專利名稱：翻轉(zhuǎn)通氣閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種翻轉(zhuǎn)通氣閥，該翻轉(zhuǎn)通氣閥一方面被設(shè)計成用于使燃料蒸氣從車輛燃料箱排放到大氣，更確切地說是排放到諸如碳罐的蒸氣回收系統(tǒng)，另一方面被設(shè)計成用于確保該閥在某些情況下關(guān)閉。這些情況可以在這些時候發(fā)生由于燃料箱的過度填充而使得燃料進(jìn)入該閥，或者最重要的是，由于燃料箱的位置突然變化，比如當(dāng)車輛和燃料箱翻轉(zhuǎn)時，燃料會通過其它開口的閥而從燃料箱中漏出。然而，本發(fā)明的閥還允許燃料箱以相當(dāng)高的流速通氣。
背景技術(shù)：
已經(jīng)公知各種翻轉(zhuǎn)通氣閥，比如尤其在美國專利No.5,313,977和No.5,738,132中描述這種閥的示例。
這種公知的翻轉(zhuǎn)通氣閥，特別是帶有相對較大通氣出口孔的翻轉(zhuǎn)通氣閥所出現(xiàn)的問題是在燃料水平下降或當(dāng)車輛及其燃料箱返回其正常位置時確保閥確實打開。這樣，通氣出口越大，作用在閥上的壓差就越大，從而作用在閥上的關(guān)閉力就越大。
現(xiàn)有技術(shù)的閥可能出現(xiàn)的另一問題是，燃料箱內(nèi)的壓降可能導(dǎo)致燃料箱損壞(例如破裂)。為此目的，已公知形成排氣孔來使燃料箱通氣，但是通氣速度相當(dāng)慢。例如，燃料消耗增加(例如在車輛加速期間)以及在溫度下降及壓力變化(例如海拔的改變)期間都可能會使燃料箱內(nèi)發(fā)生壓降。
現(xiàn)在，提供裝配有閥裝置的燃料箱已經(jīng)成為許多制造商的要求，該閥裝置適于在燃料箱內(nèi)發(fā)生壓降時已相當(dāng)高的流速使燃料箱快速通氣，從而將發(fā)生燃料箱損壞以及隨之而來的環(huán)境問題的危險降至最低。
本發(fā)明的一個目的是提供一種改進(jìn)的翻轉(zhuǎn)通氣閥，這種翻轉(zhuǎn)通氣閥裝配有壓力保持裝置，在本發(fā)明中解決了上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于裝配在車輛的燃料箱內(nèi)的燃料閥，其中該閥的出口端口通常連接到燃料處理裝置，比如連接到燃料罐。根據(jù)本發(fā)明的閥被設(shè)計成允許在燃料箱中出現(xiàn)負(fù)壓(真空)使該燃料箱通氣，以由此防止燃料箱損壞(破碎、撕裂焊接開口等)，而燃料箱損壞會導(dǎo)致燃料泄漏并導(dǎo)致嚴(yán)重的安全及環(huán)境后果。
例如，由于車輛發(fā)動機(jī)的燃料消耗增加(例如在加速或爬坡時)，溫度變化而致使燃料箱可能在低溫下收縮，或者在不同海拔處壓力變化等都可能使燃料箱內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種翻轉(zhuǎn)通氣閥，該翻轉(zhuǎn)通氣閥包括形成有流體入口和流體出口的外殼，一閥座連接到該外殼的出口孔上，在該外殼內(nèi)容納有可在密封位置和打開位置之間軸向移動的浮動件，在所述密封位置處，該浮動件的密封件密封地抵靠所述出口孔的閥座，以密封所述流體出口，在所述打開位置處，所述密封件與所述閥座分離，由此使所述流體出口與所述流體入口流動連通；壓力保持裝置，該壓力保護(hù)裝置在所述閥座和所述流體出口中間延伸以在所述流體入口和所述流體出口之間的壓差不超過最小壓力閾值時切斷所述閥座和所述流體出口之間的流體流動；該閥的特征在于該閥還包括與所述流體出口流動連通的單向流體入口閥，以在所述流體入口出形成負(fù)壓的情況下允許流體以相當(dāng)高的流速向所述流體入口流動。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述單向入口閥為一殼體(cage)和容納在該殼體內(nèi)的密封件的形式，該殼體由與所述流體出口流動連通的入口端口和與所述流體入口流動連通的出口端口形成，該密封件可在所述入口端口的密封接合與在所述流體入口處于負(fù)壓情況下從該入口端口的分離之間移動。
