CN104685277B

CN104685277B - 具有防过压安全性的用于液体容器的通风阀门

Info

Publication number: CN104685277B
Application number: CN201380049998.8A
Authority: CN
Inventors: 派垂克·卡纳修; 埃马纽埃尔·施蒂尔斯; 特里·鲁克塞尔
Original assignee: Nergy Automotive Systems Research SA
Current assignee: Nergy Automotive Systems Research SA
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2018-05-15
Anticipated expiration: 2033-09-30
Also published as: WO2014049584A3; EP2901057B1; JP2015535770A; EP2901057A2; JP2018165151A; FR2996279B1; WO2014049584A2; FR2996279A1; CN104685277A

Abstract

本发明涉及一种用于液体容器的通风阀门(1)，该通风阀门包括腔部(10)，在该腔部中集成了：用于实现在容器翻转情况下自动关闭该阀门的功能(即“ROV”功能)的装置(22、24、26)；用于实现禁止容器填充超过预先确定水平的功能(即“ISR”功能)的装置(44、46)；用于允许气体在超过预先确定阈值的过压的情况下排向外部大气(即“OPR”功能)的装置(28、30、32)；用于准许空气在容器内部压强低于大气压的时候进入容器中(即“by‑pass”功能)的装置(36、38、40、42)。

Description

具有防过压安全性的用于液体容器的通风阀门

技术领域

本发明涉及一种液体容器、尤其是能装备在机动车上的燃料容器的通风系统。

背景技术

液体容器在其会与其包含的液体一起移动的时候一般配置有通风系统(也称为通气回路或系统)。该回路允许在负压的情况下将空气引入到容器中(尤其是为了补偿所消耗的液体体积)，并在过压的情况下排出包含在容器中的气体。由此在容器经受以下各种干扰时保证相对于环境的安全性：在任何方向上任何幅度的运动、热扰动、负压和过压。该回路还允许收集应该排放到大气中的气体，以在某些情况下从中去除最具污染性的成分，以满足该物质的环境要求，这些环境要求的严格程度定期提高。

在安装在机动车上的燃料容器的情况下，通气回路必须满足的限制条件特别地严格。在该情况下，必须阻止液体燃料流出，同时让气体排出，以管理在容器加燃料过程中和在容器中的整个存储期间(其中包括车辆行驶期间)压强和气体体积的大的变化。

为了满足这些限制条件，已经研发了一些解决方案，这些解决方案使用特别地集成了安全阀门的通风系统，该安全阀门伸入容器中，并且该安全阀门的上部部分穿过容器的上壁。可替代地，该阀门可以被完全地布置在容器的内部。这种阀门一般与能够将气体排向大气的管道连接。对于某些应用，在阀门和大气之间布置称为净化罐的箱盒，该净化罐包括吸收存在于来自容器的气体中的燃料蒸气的物质。

通风系统还可以包括一个或多个用于实现诸如以下的功能的设备：在加燃料时禁止过量填充，该功能通常用缩写“ISR”或“OFP”(过量填充预防，英文为“Over Fillingprevention”)来表示；旁通(英文为“by-pass”)功能，该功能允许在负压的情况下(尤其是在消耗了燃料的时候)将空气引入到容器中；或者，在翻车的情况下自动关闭通风系统，该功能通常用缩写“ROV“(翻车安全阀门，英文为“Roll-Over-Valve”)来表示。

通风系统还可以具有防过压安全性，该防过压安全性与其他功能平行地(尤其是与通气功能平行地)实现通常称为“OPR”(过压释放，英文为“Over-pressure release”)的功能。该安全性一般由布置在容器外部、将容器顶部连接到容器填充管道区域的蒸气呼吸管路处的阀门来保证。该安全性必须能够在容器的通气系统关闭(无论是处于容器的正常位置还是处于事故时的翻车位置)时工作。

