CN103477135A - 燃料阀 - Google Patents

Abstract

一种配置有能浮动密封的流体通道模块（10）的翻转燃料阀，包括能在浮子壳体内在打开位置和关闭位置之间轴向移动浮子构件（130、230）。所述浮子构件通常沿关闭位置的方向被偏压，所述浮子构件包括用于收集液体的开口液体腔，从而参与作用在所述浮子构件上的力平衡。

Description

燃料阀

技术领域

本发明公开的内容的主题涉及燃料阀，更具体地涉及翻转阀（ROV）。本发明公开的内容的主题更加具体地涉及一种用于这种翻转阀的浮子结构。

背景技术

已知各种用于与车辆的燃料箱一起使用的阀，在这些阀中，配备有两个或更多个阀组件的那些阀或者被称为两级阀的那些阀与本发明更为密切相关。

一种基本的翻转型燃料阀公开在美国专利第5,7381,32号中，其公开了一种翻转通风阀，所述翻转通风阀包括：具有流体入口和流体出口的壳体，流体出口包括壳体的由阀座定界的大体上细长的狭缝状的出口孔。还提供了：浮子构件，该浮子构件位于壳体中并能够在壳体中在入口和出口之间轴向移动；细长的弹性封闭膜条，该弹性封闭膜条的一端固定在浮子构件的与出口相邻的一端，该弹性封闭膜条的一部分固定为相对于出口偏置；弹簧偏压装置，所述弹簧偏压装置位于壳体内并支承在浮子构件上，以便在出口方向上对该浮子构件进行弹簧偏压；从而作用在浮子构件上的弹簧偏压作用和浮力一起倾向于对膜条施压而使其与出口孔密封接合，而作用在浮子构件上的重力倾向于使浮子构件远离出口移动以便逐步地使膜条从出口的密封接合中分开。

例如，美国专利7,207,347t公开了一种过度填充阻止、蒸汽排放和翻转的多功能阀，其包括：限定了有限空间的壳体，所述壳体形成有所述有限空间的一个或多个流体入口；在所述壳体顶端的流体出口腔，该流体出口腔与出口管流动连通；第一出口孔道，所述第一出口孔道在所述有限空间和所述流体出口腔之间延伸；第二出口孔道，所述第二出口孔道在所述有限空间和所述流体出口腔之间延伸；阀组件，所述阀组件位于有限空间内，并且包括与所述第一出口孔道相联的第一级浮子构件和与所述第二出口相联的第二级浮子构件，所述浮子构件通过浮力能在有限空间内关于平行轴从打开位置轴向移动到关闭位置，在打开位置中，所述第一出口孔道和所述第二出口孔道打开，在关闭位置中，所述第一出口孔道和所述第二出口孔道分别被所述第一级浮子构件和所述第二级浮子构件密封地接合，其中所述第一级浮子构件至少部分地叠置在所述第二级浮子构件上，使得当所述第一级浮子构件处于其打开位置中时其被第二级浮子构件支撑，这种布置使得仅在第二级浮子构件从打开位置移至关闭位置的情况下，第一级浮子构件才能移动到其关闭位置并与第一出口孔道密封地接合。

美国专利第6,701,952号公开了多级浮子型阀的另一示例，其涉及一种安装在燃料箱中的阀，该阀包括配置有出口孔道以及一个或多个流体入口孔道的壳体，所述壳体容纳有浮子型阀构件，该浮子型阀构件轴向排列在壳体中，并能沿着壳体在打开位置和关闭位置之间移动，在打开位置中，出口孔道打开，在关闭位置中，出口孔道密封地关闭；该阀的特征在于壳体与喷嘴构件一体地形成，所述喷嘴构件与出口孔道流动连通并且具有主体部分，该主体部分的出口在燃料箱内延伸；所述出口孔道在壳体的上部部分中形成，所述上部部分具有上端壁，所述出口孔道由上端壁中的孔限定，所述孔相对于阀的纵向轴线倾斜，浮子型阀构件的顶壁部分面对所述孔并相对阀的纵向轴线同样地倾斜，阀构件的所述顶壁部分设有封闭膜条，该封闭膜条在浮子型阀构件的顶壁部分接近所述出口孔道时能够密封地接合上端壁中的孔并完全关闭阀。

