлива предпочтительным является использование резервуара данного типа.
При применении сжиженного нефтяного газа известно использование резинового мешка для хранения. Резиновый мешок для хранения данного типа включает в себя клапан одностороннего действия, который обеспечивает возможность впуска сжиженного горючего газа в мешок и блокирует выпуск через указанный клапан. Топливо выпускают из мешка в топливную систему.
Известные мешки для хранения сжиженного нефтяного газа или эластичные баллоны имеют проблему, состоящую в том, что используемый материал препятствует, с одной стороны, установке в топливный бак узла, включающего в себя мешок для хранения и насос, через отверстие, предназначенное для этой цели, а с другой стороны, предоставлению достаточного буферного объема. В дополнение, выгружающее устройство также может содержать фильтр. Мешок будет устанавливаться вокруг фильтра и насоса. Узел, состоящий из мешка для хранения и выгружающего устройства, подается через выпускной канал в бак, причем данное отверстие меньше, чем фактический наружный диаметр узла. Выпускной канал образует выходной канал для топлива из внутренней части бака. В процессе установки узла мешок для хранения легко может вызвать повреждение отверстия.
Кроме того, вокруг выгружающего устройства в резервуаре необходимо предоставить резервуар для сжиженного нефтяного газа, который является достаточным для компенсации какого-либо временного недостатка топлива вокруг выгружающего устройства и мешка. Уменьшение размера диаметра отверстия должно также вызвать уменьшение временно хранящегося объема.
Доказательством наличия проблемы может также служить то, что сжиженный нефтяной газ разъедает материал мешка для хранения. Дополнительная проблема состоит в том, что резиновый мешок для хранения является очень дорогим.
Из WO 2008/013685 известна система хранения реагентов, которые должны использоваться в топливных элементах, таких как водород. В этом документе эластичный баллон используют исключительно для размещения в нем текучей среды при сравнительно высоком давлении, увеличивая таким образом эффективность хранения.
В US-A-2006/137332 в резервуаре используют эластичный баллон для воздействия на свойства резервуара снаружи эластичного баллона. Данный эластичный баллон также предназначен исключительно для размещения текучей среды.
US 2002/074362 описывает распределитель, в частности для лекарственных средств, с эластичным баллоном и насосом, установленными за пределами эластичного баллона.
Целью настоящего изобретения является решение по меньшей мере одной из изложенных выше проблем.
Согласно настоящему изобретению данная цель достигается с помощью узла, имеющего признаки пункта 1 формулы изобретения. Это обеспечивает возможность деформирования и перемещения мешка для хранения через 48 мм отверстие в топливном баке, в частности в качестве составного элемента узла с топливным насосом и выгружающим устройством, при этом мешок для хранения, находясь в баке, примет свое нормальное положение вследствие памяти материала, причем вокруг выгружающего устройства получается достаточный объем.
Предпочтительно, наружный диаметр составляет больше чем 48 мм в рабочем положении. В рабочем положении складки мешка для хранения расправляются, в результате чего объем увеличивается. Размер, равный 42 мм приведен в качестве примера внешнего диаметра используемого топливного насоса.
Предпочтительно, клапан одностороннего действия помещают на дно мешка для хранения или близко к нему и соединяют с впускным отверстием в указанном мешке для хранения.
Предпочтительно, деформируемый материал с памятью не является резиновым. Предпочтительно, деформируемый материал с памятью поддается сварке. Это обеспечивает возможность формирования мешка для хранения посредством герметизации. Это является рентабельным. В одном варианте осуществления мешок для хранения включает в себя по меньшей мере один сварной шов, с помощью которого формируют мешок для хранения, при этом сварной шов придает форму мешку для хранения. Это формирует мешок для хранения, при этом сварной шов выполняет три функции: сварной шов обеспечивает возможность формирования мешка, сварной шов образует недорогое соединительное средство и сварной шов оказывает особо важное воздействие на рабочее положение. Сварной шов действует в качестве составного элемента материала с памятью. Он обеспечивает напряжение смещения мешка для возврата мешка для хранения из деформированного положения в рабочее положение.
