CN105422964B - 一种油箱隔离阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了阀门领域内的一种油箱隔离阀，包括油箱管道、电磁阀组件、泄气阀组件、补气阀组件以及碳罐管道，电磁阀组件、泄气阀组件、补气阀组件的底部均连接在油箱管道上，并形成气路相通，电磁阀组件、泄气阀组件、补气阀组件的上部与均连接在碳罐管道上，并形成气路相通，电磁阀组件、泄气阀组件、补气阀组件之间经相互之间的壳体连接在一起，通过将泄气阀和补气阀配合工作，提高了油箱在使用过程中的安全性和可靠性，同时，在加油过程中打开电磁阀，让油箱蒸汽以受控的流量快速排到碳罐中，既减小加油等待时间，又能防止引起FLVV阀的阻塞问题，可用于机动车控制系统中。

Description

一种油箱隔离阀

技术领域

本发明涉及一种阀门，特别涉及一种油箱隔离阀。

背景技术

在典型的蒸发排放管理系统中，燃油蒸汽通过油箱GVV阀，排放到碳罐。碳罐含有活性炭，具有吸附燃油蒸汽的功能。当发动机启动后，新鲜空气被吸入碳罐，和活性炭吸附的燃油蒸汽一起被送往发动机参与燃烧。但是在插电式混合动力车型中，存在长期使用电动驱动的模式行驶，在电动模式下碳罐没有脱附功能。油箱中的蒸汽如果一直排放到碳罐，容易引起碳罐饱和。饱和后的燃油蒸汽会直接排放到环境中，引起环境污染。因此需要一个油箱隔离阀，将油箱的蒸汽压力密封在油箱里。当需要降低油箱压力时打开油箱隔离阀，以便高压的燃油蒸汽能排到碳罐中存储。

存在一种情况，当车辆加油时，希望油箱内存储的高压燃油蒸汽能够快速的流入碳罐，以减少加油等待时间。油箱蒸汽流速太快可能会导致蒸发排放系统内其它位置的通风阀堵塞，如FLVV阀。因此存在对油箱隔离阀的一种设计期望，希望燃油蒸汽以一种受控的释放速度流入碳罐，一方面加快释放速度，减小加油等待时间；一方面控制速度不能太大，以避免引起油箱FLVV阀的堵塞。

在事先公开的中国专利（专利号为：CN103328805A）中，通过压力的大小以及弹簧的配合来控制提升活塞上下运动，从而控制大通道是否打开。当油箱压力较高时，通过受控的小通道进行流量控制。当油箱压力降低时，小通道的流速将降低，弹簧克服压力打开大通道，以增加蒸汽流速。该设计方案需要用两个弹簧来调节密封压力的太小，同时将补气阀片集成到同一个系统中，补气压力大小和电磁阀的内置弹簧力成正比。实际上是用3个弹簧来调节补气压力、放气速度控制等功能。而弹簧的机械加工一致性比较差，3个弹簧的累计误差更难控制。增加了系统的复杂性和降低了产品成品率。

发明内容

本发明的目的是提供一种油箱隔离阀，其结构简单，制造方便，提高油箱的安全性。

本发明的目的是这样实现的：一种油箱隔离阀，包括油箱管道、电磁阀组件、泄气阀组件、补气阀组件以及碳罐管道，

所述电磁阀组件、泄气阀组件、补气阀组件的底部均连接在油箱管道上，并形成气路相通，所述电磁阀组件、泄气阀组件、补气阀组件的上部均连接在碳罐管道上，并形成气路相通，所述电磁阀组件、泄气阀组件、补气阀组件之间经相互之间的壳体连接在一起；

所述电磁阀组件包括将阀体分割成上腔体和下腔体的支撑件，所述上腔体连通碳罐管道，下腔体连通油箱管道，所述支撑件的中部开设有连通上腔体和下腔体的调节气孔，所述上腔体内设置有经电磁线圈控制的阀芯杆，所述阀芯杆的底部连接有从上腔体内封闭调节气孔的上腔体密封膜片，所述下腔体内设置有可上下滑动的支架，所述下腔体还设置有复位弹簧，所述复位弹簧的顶部抵触在支撑件的底面上，所述复位弹簧的底部抵触在支架上，所述支架顶部和侧壁上均开设有通路，所述支架的顶部设置有从下腔体封闭调节气孔的下腔体密封膜片，所述下腔体密封膜片上开设有限流孔；

