CN107107740B - 减压阀 - Google Patents

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Abstract

提供一种减压阀(10)，用于控制第一流体路径(12a)和第二流体路径(12b)之间的流体流动。减压阀包括壳体(14)、可移动地固定在壳体内并具有流体端口的隔膜构件(24)、用于沿着第一方向推动隔膜构件的第一偏压构件(20)和可移动地安装在壳体内并被配置为用于可逆地密封流体端口(18)的密封构件(26)。当第二流体路径(12b)处的压力超过第一预定阈值时，隔膜构件(24)抵靠第一偏压构件(20)被推动，并且密封构件(26)首先朝向流体端口(18)被推动，随后与流体端口分离，允许经由流体端口在第二流体路径(12b)和第一流体路径(12a)之间进行流体连通。当第二流体路径(12b)处的压力降低到低于第二预定阈值时，密封构件(26)与隔膜构件(24)分离，允许经由流体端口在第一流体路径和第二流体路径之间进行流体连通。还提供了包括减压阀(10)和外部致动阀(60)的阀组件。

Description

减压阀
技术领域
本公开主题大体上涉及减压阀，并具体涉及用于燃料汽化物系统(fuel vaporsystem)的减压阀。
背景
减压阀是众所周知的，并且通常用于燃料系统中，用于在跨越阀两侧的预设压差下打开，直到压差减小到预设水平。例如，当燃料箱中的压力增加至不可接受地高于周围环境时，这种阀允许燃料汽化物从燃料箱排出。
通常，这种阀包括阀元件、诸如隔膜或活塞的感测元件，和例如弹簧的参考力元件，阀元件被配置为用于可逆地密封阀座，跨越感测元件两侧的压差被调节，参考力元件设定使阀打开的压差。
总体描述
根据本公开主题的第一方面，提供了一种用于控制第一流体路径和第二流体路径之间的流体流动的减压阀，该减压阀包括：
壳体，其具有第一端口和第二端口，第一端口与所述第一流体路径相关联，第二端口与所述第二流体路径相关联，所述壳体在其中界定机械止动件；
隔膜构件，其可移动地固定在壳体内并界定流体端口，该流体端口用于通过所述流体端口选择性地提供第一流体路径和第二流体路径之间的流体连通；
第一偏压构件，其设置在所述第一流体路径内并被配置为用于沿着第一方向朝向所述机械止动件推动所述隔膜构件；和
密封构件，其设置在所述第二流体路径内并可移动地安装在所述壳体内并具有密封表面，所述密封表面被配置为用于可逆地密封所述流体端口，所述密封构件具有第二偏压构件，所述第二偏压构件被配置为用于沿着第二方向朝向所述流体端口推动所述密封表面，并且其中所述密封构件沿着所述第二方向的移动受到限制。
具体地，响应于在第二流体路径处的第一压力超过第一预定阈值，所述隔膜构件抵靠所述第一偏压构件被推动，并且所述密封构件朝向所述流体端口被推动，直到止动构件限制该密封构件的移动，由此密封表面随后与所述流体端口分离，允许经由所述流体端口在第二流体路径和第一流体路径之间进行流体连通。此外，响应于在第二流体路径处的第二压力降低到低于第二预定阈值，所述密封构件抵靠所述第二偏压构件被推动，同时所述隔膜构件朝向所述机械止动件被推动，由此所述密封表面与隔膜构件分离，允许经由所述流体端口在第一流体路径和第二流体路径之间进行流体连通。例如，所述第一方向与所述第二方向相反。
额外地或替代性地，例如，隔膜构件具有中心部分和周边部分，其中隔膜构件经由所述周边部分固定在所述壳体内，并且其中所述流体端口设置在所述中心部分内。例如，所述中心部分可以至少沿着所述第一方向可以相对于所述周边部分可逆地移动。
额外地或替代性地，例如，该阀还包括活塞构件，活塞构件置于所述第一偏压构件和所述隔膜构件之间，所述活塞构件具有在其中穿过的与所述流体端口对准的开口。
额外地或替代性地，例如，所述机械止动件呈从壳体的一端突出到壳体中的圆柱形壁的形式，并且具有被配置为用于可逆地毗连到所述隔膜构件上的边缘。例如，所述密封构件容纳在所述圆柱形壁内。例如，所述圆柱形壁包括止动元件，该止动元件用于限制所述密封构件沿着与所述第二方向相反的方向的移动。
额外地或替代性地，例如，所述密封构件包括止动构件，该止动构件被配置为限制所述密封构件沿着所述第二方向的所述移动。额外地或替代性地，例如，只要所述密封构件相对于所述壳体的移动没有经由所述止动构件而被终止，所述密封构件就经由第二偏压构件保持与隔膜构件密封接合。
额外地或替代性地，例如，在所述密封构件相对于所述壳体的移动经由所述止动构件而被终止之后，所述隔膜构件能够沿着远离密封构件的方向移动并与该密封构件分离。
额外地或替代性地，例如，所述第一偏压构件是第一机械弹簧。
额外地或替代性地，例如，所述第二偏压构件是第二机械弹簧。
额外地或替代性地，例如，所述第一预定阈值对应于，相对于第一流体路径在第二流体路径中具有过压(overpressure)。
额外地或替代性地，例如，所述第二预定阈值对应于，相对于第一流体路径在第二流体路径中具有欠压(underpressure)。
额外地或替代性地，例如，所述第一偏压构件、所述隔膜构件和所述密封构件顺次地布置并相对于所述壳体轴向地对齐。
额外地或替代性地，例如，所述第一偏压构件、所述隔膜构件、所述密封构件和所述第二偏压构件顺次地布置并相对于所述壳体轴向地对齐。
额外地或替代性地，例如，所述第一偏压构件、所述隔膜构件、所述密封构件、所述第二偏压构件和所述圆柱形壁顺次地布置并相对于所述壳体轴向地对齐。
