专利名称：翻转通气阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种翻转通气阀，该翻转通气阀一方面被设计成用于使燃料蒸气从车辆燃料箱排放到大气，更确切地说是排放到诸如碳罐的蒸气回收系统，另一方面被设计成用于确保该阀在某些情况下关闭。这些情况可以在这些时候发生由于燃料箱的过度填充而使得燃料进入该阀，或者最重要的是，由于燃料箱的位置突然变化，比如当车辆和燃料箱翻转时，燃料会通过其它开口的阀而从燃料箱中漏出。然而，本发明的阀还允许燃料箱以相当高的流速通气。
背景技术：
已经公知各种翻转通气阀，比如尤其在美国专利No.5,313,977和No.5,738,132中描述这种阀的示例。
这种公知的翻转通气阀，特别是带有相对较大通气出口孔的翻转通气阀所出现的问题是在燃料水平下降或当车辆及其燃料箱返回其正常位置时确保阀确实打开。这样，通气出口越大，作用在阀上的压差就越大，从而作用在阀上的关闭力就越大。
现有技术的阀可能出现的另一问题是，燃料箱内的压降可能导致燃料箱损坏(例如破裂)。为此目的，已公知形成排气孔来使燃料箱通气，但是通气速度相当慢。例如，燃料消耗增加(例如在车辆加速期间)以及在温度下降及压力变化(例如海拔的改变)期间都可能会使燃料箱内发生压降。
现在，提供装配有阀装置的燃料箱已经成为许多制造商的要求，该阀装置适于在燃料箱内发生压降时已相当高的流速使燃料箱快速通气，从而将发生燃料箱损坏以及随之而来的环境问题的危险降至最低。
本发明的一个目的是提供一种改进的翻转通气阀，这种翻转通气阀装配有压力保持装置，在本发明中解决了上述问题。
发明内容
本发明提供了一种用于装配在车辆的燃料箱内的燃料阀，其中该阀的出口端口通常连接到燃料处理装置，比如连接到燃料罐。根据本发明的阀被设计成允许在燃料箱中出现负压(真空)使该燃料箱通气，以由此防止燃料箱损坏(破碎、撕裂焊接开口等)，而燃料箱损坏会导致燃料泄漏并导致严重的安全及环境后果。
例如，由于车辆发动机的燃料消耗增加(例如在加速或爬坡时)，温度变化而致使燃料箱可能在低温下收缩，或者在不同海拔处压力变化等都可能使燃料箱内出现负压。
根据本发明，提供了一种翻转通气阀，该翻转通气阀包括形成有流体入口和流体出口的外壳，一阀座连接到该外壳的出口孔上，在该外壳内容纳有可在密封位置和打开位置之间轴向移动的浮动件，在所述密封位置处，该浮动件的密封件密封地抵靠所述出口孔的阀座，以密封所述流体出口，在所述打开位置处，所述密封件与所述阀座分离，由此使所述流体出口与所述流体入口流动连通；压力保持装置，该压力保护装置在所述阀座和所述流体出口中间延伸以在所述流体入口和所述流体出口之间的压差不超过最小压力阈值时切断所述阀座和所述流体出口之间的流体流动；该阀的特征在于该阀还包括与所述流体出口流动连通的单向流体入口阀，以在所述流体入口出形成负压的情况下允许流体以相当高的流速向所述流体入口流动。
根据本发明的一个实施例，所述单向入口阀为一壳体(cage)和容纳在该壳体内的密封件的形式，该壳体由与所述流体出口流动连通的入口端口和与所述流体入口流动连通的出口端口形成，该密封件可在所述入口端口的密封接合与在所述流体入口处于负压情况下从该入口端口的分离之间移动。
通过一个特殊设计，可使所述单向入口阀的所述密封件为柔性密封件，由此，在所述流体入口处出现负压的情况下，该柔性密封件从所述入口端口分离并发生变形，从而增加通过所述入口端口的流动截面面积。
根据一个特殊设计，将该阀设计成这样，即，所述单向入口阀的所述入口端口通过在压力保持装置上方跨越的通气通道与所述阀的所述流体出口流动连通。该压力保持装置可以是盘式压力保持器(弹簧偏压或不是弹簧偏压)、球式压力保持器或任何其他合适的压力保持装置。
