CN103328803A - 用于高压应用的具有集成的浮阀的隔离阀 - Google Patents

Abstract

一种用于高压流体容器的阀组件包括隔离阀（12），该隔离阀具有可选择性地激励的线圈（18）、可在当线圈被激励时的第一位置和当线圈被去激励时的第二位置之间移动的衔铁（20）、以及与衔铁联接的隔离阀密封件（26）。该组件还包括具有浮子（32）的浮阀（14），该浮子在底部具有通道（30）且在顶部具有孔口（42），其中，隔离阀密封件被对齐以打开和关闭该通道，并且在高压条件期间当线圈被激励时蒸气流动通过通道和孔口。壳体（16）容纳隔离阀和浮阀两者，并具有由浮阀打开和关闭的端口（40）。

Description

用于高压应用的具有集成的浮阀的隔离阀

技术领域

本发明涉及一种用于控制流向高压燃料箱和从高压燃料箱流出的流体的阀组件，更具体地涉及还具有集成在组件内的浮阀的阀组件。

背景技术

高压流体容器例如高压燃料箱可以使用隔离阀以打开和关闭位于燃料箱与净化罐之间的蒸气通道。在典型的蒸发式排放系统中，从燃料系统排出的蒸气被送到能吸收燃料蒸气的含有活性碳的净化罐。在某些发动机操作模式下，借助特别设计的控制阀，燃料蒸气在罐内被吸附。随后，在另一些发动机操作模式下，借助附加的控制阀，新鲜空气通过罐被吸入，这使得燃料蒸气被抽吸入发动机，并在发动机中燃烧。

对于高压燃料箱系统，隔离阀可用于使燃料箱排放物隔离并防止它们使罐和蒸气线路负担过重。隔离阀本身可以是常闭的电磁操纵阀，其为了减压或要求受控的蒸气释放的任何其它事件而打开以允许蒸气流出燃料箱。

排放系统还可以包括燃料限制排气阀(FLVV)，该排气阀在重加燃料过程中使燃料箱排气直到燃料箱被填充至所需程度。当燃料箱充满时，FLVV关闭从而在加料管中产生压降以启动加料管喷嘴的关闭。隔离阀可以通过限制蒸气流量至小于FLVV可以处理的最大流量的水平而与FLVV共同作用。这防止急流的燃料蒸气将FLVV“塞”到关闭位臵。由隔离阀提供的控制也可以防止排放系统中的其它排气阀（例如，过压减压阀和/或真空减压阀)塞住。

隔离阀和FLVV连同其它排气阀可以布臵成相互串联。然而，阀组件有需要将隔离阀功能与排气功能组合以提供更高效、紧凑的组件。

发明内容

根据本发明的一方面的用于高压流体容器的阀组件包括隔离阀，该隔离阀具有可选择性地激励的线圈、可在当线圈被激励时的第一位臵和当线圈被去激励时的第二位臵之间移动的衔铁、以及联接至衔铁的隔离阀密封件。该组件还包括具有浮子的浮阀，该浮子在底部具有通道且在顶部具有孔口，其中，隔离阀密封件被对齐以打开和关闭该通道，并且当线圈在高的压力/高压条件期间被激励时蒸气流动通过该通道和该孔口。壳体容纳隔离阀和浮阀两者，并具有由浮阀打开和关闭的端口。

附图说明

图1示出了根据本发明的一方面的处于高压控制条件期间的阀组件，其中电磁阀中的线圈被激励/被通电以打开隔离阀，且浮阀关闭；

图2是图1所示的处于高压控制条件期间的阀组件的剖视图，其中线圈被激励，且隔离阀和浮阀两者都打开；

图3是图1所示的处于加燃料条件期间的阀组件的剖视图其中线圈被去激励/被断电，隔离阀和浮阀可以在打开位臵和关闭位臵之间移动；

图4示出了根据本教导的另一方面的阀组件；

图5示出了根据本教导的又一方面的集成了过压减压阀的阀组件；

图6示出了根据本教导的再一方面的集成了过压减压阀的阀组件。

具体实施方式

图1是根据本教导的一方面处于高压控制条件期间的用于高压流体容器（如燃料箱11）的集成的阀组件10的剖视图。阀组件10可以包括隔离阀12和由浮子控制的通气阀/浮式通气阀14，例如燃料限制蒸气阀（FLVV）。仅出于说明性的目的，图1至6中的浮阀14是FLVV，但本领域技术人员将理解，浮阀14可以是另一类型的阀和/或有不同的功能而不会脱离本发明的范围。在此方面，隔离阀12设臵在FLVV 14的下方。然而，如图5所示，该隔离阀12也可以设臵在FLVV 14的上方。隔离阀12和FLVV 14可以一起设臵在壳体16中以形成集成的单元。

