ES2208526T3 - Dispositivo de llenado de deposito de carburante, particularmente para un vehiculo automovil. - Google Patents
Dispositivo de llenado de deposito de carburante, particularmente para un vehiculo automovil.Info
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Abstract
Dispositivo para el llenado del depósito de carburante (1) en particular para un vehículo automóvil, que comprende una manguera de alimentación de carburante (5) del depósito (1) que se comunica con una embocadura de recepción y de guiado (2) de una pistola de alimentación de carburante (3), caracterizado porque la manguera de alimentación (5) está conectada a la embocadura (2) mediante un canal de alimentación (9) conectado a la salida de la embocadura (2) y que presenta una parte recortada según su longitud, enrollada en la parte superior (5a) de la manguera (5) y fijada de manera estanca en la parte superior (5a) para definir una cámara de llegada de carburante que se comunica con una ranura subyacente realizada a través de la pared de la manguera (5) que se extiende en el mismo sentido de enrollamiento que la parte recortada del canal de alimentación (9), para definir un paso de entrada de carburante tangencial a la superficie interna de la manguera (5).
Description
Dispositivo de llenado de depósito de carburante,
particularmente para un vehículo automóvil.
La presente invención se refiere a un dispositivo
de llenado de depósito de carburante, en particular para un
vehículo automóvil.
El llenado de un depósito de carburante de
vehículo automóvil mediante una pistola conectada a una bomba de
alimentación de carburante e introducido en una embocadura
decepción de la pistola conectada a una manguera de alimentación de
carburante del depósito es bien conocido. Se traduce a menudo por
cortes intempestivos de la pistola, salpicaduras y rechazos de
carburante por efecto de retroceso cuando el usuario utiliza
boquereles de llenado con caudales disponibles en las
gasolineras.
Tales disfunciones están ligadas a la dificultad
de dominar el flujo del carburante en la manguera de alimentación.
Así la condición inicial de flujo del carburante ya varía en
función de la posición de la pistola de alimentación impuesto por
el usuario. Además, el flujo del carburante contra la superficie
interna de la manguera de alimentación y que provoca los fenómenos
de espumación y de salpicaduras del carburante. Finalmente, el
flujo del carburante, en cuanto entra en la manguera de alimentación
y a lo largo de ésta, en lugar de ser homogéneo es caótico.
Se han adoptado diversas soluciones hasta el día
de hoy para intentar eliminar estas disfunciones durante el llenado
del depósito.
Estas soluciones conocidas han consistido en
aumentar el diámetro de la manguera de alimentación en su extremo
inferior, implantar conos o trampillas
anti-retroceso en la parte baja de la manguera de
alimentación implantar una embocadura que permita recibir la
pistola de manera guiada para orientar el chorro de carburante.
Sin embargo, estas soluciones conocidas no han
dado plena satisfacción y son relativamente caras.
La presente invención propone un dispositivo de
llenado de depósito de carburante diseñado de manera a limitar al
máximo los riesgos de cortes intempestivos de la pistola de
alimentación, de salpicaduras y de rechazo de carburante y facilitar
el flujo.
A este efecto, según la invención, el dispositivo
de llenado de depósito de carburante en particular para un vehículo
automóvil, del tipo que comprende una manguera de alimentación de
carburante del depósito que se comunica con una embocadura de
recepción y de guiado de una pistola de alimentación de carburante,
se caracteriza porque la manguera de alimentación está conectada a
la embocadura mediante un canal de alimentación conectado a la
salida de la embocadura y que presenta una parte recortada según su
longitud, enrollada en la parte superior de la manguera y fijada de
manera estanca en la parte superior para definir una cámara de
llegada de carburante que se comunica con una ranura subyacente
realizada a través de la pared de la manguera que se extiende en el
mismo sentido de enrollamiento que la parte recortada del canal de
alimentación, para definir un paso de entrada de carburante
tangencial a la superficie interna de la manguera.
Preferiblemente, la manguera de alimentación
comprende en su parte inferior por debajo del paso de entrada de
carburante un convergente conectado al depósito por una
tubería.
La parte recortada del canal de alimentación está
enrollada está enrollada formando una hélice que se extiende
alrededor de la parte superior de la manguera.
La parte enrollada recortada del canal de
alimentación está inclinada respecto del eje longitudinal de la
manguera.
