专利名称：安全阀及燃料蒸汽阀组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制两个部件之间的流体流动的阀组件，特别是用于控制燃料箱和蒸汽吸收碳罐之间的燃料蒸汽的流动。
背景技术：
蒸汽排放阀被用于多种应用领域中以使得蒸汽在预定条件下从容器中排放出来。例如，燃料蒸汽被排放到吸收燃料蒸汽的碳罐中。碳罐稍后对蒸汽进行净化，净化后的蒸汽然后在车辆发动机中燃烧。一般地，蒸汽排放阀构造为在箱中的蒸汽的预定压强作用到阀上之前，阻断从燃料箱到罐的蒸汽流动。由于燃料箱中的蒸汽的压强而作用在排放阀上的力将克服偏压排放阀到闭合位置的弹簧的力。在这些条件下，排放阀执行过压保护(overpressure relief )功能。当箱的压强降低到预定的最小压强以下时，一些蒸汽排放阀也通过打开以使得蒸汽从排放管线流回到箱而执行负压保护(overvacuum relief)功能。
发明内容
本发明提供如下的一种阀组件:该阀组件在不受连接到第二部件的排放管线中的蒸汽压强影响的情况下，执行过压保护功能，以从第一部件排放流体(诸如从燃料箱排放燃料蒸汽)到第二部件(诸如，碳罐)。也就是说，所述阀组件具有如下的阀:当需要时，该阀打开以提供压力保护，而不管该阀打开所抵抗的蒸汽压强如何。所述阀组件也可以包括螺线管，该螺线管可以被控制，以便能够独立于响应蒸汽压强的运动而允许流体流动。具体地，一种用于控制第一端口和第二端口之间的流体流动的阀组件包括阀体，该阀体限定第一端口和第二端口之间的通道。在本文中使用的流体流包括蒸汽流、液体流或者两者。所述阀组件包括具有可移动衔铁的可通电的螺线管。至少一个阀被连接为在阀体中与衔铁一起运动。所述至少一个阀可以包括第一阀和第二阀两者，所述第一阀例如为连接成与衔铁一起运动的提升阀(poppet valve),所述第二阀(在这里也称为密封阀)大致包围提升阀。所述至少一个阀(例如提升阀和密封阀一起)当处于就座位置时阻断通道。所述至少一个阀当被螺线管阀的衔铁响应于螺线管的通电(或者在一些实施例中，断电)移动时打开通道。所述至少一个阀也能够独立于螺线管从就座位置移动到离座位置。所述至少一个阀在所述至少一个阀的暴露于所述第一端口的一侧暴露于第一压强，在所述至少一个阀的暴露于所述第二端口的相对侧暴露于第二压强。隔膜阀(diaphragm valve)被操作性地连接为与所述至少一个阀一起运动，并且具有与所述至少一个阀的暴露于所述第二压强的有效面积相等的暴露于所述第二压强的有效面积。在第二端口处的压强作用于隔膜阀的力大致等于并且反向于在第二端口处的压强作用于密封阀上的力。第二压强在隔膜阀上的力大致抵消了第二压强在所述至少一个阀上的大致相等且反向的力的作用。因此，所述至少一个阀响应于第一端口处的预定压强之上的第一压强而朝向离座位置以打开通道的运动基本上独立于第二压强。因此，在燃料箱的应用中，在不考虑第二端口处的压强(例如，不考虑连接到碳罐的蒸汽排放管线中的压强)的情况下，阀组件通过打开以允许排放而执行过压保护功能。阀组件也可以包括第一弹簧，该第一弹簧将所述至少一个阀偏压向就座位置，从而当第一端口处(例如，燃料箱处)的压强的力大于由于第一弹簧产生的力时发生过压保护。任选地，在所述至少一个阀包括提升阀和密封阀的实施例中，当由于第二端口处的蒸汽压强而作用在提升阀上的力和由于隔膜阀的与第二压强所作用的一侧相反的一侧上的另一压强而作用在隔膜阀上的力之和大于第二弹簧的力、由于第一端口处的压强而作用在提升阀上的力以及由于第二端口处的压强而作用在隔膜阀上的力之和时，提升阀也可以克服第二弹簧的力而移动。因此，在燃料箱的应用中，当燃料箱中的第一压强降低到预定最小压强之下时，提升阀通过允许蒸汽从罐排放管线流动到燃料箱中而执行负压保护功倉泛。结合附图，从以下对执行本发明的最佳方式的详细说明中，本发明的上述特征和优点以及其他的特征和优点将变得更加明显。