额外地或替代性地，例如，响应于在第二流体路径处的压力超过小于所述第一预定阈值的第三预定阈值，所述隔膜构件抵靠所述第一偏压构件被推动，并且所述密封构件保持朝向所述流体端口被推动，其中所述第三预定阈值不足以移位密封构件，使得止动构件限制该密封构件的移动，由此密封表面继续密封所述流体端口，防止经由所述流体端口在第二流体路径和第一流体路径之间进行流体连通。
额外地或替代性地，例如，所述第一流体路径提供第一储存器和所述减压阀之间的流体连通，并且其中第二流体路径提供减压阀和第二储存器之间的流体连通。例如，所述第一储存器包括汽化物处理设备和/或所述第二储存器包括燃料箱。
根据本公开主题的另一方面，提供了一种阀组件，其具有第一管路和第二管路，第一管路可连接到燃料汽化物处理设备，第二管路可连接到燃料箱，该阀组件包括：
根据本公开主题的第一方面所界定的减压阀；
外部致动阀；和
连接器，其包括具有第一管路和第二管路的主体，主体的第一管路能够连接到所述燃料汽化物处理设备，主体的第二管路能够连接到所述燃料箱，并且该主体具有第一座和第二座，第一座用于将减压阀装配到该主体，第二座用于将外部致动阀保持在该主体中。
例如，所述第一管路界定主端口和旁通端口，所述旁通端口与由减压阀的壳体界定的第一流体路径流体连通。
额外地或替代性地，第二管路与第二流体路径流体连通。
额外地或替代性地，外部致动阀设置在所述第二流体路径中，并且可操作以经由所述主端口选择性地打开或闭合箱和燃料汽化物处理设备之间的流体连通。
额外地或替代性地，例如，所述外部致动阀被配置为由外部能量源致动。例如，所述外部致动阀是机电阀。例如，所述外部致动阀包括螺线管，该螺线管具有磁芯和柱塞，磁芯选择性地延伸进入和离开螺线管主体，柱塞安装在所述磁芯上并被配置为密封地接合所述主端口。例如，所述外部致动阀是电致动的螺线管阀。
额外地或替代性地，例如，所述外部致动阀被配置为被控制器脉冲地致动，从而允许脉冲式流体流动通过该外部致动阀的布置在所述第一管路和所述第二管路之间的主端口。
根据本公开主题的另一方面，提供了一种用于控制第一流体路径和第二流体路径之间的流体流动的减压阀。该减压阀包括壳体、隔膜构件、第一偏压构件和密封构件，隔膜构件可移动地固定在壳体内并具有流体端口，第一偏压构件用于沿着第一方向推动隔膜构件，密封构件可移动地安装在壳体内并被配置为用于可逆地密封流体端口。当第二流体路径处的压力超过第一预定阈值时，隔膜构件抵靠第一偏压构件被推动，并且密封构件首先朝向流体端口被推动，随后与流体端口分离，允许经由流体端口在第二流体路径和第一流体路径之间进行流体连通。当第二流体路径处的压力降低到低于第二预定阈值时，密封构件与隔膜构件分离，允许经由流体端口在第一流体路径和第二流体路径之间进行流体连通。还提供了包括减压阀和外部致动阀的阀组件。
根据本公开主题的另一方面，提供了一种用于控制第一流体路径和第二流体路径之间的流体流动的减压阀。减压阀包括活塞构件，活塞构件在其中界定流体端口，该流体端口在第一流体路径和第二流体路径之间延伸，并且减压阀具有被配置为朝向壁部分推动所述活塞构件的第一偏压构件。减压阀还包括密封构件，该密封构件具有被配置为密封所述流体端口的密封表面，所述密封构件具有被配置为朝向所述端口推动所述密封表面的第二偏压构件，并且还具有被配置为限制所述密封构件朝向所述活塞构件的移动的止动构件。
根据本公开主题的该方面的至少一个示例，减压阀被配置为使得当第二流体路径处的压力超过预定阈值时，所述活塞构件抵抗所述第一偏压构件的力被推动，并且所述密封构件朝向所述活塞构件的端口被推动，直到止动构件限制该密封构件的移动，由此密封表面与端口分离，允许流体在第二流体路径和第一流体路径之间流动，并且当第二流体路径处的压力下降到低于预定阈值时，所述密封构件抵抗所述第二偏压构件的力被推动，同时所述端口朝向所述壁部分被推动，由此所述密封表面与端口分离，允许流体在第一流体路径和第二流体路径之间流动。
以下特征和设计中的任何一个或更多个可以独立地或以其以下组合被配置在根据本公开主题的至少一个示例的减压阀中：
·第一偏压构件可以是主弹簧，并且第二偏压构件可以是副弹簧，其中主弹簧施加的力大于由副弹簧施加的力。
·壁部分可以是圆柱形壁，其具有界定内部路径的第一边缘。
·活塞构件还可以包括隔膜，该隔膜联接到活塞构件并具有与端口同轴地布置的孔。
·止动构件可以是在密封表面下方延伸的一对臂，每个臂具有被配置为接合阀内的第二壁部分的侧部突出，从而限制密封构件朝向活塞构件的移动。
·第二壁部分可以是从圆柱形壁的第二边缘延伸的侧壁。
根据本公开主题的另一方面，提供了一种减压阀，其包括主体和外部致动阀，该主体具有可连接到第一储存器的第一管路和可连接到第二储存器的第二管路，第二储存器开放至大气，外部致动阀布置在所述壳体内并被配置为由控制器脉冲地致动，从而允许脉冲式流体在所述第一储存器和所述第二储存器之间流动。主体还包括用于保持壳体的座，壳体界定与第一管路流体连通的第一流体路径和与第二管路流体连通的第二流体路径。壳体包括活塞构件，活塞构件在其中界定流体端口的，该流体端口在第一流体路径和第二流体路径之间延伸，并且活塞构件具有被配置为朝向壁部分推动所述活塞构件的第一偏压构件。壳体还包括密封构件，该密封构件具有被配置为密封所述流体端口的密封表面，所述密封构件具有被配置为朝向所述端口推动所述密封表面的第二偏压构件，并且还具有被配置为限制所述密封构件朝向所述活塞构件的移动的止动构件。
