CN103147883A - 具有蒸汽排放阀和集液器的组件和蒸汽控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有蒸汽排放阀和集液器的组件和蒸汽控制系统。可安装于燃料箱(11，210)且可连接于炭罐(17)的组件(16，216)包括限定出内腔(32，132，232)的壳体(18，118，218)。蒸汽排放阀(36)被构造成允许从燃料箱经蒸汽排放阀从入口(38)到出口(40)的流体连通，且在所有情况下蒸汽排放阀与内腔隔离，使得流体在不与内腔流体连通的情况下从入口经蒸汽排放阀流到出口。第一排放管(64)连接蒸汽排放阀的出口与壳体的第一端口(60)。第二排放管(72)连接壳体的第二端口(62)与炭罐。当组件被安装于燃料箱且倾斜至预定角度(76)时，第一排放管的至少一部分(74，78)高于箱内的预定燃料液面(75)。

Description

具有蒸汽排放阀和集液器的组件和蒸汽控制系统

技术领域

本发明涉及一种用于燃料箱蒸汽控制系统的组件，该组件防止液体燃料到达炭罐。 

背景技术

具有以汽油作为燃料的内燃机的现代车辆通常具有蒸汽控制系统，该系统将燃料蒸汽从燃料箱蒸汽空间引导至炭罐，而不允许在加注燃料期间或者燃料箱温度上升期间排放蒸汽。炭罐被定期地净化以使得这些蒸汽被车辆发动机燃烧。如果这种车辆在斜坡上长时间停车，则液体燃料可能经过蒸汽排放阀到达炭罐，降低了炭罐的性能。 

发明内容

一种可安装于燃料箱且可连接于炭罐的组件包括限定出内腔的壳体。所述壳体可被称为集液器，且具有均与内腔流体连通的第一端口和第二端口。具有入口和出口的蒸汽排放阀被构造成允许从燃料箱经蒸汽排放阀从入口到出口的流体连通。所述蒸汽排放阀可与所述壳体形成一体(例如，安装到壳体上或者与壳体一体地形成)，或者与所述壳体分离；但在所有情况下所述蒸汽排放阀与所述内腔隔离，使得流体在不与所述内腔流体连通的情况下从入口经蒸汽排放阀流到出口。第一排放管连接蒸汽排放阀的出口与壳体的第一端口。第二排放管连接第二端口与炭罐。从燃料箱到第二排放管的流体流从而经过蒸汽排放阀、然后经过第一排放管、再然后经过壳体。本文所使用的“流体流”是指蒸汽流。第一排放管被构造成使得当组件被安装于燃料箱且倾斜至预定角度时，第一排放管的至少一部分高 于箱内的预定燃料液面。这防止了当第二排放管被可操作地连接到炭罐上时液体燃料到达炭罐。也就是，通过利用以下原理：在施加外部压力的情况下，允许液体流入和流出淹没元件的该元件中的液面不能高于该元件外侧的液面。由于液体燃料能经蒸汽排放阀流入和流出第一排放管，所以如果第一排放管被构造成使得在第一排放管中的通路的至少一部分高于所述液面，则液体不能到达炭罐。液体燃料通到壳体内腔的仅有的路线是经过蒸汽排放阀和第一排放管。可针对各种特定的燃料箱应用具体地设计第一排放管的路线和长度，从而使得当箱倾斜至预定角度时，第一排放管的至少一部分总是位于预定燃料面上方。 

本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点从以下参考附图对实施本发明的最佳模式的详细描述很容易显现。 

