带有止回阀阀座及可更换的燃料接收器的底部注油油箱用加油装置

摘要

不必排干油箱就可以更换磨损的燃料接收器的燃料接收器装置，其包括止回阀阀座，所述止回阀阀座带有与油箱阴螺纹管联接器啮合的阳管螺纹接头。所述止回阀阀座是弹簧偏压的、平时关闭的、防止油箱漏油的止回阀。来自加油泵的油压打开平时关闭的止回阀。将止回阀阀座设计成含有超低耗损成分，能够相对长久地安装在油箱里。止回阀阀座还带有与阳管螺纹接头同轴的阴螺纹插座。特殊设计的阳螺纹燃料接收器与阴螺纹插座啮合。止回阀阀座与可更换的燃料接收器之间的密封由装在燃料接收器上的O形圈密封来完成。

说明书

该申请要求基于2004年3月18日提交的临时专利申请第60/554,434号的优先权。

发明背景

发明领域

该发明通常涉及工业运载工具上的大容量底部加油油箱的加油系统，更确切地说，涉及包含燃料接收器和止回阀的管-箱联接装置。

现有技术说明

工业车辆，比如要在野外坑矿使用的运矿石的卡车，通常都需要几百加仑的燃料容量。在保养和加油期间，车辆不运转并且无产出。因为设备闲置时通常工人也在停工，所以如果能将保养和加油时间最小化，那么对设备所有者将是最有利的，尤其是在最小化的同时又不会对设备产生负面影响的情况下。

底部注油油箱通常在其下部都会焊接一个带有阴管螺纹的联接装置。传统的、平时关闭的、具有阳管螺纹的接收器与接头啮合。一种特殊设计的管嘴与燃料接收器相吻合以向油箱加油。1972年5月16日出版的Jay V.Calisher和Ross E.Burbick的美国专利第3,662,793号展示并公开了这种管嘴，并将该专利转让给加利福尼亚洛杉矶的E.B.Wiggins，Inc.公司。传统燃料接收器存在的明显问题就是燃料接收器磨损的特别快。一旦磨损，就会导致在加油时管嘴漏油。当漏油现象变得严重时，就必须更换燃料接收器。尽管更换磨损的传统燃料接收器是相对比较简单、直接的操作，但更换操作必须在油箱排空时进行。不幸的是，几乎不可能在运转设备时排空油箱，因为机器不大可能在油箱几乎耗干的情况下才加油。因此，一般的更换步骤要求把车辆开到维修点或加油处，排干油箱，取下磨损的燃料接收器，装上新的燃料接收器，然后再重新给油箱注油。因此这个看似简单的任务变成了一个大任务了。

我们需要改良燃料接收器装置，做到不需要排空油箱就可以更换磨损零件，从而方便操作。如果改良的燃料接收器装置不需要重新设计油箱而直接在现有的油箱上进行翻新，那就再理想不过了。

发明概述

本发明提供特殊设计的燃料接收器和止回阀装置，可以在不排干油箱的情况下更换磨损的燃料接收器。这种燃料接收器的主体是两端开口的通常呈管状的内腔。其出口端附近有环形圆周肩。在圆锥形部分的燃料接收器的腔膛中运行的弹簧加载的阀塞具有盖封(operculumseal)。啮合在燃料接收器里的燃油管嘴释放塞的冲力顶开阀塞，这样燃油就可以流过接收器。止回阀包括止回阀阀体，所述止回阀阀体上面带有与油箱阴管螺纹联接器啮合的阳管螺纹接头。止回阀阀座也有与阳管螺纹接头同轴的阴螺纹插座。环形固定螺母滑过燃料接收器主体，顶住环形圆周肩，然后与止回阀阀体的阴螺纹插座啮合，从而就把燃料接收器固定在止回阀上了。止回阀还具有弹簧偏压的、平时关闭的提升阀装置，即使把燃料接收器从止回阀上卸除，所述提升阀装置也可以防止燃油漏出油箱。来自油泵的油压足可以打开平时关闭的止回阀。或者，与燃料接收器的阀塞相连的止回阀提升阀的啮合杆可以机械地移动止回阀提升阀。

