CN103388539A - 快速响应型浮式蒸气通气阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于泄放燃料箱中的压力的阀组件。该阀组件包括限定通道的壳体和设置在通道的一端的阀座。浮子组件设置在该壳体内。该浮子组件包括柔性膜封闭件以及重开廓部，该膜封闭件在浮子组件响应于燃料箱中升高的燃料高度而升高时封闭阀座，该重开廓部在浮子组件响应于燃料箱中下降的燃料高度而下降时沿着膜封闭件的选择部分施加重新打开力以将膜封闭件从阀座释放。

Description

快速响应型浮式蒸气通气阀

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年5月10日申请的美国临时申请序列号61/645，354的优先权，其全文通过引用合并于此。

背景技术

本发明总的涉及由浮子控制的通气阀/浮式通气阀，包括例如可用于泄放燃料箱中的蒸气压力的通气阀。

背景技术

浮式通气阀通过在罐中的燃料高度达到预定高度时关闭燃料箱中的排气孔来操作。这些阀可以包括较薄的柔性膜，该膜可以封闭/密封排气孔的阀座以关闭所述阀。阀孔可以具有相对大的圆周以在低的蒸气压力下提供期望的蒸气流量。结果，可使用较低的关闭力使柔性膜封闭阀座。

当罐中的燃料高度下降到预定高度以下时，阀构造成重新打开阀孔并通过阀孔释放燃料蒸气。然而，燃料箱中增加的蒸气压力与阀孔的较大圆周一起可以导致膜保持对阀座的封闭，从而阻止阀打开。换言之，在需要阀打开的情况下阀粘连并保持关闭。

发明内容

提供了一种用于泄放燃料箱中的压力的阀组件。该阀组件包括限定通道的壳体和设置在通道的一端的阀座。浮子组件设置在所述壳体内。所述浮子组件包括柔性膜封闭/密封件，该柔性膜封闭件在浮子组件响应于燃料箱中升高的燃料高度而升高时封闭/密封所述阀座。所述浮子组件还包括重开廓部/重开结构，该重开廓部在浮子组件响应于燃料箱中下降的燃料高度而下降时沿着膜封闭件的选择部分施加重新打开力以将膜封闭件从阀座释放。

当结合附图阅读具体实施方式的如下详细描述时，本发明的各个方面对于本领域技术人员来说将会变得显而易见。

附图说明

现将参照附图通过示例描述本发明的实施方式，其中：

图1是根据本发明的一个方面的阀组件的剖视图。

图2是根据本发明的一个方面的用在图1的阀组件中的浮子组件的透视图。

图3是沿着图2的浮子组件的线III-III所作的剖视图。

图4A-4C是沿着图2的浮子组件的线III-III所作的剖视图，示出了浮子组件的顶部的可供选择的方案。

图5A-5D是图2的浮子组件的顶部的可供选择方案的透视图，示出了各种封闭接触轮廓。

具体实施方式

现在详细参考本发明的具体实施方式，在此描述并且在附图中示出了它们的示例。虽然将结合具体实施方式描述本发明，但是应该理解的是它们并不旨在使本发明局限于这些实施方式。相反，本发明旨在覆盖替代方式、修改和等效方式，它们包括在正如由所附权利要求限定的本发明的主旨和范围内。

本发明总的涉及一种由浮子控制的/浮式阀组件，该浮式阀组件具有相对薄的膜封闭件，当燃料箱中的燃料高度达到预定高度时该膜封闭件以低的关闭力容易地封闭阀座。该阀组件还在燃料高度下降到泄放罐中蒸气所需的高度时可靠地打开而没有粘连。

图1示出了根据本发明一个方面的阀组件10。该阀组件10包括壳体12，所述壳体12具有上部14，该上部将要被设置在燃料箱的外部。上部14包括具有蒸气出口通道18的软管配件16和向外延伸的环形凸缘20。壳体12还包括向下延伸的下部11。下部22设计成通过燃料箱入口延伸到燃料箱内部。下部22具有容纳浮子组件26的浮腔24，该浮子组件在图2和3中更详细地示出。