一般性地，在通风系统领域实现的进步已经使这些系统能够实施的功能增加，并因此增加了构成这些系统的元件的数量和复杂性。并且，通风系统的各个元件一般通过管道相互连接(以及在预想到时与净化罐连接)，这提高了组装难度和成本，以及不良运作(泄漏、管路堵塞等)的风险。

为了试图方便在容器上的组装操作并同时最大化地合并(regrouper)通风系统所实现的功能，已经考虑了一些解决方案。这些合并一般要求使用管道和连接件。

发明内容

本发明旨在通过提出一种通风阀门来改善已知通风系统，该通风阀门允许最大化地限制要组装在容器上的元件的数量，并减小安装错误的风险和其正常运作所必需的管路和连接件的数量。

由此，本发明涉及一种用于液体容器的通气阀门，该通气阀门包括腔部(enceinte)，在该腔部中集成有：

用于实现在容器翻转情况下自动关闭所述阀门的功能(以下称为“ROV”功能)的装置；

用于实现禁止容器填充超过预先确定水平的功能(以下称为“ISR”功能)的装置；

用于允许气体在超过预先确定的阈值的过压的情况下排向外部大气(以下称为“OPR”功能)的装置；

用于准许空气在容器内部压强低于大气压时进入容器(以下称为“by-pass”功能)的装置。

由此，借助于本发明，在容器上实施所述通风系统限于安装如上所述的阀门，即限于安装单一、集成化并易于安装的元件。符合本发明的阀门集成了几乎所有应当由容器、尤其是机动车用的燃料容器的通风系统来实现的功能。当然，符合本发明的阀门被配置为使得即使在通气系统关闭的时候也能够执行“OPR”功能，而“ISR”和“By-pass”功能则只能在通气系统打开的时候执行。

在一个实施例中，腔部包括与外部大气联通的上室、与容器内部联通的下室、分隔上室和下室的中室。

在一个实施例中，用于实现“OPR”功能的装置包括“OPR”开孔，该开孔常态下被阻塞元件(例如：珠子)阻塞，该关闭元件受到弹性装置(例如：弹簧)的作用。

在一个实施例中，“OPR”开孔使下室与上室联通。

在一个实施例中，“OPR”开孔使下室与中室联通。

在一个实施例中，用于实现“ROV”功能的装置包括能够阻塞“ROV”开孔的浮子，其中所述“ROV”开孔使下室与中室联通。

在一个实施例中，用于实现“ISR”功能的装置包括能够阻塞“ISR”开孔的元件，其中所述“ISR”开孔使中室与上室联通。

在一个实施例中，能够阻塞“ISR”开孔的元件是受到其自身重量作用的盘或受弹性回复装置(例如：弹簧)作用趋向于关闭所述开孔的盘。

在一个实施例中，用于实现“by-pass”功能的装置包括能够使上室与中室联通的“by-pass”开孔，该开孔能够被阻塞元件(例如：珠子)阻塞。

在一个实施例中，借助于弹性回复装置(例如：布置在与“by-pass”开孔联通的气道内部的弹簧)的作用将阻塞元件维持在常态位置，即处于其关闭位置。

在一个实施例中，该气道的一端是打开的，并使该通道通过上室与外部大气联通。

在一个实施例中，所述阀门包括单一通道，在该单一通道内部布置有by-pass装置和OPR装置，所述通道包括两个受弹簧作用的阻塞元件(例如：珠子)。

附图说明

阅读以下仅示例性地、参照附图给出的说明，本发明将变得更易理解。在这些附图中：

图1、图2A、图2B和图2C示出了符合本发明的阀门的第一实施例；

图3和图4示出了符合本发明的阀门的第二实施例；

图5示出了符合本发明的阀门的第三实施例；

图6示出了符合本发明的阀门的第四实施例。

具体实施方式

图1示出了符合本发明的阀门1的一个实施例。阀门1包括腔部10，该腔部包括上室12、下室14、和分隔下室14和上室12的中室16。

当阀门1被布置在容器上、在容器上壁2(在图1中部分地示出)处时，阀门1部分地位于容器外，阀门的一部分因此位于容器中，处于上壁2下方。可替代地，阀门1可以完全集成在容器中，并且与通向容器外部并(可能地通过净化罐)通到大气的管道连接。在另一变型中，阀门被布置在通风管线的另一位置处，例如集成在净化罐上或沿着容器填充管道布置。