将止回阀阀座设计成含有超低耗损成份，通常能够长久地安装在油箱里。对于本发明的优选实施方案，阀座与接收器单元之间的密封由装在燃料接收器单元上环形凹槽里的O形密封圈来完成，所述O形密封圈被压在止回阀阀座上的内部圆柱形密封面上。这种燃料接收器装置的改良设计，可以在从止回阀阀座上卸掉燃料接收器的同时防止燃油从油箱漏出。因为当从所述装置上卸掉燃料接收器单元时，所述止回阀防止了燃油外泄。还设计了用于把燃料接收器从装置上卸掉的特制扳手。另外，燃料接收器可以与止回阀脱离，并且可以把止回阀排油插件安装到燃料接收器的位置上。止回阀排油插件具有释放止回阀提升阀的管嘴，从而就把油从油箱里排出来了。

通过提供第二密封装置，本发明具有下列优于传统燃料接收器装置的特点：它会防止工人在燃料接收器提升阀发生故障时被喷溅到燃油；它可以起到阻止偷窃的作用，因为通过只打开燃料接收器提升阀，是不能把油从油箱里排出去的；燃油溢漏的最小化，还可以起到保护环境的作用。

附图简要说明

图1是整个燃料接收器及止回阀装置的侧面正视图；

图2是燃料接收器主体的侧面正视图；

图3是燃料接收器主体沿图2剖面线3-3的剖面图；

图4是安装了燃料接收器固定螺母和O形圈的燃料接收器的分解侧面正视图；

图5是燃料接收器阀塞沿图4剖面线5-5的剖面侧视图；

图6是燃料接收器阀塞后正视图；

图7是燃料接收器阀塞前正视图；

图8是组装后的燃料接收器处于关闭状态下的局部剖面图，只有燃料接收器管体和环绕的O形圈以横截面形式显示，并且还显示了此处安装的燃料接收器阀导块、燃料接收器螺旋弹簧、支撑垫圈和内部卡环；

图9是图8中组装后的燃料接收器处于打开的状态下的局部剖面图；

图10是环形固定螺母的外端正视图；

图11是环形固定螺母的侧面正视图；

图12是环形固定螺母的内端正视图；

图13是支撑垫圈的顶端或底端平面图；

图14是内部卡环的顶端或底端平面图；

图15是止回阀的分解侧面正视图；

图16是止回阀提升阀的内端正视图；

图17是止回阀提升阀的外端正视图；

图18是止回阀阀体沿其中轴的剖面图；

图19是止回阀阀体的大端正视图；

图20是保持止回阀密封的内六角螺丝的顶端正视图；

图21是用于固定保持密封的内六角螺丝的锁紧垫圈的顶端或底端平面图；

图22是防护垫圈的顶端或底端平面图，该防护垫圈用于支撑固定在止回阀提升阀上的橡胶封；

图23是固定在止回阀提升阀上的橡胶封的顶端或底端平面图；

图24是是组装后的止回阀处于关闭状态下的局部剖面图，只有止回阀阀体以剖面形式显示，并且还显示了此处安装的止回阀提升阀、止回阀弹簧、密封圈、防护垫圈、锁紧垫圈和密封内六角螺母；