El extremo del canal de alimentación conectado a
la embocadura presenta una inclinación respecto de la parte
superior de la manguera comprendida entre 0 y 90º.
El extremo superior de la manguera está obstruido
por una pared transversal arriba.
La pared de cierre de la manguera comprende una
contera tubular de conexión de un conducto conectado en su extremo
opuesto a un tubo de desgasificación.
El paso de entrada de carburante se realiza
preferiblemente sobre la parte superior de la manguera de
alimentación.
La parte de extremo del conducto, situada del
lado de la alimentación de carburante, se encuentra en la
prolongación de la embocadura y permite el guiado del pico de la
pistola en el conducto a la vez que deja una cierta distancia entre
el extremo del pico, una vez que la pistola está posicionado, y el
inicio de la curvatura del conducto periférico, y permitiendo la
detección del carburante por la pistola por la prolongación de la
ranura subyacente.
Preferiblemente, la distancia antes citada está
comprendida entre aproximadamente 5 mm y aproximadamente 5 cm.
La invención se entenderá mejor y otros
objetivos, características, detalles y ventajas de ésta aparecerán
más claramente a lo largo de la siguiente descripción explicativa
hecha en referencia a los dibujos esquemáticos anexos dados
únicamente a título de ejemplo, que muestran varias realizaciones de
la invención, y en los que:
- La figura 1 representa en perspectiva la
primera realización conforme a la invención del dispositivo de
llenado de un depósito de carburante de vehículo automóvil;
- La figura 2 representa en perspectiva la
segunda realización del dispositivo de llenado de la invención;
- La figura 3 representa esquemáticamente el
dispositivo de llenado de la figura 1;
- La figura 4 es una vista parcial en perspectiva
de la parte superior de la manguera de alimentación de la figura 1,
dotada de su canal de alimentación;
- La figura 5 es una vista parcial en perspectiva
de la parte superior de la manguera que corresponde a la de la
figura y está provista de un canal de alimentación enrolado sobre
una circunferencia de la manguera;
- La figura 6 es una vista parcial superior de la
parte superior de la manguera de alimentación de la figura 1;
- La figura 7 representa la posición angular de
la pistola de alimentación de carburante en su embocadura;
- Las figuras 8 y 9 son vistas de extremo de la
parte superior de la manguera, cuyo canal de alimentación está
fijado respectivamente en la parte de arriba y de abajo de la
manguera;
- La figura 10 es una vista esquemática lateral
de un convergente que permite explicar el principio de llenado
hidrociclónico de un depósito para crear un flujo ordenado del
carburante en la manguera de
alimentación;
alimentación;
- La figura 11 es una vista superior según la
flecha XI de la figura 10; y
- La figura 12 representa el flujo del carburante
en el convergente conectado a la salida de la manguera.
La invención utiliza la aplicación del llenado
del tipo hidrociclónico en el circuito de carburante conectado a
un depósito de un vehículo automóvil para limitar los riesgos de
cortes intempestivos de la pistola de alimentación, de salpicaduras
y de rechazo de carburante y facilitar el flujo.
Se sabe que durante el llenado de un circuito de
carburante, el flujo del carburante en la manguera de alimentación
se compone de dos fases de fluido que comprenden carburante líquido
y gas (aire y vapor) arrastrado con el carburante. El chorro de
carburante que sale de la pistola de alimentación contiene una
emulsión, que no está enteramente liberado de su gas en el momento
del impacto del chorro contra la superficie interna de la manguera
de alimentación. Una parte de este gas es arrastrada entonces con el
líquido de carburante en el depósito. En la manguera, el flujo de
aire y de vapor restante se efectúa a contracorriente y a una
velocidad diferente a la del carburante líquido.
Esta es la razón por la cual, para predecir el
flujo del carburante en la manguera de alimentación, hay que crear
un flujo ordenado, de características conocidas, que separan las dos
fases líquida y gaseosa.
Por otra parte, con el fin de evitar cualquier
arrastre de aire en el depósito, es necesario crear un tipo de
tapón líquido en la parte baja de la manguera de alimentación y que
debe permitir expulsar el sifón del tubo de desgasificación desde
el principio del llenado.
