专利名称：具有回流能力的小型加注过量限制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有回流能力的小型加注过量限制装置。
背景技术：
经常提到的小型发动机通常被认为是小于大约50马力(37.2千瓦)的发动机，应用于诸如割草机、园艺拖拉机、便携式发电机组领域以及某些船舶领域。用于这些应用的小型发动机通常将燃料箱靠近发动机安装以便将发动机安装在设备上。这些小型发动机应用通常具有设置成利用重力向发动机化油器供给燃料的燃料箱，但是，在某些使用接近50马力的发动机的特殊应用中可采用燃料泵。
小型发动机燃料箱通常具有用户可拆卸的加注口盖或者封闭件，在该加注口盖或封闭件内形成有用于当在发动机运行期间抽取燃料时允许补偿空气进入燃料箱内的通风通道，以防止燃料箱内形成真空从而燃料箱被压坏。
以前仅对机动车辆要求燃料蒸气排放限制或规定，但是最近已经对小型发动机提出这种要求。以前，由于对小型发动机没有要求这种限制，所以燃料箱和燃料系统在发动机运行期间和发动机关闭期间都可自由地将燃料蒸气排放到大气中。
小型发动机以非常大的批量生产；燃料箱和燃料系统的加工以及燃料箱和燃料系统部件在发动机上的安装对发动机制造商已是重大的开支。此外，在小型发动机的相当多的应用中，分配给发动机和燃料箱的空间或体积受到很大的限制；而且，给发动机和燃料箱增添部件或要求燃料箱重新设计会使成本高得难以接受。
因此，期望提供一种限制小型发动机的燃料蒸气排放而无需重新设计燃料箱及相关燃料系统部件或者增添部件的方法或手段，因为增添部件将增大发动机和燃料箱的封装件的体积，从而使安装复杂并增大在采用这种小型发动机的设备中这些小型发动机的生产成本。
发明内容
本说明书、附图以及权利要求针对为小型发动机提供燃料蒸气排放控制的上述问题提出一种解决方案，其中提供了一种具有压力安全和真空安全功能的小型加注过量限制蒸气通风阀/倾翻阀组件，该组件设计紧凑，并适于连接到穿过现有燃料箱结构的壁的入孔。在一个实施例中，在此说明的阀组件采用带有蒸气出口并由可焊接到燃料箱壁的材料形成的盖，加注过量限制蒸气通风阀/倾翻阀连接到该盖以形成子组件。然后，将该盖设置在燃料箱壁内入孔上方并焊接到燃料箱壁表面。该阀组件包括允许高于预定压力的蒸气通过盖通风出口排出的压力安全阀；该阀组件还包括当燃料箱内形成真空时允许回流以防止燃料箱被压坏的真空安全阀。因此，当前说明的阀组件能够提供必要的功能以保持并限制燃料蒸气从燃料箱排放到大气，还允许在发动机运行时蒸气从适于连接到蒸气储存装置或者发动机进气口的阀出口流出。
在另一实施例中，阀体与燃料箱壁结构的上部一体地形成为一体件。
图1是带有穿过入孔安装的于此说明的阀组件的小型发动机燃料箱的截面图；图2是图1的阀体子组件的放大视图；图3是图2的子组件的分解图；图4是示出另一实施例的小型发动机燃料箱的截面图。
具体实施例方式
参照图1，总体标为10的小型发动机燃料箱的一部分具有形成有入孔14的上壁结构12，设置有总体标为16的加注过量限制蒸气通风阀/倾翻阀组件，其体部18仅通过入孔向下伸入燃料箱。
参照图1-3，在阀体18中形成有与通风通道22连通的阀室20，通风通道22垂直取向并在其下端形成有阀座24。绕通道22的上端形成有第二阀座26，阀座26上设置有阀件28；并且，在本实施例中，阀件28由诸如金属的材料形成以便在重力作用下靠在阀座26上。阀件28的重量以及阀座26的直径选择为使得当阀室20内达到预定压力时阀件28抬离阀座26，从而蒸气通过通道22流动。
在阀室20内设置有浮子30，在浮子30的上表面设置有诸如可由弹性材料形成的条板32的柔性阀件。当浮子30上升到燃料箱内预定燃料液位时，阀件32靠在阀座24上以防止蒸气进入通道22。浮子30通过保持环34保持在阀室20中；在阀体内形成有允许液态燃料进入阀室20内的适当的通道36。在本实施例中，已发现通过在浮子与保持件34之间的附加偏压弹簧38便利浮子的运动令人满意，该偏压弹簧可校准为用于当燃料箱内达到期望的燃料液位以及在预定倾角时沿浮起方向移动浮子以便阀件32靠在阀座24上。
阀体18连接到上体部或插入件40，该插入件可基本为倒置的杯形并绕其外周边形成有环形凹槽42，该环形凹槽内容纳有诸如O形圈44的密封环，该密封环绕盖48的内壁46密封，盖48内形成有出口通道或蒸气清污通道50。
