CN107218159B - 与喷射泵一体的集液器 - Google Patents

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Abstract

提供一种组件，所述组件将集液器和喷射泵集成在一起从而排干蒸汽流——诸如来自于燃料箱的蒸汽——中的液态燃料。该组件包括壳体，所述壳体具有集液器，所述集液器构造为收集包含在流进所述壳体的蒸汽中的液体。所述喷射泵具有文丘里喷嘴并且选择性地与所述集液器流体连通从而使得液体流过所述文丘里喷嘴并导致排空所述集液器。

Description

与喷射泵一体的集液器
本申请是2012年12月17日在中国专利局提交的申请号为201210548228.5、名称为“与喷射泵一体的集液器”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明大体上包括经由喷射泵可以被排空的集液器。
背景技术
能够使用燃料箱蒸汽和排放控制系统来控制来自于车辆燃料箱的燃料蒸汽的流动，并且也可以控制燃料箱的相对压强。蒸汽可以被通到炭罐中或者其他类似的蒸汽回收控制结构并且被存储在那里，直到将此蒸汽提供给发动机。
发明内容
提供一种组件，所述组件将集液器和喷射泵集合在一起从而排干蒸汽流(诸如来自于燃料箱的蒸汽)中的液态燃料。该组件包括壳体，所述壳体具有集液器，所述集液器构造为收集流进所述壳体的蒸汽中携带的液体。所述喷射泵具有文丘里喷嘴并且选择性地与所述集液器流体连通从而使得液体流过所述文丘里喷嘴并导致排空所述集液器。
阀门能够包含在所述壳体中。所述阀门被构造为：当由流经所述文丘里喷嘴的液体产生的压强差处于预定水平之下时，防止所述集液器被所述喷射泵排空，当所述压强差处于预定水平之上时，使得所述喷射泵和所述集液器之间流体连通。所述阀门在防止液态燃料经由壳体中的开口进入到集液器中的同时，能够经由该开口将液体从所述集液器排空到所述喷射泵。
减压器能够位于所述文丘里喷嘴的上流。所述减压器构造为降低压力并且增加流向所述文丘里喷嘴的液体流速。所述减压器可以包括一系列插塞(plug)，所述插塞定位成限定流向所述文丘里喷嘴的液体的弯曲的流路，因此降低压强并且增大液体流速。
参考附图，从下文中对用于执行本公开的最好的实施方式的详细说明中，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。
附图说明
图1是沿图2的线1-1截取的带有集液器和集成的喷射泵的集液器组件的示意性剖视图。
图2是图1的集液器的组件的示意性立体图。
图3是从顶面观察的图1的集液器组件在去掉盖的情况下的示意性立体图。
图4是从侧面观察的图1的集液器组件的示意性立体图。
图5是沿图7的线5-5截取的用于图1的集液器组件的喷射泵的替代实施例的示意性剖视图。
图6是形成图5中的喷射泵中的减压器的插塞的示意性立体图。
图7是沿图5的线7-7截取的图5和图6的喷射泵的示意性立体剖面图。
图8是包括图1的集液器组件的车辆燃料系统的示意图。
具体实施方式
参考附图，相同的附图标记在几个视图中表示类似的组件，图1示出了集液器组件10，其有效地排空从蒸汽中收集到的液体。集液器组件10具有壳体12。壳体12具有标记蒸汽进口14的第一端口和标记蒸汽出口16(在图2中示出)的第二端口，其中蒸汽进口14和蒸汽出口16与由壳体12的至少一部分形成的内部腔体18连通。蒸汽从蒸汽进口14通过腔体18而流向蒸汽出口16。由蒸汽流携带的液体被收集在集液器20中，其中集液器20由壳体12形成并位于壳体12的底部。出口16能够由出口阀代替，或者壳体12可以没有出口。以下说明的壳体12和盖32两者或者两者之一(在具有盖32的实施例中)可以具有促进液体和蒸汽分离的特征，诸如挡流板以及肋板。
集液器组件10能够用在很多产品中。在本文中说明的产品中，集液器组件10能够用于如图8示意性地示出的车辆上的燃料蒸汽回收系统。车辆可以是柴油车、也可以是汽油车或者是混合动力车。蒸汽经由蒸汽通气阀26从包括液态燃料的燃料箱22中排出，其中蒸汽通气阀26可以提供减压、翻车(滚翻)截流(rollover shutoff)以及其他的功能。蒸汽经由进口14从蒸汽通气阀26流向集液器组件10并且经由出口16排出到蒸汽回收设备，诸如装有碳粒的炭罐28。使用炭罐28定期地对发动机30进行清洁。示出的集液器组件10安装在燃料箱22中。或者，集液器组件10能够处于燃料箱22的外部。
