CN100340801C - 浮阀设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种浮阀设备，包括：阀箱；浮阀元件；和角度调节单元。阀箱包括：阀室，分隔壁部分，和连通孔；阀箱的连通孔的内圆周相对于圆形在第一方向上变形，该变形由注射模制时的浇口位置所造成；浮阀元件的顶部的外圆周相对于圆形在第二方向上变形，该变形由注射模制时的浇口位置所造成，使所述第一方向和第二方向基本一致；角度调节单元插设在阀箱和浮阀元件之间，包括：平行肋，形成在阀箱的内圆周和浮阀元件的外圆周的一个上；和边沿，形成在阀箱的内圆周和浮阀元件的外圆周中的另一个上，且适于装配在肋之间的间隔内；角度调节单元能够防止在浮阀元件上下运动时浮阀元件相对于阀箱的角度发生改变超出可允许的角度范围。

Description

浮阀设备

技术领域

本发明涉及一种用于燃料截止阀的浮阀设备，该截止阀用于在燃料箱内的液位升高时阻止燃料流出机动车的燃料箱。

背景技术

例如，在日本专利号为3,257,437中，披露了一种作为某种现有的夹子(clip)的燃料截止阀。该燃料截止阀包括：形成阀室的壳体，该阀室连接到用来使燃料箱的内部和外部连通的连通通道；和浮阀元件，其容置于阀室内，且其上部具有用来打开/关闭连通通道的关闭部分，从而通过利用燃料箱内的液体燃料流入和流出阀室来增大/减小浮力，使该关闭部分向上和向下移动，由此通过该关闭部分打开/关闭所述连通通道。燃料截止阀的特征在于，浮阀元件包括：形成浮阀元件的圆柱形浮体(floatbody)；引导部分，其具有从浮体的外侧壁部分竖直地凸出的多个翅片，且这些翅片沿浮体的圆周方向设置且相互间隔，从而通过翅片的脊部在阀室的内侧壁表面上的单独滑动运动来竖直地引导浮体；连通通道，其单独地形成在翅片之间，用于使由浮体分隔的阀室的上下空间充气；以及节流形成的台阶部分(throttle forming step portion)，其从浮体的外侧壁部分凸出并位于翅片之间，用于使连通通道部分变窄。

另一方面，在JP-A-8-225022中披露了一种液体截止阀。这种液体截止阀包括：中空阀体，其置于储液箱的上方；阀元件，其插入阀体的中空内部，用于随着流入阀体的液体的液位而上下移动；通道，其在阀体的上部开口，用于使储液箱的内部和外部连通；和阀座，其置于通道的开口部分。阀元件包括：浮子；和阀盘，其保持在浮子上方从而相对于浮子移动并具有阀部分，从而形成阀元件的阀盘的阀部分根据流入阀体的液体的液位高度而与阀座接触或分开，由此打开/关闭通道。液体截止阀的特征在于：将阀盘保持在浮子的上方，以使该阀盘倾斜并具有多个爪，其中一个爪比其余爪短；以及在较短爪的关于阀座中心的相对侧上设置有凸出部分，在阀打开时，阀盘的上表面通过阀体的上部抵靠该凸出部分。而且，在这个液体截止阀内，通过在浮子的侧壁中形成竖直延伸的凹槽及通过在阀体的内圆周上形成用于装配在凹槽内的凸起，来构造用于使浮子相对于阀体停止的旋转停止装置。

在日本专利号为JP3,257,437中披露的燃料截止阀中，翅片从浮体的外圆周竖直地凸出并以预定的间隔平行设置，从而它们的脊部可分别在阀元件的内壁表面上滑动，由此用作竖直移动引导部。然而，该燃料截止阀没有设置用于使浮体相对于壳体的旋转运动而停止的旋转停止装置。

另一方面，JP-A-8-225022披露的液体截止阀设有旋转停止装置，通过在浮体的侧壁中形成竖直延伸的凹槽并通过在阀体的内圆周上形成用于装配在凹槽内的凸起构成该旋转停止装置，该旋转停止装置用于使浮子相对于阀体的旋转运动停止。然而，这个旋转停止装置用于防止设置在阀体上部的凸起和设置在浮子上部的爪之间发生干涉。

