CN103453156B - 尤其用于燃油蒸气保持系统的具有先导控制的阀门 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种尤其用于燃油蒸气保持系统的具有先导控制的阀门，包括：主阀（10），其包括阀体（12），用于打开和关闭流体通路；先导控制阀（20），其设置在阀体（12）处，用于打开和关闭设置在阀体（12）内的通道（14），并且具有可弹性变形的隔膜（22）；以及柱塞（30），用于将隔膜（22）抵压在通道（14）的出入口处，从而关闭通道（14），并且使阀体（12）在关闭方向上移位，以抵靠在阀座（11）上。

Description

尤其用于燃油蒸气保持系统的具有先导控制的阀门

技术领域

本发明涉及一种具有先导控制的阀门，尤其用作燃油（燃料）蒸气保持系统的油箱切断阀。而且，本发明涉及一种燃油蒸气保持系统。

背景技术

如今，由于环境的原因，在机动车的燃油箱内产生的燃油蒸气不再排放到大气中，而是收集在活性炭容器内，以便将燃油蒸气馈送给吸入管线，并且在发动机操作过程中燃烧所述燃油蒸气。为了进行再生或者为了净化活性炭容器，可临时切断燃油箱和活性炭容器之间的连接管线。为此，通常被电磁驱动的相应的油箱切断阀设置在燃油箱和活性炭容器之间的连接管线内。

由于这种油箱切断阀具有相对较大的流动横截面，所以需要相对较大的驱动器，以便尽管压力差较小，也能确保阀门进行可靠的切换操作。在本领域中，众所周知，除了主阀，还提供具有较小的流动横截面的先导阀，以便在进行切换操作之前，能够使主阀的入口和出口之间保持压力均衡。这样，可大幅减小驱动器所需的力。然而，这些先导控制阀显示了需要许多元件的缺点，这是因为这种类型的阀门包括两个阀门，从而需要两个阀体或阀板，这两个阀体或阀板具有适当的偏置装置（诸如，弹簧）以及相应的操作装置（诸如，驱动器、柱塞杆等）。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种紧凑型阀门，其仅具有几个元件。

由独立权利要求的特征解决这个目的。在从属权利要求中限定本发明的有利实施例。

根据本发明，提供一种具有以下元件的阀门：

主阀，其包括阀体或阀板或阀盘，用于打开和关闭流体通路；

先导控制阀或先导阀，其设置在阀体处，用于打开和关闭设置在阀体内的通道，并且具有可弹性变形的隔膜；以及

柱塞，用于将隔膜抵压在通道的出入口处，以便关闭通道，并且用于使阀体在关闭方向上移位，以便将阀体抵压在阀座上。

在本文中，术语“隔膜”表示板状弹性元件，一方面，通过邻接在通道的出入口处，该弹性元件具有密封通道的能力，即，弹性密封的能力。另一方面，隔膜可弹性弯曲，以便在出入口处与隔膜的密封部分邻接，并且从其中移开，而无需整个隔膜的完全移动。换言之，隔膜的边缘部分以基本上固定的方式安装，而中央密封部分具有可活动的阀体或阀板的功能。隔膜的弹性偏转产生作为偏置件或弹簧件的功能。

由于相应的驱动器的作用，柱塞将隔膜抵压在通道的出入口处，从而关闭通道，同时朝着阀座推动阀体并使阀体与阀座邻接，以便关闭主阀。结果，可由相同的驱动件（即，柱塞）驱动先导控制阀和主阀两者。对于先导阀或先导控制阀不需要提供单独的驱动件。通过进一步为先导控制阀提供可弹性变形的隔膜，该隔膜可同时具有两个功能。因此，该隔膜用作偏置装置，从而先导控制阀不需要单独的弹簧。而且，该隔膜具有阀体或阀板的功能，用于密封通道的出入口。因此，与没有任何先导或先导控制的普通油箱切断阀相比，先导控制阀仅具有隔膜作为额外的元件。

具有合适的阀座的阀门通路设置在主阀的阀体内。而且，隔膜具有上述两个功能，其中，用于驱动主阀的阀体的柱塞同时驱动先导控制阀。因此，这种先导控制或先导操作的阀门具有非常简单的结构，具有数量最少的元件。

优选地，隔膜具有弹性弹力，用于在空载状态下释放通道的开口。

在本文中，将柱塞未施加任何压力的状态视为空载状态，即，柱塞从隔膜提升并释放隔膜的情况。空载状态也可为以下状态：仅流体压力作用在隔膜上，而柱塞在隔膜上不施加任何压力。换言之，隔膜的回复力足够高，从而即使流体压力作用在隔膜上，隔膜也变形为其初始形状。