位于壳体12的上部14上的凸缘20具有设置在其上方的环形连接法兰28。连接法兰28可以通过任何合适的方法（比如二次成型，overmolding）形成到凸缘20上，并且可以具有使连接法兰28与下部22接合的保持环30。弹性体的封闭材料32可以设置在连接法兰28的周围以在凸缘20与连接法兰28之间形成基本不透蒸气的封闭。连接法兰28可以由例如可焊接到塑料罐的材料制成。

阀座构件34设置在壳体12中并且包括形成在阀设置通道38的下端上的环形阀座36，该阀设置通道38垂直地延伸穿过阀座构件34。球形重力响应止回阀40可以设置在通道38的上端上并且通过形成在阀座构件34中的环形保持壁42定位。

可以在下部22上方设置杯形或U形的盖44。盖44可以经由任何合适的方式（例如螺纹连接、压配合连接、卡扣连接或者焊接）固定到下部22。

蒸气通道38的上端可以具有一个或多个凹槽以在止回阀40置于通道38的端部上时允许燃料蒸气泄流。如果在燃料箱中存在过多的蒸气压力，那么罐压力就克服止回阀40的重量并且将止回阀40向上推以释放压力。

图2和3更详细地示出了浮子组件26。该浮子组件26可以包括基本圆柱形或管状的本体48以及设置在本体48内的芯50。芯50可以具有位于该芯的上端的弯曲表面52。芯50可以通过任何合适的方法（例如压配合连接、卡扣连接或者焊接）固定在本体48内。或者，本体48和芯50可以整体成型为单件式构件。本体48可以具有形成在其上端上的支承构件，比如保持架54。保持架54可以保持有弹性的柔性膜封闭件56，该封闭件具有相对薄的膜构型。保持架54可以延伸超过芯52足够的高度以允许膜封闭件56的受限的运动。

在一个实施方式中，柔性膜封闭件56被支承在大体刚性的构件60上。该刚性构件60可以设置在芯50的弯曲表面52上以使得该刚性构件60可以在芯50上枢转。该刚性构件60可以具有不规则的上表面，比如有纹理的或有棱/起棱/带肋的表面，以在膜封闭件56封闭阀座36时允许液体燃料从该上表面排出，从而减少或者防止膜封闭件56与阀座36的粘连。替代地或者附加地，膜封闭件56的接触刚性构件60的底表面也可以是有纹理的以便排放。

为了进一步防止膜封闭件56与阀座36的粘连，保持架54在其上部附近具有不规则形状的重开廓部/重开型廓/重开结构64。该重开廓部64构造成当浮子组件26向下运动时接触膜封闭件56并且使膜封闭件56与阀座36偏离。为了完成该功能，重开廓部64可以限定任何不规则形状的表面。在一个实施方式中，图4A图示了一种不规则的直的（即斜的）重开廓部64。在另一个实施方式中，图4B图示了一种不规则的弯曲的重开廓部64。在另一个实施方式中，图4C图示了具有凹凸轮廓以提供不规则形状的重开廓部。无论具体形状如何，重开廓部64被支承在连接到浮子组件26的保持架54上和/或构成保持架54的一部分。结果，重开廓部64接触膜封闭件56并且当浮子组件26下降时移开膜封闭件56。膜封闭件56符合/顺应重开廓部64的形状，使得重开廓部64的不规则形状允许液体燃料排出以及膜封闭件56周围的空气流中断以防止粘连。

尽管示出保持架54作为重开廓部64的支承构件，但是任何结构可以用作支承构件来将重开廓部64连接到浮子组件26。如果需要，与保持架54类似，支承构件也可以约束膜封闭件56的运动。

图5A-5D示出了根据本发明的重开廓部64的另外的变型。本领域技术人员将会认识到在不脱离本发明的范围的前提下可以对重开廓部64的具体形状进行修改。重开廓部64可以具有使膜封闭件56合乎/顺应重开廓部64的同时仍然防止粘连的任何结构。更具体地，重开廓部64设计成使重新打开力沿着膜封闭件56的远离浮子组件26的中心轴线地定位的边缘或部位定向或集中。使重新打开力集中在膜封闭件56的小的区域上以比在整个膜封闭件56上施加重新打开力更少的能量打破这种封闭。还有，重开廓部64可以在尽可能低的罐压力下启动重开。随着重开发生，由此导致的排气降低了罐压力并且能够使阀进一步打开。