另一方面，通常通过注射模制合成树脂来制造这些浮阀设备。而且，当形成在浮阀元件上部上的顶部与形成在阀箱的上壁或分隔壁中的连通孔紧密接触配合时，这些浮阀设备关闭。然而，有这样一种趋势，即，浮阀元件的顶部的外圆周或阀箱的连通孔的内圆周根据注射模制时的浇口位置可自设计的圆形在预定方向上发生变形。

然而，迄今为止，都没有考虑取决于浇口位置的那些变形。这就产生了一个问题，即，不充分的圆形在密封表面之间形成了间隙，从而导致液体泄漏。

发明内容

本发明的目的是提供一种浮阀设备，其中通过改善在阀关闭时密封表面的紧密接触来使得液体泄漏的发生最小化。

为了实现上述目的，依照本发明的第一方面，提供了一种浮阀设备，包括：阀箱；和浮阀元件，其设置成在阀箱内上下运动，其中，阀箱和浮阀元件由树脂模制成，其中阀箱包括阀室、分隔壁部分和连通孔，浮阀元件设置在该阀室内，该分隔壁部分形成在阀室的上部，且该连通孔形成在分隔壁部分中，且其中浮阀元件依据流入阀室的液体的液位而上下运动，并且该浮阀元件包括顶部，该顶部用于在其抵靠分隔壁部分时将连通孔关闭，其中的改进在于：这样设置浮阀元件相对于阀箱的允许的角度范围，以使阀箱的连通孔的内圆周相对于圆形的变形方向和浮阀元件的顶部的外圆周相对于圆形的变形方向基本一致，其中该内圆周的变形方向和外圆周的变形方向均是由注射模制时的浇口位置引起的；还包括角度调节单元，其插设在阀箱和浮阀元件之间，所述角度调节单元包括：多个竖直延伸的平行肋，这些肋形成在所述阀箱的内圆周和所述浮阀元件的外圆周的其中一个上；和边沿，其形成在所述阀箱的内圆周和所述浮阀元件的外圆周中的另外一个上，且适于装配在所述肋之间的间隔内；使得所述角度调节单元能够防止在浮阀元件上下运动时，浮阀元件相对于阀箱的角度改变超出允许的角度范围。

依照本发明的第一方面，这样设置浮阀元件相对于阀箱的允许的角度范围，以使阀箱的连通孔的内圆周相对于圆形的变形方向和浮阀元件的顶部的外圆周相对于圆形的变形方向基本一致，其中该内圆周的变形方向和外圆周的变形方向均是由注射模制时的浇口位置引起的；且在阀箱和浮阀元件之间插设有角度调节单元，通过形成在阀箱的内圆周或者浮阀元件的外圆周上的竖直延伸的平行肋来引导浮阀元件的上下运动，从而该角度调节单元能够防止在浮阀元件上下运动时，浮阀元件相对于阀箱的角度改变超出允许的角度范围。因此，浮阀元件的顶部以这样的角度抵靠阀箱的连通孔的内圆周，以使得它们相对于圆形的变形方向相互一致，从而能改善在关闭时密封表面的紧密接触，由此更可靠地防止液体泄漏。

依照第二方面，在本发明的第一方面中，提供了一种浮阀设备，其中装配有所述边沿的肋之间的间隔宽度大于其余的肋之间的间隔宽度，从而所述边沿不能装配到其余的肋之间的间隔内。

依照第二方面，浮阀元件总是能通过边沿以预定角度装配在所述阀箱内，其中所述边沿仅仅能装配在肋之间的较宽间隔中。当浮阀元件上下运动时，上述肋在相互之间进行位置调整的同时移动，从而使浮阀元件相对于阀箱的角度不变。

依照第三方面，在本发明的第二方面中，提供了一种浮阀设备，其中所述肋形成在阀箱的内圆周上，而所述边沿形成在浮阀元件的外圆周上，且其中，位于所述阀箱的内圆周上的在其间装配有所述边沿的所述肋之间的这些肋形成在仅仅位于上部的局部范围内，从而不妨碍浮阀元件的上下运动。