所述壳体的入口端口形成于所述外壳的壁部处，并且该壳体的所述出口端口形成于被固定到所述外壳上的壳体关闭件处，其中所述出口端口与所述阀的所述流体入口流动连通。
根据本发明的特定实施例，所述单向入口阀相对于所述阀的纵向轴线偏移延伸。
无论所述浮动件在所述外壳内的位置如何，所述单向入口阀都可密封。因此，无论所述浮动件处于其最上密封位置(即，所述密封件由此密封地抵靠所述出口的阀座)或者当该浮动件下降到其打开位置(在该打开位置处，所述密封件与所述阀座分离)时，所述单向阀都可以打开以使所述燃料箱通气。
所述单向入口阀被设计成用于以高达大约4升/分钟的相当高的流速为所述阀通气。
该配置使得所述单向入口阀能够在车辆翻转的情况下自动地密封。
为了理解本发明并了解本发明在实践中是如何实施的，下面将参照附图仅以非限制性示例的方式描述一实施例。在附图中图1是根据本发明的阀的立体图；图2A是沿着图1中的I-I线的纵向剖视图，该阀处于高速流出位置；图2B是沿着图1中的II-II线剖取的阀的顶部的放大视图，该阀处于高速流出位置；图3A是沿着图1中的I-I线的纵向剖视图，该阀处于高速流入位置；以及图3B是沿着图1中的II-II线剖取的阀的顶部的放大视图，该阀处于高速流入位置。
具体实施例方式
首先参照图1，该图示出了根据本发明的阀的立体图，该阀整体上以附图标记10来表示，该阀包括柱形外壳12，该外壳12形成有带凸缘的上部14，该上部14适于焊接(热焊接)在形成于燃料箱(未示出)上壁处的孔内，且仅上盖部分16从该上壁伸出，燃料出口喷嘴18从上部14延伸出并且可连接到燃料蒸气处理装置，例如滤罐(未示出)上。
该外壳12在其底部处形成有几个流体入口孔22。
现在参照图2A，浮动件26可在外壳12内充分地移动，这是由于该浮动件26的外表面上形成有纵向肋28，而在外壳12的内表面上形成有相对应的凹槽32；该浮动件26被限制成只能在该外壳内轴向移动，不能在该外壳内发生角位移(转动)。
还设置有螺旋弹簧34，所述弹簧在其下端处抵靠外壳的管状弹簧支座36，该弹簧的上端抵靠位于浮动保持缸体40内的弹簧座38，由此沿着向上方向偏压浮动件26。
细长带状柔性膜片42在其一端44处通过锚定柱46锚定到浮动件26的上壁上，浮动件26相对于外壳12的纵向通路以及出口48偏移，该出口48与浮动件的顶部16处的空间50流动连通，从而与出口喷嘴18流动连通(图1)。出口48具有向下悬垂的阀座56，在该阀座56的最下端形成有倾斜、细长的出口孔60，该出口孔60可通过带状柔性膜片密封件42而密封地接合。
浮动件12通过与浮动件26的固有浮力共同作用的压缩弹簧34而被向上偏压成与流体出口密封接合。这些向上的力(浮力和弹簧偏压)倾向于通过所述密封的带状密封件42密封狭缝状出口孔56，如图3A的位置所示。
还可以看出，出口腔室50包括在流体出口48上方的压力保持盘70，该压力保持盘70通常抵靠向下悬垂的流体出口漏斗48的带凸缘的座72。如此进行布置，使得压力保持盘70可以在关闭位置(图3A和3B)之间移动，在该关闭位置处，该压力保持盘70密封地抵靠凸缘72，以使得燃料箱(未示出)内能够形成预定压力(通常为大约3至4KPa，未示出)，从而在感测到燃料箱内形成这样的压力时中断密封过程，像本身已知的那样。然而，当燃料箱内的压力超过预定压力时，压力保持盘70会与密封凸缘72分离(参见图2B)，以便允许压力经过出口喷嘴18(图1)从燃料箱排放到燃料处理罐(未示出)中。本领域熟练的技术人员应该想到，该压力保持装置可以是盘式压力保持器(弹簧偏压，或不是弹簧偏压)、球式压力保持器或任何其他合适的压力保持装置。