附图说明

图1是示出具有安装在燃料箱中的一体的集液器壳体和排放阀的组件的一部分的示意性局部剖开的不完整的侧视图； 

图2是示出图1的组件从燃料箱取下且与虚线所示炭罐相连的示意性俯视图； 

图3是示出在一个方向倾斜预定角度的燃料箱和组件的示意性局部剖开的不完整的侧视图； 

图4是示出在另一个方向倾斜预定角度的燃料箱和组件的示意性局部剖开的不完整的侧视图； 

图5是示出与图1-4的组件一起使用的集液器壳体的另一实施例的示意截面图，其具有与壳体的侧壁形成迷宫式密封的盖子； 

图6是迷宫式密封的一部分的特写的不完整的截面图； 

图7是示出具有安装在燃料箱中的一体的集液器壳体和排放阀的组件的另一实施例的示意性局部剖开的不完整的侧视图； 

图8是示出图1的排放阀的一个实施例的示意性截面图。 

具体实施方式

参考附图，其中所有附图中相同的附图标记表示相同的元件，图1示出用于车辆燃料箱11的蒸汽控制系统10的一个实施例的一部分。燃料箱11具有上壁部12，该上壁部部分地限定出内部空间14。一体的排放阀和集液器组件16在内部空间14内被安装到上壁部12上。燃料箱11保持液体燃料。燃料蒸汽形成在燃料液面上方的蒸汽空间中，且被输送到炭罐17(如图2中虚线所示)，该炭罐可操作地与组件16连接以防止蒸汽排出。如本文进一步讨论的，当箱11倾斜到预定的角度时，例如当安装了箱11的车辆停放在斜坡上时，组件16排除了液体燃料到达炭罐17的可能性。 

组件16包括壳体18和盖子20。通过在满足合适的排放标准的同时保持燃料箱完整性的任何已知的方式，盖子20被安装在燃料箱11的上壁部12上。例如，图1中，上壁部12可以是燃料箱的上半壳体。盖子20可以在形成上壁部12后当上壁部12仍然相对热和粘时压到上壁部12上。这将使得盖子20熔入上壁部12中，以便有效地成为热焊接到上壁部12上。在另一些实施例中，盖子20可具有凸缘，热和粘的上壁部12流过凸缘将盖子焊接到上壁部12上。在另外一些实施例中，盖子20可形成有底切部，并且上壁部12可在仍然热和粘时流入该底切部以将盖子20焊接到上壁部12上。在某些应用中，盖子20也可通过上壁部12上的开口安装且在该开口处热焊到上壁部12上，而不是安装到上壁部12的内表面上。 

壳体18可以是注塑成型的塑料或者燃料箱11所针对的液体和蒸汽燃料不能透过的任何其他材料。壳体18包括四个侧壁22、24、26、28以及底壁30。如本文进一步描述的，盖子20密封地接合侧壁22、24、26、28以使得壳体18和盖子20一起具有大致矩形盒状的形状且限定出内腔32。壳体18可具有多种其他可选的形状。在图1的实施例中，盖子20用O形圈34密封到侧壁22、24、26、28上。在另一些实施例中，例如下面关于图5和图6所示和描述的，可采用迷宫式密封。在另外一些实施例中，如图7所示，可采用热焊。可采用所有其他形式的焊接来将壳体18连接和密封到盖子20上。 

组件16还包括一个或多个蒸汽排放阀，例如蒸汽排放阀36。在图1-4的实施例中，蒸汽排放阀36被安装在壳体18上，且可以与壳体18一体地形成。在另一些实施例中，蒸汽排放阀36不被安装在壳体18上。例如，蒸汽排放阀36可以独立地安装在上壁部12上。然而，在所有情形中，蒸汽排放阀36和壳体18构造成使得经过蒸汽排放阀36的任何液体流都不与内腔32流体连通。蒸汽排放阀36具有开放到蒸汽空间14的入口38。流体经蒸汽排放阀36从入口38流到在侧壁24中形成的蒸汽排放阀36的出口40。壳体18具有附加壁结构42，其限定内部空间32的边界以将蒸汽排放阀36与内部空间32隔离。还有另一个可能性是阀壳体44本身隔离阀36与内腔32。 

蒸汽排放阀36可以是任何形式的排放阀，其控制蒸汽从内部空间14到炭罐17的排放。图8中示出了蒸汽排放阀36的一个实施例。蒸汽排放阀36具有浮子50，该浮子随着液面而升高且最终防止液体从入口38通到出口40。当阀36转动90度以上时，弹簧52帮助将浮子50保持在基本阻塞出口40的位置。蒸汽沿浮子50的侧面从入口38通到出口40。可选地，也可以在阀壳体44的侧面上开槽，该槽开口到内部空间14以越过浮子50排放蒸汽。当具有燃料箱11和组件16(但不具有如下所述的排放管64和液体端口60、62)的车辆长时间——例如作为非限制性示例为几个星期——停在坡上时，即使具有浮子50和弹簧52，也可越过浮子50发生从入口38到出口40的一些静态泄漏。可采用许多其他形式的蒸汽排放阀，包括隔膜阀。 

