CN101427059B - 燃料通气阀及其改进 - Google Patents

Abstract

一种燃料阀，该燃料阀包括主阀和压敏的辅助阀，二者可轴向移动地容纳在公共外壳内，该公共外壳形成有流体入口和流体出口以及在所述主阀和所述辅助阀之间延伸的分隔部。所述分隔部包括在该分隔部的底面处的主端口与该分隔部的顶面处的辅助端口之间延伸的流路。所述主端口可被所述主阀的密封件密封，所述辅助端口可被所述辅助阀的密封件密封。

Description

燃料通气阀及其改进

技术领域

本发明大体上涉及翻转通气阀的改进，更具体地说，本发明涉及具有用作压力释放阀/欠压释放阀以及止回阀的两用阀的翻转通气阀。

背景技术

在车辆的燃料系统中，通常设置与燃料泵模块关联的燃料箱，燃料泵模块由燃料输送线路连接至发动机的燃料轨和喷射器，且设置多个阀装置来调节燃料和蒸汽流。

此类阀中的一种为翻转通气阀，其设计成一方面允许来自车辆燃料箱的燃料蒸汽排放至大气或者排放至碳罐之类的蒸汽回收系统，另一方面确保阀在某些条件下关闭。在由于过填充燃料箱而使燃料进入阀中时，或者更重要的是在由于燃料箱的位置突然改变(例如当车辆和燃料箱翻转时)燃料可能通过不然会打开的阀从燃料箱溢出时，会出现这些条件。

重要的是确保在燃料水平面下降时或者车辆及其燃料箱返回它们的正常位置时主动打开阀。因此，排放口越大，阀上作用的压差越大，结果施加在阀上的有效关闭力越大。

这样的翻转通气阀是众所周知的，其中美国专利序列号5,738,132中所述的其实施例公开了一种翻转通气阀，该翻转通气阀包括具有流体入口和流体出口的外壳，流体出口包括外壳的由阀座界定的大致细长的缝隙状出口孔。而且，还设置有：位于外壳中的浮动件，该浮动件可在入口和出口之间在外壳内轴向移动；细长柔性封闭膜条带，其一端锚固至浮动件的与出口相邻的一端，其一部分相对于出口偏移；弹簧偏压装置，其位于外壳内并支撑在浮动件上，从而沿出口方向弹性偏压该浮动件；从而，弹性偏压与作用在浮动件上的浮力共同倾向于将膜条带压成与出口孔密封接合，同时作用在浮动件上的重力倾向于使浮动件远离出口移动，从而使条带逐渐与出口脱离密封接合。

而且，在具有热环境的场所，在操作阶段之后停止行驶时，燃料箱系统中的燃料膨胀。当燃料在连接燃料箱和内燃机的供应线路中膨胀时很成问题，这会引起燃料供应线路中的压力增大，这有可能引起燃料泄漏或者发动机失灵。另一方面，在低环境温度下及燃料消耗情况下，燃料箱内的压力下降，这有可能引起燃料箱的变形或破裂。

因此，要求燃料系统适于以相对较高的流速沿从燃料箱到发动机的方向供应燃料，同时允许燃料箱通气以防止燃料箱中出现真空。

为此，有人建议在燃料阀和燃料处理装置(碳罐)或燃料系统的其他部件之间的线路中安装各种类型的止回阀。

本发明的目的是提供一种改进的翻转通气阀，其将翻转通气阀与双止回阀相结合，提供了节约空间以及制造和安装成本、人力等方面的优点。

发明内容

根据本发明，提供了一种适于装配在车辆的燃料系统中的燃料阀，该燃料阀适于在以下所述的不同条件下操作。该阀为一阀和用作压力保持件(“压力保持阀”)的双止回阀的结合，从而节约空间并节约制造、组装和安装成本。

