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CN102481839A - 排气阀 - Google Patents

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CN102481839A
CN102481839A CN2010800382063A CN201080038206A CN102481839A CN 102481839 A CN102481839 A CN 102481839A CN 2010800382063 A CN2010800382063 A CN 2010800382063A CN 201080038206 A CN201080038206 A CN 201080038206A CN 102481839 A CN102481839 A CN 102481839A
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CN
China
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CN2010800382063A
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D·L·皮弗
C·J·马丁
R·本杰
A·麦金托什
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Eaton Corp
Original Assignee
Eaton Corp
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Abstract

本发明涉及一种至少部分设置在燃料箱(12)的内部中的排气阀组件(10)。该排气阀组件(10)包括外壳(20)、第一排气孔(26)、构造成在外壳(20)中的燃料液位达到预定液位时关闭第一排气孔(26)的浮子(24)、第二排气孔(28)和构造成关闭第二排气孔(28)从而有利于形成外壳(20)与燃料箱(12)之间的压力差的止挡件(36)。

Description

排气阀
技术领域
本发明总的涉及排气阀组件，包括能够防止燃料箱加注过满和减少动态状况期间的燃料外溢(carryover)的加注限制排气阀组件。
背景技术
燃料液位响应排气阀通常用于车辆燃料箱中。排气阀可采用浮子，该浮子可在特定条件下关闭排气孔。排气阀的排气孔可在燃料低于特定液位时保持打开且可在燃料到达该阀时关闭。由此，排气阀可控制燃料箱排气，以防止燃料箱中的过压和真空状况。由此，排气阀(即燃料切断或“加注限制”排气阀)也可在燃料箱中的燃料液位达到预定液位时阻止蒸气流动，以便在燃料箱和加注器管子内形成压力差以执行自动切断，并且还可防止液态燃料从排气孔溅射出来。
常规排气阀可在静态状况和动态状况(例如在燃料加注期间)下以各种有效程度工作。希望有一种这样的排气阀，该排气阀能够允许液态燃料从排气孔附近更快排出，从而防止残余液体被携带到空气流中并从排气阀流出(即，减少动态状况期间的燃料外溢)。
发明内容
提供一种排气阀组件，该排气阀组件包括外壳、第一排气孔、浮子和第二排气孔。在一个实施例中，该排气阀组件包括球体止挡件，该球体止挡件构造成关闭第二排气孔以便有利于形成外壳与燃料箱之间的压力差。
根据以下详细描述，本发明的各种特征对于本领域的技术人员来说将变得显而易见，详细描述借助于非限制性的示例说明了本发明的实施例和特征。
附图说明
现将参考附图举例描述本发明的实施例，在附图中：
图1是采用根据本发明实施例的阀的车辆燃料系统的示意图。
图2是根据本发明实施例的阀的截面图。
图3是根据本发明实施例的图2的阀的一部分(锥形物)的截面图。
具体实施方式
现将详细参见本发明的实施例，本发明实施例的示例在附图中图示。尽管将结合实施例来描述本发明，但应理解，它们并非旨在将本发明局限于这些示例。相反，本发明旨在涵盖可被包括在如所附权利要求中所体现的或者通过所附权利要求来限定的本发明的精神和范围之内的替换、改型和等同物。