在偏离漏斗形流体出口48的位置处形成有单向入口阀(图2B和3B)，该单向入口阀包括壳体式结构80，该壳体式结构80由上壁部分82和下支撑件84组成，其中上壁部分82是阀的内部壳体的一部分，下支撑件84例如通过加热焊接、超声波焊接等与上壁部分82固定连接，以在壳体80内形成空间86。该壳体80形成有入口端口90，该入口端口90借助在压力保持盘70上方跨越的排气通道94与阀的上部空间50流动连通，由此使入口端口90与阀的流体出口喷嘴18(图1)流动连通。在壳体80的关闭件84中形成有出口端口98，所述出口端口98与阀的流体入口孔22流动连通。
呈弹性密封件(根据本示例为矩形，并且足够薄以保持柔性)形式的密封件100被保持在壳体80内，该密封件100可在入口端口90的密封接合(图2B)和与该入口端口90的分离(如图3B所示的位置)之间在壳体80内移动。此外，由于其弹性，该密封件100不仅从入口端口90的密封接合移动，还会变形来增加入口端口90的有效截面面积，以便增大进入阀以及随后进入燃料箱(未示出)的流速，该流速可高至大约每分钟4公升。
在阀的正常状态下，当该阀被安装在燃料箱内，并且该燃料箱与相关联的车辆处于直立位置时，所述阀处于如图2A所示的位置处，即浮动件26与流体出口48分离，由此在该浮动件26上作用最大的重力。结果，在缺少向上指向的浮力的情况下，浮动件26的重量克服压缩弹簧34的向上偏压作用，从而使浮动件26位于图2A所示的位置处，且使流体出口48完全打开，由此允许燃料蒸气等排出。但是，在图2A的位置处，如上文所述，压力保持盘70处于其关闭位置，即抵靠密封凸缘72，从而允许在燃料箱内积累压力(至大约3到4KPa)，以便切断燃料泵(未示出)并防止燃料回流，如现有技术所公知的那样。
但是，当由于燃料箱内注入过量的燃料，并且燃料因此进入阀内，由此增加作用在浮动件26上的向上指向的浮力，或者由于车辆和燃料箱部分或完全翻转，从而导致燃料进入外壳，并且向下指向的重力降低时，压缩弹簧34(可能与增大的浮力一起)的向上指向的偏压作用导致浮动件26向上指向移动到其关闭位置，如图3A所示。这样，可以确保在翻转或过量燃料流入阀的外壳12中时使该阀10关闭，从而防止燃料外泄。
当燃料箱返回其正常位置，或者燃料箱内的燃料水平下降时，在浮动件26上的不断增加的重力作用克服了不断降低的向上指向的浮力和螺旋弹簧34的偏压作用，由此，浮动件26趋于随着密封件42的逐渐分离而向下运动。
现在具体参照图2B和3B，图2B和图3B示出了单向入口阀是如何与本发明的翻转通气阀共同作用的。在阀的正常状态下，当燃料箱内的压力保持在预定压力值之内(即只要燃料箱不处于负压(真空)；如上文所讨论，理想的是高至约3至4KPa的过压力，以防止燃料回流)时，密封膜片100处于其图2的密封位置处，即密封入口端口90，以防止流体沿任何方向流过，这使得所述翻转通气阀如以上所讨论的与压力保持盘联合作用。密封件100的弹性与壳体80的支撑件的结构一起倾向于保持密封件100与单向阀的入口端口90密封地接合(图2B)。
但是，在燃料箱内的压力下降的情况下，形成负压(例如，由于车辆发动机的燃料消耗增加(例如在加速或爬坡时)，或者在温度变化燃料箱可能会在低温下收缩时，或者在不同海拔处压力变化时会使燃料箱内的压力下降)，密封带100从入口端口90分离(图3B)，并且还发生变形，以增加入口端口90的通流截面面积，进而允许燃料箱以例如高达约每分钟4公升的相当高的流速进行通气。但是，当燃料箱内的压力回复正常时，或者在过压时，单向入口阀会自动地移入其关闭位置(图2B)，由此，通过阀10的主流体出口48来处理流体排出。
