CN102109054A - 用于液体储箱通气回路的阀门 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于液体储箱通气回路的阀门。用于液体储箱的通气阀门包括：一个壳体，该壳体包括：配备有多个通气开口的一个侧壁；一个盖件，该盖件配备有可以连接到该储箱的通气回路上的一个通气孔；以及穿透有至少一个排放孔的一个基座；以及一个浮漂件，该浮漂件能够将该通气孔关闭，所述浮漂件能够在壳体内部根据其中的液体水平而垂直滑动，所述阀门还包括位于该浮漂件在其中滑动的这个壳体底下的一个排放室，所述室同样包括至少一个排放孔，该排放孔不与壳体基座的排放孔对齐。根据本发明的阀门提供了以下通气作用：它允许多种气体进入并离开储箱以便防止储箱内部的压力过度和压力不足。

Description

用于液体储箱通气回路的阀门

技术领域

本发明涉及一种用于液体储箱(特别是机动车辆可以装备的一种燃料储箱)的通气回路的阀门。

背景技术

液体储箱(特别是用于机动车辆的燃料储箱)除其他物品之外目前普遍地还装配有一个通气回路。该回路允许在压力不足的情况下将空气引入储箱中(特别是为了补偿所消耗液体的体积)，或者允许在压力过度的情况下将储箱内所含的气体移出(特别是在过热的情况下)。该回路还允许将这些必须排放到大气中的气体按特定路线发送并且为了满足这个领域日益严格的环境要求的目的有可能将其进行过滤。

该通气回路按一种已知的方式包括至少一个阀门，该阀门在储箱被上下颠倒或处于非常高的倾斜角的情况下尽可能地防止液体从该储箱中逸出。在这个通气阀门的操作条件出现时，它必须提供一种迅速且可靠的响应，但对于瞬变现象(例如具体是非常高的流速、储箱中的压力过度、或低振幅波动)具有最小的灵敏度。它还必须保证在正常操作中并且在注入时存在最小量的液体被夹带进碳罐(或含有一种吸附燃料蒸气的物质、通常为活性炭的室)中，以避免使所述碳罐饱和并且使排放到大气中的气体的去污染作用无效。在本领域的行话中这种现象通常被称为LCO(液体夹带)。

很多通气阀门使用了一个浮漂件，该浮漂件具有一个上部的针状物或尖端，它关闭一个用于将储箱连接到通气回路上的孔(称为通气孔)关闭。对于这种类型的阀门减少LCO风险的一种方式是以本申请人名义的申请WO2006/125758中说明的，该申请的内容通过引用结合在本申请中，并且该申请在于给该阀门提供了多个隔板(优选地，至少一个内部隔板和一个外部隔板)来为蒸气流创建一个障碍物或曲折的通道。为了这个目的，该阀门的这些隔板和壳体在它们的上部配备有多个开口并且优选地将这些内部和外部隔板的开口对齐并且相对于主壳体的那些交叉地进行安排。这种几何形状防止了在不同的分隔区之间的直接流动，并因此产生一种最佳的迷宫式效果。

在同样是本申请人名义的申请WO 2008/028894(并且该申请的内容通过引用同样结合在本申请中)中说明的解决这个问题的另一种方式在于给浮漂件头部的侧表面提供一个隔板、并且在于调配壳体的以及浮漂件头部的内部几何形状，这样使得来自储箱的蒸气流在穿过通气孔之前撞击在这个隔板上。

虽然有效，但这两个解决方法具有的主要缺点是将该阀门的几何形状复杂化并且因此增加了与其制造相关的成本。此外，它们二者均集中于在这些通气开口(阀门壳体中的多个开口)与该通气孔之间的阀门上部中这些蒸气的通路的几何形状。

然而，已经穿过这些通气开口进入阀门中并且通过上述这些装置被向下引导到阀门基座中的液体燃料必须能够被排放/清除，以防止液体燃料在阀门内累积。此外，燃料必须还能够渗入阀门中(并且从中排出)，优选地穿过它的底部部分，因为其操作原理与以下事实精确关联，即浮漂件必须能够根据储箱内燃料的水平对应地打开/关闭通气孔。

因此，被称为排放孔的多个孔总体上被定位在阀门的一个低点处，经常是在其基座中。为了优化该清除操作，可取地是增大这些孔的尺寸。但是通过这样做，存在着为液体燃料创造一个直接通道的风险，该液体燃料因此可以非常快速地沿着浮漂件上升进入壳体中、并且在该浮漂件有效阻塞通气孔之前到达通气孔。这种情况还导致了LCO。