阀体18通过任何适当的机械方法，如搭扣锁定凸耳52，连接到插入件40。应理解，为了结构的整体性，阀体可由不可焊接到燃料箱的材料形成；但是，盖48由可例如通过声波焊接或旋转焊接而焊接到燃料箱的材料形成，以形成包括阀件28和盖48的子组件。通过任何适当的机械方法，例如将环形凸缘54压配合或搭扣锁定到形成于盖内的凹槽56，将该子组件保持在盖内。或者，插入件40可由可焊接到盖48的材料形成并通过焊接固定。然后，可通过任何适当的方法例如焊接将组装有阀的盖的缘58固定到燃料箱壁12的表面。
在重力响应阀件28内形成有阀室60，在其上端形成有垂直取向的流动通道63，该通道与盖48的内部和清污出口50连通。阀室60内容纳有较轻的阀件62，当很小的蒸气压力通过通道22时，该阀件移到图2中所示的位置以封闭通道63；然后，阀件62使通道63保持关闭。此后，当通道22内的压力升高时，重力阀件28移动到图2中所示上限位置，并且允许其附近的蒸气流到达清污出口通道50。
当室20内的压力低于大气压力时，阀件62沿开口通道63向下移动并允许回流流入通道50并流入燃料箱。从而，当在发动机运行期间抽取液态燃料时，或者，当在发动机关闭期间蒸气冷却且燃料箱内形成真空时，阀62允许补偿空气进入燃料箱。
参照图4，另一实施例总体标为70，其中燃料箱壁结构的上部72与阀体74一体地形成为一体件，阀体74从箱壁结构向内延伸并限定带有穿过箱壁结构的垂直取向的通风通道78的阀室76。在通道78的下端形成有阀座80，绕通道78的上端形成有第二阀座82。
阀室76内设置有浮子84，该浮子由设置在室76的下端的保持件86保持；在浮子84的下端与保持件86之间设置有偏压弹簧88以向上方偏压浮子。如现有技术中已知，弹簧88可校准为有助于浮子84浮起。
在浮子上端设置有较薄的柔性阀件90，该阀件可由弹性材料形成并且当浮子向上运动时可操作以在燃料箱内达到期望的燃料液位时封闭地抵靠阀座80。在阀室76的下端内形成有狭槽89以便允许液态燃料进入阀室76。
在位于通风通道78上端的阀座82上设置有压力安全阀部件92；并且，可由金属形成的阀件92由于作用在其上的重力而压靠在阀座82上。阀座82的直径选择为使得当燃料箱内存在预定的蒸气压力时可操作作用在阀座面积上的压力以产生足以克服阀件92的重量的上升力，使阀件抬离阀座82并允许燃料蒸气从燃料箱内逸出。
在阀件92的上方装有由可焊接到燃料箱壁72的材料形成的盖94；盖94具有可通过焊接如热板焊接、声波焊接或旋转焊接接合到燃料箱壁的环形凸缘96。盖94包括与其一体的接头98，该接头适于接纳柔性软管，并且贯穿地形成有与阀座82连通的蒸气出口通道100。
阀件92贯穿地形成有垂直通道102，该通道内形成有倒置的阀座104；阀座104通向安装并保持有阀件106的直径更大的通道，在本实施例中，阀件106具有球形轮廓。阀件106通常很轻，由塑料材料形成，使得当室76和通道78内达到微小正蒸气压力时，阀件106向上移动以关闭阀座104，只要室76内存在正蒸气压力，阀件106就保持封闭地抵靠阀座104。当燃料箱、室76以及通风通道78内的压力低于大气压力时，阀件106被向下吸，以打开阀座104并允许通过通道100的回流。从而，阀件106用作真空安全阀，用于当在发动机运行期间从燃料箱内抽取燃料时，或者在发动机关闭期间冷却和蒸气冷凝之后，允许补偿空气进入。
当前所述的小型蒸气通风阀/倾翻阀组件包括在达到预定的蒸气压力之前防止蒸气从燃料箱排出的压力安全功能；并且该阀组件还包括当从燃料箱抽取燃料或蒸气冷却使燃料箱内产生真空时允许回流和补偿空气进入的真空安全阀。
尽管上文已说明并图示了示例性实施例，但是，应理解，本领域的技术人员可在所附权利要求范围内做出修改和变型。
权利要求
1.小型发动机燃料箱(10)与具有压力安全和真空安全功能的加注过量限制蒸气通风阀/倾翻阀组件(16、70)的组合装置，包括(a)限定入孔(14、78)的箱壁结构；(b)带有蒸气出口(56、100)的通风盖(48、94)，所述盖由可焊接到箱壁结构的材料制成；(c)具有蒸气通风通道(22、78)的加注过量限制蒸气通风阀/倾翻阀(30、32、84、90)，所述盖安装于所述阀上方，并且所述通风通道与所述蒸气出口连通；(d)设置于所述通风通道内的压力安全阀(28、92)；并且，(e)所述盖安装于所述入孔上方并密封地接合到所述箱壁结构，其中，所述蒸气通风阀/倾翻阀穿过所述入孔延伸。
