CN103097164A - 燃料封盖通气设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用在燃料箱上的改进的通气设备。该通气设备可以包括：具有阀座和至少一个透气腔的安装基底；安装在所述阀座上的阀；以及与所述安装基底可操作地联接的盖件。该盖件可以包括连接到所述安装基底的透气腔的至少一个透气腔。该通气设备还可以包括可操作地连接到所述阀的空气过滤器。本发明还公开了一种安装和使用公开的通气设备的方法。

Description

燃料封盖通气设备

技术领域

本发明总体上涉及一种用于使得容器通风/透气的通气设备，更具体地，涉及一种具有较紧凑的尺寸和改进的性能及耐用性的通气设备。

背景技术

在本领域中已知用于使得燃料箱透气的通气设备。通气设备可以包括安装在箱的顶壁或者顶开口的止回阀。当燃料箱中的压力超过预定阈值或者下降到预定阈值之下时，可以手动或者自动地致动止回阀。例如，随着燃料蒸气在箱中积累，压力可能上升到上限值之上，出于安全的目的阀可以被致动以将一些蒸气释放到外界空气中。另一方面，当箱中的压力下降到下限值（通常是负压）之下时，阀可以被致动以将外界空气吸入到箱中，从而保持用于适当燃料输出的期望压力。

为了将阀安装燃料箱上，通气设备可以包括阀板，该阀板具有阀座以容纳可拆卸地安装在阀座上的阀体。设置阀垫圈以使阀体相对于阀板密封。然而，时间长了之后垫圈可能劣化或者失效，这将造成在阀板周围发生燃料或空气泄漏。

此外，一些通气设备包括可操作地连接到阀的空气过滤器以防止有害颗粒进入箱。该空气过滤器一般是柱形的或者环形的多孔材料块，其尺寸被设定为适于安装在通常较紧凑的通气设备中。然而，这种空气过滤器一般过滤能力有限并且易于堵塞，需要经常检查维修以保证它的最优性能。

最后，一些通气设备包括盖件以保护阀。该盖件通常具有与阀流体连通的顶开口或侧开口以使得空气或者燃料蒸气能够进入或者逸出燃料箱。然而，因为盖件向自然元素暴露，所以脏物、泥土或者碎屑能够积累在盖件周围并且堵住顶开口，需要即时服务以消除这些堵塞。

一些通气设备包括不具有任何开口的盖件，而不是盖件上具有顶开口或者侧开口。为了提供流入以及流出通气设备的流体通道，盖件可以包括侧壁，该侧壁包围阀板的侧壁但是不与其接合，从而相协作地限定位于两侧壁之间的用于透气目的的环形空间。然而，较大的环形透气开口使得较大颗粒可以被吸入到通气设备中并且堵住空气过滤器或阀或两者。

发明内容

本发明公开了一种用在燃料箱上的改进的通气设备。在一个实施例中，通气设备可以包括：安装基底，其具有阀座和至少一个透气腔；阀，其安装在所述阀座上；以及盖件，其可操作地与所述安装基底联接。所述盖件可以包括至少一个透气腔，该至少一个透气腔连接到所述安装基底的透气腔。

在另一实施例中，通气设备可以包括：安装基底，其具有成一体的阀；盖件，其与所述安装基底可操作地联接以形成壳体；空气过滤器，其放置在所述壳体内。所述空气过滤器可操作地连接到所述阀。所述壳体可以包括形成在所述盖件和所述安装基底之间的至少一个透气通道。

本发明还公开了一种结合有通气设备的燃料封盖。所述燃料封盖可以包括基板和安装在基板上的通气设备。所述基板包括通气开口并且适于密封地闭合燃料箱。通气设备包括安装基底，其具有安装板和从所述安装板向上延伸的侧壁。所述安装板包括阀座，所述安装基底的侧壁包括至少一个透气开口。所述通气设备还包括：阀，其安装在所述阀座上；盖件，其与所述安装基底可操作地联接。所述盖件包括顶板和从顶板向下延伸的侧壁。所述盖件的侧壁包括至少一个透气槽，该至少一个透气槽连接到所述安装基底的透气开口。

以下将更加详细地说明本发明公开的通气设备以及该通气设备的使用方法的其它优点和特征。应当注意本领域的一般技术人员无需过多试验就可以对本文公开的设备或者方法进行适当地修改以用在更广泛的应用中。

