具有比例分流的燃料蒸气管理系统的制作方法

专利名称：具有比例分流的燃料蒸气管理系统的制作方法
具有比例分流的燃料蒸气管理系统相关申请的交叉引用
本正式申请依赖于2008年10月10日提交的、申请号为61/104422的美国临时申请的申请日，本申请已经在该申请日的十二(12)个月内提交，通过引用将上述临时申请并入本文，并根据美国法典第35篇1. 19条(e)款要求其优先权。
背景技术：
在将燃料从大容量储罐泵送至车辆油箱或类似装置内时，车辆油箱内的空气和蒸气将在加油过程期间被排出。排出的蒸气流含有挥发性有机物(VOC)，如果排放到大气中， 那么就可能会导致地面有臭氧生成并使人暴露在有害空气污染物(HAP)中。基于加油蒸气控制(也被称为II级控制)的加油站收集这些蒸气并将其送回地下燃料储罐(UST)。真空辅助II级蒸气管理系统是一种利用真空泵从车辆中机械抽取空气和蒸气送至UST的技术。对抽取的空气进行计量以提供在分配至车辆的液体燃料的体积比率下被称为气液比(A/L)的固定比值。A/L比可以由地方标准或国家标准规定并且通常处于0.9到 1. 2的范围内。在A/L比大于1. 0时或者在回流中的HC浓度低于UST内饱和浓度时的常见情况下，就要进行UST加压。指定压力下UST气相空间内处于平衡(或者处于饱和)时的空气量取决于多种因素，主要是与燃料蒸气压有关，燃料蒸气压是燃料性质和温度的函数。在某些情况下，可以将能够造成加压的过量空气送入UST内。这些情况包括(1)在A/L比大于1时；(2)在车辆和UST内的初始燃料之间存在负的燃料雷德蒸气压(RVP)压差时；(3) 在车辆的油箱和UST之间存在负的温度差时；或者(4)在由于分配器喷嘴和车辆加油口之间的不良密封而在车辆处存在低于理想回收效率和泄漏的情况时。UST加压可能会导致燃料蒸气通过UST出口和/或通过UST系统内的漏孔排出，由此导致污染大气和/或地下水的VOC排放。理想情况下，UST压力应该被保持在大气压以下。在汽油分配装置(⑶F)中经常需要用蒸气处理器或压力管理系统来降低UST压力并使从真空辅助II级蒸气管理系统排出的燃料蒸气最少。蒸气处理器采用的技术是使空气与燃料蒸气分离，将净化的空气泵送到大气中，并将燃料蒸气送回UST。蒸气处理器通常被成形为满足蒸气管理系统的要求以在UST内保持轻度的系统真空或环境压力。目前用于蒸气处理器的技术示例有隔膜分离器、碳转换床吸附器、冷冻冷凝器以及燃烧器或催化燃
/jm-nfr ο美国专利5305807公开的用于UST的燃料蒸气管理系统中采用单个活性碳罐来控制介于高位和低位之间的UST压力。在加载模式期间，专用真空泵(基于压力触发器或定时器)从UST气相空间内抽出空气和燃料蒸气的混合物并将该混合物送至活性碳罐。燃料蒸气被吸附到罐内的活性碳上，而新鲜空气则从系统中排出以得到1/4英寸水柱到1英寸水柱的临时性轻度负压。在净化模式期间，一系列电磁阀允许用同一真空泵将碳罐内的压力降低至接近完全真空(也就是零大气压)。结果，被吸附的燃料蒸气就从活性碳中脱附并排回到UST的气相空间内。优选地，通过止回阀来阻止空气经罐的出口进入罐内。在该时段期间，UST压力可能会由于连续的加油蒸气管理操作而上升。该系统意图每2小时内工作约15分钟。单碳床系统通常是基于压力极限触发器进行操作，其中总的最大系统压力可以被保持为低于某个阈值，但是UST压力可能会在低于最大值的很大范围内波动。该系统的一个缺点在于完全真空是有效净化活性碳罐所必需的。如果在罐再生期间使用大量的新鲜净化空气，那么UST压力就会快速增加。另一个缺点是UST压力可能会在包括正压的大范围内波动。已经在通过使用装有转换床吸附器的系统来解决平滑压力波动的问题。使用活性碳转换床吸附器的燃料蒸气管理系统通常以类似的方式在油库被设计用于罐装的燃料蒸气管理系统。这些转换床系统使用在加载模式和净化模式中异相操作的双碳床。在加载模式下，通过利用阀网将UST内的蒸气排放至转换床系统内的一个活性碳床。