通過一個特殊設(shè)計，可使所述單向入口閥的所述密封件為柔性密封件，由此，在所述流體入口處出現(xiàn)負(fù)壓的情況下，該柔性密封件從所述入口端口分離并發(fā)生變形，從而增加通過所述入口端口的流動截面面積。
根據(jù)一個特殊設(shè)計，將該閥設(shè)計成這樣，即，所述單向入口閥的所述入口端口通過在壓力保持裝置上方跨越的通氣通道與所述閥的所述流體出口流動連通。該壓力保持裝置可以是盤式壓力保持器(彈簧偏壓或不是彈簧偏壓)、球式壓力保持器或任何其他合適的壓力保持裝置。
所述殼體的入口端口形成于所述外殼的壁部處，并且該殼體的所述出口端口形成于被固定到所述外殼上的殼體關(guān)閉件處，其中所述出口端口與所述閥的所述流體入口流動連通。
根據(jù)本發(fā)明的特定實施例，所述單向入口閥相對于所述閥的縱向軸線偏移延伸。
無論所述浮動件在所述外殼內(nèi)的位置如何，所述單向入口閥都可密封。因此，無論所述浮動件處于其最上密封位置(即，所述密封件由此密封地抵靠所述出口的閥座)或者當(dāng)該浮動件下降到其打開位置(在該打開位置處，所述密封件與所述閥座分離)時，所述單向閥都可以打開以使所述燃料箱通氣。
所述單向入口閥被設(shè)計成用于以高達(dá)大約4升/分鐘的相當(dāng)高的流速為所述閥通氣。
該配置使得所述單向入口閥能夠在車輛翻轉(zhuǎn)的情況下自動地密封。


為了理解本發(fā)明并了解本發(fā)明在實踐中是如何實施的，下面將參照附圖僅以非限制性示例的方式描述一實施例。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的閥的立體圖；圖2A是沿著圖1中的I-I線的縱向剖視圖，該閥處于高速流出位置；圖2B是沿著圖1中的II-II線剖取的閥的頂部的放大視圖，該閥處于高速流出位置；圖3A是沿著圖1中的I-I線的縱向剖視圖，該閥處于高速流入位置；以及圖3B是沿著圖1中的II-II線剖取的閥的頂部的放大視圖，該閥處于高速流入位置。
具體實施例方式
首先參照圖1，該圖示出了根據(jù)本發(fā)明的閥的立體圖，該閥整體上以附圖標(biāo)記10來表示，該閥包括柱形外殼12，該外殼12形成有帶凸緣的上部14，該上部14適于焊接(熱焊接)在形成于燃料箱(未示出)上壁處的孔內(nèi)，且僅上蓋部分16從該上壁伸出，燃料出口噴嘴18從上部14延伸出并且可連接到燃料蒸氣處理裝置，例如濾罐(未示出)上。
該外殼12在其底部處形成有幾個流體入口孔22。
現(xiàn)在參照圖2A，浮動件26可在外殼12內(nèi)充分地移動，這是由于該浮動件26的外表面上形成有縱向肋28，而在外殼12的內(nèi)表面上形成有相對應(yīng)的凹槽32；該浮動件26被限制成只能在該外殼內(nèi)軸向移動，不能在該外殼內(nèi)發(fā)生角位移(轉(zhuǎn)動)。
還設(shè)置有螺旋彈簧34，所述彈簧在其下端處抵靠外殼的管狀彈簧支座36，該彈簧的上端抵靠位于浮動保持缸體40內(nèi)的彈簧座38，由此沿著向上方向偏壓浮動件26。
