CN209083436U - 整体式分腔隔板及其炭罐 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及整体式分腔隔板及其炭罐，所述整体式分腔隔板上支撑板、下支撑板，以及多块两端均分别与上支撑板和下支撑板连接的加强筋板，多块所述加强筋板与上支撑板和下支撑板一体成型。本实用新型所述整体式分腔隔板结构合理，组装工艺简单，可有效提高炭粉利用率、减少HC排放数量。
Description
技术领域
本实用新型属于燃油蒸发控制系统领域，具体涉及整体式分腔隔板及其炭罐。
背景技术
汽车使用的汽油极容易挥发到大气中，为解决这个问题世界各国纷纷出台环保法规来限制汽油蒸汽排放到大气中的数量。现阶段美国和中国分别出台排放法规来控制汽车加油时汽油蒸汽排放的数量，为了满足这个要求现在普遍设计的炭罐容积增大了1.5到2.5倍，这样就要求给炭罐预留较大的设计空间。一种状态是因为设计空间限值会使炭罐设计的长径比大于5.6，如果在长径比大于5.6的空间内直接灌装炭粉，就会造成炭粉利用效率下降，甚至会造成2DBL测试时HC排放超出限值要求。另外一种情况是因为同一腔室需要灌装两种不同种类的活性炭粉，如果不进行分腔，不同活性炭粉容易混装在一起，无法实现不同HC浓度差的设计目的，会造成2DBL测试时HC排放超出限值要求。
申请号为201721768801.8的中国专利公开了一种分离两种炭粉的隔离结构，它包括上隔离片和下隔离片，所述上隔离片和所述下隔离片扣合连接，该连接方式不仅增加了炭罐组装工艺的繁琐性，中间无支撑结构会使得整个装置的连接结构比较脆弱，容易出现变形或断裂的风险。仔细观察该专利的附图1可以发现上隔离片和下隔离片的缝隙结构均为多条同心环装缝隙，气流经过该隔离结构时快速穿过，碳粉的降温效应不明显，对吸附/脱附效率也无实质性影响。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种可组装在炭罐内的整体式分腔隔板，其结构合理，组装工艺简单，可有效提高炭粉利用率、减少HC排放数量。
本实用新型所提供整体式分腔隔板包括上支撑板、下支撑板，以及多块两端均分别与上支撑板和下支撑板连接的加强筋板，多块所述加强筋板与上支撑板和下支撑板一体成型；
所述上支撑板由上基板和上表层组成，所述下支撑板由下基板和下表层组成，所述上表层和所述下表层相对设置，所述上表层开设有呈矩阵式排列的多个条形缝隙，所述下表层开设有呈同心圆排列的多个环形缝隙。
将上述整体式分腔隔板组装在炭罐中时，可以将一个炭粉腔室分成两个炭粉腔和一个空气腔，这两个炭粉腔可以分别灌装同种类或不同种类的炭粉，整体式分腔隔板的支撑力来自于弹簧和压紧隔板组合的力减去第二腔炭粉(下支撑板以下的炭粉)的自重力。加油时或车辆停止时从油箱内挥发出的燃油蒸汽经过第一腔炭粉后，进入到空气腔室中，由于介质的变换和缝隙结构的变换，空气腔内气流速度减慢并且在空气腔内汇聚，进入第二腔炭粉时是整个大截面且缓慢进行吸附，这样就会大大提高第二腔炭粉的吸附量。而发动机进行工作时，炭罐的脱附口处会形成负压，新鲜空气从炭罐大气口进入，通过第二腔炭粉时流动的速度会减慢并且会在空气腔内汇聚，进入第一腔炭粉时是整个大截面且缓慢进行脱附，这样就可以避免炭粉脱附死区减少残存率。整体式分腔隔板的上支撑板呈矩阵式孔隙，下支撑板呈同心圆式孔隙，矩阵式孔隙可以将凌乱的气流调整为平行状态，同心圆式孔隙可以平行状态气流扰乱；HC气体通过两个不同介质(活性炭粉和空气)和不同流动方向的调整，必将会降低HC气流扩散速度，提高炭粉的利用效率。
进一步地，所述加强筋板的根部分别与上表层和下表层圆弧过渡。
圆弧过渡的连接方式既能降低支撑上下两块支撑板受到的剪切应力(提高强度)，又能减少材料重量从而降低成本；同时还可以增大空气混合腔体的体积、减少气流在空气腔内部扩散阻力。
进一步地，所述条形缝隙和环形缝隙的缝隙宽度分别为0.8mm～1.2mm。
为满足新的排放要求，汽车炭罐内所用炭粉通常为直径不小于1.5mm的柱状活性炭，将条形缝隙和环形缝隙缝的隙宽度设置在0.8mm～1.2mm，既能保证炭粉不通过分腔隔板，又可以保证较大的通气面积来降低炭罐的通气压降。
进一步地，所述下支撑板远离上支撑板一侧的外周一体成型有多个与炭罐内腔贴合的飞翅。
