TWI495814B

TWI495814B - Two-way valve

Info

Publication number: TWI495814B
Application number: TW102110053A
Authority: TW
Original assignee: Sanyang Industry Co Ltd
Priority date: 2013-03-21
Filing date: 2013-03-21
Publication date: 2015-08-11
Also published as: TW201437522A

Description

雙向閥

本創作係關於一種雙向閥，尤指一種依據閥兩側壓力變化而自動調整內部之閥片位置，進一步達到控制流體能通過之方向的雙向閥。

一般諸如汽車或機車等車輛都會配置用來儲存汽油或柴油的油箱，而油箱會設置一加油嘴，汽油或柴油可由加油嘴加入油箱內，此外油箱的加油嘴處也會設置一鎖蓋裝置，鎖蓋裝置包括固設在加油嘴周圍的一座體，以及與座體可拆卸地結合的一油蓋，油蓋係用來可密封加油嘴，使油箱內的燃油或油箱外物質不會輕易地進出油箱。

油箱內部的壓力係會隨著車輛所在的環境或引擎作動而有所改變；詳細地說，例如車輛在停止的狀態下受到烈日曝曬而升溫，油箱會因為溫度升高而導致內壓力加大。又或者當車輛在行駛時，油箱會因為內部燃油減少而產生負壓力，負壓力會導致油箱內部產生吸力，因此燃油較不易流向引擎，而使得引擎的供油不順暢。為此，一般油蓋上都會設置有小孔，使得油箱內得以與油箱外界連通，以維持油箱內部壓力與外部壓力平衡，使得油箱能順利的供油給引擎。

這種留有小孔的油蓋在正常狀態下，油箱內的油氣會不斷地小孔處流失，而且當車輛翻倒時，燃油就很容易從油蓋的小孔流出，導致有起火燃燒的風險。

為解決此問題，本創作提供一種雙向閥，包括一承座，承座包括一本體，本體包括一第一表面與一第二表面，承座進一步包括形成在第二表面的一銜接管，承座另包括形成在第一表面的一安裝空間，安裝空間包括由第一表面朝第二表面延伸但與第二表面隔開的一第一槽，由第一槽的底面朝第二表面延伸但與第二表面隔開的一第二槽，形成在第二槽的底面的一第三槽，以及形成在第三槽底面的一第四槽，第四槽具有一底面，安裝空間另包括形成在第三槽與第四槽交界處的一第一階面，以及形成在第二槽與第三槽的交界處的一第二階面，承座另包括由銜接管端面延伸至第四槽的一通道，可移動地安裝在第三槽內的一第一閥片，第一閥片包括一第一側面以及朝向第一階面的一第二側面，一第一彈簧，係安裝在承座之第四槽的底面與第一閥片之間，第一彈簧相對偏壓第一閥片，可移動地安裝在第二槽內的一第二閥片，第二閥片包括一第一端面以及朝向第一階面的一第二端面，第二閥片另包括在一穿孔，第二閥片係沿著第二槽在第一位置與第二位置之間位移，固設於承座上的一鎖蓋，鎖蓋具有一第一端面與一第二端面，鎖蓋另包括由第一端面延伸至第二端面的一通氣孔，一密封環，密封地結合在第一槽與鎖蓋的第二端面之間，結合在鎖蓋與第二閥片的第一端面之間的一第二彈簧，第二彈簧偏置第二閥片位於第一位置。

當第一閥片未受第一彈簧以外的外力且第二閥片未受第二彈簧以外的外力時，第一閥片被第一彈簧偏壓，使第一側面係密合地抵靠在第二閥片之第二端面，而將穿孔封閉，且第二閥片被第二彈簧偏壓位於第一位置，使第二端面密合地貼靠在第一階面，將第三及第四槽封閉。

