專利名稱：帶有壓力保護的流量計的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及一種用于測量流動流體流量的流量計，更具體地，本發(fā)明涉及 一種如權利要求1前敘部分限定的流量計。
背景技術：
加油站中用于加滿機動車油箱的燃料分配機通常包括地下油庫、泵單元、流量計、 軟管和輸出噴嘴。泵單元從地下油庫泵出燃料使燃料流體流過流量計、軟管以及輸出噴嘴。 燃料分配機用戶通過按下噴槍手柄來利用輸出噴嘴加滿車輛油箱。通常用在燃料分配機中的流量計樣式在Ainsworth的US27567^和Spalding的 US5686663以及W098/49530中公開。在這些公開文獻中使用了一種具有多活塞液壓馬達的 流量計。流體被允許進入活塞缸并導致活塞往復運動?；钊B接到在往復運動作用下產生 旋轉的軸。與軸相配合的旋轉閥，以適當?shù)臅r序關系允許流體進入活塞缸或者允許其流到 輸出接口。流量計利用可能被稱為“假想的”活塞缸，機械地和液壓地與結構上存在的活塞 缸和活塞配合。這通過布置端口和旋轉閥，以便于在流體返回活塞缸的同時，順序允許流體 流到曲柄軸箱和活塞缸末端來實現(xiàn)。允許流到曲柄軸箱或從曲柄軸箱抽回的流量等于從活 塞缸抽回或流到活塞缸的流量的代數(shù)和。通過閥門機構驅動的兩個活塞，優(yōu)選地采用120 度相位，從而實現(xiàn)相當于三個活塞進行工作。這樣減少了預定容量所需的實際活塞缸數(shù)量， 減少了內部摩擦和震動，并實現(xiàn)更順暢的運轉。兩個活塞通過連接桿連接到帶有徑向偏置 曲軸銷的曲軸。曲軸銷在每個連接桿中與軛槽接合，從而兩個活塞的往復運動根據(jù)止轉軛 (scotch yoke)類型原理轉化為曲柄軸箱的旋轉運動。當使用燃料分配機和釋放噴嘴手柄時，例如因為用戶決定停止燃料分配操作，燃 料流動將立即停止?，F(xiàn)代燃料分配機通常還擁有具有能夠在燃料分配模式中被鎖定的手柄 的噴嘴，從而使用者不需要在整個燃料分配過程中一直按下手柄。這類燃料噴嘴通常還裝 配有自動停止功能元件，其在噴嘴感應到油箱已經滿了的時候通過簡單地釋放被鎖住的手 柄和突然停止燃料流動來停止燃料分配。上面提及的燃料分配系統(tǒng)通常是具有高于大氣壓大約2-4巴壓力的加壓系統(tǒng)。當 系統(tǒng)噴嘴閥開啟燃料分配時，工作壓力將提供合適的高壓流動。但是，當噴嘴閥突然關閉 時，一個壓力尖峰會傳遍系統(tǒng)。這個壓力尖峰可以達到40巴之高，并且將增加部件的磨損。 這種起因于壓力尖峰的部件磨損通常是燃料分配機中部件破損的原因，而這將導致泄漏或 燃料分配裝置故障。可能被尖峰壓力破壞的部件例如是流量計。泄漏或者損壞的流量計會 造成燃料分配機送出所加燃料的錯誤讀數(shù)。如果壓力波傳播地更遠到達燃料泵，則在一個 燃料分配機組里的其它燃料分配機也可能會被壓力尖峰影響。損壞的流量計將不僅導致燃料分配機故障，而且還在當損壞部件更換時造成額外 的維持費用。泄漏的燃料分配機還是火災安全的隱患和燃料分配機用戶的健康隱患。因此 最好全部避免泄漏?！N解決燃料分配機尖峰壓力問題的方法是使燃料軟管非常柔軟以便壓力瞬變被軟管的變形所吸收。但是這將導致軟管不夠強壯并且降低了使用壽命。軟管還可能更加 容易被燃料分配機或者腳擠壓扁。很少有軟管足夠柔軟從而充分吸收壓力瞬變使殘余壓力 變化不對燃料分配機的其它部件造成傷害的。在一般壓力流體系統(tǒng)中，采用擴大容量/平衡容量來吸收壓力變化也是已知的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于解決上述問題并且提供一種用于燃料分配機并且減少加壓燃 料分配系統(tǒng)中的流量計和其它部件受損害風險的改進流量計。