MXPA99009914A - Valvula de ventilacion de recuperacion de vaporespara tanque de combustible de dos etapas y metodode hacerla - Google Patents

Abstract

Una válvula de recuperación de vapor de re-aprovisionamiento de combustible (ORVR) a bordo de ventilación en dos etapas para controlar la ventilación de un tanque de combustible a una caja de almacenamiento durante el llenado del tanque. Una válvula de movimiento vertical accionada a flotador tiene un pequeño orificio de ventilación de segunda etapa a través de la misma. El elemento de movimiento vertical estámontado para movimiento relativo con respecto a un elemento valvular de ventilación de segunda etapa dispuesto sobre el flotador. Durante el llenado del tanque, la ventilación es a través de un pasaje deárea de flujo relativamente grande de primera etapa hasta que la elevación del nivel de combustible hace que el elemento de movimiento vertical cierre elárea de flujo de ventilación de primera etapa. La ventilación durante el llenado continuado es a través del orificio de ventilación de segunda etapa en el elemento de movimiento vertical. Después del cierre de la válvula de primera etapa tiene lugar movimiento relativo o movimiento perdido entre los elementos valvulares de primera y segunda etapa. El elemento de movimiento vertical tiene un sello flexible elásticamente anular moldeado integralmente sobre el mismo que tiene una superficie de sello anular de primera etapa formada sobre un lado del elemento de movimiento vertical para sellar elárea de flujo de primera etapa, y una segunda superficie de sello anular de segunda etapa alrededor del orificio del elemento de movimiento vertical sobre el lado opuesto del mismo para sellar elárea de flujo de ventilación de segunda etapa y cerrar el pasaje de ventilación.

Description

VÁLVULA DE VENTILACIÓN DE RECUPERACIÓN DE VAPORES PARA TANQUE DE COMBUSTIBLE DE DOS ETAPAS, Y MÉTODO DE HACERLA Antecedentes de la Invención La presente invención se relaciona con válvulas empleadas para controlar la ventilación de vapores de combustible de un tanque de combustible de un vehículo a motor durante el re-aprovisionamiento de combustible o el llenado del tanque y a veces conocidas como válvulas de re-aprovisionamiento de combustible a bordo (o válvulas ORVR) . Estas válvulas controlan la ventilación de vapor de combustible durante el llenado del tanque, típicamente a través de un cuello llenador separado en el tanque de combustible, donde , la válvula está conectada para controlar el flujo de vapor desde la ventilación del tanque a una trampa de recuperación tal como una caja de almacenamiento llena con carbón vegetal que puede ser purgada por conexión al múltiple de toma del motor durante la operación del motor. Estos sistemas de recuperación de vapor combustible son ampliamente empleados en vehículos motorizados para pasajeros y camiones livianos que usan combustible de hidrocarburo altamente volátil tal como nafta para impedir el escape de vapor combustible a la atmósfera durante el reaprovisionamiento de combustible y los períodos de parada del motor.