其中的燃料蒸气被吸附到活性碳上，以允许空气从吸附器排放到大气中，同时仍保持系统内的大气压力。而且，真空泵可以在加载模式下被用于将空气和蒸气从UST泵送至一个吸附器，并允许UST相对于外界环境形成负压。在净化模式下，真空泵在碳罐上抽出接近完全的真空以脱附碳氢化合物并将其送回UST。可以允许少量的空气进入净化罐内以提供更好的再生，但是真空度仍然保持为接近完全真空。只要在净化期间使用的空气量少于排出到异相加载罐的空气量，即可保持UST的负压。该系统的缺点在于每一个碳罐必须被成形用于容纳由泵送到UST内的过量空气以及在UST内重新建立平衡所导致的GDF中全部的过量蒸气和空气的混合物。因此，该系统需要充分大的碳罐，并且因此就需要大容量的真空泵。而且，大罐通常会造成热量和流动方面的问题，这会导致低效并且进一步增加罐和再生真空泵的尺寸。美国专利3874427公开的燃料蒸气管理系统解决了对充分大的碳床的需求，但是碳床无法再生并且必须根据罐吸附碳氢化合物的能力以一定的频率进行更换。在该系统中，真空泵被安置在车辆油箱和吸附罐下游的蒸气回流管线内，其以阻止燃料蒸气进入大气。通过真空从车辆中抽出蒸气并且可选地送至吸附罐或大容量燃料储罐。真空泵以与分配燃料的速率基本相等的速率或者以与A/L比成比例的速率运行以使得加载模式期间所有的回流蒸气都被泵抽走并经过吸附材料，直到UST达到目标负压为止。该系统利用充气增压来提高地下大容量储罐、定时器和/或电磁阀、磁力阀、流量阀、压力阀、机械阀或其他启动阀外部的一个或多个位置处的蒸气回管量。对于要求尺寸明显减小的一个或多个吸附罐并且不需要完全真空而又可以实现较短的再生时间以再生载有燃料的吸附剂的蒸气管理系统仍然存在需求。而且，希望具有能够保持稳定的UST负压的系统。

发明内容
公开了一种用于在从大容量储罐向车辆油箱加油期间回收从车辆油箱或类似装置中排出的燃料蒸气的燃料蒸气管理系统，该系统具有优异的排放控制和压力管理。公开了一种利用正压并且位于真空泵下游的分流器。分流器被用于以可达到选定UST真空度这样的比例将从车辆中回流的一部分汽油蒸气和空气引导至吸附罐，并将其余部分引导至 UST0分流器可以被包括作为蒸气管理系统的一部分，蒸气管理系统依赖于快速净化罐系统并且可以在车辆加油之间再生，同时可以最小化罐的容量要求并稳定UST负压。公开的系统可以被安装在分配器处或居中设置。


图1是用于中央真空II级蒸气管理系统的公开的蒸气管理系统的一个实施例的示意图，其中燃料收集部件包括吸附材料；
图2是用于中央真空II级蒸气管理系统的公开的蒸气管理系统的一个实施例的示意图，其中燃料收集部件包括元件分离器；
图3示出了真空泵在公开的真空辅助II级蒸气管理系统中的不同位置每一个真空泵都用于燃料分配器单元(图3A)以及中央真空II级蒸气管理系统(图:3B)；
图4是公开的蒸气管理系统的一个实施例的示意图，示出了位于II级真空泵下游以将回流蒸气按比例引导至UST和蒸气收集部件的分流器设备；
图5是示出了本公开不同实施例的示意图，用于在分流器周围的管路连接处分流并用于隔离图4中处于再生期间的蒸气收集设备图5 (A)，5 (B)，5 (C)和5 (D)；
图6是示出了本公开关于图4中分流器周围的管路连接的一个实施例的示意图； 图7是示出了本公开关于图4中分流器周围的管路连接的一个实施例的示意图；以及图8是示出了本公开关于图4中分流器周围的管路连接的一个实施例的示意图。
具体实施例方式现在将在下文中更加完整地介绍本公开，但是不一定示出了本公开所有的实施例。尽管参照示范性实施例介绍了本公开，但是本领域技术人员应该理解可以进行各种修改并且可以对其中的元件进行等价替换而并不背离本公开的保护范围。另外，根据本公开的教导可以得到很多变形以适用于特定情况或材料而并不背离本公开的实质保护范围。本公开一个实施例中的一种燃料蒸气管理系统包括
(a)大容量燃料储罐；
(b)用于燃料储罐的排气管；