图25是图24中组装后的止回阀处于打开的状态下的部分剖面图；

图26是图1中整个燃料接收器及止回阀装置的局部剖面图，其中只有燃料接收器管体、O形圈、环形固定螺母及止回阀阀体以剖面形式显示，并且还显示此处安装了其他配件。

图27是止回阀排油插件的侧面正视图；

图28是止回阀排油插件以及所包围的O形圈的沿止回阀排油插件中轴的剖面图；

图29是装入止回阀内的止回阀排油插件的局部剖面图，剖面中只显示了排油插件、止回阀阀体和O形圈；以及

图30是燃料接收器阀塞和可选用的止回阀提升阀啮合杆的分解侧面正视图。

发明的优选实施方案

在以下内容中，我们将参考附图详细描述燃料接收器和止回阀装置，以及止回阀排油插件。

现在来看图1，它是完整的燃料接收器和止回阀装置100，燃料接收器101通过环形的固定螺母103固定在止回阀102内。

现在来看图2，燃料接收器主体201是关于中心轴202轴向对称的，它的圆柱形阳管螺纹部分203带有渐细的环形脊204，与之相连的是渐细的环形槽205。带有圆柱形阴管螺纹的高流量的加油管嘴，与圆柱形阳管螺纹203相啮合并可释放地锁紧。我们在之前已经提到，在Warland的美国专利第4,919,174号已经公开了这个管嘴。燃料接收器主体201在出口端208附近还具有环形肩206和O形圈槽207。图1中的环形固定螺母103顶住环形肩206，从而将燃料接收器的201的出口端208固定到止回阀102上。  对于发明的优选实施方案，燃料接收器主体201应该由坚硬、耐磨损的金属制造，例如黄铜、镀铬钢或不锈钢。

现在来看图3，燃料接收器主体201的该剖面图显示了其内部构造，这是两端开口的通常呈管状的腔。燃料接收器主体201的阳管螺纹部分203有逐渐扩大的锥形入口301，其最后变成通常呈圆柱形的腔302。在接近通常呈圆柱形的腔302的出口端的地方有一个卡环槽303。可以注意到在O形圈槽207处安装有一个O形圈304。

现在来看图4，燃料接收器101的该分解视图显示了燃料接收器101的内部元件，并且进一步显示了它们在燃料接收器主体201内的安装顺序。首先将阀塞401插在燃料接收器主体201里，然后是燃料接收器螺旋弹簧402、支撑垫圈403和内部卡环404。内部卡环404被安放在卡环槽303内，它用来把阀塞401、燃料接收器螺旋弹簧402和支撑垫圈403固定在燃料接收器主体201里面。阀塞401包括阀塞主体405、密封定位器406以及夹在阀塞主体405和密封定位器406中间的环形的增强氯丁橡胶口环密封圈407。

现在来看图5，阀塞401的该剖面图显示了关于阀塞主体405、密封定位器406和氯丁橡胶口环密封圈407的另外一些细节。可以看到密封定位器406具有圆柱形部分501，所述圆柱形部分501把氯丁橡胶口环密封圈407紧紧压在阀塞主体405上。圆柱形部分501的外表面502有中心孔503。由于管嘴和燃料接收器101啮合，所以所述中心孔503的作用是对管嘴释放活塞的锥尾端起导向作用。圆柱形部分501的内表面504具有轴向伸出的带有螺纹的杆505，其与阀塞主体405的外端507内处于轴向位置的带有螺纹的开口506啮合。可以看到氯丁橡胶口环密封圈407具有环形肩508，其与阀塞主体405的外端507的环形槽509啮合。还注意到阀塞主体405有三个翅片510(其中两个在该剖面图中是可见的)。这三个翅片510呈等角度的分布，并且每个翅片510的内端511都有缺口512，其连接这燃料接收器螺旋弹簧402的一端。可见翅片510的区域513通常为平面，而区域514通常为凹面。阀塞主体405的内端515可以配备有选择的螺纹孔516。在某些应用中，可能希望在燃料接收器和止回阀装置100上装配如图30所示的止回阀提升阀啮合杆。提升阀啮合杆的螺纹端装在螺纹孔516上，并且当管嘴释放活塞对阀塞401施压时，就可以机械地打开止回阀了。

现在来看图6，阀塞401内端515的该视图显示了三个翅片510、螺纹孔516、凹面区514以及额外的平面区601。在该视图中还可以观察到氯丁橡胶口环密封圈407外围的一部分。