Un hidrociclón es un flujo giratorio creado en el
seno de un convergente C representado en las figuras 10 y 11, y que
permite separar las dos fases líquida y gaseosa respectivamente
densa y ligera. En el seno de un hidrociclón, el flujo de los
fluidos líquido y gaseoso a separar es arrastrado en rotación a lo
largo de la pared interna del convergente C. A lo largo de todo el
estrechamiento de sección del convergente C, el flujo del líquido
simbolizado por las líneas de corriente F1 relativas a la fase
densa, la fase gaseosa más ligera se empobrece y sube al centro del
convergente como se simboliza con la flecha vertical dirigida
hacia arriba F2. En las condiciones óptimas, se produce en la parte
baja del hidrociclón, es decir, en el extremo inferior del
convergente, un fenómeno de tapón líquido y la totalidad de la fase
gaseosa sube por el centro del convergente C. Este funcionamiento
ideal se obtiene gracias a un compromiso adecuado entre la
geometría, (longitud y relación entre el diámetro superior e
inferior del convergente), y la alimentación del hidrociclón.
La aplicación de la alimentación hidrociclónica a
una manguera de alimentación de carburante de un depósito para un
vehículo automóvil debe permitir crear un enrollamiento del
carburante en la manguera con el fin de una separación de las dos
fases líquida y gaseosa del carburante, de una estructuración del
flujo del carburante en la manguera, flujo que se vuelve
independiente de a posición de la pistola de alimentación, de la
creación de un tapón líquido en la parte baja de la manguera con
expulsión del sifón y ningún arrastre de aire en el depósito y de
una arquitectura que permite un diseño estandarizado del dispositivo
de llenado de la invención.
Respecto de las figuras 1 a 9, de una manera
general, el dispositivo de llenado de un depósito de carburante 1
para un vehículo automóvil comprende una embocadura 2 de recepción y
de guiado de una pistola de alimentación de carburante 3 conectado a
una bomba que distribuye carburante (no representada), extendiéndose
el pico 3a de la pistola 3 de manera guiada a través la embocadura
sobresaliendo de su manguera de salida 2a. La embocadura 2 está
fijada a una pared 4 de la carrocería del vehículo, generalmente
constituida por un ala trasera de este vehículo, de manera que el
orificio de entrada de la embocadura 2 sea accesible desde el
exterior, estando situado el cuerpo de la embocadura 2 que se
termina por la manguera de salida 2a en el interior de la carrocería
del vehículo.
El dispositivo de llenado comprende, además, una
manguera 5 inclinada respecto de la horizontal y cuyo extremo
inferior está conectado por un conducto acodado superior 6, un
conducto vertical intermedio 7 y un conducto acodado inferior 8 en
la entrada del depósito 1.
Según la invención, la manguera de alimentación 5
está conectada a la embocadura 2 mediante un canal de alimentación
9, como por ejemplo un tubo flexible y conectado al conducto de
salida 2a de la embocadura 2.
El canal de alimentación 9 presenta una parte 9a
recortada según su longitud y enrollada en la parte superior 5a de
la manguera 5, estando ésta fijada de manera estanca sobre la
superficie exterior de la parte 5a, para definir una cámara de
llegada de carburante que comunica con una ranura subyacente 5b
realizada a través de la pared de la manguera 5 extendiéndose en el
mismo sentido de enrollamiento que la parte recortada del canal de
alimentación 9 de manera a definir un paso de entrada de carburante
en la manguera 5 tangencial a la superficie interna de esta
manguera.
Dicha alimentación periférica de la manguera 5
mediante el canal de alimentación 9 permite guiar el carburante
según un movimiento de rotación y garantizar un flujo progresivo
procedente del canal de alimentación hasta el interior de la
manguera sin desprendimiento del carburante. Desde la entrada en el
canal de alimentación 9, el chorro de carburante está en contacto
con la superficie interior de la manguera 5 gracias a la ranura 5b
que permite también que la pistola de alimentación detecte la subida
del carburante al final del llenado del depósito 1.
Un convergente 10 está conectado al extremo
inferior de la manguera de alimentación 5 por debajo del paso de
entrada de carburante constituido por la ranura 5b, reduciéndose el
diámetro del convergente a lo largo de éste hacia el conducto
acodado de conexión 6 y permite crear un tapón líquido en la parte
baja de éste para impedir el arrastre de gas en el depósito 1.