根据本发明，提供了一种燃料阀，该燃料阀包括主阀和压敏的辅助阀，二者可轴向移动地容纳在公共外壳内，该公共外壳形成有流体入口和流体出口以及在所述主阀和所述辅助阀之间延伸的分隔部；所述分隔部包括在该分隔部的底面处的主端口与该分隔部的顶面处的辅助端口之间延伸的流路；所述主端口可被所述主阀的密封件密封，所述辅助端口可被所述辅助阀的可变形密封件密封，其中，所述辅助阀包括活塞件，该活塞件能够在所述外壳内轴向移动并包括作为止回阀的放泄阀，该放泄阀利于流体仅沿从所述流体出口朝所述辅助端口的方向流动，并可被所述辅助阀的可变形密封件密封；并且其中所述活塞在正常情况下被偏压成与所述辅助端口密封接合，并可移动以利于流体沿从所述辅助端口朝所述流体出口的方向流动；其中所述放泄阀包括形成在所述活塞件中的一个以上的孔，并具有所述可变形密封件，所述可变形密封件适于在沿着从所述辅助端口朝所述出口的方向发生流动的情况下与所述一个以上的孔密封接合；并且其中所述可变形密封件变形以打开所述一个以上的孔，从而利于流体沿着从所述流体出口朝所述辅助端口的方向流动。

根据本发明的具体设计，所述主阀为翻转阀，并且所述主端口为由主阀座界定的大致细长的缝隙状孔；一浮动件可在所述外壳内在所述流体入口和所述主端口之间轴向移动；其中所述主阀的密封件呈细长的柔性封闭膜条带的形式，其一端锚固至所述浮动件的与主端口相邻的一端，其一部分相对于所述主端口偏移；而且设置有位于所述外壳内的弹簧偏压件，该弹簧偏压件支承在所述浮动件上，从而沿所述主端口的方向弹性偏压该浮动件。

根据本发明的阀根据燃料箱内的燃料水平面作用，并且还响应于燃料箱内存在的变化压力状态而作用。在车辆翻转的情况下，或者在陡峭的斜坡时，或者在燃料进入阀外壳时(例如，由于突然加速/减速或者燃料水平面高)，主阀的浮动件移动成与主端口密封接合。

所述阀的其他功能状态对压差的响应如下：

当P_箱＜P_大气时，辅助端口和主端口打开以使燃料箱通风，即允许流体从阀的流体出口朝阀的流体入口流动；

当P_大气＜P_箱＜(P_大气+P_弹簧)时，辅助端口和放泄阀保持密封，从而保持燃料箱内的预定压力(“压力保持状态”)；以及

当P_箱＞(P_大气+P_弹簧)时，主端口和辅助端口打开以从燃料箱排出燃料蒸汽压力，即允许流体从燃料箱朝阀的流体出口流动。

其中：

P_箱表示燃料箱中的燃料蒸汽压力；

P_大气表示大气压力；以及

P_弹簧表示由施加在活塞上以使其与辅助端口密封接合的偏压作用施加的有效压力。

在所谓的压力保持状态的典型压力等级例如在约3Kpa＜P_箱＜4Kpa的范围内。

通过另一具体设计，所述可变形密封件活动连接至所述活塞件的底面，还用于与所述辅助端口密封接合。

所述活塞件包括从其底面突出并适于保持所述可变形密封件的柱栓；只要所述活塞件处于其正常偏压位置，所述柱栓就伸到所述辅助端口中，从而密封接合所述辅助端口。

而且，通过再一具体设计，所述可变形密封件的外周部被夹紧在所述辅助端口的外周密封座和所述活塞件的底面之间；并且其中所述可变形密封件的中央部可变形，以密封/打开所述一个以上的孔。

附图说明

为了理解本发明并清楚其如何在实践中实施，以下参照附图仅以非限制性实施例的方式描述实施方式，在附图中：

图1是根据本发明的阀的立体图；

图2是根据本发明的翻转阀在所谓的打开/排放状态的纵剖视图；

图3是图1的阀的分解立体图；

图4是图1的翻转阀处于完全关闭状态的纵剖面；

图5是图1的翻转阀在主阀打开而辅助阀密封的情况下的纵剖视图；以及

图6是图1的翻转阀处于排气状态的纵剖视图。

具体实施方式

在图中，示出了根据本发明的阀，其整体标以附图标记10，包括从凸缘14悬垂的筒形外壳12，凸缘14适于密封在燃料箱(未示出)的顶面上的附件，使得外壳12延伸进燃料箱的空间中。从凸缘14的上部延伸有流体出口18，其可连接至碳罐等之类的蒸汽回收系统(未示出)。