现在来看图7，在燃料接收器阀塞401的该前视图中，密封定位器406及其中心孔503、三个翅片510和氯丁橡胶口环密封圈407视可见的。

现在来看图8，完全组装好的燃料接收器101并且燃料接收器主体201以剖面图形式显示的视图显示了这些内部元件是如何组装的，以及当燃料接收器101关闭时这些元件的位置。燃料接收器螺旋弹簧402被压缩在阀塞401和支撑垫圈403之间，而支撑垫圈403又被内部卡环404所固定。当燃料接收器101关闭时，氯丁橡胶口环密封图407的外围被压在燃料接收器主体201的锥形入口端301上。

现在来看图9，阀塞401被释放活塞901推到了右端，因此进一步压缩燃料接收器螺旋弹簧402，在阀塞401和锥形入口端301之间形成了缝隙902。箭头903显示了燃油流入燃料接收器201的圆柱形的腔302的路径。

现在来看图10至12，这里从三个不同角度显示了环形固定螺母103。通过控制内径d，使环形固定螺母103能够轻松地在燃料接收器主体201内滑行并与其环形肩206形成圆周接触。环形固定螺母103的阳形螺纹部分1101设计成能够在止回阀102入口端与阴形螺纹部分啮合，如同在图18中其剖面图所看到的那样。

现在来看图13，支撑垫圈403年用于提供了360度的平面环形基板，以便与内部卡环404结合，燃料接收器螺旋弹簧402就可以被安全地固定在燃料接收器主体201内。

现在来看图14，这里显示了内部卡环404的上视图。一对小孔1401可以与卡环钳上的一对小孔啮合，因此内部卡环404可以先被压缩然后再被释放，使得可以把内部卡环404安装在燃料接收器主体201内的卡环槽303上。

现在来看图15，止回阀102的分解视图显示了与之相关的所有内部和外部元件。止回阀102包括止回阀阀体150、止回阀螺旋弹簧1502、止回阀提升阀1503、片状氯丁橡胶密封圈1504、片状保护垫圈1505、扣环锁紧垫圈1506和艾伦内六角螺丝1507，所述艾伦内六角螺丝1507用来把扣环锁紧垫圈1506、保护垫圈1505和片状氯丁橡胶密封圈1504固定到止回阀提升阀1503上。在止回阀提升阀1503上，可以看到凹面区域1508，凹面区域1509和双凹面区域1510。

现在来看图16，止回阀提升阀1503具有三个翅片1601，其中每个翅片各有一个弹簧连接片1602。止回阀螺旋弹簧1502被压缩在弹簧连接片1602和止回阀阀体1501出口端的法兰开口(没有显示在该视图中，见图18)之间。

现在来看图17，止回阀提升阀1503的外端视图显示了一个艾伦内六角螺丝1507固定的螺丝孔1701。在该视图里，还可以看到每一个弹簧连接片1602。

现在来看图18，像燃料接收器主体201一样，止回阀阀体1501也是两面开口的通常呈管状的腔。在这里可以看到法兰开口1801。内螺纹1802与环形固定螺母103的阳形螺纹部分1101啮合。外螺纹1803是渐细的管螺纹并且大小正好能和油箱螺纹(在本图中无显示)啮合。不计螺纹所造成的不对称，止回阀阀体1501关于它的中心轴1804轴向对称。可以看到止回阀阀体1501具有内圆柱形部分1805。O形圈304(见图3)被压缩在该内圆柱形部分1805和O形圈槽207的底部，因此密封了燃料接收器主体201和止回阀阀体1501的连接部分。

现在来看图19，从该视图可以十分明显地看出止回阀阀体1501的内部通常呈管状。可以看到，止回阀阀体1501与呈同通常呈的六角形外部头1901相配，因此可以用扳手将其与油箱连接器拧紧。