减压阀被配置为使得外部致动阀被配置为打开，从而从第二储存器释放压力。减压阀还被配置为使得当第二储存器处的压力超过预定阈值时，所述活塞构件抵抗所述第一偏压构件的力被推动，并且所述密封构件朝向所述活塞构件的端口被推动，直到止动构件限制该密封构件的移动，由此密封表面与端口分离，允许流体在第二储存器和第一储存器之间流动，并且当第二储存器处的压力下降到低于预定阈值时，所述密封构件抵抗所述第二偏压构件的力被推动，同时所述端口朝向所述壁部分被推动，由此所述密封表面与端口分离，允许流体在第一储存器和第二储存器之间流动。
附图简述
为了更好地理解本文公开的主题并且为了例示主题可以如何在实践中实施，现在将参照附图仅通过非限制性示例来描述实施方案，在附图中：
图1是处于闭合状态的根据本公开主题的一个示例的减压阀的侧视剖视图；
图2是图1的减压阀的侧视剖视图，其处于其部分过压打开状态；
图3是图1的减压阀的侧视剖视图，其处于其过压打开状态；
图4是图1的减压阀的侧视剖视图，其处于欠压打开状态；
图5A是阀主体的等角分解图，该阀主体具有集成到其中的图1的减压阀；图5B是图5A的阀主体的侧视剖视图，其具有安装在其中的外部致动阀。
详细描述
参考图1至图4，根据本公开主题的第一示例的减压阀大致用参考数字10表示，并且用于选择性地控制第一流体路径12a和第二流体路径12b之间的流体流动，即流体连通。如下面将变得更清楚的，减压阀10包括容纳隔膜构件24的壳体14，隔膜构件24具有用作流体端口18的孔25。流体端口18被配置为用于提供第一流体路径12a和第二流体路径12b之间的选择性的流体连通，第一流体路径12a可以包括形成在壳体14中的入口孔。隔膜构件24基本上将壳体14分成第一壳体部分14a和第二壳体部分14b，第一壳体部分14a包括第一流体路径12a的至少一部分，第二壳体部分14b包括第二流体路径12b的至少一部分。
第一流体路径12a提供第一储存器(例如汽化物处理设备，在本文中也被称作罐)和减压阀10(具体是其第一壳体部分14a)之间的流体连通，而第二流体路径12b提供减压阀10(具体是其第二壳体部分14b)和第二储存器(例如燃料箱)之间的流体连通。
第一壳体部分14a被配置为用于选择性地偏压隔膜构件24使其抵靠被设置在第二壳体部分14b内的机械止动件。机械止动件在本文中也可互换地称为壁部分，并且在此示例中由圆柱形壁22的第一边缘22a界定。为此目的，这里作为主机械弹簧20被示出的第一偏压构件被配置为朝向壁部分(即朝向壁22的第一边缘22a)推动隔膜构件24并使其与壁22毗连。为了促进这种推动，活塞构件16可移位地布置在第一壳体部分14a中，并且第一偏压构件(在本示例中是主弹簧20)推动活塞构件16使其抵靠隔膜构件24，并且从而朝向被界定在第二壳体部分14b内的壁部分推动隔膜构件24。在此示例的替代性变型中，活塞构件16可以例如由盘、板或环替代，或者可以替代地被省略，在这种情况下，第一偏压构件或弹簧20直接地毗连隔膜构件24。
在此示例中，活塞构件16界定开口17，开口17与孔25对准，并因此与流体端口18对准。
如上所述，用于隔膜构件24的机械止动件由壁部分提供，根据本示例，该壁部分是具有第一边缘22a的圆柱形壁22，其界定内部路径23a。圆柱形壁22布置在第二壳体部分14b的内部，使得在圆柱形壁22和壳体14之间，具体是在圆柱形壁22和第二壳体部分14b之间，界定外部路径23b。
在此示例中，圆柱形壁22与隔膜构件24同轴地并因此也与活塞构件16同轴地布置在壳体内，使得当隔膜构件24毗连壁部分22的第一边缘22a时，在内部路径23a和外部路径23b之间的流体流动被阻止。
根据所示的示例，隔膜构件24可移动地固定在壳体14内。具体地，隔膜构件24具有经由环形部分24c连接到中心部分24b的周边部分24a。周边部分24a固定地安装到壳体14，并且中心部分24b可相对于周边部分24a(经由环形部分24c)移动，并因此可相对于壳体14移动。因此，隔膜构件24经由中心部分24b能够在壳体14内可逆地轴向移动，即沿着向前和向后的方向(in the forwards and backward directions)。孔25(并因此流体端口18)位于中心部分24b中。
隔膜构件24选择性地允许或防止第一流体路径12a和第二流体路径12b之间的流体流动，即流体连通。为了在隔膜构件24的外部周边固定到壳体14的同时允许隔膜构件24远离和朝向壁部分22交替地移位，隔膜构件24至少沿着外部周边部分24a和中心部分24b之间的环形部分24c是柔性的，活塞构件16毗连到该中心部分24b上。
减压阀10还包括密封构件26，密封构件26在本文中也可互换地称为帽构件并且具有密封表面28，密封表面28被配置为当接合到流体端口18时密封流体端口18。密封构件26可移动地安装到壳体14，并且具体地容纳在圆柱形壁22内。根据本示例，密封表面28接合隔膜构件24的围绕端口18的部分，因此隔膜构件24与密封表面28由具有相应密封特性的一种或更多种材料制成。隔膜构件24和密封表面28的密封特性可以根据计划将要流过减压阀10的流体的特点、压力水平范围以及计划将要使用减压阀10的环境来确定。例如，如果使用减压阀10来调节燃料汽化物系统中(例如，车辆的燃料系统中)的压力，则密封特性可以承受住燃料箱中通常的压力水平以及燃料的化学特性。