所述飞翅呈薄片状，每相邻两个飞翅之间留有一定间隔，若干个飞翅组合在一起呈裙带式斜向外伸展。优选地，飞翅的厚度为0.3mm～0.5mm。
进一步地，所述上支撑板的外围和所述下支撑板的外围分别与其相配的炭罐内腔间隙配合，所述飞翅的根部与其相配的炭罐内腔过盈配合。
所述上支撑板和所述下支撑板的配合方式可以保证整体式分腔隔板在炭罐内腔自由移动，不影响弹簧的弹力至炭粉传递；而所述飞翅的配合方式则可以保证整体式分腔隔板位于炭罐内腔的中部，起到了定位导向的作用。
进一步地，所述下支撑板一体成型有向下延伸的管状凸台。该凸台可以方便机械手或人手抓取，提高装配效率。
进一步地，如前所述的整体式分腔隔板采用一次注塑成型工艺制得。不需要另外焊接或装配其他零件用以分割炭粉腔室。
基于前述的整体式分腔隔板，本实用新型还提供了一种炭罐，该炭罐的至少一个腔室内组装有前述整体式分腔隔板。
本实用新型的有益效果：
本实用新型所述整体式分腔隔板可以将单个腔室分隔成两个炭粉腔和一个空气腔，不仅解决了长径比问题，还能在同一腔室内灌装两种不同种类的炭粉。组装在炭罐中时，上支撑板和下支撑板上不同的缝隙排布形式可以延长气流出穿过时间，有效降低气流温度，并增加炭粉的吸附和脱附效率。
附图说明
图1为本实用新型实施例1所述整体式分腔隔板的结构示意图；
图2为本实用新型实施例1所述整体式分腔隔板的主视图；
图3为本实用新型实施例1所述整体式分腔隔板的仰视图；
图4为本实用新型实施例2所述炭罐的结构示意图；
图5为本实用新型实施例2所述炭罐吸附过程中整体式分腔隔板附近的气流示意图；
图中：炭罐壳体10；大气端无纺布20；炭粉B 30；整体式分腔隔板40；上支撑板41；上基板41a；上表层41b；下支撑板42；下基板42a；下表层42b；加强筋板43；飞翅44；管状凸台45；炭粉A 50；压紧隔板B 60；弹簧B 70；下端盖80；弹簧A 90；压紧隔板A 100；炭粉C 110；吸附端无纺布120；脱附端无纺布130；上端盖140；大气口A；吸附口T；脱附口P。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本实用新型的实施情况，但它们不构成对本实用新型的限定，仅作举例而已。同时通过具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
实施例1一种整体式分腔隔板
如图1-3所示的整体式分腔隔板由工程塑料经一次注塑成型制得，它包括上支撑板41和下支撑板42，以及位于上支撑板41和下支撑板42之间的四个加强筋板43，四个所述加强筋板43均为“工”字板，交错形成“丰”字结构。
所述上支撑板41由上基板41a和上表层41b组成，所述上基板41a为网格板，网格板的厚度约为2mm，网格板朝向下支撑板42的一侧设有厚度约为1.5mm的上表层41b，所述上表层41b开设有呈矩阵式排列的多个条形缝隙，每个条形缝隙的缝隙宽度约为1mm。
所述下支撑板42由下基板42a和下表层42b组成，所述下基板42a亦为网格板，网格板的厚度约为2mm，网格板朝向上支撑板41的一侧设有厚度约为1.5mm的下表层42b。所述下表层42b开设有呈同心圆排列的多个环形缝隙，每个环形缝隙的缝隙宽度约为1mm。在本实施例中，所述下支撑板42远离上支撑板41一侧的外周一体成型有若干个与炭罐内腔贴合的飞翅44，若干个所述飞翅44约为0.3mm的薄片并斜向外伸展。本实施例所述下支撑板42的中部还一体成型有高度约为10mm的管状凸台45。
四个所述加强筋板43的两端均分别与上支撑板41和下支撑板42连接，四个所述加强筋板43的根部分别与上表层41b和下表层42b圆弧过渡。在本实施例中，加强筋板的厚度与网格板厚度相同，以避免注塑缩痕产生。加强筋板的高度约为6mm。
在与炭罐内腔的配合尺寸设计上，所述上支撑板41的外围与其相配的炭罐内腔设计为单边间隙0.5mm，所述下支撑板42的外围与其相配的炭罐内腔设计为单边间隙0.5mm，充分保证分腔隔板可以在炭罐内腔处自由移动，不影响弹簧的弹力至炭粉传递。而飞翅44的根部，其与相配的炭罐内腔单边过盈0.5mm，可以保证本装置位于炭罐内腔的中部。
实施例2一种包含整体式分腔隔板的炭罐