La parte recortada del canal de alimentación 9
está enrollada formando una hélice que se extiende alrededor de la
parte superior 5a de la manguera 5 según una semicircunferencia de
esta manguera. Sin embargo, el enrollamiento de esta parte recortada
del canal de alimentación 9 puede extenderse alrededor de la
manguera 5 según una circunferencia, tal como se representa en la
figura 5 sin que aumente el volumen del conjunto. Preferiblemente,
el canal de alimentación 9 está inclinado respecto del eje
longitudinal de la manguera 5 según un ángulo de inclinación de 45º
como se muestra mejor en la figura 6.
Las figuras 1 y 4 muestran que el extremo 9b del
canal de alimentación 9 conectado al conducto de salida 2a de la
embocadura 2 es paralelo a la parte superior 5a de la manguera 5,
mientras que las figuras 2 y 5 muestran que este extremo 9b es
perpendicular a la parte superior 5a de la manguera.
El extremo superior de la manguera 5 está cerrado
por una pared transversal en el extremo 5c que comprende una contera
tubular 5d solidaria a la pared coaxialmente en el exterior de ésta
y sobre la cual está conectado un conducto 13 cuyo extremo opuesto
está conectado en comunicación fluida con un tubo de desgasificación
14.
Preferiblemente, el canal de alimentación 9 está
enrollado sobre la parte superior de la manguera como se representa
en la figura 8. Según una variante de realización representada en la
figura 9, el canal de alimentación 9 está enrollado por debajo de
la manguera 5.
Para cumplir con la arquitectura de un vehículo
automóvil y con la obligación de la ergonomía relativa a la
utilización de la pistola de alimentación, la embocadura de guiado
2 de éste se posiciona según una inclinación á respecto de la
horizontal de aproximadamente 30º como se desprende de la figura 7,
debiendo el extremo 9b del canal de alimentación 9 conectado a la
manguera de salida 2a, de la embocadura 2, por supuesto, respetar
este ángulo de inclinación.
En el caso en que la longitud del enrollamiento
del canal de alimentación 9 se fije a una semicircunferencia y para
la configuración según la cual el extremo 9b del canal de
alimentación es perpendicular a la parte superior de la manguera 5,
la longitud de enrollamiento del canal 9 es de aproximadamente 10
cm, mientras que para la configuración según la cual el extremo 9b
del canal de alimentación está en la prolongación de la parte
superior de la manguera 5, pudiendo esta longitud ser, por
ejemplo, de aproximadamente 18 cm, para una inclinación del canal
de alimentación 9 respecto del eje de manguera de 45º.
Ventajosamente, la parte de extremo del conducto
9, situada del lado de la alimentación de carburante, se encuentra
en la prolongación de la embocadura 2 y permite el guiado del pico
3a de la pistola 3 en el conducto 9 a la vez que deja una cierta
distancia entre el extremo del pico 3a, una vez que la pistola 3
está posicionado, y el inicio de la curvatura del conducto
periférico 9 a la par que permite la detección del carburante por
la pistola 3 por la prolongación de la ranura subyacente.
Preferiblemente, esta distancia está comprendida entre
aproximadamente 5 mm y aproximadamente 5 cm.
El dispositivo de llenado de la invención se ha
probado comparativamente con las soluciones conocidas
anteriormente. Los ensayos comparativos se han efectuado utilizando
como carburante gasolina sin plomo introducida en la manguera de
alimentación con los caudales de llenado disponibles en las
gasolineras para un diámetro en la parte baja del convergente 10 de
20 a 40 mm.
Con estos caudales de llenado, se ha observado,
en una manguera clásica, un flujo extremadamente caótico y
dependiente de la posición de la pistola y en la zona de conexión
de la manguera con el depósito, también se ha observado un fenómeno
de recirculación de carburante debido al impacto del chorro de
carburante procedente de la pistola contra la superficie interior de
la manguera; acompañado del fenómeno de espumación del carburante
y, además, una importante cantidad de aire era arrastrada con el
carburante en el depósito.