附图说明

为了更完整地理解本发明公开的设备和方法，以下将参考附图更加详细地对示出的实施例进行说明。

图1是根据本发明一个方面的安装在车辆的燃料封盖上的通气设备的示意图；

图2是图1的通气设备和燃料封盖的分解图，其示出了通气设备的盖件、空气过滤器、阀和安装基底；

图3是图2中的通气设备的处于装配状态的透视图；

图4是沿图3的线4-4所作的图3中的通气设备的剖视图（为了更好地显示，没有示出空气过滤器）；

图5是图3中的通气设备的底视图，其示出了形成在盖件和安装基底之间的透气通道；

图6是图2中的通气设备（没有示出盖件）的透视图，其示出了处于装配状态的安装基底、阀、空气过滤器。

应当理解，没有必要按比例绘制附图并且公开的实施例有时仅仅概略性地和局部地示出。在某些情况下，可能省略对于理解公开的设备或者方法而言没有必要的、并且使得其它细节很难理解的细节。当然应当理解，该发明不限于这里说明的具体实施例。

具体实施方式。

本发明公开了用于使得容器诸如燃料箱透气的通气设备。参考图1，车辆10（例如，拖拉机）被示出为具有燃料箱11，该燃料箱11被燃料封盖12密封地闭合。通气设备13被安装在用于通风/透气目的的燃料封盖12上，以下将详细说明。

转向参考图2，燃料封盖12包括基板14和从基板14开始延伸的侧壁15。侧壁15可以包括用于燃料封盖12与燃料箱11的可拆卸连接的外螺纹或者内螺纹16。也可以通过其它的连接方式如卡扣式配合、过盈配合等将燃料封盖12可拆卸地连接到燃料箱11。当希望向燃料箱11填入燃料时，能够转动地或者以其它方式取下燃料封盖12，并且当燃料箱11加满燃料时，能够重新安装该燃料封盖12。

燃料封盖12的基板14可以包括通气开口17和一个或多个的安装孔18，通气设备13被安装到该安装孔18以调节或者维持燃料箱的顶部空间中的期望压力。当箱中的压力达到或者超过预定值或上限值时，能够手动地或者自动地致动通气设备以从箱中释放一些空气—燃料蒸气混合物。另一方面，如果箱中的压力跌至预定值或下限值之下时，能够手动地或者自动地致动通气设备以允许外部空气进入箱中、使得压力能够回复到期望的范围之内，即，上限值和下限值之间。虽然通气设备13示出为安装在图1至2的燃料封盖12上，但是应当理解这种构造不能被解释为限定本发明的范围，因为在本发明的另一些实施例中，通气设备13可以被直接安装在燃料容器的顶部或者侧壁上。

如图2所示，通气设备13包括安装基底19、阀20、空气过滤器21和盖件22。安装基底19可以包括安装板24和从安装板24开始向上延伸的侧壁25。盖件22可以包括顶板26和侧壁27，该侧壁27从顶板26开始向下延伸并且能够可拆卸地与安装基底19的侧壁25接合。盖件22能够通过一个或多个夹子、保持件、钩（未示出）或者通过这些侧壁25；27之间的过盈配合而卡扣式地配合到安装基底19上。或者，通过一个或多个螺钉或其它紧固件而将盖件22固定到安装基底19。

如图3至4所示，安装基底19和盖件22可以相协作地形成通气壳体28，在该通气壳体28中容纳有阀20和空气过滤器21。为了在通气壳体28和外部空气之间提供稳定和恒定的流体连通，通气设备13可以包括至少一个透气通道29，如图5更详细地示出，该透气通道29形成于安装基底19和盖件22之间。返回参考图2，安装基底19可以具有至少一个透气腔30，该透气腔构造成连接到设置在盖件22上的至少一个透气腔31。用在本发明中的术语“腔”指的是形成在安装基底19上（或者形成在盖件22上）的任何未填充或者挖空的空间，而不是由安装基底19（或者盖件22）与其它结构组件协作地限定的空间。例如，安装基底19和盖件22上的开口或者槽是腔，然而限定在两个同心的环形壁之间的环形空间不是用于本发明的目的的腔。此外，当在这两个腔之间不存在任何空隙空间（void space）的情况下使得这两个腔彼此直接流体连通时，两个腔被彼此“连接”。

还参考图2，安装基底19的透气腔30可能是设置在安装基底19的侧壁25上的至少一个横向透气开口32。透气开口32可以是圆形、椭圆形、三角形、方形、矩形或者适于流体流入和排出通气壳体28的其它形状。另一方面，盖件22的透气腔31可以是设置在盖件22的侧壁27的内表面上的至少一个透气槽33，如图5更加详细地示出。透气槽33的剖面可以是半圆形、方形、三角形、半椭圆形或者适于流体流入和流出通气壳体28的其它形状。在图2示出的非限制性示例中，透气开口32是倒V形，该透气开口的两端连接到设置在盖件22的侧壁27上的两个竖直透气槽33。

