CN101589256B - 排气阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种排气阀(10)，该排气阀(10)包括：包含排气窗口(22)的外部套管(20)；设置在所述外部套管(20)中的壳体(24)，所述壳体(24)包含排气槽(26)；设置在所述排气槽(26)前面的隔板(30)。本发明的实施例可包括设置在所述外部套管(20)中的浮子(34)，设置在所述外部套管(20)中的活门(36)，端盖(40)，和/或排气孔(32)。在一个实施例中，排气窗口(22)和排气槽(26)可彼此相对，并且例如定位成分隔大约180°。

Description

排气阀
相关申请
本申请要求2006年12月22日提交的编号为60/871,594的美国临时专利申请的权益，该申请的全文通过引用而被结合于此。
技术领域
本发明总体涉及一种翻车排气阀，包括能够防止在动态条件期间液体携带(携液，liquid carry-over)的翻车排气阀。
背景技术
燃料液位响应排气阀通常用于汽车燃料箱中。排气阀可位于燃料箱中，以便在燃料处于一定液位之下时保持打开，并且当燃料到达该阀时闭合。这些阀的两种常规用途是响应异常燃料液位或者不寻常的车辆角度以闭合从燃料箱的蒸气出口的“翻车”阀，以及定位成当燃料箱在补给燃料期间达到“满”液位时闭合的燃料切断阀或“加注控制”阀。
为了在车辆翻车的情况下防止燃料从燃料箱中的蒸气排放管路溢出，汽车燃料箱通常配备有这样的阀：当车辆从正常竖直位置倾侧超过阈值量时，所述阀闭合蒸气出口。这种翻车/排气阀通常使用浮子，在正常操作期间或者在翻车的情况下，当燃料的液位升高到预定液位之上时该浮子闭合所述阀，以便防止液体燃料从蒸气出口溅出。一般来说，所述阀可位于最高部分处或者最深燃料液位的位置处，以便在直至最大燃料液位的所有燃料液位处实现蒸气排放。
翻车排气阀可将燃料蒸气从车辆燃料箱排出到大气中或蒸气回收系统例如炭罐中。这种阀通常在燃料箱中的燃料低于阀的液位时从燃料箱内部向炭罐排气，并且当在翻车情况下燃料涌动时被浮子闭合。响应于液体燃料液位的涌动而闭合所述阀可防止液体燃料溢流到炭罐中。如果被用作加注控制排气阀而不是翻车排气阀，则闭合是响应于满的燃料液位而不是涌动，并且导致燃料箱和加注管中的压头，以操作燃料加注管嘴中内置的自动切断装置。
翻车排气阀一般用于将蒸气与液体区分开。所述阀可在蒸气存在的情况下提供蒸气流动，而在液体存在的情况下防止液体流动，并且可以在各种条件下进行这样的操作。常规的翻车排气阀可在静态条件下以不同的有效程度执行此功能。在静态条件下，常规的翻车排气阀可使用浮子和弹簧机构，在液体浮力存在的情况下该机构被偏压以闭合。浮子可设计成比弹簧力重，从而当液体不存在的情况下，浮子可移动至打开位置。
仍需要一种能够在动态条件期间防止液体携带的排气阀。
发明内容
一种排气阀，包括：包含排气窗口的外部套管；设置在该外部套管中的壳体，该壳体包含排气槽(例如，内部排气槽)；设置在该排气槽前面的隔板。本发明的实施例可包括设置在外部套管中的浮子，设置在该外部套管中的活门(flapper)，端盖，和/或排气孔。在一个实施例中，排气窗口和排气槽可彼此相对，并且例如可被定位成分隔大致180°。
从下文对作为非限制性示例的本发明的实施例和特征的详细描述，本领域技术人员可以清楚看到本发明的各种特征。
附图说明
现在将参照附图作为示例描述本发明的实施例，在附图中：
图1是使用根据本发明一个实施例的阀的车辆燃料系统的示意图。
图2是根据本发明一个实施例的阀的剖视图。
图3是根据本发明一个实施例的阀的侧视图。
图4是根据本发明一个实施例的阀的底部透视图。
图5是一个阀的剖视图，示出可用于根据本发明的实施例的阀的总体内部阀机构，其包含活门、浮子和浮子弹簧。
图6是根据本发明一个实施例的阀的底部透视图，其中包含端盖构造。
具体实施方式
现在将详细描述本发明的实施例，本发明的实施例的示例在附图中示出。尽管将结合实施例描述本发明，但是应理解，并不是将本发明局限于这些实施例。相反，本发明应涵盖在所附权利要求体现或限定的本发明的精神和范围内的替换、修改和等同设计。
现在参照图1，其中示出车辆燃料系统的示意图，翻车排气阀10通常可安装在车辆燃料系统的燃料箱12中。车辆燃料系统可包括汲取管(diptube)11、再循环管路13、加注杯15和加燃料管嘴17。车辆燃料系统可包括用于将燃料引入燃料箱12的加注管14，和蒸气炭罐16，燃料蒸气从燃料箱12通过阀10经由排气管路18排出至该蒸气炭罐16。当燃料箱12中的燃料液位低于阀10时，阀10可打开，并且可向炭罐16提供燃料蒸气的大量排气。当液体燃料由于燃料晃动或涌动而到达阀10时，或者当存在翻车情况时，阀10可通过闭合作为响应，从而切断向蒸气炭罐16的流动，和防止炭罐16饱和。