现参见示出了车辆燃料系统的图1，加注限制排气阀10一般可安装在车辆燃料系统的燃料箱12中。该车辆燃料系统可包括再循环管线13、加注杯15和燃料加注喷嘴17。该车辆燃料系统还可包括用于将燃料引导到燃料箱12内的加注管子14和蒸气回收系统(例如蒸气罐)16，燃料蒸气从箱12经阀10和排气管线18排放到该蒸气回收系统。当箱12中的燃料液位低于阀10时，阀10可打开且可使得大量的燃料蒸气进入蒸气回收系统16。当液态燃料到达阀10时，阀10可通过关闭来作出响应，由此切断通向蒸气回收系统16的流动。
现参见图2，外壳20可设置成收纳用于阀10的内阀机构。外壳20的形状可以是圆柱形或大致圆柱形。外壳20可以例如从耐燃料的塑料模制而成，且如果需要的话，可以安装在燃料箱12的壁中。外壳20可限定平面(例如环)22，该平面用于允许蒸气流入外壳20、在浮子24周围流动并从第一排气孔26流出，如下文进一步描述的。当燃料液位达到位于外壳20底部的预定液位时，可停止蒸气流从外壳20的底部流动。在该预定燃料液位，蒸气可仅流经第二排气孔28。
第一排气孔26可设置成用于将阀10内的蒸气排放到排气回收系统16。如下文所述，第一排气孔26可在特定燃料状况下临时关闭。当第一排气孔26关闭时，外壳20内部的压力可上升，从而使燃料箱12中的压力也上升并最终切断从燃料泵(未示出)加注的燃料。
阀10的内阀机构可包括浮子24、密封件30和弹性部件32。浮子24可设置成用于在外壳20中的燃料液位达到选定或预定液位时关闭第一排气孔26。浮子24可在外壳20内移动，以便响应于燃料箱12中的燃料液位而上下移动。在一个实施例中，当燃料液位处于浮子24约3/4的高度时，浮子24可浮起。浮子24可构造和尺寸设计成在外壳20内以受控的方式上下自由移动。
密封件30可设置成用于在外壳20中的燃料液位达到选定或预定液位时关闭第一排气孔26。密封件30可连接至浮子24。
弹性部件32可设置成用于在外壳20中的燃料液位达到选定或预定液位时提供用以移动浮子24的力(例如弹力)，使得浮子24可具有一定的基于弹力的运动范围。在一个实施例中，弹性部件32可包括弹簧。浮子24和弹性部件32在存在液体浮力的情况下被偏压而关闭(即第一排气孔26被浮子24关闭)。在不存在液体(例如燃料)的情况下，浮子24设计成重于弹性部件32的力从而使得浮子24可移动到打开位置(即第一排气阀26打开且未被浮子24关闭)。
第二排气孔28可设置成用于在外壳20中的燃料液位达到选定或预定液位时排放蒸气，从而使得第一排气孔26可被关闭。相应地，可经第二排气孔28继续从外壳20排放燃料蒸气。一旦外壳20与燃料箱12之间的压力差基本上平衡，浮子24的重量便可使浮子24向下移动并且打开第一排气孔26。然后，操作员可以在这些情形下“滴流加注”额外的一定量燃料。第二排气孔28可位于外壳20的顶部附近。第二排气孔28可与第一排气孔26串联。第二排气孔28的直径可小于第一排气孔26。例如，在一个实施例中，第二排气孔28的直径可介于大约1.5mm与3mm之间。由于第二排气孔28可小于第一排气孔26或者由于第二排气孔26可被关闭，所以在燃料加注期间可在燃料箱12与外壳20的内部之间形成压力差。该压力差可使液态燃料进入外壳20的底部，由此使浮子24上升并关闭通向排气回收系统16的第一排气孔26。蒸气流停止通过第一排气孔26会导致燃料箱12的压力上升，从而使加注管子14中的燃料液位上升。当达到燃料加注喷嘴17时，燃料加注可被切断。这种用于燃料切断的方法一般可被称作“汲取管切断”。为了防止操作员“滴流加注”，即操作员在初始切断后试图将额外的燃料加入燃料箱12内，第二排气孔28的尺寸与第一排气孔26的尺寸相比可以较小。在一个实施例中，第二排气孔28甚至在某些条件下可被关闭。例如，在一个实施例中，第二排气孔28可以在车辆处于停止状态时被关闭。各次“滴流加注”之间的时长可由第二排气孔28的尺寸决定。因此，对第二排气孔28的尺寸进行修改可缩短或延长滴流加注期间的切断动作(shut-off click)之间的时长。对于某些应用，可能希望提供较小的第二排气孔28，这是因为容许外壳20与燃料箱12之间的压力平衡所用的时间越长，则在燃料加注期间可允许的“滴流加注”量就越小。如果第二排气孔28被关闭，则燃料箱12中可保持一定压力，该压力可有助于限制“滴流加注”。
第二排气孔28可设置成通过防止残余液体(例如燃料)被携带到蒸气流中并从排气阀10被携带出来而减少在动态状况(例如燃料加注)期间的外溢。为了更好地允许重力从外壳20内侧去除液体(例如燃料)，必须允许蒸气代替逸出的液体。因此，在较快的液体排出条件下，第二排气孔28可允许蒸气代替逸出的液体。为提供流体从外壳20的较快排出，第二排气孔28的尺寸可以是与希望用于控制“滴流加注”的尺寸相比更大的尺寸。换言之，用于改善流体从外壳20排出(以便防止残余液体被携带到蒸气流中)的第二排气孔28的所需尺寸可以被用于控制“滴流加注”的第二排气孔28的所需尺寸所平衡。
