CN100542845C - 包括机械致动隔离阀的燃料箱散发控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机械致动隔离阀(20)。这种阀(20)和关联的方法包括：与第一元件(24)流体连通的第一孔口(44)；与第二元件(22)流体连通的第二孔口(46)；与第三元件(38)流体连通的第三孔口(48)；布置在阀(20)中隔片(52)，该隔片用于响应跨越隔片(52)的压差而关闭常开内部通路，以闭塞第一孔口(44)和第二孔口(46)之间的流体连通；以及用于控制跨越隔片(52)的压差的流量敏感压力装置(65)。在关闭常开内部通路时，流体从第二元件(22)流动到第三元件(38)。在一个示例性实施例中，本发明的隔离阀(20)和方法适合于用在燃料箱散发控制系统中。

Description

包括机械致动隔离阀的燃料箱散发控制系统
技术领域
本发明涉及一种用于燃料箱散发(emission)控制系统等的隔离阀。
背景技术
燃料蒸汽散发控制系统正变得越来越复杂，其在很大程度上是为了满足对以汽油为动力的车辆特别是轻型客车和小汽车的制造商提出的环境和安全规定。随着整个系统的复杂，系统内单个构件的复杂性也在增加。
影响以汽油为动力的车辆工业的某些规定要求在发动机工作期间从燃料箱的排出系统散发的燃料蒸汽应该被存储。为了整个蒸汽散发控制系统继续用于预定目的，在车辆工作期间需要定期清除所存储的碳氢蒸汽。
在清除过程中，所有蒸汽通路都朝着储存碳氢蒸汽的罐打开。在操作中，压力或流量波动会基于这些通路对清除的影响而消极地影响发动机的效率、效果和废气散发。在清除相邻的罐时，由通向燃料箱的打开的蒸汽通路强加的这些影响中一些是不想要的，为了排除这些影响，已使用了燃料箱隔离阀。
已知一些(例如响应气动压力)机械地致动的阀。例如，见U.S.专利No.4,714,172。但目前在燃料箱散发控制系统中的趋势是趋向于包括电致动阀。U.S.专利No.6,668,807描述了一种使用燃料箱隔离阀的燃料蒸汽散发控制系统。该燃料箱隔离阀是电子致动的。据称电致动的阀已发展成能克服已知的与传统隔片(diaphragm)致动的阀相关的缺点。因此，目前的燃料箱散发控制系统大量地依靠电致动阀。例如，见U.S.专利No.6,553,975中对电致动阀的讨论。U.S.专利No.6,637,261讨论了在燃料箱散发控制系统中使用的其它电致动阀。
可结合很多种元件来形成可操作的燃料箱散发控制系统。在现有技术的图1中示出了一个传统的燃料箱散发控制系统。该燃料箱散发控制系统包括一个碳氢储存装置(也就是罐)1，该储存装置被连接用于通过无障碍的通路直接从燃料箱2接收碳氢燃料蒸汽，其中，罐1具有一大气清除阀3，该大气清除阀可以通过连接到电子控制单元(ECU)5的控制阀4打开或关闭。燃料箱2具有箱压传感器6，该传感器连接用于检测箱2中的内部压力，并基于该内部压力向ECU 5提供相关联的电输入。
罐1具有蒸汽输出管路7，该输出管路被连接用于为发动机下游的内燃提供碳氢蒸汽流。碳氢蒸汽通过蒸汽输出管路7从罐1流动到控制节流口8，控制节流口8的下游侧连接到发动机清除控制阀9的入口，控制阀9的出口连接到发动机的燃烧空气入口或进气歧管10。发动机清除控制阀9是由ECU 5控制的电致动阀。
电致动的常开阀11连接成控制节流口8的旁路，而且也由ECU 5控制。压差传感器12被连接用于检测跨越控制节流口8的压降，并且为ECU5提供相关联的电输入信号。
