具有一体式过压和补给空气阀的燃料箱气液识别器的制作方法

本申请涉及燃料系统安全和排放机构。更具体地，本申请提供了一种与气液识别器结合的一体式过压泄放和补给空气阀。

背景技术：

当前燃料系统设计包括各种阀之间的零碎连接件，其引起多个故障点和泄漏通道。各种部件的拼凑还引起空间的低效使用和用于诸如液体返回管路和连接件的部件的系统冗余。各种部件的装配和安装过程也是复杂的，因为各部件分散在动力设备上。

一些燃料箱设计在入口盖中包括形式为与大气相通的排出孔的泄压部。这污染环境并且容许燃料从燃料箱蒸发。当前设计不容许以环境友好的方式过滤泄压部。当前设计还不容许并行的真空泄放、泄压和翻转液体保护。当前设计也未在集成组件中封装所述并行功能。

技术实现要素：

本文公开的系统和方法通过将过压泄放阀和补给空气阀中的一者或两者与来自翻转阀的并行液体阻塞集成而改进了技术。通过与活性碳罐(EVAP罐)连接的气液识别器解决了环境问题。在单个阀壳中集成多个功能引起简化的系统布局和减少的构件总数。进一步的改进将燃料加注套筒至少与过压泄放阀和翻转阀集成在一起。

一种阀组件包括翻转阀，该翻转阀包括浮子、翻转弹簧、翻转密封部件、浮子套筒和孔口。翻转阀构造成用于经浮子套筒和孔口的流体交换，并且构造成用于浮子在液体中上升以使密封部件与孔口靠接。过压泄放阀包括过压密封件、过压座和朝过压座偏压过压密封件的过压弹簧。补给空气阀包括被选择性地靠着补给座偏压的补给密封件。下壳体与翻转阀连接并且包括连接成通过使流体从浮子套筒通过而排出流体的流体排出孔。上壳体靠着下壳体密封。上壳体包括流体通道，将过压密封件朝下壳体偏压以阻塞该流体通道与流体排出孔之间的流体流动，并且接纳补给空气阀。补给密封件被偏压以阻塞流体通道与流体排出孔之间的流体流动。集液器将过压泄放阀和补给空气阀与流体排出孔连接。

另一种燃料系统包括燃料箱接口，该燃料箱接口包括至少一个箱凹槽。中间板或箱支柱附着到该至少一个箱凹槽。阀组件与燃料箱接口靠接。盖板安装到中间板或箱支柱以将阀组件固定到燃料箱接口。铰接的燃料箱盖安装到盖板。燃料箱盖至少包括用于靠着管密封的盖密封件。

另一种一体式阀组件包括下壳体，该下壳体包括阀座、中空缸筒和至少部分地包围中空缸筒的流体通道。集液器与流体通道流体连通。流体排出孔连接成排出来自集液器的流体。上壳体靠着下壳体密封。上壳体包括贯穿上壳体形成的中空筒形管。该管嵌合在中空缸筒内。翻转阀包括浮子、翻转弹簧、翻转密封部件、浮子套筒和孔口。翻转阀构造成用于经浮子套筒和孔口进行流体交换，并且构造成用于浮子在液体中上升以使密封部件与孔口靠接。翻转阀定位成接收来自集液器的流体并且将接收的流体引导到流体排出孔。过压泄放阀包括过压密封件、过压座和朝阀座偏压过压密封件的过压弹簧。

一种用于将一体式阀组件下沉安装在燃料箱中的方法包括利用燃料箱接口将中间板附着到燃料箱。将一体式阀组件设置在燃料箱接口中，该设置包括：使一体式阀组件倾斜以首先将一体式阀组件的翻转阀导入燃料箱接口中；将一体式阀组件的端口与燃料箱接口的端口间隙对准；以及使一体式阀组件与燃料箱接口齐平以使得所述端口经端口间隙突出。一体式阀组件的上壳体与燃料箱接口平行。盖板设置在一体式阀组件的顶部上并且盖板将一体式阀组件固定到中间板。燃料箱盖附接到盖板。

另外的目的和优点在下文的描述中部分陈述，并且部分将从描述变得显而易见，或者可通过实施本发明而获知。目的和优点还将借助在所附权利要求书中具体地指出的元件和组合而实现和获得。

应理解，前文的总体描述和下文的详细描述只是示范性和说明性的，且并非对要求专利权的发明的限制。

附图说明

图1是现有技术燃料系统的示意图。

图2A-2D是包括翻转阀(ROV)、过压泄放阀(OPR)和补给空气阀(MUA)的示例性燃料系统的示意图。

图3A示出MUA可从罐端口抽吸补给空气的阀组件。

图3B示出MUA可从替代排出孔抽吸补给空气的阀组件。

图4示出MUA可从罐端口抽吸补给空气的替换阀组件。

图5A-5C示出替换阀组件和第一至第三流动通道。

图6示出具有替换端口的另一阀组件。

图7A-7C示出用于替换的一体阀组件的流动通道。

图8A和8B是图7A的一体式阀组件的替换视图。

图9是一体式阀组件的另一截面。

图10A是一体式阀组件的分解图。

图10B和10C是结合了一体式阀组件和燃料箱盖113的燃料箱的分解图。

图11A-11D示出将一体式阀组件设置在燃料箱接口中。

图12是包括燃料箱盖的一体式阀组件的截面图。

图13A和13B示出包括燃料箱盖的替换一体式阀组件。

图14是图13和13B的例子的截面图。

图15是将一体式阀组件装配在燃料箱中的方法的流程图。

具体实施方式

现在将详细说明在附图中示出的例子。只要有可能，所有附图中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的零部件。诸如“左”和“右”的方向参考用语是为了使对附图的参考容易。