发明内容

本发明公开的主题的一个目的是提供一种配置有能浮动密封的流体通道模块的翻转燃料阀，其包括浮子构件，所述浮子构件能在浮子壳体内在打开位置和关闭位置之间轴向移动；所述浮子构件在常态下沿关闭位置的方向被偏压；所述浮子构件包括用于收集液体的开口液体腔，从而参与作用在浮子构件上的力平衡。

根据所公开的主题的示例，阀包括多级能浮动密封的流体通道模块，根据特定设计，该阀为两级模块结构，包括两个串联的能浮动密封的流体通道模块，每个模块均配置有独立的浮子构件，所述浮子构件能在相应的浮子壳体中在打开位置和关闭位置之间轴向移动；所述浮子构件在常态下沿关闭位置的方向被偏压；所述浮子构件包括用于收集液体的开口液体腔，从而参与作用在浮子构件上的力平衡。

下列特征和设计中的任何一个或多个可单独或以组合的形式并入根据本发明公开的主题的燃料阀中，其中对单级或多级阀进行修改：

·当所述阀为两级浮子结构时，所述浮子构件一个在另一个之上地串联地延伸，其中，来自一个能浮动密封的流体通道模块的流体流流到在其上方延伸的第二能浮动密封的流体通道模块中；

·每个模块的所述浮子构件的两级浮子结构能彼此独立地移动，还能在至少一个完全打开位置和关闭位置之间移动，在完全打开位置中，即，两个模块都处于其各自的打开位置（有利于燃料箱的通风和相关联的液体燃料阱的排放），在关闭位置中，至少一个模块处于其各自的关闭位置，可选地两个模块都处于其各自的关闭位置，即，防止流体流向所述液体燃料阱；

·当所述阀为两级浮子结构时，所述浮子构件能在一体式壳体中移动；

·所述浮子构件的所述液体腔具有顶部开口；

·所述浮子壳体具有底部入口开口和顶部出口开口，所述底部入口开口与燃料箱流动连通，所述顶部出口开口与液体燃料阱流动连通；

·所述浮子构件的所述液体腔配置为在相当大的倾斜度下也能保持至少一定量的液体；

·所述浮子构件在所述浮子壳体中仅能在轴向方向上移动（即，防止了该浮子构件的旋转）；

·所述浮子构件的直径比其高度大；

·所述浮子构件被限制为在所述壳体中轴向移动，因而避免了其在倾斜的情况下发生卡死；

·所述浮子构件的所述液体腔被分隔成隔舱；根据一个结构，各隔舱彼此流体流动连通；根据另一个结构，各隔舱彼此不流体流动连通；

·根据一种特定设计，所述液体腔具有环形截面或被分成环形段；所述环形或被分成环形段的液体腔可以是对称的或具有不规则的截面；

·所述浮子构件配置有支承密封构件的倾斜顶面，所述密封构件被配置为用于密封接合到能浮动密封的流体通道模块的出口孔道上；所述出口孔道与所述浮子构件的倾斜顶面相一致地倾斜；

·所述液体腔的顶边缘在浮子构件的密封构件的下边缘之下延伸；

·在两级浮子结构中，一个能浮动密封的流体通道模块的出口孔道延伸到相邻的顶部的能浮动密封的流体通道模块的入口孔道中；

·能浮动密封的流体通道模块的壳体被配置为用于卡扣配合在阀壳体中。

附图说明

为了理解所公开主题并明白其在实践中能如何实施，现在将通过仅仅是非限制性的实施例并参照所述附图对实施例进行描述：

图1A是高性能防漏翻转阀的透视图；

图1B是图1A中的阀的分解轴测图；

图2是图1中的阀沿着II-II线剖开并且以完全关闭位置示出的纵向剖视图；

图3是图2所示截面的透视图；

图4是图2中的阀的纵向剖视图，该阀以部分关闭位置示出；

图5是图2中的阀的纵向剖视图，该阀以打开位置示出；

图6是图3中的阀的纵向剖视图，该阀被示出为以一定角度倾斜（即，偏斜）；

图7是翻转阀的内部部件的透视分解图，示出了浮子构件、弹性膜和膜；

图8是单级能浮动密封的流体通道模块的纵向剖视图，该阀以打开位置示出；

图9A是根据所公开主题的改进的阀的纵向剖视图；

图9B是在图9A中的结构中使用的浮子构件的纵向剖视图。

具体实施方式

首先参考图1至图3，这些图图示了一种翻转阀（未在图中显示）的高性能防泄漏能浮动密封的两级流体通道模块，该流体通道模块总体上以附图标记10表示，其被配置为用于组装在燃料箱（未在图中显示）中并进一步与罐（燃料液体/蒸汽处理设备）连接。