密封构件26包括第二偏压构件，其在此被示出为副机械弹簧30，第二偏压构件配置为朝向端口18推动密封表面28。密封构件26还包括止动构件，其在此被示出为在密封表面28下方延伸的一对臂32，每个臂32具有被配置为接合减压阀10内的第二壁部分的侧部突出34，从而限制密封构件26朝向隔膜构件24的轴向移动。
根据所示的示例，第二壁部分是从圆柱形壁22的第二边缘22b朝向内部路径23a向内延伸的侧壁36。因此，圆柱形壁22将内部路径23a界定为在侧壁36处的第二边缘22b和其第一边缘之间延伸，并且圆柱形壁22被配置为容纳密封构件26并且允许密封构件26在内部路径23a中向前或向后移位。密封构件26布置在内部路径23a内，使得密封表面28布置在第一边缘22a处或在其附近，并且侧部突出34布置在内部路径23a之外，紧邻侧壁36。
因此，对于包括图1和图2所示的位置的隔膜构件24的一系列位置，密封构件26相对于第二壳体构件14b的向前移位导致密封表面28与隔膜构件24接合，从而密封端口18。此外，参考图4，密封构件26相对于第二壳体构件14b的向后移位导致密封表面28与隔膜构件24分离，从而允许流体流过端口18。然而，密封构件26的向前轴向移位受到被布置在内部路径23a外侧的侧部突出34与侧壁36的接合的限制，其目的将在下文中解释。类似地，密封构件26的向后轴向移位受到止动构件的限制，在此示例中，止动构件呈被界定在圆柱形壁22的内表面上的倾斜部分27的形式。倾斜部分27可以包括小于密封表面28的直径的直径，使得密封构件26的移位由此受到限制。
在此示例的替代性变型中，倾斜部分可以用适当的径向突出代替，例如以提供止动件的功能。
侧壁36可以从圆柱形壁22的整个圆周向内延伸，通过与臂32的侧部突出34接合来限制臂32的移动。替代性地，侧壁36可以从圆柱形壁22的多个部分(例如，对应于侧部突出34的位置的多个部分)延伸。
根据本示例，密封构件26被偏压在向前方向上，并且为此，在本示例中呈副弹簧30的形式的第二偏压构件被布置在内部路径23a内并被配置为毗连抵靠侧壁36的内表面，以便朝向隔膜构件34推动密封构件26。副弹簧30被配置为推动密封构件26以密封端口18，直到达到与第一流体路径12a处的压力水平相比的第二流体路径12b处的压力水平之间的压差下降到低于预定阈值的程度。
在所示的示例中，朝向圆柱形壁22推动隔膜构件24的主弹簧20向圆柱形壁22施加力，该力大于由副弹簧30施加在密封构件26上的力。结果，如下文所解释的，抵抗第一偏压构件(即，抵抗主弹簧20)打开端口18(从而沿着向后方向移位隔膜构件24)所需的压力水平高于通过抵抗第二偏压构件(即，副弹簧30)缩回密封构件26来打开端口18所需的压力水平。由于由主弹簧20施加的力的方向与由副弹簧30施加的力的方向相反，因此隔膜构件24可用于调节可能存在于第二流体路径12b处的过压，而密封构件26可用于调节可能存在于第二流体路径12b处的欠压。
如图1所示，在正常操作条件下，阀10处于闭合位置，其中主弹簧20经由活塞构件16向前推动隔膜构件24，使得隔膜构件24的围绕端口18的中心部分24b毗连圆柱形壁22的第一边缘22a，防止流体在外部路径23b和内部路径23a之间流动。在此位置，密封构件26同时被副弹簧30向前推动，使得密封表面28毗连隔膜构件24，具体是毗连隔膜构件24的中心部分24b，密封表面28覆盖隔膜构件24中的孔25，并因此密封端口18。如上文所解释的，由于由主弹簧20施加的力的方向与由副弹簧30施加的力的方向相反，所以在此闭合位置，密封构件26和隔膜构件24朝向彼此被推动，从而保持端口18处于密封状态，并且防止第一流体路径12a和第二流体路径12b之间的流体连通。
应当理解，在此时，第二流体路径12b处的增大的压力(相对于第一流体路径12a中的压力)朝向隔膜构件24进一步推动密封构件26，从而提供密封构件26与隔膜构件24的更好的接合，并防止流体通过端口18泄漏。如下文所解释的，只有当第二流体路径12b处的压力和第一流体路径12a中的压力之间的压差克服主弹簧20的力时，端口18才打开。因此，根据第二流体路径12b和第一流体路径12a之间的压差的不同，阀10提供用以密封端口18的隔膜构件24和密封表面28之间的变化的密封接合。这样，在正常压力下下，密封表面28和隔膜构件24能够在较小的力被施加在其上的情况下保持处于闭合位置，从而防止其损坏。
现在参考图2。当第二流体路径12b和第一流体路径12a之间的压差增加到预定阈值时，即，增加到由压差施加在隔膜构件24上的力大于由主弹簧20施加的力时，隔膜构件24，具体是其中心部分24b远离圆柱形壁22的第一边缘22a稍微向后移动。跨越端口18两侧的压力梯度继续向前推动密封构件26，从而保持密封构件26与隔膜构件24的密封接合，并使端口18保持处于其闭合位置。密封构件26自由地向前移位，直到臂32的侧部突出34在圆柱形壁22的第二边缘22b处接合侧壁36。因此，臂32和圆柱形壁22的长度决定了密封构件26跟随隔膜构件24并保持端口18闭合的程度。
在此位置，由于隔膜构件24从圆柱形壁22的第一边缘22a脱离，流体现在可以在外部路径23b和内部路径23a之间流动。