Мешок для хранения предпочтительно имеет дно со сторонами, поднимающимися от дна. Мешок данного типа легок в изготовлении.
В одном варианте осуществления мешок для хранения включает в себя материал мешка и соединенную с ним формообразующую часть, при этом формообразующая часть является более жесткой, чем материал мешка. За счет применения двух материалов формообразующая часть может обеспечивать напряжение смещения для смещения мешка для хранения назад в рабочее положение после деформации.
Более жесткую часть, например, можно соединить с дном мешка, после чего она формирует образующую дно часть. Предпочтительно, более жесткая часть выполнена с возможностью раздвигать части мешка для хранения друг от друга, в частности стороны мешка для хранения. Более жесткая часть может содержать расширитель для смещения сторон мешка для хранения наружу.
Согласно одному аспекту изобретения по меньшей мере одна из проблем решается за счет предоставления гибкого, образованного из пластмассы мешка, снабженного дном и сторонами, поднимающимися от дна. Применение пластмассы обеспечивает возможность сборки мешка для хранения с низкой стоимостью.
Предпочтительно, клапан одностороннего действия помещают на дно или близко к нему и соединяют с впускным отверстием в указанном мешке для хранения. Топливо может поступать во внутреннюю часть мешка для хранения через впускное отверстие и вдоль клапана одностороннего действия.
Предпочтительно, мешок для хранения имеет форму сумки, и его помещают внутренней частью сумки в бак через выпускной канал топливного резервуара. Посредством впускного отверстия и клапана одностороннего действия движение топлива в топливном резервуаре будет вызывать поступление жидкости в мешок через клапан одностороннего действия и уровень жидкости в мешке для хранения будет выше, чем внешний уровень жидкости. Это противодействует временному пересыханию.
Предпочтительно, внутренняя часть мешка прямо соединена с остальной внутренней частью бака, т.е. отсутствует разница давления между внутренней частью мешка и остальной внутренней частью бака.
В одном варианте осуществления клапан одностороннего действия приваривают к пластмассе мешка для хранения. Это делает особенно простым размещение клапана одностороннего действия на мешке для хранения и надежное его к нему присоединение. Это уменьшает стоимость изготовления, в то же время использование пластмассы в качестве основного материала для мешка для хранения сохраняет эластичность мешка для хранения и обеспечивает возможность установки мешка для хранения без повреждения в баке вокруг узла насоса с фильтром через выпускной канал бака.
Также предпочтительно формирование корпуса клапана одностороннего действия с помощью створки, приваренной к мешку для хранения. Соединение створки, которая может перемещаться между открытым и закрытым положением таким образом, что створка образует корпус клапана одностороннего действия, с мешком для хранения посредством сварного шва обеспечивает возможность простой и недорогой сборки мешка для хранения с клапаном одностороннего действия.
Соединение створки с мешком для хранения выполняют с возможностью обеспечения смещения створки в закрытое положение, при этом створка перемещается в открытое положение против смещения для того, чтобы допустить жидкость в мешок для хранения через впускное отверстие. Если уровень жидкости в мешке ниже, чем уровень жидкости снаружи мешка, створка откроется и жидкость потечет в мешок. Противоположный поток блокируется.
В одном варианте осуществления мешок для хранения снабжен образующей дно частью, которую предпочтительно приваривают к внутренней стороне мешка для хранения. Образующая дно часть обеспечивает возможность придания формы мешку для хранения, при этом мешок для хранения является открытым и при этом мешок для хранения может вмещать объем топлива. В дополнение, образующая дно часть обеспечивает возможность придания мешку для хранения объема большего, чем размер фильтра топливного насоса, например, который может быть помещен в мешок для хранения. Выгружающее устройство может содержать узел, состоящий из фильтра и топливного насоса. Это позволяет мешку для хранения окружать фильтрующий элемент выгружающего устройства и предотвращает блокирование фильтра. Использование пластмассы для мешка для хранения и использование сварных соединений обеспечивает возможность получения предварительно сформированного мешка для хранения с образующей дно частью с низкой стоимостью.