能浮动密封的流体通道模块10包括中心壳体12、上壳体20和底盖50。中心壳体12包括中心部分15、上部部分13和下部部分14，所述上部部分大体上为圆筒形并从中心分隔部分15向上突出，所述下部部分也为圆筒形并从中心分隔部分15向下突出。

上部部分13的内径比下部部分14的内径大，并且包括下壁部分17、上壁部分18和侧面突起16，所述上壁部分的直径比下壁部分17的直径稍大，所述侧面突起从上壁部分18突出以用于扣接在上面的附件的相应的开口中，例如，位于燃料阀壳体中或是直接位于配置在燃料箱（未显示）中的开口内。

下部部分14包括沿着其内表面纵向地延伸的肋元件38和用于与底盖50接合的开口19，这将在下文中进行描述。中心分隔部分15为盘状并且包括定位于其中心的孔35、弹簧支撑件83和向下突出壁82，所述弹簧支撑件从中心分隔部分15的中心向上突出并且具有通向孔35的中心空间流动通道80，所述向下突出壁为圆柱形并形成有倾斜的底座表面84。中心分隔部分15还包括突起34，该突起向上突出并且大体上呈矩形。

上壳体20大体上呈圆筒形并且包括顶壁21和侧壁22，所述侧壁从所述顶壁21向下突出。顶壁21包括形状与上面描述的突起34的形状相同的突起25、孔81和形成有倾斜的底部密封表面29的向下突出壁28，它们的形状与上面描述的孔35、突出壁82和表面84的形状相同。侧壁22包括上部环形槽23和下部环形槽24，各个环形槽配置为用于分别接收O型环31和O型环32。此外，侧壁22的内径与中心壳体12的下部部分14的内径相同，该侧壁还包括肋元件37，肋元件37沿着该侧壁的内表面纵向延伸并且与上述凹口元件38相同。上壳体20通过在中心壳体12中形成的多个开口65（图1）而被扣接，中心壳体能被在侧壁22的外表面上形成的相应的侧面突起67接合。上壳体20密封地驻留在中心壳体12的上部部分13中，所述上壳体通过压靠在下壁17的内表面上的O型环32上而被密封，并在其中形成上腔201。

底盖50大体上呈圆筒形并且包括底部侧壁52、从底部侧壁52向上突出的侧壁51和位于侧壁51中的槽53。底部侧壁52包括孔54、中心孔口86和弹簧支撑件83。底盖50的直径比中心壳体12的下部部分14稍大，所述下部部分14驻留在形成了下腔205的底盖50内。孔54有利于下浮子模块205和车辆的燃料箱（未显示）之间的液体流动，阀位于所述车辆的燃料箱中。

在能浮动密封的流体通道模块10的下模块的下腔101中存在大体上呈圆柱形的浮子构件130、细长的条带状弹性膜150和螺旋弹簧170，所述条带状弹性膜的一端由膜保持器160固定。浮子构件130能轴向移动并且通过下部螺旋弹簧170而沿向上方向被弹性偏压，该浮子构件包括盘状基座135和竖直突出壁132，所述竖直突出壁从基座135向上突出并形成环形杯状结构的收集腔137。

下腔101还包括下弹簧壳体腔140、弹簧支承表面139和倾斜上壁138，所述倾斜上壁相对于翻转阀10的纵向轴线以及相应地相对于浮子构件130的纵向轴线的倾斜度与底座表面84或中心壳体12的倾斜度相对应。

如图所示，各个浮子构件的直径均比其高度大。该特征增加了浮子构件的浮性，从而导致实质性地提高了密封力，即，将各个浮子推到其向上的密封位置的方向上的作用力矢量增加。

另外，应注意，浮子构件具有带顶部开口的液体收集腔。这导致在车辆和相关联的燃料箱倾斜的情况下，例如，在非常陡的斜坡（上升/下降）上，或者在倾覆或接近倾覆的情况下，一些液体从腔101和201中溢出，由此促使所产生的作用在浮子构件上的作用力在弹簧的偏压作用下沿着将浮子构件推到其密封位置中的方向，这还由于作用力矢量现在作用在相反方向上（倾斜角α的余弦，图6）。