為了吸收壓力尖峰以及減少 流量計和其他部件的受損風險，流量計內壁的一部分被制造成可彈性移位以彈性響應壓力 尖峰。這些和其他目的通過用于燃料分配機的流量計來實現(xiàn)，其包括外殼，該外殼包括 限定測量室的壁；用于將測量室連接到儲油箱的進口 ；用于將測量室連接到燃料分配軟管 以及與該燃料分配軟管連接的噴嘴的出口 ；以及設置在測量室中的測量裝置。流量計的特 征在于，所述壁包括可彈性移位的壁部分，其設置成響應于通過進口或出口傳進測量室的 壓力變化而彈性變形。通過在流量計壁中使用一個或幾個可彈性移位的壁部分可以得到許多優(yōu)點?？梢?位的壁部分將吸收壓力瞬變，從而充分地避免對流體泵的所有其他部件和燃料分配機壓力 系統(tǒng)中所有其他裝置的破壞。在吸收流量計中壓力瞬變的過程還利用了燃料分配機運行所 必須的部件，意味著不需要為降低壓力瞬變而添加另外的部件。與為了吸收壓力變化而增 加一個或若干個獨立組件相比，后者將降低組裝的費用并且制造出更加緊湊的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述壁部分通過彈性變形來實現(xiàn)可彈性移位。這是很有利 的，因為它利用壁部分材料的彈性提供了一種使壁部分移位的簡單解決方案。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，流量計壁包括多于一個所述可彈性移位的壁部分。當使 用帶有若干分室的流量計時，這個實施例是有利的。本發(fā)明的另一個實施例中，流量計是一 個帶有例如兩個活塞和三個工作缸的活塞計型流量計。在帶有若干個分室的流量計中，例 如多缸活塞流量計，加壓系統(tǒng)在一個時間內主要被連接到一個分室/缸。在這種情況下，在 每個分室/缸中具有可彈性移位的壁部分是有利的。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，所述流量計中的測量室包括至少一個帶有圓筒部分 的分室。更優(yōu)選地，所述壁部分限定所述圓筒部分的端面。圓筒的端面通常制成通過一些 例如螺釘?shù)倪B接裝置連接到圓筒的蓋子。因此能夠在不影響流量計設計或者圓筒設計的情 況下，在端面制造出可移位壁部分并將其安裝到流量計。另一個優(yōu)點是能夠在不影響流量 計的功能和對燃料分配機具有最少調整的情況下，將帶有可移位壁部分的端面改裝到現(xiàn)有 的流量計。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，至少一個所述分室還包括非圓筒型部分，其中所述壁 部分形成限定所述非圓筒型部分的壁的一部分。根據(jù)本發(fā)明的這個方面，可移位的壁部分 也和流量計的非圓筒型部分結合作為例如活塞流量計的曲軸箱壁。在通常的兩活塞活塞流 量計的第三“假想”缸中也具有可移位壁部分是有利的。當加壓系統(tǒng)主要或者僅僅流體連 通到曲軸測量室(即“假想”第三缸)時，壓力瞬變在這個室中也能被吸收。在曲軸箱壁有 蓋的情況下，基于上述討論的系統(tǒng)原因，可移位壁部分有利地設置在蓋上。