排放和安全规定有益于保护消费者和环境。然而，为了符合规定需要对已有的系统增加部件。代替这些部件的零碎增加，并且代替通过T形连接器和软管引入多个泄漏通道，申请人提出集成部件以便容易符合规定。通过将多种功能封装在一起，更容易在终端用户机器上找到空间。

有时，申请人提到“补给空气”或“空气”，并且这应当理解为指进气或新鲜空气。但是，补给空气还可包括来自燃料箱或燃烧过程或两者的气态物质。新鲜空气与燃烧废气的混合物可例如通过包含来自活性炭罐的提取物而形成补给空气。流体可包括液体或蒸气中的一者或两者，并且蒸气可包含空气或燃料蒸气。

如图1所示，现有技术燃料箱10可包括入口盖13，该入口盖包括压力泄放部。该压力泄放部允许燃料蒸气在燃料12蒸发并膨胀超出预定极限的情况下离开箱10。液态燃料12可经由液态燃料管路11从燃料箱被抽吸至气化器14并然后被抽吸至发动机15以用于燃烧。此布局对于许多两轮车辆如摩托车和轻便摩托车(mope)而言是典型的。

为了给诸如摩托车和轻便摩托车的两轮车辆以及诸如全地形车辆(ATV)的三轮或四轮车辆和诸如拖拉机和割草机的具有燃料箱的其它动力设备提供更大的安全性和保护，申请人提出了图2A-2D所示的系统架构。

在图2A中，燃料箱20包括入口盖24和可例如齐平安装或下沉地装配到燃料箱20的内部安装的阀组件23。入口盖24可以具有独立的ROV(但不再要求)，因为燃料箱中的过压现在可经由阀组件23泄放。该阀组件可包括用于使晃动的液态燃料或凝结的燃料蒸气返回燃料箱20的集液收集器。阀组件23可包括作为替代内部构件的图3A-6的构件。为了容许阀组件的内部安装(在该内部安装中翻转保护位于燃料箱内)，图3A-6的喷嘴可被移除、改变位置或改造以容许阀组件23下沉地组装在燃料箱20中。

如图7A-14和图2D中所示，阀组件可与入口盖一体化以形成替换的内部安装的一体式阀组件。图2D中的入口盖24因此还可包括燃料加注构件，例如燃料加注切断机构。蒸气燃料管路21连接到阀组件23与诸如活性碳或EVAP罐的罐25之间。罐25将蒸气燃料管路21与放气阀26连接，放气阀是“盲的”(机械式的)或经由车辆电子元件控制。蒸气燃料管路21也与气化器27连接。气化器27具有通向燃料箱20和发动机28的液态燃料管路11。液态燃料管路11允许从燃料箱20提取燃料22以用于在发动机中燃烧。放气阀26可替换地被省略。例如，罐25可在具有计量孔口的气化器27处与真空源管路管道连接以在发动机28运转期间提供跨罐25的真空流。

由于安装和维护内部阀的复杂性，图2B和2C提出了将阀组件在外部与燃料箱20连接的外部安装的阀系统。代替用于附接单个ROV、OPR、OVR和液体收集器的单独的软管、T形连接器和安装托架，图3A-6的一体式替代方案安装在燃料箱20的外部。燃料箱20包括安装在箱上或通过燃料加注颈部与燃料箱隔离开的入口盖24。蒸气燃料管路21与燃料箱以及外部阀组件23连接。阀组件23经由合适的喷嘴以及液态和蒸气燃料管路11、21与燃料箱连接。液态燃料管路11将燃料22与气化器27连接，该气化器将燃料22供给到发动机28。如上所述，放气阀26可替换地被省略。

在图2A-2D中，替换方案是可能的，例如燃料直接喷射到发动机，或使用入口歧管，从而省略或补充气化器27。为了清楚，省略了其它部件，例如燃料泵或燃料箱内燃料传感器，或从阀组件23到燃料箱20的液体返回管路。应理解，在外部安装的构型中，液体燃料可进入从燃料箱到阀组件的蒸气管路，并且液体可返回燃料箱或通过合适的液体收集器和管路连接件被引导到燃烧过程。尽管阀组件包括使液体在重力作用下返回燃料箱，在内部安装的构型中可使用该液体再定向。虽然在示例中为了简洁使用了罐端口和燃料箱端口，但阀组件23可经由它们的端口与各种液体或蒸气处理机构——例如，气化器、进气歧管、燃料切断机构、高压蒸气管路、低压蒸气管路、燃料传感器、液体收集器或诸如活性碳过滤器或EVAP罐的过滤器中的一者或多者——连接。

