CN1349598A - 加注过满防止、泄放和翻转阀 - Google Patents

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Abstract

一种加注过满防止和翻转阀(10)包括:一个限定一封闭空间(18)的、由液体入口(20)所形成的壳体(12),一个位于所述封闭空间(18)的一顶部的液体出口部(22),以及一个限定所述出口(22)的阀座(24)。一个阀组件位于该封闭空间之中且包括有一个第一级件(32)和一个第二级件(34),它们在壳体中能完全共轴移动。第一级件在其一底部上具有一个实质为长形的狭缝形入口孔(36)以及在其一顶部上具有一个与该入口孔液流相通的出口孔。第一级件在一个第一位置和一个第二位置之间可轴向移动,在该第一位置上出口孔逐渐与壳体的出口部密封结合,而在该第二位置上该出口孔则与该出口部脱离开。第二级件是一个配备有一个挠性封闭薄膜片(66)的浮子,该挠性封闭薄膜片(66)锚定在第二级件到所述浮子件的一顶壁(62)的一端上,所述封闭薄膜面对着第二级件的入口孔,且第二级件在一个第一位置和一个第二位置之间可移动,在该第一位置上封闭薄膜与所述入口孔密封结合,而在该第二位置上封闭薄膜则逐渐与所述入口孔脱开。至少一个锚定件(42)在第一级件(32)和第二级件(34)之间伸展。

Description

加注过满防止、泄放和翻转阀
技术领域
本发明总体涉及阀领域，尤其有关一种用在具有多用途质量的车辆燃料箱中的组合阀。
背景技术
已知有多种多样用于车辆燃料箱的阀。例如，美国专利第5,738,132中披露了一种翻转泄放阀(ROV)，它包括一个由一入口和一出口形成的壳体和一个位于壳体内部的浮子件，所述出口包括一个狭缝形开口，所述浮子件可在所述入口和出口之间轴向移动。一个长形封闭件片被固定在邻接所述出口的壳体一端上，而一根弹簧则在所述出口的方向上将浮子件偏移。
这种配置是这样的：弹簧偏移力与作用在浮子件上的浮子倾向于将薄膜片压入与出口开口成密封结合，而作用在浮子件上的重力倾向于将浮子件从出口移动开以逐渐地将该片从与所述出口的密封结合状态脱离开。
然而，浮子件的移动进密封位置发生得很快，其中当封闭薄膜片停靠到所述出口的一个阀座上时，所述出口孔则自然地密封。
此外，封闭薄膜片从阀座上的脱开则可能稍有延迟，尤其是在受到高压作用的情况下。虽然如此，这种阀不适宜于以高流速来排放燃料气体。
美国专利第5,762,090号是一种加注过满防止阀(OFI)，它包括有一其底部上装备有一第一液体入口以及其顶部上装备有一第一液体出口的壳体、一个能在该壳体中轴向移动的浮子。该浮子在其底部包括一第二液体入口且在其顶部有一第二液体出口，且在浮子件的一顶部连接有密封装置，而在壳体内部提供有偏移装置用于将浮动件朝第一出口偏移。
这种配置做成这样的形式：偏移装置与作用在浮动件上的浮力一起倾向于将浮子件压向一密封位置，其中密封装置与第一液体出口成密封结合，而作用在浮子件上的重力则倾向于将浮子件从第一液体出口移动开到一个不密封的位置上。阀的特征是：它还包括有限制液体进入浮子件的装置，其中燃料箱中液体液位的提高造成壳体中液位的上升，其结果是将浮子件压向密封装置。这些限制液体进入的装置一旦当车辆开始运动时便又重新打开。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种多功能阀，用在车辆燃料箱中，该阀同时也用作为一加注过满防止阀(OFI)、一汽体回收阀、一翻转阀(ROV)、一灌注限泄放阀(FLVV)、一般上加油蒸汽回收阀(ORVR)以及作为泄放阀。本发明的另一目的是提供一种改进设计的阀，其中将阀移动进密封位置一方面并不在燃料箱中产生一个压力冲击波，另一方面也即使在实质为高压的条件下也能打开阀门。
根据本发明提供有一种尤其用于车辆燃料箱的阀门，该阀包括：一个限定一封闭空间的、由一个或多个通向所述封闭空间的液体入口所形成的壳体，一个位于所述封闭空间的一顶部的液体出口部，以及一个限定所述出口部的阀座；