(c)加油喷嘴；
(d)在一端与大容量储罐内的液体燃料连通并且在另一端与加油喷嘴连通的燃料输送
管路；
(e)在一端与加油喷嘴连通的蒸气回流管路；
(f)蒸气回流管路内的泵；
(g)安装在蒸气回流管路相对端的分流器，适用于将蒸气回流管路分为第一支路和第二支路，其中第二支路将分流器与大容量燃料储罐的气相部分相连；
(h)能够在加载模式期间收集回流蒸气中的燃料，并与分流器的第一支路相连通的蒸气收集部件；
(i)净化模式期间在一端与蒸气收集部件连通并且在另一端与第二支路或气相部分连通的净化管路，可选地净化管路包括真空泵；以及
(j)用于蒸气收集部件的排气管。公开的燃料蒸气管理系统适合用作真空辅助II级蒸气管理系统，利用真空泵从车辆中机械抽取空气和蒸气送至UST。图1示出了公开的燃料蒸气管理系统的一个实施例。常规燃料泵的分配器101被安装在地下燃料储罐102上方，地下燃料储罐102具有排气管103以释放UST内的压力。在需要时，排气管103可以包括压力阀/真空阀104以控制排气过程。燃料输送管路105的一端与UST 102内的潜水泵106连通，而另一端则与分配器101的排出口连通并随后与加油喷嘴106连通。蒸气回流管路107的一端被连接至加油喷嘴106，而另一端则被连接至分流器108，在此被分为第一支路109和第二支路110。蒸气回流管路107具有真空泵111 以抽取回流蒸气送至分流器108。第一支路109将分流器108与UST 102的气相部分相连。 第二支路110在一端被连接至三通装置112并且在另一端被连接至分流器108。尽管图1 中示出了三通装置112，但是应该理解也可以使用其他装置而并不背离本公开的实质。三通阀装置112适用于将蒸气管路113可选地划分为加载管路110和净化管路114。加载管路110连通至能够收集回流蒸气中燃料的蒸气收集部件115。排气管116的一端连接至蒸气收集部件115，而另一端则开向大气。排气管116可以包括压力阀117以在加载期间调节正压并在净化期间调节真空。净化管路114可以连接至第二支路109或者直接连接至UST 102的气相空间。在需要时，净化管路114可以具有真空泵以在蒸气收集部件115中形成真空并抽取管路中的蒸气送至UST 102的气相区域。压力阀117也可以是两组独立的管路和阀以在净化期间调节净化气流并在加载期间调节低压压降。在加载模式中，通过管路105、加油站泵101的排出口并最终通过加油喷嘴106将 UST 102中的燃料输送至车辆油箱。车辆油箱内在加油过程期间排出的空气和燃料蒸气的混合物以及来自车辆以外的附加空气都通过泵111抽入管路107内。在泵111和分流器 108之间形成正压。通过分流器108将管路107内的回流蒸气流分流至第一支路109和第二支路110。第一支路109内的回流蒸气被输送至UST 102的气相空间。控制UST内的压力水平以使得整个加载模式期间均可保持负压。第二支路110内的回流蒸气经过被开向管路 113的三通阀装置112以使第二支路110内的回流蒸气进入蒸气收集部件115内。通过蒸气收集部件115内的吸附剂来吸附回流蒸气流中的燃料蒸气，从而允许回流蒸气中的空气通过排气管116内的正压阀117以预定的设定值排入大气。在净化模式期间，在相关分配器处不会从UST向车辆油箱排放燃料。三通阀装置 112在管路113和114之间被打开。在需要时，这些管路中的至少一条可以包括真空泵以降低蒸气收集部件115内的压力。新鲜空气也被抽入蒸气收集部件115内，其中吸附的燃料蒸气从吸附剂中脱附。在公开的净化管路114直接连接至UST 102的气相空间的系统中， 脱附的燃料蒸气离开蒸气收集部件115并流经管路113、三通阀装置112、管路114以最终到达UST 102内的气相空间。在公开的净化管路114连接至第二支路109的系统中，脱附的燃料蒸气离开蒸气收集部件115，流经管路113和三通阀装置112，并随后通过管路114 与第一支路109内的回流蒸气汇合。