細(xì)長帶狀柔性膜片42在其一端44處通過錨定柱46錨定到浮動件26的上壁上，浮動件26相對于外殼12的縱向通路以及出口48偏移，該出口48與浮動件的頂部16處的空間50流動連通，從而與出口噴嘴18流動連通(圖1)。出口48具有向下懸垂的閥座56，在該閥座56的最下端形成有傾斜、細(xì)長的出口孔60，該出口孔60可通過帶狀柔性膜片密封件42而密封地接合。
浮動件12通過與浮動件26的固有浮力共同作用的壓縮彈簧34而被向上偏壓成與流體出口密封接合。這些向上的力(浮力和彈簧偏壓)傾向于通過所述密封的帶狀密封件42密封狹縫狀出口孔56，如圖3A的位置所示。
還可以看出，出口腔室50包括在流體出口48上方的壓力保持盤70，該壓力保持盤70通常抵靠向下懸垂的流體出口漏斗48的帶凸緣的座72。如此進(jìn)行布置，使得壓力保持盤70可以在關(guān)閉位置(圖3A和3B)之間移動，在該關(guān)閉位置處，該壓力保持盤70密封地抵靠凸緣72，以使得燃料箱(未示出)內(nèi)能夠形成預(yù)定壓力(通常為大約3至4KPa，未示出)，從而在感測到燃料箱內(nèi)形成這樣的壓力時中斷密封過程，像本身已知的那樣。然而，當(dāng)燃料箱內(nèi)的壓力超過預(yù)定壓力時，壓力保持盤70會與密封凸緣72分離(參見圖2B)，以便允許壓力經(jīng)過出口噴嘴18(圖1)從燃料箱排放到燃料處理罐(未示出)中。本領(lǐng)域熟練的技術(shù)人員應(yīng)該想到，該壓力保持裝置可以是盤式壓力保持器(彈簧偏壓，或不是彈簧偏壓)、球式壓力保持器或任何其他合適的壓力保持裝置。
在偏離漏斗形流體出口48的位置處形成有單向入口閥(圖2B和3B)，該單向入口閥包括殼體式結(jié)構(gòu)80，該殼體式結(jié)構(gòu)80由上壁部分82和下支撐件84組成，其中上壁部分82是閥的內(nèi)部殼體的一部分，下支撐件84例如通過加熱焊接、超聲波焊接等與上壁部分82固定連接，以在殼體80內(nèi)形成空間86。該殼體80形成有入口端口90，該入口端口90借助在壓力保持盤70上方跨越的排氣通道94與閥的上部空間50流動連通，由此使入口端口90與閥的流體出口噴嘴18(圖1)流動連通。在殼體80的關(guān)閉件84中形成有出口端口98，所述出口端口98與閥的流體入口孔22流動連通。
呈彈性密封件(根據(jù)本示例為矩形，并且足夠薄以保持柔性)形式的密封件100被保持在殼體80內(nèi)，該密封件100可在入口端口90的密封接合(圖2B)和與該入口端口90的分離(如圖3B所示的位置)之間在殼體80內(nèi)移動。此外，由于其彈性，該密封件100不僅從入口端口90的密封接合移動，還會變形來增加入口端口90的有效截面面積，以便增大進(jìn)入閥以及隨后進(jìn)入燃料箱(未示出)的流速，該流速可高至大約每分鐘4公升。
在閥的正常狀態(tài)下，當(dāng)該閥被安裝在燃料箱內(nèi)，并且該燃料箱與相關(guān)聯(lián)的車輛處于直立位置時，所述閥處于如圖2A所示的位置處，即浮動件26與流體出口48分離，由此在該浮動件26上作用最大的重力。結(jié)果，在缺少向上指向的浮力的情況下，浮動件26的重量克服壓縮彈簧34的向上偏壓作用，從而使浮動件26位于圖2A所示的位置處，且使流體出口48完全打開，由此允許燃料蒸氣等排出。但是，在圖2A的位置處，如上文所述，壓力保持盤70處于其關(guān)閉位置，即抵靠密封凸緣72，從而允許在燃料箱內(nèi)積累壓力(至大約3到4KPa)，以便切斷燃料泵(未示出)并防止燃料回流，如現(xiàn)有技術(shù)所公知的那樣。