所述泄气阀组件包括设置在第一壳体顶部的第一密封件、第一壳体底部的第一密封套以及第一壳体中部的第一支撑座，所述第一支撑座上开设有第一通气孔，第一壳体的上部开设有连通碳罐管道的第一气口，所述第一密封套的底部开设有连通所述油箱管道的第一阀口，第一壳体内还设置有 第一支架，第一支架与第一支撑座之间经第一弹簧相连，所述第一支架的底面设置有第一密封膜片，第一支撑座在第一弹簧作用下抵触在第一密封件底部，第一密封膜片在弹簧作用下封闭第一阀口；

所述补气阀组件包括设置在第二壳体顶部的第二密封件、第二壳体底部的第二支撑座以及第二壳体中部的第二密封套，所述第二支撑座上开设有连通油箱管道的第二通气孔，第二壳体的上部开设有连通碳罐管道的第二气口，所述第二密封套的顶部开设有第二阀口，第二壳体内还设置有第二支架，第二支架与第二支撑座之间经第二弹簧相连，所述第二支架的顶面设置有第二密封膜片，第二支撑座在第二弹簧作用下抵触在第二壳体上，第二密封膜片在第二弹簧作用下封闭第一阀口，第二密封套在第二弹簧作用下抵触在第二密封件的底部。

本发明工作时，在车辆行驶或停止过程中，燃油蒸汽会一直产生，并通过油箱隔离阀隔离在油箱端，隔离的油箱压力可能存在正压，也可能存在负压，当正压压力大于一定值或负压压力低于一定值后，油箱可能存在爆裂或坍塌的风险；当油箱压力高于某个特定值（该特定值可通过第一弹簧进行标定）后，蒸汽压力克服第一弹簧压力，打开第一密封膜片的密封通道，释放过高的蒸汽压力，使得油箱内的蒸汽压力下降，达到安全压力值；当蒸汽压力降低后，第一密封膜片在第一弹簧作用下关闭后密封；当油箱压力低于某个特定值（该特定值可通过第二弹簧进行标定）后，大气压克服第二弹簧压力，打开第二密封膜片的密封通道，外界大气压对油箱进行补气，以使得油箱的压力不至于过低；当需要对油箱内的高压控制到大气压（如加油）时，通过打开电磁阀，控制阀芯杆动作，从而将上腔体密封膜片打开，此时油箱压力处于较高水平时，蒸汽压力顶着支架连同下腔体密封膜片将调节气孔封闭，而下腔体密封膜片中间开设有限流孔，高压气流通过限流孔经上腔体流向碳罐，当压力降低至低于复位弹簧的弹性力时，复位弹簧顶着支架下移，此时调节气孔被打开，更多的压力气流从支架侧壁的通孔流向调节气孔，从而提高通气流量。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过将泄流阀和补气阀配合工作，提高了油箱在使用过程中的安全性和可靠性，利用电磁阀在加油时平衡油箱与外界的压力，保证了加油过程的安全性，且本发明结构简单，只需使用一根弹簧即可实现通道通气的切换；其控制精度更高，避免因弹簧精度一致性问题引起系统成品率不高的问题，同时降低系统复杂性。本发明可用于机动车控制系统中。

为了使得支架在内的压力气体流动更加通畅，使得压力调节更加迅速，所述支架为顶面封闭的圆筒形结构，所述支架的侧壁上的均匀开设有多个方形通气槽，所述支架的外侧壁底部加工有凸台，使得支架外侧壁之间留有间隙。此结构的支架在下腔体内滑动更加方便，凸台的设计使得支架外侧壁留有供压力气流通过的空间，同时，凸台可用于支撑弹簧，使得弹簧的安装更加方便，方形通气槽使得气体流动更加顺畅，使得油箱内压力降低更加迅速。

为了使得复位弹簧的安装更加方便可靠，所述凸台内侧加工有环形槽，所述复位弹簧的底部抵触在环形槽内。

为了增强本发明中各阀体的密封性，所述支撑件与阀体之间、第一密封件与第一壳体之间、第一密封套与第一壳体之间、第二密封件与第二壳体之间、第二密封套与第二壳体之间均设置有密封圈。

