CN114630962A - 用于蒸发排放***的泵 - Google Patents

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Abstract

一种旋转叶片泵，其包括具有分别固定在中间板的相对的第一侧部和第二侧部上的第一板和第二板的外壳。中间板包括洞口以及入口端口和出口端口。第一侧部和第二侧部分别具有分别与入口端口和出口端口流体连通的第一通道和第二通道。第一通道和第二通道与洞口流体连通。中间板可相对于第一板和第二板翻转。转子设置在洞口中。转子支撑被构造为在入口端口与出口端口之间泵送流体的滑动式叶片。

Description

用于蒸发排放***的泵
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年10月4日提交的美国临时申请第62/910,708号的优先权，其通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及一种旋转叶片泵，其例如用于在汽油动力车辆的蒸发排放***中泄漏测试程序期间产生真空或压力条件。
背景技术
蒸发排放***长期以来一直是汽油动力车辆所必需的。该***必须经过车辆启动程序期间的泄漏测试，以确保燃料蒸汽不会泄漏到大气中。使用泵来产生真空或为***加压。使用外部过滤器来防止会在操作期间损坏泵或***的其他部件的污染物。可在这种测试程序期间关闭多个阀来保持***压力，并且对压力进行监测来确定是否存在任何泄漏。
用于这种***的泵可能具有较高的生产成本，因为许多泵的尺寸较大，需要进行加工。此外，如果使用了多片式构造，这些片彼此之间是独特的。
发明内容
在一个示例性实施方式中，一种旋转叶片泵包括具有分别固定在中间板的相对的第一侧部和第二侧部上的第一板和第二板的外壳。中间板包括洞口以及入口端口和出口端口。第一侧部和第二侧部分别具有分别与入口端口和出口端口流体连通的第一通道和第二通道。第一通道和第二通道与洞口流体连通。中间板可相对于第一板和第二板翻转。转子设置在洞口中。转子支撑被构造为在入口端口与出口端口之间泵送流体的滑动式叶片。
在任何上述内容的另一个实施方式中，第一侧部和第二侧部中的至少一个包括具有过滤器的凹口。凹口以流体方式(fluidly)设置在第一通道和第二通道中的一个中。
在任何上述内容的另一个实施方式中，第一板、第二板和中间板包括孔，孔中设置有紧固件，以将第一板和第二板夹紧在中间板上。马达安装在第一板上。
在任何上述内容的另一个实施方式中，第一板、第二板和中间板包括定位孔，定位孔被构造为在旋转泵组装程序期间接收销。
在任何上述内容的另一个实施方式中，洞口为椭圆形。转子将洞口分隔为分别与第一通路和第二通路流体连通的第一腔室和第二腔室。
在任何上述内容的另一个实施方式中，洞口为圆形，设置有月牙形的单独的腔室。
在任何上述内容的另一个实施方式中，第一板、第二板和中间板是塑料的。第一侧部和第二侧部分别抵住第一板和第二板而在它们之间没有任何额外的密封结构。
在任何上述内容的另一个实施方式中，第一侧部和第二侧部分别包括未经加工的第一表面和第二表面。
在任何上述内容的另一个实施方式中，第一表面和第二表面通过注射成型来提供。
在任何上述内容的另一个实施方式中，中间板在分开180°的位置之间关于轴线对称。
在另一个示例性实施方式中，一种蒸发排放***包括蒸发部件。泵与蒸发部件流体连接。泵包括外壳，其包括分别固定在中间板的相对的第一侧部和第二侧部上的第一板和第二板。中间板包括洞口以及入口端口和出口端口。第一侧部和第二侧部分别具有分别与入口端口和出口端口流体连通的第一通道和第二通道。第一通道和第二通道与洞口流体连通。中间板可相对于第一板和第二板翻转。转子设置在洞口中。转子支撑被构造为在入口端口与出口端口之间泵送流体的叶片。控制器与泵通信。控制器被构造为在泄漏测试程序期间保持***上的压力。
在任何上述内容的另一个实施方式中，蒸发部件包括活性炭罐和燃料箱中的至少一个，并且包括在泄漏检测程序期间被设置在关闭位置的至少一个阀。
在任何上述内容的另一个实施方式中，至少一个阀是止回阀和另一个阀。止回阀设置在出口端口的下游。