Кроме того, предпочтительно, чтобы образующая дно часть имела проход, который соединен с впускным отверстием мешка для хранения, причем данный проход выполняют с возможностью прохождения через него сжиженного горючего газа. Это обеспечивает возможность повышения жесткости впускного отверстия и стабильности его размеров, обеспечивая таким образом, чтобы жидкость могла достигать внутренней части мешка.
Предпочтительно, корпус клапана одностороннего действия приваривают к образующей дно части. В одном варианте осуществления данный корпус клапана помещают над проходом для блокирования указанного прохода. Это обеспечивает возможность совмещения функции клапана с образующей дно частью, при этом расположение образующей дно части не только приводит к приданию мешку для хранения сложной формы, но также к добавлению мешку для хранения функции клапана. Это снижает стоимость. Образующую дно часть, обладающую функцией клапана, можно изготавливать в виде полуфабриката и целиком соединять с мешком посредством сварки.
В одном варианте осуществления образующая дно часть предпочтительно имеет две опоры, выступающие из центральной части. Это обеспечивает возможность использования образующей дно части, имеющей небольшой объем, для придания формы мешку для хранения, при этом фильтр выгружающего устройства может быть расположен на опорах, в результате чего фильтр по большей части остается чистым и подача топлива в фильтр не блокируется или почти не блокируется. Также предпочтительно снабдить центральную часть проходом. Центральная часть является достаточно жесткой.
Предпочтительно формировать мешок для хранения из полотна пластмассы, при этом стороны мешка для хранения соединяют вместе посредством сварки. Таким образом, мешок для хранения может быть сформирован просто и недорого.
В одном варианте осуществления стороны окружают отверстие, образованное на одном конце мешка для хранения, а дно образовано на другом конце мешка для хранения. Через подобное отверстие могут быть помещены выгружающее устройство и фильтр, соединенный с ним. Мешок для хранения имеет форму сумки.
Особенно предпочтительно формировать мешок для хранения из однослойной пластмассы. Эксперименты, проведенные автором изобретения, показали, что двухслойная пластмасса в окружении сжиженного горючего газа, такого как сжиженный нефтяной газ, приводит к деформации и, таким образом, делает мешок для хранения непригодным для использования.
В одном варианте осуществления используется пластмасса, имеющая толщину, равную 50-250 мкм. Пластмасса данного типа, в частности пленка, является достаточно жесткой, чтобы удерживать мешок для хранения со стабильными размерами, а также достаточно гибкой для помещения в бак через выпускной канал указанного бака, вместе с выгружающим узлом.
Предпочтительно, пластмасса представляет собой полиэтилен. В результате, используется исходный материал, который отвечает требованиям при очень низкой стоимости, позволяя значительно уменьшить стоимость мешка для хранения. Полиэтилен также поддается сварке.
еще одному аспекту, для сжиженного нефтяного газа предоставлен резервуар для сжиженного горючего газа, при этом резервуар для газообразного топлива включает в себя бак, имеющий выпускной канал. В одном варианте осуществления выгружающее устройство, которое может быть соединено с топливной системой двигателя транспортного средства, продвигают через указанный выпускной канал, и выгружающее устройство размещают в мешке для хранения, осуществленном в соответствии с одним из изложенных выше признаков.
Предпочтительно, мешок изготавливают из складываемого материала, который при отсутствии ограничения возвращается в исходное перед складыванием положение.