在需要时，真空泵可以被用于净化蒸气收集部件115。本公开中可以使用任何已知的三通阀装置。这样的三通阀装置示例包括但不限于电磁阀、机械阀等。另外，配以单个阀的多条管路在本公开的系统中也可以使用。适合在本公开中使用的蒸气收集部件可以包括蒸气吸附元件以及包含蒸气吸附元件的容器。在使用了多于一个吸附剂容器的实施例中，容器被设置为彼此并联。在需要时，可以使用单个分流器，并且三通阀装置112的启动可以根据使用中的分配器数量而触发。本公开中可以使用任何已知的用于燃料蒸气的可再生吸附剂。这样的吸附剂示例包括但不限于活性碳、沸石、活性氧化铝、碳黑、木炭、硅胶、源于天然或合成沸石的分子筛及其组合。吸附剂可以有多种形式。这些形式包括但不限于蜂窝状、丸状、颗粒状、纤维状、 粉末状、片状及其组合。活性碳吸附剂可以源于多种材料。这些材料包括但不限于木材、 木粉、木屑、棉绒、泥煤、煤炭、椰子、褐煤、碳水化合物、石油浙青、石油焦碳、煤焦油浙青、果仁、果核、坚果壳、坚果仁、锯屑、棕榈叶、蔬菜、稻壳、稻草、合成聚合物、天然聚合物、木质纤维材料及其组合。在本公开的一个实施例中，蒸气收集部件包括一个或多个活性碳吸附剂罐。在本公开的一个实施例中，吸附元件包括蜂窝状活性碳。图2示出了公开的燃料蒸气管理系统的一个实施例。岛形的常规燃料泵201被安装在地下燃料储罐202上方，地下燃料储罐202具有排气管203以释放UST内的压力。在需要时，排气管203可以包括压力阀204以控制排气过程。燃料输送管路205的一端与UST 202内的潜水泵206连通，而另一端则与泵201的排出口连通并随后与加油喷嘴206连通。 蒸气回流管路207的一端被连接至加油喷嘴206，而另一端则被连接至分流器208，在此蒸气回流管路207被分为第一支路209和第二支路210。蒸气回流管路207具有真空泵211 以抽取回流蒸气送至分流器208。第一支路209将分流器208与UST 202的气相部分相连。 第二支路210被连接至能够收集回流蒸气中燃料的燃料蒸气收集部件212。排气管213的一端连接至燃料蒸气收集部件212，而另一端则开向大气。在需要时，排气管116可以包括压力阀214。再循环管路215将蒸气收集部件212连接至UST 102的气相空间。在需要时， 再循环管路215可以具有真空泵以抽取管路中的蒸气送至UST 102的气相区域。在车辆加油期间，通过管路205、加油站泵201的排出口并最终通过加油喷嘴206 将UST 202内的燃料输送至车辆油箱。车辆油箱内在加油过程期间排出的空气和燃料蒸气的混合物被通过泵211抽入管路207内。通过分流器208将管路207内的回流蒸气流分流至第一支路209和第二支路210。第一支路209内的回流蒸气被输送至UST 202的气相空间。控制UST内的压力水平以使得整个加载模式期间均可保持负压。可以通过排气管203 将过压释放到大气中。第二支路210内的回流蒸气被引导进入燃料蒸气收集部件212内， 其中回流蒸气流内的燃料蒸气和空气与空气分离。分离出的燃料蒸气通过管路215离开蒸气收集部件212，而空气则通过排气管213内的正压阀214以预定的设定值离开蒸气收集部件212排入大气。应该理解图1和图2仅表示了本公开中蒸气管理系统的部分实施例。本领域技术人员可以修改系统设置，同时仍然会落在本公开的保护范围之内。这样的修改设置的示例包括但不限于以下情况蒸气收集部件可以被直接专用于每一个燃料分配单元；或者几个蒸气收集部件可以被汇总在一起以使得对于每一个燃料分配器都有一个蒸气收集部件，而不必专用于特定的分配器。图3示出了用于在真空辅助II级蒸气管理系统中定位真空泵的这些修改的示例。在图3A中，每一个燃料分配单元201都专用一个真空泵211。在图;3B 中，几个燃料分配单元201共用一个中央真空泵211。适合用于从空气中分离燃料蒸气的任何已知的蒸气收集部件均可在图2中所示的公开系统中使用。