在任何上述内容的另一个实施方式中，***包括压力计，压力计与控制器通信并被构造为在泄漏测试程序期间监测***压力。
在任何上述内容的另一个实施方式中，第一侧部和第二侧部中的至少一个包括具有过滤器的凹口。凹口以流体方式设置在第一通道和第二通道中的一个中。
在任何上述内容的另一个实施方式中，第一板、第二板和中间板是塑料的。第一侧部和第二侧部分别抵住第一板和第二板而在它们之间没有任何额外的密封结构。第一侧部和第二侧部分别包括未经加工的第一表面和第二表面。
在任何上述内容的另一个实施方式中，中间板在分开180°的位置之间关于轴线对称。
在另一个示例性实施方式中，一种组装旋转叶片泵的方法包括将第一板设置为与中间板的第一侧部或第二侧部进行抵接，中间板可相对于第一板翻转。该方法还包括将具有滑动式叶片的转子放置在中间板的洞口中。该方法还包括将第二板设置为与第一侧部和第二侧部中的另一个进行抵接。该方法还包括相对于中间板和转子固定第一板和第二板。
在任何上述内容的另一个实施方式中，方法包括将马达安装在第一板上的步骤。马达耦合至转子。
在任何上述内容的另一个实施方式中，第一侧部和第二侧部中的至少一个包括具有过滤器的凹口。
附图说明
可参考结合附图考虑的以下详细说明进一步理解本公开，在附图中：
图1示意性示出了一个示例性蒸发燃料***的部分。
图2A是根据本公开的一个示例性旋转叶片泵的立体图。
图2B是图2A的泵沿着线2B-2B截取的剖视图。
图3A示出了将第一板移除露出中间板中的转子的泵的正视图。
图3B是安装有过滤器的中间板的立体图。
图4A和4B分别是图3B所示的中间板的第一侧视立体图和第二侧视立体图。
图5是在中间板中具有圆形洞口的单一腔室泵的正视图。
图6示出了中间板的与图5所示的侧部相对的侧部。
前面的段落、权利要求或以下的说明和附图的实施方式、例子和替代物、包括它们的多个方面或相应的单独的特征中的任一个可单独地或以任何组合的形式进行考虑。结合一个实施方式描述的特征可应用于所有的实施方式，除非这些特征是不相配的。多个附图中的相同的附图标记和名称表示相同的元件。
具体实施方式
图1示意性示出了示例性蒸发燃料***10的一部分。***10包括燃料箱12，其具有带有装填盖16的燃料加注器14。燃料泵18例如从燃料箱12向内燃发动机20供应汽油。
***10被构造为捕获并调节***内的燃料蒸汽流。在一个例子中，燃料箱隔离阀24以流体方式设置在燃料箱12与活性炭罐22之间，活性炭罐22捕获并储存燃料蒸汽以供发动机20后续使用。清洗阀26以流体方式连接在活性炭罐22与发动机20之间。控制器11调节清洗阀26的位置来在操作期间选择性地向发动机20提供燃料蒸汽，从而利用这些燃料蒸汽。
必须周期性地测试***10的完整性。一种类型的***10使用泄漏检测模块(LDM)28，其可用于对***抽真空和/或加压，从而例如使用压力传感器30来确定是否存在泄漏。在一种示例性泄漏测试程序中，清洗阀26关闭并且控制器11操作泄漏检测模块28对***进行加压。通过压力传感器30检测到的由控制器11监测的任何压力变化都表明发生了泄漏。
在图2A中更详细地示出了一种示例性泄漏检测模块28。该模块28包括泵32，其通过入口端口34接收大气空气。泵向出口端口36提供加压空气，该加压空气可通过止回阀38提供给活性炭罐22或者***10的其他蒸发部件。
泵32具有外壳40，其由固定在中间板46的两侧上的第一板42和第二板44构成。在该例子中，入口端口34和出口端口36设置在中间板46的边缘上，而不是设置在第一板42和第二板44中的一个或两个上。参考图2A和2B，中间板46具有邻近且抵靠第一板42的第一侧部46a以及邻近且抵靠第二板44的第二侧部46b。在该例子中，第一侧部46a和第二侧部46b抵住并接合第一板42和第二板44而在它们之间没有任何额外的密封结构(例如，垫圈或密封胶)。马达48安装在第一板上并且通过轴50以旋转方式驱动被接收在中间板46的洞口62中的转子52。
在该例子中，第一板42、第二板44和中间板46由塑料材料构成，例如尼龙或聚丙烯，其例如可以填充有石墨或特氟隆。在一个例子中，塑料是注射成型的，其提供了具有可辨认的并且表示出成型工艺的特征(例如缩陷和流线)的表面。板42、44、46包括至少两个定位孔54，它们各自被构造为在泵32的组装期间临时接收穿通销，以使板彼此精确对齐。在第一板42、第二板44和中间板46的紧固孔58中接收紧固件56。在该例子中，可以是金属的紧固件56的端部60进行塑性变形，从而关于中间板46以夹紧关系牢固地保持第一板42和第二板44。也可使用螺纹紧固件、铆钉或其他类型的紧固。