尽管已经示出并描述了一实施例，但是应该理解到，本发明并不旨在借此来限制本发明的公开内容，本发明意在覆盖落入本发明的精神和范围内的所有的加以必要变更的修改及配置。
权利要求
1.一种翻转通气阀，该翻转通气阀包括形成有流体入口和流体出口的外壳，一阀座连接到该外壳的出口孔上，在该外壳内容纳有可在密封位置和打开位置之间轴向移动的浮动件，在所述密封位置处，该浮动件的密封件密封地抵靠所述出口孔的所述阀座，以密封所述流体出口，在所述打开位置处，所述密封件从所述阀座分离，由此使所述流体出口与所述流体入口流动连通；压力保持装置，该压力保持装置在所述阀座和所述流体出口中间延伸以在所述流体入口和所述流体出口之间的压差不超过最小压力阈值时切断所述阀座和所述流体出口之间的流体流动；该阀的特征在于该阀还包括与所述流体出口流动连通的单向流体入口阀，以在所述流体入口处形成负压的情况下允许流体以相当高的流速向所述流体入口流动。
2.根据权利要求1所述的翻转通气阀，其中，所述单向入口阀呈壳体以及容纳在该壳体内的密封件的形式，该壳体形成有与所述流体出口流动连通的入口端口以及与所述流体入口流动连通的出口端口，该密封件可在所述入口端口的密封接合和在所述流体入口处的压力下降到低于所述流体出口处的压力时与所述入口端口的分离之间移动。
3.根据权利要求2所述的翻转通气阀，其中，所述单向入口阀的所述密封件为柔性密封件，由此，在所述流体入口处形成负压的情况下，该柔性密封件与所述入口端口分离并发生变形，以增加通过所述入口端口的流动截面面积。
4.根据权利要求2所述的翻转通气阀，其中，所述单向入口阀的所述入口端口通过在所述压力保持装置上方跨越的通气通道与所述阀的所述流体出口流动连通。
5.根据权利要求2所述的翻转通气阀，其中，所述壳体的所述入口端口形成于所述外壳的壁部处，并且该壳体的所述出口端口形成于被固定到所述外壳上的壳体关闭件处，其中所述出口端口与所述阀的所述流体入口流动连通。
6.根据权利要求1所述的翻转通气阀，其中，所述单向入口阀相对于所述阀的纵向轴线偏移延伸。
7.根据权利要求1所述的翻转通气阀，其中，无论所述浮动件在所述外壳内的位置如何，所述单向入口阀都可密封。
8.根据权利要求1所述的翻转通气阀，其中，所述单向入口阀被设计成用于以高达约4升/分钟的相当高的流速使所述阀通气。
9.根据权利要求1所述的翻转通气阀，其中，所述单向入口阀在车辆翻转的情况下自动地密封。
10.根据权利要求2所述的翻转通气阀，其中，所述密封件呈具有矩形截面的弹性密封件的形式。
11.一种大致如上述权利要求所述的翻转通气阀。
12.一种大致如说明书和附图所介绍的翻转通气阀。
全文摘要
本发明提供了一种翻转通气阀，该翻转通气阀包括形成有流体入口和流体出口的外壳，一阀座连接到该外壳的出口孔上，在该外壳内容纳有可在密封位置和打开位置之间轴向移动的浮动件，在密封位置处，该浮动件的密封件密封地抵靠出口孔的阀座，以密封流体出口，在打开位置处，密封件从阀座分离，由此使流体出口与流体入口流动连通。本发明还提供了一种压力保持装置，该压力保持装置在阀座和流体出口中间延伸，以在流体入口和流体出口之间的压差不超过最小压力阈值时切断阀座和流体出口之间的流体流动。该阀还包括与流体出口流动连通的单向流体入口阀，以在流体入口处形成负压的情况下允许流体以相当高的流速向流体入口流动。
文档编号F16K31/18GK1963275SQ20061014442
公开日2007年5月16日 申请日期2006年11月7日 优先权日2005年11月8日
发明者摩西·埃曼, 奥马尔·武尔坎, 伊兰·阿基昂 申请人:拉法尔A.C.S.有限公司