FR2747758A1 - VALVE FOR TANK AND RESERVOIR THUS EQUIPPED - Google Patents
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Abstract
L'invention est relative à un clapet pour réservoir de carburant, comportant un obturateur sensible à la gravité, mobile dans un corps de clapet entre une position de repos permettant un écoulement gazeux depuis l'intérieur du réservoir vers un conduit extérieur, au travers d'un orifice du corps de clapet, et une position d'obturation dans laquelle l'obturateur ferme ledit orifice. Ledit orifice (12) présente une dimension axiale suffisamment faible pour éviter qu'un écoulement gazeux traversant ledit orifice ne génère une veine fluide de vitesse élevée. Ledit orifice (12) débouche en outre dans une chambre de contre-pression (13) dont la section offerte au passage de l'écoulement gazeux est choisie suffisamment grande pour que la dépression en aval dudit orifice, due à la vitesse de l'écoulement gazeux dans la chambre de contre-pression, reste négligeable.The invention relates to a valve for a fuel tank, comprising a shutter sensitive to gravity, movable in a valve body between a rest position allowing gas flow from the inside of the tank to an external duct, through a valve body. 'an orifice of the valve body, and a closed position in which the shutter closes said orifice. Said orifice (12) has an axial dimension which is sufficiently small to prevent a gas flow passing through said orifice from generating a fluid stream of high speed. Said orifice (12) also opens into a back-pressure chamber (13) whose section offered to the passage of the gas flow is chosen sufficiently large so that the depression downstream of said orifice, due to the speed of the flow gas in the back pressure chamber, remains negligible.
Description
La présente invention concerne un clapet pour réservoir de carburant.The present invention relates to a valve for a fuel tank.
comportant un obturateur sensible à la gravité, mobile dans un corps de clapet entre une position de repos autorisant un écoulement gazeux depuis l'intérieur du réservoir vers un conduit extérieur, au travers d'un orifice du corps de clapet, et une position d'obturation having a gravity-responsive shutter movable in a valve body between a rest position allowing a gas flow from the interior of the tank to an outer conduit, through an orifice of the valve body, and a position of sealing
dans laquelle l'obturateur ferme ledit orifice. wherein the shutter closes said orifice.
Un tel clapet est utilisé sur les véhicules automobiles pour d'une part faire communiquer l'intérieur du réservoir avec le conduit extérieur lorsque le réservoir est dans une position normale d'utilisation et permettre le dégazage de ce dernier et d'autre part fermer l'accès au conduit extérieur lorsque le réservoir est incliné au- delà d'une limite prédéterminée de sa position normale d'utilisation, en cas de retournement accidentel du véhicule par Such a valve is used on motor vehicles to firstly communicate the interior of the tank with the outer conduit when the tank is in a normal position of use and allow the degassing of the latter and secondly close the access to the external duct when the tank is tilted beyond a predetermined limit of its normal position of use, in the event of accidental overturning of the vehicle by
exemple.example.
On a constaté que l'obturateur d'un clapet connu de ce type avait tendance, pour un écoulement gazeux de débit élevé et sous une certaine pression, à être aspiré par l'orifice du corps de clapet jusqu'à venir en position d'obturation bien que le réservoir soit dans It has been found that the shutter of a known valve of this type has a tendency, for a flow of gas of high flow and under a certain pressure, to be sucked by the orifice of the valve body until it comes into position. shutter although the tank is in
une position normale d'utilisation.a normal position of use.
Ce dysfonctionnement gêne l'évacuation des vapeurs de carburant et peut entraîner l'apparition d'une surpression excessive This malfunction hinders the evacuation of fuel vapors and may result in excessive overpressure
dans le réservoir.in the tank.
On a proposé, pour remédier à cet inconvénient, d'éloigner l'obturateur de l'orifice du corps du clapet afin de rendre ainsi plus In order to remedy this drawback, it has been proposed to move the shutter away from the orifice of the valve body so as to make it more
difficile son aspiration.difficult his aspiration.
Cependant, l'inclinaison à partir de laquelle l'obturateur vient fermer l'orifice du corps du clapet augmente avec la distance séparant l'obturateur dans sa position de repos et ledit orifice, et cette solution n'est pas satisfaisante lorsque l'on souhaite que le clapet réagisse à de faibles inclinaisons du réservoir par rapport à sa However, the inclination from which the shutter closes the orifice of the valve body increases with the distance separating the shutter in its rest position and said orifice, and this solution is not satisfactory when one wish that the valve responds to low inclinations of the reservoir relative to its
position normale d'utilisation.normal position of use.