为了增强第一弹簧和第二弹簧安装的可靠性，所述第一支架的顶面上开设有第一环形槽，所述第一弹簧的底部抵触在第一环形槽内，所述第二支架的底面上开设有第二环形槽，所述第二弹簧的顶部抵触在第二环形槽内。

为了使得本发明安装更加可靠更加方便，所述阀体外侧底部和上部均设置有安装型材，安装型材上开设有安装孔。

为了使得本发明制造更加方便，电磁阀组件的阀体、泄气阀组件的第一壳体、补气阀组件的第二壳体为一体化成型。

附图说明

图1为本发明外部结构示意图一。

图2为本发明外部结构示意图二。

图3为本发明中内部结构示意图。

图4 为本发明中电磁阀组件内部结构示意图。

图5为本发明中泄气阀组件内部结构示意图。

图6为本发明中补气阀组件内部结构示意图。

图7为本发明中电磁阀组件内的支架结构示意图。

图8为本发明中泄气阀组件工作时气体流向图。

图9为本发明中补气阀组件工作时气体流向图。

图10为本发明中电磁阀组件工作时状态一气体流向图。

图11为本发明中电磁阀组件工作时状态二气体流向图。

图12为本发明应用在高压油箱蒸汽排放管理系统中应用原理图。

其中：

1泄气阀组件，101第一壳体，102密封圈，103第一密封件，104第一支撑座，105第一弹簧，106第一密封套，107第一支架，108第一密封膜片，109密封圈；

2补气阀组件，201第二壳体，202密封圈，203第二密封件，204第二密封膜片，205第二密封套，206密封圈，207第二支架，208第二弹簧，209第二支撑座；

3电磁阀组件， 301阀体，301a上腔体，301b下腔体，302电磁线圈，303阀芯杆，304上腔体密封膜片，305调节气孔，306支撑件，307密封圈，308复位弹簧，309下腔体密封膜片，310支架，310a通孔，310b方形通气槽，310c凸台，310d环形槽；

4碳罐管道，5油箱管道，6安装型材，6a安装孔。

具体实施方式

如图1-7所示的一种油箱隔离阀，包括油箱管道5、电磁阀组件3、泄气阀组件1、补气阀组件2以及碳罐管道4，电磁阀组件3的阀体301、泄气阀组件1的第一壳体101、补气阀组件2的第二壳体201为一体化成型，电磁阀组件3、泄气阀组件1、补气阀组件2的底部均连接在油箱管道5上，并形成气路相通，电磁阀组件3、泄气阀组件1、补气阀组件2的上部均连接在碳罐管道4上，并形成气路相通，电磁阀组件3、泄气阀组件1、补气阀组件2之间经相互之间的壳体连接在一起；

电磁阀组件3包括将阀体301分割成上腔体301a和下腔体301b的支撑件306，上腔体301a连通碳罐管道4，下腔体301b连通油箱管道5，支撑件306的中部开设有连通上腔体301a和下腔体301b的调节气孔305，上腔体301a内设置有经电磁线圈302控制的阀芯杆303，阀芯杆303的底部连接有从上腔体3a内封闭调节气孔305的上腔体密封膜片304，下腔体301b内设置有可上下滑动的支架310，支架310为顶面封闭的圆筒形结构，支架310的侧壁上的均匀开设有多个方形通气槽310b，支架310的外侧壁底部加工有凸台310c，使得支架310外侧壁之间留有间隙，凸台310c内侧加工有环形槽310d，下腔体301b还设置有复位弹簧308，复位弹簧308的顶部抵触在支撑件306的底面上，复位弹簧308的底部抵触在环形槽310d内，支架310顶部开设有通孔310a，支架310的顶部设置有从下腔体301b封闭调节气孔305的下腔体密封膜片309，下腔体密封膜片309上开设有连通调节气孔305的限流孔，阀体301外侧底部和上部均设置有安装型材6，安装型材6上开设有安装孔6a；

泄气阀组件1包括设置在第一壳体101顶部的第一密封件103、第一壳体101底部的第一密封套106以及第一壳体101中部的第一支撑座104，第一支撑座104上开设有第一通气孔，第一壳体101的上部开设有连通碳罐管道4的第一气口，第一密封套106的底部开设有连通油箱管道5的第一阀口，第一壳体101内还设置有第一支架107，第一支架107与第一支撑座104之间经第一弹簧105相连，第一支架107的顶面上开设有第一环形槽，第一弹簧105的底部抵触在第一环形槽内，第一支架107的底面设置有第一密封膜片108，第一支撑座104在第一弹簧105作用下抵触在第一密封件103底部，第一密封膜片108在弹簧作用下封闭第一阀口；