近来在对燃料箱散发控制系统的创新，包括将其中的阀从机械致动转变成电致动的创新中，通常都没有产生整个系统的优点。例如，当车辆中越来越多的元件都设计成电子控制时，车辆的整个成本也就提高了。此外，对使用执行单个功能的电子元件的大的依赖性是基于电子系统的正确功能。因此电子系统中的小干扰在车辆整个操作系统中具有普遍的影响。当这种干扰影响操作系统中的燃料箱隔离阀的开关时，这种影响甚至波及引起污染物不希望或者甚至不合法地释放到环境中，或者导致关联发动机的机械故障。因此需要改进的燃料箱隔离阀。
发明内容
不仅当使用在燃料箱散发控制系统中时，而且当使用在需要类似操作的阀的其它系统中时，本发明隔离阀呈现很多优点。因为本发明隔离阀有利地机械致动，所以它们不依赖于其中电子元件的可靠操作。
此外，本发明隔离阀的设计和构造显著地节省成本并减小重量，当该隔离阀用于许多应用中时这是有益的特性。在一个示例性实施例中，无论在更大组件中竖直定位或横向定位，本发明隔离阀都能提供基本相同的功能。因此当使用这种隔离阀时，整个设计自由度被扩大。
一般而言，本发明隔离阀包括与第一元件(例如燃料箱)流体连通的第一孔口；与第二元件(例如用于储存碳氢蒸汽的罐)流体连通的第二孔口；与第三元件(例如发动机清除控制阀)流体连通的第三孔口；布置在阀中的隔片，该隔片响应跨越隔片的压差而关闭常开内部通路以闭塞第一孔口和第二孔口之间的流体连通；以及用于控制跨越隔片的压差的流量敏感压力装置(例如头阀)。根据这种结构，在关闭常开的内部通路后，流体从第二元件流动到第三元件。在特定实施例中，无论从第二元件到第三元件的流体流动速度如何，跨越隔片的压差都保持基本上相同。在另一个特定实施例中，只要第一元件中的压力小于跨越隔片的压差，在关闭常开的内部通路后，就阻止第一元件和第三元件之间的流体流动。
这种隔离阀的隔片的运动量可以根据整个系统设计进行改变。但是，在一个示例性实施例中，在工作期间，隔片通过在第一方向纵向移动大约3/16英寸而关闭常开内部通路。
在一个实施例中，在关闭常开内部通路后，随着从第二元件到第三元件的流体流量的增加，跨越隔片的压差被控制在大约2至大约4英寸大气水压的较稳定的水平。例如，从第二元件到第三元件的流体流动能以上至大约100lpm的速度发生。
在另一个实施例中，本发明隔离阀还包括过压释放环和关联的过压释放弹簧。当内部通路打开或者关闭时，这些元件有利于过压从第一元件适当排出。在某些变型中，第一元件中的压力被保持在大约10英寸大气水压或更少的水平。根据示例性实施例，当关闭常开内部通路并且流体从第二元件流动到第三元件时，无论从第二元件到第三元件的流体流动速度如何，与第一元件关联的释放压力基本相同。
在一个示例性实施例中，本发明隔离阀适于用在燃料箱散发控制系统中，其中由隔离阀调节的流体流一般包括燃料。这种燃料箱散发控制系统有利地使用在例如以汽油为动力的车辆例如客车和轻型客车中。在这个实施例中，隔离阀流体地联接在燃料箱、罐和发动机清除控制阀之间。在工作期间，燃料箱隔离阀能清除燃料箱散发控制系统中的碳氢罐，同时隔离流体地联接到碳氢罐的燃料箱，而不依赖该系统中电子元件的可靠操作。利用这种方式，由于燃料蒸汽不会同时被从燃料箱中引出，所以罐中易燃碳氢蒸汽被以更快和更可控制的速度从罐中引出。
附图说明
图1是现有技术燃料蒸汽散发控制系统的图示性示意图；
图2是使用本发明燃料箱隔离阀的燃料蒸汽散发控制系统的图示示意图；
图3A是本发明燃料箱隔离阀的顶视图；
图3B是从平行于剖面线A-A的侧面看到的图3A的燃料箱隔离阀的侧视图；
图3C是从垂直于剖面线A-A的侧面看到的图3A的燃料箱隔离阀的侧视图；
图3D是图3A和3B的燃料箱隔离阀的局部剖开的侧视图；
图3E是处于关闭位置的图3A的燃料箱隔离阀沿剖面线A-A的局部剖开的侧部截面视图；
图3F是处于打开位置的图3A的燃料箱隔离阀沿剖面线A-A的局部剖开的侧部截面视图；
图3G是处于打开位置的图3A的燃料箱隔离阀沿剖面线B-B的局部剖开的侧部截面视图；