一个位于该封闭空间内部且包括有一个第一级件和一个第二级件的阀组件，两个级件均可在壳体内部实质性地共轴移动；
所述第一级件具有在其一底部上的一个实质为长形的狭缝形入口孔，及在其一顶部上的一个与所述入口孔相流通的出口孔，其中所述第一级件在一个第一位置和一个第二位置之间可轴向移动，在该第一位置上出口孔逐渐与壳体出口部密封结合，而在第二位置上该出口孔则与该出口部脱离开。
所述第二级件是一个配备有一个挠性封闭薄膜片的浮子，该挠性封闭薄膜片锚定在第二级件到所述浮子件的一顶壁的一端上，所述封闭薄膜面对着第一级件的所述入口孔，第二级件则在一个第一位置和一个第二位置之间可移动，在该第一位置上封闭薄膜与所述入口孔密封结合，而在该第二位置上封闭薄膜则逐渐与所述入口孔脱开。
至少一个锚定件在第一级件和第二级件之间伸展，其中第二级件进入其第二位置的位移引发第一级件进入其第二位置的正向位移。
阀的输出口典型地被合适的管道连接到一蒸汽处理装置，比如一个金属罐。
根据本发明的配置是这样来安排的：在阀的一朝上位置上，作用在第二级件上的浮力倾向于将第二级件和第一级件移动进入它们各自的第一位置，在那里阀为密封关闭，而作用在第二级件上的重力则倾向于将其移动进入其第二位置；引发出第一级件滞后进入其第二位置的位移，且在阀的一个朝下位置中，第一级件和第二级件被即时地移动进入它们各自的第一位置，从而来封闭该阀。
根据本发明的一个专门实施例，还提供有一个位于封闭空间之中的偏移件，它用来与浮力一起作用来将第二级件偏移进其第一位置，从而来将第一级件和第二级件一起移动进它们各自的第一位置中。
典型地在阀要被连接到一车辆燃料箱的地方，壳体便形成有一法兰部，用于在一个形成在燃料箱上的孔周围的连接，使得壳体突入箱中。
根据本发明，壳体中的一个或多个液体入口的最上部的入口决定了箱的最高燃油液位，亦即当箱中液体到达该液位时，阀便逐渐关闭，引发燃油装入的关闭。
在根据本发明的阀的一个优选设计中，壳体的液体出口具有一圆形截面，而第一级件的输出孔则是一个可被接收进所述液体出口的管状突起，且其中第一级件逐渐移动进入第一位置，由此通过液体出口的液流逐渐减小直至被完全切断。壳体出口的一个或所有两个以及第一级件的输出孔均向上成锥形。这种配置方式使壳体出口的有效截面积逐渐减小，由此能使阀门柔和地关闭。
为了在关闭位置上提供改进的密封状况，在壳体出口和第一级件的出口孔之一或全部两个上提供有一密封件，这样仅当第一级件被全部移动进入其第一位置中时才发生密封结合。
根据本发明的配置被安排成这样：一个或多个锚定件的长度保证了在当第二级件停靠在壳体的一底基上时，第一级件则位于其第二位置中。根据本发明的一实施例，锚定件为一个或多个从第一级件和第二级件之一伸展开的腿部且形成有一个挂钩部；所述腿部与第一级件和第二级件的另一个成滑动啮合。
为在很大的压力下也能使阀具有改进的打开性能，第一级件的入口孔被做成相对于壳体的一根纵轴倾斜。载有封闭薄膜的第二级件的一顶表面则相应地与之相同地相对于所述纵轴倾斜，由此所述封闭薄膜在当处于与所述入口孔成密封结合时则被第二级件的所述倾斜表面沿着其长度压向入口孔。
根据本发明的一优选实施例，第一级件和第二级件在旋转上相互制约。更优选地是，它们在旋转上相对于壳体被制约。
附图说明
为更好地理解本发明且也是为了了解它在实际中如何被执行，以下仅通过一非限制性的例子结合附图来叙述一个优选实施例，附图中：
图1为根据本发明的阀的一个透视分解图；
图2为根据本发明的阀的一剖视图，该阀被组装在一燃料箱中且被示出其位于静止、完全被打开的位置；
图3示出当燃料箱中的燃料液位到达一最大灌注液位时图2所示的阀的位置，其中阀被逐渐移动进入其密封位置；
图4示出图1所示阀位于其被密封的位置；
图5示出阀位于一第一打开步骤，其中第二级件逐渐移动进入其第二打开位置；