补气阀组件2包括设置在第二壳体201顶部的第二密封件203、第二壳体201底部的第二支撑座209以及第二壳体201中部的第二密封套205，第二支撑座209上开设有连通油箱管道5的第二通气孔，第二壳体201的上部开设有连通碳罐管道4的第二气口，第二密封套205的顶部开设有第二阀口，第二壳体201内还设置有第二支架207，第二支架207与第二支撑座209之间经第二弹簧208相连，第二支架207的底面上开设有第二环形槽，第二弹簧208的顶部抵触在第二环形槽内，第二支架207的顶面设置有第二密封膜片204，第二支撑座209在第二弹簧208作用下抵触在第二壳体201上，第二密封膜片204在第二弹簧208作用下封闭第一阀口，第二密封套205在第二弹簧208作用下抵触在第二密封件203的底部；

支撑件306与阀体301之间设置有密封圈307，第一密封件103与第一壳体101之间设置有密封圈102，第一密封套106与第一壳体101之间设置有密封圈109，第二密封件203与第二壳体201之间设置有密封圈202、第二密封套205与第二壳体201之间设置有密封圈206。

图12为将本发明使用在插电式混合动力高压油箱蒸发排放控制系统的示意图，该系统有燃油箱、碳罐、碳罐脱附阀、高压压力传感器、油箱隔离阀、泄漏检测模块等组成；油箱隔离阀将蒸发排放控制系统隔离成两个部分，油箱部分和碳罐部分；在车辆行驶或停止过程中，燃油蒸汽会一直产生，并通过油箱隔离阀隔离在油箱端，隔离的油箱压力可能存在正压，也可能存在负压，当正压压力大于一定值或负压压力低于一定值后，油箱可能存在爆裂或坍塌的风险；当油箱部分压力过高时，可通过油箱隔离阀的泄气阀通道释放过高的油箱压力，保持油箱部分在安全压力范围内；当油箱部分压力过低时，可通过油箱隔离阀的补气阀通道补充油箱压力，以防油箱压力过低导致油箱坍塌。

本发明工作时，分为三种工作状态：

泄气阀泄气降压：

如图8所示，当油箱压力高于某个特定值（该特定值可通过第一弹簧105进行标定）后，蒸汽压力克服第一弹簧105压力，顶开第一密封膜片108，打开第一密封膜片108的密封通道，将过高的蒸汽压力从碳罐管道4释放入碳罐中，使得油箱内的蒸汽压力下降，达到安全压力值，当油箱内的蒸汽压力小于第一弹簧105压力时，第一密封膜片108在第一弹簧105作用下重新将该密封通道密封；

补气阀补气升压：

如图9所示，当油箱压力低于某个特定值（该特定值可通过第二弹簧208进行标定）后，油箱负压克服第二弹簧208压力，使得大气压力顶开第二密封膜片204，打开第二密封膜片204的密封通道，外界大气压经碳罐通道对油箱进行补气，从而提高油箱压力，以达到安全压力值，当油箱内的压力到达安全值时，第二密封膜片204在第二弹簧208的作用下重新将该密封通道密封；

电磁阀控制降压：

如图10-11所示，在实际操作中，当油箱内的压力出现高压但又不至于顶开第一弹簧105进行泄压，且需要对油箱内的高压控制到大气压（如加油）时，初始状态下，由于电磁阀关闭，此时的阀芯杆303配合上腔体密封膜片304将调节气孔305从上腔体密封，下腔体内，支架在复位弹簧308的作用下被顶在下腔体内，以至于其并不能从下腔体将调节气孔305密封，当需要调节油箱压力时，通过打开电磁阀，电磁线圈302控制阀芯杆303动作，从而将上腔体密封膜片304打开，此时油箱压力处于较高水平，蒸汽压力会顶着支架连同下腔体密封膜片309将调节气孔305封闭，而下腔体密封膜片309中间开设有限流孔，高压气流会通过限流孔经调节气孔305、上腔体流向碳罐，当油箱压力降低至低于复位弹簧308的弹性力时，复位弹簧308顶着支架下移，此时调节气孔305被打开，更多的压力气流从支架侧壁的方形通气槽310b以较高的流速流向调节气孔305，此过程中避免了由于初始压力较高而导致气流爆发性流出，而引起油箱系统其它部件（如FLVV）阻塞的问题，使得油箱内压力调节更加安全可靠，且调节过程仅需一个复位弹簧308配合一个支座即使实现，其结构更加简单，成本更加低廉，具体的安全压力可通过复位弹簧308进行标定。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种油箱隔离阀，包括油箱管道、电磁阀组件、泄气阀组件、补气阀组件以及碳罐管道，其特征在于：