如图3所示，当第二流体路径12b和第一流体路径12a之间的压差进一步增加到另一个预定阈值时，隔膜构件24，具体是隔膜构件24的中心部分24b，远离圆柱形壁22的第一边缘22a进一步向后移位到其缩回位置。然而此时，通过侧壁36和臂32的侧部突出34的接合，密封构件26被止住，并且其向前移位被阻止。结果，密封构件26的密封表面28脱离隔膜构件24，从而允许流体通过端口18在第一流体路径12a和第二流体路径12b之间流动。隔膜构件24，具体是其中心部分24b，保持在其缩回位置，直到跨过端口18的压力梯度小于由主弹簧20施加在隔膜构件24(具体是其中心部分24b)上的力。
现在关注图4，其示出了负压力梯度(negative pressure gradient)情况，其中在第二流体路径12b处的压力水平低于第一流体路径12a处的压力水平，并且其中隔膜构件24朝向圆柱形壁22的第一边缘22a被推动，从而防止流体在外部路径23b和内部路径23a之间流动。当第二流体路径12b处的压力水平和第一流体路径12a处的压力水平之间的压差下降到低于另一个预定阈值时，此时负压力梯度克服由副弹簧30施加的力，密封构件26向后缩回，从而脱离隔膜构件24(具体是其中心部分24b)。结果，端口18被打开，从而允许流体在第一流体路径12a和第二流体路径12b之间流动。应当注意，根据所示的示例，在欠压情况(例如，上述负压力梯度情况)中，随着密封构件26向后缩回，仅通过内部路径23a的流体流动被促进，这与过压情况相反，在过压情况中，活塞构件16向前移动，从而促进流体通过内部路径23a和外部路径23b的流动。
应当注意，根据本公开主题，公共端口(即，流体端口18)用于相对于第一流体路径12a调节第二流体路径12b中的过压或欠压，从而能够在本公开主题的至少一些示例中降低阀的制造成本。此外，在本公开主题的至少一些示例中，还可以降低阀发生故障时所涉及的风险。
还应当注意，尽管在该示例中，单个流体端口18提供了第二流体路径12b和第一流体路径12a之间的选择性的流体连通，但在该示例的替代性变型中，单个流体端口可以用隔膜构件中和/或活塞构件16中的多个孔来替代，其中，所有这些孔经由密封构件26选择性地同时闭合或打开。还应当注意，在该示例中，第一偏压构件20、隔膜构件24、密封构件26、所述第二偏压构件30和圆柱形壁22顺次地布置并相对于所述壳体14轴向对齐。然而，其它布置是可能的：例如，第一偏压构件20、隔膜构件24、密封构件26顺次地布置并相对于所述壳体14轴向对齐；或第一偏压构件20、隔膜构件24、密封构件26、所述第二偏压构件30顺次地布置并且相对于所述壳体14轴向对齐。
参考图5A和图5B，根据本公开主题的示例，减压阀10可以结合外部致动阀(externally actuated valve)(下文称为EA阀)使用，这里外部致动阀用参考数字60来指示。减压阀10可以经由连接器90连接到EA 60，以提供阀组件100。连接器90包括主体50，主体50具有可连接到第一储存器的第一管路54a、可连接到第二储存器的第二管路54b，并且主体50具有第一座52和第二座56，第一座52用于将减压阀10装配到主体50上，第二座56用于将EA 60(如图5B所示)保持在主体50中。第一管路54a界定主端口58a和旁通端口58b，该旁通端口58b与由减压阀10的壳体14界定的第一流体路径12a流体连通。第二管路54b与第二流体路径12b流体连通。
EA 60可以被配置为选择性地打开和闭合在第一管路54a和第二管路54b之间延伸的主端口58a。EA阀60可以被配置为通过控制器(未示出)进行脉冲式致动，并且因此允许脉冲式流体流动通过主端口58a。
EA阀60可以是由外部能量源致动而非由第一管路54a和第二管路54b之间的压差致动的任何阀。根据本公开主题的示例，EA阀60是机电阀，在此被示出为螺线管；在该示例的替代性变型中，EA阀可以替代地被气动地致动、或液压地致动，或被任何其它外部能量源致动。
在本示例中，EA阀60包括螺线管主体61，螺线管主体61具有选择性地延伸进入或离开螺线管主体(未示出)的磁芯62。磁芯62可以被螺线管弹簧64偏压，螺线管弹簧64布置成使得磁芯通常从螺线管主体延伸出。EA阀60还包括柱塞70，柱塞70具有柱塞头72和密封件74，密封件74配置为密封地接合主端口58a。柱塞70安装在磁芯62上，使得当磁芯62延伸出螺线管主体时，柱塞头72接合主端口58a，防止流体流过该主端口58a。
根据一个示例，EA阀60由适于从车辆交流发电机或从任何其它能量存储设备(未示出)接收电力的控制器激活。控制器可以被配置成形成脉冲信号，这种脉冲信号允许脉冲地致动螺线管，如下文所详细解释的。控制器可以被配置为从车载计算机接收致动信号，并且可以包括根据需要形成脉冲信号的电路板。EA阀60可以配置为通常是闭合的，并且可以仅响应于控制器的致动(例如电信号)而打开。
EA阀60可以相对于第二管路54b垂直地布置。这样，在第二管路54b联接到燃料箱的燃料汽化物出口的情况下，来自箱的流体流朝向主端口58a推动柱塞头72，并且箱内的压力有利于将EA阀60保持在闭合位置。
以下是对图2至图4所示的减压阀10的操作的示例的详细说明，该减压阀10集成有EA阀60，并且用于燃料汽化物系统中，并且安装在燃料箱和汽化物处理设备(下文称作罐)之间的燃料汽化物路径中。