如图7和图8所示，浮子构件130还包括槽142和凹口145，所述槽形成在竖直突出壁132中，所述缺口大体上呈矩形并且位于基座135的底部表面内。槽142与形成在中心壳体12的内壁上的肋元件38相配合，从而将浮子构件130的运动限制在仅在纵向（轴向）方向上，即，限制其仅上下移动，而防止浮子构件绕纵向轴线进行任何旋转运动。

膜150包括平坦的膜部分152，该膜的一个末端通过固定柱154固定到浮子构件130的上壁138上，该膜通过膜保持器固定，膜保持器位于固定柱154之上并且位于竖直突出壁132的顶部边缘之上。

类似地，在能浮动密封的上流体通道模块201内包括与在能浮动密封的下流体通道模块101内所描述的相同的部件，与所述腔101内所描述的标记为数字100系列的部件相似的部件将用数字200系列标示。上腔201与下腔101选择性地通过流动通道80和孔35彼此流动连通，如下所述。

现在将进一步参照余下的附图对阀及相关联的能浮动密封的流体通道模块10的操作和作用进行论述。

在初始状态下，如图2和图3所示，在任何液体燃料300被引入燃料箱中之前，或当燃料料位较低并且处于正常压力条件下且车辆处于水平时，下浮子构件130和上浮子构件230二者都处于打开位置，即，处于其底部位置，浮子构件130和230的重量比分别来自螺旋弹簧170和270的相反的弹性偏压力大。

当燃料300被引入其中设置有燃料阀的燃料箱（未显示）中时，燃料将燃料箱填充至与图4中所见的线301对应的燃料界线处。液体300可自由通过孔54进入并填充能浮动密封的下流体通道模块的下腔101。在填充腔101时，浮子构件130相对于液体300的浮力使浮子构件130在竖直方向上轴向移动，直至膜150与倾斜的底座表面84密封地接合，从而限制任何进一步运动并将下浮子构件130带到关闭位置。到达燃料填充线301时，燃料液体300也填充了收集腔137。因此螺旋弹簧170的力和浮力一起被预设为克服位于填充有流体的下腔101内的、填充了的下浮子构件130的重量。

当下浮子构件130处于关闭位置时，通过孔35发生的任何泄漏都会导致燃料液体300集中到上腔201中。由于能浮动密封的上流体通道模块的腔201的液位，作用在上浮子构件230上的浮力将使浮子构件230竖直地轴向移动到关闭位置，在该关闭位置中，膜250与倾斜的底部密封表面29密封地接合，从而为高性能翻转阀提供防止泄漏的第二级密封。

当车辆处于倾翻情况中时，如图2和图3所示，上浮子构件230和下浮子构件130二者都到达它们各自的关闭位置，其中，浮子构件130和230由于重力和偏压弹簧170和270而处于关闭位置，偏压弹簧170和270现在都与重力作用在相同的方向上，因而使浮子构件130和230移至其各自的密封位置（尽管是倒置的），因此防止了燃料液体逸出燃料箱流向液体阱。

图5图示了翻转阀的能浮动密封的流体通道模块10的一种状态，其中，上浮子构件230和下浮子构件130处于打开位置。在这种状态下，来自液体阱（未显示）的液体自由地沿着由箭头线400表示的流动通道流回到燃料箱中。液体在重力作用下流动并经由孔81进入阀而收集在上收集腔237和上腔201中。当腔201充满，浮力使上浮子构件230浮起时，流体通过流动通道80和孔82排出而收集在下浮子构件130内在收集腔137和下腔130中，并最终流过孔54而进入下面的燃料箱中。

图8图示了总体上以附图标记250表示的单级能浮动密封的流体通道模块，该模块与参照图1至图7所公开的能浮动密封的两级流体通道模块中的关于上模块的公开大体上相似，而区别在于，基座构件254配置有孔256以有利于液体燃料进入浮子容纳壳体258中，其中流动通道由箭头线262表示。能浮动密封的单级流体通道模块的操作与上文参照图1至图7所公开的相同。