图3H是图3A的燃料箱隔离阀的分解组装图；以及
图4是本发明一个示例性实施例中的清除流与燃料箱隔离阀隔片压力的图形表示。
具体实施方式
本发明提供一种效率高且效果好的机械致动隔离阀。本发明隔离阀特别用于燃料箱散发控制系统。根据本发明一个示范性实施例，本发明隔片致动隔离阀可以在燃料箱散发控制系统(其中它们被称为“燃料箱隔离阀”)中用于清除发动机内的碳氢罐，同时隔离流体地联接到碳氢罐的燃料箱。
要注意的是，术语“流体地”、“流体”以及全文中类似的变体可以指气相、液相、或气相与液相的混合物。在许多实施例中，这些术语指挥发性液体燃料的气相(例如碳氢燃料蒸汽)。
根据本发明一个示范性实施例，将燃料箱与罐(并由此与关联的发动机)隔离可以对燃料箱散发控制系统中的罐进行效率高且效果好的清除。在清除期间使用这种隔离方式，由于不会同时从燃料箱中引出燃料蒸汽，所以可以以更快和更可控制的速率从罐中引出罐中的易燃碳氢蒸汽。此外，与本技术领域中已知的通常更加昂贵的电致动阀的使用相比，本发明不仅显著地节省费用，而且提供了一种依靠不取决于其中的电子元件的可靠操作的阀的系统。利用这种方式，本发明机械致动隔离阀可靠地操作，而不会有常常与电子干扰或故障相关联的负面效应。
参考图2，在本发明燃料箱散发控制系统的一个实施例中，本发明燃料箱隔离阀20流体地联接在罐22、燃料箱24和大气清除阀26之间。在罐22的清除和借助于发动机进气歧管真空装置28将罐中储存的碳氢蒸汽传送到发动机(未示出)以进行内燃期间，燃料箱隔离阀20起到打开和关闭罐22和燃料箱24之间的蒸汽通路的作用。其它传统的燃料箱散发控制系统元件，例如发动机控制单元(ECU)30、箱压传感器32、和被连接来通过控制节流口36将蒸汽流从罐22提供给发动机清除控制阀38的蒸汽输出管路34，也可以出现在整个系统中。这样的实施例被显示在图2中，其因此与现有技术图1中所示的燃料箱散发控制系统具有类似性。此外，在图2中所示的实施例中，常开阀40形成控制节流口36的旁路。常开阀40基于由压差传感器42的输出产生的电信号操作。压差传感器42被连接用于检测跨越控制节流口36的压降，并且为ECU 30提供关联的电输入信号。
在与将所存储的碳氢蒸汽输送到关联的内燃机的清除事件过程中，本发明的燃料箱隔离阀对与清除流相联系的压差敏感，并基于该压差操作。正如本领域技术人员已知的一样，一般基于几个传统元件的相互作用来控制清除流的特性和时机。在一个典型实施例中，清除流的特性和时机基于发动机性能以及罐22中易燃碳氢蒸汽的特性和数量来确定。任何适当的元件可以用于清除罐22。虽然本发明燃料箱隔离阀实际上是机械的，但是该系统中的其它元件可以具有任何适当特性——例如，电子的，机械的，等等。例如，这些元件可以包括电子致动(例如螺线管)阀，例如图2的发动机清除控制阀38。
在图2所示实施例中，在燃料箱散发控制系统中，螺旋管式发动机清除控制阀38与本发明燃料箱隔离阀一起工作。螺线管式发动机清除控制阀38促使实现已经从燃料箱24收集在罐22中的碳氢蒸汽的清除。然后，如此被清除的碳氢蒸汽被传送到可操作地联接的发动机(未示出)以进行内燃。
很多种类的螺旋管式阀都适合于这个目的。例如，一种适合的螺旋管发动机清除控制阀包括具有一入口和一出口的壳体。入口借助于通路与罐22上的清除口流体连通。出口借助于通路与发动机进气歧管真空装置28和发动机流体连通。
此外，在示例性螺旋管式发动机清除控制阀38中有一个可操作机构，该机构布置在壳体中以打开和关闭在入口和出口之间提供流体连通的内部通路。该机构包括一弹簧，所述弹簧将一阀元件偏压成常闭结构(也就是，以便闭塞入口和出口之间的内部通路)。当该操作机构(例如螺旋管)被来自ECU 30的发动机清除控制阀信号激励时，电枢对抗弹簧以打开内部通路，以便在入口和出口之间可以发生流动。