在一个实施例中，蒸气收集部件可以包含隔膜分离器，具有只允许回流蒸气流中的空气通过而不允许燃料蒸气通过的选择性半透膜。本申请公开了一种用于真空辅助II级蒸气管理系统的压力控制方法，同时提高了排放控制的效率。如图4中所示，位于II级真空泵下游的分流器408提供了一种将从II 级蒸气喷嘴406回流的汽油蒸气和空气流分流并按比例将其引导至UST 402和蒸气收集系统415的装置。分流器周围的各种管路连接均可用于本公开。图5示出了分流器周围的此类管路连接的四个示例，其中502是UST，511是II级真空泵，515是蒸气收集系统，508是分流器，以及530是手动或自动控制阀。在图5(A)中， 控制阀530位于分流器508和UST 502之间。在图5(B)中，控制阀530位于分流器508和蒸气收集系统515之间。在图5(C)中，一个控制阀530位于分流器508和UST 502之间， 且另一个控制阀530位于分流器508和蒸气收集系统515之间。在图5(D)中，手动或自动控制阀、或者三通阀、或者分流器540位于UST 502、分流器508和蒸气收集系统515的交会处。图6示出了分流器周围的此类管路连接的另一个实施例，其中601是燃料分配单元，602是UST，611是II级真空泵，608是分流器，615是蒸气收集系统，630是手动或自动控制阀，650是通往大气或过滤器的出口，以及660是小孔或限流口。图7示出了分流器周围的此类管路连接的另一个实施例，其中701是燃料分配单元，702是UST，711是II级真空泵，708是分流器，715是蒸气收集系统，730是手动或自动控制阀，750是通往大气或过滤器的出口，以及760是小孔或限流口。图8示出了分流器周围的此类管路连接的另一个实施例，其中801是燃料分配单元，802是UST，811是II级真空泵，808是分流器，815是蒸气收集系统，830是手动或自动控制阀，850是通往大气或过滤器的出口，以及860是小孔或限流口。本领域技术人员应该意识到分流器周围也可以使用其他结构的管路连接而并不背离本公开的思想。若干种技术均可用于公开的分流器。分流器自身可以简单到就是丁字管，其中限流受控的一个或两个管出口以将一定比例的蒸气流分流至蒸气收集设备。在一个实施例中，分流器可以是压力控制阀，其中来自UST压力的反馈用于将UST压力保持为某一预定的设定值。在一个实施例中，分流器可以是固定的分流器，其中分流水平可以被调节和校正为满足选定的性能。任何已知的分流器技术均可在本公开中使用。这些技术包括但不限于以下情况使用具有来自UST的压力反馈的控制阀；利用小孔或管的直径来设定流量比；利用可调节的阀或孔；不可调节的阀或孔；或T型连接器。在美国专利5305807的蒸气管理系统中，从车辆回流的燃料蒸气被送回UST并随后从UST抽出送至活性碳罐。相反，在本公开的蒸气管理系统中，回流的燃料蒸气是从车辆直接泵送至蒸气收集部件。因此，在本公开的蒸气管理系统中，蒸气在到达UST之前已被处理并浓缩。与美国专利3874427中的蒸气管理系统不同，可以通过将回流蒸气流中的一部分分流至蒸气收集设备并将其余部分分流至UST的气相空间而将本公开系统中UST内的压力保持为相对恒定的压力。本公开的系统将回流蒸气流分流成两部分以使得只有一部分回流蒸气经过蒸气收集设备。因此，本公开系统所需的吸附剂是可再生的，并且可以明显小于已知蒸气管理系统特别是美国专利3874427的系统所需要的吸附剂。本公开的蒸气管理系统具有优异的燃料排放控制和压力管理。在美国专利 3874427的系统中，当罐内的活性碳变为饱和并且不能再有效吸附燃料蒸气时，必须要将载有燃料的罐从系统中取出并更换为相同的含有新鲜或再生活性碳的罐。每一个载有燃料的罐的手动更换过程都是繁琐、费力并且维护密集的。相反，本公开系统的蒸汽收集设备内载有燃料的吸附元件可以在净化模式期间在线进行再生。因此，本公开的系统明显降低了劳动成本以及像美国专利3874427的系统中那样更换载有燃料的碳罐通常所必需的更换部件成本。