在一個優(yōu)選實施例中，所述壁部分被設置成只有當承受具有超過1巴的壓力變化 的壓力瞬變時才會彈性移位。因此可彈性移位/可變形材料將不受小壓力變化影響，并因 此在通常會造成類似小壓力變化的正常操作期間，流量計測量精度不會受到影響。所述材 料可能僅當瞬變壓力達到有害的或者會增加流量計或加壓系統(tǒng)中其它元件的磨損的程度 時才移位/變形。因為壓力瞬變通常在噴嘴閥突然關閉的時候發(fā)生，所以由于在噴嘴閥關 閉后流動突然為零，因此不會產生測量誤差。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，所述壁部分附著到所述外殼上。將壁部分附著到流量 計的能力允許將壁部分改裝到舊流量計上。對應于舊流量計相關部分，可以使用同樣的附 著裝置以允許舊流量計升級為具有壓力瞬變防護。壁部分還可以由圓周地圍繞所述可移位 壁部分設置的框架構件支撐。本實施例更加簡化能夠改裝到舊流量計的降低壓力瞬變的部 件的設計。根據(jù)本發(fā)明的壁部分可以由選自以下組中的材料制成，該組包括以下材料橡膠、 彈簧鋼、塑料和金屬。這些僅僅使可以使用的材料的例子。任何滿足本發(fā)明的上述描述要 求的材料都可以使用。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，所述壁包括通過所述壁部分互相連接的兩個分離的 壁部件。可變形壁部分可被例如周圍地繞著活塞流量計的活塞缸放置，以便于連接構成活 塞缸的壁的兩個壁部件。另一個可能的實施例將使用環(huán)形的、可彈性移位的壁部分，該壁部 分包圍活塞缸端壁的圓形壁部件，并且將該壁部件與所述端壁的徑向外壁部分連接。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，至少一個所述壁部分是剛性的。端壁部分可以例如 是剛性的，但彈性地連接到流量計外殼。這種情況下，壁部分可以響應于壓力變化而移動。 然而在這種情況下，壁部分應該連接到流量計以便于當壓力變化使壁部分移動或變形時不 至于泄漏。


通過結合附圖參考本發(fā)明優(yōu)選實施例的下列示意性和非限制性詳細描述，本發(fā)明 的上述目的，以及其他目的、特征和優(yōu)點將被更完整地認識，在附圖中圖Ia是經由燃料軟管與噴嘴流體連通的雙活塞流量計的透視圖。兩個可移位端 壁被取出以示出下面的活塞缸和兩個連接通道。圖Ib是具有安裝到流量計上的可移位端壁的圖Ia的雙活塞流量計的透視圖。壓 力波示出為通過軟管傳播。圖Ic是示出彈性移位壁部分的圖Ia和圖Ib的雙活塞流量計的透視圖。圖2是在圖Ia和圖Ib中其中一個流量計沿對齊活塞缸軸線截取的剖面圖。圖3是根據(jù)圖2的具有剛性的可彈性移位壁部分的可替代實施例的流量計的剖面圖。圖如是流量計的旋轉閥的頂視圖。圖4b是根據(jù)本發(fā)明的流量計的旋轉閥的剖面圖。圖5是旋轉閥的交疊在流量計閥座上的端口的俯視圖。
具體實施例方式用于說明本發(fā)明的如附圖中所示的活塞流量計的詳細功能描述可以在例如頒給Spalding等人的US5686663和頒給Spalding等人的W09849530的現(xiàn)有技術中找到。圖Ia示出了用于燃料分配機的活塞流量計27，其包括具有限定測量室 (measurement volume)的壁的外殼，用于將所述測量室連接到燃料箱的進口，用于將所述 測量室連接到燃料分配軟管2和與燃料分配軟管2連接的噴嘴68的出口，以及安裝在所述 測量室內的測量裝置。所述壁包括可彈性移位的壁部分30，其設置成可以響應于通過進口 或出口 57、66傳入所述測量室的壓力變化而彈性移位。更具體地，圖Ia公開了根據(jù)本發(fā)明的活塞流量計27，并且該活塞流量計27的可 移位壁部分30已卸下。卸下的壁部分30構成流量計缸25的末端部分，同樣也是流量計外 殼觀的末端部分。卸下的壁部分30使流量計活塞3在每個打開的缸25中可見。在打開 的缸25上方還可以看見連接通道48，其提供與進口和出口旋轉閥(未示出)的流體連通。 連接通道48設置在缸25上方并基本平行于所述缸。圖Ib示出了如圖Ia的活塞流量計，并且該流量計的壁部分30已連接上?？