如果这些排放孔较小，所述孔可能不再完成其排放功能。如果液体燃料没有恰当地从阀门中排出，则LCO的风险增加。在液体燃料通过该阀门的上部开口返回要比它通过排放孔被清除更加快速的这一种极端情况下，可能发生的情况是浮漂件被阻塞在闭合位置中。因此阀门不再可能使储箱通气。因此，通常必要的找到一个折衷方案。

本发明背后的想法不再是必须在阀门的清除性能与LCO的预防之间进行一种折衷，而是通过在阀门基座里创建一个室，该室的几何形状是这样的，即，使之有可能防止液体燃料沿着一条直接通路从阀门基座到达其顶端(即，直到通气孔)。

为了做到这一点，该室在其底部相对于(不与之对齐)浮漂件在其中滑动的壳体的这些排放孔以交错的多个行配备有至少一个排放孔，这有效地使之可能防止为上升的液体燃料创造一条直接通路，同时保留了相对大的清除孔从而使阀门壳体能够迅速排放并且因此能够更有效通气。

因此，不再必须要找到一种排放/LCO性能的折衷。这两方面因此可以同时得到优化。

应该注意的是表述“排放孔”被理解为是指具有的尺寸使得它可以有效排放(排出)液体的一个孔。典型地，这样一个孔的面积是大于或等于一个具有2mm直径的孔的面积、优选大于或等于一个具有3mm直径的孔的面积。因此，一个过滤器的具有小于1mm直径的这些孔并不符合这个定义。文件JP 2007/327417说明了一种阀门，该阀门在位于浮漂件于其中滑动的壳体下面的一个室的基座处具有这样一个过滤器，该过滤器的目的是为了在加注储箱的过程中阻止由燃料夹带的这些空气泡。这样一个阀门很可能显示出对抗可能引起LCO的液体燃料波动的有效保护，但是另一方面，考虑到这些过滤器孔的大小而难以排放。事实上，多个小孔在关闭阀门时对抗LCO进行了保护、但是在重新打开阀门时增大了LCO的风险。

发明内容

因此本发明涉及用于液体储箱的一种通气阀，包括：

一个壳体，该壳体包括：配备有多个通气开口的一个侧壁；一个盖件，该盖件配备有一个可以连接到储箱的通气回路上的通气孔；以及穿透有至少一个排放孔的一个基座；以及

一个浮漂件，该浮漂件能够将该通气孔关闭，所述浮漂件能够在该壳体内部根据其中的液体的水平而垂直滑动；

所述阀门还包括一个排放室，该排放室位于浮漂件在其中滑动的壳体的下面，所述排放室同样包括至少一个排放孔，该排放孔不与该壳体基座的排放孔对齐。

根据本发明的阀门旨在用于一种储箱的通气回路，该储箱可以装有任何液体，但优选地是：车载的一种液体。具体地说，该液体可以是一种燃料、一种污染控制添加剂、一种制动液或者一种润滑剂。更特别地，该液体是一种燃料。该储箱可以意欲用于任何用途，尤其是用于装备一种车辆并且还更加尤其用于装备一种机动车辆。

根据本发明所述的阀门包括一个浮漂件，即总体上包括一个本体以及一个头部的一种实心或空心的部件，该头部配备有一个旨在用于关闭通风孔的针形件。优选地，该头部和该本体由一个单件制成或者它们被直接固定到彼此上，这样使得它们不能相对于彼此移动。

它还包括具有任意形状的一个主壳体，该主壳体在内部与该浮漂件的滑动相适配。为此目的，该壳体通常至少在该浮漂件的本体必须能够滑动的一部分中具有一个不变的内截面。特别地，至少在这个部分中，它在内部是圆柱形的。

该浮漂件的外部(侧向)形状明显与它必须能够在其中滑动的壳体内部的形状是匹配的。因此，该浮漂件总体上具有一个圆柱外部形状。

根据本发明的阀门的主壳体包括一个基座，该基座在该浮漂件处于低位置时被用作该浮漂件的一个支撑件。有利的是，它是包括至少一个排放孔的一块板或盘。优选地，该壳体的基座包括几个孔。当该储箱内液体水平上升时，这种液体穿过这些孔渗入阀门、迫使该浮漂件向上并且还致使该针形件关闭位于阀门头部的孔。

根据本发明的阀门的主壳体还具有一个侧壁，该侧壁优选地在其上部包括一个或多个通气开口，从而允许气体流动(从储箱的内部到阀门的内部并且从那里穿过通气孔到达通气回路)，并且因此提供了该阀门的排气/通气功能。术语“气体”具体地应理解为是指必须被引入该储箱中的外部空气或者包含在该储箱内的气体混合物，必须使去除该气体成为可能。在一个燃料储箱的情况下，这些气体混合物主要包括空气及燃料蒸气。