而且，本公开系统中蒸气收集部件内载有燃料的吸附元件与已知蒸气管理系统相比可以在明显更短的时段内并且以显著更高的压力被有效地再生。在本公开的一个实施例中，载有燃料的吸附元件可以在少于3分钟的时间内在高于0. 2个绝对大气压的压力下再生。在本公开的一个实施例中，载有燃料的吸附元件可以在少于2分钟的时间内在高于0. 3 个绝对大气压的压力下再生。现有技术中已知的蒸气管理系统为了允许再生蒸气收集部件内载有燃料的吸附元件通常都需要完全真空(也就是零压力)或者接近完全真空。在本公开的系统中，适当的净化真空度可以与适当的净化空气流相结合以为碳氢化合物从吸附剂中脱附提供驱动力。一种并非利用真空来促进脱附的可选方式可以是通过蒸气收集设备抽取空气(也就是净化)。例如，如果蒸气收集元件(譬如碳床)在1个标准大气压下具有100柱床体积的固定工作容量，那么在250mbar的压力下实现相同的固定工作容量将只需要25柱床体积的空气，并且蒸气浓度会显著增加。可用于净化的空气量要以排出的从吸附剂材料脱附的碳氢化合物为基础以保持用于连续脱附的驱动力。例如，如果以25%的蒸气浓度将碳氢化合物加载到吸附剂上，那么碳氢化合物在以250mbar的工作压力进行净化期间可能会被浓缩到>50%。示例1 如果将70° F、雷德蒸气压为9磅/平方英寸的燃料以10加仑/分钟从UST 输送以给车辆加油，车辆最初含有60°F、雷德蒸气压为9磅/平方英寸的燃料，那么空气和汽油蒸气将会以大约10. 6加仑/分钟的速率从车辆中排出。如果蒸气管理系统以80%的回收效率以及1. 1的A/L比工作，那么系统即可以11加仑/分钟抽取浓度为26. 6%碳氢化合物的蒸气。回流的蒸气流可以进行分流以将3. 4加仑/分钟的量送往蒸气收集设备并将 7. 6加仑/分钟的量送回UST。需要大约1. 1升的蜂窝状活性碳来吸附在两分钟的时间内输送至此的19克碳氢化合物。加油完成之后，可以在250mbar的工作压力下用流速为0. 9 加仑/分钟的净化空气在短于一分钟的时间内对罐进行净化。在上述工作条件下，可以在 UST内保持-6英寸水柱的表压。示例2 如果将70° F、雷德蒸气压为7磅/平方英寸的燃料以60加仑/分钟输送从而在三个分配器单元处同时给六辆车加油，每一辆车最初都含有80°F、雷德蒸气压为9磅 /平方英寸的燃料，那么空气和汽油蒸气将会以大约56. 5加仑/分钟的速率从所有车辆中排出。如果蒸气管理系统以100%的回收效率以及1. 2的A/L比工作，那么蒸气管理系统即可以72加仑/分钟在浓度20. 6%下抽取空气和蒸气。如果蒸气管理系统是采用蒸气回流歧管上的单个分流器进行工作，那么回流的蒸气流可以进行分流以将23. 6加仑/分钟的量送往六组蒸气收集设备(送往每一组的量是3. 9加仑/分钟)并将48. 4加仑/分钟的量送回UST。需要大约1. 4升的蜂窝状活性碳来吸附在两分钟的时间内送往每一个吸附器的 22. 7克碳氢化合物。加油完成之后，可以在250mbar的工作压力下用流速为0. 9加仑/分钟的净化空气在短于一分钟的时间内对每一个罐进行净化。在上述条件下，可以在UST内保持-6英寸水柱的表压。
将含有吸附剂的罐成形为可用于(基于某种平均或高度平均的输送总量的)每一个加油位置的原因是基于并非每一个加油位置都会始终在分配燃料这一事实。车辆加油之间的间歇允许系统有净化的时间。对于非常繁忙的位置，可能在每个分配器的加油事件之间没有太多的时间(或许只有一分钟)。因此，需要能够非常快速地净化系统。使用适当的真空和空气净化只有在床体内的传质阻力很小时才能够做到这一点。非常快速地对罐进行净化的需要要求罐尽可能小并且装有能够快速净化的吸附剂。在本公开的一个实施例中， 可以使用具有非常小的颗粒和介质厚度很小的吸附剂。这种吸附剂的一个示例是具有蜂窝结构的吸附剂。由于可以设有专用于每一个加油位置的罐，因此罐可以被设置在分配器处、 在其岛内或居中设置。如果罐是居中设置，那么就可以轻易地使用公共的再生真空泵和分流器。