梢钥?見壓力尖峰1通過軟管2傳播向流量計的出口 66。壓力尖峰1在圖Ib中被放大以用于示 例目的。燃料分配機中實際的燃料軟管不可能像圖中那樣顯出可見的凸出部。圖Ic示出了圖Ia和圖Ib中的活塞流量計。壓力尖峰1具有圖Ic的傳播通過活 塞流量計的出口 66到達缸端壁部分30的瞬時圖像，缸端壁部分30能夠響應于壓力尖峰， 基本上沿由箭頭67指示的缸的軸方向彈性移位和變形。圖2示出了沿流量計中的兩個活塞3、4的縱軸線方向(即穿過流量計的中心)并 從一側看的剖面的流量計27。兩個活塞3、4設置在兩個缸25、26中，彼此方向相差180°， 曲柄軸箱四位于它們之間。兩個活塞3、4將測量室分成3個分室40、41和42。旋轉閥51 順序將出口 59和進口 57連接到三個連接通道48、49 (第三個未示出)，以提供到兩個外缸 室40、41和第三“假想”缸的流體連通，第三“假想”缸由兩個活塞之間在曲軸箱室42中的 室構成。通向曲軸箱室42的連接通道并沒有在圖2的截面圖中示出。曲軸11設置在流量 計的中心。連接到旋轉閥51的曲軸11還通過至少一個曲軸銷19連接到設置在軛12、13上 的長方形槽。軛或者連接桿12、13沿兩個缸的中心軸線延伸并連接到該活塞。曲軸11通 過以下方式被連接到上述兩個活塞3、4，即使得活塞在缸內以60°相位往復移動，如在現(xiàn) 有技術中詳細描述的那樣。由于兩個活塞彼此指向成180°，因此缸將以120°的相位差被 充滿或者清空。這和三個分室40、41、42的小交疊操作(填充)一起將確保流量計27無脈 動運行。在圖2中，本發(fā)明的可移位壁部分30、31、32顯示在兩個缸的末端部和曲軸的底 部，以響應進入流量計的每個分室或缸40、41、42的壓力尖峰。壁部分30、31、32通過彈性 變形實現(xiàn)可彈性移位，并且可以設置成響應于超過預定閾值的壓力變化而彈性變形。圖3示出了本發(fā)明的可替代實施例。圖2中的流量計被修改為具有根據(jù)本發(fā)明的 降壓可移位壁部分的不同實施例。這個實施例具有帶有彈性部件64、65的可移位、剛性壁 部分34、35，其中彈性部件64、65設置來吸收壓力變化。剛性壁部分34、35因此是可彈性移 位的，并且被構造為類似于帶有平板的活塞，其密封流量計內部壁?；钊麪顦嫾?4、35在外 部具有彈性部件64、65，其適于吸收壓力變化，根據(jù)本發(fā)明，該壓力變化的形式為壓力尖峰 或者超過預定閾值的壓力瞬變。圖如和圖4b分別示出旋轉閥的頂視圖和剖面圖。旋轉閥51包括弧形進口 53和弧形出口 54，當閥51由曲軸11轉動時，該弧形進口 53和弧形出口 M軸向和徑向地排列以 與閥座43的第一弧形端口 44、第二弧形端口 45和第三弧形端口 44、45、46對齊。端口 53、 M各自覆蓋孔52大約100°的弧形區(qū)域，并且端口之間成相隔大約80°的角度。圖5描述了旋轉閥端口 5354的一個瞬間位置(以虛線示出)，其交疊覆蓋在閥座 43的第一端口 44、第二端口 45和第三端口 46上。在操作中，旋轉閥51由曲軸11沿如箭 頭60所示的逆時針方向驅動旋轉。因而，進口 53和出口 M順序對齊每個端口 44、45、46。 如圖5中所示，進口 53對齊第三端口 46，出口 M對齊第二端口 45。進口 53和第一端口 M 的對齊如下描述。由于端口 44、45、46每個覆蓋大約80°的角度，而且旋轉閥端口 5354 每個覆蓋大約100°角度，因此每個端口 44、45、46在曲軸11旋轉180°范圍交替對齊進口 53，然后在180°旋轉范圍對齊出口 54?？梢哉J識到，進口 53或出口 M可以同時對準端口 44、45、46中的一個或兩個，但不能同時對準全部三個端口。