Согласно еще одному дополнительному аспекту предоставлен способ формирования мешка для хранения. Способ включает предоставление пластмассы, в частности пластмассового полотна, при этом мешок для хранения для временного помещения сжиженного горючего газа вокруг выгружающего устройства топливного резервуара для жидкого газа формируют посредством сварки полотна с мешком, при этом способ дополнительно включает образование в мешке впускного отверстия и установку клапана одностороннего действия, соединенного с указанным впускным отверстием, причем клапан одностороннего действия приваривают к пластмассе мешка для хранения. Способ данного типа представляет собой особо простой способ формирования мешка для хранения, при этом формируют мешок для хранения, который имеет достаточно гибкие свойства для того, чтобы перемещать его без повреждения через выпускной канал бака резервуара газового топлива, наряду с тем, что мешок для хранения является достаточно стабильным по размерам для помещения в него временного количества газового топлива.
Предпочтительно также сваривать образующую дно часть с полотном. Это придает форму дну мешка, подлежащего формированию. Предпочтительно, образующую дно часть приваривают к полотну перед приданием полотну формы с образованием мешка за счет приваривания боковых стенок. В образующей дно части предпочтительно предоставляют проход. Предпочтительно, проход соединяют с впускным отверстием, образованным в мешке.
Согласно еще одному дополнительному аспекту предоставлен способ помещения в топливный бак для сжиженного нефтяного газа, такой как топливный резервуар высокого давления, узла, включающего в себя топливный насос с выгружающим устройством. Предоставляют мешок для хранения, изготовленный из деформируемого материала. Также материал представляет собой материал с памятью. Материал формируют в рабочем положении, при этом материал образует мешок для хранения, в который может быть помещен достаточный объем топлива. Мешок для хранения формируют с дном, при этом рядом с дном мешка для хранения устанавливают клапан одностороннего действия для подачи топлива снаружи внутрь. Согласно способу мешок для хранения переводят во второе положение, которое представляет собой временное положение материала с памятью, в процессе введения в отверстие для топлива топливного резервуара, в частности топливного резервуара высокого давления, такого как бак для сжиженного нефтяного газа. Согласно способу материал с памятью будет смещаться в рабочее положение, при этом мешок имеет достаточный объем для временного содержания сжиженного горючего газа. Как только мешок перемещают через отверстие, принимается рабочее положение.
Согласно еще одному аспекту, предоставлен мультиклапан, который подходит для помещения в отверстие топливного бака высокого давления, такого как бак для сжиженного нефтяного газа, причем отверстие бака составляет менее чем 60 мм. Мультиклапан включает в себя крышку, которая может быть вставлена в отверстие бака и снабжена одним или более проходами, в которые помещают порты бака. Проход содержит по меньшей мере одно топливное выгружающее устройство для выпуска топлива из бака и устройство подачи топлива (или возврата) для подачи топлива назад в бак. Предпочтительно, мультиклапан включает в себя рычаг, который выступает во внутреннюю часть бака и с которым может быть соединен насос, а также поплавок, подлежащий размещению во внутренней части бака. С впускным отверстием фильтра может быть соединен насос. Насос и фильтр впускного отверстия могут быть помещены в мешок для временного хранения.
Предпочтительно, для установки в отверстие крышку снабжают винтовой резьбой.
Изобретение будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, показывающие дополнительные варианты осуществления. Однако специалистам в данной области техники должно быть понятно, что в пределах объема изобретения возможен широкий диапазон вариантов осуществления. Также специалистам в данной области техники должно быть понятно, что, если это не исключено в прямой форме, различные признаки, приведенные в данном описании, могут быть объединены с другими. Данное описание включает в себя явно, но также неявно упомянутые преимущества признаков, четко определенных в настоящем документе. На чертежах:
Фиг.1 представляет собой схематичное в частично разобранном виде изображение топливного резервуара согласно первому варианту осуществления;
Фиг.2 представляет собой подробное изображение выгружающего устройства для топлива, снабженного мешком для хранения, который показан в частично разобранном виде, согласно одному варианту осуществления; и
Фиг.3 представляет собой подробное изображение образующей дно части согласно одному варианту осуществления.