依照第三方面，形成在浮阀元件上的边沿设置在阀箱的内圆周上的较宽的肋间隔中，从而调节浮阀元件相对于阀箱的角度。在较宽的肋间隔部分中，所述肋仅仅形成在上部的局部范围内，从而不妨碍浮阀元件的上下运动，以尽可能地提高所述阀箱的刚性。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的浮阀设备的分解透视图；

图2是示出了浮阀设备的状态的透视图，其中浮阀元件将被插入阀壳体内；

图3A是示出了浮阀设备的状态的纵截面图，其中浮阀元件插入阀壳体内，而图3B是沿着图3A的线I-I剖取的截面图；

图4A是浮阀元件的顶部平面图，图4B是沿着图4A的线II-II剖取的截面图，且图4C是沿着图4B的线III-III剖取的截面图；

图5是浮阀设备的纵截面图；

图6是示出了状态的说明图，其中设置在燃料箱内的浮阀设备的阀是打开的；

图7是示出了状态的说明图，其中设置在燃料箱内的浮阀设备的阀是闭合的；

图8是示出了浮阀元件的顶部和阀箱的连通孔的局部放大截面图；

图9A是示出了浮阀元件的顶部的圆形和浇口位置之间的关系的说明图，而图9B是示出了阀箱的连通孔的圆度和浇口位置之间的关系的说明图；以及

图10是示出了用于测量浮阀设备的静密封特性的说明图。

具体实施方式

下面将参考附图描述本发明的实施例。

图1到图9B示出了根据本发明的浮阀设备的一个实施例。图1是根据本发明的一个实施例的浮阀设备的分解透视图；图2是示出了浮阀设备的状态的透视图，其中浮阀元件将被插入到阀壳体内；图3A是示出了浮阀设备的状态的纵截面图，其中浮阀元件插入到阀壳体内；图3B是沿着图3A的线I-I剖取的截面图；图4A是浮阀元件的顶部平面图；图4B是沿图4A的线II-II剖取的截面图；图4C是沿图4B的线III-III剖取的截面图；图5是浮阀设备的纵截面图；图6是示出了状态的说明图，其中设置在燃料箱内的浮阀设备的阀是打开的；图7是示出了状态的说明图，其中设置在燃料箱内的浮阀设备的阀是闭合的；图8是示出了浮阀元件的顶部和阀箱的连通孔的局部放大截面图；图9A是示出了浮阀元件的顶部的圆度和浇口位置之间关系的说明图；以及图9B是示出了阀箱的连通孔的圆度和浇口位置之间关系的说明图。

如图1所示，浮阀设备10构成为包括：阀箱20，其具有阀壳体21和盖元件22；浮阀元件50，其装在阀箱20内；和弹簧69，其用于对浮阀元件50施加向上的偏压方。

阀壳体21整体成形为圆柱形，并具有封闭的上壳和敞开的下表面，其上壁27例如具有托架23，该托架23成形为插入到安装在燃料箱内壁上的固定配件70内。托架23构成为包括：舌状部分24，其安装成与阀壳体21的上壁27相距预定间隔并与其平行；凸出部件25，其从舌状部分24的一端凸出；和爪部26，其从凸出部件25的远端部的下表面凸出。

另一方面，固定配件70设有：通过焊接方法固定在燃料箱等内壁上的两侧部71；中心部分72，其与燃料箱的内壁间隔开预定间隙；和槽口部分73，其自中心部分72的一侧切成U形。当托架23的凸出部件25插入槽口部分73时，舌状部分与槽口部分73的两侧边缘部分接合，且凸出部件25的爪部26与侧部74接合，该侧部74与槽口部分73相对，从而防止托架23脱出。

阀壳体21具有多个形成在其圆周壁28中的通孔29，从而液体(如燃料)可以流入和流出阀室30。另外，在圆周壁28的一部分一体形成有引出管31，其待与未示出的管线连接。引出管31在其近端侧与形成在上壁27上方的小室(cell)32连通。该小室32是由上壁27、在上壁27上方形成为凸缘状的圆周壁33和将它们的上部封闭的顶壁34所限定的空间。

