专利名称：与炭罐成一体并具有压力安全功能的蒸气通风阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种与炭罐成一体并具有压力安全功能的蒸气通风阀。
背景技术：
对于诸如用于手扶拖拉机、割草机、便携式发电机组以及船舶应用的(功率)小于50马力(37.2千瓦)的小型发动机，近来已经规定这种发动机必须配备燃料蒸气排放控制系统。
在这类应用中使用的小型发动机通常将燃料箱设置成靠近发动机以便利于在使用该发动机的设备上安装发动机。更广泛采用的结构利用从燃料箱到发动机化油器的重力式燃料供给；但是，在某些使用接近50马力的发动机的应用中使用燃料泵。
在这种小型发动机尤其是在小型发动机的上述应用中提供燃料蒸气排放控制系统要求附加元部件、对燃料箱进行改进，并且导致在设备中安装发动机和燃料系统的成本大大增加。当不仅要求在发动机停止运转期间防止燃料蒸气排放而且还要求设置在失向(disorientation)如设备在使用中倾翻或滚翻时关闭燃料箱的补偿空气通风口的阀时尤其如此。
更广泛采用的防止燃料蒸气从大型发动机燃料箱和燃料系统排放的技术使用装有吸附剂的储存炭罐以保持燃料蒸气，直至发动机启动，然后蒸气被抽入发动机进气口，并且当蒸气被抽入发动机时通过引入大气对炭罐清污(purge)。在大型发动机如在燃料箱远离发动机的机动车辆中长期采用这种系统。
然而，已经发现，由于必须将发动机和燃料箱的体积保持最小，为燃料箱通常利用支架安装在发动机或设备上靠近发动机的位置的小型发动机提供这些功能困难并且成本高。对于装有整流罩以在气缸盖上方提供用于适当冷却的适当气流的风冷式发动机尤其难于做到这一点。此外，多数小型发动机应用使用置于发动机上方的重力供给式燃料箱，因此要求安装这种发动机的设备具有特殊构造，在发动机装有整流罩的情况下尤其如此。因此，需要寻求对在尤其是使用重力供给式燃料箱的小型发动机中燃料蒸气排放控制提供所需功能而不需要完全重组燃料箱和相关燃料系统以及燃料安装部件的方法或装置。
发明内容
本说明书、附图和权利要求说明并图示了提供上述问题的解决方案的示例性实施例，该实施例包括一体形成在共用壳体中以方便地靠近小型发动机燃料箱安装并可通过适当的柔性管道连接到燃料箱和发动机进气口的燃料蒸气储存炭罐以及与之连接的蒸气通风阀/倾翻阀和压力安全阀。在此说明的一体式组件提供了紧凑、易于制造并且成本较低的设备，该设备在发动机停止运转期间提供对燃料蒸气排放的控制，并在发动机启动时对储存的燃料蒸气进行清污。此外，还提供了针对倾翻和滚翻的保护。在一个所示实施例中，储存炭罐连接有浮子控制的具有的“盖”或压力安全阀的蒸气通风阀/倾翻阀，该压力安全阀防止蒸气逸出直至达到预定蒸气压力。在另一所示实施例中，压力安全阀包括设置在可动阀元件中的真空安全阀，使得在发动机运转期间或当发动机停止运转期间燃料箱冷却并且蒸气冷凝时能够将补偿空气抽入燃料箱以防止燃料箱被压坏。
图1是示出与蒸气储存炭罐一体地形成于共用壳体中的浮子控制的压力安全阀处于闭合位置时的等比例截面图；以及图2是示出一替换实施例的类似于图1的视图，其中压力安全阀包括当燃料箱中的压力低于大气压力时允许蒸气和/或空气进入的真空安全阀。
具体实施例方式
参照图1，一示例性实施例的压力安全阀/倾翻阀和储存炭罐组件总体上用10表示，该组件包括限定蒸气储存室14的一体形成的共用壳体12，该壳体12在其一端形成有蒸气通道16，在远离通道16的一端形成有大气通风口18。形成有通道16的一端还具有与在该端形成的通道20垂直连通的单独的清污出口通道21，通道20通过接头23与壳体12的外部相连通。如虚线轮廓所示，接头23适于连接到初始进气口。燃料蒸气通过接头27中的通道25进入室14，如虚线所示，接头27适于连接到燃料箱。
共用壳体12中还可一体形成有一端开口的蒸气室22。
室22由可通过任意适当的手段如焊接固定并密封在该室22上的盖24封闭。以类似方式，室14可形成为一端开口并由例如通过焊接密封在室14上的盖26封闭，该盖26中可一体地形成有大气通风口18。
蒸气室22中设有总体上用28表示的蒸气通风阀/倾翻阀和总体上用30表示的蒸气压力安全阀，这两个阀设置于在容纳于蒸气室22的阀体34中形成的蒸气通风口32的相对端。
在图1的实施例中，蒸气通风阀/倾翻阀包括浮子36，在浮子36的上表面设有用于封闭在蒸气通风口32下端形成的阀座40的柔性阀元件38。当燃料进入室22时使得浮子上升；当浮子到达预定液位时阀元件38封闭阀座40从而防止蒸气逸出室22。除了浮在液体燃料中外，浮子还可在重力作用下响应诸如倾翻或滚翻的失向而移动以使元件38封闭阀座40。