但是，當(dāng)由于燃料箱內(nèi)注入過量的燃料，并且燃料因此進(jìn)入閥內(nèi)，由此增加作用在浮動件26上的向上指向的浮力，或者由于車輛和燃料箱部分或完全翻轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致燃料進(jìn)入外殼，并且向下指向的重力降低時，壓縮彈簧34(可能與增大的浮力一起)的向上指向的偏壓作用導(dǎo)致浮動件26向上指向移動到其關(guān)閉位置，如圖3A所示。這樣，可以確保在翻轉(zhuǎn)或過量燃料流入閥的外殼12中時使該閥10關(guān)閉，從而防止燃料外泄。
當(dāng)燃料箱返回其正常位置，或者燃料箱內(nèi)的燃料水平下降時，在浮動件26上的不斷增加的重力作用克服了不斷降低的向上指向的浮力和螺旋彈簧34的偏壓作用，由此，浮動件26趨于隨著密封件42的逐漸分離而向下運(yùn)動。
現(xiàn)在具體參照圖2B和3B，圖2B和圖3B示出了單向入口閥是如何與本發(fā)明的翻轉(zhuǎn)通氣閥共同作用的。在閥的正常狀態(tài)下，當(dāng)燃料箱內(nèi)的壓力保持在預(yù)定壓力值之內(nèi)(即只要燃料箱不處于負(fù)壓(真空)；如上文所討論，理想的是高至約3至4KPa的過壓力，以防止燃料回流)時，密封膜片100處于其圖2的密封位置處，即密封入口端口90，以防止流體沿任何方向流過，這使得所述翻轉(zhuǎn)通氣閥如以上所討論的與壓力保持盤聯(lián)合作用。密封件100的彈性與殼體80的支撐件的結(jié)構(gòu)一起傾向于保持密封件100與單向閥的入口端口90密封地接合(圖2B)。
但是，在燃料箱內(nèi)的壓力下降的情況下，形成負(fù)壓(例如，由于車輛發(fā)動機(jī)的燃料消耗增加(例如在加速或爬坡時)，或者在溫度變化燃料箱可能會在低溫下收縮時，或者在不同海拔處壓力變化時會使燃料箱內(nèi)的壓力下降)，密封帶100從入口端口90分離(圖3B)，并且還發(fā)生變形，以增加入口端口90的通流截面面積，進(jìn)而允許燃料箱以例如高達(dá)約每分鐘4公升的相當(dāng)高的流速進(jìn)行通氣。但是，當(dāng)燃料箱內(nèi)的壓力回復(fù)正常時，或者在過壓時，單向入口閥會自動地移入其關(guān)閉位置(圖2B)，由此，通過閥10的主流體出口48來處理流體排出。
盡管已經(jīng)示出并描述了一實施例，但是應(yīng)該理解到，本發(fā)明并不旨在借此來限制本發(fā)明的公開內(nèi)容，本發(fā)明意在覆蓋落入本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有的加以必要變更的修改及配置。
權(quán)利要求
1.一種翻轉(zhuǎn)通氣閥，該翻轉(zhuǎn)通氣閥包括形成有流體入口和流體出口的外殼，一閥座連接到該外殼的出口孔上，在該外殼內(nèi)容納有可在密封位置和打開位置之間軸向移動的浮動件，在所述密封位置處，該浮動件的密封件密封地抵靠所述出口孔的所述閥座，以密封所述流體出口，在所述打開位置處，所述密封件從所述閥座分離，由此使所述流體出口與所述流體入口流動連通；壓力保持裝置，該壓力保持裝置在所述閥座和所述流體出口中間延伸以在所述流體入口和所述流體出口之間的壓差不超過最小壓力閾值時切斷所述閥座和所述流體出口之間的流體流動；該閥的特征在于該閥還包括與所述流體出口流動連通的單向流體入口閥，以在所述流體入口處形成負(fù)壓的情況下允許流體以相當(dāng)高的流速向所述流體入口流動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翻轉(zhuǎn)通氣閥，其中，所述單向入口閥呈殼體以及容納在該殼體內(nèi)的密封件的形式，該殼體形成有與所述流體出口流動連通的入口端口以及與所述流體入口流動連通的出口端口，該密封件可在所述入口端口的密封接合和在所述流體入口處的壓力下降到低于所述流體出口處的壓力時與所述入口端口的分離之間移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的翻轉(zhuǎn)通氣閥，其中，所述單向入口閥的所述密封件為柔性密封件，由此，在所述流體入口處形成負(fù)壓的情況下，該柔性密封件與所述入口端口分離并發(fā)生變形，以增加通過所述入口端口的流動截面面積。