On a encore proposé de rendre la perte de charge subie par l'écoulement gazeux suffisamment élevée pour que le débit de ce dernier reste faible en toutes circonstances et ne génère pas. à la traversée de l'orifice du corps de clapet, de dépression capable d'aspirer l'obturateur ou de le maintenir en position d'obturation suite à un It has further been proposed to make the pressure drop experienced by the gas flow sufficiently high so that the flow rate of the latter remains low under all circumstances and does not generate. when passing through the orifice of the valve body, a depression capable of sucking the shutter or keeping it in a closed position following a
soulèvement momentané par une vague de carburant. momentary uplift by a wave of fuel.
2- Toutefois, cette solution est incompatible avec certaines spécifications établies par les constructeurs automobiles, qui imposent l'évacuation des vapeurs de carburant avec un débit minimum pour une surpression donnée, par exemple un débit supérieur à 1300 1/h lorsque la surpression dans le réservoir est de 30 mbars et que le véhicule 2- However, this solution is incompatible with certain specifications established by car manufacturers, which require the evacuation of fuel vapors with a minimum flow rate for a given overpressure, for example a flow rate greater than 1300 1 / h when the overpressure in the tank is 30 mbars and that the vehicle
se déplace.moves.
L'invention a pour objet de remédier aux inconvénients précités. Elle y parvient par le fait que l'orifice du corps de clapet présente une dimension axiale suffisamment faible pour éviter qu'un écoulement gazeux traversant ledit orifice ne génère une veine fluide de vitesse élevée et par le fait que ledit orifice débouche dans une chambre de contrepression dont la section offerte au passage de l'écoulement gazeux est choisie suffisamment grande pour que la dépression en aval dudit orifice, due à la vitesse de l'écoulement The object of the invention is to remedy the aforementioned drawbacks. It achieves this by the fact that the orifice of the valve body has an axial dimension sufficiently small to prevent a gas flow passing through said orifice generates a high velocity fluid vein and by the fact that said orifice opens into a chamber of counterpressure, the section of which is provided for the passage of the gas flow is chosen to be large enough for the depression downstream of said orifice, due to the flow velocity
gazeux dans la chambre de contre-pression, reste négligeable. gaseous in the backpressure chamber, remains negligible.
Dans un exemple de réalisation préféré de l'invention, l'orifice est circulaire et présente un diamètre constant. Mais dans d'autres exemples de réalisations, la géométrie de l'orifice peut être différente, ce dernier pouvant se présenter sous la forme d'une fente rectangulaire notamment, et il faut alors comprendre que la dimension axiale de l'orifice est suffisamment faible au sens de l'invention lorsqu'elle est au plus égale à une fois et demi la plus petite In a preferred embodiment of the invention, the orifice is circular and has a constant diameter. But in other examples of embodiments, the geometry of the orifice may be different, the latter may be in the form of a rectangular slot in particular, and it must be understood that the axial dimension of the orifice is sufficiently small within the meaning of the invention when it is at most equal to one and a half times the smallest
dimension transversale de l'orifice. transverse dimension of the orifice.
Grâce à l'invention, la traversée par l'écoulement gazeux de l'orifice du corps de clapet ne génère pas de veine fluide de vitesse élevée, contrairement à ce qui se passerait si l'on prolongeait axialement l'orifice par un ajutage rentrant ou sortant de longueur Thanks to the invention, the passage through the gaseous flow of the orifice of the valve body does not generate a high velocity fluid vein, unlike what would happen if the orifice was axially extended by a reentrant nozzle. or outgoing length
grande par rapport à la plus petite dimension transversale de l'orifice. large compared to the smallest transverse dimension of the orifice.
Dans une réalisation particulière, l'orifice du corps de clapet présente une section circulaire dont le diamètre est compris entre 3 et 5 mm, et il est constitué par un perçage formé à travers une cloison séparant l'intérieur du corps de clapet et ladite chambre de contre- pression. De préférence, l'épaisseur de cette cloison est comprise In a particular embodiment, the orifice of the valve body has a circular section whose diameter is between 3 and 5 mm, and it is constituted by a bore formed through a partition separating the interior of the valve body and said chamber counterpressure. Preferably, the thickness of this partition is included
entre 2 et 4 mm.between 2 and 4 mm.