但是端口 44、45、46在一個時間 只能對準端口 53、54中的一個。參考圖5、圖4a、圖4b、圖2和圖3，閥座43的第一端口 44經由形成在流量計體觀 中的第一通道48與第一頭端部室40流體連通。第二端口 45經由形成在流量計體28中的 第二通道49與第二頭端部室41流體連通。第三端口 46經由形成在流量計體28中的第三 通道(未示出)與曲柄軸箱室42流體連通。由于旋轉閥51、進口和出口開口都是弧形開口，每個覆蓋100°，間隔80°，并且 由于閥座43的三個弧形開口 44、45(第三個未示出)覆蓋60°，間隔40°，因此在旋轉閥 51的每30%旋轉周期，旋轉閥51的每個進口和出口開口將與兩個缸室流體連通。參考圖Ib至圖lc，根據(jù)本發(fā)明壓力尖峰1的吸收過程如下所述。壓力尖峰通常 在噴嘴裝置68的燃料噴嘴閥(未示出)突然關閉的時候發(fā)生。當由于用戶松開了噴嘴裝 置68的燃料噴嘴手柄69，或者由于自動加油開關(未示出)因為車輛油箱加滿了油而釋放 了該手柄69，而使得燃料分配操作結束時，燃料噴嘴閥被關閉。壓力尖峰1是由于分配系 統(tǒng)中的流動突然停止而產生的。壓力尖峰1在加壓的分配系統(tǒng)中從噴嘴向后傳播，如圖Ib 中箭頭70所示。在圖Ic中壓力脈沖1已經傳播進入流量計27。如圖Ic所示，其中一個 流量計缸25的可彈性移位部分(本實施例中為彈性變形壁部分30)將通過變形吸收壓力 尖峰1。壓力尖峰1的傳播通過參考圖2加以描述。到達流量計的壓力尖峰將進入出口端 口 59并進入部分圓周形的腔室58。旋轉閥51布置為將輸出腔室58與連接通道48連接。 壓力尖峰因此通過連接通道48傳播進入缸室40，在這里，由于上述的以及在Ainsworth和 Spalding的現(xiàn)有技術中所詳細描述的閥座開口和旋轉閥的設計，壓力尖峰有70%的可能 性會碰到一個死胡同(dead end)。可移位末端缸壁部分30由于壓力尖峰而彈性變形。根 據(jù)旋轉閥的位置，壓力尖峰可能到達室40、41、42中的任一個。三個室分別具有各自的可移 位壁部分30、31、32以響應壓力尖峰。為了便于可彈性移位壁部分的安裝以及便于將降低壓力尖峰的壁部分重新適用 到舊流量計，可移位壁部分30、31、32優(yōu)選地安裝到框架上(未示出)。所述框架可以用于 適配大多數(shù)具有某種帶蓋開口的流量計。圖3示出了本發(fā)明的一種可替代實施例。兩個可移位壁部分34、35分別由帶有彈 性部件64、65的剛性材料制成，以吸收突發(fā)的壓力變化。如果使可移位壁部分的運動具有 非常精確壓力閾值是重要的話，則這種創(chuàng)造性的可彈性移位壁部分的實施例是有利的。圖3中壓力峰值在燃料分配機的壓力流體系統(tǒng)中向后傳播，進入出口開口 59，傳播通過輸出腔 室58、閥座開口 44和連接通道48，最后進入缸室40，在這里壓力尖峰將無處可去。這導致 端壁部分34的位移，該位移通過彈性部件64的變形實現(xiàn)。如果這樣的剛性可移位壁部分 還需要用于曲柄軸箱室42，則它可以被布置到底蓋32上。應該理解，本發(fā)明可以通過未在圖中實施例示出的許多其它方式實現(xiàn)。剛性可移 位端壁部分可以例如通過使用覆蓋流量計末端的具有如圖3描述的相同類型彈性裝置的 蓋來實現(xiàn)?？梢莆槐诓糠诌€可以為缸壁的圓周部分，以使流量計的一部分可移位，該缸壁 部分優(yōu)選地是可以變形的；端蓋的環(huán)形部分，該環(huán)形部分具有剛性內部部件；或者流量計 壁的任意部分。—種令人感興趣的替代實施例是可彈性移位壁部分使用環(huán)形框架，框架具有外螺 紋。為改裝該減壓部件，可以在流量計的壁上打孔并形成螺紋以接收帶有可移位壁部分的 帶螺紋框架。本發(fā)明不僅限于說明書中舉例的活塞型流量計，根據(jù)本發(fā)明的可移位壁部分可以 用于任何流量計。應該理解，本發(fā)明的其它變形是可以想到的，以及在一些實例中，本發(fā)明的某些特 征可以在不與其它特征配合的情況下使用。因此，附屬權利要求以與發(fā)明的范圍一致的方 式被寬泛地組成是恰當?shù)摹?br> 權利要求