如图2和3大致示出的，阀10可包括中空的外部套管20，该套管20在希望的情况下可以是圆柱形的或者总体圆柱形的。外部套管20可例如由抗燃料腐蚀塑料模制而成，并且在希望的情况下可被安装在燃料箱12的壁中。
在一个实施例中，外部套管20可包括排气窗口22。如下文更详细描述的，排气窗口22可构造成允许在阀打开的条件下进行蒸气排放，以及允许液体燃料进入外部套管20内部并且使浮子升高至闭合位置。对于一些实施例，排气窗口22可大致为正方形或者长方形；但是，对于其他实施例，排气窗口22可以为圆形或大致圆形。至少与外部套管20相比，排气窗口22在尺寸上可以总体较小。仅作为示例，在一个实施例中，排气窗口22的宽度和高度为大约6mm和大约6mm。仅作为示例并且不作为限制，在另一个实施例中，排气窗口22的宽度可以为大约6mm，高度为大约8mm。在另一个实施例中，排气窗口22大致为圆形，并且直径为大约6mm。在一些实施例中，排气窗口22的面积可在大约25mm2至大约50mm2的范围内。在其他实施例中，排气窗口22的面积可更小或更大。排气窗口22可设置在阀10的上部(例如，朝向顶部的上半部分)。现在参照图3，其中示出用于改进携带的排气窗口22的位置和相对较小的尺寸。
再次参照图2，阀10还可包括壳体24。壳体24可以是圆柱形或者大致圆柱形。壳体24可包括排气槽26(例如，内部排气槽)。排气槽26可设置在阀10的上部(例如，朝向顶部的上半部分)。进入排气槽26的蒸气和液体可在上升至如下文概略描述的排气孔32之前，首先沿阀10向下行进。
在例如图2中大致示出的一个实施例中，外部套管20的排气窗口22和壳体24的排气槽26可大致彼此相对(即，它们可定位成相互成大约180°)。这样，排气窗口22和排气槽26的位置可构造成帮助分离液体和蒸气。参照图4，其中示出根据本发明一个实施例的排气窗口22和排气槽26的位置。图4还示出可包含在外部套管20中的外部套管排出口(drain)28。
再次参照图2，阀10还可包括内部隔板30。内部隔板30可位于内部排气槽26前面，并且可减少携带(即，如下文概略描述的，防止液体到达排气孔32)。在一个示例性实施例中，内部隔板30可具体地定位在排气槽26前面。阀10还可包括排气孔32。在一个实施例中，如下文概略描述的，排气孔32可被浮子的活门密封，该浮子可在阀10中升高。
在一个实施例中，阀10的外部套管22可容纳内部阀机构。例如在图5中大致示出的，内部阀机构可包括燃料响应浮子34。浮子34可定位在阀10的浮子室中，以响应于燃料箱12中的燃料的液位而上下移动。浮子排出体积(float displaced volume)可被最大化，而浮子重量可被最小化。浮子34可构造成并且尺寸形成为：能够在浮子室中自由滑动。因此，在一个实施例中，浮子体积可如同包装阀所允许的那样大。例如且不作为限制，如果排出体积中包含被截留的气泡，则浮子排出体积可大约为6.8cm3或者大约8.9cm3。在其他实施例中，浮子排出体积可更小或更大。在一些实施例中，浮子排出体积可大于6.0cm3。但是，浮子体积不应大到影响阀10的功能。此外，浮子重量可被最小化以便尽可能接近零。例如且不作为限制，浮子重量可为大约9.3克。在其他实施例中，浮子重量可更低或更高。在一些实施例中，浮子重量可小于10.0克。在一个实施例中，在动态条件下，排气阀可允许相关浮子在存在液体的情况下比液体能够到达排气孔更快地闭合，并且允许在再次打开之前从排气孔附近除去液体，这可用于防止残余液体甩入空气流中并且被携带出阀。
在一个实施例中，可包含具有杠杆作用的(leveraged)活门36(即，偏离浮子34的盘或操作件[handle])，该活门36可使得浮子重量能够最小，这继而可使浮子34能够在存在浮力的情况下更快速地反应以闭合阀10。活门36可位于浮子34的上部部分或端部。当浮子34在阀10中升高时，活门36可密封排气孔32，并且可被浮子34操作以打开和关闭排气孔32，以实现从燃料箱12到炭罐16的选择性的燃料蒸气排放。
内部阀机构还可包括浮子弹簧38。浮子弹簧38可设置成用于移动浮子34，以便浮子34可具有一定范围的基于弹簧的运动。
长的浮子行程(即，浮子34从完全打开位置移动到完全闭合位置的距离)可使浮子34能够在重新打开流动期间进一步远离排气孔32。此较长的浮子行程可防止在浮子34顶部上的残余液体进入流动的(气)流。在一个实施例中，浮子行程可大于大约3mm。在另一个实施例中，浮子行程可为大约6mm。