壳体18形成有第一端口60和第二端口62。在图1-4的实施例中，第一端口60和第二端口62都形成在侧壁22上。在另一些实施例中，第一端口60和第二端口62可形成在侧壁22、24、26和28中的任一个上或底壁30上，且第一端口60和第二端口62可分别形成在不同的壁上。组件16包括使阀出口40与第一端口60连接的第一排放管64。第一排放管64为空心管，其提供从阀出口40到第一端口60的流体连通路径，因此允许经阀36排放的流体从蒸汽空间14通到内腔32。第一排放管64可以是箱10 中的燃料不能透过的塑料管或金属管。 

第一排放管64具有第一部分66、与第一部分66大致平行的第二部分68、以及连接第一部分66和第二部分68的第三部分70。尽管在图3和4中为了说明的目的而示出为在竖直方向上略有偏差，但是当箱11水平时(例如，处于与图1中阀出口40的中心线相同的水平面)，第一部分66和第二部分68可以彼此在相同的水平面上，且与底部30的表面71大致平行地延伸。如图2中明显可见，第一排放管64大致是U形的。在另一些实施例中，第一排放管64可具有其他的形状。 

仍然参考图2，组件16还包括第二排放管72，其连接到第二端口62且延伸到炭罐17并与炭罐17相连。第二排放管72也是空心管，且提供从第二端口62到炭罐17的流体连通路径。第二排放管72必须经过箱11的一个壁到达炭罐17，该炭罐可位于车辆发动机附近或车辆上的其他地方。排放管72可与从箱11引导至炭罐17的不同的排放管连接，可操作地将第二排放管72与炭罐17相连。第一排放管64和第二排放管72都可以是液体和蒸汽燃料不能透过的任何材料。在一些实施例中，可以沿着第一排放管64或第二排放管72插入中间阀和孔。然而，在所有的实施例中，建立了从蒸汽空间14到炭罐17的流体连通的单个路径都从阀入口38经阀36到达阀出口40，然后经第一排放管64到达壳体18的内腔32，然后经第二排放管72到达炭罐17。排放阀36和第一排放管64建立了唯一的路线，通过该路线在蒸汽空间14和内腔32之间建立流体连通。 

参考图3，第一排放管64的尺寸足以使得它从箱11侧面延伸足够远，使得当箱11从水平面位置倾斜至例如可参考底壁30的表面71或参考另一表面而被定义的预定的角度76时，第一排放管64的至少一部分74保持在箱11的燃料液面75上方。如图4所示，当箱11在不同方向倾斜至相同角度(即预定角度76)时，第一排放管64的不同部分78保持在燃料液面75上方。在这两种情形中，排放阀36淹没在液体燃料中。如果燃料箱11长期保持在图3或图4的倾斜位置，例如当车辆停在坡上，可能发生静态泄漏，使液体燃料经过排放阀36。然而，第一排放管64内的液体永远不高 于第一排放管64外的液体面(即燃料液面75)。如此，即使当这些部件被淹没在燃料面75之下，液体燃料也不会到达内腔32或第二排放管72。因此液体燃料不会流到炭罐17。可以针对不同的燃料箱应用场合来确定第一排放管64的路线和尺寸以达到这个效果。可采用多个排放阀、输入口和输出口。 

图5是限定出内腔132的壳体118的另一实施例的局部示意图。蒸汽排放阀可安装在壳体118上，或者可与壳体分离，并经由第一排放管与壳体118中的第一端口(未示出)流体连通，该第一排放管在蒸汽排放阀与第一端口之间延伸。第二端口(未示出)延伸至图2的炭罐17。盖子120通过任何所描述的方法安装到图1的燃料箱11的上部12。然后盖子120通过迷宫式密封134与壳体118密封。迷宫式密封134在图6中更加详细地示出且包括盖子120的凸起180、182，所述凸起180、182在壳体118的上周边处与壳体118的凸起184、186相互配合。在整体组件16通过任何可能的连接方式安装到燃料箱11上之前，盖子120组装到壳体118上。也可在盖子120安装到箱11上之后当盖子120仍然热且粘时，使盖子120与壳体118相互配合，以帮助将盖子120密封到壳体118上。 