图1是控制燃料箱和蒸汽罐之间的蒸汽流动的阀组件的示意性截面视图；图2是图1的阀组件的一部分的示意性截面视图；以及图3是图1的阀组件的另一部分的示意性截面视图。
具体实施方式
。参考附图，其中在多个附图中类似的附图标记指代类似的部件，图1示出了具有阀体11的阀组件10，该阀体11具有第一端口 12、第二端口 14和连接第一端口 12与第二端口 14的通道16。如下文进一步说明的，隔膜阀15用于影响作用在阀组件10中的阀上的力的平衡。如本文中所说明的，阀组件10控制第一端口 12和第二端口 14之间的流体流动。在一个非限制性的实施例中，该阀组件10用在车辆上以用于控制燃料箱18和蒸汽罐20之间的蒸汽的流动。图1示出了燃料箱18，该燃料箱18操作性地连接到第一端口 12以使得第一端口 12处的第一压强是燃料箱18中的压强，并且第二端口 14处的第二压强是将蒸汽罐20连接到第二端口 14的管线22中的压强。在其他的实施例中，燃料箱18可与第二端口 14连接，并且通向蒸汽罐20的管线22可与第一端口 12连接。阀组件10包括第一螺线管26，其具有螺线管本体28。在示出的实施例中，螺线管本体28也称为阀壳，并且是具有多个部分的多件式部件，所述多个部分可以通过铸造、模制或者其他工艺彼此制成一体或者制成整体。螺线管本体28包围线圈30。极片32压配合或者固定在螺线管本体28中。当线圈30由电源(诸如电池，未示出)通电时，衔铁34可在柱形腔体36中移动。通量收集器38定位成靠近衔铁34。极片32、线圈30、衔铁34和通量收集器38形成电磁体。在极片32和衔铁34之间的气隙中形成通量线。延伸部40被连接成与衔铁34 —起移动。提升阀42(在本文中也称为第一阀或者第一提升阀)被连接成与延伸部40和衔铁34 —起移动。阀组件10还包括密封阀44，其径向地包围提升阀42。密封阀44也称为第二阀。提升阀42和密封阀44能够集成为单个阀。在这样的实施例中，阀组件10将不会提供如下所述的负压保护功能，因为提升阀42必须能够独立于密封阀44移动以提供过压保护。在图2中，密封阀44示出为处于就座位置，在该就座位置，密封阀44在通道16处与阀体11的就座面56接触。密封阀44包括柔性密封部45和刚度相对更大的主体部46。在图1中，衔铁34示出为处于线圈30被断电的位置。在一种替代实施例中，衔铁34可以构造为当线圈30通电时处于图1所示的位置，并且当线圈30断电时，能够向极片32移动。在第一位置处，提升阀42与密封阀44所就座的就座面56平齐，以防止第一端口12和第二端口 14之间发生流动。在图1的实施例中，当线圈30通电时，衔铁34将向极片32移动，从而在图1和图2中将提升阀42向上拉向第二位置，在该第二位置，提升阀42也向上拉动密封阀44，使得提升阀42和密封阀44位于阀体11的就座面56的上方。这将打开通道16以允许第一端口 12和第二端口 14之间发生流动。由脊部47来引导密封阀44的运动。螺线管26可以由通电的控制器控制，例如，当使用所述阀的车辆正工作时。不管车辆是否正在工作，即，即使当螺线管26的控制器没有通电时，阀组件10都能够响应蒸汽压强而提供过压保护和负压保护。在所示出的其中提升阀42和密封阀44没有集成为单个阀的实施例中，当衔铁34处于示出的位置时，提升阀42也能够根据由于第一端口 12和第二端口 14处的压强而作用在提升阀42上的力、由于第二端口处的压强和隔膜阀的与暴露于第二端口的一侧相反的一侧的压强而作用在隔膜阀上的力、以及弹簧54的偏压力的平衡，独立于密封阀44在第一位置和示出的第三位置(朝向第一端口 12)之间移动。