隔离阀12可以是具有线圈18和衔铁20的电磁控制阀，该电磁控制阀基于线圈18的激励或去激励状态而启动。电气端子22将线圈18连接到控制发送到线圈18的电信号的控制器（未示出）。衔铁20可以包括较窄的活塞部分24。隔离阀密封件26附接至活塞部分24并且可以通过衔铁弹簧28被偏压向关闭位臵以关闭通道30。

尽管隔离阀密封件26可以通过成形为衔铁20的一部分而附接到衔铁20，但隔离阀密封件26还可以形成为单独的部件。在图1至6所示的教导中，隔离阀密封件26可以相对于衔铁20是分开和独立的，并且可以通过活塞部分24上的接合结构26a（如钩状部或捕获部）附接至活塞部分24，该接合结构26a与活塞部分24上的相应的接合结构24a（如凸耳）接合。

在本发明的一些方面中，衔铁弹簧28通过与密封件26上的法兰接合来偏压隔离阀密封件26。注意，在这种情况下衔铁弹簧28不接触衔铁20或活塞部分24本身。这允许隔离阀密封件26从衔铁20脱离并且不受衔铁20与隔离阀12内的其它部件（例如活塞部分24）之间的摩擦影响，该摩擦可导致响应延迟或滞后。此外，单独地偏压隔离阀密封件26确保通道30安全地关闭，即使衔铁20本身未处于完全密封的位臵。换言之，脱开的隔离阀密封件26并不依赖衔铁20的完美操作来可靠地打开和关闭隔离阀12。

浮阀14可以包括浮子32，该浮子32可以通过浮子弹簧34被偏压向关闭位臵。浮子32本身可以具有与基座38接触密封件36以限制蒸气通入端口40，端口40将阀组件10与排放系统中的另一部件如罐（未示出）连接。壳体16可以包括一个或多个溢出窗口41，一旦燃料到达窗口41的边缘，所述溢出窗口允许燃料进入浮阀14并迅速升起浮子32。蒸气也可以在隔离阀12的操作期间从燃料箱11流经窗口41进入阀组件20，这将在下面更详细的解释。

在本发明的一方面，浮子32可以是中空的，且由隔离阀12打开和关闭的通道30设臵在浮子32的底部。当隔离阀12打开时，中空的浮子结构允许蒸气穿过浮子32以及围绕浮子32流动。位于浮子32的顶部的浮子孔口42可以作为流量限制器来提供从阀组件10进入端口40的受控制的蒸气流量，以防止排放系统中的其它阀的阻塞。一方面，当箱11中的燃料高度达到预定的高度、或者当阀组件10内的蒸气压力与浮子弹簧34的偏压力结合后足够高以致克服浮子32的重量并将它向上推至抵靠着浮子密封件36时，浮阀14可以关闭端口40。注意，当浮子32处于关闭位臵时，蒸气仍然可以流动通过浮子孔口42以减轻燃料箱11中的压力。

一方面，浮阀14还可以包括关闭浮子孔口42的可选的液体/蒸气鉴别器44。该鉴别器44阻止液体燃料进入端口40。

下面解释阀组件10的操作。图1示出了处于高的燃料箱压力条件期间的阀组件10，其中需要燃料箱压力的受控制的释放。控制器（未示出）通过端子22发送电信号以激励线圈18。由此产生的磁场可以抵抗衔铁弹簧28的偏压力将衔铁20拉入隔离阀12中（在图1示出的示意图中向下），将活塞部分24及其附接的隔离阀密封件26拖离通道30，允许蒸气流动通过浮子32。