正如上面指出的，重开廓部64可以是不规则的直线（图4A）或者可以具有凹凸轮廓（图4B）。其它的可能的重开廓部例如可以具有倾斜的形状（图5A，该图是图4A的结构的透视图）、双角或双“V”形状（图5B）、部分螺旋形状（图5C）和带有额外凸出部的部分螺旋形状（图5D）。其它可能的重开廓部形状包括非对称的复杂曲线和/或具有一个或多个力集中部（比如凸出部）的一些其它结构，它们将力施加到膜封闭件56的特定部分或区域上以便于该膜封闭件从阀座36上释放。无论具体形状如何，重开廓部65设计成将力施加到膜封闭件56的被选择的部分或区域（比如周边）上，以利用小的力启动重开。

重开廓部56还可以具有凹凸轮廓或其它纹理结构，比如图2B中示出的那些，以中断空气流并防止膜封闭件56抽吸关闭。正如上面指出的，在接触表面之间（例如膜封闭件56与重开廓部64之间）可以包括凹凸轮廓和/或纹理结构以排出可能造成粘连的液体。

参见图1，弹簧66向上偏压浮子组件，该弹簧66的下端与盖44的内部接合。弹簧66的上端可以套在成型在芯50的下端中的环形凹槽68中。

在操作中，当燃料箱中的燃料高度升高时，浮子组件26向上运动到图1中虚线示出的位置，使得阀座36延伸穿过由保持架54限定的孔70。膜封闭件56接触阀座36并且由压靠着膜封闭件56的刚性构件60封闭。孔70本身可以具有任何形状，比如圆的、细长的、狭缝形状的、梨或水滴形状的、V形的等等，只要其能实现阀座36与膜封闭件56之间的接触即可。孔70的形状可以受到为重开廓部64所选择的形状影响。例如，如果孔70例如在水滴形或细长开口的端部处具有较窄的部分，那该较窄部分可以与重开廓部64的最低部分对齐以将最初的重新打开力集中在膜封闭件56的较小区域上，使剥离功能最优化。此外，根据重开廓部64的形状，浮子组件26可以设计成在浮腔24内具有特定的定向，使得膜封闭件56匹配于重开廓部64的在孔70周围的区域中的轮廓（即，如果孔70周围的区域是倾斜的、有起伏的或者非对称的）。

当燃料箱中的燃料高度下降时，浮子组件26下落，使重开廓部64选择性地接触膜封闭件56并且将膜封闭件56的集中部分从阀座36释放。集中的释放可以防止膜封闭件56与阀座36粘连。根据重开廓部64的具体形状，浮子组件26的附加的向下运动可以使重开廓部64的一些部分接触膜封闭件56的另外的部分，并且启动附加的释放动作。当浮子组件26更进一步下降时，保持架54的上部接触膜封闭件56并且完成膜封闭件56与阀座36的剥离。

因此本发明显示了阀组件的一种独特的新颖的结构，该结构具有安装在浮子组件26上的保持架54内的相对薄的有弹性的膜封闭件56。该膜封闭件56具有在保持架54内的受限的运动以便在浮子组件26升高时封闭在阀座36上。在燃料抽出以及浮子组件26下降之后，支承在保持架54上的重开廓部64接触膜封闭件56的被选择部分以将膜封闭件56从阀座36释放。该结构有助于防止膜封闭件56保持在完全关闭的状态下。在浮子组件26的进一步下降之后，保持架54完全从阀座36释放，允许蒸气穿过阀通道38自由地流动。因此重开廓部64响应于燃料箱中下降的燃料高度在较低压力下提供了阀组件10快速可靠的打开。

为了图示和描述的目的已经呈现了本发明的具体实施方式的在前描述。它们并不旨在穷举或者将本发明限定到所披露的精确形式，根据上面的教导各种修改和变型是可行的。选择并描述这些实施方式是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而能够使本领域的技术人员利用本发明和不同的实施方式，这些实施方式具有适合于预期的具体用途的各种变型。本发明的范围旨在由权利要求以及它们的等效方式限定。

Claims (20)