在图1和图2中，提升阀42示出为处于第三位置，在该第三位置中，该提升阀42允许蒸汽从第二端口 14流向第一端口 12。该第三位置发生在产生负压状态的情况期间，并且在下文中将进一步予以解释。图2中示出的第一弹簧48将密封阀44偏压向示出的就座位置。第一弹簧48定位成与阀体11的静止部50和密封阀44的内部环形唇缘52接触。第一弹簧48径向地包围第二弹簧54。第二弹簧54与提升阀42的一部分以及密封阀44的唇缘52接触。第一弹簧48是外弹簧，而第二弹簧54是内弹簧。密封阀44具有第一侧面或表面58，其具有暴露于端口 12处的第一压强的第一有效面积59。第一有效面积59是由密封阀44和提升阀42的暴露于第一压强的表面形成的面积。第一有效面积59与具有外径60的圆形的面积相同。密封阀44的相反的第二侧面或表面62具有暴露于端口 14处的第二压强的第二有效面积64和第二有效直径66。表面64由提升阀42和密封阀44的暴露于第二压强的表面形成。当提升阀42处于其内表面65与密封阀44接触的第一位置并且密封阀44处于示出的就座位置时，通道16被提升阀42和密封阀44阻塞，并且不允许在第一端口 12和第二端口 14之间发生流体流动。如果第一端口 12处的压强升高至预定水平之上，为了打开密封阀44(8卩，移动到离座位置)，第一压强在第一有效面积59上的力将需要克服将密封阀44偏压向就座位置的第一弹簧48的力。由于隔膜阀15的抵消作用，密封阀44不需要克服由于第二端口 14处的第二压强产生的任何力以便提升到离座位置。隔膜阀15在外周边处锚定到静止阀体11上并位于阀体11和静止螺线管主体28之间。隔膜阀15在内周边处连接成与衔铁34、以及阀延伸部40和第一提升阀42 (其连接成与衔铁34 —起移动)一起移动。隔膜阀15连接到杯形凸缘67，该杯形凸缘67从延伸部40延伸并且与延伸部40 —起移动。杯形凸缘67和延伸部40可以形成为单个部件。隔膜阀15构造有表面70，该表面70具有暴露于第二端口 14处的第二压强的第三有效面积和有效直径68。在隔膜阀15的与具有第三有效面积的表面70相反的一侧，隔膜阀15的具有第四有效面积的表面71经由阀壳28中的开口 77(在图1中示出)暴露于另一压强，诸如(但不限于)大气压。具有第四有效面积的表面71位于隔膜阀15的具有有效直径73的一侧。隔膜阀15特别地构造为使得隔膜阀15的暴露于第二压强的具有第三有效面积的表面70与提升阀42和密封阀44的暴露于第二压强的表面64的第二有效面积相等。有效直径68等于有效直径66。因此，第二端口 14处的第二压强作用在密封阀44上以将密封阀44移向第一端口 12的力被如下的相反力抵消，即，第二压强作用在隔膜阀15上以将隔膜阀15 (以及因此将延伸部40和密封阀44)移离表面56并移向离座位置的力。换句话说，由于隔膜阀15，第二端口 14处的第二压强对密封阀44的位置不起作用。仅有的影响密封阀44向离座位置移动的压强是作用在表面59上的第一端口 12处的压强以及作用在表面71上的压强(该压强可以是大气压)。另一实施例可以构造为调整隔膜阀15的有效直径使之与有效直径79相等，而不是与有效直径60相等，或者可以根据应用调整为两个直径之间的值。除非通过螺线管26过驱动(overdriven)将提升阀42置于第二 (打开)位置，以及除了在负压状态下，否则提升阀42和密封阀44的位置取决于第一端口 12处的压强和弹簧