图6示出图1的阀位于这样一个位置，此时第一级件仍处于其第二位置上而第二级件则处于其第一位置上；
图7示出图1所示的阀处于这样一个位置上，此时第二级件正向地将第一级件移动进其第二位置中。
具体实施方式
首先关注图1和图2来理解由数字10所总体代表的阀的结构。阀包括有一柱形壳体部12，在它的一上部形成有一法兰14用于通过热焊来连接到一燃料箱16的一外表面；其中柱形壳体部12伸进燃料箱16中。管道部23被提供成与出口部22成流通连接。
从图2可最清楚地看到，壳体限定了一个具有多个液体入口20的封闭空间18，且在该封闭空间的一顶部有一个为一阀座24所界定的出口部22。壳体12在其下部还包括凹口21。
一个阀组件30包括有一个第一级件32和一个第二级件34。该第一级件32在其一顶部有一锥形突起34，其上形成有一出口孔36。第一级件32在其一底部形成有一长狭缝形入口孔40，它具有一倾斜的底表面(仅在图2～8中看到)。三个锚定腿件42径向朝下伸展，每个均在其一最底部处形成有一啮合突起46，且在下文要解释的，有三个槽47被形成为与腿件42相对齐。
安装在突起34上的有一个弹性密封件50，它的截面图示出在图2～8中，且它被做成与壳体12的阀座24成密封结合。
第二级件34为一双壁式浮子件，它限定了一个环形弹性容器56，该浮子件在其一底部上被一堵头58所密封。
在浮子件34的一顶壁60上形成有一倾斜支撑表面62，它的倾斜程度与第一级件32的入口部40的底表面的倾斜度完全一致。一个挠性封闭薄膜片66在其一端上被锚定到支撑表面62上，关于这种锚定的目的将在下面讲述。
第二级件34被形成有三个具有台肩71的轴向切口70和三个相对应的突起72，它们分别与第一级件32的突起47和槽47相匹配。
这种配置被安排成以下形式：在被装配位置上，第一级件32的锚定腿部42的突起46被滑动地接收进第二级件34的凹口70中，且第二级件的突起72相似地被滑动地接收进第一级级件32的槽47中。这样，两个级件可相互轴向移动至一定的限量，该一定的限量则由腿部42的长度所规定。同样也保证使第一级件32和第二级件34相互旋转地制约，这样来确保表面62和与之关联的封闭薄膜66相对于第一级件32的入口40正确定位。
阀组件30被一具有用于与壳体12的凹口21扣合啮合的突起82的封闭件80封装在壳体12中。在被装配位置上，提供有一个螺旋弹簧86，它被接收进浮子件34的环形腔56中。这种配置被安排成如下形式：封闭件80具有一个开口顶，它能使浮子组件30和壳体的被封闭空间18之间有自由的流通联系。
以下来进一步关注图2～7来理解阀在不同条件之下的操作情况。
在图2中，箱60中的燃料液位90并不达到阀组件10的底部且阀因此处于其完全打开的位置，其中第一级件32和第二级件34在重力作用下则位于它们向下的位置(被称为第二位置)，其中螺旋弹簧86则被压缩。在该位置上，燃料蒸汽可经入口孔20流经封闭空间18并从出口部22流出，且然后经管道流到一蒸汽处理装置，该处理装置典型地为一金属罐。
要注意的是，液体入口20和出口部22具有很大的横截面用于在高流速之下也能够泄放燃料蒸汽。这是一个在灌注燃料时很起作用的重要特征。
参看图3，当燃料液位90在燃料箱16中上升时，由于燃料经燃料口85灌注的结果，燃料经液体入口20进入阀的封闭空间18，其中由弹簧86所施加的弹性偏移力与作用在浮子件34上的浮力一起在当燃料90的液位在燃料箱中上升时则倾向于抬升浮子组件30。从图3可看到，第一级件32稍稍与第二级件34一起移动，其中尽管液体出口部22的截面积减少到其面积的约50％，但它仍然打开着。
在接着的下一步骤，如图4所示那样，封闭空间18中的燃料液位上升至一级，其中阀组件30被偏移进一最上位置，其中第一级件32的突起34被全部接收进壳体12的出口孔22中且密封件50与阀座24密封结合。封闭薄膜片66与第一级件32的入口孔40密封结合，其中阀处于其所谓的关闭位置，从而禁止液体或蒸汽经出口部22流出。