1.一种用于泄放燃料箱中的压力的阀组件，所述阀组件包括：

限定通道的壳体和设置在所述通道的一端的阀座；以及

设置在所述壳体内的浮子组件，所述浮子组件包括：

柔性的膜封闭件，所述膜封闭件在所述浮子组件响应于燃料箱中升高的燃料高度而升高时封闭所述阀座，以及

重开廓部，所述重开廓部在所述浮子组件响应于燃料箱中下降的燃料高度而下降时沿着膜封闭件的选择部分施加重新打开力以将膜封闭件从所述阀座释放。

2.根据权利要求1所述的阀组件，还包括将所述重开廓部支承在所述浮子组件上的支承构件。

3.根据权利要求2所述的阀组件，其中所述支承构件是保持架，所述膜封闭件设置在所述保持架内。

4.根据权利要求3所述的阀组件，其中所述重开廓部与所述保持架一体成型。

5.根据权利要求2所述的阀组件，其中所述支承构件限定了从浮子组件延伸的、允许所述膜封闭件的受限运动的高度。

6.根据权利要求1所述的阀组件，其中所述重开廓部的形状选自由下列形状组成的组：曲线形、不规则曲线形、具有凹凸轮廓的形状、角形、双角形、部分螺旋形以及带有凸出部的以上列出形状中任一种。

7.根据权利要求1所述的阀组件，还包括支承所述膜封闭件的大体刚性构件。

8.根据权利要求7所述的阀组件，其中所述浮子组件还包括限定弯曲表面的芯，所述刚性构件可枢转地支承在所述弯曲表面上。

9.根据权利要求7所述的阀组件，其中所述刚性构件、所述膜封闭件和所述重开廓部中的至少一者具有起棱的表面。

10.根据权利要求1所述的阀组件，其中所述重开廓部沿着所述膜封闭件的周边施加重新打开力。

11.根据权利要求1所述的阀组件，其中所述重开廓部将重新打开力施加到膜封闭件的远离浮子组件的中心轴线地定位的选择区域。

12.根据权利要求1所述的阀组件，其中当所述浮子组件响应于燃料箱中下降的燃料高度而进一步下降时所述膜封闭件基本顺应于重开廓部。

13.一种用于泄放燃料箱中的压力的阀组件，所述阀组件包括：

限定通道的壳体和设置在所述通道的一端的阀座；以及

设置在所述壳体内的浮子组件，所述浮子组件包括：

管状本体，

形成在所述管状本体的上端上的支承构件，

设置在所述管状本体内的芯，所述芯的顶端具有弯曲表面，

设置在所述支承构件内的刚性构件，所述刚性构件可枢转地支承在所述芯的所述弯曲表面上，

柔性的膜封闭件，所述膜封闭件支承在所述刚性构件上并且在所述浮子组件响应于燃料箱中升高的燃料高度而升高时封闭所述阀座，以及

由所述支承构件支承的重开廓部，所述重开廓部在所述浮子组件响应于燃料箱中下降的燃料高度而下降时最初沿着所述柔性膜封闭件的选择部分施加重新打开力以将膜封闭件从所述阀座释放。

14.根据权利要求13所述的阀组件，其中所述支承构件是保持架，所述膜封闭件设置在所述保持架内。

15.根据权利要求14所述的阀组件，其中所述重开廓部与所述保持架一体成型。

16.根据权利要求14所述的阀组件，其中所述保持架限定了从所述芯的弯曲表面延伸的、允许膜封闭件的受限运动的高度。

17.根据权利要求13所述的阀组件，其中所述重开廓部的形状选自由下列形状组成的组：曲线形、不规则曲线形、具有凹凸轮廓的形状、角形、双角形、部分螺旋形以及带有凸出部的以上列出形状中的任一种。

18.根据权利要求13所述的阀组件，其中所述刚性构件、所述膜封闭件和所述重开廓部中的至少一个具有起棱的表面。

19.根据权利要求13所述的阀组件，其中所述重开廓部将重新打开力施加到所述膜封闭件的远离浮子组件的中心轴线地定位的选择区域。

20.根据权利要求13所述的阀组件，其中当所述浮子组件响应于燃料箱中下降的燃料高度而进一步下降时所述膜封闭件基本顺应于所述重开廓部。

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