将多个气流开口定位在该壳体的上部非常大地降低了液体水平及其运动对这些开口的可能冲击，因此允许即使在某些临界情况下进行通气。当要求时，这种冲击还可以通过使用至少一个(内部的和/或外部的)面向这些开口中的一些(并且优选所有开口)放置的隔板和/或在浮漂件上的一块隔板来减少，如以本申请人名义的上述这些申请中所说明的。

根据本发明的阀门的壳体还包括配备有一个通气孔的一个盖件，该通气孔旨在连接到储箱的一个通气回路上。为此目的，该阀门有利地包括一个被整合进入一个头部中的连接器，该头部与该壳体的盖件界定了一个通气室，所述连接器具有适合于被连接到一个通气管道上的几何形状。

本发明的必要特征在于该壳体下存在一个附加的室(被称为排放室)，该室在其基底处或其侧壁上(第一种替代方案是优选的)包括至少一个排放孔，该排放孔不与该壳体基座中的排放孔对齐，并且液体必须穿过该孔以便能够到达该壳体基座中的所述孔。因此创造了一个曲折通路，这使得阀门中燃料波动的前进更加困难。优选地，这些排放开口是自由的(不受任何阀门或者无论什么其他装置阻碍)。

优选地对这些孔的尺寸和位置进行确定，以便得到该阀门令人满意的排放，然而通过如上所述的现象不会增加LCO。

关于壳体基座中的这个或这些孔，它们的面积优选是至多等于20mm²；这个值(它对应于具有5mm直径的一个圆形开口)在实践中给出了良好的结果。这些孔优选是位于外周处以便在该浮漂件处于低位置时不被其关闭。因此，优选地，该室中的这个或这些孔优选位于该室基底的中央。壳体基座中的这些孔优选在数量上是至少3个、或甚至4个。实际上，具有大体上圆形的多个孔的在60与100mm²之间的总排放面积给出了良好的结果。

关于该室的基底，它优选包括一个单孔，该孔优选地位于其中心并且优选地具有至少50mm²的面积。这样一个孔与在该壳体基座外周处的具有大约20mm²的4个孔的组合给出了良好的结果。

在实际中实现本发明的一种方式在于将该壳体侧壁在基座以下延伸并且在于使用配备有至少一个孔的一块板密封这个延伸部分的底部，该至少一个孔不与该基座上的一个或多个孔对齐；该延伸部分、基座、以及该板界定了在本发明的这个变体中的排放室。另一方式在于作为该室的壁选择一个无盖的空心部件，该空心部件被紧固在该壳体基座的下面。然而，总体上该壳体的侧壁和基座已经是两个单独的部件并且因此这些变体涉及使用一个另外的第三部件。

因此，根据本发明的另一个优选的变体，该壳体的基座本身任选地与该壳体的一个延伸部分一起创建(整合)了该室的容积。

在这个变体中，该基座优选地是处于一个空心盘的形状，即通过至少一个垂直连接器元件被连接在一起的两个水平的圆形板。这个连接器可以包括一个垂直板，该板优选地沿着这两个圆形板的直径之一定向、并且在适当的地方(即，如果该板与所述孔交叉)优选地在该壳体基座的排放孔附近被中断。可替代地或除此之外，它可以是至少一个环形区段，该环形区段连接这两个圆形板圆周的至少一部分。一个直径板与一个环形区段的组合使用使之可能得到一个刚性的、高性能的部件。在模制为一个单件式部件的情况下该环形区段不能是连续的(因为于是该部件将不能从模具中取出)，但这是没有影响的，因为当基座被安装在壳体中时，其侧壁能够至少部分地构成该室的侧壁。

在这个变体中，壳体侧壁优选地在其下部配备有一个肩台，该肩台作为一个停止件用于基座的安装。

非常特别优选地是，在基座被安装于壳体内的地方，这个壳体包括多个开口，这些开口与该基座上存在的多个紧固拉片进行协作。

根据本发明的阀门允许一个液体储箱在正常操作以及在加注时都得以通气。这样，它在车辆侧翻或者过度倾斜的情况下不具有防止液体进入的功能(ROV或者侧翻阀门功能)。因此，在适当的地方，这种功能优选是由多个独立的装置或由多个与该阀门组合的另外的装置来提供。

