具有动态卸压的燃料蒸气排放阀

摘要

本发明涉及一种包括防流阀(34)的燃料蒸气排放阀组件(20)，该防流阀具有限定第一腔室(38)的外壳(36)。在第一腔室(38)内布置有一可动元件(56)。外壳(36)限定与燃料箱(22)的内部流体连通的下部动态蒸气通道(48)。在第一腔室(38)内，围绕下部动态蒸气通道(48)同心地布置一凹斜面(58)。可动元件(56)响应于运动的改变沿凹斜面(58)向上运动以开启经过下部动态蒸气通道(48)的流体连通，从而在运动期间排放来自燃料箱(22)内的蒸气压力。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2009年5月11日提交的编号为61/176,998的美国临时专利申请的权益，其内容通过引用结合在此。

技术领域

本发明总体上涉及一种燃料蒸气排放阀组件，更具体地涉及一种用于燃料蒸气排放阀组件的防流阀(anti-trickle valve)。

背景技术

车辆的燃料存储系统包括燃料箱。燃料箱包括附接有填充管的入口，通过该入口将燃料分配至所述箱内。燃料箱还包括一出口，通过该出口将燃料导引至发动机。燃料箱还可包括布置在燃料箱顶壁上的燃料蒸气排放阀组件。该燃料蒸气排放阀组件提供了用以排放来自燃料箱内部的燃料蒸气的出口。

在燃料箱的燃料补给、车辆的运行期间，或由于燃料的温度改变，所述箱内的蒸气压力可能改变，即升高或降低。当蒸气压力上升到预定范围以上时，燃料蒸气排放阀组件排放来自燃料箱内的燃料蒸气，从而使蒸气(压位)差(vapor head)保持在预定的范围内。燃料蒸气排放阀组件还可包括液体/蒸气鉴别器，其通常称为翻转安全阀。液体/蒸气鉴别器构造成在正常运行条件下允许燃料蒸气穿过燃料蒸气排放阀组件，但构造成当燃料箱的方向具有一极大角度或(上下)颠倒时、例如在车辆翻转的情况下阻断在燃料箱与燃料蒸气排放阀组件之间的流体连通。燃料箱还可包括真空卸压阀，其构造成释放来自燃料箱内的真空压力。

发明内容

本发明提供了一种用于车辆的燃料箱的燃料蒸气排放阀组件。该排放阀组件包括具有出口并限定一内部开口的壳体。该内部开口与出口流体连通。燃料蒸气排放阀组件还包括联接至壳体的液体/蒸气鉴别器。该液体/蒸气鉴别器可以在开启位置和关闭位置之间移动。当在开启位置时，液体/蒸气鉴别器允许在燃料箱的内部和壳体的内部开口之间的流体连通。当在关闭位置时，液体/蒸气鉴别器阻止在燃料箱的内部和壳体的内部开口之间的流体连通。燃料蒸气排放阀组件还包括布置在壳体的内部开口内的防流阀。当液体/蒸气鉴别器处于开启位置时，防流阀开启和关闭在壳体的内部开口和液体/蒸气鉴别器之间的流体连通从而选择性地允许在壳体的内部开口和燃料箱的内部之间的流体连通。防流阀包括动态压力释放机构，该机构包括可动元件。该可动元件响应于运动的改变开启在壳体的内部开口和液体/蒸气鉴别器之间的流体连通，从而排放来自燃料箱内部的蒸气压力。

本发明还提供了一种用于车辆燃料箱的燃料蒸气排放阀组件的防流阀。该防流阀包括外壳，该外壳包括上部和下部。该上部限定了上部动态蒸气通道和上部真空释放蒸气通道。该下部限定了下部动态蒸气通道和下部真空释放蒸气通道。外壳的上部和下部共同作用以限定与上部动态蒸气通道和下部动态蒸气通道流体连通的第一腔室、以及与上部真空释放蒸气通道和下部真空释放蒸气通道流体连通的第二腔室。防流阀还包括一布置在第二腔室内的浮子。当燃料箱内的蒸气压力超过一预定值时，该浮子抵靠上部真空释放蒸气通道形成密封。当燃料箱内的真空压力降到低于该预定值时，该浮子退出与上部真空释放蒸气通道的密封接合，以开启在上部真空释放蒸气通道和下部真空释放蒸气通道之间的流体连通。防流阀还包括布置在第一腔室内的可动元件。在车辆运动期间，该可动元件响应于运动的改变而开启在上部动态蒸气通道和下部动态蒸气通道之间的流体连通，从而排放燃料箱内的蒸气压力。