阀组件23包括补给空气阀(MUA)40，该补给空气阀是单向阀。MUA40容许空气或其它气体进入燃料箱20以补给为了燃烧而提取的燃料22并且还可用于燃料蒸气凝结时的过真空泄放。过压泄放(OPR)阀60与蒸气燃料管路21连接以在当管路中的蒸气超过第一预定压力时容许排气(outgas)。OPR60“裂开”(打开)以释放过剩的压力，但在预定压力下被偏压关闭。还存在翻转阀(ROV)50以防止液态燃料22在燃料箱20倾翻的情况下或在液体以其它方式蓄积在蒸气燃料管路21中的情况下进入罐25。在正常运转期间，例如当车辆直立并且液体尚未进入ROV50时，ROV50处于容许燃料箱20与罐25之间的压力均衡的默认打开位置。MUA40和OPR60在燃料箱20中存在未通过经ROV50的蒸气流以其它方式补救的欠压或过压状态时分别被偏压到关闭位置和打开。MUA40和OPR60被设计成防止液态燃料经阀组件23离开除非超过OPR60的密封件设定点。

罐25可采用多种替换方式进一步连接。如图2B中所示，罐可与可以是大气的空气供给源29连接。罐还可与排气管道连接以过滤发动机排气。由于过滤任何过压泄放气体对环境是有益的，所以罐与阀组件23连接。液态燃料收集器用于防止液态燃料污染罐25。为了辅助排放蒸气消耗，MUA40也可与罐25连接，如图2C所示。

图3A示出包括一体的OPR60、MUA40和ROV50的阀组件23。端口30与罐25连接，罐25优选是活性碳或EVAP或类似过滤器。端口34在内部地安装阀组件时可被省略，并且孔330与燃料箱20流体连通。端口34也可经由适当的管路连接与罐2连接。利用重力经由端口34将燃料22排回到燃料箱20是有益的。但是，当阀组件安装在外部时，端口34与燃料箱20连接以引导燃料22回到燃料箱20。端口30和34例如通过将它们一体地模制在壳体半部上、通过扣合、压配合或焊接以及使用或不使用一个或多个O形环而与阀组件连接。OPR60利用可移动的子结构70与MUA50物理地一体化。MUA40位于OPR60内并由滚珠41致动。上弹簧61靠着上壳体31和可移动的子结构70被偏压。第一凹槽311围绕上弹簧61并引导它。浮子套筒32包括用于定位和引导可移动的子结构70的中间凹槽325。可移动的子结构70被图示为具有用于滚珠41的滑移的内部通路71的圆筒体。座72在内部通路71中包括锥部以定位滚珠41并且靠着蒸气的通路密封内部通路71。凹槽75定位上弹簧61。圆柱形外唇部77在中间凹槽325中引导可移动子结构70并且防止上弹簧61的侧向运动。

如果从燃料箱20经由端口34的蒸气压力超过第一预定值，则压力超过上弹簧61的弹簧力并且可移动的子结构70升起，由此使子结构70的下镶嵌件73与浮子套筒32的上脊突322之间的蒸气燃料管路21通气。这提供了过压泄放以防止燃料箱在诸如高热燃料蒸气膨胀或燃料箱碰撞的状态期间破裂。与现有设计不一样，不论ROV50是否被致动，都提供过压泄放，这是因为ROV密封部件54不靠着通向一体的OPR和OVR阀的通道324密封。因此，与过压和过真空泄放同时提供了翻转保护。如果使用者以触发ROV50的密封的方式使他们的车辆倾斜，则使用者继续受益于OVR和OPR保护。虽然在诸如倾覆燃料箱的碰撞或过热的情况下少量燃料可能离开OPR60，但可能经OPR60的瞬时压力泄放防止了将随着燃料箱破裂而发生的大得多的燃料泄漏。从ROV50平行于通道317的一体的OPR60和MUA40的位置容许液态燃料在OVR浮子52移动离开通道317时在重力作用下返回燃料箱20。因此，可以省略或使用罐25与阀组件23之间的液体收集器，使得在过压泄放期间释放的任何液体可排回到燃料箱20而不污染罐25并且不需要调节MUA40或OPR60的设定点。

当燃料箱20中例如由于用于燃烧的燃料提取或由于燃料箱冷却而产生真空时，补给阀滚珠41致动。即，可移动子结构70中的滚珠41移动离开锥形滚珠座72以使补给空气或其它气体来到燃料箱20。代替球形形状，滚珠41可由圆盘或板片代替。在本实施例中，补给空气从罐经端口30被抽吸到燃料箱20中。与现有设计不一样，MUA40不论ROV50是否启动也都启动。即，当液体提升浮子521并升起密封部件54以阻塞通道317从而启动并关闭ROV50时，补给空气仍可经通道324进入罐。因此，阀组件23防止燃料箱在例如使用者使车辆倾斜以停车或维修车辆时的状态下塌缩。由于MUA40在存在液体或蒸气燃料的情况下被偏压关闭，所以没有液态燃料在倾斜或翻转状态下经MUA40离开。确保了单向流动，因为仅在第二预定压力值以下的真空状态打开MUA40以流入燃料箱中。