所述电磁阀组件、泄气阀组件、补气阀组件的底部均连接在油箱管道上，并形成气路相通，所述电磁阀组件、泄气阀组件、补气阀组件的上部均连接在碳罐管道上，并形成气路相通，所述电磁阀组件、泄气阀组件、补气阀组件之间经相互之间的壳体连接在一起；

所述电磁阀组件包括将阀体分割成上腔体和下腔体的支撑件，所述上腔体连通碳罐管道，下腔体连通油箱管道，所述支撑件的中部开设有连通上腔体和下腔体的调节气孔，所述上腔体内设置有经电磁线圈控制的阀芯杆，所述阀芯杆的底部连接有从上腔体内封闭调节气孔的上腔体密封膜片，所述下腔体内设置有可上下滑动的支架，所述下腔体还设置有复位弹簧，所述复位弹簧的顶部抵触在支撑件的底面上，所述复位弹簧的底部抵触在支架上，所述支架顶部和侧壁上均开设有通路，所述支架的顶部设置有从下腔体封闭调节气孔的下腔体密封膜片，所述下腔体密封膜片上开设有限流孔；

所述泄气阀组件包括设置在第一壳体顶部的第一密封件、第一壳体底部的第一密封套以及第一壳体中部的第一支撑座，所述第一支撑座上开设有第一通气孔，第一壳体的上部开设有连通碳罐管道的第一气口，所述第一密封套的底部开设有连通所述油箱管道的第一阀口，第一壳体内还设置有 第一支架，第一支架与第一支撑座之间经第一弹簧相连，所述第一支架的底面设置有第一密封膜片，第一支撑座在第一弹簧作用下抵触在第一密封件底部，第一密封膜片在弹簧作用下封闭第一阀口；

所述补气阀组件包括设置在第二壳体顶部的第二密封件、第二壳体底部的第二支撑座以及第二壳体中部的第二密封套，所述第二支撑座上开设有连通油箱管道的第二通气孔，第二壳体的上部开设有连通碳罐管道的第二气口，所述第二密封套的顶部开设有第二阀口，第二壳体内还设置有第二支架，第二支架与第二支撑座之间经第二弹簧相连，所述第二支架的顶面设置有第二密封膜片，第二支撑座在第二弹簧作用下抵触在第二壳体上，第二密封膜片在第二弹簧作用下封闭第一阀口，第二密封套在第二弹簧作用下抵触在第二密封件的底部。

2.根据权利要求1所述的一种油箱隔离阀，其特征在于，所述支架为顶面封闭的圆筒形结构，所述支架的侧壁上的均匀开设有多个方形通气槽，所述支架的外侧壁底部加工有凸台，使得支架外侧壁之间留有间隙。

3.根据权利要求2所述的一种油箱隔离阀，其特征在于，所述凸台内侧加工有环形槽，所述复位弹簧的底部抵触在环形槽内。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种油箱隔离阀，其特征在于，所述支撑件与阀体之间、第一密封件与第一壳体之间、第一密封套与第一壳体之间、第二密封件与第二壳体之间、第二密封套与第二壳体之间均设置有密封圈。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种油箱隔离阀，其特征在于，所述第一支架的顶面上开设有第一环形槽，所述第一弹簧的底部抵触在第一环形槽内，所述第二支架的底面上开设有第二环形槽，所述第二弹簧的顶部抵触在第二环形槽内。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的一种油箱隔离阀，其特征在于，所述阀体外侧底部和上部均设置有安装型材，安装型材上开设有安装孔。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的一种油箱隔离阀，其特征在于，电磁阀组件的阀体、泄气阀组件的第一壳体、补气阀组件的第二壳体为一体化成型。