EA阀60可以响应于例如来自于车载计算机的电信号的信号而打开，并且减压阀10可以响应于大于预定梯度的跨越壳体14两侧的压力梯度而打开。也就是说，在第二管路54b联接到燃料箱并且第一管路54a联接到罐的情况下，当箱处的压力超过预定水平时，减压阀10的隔膜构件24可以打开，以便将箱中的压力水平带到期望的压力范围。类似地，当箱处的压力下降到低于预定水平时，可以打开密封构件26，以便将箱中的压力水平带到期望的压力范围。
在完全闭合位置中，EA阀60和端口18闭合。在该位置，EA阀60的柱塞头72密封地接合主端口58a，并且主弹簧20朝向密封构件向前推动隔膜构件24，使得密封表面28毗连隔膜构件24，覆盖隔膜构件24中的孔25，从而密封端口18。
因此，在该位置中，从第二管路54b到第一管路54a并因此从箱到罐的燃料汽化物流动被阻止。应当理解，在该位置中，柱塞70在弹簧64的力的作用下操作，将密封件74推动在主端口58a上。因此，在该位置中，不需要来自外部源的能量为EA阀60供能。
然而，在其打开位置中，EA阀60打开，而减压阀10保持闭合。在该位置中，EA阀60的柱塞头72脱离主端口58a，从而允许蒸气从箱朝向罐流动。EA阀60的打开是响应于来自控制器的脉冲信号来执行的，在螺线管的情况中脉冲信号为缠绕在螺线管主体上的线圈供能，从而使磁芯62远离主端口58a脉冲地移位。在每个脉冲结束时，弹簧64迫使磁芯62和柱塞70返回与主端口58a接合。因此，作为来自控制器的脉冲信号的结果，在第二管路54b和第一管路54a之间形成脉冲式流体流。因此，允许汽化物以脉冲方式从箱流动到罐，使得不会引起燃料汽化物阀阻塞(corking)，否则燃料汽化物阀可能由于由突然的高速度汽化物流产生的升力的作用而被堵塞(clogged)。
因此，脉冲信号可以配置有具有波长和振幅的脉冲，该脉冲信号允许经测量的压力释放，并且不会导致其它燃料汽化物附件的故障。根据一个示例，每个脉冲可以至多200毫秒长，并且可以重复3次或4次或更多次，其中脉冲之间具有至少200毫秒的间隙。
应当理解，控制器可以被配置为在燃料箱即将打开的情况下(例如在给燃料箱加油之前，此时期望从燃料箱释放压力，并且使其与大气形成压力平衡)提供信号来致动EA阀60。因此，上述脉冲可以根据预期时间进行配置，因为公认的是，直到燃料箱的打开真正发生才能即将为车辆的箱加油。也就是说，例如，如果将燃料门打开用作触发动作，在燃料门打开之后预期燃料箱将要打开，则在其期间释放箱中的压力的时间间隔是打开燃料门和真正打开燃料箱之间的预期时间。根据一些示例，预期时间间隔为2秒，因此脉冲信号被配置为允许在2秒内显著地释放箱的压力。
根据后一示例，打开燃料门可以自动发送信号以致动控制器，该控制器继而形成脉冲信号以指示螺线管60进行操作。应当理解，可以利用其它触发动作，使得脉冲信号的致动在燃料箱打开之前的预定时间间隔内被执行。
还应当理解，一旦燃料箱中的压力在EA阀60的脉冲式打开之后箱被释放，阀就可以在没有脉冲的情况下连续打开，例如以允许给加油。因此，可以理解，形成脉冲时所需的电力的量可以高于将EA阀60保持在其连续打开位置所需的能量的量。这是因为当燃料箱处于高压下时打开EA阀60需要比当压力从箱中释放之后保持EA阀打开时更多的能量。因此，由控制器致动的脉冲信号可以包括具有高电压振幅的脉冲，而最后一个脉冲的电压振幅可以较低，其中在最后一个脉冲之后，EA阀60保持打开。这样，防止了EA阀60的过热。
如上面关于图2所解释的，减压阀10可以响应于第二流体路径12b处(在该示例中为第二管路54b处)的高压而被打开，诸如当燃料箱中的压力超过预定水平时被打开。在此位置，由箱内的压力所施加的力克服了主弹簧20的力，这会偏压轴活塞构件16和隔膜构件24，并向前推动密封构件26，直到臂32的侧部突出34在圆柱形壁22的第二边缘22b处接合侧壁36。由于密封构件26通过侧壁36和臂32的侧部突出34的接合被保持住，因此密封构件26的进一步的向前移位被阻止。因此，密封构件26的密封表面28脱离隔膜构件24，从而允许流体通过端口18在第二流体路径12b和第一流体路径12a之间流动。因此，通过允许来自箱的汽化物流朝向罐通过第二管路54b和第一管路54a，箱内的压力可以被释放。
隔膜构件24(与活塞构件16一起)保持在其缩回位置，直到由跨过端口18的压力梯度施加的力小于由主弹簧20施加的力。
应当理解，减压阀10的操作可以被配置为防止箱中产生过压的安全阀，箱中的过压可能导致箱损坏。因此，在正常状态下，减压阀10保持闭合。
类似地，在正常状态下，EA阀60在弹簧64的力作用下也保持闭合，弹簧64的力将密封件74推动在主端口58a上。因此，当在完全闭合位置中时，不需要来自外部源的能量来为EA阀60供能，并且减压阀10可以仅响应于箱中的压力独立地操作。
减压阀10的端口18可以响应于第二管路54b中的低压而进一步打开，诸如当燃料箱中的压力下降到低于预定水平时，例如当在箱中形成真空时。在此位置，由箱中的压力施加的力克服了副弹簧30的力，将密封构件26偏压远离端口18。在此位置中，通过端口18的流体流动被促进，从而允许箱内的真空被释放。
本文公开的主题涉及的领域的技术人员将容易地意识到，多种改变、变化和修改可以被作出，而原则上不偏离本发明的范围。

Claims (28)

1.一种减压阀，其用于控制第一流体路径和第二流体路径之间的流体流动，所述减压阀包括：