在阀壳体21的上壁27的中心处形成有连通孔35，用于使阀室30和小室32连通。当沿竖直方向看时，这个连通孔35呈圆形。而且，这个连通孔35的下端开口，使其内圆周35a呈锥形且沿径向向上逐渐减小，从而允许浮阀元件50的顶部51与其紧密接触。

这里，上壁27设在小室32内的这部分构成本发明的分隔壁部分。然而，小室32并不是必需的，这取决于应用场合，且连通孔35也可暴露于阀壳体21的上壁27。

在阀壳体21的内圆周上，形成有肋36，这些肋以预定周向间隔相互平行延伸。这些肋36的脊部与稍后描述的浮阀元件50的外圆周滑动接触，从而引导浮阀元件50的上下运动。这些肋36基本以恒定的间距间隔开。然而，一对沿直径方向相对的肋36a的下端缩短。结果，位于肋36a被中途切断的部分处的肋36之间的间隔37约为在其余部分的肋36之间间隔的两倍长。在肋36a不阻碍稍后描述的浮阀元件50的上下运动的范围内，该肋36a的下端位置可以被制造得尽可能的长。

这里，图3B中的附图标记38表示在注射模制时的浇口位置。而且，阀壳体21的下边缘部分的外圆周具有多个爪39，这些爪39以预定的角度间隔形成，用于与盖部件22接合。

另一方面，盖部件22设有待被阀壳体21的下边缘部分的外圆周覆盖的圆形底壁40和圆周壁41。底壁40具有多个通孔42，这些通孔42形成为允许液体(如燃料)自由地进入。还形成有定位肋44，用于稳定地支撑弹簧69的下表面。而且，圆周壁41具有接合孔45，当盖部件22与阀壳体21的下边缘部分的外圆周配合时，爪39装配在该接合孔45中。

接下来，浮阀元件50整体形成为大体圆柱形，并具有竖直延伸的肋52，这些肋52以预定的周向间隔平行地形成在其外圆周上。换句话说，肋52形成为从浮阀元件50的外圆周竖直地延伸并径向凸出。肋52的顶部与阀壳体21的内圆周滑动接触，从而引导浮阀元件50的上下运动。

肋52的上端52a稍微向上凸出，以抵靠阀壳体21的上壁27，从而校正浮阀元件50的倾斜，由此引导顶部51竖直地进入连通孔35。而且，当肋52的上端52a抵靠上壁27时，在浮阀元件50和上壁27之间保留有间隙。因此，当打开阀时，浮阀元件50的顶部51就能够容易地离开连通孔35。

在那些肋52的内侧形成有狭槽53，这些狭槽竖直地延伸穿过浮阀元件50。这些狭槽53允许浮阀元件50的竖直空间内的液体(如燃料)自由地来回流动，从而使浮阀元件50在其与阀壳体21之间的运动变得平滑。

另一方面，在浮阀元件50的底壁54的中心处形成有孔55，该孔55延伸直到顶部51的附近。该孔使顶部51具有恒定的壁厚，以在注射模制时抑制缩痕的形成，从而提高顶部51的模制精度。还形成有环形凹槽56，其自底壁54延伸到浮阀元件50的中间高度。弹簧69安装在环形凹槽56内，从而其可被稳定地保持。

这里，如果浮阀元件50没有在液体(如燃料)中浸入至预定高度，则弹簧69被保持为其被浮阀元件50的质量压缩的状态，即浮阀元件50抵靠盖元件22的底壁40的状态。当浮阀元件50在液体(如燃料)中浸入至预定高度时，弹簧的偏压力调节为使其能够借助于浮力而向上推浮阀元件50。

而且，在浮阀元件50的肋52之间的沿直径相对的两个部分处，形成有边沿57，所述边沿57从底壁54的外圆周凸出，从而连接两个相邻的肋52。如图2所示，那些边沿57装配到肋36的间隔37内，阀壳体21的肋36a在该间隔37处被中途切断。而且，边沿57不能装配到其余的肋36之间的间隔内，从而它们防止了在装配时装配角度错误，且将浮阀元件50插入到阀壳体21内的角度调节到预定值。而且，通过使边沿57在那些间隔37内抵靠相邻的肋36，可以调整边沿57的转动运动，从而调节上下运动的浮阀元件50的回转运动。