48、54的力作用在阀42、44上的合力。对于密封阀44和提升阀42，第一端口 12处的第一压强产生的力(该力是第一压强与第一有效面积59的乘积)减去弹簧48的力之后的力发生作用，以提升提升阀42和密封阀44远离表面56朝向第二端口 14移动，从而允许端口 12、14之间发生流体流动。第一弹簧48的力的作用是将密封阀44向表面56偏压(S卩，向示出的就座位置)。提升阀42也被偏压向第一位置，在该第一位置中，提升阀42的表面65与柔性密封部45的第一侧58接触。第二端口 14处的第二压强对密封阀44不起作用。因此，当第一端口 12处的第一压强产生的力超过弹簧48的力时，密封阀44将提升到离座位置，在该离座位置，柔性密封部45的底部处于位置72处从而允许发生流体流动。也就是说，起作用以使得密封阀44离座的力是:P第第―一F第—體，其中P第—是第一端口 12处的压强，A第—是第一有效面积59，F第一弹黃是第一弹簧48的力。对于提升阀42，假定螺线管26没有被操作以将衔铁34 (因此将提升阀42和密封阀44 二者)远离第一端口 12移动从而打开通道16，那么作用在提升阀42上的力的平衡包括内弹簧54的力，该内弹簧54的力将提升阀42偏压向闭合位置,在该闭合位置,表面65与第一侧58接触,并且密封阀44处于不出的就座位置。第一端口 12处的第一压强所产生的力是第一压强与暴露于第一压强的表面的有效面积74的乘积，并且该第一压强所产生的力还起作用以将提升阀42偏压向闭合位置。与弹簧54的力以及第一端口 12处的第一压强所产生的力相反，第二端口 14处的第二压强所产生的力是第二压强与暴露于第二压强的表面65的有效面积的乘积。也就是说，起作用以将提升阀42移向示出的第三位置从而提供负压保护的力是:P第二 *六提升_第二 +P第三*A第三压强下隱細―(P第—*A提升醜—+F第二體+P第二 *A第二压强下的隱
w)，其中，P_二是第二端口 14处的第二压强，二是暴露于第二压强并且具有有效直径79的表面65的面积，A第三压强下__是隔膜阀15的暴露于第三压强P第三的并且具有有效直径73的表面71的有效面 积，一是第一端口 12处的压强，一是暴露于第一压强并且具有有效直径81的面积74，F_:#g是第二弹簧54的力，隔膜阀15的暴露于第二压强的并且具有有效直径68的表面70的有效面积。因此，当第二端口 14处的第二压强作用于表面65上的力和第三压强作用于隔膜17的表面71上的力之和大于第一压强作用于面积74上的力、弹簧54的力和第二压强作用于隔膜15的面积70上的力之和时，提升阀42向示出的第三位置移动以允许流体从第二端口 14流向第一端口 12。在示出的实施例中，这使得蒸汽能够从管线22流向燃料箱18，例如当第一压强降低至预定最小压强之下时提供负压保护。在其中第一端口 12处的第一压强是管线22中的压强并且第二端口 14处的第二压强是燃料箱18中的压强的实施例中，阀
42、44的负压保护将由于隔膜而被平衡，使得第二压强对负压保护功能的影响最小。在图1中，阀体11还形成可选的第三端口 80、第四端口 82，以及连接第三端口 80和第四端口 82的第二通道84。如这里所描述的，第二螺线管86、第三阀88、第四阀90以及第三弹簧92和第四弹簧94用于控制第三端口 80和第四端口 82之间的流体流动。第三端口 80可以与燃料箱18流体连通，并且第四端口 82可以与蒸汽罐20的排放管线22流体连通。阀88、90以及弹簧92、94可以构造为在与阀42、44和弹簧48、54不同的压强水平下提供过压和负压保护。或者，第三端口 80可以构造为与排放管线22流体连通，并且第四端口 82可以构造为与燃料箱18流体连通。此外，第三端口 80和第四端口 82可以与和第一端口 12以及第二端口 14所流体连通的部件不同的部件流体连通。螺线管86具有包围线圈98的多件式螺线管本体96。