CN1188868A - 特别用于燃料蒸汽的气体压力减压阀单元 - Google Patents
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Abstract
一种特别用于燃料蒸汽的气体压力减压阀单元,包含一个本体(3),形成腔室(10),腔室(10)分别通过第一和第二开孔(12、14)与单元(1)的上游第一环境和下游第二环境相通。本体具有阀装置(15),其中包括置于开孔(12,14)之间的阀座(18)和被弹性推力元件(24)推动的密封件(20),密封件(20)可在其与阀座(18)啮合的位置和与阀座(18)分离的位置之间移动。当环境之间的压力差达到预定极限值时,密封件(20)会克服弹性元件(24)的作用而离开阀座(18)。当密封件(20)与阀座(18)啮合而环境之间压力差小于预定极限值时,阀装置(15)形成一个窄通道(28),允许在第一和第二环境之间有一个小而连续的气流。
Description
本发明涉及一种特别用于燃料蒸气的气体压力减压阀单元，包括一个本体，上面有可用来与燃料箱上壁一开口对应相联的装置，本体形成一个腔室，可通过第一和第二开孔分别与第一和第二环境，即单元的上游和下游相通，第一和第二阀装置与本体相联，第一阀装置与腔室相联，包括一个第一阀座和一个密封件，该密封件可在与上述第一阀座啮合的位置和远离第一阀座的位置之间移动，在与第一阀座啮合的位置，第一阀装置至少将开孔之间的蒸气流的一部分截断，密封件被一个弹性推力元件推向与第一阀座相啮合的位置，当环境之间压力差的预定极限值达到时，可以克服弹性元件的作用而离开第一阀座，在密封件与第一阀座啮合的位置，当环境之间的压力差小于预定极限值时，第一阀装置相对于第一和第二开孔形成一个窄通道，使第一和第二环境之间有一个小的连绕气流，第二阀装置包括一个第二阀座。
上述类型的阀单元是从如意大利专利申请第TO92U000198中得知的。这种已知单元，打算应用于车辆燃料箱壁，包括由两个在相反方向操作的单向阀组成的压力减压阀组合体。
具体地说，一个第一阀，具有环形阀座和由弹簧压向阀座的金属盘密封件，当燃料箱内部压力超过预定值时，使燃料箱内部与外部相通。
第二阀，由弹性材料制成的盘构成，并由盘状密封件支撑，具有一个中心孔，从该孔中伸出一对一般在一起的可分离凸缘，当燃料箱内压力相对于外部压力下降到低于预定值时，使外部环境与燃料箱内部相通。
但这样的阀组合体产品相对复杂而昂贵。它实际上需要提供两种阀，然后在有限的空间内将几种元件组装起来。另外，这些元件的材料彼此通常是不同的，如金属和弹性体，并且和形成单元本体的材料也不相同。特别是，其中一个单向阀包括至少一个弹性元件，由于是用来确保一对可分离凸缘所需的柔韧性和弹性，这可能比整体单元操作的可靠性更关键。实际在存在碳氢化合物的情况下，弹性体会老化并很快失去柔韧性和弹性。
该单元还有噪声，因为在使用中，每个单向阀都要经受连续的开和关的循环。实际上，只有当上游和下游环境之间压力差超过预定极限时，这些阀才打开。因此，每个单向阀至少在打开后的一瞬间经受相对高流量的气流，而这是由于在各上游和下游环境中在压力下预先积累的大量气流导致的。尤其是，密封件撞击通常在不稳定平衡条件下工作的第一单向阀的阀座，连续不断地以高频率呈现开和关的形状。第二阀的最大开口由于径向放置在第一阀中而受到限，在操作中同样是当达到打开的足够压力时允许连续不断的大量气体通过，且由于气体通常都是以一个相对高速度通过，这样就会因可分离凸缘的振动而产生振鸣噪声。
上述类型的阀单元也可从美国文献US-A5028244中得到。
特别地，本发明涉及一种能够解决上述问题并具有附属权利要求1中所述特征的单元。