总体上用30表示的压力安全阀包括设置在固定到阀体34的盖44内的阀元件42；元件42通常在重力作用下封闭靠在通风口32的上端。阀元件42的重量选择为使得该阀保持关闭，直至燃料箱和蒸气室22内达到预定压力，该压力使得阀元件42向上移动从而允许蒸气通过通道16逸出到储存炭罐14。
该炭罐包括用于提供蒸气经过清污出口通道20从该炭罐逸出的弯曲路径的导流面46，并可包括覆盖导流面46设置的过滤材料48。
以类似方式，位于炭罐远端的大气通风通道18也具有覆盖通道18的内侧端设置的导流面，还可包括用于过滤进入储存室14的空气的过滤材料52。
储存室14还可包括吸附材料54。可通过适当的弹簧56将导流板50和过滤器52偏压在吸附材料上。在本发明的图1的实施例中，已经发现使用颗粒状含碳材料如粒状木炭作为吸附材料54是令人满意的。
参照图2，示出总体上用60表示的另一实施例，该实施例包括限定储存室64的共用壳体62，该壳体在其一端形成有蒸气通道66；并且，壳体62在远离蒸气通道66的一端形成有大气通风口69。壳体62形成为用于蒸气室68的流体的共用壳体，蒸气室68与蒸气通道66相连通并具有在接头71中形成的流体进口70，如图2中虚线所示，接头71适于连接到燃料箱以用于从燃料箱接收燃料蒸气。共用壳体62还具有在接头73中形成的清污出口通道72，如虚线所示，接头73从壳体62延伸到外部并适于连接到发动机进气口并与之连通。通道72还通过横向通道74与储存室64连通。
如图2的实施例中所述，来自储存室64的蒸气流可通过适当的过滤材料76过滤并要求在到达清污出口横向通道74或通往室68的蒸气通道66之前先经过一系列导流板78。以类似方式，通过壳体62远端的通道69进入的空气在进入室64之前要求先经过导流板80和过滤材料82。如图1的实施例所提及的那样，储存室64还可包括吸附材料84，例如诸如粒状木炭的颗粒状含碳材料。如果需要可使用弹簧108将导流板80和过滤器82偏压在吸附材料84上。
流体室68内设有包含总体上用88表示的蒸气通风阀/倾翻阀的阀体86，阀体86包括垂直定向的通风通道90，在该通风通道下端形成阀座92；阀88可包括浮子94，在该浮子的上端设有柔性阀元件96。当液体燃料通过进口70进入室68和阀体86内部时，浮子上升；当燃料液位到达预定液位时，浮子移动以将阀元件96封闭在阀座92上，从而防止蒸气通过通风通道90逸出。
阀体包括保持通过重力作用的压力安全阀元件100的盖98，该压力安全阀元件100在自身重力作用下靠在形成于通风通道90上端周围的阀座102上以防止蒸气通道90(中的蒸气)逸出，直至燃料箱和流体压力室68内达到预定压力。
在图2的实施例中，通过重力作用的阀元件100具有贯穿该阀元件的中央通道104，该通道104在其下端形成有阀座，该阀座中保持有诸如球体或球状物的可动阀元件106。阀元件106由非常轻的材料例如比重很小的塑料形成。
通风通道90中微小的正蒸气压力导致球106从图2中用实线示出的位置向上移动到用虚线轮廓示出的位置或者靠在形成于通道104下端的阀座上。当室68内的压力略低于大气压力时阀元件106用作真空安全阀，此时导致阀元件106从通道104下端的阀座落下，允许来自储存炭罐64的蒸气和/或空气经过蒸气通道66并且经过通风通道90和通道70流到燃料箱。因此通道90的打开提供了补偿空气流，以防止由于发动机运转期间液体燃料的抽取或在燃料箱冷却至环境温度以下从而在燃料箱内产生真空的情况下燃料箱被压坏。
因此，上文图示并说明的实施例提供在共用壳体中的蒸气储存炭罐以及蒸气通风阀/倾翻阀和压力安全阀，在共用壳体上设有用于经由诸如软管的管道连接到发动机燃料箱、发动机进气口以及用于大气通风的端口。从而，这些实施例提供了一种紧凑、简单且成本较低的燃料蒸气排放控制系统，该系统可容易地添加到现有的小型发动机及其燃料箱中而不需要高成本地修改。
尽管上文已经说明和图示了示例性实施例，但是应当理解，本领域技术人员可在权利要求的范围内进行修改和变型。
权利要求