示例性泵32是旋转叶片式构造。参考图3A和3B，示出了椭圆形洞口62。转子52包括围绕其圆周的多个狭槽64。狭槽64滑动地接收叶片66，这些叶片可通过离心力在狭槽内移动来封住洞口62的外周，就像旋转叶片泵中公知的那样。对于椭圆形洞口62，设置了两个腔室80、82来形成平衡转子52上的压力的双腔室式构造。
参考图4A，中间板46是可翻转的，以使两个侧部46a、46b可与第一板42和第二板44中的任一个匹配。即，中间板46关于轴线A对称，从而分别通过第一侧部46a和第二侧部46b提供第一表面72a和第二表面72b并且使它们对应的流体通道在关于轴线A旋转180°的情况下相同。在一个例子中，这些表面72a、72b是未经加工的(即，与成型时一样，不进行研磨)，因为所公开的泵构造足以防漏从而不需要更精细的表面。然而，可在需要时使用加工来使泵更加防漏。
如图3A和4A所示，第一侧部46a上的通道74a将入口34流体连接至洞口62。第一通道74a包括流体连接至第一腔室80的环境侧V的第一通路76a以及流体连接至第二腔室82的环境侧V的第二通路78a。凹口68a在第一通道74a中以流体方式设置在入口端口34与洞口62之间。
如图4B所示，以类似的方式，第二侧部46b上的第二通道74b将出口36流体连接至洞口62。第二通道74b包括流体连接至第二腔室82的压力侧P的第二通路76b以及流体连接至第一腔室80的压力侧P的第二通路78b。凹口68b在第二通道74b中以流体方式设置在出口端口36与洞口62之间。
凹口68a、68b中的至少一个接收过滤器70(例如，泡沫)，但需要时两个凹口68a、68b都可包括过滤器70。以这种方式，从***10中过滤出污染物并且不需要外部的管线或附件，因为在泵32内包含有内部过滤器。LDM28由于其不具有某些类型的泄漏检测泵中包括的校准孔而无需对ISO超微粉尘(1-22微米)进行防护。可被包括在LDM28中的这类泡沫过滤元件可能不能防止超微粉尘进入到泵组件中。然而，这不会对泵性能产生风险，因为粉尘的浓度相对于穿过泵32的空气体积来说相对较低。
图5中示出了另一种旋转叶片构造，其示出了包括具有单一月牙形腔室的圆形洞口162的中间板146。在这个例子中，第一侧部146a及其第一表面172a具有将凹口68a流体连接至洞口162的环境侧V的第一通道174a。中间板146是可翻转的。如图6所示，第二侧部146b及其第二表面172b具有将凹口68b流体连接至洞口162的压力侧P的第二通道174b。
在泵的制造期间，第一板42被设置为与中间板46的第一侧部46a或第二侧部46b进行抵接。即，中间板可相对于第一板42和第二板44翻转。转子52与滑动式叶片66一起放置在洞口62中。第二板44被设置为与第一侧部46a和第二侧部46b中的另一个进行抵接。第一板42和第二板44相对于中间板46和转子52被固定。马达48安装在第一板42上，将马达48与转子52耦合。
还应理解的是，虽然在所示的实施方式中公开了特定的部件布置，但是其他的布置也将从其中受益。虽然示出、描述和要求保护了特定的步骤次序，但应理解的是，除非另有说明，否则这些步骤可通过任何顺序来执行、被分开或进行组合，并且仍然将从本发明中受益。
虽然在视图中示出了具有特定部件的不同的例子，但是本发明的实施方式并不受限于这些特定的组合。能够使用来自于其中一个例子的一些部件或特征与来自其中另一个例子的特征或部件进行组合。例如，所公开的泵可用于除了车辆蒸发***之外的应用。
虽然已经公开了示例性实施方式，但是本领域一般技术人员会理解在权利要求的范围内可以做出特定的修改。鉴于此，应对所附权利要求进行研究来确定它们的真正的范围和内容。

Claims (20)

1.一种旋转叶片泵，其包括：