當施加於第一閥片的吸力大於第一彈簧的彈力時，第一閥片壓縮第一彈簧位移使第一側面脫離第二閥片的第二端面而開放穿孔。

當施加於第二閥片的壓力大於第二彈簧的彈力時，第二閥片壓縮第二彈簧由第一位置位移至第二位置，使第二端面脫離第一階面。

本創作的雙向閥能夠依據靠第一閥片或靠近第二閥片處的壓力變化自動調整第一或第二閥片的位置，達到自動控制雙向閥關閉或導通的效果。

12‧‧‧雙向閥

197‧‧‧第一彈簧

199‧‧‧墊片

211‧‧‧結合孔

212‧‧‧環牆

213‧‧‧第一閥片

215‧‧‧第一側面

217‧‧‧第二側面

219‧‧‧凸柱

231‧‧‧第二閥片

233‧‧‧第一端面

235‧‧‧第二端面

237‧‧‧結合柱

239‧‧‧穿孔

251‧‧‧墊片

253‧‧‧結合孔

254‧‧‧環牆

255‧‧‧第二彈簧

257‧‧‧密封環

259‧‧‧鎖蓋

260‧‧‧外環牆

271‧‧‧第一端面

273‧‧‧第二端面

275‧‧‧環牆

276‧‧‧末端面

277‧‧‧容室

278‧‧‧通氣孔

280‧‧‧凹槽

281‧‧‧延伸管

283‧‧‧鎖固耳

400‧‧‧承座

410‧‧‧本體

411‧‧‧第一表面

412‧‧‧第二表面

413‧‧‧銜接管

414‧‧‧通道

414A‧‧‧漸縮段

415‧‧‧安裝空間

417‧‧‧第一槽

419‧‧‧第二槽

431‧‧‧第三槽

433‧‧‧第四槽

434‧‧‧底面

435‧‧‧第一階面

436‧‧‧槽道

437‧‧‧第二階面

439‧‧‧凸耳

451‧‧‧油箱

453‧‧‧氣體管路

455‧‧‧螺絲

457‧‧‧鋼珠

459‧‧‧塞子

471‧‧‧通孔

第1圖為本創作雙向閥的立體分解圖。

第2圖為本創作雙向閥的剖視圖。

第3圖為本創作雙向閥的第一閥片與第二閥片隔開後的狀態圖。

第4圖為本創作雙向閥第二閥片由第一位置位移至第二位置的狀態圖。

第5圖為本創作雙向閥的第二閥片位於第二位置且第一閥片與第二閥片隔開的狀態圖。

第6圖為本創作雙向閥直接安裝於油箱上的狀態圖。

第7圖為本創作雙向閥安裝於由鄉之氣體管路之間的狀態圖。

第8圖為在第2圖所示狀態下翻轉雙向閥後造成鋼珠阻塞於承座之通道的狀態圖。

以下所有圖式係僅便於解釋本創作基本教導而已，圖式中將對構成較佳實施例之元件的數目、位置、關係、及尺寸之延伸將有所說明，在閱讀及了解本創作的敎導後相關之變化實施屬於業界技能。另外，在閱讀及了解本創作的敎導後，配合特定力量、重量、強度、及類似要求之精確尺寸及尺寸比例之改變亦屬業界技能。

不同圖式中係以相同標號來標示相同或類似元件；另外請了解文中諸如“第一”、“第二”、“第三”、“上”、“下”、“前”、“後”、“內”、“外”、“端”、“部”、“段”、“水平”、“垂直”、“向內”、“向外”、“寛度”、“長度”、”區”、”周圍”、”側”、”徑向”、”軸向”等等及類似用語係僅便於看圖者參考圖中構造以及僅用於幫助描述本創作而已。

依據圖式所示，雙向閥12包括一承座400，承座400具有一本體410，本體410包括一第一表面411與一第二表面412，承座400進一步包括形成在第二表面412的一銜接管413，本體410進一步包括形成在外周面的二凸耳439，承座400另包括形成在第一表面411的一安裝空間415，安裝空間415包括由第一表面411朝第二表面412延伸但與第二表面412隔開的一第一槽417，由第一槽417的底面朝第二表面412延伸但與第二表面412隔開的一第二槽419，形成在第二槽419的底面的一第三槽431，以及由形成在第三槽431底面的一第四槽433，第四槽433具有一底面434，安裝空間415另包括形成在第三槽431與第四槽433交界處的一第一階面435，以及形成在第二槽419與第三槽431的交界處的一第二階面437，第四槽433包括形成在內周面且在底面434與第一階面435之間延伸的數個槽道436，一通道414由銜接管413的末端延伸至第四槽433的底面434，通道414包括靠近底面434的一漸縮段414A。