现在来看图20，其显示了艾伦内六角螺丝1507的头部端视图。

现在来看图21，其显示了扣环锁紧垫圈1506的上视图或底视图，在图15中显示的是扣环锁紧垫圈1506的侧视图。对于本发明的优选实施方案，扣环锁紧垫圈1506是强化的弹簧钢。

现在来看图22，其显示了保护垫圈1505的上视图或底视图，在图15中显示的是保护垫圈1505的侧视图。

现在来看图23，其显示了橡胶密封圈1504的上视图或底视图，在图15中显示的是橡胶密封圈1504的侧视图。

现在来看图24，完全组装好的止回阀102并且止回阀阀体1501以剖面图形式显示的视图显示了这些内部元件是如何组装的以及当止回阀102关闭时这些元件的位置。止回阀螺旋弹簧1502被压缩在止回阀提升阀1503和内部环形法兰1801之间。由于片状氯丁橡胶密封圈1504和保护垫圈1505的外径大于止回阀阀体1501的法兰开口1801，当止回阀阀体1501内的燃油压力小于油箱内的燃油压力和弹簧压力之和时，法兰开口1801就会被片状氯丁橡胶密封圈1504所密封，因此就切断了通过止回阀102的燃油。当艾伦内六角螺丝1507锁紧在螺纹孔1701时，艾伦内六角螺丝1507、扣环锁紧垫圈1506、保护垫圈1505、片状氯丁橡胶密封圈1504和止回阀提升阀1503合起来就统称为止回阀提升阀装置2401。

现在来看图25中的止回阀102，或者由于止回阀阀体1501内的燃油压力大于油箱内的燃油压力和弹簧压力之和，或者由于机械运动，止回阀提升装置2401被推到了右边，借此进一步压缩止回阀螺旋弹簧1502并迫使片状氯丁橡胶密封圈1504移位，因此燃油就可以沿路线2501通过止回阀102。

现在来看图26，其显示了处于关闭状态的完整的燃料接收器和止回阀装置100，所述装置100装在以局部剖面图形式显示的油箱2602的阴形螺纹管接头2601中。在管接头2601周围，使用焊接或铜焊2603将管接头2601固定并密封在油箱2602上。根据前面所述，燃料接收器101和止回阀102的操作现在就变得一目了然。

现在来看图27，其显示了止回阀排油插件2700。在移除燃料接收器装置101之后，排油插件2700用来排干油箱。排油插件的外螺纹2701和止回阀阀体1501的内螺纹1802啮合后，止回阀排油插件2700的管嘴2702使止回阀提升装置2402移位，从而压缩止回阀螺旋弹簧1502并迫使片状氯丁橡胶密封圈1504移位，因此燃油就可以通过止回阀102和排油插件2700从油箱排出。可以看出，与燃料接收器主体201和止回阀阀体1501类似，止回阀排油插件2700也是一个两端开口通常呈管状的腔。

现在来看图28，可以看到，止回阀排油插件2700具有用作管连接(图中无显示)之用的内螺纹2801。

现在来看图29，该局部侧面剖面图显示了安装在止回阀102中的止回阀排油插件2700。可以看到，止回阀排油插件2700的管嘴2702已经使止回阀提升阀装置2402移位，从而打开了止回阀102。

现在来看图30，其显示了燃料接收器阀塞401和止回阀提升阀啮合杆3001，啮合杆的螺纹端3002旋进燃料接收器阀塞主体405的螺纹口(见图5的516)，并当管嘴释放活塞压下阀塞401时推动止回阀提升装置2402。这里需要强调的是，这是本发明的替代方案，即仅由外部泵所提供的燃油压力既足以推动止回阀提升装置2402。

尽管以上内容只显示并描述了燃料接收器和止回阀装置100的若干实施方案，但是对于本领域普通技术人员来说，在不背离本发明的范围和精神的情况下，对其做出各种改变和修改是显而易见的。