在图2、图4至图6中的剖视图以及图3中的外部视图中还可看出，筒形外壳12包括由分隔壁26彼此隔开的底部20和上部22(在图5中最佳可见)，分隔壁26形成有在底部空间30和顶部空间32之间延伸的流路28，这将在以下描述。外壳12卡合装配到凸缘14中，并被密封O形环34密封保持。流路28在其在底部空间30内延伸的底端形成有主端口38，该主端口38为由主阀座40界定的大致细长的缝隙状孔。

浮动件42可在底部空间30内轴向移动，并且由于轴向延伸肋(未示出)而不能在外壳内转动，这些轴向延伸肋形成在外壳中并滑动地接收在浮动件中形成的对应凹槽中。细长的柔性封闭膜条带44在其一端46处锚固到浮动件42的上端，且相对于其纵向轴线偏移。

浮动件42被螺旋弹簧48沿向上方向弹性偏压，螺旋弹簧48在其底端50处支靠外壳的基部52，在其上端54处支靠浮动件的壁部。基部52形成有若干孔56，这些孔构成阀10的流体入口。

注意到细长的柔性封闭膜条带44支承在支撑表面45上，支撑表面45相对于阀的纵向轴线倾斜，与主阀座40的细长的缝隙状孔的倾斜对应。

流路28的顶端延伸到限定辅助阀的辅助端口的顶部空间32中，所述辅助端口由周向突起58限定。

顶部空间32容纳辅助阀，该辅助阀包括可在顶部空间32内轴向移动的活塞件60，并包括环状肩部62，在环状肩部62的下部形成有多个孔64和一个柱栓66，该柱栓适于保持可变形的密封件68，该密封件形成有同轴孔70，该孔的尺寸定为安装在所述柱栓66上，使得可变形的密封件68可在柱栓66周围滑动地移动，但是由于形成在柱栓66上的横向突起72而防止脱离柱栓66。

活塞件60在正常情况下被螺旋弹簧76沿向下方向偏压，螺旋弹簧76的一端支靠环形肩部62，另一端支靠将辅助阀部件一起封装在外壳的顶部空间32内的上基部78。

底部中的浮动件42可在打开位置(图5)和完全关闭位置(图4)之间移动，在打开位置，主端口38完全打开，在完全关闭位置，主端口38由于细长的柔性封闭膜条带44密封地支靠细长的缝隙状孔40而被密封。应理解，主端口38的打开遵循例如从美国专利序列号5,738,132中得知的所谓的剥离效应，通过参考将该专利结合于此。例如在车辆翻转时，在车辆明显加速或减速时，或者在燃料箱的燃料水平面升高时，主阀会移动到其密封位置(图4)。

辅助阀是形成有呈孔64形式的放泄阀的两级止回阀，其中该止回阀利于流体仅沿从流体出口18朝辅助端口的方向流动，即允许进入燃料箱(图2)但防止流体沿反方向流动。

该结构使得可变形密封件68的外周部适于密封接合在构成辅助端口的密封座的环状突起58上。活塞件60在正常情况下被螺旋弹簧76偏压至其向下密封位置(图4和图5)，螺旋弹簧76与大气压力一起倾向于使活塞60沿向下方向移动，从而将可变形密封件68的外周部夹紧成与辅助端口密封接合。

应注意，活塞60呈中空体形式，具有在放泄阀的孔64与外壳的顶部空间之间连通的空间80。

在图4的位置，就活塞60向下移动从而密封辅助端口58而言，辅助阀视为关闭。然而，在图2中的状态中，由于可变形密封件68的构造，放泄阀打开，从而产生了通过孔64的开放流体流，便于流体沿以下方向流动，即：从出口18经过外壳的顶部空间32进入活塞60的空间80，并通过孔64流出，进入流路28，并向下流到外壳的底部空间30而进入燃料箱(未示出)。