承座400的安裝空間415內設置由橡膠製成的一第一閥片213、橡膠製的一第二閥片231、一第一彈簧197、一第二彈簧255以及金屬製的二墊片199、251，其中第一閥片213包括一第一側面215以及朝向第一階面435的一第二側面217，且第一側面215的中央略呈凹陷狀，第一閥片213另包括形成在第二側面217上的一凸柱219，第一閥片213係可移動地安裝在第三槽431內。墊片199係與第一閥片213結合，墊片199具有一結合孔211，以及墊片199的周緣形成一環牆212，凸柱219係與墊片199的結合孔211嵌合，使墊片199位於第一閥片213的第二側面217上，墊片199之環牆212的外徑略小於第三槽431的內徑，且環牆212係用來使第一閥片213保持在與第三槽431之中心軸對齊的位置。第一彈簧197係安裝在第四槽433內且兩端分別抵靠底面434與墊片199表面，金屬製的墊片199具有較佳的剛性，因此第一彈簧197透過偏壓墊片199推動第一閥片213，能夠防止第一閥片213因為被第一彈簧197偏壓而變形，使得第一閥片213具有較佳的密合效果。

第二閥片231包括一第一端面233以及朝向第一階面435的一第二端面235，第二閥片231包括形成在第一端面233的一結合柱237，第二閥片231另包括由第二端面235延伸至結合柱237末端面的一穿孔239，第二閥片231係可移動地安裝在第二槽419內，第二閥片231可順著第二槽419在第一位置與第二位置之間位移，當第二閥片231位於第一位置時(如第2圖所示)，第二端面 235係密合地貼靠在第二階面437上，當第二閥片231位於第二位置時(如第4圖所示)，第二端面235係與第二階面437隔開。墊片251係與第二閥片231結合，墊片251的中央具有一結合孔253，且墊片251的周緣形成一環牆254，第二閥片231的結合柱237係嵌合在結合孔253中，使墊片251位於第一端面233上，墊片251之環牆254的外徑略小於第二槽419的內徑，且環牆254係用來使第二閥片231保持在與第二槽419之中心軸對齊的位置。

依據圖式所示，雙向閥12進一步包括固設於承座400上的一鎖蓋259，鎖蓋259具有一第一端面271與一第二端面273，鎖蓋259進一步包括形成在第二端面273的一外環牆260以及形成在第二端面273上且位於外環牆260內側的一環牆275(如第2圖所示)，鎖蓋259也包括形成在外環牆260上的二鎖固耳283，環牆275具有一末端面276，末端面276上形成四個凹槽280，環牆275內側區隔出與凹槽280連通的一容室277，鎖蓋259另包括由第一端面271突伸的一延伸管281，一通氣孔278由延伸管281的末端延伸至第二端面273。鎖蓋259的第二端面273貼靠於承座400的第一表面411(如第2圖所示)，且鎖蓋259的外環牆260罩附在承座400的本體410外側，各鎖固耳283與承座400的各凸耳439對齊並透過二螺絲455分別鎖固，環牆275的末端位於承座400的第一槽417中，鎖蓋259的第二端面273以及第一槽417之間設置一密封環257，且密封環257位於環牆275外側，使鎖蓋259的第二端面273與第一槽417密合，如此第一槽417只能透過通氣孔278與鎖蓋259外部連通。

第二彈簧255係安裝在鎖蓋259的容室277內，且第二彈簧255的彈力大於第一彈簧197，第二彈簧255的兩端分別抵靠在第二端面273與墊片251的表面，第二彈簧255透過金屬製的墊片251抵壓第二閥片231，因為墊片251的剛性較佳，可以防止第二閥片231被第二彈簧255抵壓而變形，如此第二閥片231對於第一階面435能夠具有較佳的密合效果。此外第二彈簧255的彈性大於第一彈簧197，如此第一閥片213可以被第一彈簧197支撐使得第一側面215的外周緣密合地抵靠在第二閥片231的第二端面235(如第2圖所示)，且第二彈簧255能將第二閥片231彈性地保持在第一位置上。