由于这些特性，本发明中阀密封件的结构的已有技术中的简单。特别地，它可以不用第二单向阀而制造出来，而第二单向阀当上游与下游单元环境压力差超过预定值时将打开。由于只有一个单向阀，单元的密封件可以由一片制成，这样就不需要将(组装起来的)各种部件，所有这些都将产生降低阀单元成本且提高使用可靠性的优点。另外，由于本发明的单元允许小的、规则的气流通过，单元所处的整个系统不会像以前发生的那样承受循环疲劳应力而不断地伸展和收缩，因为经过单元的气流通常不会达到预定的压力极限。这样整个系统就会由于完全承受住小的应力而受益。
当本发明的单元应用于车辆燃料供给系统时，同样可以减少泄漏到系统外部的蒸气，即使在实际中系统整体不承受超压，也会透过壁、联接管和密封达到小但不可忽视的程度。当密封件与阀座啮合时，通过单元的气流基本上是小而恒定的，主要是由于燃料温度变化及由于发动机运行消耗导致箱中燃料水平变化。只有当阀单元上下游环境压力差足够大时，才克服弹簧的弹性偏转力而打开单元阀装置，使明显大的流量通过，而不是在正常操作条件下通过狭窄通道。
由于本发明中的单元希望处理相对较小的流量，可能比已知的单元尺寸小。当这样的阀单元与活跃的碳收集器或碳罐联接时，收集器的尺寸同样可以减小，因为收集器也处理较小且几乎恒定的蒸气流，而不是在系统中积累的基本上都是大量的气体。
通过下面仅是非限定性实施例并参照附图进行的描述，本发明的另一些特征和优点将变得更清楚。其中：
图1是本发明阀单元的截面正视图，
图2是与图1相似的视图，表示本发明单元的一个变例。
首先参照图1，阀单元用1表示。
单元1包含一个总体上圆柱形的本体3，形成内腔室10。本体3用塑料材料很方便地注模成形，通常的情况是，当要与车辆燃料供给系统联接时，最好用与碳氢化合物不起反应的塑料材料如乙缩醛树脂制成。
本体3可通过插入燃料箱上部8上的孔中而与车辆燃料供给系统相联，此时其环形凸缘6支撑在孔的边缘上，或通过与箱注油管如该管的延长容器联接而与车辆燃料供给系统相联。
本体3的腔室10通过低处的开孔14与单元1的第一上游环境如燃料箱相通，通过另一开孔12与单元的第二下游环境如联接燃料箱与碳罐的管相通。本体3整体制造的开孔12可通过管状联接元件与辅助管11结合在一起。
腔室10中装有阀装置，用15表示，其中包括由与本体3同轴的环形肋形成的阀座18以及可与阀座18配合的可移动密封件20。密封件20是用与制造本体3相同的材料很方便地制成的一个单件。它很适合呈一个杯形，有一个基本上是圆锥形的圆周壁21，终止于底部23，另一端是凸缘22。
螺旋弹簧24与密封件20联接，以推动它使之与阀座18接触。特别地，弹簧24的第一端支撑在密封件20的凸缘22的环形座上，而另一端支撑在面向腔室10的本体3的一个表面如本体3上盖26的一个表面上。另外，弹簧24与密封件20配合的一端可以位于底部23形成的另一环形座上。
密封件20一般被推动与座18啮合，但当阀单元1上游与下游环境之间压力差大于预定极限时，也会克服弹簧24的作用，占据阀装置15打开形成的位置，这个极限值自然是弹簧24弹性特性的函数。
圆锥形附件16与本体3成一整体，在与密封件20相反的方向上从座18伸出到腔室10中，附件的形状与密封件20的圆周壁一致。这样，当密封件20向座18运动时，它的圆周壁由附件16的圆锥表面进行导向，以确保密封件20与座18正确啮合。
在阀装置15的关闭位置，即当环境之间压力差低于克服弹簧24力所需的极限值时密封件20与座18啮合，阀装置在单元1上下游环境之间形成一个狭窄的、标准化的气流通道。这样在第一和第二环境之间通过阀装置15允许有一个小的连续气流，但窄通道的尺寸是这样的：即在任何情况下在重新加注燃料过程中气泡总是位于密封件20的上游。
窄通道最好是通过在密封件20底部23上形成一个标准的通孔28而制成，如与之同轴。孔28的尺寸特别是它的直径，可根据位于单元1上游的箱体的容量计算出来。例如，对于容积约为50升的箱体来说，此孔的直径应在0.8毫米数量级。
这样密封件20就可以用与本体3相同的材料如不与碳氢化合物反应的塑料材料如乙缩醛树脂制成一件。这样它制造起来就很简单，且不需使用弹性体部件。