- 3 - La chambre de contre-pression s'étend axialement sur une hauteur de préférence supérieure à cinq fois la dimension axiale de l'orifice. Dans une réalisation particulière de l'invention, la chambre de contre-pression est délimitée latéralement par une paroi cylindrique de révolution, dont le diamètre interne est avantageusement supérieur The counterpressure chamber extends axially over a height preferably greater than five times the axial dimension of the orifice. In a particular embodiment of the invention, the counterpressure chamber is delimited laterally by a cylindrical wall of revolution, whose internal diameter is advantageously greater
ou égal à 15 mm.or equal to 15 mm.
Avantageusement, l'obturateur présente une extrémité conique Advantageously, the shutter has a conical end
conformée pour s'engager à son sommet dans l'orifice du corps de clapet. shaped to engage at its top in the orifice of the valve body.
L'extrémité conique de l'obturateur permet notamment à l'écoulement gazeux de gagner relativement facilement ledit orifice et d'éviter l'apparition de turbulences qui pourraient nuire au The conical end of the shutter allows the gas flow to gain relatively easily said orifice and avoid the occurrence of turbulence that could affect the
fonctionnement du clapet.valve operation.
L'invention a encore pour objet un réservoir de carburant de The subject of the invention is also a fuel tank of
véhicule automobile équipé d'un clapet tel que précité. motor vehicle equipped with a valve as aforesaid.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente Other features and benefits of this
invention ressortiront à la lecture de la description détaillée qui va invention will emerge from a reading of the detailed description which will
suivre, d'un exemple de réalisation non limitatif de l'invention, et au vu du dessin annexé sur lequel la figure 1 est une vue schématique. en follow, an exemplary non-limiting embodiment of the invention, and in view of the accompanying drawing in which Figure 1 is a schematic view. in
coupe axiale, d'un clapet conforme à l'invention. axial section, a valve according to the invention.
Ce clapet 1 représenté sur la figure 1 est destiné à être monté dans un orifice 2 traversant la paroi supérieure 3 d'un réservoir This valve 1 shown in Figure 1 is intended to be mounted in an orifice 2 through the upper wall 3 of a reservoir
de carburant de véhicule automobile. of motor vehicle fuel.
Le clapet 1 comporte un corps inférieur allongé 4 généralement cylindrique de révolution autour d'un axe longitudinal X, dans lequel peut se déplacer en translation selon l'axe X un obturateur 5. Le corps inférieur 4 est fermé à son extrémité inférieure par une paroi transversale 6 munie, sur sa face interne. d'un fût 7 servant The valve 1 comprises an elongated lower body 4 which is generally cylindrical of revolution about a longitudinal axis X, in which a shutter 5 can be displaced in translation along the axis X. The lower body 4 is closed at its lower end by a wall transverse 6 provided on its internal face. of a 7 serving barrel
de guide à l'extrémité inférieure d'un ressort 8. guide at the lower end of a spring 8.
Ce ressort 8 vient en appui sur la face interne de la paroi 6 et s'engage à son extrémité supérieure dans une gorge annulaire 9 This spring 8 bears on the inner face of the wall 6 and engages at its upper end in an annular groove 9
ménagée en partie inférieure de l'obturateur 5. arranged in the lower part of the shutter 5.
Le corps inférieur 4 est fermé à son extrémité supérieure par une cloison transversale 11 s'étendant radialement vers l'extérieur au- delà de la paroi cylindrique du corps inférieur 4 pour constituer une collerette 10 servant à la fixation du clapet 1 sur la face externe The lower body 4 is closed at its upper end by a transverse partition 11 extending radially outwardly beyond the cylindrical wall of the lower body 4 to form a flange 10 for fixing the valve 1 on the outer face
de la paroi 3 du réservoir.of the wall 3 of the tank.
-4- Dans l'exemple décrit, la collerette 10 et la paroi 3 sont réalisées en polyéthylène et la fixation du clapet sur le réservoir In the example described, the collar 10 and the wall 3 are made of polyethylene and the fixing of the valve on the reservoir
peut s'effectuer par soudure.can be done by welding.
La cloison 11 présente en son centre une épaisseur e et P elle est traversée par un orifice circulaire 12 de diamètre D P faisant communiquer l'intérieur du corps 4 avec une chambre de The partition 11 has at its center a thickness e and P is traversed by a circular orifice 12 of diameter D P communicating the interior of the body 4 with a chamber of
contre-pression 13.back pressure 13.