图2示出了闭合图1的腔体18的顶部的盖32，在盖32的耳部(tab)34保持在壳体12的固位件37中的情况下，将盖32连接至壳体而闭合腔体18。壳体12可以是不带有独立的盖32的一体的组件。壳体12在邻近集液器20的侧壁处形成第一开口35。通过止回阀36(checkvalve)选择性地关闭开口35。任意类型的阀门能够用于关闭开口35，或者在开口35处可以没有阀门。如图4最好地示出了开口35，在该图4中移除了图1的止回阀36。止回阀36包括阀体38和弹簧40，其中弹簧40将阀体38偏置到第一开口35中从而闭合开口35并且将腔体18和集液器20与阀腔42隔离，其中如在本文中说明的那样，弹簧40和阀体18是可移动的。当止回阀36闭合开口35时，也防止液体经由开口35进入集液器20。阀体38大体是环形的，并且具有延伸到室18中的大致圆锥形的端部。弹簧40具有与大致环形的阀体38的内部配合的直径。能够使用具有不同形状的阀体。例如，能够使用球阀以闭合开口35。
集液器组件10包括喷射泵44。喷射泵44的第一元件45包括彼此一体地形成的入口部47(其形成具有入口46的通道)、文丘里喷嘴48以及端板50。第一元件45的端部处的槽52的端面和壳体12的延伸部54形成了迷宫式密封56(labyrinth seal)，如下所述，该迷宫式密封56实质上使得液体和蒸汽除了可以经由第二开口62排出到阀腔42外部，不能从其他地方排出到阀腔42之外。在图4中也示出了延伸部54。在第一元件45和壳体12的凸缘60之间的另一个环形密封58进一步地防止了液体和蒸汽从壳体12中逸出。虽然已经示出了迷宫式密封56和环形密封58，但是也可以使用其他类型的密封。在替代的密封方式中，第一元件45可以焊接或者以其它方式连接到壳体12。在壳体12的下部的第二开口62在临近喷嘴48的迷宫式密封56中形成了一个间隙。连接到壳体12的喷射泵44的第一元件45关闭阀腔42，并且提供弹簧40所能靠置的表面64。液体和蒸汽离开阀腔42的唯一出口是开口62。
如下文所述，壳体12的下部形成了喷射泵44的一部分，该部分包括围绕也与开口62流体连通的喷嘴48的腔体66。壳体12也形成喷射泵44的出口部68，该出口部68带有处于腔体66和出口70之间的通道67。出口部68的通道67能够设计为起到扩散器(diffuser)的作用从而增加压强和降低流体的速度。可以连接构造为起扩散器作用的管体从而接收来自腔体66的流体，而不是由壳体12来形成起到扩散器作用的通道67。腔体66和通道67用作喷嘴48的出口处的混合室。
蒸汽进口14、第二端口16、入口46和出口70分别由倒钩式连接器69A，69B形成，从而能够简化与图8的燃料蒸汽系统21的其他组件的连接。例如，形成进口14的倒钩式连接器69A被连接到与蒸汽通气阀26连通的蒸汽管道。形成出口16的倒钩式连接器69B经由作为蒸汽出口的管道连接到炭罐28。也可以使用用于形成连接的其他类型的连接器或结构，诸如快速连接端口，从而替代倒钩式连接器。喷射泵44的入口46经由管道76连接到浸没在液态燃料73中的燃料泵72。燃料泵72还经由燃料排出管道71连接到发送机30。燃料从处于相对高压的燃料泵72经由燃料排出管道71排出。管道76从燃料排出管道71中分出，从而提供流向入口部46的相对高压的液态燃料。
再次参考图1，喷嘴48的流体流出在临近开口62的腔体66中产生了一个真空区域或者至少一个相对低压区域。由于腔体6中的真空或低压，在腔体42中的压强也降低，因为腔体42中的压强比腔体18中的压强低，从而在阀门体36中创造了压强差。当压强差达到预定的程度，从而使得阀体38的暴露在腔体18的区域处的压强差产生一个力，并且该力比使得止回阀36保持关闭的力(在本例中为弹簧40的力)大，阀体38将移向端板50的表面64，使得弹簧40压缩并且在集液器20和开口62之间建立流体连通。由于压强差和喷射动作，喷射泵44是具有推进机构的燃料排出组件，从而将集液器20中的液态燃料排出到燃料箱22。
喷射泵44使用来自燃料泵72的高压流体，该高压流体以高速流经喷嘴48。流经喷嘴48的流量被称为初级液流或者初级流动。离开喷嘴48的高速流体在临近喷嘴48的区域产生了低压或者真空环境，诸如在开口62处。在离开喷嘴48的高压流体和腔体66的临近喷嘴48的部分之间的压强差导致液流，诸如通过开口62的液流，该液流称为次级液流或者次级流动。液体的压强随着液流流经腔体66而逐渐增加。在喷射泵44的一些实施例中，带有通道67的出口部68设计为起扩散器的作用从而增加压强并且降低流体流速。很多因素影响喷射泵44的性能和效率，包括流体分子量、进给温度、喷嘴48的位置、喉径、运动速度、雷诺数、压强比、比热容比、以及原动的流动和导致的流动之间的角度。