图7示出组件216的另一实施例，该组件216构造成与组件16具有相同功能。在该实施例中，燃料箱210具有开口219，在该开口处盖子220热焊在焊接区域234。盖子220具有一体的第二端口262，而不是在壳体218中的第二端口。第二端口262与第二排放管272相连，该第二排放管与图2的炭罐17流体连通。例如通过注塑成型，壳体218可与盖子220一体形成。可选择地，壳体218可通过热焊、O型密封圈、迷宫式密封或其他方式熔入到盖子220以形成与图1中的内腔32相似的内腔232。带有开口于燃料箱内部空间214的入口38的阀36具有与上述第一排放管64相连的出口40。阀36与内腔232隔离，使得流体在不进入腔体232的情况下从入口38流到出口40。在图7中，为了说明的目的，第一排放管64稍微立体地示出。然而，如参考图3和4所讨论的，第一排放管64的平行部分66、68在一个实施例中相互水平。当箱210倾斜至预定角度时，第一 排放管64具有总是处于预定的燃料液面上方的部分。 

已经详细描述了用于实施本发明的最佳模式，熟知本发明相关技术的人员将认识到在所附权利要求的范围内实施本发明的各种可选择的设计和实施例。 

Claims (14)

1.一种可安装于燃料箱(11，210)且可连接于炭罐(17)的组件(16，216)，该组件包括：

壳体(18，118，218)，所述壳体限定出内腔(32，132，232)且具有均与该内腔流体连通的第一端口(60)和第二端口(62)；

蒸汽排放阀(36)，所述蒸汽排放阀具有入口(38)和出口(40)；其中所述蒸汽排放阀被构造成当所述壳体被安装在燃料箱上时允许从燃料箱经所述蒸汽排放阀从所述入口到所述出口的流体连通；其中所述蒸汽排放阀与所述内腔隔离，使得流体在不与所述内腔流体连通的情况下从所述入口经所述蒸汽排放阀流到所述出口；

第一排放管(64)，所述第一排放管使所述蒸汽排放阀的出口与所述第一端口连接；

第二排放管(72)，所述第二排放管连接到所述第二端口且构造成可操作地与炭罐相连接，从燃料箱到所述第二排放管的流体流从而经过所述蒸汽排放阀、然后经过所述第一排放管、再然后经过所述壳体；

其中，所述第一排放管被构造成使得当所述组件被安装到燃料箱上且倾斜至预定角度(76)时所述第一排放管的至少一部分(74，78)高于箱内的预定燃料液面(75)，由此防止当所述第二排放管被可操作地连接于炭罐时液体燃料到达炭罐。

2.如权利要求1所述的组件，其中，所述壳体包括多个壁(22，24，26，28，30)和密封到所述多个壁上的盖子(20，120，220)，使得所述多个壁和所述盖子限定所述内腔。

3.如权利要求2所述的组件，该组件还包括：将所述多个壁密封到所述盖子上的O形圈(34)。 

4.如权利要求2所述的组件，其中，所述盖子形成与所述多个壁密封地接合的迷宫式密封(134)。

5.如权利要求2所述的组件，其中，所述盖子被焊接到所述多个壁上，产生所述盖子与所述多个壁的密封连接(234)。

6.如权利要求2所述的组件，其中，所述蒸汽排放阀安装到所述壳体上；所述多个壁包括至少一个侧壁(22，24，26，28)；并且所述端口(60，62)和蒸汽排放阀出口(40)中的至少一个形成在所述至少一个侧壁中。

7.如权利要求6所述的组件，其中，所述多个壁包括与所述至少一个侧壁相连的底壁(30)；其中所述蒸汽排放阀从所述底壁延伸。

8.如权利要求1所述的组件，其中，所述第一排放管(64)具有第一部分(66)、与所述第一部分大致平行的第二部分(68)、以及连接所述第一部分和所述第二部分的第三部分(70)，从而所述第一排放管基本形成U形。