参照图6，阀10还可包括端盖40。端盖40可构造成起到管嘴或排出口的功能或者用作管嘴或排出口。在一个实施例中，端盖40可包括圆锥形端盖或者圆柱漏斗状端盖。端盖40可使波动的液体聚集成流，以冲击浮子34实现闭合。端盖40实现的液体聚集可改进浮子34的响应时间。
为了举例说明和描述的目的，上文已经给出了对本发明的具体实施例的说明。这些说明并不是穷尽的或者将本发明局限于公开的确定形式，根据上文的教导可存在多种修改和变型。选择和说明这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使得本领域其他技术人员能够利用本发明以及适合于设想的特定应用的具有各种修改的各种实施例。本发明的范围由权利要求及其等同方案限定。

Claims (18)

1.一种具有上端和下端的排气阀(10)，所述排气阀包括：
包含设置在所述排气阀(10)的第一半中的排气窗口(22)的外部套管(20)，所述排气阀(10)的所述第一半位于所述排气阀(10)的所述上端附近；
设置在所述外部套管(20)中的壳体(24)，所述壳体(24)包含设置在所述排气阀(10)的所述第一半中的排气槽(26)；以及
设置在所述排气槽(26)前面的隔板(30)，所述隔板从所述排气阀(10)的所述上端朝向所述排气阀(10)的所述下端延伸，
其中，所述排气窗口(22)比所述排气槽(26)更靠近所述排气阀(10)的所述下端。
2.根据权利要求1的排气阀(10)，其特征在于，所述隔板(30)仅设置在所述排气槽(26)前面。
3.根据权利要求1的排气阀(10)，其特征在于，所述排气窗口(22)和所述排气槽(26)定位成分隔大约180°。
4.根据权利要求1的排气阀(10)，其特征在于，所述排气窗口(22)总体为正方形或长方形或圆形。
5.根据权利要求1的排气阀(10)，其特征在于，所述排气窗口(22)的面积为25mm2至50mm2。
6.根据权利要求1的排气阀(10)，其特征在于，所述排气窗口的宽度或直径为大约6mm。
7.根据权利要求1的排气阀(10)，其特征在于，所述排气窗口(22)的长度为大约8mm。
8.根据权利要求1的排气阀(10)，其特征在于，还包括设置在所述外部套管(20)中的浮子(34)。
9.根据权利要求8的排气阀(10)，其特征在于，所述浮子(34)具有大于3mm的浮子行程。
10.根据权利要求9的排气阀(10)，其特征在于，所述浮子行程为大约6mm。
11.根据权利要求8的排气阀(10)，其特征在于，还包括排气孔(32)。
12.根据权利要求11的排气阀(10)，其特征在于，还包括设置在所述外部套管(20)中的活门(36)，所述活门(36)构造成在所述浮子(34)升高时关闭所述排气孔(32)。
13.根据权利要求12的排气阀(10)，其特征在于，所述活门(36)包括盘。
14.根据权利要求13的排气阀(10)，其特征在于，所述活门(36)具有杠杆作用。
15.根据权利要求8的排气阀(10)，其特征在于，还包括用于移动浮子(34)的弹簧(38)。
16.根据权利要求1的排气阀(10)，其特征在于，还包括端盖(40)。
17.根据权利要求16的排气阀(10)，其特征在于，所述端盖(40)包括圆锥或圆柱形漏斗之一。
18.一种具有上端和下端的排气阀(10)，所述排气阀包括：
包含排气窗口(22)的外部套管(20)，所述排气窗口(22)设置在所述排气阀(10)的第一半中，所述排气阀(10)的所述第一半位于所述排气阀(10)的所述上端附近；
设置在所述外部套管(20)中的壳体(24)，所述壳体(24)包含设置在所述排气阀(10)的所述第一半中的排气槽(26)，其中所述排气窗口(22)和所述排气槽(26)定位成分隔大约180°并且其中所述排气窗口(22)比所述排气槽(26)更靠近所述排气阀(10)的所述下端；
设置在所述排气槽(26)前面的隔板(30)，所述隔板从所述排气阀(10)的所述上端朝向所述排气阀(10)的所述下端延伸，其中所述隔板(30)仅设置在所述排气槽(26)前面；
设置在所述外部套管(20)中的浮子(34)，其中所述浮子(34)具有大于3mm的浮子行程；
用于移动所述浮子(34)的弹簧(38)；
排气孔(32)；
连接到所述浮子(34)的具有杠杆作用的活门(36)，其中所述活门(36)构造成在所述浮子(34)升高时关闭所述排气孔(32)；以及
端盖(40)，其中所述端盖(40)包括圆锥或圆柱形漏斗之一。
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