这里在图1中，在浮阀元件50的上表面处的附图标记58表示在注射模制浮阀元件50时的浇口位置。

本发明的特点在于，这样设置浮阀元件50与阀壳体21的夹角(即，由装配到间隔37内的边沿57所确定的角度)，以使得通孔35的圆形基于阀壳体21的浇口位置38和浮阀元件50的浇口位置58的变形方向基本上与顶部51的圆形变形方向相同。这里，使用圆度测量计(roundness meter)通过半径方法来测量圆度。

图9A和9B绘出了注射模制的浮阀元件50的顶部51以及阀壳体21的连通孔35的圆度的测量结果，通过使用圆度测量计(已知的是由Mitsutoyo制造的商标名为“Round Test”的圆度测量计)来获得该测量结果。图9A是说明浮阀元件50的顶部51的圆度的图表，而图9B是说明阀壳体21的连通孔35的圆度的图表。图9A和9B中的字母G表示单个浇口位置。

这里，本发明装置中的圆形的变形方向指的是圆形的最大变化方向，例如相对于圆形的最凸出的方向，且在图9A的浮阀元件的情况下用箭头L表示，而在图9B的阀壳体的情况下用箭头M表示。而且，在本发明中，浮阀元件50与阀壳体21间的夹角这样设置，即，箭头L的方向和箭头G的方向间的角度在20度之内，优选在10度内，更优选地在5度内。

这里，由于浇口位置而引起圆形变形，因此由共用的模具模制的各个零件具有相似的趋势。

图6和7示出了浮阀设备10应用于机动车的燃料箱内的燃料截止阀的示例。在图6和7中，附图标记80表示燃料箱的上壁，且字母F表示燃料。固定配件70预先焊接到燃料箱上壁80上，且以上述方式通过该固定配件70将浮阀设备10安装在燃料箱上壁80的内表面上。有一个管线81连接到浮阀设备10的引出管31上，该管线81通向燃料箱的外部从而连接到未示出的油罐等上。

如图6所示，在浮阀设备10没有浸入到燃料F的液位的下面或者浮阀设备10尽管浸入到液位的下面，但相对于浮阀元件50没有超出预定的液位的状态中，弹簧69被浮阀元件50的质量压缩，使得浮阀元件50离开阀壳体21的上壁27，从而打开连通孔35。结果，燃料箱内的燃料蒸汽通过小室32和管线81从连通孔35流到未示出的油罐等。

如图7所示，由于供应了燃料F，或者由于通过机动车的运行而使燃料F摇动或倾斜，因此燃料F的液位上升。当浮阀元件50浸入燃料F至预定液位或更高时，浮力作用于该浮阀元件50上。因此，借助于该浮力和弹簧69的偏压力，该浮阀元件50浮起以抵靠阀壳体21的上壁27。结果，浮阀元件50的顶部51使连通孔35关闭从而阻断了燃料F向小室32内的流动，由此阻止了燃料流入管线81中。

在本发明中，浮阀元件50的边沿57装配在阀壳体21的肋36之间的较宽间隔37内，从而调节浮阀元件50相对于阀壳体21的角度。这样设置该角度，以使得连通孔35的圆形变形方向和顶部51的圆形变形方向在预定的角度范围内基本一致。因此，可以提高顶部51的外圆周和连通孔35的内圆周间的密封性能，从而可靠地防止燃料F的泄漏。

本实施例设有数量各为两个的较宽间隔37和浮阀元件50的边沿57，但是那些部分37和57的数量各自可为至少一个。或者，所述肋可以或者形成在阀壳体的内圆周上，或者形成在浮阀元件的外圆周上，且边沿可以形成在另一个圆周上。

制造了如图1到图9B所示的浮阀设备，并且使用圆度测量计(已知的是Mitsutoyo制造的商标名为“Round Test”的圆度测量计)通过上述方法来测量浮阀元件50的顶部51的圆度和阀壳体21的连通孔35的圆度。基于静密封性能对这些情况做了实验，其中，它们的变形方向相互精确一致，且以90度相交。