Cette chambre de contre-pression 13 est délimitée radialement par une paroi tubulaire 14, cylindrique de révolution autour de l'axe X, de diamètre D et de hauteur H, se raccordant c c inférieurement sur la cloison 11 et fermée supérieurement par une paroi transversale 15. Un embout tubulaire 16 d'axe longitudinal perpendiculaire à l'axe X se raccorde latéralement sur la paroi tubulaire 14 en partie haute de la chambre de contre-pression 13 et tangentiellement à la paroi 15. pour le montage d'un conduit This counter-pressure chamber 13 is delimited radially by a tubular wall 14, cylindrical in revolution about the X axis, of diameter D and height H, connecting cc below on the partition 11 and closed topally by a transverse wall 15 A tubular endpiece 16 with a longitudinal axis perpendicular to the X axis is laterally connected to the tubular wall 14 in the upper part of the backpressure chamber 13 and tangentially to the wall 15. for mounting a conduit
extérieur 17 de mise à l'air libre du réservoir. outside 17 of venting the tank.
Le corps inférieur 4 est traversé latéralement. en partie basse, par des fentes 18 permettant de faire communiquer en permanence The lower body 4 is crossed laterally. in the lower part, by slots 18 making it possible to communicate constantly
l'intérieur du réservoir avec l'intérieur du corps inférieur du clapet. inside the tank with the inside of the lower body of the valve.
L'obturateur 5 présente une extrémité supérieure 19 conique, The shutter 5 has a conical upper end 19,
convergeant vers le haut.converging upwards.
Lorsque le réservoir est dans une position normale d'utilisation, l'axe X est orienté sensiblement verticalement et l'obturateur 5 comprime par son poids le ressort 8. L'orifice 12 est dégagé et établit une communication entre l'intérieur du corps When the reservoir is in a normal position of use, the X axis is oriented substantially vertically and the shutter 5 compresses by its weight the spring 8. The orifice 12 is released and establishes a communication between the inside of the body
inférieur 4 du clapet et le conduit extérieur 17. lower part 4 of the valve and the outer conduit 17.
En cas de surpression dans le réservoir, typiquement une surpression de l'ordre de 30 à 50 mbars, et lorsque le réservoir est dans une position normale d'utilisation. il s'établit un écoulement In case of overpressure in the tank, typically an overpressure of the order of 30 to 50 mbar, and when the tank is in a normal position of use. a flow is established
gazeux de dégazage.gaseous degassing.
On a indiqué par les flèches E un tel écoulement gazeux, traversant les fentes 18. puis l'espace annulaire ménagé entre la face interne de la paroi cylindrique du corps inférieur 4 et la surface externe latérale 20, cylindrique de révolution, de l'obturateur 5, longeant la surface conique 19 en direction de l'orifice 12, traversant ce dernier, puis gagnant la chambre de contre-pression 13 et le conduit extérieur 17 qui communique au travers d'un filtre conçu pour piéger E is indicated by such a gas flow, passing through the slots 18 and then the annular space formed between the internal face of the cylindrical wall of the lower body 4 and the lateral external surface 20, cylindrical of revolution, of the shutter 5, along the conical surface 19 towards the orifice 12, passing through the latter, then gaining the back pressure chamber 13 and the outer conduit 17 which communicates through a filter designed to trap
les vapeurs de carburant avec l'atmosphère. the fuel vapors with the atmosphere.
- La section offerte au passage de l'écoulement gazeux par la chambre de contre-pression 13 est choisie de manière à maintenir la pression dynamique dans celle-ci négligeable. Plus précisément, on cherche à avoir: 1/2 V2 p << P o pdésigne la masse volumique de la vapeur de carburant, de l'ordre de 1 kg/m3, V désigne la vitesse de l'écoulement gazeux dans la chambre de - The section offered to the passage of the gas flow through the back-pressure chamber 13 is chosen to maintain the dynamic pressure in it negligible. Specifically, we seek to have: 1/2 V2 p << P o denotes the density of the fuel vapor, of the order of 1 kg / m3, V designates the speed of the gas flow in the chamber of
contre-pression 13, et P désigne la pression dans le réservoir. back pressure 13, and P is the pressure in the tank.
Les dimensions D, e de l'orifice 12 sont choisies The dimensions D, e of the orifice 12 are chosen
P PP P
pour éviter la formation à sa traversée d'une veine fluide orientée presque exclusivement parallèlement à l'axe X, comme ce serait le cas to avoid the formation at its crossing of a fluid vein oriented almost exclusively parallel to the X axis, as it would be the case
d'un ajutage rentrant ou sortant.a nozzle coming in or out.