止挡件36可构造成关闭第二排气孔28以有利于形成外壳20与燃料箱12之间的压力差。因此，止挡件36可更改第二排气孔28的尺寸并根据第二排气孔28是用于控制“滴流加注”还是用于改善燃料从外壳20的排出而优化第二排气孔28的尺寸以便防止残余液体被携带到蒸气流中。例如，第二排气孔28可在动态状况(例如燃料加注)期间较大，这是因为用于关闭第二排气孔28的装置34可能未被接合。第二排气孔28的较大尺寸可通过允许更大量的蒸气进入外壳20且更迅速地从外壳20内部去除液体而允许液体(例如燃料)在动态状况下较快排出。在静态(即非动态)状况期间，用于关闭第二排气阀28的装置34可被接合以便关闭第二排气孔28。第二排气孔28的关闭可有利于形成燃料箱12与外壳20内部之间的压力差，以便有助于控制“滴流加注”。
止挡件36可设置在第二排气孔28上方。止挡件36可由钢制成。在一个实施例中，止挡件36可包括球体止挡件。止挡件36的形状可大致为球形。如果止挡件36是球形的，则它在车辆运动时可容易移动。止挡件36的尺寸和形状可构造成关闭第二排气孔28。在一个实施例中，止挡件36的直径可大致介于约8.7mm与约12.7mm(即约11/32英寸与约1/2英寸)之间。
锥形物38可设置成用于收纳止挡件36。锥形物38可限定第二排气孔28。锥形物38的尺寸和形状可构造成保持止挡件36。在一个实施例中，锥形物38的尺寸和形状可构造成在使用了阀10的车辆未移动时使止挡件36返回锥形物38的中心。锥形物38可由诸如由杜邦公司(DuPont)以商标名称售卖的尼龙或缩醛树脂工程塑料制成。现参见图3，图示了锥形物38的截面图。在图示的实施例中，锥形物38的截面宽度可为大约0.875mm且可限定直径为大约0.625mm的顶部孔42。锥形物38的高度可为大约1.50mm且可限定大约0.75mm的内部高度44。锥形物38的内底部46可朝宽度为大约0.100mm的内孔48以大约5°的角度α径向向内逐渐变细。在一个实施例中，角度α的范围可在大约3°与10°之间。从锥形物38的顶部50到第二排气孔28的中点52的距离可为大约1.125mm。虽然详细描述了这些尺寸，但本领域的普通技术人员应理解，许多其它尺寸可与锥形物38相结合使用且仍处于本发明的精神和范围内。
如果需要的话，外壳20中可包括第三排气孔40以用于容许燃料箱12在阀10中的特定压力下排气。第三排气孔40可与第二排气孔并联，且可包括用于在阀10中的选定压力下打开第三排气孔40的顶置阀(head valve)(未示出)。例如，第三排气孔40能够在超过加注条件的箱压力下被打开以使燃料箱12排气。
已基于图示和描述的目的提供对本发明特定实施例的描述。它们并非旨在穷举或者将本发明局限于所公开的精确形式，且根据以上教导，各种改型和变型是可能的。选择和描述这些实施例是为了解释本发明的原理及其实践应用，由此使本领域技术人员能够通过适合预期的特定用途的各种改型来利用本发明和各种实施例。本发明的范围旨在通过权利要求及其等价物来限定。

Claims (22)

1.一种排气阀组件(10)，至少部分设置在燃料箱(12)的内部，所述排气阀组件(10)包括：
外壳(20)，所述外壳(20)限定了腔室；
位于所述外壳(20)中的第一排气孔(26)，所述第一排气孔用于从所述外壳(20)排放蒸气；
设置在所述腔室内的浮子(24)，所述浮子构造成在所述外壳(20)中的燃料液位达到预定液位时关闭所述第一排气孔(26)；
与所述腔室流体连通的第二排气孔(28)，所述第二排气孔(28)用于从所述外壳(20)排放蒸气或者用于允许蒸气进入所述外壳(20)；以及
止挡件(36)，所述止挡件构造成关闭所述第二排气孔(28)从而有利于形成所述外壳(20)与所述燃料箱(12)之间的压力差。
2.根据权利要求1的排气阀组件(10)，其中，所述外壳(20)包括平面(22)，所述平面用于允许蒸气流入所述外壳、在所述浮子(24)周围流动、并从所述第一排气孔(26)流出。
3.根据权利要求1的排气阀组件(10)，其中，所述浮子(24)响应于燃料的预定液位通过增大的浮力来关闭所述第一排气孔(26)。