ROV50在下壳体33中包括浮子52。浮子套筒32位于下壳体33中并沿浮子凹槽326引导浮子52。浮子套筒32提供更多凹槽和联接面以经由压配合、扣合和焊接接缝中的一者或多者集成ROV、OPR和MUA。下壳体33包括底板333。如果发生翻转事件，则弹簧53被偏压靠在底板333上以向上推动浮子52和附属的密封部件54，从而防止流体经通道317交叉并经腔室340流出。ROV50是常开的，因为浮子52的重量克服由弹簧53施加的力，但在液体充分进入的情况下，浮子52的浮力辅助弹簧53提升浮子52。替换地，密封部件54可以是密封环、柔性条或带。

如图3A所示，阀组件23包括在OPR60内部的MUA40。操作构件共用上壳体31中的第一凹槽311和浮子套筒32中的中间凹槽325。壳套将蒸气通路324集成在中间凹槽325中，并且浮子套筒32在浮子凹槽326中接纳ROV50的浮子52。下壳体33接纳并包围浮子套筒32并提供用于ROV弹簧53的底板333。通过经由诸如压配合、扣合和/或超声波焊接的机构将上壳体31、浮子套筒32和下壳体33集成为一体结构，简化了OEM和用户集成，并且一体的组件为否则将拥挤的燃料系统提供了多个功能。优选包括O形环和其它密封件以改善蒸气密封并减少蒸气泄漏通道通道。

图3B示出替换的阀组件23。壁328将腔室340与一体的OPR60分离开。壁328如图所示与圆柱形外唇部77靠接，或模制成与上壳体31靠接。ROV50如上所述启动。然而，OPR60提供紧急泄放并经由排出孔350排出超出压力。虽然瞬时的流体排出是可能的，或燃料蒸气排出是可能的，但燃料箱受到保护以防破裂。同样，如上所述，MUA40被偏压关闭，但端口34处的真空状态抽吸滚珠41离开球座72并且可经排出孔350抽吸补给空气以泄放真空。或者，排出孔350包括液体收集器、过滤材料或端口或与大气直接相通。

图4示出另一阀组件23。O形环84提供下壳体33与浮子套筒32之间的密封。可移动子结构70中的销42防止滚珠从内部通路71掉出并限制滚珠41的移动性。端口30和34模制到下壳体33。还示出了用于通道317的替换位置。如果浮子52和密封件54保持下降，则蒸气可在可移动子结构70的下镶嵌件73与浮子套筒32的上脊突322之间的间隙逸出。蒸气通过从浮子套筒32中的壁329与可移动子结构70之间以及壁329与盖31之间的间隙327通过而到达端口30。但如果通道317由密封件54密封，则压力可提升可移动子结构70以使镶嵌件73处的密封件断裂。

图5A示出替换的壳体装置和正常车辆运行期间的燃料箱通气。在本例中，端口在上壳体81和下壳体82中加工，并且半体在合适的密封压盖85中的O形环84或其它垫片材料的协作下被密封在一起。插塞83密封加工端口819以防止蒸气经上壳体81离开。插塞83可替换地由用于将流引导到一个以上位置的喷嘴代替。喷嘴86、87也使用合适的O形环或其它密封件连接以用于液流或蒸气流的连接。虽然示出了有倒钩的喷嘴，但可使用其它阀杆，例如快速连接件。喷嘴可替换地例如通过模制与相应的上壳体81和下壳体82共同形成。

流动通道在图5A-5C中利用箭头示出。图5A示出蒸气在正常状态下——即，当ROV50打开时——从燃料箱20经第一流动通道的释放。蒸气从燃料箱20进入喷嘴86，并沿通道827排出而经过打开的液体/蒸气识别器ROV50到达端口819，并且到达罐端口87。与图3A相似，浮子52在不存在液体时朝向或靠着下座824搁靠。下座824在存在液体的情况下也偏压浮子弹簧53以提升浮子52。浮子套筒51在下壳体82的下凹槽823中就位。可以是环、带或其它密封件的密封部件54搁靠在浮子52上并且不阻塞浮子套筒51的上孔口55。燃料蒸气经上孔口55进入上壳体81中的ROV端口817中，然后蒸气离开喷嘴87到达例如罐。在图4和5A中，ROV、补给空气阀和OPR阀未启动并被偏压关闭。

上壳体81包括用于接纳组合的补给和过真空泄放阀的一部分的上凹槽811。上凹槽811包括用于定位上弹簧61的上座812。当可移动子结构70通过合适的蒸气压力被提升时，可移动的子结构70突出到上凹槽811中，如图5B中所示。

图5B示出蒸气流经阀组件23的第二流动通道的蒸气流，其中过压泄放功能和翻转保护功能是同时的。燃料蒸气进入端口86并排出到通道827中。蒸气上升到通道825中并超过第一预定蒸气压力量，该蒸气压力压缩/克服(overwhelm)OPR阀60的上弹簧61。可移动的子结构70升起以打开密封，并且蒸气越过镶嵌件73、64之间的间隙，所述镶嵌件在可移动子结构70的基部与插入件62之间。或者，插入件62可被省略并且镶嵌件64可在下壳体82中直接形成。蒸气越过插入件62的侧壁与可移动子结构70之间的间隙并离开上壳体71中的OPR端口815。蒸气然后如上所述被引导到喷嘴87。

可移动子结构70包括用于靠着具有下插入件表面镶嵌件64的蒸气泄漏通道密封的OPR镶嵌件73。下插入件62否则呈杯形以经由压配合定位在OPR凹槽822中并靠着OPR凹槽822密封以防止蒸气泄漏通道。OPRO形环88定位在OPR密封压盖89中以辅助蒸气密封。下插入件62定位在可移动子结构70的一部分周围，并且可移动子结构70可在OPR凹槽822与上凹槽811之间的共同部分中往复移动。