可以使用单个PCV，并且罐可以不是专用于某一加油位置(并且在先到者先服务或按需服务的基础上开放)。居中定位可以允许大型车辆在达到它们的使用能力时利用另外的可用罐。本公开的蒸气管理系统与现有技术中的系统相比提供了很多优点。这些优点中的一部分包括但不限于(1)只需要适当的真空来再生蒸气收集元件，由此允许真空泵的选择有更大的灵活性以及降低成本和减少维护；( 系统为模块化；因此可以根据对汽油分配装置(GDF)的修改或者平均吞吐量的改变轻易地扩张或缩小系统；C3)系统提供了冗余， 以使得即使是部分蒸气管理系统故障，⑶F也能够(至少在一定程度上)连续工作J4) UST 系统能够通过利用蒸气回流分流器和/或压力控制系统从UST向分流器提供反馈而以相对受控和稳定的压力工作；(5)因为UST系统可以规律地在负压或环境压力下工作，所以大大降低了确保场地蒸汽气密性的要求；(6)整个系统必需的吸附能力可以是转换床技术所需的一半；(7)本公开系统的模块化本质可以允许将其居中设置或者分散设置在各个分配器或加油岛的范围内。尽管已经参照各种具体实施例介绍了本发明，但是应该理解可以在本发明已介绍思想的实质和保护范围内进行多种改变。应该意识到本发明并不局限于介绍的实施例，而应该是具有由所附权利要求的语言界定的完整保护范围。
权利要求
1.一种在燃料蒸气管理系统内控制从加油喷嘴回流至地下储罐的流体流量的方法，包括以下步骤使用分流器以引导第一部分的回流流体流入地下储罐内并引导第二部分的回流流体流入蒸气收集部件内，分流器位于真空泵的下游。
2.如权利要求1所述的方法，其中蒸气收集部件包括(a)蒸气吸附元件，包括从由活性碳、沸石、活性氧化铝、碳黑、木炭、硅胶、隔膜、分子筛及其组合构成的组中选出的元件；和(b)包含蒸气吸附元件的容器。
3.如权利要求2所述的方法，其中蒸气吸附元件的形状包括从由蜂窝状、丸状、颗粒状、纤维状、粉末状、片状及其组合构成的组中选出的形状。
4.如权利要求2所述的方法，其中活性碳的来源包括从由木材、木粉、木屑、棉绒、泥煤、煤炭、椰子、褐煤、碳水化合物、石油浙青、石油焦、煤焦油浙青、果仁、果核、坚果壳、坚果仁、锯屑、棕榈叶、蔬菜、稻壳、稻草、合成聚合物、天然聚合物、木质纤维材料及其组合构成的组中选出的材料。
5.一种用于使流体流从加油喷嘴回流至地下储罐的燃料蒸气管理系统，包括(a)分流器，能够将一部分回流流体流分流至蒸气收集部件并将其余部分分流至地下储罐；和(b)位于分流器上游用于迫使回流流体流通过分流器的真空泵。
6.如权利要求5所述的系统，进一步包括(c)用于控制流至蒸气收集部件的分流流体流量的阀，该流量处于总回流流体流的大约0%到大约99%的范围内。
7.如权利要求5所述的系统，其中分流器能够将排出的蒸气流的至少1%分流至蒸气收集部件。
8.如权利要求5所述的系统，其中大容量燃料储罐内的压力被保持为低于1英寸水柱的正压。
9.如权利要求5所述的系统，其中大容量燃料储罐内的压力被保持为低于大气压。
10.如权利要求5所述的系统，其中分流器包括可调节阀。
11.如权利要求5所述的系统，其中自动控制可调节阀以将燃料储罐内的压力保持在大约-20英寸水柱到6英寸水柱的设定值范围内。
12.如权利要求5所述的系统，其中蒸气收集部件包括(a)蒸气吸附元件，包括从由活性碳、沸石、活性氧化铝、碳黑、木炭、硅胶、源于天然或合成沸石的分子筛及其组合构成的组中选出的元件；和(b)包含蒸气吸附元件的容器。
13.如权利要求12所述的系统，其中蒸气吸附元件的形状包括从由蜂窝状、丸状、颗粒状、纤维状、粉末状、片状及其组合构成的组中选出的形状。
14.如权利要求12所述的系统，其中活性碳的来源包括从由木材、木粉、木屑、棉绒、泥煤、煤炭、椰子、褐煤、碳水化合物、石油浙青、石油焦碳、煤焦油浙青、果仁、果核、坚果壳、坚果仁、锯屑、棕榈叶、蔬菜、稻壳、稻草、合成聚合物、天然聚合物、木质纤维材料及其组合构成的组中选出的材料。