螺线管本体96可以与螺线管本体28 —体地形成或者是一个整体。极片100压配合或者固定到螺线管本体96中。当线圈98被电源(诸如电池，未示出)通电时，衔铁102可在柱形腔体104中移动。通量收集器106定位成靠近衔铁102。极片100、线圈98、衔铁102和通量收集器106形成电磁体。在极片100和衔铁102之间的气隙中形成通量线。第三阀88 (也称为第二提升阀)连接为与衔铁102—起移动。衔铁102示出为处于打开位置，在该打开位置，衔铁102由于被通电(或者在一些实施例中，被断电)的线圈98或者由于阀88、90的过压保护功能已经移向极片100，使得流体能够经由通道84在端口
80、82之间连通。在一个替代实施例中，衔铁102可以构造为当线圈98断电时处于允许端口 80和82之间的流体流动的打开位置，并且当线圈98通电时能够移动以阻断流动。在这种常开螺线管的情况下(即，当线圈98断电时衔铁处于允许端口 80和82之间的流体流动的位置)，只有当螺线管通电时，才能实现过压保护和负压保护。在图3的实施例中，当线圈98断电时，衔铁102将远离极片100移动，从而在图1和3中将提升阀88向下移动到闭合位置，同时允许第四阀90向下移动，以便第四阀90就座于表面91，并且第四阀90和提升阀88阻断通道84以防止第三通道80和第四通道82之间的流体流动。螺线管86可以由通电的控制器控制，例如当具有阀组件10的车辆正工作时。不管车辆是否正在工作，即，即使当螺线管86的控制器没有通电时(在螺线管常闭的实施例中)，阀组件10都能够利用响应蒸汽压强所产生的力而移动的弹簧偏压阀88、90提供过压保护和负压保护。在示出的实施例中，当衔铁102没有被螺线管86拉向极片100时，在密封阀90移向示出的离座位置同时提升阀88也移向示出的打开位置的情况下，提供过压保护，以允许蒸汽从第三端口 80流向第四端口 82。当第三端口 80处的压强在就座于表面91的密封阀90的表面(该表面具有第四有效面积110和有效直径114)上的力大于第四端口 82处的压强在密封阀90的表面(该表面具有第五有效面积112和有效直径116)上的相反力与作用于密封阀90上的弹簧92的力之和时，发生过压保护。密封阀90的第四有效面积110是具有有效直径114的圆的面积，并且包括密封阀90和提升阀88的暴露于第三端口 80处的压强的面积。密封阀90的第五有效面积112是具有有效直径116的圆的面积，并且包括密封阀90和提升阀88的暴露于第四端口 82处的压强的面积。类似地，提升阀88也能够在闭合位置(当密封阀90处于就座位置时，提升阀88处于此位置)和提供负压保护的一个位置(朝向端口 80)之间移动。假设密封阀90处于就座位置，当端口 82处的压强在具有第五有效面积112的表面上的力超过端口 80处的压强在具有第四有效面积HO的表面上的力和弹簧94的力之和时，提升阀88移向朝端口 80的位置，从而允许流体从端口 82流向端口 80。虽然已经详细说明了用于实施本发明的最佳模式，但是熟悉本发明所属领域的技术人员可以认识到用于实践本发明的在所附权利要求范围内的各种替代设计和实施例。
权利要求
1.一种用于控制流体流动的阀组件(10)，所述阀组件包括: 阀体(11)，所述阀体限定第一端口(12)和第二端口(14)，以及在所述第一端口和所述第二端口之间的通道(16)； 具有衔铁(34)的能够通电的螺线管(26)； 至少一个阀(42、44)，所述至少一个阀在处于就座位置时阻断所述通道，并且在处于离座位置时打开所述通道；其中，所述至少一个阀被连接成与所述衔铁一起移动；所述衔铁响应所述螺线管的通电而移动，使得所述至少一个阀在所述就座位置和所述离座位置中的一个与所述就座位置和所述离座位置中的另一个之间移动； 