1.一种与小型发动机燃料箱结合使用的一体的蒸气通风阀/倾翻阀和蒸气储存组件(10、60)，包括(a)一体地形成以限定具有适于从燃料箱接收燃料蒸气的进口(25、70)的流体接收室(22、68)的壳体(12、62)；所述壳体还一体地限定具有清污出口(21、72)和大气通风口(18、69)的蒸气储存室(14、64)，所述储存室通过蒸气通道(16、66)与流体接收室连通；(b)与所述流体接收室相关联的压力安全阀(30、88)，当所述流体接收室内达到预定压力时该压力安全阀(30、88)可操作以允许蒸气通过所述蒸气通道流到所述储存室中；以及(c)与所述流体接收室相关联的倾翻阀(28、88)，当所述壳体失向时该倾翻阀可操作以防止通过所述蒸气通道连通。
2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述倾翻阀包括当燃料箱中的燃料上升到预定液位时可操作以关闭所述倾翻阀的浮子(36、94)。
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当所述流体接收室内的压力低于大气压力时可操作以允许回流的真空安全阀(42、106)。
4.根据权利要求3所述的组件，其特征在于，所述真空安全阀包括球形阀元件(106)。
5.根据权利要求3所述的组件，其特征在于，所述压力安全阀包括在重力作用下偏压在闭合位置的重力响应元件(100)。
6.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述蒸气储存室装有吸附材料(54、84)。
7.根据权利要求6所述的组件，其特征在于，所述吸附材料包括含碳的颗粒状材料。
8.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述蒸气通道包括导流板(46、78)。
9.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述储存室和所述流体接收室模制为一体件。
10.根据权利要求8所述的组件，其特征在于，所述储存室和所述流体接收室在所述一体件中模制为开口腔并由通过焊接固定的盖(24、26)封闭。
11.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述储存室包括用于过滤经过所述清污出口和所述大气通风口的气流的材料(54、84)。
12.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述清污出口包括导流板(78)。
13.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述大气通风口包括导流板(50、80)。
14.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述储存室包括用于过滤经过所述蒸气通道的气流的材料(54、84)。
15.一种制造用于小型发动机燃料箱的一体的蒸气通风阀/倾翻阀和蒸气储存装置(10、60)的方法，包括(a)一体地形成具有流体接收室(22、68)和蒸气储存室的壳体(12、62)，并通过蒸气通道(16、66)使所述储存室与所述流体接收室连通，其中所述流体接收室具有流体接收口(25、70)，所述蒸气储存室具有清污出口(21、72)和大气通风口(18、69)；(b)在所述流体接收室内设置压力安全阀(30、88)以防止经过所述蒸气通道的气流，直至所述流体接收室内达到预定压力；以及(c)在所述流体接收室内设置蒸气通风阀/倾翻阀(28、88)以防止当所述壳体失向时流体从所述流体接收室溢出。
16.根据权利要求15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当燃料箱内燃料上升到预定液位时可操作以关闭所述阀的浮子(36、94)。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，一体地形成壳体的步骤包括在共用件中一起形成流体接收室和储存室。
全文摘要
本发明涉及一种在具有用于连接到燃料箱、清污管道和大气通风口的端口的共用壳体中的燃料蒸气储存炭罐和蒸气通风阀/倾翻阀的组合。所述蒸气通风阀/倾翻阀包括防止蒸气排出直至达到预定蒸气压力的压力安全阀；并且所述压力安全阀还可包括真空安全阀。
文档编号F17C13/00GK1834515SQ200610057469
公开日2006年9月20日 申请日期2006年3月15日 优先权日2005年3月16日
发明者V·K·米尔斯, A·W·麦金托什 申请人:伊顿公司