在腔部10的上部18中，阀门1设有管道20，该管道使上室12与外界大气(可能地通过未示出的净化罐)联通。

下室14包括浮子22，该浮子设有能够阻塞第一开孔(即“ROV”开孔)26的浮针24，其中所述第一开孔使下室14与中室16联通。当“ROV”开孔关闭时，禁止任何气体或液体在下室14和上室16之间通过。由于下室14与容器的内部联通，所以浮子能够在容器中的燃料液位变得足够高时借助于浮针24阻塞开孔，从而阻止气体排出。为了实现“ROV”功能，位于带孔的井道(未示出)中的高密度珠子(未示出)被布置在浮子下方。该珠子的作用在于在容器经受翻转运动超过预先确定的转动角度(例如为80度)时向高处带动浮子22。

第二开孔(即“OPR”开孔)28被布置在下室14和中室16之间。该开孔正常情况下被珠子30关闭，该珠子受弹性装置(例如弹簧32)作用趋向于关闭“OPR”开孔28。珠子30和弹簧32布置在容腔34中。由“OPR”开孔28和用于关闭该开孔的装置(包括珠子30和弹簧32)构成的整体允许实现“OPR”功能，即允许气体在超过预先确定的阈值的过压的情况下排向外部大气。例如弹簧32、珠子30(或珠子30所抵靠的座)的元件被确定并尺寸定为使得如果容器中的压强达到或超过预先确定的压强阈值就打开“OPR”开孔。特别地，该功能将保证燃料容器在“ROV”开孔26长时间维持被浮子22阻塞、由此阻止气体通过“ROV”开孔26正常排出的情况下(例如在浮子卡在高的位置处的情况下，无论该情况是否由容器翻转引起)所需的安全性。

在图1、图2A、图2B和图2C的示例中，弹簧32布置在容腔34中，该容腔在其上端部处关闭。在“OPR”开孔28打开的情况下，从容器中排出的气体进入中室16中，以排向上室12，然后(特别地经过净化罐)排向外部大气。

为了允许来自中室16的气体转向上室，设置了两个开孔。

这两个开孔中的第一个(即“by-pass”开孔)36的第一作用在于允许空气在容器中的压强低于大气压时(尤其是在车辆运行时消耗燃料的情况下)通向容器。在图1和图2A至图2C的示例中，该开孔36常态下是打开的，但可以被珠子38阻塞，该珠子布置在上端部42打开并与上室12联通的气道40中。由此，如上所述地，如图2C所示，“by-pass”开孔允许在“ROV”开孔不被阻塞的时候将空气引入到容器中，以补偿任何出现在容器内部的负压，尤其是在消耗了燃料的时候，在该图2C中，空气进入容器中由箭头C示出。此外，如下所述地，“by-pass”开孔允许气体在某些情况下从中室排向上室。

如图1所示，当“ROV”开孔26被浮子22的浮针24阻塞时，容器中的压强可能会升高，直至达到甚至超过预先确定的压强阈值。在该情况下，如上所述地，“OPR”开孔28被打开，如箭头A所示，气体能够通过气道40和“by-pass”开孔42排向上室，并能够由此通过通道20排向外部大气。

允许气体排出的第二开孔为“ISR”开孔44，该开孔使中室16和上室12联通，并能够被在其自身重量作用下趋向于关闭“ISR”开孔44的元件阻塞。在图1、图2A和图2B的示例中，该元件为重的盘件，即“ISR”盘46，常态下处于关闭位置。当中室中的压强使得气体倾向于抬起“ISR”盘46的时候实现“ISR”开孔44的打开，由此允许气体如箭头B所示地排出。