依據圖式所示，雙向閥12另包括一鋼珠457與一塞子549，其中鋼珠457容置在承座400的通道414內，且鋼珠457能在通道414內位移，塞子459包括由其中一端面延伸至另一端面的一通孔471，塞子459螺設於通道414中且位於銜接管413處防止鋼珠457脫離承座400的通道414，且塞子459的通孔471造成承座400的通道414與外界聯通。

為了方便說明，係假設本創作的雙向閥12設置於一油箱451上，參閱第6圖所示，本創作的雙向閥12能夠以承座400之銜接管413固設於油箱451上，造成油箱451內部空間與承座400的通道414連通。或者本創作的雙向閥12也能夠設置在油箱451的氣體管路453之間，參閱第7圖所示，本創作之雙向閥12的鎖蓋259之延伸管281以及承座400之銜接管413分別與油箱451具有的一氣體管路453結合，且與承座400結合的銜接管413朝向油箱451。

由於本創作的雙相閥12無論是以第6圖假設的方式與油箱451結合，或者以第7圖假設的方式與油箱451結合，本創作雙向閥12的作動方式皆相同，因此以下說明將同時適用於第6、7圖所示的狀態。在一開始油箱451內部的壓力大致上與大氣壓力相當，第一閥片213只受到第一彈簧197偏壓，而第二閥片231只受到第二彈簧255偏壓，且因為第二彈簧255的彈力大於第一彈簧197，造成第二閥片231保持在第一位置，第二閥片231的第二端面235抵靠於第二階面437而將第三槽431封閉，且第一閥片213的第一側面215的外周緣密合地抵靠在第二閥片231的第二端面235，如此第二閥片231的穿孔239靠近第一閥片213的一端被第一閥片213封閉，此外本創作的雙向閥12之承座400的銜接管413須設置能大致上垂直於地面，因而造成鋼珠457在一般狀態下遠離承座400的漸縮段414A，在這樣的狀態下本創作的雙向閥12為關閉狀態，油箱451內的燃油或油氣頂多只能流通至第三槽431，而油箱451外界的物質(如空氣)則頂多也只能流通至第二槽419，也就是說，第一及第二閥片213、231密封地阻隔在第二槽419與第三槽431之間，如此當車輛翻覆或傾倒時，油箱451內的燃油就不易經由承座400滲漏，而且油箱451內的油氣也不易通過承座400外洩。

當油箱451內的燃油因為車輛的引擎作動而減少時，油箱451會因處於密閉的狀態，造成油箱451內部形成小於大氣壓力的負壓狀態，如此油箱內部會產生吸力，當油箱內部的負壓力達到10kpa~15kpa時，油箱內部對第一閥片213產生的吸力將足以克服第一彈簧197的彈力，如此第一閥片213被油箱產生的吸力吸引而朝靠近第一階面435的方向位移，直至墊片199的環牆212抵靠在第一階面435為止(如第3圖所示)，此時第一閥片213的第一側面215將與第二閥片231的第二端面235隔開，造成第二閥片231的穿孔239導通，此外由於墊片199小於第三槽431，因此墊片199無法完全覆蓋第一階面435(如第3圖所示)，因此第三槽431與第四槽433之間係透過四個槽道436相互連通，在這樣的狀態下，雙向閥12外部的空氣係經由通氣孔278進入安裝空間415的內，空氣進一步通過第二閥片231的穿孔239進入第三槽431內，第三槽431中的空氣經過四個槽道436通過第四槽433後藉由通道414進入油箱451內，而能將承座400外部的空氣導入油箱451內，造成油箱451內因為進入空氣而平衡內部壓力，使得油箱451能順暢地供應燃油給引擎。當油箱451內之負壓力降低至不足以對抗第一彈簧197之彈力時，第一閥片213則會再次被第一彈簧197偏壓推動使第一側面215的外周緣密合抵靠在第二閥片231的第二端面235。