为了提供这个功能，通常采用的装置包括一个重的球和/或一个预加载的弹簧。

根据本发明的一个优选的变体，该ROV功能对应地由该壳体基座的一个隆起支承的一个预加载弹簧(该预加载弹簧被紧固到该隆起上)以及在该浮漂件内部的空心凸凹部中存在的一个隆起提供。

这个变体有利地结合以下方式，该壳体基座根据该方式整合排放室。根据一个特别优选的变体，该壳体基座包括两个水平的圆形板，这些圆形板通过至少一个如上所定义的垂直连接器元件连接在一起，上盘与一个垂直隆起被制成为一个整体件，该整体件优选地是空心的并且用作一个预加载弹簧的一个支撑件。它有利地具有一个基本上圆柱形的形状，任选地在其末端变窄，以便协助并确保弹簧的插入。

该阀门的这些组成元件可以由任何材料制成。优选地它们是基于一种热塑性材料(除弹簧之外，在适当的地方，该弹簧优选地由金属制成)。在这种情况下，以这样一种使这种或这些材料经得起操作应力的方式对它们进行选择很明显是方便的。优选地，所选的这些材料关于它们必须接触的液体而言是惰性的，特别地关于多种燃料是惰性的。

特别在该液体储箱是由塑料制成的一个燃料储箱的情况下，根据本发明的阀门大多数组成元件也由塑料制成。

在一个塑料燃料储箱、并且具体地是基于HDPE的储箱的一种情况下，利用多个阀门已经得到了良好的结果，这些阀门包括基于HDPE的一个头部(以便能够被焊接到该储箱的壁上并且具体地焊接到其中的一个开口的外周上)、以及由POM(聚甲醛)或PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)制成的一个壳体和一个浮漂件。

因此这些元件优选地通过注塑模制进行生产。

附图说明

通过附图1至3以一种非限制的方式对本发明进行说明，其中：

·图1表示穿过根据现有技术的一种阀门的一个轴向截面；

·图2表示穿过根据本发明的一个变体的一种阀门的一个轴向截面；并且

·图3表示来自上一图的阀室的两个视图。

在这些图中，相同的数字表示相同的或相似的部件。

具体实施方式

图1和图2中所展示的这些阀门包括：

一个头部1，该头部整合了一个连接器2，该连接器旨在将阀门连接到一个通气管道(未示出)上；

一个壳体，该壳体包括：配备有多个通气开口4的一个侧壁3；一个盖件5；该盖件包括一个通气孔6并且头部1由夹紧固件被紧固其上；置于这两者之间来保证一种密封连接的一个O形环7、以及包括多个排放孔9和一个隆起10的一个基座8；

一个浮漂件11，该浮漂件包括：在浮漂件11顶端位置中能够将通气孔6关闭的一个针形件12、以及还有一个空心凸凹部13，一个隆起14从该空心凸凹部的顶板延伸出；

一个预加载的弹簧15，该弹簧被紧固到隆起10、14上并且它具有提供如上定义的ROV功能的作用。

根据现有技术的阀门(图1)具有一个扁平基座8，该基座具有一个板的形状，隆起10从该板伸出用于支撑弹簧15，并且其壳体侧壁3只是在基座8下面延伸以保护该阀门免于波动(如以申请人名义的专利EP 0803671中说明的)。

另一方面，根据本发明的阀门(图2)在其壳体侧壁下部中具有一个肩台3’，该肩台作为一个停止件用于基座部件8，该基座部件这次具有一个空心盘的形状，该空心盘整合了根据本发明的一个变体的一个室16并且支承隆起10从而支撑弹簧15。室16在其底部包括一个直径为约8mm的排放孔17。其尺寸是：总高度：61mm；轴的直径：35mm，底部40mm；头部直径：44mm。该轴的直径与该浮漂件以及有待在这两者间维持的一个空隙关联，该头部的直径(外边缘)与该轴的直径关联。基座中的肩台不应使该阀门的总直径增加；因此它优选地比该头部的直径小。

在肩台3’下面，侧面壳体包括多个开口3”，这些开口旨在接收基座部件8的紧固拉片18以使得能够附接这两个部件。

图3中更详细地展示了根据本发明的这个变体的基座部件8，其中可以看出它事实上由通过注塑模制得到的一个空心部件组成，并且它实质上由两个圆板19、20构成，这两个圆板由在中央部分中断以允许燃料尽可能容易地流经该室的下部排放孔17、并且同样由包括这些紧固拉片18的多个环形区段所连接。