有利地，实现“by-pass”和“ISR”功能的设备被设计和尺寸确定为协调“by-pass”和“ISR”开孔的开合。由此，可以例如设想，在该示例中常态下打开的“by-pass”开孔允许(总是在“OPR”开孔打开的情况下)气体排出，直至预先确定的容器内部与外部大气之间的压强差，然后，在超过该阈值时，“by-pass”开孔因为珠子38在气道40中的上升而关闭，气体压强以及由此导致的流量允许抬起“ISR”盘46。在该情况下，沿着分别对应于箭头A和B的路径进行的气体排出不是同时的，而是如图2A和图2B中可见，在容器内部压强上升的情况下是按顺序发生的(初始沿着箭头A，然后只沿着箭头B)，或可能地：首先沿着箭头A，然后同时沿着箭头A和B，最后只沿着箭头B。

图3示出了一个实施例，其中，位于“OPR”开孔28之上的容腔340在其上端部处包括开口341，该开口允许在容器内部的压强导致打开“OPR”开孔28时排出来自容器的气体。此外，气道340被下部分342延长，直至分隔下室14和中室16的壁处。由此，容腔340与中室16隔离开，并且，当打开开孔28时，如箭头D所示，气体直接从下室排向上室12。在该示例中，“OPR”功能完全独立于“by-pass”和“ISR”功能，后两者通过如上所述的方式实现。换句话说，“OPR”功能绕过“by-pass”和“ISR”功能。

图4和图5示出了一个实施例，其中，“OPR”和“by-pass”功能集合于单一气道48内部。该气道布置在开孔28的上方。珠子30实现“OPR”开孔28的关闭，并受布置在气道48中的弹簧50的下端部的作用。该弹簧还借助于其上部部分作用于珠子38，珠子38用于实现气道48的上开孔52的关闭。在弹簧50的作用下，开孔52常态下是关闭的。在容器中有负压的情况下，弹簧50在珠子38上的回复力允许该珠子打开开孔52，并由此让空气如图5中箭头F所示地进入容器中。

在图4和图5的示例中，如上所述，借助于弹簧50和珠子30的组合作用实现“OPR”功能。当开孔28在气体作用下被打开时，气体在该示例中如图4中箭头E所示地通过“ISR”开孔44排出。实际上，当“OPR”开孔打开时，“by-pass”开孔必定是关闭的(反之亦然)，穿过“OPR”开孔排出的气体因此只能借助于“ISR”开孔排出。

图6示出了阀门1的一个实施例，其中“by-pass”开孔36常态下是关闭的，并且其中“ISR”盘460受回复弹簧461作用。“ISR”盘的工作方式与上述的工作方式类似，不同之处在于盘460受到布置在上室12中的回复弹簧461的作用而不再仅仅因其自身重量作用趋向于关闭“ISR”开孔。盘460因此在该示例中不是重的元件。此外，借助于布置在气道40中的弹簧420，“by-pass”开孔在该示例中常态下是关闭的，其中所述弹簧420作用于珠子38，使其倾向于关闭位于气道40上部部分的开孔42。

本申请的发明主题允许获得紧凑的、集成众多功能的通风系统。由此，借助于本发明，通风系统在容器上的实施限于安装符合本发明的阀门，即单一、集成化并易于安装的元件。符合本发明的阀门集成了容器、尤其是机动车用燃料容器的通风系统应当实现的几乎所有功能。本发明由此允许降低生产和组装成本，并减小安装错误的风险。