如果需要，本体3还可以装其他类型阀，使阀单元1形成一个所谓的多功能阀。在图1所示实施例中，本体3包含一个已知类型的翻转安全阀30，其中的盒结构32可在本体3内滑动以环绕一个金属球34，而该金属球34可在与本体3固定在一起的圆锥形件36上移动。圆锥销状密封件38从盒32中伸出并与开孔14中形成的座40配合。自然地，单元1可包括一个已知类型的浮动阀来代替翻转阀或与之共存。
在图2所示本发明的变例中，其中的元件与图1中相同参考数字所表示的元件相同或相似，阀单元1制造成可插入气体排空线的管11a和11b中，如用于车辆燃料箱的蒸气。在这种情况下，本体3可制成一对搭锁啮合的壳部件，每个部件都有一整体的圆筒状联接元件，可分别形成开孔12、14，以与本体3的腔室10联接。
Claims (11)
1、一种特别用于燃料蒸气的气体压力减压阀，包括本体(3)，具有装置(6)，可用来与燃料箱上壁(8)上的开口相联，本体(3)形成一个腔室(10)，可通过第一和第二开孔(12、14)分别与单元(1)上游和下游的第一和第二环境相通，第一和第二阀装置(15)与本体(3)相联，第一阀装置(15，30)与腔室(10)相联，包括一个第一阀座(18)和一个密封件(20)，密封件(20)可在与上述第一阀座(18)啮合的位置和远离第一阀座(18)的位置之间移动，在与第一阀座(18)啮合的位置第一阀装置(15)将孔(12、14)之间的至少一部分蒸气流截断，密封件(20)被弹性推力元件(24)推向与第一阀座(18)啮合的位置，当环境之间压力差达到预定极限值时，也可以克服弹性元件(24)的作用而离开第一阀座(18)，在密封件(20)与第一阀座(18)啮合的位置，当环境之间压力差小于预定极限值时，第一阀装置(15)相对于上述第一和第二开孔(12、14)形成一个窄通道(28)，使第一和第二环境之间允许有一个小而连续的气流，第二阀装置(30)包括一个第二阀座(40)，其特征在于，第一阀座(18)与本体(3)形成一整体，并相对于上述第一和第二开孔(12、14)形成一个宽通道，第二阀座(40)也与本体(3)成一整体。
2、根据权利要求1所述单元，其特征在于，弹性推力元件(24)支撑在本体(3)上置于上述腔室(10)和外部环境之间的一个表面上。
3、如权利要求1所述单元，其特征在于，第一和第二阀装置(15，30)都与燃料箱内部燃料水平无关。
4、根据权利要求1～3中任意一项所述单元其特征在于，窄通道包括一个穿过密封件(20)的标准孔(28)，以使第一和第二环境相互联通。
5、根据权利要求1～4中任意一项所述单元，其特征在于，密封件(20)用与单元(1)的本体(3)同样的材料并制成一片。
6、根据权利要求1～5中任意一项所述单元，其特征在于，密封件(20)基本上呈杯形，并具有一个可与本体(3)上接近阀座(18)处形成的具有对应形状的表面(16)相啮合的基本上圆锥形的部分(21)，该圆锥部分(21)与本体(3)上对应的表面(16)一起对密封件(20)进行导向，使之与阀座(18)正确啮合。
7、根据权利要求1～6中任意一项所述单元，其特征在于，密封件(20)有一个环形座(22，23)，用来支撑螺旋推力弹簧(24)的一端，弹簧(24)的另一端支撑在本体(3)上面向腔室(10)的一个表面上。
8、根据权利要求7所述单元，其特征在于，环形座位于密封件(20)的底部(23)上。
9、根据权利要求1～8中任意一项所述单元，其特征在于，第二阀装置(30)包括一个翻转安全阀和/或一个浮动阀。
10、根据权利要求1～9中任意一项所述单元，其特征在于，它通过与车辆燃料箱燃料输入管的延长容器相通而与该管联接。
11、根据权利要求1～9中任一项所述单元，其特征在于，它用来插入车辆燃料箱蒸气排放线的输送管(11a、11b)中。
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