该室的上部排放孔9(它们事实上是壳体的排放孔)本身数量是4个、均匀地分布在圆形板19上、具有狭长的形状(在此方面应该注意一种圆形形状给出了较好的结果)并且具有大约20mm²的面积。该板19此外具有：多个凸凹部21，其目的是作为浮漂件的多个支承点(如果这被直接置于一个大的扁平表面上，由于燃料便会存在该浮漂件黏合到其基座上的风险)；以及多个侧面开口22，它们对于从模具中释放部件是必要的，并且它们意味着在它们的位置处，室16事实上由壳体3的侧壁侧向地界定了，这使之有可能减轻阀门。_＜0}

对图1和图2中所展示的这些阀门在相同的条件下进行了测试，并且对于相同的排放/通气性能，对于来自图2的阀门所测量的LCO比对于来自图1的阀门所测量的低约4倍。

根据本发明的阀门提供了以下通气作用：它允许多种气体进入并离开储箱以便防止储箱内部的压力过度和压力不足。它必须完成这个作用，同时提供良好的该燃料的液体/气体分离，即它必须在储箱内部尽可能多地包含液体燃料。当一个波动出现时，浮漂件对此做出反应并且在液体燃料可以穿过这个通气孔之前将该孔关闭。当该波动消退时，浮漂件向下回落并且重新打开该通气孔。本发明由于在阀门基座中存在多个大清除孔而使之有可能保证在波动消退时阀门的排放迅速发生。这是重要的，因为关闭阀门时间越长，储箱内出现的压力风险越高。此外，由于在阀门下部的这些清除孔的交错安排，防止了波动不能够直接渗过阀门基座并在浮漂件作出反应并关闭通气孔之前到达这个孔。因此，这有助于改进阀门的LCO性能。

Claims (10)

1.用于液体储箱的通气阀门，包括：

一个壳体，该壳体包括：配备有多个通气开口(4)的一个侧壁(3)；一个盖件(5)，该盖件配备有可以连接到该储箱上的一个通气回路上的一个通气孔(6)；以及一个基座(8)，该基座穿透有至少一个排放孔(9)；以及

一个浮漂件(11)，该浮漂件能够将该通气孔(6)关闭，所述浮漂件(11)能够在该壳体内根据其中的液体的水平而垂直滑动，

所述阀门还包括位于该浮漂件在其中滑动的壳体底下的一个排放室(16)，所述室(16)同样包括至少一个排放孔(17)，该排放孔不与该壳体基座(8)的排放孔(9)对齐。

2.根据前一项权利要求所述的阀门，附加地包括至少一个(内部的和/或外部的)隔板，该隔板被定位为面向某个或某些开口(4)、和/或在该浮漂件(11)上的一个隔板。

3.根据权利要求1或2所述的阀门，其特征在于，该壳体的侧壁(3)在该基座(8)下面延伸并且被一块板在底部密封，该板配备有至少一个孔(17)，该孔不与该基座(8)的这个或这些孔(9)对齐；该延伸部分、该基座、以及该板界定了该排放室(16)。

4.根据权利要求1或2所述的阀门，其特征在于该排放室(16)是由一个无盖的空心的部件界定的，该部件被紧固在该壳体基座(8)的下面。

5.根据权利要求1或2所述的阀门，其特征在于该排放室(16)被整合进入该壳体的处于一个空心盘形状的基座中。

6.根据前一项权利要求所述的阀门，其中该空心盘包括两个水平的圆形板(19，20)，这两个板通过沿着这两个圆形板(19，20)直径之一定向的一个垂直板(21)连接在一起。

7.根据权利要求5或6所述的阀门，其特征在于该壳体的侧壁在其下部配备有一个肩台(3’)，该肩台作为一个停止件用于该基座(8)的安装。

8.根据权利要求5至7中的任一项所述的阀门，其特征在于，在该基座(8)被安装于该壳体中的地方，这个壳体包括多个开口(3”)，这些开口与在该基座(8)上存在的多个紧固拉片(18)进行协作。

9.根据权利要求6所述的阀门，其特征在于该上盘(19)与一个垂直隆起(10)被制成一个单个部件，该隆起作为一个预加载的弹簧(15)的支撑件，该预加载的弹簧提供一种ROV或侧翻阀门的功能。

10.燃料储箱，该燃料储箱具有由HDPE或高密度聚乙烯制成的一个壁、装备有根据以上权利要求中任一项所述的一个阀门，该阀门包括基于HDPE的被焊接到该储箱壁内的一个开口外周上的一个头部(1)、以及一个壳体、以及由聚甲醛或聚对苯二甲酸丁二酯制成的一个浮漂件(11)。

Images