Claims

1.一种用于液体容器的通气阀门(1)，该通气阀门包括腔部(10)，在该腔部中集成了：

用于实现在所述容器翻转的情况下自动关闭所述阀门的功能的装置(22、24、26)，以下称为用于实现“ROV”功能的装置；

用于实现禁止填充所述容器超过预先确定的水平的功能的装置(44、46)，以下称为用于实现“ISR”功能的装置；

用于允许气体在超过预先确定的阈值的过压的情况下排向外部大气的装置(28、30、32)，以下称为用于实现“OPR”功能的装置；

用于准许空气在所述容器内的压强低于大气压时进入所述容器的装置(36、38、40、42)，以下称为用于实现“by-pass”功能的装置，

所述“OPR”功能能够在所述“ROV”功能关闭所述阀门时运行。

2.如权利要求1所述的阀门，其中，所述腔部(10)包括与外部大气联通的上室(12)、与所述容器内部联通的下室(14)、和分隔所述上室(12)和所述下室(14)的中室(16)。

3.如权利要求2所述的阀门，其中，所述用于实现“OPR”功能的装置包括“OPR”开孔(28)，该“OPR”开孔常态下被阻塞元件阻塞，所述关闭元件受到弹性装置的作用。

4.如权利要求3所述的阀门，其中,所述阻塞元件为珠子(30)。

5.如权利要求3所述的阀门，其中,所述弹性装置是弹簧(32)。

6.如权利要求3所述的阀门，其中，所述“OPR”开孔(28)使所述下室(14)与所述上室(12)联通。

7.如权利要求3所述的阀门，其中，所述“OPR”开孔(28)使所述下室(14)与所述中室(16)联通。

8.如权利要求2-7中任一项所述的阀门，其中，所述用于实现“ROV”功能的装置包括能够阻塞“ROV”开孔(26)的浮子(22)，其中所述“ROV”开孔使所述下室(14)与所述中室(16)联通。

9.如权利要求2-7中任一项所述的阀门，其中，所述用于实现“ISR”功能的装置包括能够阻塞“ISR”开孔(44)的元件(46；460)，其中所述“ISR”开孔使所述中室(16)与所述上室(12)联通。

10.如权利要求9所述的阀门，其中，所述能够阻塞所述“ISR”开孔(44)的元件是受到其自身重量作用的盘(46)或受到弹性回复装置的作用趋向于关闭所述开孔的盘(460)。

11.如权利要求10所述的阀门，其中，所述弹性回复装置是弹簧(461)。

12.如权利要求2-7中任一项所述的阀门，其中，所述用于实现“by-pass”功能的装置包括能够使所述上室(12)与所述中室(16)联通的“by-pass”开孔(36)，所述“by-pass”开孔能够被阻塞元件(38)阻塞。

13.如权利要求12所述的阀门，其中，所述阻塞元件(38)是珠子。

14.如权利要求12所述的阀门，其中，借助于弹性回复装置的作用，所述阻塞元件(38)被维持在常态位置，即处于其关闭位置。

15.如权利要求14所述的阀门，其中，所述弹性回复装置是布置在与所述“by-pass”开孔联通的气道(40)内的弹簧。

16.如权利要求15所述的阀门，其中，所述气道(40)的一个端部(42)是打开的，并使所述气道(40)通过所述上室(12)与外部大气联通。

17.如权利要求14所述的阀门，其中，所述用于实现“OPR”功能的装置包括“OPR”开孔(28)，该“OPR”开孔常态下被阻塞元件阻塞，所述关闭元件受到弹性装置的作用，该阀门包括单一通道(48)，在所述单一通道内部布置有“by-pass”装置和“OPR”装置，所述通道包括两个受弹簧(50)作用的阻塞元件(30、38)。

18.如权利要求17所述的阀门，其中，所述两个阻塞元件(30、38)是珠子。

19.如权利要求16所述的阀门，其中，所述用于实现“OPR”功能的装置包括“OPR”开孔(28)，该“OPR”开孔常态下被阻塞元件阻塞，所述关闭元件受到弹性装置的作用，该阀门包括单一通道(48)，在所述单一通道内部布置有“by-pass”装置和“OPR”装置，所述通道包括两个受弹簧(50)作用的阻塞元件(30、38)。

20.如权利要求19所述的阀门，其中，所述两个阻塞元件(30、38)是珠子。