使用流量计(或流量试验仪)通过图10示出的方法来测量静密封性能。具体地，将浮阀设备10倒置并置于压力箱100中。在气密密封状态将连接到引出管31上的管线101从压力箱100的内部取出，并将流量计102连接到管线101上。压力计103和增压装置104连接到压力箱100上。在这种状态下，通过从增压装置104引入空气以增加压力箱100内的压力，并且通过使用流量计102测量浮阀设备10的空气泄漏来进行实验。对5个样本进行这些测量试验以确定它们平均值、最大值和最小值。在表1中以列表形式列出了实验结果。

[表1]

样本号	实例(1)的流率(cc/min)	实例(2)的流率(cc/min)
			1	10.5	3.9
2	8.0	2.7
			3	8.1	4.1
4	11.6	3.5
			5	13.9	4.0
平均值	10.4	3.6
			最大值	13.9	4.1
最小值	8.0	2.7

在表1中：

实例(1)的变形方向以90度相交；和

实例(2)的变形方向相互一致。

从表1的结果可以发现，其中在浮阀元件50的顶部51的圆形变形方向和阀壳体21的连通孔35的圆形变形方向一致的情况下的流率显著地低于那些变形方向以90度相交的情况下的流率，且因而具有显著改善的密封性能。

依照本发明，如前所述，这样设置浮阀元件相对于阀箱的允许的角度范围，以使阀箱的连通孔的内圆周相对于圆形的变形方向和浮阀元件的顶部的外圆周相对于圆形的变形方向基本一致，其中该内圆周的变形方向和外圆周的变形方向均是由注射模制时的浇口位置引起的，且提供了一个角度调节单元，该角度调节单元插设在阀箱和浮阀元件之间，用于防止在浮阀元件上下运动时，浮阀元件相对于阀箱的角度改变超出允许的角度范围。因此，浮阀元件的顶部以这一角度抵靠阀箱的连通孔的内圆周，以使相对于各个圆形的变化方向可以相互一致。因此，能够改善在闭合时密封表面间的接触，从而更可靠地防止液体泄漏。

Claims (3)

1、一种浮阀设备，包括：

阀箱；

浮阀元件，其设置成在阀箱内上下运动；和

角度调节单元，其中：

所述阀箱和所述浮阀元件由树脂注射模制而成；

所述阀箱包括：阀室，所述浮阀元件设置在该阀室内；分隔壁部分，其形成在所述阀室的上部；和连通孔，其形成在所述分隔壁部分内；

所述浮阀元件根据流入阀室内的液体的液位而上下运动，且所述浮阀元件包括顶部，该顶部用于在抵靠分隔壁部分时关闭所述连通孔；

所述阀箱的连通孔的内圆周相对于圆形在第一方向上变形，该变形由注射模制时的浇口位置所造成；

所述浮阀元件的顶部的外圆周相对于圆形在第二方向上变形，该变形由注射模制时的浇口位置所造成；

这样设置浮阀元件相对于阀箱的可允许角度范围，以使所述第一方向和第二方向基本一致；并且

所述角度调节单元插设在阀箱和浮阀元件之间，所述角度调节单元包括：多个竖直延伸的平行肋，这些肋形成在所述阀箱的内圆周和所述浮阀元件的外圆周的其中一个上；和边沿，其形成在所述阀箱的内圆周和所述浮阀元件的外圆周中的另外一个上，且适于装配在所述肋之间的间隔内；使得所述角度调节单元能够防止在浮阀元件上下运动时浮阀元件相对于阀箱的角度发生改变超出所述可允许的角度范围。

2、如权利要求1所述的浮阀设备，其特征在于：

在其中装配有所述边沿的所述肋之间的间隔的宽度大于其余的肋之间的间隔的宽度，从而所述边沿不能装配在其余的肋之间的间隔内。

3、如权利要求2所述的浮阀设备，其特征在于：

所述肋形成在所述阀箱的内圆周上；

所述边沿形成在所述浮阀元件的外圆周上；且

位于在所述阀箱的内圆周上的用于在其间装配所述边沿的所述肋之间的这些肋，形成在仅仅位于上部的局部范围内，从而不妨碍浮阀元件的上下运动。

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