可移动子结构70包括内部通路7和用于为蒸气密封件提供补给空气滚珠41的锥形球座72。上弹簧61围绕可移动子结构70的半圆锥形上部。而且，子结构70的唇部79防止上弹簧61的侧向运动。

在图5B中，ROV50启动，并且因此第一流动通道关闭：浮子52被示出处于启动位置，使得ROV浮子52下方的ROV弹簧53延伸并且密封部件54上升以阻塞浮子套筒51的上孔口55。如果液体跨越结合的MUA/OVR阀，则液体可在OPR端口815中集中，OPR端口815用作用于使流体返回通道825和817的液体收集器。如果液体灌满(overwhelm)OPR端口815，则液体无法达到罐喷嘴87而没有经由ROV端口817通过ROV50排出并经由排出通道827回到燃料箱的机会。因此，ROV端口817用作阀组件内的液体收集器。如上所述，尽管在ROV50处存在主动翻转保护，燃料箱也可获得过压和过真空泄放。由于MUA40和OPR60两者都被偏压关闭，所以翻转流体在不存在极端条件如燃料箱的过热或对燃料箱的撞击的情况下不会离开阀。而且，即使在翻转状态下也提供了无燃料泄漏的过真空泄放，因为空气流将被吸入燃料箱内，但从燃料箱流出的流将使滚珠41靠着锥形球座72定位。因此，燃料箱被保护以防塌缩和破裂。

在图5C中，第三流动通道包括用于补给空气进入端口87和离开端口86的逆流。ROV50关闭。例如从罐25到MUA40的气体逆流向燃料箱20提供了选择性的补给空气。因此，当燃料22从燃料箱20被提取时，燃料箱20中出现真空并且该第二预定压力向下抽吸可移动子结构70中的滚珠41以打开蒸气通道。当真空缓和时，滚珠由于蒸气压力而升起以返回阻塞通道的位置。从燃料箱的液体进入也可提升滚珠41回位。

图6示出另一一体式组件。上壳体81中包括替换排出孔850。代替经由喷嘴87与罐相通，来自OPR60的过压蒸气排出到替换排出孔850，并且来自MUA40的补给空气被抽吸通过替换排出孔850。排出孔850处可包括喷嘴以将排出的液体或蒸气引导到例如过滤器或液体或蒸气收集器，或排出孔850可直接暴露于大气。上壳体81被加工以容许燃料蒸气在正常运转期间例如经由喷嘴87排出至罐25，但壁813将排出孔850与罐流动通道分离，并且当ROV50关闭时到罐端口87的流体或蒸气流是不可能的。改良的加工端口819与喷嘴87连接。加工端口819可经由带O形环的插塞83关闭。可选择地，可包括另外的加工端口831并经由另外的插塞830将其堵塞。或者，阀组件23可通过将喷嘴87设置在另外的插塞830的位置并从上壳体81省略加工端口819而被简化。从ROV端口817和排出孔850延伸的三个端口容许燃料蒸气被引导到更大数量的蒸气处理机构。

如以上对图3A-4所述，图5A-6的例子的OPR、OVR和ROV功能集成在单个带壳体的组件中。实施压配合、扣合、焊接或其它方法以阻止组件的非期望的泄漏并使组件联合。图5A-6的平行布局容许ROV端口817和孔口55例如通过模制或加工集成在上壳体81中，以省去浮子套筒51。这简化了制造和插入件62在下壳体82中的互补集成。

在气化器燃料喷射式2轮架构中，可以从外部安装阀组件23。在从外部在燃料箱的外侧安装到车辆情况下，这些阀是可维修的。然而，该类型的布置结构与审美、安全和罐保护挑战相关。这种外部安装的阀借助于多个软管连接并因此可引起更多经这些管路向环境的排放。通过将三个阀集成在一个封装中，管路连接的数量相比于现有技术减少并且从外部安装的部件的数量相对现有技术减少。这使得可维修的阀组件对车辆供应商更容易集成并且对使用者和环境更安全。

参考图2D，如例如图3A-6中所示的阀组件23的功能可例如利用图7A-14的一体式阀组件100集成在车辆燃料盖接纳组件中。在包括一体式阀组件100的从内部安装的系统中克服了安全、罐保护、审美和多个软管连接问题。除ROV功能外，一体式阀组件100收集和排出晃动的液体，并执行过压泄放和欠压泄放。利用此设计省去了多个软管连接。一体式阀组件100是通过减小阀的总覆盖范围来克服将阀安装在已有的燃料箱中时的封装约束的模块化方案。模块性由于终端用户可在不拆装(re-tool)燃料箱20的情况下定制诸如弹簧压力、ROV布局和阀密封类型的阀特征而增强。这对包括紧凑式组件和限制尺寸的燃料箱的2轮车辆而言特别有益。它还解决了ROV直接附着在燃料箱上时产生的制造挑战。通过使燃料盖集成有液体收集器、ROV、MUA和OPR，一体式阀组件100大大简化了燃料箱检修(access)和用户安全装置的制造。