更优选地，一弹簧促使阀体进入打开位置。因此，在柱塞上无需任何压力，即，驱动器无需进行任何驱动，在释放柱塞时，阀门保持打开或从关闭状态转为打开状态。

优选地，由电磁驱动器驱动柱塞。有鉴于此，可电控制或调节阀门，以便在阀门用作燃油蒸气保持系统内的切断阀时，由机动车的发动机控制单元驱动阀门。

更优选地，隔膜包括橡胶或耐火低温柔性弹性体，诸如，氟硅氧烷（FVMQ）。

优选地，阀体包括其中设置有通道的圆盘和/或用于相对于阀座密封阀体的密封件。优选地，圆盘具有以积极的或形式锁紧的方式接收阀体的密封件的形状，用于抵靠阀座进行密封，并且用于以积极的或形式锁紧的方式接收固定的隔膜。

优选地，隔膜以浮动的方式安装在阀体内，即，隔膜位于阀体或圆盘内。在这个位置，柱塞向上保持隔膜，从而隔膜不需要任何紧固装置。为此，阀体或阀板优选地具有用于隔膜的相应形状的接收器，诸如，凹入式圆形部分或环形空间。

更优选地，隔膜包括直径较大并且厚度较小的部分以及直径较小并且厚度较大的部分。当通过柱塞施加压力以使隔膜在朝着通道的出入口的方向上移位时，厚度较小并且直径较大的部分进行相应的偏转。在这种情况下，直径较大的部分优选地位于环形空间内。与此相反，直径较小并且厚度较大的部分进行小幅偏转或者甚至没有进行偏转，以便基本上扁平地邻接在通道的出入口处。这样，确保通道的良好密封。

优选地，该阀门用作机动车的燃油蒸发系统的油箱切断阀。

而且，本发明涉及一种燃油蒸气保持系统，其具有用于吸收燃油蒸气的活性炭容器以及根据以上所述的阀门，该阀门用于选择性地打开和关闭燃油容器和活性炭容器之间的连接管线。

附图说明

在下文中，利用附图参照实施例来解释本发明。

图1为穿过位于打开位置的阀门的横截面；

图2示出了图1的阀门位于关闭位置的横截面；

图3示出了先导控制阀位于打开位置且主阀仍位于关闭位置的图1的横截面；

图4示出了用于解释阀门的功能的示意图。

具体实施方式

如图1和图4中所示，阀门在其打开位置释放第一阀口50和第二阀口60之间的流体通路。可将阀体12抵压在阀座11上，以便关闭主阀10的该流体通路。而且，先导控制阀20的隔膜22可关闭通道14的开口，该通道设置在主阀10的阀体12内，以便防止流体通过通道14。

在图2中示出了主阀10和先导控制阀20的关闭位置。为了关闭阀门，将柱塞30抵压在隔膜22的顶部上，从而隔膜22偏转，并且由于偏转而邻接在通道14的出入口处。这样，通过隔膜22的密封表面22a关闭通道14，以便关闭从第一阀口50经阀体12的径向外围处的开口16和通道14进入第二阀口60的流体通路。而且，由于柱塞30所施加的压力，阀体12克服弹簧40（图中的下部分）的偏压力而被抵压，以便邻接在阀座11处。这样，关闭主阀10。

为了打开阀门，去除在柱塞30上施加的压力，使得隔膜22由于其弹力而通过变形回复到其初始位置，因此释放通道14的出入口。这样，先导控制阀20打开，从而释放从第一阀口50经开口16和通道14进入第二阀口60的流体通路。由于先导控制阀20的流体通路的释放，所以能够使第一阀口50和第二阀口60之间保持压力均衡。在这种情况下，甚至结构柔弱的弹簧40也可使阀体12从阀座11提升，从而打开主阀10。由于在第一阀口50和第二阀口60之间基本上没有必须克服的压力差，所以不需要较大的力来打开主阀10。

优选地，在第一阀口50处存在较高的压力。第一阀口50因此与例如机动车的燃油箱（未示出）连接，而第二阀口60可与燃油蒸气保持系统的活性炭容器（未示出）连接。在这种情况下，隔膜22必须具有适当的弹性回复力，以便在空载状态下，即，在柱塞30未施加任何压力的状态下，隔膜克服所施加的压力从第一阀口50向上提升。这样，由于隔膜22的弹性回复力，通道14从存在于第一阀口50处的压力而释放。而且，弹簧40必须具有相应的偏压力，以便在压力平衡状态下，即，在先导控制阀20打开时，使阀体12从阀座11提升。

由于弹簧40不必克服压力差而动作，所以弹簧可仅具有较小的偏压力或力。因此，另一方面，在关闭主阀10时，不需要驱动器70提供很大的力，就可克服弹簧40的力朝着阀座11推动阀体12。

驱动器70驱动柱塞30，该驱动器优选地为电磁驱动器并且因此包括电磁体72，在供应电流时，该驱动器推动柱塞30抵压隔膜22。因此，阀门为所谓的无电流打开型2/2-向电磁阀。在将电流提供给电磁体72时，这种电磁阀关闭，并且一旦去除电流，该电磁阀就打开。术语“2/2”表示具有两个阀口和两个位置（即，打开位置和关闭位置）的阀门。