L'écoulement gazeux n'acquiert donc pas une vitesse élevée selon l'axe X et il ne se forme pas de dépression en amont de l'orifice 12 suffisamment forte pour aspirer l'obturateur 5. dont la The gas flow therefore does not acquire a high speed along the X axis and no depression is formed upstream of the orifice 12 which is strong enough to suck the shutter 5. The
masse est typiquement de quelques grammes. mass is typically a few grams.
A titre indicatif, dans l'exemple particulier décrit, le diamètre D de l'orifice 12 vaut 5 mm, l'épaisseur e de la cloison 11 vaut 2 mm dans sa région bordant l'orifice 12, le diamètre interne du corps 4 vaut 23 mm, le diamètre interne de l'embout 16 vaut mm. le diamètre interne D de la chambre de contre-pression vaut C As an indication, in the particular example described, the diameter D of the orifice 12 is 5 mm, the thickness e of the partition 11 is 2 mm in its region bordering the orifice 12, the internal diameter of the body 4 is 23 mm, the inner diameter of the tip 16 is mm. the internal diameter D of the back-pressure chamber is C
mm et sa hauteur H est sensiblement égale à son diamètre. mm and its height H is substantially equal to its diameter.
Pour un écoulement gazeux dont le débit est égal à 1300 1/h. For a gas flow whose flow is equal to 1300 1 / h.
correspondant à une surpression de 30 mbars à l'intérieur du réservoir, on a 1/2 p V voisin de 2 N/m, soit environ 10'2 mbars, ce qui est négligeable devant la pression régnant dans le réservoir. Le clapet particulier 1 est prévu pour ne pas fermer l'orifice 12 pour un débit atteignant 1500 l/h, correspondant à une surpression de 50 mbars dans le réservoir. même si le véhicule est en déplacement et donc soumis à des vibrations ou des vagues de carburant corresponding to an overpressure of 30 mbar inside the tank, we have 1/2 p V close to 2 N / m, or about 10'2 mbar, which is negligible compared to the pressure in the reservoir. The particular valve 1 is provided not to close the orifice 12 for a flow rate up to 1500 l / h, corresponding to an overpressure of 50 mbar in the tank. even if the vehicle is moving and therefore subject to vibrations or waves of fuel
susceptibles de déplacer légèrement selon l'axe X l'obturateur 5. capable of displacing the shutter 5 slightly along the X axis.
Lorsque le réservoir de carburant est incliné au-delà d'une valeur prédéterminée de sa position normale d'utilisation, c'est-à-dire lorsque l'axe X fait un certain angle avec la verticale, la composante du poids de l'obturateur sur l'axe X diminue et le ressort 8 tend à déplacer l'obturateur 5 en rapprochement de l'orifice 12. Pour une - 6 - certaine valeur de l'inclinaison, l'obturateur 5 vient ainsi au contact When the fuel tank is tilted beyond a predetermined value of its normal position of use, ie when the X axis is at a certain angle to the vertical, the weight component of the shutter on the X axis decreases and the spring 8 tends to move the shutter 5 closer to the orifice 12. For a certain value of the inclination, the shutter 5 thus comes into contact
de la cloison 11 pour obturer l'orifice 11. of the partition 11 to close the orifice 11.
C'est le cas notamment en cas de retournement accidentel du véhicule, l'obturateur 5 permettant alors d'isoler le conduit extérieur 17 de l'intérieur du réservoir et d'éviter que du carburant This is particularly the case in case of accidental rollover of the vehicle, the shutter 5 thus making it possible to isolate the outer conduit 17 from the inside of the tank and to prevent fuel
liquide gagne ce dernier puis l'extérieur du véhicule. liquid gains the latter then the outside of the vehicle.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de Of course, the invention is not limited to the example of
réalisation qui vient d'être décrit. realization which has just been described.
On peut notamment, sans sortir du cadre de l'invention, modifier la géométrie de l'orifice 12 ou de la chambre de contre- pression 13 et adopter une section transversale non circulaire In particular, without departing from the scope of the invention, it is possible to modify the geometry of the orifice 12 or of the counterpressure chamber 13 and adopt a non-circular cross section.
par exemple.for example.
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Claims (8)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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ST | Notification of lapse |