要注意的是，在本发明的整个系统和元件中，所提及的通路可以包括本领域技术人员已知的任意元件，只要它们实质上不妨碍该系统或元件的预期功能。例如，很多种类的压力传感器、阀和孔板都可以安置在这种通路中。
在一个示例性实施例中，有利的是，相对于在本发明燃料箱散发控制系统中的发动机清除控制阀入口和罐之间的阀的数量，在发动机清除控制阀入口和燃料箱之间的通路中只提供一个附加阀。这使总体设计变得简单，而且使安装和维护附加元件的需要最小化。
进一步参考图2，燃料箱隔离阀20借助于一系列阀口以串联形式连接在燃料箱24(一般从燃料箱的气态蒸汽拱顶或顶部空间部分)和罐22之间。虽然本发明隔离阀可以用在除燃料箱散发控制系统之外的很多系统中(也就是说，本发明隔离阀可以用在需要类似操作阀的任何地方)，但是为了便于理解，本发明隔离阀在一个示例性实施例中被描述成燃料箱隔离阀，并结合该燃料箱隔离阀在燃料箱散发控制系统中的使用进行描述。关于这点，在下面讨论的图3A-3H中将进一步参考图2的燃料箱散发控制系统中所示的元件。
关于这点，正如图3A-3C中具体显示的一样，本发明燃料箱隔离阀20包括第一孔口44，该第一孔口适合于连接从第一元件例如燃料箱24到燃料箱隔离阀20的通路。也包括第二孔口46，该第二孔口适合于连接从第二元件例如适用于储存碳氢蒸汽的罐22到燃料箱隔离阀20的通路。此外该隔离阀中还包括第三孔口48，该第三孔口适合于连接从第三元件例如发动机清除控制阀38到燃料箱隔离阀20的通路。
图3A-3C的燃料箱隔离阀20内部的进一步细节被显示在图3D-3H中。其中包括一个隔片52，该隔片适用于关闭常开内部通路，以响应于清除事件而闭塞第一孔口44和第二孔口46之间的流体连通，并还防止在下面描述的境况下第一孔口44和第三孔口48之间的流体流动。在从相关联的罐22清除碳氢蒸汽的开始和两次单独清除之间，隔片52协同隔片弹簧54进行定位，以便隔片52不会闭塞罐22和燃料箱24之间如图3D、3F和3G中所示的经由第一和第二孔口44和46并且通过各自的管道62和60的蒸汽通路56。在本发明一个示例性实施例中，隔片52被设计成在到达一选定的阈值压力差之前不会从这个常开位置移开(这个移动可能引起内部蒸汽通路的物理调节和可能的闭塞)。
具体参考图3D，在罐22开始清除时，由于清除流的原因，跨越隔片52的压力差增加。一旦这个压力差到达阈值压力差，隔片52移动以通过隔离阀中的座部63和密封件64的接触来流体隔离燃料箱24与罐22。因此，在罐22清除开始时产生的压力差快速增加，并且当到达阈值压力差时使隔片52本身重新定位，从而如图3E所示位于隔离阀中的罐22和燃料箱24之间的常开蒸汽通路56(图3D和3F-G中示出为打开)关闭。
隔片52以这种方式移动导致通向燃料箱24的第一孔口44关闭。一旦通向燃料箱24的第一孔口44以这种方式关闭，从罐22到发动机清除控制阀38的进一步增加的清除流引起跨越罐22和发动机清除控制阀26的更大的压降。由此能够对罐22进行效率高且效果好的清除。因为通向燃料箱24的第一孔口44预先被关闭，所以一旦隔片52由于密封件64移动靠置在座部63上而关闭时，燃料箱24不会受到腔室56中更大的压力差的影响。因此，罐22的清除不会导致碳氢蒸汽不必要地从燃料箱24中被引出。
为了有助于隔片52进行所需的移动，隔片弹簧54定位在隔片52上方从而延伸到通向燃料箱24的孔口44中。在一个示例性实施例中，隔片弹簧54是压缩弹簧。