虽然将一体的阀组件100描述为供全地形车辆(ATV)、摩托车、轻便摩托车和踏板车使用，但是当燃料加注颈部延长、与一体式组件100集成或连接以解决燃料盖与燃料箱之间的距离差时，其它车辆如汽车、SUV和卡车也可受益于一体式阀组件100。

图7A是示出了ROV150打开时通向罐25的蒸气流的一体式阀组件100的截面。即，图7A示出从一体式阀组件100的第一流动通道通过的蒸气流。除ROV150外，一体式阀组件100包括OPR阀160、MUA140、下壳体180、上壳体181和端口130。优选地，下壳体180和上壳体181各自地一体地模制。燃料加注颈部是形成上壳体181的最内部分的圆柱形的燃料接纳管187，并且在管187的最上部处包括锥形的燃料漏斗189。下壳体180包括用于接纳上壳体181的圆柱形燃料接纳管187的中空圆柱形部分188。上壳体181嵌合在下壳体180内。下壳体180包括用于接纳ROV150的容纳部186。

第一、第二和第三流动通道贯穿容纳部186延伸。第一流动通道在ROV150打开时例如经排出孔1590贯穿已安装的ROV150的基部延伸。第二和第三流动通道贯穿上壳体181中的第二流动通道151和ROV150的上排出孔159延伸。第二流动通道开口151是贯穿下壳体180的容纳部186的壁形成的排出孔。

一体式阀组件100构造成安装在燃料箱盖113下方。这从用户体验方面隐藏了安全装置并容许车辆制造商保持燃料箱盖113的设计特征。一体式阀组件100优选位于例如图2D所示的箱20的最上部位置，这确保了除翻转状态外它不会浸没到燃料中。晃动的燃料在液体收集器170中捕获之后排回到燃料箱20中。当燃料箱盖113打开时，燃料22可经燃料漏斗189的中心空间和圆柱形的燃料接收管187导入燃料箱中。虽然未示出，但一体式阀组件100可与诸如喷嘴切断机构的燃料加注结构接口/连接或进一步集成燃料加注结构。或者，燃料漏斗189和圆柱形燃料接纳管187的直径被选择成触发燃料分配喷嘴的切断机构。

如图7A所示，在上壳体181与下壳体180之间形成有大致呈环形的凹槽185以使燃料或蒸气在圆柱形的燃料接纳管187的外部周围循环。OPR阀160由上壳体181形成并且形成在在上壳体181内。MUA140由上壳体181和下壳体180的表面形成并且形成在上壳体181和下壳体180的表面之间。凹槽185被图示为在MUA140下方具有向下阶梯部以包括液体收集器170。液体收集器170与OPR160下方的凹槽或其它向下阶梯部连接以容许流体在上壳体180与下壳体181之间排出以使得流体可排出到容纳部186中并离开ROV150。液体收集器170也可设计有斜面以在重力作用下引导液态燃料离开MUA140并引向ROV150。流体和蒸气可利用环形的凹槽185和液体收集器170包围圆柱形的燃料接收管187。在正常运转状态下或当车辆在例如停车支架处倾斜时，极少的液体能进入第二流动通道开口151并且ROV能够履行其防止下游阀的堵塞和防止蒸气通道被淹没的功能。还防止了燃料在翻转状态期间的泄漏，这是因为ROV150、OPR160和MUA140不容许燃料离开燃料箱。这是优于容许经由打开的排出孔自由到达燃料箱与燃料箱盖之间的现有技术设计的改进。

图7B是一体式阀组件100的截面，其示出了经第二流动通道流向大气的蒸气流。这例如发生在ROV150的排出孔1590由燃料覆盖或从端口130到罐25的流体连接被破坏、由此封闭第一流动通道时发生。在这些情形中，一体式阀组件100经第二流动通道开口151、上排出孔159、孔口555和OPR阀160解除过压状态，如图8A和9B所示。

图7C示出正从大气经第三流动通道抽吸空气。这例如在ROV150关闭或从端口130到罐25的流体连接被破坏、由此封闭第一流动通道时发生。在这些情形中，一体式阀组件100通过经MUA阀160将空气吸入到凹槽185中来解除欠压状态。该补给空气通过上排出孔159和第二流动通道开口151，或孔口555和排出孔159被抽吸。

图8A和8B示出MUA150、OPR160、ROV150和端口130的相对定位和周向分布的一个示例。可针对设计目的调节围绕圆柱形的燃料接收管187的周向分布，不过使第二流动通道开口151和端口130之间的距离最大化容许用于液态燃料的重力作用排出的最多空间。还示出了用于扣合的指形件和沟槽。

图9是一体式阀组件100的截面图。MUA140是单向阀并且包括MUA密封件141、MUA弹簧142、MUA孔口143、MUA座144、MUA销145和MUA颈部146。MUA密封件141优选是圆盘或滚珠。MUA弹簧142被偏压以将MUA密封件141压向MUA销145，MUA销145是下壳体180的一部分。MUA密封件141由MUA颈部146导向。MUA颈部146、MUA座144和MUA孔口143形成在上壳体181内。在正常和过压状态下，MUA弹簧142保持MUA密封件141靠着MUA座144并防止经MUA孔口143的流。然而，在足以克服由MUA弹簧142施加的力的欠压状态下，MUA密封件141在MUA颈部146内从MUA座144朝MUA销155移动。因此，MUA140容许空气经MUA孔口143流入一体式阀组件100中并经第三流动通道流入燃料箱内。