图5示出了能够用于代替图1的喷射泵44的喷射泵144的另一个实施例。喷射泵144具有安装面172，喷射泵144设计为在此安装面172被固定到壳体12。因此，在该实施例中，图1的端板50能够是与喷射泵144分离的组件，并且端板50能够修改为包括与图7中示出的喷射泵144的固定件开口174对齐的固定件开口。或者，喷射泵144能够与壳体12和端板50一体的制成。
喷射泵144具有减压器178，该减压器178位于由处于入口146的下游和喷嘴148的上游的入口部147形成的通道中。替代地，减压器178能够位于喷射泵144的更加上游的地方，诸如引导至喷射泵144排出管线中。减压器178降低从入口146到喷嘴148的压强以及流体流动的体积流量，同时增加流经喷嘴148的液流的速度。减压器178能够是位于入口部147中的一系列插塞180。在示出的实施例中，插塞180通常是圆柱体，但是也可以具有其他的截面形状。各个插塞180具有彼此流体连通的轴向开口182和扇区开口184(sector opening)。图6中的各个插塞180的下侧具有另一个轴向开口(未示出)，该另一个轴向开口与插塞180和另一个下游插塞180之间的间隙186流体连通。该间隙186然后与上游插塞180的轴向开口182和扇区开口184流体流通。在此方式下，通过流体在交错的方向上从各个插塞180的轴向开口182流向扇区开口184从而达到喷嘴148，由入口部147中的减压器178形成了弯曲流路。弯曲流路沿着轴向前进经过轴向开口182，然后顺时针沿着圆形的一部分前进经过扇区开口184，然后再次轴向前进经过该插塞180的后侧的轴向开口182，然后垂直于下一个插塞180的轴向开口182，以到达下一个扇区开口184，等等。带有减压器178的喷射泵144通过增强喷射作用而增加图1的集液器20的排液率。
再次参考图5，喷射泵144的出口部168在腔体166和出口170之间具有通道167。腔体166临近于喷嘴148。出口部168的通道167能够设计为起扩散器的作用从而增加压强并且降低流速。通道167在喷嘴148的出口处用作混合室。通道167在流动的方向上在远端部169向外扩口从而起扩散器的作用，以进一步降低流体的速率和压强。
通过使用喷射泵144，因为利用较高的喷射作用能够达到较高的压强降，所以能够使得图1的集液器20的排出能力提高。此外，减压器178和由远端部169形成的扩散器通过降低压强能够有助于降低流体中的气穴现象(cavitation)的产生的可能性。因为由减压器178减低了流速，喷嘴148的顶部的开口能够更大，但是还是可以达到期望的流速和压强降。更大直径的喷嘴顶部有助于防止流动的阻塞。
虽然已经详细地说明了实施本发明的很多方面的最好的示例，但是熟悉本发明的领域的技术人员能够认识到所附权利要求的范围内的用于实现本发明的多种替代方式。

Claims (15)

1.一种含集液器的组件，所述组件包括：
壳体，所述壳体具有集液器，所述集液器构造为收集流进所述壳体的内部腔体的蒸汽中携带的液体；所述壳体具有第一开口，所述集液器经由所述第一开口排液；
阀门，所述阀门被构造为能够在闭合位置和打开位置之间选择性地移动；当所述阀门处于所述闭合位置时，所述阀门关闭所述第一开口以防止所述集液器经由所述第一开口排液，当所述阀门处于所述打开位置时，所述阀门使得所述集液器经由所述第一开口排液；
所述阀门包括：
阀体，所述阀体具有延伸到所述内部腔体中的圆锥形的端部；和
弹簧，所述弹簧将所述阀体偏置到所述闭合位置，
所述组件还包括喷射泵，所述喷射泵具有文丘里喷嘴，所述喷射泵具有位于所述文丘里喷嘴的下游的混合室和扩散器，
所述喷射泵选择性地与所述集液器流体连通，从而使得液体流过所述文丘里喷嘴并导致排空所述集液器，
所述壳体形成第二开口；当所述阀门处于所述闭合位置时，所述阀门防止所述内部腔体和所述第二开口之间的流体连通，当所述阀门处于第二位置时，所述阀门建立所述内部腔体和所述第二开口之间的流体连通；
所述喷射泵安装至所述壳体，所述文丘里喷嘴相邻所述第二开口，
所述组件还包括位于所述文丘里喷嘴上游的减压器，所述减压器构造为降低压力并且增加流向所述文丘里喷嘴的液体流速。