如图5所示，透气槽33向下终止于侧壁27的下端34以向透气通道29提供透气出口35。因为盖件22使得面朝下的透气出口35基本上与自然元素隔绝，所有可以防止或者检测到透气通道29被污物、碎屑、灰尘、泥土、雨、雪或者其它物质堵塞，从而使得通气设备13能够在更加严酷的条件下操作，与此同时维修间隔时间显著增加（例如从60-300小时增加到500-1000小时）。发明人已经确定，与以上背景技术部分讨论的用在一些传统通气设备中的环形透气空间相比，通过将透气开口32直接联接到透气槽33，由此形成的透气通道29允许有效且充足的流体流入和流出通气壳体28，同时该透气通道29限制可能进入通气设备28中的较大碎屑的数量，如此可以得到迄今为止未知的、令人顿悟且意料不到的效果。

再次参考图2，安装基底19的安装板24可以包括一个或多个与燃料封盖12的安装孔18对齐的螺纹安装孔36，经由这些螺纹安装孔，安装基底19可以被一个或多个紧固件（未示出）固定到燃料封盖12上。如图4所示，安装板24包括阀座37，阀20被放置在该阀座37中或者与安装基底19一体地形成。阀座37可以是设置在安装板24上并且在顶开口和底开口38，39之间延伸的大致柱状的、具有凹槽的区域。然而，应当理解阀座37的形状和结构不能被解释为限制本发明范围。此外，阀20可与安装基底19一体地形成以消除对密封垫的需求和/或防止由不合格或不恰当地安装的密封垫引起的阀20和阀座37之间的任何流体泄漏。

在图4中示出的非限制性示例中，阀20是两通阀，其根据压差使得气态流体能够在两个方向上流通。阀20可以包括壳体40，该壳体40具有与阀座37的顶开口和底开口38，39对齐且连通的顶开口和底开口41，42。结果，顶开口41与外部空气流体连通，而底开口42与箱11中的空气/燃料蒸气混合物流体连通。阀20还可以包括放置在壳体40中的双向弹簧43。当箱中的压力下降至下限值以下时，弹簧43可以被致动以提供从顶开口41到底开口42的流体通道。当箱中的压力达到或者超过上限值时，弹簧43可以被致动以提供从底开口42到顶开口41的流体通道从而降低箱内压力。结果，燃料箱中的压力可以很便利地被保持在安全和期望的范围内。

再次参考图2，为了防止空气中的有害颗粒进入箱中并污染包含在该箱中的燃料，通气设备13还可以包括放置在通气壳体28中并且可操作地连接到阀20的空气过滤器21。空气过滤器21还包括顶板44，该顶板44经由过滤器元件46连接到底板45，该过滤器元件46在顶板和底板44，45之间延伸并且能够相对于该顶板和底板44，45密封。过滤器元件46可以包括多个径向延伸的褶状结构47，该褶状结构47限定了具有底开口的中心通道（未示出），该底开口与阀20的顶开口41流体连通。如图6所示，通过将空气过滤器21的底板45装配到设置在安装板24上的、围绕阀座37的环形安装凸缘48中，空气过滤器21可以被安装在安装基底19上，从而空气过滤器21的中心通道与阀座37的顶开口38对齐。

上述的空气过滤器21尺寸紧凑且性能结实耐用。例如，过滤器元件46可以具有4微米的平均孔径，并且总的表面积大于30，000平方毫米。此外，过滤器元件46可以包括防水材料以防止水汽在通气设备13的通气操作期间进入到箱中。可以从Ahlstrom(Ahlstrom Atlanta LLC，3820Mansell Road，Suite200，GA30022，USA)得到用在公开的通气设备13中的一个典型空气过滤器21。发明人已经确定，将由防水材料制成的并且包括径向延伸的褶状结构的紧凑型过滤器元件包含在公开的通气设备中，可以在不需要增大或者修改通气设备的尺寸的情况下显著地提高过滤器的性能，与此同时增大维修间隔时间（例如，从60-300小时增加到500-1000小时），可以得到另一个迄今为止未知的、令人顿悟且意料不到的效果。