然而，在图5的状态中，辅助端口被密封，并且类似地，放泄阀被密封在所谓的压力保持状态，其中燃料箱中的压力不超过大气压力和螺旋弹簧76的偏压作用。

所述阀是压敏的，并以使用下列术语的以下三种不同状态操作：

P_箱表示燃料箱中的燃料蒸汽压力；

P_大气表示大气压力；以及

P_弹簧表示由辅助阀的弹簧件的偏压作用施加的有效压力。

当P_箱＜P_大气时，辅助端口和主端口打开以使燃料箱通风，即允许流体从阀的流体出口朝阀的流体入口流动(图2)；

该状态发生在燃料箱内的压力下降到大气压力以下时，并且辅助阀的放泄阀利于空气进入燃料箱中从而防止在燃料箱中产生会对其造成损害的欠压。

当P_大气＜P_箱＜(P_大气+P_弹簧)时，辅助端口和放泄阀保持密封，从而保持燃料箱内的预定压力(“压力保持状态”)(图4)；

该状态基本类似于先前状态，但是通过螺旋弹簧76的偏压作用施加力而确保辅助端口的紧密密封。

当P_箱＞(P_大气+P_弹簧)时，辅助端口和主端口打开以使燃料箱通风，即允许流体从阀的流体入口朝阀的流体出口流动(图6)；

燃料箱内的压力超过大气压力和由弹簧68施加的力时出现该状态，从而利于流体从燃料箱流出，但是速度加快。

尽管已示出并描述了实施方式，但是应理解不旨在因此限制本公开，而是旨在覆盖落于如所附权利要求中限定的本发明的精神和范围内的已做必要修正的所有实施方式、变型和结构。

Claims (6)

1.一种燃料阀，该燃料阀包括主阀和压敏的辅助阀，二者可轴向移动地容纳在公共外壳内，该公共外壳形成有流体入口和流体出口以及在所述主阀和所述辅助阀之间延伸的分隔部；所述分隔部包括在该分隔部的底面处的主端口与该分隔部的顶面处的辅助端口之间延伸的流路；所述主端口可被所述主阀的密封件密封，所述辅助端口可被所述辅助阀的可变形密封件密封，其中，所述辅助阀包括活塞件，该活塞件能够在所述外壳内轴向移动并包括作为止回阀的放泄阀，该放泄阀利于流体仅沿从所述流体出口朝所述辅助端口的方向流动，并可被所述辅助阀的可变形密封件密封；并且其中所述活塞在正常情况下被偏压成与所述辅助端口密封接合，并可移动以利于流体沿从所述辅助端口朝所述流体出口的方向流动；其中所述放泄阀包括形成在所述活塞件中的一个以上的孔，并具有所述可变形密封件，所述可变形密封件适于在沿着从所述辅助端口朝所述流体出口的方向发生流动的情况下与所述一个以上的孔密封接合；并且其中所述可变形密封件变形以打开所述一个以上的孔，从而利于流体沿着从所述流体出口朝所述辅助端口的方向流动。

2.根据权利要求1所述的燃料阀，其中所述主阀为翻转阀，并且所述主端口为由主阀座界定的大致细长的缝隙状孔；一浮动件可在所述外壳内在所述流体入口和所述主端口之间轴向移动；其中所述主阀的密封件呈细长的柔性封闭膜条带的形式，其一端锚固至所述浮动件的与主端口相邻的一端，其一部分相对于所述主端口偏移；而且设置有位于所述外壳内的弹簧偏压件，该弹簧偏压件支承在所述浮动件上，从而沿所述主端口的方向弹性偏压该浮动件。

3.根据权利要求1所述的燃料阀，其中所述可变形密封件活动连接至所述活塞件的底面，并且还用于与所述辅助端口密封接合。

4.根据权利要求1所述的燃料阀，其中所述活塞件包括从其底面突出并适于保持所述可变形密封件的柱栓；只要所述活塞件处于其正常偏压位置，所述柱栓就伸到所述辅助端口中，从而密封接合所述辅助端口。

5.根据权利要求4所述的燃料阀，其中所述可变形密封件的外周部被夹紧在所述辅助端口的外周密封座和所述活塞件的底面之间；并且其中所述可变形密封件的中央部可变形，以密封/打开所述一个以上的孔。

6.一种装配有根据权利要求1所述的燃料阀的燃料箱。

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