壳体，其包括具有第一端口的第一壳体部分，所述第一端口与所述第一流体路径相关联，并且所述壳体还包括具有第二端口的第二壳体部分，所述第二端口与所述第二流体路径相关联，所述第二壳体部分在所述第二壳体部分中界定机械止动件；
隔膜构件，其可移动地固定在所述壳体内并界定流体端口，所述流体端口用于通过所述流体端口选择性地提供所述第一流体路径和所述第二流体路径之间的流体连通；
其中所述隔膜构件具有中心部分和周边部分，其中所述隔膜构件经由所述周边部分固定在所述壳体内，并且其中所述流体端口设置在所述中心部分内；
第一偏压构件，其设置在所述第一流体路径内并被配置为用于沿着第一方向朝向所述机械止动件推动所述隔膜构件；
活塞构件，所述活塞构件置于所述第一偏压构件和所述隔膜构件之间，所述活塞构件具有在其中穿过的与所述流体端口对准的开口；和
密封构件，其设置在所述第二流体路径内并可移动地安装在所述壳体内并具有密封表面，所述密封表面被配置为用于可逆地密封所述流体端口，所述密封构件具有第二偏压构件，所述第二偏压构件被配置为用于沿着第二方向朝向所述流体端口推动所述密封表面，其中所述密封构件包括止动构件，所述止动构件被配置为限制所述密封构件沿着所述第二方向的移动；
所述止动构件包括臂，所述臂在所述密封表面下方延伸并且被配置为与在所述壳体的端部处的壁部分相接合；
其中所述密封表面从所述隔膜构件的脱离允许：
-流体通过所述流体端口从所述第一流体路径流到所述第二流体路径；
-流体通过所述流体端口从所述第二流体路径流到所述第一流体路径；
其中所述机械止动件呈从所述壳体的一个端部突出到所述壳体中的圆柱形壁的形式，并且具有被配置为用于可逆地毗连到所述隔膜构件上的边缘；
其中在正常操作条件下所述减压阀具有闭合位置，其中在所述闭合位置中：
-所述隔膜构件被所述第一偏压构件推动而毗连所述机械止动件；并且
-所述密封构件被所述第二偏压构件推动使得所述密封表面毗连所述隔膜构件并且密封所述流体端口；
其中响应于在所述第二流体路径处的第一压力超过第一预定阈值，所述隔膜构件抵靠所述第一偏压构件被推动，并且所述密封构件朝向所述流体端口被推动并与所述流体端口密封地接合，直到所述止动构件限制所述密封构件的移动，由此所述密封表面随后与所述流体端口分离，允许经由所述流体端口在所述第二流体路径和所述第一流体路径之间进行流体连通，其中只要所述密封构件相对于所述壳体的移动没有通过所述止动构件而被终止，所述密封构件就通过所述第二偏压构件保持与所述隔膜构件密封地接合，并且
其中响应于在所述第二流体路径处的第二压力降低到低于第二预定阈值，所述密封构件抵靠所述第二偏压构件被推动，同时所述隔膜构件朝向所述机械止动件被推动，由此所述密封表面与所述隔膜构件分离，允许经由所述流体端口在所述第一流体路径和所述第二流体路径之间进行流体连通。
2.根据权利要求1所述的减压阀，其中所述第一方向与所述第二方向相反。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的减压阀，其中所述中心部分能够至少沿着所述第一方向相对于所述周边部分可逆地移动。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的减压阀，其中所述密封构件容纳在所述圆柱形壁内。
5.根据权利要求4所述的减压阀，其中所述圆柱形壁包括止动元件，所述止动元件用于限制所述密封构件沿着与所述第二方向相反的方向的移动。
6.根据权利要求1-2和5中的任一项所述的减压阀，其中在所述密封构件相对于所述壳体的移动通过所述止动构件而被终止之后，所述隔膜构件能够沿着远离所述密封构件的方向移动并与所述密封构件分离。
7.根据权利要求1-2和5中的任一项所述的减压阀，其中所述第一偏压构件是第一机械弹簧。
8.根据权利要求1-2和5中的任一项所述的减压阀，其中所述第二偏压构件是第二机械弹簧。
9.根据权利要求1-2和5中的任一项所述的减压阀，其中所述第一预定阈值对应于在所述第二流体路径中具有相对于所述第一流体路径的过压。
10.根据权利要求1-2和5中的任一项所述的减压阀，其中所述第二预定阈值对应于在所述第二流体路径中具有相对于所述第一流体路径的欠压。
11.根据权利要求1-2和5中的任一项所述的减压阀，其中所述第一偏压构件、所述隔膜构件和所述密封构件顺次地布置并相对于所述壳体轴向地对齐。
12.根据权利要求1-2和5中的任一项所述的减压阀，其中所述第一偏压构件、所述隔膜构件、所述密封构件和所述第二偏压构件顺次地布置并相对于所述壳体轴向地对齐。
13.根据权利要求1-2和5中的任一项所述的减压阀，其中所述第一偏压构件、所述隔膜构件、所述密封构件、所述第二偏压构件和所述圆柱形壁顺次地布置并相对于所述壳体轴向地对齐。
14.根据权利要求1-2和5中的任一项所述的减压阀，其中响应于在所述第二流体路径处的压力超过小于所述第一预定阈值的第三预定阈值，所述隔膜构件抵靠所述第一偏压构件被推动，并且所述密封构件保持朝向所述流体端口被推动，其中所述第三预定阈值不足以移位所述密封构件，使得所述止动构件限制所述密封构件的移动，由此所述密封表面继续密封所述流体端口，防止经由所述流体端口在所述第二流体路径和所述第一流体路径之间进行流体连通。
15.根据权利要求1-2和5中的任一项所述的减压阀，其中所述第一流体路径提供第一储存器和所述减压阀之间的流体连通，并且其中所述第二流体路径提供所述减压阀和第二储存器之间的流体连通。
16.根据权利要求15所述的减压阀，其中所述第一储存器包括汽化物处理设备。