1.一種用于燃料分配機的流量計(27)，該流量計07)包括 外殼(觀)，該外殼(28)包括限定測量室(40,41,42)的壁； 進口(57，66)，該進口(57，66)用于將所述測量室連接到燃料箱；出口(59)，該出口(59)用于將所述測量室連接到燃料分配軟管( 和與該燃料分配軟 管(2)連接的噴嘴(68)；測量設備，該測量設備設置在所述測量室內； 其特征在于所述壁包括可彈性移位的壁部分(30，31，32)，該壁部分設置成響應于通過所述進口 (57)或出口 (58)傳入所述測量室(40,41,42)的壓力變化(1)而彈性移位。
2.根據(jù)權利要求1所述的流量計，其中，所述壁部分(30,31,3 通過彈性變形而實現(xiàn) 可彈性移位。
3.根據(jù)以上權利要求中任意一項所述的流量計，其中，所述壁包括多于一個的所述壁 部分(30，31，32)。
4.根據(jù)以上權利要求中任意一項所述的流量計，其中，所述測量設備是活塞型流量計。
5.根據(jù)以上權利要求中任意一項所述的流量計，其中，所述測量室包括至少一個帶有 圓筒形部分的分室G0，41)。
6.根據(jù)權利要求5所述的流量計，其中，所述壁部分限定所述圓筒形部分的端面。
7.根據(jù)權利要求5-6中任意一項所述的流量計，其中，所述分室還包括非圓筒形部分， 其中用于所述壁的一部分的所述壁部分限定所述非圓筒型部分。
8.根據(jù)以上權利要求中任意一項所述的流量計，其中，所述壓力變化是壓力尖峰(1)。
9.根據(jù)以上權利要求中任意一項所述的流量計，其中，所述壁部分(30,31,3 被設置 成僅當承受具有超過1巴的壓力變化的壓力瞬變時才彈性移位。
10.根據(jù)以上權利要求中任意一項所述的流量計，其中，所述壁部分(30,31,3 可更 換地安裝到所述外殼08)上。
11.根據(jù)以上權利要求中任意一項所述的流量計，其中，所述壁部分(30,31,3 由框 架構件支撐。
12.根據(jù)以上權利要求中任意一項所述的流量計，其中，所述壁部分(30,31,3 由選 自以下組中的材料制成，該組包括以下材料橡膠、彈簧鋼、塑料、金屬。
13.根據(jù)以上權利要求中任意一項所述的流量計，其中，所述壁包括兩個間隔開的壁部 件，該兩個間隔開的壁部件通過所述壁部分而互相連接。
14.一種燃料分配機，該燃料分配機包括根據(jù)權利要求1-13中任意一項所述的流量計。
全文摘要
用于燃料分配機的流量計(27)，包括具有限定測量室(40、41、42)的壁的外殼(28)，用于將所述測量室連接到燃料箱的進口(57)，用于將所述測量室連接到燃料分配軟管(2)和與該燃料分配軟管(2)連接的噴嘴(68)的出口(59)，以及設置在所述測量室內的測量設備。該流量計的特征在于，所述壁包括可彈性移位的壁部分(30，31，32)，其設置成響應于經由所述進口(57)或出口(58)傳入所述測量室(40，41，42)的壓力變化(1)而彈性移位。
文檔編號B67D7/16GK102092668SQ201010570218
公開日2011年6月15日 申請日期2010年10月8日 優(yōu)先權日2009年10月7日
發(fā)明者B·I·拉松, M·霍坎松 申請人:德萊賽穩(wěn)公司