Hasta ahora, las ORVRs conocidas han empleado una válvula de movimiento vertical o una válvula operada a flotador que cierra una primera etapa o un pasaje de ventilación de diámetro más grande durante el llenado cuando el combustible contenido en el tanque llega al nivel donde la porción de combustible líquido es mayor que la porción de vapor. Una segunda válvula operada a flotador es empleada para cerrar un pasaje de ventilación secundario más pequeño que permite la ventilación a través del mismo mientras que el nivel de combustible continúa luego elevándose y es cerrada cuando el nivel de combustible llega a la parte superior del tanque. Ejemplos de este tipo de ORVR se ilustran y describen en la patente de los Estados Unidos No. 5,590,697 que describe una ORVR de dos etapas donde el segundo pasaje más pequeño se forma a través de la válvula de movimiento vertical y la segunda válvula es operada por el mismo flotador que la válvula de movimiento vertical. Con referencia a las figuras 3 y 4, un conjunto de válvula de la técnica previa se ilustra con un cuerpo de válvula 1, que tiene una porción inferior 2 recibida a través de una abertura 3 en la pared superior 4 de un tanque de combustible y el cuerpo tiene un orificio de ventilación 5 de recuperación de vapor combustible que está adaptado para ser conectado a una caja de almacenamiento de vapor combustible 6 que está típicamente conectada al múltiple de entrada del motor 7. El cuerpo está típicamente sellado en la pared superior del tanque por un aro de sello elástico 8; y, la porción inferior 2 tiene un pasaje 9 que comunica hacia abajo desde el orificio 5 a un resalto 10 de asiento de válvula formado en el mismo que forma el extremo superior de una cámara hueca 11 que tiene un flotador 12 dispuesto en la misma. El flotador es típicamente empujado en la dirección de flotación por un resorte de calibración 13. El flotador 12 tiene sobre el mismo un subconjunto de válvula de movimiento vertical indicado generalmente en 14 que tiene un pasaje de ventilación 15 de diámetro reducido de segunda etapa formado a través del mismo y tiene un sello elastomérico flexible 16 recibido por encima del mismo sobre la superficie superior del elemento en forma de copa invertida 17 para sellar contra la superficie de sello 10, cerrando así el pasaje de ventilación 9 de primera etapa. El elemento 17 es retenido sobre el flotador 12, en disposición de movimiento perdido telescópico por un elemento de jaula 12a asegurado al flotador 72. Un elemento de válvula secundaria 18 está dispuesto sobre la superficie superior del flotador 12 y se mueve hacia arriba por el movimiento continuado del flotador después que el sello 16 ha cerrado el pasaje 9 en virtud del movimiento telescópico del elemento en forma de copa 17 dentro de la jaula 12a. La copa 17 tiene un segundo labio de sello elastomérico flexible anular 19 provisto sobre la superficie interna de su extremo cerrado superior para sellar sobre la superficie de la válvula 18. Durante la operación, el tanque 4 es llenado con combustible a través de un cuello llenador (no ilustrado) y el vapor de combustible es desplazado hacia fuera a través del orificio 5 hacia la caja 6 por el nivel creciente del combustible líquido contenido en el tanque. Cuando el combustible líquido llega a un nivel predeterminado, típicamente más que la mayoría de la capacidad del tanque, el flotador 12 hace que la válvula de movimiento vertical se mueva hacia arriba cerrando el sello 16 sobre el asiento 10 para cerrar la gran área de flujo hacia el pasaje 9. A medida que el combustible líquido continúa siendo agregado al tanque, el vapor es ventilado a través de orificios pasantes 20 en el elemento 14 y a través del pasaje de ventilación de diámetro reducido 15 hasta que se llega a la capacidad del tanque donde el flotador 12 hace que el elemento valvular 18 se asiente contra el labio de sello 19 y cierre el pasaje de ventilación 15. Así, se efectúa una ventilación en dos etapas del vapor combustible que va hacia la caja durante el llenado. El conjunto de válvula de movimiento vertical tiene el sello elástico superior 16 asegurado sobre la copa 17 por un elemento de casquillo separado 21 recibido por encima del extremo superior de la copa 17 y es trabado a presión sobre la misma, formando así un conjunto de cuatro piezas de los sellos flexibles 16, 19, la copa 17 y el casquillo 