2.根据权利要求1所述的组合装置，其特征在于，所述阀包括可操作以在所述箱内达到预定的蒸气压力级之前防止蒸气流过所述通风通道的压力安全阀。
3.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述压力安全阀包括可操作以在燃料箱内的压力低于大气压时允许通过所述压力安全阀的回流的真空安全阀(28、92)。
4.根据权利要求3所述的组合装置，其特征在于，所述真空安全阀包括球形阀件(62、106)。
5.根据权利要求1所述的组合装置，其特征在于，所述阀包括浮子控制阀(30、84)。
6.根据权利要求5所述的组合装置，其特征在于，所述浮子包括设置在其上表面的柔性阀件(32、90)。
7.根据权利要求1所述的组合装置，其特征在于，所述压力安全阀包括重力偏置到关闭位置的阀件(62、106)。
8.根据权利要求1所述的组合装置，其特征在于，所述压力安全阀包括重力偏置到关闭位置的阀件(62、106)，在所述重力偏置的阀件中设有真空安全阀。
9.根据权利要求1所述的组合装置，其特征在于，所述蒸气通风阀/倾翻阀由不可焊接到箱结构的材料制成。
10.根据权利要求1所述的组合装置，其特征在于，在所述盖接合到燃料箱之前，所述蒸气通风阀/倾翻阀连接到所述盖以形成子组件。
11.根据权利要求1所述的组合装置，其特征在于，所述蒸气通风阀/倾翻阀包括与箱壁结构的一部分一体地形成为一体件的阀体(74)。
12.一种制造带有加注过量限制的蒸气通风阀/倾翻阀组件的小型发动机燃料箱(10)的方法，包括(a)在小型发动机燃料箱的壁内形成入孔(14、78)；(b)形成由可焊接到燃料箱的材料制成的通风盖(48、94)，并在所述盖内形成蒸气出口通道(56、100)；(c)在所述入孔内设置蒸气通风阀/倾翻阀(30、32、84、90)；(d)在所述蒸气通风阀/倾翻阀上设置压力安全阀(28、98)，并在箱内蒸气压力低于预定压力级时防止蒸气流到蒸气出口通道；以及(e)将所述盖安置在所述压力安全阀上方，并将所述盖密封地接合到箱壁。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，将所述盖接合到箱壁的步骤包括焊接。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，设置压力安全阀的步骤包括设置真空安全阀(28、92)。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，设置真空安全阀的步骤包括在所述压力安全阀中设置可移动的阀件(62、106)。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，设置可移动的阀件的步骤包括设置球形阀件(62、106)。
17.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，设置蒸气通风阀/倾翻阀的步骤包括设置浮子控制阀(30、84)。
18.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，设置蒸气通风阀/倾翻阀的步骤包括在将所述盖接合到所述箱之前将该阀连接到所述盖以形成子组件。
19.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，设置蒸气通风阀/倾翻阀的步骤包括将阀体件(74)和箱壁结构的一部分一体地形成为一体件。
全文摘要
本发明涉及一种具有压力安全和真空安全功能的紧凑的加注过量限制蒸气通风阀/倾翻阀组件。浮子控制的蒸气通风阀/倾翻阀可连接到焊接在箱内入孔上方的具有蒸气出口的盖，或者该阀可具有与箱壁结构的一部分一体地形成为一体件的阀体。该蒸气通风阀/倾翻阀包括用于防止低于阈值压力时蒸气排出的重力控制压力安全阀；该压力安全阀包括当燃料箱内的压力低于大气压力时允许回流以便允许补偿空气进入的真空安全阀。
文档编号F02M37/00GK1847640SQ20061006547
公开日2006年10月18日 申请日期2006年3月22日 优先权日2005年3月22日
发明者V·K·米尔斯, K·M·斯平克 申请人:伊顿公司