如上所述，在清除事件开始时一旦到达阈值压力差，由于隔片52在第一纵向方向(例如，相对于在最终阀组件中的定位，朝隔片52的燃料箱24一侧向上)移动一般固定的量(的距离)到达“关闭”位置，隔离阀中罐22和燃料箱24之间的常开蒸汽通路56关闭。隔片52保持在那个位置，直到跨越隔片52的压力差落到阈值压力差水平以下(例如响应于发动机清除控制阀38而停止对罐22的进一步清除)，此时，通过在与第一方向相反的第二纵向方向(例如，相对于在最终阀组件中的定位，朝隔片52的罐22一侧向下)移动相同的一般固定的量(的距离)到达“打开”位置，隔片52回到其先前位置。对于通常总是四缸到V8发动机的轻型客车或轿车的发动机而言，前述的固定量(的距离)是大约3/16英寸。然而可以理解，这个固定量可以根据整个系统设计及其预期用途而变化。
在清除事件期间，对产生和控制跨越隔片52的压差有利的是流量敏感压力装置例如头阀65，它是本发明燃料箱隔离阀的优选子部件。一旦跨越隔片52的阈值压差水平增加，这种优选类型的流量敏感压力装置(也就是头阀65)通过相应地打开来减轻跨越隔片52的压差的进一步显著增加。
参考图3D，头阀65工作以在燃料箱隔离阀20中的隔片52相对侧的腔室66和68(也就是分别为罐22和燃料箱24)之间产生和控制的压差。一旦腔室66和68之间以及跨越隔片52达到阈值压差并且隔片52移动到关闭位置时，燃料箱24与罐22流体地隔离。引起隔片52向上移动的力是由隔片52相对侧压力产生的合力。在本发明示例性实施例中，当清除事件开始时，通过清除流引发的抵抗隔片52的向上压力的大小以及其增加速度受到头阀65的控制。
图4图示性地示出在这样一个实施例中腔室66中抵抗隔片52的向上压力与通过头阀65的清除流的大小的关系。随着初始清除流的增加，代表这种关系的线70基本是线性的，其中，压力以相对快和稳定的速度增加。在这个阶段，头阀65关闭。压力的快速增加允许隔片52向上移动，以在清除事件期间使燃料箱24与罐22流体地隔离。即使在低清除流速度下，这种向上的移动也是可能的。一旦到达阈值压差，头阀65打开，以释放抵抗隔片52的向上的压力。在到达阈值压差并且头阀65如比打开后，压力的进一步增加被最小化。利用这种方式，跨越隔片52保持接近阈值压差的压差。与这个压差相关的是抵抗隔片52的基本上稳定的向上力。在清除期间，保持该比较稳定的向上的力允许罐22的效率高且效果好的清除，并允许在下面会作进一步讨论的燃料箱24过压释放元件的高效操作。
图4所示阈值压力72根据其中使用隔离阀的整个系统而变化。此外，隔离阀一般设计成使得阈值压力72取决于阀的预期用途。在本发明一个尤其有用的实施例中——其中隔离阀包括适用于轻型客车和轿车的燃料箱隔离阀，在通常清除流速度为每分钟大约2升(lpm)的情况下，阈值压力72是大约2至大约4英寸的大气水。但是，燃料箱隔离阀应该在宽范围清除流速度(例如上至大约70lpm或者甚至上至大约100lpm)下有效工作，其中，不论燃料箱隔离阀经受多大清除流速度，在工作期间阈值压力72都保持基本上不变。
在一个示例性实施例中，如图3D至3H所示，头阀65包括一与节流口76一起工作的被弹簧加载的销74，该节流口例如以具有锥形或圆锥形的下端部分终止。在一个示例性实施例中，用于销74的弹簧78是压缩弹簧。当销74在节流口76下部中向上运动时，节流口76的有效直径就会因为节流口下表面的非平面形状而改变。根据所示的其中节流口76的锥形下表面侧部具有基本上不变的斜度的实施例，当销74向上移动通过节流口76下部时，节流口76的有效直径以基本线性的方式改变。在清除事件期间，销74以这种方式向上移动为进一步的清除流提供旁路。一旦获得阈值压差，以这种方式工作的头阀65就可以使抵抗隔片52所施加的附加向上的力最小化。正如在这种阀的技术领域里的普通技术人员所理解的一样，压力敏感流量装置例如头阀65及其子部件的尺寸会根据其经受的流动速度以及由其调节成的可接受或者想要的压差而变化。