2.如权利要求1所述的组件，其特征在于，当所述阀门处于所述闭合位置时，所述阀门防止蒸汽经由所述第一开口离开所述内部腔体，当所述阀门处于所述打开位置时，所述阀门使得蒸汽经由所述第一开口离开所述内部腔体。
3.如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述阀体是环形的，所述弹簧具有与环形的阀体的内部配合的直径。
4.如权利要求3所述的组件，其特征在于，所述弹簧设置在阀腔中，所述壳体形成通向所述阀腔的第二开口；其中，经由所述第一开口从所述集液器排出的液体经由所述第二开口离开所述阀腔。
5.如权利要求4所述的组件，其特征在于，所述阀体的圆锥形的端部暴露于所述内部腔体中的压强和所述阀腔中的压强之间的压强差；其中，当由所述压强差在所述圆锥形的端部的区域处产生的力大于弹簧的力时，所述阀门移动至所述打开位置。
6.如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述第一开口在所述壳体的邻近所述集液器的侧壁处。
7.如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述减压器包括一系列插塞，所述插塞定位成限定流向所述文丘里喷嘴的液体的弯曲的流路，因此降低压强并且增大液体流速。
8.如权利要求7所述的组件，其特征在于，所述插塞是圆柱形的，并且具有形成所述弯曲流路的轴向开口和扇区开口。
9.如权利要求8所述的组件，其特征在于，一系列插塞位于所述喷射泵的入口部，以使得流路沿着轴向前进经过一系列插塞中的一个插塞的轴向开口，然后经过该插塞的一个扇区开口，然后轴向地经过相邻的插塞的轴向开口，然后经过该相邻的插塞的一个扇区开口。
10.一种含集液器的系统，所述系统包括：
燃料箱，所述燃料箱具有燃料泵；
发动机，经由燃料排出管线将燃料从所述燃料泵提供到发动机；
燃料蒸汽回收装置；
蒸汽通气阀，所述蒸汽通气阀可操作地连接到所述燃料箱，并且可操作成将来自所述燃料箱的燃料蒸汽连通到所述燃料蒸汽回收装置；
集液器组件，所述集液器组件可操作地连接到所述燃料箱并且具有：
壳体，所述壳体具有集液器，所述集液器构造为收集从所述蒸汽通气阀流动到所述壳体的内部腔体中的燃料蒸汽流中携带的液体；所述壳体具有第一开口；以及
阀门，所述阀门被构造为能够在闭合位置和打开位置之间选择性地移动；当所述阀门处于所述闭合位置时，所述阀门关闭所述第一开口以防止所述集液器经由所述第一开口排液，当所述阀门处于所述打开位置时，所述阀门使得所述集液器经由所述第一开口排液；
所述阀门包括：
阀体，所述阀体具有延伸到内部腔体中的圆锥形的端部；和
弹簧，所述弹簧将所述阀体偏置到所述闭合位置，
所述系统还包括喷射泵，所述喷射泵被可操作地连接从而接收来自所述燃料排出管线的燃料；以及其中，所述喷射泵具有文丘里喷嘴并且选择性地与所述集液器流体连通，从而使得液体流过所述文丘里喷嘴并导致经由所述第一开口排空所述集液器；
所述系统还包括减压器，所述减压器可操作地连接在所述燃料泵和所述文丘里喷嘴之间；其中，所述减压器包括一系列插塞，所述插塞定位成限定流向所述文丘里喷嘴的液态燃料的弯曲的流路，因此降低压强并且增大液态燃料的流速。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述阀体是环形的，所述弹簧具有与环形的阀体的内部配合的直径。
12.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述弹簧设置在阀腔中，所述壳体形成通向所述阀腔的第二开口；其中，经由所述第一开口从所述集液器排出的液体经由所述第二开口离开所述阀腔。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述阀体的圆锥形的端部暴露于所述内部腔体中的压强和所述阀腔中的压强之间的压强差；其中，当由所述压强差在所述圆锥形的端部的区域处产生的力大于弹簧的力时，所述阀门移动至所述打开位置。
14.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述第二开口比所述第一开口低。
15.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述喷射泵与所述燃料箱中的燃料泵处于不同的高度。
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