當車輛在未發動的狀態下，油箱會因為諸如在太陽下曝曬而產生高溫，使得油箱451內部的油氣膨脹，如此油箱451內部的壓力將會增加，當油箱451內部的正壓力大於20kpa時，油箱451內部的壓克服第二彈簧255的彈力而推動第一及第二閥片213、231一起位移，且第一及第二閥片213、231可能產生兩種不同的狀態，參閱第4圖所示為第一及第二閥片213、231被油箱內部之壓力推動後的第一種狀態，當第二閥片231由第一位置往第二位置位移時，第一閥片213的第一側面215緊密地抵靠第二閥片231的第二端面235將穿孔239封閉，且第二閥片231的第二端面235與第一階面435隔開，墊片251抵靠在鎖蓋259之末端面276上(如第4圖所示)，雖然墊片251抵靠在鎖蓋259的末端面276，但由於末端面276設置四個凹槽280，因此容室277仍然保持與第二槽419連通，當第二閥片231位於第二位置之後，油箱451內部的壓力進入第三與第四槽431、433，再通過各凹槽280及通氣孔278進入凹室88內，最後透過通氣孔278釋放至外界以平衡壓力，造成油箱內部的正壓力值下降。

為第一及第二閥片213、231被油箱內部之壓力推動後的第二種狀態，雖然第二閥片231被油箱內部壓力推動至第二位置，但第一閥片213的第一側面215並未抵靠在第二閥片231的第二端面235，因而第二閥片231的穿孔239並未受第一閥片213封閉(如第5圖所示)，油箱內部的壓力經由通道414進入第三與第四槽431、433，再通過第二閥片231地穿孔239及通氣孔278進入凹室88內，最後透過通氣孔278釋放至外界以平衡壓力，造成油箱內部的正壓力值下降。

再者為了方便說明另外假設若油箱451不慎翻倒時，參閱第8圖所示，整個雙向閥12翻轉之後，鋼珠457會因為自身的重量而移動至塞住承座400之漸縮段414A，如此無論第一閥片213是否有抵靠於第二閥片231上，且無論第二閥面231是位於第一或第二位置，此時鋼珠457已將通道414阻塞，因而能夠阻止任何流體通過雙向閥12，進一步達到阻止油箱451內之汽油外漏的問題。

本創作的雙向閥12能夠依據靠第一閥片213或靠近第二閥片231處的壓力變化自動調整第一或第二閥片213、231的位置，達到自動控制雙向閥12關閉或導通的效果。

本創作的雙向閥12安裝於油箱451上時，能夠利用油箱451內部壓力的變化，當油箱451內為負壓力時，產生的吸力能夠使第一閥片213位移，進而使承座400外部的空氣進入油箱451內平衡壓力，當油箱451內部為正壓力時，產生的推力能夠同時推動第一與第二閥片213、231，使油箱內部的油氣散逸至承座400外部，且當油箱451內部壓力與外界達到平衡時，第一與第二閥片213、231具有密合功能，使得車輛翻覆時，油箱451內的燃油不易外洩。

本創作的基本教導已加以說明，對具有本領域通常技能的人而言，許多延伸和變化將是顯而易知者。舉例言之，本創作的鎖蓋裝置10可以不包括墊片199，在缺少墊片199的狀態下，第一閥片213的需要具有能夠抵靠在第一階面435且不會封閉各槽道436的第二側面217，當油箱內產生負壓力時，第一閥片213的第二側面217能抵靠在第一階面435上，而第一彈簧197的一端則抵靠在第二側面217上。或，本創作的鎖蓋裝置10可以不包括墊片251，在缺少墊片251的狀態下，第二閥片231位移至第二位置時，第一端面233係抵靠在鎖蓋259的末端面276，而第二彈簧255一端係抵靠在第一端面233上。

再者，本創作的雙向閥12並非只能用在油箱451上，本創作的雙向閥12配合油箱451內部壓力變化做說明，只是雙向閥12的其中一種使用態樣而已。

由於說明書揭示的本創作可在未脫離本創作精神或大體特徵的其它特定形式來實施，且這些特定形式的一些形式已經被指出，所以，說明書揭示的實施例應視為舉例說明而非限制。本創作的範圍是由所附的申請專利範圍界定，而不是由上述說明所界定，對於落入申請專利範圍的均等意義與範圍的所有改變仍將包含在其範圍之內。