因此，可动元件允许防流阀响应于车辆的运动排放来自燃料箱内的燃料蒸气。由于在车辆运行期间所述箱内的蒸气压力上升，例如通过燃料的晃动和/或燃料温度的升高而上升，可动元件在第一腔室内移动以开启在上部动态蒸气通道和下部动态蒸气通道之间的流体连通。一旦车辆静止，可动元件移回至与下部动态蒸气通道密封接合，以关闭在上部动态蒸气通道和下部动态蒸气通道之间的流体连通。

本发明的以上特征和优点及其他特征和优点从下面结合附图对实施本发明的优选实施方式的详细描述而显而易见。

附图说明

图1是燃料蒸气排放阀组件的示意性剖视图。

图2是燃料蒸气排放阀组件的示意性剖视图的局部放大视图，其示出处于第一位置的防流阀。

图3是燃料蒸气排放阀组件的示意性剖视图的局部放大视图，其示出处于第二位置的防流阀。

图4是当静止并承受真空压力时的防流阀的剖开的示意性透视图。

图5是在移动改变和承受正的蒸气压力期间的防流阀的剖开的示意性透视图。

具体实施方式

参照附图，其中，在不同的视图中用相同的标记来表示相同的部分，燃料蒸气排放阀组件总体上由20示出。燃料蒸气排放阀组件20用于车辆(未示出)的燃料箱22。燃料蒸气排放阀组件20控制蒸气进、出燃料箱22的流动以调节燃料箱22的内部21内的蒸气压位差。因此，燃料蒸气排放阀组件20从燃料箱22内释放燃料蒸气和/或空气，从而为燃料箱22通风并响应于燃料箱22内的真空压力容许空气流入燃料箱22。

参照图1，燃料蒸气排放阀组件20包括壳体24。该壳体24限定出口26，蒸气端口28，以及与出口26和蒸气端口28流体连通的内部开口30。出口26可以但并非必须、连接到某些其他部件，例如蒸气炭罐(未示出)。但是，出口26保持在大气压下。任何从燃料箱22排放的蒸气都通过出口26排出。蒸气端口28与燃料箱22流体连通。壳体24的内部开口30布置在出口26和蒸气端口28之间。

燃料蒸气排放阀组件20包括液体/蒸气鉴别器32a，32b，通常称为翻转安全阀。液体/蒸气鉴别器32a，32b联接到壳体24，邻近蒸气端口28并与蒸气端口28流体连通。因此，蒸气端口28连接壳体24的内部开口30和液体/蒸气鉴别器32a，32b。液体/蒸气鉴别器32a，32b可以在开启位置和关闭位置之间移动。当在开启位置时，液体/蒸气鉴别器32a，32b允许燃料箱22的内部和壳体24的内部开口30之间的流体连通，特别是蒸气连通。当在关闭位置时，液体/蒸气鉴别器32a，32b构造成阻止燃料箱22内部和壳体24的内部开口30之间的流体连通，包括蒸气连通。当燃料箱22以一极大角度放置或(上下)颠倒时，例如在翻转的情况中，液体/蒸气鉴别器32a，32b工作以阻止液体燃料从燃料箱22溢出。液体/蒸气鉴别器32a，32b可设计成和/或构造成当燃料箱22以一极大角度放置或(上下)颠倒时以任何适合的方式限制液体燃料从燃料箱22溢出。

如图所示，燃料蒸气排放阀组件20包括第一液体/蒸气鉴别器32a和第二液体/蒸气鉴别器32b。第一液体/蒸气鉴别器32a和第二液体/蒸气鉴别器32b竖直地彼此错开，以在燃料箱22内的不同燃料水平下开启和/或关闭在燃料箱22和壳体24的内部开口30之间的流体连通。但是，应当理解，燃料蒸气排放(阀)组件不需要同时包括第一液体/蒸气鉴别器32a和第二液体/蒸气鉴别器32b。此外，应当理解，不需要将第一液体/蒸气鉴别器32a和第二液体/蒸气鉴别器32b均布置在壳体24内，也就是说，第一液体/蒸气鉴别器32a和第二液体/蒸气鉴别器32b可以是分开的、独立的单元。

同样参照图2到图4，燃料蒸气排放阀组件20还包括一防流阀34。该防流阀34布置在壳体24的内部开口30内。当第一液体/蒸气鉴别器32a处于开启位置时，防流阀34开启和关闭在壳体24的内部开口30和第一液体/蒸气鉴别器32a之间的流体连通。防流阀34开启和关闭流体连通，特别是蒸气连通，以选择性地允许在壳体24的内部开口30和燃料箱22的内部之间的流体连通，即蒸气连通。