外壳，其包括分别固定在中间板的相对的第一侧部和第二侧部上的第一板和第二板，其中所述中间板包括洞口以及入口端口和出口端口，所述第一侧部和所述第二侧部分别具有分别与所述入口端口和所述出口端口流体连通的第一通道和第二通道，并且所述第一通道和所述第二通道与所述洞口流体连通，其中所述中间板能够相对于所述第一板和所述第二板翻转；以及
转子，其设置在所述洞口中，所述转子支撑被构造为在所述入口端口与所述出口端口之间泵送流体的滑动式叶片。
2.根据权利要求1所述的旋转泵，其中，所述第一侧部和所述第二侧部中的至少一个包括具有过滤器的凹口，所述凹口以流体方式设置在所述第一通道和所述第二通道中的一个中。
3.根据权利要求1所述的旋转泵，其中，所述第一板、所述第二板和所述中间板包括孔，孔中设置有紧固件，以将所述第一板和所述第二板夹紧在所述中间板上，并且将马达安装在所述第一板上。
4.根据权利要求3所述的旋转泵，其中，所述第一板、所述第二板和所述中间板包括定位孔，定位孔被构造为在旋转泵组装程序期间接收销。
5.根据权利要求1所述的旋转泵，其中，所述洞口为椭圆形，并且所述转子将所述洞口分隔为第一腔室和第二腔室，第一腔室和第二腔室分别与所述第一通路和所述第二通路流体连通。
6.根据权利要求1所述的旋转泵，其中，所述洞口为圆形，设置有月牙形的单独的腔室。
7.根据权利要求1所述的旋转泵，其中，所述第一板、所述第二板和所述中间板是塑料的，并且所述第一侧部和所述第二侧部分别抵住所述第一板和所述第二板而在它们之间没有任何额外的密封结构。
8.根据权利要求7所述的旋转泵，其中，所述第一侧部和所述第二侧部分别包括未经加工的第一表面和第二表面。
9.根据权利要求8所述的旋转泵，其中，所述第一表面和所述第二表面通过注射成型来提供。
10.根据权利要求1所述的旋转泵，其中，所述中间板在分开180°的位置之间关于轴线对称。
11.一种蒸发排放***，其包括：
蒸发部件；
与所述蒸发部件流体连接的泵，所述泵包括：
外壳，其包括分别固定在中间板的相对的第一侧部和第二侧部上的第一板和第二板，其中所述中间板包括洞口以及入口端口和出口端口，所述第一侧部和所述第二侧部分别具有分别与所述入口端口和所述出口端口流体连通的第一通道和第二通道，并且所述第一通道和所述第二通道与所述洞口流体连通，其中所述中间板能够相对于所述第一板和所述第二板翻转；以及
转子，其设置在所述洞口中，所述转子支撑被构造为在所述入口端口与所述出口端口之间泵送流体的叶片；以及
与所述泵通信的控制器，所述控制器被构造为在泄漏测试程序期间保持所述***上的压力。
12.根据权利要求11所述的***，其中，所述蒸发部件包括活性炭罐和燃料箱中的至少一个，并且包括在泄漏检测程序期间被设置在关闭位置的至少一个阀。
13.根据权利要求12所述的***，其中，所述至少一个阀是止回阀和另一个阀，所述止回阀设置在所述出口端口的下游。
14.根据权利要求11所述的***，其包括压力计，所述压力计与所述控制器通信并被构造为在泄漏测试程序期间监测***压力。
15.根据权利要求11所述的***，其中，所述第一侧部和所述第二侧部中的至少一个包括具有过滤器的凹口，所述凹口以流体方式设置在所述第一通道和所述第二通道中的一个中。
16.根据权利要求11所述的***，其中，所述第一板、所述第二板和所述中间板是塑料的，并且所述第一侧部和所述第二侧部分别抵住所述第一板和所述第二板而在它们之间没有任何额外的密封结构，所述第一侧部和所述第二侧部分别包括未经加工的第一表面和第二表面。
17.根据权利要求16所述的***，其中，所述中间板在分开180°的位置之间关于轴线对称。
18.一种组装旋转叶片泵的方法，其包括以下步骤：
将第一板设置为与中间板的第一侧部或第二侧部进行抵接，所述中间板能够相对于所述第一板翻转；
将具有滑动式叶片的转子放置在所述中间板的洞口中；
将第二板设置为与所述第一侧部和所述第二侧部中的另一个进行抵接；并且
相对于所述中间板和所述转子固定所述第一板和所述第二板。
19.根据权利要求18所述的方法，其包括将马达安装在所述第一板上的步骤，其中所述马达耦合至所述转子。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述第一侧部和所述第二侧部中的至少一个包括具有过滤器的凹口。
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