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的翻轉(zhuǎn)通氣閥，其中，所述單向入口閥的所述入口端口通過在所述壓力保持裝置上方跨越的通氣通道與所述閥的所述流體出口流動連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的翻轉(zhuǎn)通氣閥，其中，所述殼體的所述入口端口形成于所述外殼的壁部處，并且該殼體的所述出口端口形成于被固定到所述外殼上的殼體關(guān)閉件處，其中所述出口端口與所述閥的所述流體入口流動連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翻轉(zhuǎn)通氣閥，其中，所述單向入口閥相對于所述閥的縱向軸線偏移延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翻轉(zhuǎn)通氣閥，其中，無論所述浮動件在所述外殼內(nèi)的位置如何，所述單向入口閥都可密封。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翻轉(zhuǎn)通氣閥，其中，所述單向入口閥被設(shè)計成用于以高達(dá)約4升/分鐘的相當(dāng)高的流速使所述閥通氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翻轉(zhuǎn)通氣閥，其中，所述單向入口閥在車輛翻轉(zhuǎn)的情況下自動地密封。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的翻轉(zhuǎn)通氣閥，其中，所述密封件呈具有矩形截面的彈性密封件的形式。
11.一種大致如上述權(quán)利要求所述的翻轉(zhuǎn)通氣閥。
12.一種大致如說明書和附圖所介紹的翻轉(zhuǎn)通氣閥。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種翻轉(zhuǎn)通氣閥，該翻轉(zhuǎn)通氣閥包括形成有流體入口和流體出口的外殼，一閥座連接到該外殼的出口孔上，在該外殼內(nèi)容納有可在密封位置和打開位置之間軸向移動的浮動件，在密封位置處，該浮動件的密封件密封地抵靠出口孔的閥座，以密封流體出口，在打開位置處，密封件從閥座分離，由此使流體出口與流體入口流動連通。本發(fā)明還提供了一種壓力保持裝置，該壓力保持裝置在閥座和流體出口中間延伸，以在流體入口和流體出口之間的壓差不超過最小壓力閾值時切斷閥座和流體出口之間的流體流動。該閥還包括與流體出口流動連通的單向流體入口閥，以在流體入口處形成負(fù)壓的情況下允許流體以相當(dāng)高的流速向流體入口流動。
文檔編號F16K31/18GK1963275SQ20061014442
公開日2007年5月16日 申請日期2006年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月8日
發(fā)明者摩西·埃曼, 奧馬爾·武爾坎, 伊蘭·阿基昂 申請人:拉法爾A.C.S.有限公司