17.根据权利要求15所述的减压阀，其中所述第二储存器包括燃料箱。
18.一种阀组件，其具有第一管路和第二管路，所述第一管路能够连接到燃料汽化物处理设备，所述第二管路能够连接到燃料箱，所述阀组件包括：
根据权利要求1至17中的任一项所界定的减压阀；
外部致动阀；和
连接器，其包括具有第一管路和第二管路的主体，所述主体的第一管路能够连接到所述燃料汽化物处理设备，所述主体的第二管路能够连接到所述燃料箱，并且所述主体具有第一座和第二座，所述第一座用于将所述减压阀装配到所述主体，所述第二座用于将所述外部致动阀保持在所述主体中。
19.根据权利要求18所述的阀组件，其中所述主体的所述第一管路界定主端口和旁通端口，所述旁通端口与由所述减压阀的所述壳体界定的所述第一流体路径流体连通。
20.根据权利要求18至19中的任一项所述的阀组件，其中所述第二管路与所述第二流体路径流体连通。
21.根据权利要求19所述的阀组件，其中所述外部致动阀设置在所述第二流体路径中，并且能够操作以经由所述主端口选择性地打开或闭合所述燃料箱和所述燃料汽化物处理设备之间的流体连通。
22.根据权利要求19和21中的任一项所述的阀组件，其中所述外部致动阀被配置为由外部能量源致动。
23.根据权利要求22所述的阀组件，其中所述外部致动阀是机电阀。
24.根据权利要求23所述的阀组件，其中所述外部致动阀包括螺线管，所述螺线管具有磁芯和柱塞，所述磁芯选择性地延伸进入和离开螺线管主体，所述柱塞安装在所述磁芯上并被配置为密封地接合所述主端口。
25.根据权利要求18-19、21和23中的任一项所述的阀组件，其中所述外部致动阀是电致动的螺线管阀。
26.根据权利要求18-19、21和23-24中的任一项所述的阀组件，其中所述外部致动阀被配置为被控制器脉冲地致动，从而允许脉冲式流体流动通过所述外部致动阀的主端口，所述外部致动阀的主端口布置在所述主体的所述第一管路和所述第二管路之间。
27.一种减压阀，其用于控制第一流体路径和第二流体路径之间的流体流动，所述减压阀包括：
壳体，其包括具有第一端口的第一壳体部分和具有第二端口的第二壳体部分，所述第一端口与所述第一流体路径相关联，所述第二端口与所述第二流体路径相关联，所述第二壳体部分在所述第二壳体部分中界定机械止动件；
隔膜构件，其可移动地固定在所述壳体内并界定流体端口，所述流体端口用于通过所述流体端口选择性地提供所述第一流体路径和所述第二流体路径之间的流体连通；
其中所述隔膜构件具有中心部分和周边部分，其中所述隔膜构件经由所述周边部分固定在所述壳体内，并且其中所述流体端口设置在所述中心部分内；
第一偏压构件，其设置在所述第一流体路径内并被配置为用于沿着第一方向朝向所述机械止动件推动所述隔膜构件；
活塞构件，所述活塞构件置于所述第一偏压构件和所述隔膜构件之间，所述活塞构件具有在其中穿过的与所述流体端口对准的开口；和
密封构件，其设置在所述第二流体路径内并可移动地安装在所述壳体内并具有密封表面，所述密封表面被配置为用于可逆地密封所述流体端口，所述密封构件具有第二偏压构件，所述第二偏压构件被配置为用于沿着第二方向朝向所述流体端口推动所述密封表面，其中所述密封构件包括止动构件，所述止动构件被配置为限制所述密封构件沿着所述第二方向的移动；
其中所述密封表面从所述隔膜构件的脱离允许：
-流体通过所述流体端口从所述第一流体路径流到所述第二流体路径；以及
-流体通过所述流体端口从所述第二流体路径流到所述第一流体路径；
其中所述机械止动件呈从所述壳体的一个端部突出到所述壳体中的圆柱形壁的形式，并且具有被配置为用于可逆地毗连到所述隔膜构件上的边缘；
其中在正常操作条件下所述减压阀具有闭合位置，其中在所述闭合位置中：
所述隔膜构件被所述第一偏压构件推动而毗连所述机械止动件；并且
所述密封构件被所述第二偏压构件推动使得所述密封表面毗连所述隔膜构件并且密封所述流体端口；
所述第二流体路径包括通过所述圆柱形壁的内部流体路径和在所述圆柱形壁的外侧的外部流体路径；
所述密封构件容纳在所述圆柱形壁内并且所述密封构件在所述内部路径的内侧相对于所述圆柱形壁是可往复地移位的；
其中响应于在所述第二流体路径处的第一压力超过第一预定阈值，所述隔膜构件抵靠所述第一偏压构件被推动，并且所述密封构件朝向所述流体端口被推动并与所述流体端口密封地接合，直到所述止动构件限制所述密封构件的移动，由此所述密封表面随后与所述流体端口分离，允许经由所述流体端口在所述第二流体路径的所述内部流体路径和所述第一流体路径之间进行流体连通并且允许经由所述流体端口在所述第二流体路径的所述外部流体路径和所述第一流体路径之间进行流体连通，其中只要所述密封构件相对于所述壳体的移动没有通过所述止动构件而被终止，所述密封构件就通过所述第二偏压构件保持与所述隔膜构件密封地接合；并且
其中响应于在所述第二流体路径处的第二压力降低到低于第二预定阈值，所述密封构件抵靠所述第二偏压构件被推动，同时所述隔膜构件朝向所述机械止动件被推动，由此所述密封表面与所述隔膜构件分离，允许经由所述流体端口在所述第一流体路径和所述第二流体路径之间进行流体连通。
28.根据权利要求27所述的减压阀，所述止动构件包括臂，所述臂在所述密封表面下方延伸并且被配置为与在所述壳体的所述端部处的壁部分相接合。
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