21. En estas disposiciones, las fuerzas de cierre de válvula disponibles son más bien mínimas debido a la baja densidad o peso específico del combustible y el pequeño desplazamiento del flotador. Por lo tanto, en las construcciones de válvula conocidas mencionadas, se han requerido sellos flexibles elásticamente para sellar la válvula de movimiento vertical de primera etapa alrededor del pasaje de ventilación más grande y el segundo elemento valvular alrededor del pasaje de ventilación más pequeño. Este requisito ha resultado en una complejidad agregada al diseño de válvula en virtud de que requiere sellos flexibles elásticamente separados; y, se requieren partes adicionales en el montaje para retener estos sellos en la válvula durante la fabricación. Esto ha resultado en la utilización de partes adicionales y en un costo de fabricación relativamente alto y problemas de montaje durante la fabricación. Por lo tanto, ha sido deseable proveer una manera o medios de fabricar una ORVR de dos etapas que pueda sellar los orificios de ventilación confiablemente con fuerzas de flotación del flotador y que sea robusta y con un costo de fabricación relativamente bajo para aplicaciones automotrices en gran escala. Compendio de la Invención La presente invención provee una ORVR operada por flotador, de dos etapas, que utiliza una válvula de movimiento vertical operada a flotador de primera etapa para cerrar un área de ventilación relativamente grande primaria o de primera etapa cuando el nivel de combustible en el tanque llega a un nivel predeterminado donde la porción mayor del tanque es llenada con combustible líquido. Mientras se efectúa el llenado continuado el vapor combustible se ventila a través de un pasaje de ventilación de segunda etapa de área de flujo reducida formado a través del elemento de movimiento vertical de la válvula de primera etapa. Un elemento valvular de segunda etapa también es operado por el flotador para cerrar el pasaje de ventilación de segunda etapa más pequeño suando el nivel de combustible llega a la parte superior del tanque de combustible en la posición llena. El pasaje de segunda etapa de área de ventilación más pequeña opera así entre el cierre del pasaje de área de ventilación grande de primera etapa durante el reaprovisionamiento de combustible hasta que el tanque está lleno. Una jaula retiene a la válvula de movimiento vertical de primera etapa sobre el flotador y opera para permitir el movimiento relativo entre el elemento de válvula de segunda etapa y la válvula de movimiento vertical de primera etapa después que la válvula de primera etapa se ha cerrado. La válvula de movimiento vertical tiene un sello flexible elásticamente, anular, formado integralmente como un elemento de una pieza que tiene una superficie de sello anular dispuesta sobre un lado de la válvula para sellar el pasaje de ventilación de primera etapa más grande y una superficie de sello anular de diámetro más pequeño formada sobre el mismo y dispuesta sobre el lado opuesto de la válvula de movimiento vertical para efectuar un sellado de segunda etapa alrededor del pasaje de ventilación más pequeño a través del centro de la válvula de movimiento vertical. Preferiblemente, el elemento de sello anular es moldeado como un elemento de una pieza extendiéndose el material del mismo a través de una serie de orificios a través de la válvula de movimiento vertical dispuesta alrededor del pasaje de ventilación central y llenándolos. El elemento de sello anular puede ser moldeado por moldeado por compresión, moldeado de transferencia o moldeado por inyección de material elastomérico tal como material de fluorosilicona . El conjunto de válvula de la presente invención provee así el sellado elastomérico elásticamente flexible de los pasajes de ventilación de primera y segunda etapa grande y más pequeño de una ORVR por un elemento común que tiene dispuestas opuestamente superficies de sello anular y provee un diseño con un número mínimo de partes, que es fácil de fabricar, confiable y de costo de fabricación relativamente bajo. Breve Descripción de los Dibujos La figura 1 es un corte abreviado del conjunto de válvula de la presente invención. La figura 2 es una vista axonométrica aumentada del elemento de movimiento vertical de la válvula de la figura 1. La figura 3 es un corte de una válvula de ventilación de vapor de combustible de dos etapas completa