根据本发明，当对燃料箱24进行隔离时，关闭的隔片52上端80上的密封件64牢固地邻接上部阀壳体82上的座部63，以形成密封连接体，其中，在本发明示例性实施例中，所述隔片52带有凸缘。任何适当的材料和设计都可以用来提供该密封连接体。例如，在一个实施例中，密封连接体是塑料-塑料密封件。在一个很适合与燃料相关应用的示例性实施例中，密封连接体包括橡胶密封件。根据全文说明的示例性实施例并尤其参考图3H，上部阀壳体82与盖子84或类似元件牢固地结合，以将全体元件封装成最终的组件。
如图2所示，为了在燃料箱24中保持所需压力，常常使用箱压传感器来探测超过预定燃料箱24压力的压力。虽然可以使用附加的箱压传感器，但是在本发明其它实施例中它们并不是必须的。在燃料箱24内需要的压力取决于燃料蒸汽散发控制系统的整个结构及其用途。在许多示例性实施例中，蒸汽拱顶压力被保持在大约10英寸大气水的水平或者更少。在本发明某些应用中，甚至需要保持这个蒸汽拱顶压力。
在补给燃料事件期间，蒸汽拱顶压力一般会显著地增加。因此，根据本发明另一个实施例，当检测到补给燃料事件(也就是基于燃料箱压力的相关联的快速增加)时，燃料箱24中的压力传感器用来将信号传送给可操作连接的ECU 30。这个信号促使ECU 30向燃料箱散发控制系统中的其它元件传送信号，以指示清除事件停止，从而来自于补给燃料事件的富碳氢蒸汽不会以不想要的速度流到发动机。
此外，由于温度起伏和燃料箱24内燃料的晃动，蒸汽拱顶压力也可以增加到不想要的水平。一般而言，由于这些因素导致的蒸汽拱顶压力的任何增加的速度都显著地小于与补给燃料事件相关联的速度。因此，在那些情况下，压力传感器一般不会发信号通知清除事件停止，而只有在补给燃料事件期间检测到蒸汽拱顶压力快速增加时才会这样。
如果需要燃料箱24压力降低(例如释放燃料箱24中增加的过压)，本发明示例性燃料箱隔离阀允许这种下降。有利的是，燃料箱24过压被减轻，同时基本上不会将碳氢蒸汽排到空气中。例如，如图3D至3H所示，通过在示例性燃料箱隔离阀中提供一过压释放弹簧86和相应的过压释放环88，可以效率高且效果好地释放燃料箱24中的过压(例如由于温度起伏和/晃动产生的过压)。
根据这个实施例，从燃料箱24到罐22以及从罐22到发动机清除控制阀38的内部流体通路通过由过压释放环88形成的密封件来实现常闭。当燃料箱24压力被保持在所需水平时，不管隔片52是否移动闭塞隔离阀中的常开的内部通路56，这个流体通路都关闭。但是，由过压释放环88形成的密封性是最低的。在一个示例性实施例中，当这个密封受到小于大约一英寸的大气水压的压差时，这个密封通常会被破坏。密封破坏和过压释放环88“打开”时的压差指在过压释放点的压差。
在两次清除事件之间，当例如需要将过压从燃料箱24中排出到罐22中时，并且当隔片以另外的方式定位以允许燃料箱24和罐22之间流体连通时，过压释放环88能向下移动(到“打开”位置)。也就是说，在两次清除之间，根据需要通过打开过压释放环88来在燃料箱24和罐22之间提供流体连通，以释放过多的燃料箱24压力。利用这种方式，在两次清除之间当超过需要的燃料箱压时，燃料箱24能将一般相当少量的过多的碳氢蒸汽排出到罐22。这种碳氢蒸汽然后被储存在罐22中，直到有清除事件引起储存的碳氢蒸汽通过发动机清除控制阀38传输到发动机10。