再次参考图2，为了装配通气设备13，通过空气过滤器21的底板45抵靠着安装基底19的安装凸缘48摩擦接合，将安装基底19（以及在此非限制性示例中的结合成一体的阀20）连接到空气过滤器21。然后安装基底19被放置在燃料封盖12上，使得阀座37的底开口39与燃料封盖12的通气开口17流体连通并且使得燃料封盖12的安装孔18和安装基底19的安装孔36彼此对齐。在通过插入到安装孔18，36中的紧固件（在附图中未示出）而将安装基底19固定到燃料封盖12之后，盖件22被卡扣式地配合到安装基底19之上，使得盖件22的侧壁27与安装基底19的侧壁25接合，并且使得透气开口32被连接到透气槽33以形成透气通道29。然后通气设备13和燃料封盖12形成的组件安装到燃料箱11，使得阀座37的底部开口39经由燃料封盖12的通气开口17与燃料箱11的顶部空间流体连通。

随着从燃料箱中抽出燃料，箱中的压力逐渐减小。当箱中的压力降低到低于下限值——诸如比外界大气压力稍低（例如低1kPa或以下）——时，阀20的双向弹簧43可被致动以允许外界空气能够经由透气通道29被吸入通气壳体28中，并且此后经由空气过滤器21、阀20和通气开口17进入到燃料箱11中。结果，箱11中的压力重新恢复到大气压力直到再次取用燃料，并且该过程自动重复。

在某些情况（例如，高温）下，燃料箱11中的压力可能增加到高于大气压。当箱中的压力上升到高于上限值——通常显著地比外界大气压力高（例如高18kPa或更多）——时，阀20的双向弹簧43可以被致动以使得燃料箱中的空气和燃料蒸气的混合物经由通气开口17、阀20和空气过滤器21被排到通气壳体中，并且此后经由透气通道29排到外界大气中。结果，燃料箱11中的压力可以被保持在上限值以下以保证燃料箱11的安全和有效的操作。应当理解，本文公开的上限值和下限值不能被理解为限制本发明的范围。

工业适用性

本发明总体上提出了燃料封盖和通气设备，该燃料封盖和通气设备用于改进容器的通风以维持容器中的期望压力。特别地，通气设备尺寸较紧凑并且性能结实耐用。此外，通气设备包括如下的结构特征：该结构特征能够增加维修间隔时间（例如，从60-300小时增加到500-1000小时），而不需要扩大或修改通气设备的尺寸或者牺牲其性能。虽然本文公开的非限制性实施例中的通气设备被用在车辆的燃料箱中，但是该通气设备也可能用在其它的压力容器中，其中在该压力容器中期望维持压力。

虽然只提出了特定的实施例，但是本领域的技术人员从上述的说明中可以清楚地看到其它的实施例和多种修改。这些和其它的替代实施方式被认为是本发明的等价物并且位于本发明的精神和范围之内。

Claims (10)

1.一种通气设备（13），所述通气设备包括：

安装基底（19），所述安装基底包括阀座（37）和至少一个透气腔（30）；

安装在所述阀座（37）上的阀（20）；以及

与所述安装基底（19）可操作地联接的盖件（22），所述盖件（22）包括至少一个透气腔（31），所述至少一个透气腔（31）连接到所述安装基底（19）的透气腔（30）。

2.根据权利要求1所述的通气设备（13），其特征在于，所述安装基底（19）包括安装板（24）和从所述安装版（24）向上延伸的侧壁（25），所述阀座（37）被设置在所述安装板（24）上，所述安装基底（19）的透气腔（30）被设置在所述安装基底（19）的侧壁（25）上。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的通气设备（13），其特征在于，所述盖件（22）包括顶板（26）和侧壁（27），所述侧壁从所述顶板（26）向下延伸并且终止于下端（34），所述盖件（22）的透气腔（31）设置在所述盖件（22）的侧壁（27）上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的通气设备（13），其特征在于，所述安装基底（19）的透气腔（30）包括横向开口（32），并且，所述盖件（22）的透气腔（31）包括终止于所述盖件（22）的所述下端（34）的表面槽（33）。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的通气设备（13），其特征在于，所述安装基底（19）的透气腔（30）包括V形开口（32），所述盖件（22）的透气腔（31）包括与所述V形开口（32）的两端流体连通的两个竖直槽（33）。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的通气设备（13），其特征在于，所述阀（20）和所述安装基底（19）一体形成为单件结构。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的通气设备（13），其特征在于，所述阀（20）是压力致动的两通阀。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的通气设备（13），其特征在于，所述通气设备还包括空气过滤器（21），所述空气过滤器可操作地连接到所述阀（20）并且被安置在通气壳体（28）中，所述通气壳体（28）由所述盖件（22）和所述安装基底（19）相协作地限定。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的通气设备（13），其特征在于，所述空气过滤器（21）包括由防水过滤材料制成的多个径向延伸的褶状结构（47）。

10.一种适于密封地闭合燃料箱的燃料封盖（12），所述燃料封盖包括根据权利要求1-9中任一项所述的通气设备（13）。

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