OPR160是单向阀并且包括OPR密封件161、OPR弹簧162、OPR盖163、OPR孔口164、OPR座165和OPR颈部167。OPR密封件161优选是圆盘或滚珠。OPR弹簧162被偏压靠在OPR盖163和OPR密封件161上。OPR盖163可被焊接在由上壳体181形成的OPR颈部167上或压配合在其中。OPR颈部176或OPR盖163中的一者或两者中可包括沟槽或槽以有利于在OPR盖163和OPR颈部167中的一者或两者中的肋部之间的流动。OPR座165和OPR孔口164两者都由上壳体181形成。在正常和欠压状态下，OPR弹簧162保持OPR密封件161靠着OPR座165并防止从OPR孔口164通过的任何流。然而，在足以克服由OPR弹簧162施加的力的过压状态下，OPR密封件161朝OPR盖163的OPR销166移动。OPR160容许蒸气从一体式阀组件100经由第二流动通道逸出并经OPR孔口164进入大气中和OPR盖163与OPR颈部167之间。

ROV150例如通过图9中的倒钩式联接或图12和14的倒钩和沟槽或通过焊接、压配合或类似手段安装在下壳体180的容纳部186中。为了靠着容纳部186密封ROV150，也可使用O形环或卡环1833。ROV150与ROV50相似地操作。ROV150还可包括ROV盖1550，其容许蒸气流入下壳体180和下壳体180与上壳体181之间的环形凹槽185中。ROV150可选地包括用于协助压力调节的圆盘156。液态燃料可提升浮子52以提升密封件54而闭塞孔口555，由此封闭ROV150的第一流动通道。阻塞孔口555也阻塞了从上排出孔159和第二流动通道开口151通过的液体和蒸气通路。

下壳体180与上壳体181之间的凹槽185由顶部O形环182和底部O形环183密封。顶部O形环182也防止了液态燃料和燃料蒸气泄漏到大气，以及水进入燃料箱20。底部O形环183还防止了燃料在翻转状态下进入液体收集器170。

ROV盖1550还在ROV150的孔口555附近包括缺口171，其容许液体从液体收集器170经ROV150排出到燃料箱20中。连同燃料蒸气一起或由于凝结或晃动而离开燃料箱20的燃料22可由液体收集器170收集和蓄积。液体收集器170通过利用重力收集自行进入凹槽185中的流体而工作。当ROV150打开时，流体经缺口171排出，周围圆盘156，通过孔口555，并且最终围绕浮子52回到燃料箱20中。ROV150的更多特征在侧面和/或基部中包括用于调整流体移动进出浮子套筒510的孔1590。

图10A示出端口130、ROV150、MUA150和OPR160在圆柱形的燃料接收管187周围的替换周向分布。该分解图还示出可如何经由利用模块化部件的下沉方法简化组装。

可通过将过压泄放密封件161和过压泄放弹簧162设置在过压泄放颈部167中来组装过压泄放阀160。过压泄放盖163通过例如焊接、扣合或压配合附着到颈部167。可通过将补给空气密封件141和补给空气弹簧142设置在补给空气颈部146中来组装补给空气阀140。可通过将上壳体181的圆柱形的燃料接收管187设置在下壳体180的中空圆柱形部分188内来附接上壳体181和下壳体180。在该下沉组装工序期间，补给空气颈部146与下壳体180的销145接合。顶部O形环182和底部O形环183设置在壳体之间以密封凹槽185。然后，上壳体和下壳体可通过例如焊接、扣合或压配合附着在一起。ROV150可安装在容纳部186内并通过例如焊接、扣合或压配合附着。外O形环184被附着在下壳体周围以给密封件提供燃料箱接口194。

图10B示出燃料箱盖113及其与一体式阀组件100和燃料箱20的关系。图15是示出安装根据图10B和10C的一体式阀组件100的示例性方法的流程图。经由使用模块化部件的下沉法来简化安装。燃料箱20可包括如图10B所示的燃料箱接口194或如图10C所示的阶梯式箱凹槽。燃料箱可被冲压、模制或以其它方式成型为包括燃料箱接口194或箱凹槽1981、1982。为了清楚未示出燃料箱的其余部分。

可通过首先如步骤S10中将中间板193焊接在燃料箱接口194上来将一体式阀组件100与带燃料箱接口194的燃料箱20连接。中间板包括用于接纳诸如螺纹套管196的安装元件的安装结构，例如螺孔190。或者，在步骤S11中，将中间板焊接到箱凹槽198中。当燃料箱包括诸如接口支柱195或孔的安装结构时，可省略步骤S11和S10。替换安装元件可包括例如铆钉、开口销、倒钩销(barbed pins)或螺钉。

可如步骤S12中将一体式阀组件100设置在燃料箱内，使得一体式阀组件100靠着阶梯、凹槽或唇部就位。以下参照图11A-11D说明用于这种设置的技术，并且该技术包括倾斜嵌入法。端口130附接到蒸气燃料管路21，蒸气燃料管路21优先是用于在安装一体式阀组件100之前或在完全密封燃料箱20之前——例如在燃料箱20上包括侧面板或检修口时——与罐或其它蒸气处理机构连接的软管。