防流阀34工作以阻止燃料箱22被过度充填，特别是当燃料箱22内的蒸气压力低时。例如在燃料箱22的燃料补给期间，当第二液体/蒸气鉴别器32b由于进入的燃料水平的上升而完全关闭时，防流阀34阻断通向第一液体/蒸气鉴别器32a的蒸气端口28，以阻止燃料向燃料箱22的“滴流填充”，从而阻止燃料箱22被过度充填。

防流阀34包括外壳36，该外壳限定第一腔室38以及与第一腔室38分开的第二腔室40。外壳36可包括底部42和上部44，其中上部44牢固地固定在底部42上。上部44和底部42共同作用以限定第一腔室38和第二腔室40。

外壳36限定上部动态蒸气通道46a，46b和下部动态蒸气通道48。上部动态蒸气通道46a，46b构造成用于在壳体24的内部开口30和第一腔室38之间连通蒸气。下部动态蒸气通道48构造成用于在第一腔室38和蒸气端口28之间连通蒸气，进而通至液体/蒸气鉴别器32a。如图所示，上部动态蒸气通道46a，46b可包括，但不限于，第一上部动态蒸气通道46a和第二上部动态蒸气通道46b。该第二上部动态蒸气通道46b相对于第一上部动态蒸气通道46a横向错开并间隔开。

外壳36还限定了上部真空释放蒸气通道50和下部真空释放蒸气通道52a，52b。上部真空释放蒸气通道50构造成用于在壳体24的内部开口30和第二腔室40之间连通蒸气。下部真空释放蒸气通道52a，52b在第二腔室40和蒸气端口28之间连通蒸气，进而通至液体/蒸气鉴别器32。如图所示，下部真空释放蒸气通道52a，52b可包括，但不限于，第一下部真空释放蒸气通道52a和第二下部真空释放蒸气通道52b。第二下部真空释放蒸气通道52b相对于第一下部真空释放蒸气通道52a横向错开并间隔开。

如图所示，外壳36的底部42限定下部动态蒸气通道48和下部真空释放蒸气通道52a，52b，而上部44限定上部动态蒸气通道46a，46b和上部真空释放蒸气通道50。然而，应当理解，外壳36可构造成不同于这里所示出和描述的结构。

防流阀34包括动态压力释放机构54。该动态压力释放机构54包括可动元件56。该可动元件56构造成用于响应于运动的改变而开启在壳体24的内部开口30和蒸气端口28之间、更具体是与液体/蒸气鉴别器32的流体连通，特别是蒸气连通。可动元件56响应于车辆的运动而开启流体连通，从而在车辆移动期间排放来自燃料箱22内部的蒸气压力。因此，由于在车辆运动期间、例如通过燃料箱22中的燃料与空气相混合或随着燃料箱22内的燃料温度升高而建立蒸气压力，可动元件56运动以开启在壳体24的内部开口30和燃料箱22之间的蒸气连通，从而排放增加的蒸气压力。

可动元件56布置在第一腔室38内。如图所示，可动元件56可包括，但不限于，一球形元件。例如，可动元件56可包括一不锈钢球。然而，应当理解，可动元件56可构造成不同于这里示出和描述的结构。

防流阀34的外壳36包括一凹斜面58。更具体地，外壳36上部的上表面60限定该凹斜面58。凹斜面58与下部动态蒸气通道48同心。如图4所示，在车辆停止时，凹斜面58使可动元件56居中置于动态蒸气通道上方。这样，当阀的运动没有改变时，可动元件56沿凹斜面58向下移动到与下部动态蒸气通道48密封接合，以阻止燃料箱22和出口26之间的流体连通，即蒸气连通。如图5所示，可动元件56可响应于车辆运动的改变、即车辆的加速度，沿着凹斜面58向上移动，从而开启在上部动态蒸气通道46a，46b和下部动态蒸气通道48之间的流体连通。车辆的加速度、即车辆运动的改变，可包括但不限于水平加速度、竖直加速度和/或径向加速度。同样地，当车辆运动改变时，可动元件56沿凹斜面58向上运动，退出与下部动态蒸气通道48的密封接合，从而容许在燃料箱22和出口26之间的流体连通，即蒸气连通。