de la técnica previa, y La figura 4 es una vista aumentada del conjunto de movimiento vertical de la válvula de la técnica previa de la figura 3. Descripción Detallada de la Invención Con referencia a las figuras 1 y 2, el conjunto de válvula de la presente invención se indica generalmente en 30 e incluye un cuerpo de válvula indicado en 32 con sus porciones que pasan a través de la pared del tanque de combustible omitidas para facilitar la ilustración aumentada y el cuerpo 32 tiene un orificio de salida de ventilación de vapor 34 formado en el mismo de una manera similar al orificio 5 de la técnica previa de la figura 3. El cuerpo de válvula 32 incluye una porción superior 31 que se extiende hacia fuera de la superficie superior del tanque de combustible con el orificio de ventilación 34 formado en el mismo y que tiene como finalidad la conexión con la caja 6. Una porción inferior del cuerpo 32 se extiende hacia abajo a través de una abertura no ilustrada en el tanque de combustible del mismo modo que lo hace la porción 2 de la realización de la técnica previa de la figura 3. El cuerpo 32 tiene un pasaje 36 que se extiende hacia abajo que comunica el orificio de ventilación 34 con un flotador hueco 38 formado en el cuerpo inferior 33 dentro del cual es recibido para obtener un movimiento guiado en el mismo un conjunto flotador indicado generalmente en 40. El conjunto flotador 40 incluye un elemento de movimiento vertical que comprende un elemento en forma de copa generalmente invertida 42 que es retenido sobre un flotador 44 por un elemento de jaula 46 que es conectado al extremo superior del elemento de movimiento vertical 44 por proyecciones de traba a presión 48 que se vinculan con la ranura 50 provista en el flotador. El elemento en forma de copa 42 es retenido en la jaula por proyecciones que se extienden hacia adentro 52. Las proyecciones 52 pueden comprender alternativamente una pestaña anular continua. El elemento 42 es móvil telescópica o relativamente con respecto a la jaula 46 en una dirección hacia abajo cuando se aplica suficiente fuerza a la misma para salvar el empuje de un resorte 58 que empuja la pestaña anular externa 56 de la copa en registro contra la superficie de debajo de las proyecciones 52. El elemento en forma de copa invertida 42 tiene un pasaje de ventilación 60 dispuesto preferiblemente en forma central que se extiende hacia abajo a través del mismo, teniendo el pasaje un diámetro sustancialmente menor que el diámetro del orificio de ventilación 34 en el pasaje 36. El elemento en forma de copa invertida 42 tiene una porción piloto 62 que se extiende hacia arriba desde el extremo superior de la misma y dentro del pasaje 36. La base de la porción de guía 62 tiene una ranura anular 64 formada en la misma. El interior hueco 38 de la porción de cuerpo inferior 33 tiene un extremo cerrado 66 que intersecta el pasaje de ventilación 36 para formar un asiento de válvula anular para la válvula de primera etapa como se describirá luego.

El elemento en forma de copa 42 tiene una pluralidad de aberturas 68 formadas en su extremo cerrado y dispuestas en disposición espaciada alrededor de la porción piloto 62. Un elemento de sello anular 70 está formado integralmente como un elemento de una pieza extendiéndose su material a través de las aberturas 68 y llenándolas. El elemento de sello 70 forma alrededor de la base de la porción de guía 62 un labio de sello flexible elásticamente, anular, 72 el cual, al moverse hacia arriba el flotador 44, hace contacto con la superficie anular 66 y sella alrededor de la misma y efectúa el cierre de la válvula de primera etapa. Un segundo labio de sello flexible elásticamente anular 74 de diámetro reducido se forma sobre el elemento de sello 70 y está dispuesto sobre la superficie de debajo de la copa invertida 42. En la presente práctica de la invención, el elemento de sello 70, incluyendo los labios de sello anulares superior e inferior 72, 74 puede estar moldeado sobre la copa 42 por cualquiera de las técnicas de moldeo por compresión, moldeo de transferencia o moldeo por inyección. En la práctica actualmente preferida de la invención, el elemento de sello 70 está formado por elastómero de fluorosilicona y tiene preferiblemente una durometría de aproximadamente 50-60 en la escala Shore "A". No obstante, pueden usarse otros materiales y otros diámetros para el elemento 70. El