其中，所述至少一个阀在所述至少一个阀的暴露于所述第一端口的一侧(58 )暴露于第一压强，在所述至少一个阀的暴露于所述第二端口的相对一侧(62)暴露于第二压强；以及 隔膜阀(15)，所述隔膜阀操作性地被连接成与所述衔铁一起在所述阀体中移动，其中，所述隔膜阀具有表面(70)，所述表面(70)的暴露于所述第二压强的有效面积基本等于所述至少一个阀的暴露于所述第二压强的表面(64)的有效面积，响应于在预定压强之上的所述第一压强并且由于所述隔膜阀而基本独立于所述第二压强，所述至少一个阀也从所述就座位置移动到所述离座位置以打开所述通道。
2.如权利要求1所述的阀组件，其特征在于，所述隔膜阀具有另一表面(71)，所述另一表面(71)暴露于第三压强并且与所述隔膜阀的暴露于所述第二压强的表面相对。
3.如权利要求1所述的阀组件，其特征在于，还包括: 弹簧(48)，所述弹簧(48)具有将所述至少一个阀偏压向所述就座位置的弹簧力，因此当由于所述第一压强而作用在所述至少一个密封阀上的力大于所述弹簧力时，所述至少一个阀移向所述离座位置。
4.如权利要求3所述的阀组件，其特征在于，所述至少一个阀包括被连接成与所述衔铁一起移动的提升阀(42)，以及基本径向地包围所述提升阀的密封阀(44)，并且还包括: 另一弹簧(54)，所述另一弹簧(54)在所述密封阀处于所述就座位置时将所述提升阀偏压向第一位置； 当由于所述第二压强而作用在所述提升阀上的力与由于所述第三压强而作用在所述隔膜阀上的力之和大于所述另一弹簧的将所述提升阀偏压向所述第一位置的力、由于所述第一压强而作用在所述提升阀上的力以及由于所述第二压强而作用在所述隔膜阀上的力之和时，所述提升阀移向第三位置以打开所述通道。
5.如权利要求4所述的阀组件，其特征在于，所述阀体限定在第三端口(80)和第四端口(82)之间的第二通道(84)，并且还包括: 第二能够通电的螺线管； 第二提升阀(88)，所述第二提升阀操作性地连接到所述第二能够通电的螺线管，并且能够响应所述第二能够通电的螺线管的通电在闭合位置和打开位置中的一个与所述闭合位置和所述打开位置中的另一个之间移动； 第二密封阀(90)，所述第二密封阀基本包围所述第二提升阀，使得所述第二提升阀和所述第二密封阀构造为在所述第二密封阀处于就座位置并且所述第二提升阀处于所述闭合位置时阻断所述第二通道；其中，所述第二密封阀在所述第二密封阀的暴露于所述第三端口的一侧暴露于所述第一压强和所述第二压强中的一个，并且在所述第二密封阀的暴露于所述第四端口的相对一侧暴露于所述第一压强和所述第二压强中的另一个； 其中，当所述第二提升阀响应于第二螺线管从所述闭合位置移向所述打开位置时，所述第二密封阀能够被所述第二提升阀从所述就座位置移向离座位置，当所述第二密封阀处于离座位置时，所述第三端口和所述第四端口之间的所述第二通道是打开的；以及 附加弹簧(92)，所述附加弹簧(92)向所述第二密封阀施加弹簧力以将所述第二密封阀偏压向所述就座位置，因此将所述第二密封阀推向所述离座位置的合力是:由于所述第三端口处的压强而作用在所述第二密封阀上的力减去所述附加弹簧施加到所述第二密封阀上的弹簧力与由于所述第四端口处的压强而作用在所述第二密封阀上的力之和所得到的差。
6.如权利要求5所述的阀组件，其特征在于，还包括: 另一附加弹簧(94)，当所述第二密封阀处于所述就座位置时，所述另一附加弹簧(94)将所述第二提升阀偏压向所述闭合位置；当由于所述第四端口处的压强而作用在所述第二提升阀上的力大于所述另一附加弹簧将所述第二提升阀偏压向所述闭合位置的力与由于所述第三端口处的压强而作用在所述第二提升阀上的力之和时，所述第二提升阀移向打开所述第二通道的位置。