优选地，隔膜22仅仅以积极的（positive）或形式锁紧的方式位于阀体12的相应部分内，如图4中示意性所示。在此，隔膜22的直径较大的部分22b位于阀体12的相应环形空间内。实际上，阀门的阀体12优选地包括圆盘18，如图1到图3中所示，该圆盘具有隔膜22的相应接收器。在图中，柱塞30将隔膜向上保持在阀体12的接收器或圆盘18的接收器中。

优选地，隔膜22进一步包括部分22c，部分22c相比于直径较大并且厚度较小的部分22b而言直径较小并且厚度较大。这样，在柱塞30施加压力时，基本上是隔膜22的直径较大的部分22b偏转，而直径较小并且厚度较大的部分22c基本上没有显示任何偏转。这样，在通道14的出入口处，朝着大致平面的接合点抵压直径较小的部分22c，以便确保在先导控制阀20的关闭位置有效地密封通道14。

隔膜22优选地为相应模制的主体，由硅树脂、橡胶、天然橡胶或耐火低温柔性弹性体制成，诸如，氟硅氧烷（FVMQ）。

更优选地，阀体12在其下部处具有密封件13，该密封件与阀座11配合一起密封主阀10的流体通路。密封件13也优选地设置在圆盘18处，该圆盘也包括通道14。密封件13优选地也由弹性材料制成，诸如，耐火低温柔性弹性体，诸如，氟硅氧烷（FVMQ）。

更优选地，阀体12在径向方向上在阀门的外壳1内被相应地引导，从而可仅在图1中所示的打开位置和图2中所示的关闭位置之间在轴向方向上移动，即，柱塞30和第二阀口60的纵向方向。这种引导优选地由外壳1处一体形成的突出部分1a或凹口形成。

所描述的阀门优选地位于机动车的燃油箱和活性炭容器之间的连接管线内，以便临时中断燃油容器和活性炭容器之间的连接，以便更新活性炭容器。通常，通过切断阀打开这个连接，以便将燃油箱内产生的燃油蒸气馈送给用于吸收的活性炭容器。

所描述的阀门不限于用作相应的燃油蒸发和收集系统的切断阀。该阀门也可用于其他应用中，例如，用作加油阀、通流阀等。

参考数字列表

1 外壳

1a 突出部分

10 主阀

11 阀座

12 阀体

13 密封件

14 通道

16 开口

18 圆盘

20 先导控制阀

22 隔膜

22a 密封表面

22b 较大直径的部分

22c 较小直径的部分

30 柱塞

40 弹簧

50 第一阀口

60 第二阀口

70 驱动器

72 电磁体。

Claims (10)

1.一种阀门，包括：

主阀(10)，其包括阀体(12)和阀座(11)，用于打开和关闭流体通路；

先导控制阀(20)，其设置在所述阀体(12)处，用于打开和关闭设置在所述阀体(12)内的通道(14)，并且所述先导控制阀具有能弹性变形的隔膜(22)；以及

柱塞(30)，用于将所述隔膜(22)抵压在所述通道(14)的出入口处，以便关闭所述通道(14)，并且用于使所述阀体(12)在关闭方向上移位，以便将所述阀体(12)抵压在所述阀座(11)上，

其中，通过将所述隔膜(22)设置在所述阀体(12)的对应环形空间中来将所述隔膜(22)以浮动的方式安装在所述阀体(12)内，使得通过所述柱塞(30)将所述隔膜(22)保持在所述阀体(12)的接收器内。

2.根据权利要求1所述的阀门，其中，所述隔膜(22)具有弹性弹力，用于在空载状态下释放所述通道(14)的开口。

3.根据前述权利要求中任一项所述的阀门，其中，一弹簧(40)促使所述阀体(12)进入打开位置。

4.根据权利要求1或2所述的阀门，其中，所述柱塞(30)由一电磁驱动器(70)驱动。

5.根据权利要求1或2所述的阀门，其中，所述隔膜(22)包括硅树脂、橡胶或耐火低温柔性弹性体。

6.根据权利要求1或2所述的阀门，其中，所述阀体(12)包括其中设置有所述通道(14)的圆盘(18)和/或用于相对于所述阀座(11)密封所述阀体(12)的密封件(13)。

7.根据权利要求1或2所述的阀门，其中，所述隔膜(22)包括直径较大并且厚度较小的部分(22b)以及直径较小并且厚度较大的部分(22c)。

8.根据权利要求5所述的阀门，其中，所述耐火低温柔性弹性体为氟硅氧烷。

9.根据前述权利要求中任一项所述的阀门作为机动车的燃油蒸发系统的油箱切断阀的应用。

10.一种燃油蒸气保持系统，具有用于吸收燃油蒸气的活性炭容器以及根据权利要求1到8中任一项所述的阀门，所述阀门用于选择性地打开和关闭燃油容器和所述活性炭容器之间的连接管线。