Фиг.1 представляет собой изображение топливного резервуара 1 для сжиженного нефтяного газа. Топливный резервуар 1 включает в себя кольцевой или торообразный бак 2. Резервуары 1 для сжиженного нефтяного газа данного типа могут располагаться в автомобиле на месте запасной шины. Бак 2 имеет фиксированную форму для того, чтобы была возможность помещения в него сжиженного горючего нефтяного газа под высоким давлением, включая, в частности, жидкую фазу. Корпус бака 2 в данном варианте осуществления снабжен только одним отверстием или выпускным каналом, в котором может быть помещен выпускной элемент, показанный подробно на фиг.2, для того чтобы выпускать топливо, имеющееся в баке, в частности направлять его в топливную систему транспортного средства, в котором помещен топливный резервуар 1, в частности автомашины, например легкового автомобиля.
На фиг.1 показан порт 4 для соединения с топливной системой. Бак 2 показан в частично разобранном виде, в результате чего внутри бака можно видеть часть содержимого бака, в частности выпускной элемент 3.
Фиг.2 показывает часть выпускного отверстия 5 корпуса бака 2, в котором помещен выпускной элемент 3. Выпускное отверстие 5 имеет диаметр, равный приблизительно 50 мм. Через него во внутреннюю часть бака 2 устанавливают узел из насоса/фильтра/поплавка и мешка 30 для хранения.
Выпускной элемент 3, который реализован в виде известного мультиклапана, включает в себя порты 9 для топливной системы, предохранительные порты и другие соединения, известные специалистам в данной области техники для соединения с системой двигателя внутреннего сгорания. Мультиклапан 3 может быть установлен в выпускное отверстие, в частности посредством соединения с винтовой резьбой.
На внутренней стороне выпускного элемента 3 поплавок 10 предоставлен под рычагом 11 с выпускным элементом. Через выпускной элемент и соединение, подходящее для этой цели, топливная система может использовать поплавок для измерения содержимого бака и, таким образом, способна сообщать пользователю, когда уровень топлива, хранящегося в баке, падает ниже определенного минимума. Пружина 12 является частью пружинного предохранительного устройства.
Выпускной элемент 3 также включает в себя жесткий рычаг 20 насоса, с которым соединен насос 21 с устройством 22 ввода, с которым соединен фильтр 23. С рычагом 20 насоса соединен контейнер 18, в который могут быть помещены трубки, такие как шланг 19. Топливо может доставляться из топливного бака 2 в шланг 19 через устройство 22 ввода для того, чтобы вслед за этим поступать в топливную систему двигателя через порты 4.
Фильтр 23 и насос 21 размещены в мешке 30 для хранения. Мешок 30 для хранения выполнен из пластмассы, такой как полиэтилен, и имеет толщину между 100 и 300 мкм, предпочтительно 150 и 250 мкм. Полиэтилен представляет собой поддающийся сварке материал, так что мешок 30 для хранения может быть выполнен из полотна полиэтилена, с образованием вертикальных боковых стенок 31, 32, при этом указанные боковые стенки соединены вместе посредством сварного шва 33, 34. Он также образует дно 35.
К дну 35 приварена образующая дно часть 36, которая более подробно показана на фиг.3. Образующая дно часть 36 также может быть выполнена из пластмассы и в результате может быть приварена к дну 35. Приваривание образующей дно части предпочтительно выполняют перед тем, как формируют сварные швы 33, 34 боковых стенок.
Образующая дно часть 36 включает в себя проход 37, образованный рядом отверстий. Образующая дно часть включает в себя центральную часть 38, в которой образован проход 37. Из центральной части 38 выступает ряд опор 39, на фиг.3 три опоры. Обратная сторона образующей дно части может быть целиком присоединена к дну 35 мешка 30 для хранения посредством сварки.
Как показано на фиг.2, фильтр 23, который располагают до впускного отверстия 22 насоса 21, поддерживается опорами образующей дно части. В этом случае большая часть фильтра остается чистой, а жидкость может достигать фильтра вдоль опор 39 и, таким образом, достигать впускного отверстия насоса.