在这个阶段，燃料箱11中加压的蒸气可以通过溢出窗口41流入阀组件10。在这个阶段，来自浮子弹簧34的力和阀组件10内的蒸气压力相结合可能高到足以将浮子32向上推，使得浮子密封件36压靠着端口基座38。在此部位，受控量的蒸气可流出燃料箱11、经过浮子孔口42进入端口40内，允许燃料箱11减压，同时保持蒸气流量低于最大流量以防止排放系统中的其它阀阻塞以及允许持续排气。

图2是在燃料箱减压发生之后的图1所示的阀组件10的剖视图。这可以发生在例如燃料箱压力足够低以允许更大的蒸气流而不会阻塞之后，或加燃料的操作之前。在这个阶段，线圈18仍被激励，保持衔铁20在隔离阀12中的缩回位臵，且活塞部分24在打开位臵。然而，由于燃料箱11中的蒸气压力以及因此阀组件10中的压力较低，用于保持浮子32的压力较小。浮子32的重量可以克服浮子弹簧34的偏压力以及组件10中的较低的蒸气压力，允许浮子32下降到如图2所示的打开位臵并完全地打开端口40。结果，蒸气可以通过溢出窗口41直接流入端口40，绕过阀组件10中的其它部件。

阀组件10的集成的结构允许同一组件10处理加燃料过程期间的排气以及燃料箱压力控制。图3是在加燃料之后图1所示的阀组件的剖视图。在这个阶段，线圈18仍被激励，同时衔铁20处于缩回位臵。此外，隔离阀密封件26臵靠在浮子32的底部的通道30上，且浮阀14处于打开位臵，因为浮子32的重力和跨浮子密封件36的压降/压力差克服了浮子弹簧34的偏压力。此外，燃料箱中的燃料高度不足以填充浮阀14和提升浮子32。因此,蒸气自由地流动通过端口42。

在加燃料期间，蒸气持续自由地流动通过端口42。当燃料箱11中的燃料高度上升至足够高以到达溢出窗口41的边缘时，液体燃料通过窗口41溢至浮阀14内。因此，浮子32可以迅速地升高直到浮子密封件36到达端口基座38以基本上关闭端口40。由此所致的在排放系统的其余部分中产生的蒸气下降可以启动加燃料喷嘴（未示出）的关闭。如果阀组件包括液体/蒸气鉴别器44，上升的燃料高度可以导致鉴别器44关闭浮子孔口42，密封端口40。由于当燃料箱已满时不想要的液体燃料通过端口40进入排放系统的风险可能很高，因此鉴别器44通过阻塞浮子孔口42而阻止哪怕少量的液体燃料进入端口40。然而，不要求鉴别器44在端口40中产生压降以引起喷嘴关闭。

注意，在图4示出的本发明的另一方面中，隔离阀12可以设臵在浮阀14的上方，而不是在它下方。为适应这个新的取向并保持相同的功能，活塞部分24和隔离阀密封件26可以设臵成悬挂在浮子32内部。当线圈18被去激励时，隔离阀12可以通过衔铁弹簧28被偏压向关闭位臵。在这方面，衔铁弹簧28可以与活塞部分24而不是隔离阀密封件26接合，但隔离阀密封件26仍可以独立于活塞部分24移动。当线圈18被激励时，衔铁20和活塞部分24可以向下移动，将隔离阀密封件26向下推至打开位臵。

图5和图6示出了本发明的其它方面。图5示出了图1中的阀组件10的示例，该示例附加有集成的过压减压阀（OPR）50，而图6示出了图4中的阀组件的示例，该示例具有集成的OPR阀50。在两个方面中，OPR阀50可以具有覆盖OPR孔口56的阀板52和密封件54。阀板52可以通过弹性构件58（例如弹簧）被偏压成关闭。弹性构件58的偏压力可以选择成使得在燃料箱11中的蒸气压力到达所选高度之上时OPR阀50打开，从而释放多余的燃料箱压力。

尽管上面的示例集中在用于燃料箱的隔离阀，本领域技术人员将认识到所述阀组件可以用于任何需要受控制的压力释放和阀关闭的应用。因此，上面的描述不应被理解为限制燃料排放系统。