在清除事件期间，尽管隔片52常闭，但是在本发明这个实施例中，在清除事件期间，过压释放仍然有效地发生。在清除事件期间，由于燃料箱中积累的过压，燃料箱和清除腔室之间的压差增加，因此，施加在隔片52上的向下力克服抵抗隔片52的向上力。注意，在清除事件期间，如图4所示，一旦到达阈值压力72，跨越隔片52的压差随着清除流速度的增加仅稍微增加——其增加的量正好足以抵消抵抗隔片52的向下力的增加，该向下力由箱和清除腔室之间压差产生。因此，在清除事件期间，保持适合于燃料箱的基本上相同的打开压力(即释放压力)。在清除事件期间，无论清除流速度怎样，都保持基本上相同的释放压力。利用这种方式，在清除期间当超过所需燃料箱压力时，燃料箱24能将一般相当少量的过多的碳氢蒸汽排出到发动机清除控制阀38。当燃料箱24中需要更快速地释放过压(也就是，比单独将过多压力排出到发动机清除控制阀38所提供的速度更加快)时，过压释放环88打开，以同样允许将过多压力排出到罐22。这样的碳氢蒸汽通过发动机清除控制阀38从罐22传输到发动机10。
在本发明另一个实施例中，本发明燃料蒸汽散发控制系统还包括压力衰减泄漏检查装置。本发明燃料箱隔离阀能与传统压力衰减泄漏检查机构和燃料箱散发控制系统及更大组件中的许多其它所需元件一起有效工作。例如，在压力衰减泄漏检查期间，本发明燃料箱隔离阀能以适当速度补偿隔片相对侧的腔室之间的压力，以便不会使压力衰减泄漏检查试验失败。
本发明隔离阀由任何适当材料和元件制成。理想的是，材料选择成可以承受包括许多液体例如燃料、冷却剂、润滑剂(例如润滑油)和水的环境工作条件。在一个示例性实施例中，隔离阀由这样的材料和元件构造，以使该阀在燃料蒸汽散发控制系统中无论取向如何都能有效工作。在一个示例性实施例中，本发明隔离阀构造成使得无论其在更大组件中竖直定位或横向定位都能提供基本上相同的功能。例如，与使用重力相反，使用与其中的压力敏感流量装置可操作连接的弹簧是获得这种理想特性的一种方法。
有利的是，与基于电致动工作的阀相比较，本发明的燃料箱隔离阀有利于降低成本和重量。例如，成本和重量中的每个都能降低大于大约75％。这样，在相关联发动机工作期间，这种阀不仅为来自罐的碳氢蒸汽提供效率高且效果好的清除，而且它们提供物理上的改进，同时改善与工作有关的功能。
本领域技术人员显然可以对本发明进行各种修改和改变而不会脱离由所附权利要求书限定的本发明精神和范围。要注意的是，在下面的任何方法权利要求中描述的步骤不必以它们被描述的顺序执行。本领域普通技术人员可以认识到，在执行这些步骤时可以对它们所描述的顺序进行变化。

Claims (20)

1.一种机械致动的隔离阀(20)，包括：
与第一元件(24)流体连通的第一孔口(44)；
与第二元件(22)流体连通的第二孔口(46)；
与第三元件(38)流体连通的第三孔口(48)；
布置在隔离阀(20)中的隔片(52)，该隔片用于响应跨越隔片(52)的压差而关闭常开内部通路以闭塞第一孔口(44)和第二孔口(46)之间的流体连通、并允许流体从第二元件(22)流动到第三元件(38)；以及
用于控制跨越隔片(52)的压差的流量敏感压力装置(65)。
2.根据权利要求1所述的机械致动隔离阀(20)，其特征在于，流体包括燃料，隔离阀包括燃料箱隔离阀(20)。
3.根据权利要求1所述的机械致动隔离阀(20)，其特征在于，无论从第二元件(22)到第三元件(38)的流体流动速度如何，跨越隔片(52)的压差都保持基本上相同；以及
在常开内部通路关闭时，只要第一元件(24)中的压力小于跨越隔片(52)的压差，第一元件(24)和第三元件(38)之间的流体流动就被阻止。
4.根据权利要求1所述的机械致动隔离阀(20)，其特征在于，在关闭常开内部通路后，随着从第二元件(22)到第三元件(38)的流体流量的增加，跨越隔片(52)的压差被控制在大约2英寸至大约4英寸大气水压的较稳定的水平。