subconjunto del sello anular 70 y la copa 42 funcionan así para reemplazar el subconjunto de cuatro piezas 14 de la realización de la técnica previa, como se ilustra en la figura 4. Un elemento valvular de segunda etapa 76 está dispuesto sobre el extremo superior del flotador 44; y, el elemento valvular 76 cierra contra el labio de sello anular 74 al moverse el flotador adicionalmente en una dirección ascendente una vez llenado el tanque con líquido adicional después del cierre de la válvula de primera etapa. La flotación del flotador 44 comprime así al resorte 58 y el movimiento de recorrido en exceso del elemento valvular 76 con respecto al elemento 42 es absorbido por la compresión del resorte 58 y el movimiento relativo telescópico de la pestaña 56 de la copa 42 en la jaula 46. En consecuencia, cuando el nivel de líquido en el tanque está llegando a un primer nivel predeterminado durante el llenado, el sello de válvula de primera etapa 72 cierre el área de flujo más grande que comprende la abertura del extremo inferior del pasaje 36 y con el llenado continuado, la ventilación de vapor de segunda etapa luego de esto es lograda a través del pasaje de diámetro reducido de segunda etapa 60 hasta el momento en que el flotador cierra el elemento valvular 76 contra el sello de labio 74 cerrando así el pasaje de segunda etapa 60. Una pluralidad de orificios pasantes 78 suministran al pasaje 60 durante la ventilación de segunda etapa . La presente invención provee en consecuencia un conjunto de válvula de flotante para una ORVR de dos etapas en la cual el elemento de movimiento vertical de la válvula incluye un elemento de sello elastomérico anular moldeado integralmente que tiene una superficie de sello anular de primera etapa sobre un lado del mismo y una superficie de sello anular secundaria flexible elásticamente formada integralmente de diámetro reducido sobre su lado opuesto para cerrar la válvula de segunda etapa con el movimiento del flotador. El conjunto de válvula de la presente invención tiene así la ventaja de ser de costo de fabricación más bajo en virtud de que se usan menos partes y es más simple de armar en la producción masiva en gran escala. Aunque la invención se ha descrito con respecto a las realizaciones ilustradas, se entenderá que la misma s capaz de ser objeto de modificación y variación y solamente está limitada por las reivindicaciones anexas.

Claims (9)

1. REIVINDICACIONES 1. Un conjunto de válvula de ventilación de vapor de tanque de combustible operado por flotador de dos etapas que comprende : un cuerpo de válvula que incluye una porción hueca adaptada para ser montada a través de una abertura en el tanque de combustible y un pasaje de ventilación que comunica la porción hueca con un orificio de ventilación de recuperación de vapor para ventilar exteriormente del tanque; un medio de válvula operada por flotador, teniendo dicha porción hueca un elemento de movimiento vertical con un pasaje de flujo a través del mismo de área de flujo menor que dicho pasaje de ventilación y un elemento de válvula móvil con respecto a dicho elemento de movimiento vertical, siendo dicho elemento de válvula de flotador operativo para cerrar dicho elemento de movimiento vertical sobre dicho pasaje de ventilación cuando el combustible en el tanque llega a un primer nivel durante el llenado y dicho elemento de válvula cierra dicho pasaje de flujo cuando el nivel de combustible en el tanque llega a un segundo nivel más alto que el primer nivel; e incluyendo dicho elemento de movimiento vertical un elemento de sello flexible elásticamente anular formado integralmente que forma una primera superficie de sello anular sobre un lado de dicho elemento de movimiento vertical para sellar alrededor de dicho pasaje de ventilación y una segunda superficie de sello anular sobre un lado de dicho elemento de movimiento vertical opuesto a dicho un lado para sellar alrededor de dicho pasaje de flujo.
2. 2. Un conjunto de válvula de acuerdo con la reivindicación 1, donde dicha segunda superficie de sello anular tiene un diámetro sustancialmente inferior al de dicha primera superficie de sello anular.
3. 3. Un conjunto de válvula de acuerdo con la reivindicación 1, donde dicho elemento de movimiento vertical tiene una pluralidad de aberturas a través del mismo con porciones de dicho elemento de sello anular formadas a través de dichas aberturas.