4.根据权利要求1的排气阀组件(10)，其中，所述第一排气孔(26)连接至蒸气回收系统(16)。
5.根据权利要求1的排气阀组件(10)，还包括连接到所述浮子(24)的密封件(30)，所述密封件用于在所述外壳(20)中的燃料液位达到预定液位时关闭所述第一排气孔(26)。
6.根据权利要求1的排气阀组件(10)，其中，所述第二排气孔(28)位于所述外壳(20)的顶部或顶部附近。
7.根据权利要求1的排气阀组件(10)，其中，所述第二排气孔(28)与所述第一排气孔(26)串联。
8.根据权利要求1的排气阀组件(10)，其中，所述第二排气孔(28)的直径小于所述第一排气孔(26)的直径。
9.根据权利要求1的排气阀组件(10)，其中，所述第二排气孔(28)的直径介于大约1.5mm与3mm之间。
10.根据权利要求1的排气阀组件(10)，其中，所述止挡件(36)设置在所述第二排气孔(28)上方。
11.根据权利要求1的排气阀组件(10)，其中，所述止挡件(36)由钢制成。
12.根据权利要求1的排气阀组件(10)，其中，所述止挡件(36)是球形的。
13.根据权利要求1的排气阀组件(10)，还包括用于容纳所述止挡件(36)的锥形物(38)。
14.根据权利要求13的排气阀组件(10)，其中，所述锥形物(38)由尼龙或缩醛树脂工程塑料制成。
15.根据权利要求10的排气阀组件(10)，其中，所述锥形物(38)的内底部(46)以介于大约3°至10°的角度(α)径向向内逐渐变细。
16.根据权利要求1的排气阀组件(10)，还包括用于提供移动所述浮子(24)的弹力的弹性部件(32)。
17.根据权利要求1的排气阀组件(10)，还包括设置在所述外壳(20)中的第三排气孔(40)。
18.根据权利要求17的排气阀组件(10)，其中，所述第三排气孔(40)与所述第二排气孔(28)并联。
19.根据权利要求18的排气阀组件(10)，其中，所述第三排气孔(40)包括用于在所述排气阀组件(10)中的选定压力下打开所述第三排气孔(40)的顶置阀。
20.一种排气阀组件(10)，至少部分设置在燃料箱(12)的内部，所述排气阀组件(10)包括：
外壳(20)，所述外壳(20)限定了腔室；
位于所述外壳(20)中的第一排气孔(26)，所述第一排气孔用于从所述外壳(20)排放蒸气；
用于在所述外壳(20)中的燃料液位达到预定液位时关闭所述第一排气孔(26)的装置；
用于提供启动所述用于在所述外壳(20)中的燃料液位达到预定液位时关闭所述第一排气孔(26)的装置的弹力的装置；
与所述腔室流体连通的第二排气孔(28)，所述第二排气孔(28)用于从所述外壳(20)排放蒸气或者用于允许蒸气进入所述外壳(20)；以及
用于关闭所述第二排气孔(28)从而有利于形成所述外壳(20)与所述燃料箱(12)之间的压力差的装置。
21.根据权利要求20的排气阀组件(10)，其中，所述用于关闭所述第二排气孔(28)的装置包括设置在锥形物(38)中的球体(36)。
22.一种排气阀组件(10)，至少部分设置在燃料箱(12)的内部，所述排气阀组件(10)包括：
外壳(20)，所述外壳(20)限定了腔室；
位于所述外壳(20)中的第一排气孔(26)，所述第一排气孔用于将蒸气从所述外壳(20)排放至蒸气回收系统(16)；
设置在所述腔室内的浮子(24)，所述浮子(24)包括密封件(30)，所述密封件构造成在所述外壳(20)中的燃料液位达到预定液位时通过增大的浮力关闭所述第一排气孔(26)；
位于所述外壳(20)的顶部或顶部附近的第二排气孔(28)，其中所述第二排气孔(28)与所述腔室流体连通、与所述第一排气孔(26)串联、且直径小于所述第一排气孔(26)的直径；
球体止挡件(36)，所述球体止挡件设置在所述第二排气孔(28)上方且构造成关闭所述第二排气孔(28)从而有利于形成所述外壳(20)与所述燃料箱(12)之间的压力差；以及
设置在所述外壳(20)中的第三排气孔(40)，所述第三排气孔(40)与所述第二排气孔(28)并联且包括顶置阀，所述顶置阀用于在所述排气阀组件(10)中的选定压力下打开所述第三排气孔(40)，
其中所述外壳(20)包括平面(22)，所述平面用于允许蒸气流入所述外壳(20)、在所述浮子(24)周围流动、并从所述第一排气孔(26)流出。
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