9.如权利要求8所述的组件，其中，当所述组件安装到燃料箱上时，所述第一排放管(64)与所述壳体的底表面(71)大致平行地从所述壳体延伸。

10.一种用于限定出内部空间(14，214)的车辆燃料箱(11，210)的蒸汽控制系统(10)，该蒸汽控制系统包括：

炭罐(17)；

可安装于燃料箱的壳体(18，118，218)，所述壳体限定出内腔(32，132，232)且具有均与该内腔流体连通的第一端口(60)和第二端口(62)；

蒸汽排放阀(36)，所述蒸汽排放阀安装到所述壳体上且具有入口(38) 和出口(40)，所述入口开放于所述内部空间；其中所述蒸汽排放阀被构造成允许从燃料箱经所述蒸汽排放阀从所述入口到所述出口的流体连通，并且所述蒸汽排放阀与所述内腔隔离，使得流体在不与所述内腔流体连通的情况下从所述入口经所述蒸汽排放阀流到所述出口；

第一排放管(64)，所述第一排放管使所述蒸汽排放阀的出口与所述第一端口连接；

第二排放管(72)，所述第二排放管可操作地使所述第二端口与所述炭罐连接，从燃料箱到所述炭罐的流体流从而经所述蒸汽排放阀流到所述第一排放管、然后经所述第一排放管流到所述壳体、再然后经所述壳体流到所述第二排放管；

其中，所述第一排放管被构造成使得当所述壳体被安装到燃料箱上且倾斜至预定角度(76)时所述第一排放管的至少一部分(74，78)高于箱内的预定燃料液面(75)，由此防止液体燃料到达所述炭罐。

11.如权利要求10所述的蒸汽控制系统，其中，所述壳体包括多个壁(22，24，26，28，30)和密封地连接到所述多个壁上的盖子(20，120，220)，使得所述多个壁和所述盖子限定所述内腔。

12.如权利要求10所述的蒸汽排放控制系统，其中，所述多个壁包括至少一个侧壁(22，24，26，28)和底壁(30)，所述盖子密封到所述至少一个侧壁上，所述底壁与所述盖子相对地连接到所述至少一个侧壁上；其中所述蒸汽排放阀从所述底壁延伸；并且

其中所述端口和蒸汽排放阀出口中的至少一个形成在所述至少一个侧壁上。

13.如权利要求10所述的蒸汽排放控制系统，其中，所述第一排放管(64)具有第一部分(66)、与所述第一部分大致平行的第二部分(68)、以及连接所述第一部分和所述第二部分的第三部分(70)，从而所述第一 排放管基本形成U形。

14.一种可安装于燃料箱(11)且可连接于炭罐(17)的组件(16)，该组件包括：

壳体(118)，所述壳体具有多个壁和盖子(120)以限定出内腔(132)，所述盖子与所述多个壁接合以限定迷宫式密封(134)，并且所述壳体具有在所述多个壁中的第一端口(60)和第二端口(62)；

蒸汽排放阀(36)，所述蒸汽排放阀具有入口(38)和出口(40)；其中所述蒸汽排放阀被构造成当所述壳体被安装到燃料箱上时允许从燃料箱(11)经所述蒸汽排放阀从所述入口到所述出口的流体连通；其中所述蒸汽排放阀与所述内腔隔离，使得流体在不与所述内腔流体连通的情况下从所述入口经所述蒸汽排放阀流到所述出口；

第一排放管(64)，所述第一排放管使所述蒸汽排放阀的出口与所述第一端口连接；其中所述第一排放管具有第一部分(66)、与所述第一部分大致平行的第二部分(68)、以及连接所述第一部分和所述第二部分的第三部分(70)，从而所述第一排放管基本形成U形且与所述壳体的底表面大致平行地从所述壳体延伸；

第二排放管(72)，所述第二排放管连接到所述第二端口且构造成可操作地与炭罐流体连通；并且

其中，所述第一排放管被构造成使得当所述组件被安装到燃料箱上且倾斜至预定角度(76)时所述第一排放管的至少一部分(74，78)高于箱内的预定燃料液面(75)，由此防止当所述第二排放管被可操作地连接于炭罐时液体燃料到达炭罐。 

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