应理解的是上面的教导本身仅是示例性的而不是对本发明、其应用或使用的限制。虽然在说明书中描述了具体的示例并在附图中示出，但本领域技术人员应理解的是可以做出各种改变且其元件可以被等同替代而不离开本发明的如权利要求中所限定的范围。此外，在多个示例之间的特征、元素和/或功能的混合及匹配在此可明确地预期，因此本领域技术人员将从本发明理解到一个示例的特征、元素和/或功能可以适当地结合到另一示例中，除非上面另有描述。此外，可以根据本发明的教导做出很多修改以适应具体情况或材料而不离开本发明的基本范围。因此，所希望的是本发明不限于由附图所示以及在说明书中描述的特定的例子——它们是目前考虑的用于实施本发明教导的最佳方式，而是本发明的范围将包括落在上文描述的和所附权利要求之内的任何实施方式。

Claims (17)

1.一种用于高压流体容器的阀组件，包括：

隔离阀，所述隔离阀具有：

可选择性地激励的线圈，

可在当线圈被激励时的第一位置和当线圈被去激励时的第二位置之间移动的衔铁，和

联接至所述衔铁的隔离阀密封件；

具有浮子的浮阀，所述浮子在底部具有通道且在顶部具有孔口，其中，所述隔离阀密封件被对齐以打开和关闭所述通道，并且当所述线圈被激励时蒸气流动通过所述通道和所述孔口；以及

容纳所述隔离阀和所述浮阀两者的壳体，所述壳体具有由所述浮阀打开和关闭的端口。

2.根据权利要求1所述的阀组件，其特征在于，当需要受控的压力释放时所述线圈在高压条件期间被激励。

3.根据权利要求1所述的阀组件，其特征在于，所述隔离阀还包括衔铁弹簧，所述衔铁弹簧将衔铁偏压至第二位置，当所述线圈被激励时，所述衔铁在向第一位置移动时克服所述衔铁弹簧的偏压力。

4.根据权利要求1所述的阀组件，其特征在于，所述第一位置是缩回位置以及所述第二位置是伸出位置。

5.根据权利要求1所述的阀组件，其特征在于，当所述衔铁处于第一位置时所述隔离阀密封件关闭所述通道。

6.根据权利要求1所述的阀组件，其特征在于，所述隔离阀设置在所述浮阀的下方，当所述线圈被去激励且所述衔铁处于第二位置时所述衔铁向下推动所述浮子并且所述隔离阀密封件关闭所述浮子中的所述通道。

7.根据权利要求1所述的阀组件，其特征在于，所述隔离阀设置在所述浮阀的上方，当所述线圈被去激励且所述衔铁处于所述第二位置时所述衔铁向上拉所述浮子并且所述隔离阀密封件关闭所述浮子中的所述通道。

8.根据权利要求1所述的阀组件，其特征在于，所述隔离阀密封件是相对于所述衔铁分开的、独立的部件。

9.根据权利要求8所述的阀组件，其特征在于，所述衔铁包括较窄的活塞部分，该活塞部分将所述隔离阀密封件与所述衔铁联接。

10.根据权利要求8所述的阀组件，其特征在于，所述隔离阀还包括衔铁弹簧，所述衔铁弹簧将所述隔离阀密封件偏压至所述第二位置而不接触所述衔铁本身，当所述线圈被激励时，所述衔铁在向所述第一位置移动时克服所述衔铁弹簧的偏压力。

11.根据权利要求8所述的阀组件，其特征在于，所述隔离阀密封件和所述活塞部分分别具有将所述隔离阀密封件与所述活塞部分接合的接合结构。

12.根据权利要求1所述的阀组件，还包括靠近所述隔离阀设置在所述壳体中的溢出窗口。

13.根据权利要求1所述的阀组件，还包括设置在所述浮阀中的流体/蒸气鉴别器，所述鉴别器对齐以打开和关闭所述孔口。

14.根据权利要求13所述的阀组件，其特征在于，所述浮子是中空的，所述流体/蒸气鉴别器设置在所述浮子的内部。

15.根据权利要求1所述的阀组件，还包括过压减压阀。

16.根据权利要求15所述的阀组件，其特征在于，所述过压减压阀设置在所述壳体中。

17.根据权利要求15所述的阀组件，其特征在于，所述壳体包括过压孔口，且所述过压减压阀包括：

阀板；

设置在所述阀板上的密封件；和

偏压所述阀板以关闭所述过压孔口的弹性构件。

Images