如图4所示，本实施例为典型的三种不同炭粉型号及容积的炭罐。上端盖140和炭罐壳体10焊接为一体形成一个集液腔室，可以容纳从油箱内溢出的一定体积的液态燃油，避免燃油直接进入炭粉C 110内造成功能失效。
所述炭罐壳体10的内部设有垂向的隔板，将壳体10内的空间分隔为并排的腔室I和腔室II。所述腔室I的顶端连接有吸附口T和脱附口P、内部装有炭粉C 110；所述腔室II的顶端连接有大气口A，内部安装有整体式分腔隔板40，分腔隔板40下方装有炭粉A 50、上方装有炭粉B 30，炭粉C 110具备单位体积吸附性高、相对脱附残留率较高的特点，炭粉B 30具备单位体积吸附性低、相对脱附残留率最低的特点，而炭粉A 50则选择单位体积下吸附性一般、相对脱附残留率较低的类型；炭粉C 110、炭粉A 50和炭粉B 30的体积比值为7:2:1。
所述下端盖80通过摩擦焊接工序同炭罐壳体10焊接为一体，弹簧A 90的弹力通过压紧隔板A 100的传递作用于炭粉C 110之上，弹簧B 70的弹力通过压紧隔板B 60和整体式分腔隔板40的传递作用于炭粉A 50和炭粉B 30之上，可避免车辆振动时炭粉颗粒之间相互磨损导致炭粉功能失效。
吸附端无纺布120和脱附端无纺布130通过超声波焊接工序同炭罐壳体10焊接在一起，大气端无纺布20亦通过超声波焊接工序同炭罐壳体10焊接在一起，它们均可以防止炭粉C 110从炭罐壳体10内析出。
在本实施例中，炭粉B 30和炭粉A 50之间使用整体式分腔隔板40分隔开来，即实现了一腔内填充两种不同类型的炭粉，又能够提高炭粉吸附性能、降低炭粉脱附残留率。整体式分腔隔板40在炭罐吸附过程中的气流分布如图5所示，HC气流经过下支撑板到达气流混合区后，气流速度明显减小且局部形成了自旋状态，可充分混合不同浓度的HC。气流经过上支撑板后，气流方向调整为平行状态，可使活性炭粉更均匀的吸附HC。脱附过程的流向与吸附过程刚好相反。
表1为本实施例炭罐(TG1)与无分腔隔板炭罐(TG2)的性能测试结果，所述无分腔隔板炭罐(TG2)采用与本实施例炭罐(TG1)相同的炭罐壳体，并灌装同一规格和相同容积的炭粉。
表1：TG1和TG2的性能测试结果
从表1中可以看出，增加分腔隔板后吸附压降略有增加，BWC值有明显上升，2DBL测试炭罐在相同脱附体积(350L)的条件下可以将排放限值降低到35毫克/测试。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (8)
1.整体式分腔隔板，其特征在于：包括上支撑板(41)、下支撑板(42)，以及多块两端均分别与上支撑板(41)和下支撑板(42)连接的加强筋板(43)，多块所述加强筋板(43)与上支撑板(41)和下支撑板(42)一体成型；
所述上支撑板(41)由上基板(41a)和上表层(41b)组成，所述下支撑板(42)由下基板(42a)和下表层(42b)组成，所述上表层(41b)和所述下表层(42b)相对设置，所述上表层(41b)开设有呈矩阵式排列的多个条形缝隙，所述下表层(42b)开设有呈同心圆排列的多个环形缝隙。
2.根据权利要求1所述的整体式分腔隔板，其特征在于：所述加强筋板(43)的根部分别与上表层(41b)和下表层(42b)圆弧过渡。
3.根据权利要求2所述的整体式分腔隔板，其特征在于：所述条形缝隙和环形缝隙的缝隙宽度分别为0.8mm～1.2mm。
4.根据权利要求3所述的整体式分腔隔板，其特征在于：所述下支撑板(42)远离上支撑板(41)一侧的外周一体成型有多个与炭罐内腔贴合的飞翅(44)。
5.根据权利要求4所述的整体式分腔隔板，其特征在于：所述上支撑板(41)的外围和所述下支撑板(42)的外围分别与其相配的炭罐内腔间隙配合，所述飞翅(44)的根部与其相配的炭罐内腔过盈配合。
6.根据权利要求5所述的整体式分腔隔板，其特征在于：所述下支撑板(42)还一体成型有向下延伸的管状凸台(45)。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的整体式分腔隔板，其特征在于：采用一次注塑成型工艺制得。
8.一种炭罐，其特征在于：所述炭罐的至少一个腔室内组装有权利要求1-7中任一项所述的整体式分腔隔板。
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