可动元件56具有一质量，该质量足以使可动元件56抵抗由高于一预定水平的值的蒸气压力引起的、沿凹斜面58的向上运动。例如，可动元件56可具有一质量，该质量足以抵抗由至少3kPa的值的蒸气压力引起的、沿凹斜面58的向上运动。应当理解，该预定水平可包括不同于上面描述的3kPa的蒸气压力，可基于任何具体的设计考虑来设定该预定水平。因此，低于预定水平例如低于3kPa的、在燃料箱22内、更具体在蒸气端口28处的蒸气压力不会使可动元件56沿凹斜面58向上移动，而蒸气压力大于预定水平——例如大于3kPa——时，可使可动元件56沿凹斜面58向上运动，从而开启在燃料箱22和出口26之间的流体连通。

防流阀34包括真空释放机构62。该真空释放机构62开启在壳体24的内部开口30与蒸气端口28、更具体为液体/蒸气鉴别器32a之间的流体连通，以释放燃料箱22中的真空压力。

真空释放机构62包括布置在第二腔室40内的浮子64。该浮子64可包括，但不限于，塑料圆球或类似物。如图所示，上部真空释放蒸气通道50包括圆形端口。如图5所示，浮子64构造成响应于燃料箱22内的蒸气压力抵住上部真空释放蒸气通道50的圆形端口而形成密封，该所述蒸气压力的值大于选定的真空水平，例如0kPa，以向上偏压浮子64。因此，当蒸气端口28处的蒸气压力——更具体为燃料箱22处的蒸气压力——在此示例中大于0kPa时，蒸气压力移动浮子64使其与上部真空释放蒸气通道50密封接合以阻断在壳体24的内部开口30和燃料箱22之间的流体连通，特别是蒸气连通。如图4所示，浮子64构造成响应于燃料箱22内的真空压力退出与上部真空释放蒸气通道50的圆形端口的密封接合，该真空压力向下吸引浮子64以开启在上部真空释放蒸气通道50和下部真空释放蒸气通道52a，52b之间的流体连通。因此，当在蒸气端口28处、更具体地在燃料箱22内存在选定的真空压力水平、即小于0kPa的压力时，真空压力竖直向下吸引浮子64以使其远离并退出与上部真空释放蒸气通道50的密封接合，从而开启在壳体24的内部开口30和燃料箱22之间的流体连通，特别是蒸气连通，以容许空气进入燃料箱22并填充该真空。

如图4和图5所示，外壳36可包括多个肋66，所述多个肋66沿径向间隔开地围绕并邻近下部真空释放蒸气通道52a，52b。更具体地，外壳36的下部的上表面60限定所述肋66。当浮子64被真空压力竖直向下吸引时，肋66竖直地将浮子64与下部真空释放蒸气通道52a，52b隔开。这样，肋66阻止真空压力将浮子64向下吸引到与下部真空释放蒸气通道52密封接合。

再参照图2和图3中的实施方式，壳体24包括围绕蒸气端口28、下部动态蒸气通道48和下部真空释放蒸气通道52a，52b周向布置的脊部/凸起部68。应当理解，脊部68可以具有任意合适的形状，包括但不限于圆形形状或矩形形状。

防流阀34可以在图2所示的第一位置和图3所示的第二位置之间移动。当在第一位置时，防流阀34布置成与脊部68密封接合以使蒸气端口28、下部动态蒸气通道48和下部真空释放蒸气通道52a，52b相对于壳体24的内部开口30密封。当处于第二位置时，防流阀34竖直地与脊部68分隔开以容许围绕防流阀34的周缘、在蒸气端口28和出口26之间的流体连通，特别是蒸气连通。壳体24可限定多个围绕外壳36的周缘布置的流动通道(未示出)，以便于围绕防流阀34周缘的流体连通。

燃料蒸气排放阀组件20还包括一偏压装置70。该偏压装置70构造成用于将防流阀34偏压至第一位置。偏压装置70可包括，但不限于，卷簧或类似物。偏压装置70具有一刚度，当防流阀响应于具有小于第一预定值(例如小于3kPa)的值的燃料箱22内的蒸气压力时，该刚度足以抵抗防流阀34的运动。因此，如果燃料箱22内和蒸气端口28处的蒸气压力小于3kPa，则偏压装置70将防流阀34保持在第一位置。然而，如果燃料箱22内和蒸气端口28处的蒸气压力升至高于3kPa，则由蒸气压力施加在防流阀34上的压力足以移动偏压装置70，例如压缩卷簧，并将防流阀34移动至第二位置。当在第二位置时，来自燃料箱22内的大量蒸气可在短时间内逸出。

已详细描述了实现本发明的最优实施方式，在所附权利要求的范围内，本领域的技术人员能发现用于实施本发明的各种不同的替代设计和实施方案。