Проход 37, образованный в центральной части 38 образующей дно части 36, может быть соединен с впускным отверстием 40, образованным в пластмассе мешка 20 для хранения. На фиг.1 показано впускное отверстие 40. В показанном варианте осуществления впускное отверстие 40 образовано в дне 35 мешка 30 для хранения. В еще одном варианте осуществления впускное отверстие может быть образовано рядом с дном мешка для хранения, например в одной из боковых стенок.
Сжиженный горючий нефтяной газ, имеющийся в баке 2, может достигать внутренней части 42 мешка 30 для хранения через впускное отверстие 40 и проход 37 сквозь образующую дно часть.
Фиг.3 также показывает, что створка 46, которую прикрепляют к образующей дно части 36 посредством сварного шва 47, расположена на образующей дно части 36, в частности на верхней ее стороне 44. Створка 46 может быть смещена в закрытое положение, при этом проход закрывается посредством створки. Однако створка 46 будет также переводиться в закрытое положение вследствие присутствия жидкости в резервуаре. Под влиянием смещения створка 46 образует клапан одностороннего действия с проходом 37.
Фиг.3 показывает створку 46 в открытом положении, в котором жидкость может протекать из бака 2 в мешок 30 для хранения через проход 37. Движение жидкого топлива в резервуаре обеспечивает достаточно энергии для запуска перехода из закрытого положения в открытое положение, как показано на фиг.3, позволяя жидкости протекать в мешок для хранения. Это позволяет уровню жидкости в мешке для хранения быть в каждом мешке по меньшей мере таким же высоким, а предпочтительно выше, чем уровень жидкости в баке для хранения. В результате достигается временное содержание топлива вокруг выпускного элемента 3, в частности фильтра 23 и устройства ввода 22, таким образом противодействуя пересыханию топливной системы.
Створка 46 образует корпус клапана одностороннего действия, который обеспечивает возможность протекания жидкости в мешок 30 для хранения, но который противодействует выпуску. Створка 46 соединена с образующей дно частью 36 посредством сварного шва 47 и, таким образом, соединена с мешком 30 для хранения посредством сварки.
В процессе изготовления, образующая дно часть 36 может быть снабжена проходом 37, к которому впоследствии приваривают створку 46 для образования клапана одностороннего действия. Полуфабрикат 36 согласно фиг.3 впоследствии может быть приварен к полотну полиэтилена для образования затем сварных швов 33, 34 и получения мешка.
То, что сварные швы используют для соединения вместе соответствующих частей и образования за счет этого мешка для хранения, обеспечивает возможность получения мешка для хранения с низкой стоимостью и осуществления мер по экономии. Более того, это предоставляет соединение, которое является стойким к возможным химическим реакциям вследствие погружения в сжиженный нефтяной газ.
Узел, состоящий из насоса 21 и фильтра 23, переносят через отверстие 5 с мешком 30 для хранения вокруг него. Мешок 30 принимает компактную форму, прилегая довольно близко к корпусу 21 насоса и фильтру 23. Эффективное поперечное сечение меньше, чем внутренний диаметр отверстия 5. В результате смещения, вследствие памяти материала, мешка 30 и вследствие смещения благодаря образующей дно части 35 мешок 30 развернется из сложенной формы в рабочее положение, как показано на фиг.1 и 2. Сварные швы 33, 34 содействуют принятию рабочего положения. Это обеспечит помещение подходящего количества жидкости в мешок 30 через клапан 44.
Несмотря на то что фигуры показывают корпус клапана, приваренный к мешку, может быть предусмотрен мешок, имеющий отдельный корпус клапана, например корпус клапана, включающий в себя диск, который опирается на гнездо клапана. В одном варианте осуществления корпус клапана также имеет опору для направления открывающего/закрывающего движения корпуса клапана от и в направлении гнезда клапана соответственно. Корпус клапана данного типа может быть помещен на дно мешка или близко к нему и будет смещаться среди прочего вследствие силы тяжести в закрытое положение, если корпус клапана является вертикально подвижным, а гнездо клапана поддерживает корпус клапана.