Por el contrario, según el dispositivo de la
invención, el movimiento de rotación del carburante impuesto por el
canal de alimentación enrollado sobre la manguera de alimentación y
la presencia de la ranura de esta manguera que se extiende
tangencialmente a la superficie interna de la manguera, se observa,
proporcionalmente al caudal de llenado, un flujo de carburante
homogéneo y estructurado según líneas de corriente de una dirección
impuesta por el canal de alimentación y un equilibrio estable se
instala en el convergente 10 y el espesor del fluido en el
convergente de pared interior de éste se hace cada vez más
importante hasta aparecer una frontera o interfaz muy distinta entre
el fluido gases en rotación simbolizado con FG en la figura 12 y el
líquido en rotación simbolizado con FL. Además, la parte inferior
del convergente, en la zona de conexión en el 7, se produce un
fenómeno de tapón líquido de manera que la totalidad del fluido
gaseoso constituido por el volumen de aire, sube por el centro del
convergente 10, permitiendo así separar eficazmente la fase líquida
de la fase gaseosa del carburante y evitando de este modo la
introducción de aire en el depósito. Además, con estos caudales de
llenado, el flujo del carburante permanece invariable y sensible a
la posición de la pistola de alimentación.
El dispositivo de la invención, al adoptar una
alimentación hidrociclónica, permite estructurar el flujo de
carburante en el circuito de llenado y hacerle invariable a las
condiciones iniciales impuestas por el usuario en lo que respecta
la posición de la pistola de alimentación. De este modo, según la
invención, se obtiene un llenado fiable contrariamente a los
dispositivos conocidos anteriormente según los cuales el flujo del
carburante es caótico, no estructurado y dependiente de la posición
de la pistola de alimentación.
Claims (10)
1. Dispositivo para el llenado del depósito de
carburante (1) en particular para un vehículo automóvil, que
comprende una manguera de alimentación de carburante (5) del
depósito (1) que se comunica con una embocadura de recepción y de
guiado (2) de una pistola de alimentación de carburante (3),
caracterizado porque la manguera de alimentación (5) está
conectada a la embocadura (2) mediante un canal de alimentación (9)
conectado a la salida de la embocadura (2) y que presenta una parte
recortada según su longitud, enrollada en la parte superior (5a) de
la manguera (5) y fijada de manera estanca en la parte superior
(5a) para definir una cámara de llegada de carburante que se
comunica con una ranura subyacente realizada a través de la pared
de la manguera (5) que se extiende en el mismo sentido de
enrollamiento que la parte recortada del canal de alimentación (9),
para definir un paso de entrada de carburante tangencial a la
superficie interna de la manguera (5).
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque la manguera de alimentación (5)
comprende en su parte inferior, por debajo del paso de entrada de
carburante, un convergente (10) conectado al depósito (1) por una
tubería (6, 7, 8).
3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque la parte recortada del canal de
alimentación (9) está enrollado formando una hélice que se extiende
alrededor de la parte superior (5a) de la manguera (5).
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque la parte enrollada
recortada del canal de alimentación (9) está inclinada respecto del
eje longitudinal de la manguera (5).
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque el extremo (9b) del canal
de alimentación conectado a la embocadura (2) presenta una
inclinación respecto de la parte superior (5a) de la manguera (5)
comprendida entre 0 y 90º.
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque el extremo superior de la
manguera (5) está obstruido por una pared transversal en el extremo
(5c).
7. Dispositivo según la reivindicación 6,
caracterizado porque la pared de cierre (5c) de la manguera
(5) comprende una contera tubular (5d) de conexión de un conducto
(13) conectado en su extremo opuesto a un tubo de desgasificación
(14).
8. Dispositivo según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque el paso de entrada de
carburante se realiza sobre la parte superior de la manguera
(5).
9. Dispositivo según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque la parte de extremo del
conducto (9), situada del lado de la alimentación de carburante se
encuentra en la prolongación de la embocadura (2) y permite el
guiado del pico (3a) de la pistola (3) en el conducto (9) a la vez
que deja una cierta distancia entre el extremo del pico (3a), una
vez que se ha posicionado la pistola (3), y el inicio de la
curvatura del conducto periférico (9) y permitiendo la detección
del carburante por la pistola (3) por la prolongación de la ranura
subyacente.
10. Dispositivo según la reivindicación 9,
caracterizado porque la distancia anteriormente citada está
comprendida entre aproximadamente 5 mm y aproximadamente 5 cm.
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