如图7和图9A和图9B所示，每个浮子构件均大体上仅能在轴向方向上移动，即，在其倾斜和移动期间不会出现卡死，这是由于圆柱形引导柱239从中心分隔部分15和壳体上壁20向下延伸，并能在形成在每个浮子构件130和230中的一对相应的接收器241中滑动地移动。要注意，接收器241配置有锥形（变宽的）开口243，这有利于将圆柱形引导柱239容易地定位到接收器241中。

本领域的技术人员应了解，在不背离本发明的保护范围的条件下，本发明可有多种改变、变型和改进。

Claims (16)

1.一种配置有能浮动密封的流体通道模块的翻转燃料阀，包括：浮子构件，所述浮子构件能在浮子壳体内在打开位置和关闭位置之间轴向移动；所述浮子构件通常沿关闭位置的方向被偏压；所述浮子构件包括开口液体腔，该开口液体腔用于收集液体，从而参与作用在所述浮子构件上的力平衡。

2.根据权利要求1所述的翻转燃料阀，其中，所述阀包括多级能浮动密封的流体通道模块，并且根据特定设计，所述阀为两级模块结构，包括两个串联的能浮动密封的流体通道模块，每个模块均配置有独立的浮子构件，所述浮子构件能在相应的浮子壳体中在打开位置和关闭位置之间轴向移动；所述浮子构件通常沿关闭位置的方向被偏压；所述浮子构件包括用于收集液体的开口液体腔，从而参与作用在所述浮子构件上的力平衡。

3.根据权利要求1所述的翻转燃料阀，其中，所述阀为两级浮子结构，所述浮子构件一个在另一个之上地串联地延伸，其中，来自一个能浮动密封的流体通道模块的流体流流到在其上方延伸的第二能浮动密封的流体通道模块中。

4.根据权利要求2所述的翻转燃料阀，其中，各个模块的浮子构件的两级浮子结构能彼此独立地移动，还至少能在完全打开位置和关闭位置之间移动，在完全打开位置中，两个模块都处于其各自的打开位置，从而有利于燃料箱的通风和相关联的液体燃料阱的排放，在关闭位置中，至少一个模块处于其各自的关闭位置，可选地两个模块都处于其各自的关闭位置，从而防止流体流向所述液体燃料阱。

5.根据权利要求1所述的翻转燃料阀，其中，所述阀为两级浮子结构，所述浮子构件能在一体式壳体中移动。

6.根据权利要求1所述的翻转燃料阀，其中，所述浮子构件的液体腔具有顶部开口。

7.根据权利要求1所述的翻转燃料阀，其中，所述浮子壳体具有底部入口开口和顶部出口开口，所述底部入口开口与燃料箱流动连通，所述顶部出口开口与液体燃料阱流动连通。

8.根据权利要求1所述的翻转燃料阀，其中，所述浮子构件的液体腔被配置为在相当大的倾斜度下也能保持至少一定量的液体。

9.根据权利要求1所述的翻转燃料阀，其中，所述浮子构件在所述浮子壳体中仅能在轴向方向上移动，由此防止所述浮子构件旋转。

10.根据权利要求1所述的翻转燃料阀，其中，所述浮子构件的直径大于其高度。

11.根据权利要求1所述的翻转燃料阀，其中，所述浮子构件被限制为在所述壳体中轴向移动，因而避免了其在倾斜的情况下发生卡死。

12.根据权利要求1所述的翻转燃料阀，其中，所述浮子构件的液体腔被分隔成隔舱。

13.根据权利要求1所述的翻转燃料阀，其中，所述液体腔具有环形截面，或被分成环形段；环形或被分成环形段的液体腔可以是对称的或具有不规则的截面。

14.根据权利要求1所述的翻转燃料阀，其中，所述浮子构件配置有支承密封构件的倾斜顶面，所述密封构件被配置为用于密封接合到能浮动密封的流体通道模块的出口孔道上；所述出口孔道与所述浮子构件的倾斜顶面相一致地倾斜。

15.根据权利要求1所述的翻转燃料阀，其中，所述液体腔的顶边缘延伸到所述浮子构件的所述密封构件的下边缘之下。

16.根据权利要求2所述的翻转燃料阀，其中，在两级浮子结构中，一个能浮动密封的流体通道模块的出口孔道延伸到相邻的顶部的能浮动密封的流体通道模块的入口孔道中。

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