5.根据权利要求1所述的机械致动隔离阀(20)，其特征在于，在燃料箱散发控制系统中，所述第一元件(24)、第二元件(22)和第三元件(38)分别为燃料箱(24)、碳氢罐(22)和发动机清除控制阀(38)，利用隔离阀(20)能清除碳氢罐(22)，同时隔离流体地联接到隔离阀的燃料箱(24)，而不依赖于该燃料箱散发控制系统中电子元件的可靠操作。
6.根据权利要求1所述的机械致动隔离阀(20)，其特征在于，第一元件包括燃料箱(24)。
7.根据权利要求1所述的机械致动隔离阀(20)，其特征在于，第二元件包括用于储存碳氢蒸汽的罐(22)。
8.根据权利要求1所述的机械致动隔离阀(20)，其特征在于，第三元件包括发动机清除控制阀(38)。
9.根据权利要求1所述的机械致动隔离阀(20)，其特征在于，隔片(52)响应大约2英寸至大约4英寸大气水压的压差而关闭常开内部通路。
10.根据权利要求1所述的机械致动隔离阀(20)，其特征在于，该隔离阀还包括过压释放环(88)和关联的过压释放弹簧(86)。
11.根据权利要求10所述的机械致动隔离阀(20)，其特征在于，隔离阀工作，以将第一元件(24)中的压力保持为大约10英寸大气水压或更少。
12.根据权利要求10所述的机械致动隔离阀(20)，其特征在于，在关闭常开内部通路并且流体从第二元件(22)流动到第三元件(38)时，无论从第二元件(22)到第三元件(38)的流体流动速度如何，与第一元件(24)关联的释放压力基本上相同。
13.一种用在燃料箱散发控制系统中的隔离阀(20)，其中，该隔离阀(20)包括：
用于与燃料箱(24)流体连通的第一孔口(44)；
用于与罐(22)流体连通的第二孔口(46)，所述罐用于储存从燃料箱(24)接收的碳氢蒸汽；
用于与发动机清除控制阀(38)流体连通的第三孔口(48)，所述控制阀用于将从罐(22)清除的碳氢蒸汽传输到发动机(10)，以在其中内燃；
布置在隔离阀(20)中的隔片(52)，该隔片用于响应跨越隔片(52)的压差而关闭常开内部通路以闭塞第一孔口(44)和第二孔口(46)之间的流体连通、并允许碳氢蒸汽流从第二孔口(46)流动到第三孔口(48)；以及
用于控制跨越隔片(52)的压差的流量敏感压力装置(65)，
其中，无论从罐(22)到发动机清除控制阀(38)的清除流速度如何，跨越隔片(52)的压差都保持基本上相同，以及
其中，在常开内部通路关闭时，只要燃料箱(24)中的压力小于跨越隔片(52)的压差，燃料箱(24)和发动机清除控制阀(38)之间的流体流动就被阻止。
14.根据权利要求13所述的隔离阀(20)，其特征在于，在关闭常开内部通路后，随着从罐(22)到发动机清除控制阀(38)的流体流量的增加，跨越隔片(52)的压差被控制在大约2英寸至大约4英寸大气水压的较稳定的水平。
15.根据权利要求13所述的隔离阀(20)，其特征在于，利用隔离阀(20)能从罐(22)清除碳氢蒸汽同时隔离燃料箱(24)，而不依赖于该燃料箱散发控制系统中电子元件的可靠操作。
16.根据权利要求13所述的隔离阀(20)，其特征在于，隔片(52)响应大约2英寸至大约4英寸大气水压的压差而关闭常开内部通路。
17.根据权利要求13所述的隔离阀(20)，其特征在于，该隔离阀还包括过压释放环(88)和关联的过压释放弹簧(86)。
18.根据权利要求17所述的隔离阀(20)，其特征在于，在清除事件期间，无论从罐(22)到发动机清除控制阀(38)的清除流的速度如何，与燃料箱(24)关联的释放压力基本上相同。
19.一种燃料箱散发控制系统，包括流体地联接在该系统中的燃料箱(24)、罐(22)和发动机清除控制阀(38)之间的权利要求13所述的隔离阀(20)。
20.一种以汽油为动力的车辆，包括权利要求19所述的燃料箱散发控制系统。
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