7.如权利要求4所述的阀组件，其特征在于，当所述螺线管通电时，所述提升阀从所述离座位置移动到所述就座位置。
8.一种阀组件(10)，所述阀组件包括: 能够通电的螺线管(26); 阀体(11)，所述阀体(11)具有与处于第一压强的流体连通的第一端口(12)以及与处于第二压强的流体连通的第二端口( 14)，并且限定在所述第一端口和所述第二端口之间的通道(16)； 第一阀(42)，所述第一阀(42)能够响应于所述螺线管的通电在闭合位置和打开位置中的一个与所述闭合位置和所述打开位置中的另一个之间移动； 第二阀(44)，所述第二阀(44)基本包围所述第一阀并且具有就座位置和离座位置，当所述第一阀处于所述闭合位置并且所述第二阀处于所述就座位置时，所述第二阀和所述第一阀密封所述通道；其中，当所述第一阀响应所述螺线管从所述闭合位置移动到所述打开位置时，所述第二阀能够被所述第一阀从所述就座位置移动到所述离座位置，当所述第二阀处于所述离座位置时所述通道是打开的；其中，所述第一阀和所述第二阀共同具有暴露于所述第一端口处的所述第一压强的第一有效面积(59)，所述第一压强将所述第一阀和所述第二阀推向所述离座位置；其中，所述第一阀和所述第二阀共同具有暴露于所述第二端口处的所述第二压强的第二有效面积(64)，所述第二压强将所述第二阀推向所述就座位置； 隔膜阀(15)，所述隔膜阀(15)操作性地连接到所述第一阀并且具有第三有效面积(70)，所述第三有效面积基本等于所述第二有效面积并且暴露于所述第二端口处的将所述第一阀推向所述打开位置的所述第二压强，因此，由于将所述第二阀推向所述就座位置的所述第二压强而作用在所述第二阀上的力被由于所述第二压强而作用在所述隔膜阀上的力抵消；以及 第一弹簧(48)， 所述第一弹簧(48)对所述第二阀施加第一弹簧力以将所述第二阀偏压向所述就座位置，因此，将所述第二阀偏压向所述就座位置的合力是:所述第一弹簧的力减去作用在所述第一有效面积上的所述第一压强产生的力得到的差。
9.如权利要求8所述的阀组件，其特征在于，还包括: 第二弹簧(54)，所述第二弹簧(54)在所述第二阀处于所述就座位置时将所述第一阀偏压向所述闭合位置，其中，当所述第二压强与所述第一阀的暴露于所述第二压强的有效面积的乘积和所述第三压强与所述隔膜阀的暴露于所述第三压强的有效面积的乘积之和大于所述第二弹簧将所述第一阀偏压向所述闭合位置的力、所述第一压强与所述第一阀(42)的暴露于所述第一压强的有效面积的乘积以及所述第二压强与所述隔膜阀的暴露于所述第二压强的有效面积的乘积之和时，所述第一阀移动到第三位置，所述第三位置允许流体经由所述通道从所述第二端口流动到所述第一端口。
10.如权利要求9所述的阀组件，其特征在于，所述第一弹簧和所述第二弹簧设置为使得所述第一弹簧包围所述第二弹簧，所述第一弹簧位于所述第二阀以及所述阀体的静止部(50)上，所述第二弹簧位于所述第一阀和所述第二阀上。
11.如权利要求8所述的阀组件，其特征在于，所述螺线管是第一螺线管，并且所述阀组件还包括: 第二能够通电的螺线管(86)； 其中，所述阀体还限定与处于第一压强的流体连通的第三端口(80)以及与处于第二压强的流体连通的第四端口(82)，并且限定在所述第三端口和所述第四端口之间的第二通道(84)； 第三阀(88)，所述第三阀能够响应第二选择性通电的螺线管的通电在闭合位置和打开位置中的一个与所述闭合位置和所述打开位置中的另一个之间移动； 