然后如步骤S13中将盖板191下落到一体式阀组件100上。如步骤S14中经由可以是螺纹接口的套管1960附接盖板191。套管1960与中间板中的孔1900接合或替换地螺纹连接到燃料箱接口支柱195中。

如步骤S15中将燃料箱盖113下落到盖板191上，并且如步骤S16中利用诸如套管196的安装元件附接。燃料箱盖113在关闭时使盖密封件121靠着燃料漏斗189毗接以密封燃料箱20。同时，燃料箱盖113容许MUA140和OPR160经例如盖间隙114与大气相通。可设定MUA140和OPR160裂开点以根据安全要求限制致动，从而限制蒸气流到大气。实现了环境和用户保护，因为蒸气不会连续排出到大气而提供燃料箱过压或过真空泄放，并且不需要电气致动以提供安全特征/结构。

图11A-11D示出将一体式阀组件100设置在作为冲压凹槽示出的燃料箱接口194中的方法。由于ROV150和容纳部186的突出，一体式阀组件100的覆盖范围大于燃料箱接口194的开口。如图11A所示，一体式阀组件100是这样的，即首先将ROV150导入接口194中。然后，使阀的端口130与端口间隙197对齐并且可逐渐调平阀，如图11B-11D所示。在该设置方法结束时，上壳体181的顶部应当与燃料箱接口194的顶部平行。还示出了燃料箱接口支柱195，并且盖板的孔1910与支柱195对齐以经由诸如螺纹套管196或螺钉的安装元件将阀组件夹持在合适位置。

图12是安装在燃料箱接口194中并且包括铰接117的燃料箱盖113的一体式阀组件100的截面。箱盖包括铰接的盖体119，其包围盖锁定凹槽120。盖锁定凹槽120可由铰接116的翼板115覆盖。可选的钥匙式锁芯柱或解锁机构位于盖锁定凹槽120中并致动盖锁定机构118。盖锁定机构118卡扣在燃料漏斗189上的梯级1890上以靠着燃料漏斗锁定盖密封件121。可包括机构座123以支承锁定机构118。机构座123可与铰接的盖体119联接并且可定向盖密封件121。或者，盖密封件121可与铰接的盖体119直接联接，并且燃料箱20与箱盖113之间的卡扣机构可产生用于密封燃料箱的力。

盖密封件121在盖113打开和关闭时贯穿盖板191。当盖锁定机构118释放时，盖体119可围绕盖铰链117移动以允许接近燃料箱。利用盖密封件121防止箱20中的燃料直接到达大气，该盖密封件121提供了上壳体181的圆柱形燃料接收管187的燃料漏斗189的为气密密封件。然而，经OPR160释放的蒸气可经盖板191所包围的中空空间和盖体119内的盖间隙114到达大气，如经由流动箭头所示。通向MUA140的真空使箭头反向，并且空气经盖间隙114和盖板191的空间从大气吸入。

图13A-14示出了替换的一体式阀组件200。端口130、ROV150和阀260的周向分布被偏置于燃料接收管187的一侧。用于蒸气循环的液体收集器170和环形凹槽1850也被偏置到一侧，从而容许比图12更紧凑的覆盖范围。阀260可以是集成在图3A和4-5C的可移动的子结构70中的MUA140、OPR160或结合的MUA和OPR中的一者。因此，单向阀或两个单向阀的组件在阀260处直接通向燃料箱。

OPR160可被设置在阀260处并且MUA140可省略，因为它可设置在例如罐的下游以容许在需要补给空气时净化罐。或者，OPR160可在MUA140设置在阀260时经由端口130与一体式阀组件200连接。阀260容许直接从燃料箱20到液体收集器170的压力交换。如果密封件54阻塞流经孔口555，则提供了燃料箱的安全性。与以上例子中一样，上壳体181和下壳体180一起以包围阀260。经由指形件1801的扣合可利用用于防止泄漏通道的O形环1830和1831将上、下壳体结合。然而，液体收集器170容许液态燃料经ROV150返回，如上所述。

图14还示出了不具有端口间隙197的阶梯状的燃料箱接口194。图14的安装方法采用与图11A-11D相似的倾斜方法以将一体式阀组件200导入到燃料箱20中并调平。但是，端口130被设置在燃料箱20中而不与端口间隙197对齐。图14不包括燃料箱接口支柱195，而是依赖于中间板193来实现安装元件连接。上壳体上的漏斗唇部1891位于箱凹槽1981中。O形环1832密封泄漏通道。安装套筒192提供用于盖密封件121的密封件靠接部1921。盖锁定机构118靠着安装套筒的边缘1922锁定，并且如上所述利用位于锁定凹槽120中的机构锁定和解锁。盖板191和燃料箱盖113如上所述固定在中间板193上，但中间板焊接到燃料箱20的凹槽1982。经盖间隙114的环境污染局限于截留在安装套筒192中的溅泼燃料。利用与例如罐连接的端口130，通过罐过滤了释放的燃料蒸气以限制污染。

根据说明书和对公开内容的实践，其它实施方案对本领域的技术人员来说将显而易见。应该认为说明书仅为示范性的，本发明的真实范围通过以下权利要求来指明。