15.如权利要求12所述的系统，其中蒸气吸附元件包括蜂窝状活性碳。
16.如权利要求12所述的系统，其中蒸气收集部件进一步包括冷冻冷凝器。
17.如权利要求12所述的系统，其中蒸气收集部件进一步包括隔膜分离器。
18.一种燃料蒸气管理系统，包括(a)大容量燃料储罐；(b)用于燃料储罐的排气管；(c)加油喷嘴；(d)在一端与加油喷嘴连通的蒸气回流管路；(e)蒸气回流管路内的泵；(f)安装在蒸气回流管路相对端的分流器，适用于将蒸气回流管路分为第一支路和第二支路，其中第二支路将分流器与大容量燃料储罐的气相部分相连；(g)能够在加载模式期间收集回流蒸气中的燃料，并与第一支路相连通的蒸气收集部件；以及(h)用于蒸气收集部件的排气管。
19.如权利要求18所述的系统，进一步包括用于净化蒸气收集部件的真空泵。
20.如权利要求18所述的系统，进一步包括再生期间将蒸气收集部件加热到80°C以上的装置。
21.如权利要求18所述的系统，进一步包括安装在用于蒸气收集部件的排气管上的压力控制阀。
22.如权利要求18所述的系统，其中分流器包括可调节阀。
23.如权利要求22所述的系统，其中自动控制可调节阀以保持燃料储罐的压力设定值。
24.如权利要求18所述的系统，其中蒸气收集部件包括(a)蒸气吸附元件，包括从由活性碳、沸石、活性氧化铝、碳黑、木炭、硅胶、源于天然或合成沸石的分子筛及其组合构成的组中选出的元件；和(b)包含蒸气吸附元件的容器。
25.如权利要求M所述的系统，其中蒸气吸附元件的形状包括从由蜂窝状、丸状、颗粒状、纤维状、粉末状、片状及其组合构成的组中选出的形状。
26.如权利要求M所述的系统，其中活性碳的来源包括从由木材、木粉、木屑、棉绒、泥煤、煤炭、椰子、褐煤、碳水化合物、石油浙青、石油焦、煤焦油浙青、果仁、果核、坚果壳、坚果仁、锯屑、棕榈叶、蔬菜、稻壳、稻草、合成聚合物、天然聚合物、木质纤维材料及其组合构成的组中选出的材料。
27.一种用于在车辆加油期间与来自大容量燃料储罐的燃料一起排出的车辆油箱内的蒸气的燃料蒸气管理系统，包括能够在排出的蒸气流中吸附燃料蒸气的蒸气收集部件，其中(i)蒸气收集部件包括从由活性碳、沸石、活性氧化铝、碳黑、木炭、硅胶、源于天然或合成沸石的分子筛及其组合构成的组中选出的蒸气吸附元件；并且(ii )载有燃料蒸气的蒸气吸附元件可以在少于3分钟的时间内在高于0. 1个绝对大气压的压力下再生为与雷德蒸气压为9磅/平方英寸的燃料相等价的多于10克/升的用于燃料蒸气的工作容量。
28.如权利要求27所述的系统，其中蒸气吸附元件的形状包括从由蜂窝状、丸状、颗粒状、纤维状、粉末状、片状及其组合构成的组中选出的形状。
29.如权利要求27所述的系统，其中活性碳的来源包括从由木材、木粉、木屑、棉绒、泥煤、煤炭、椰子、褐煤、碳水化合物、石油浙青、石油焦碳、煤焦油浙青、果仁、果核、坚果壳、坚果仁、锯屑、棕榈叶、蔬菜、稻壳、稻草、合成聚合物、天然聚合物、木质纤维材料及其组合构成的组中选出的材料。
全文摘要
公开了一种用于在从大容量储罐(102)向车辆油箱加油期间回收从车辆油箱或类似装置中排出的燃料蒸气的燃料蒸气管理系统，该系统具有优异的排放控制和压力管理。公开了一种利用正压并且位于真空泵(111)下游的分流器(108)。分流器被用于以可达到选定UST真空度这样的比例将从车辆中回流的一部分汽油蒸气和空气引导至吸附罐(115)，并将其余部分引导至UST(102)。分流器(108)可以被包括作为蒸气管理系统的一部分，蒸气管理系统依赖于快速净化罐系统并且可以在车辆加油之间再生，同时可以最小化罐的容量要求并稳定UST负压。公开的系统可以被安装在分配器处或居中设置。
文档编号B67D7/04GK102245494SQ200980149657
公开日2011年11月16日 申请日期2009年10月8日 优先权日2008年10月10日
发明者F. 灿茨 M. 申请人:米德韦斯瓦科公司