第四阀(90)，所述第四阀基本包围所述第三阀并且具有就座位置和离座位置，当所述第三阀处于所述闭合位置并且所述第四阀处于所述就座位置时，所述第四阀和所述第三阀密封在所述第三端口和所述第四端口之间的所述通道；其中，当所述第三阀从所述闭合位置移动到所述打开位置时，所述第四阀能够被所述第三阀从所述就座位置移动到所述离座位置，当所述第四阀处于所述离座位置时，所述第三端口和所述第四端口之间的所述第二通道是打开的；其中，所述第三阀和所述第四阀共同具有暴露于所述第三端口处的所述第一压强的第四有效面积，所述第一压强将所述第四阀推向所述离座位置；其中，所述第三阀和所述第四阀共同具有暴露于所述第四端口处的所述第二压强的第五有效面积，所述第二压强将所述第四阀推向所述就座位置； 附加弹簧(92)，所述附加弹簧(92)对所述第四阀施加弹簧力以将所述第四阀偏压向所述就座位置，因此，将所述第四阀偏压向所述就座位置的合力是:所述附加弹簧施加在所述第四阀上的弹簧力与所述第二压强和所述第五有效面积的乘积之和减去所述第一压强与所述第四有效面积的乘积所得到的差。
12.如权利要求11所述的阀组件，其特征在于，还包括: 另一附加弹簧(94)，所述另一附加弹簧(94)在所述第四阀处于所述就座位置时将所述第三阀偏压向所述闭合位置，其中，当所述第二压强与所述第三阀的暴露于所述第二压强的有效面积的乘积大于所述另一附加弹簧将所述第三阀偏压向所述闭合位置的力与所述第一压强和所述第三阀的暴露于所述第一压强的另一有效面积的乘积之和时，所述第三阀被移动到第三位置，所述第三位置允许流体经由所述第二通道从所述第四端口流动到所述第三端口。
13.如权利要求8所述的阀组件，其特征在于，所述阀组件与燃料箱(18)和蒸汽罐(20)组合，其中，所述燃料箱操作性地连接到所述第一端口以提供所述第一压强，所述蒸汽罐通过排放管线(22)与所述第二端口操作性地连接以提供所述第二压强。
14.如权利要求8所述的阀组件，其特征在于，当螺线管通电时，所述第一阀从所述离座位置移动到所述就座位置。
15.一种用于车辆的蒸汽控制系统，所述车辆具有燃料箱(18)和燃料蒸汽吸收碳罐(20)，所述蒸汽控制系统包括: 阀体(11)，所述阀体(11)具有与所述燃料箱流体连通的第一端口(12)以及与所述碳罐流体连通的第二端口( 14)，并且具有连接所述第一端口和所述第二端口的通道(16); 排放管线(22)，所述排放管线(22)操作性地连接所述第二端口和所述碳罐； 具有可移动的衔铁(34)的能够通电的螺线管(26)； 至少一个阀(42、44)，所述至少一个阀位于所述通道中，并且被连接为与所述衔铁一起移动；所述至少一个阀具有在所述第一端口处暴露于所述燃料箱中的蒸汽压强的表面(58)，以及在所述 第二端口处暴露于所述排放管线中的蒸汽压强的另一表面(62)； 隔膜阀(15)，所述隔膜阀操作性地连接为与所述衔铁一起移动并且密封到所述阀体，所述隔膜阀在一侧暴露于所述第二端口处的蒸汽压强，并且在相对侧暴露于另一压强，并且所述隔膜阀构造为使得所述第二端口处的蒸汽压强经由所述隔膜阀和所述至少一个阀产生作用于所述衔铁的基本相等并且反向的力，因此由于所述第一端口处的蒸汽压强而造成的所述至少一个阀的移动基本上不受所述排放管线中的蒸汽压强的影响。
全文摘要
本发明提供一种阀组件(10)，该阀组件能够在不受连接到第二部件的排放管线(22)中的蒸汽压强影响的情况下，执行过压保护功能以从第一部件排放流体，例如从燃料箱(18)排放燃料蒸汽，到第二部件，例如碳罐(20)。也就是说，当需要时，不管阀(42、44)打开所抵抗的蒸汽压强如何，阀(42、44)都能够打开以提供压力保护。所述阀组件还可以包括螺线管(26)，所述螺线管可控制为允许流体独立于响应蒸汽压强的运动而流动。
文档编号F16K24/04GK103140367SQ201180037286
公开日2013年6月5日 申请日期2011年7月29日 优先权日2010年7月29日
发明者R·D·凯勒 申请人:伊顿公司