4. 4. Un conjunto de válvula de acuerdo con la reivindicación 1, donde dicho elemento de movimiento vertical tiene una pluralidad de aberturas a través del mismo, estando dichas aberturas dispuestas en una serie alrededor de dicho pasaje de flujo llenando el material de dicho elemento de sello a dicha abertura.
5. 5. Un conjunto de válvula de acuerdo con la reivindicación 1, donde dicho elemento de sello anular está formado por elastómero de fluorosilicona.
6. 6. Un método para fabricar un conjunto de válvula de ventilación de vapor de un tanque de combustible operada a flotador de dos etapas que comprende: proveer un cuerpo de válvula con un pasaje de ventilación y un elemento de movimiento vertical operado por flotador y formar un pasaje de flujo de un área de flujo inferior que dicho pasaje de ventilación a través de dicho elemento de movimiento vertical; mover dicho elemento de movimiento vertical y cerrar dicho pasaje de ventilación cuando el nivel de combustible llega a un primer nivel predeterminado durante el llenado del tanque; disponer un elemento de válvula móvil para ser movido por dicho flotador y cerrar dicho pasaje de flujo cuando el nivel de combustible en dicho tanque llega a un segundo nivel predeterminado más alto que dicho primer nivel predeterminado durante el llenado del tanque; y, formar un primer sello flexible elásticamente anular sobre un lado de dicho elemento de movimiento vertical para sellar alrededor del pasaje de ventilación y formar integralmente como una pieza con el mismo sobre un lado de dicho elemento de movimiento vertical opuesto a dicho un lado un segundo sello anular para sellar alrededor de dicho pasaje de flujo.
7. 7. Un método de acuerdo con la reivindicación 6, donde la etapa de formar integralmente incluye moldear seleccionando del grupo consistente en moldeo por compresión, moldeo de transferencia y moldeo de inyección.
8. 8. Un método de acuerdo con la reivindicación 6, donde dicha etapa de formar integralmente incluye formar una pluralidad de aberturas a través de dicho elemento de movimiento vertical en una serie alrededor de dicho pasaje de flujo y llenar dichas aberturas con material de sello.
9. 9. Un método de acuerdo con la reivindicación 6, donde dicha etapa de formar integralmente incluye moldear dichos sellos anulares primero y segundo con elastómero de fluorosilicón. Resumen Una válvula de recuperación de vapor de re-aprovisionamiento de combustible (ORVR) a bordo de ventilación en dos etapas para controlar la ventilación de un tanque de combustible a una caja de almacenamiento durante el llenado del tanque. Una válvula de movimiento vertical accionada a flotador tiene un pequeño orificio de ventilación de segunda etapa a través de la misma. El elemento de movimiento vertical está montado para movimiento relativo con respecto a un elemento valvular de ventilación de segunda etapa dispuesto sobre el flotador. Durante el llenado del tanque, la ventilación es a través de un pasaje de área de flujo relativamente grande de primera etapa hasta que la elevación del nivel de combustible hace que el elemento de movimiento vertical cierre el área de flujo de ventilación de primera etapa. La ventilación durante el llenado continuado es a través del orificio de ventilación de segunda etapa en el elemento de movimiento vertical. Después del cierre de la válvula de primera etapa tiene lugar movimiento relativo o movimiento perdido entre los elementos valvulares de primera y segunda etapa. El elemento de movimiento vertical tiene un sello flexible elásticamente anular moldeado integralmente sobre el mismo que tiene una superficie de sello anular de primera etapa formada sobre un lado del elemento de movimiento vertical para sellar el área de flujo de primera etapa, y una segunda superficie de sello anular de segunda etapa alrededor del orificio del elemento de movimiento vertical sobre el lado opuesto del mismo para sellar el área de flujo de ventilación de segunda etapa y cerrar el pasaje de ventilación.