可以看到，图3的第一封闭级在当阀件被移动进入该关闭位置时阻止产生一冲击波。
在这一位置上，燃料经燃料口85的灌注由于在燃料箱16的容积88中形成一压力而被切断，从而引发对灌注组件(图中未示出)的切断。
图5中示出的位置代表了燃料灌注之后的情形，其中在封闭空间18中的液位稍稍下降。从而能使第二级件34向下移动进其第二位置，其中它逐渐下降且其中封闭薄膜片66逐渐脱离开第一级件32的狭缝形入口孔40。浮子件的重量，也由于此时不存在向上作用的浮力，克服了螺旋压缩弹簧86的向上作用的偏移效应，且浮子件34因此移动进入其第二位置，同时逐渐打开入口40。将要看到的是，即使由于封闭薄膜片66逐渐脱离开长狭缝形入口孔40而使燃料箱仍处于很高压力作用之下，入口40仍然可打开。
一旦第二级件34开始下降，且在封闭薄膜66脱离开第一级件32的入口部40之后，如图6所示那样，燃料箱16中的压力下降，而第二级件34向下移动，其中第一级件32的腿件42的突起46与第二级件34的孔70的台肩71相啮合，从而引发如图7所示那样的第一级件32的正向向下位移。
可以看到，一经燃料箱16中的压力下降，且当第一组件32正向脱开壳体12的出口22且其后将密封件50与阀座24脱开时，那么第一级件将继续移动进图1中看到的起始位置，其中它座落在第二级件34上。
以上所披露的阀在翻转场合会自动关闭，因为阀组件30移动进入与出口部22的密封结合，这是因为当车辆倾翻时由于重力作用的原因所至。
尽管在说明中已经显示和叙述了根据本发明的一种阀的一优选实施例，专业技工将可理解，并不由此便企图来限制本发明的公知范围，相反却是企图覆盖所有落入本发明的范围和精神之内的修改和配置形式。

Claims (13)

1.一种加注过满防止和翻转阀10，包括：
一个限定一封闭空间18的、由一个或多个通向所述封闭空间18的液体入口20所形成的壳体12，一个位于所述封闭空间18的一顶部的液体出口部22，以及一个限定所述出口部22的阀座24。
一个位于该封闭空间18内部且包括有一个第一级件32和一个第二级件34的阀组件30，两个级件均可在壳体12内部实质性地共轴移动；
所述第一级件32具有在其一底部上的一个实质为长形的狭缝形入口孔40，及在其一顶部上的一个与所述入口孔40相流通的出口孔36，其中所述第一级件32在一个第一位置和一个第二位置之间可轴向移动，在该第一位置上出口孔36逐渐与壳体18的出口部22密封结合，而在第二位置上该出口孔36则与该出口部22脱离开；
所述第二级件34是一个配备有一个挠性封闭薄膜片66的浮子，该挠性封闭薄膜片66锚定在第二级件34到所述浮子件的一顶壁62的一端上，所述封闭薄膜66面对着第一级件32的所述入口孔40，第二级件34则在一个第一位置和一个第二位置之间可移动，在该第一位置上封闭薄薄66与所述入口孔40密封结合，而在该第二位置上封闭薄膜66则逐渐与所述入口孔40脱开；
至少一个描定件42在第一级件32和第二级件34之间伸展，其中第二级件34进入其第二位置的位移引发第一级件32进入其第二位置的方向位移。
2.如权利要求1所述的阀，其特征在于：一个偏移件86位于封闭空间18之中用于将第二级件34偏移进其第一位置中。
3.如权利要求1所述的阀，其特征在于：壳体12被形成有一法兰部14用于连接到一车辆的一个燃料箱。
4.如权利要求3所述的阀，其特征在于：一个或多个液体入口20的一个最上部孔决定了燃料箱10中的最大燃料液位。
5.如权利要求1所述的阀，其特征在于：壳体18的液体出口22具有一圆形截面，且第一级件32的出口孔36为接收在所述液体出口22中的一管形突起34。
6.如权利要求5所述的阀，其特征在于：第一级件32被逐渐移动进第一位置，由此流经液体出口22的液体减少直至完全被切断。
7.如权利要求5所述的阀，其特征在于：一个密封件50被提供在壳体12的出口22和第一级件32的出口孔36的一个或全部两个上，由此仅当第一级件32被完全移动进其第一位置时才发生密封结合。
8.如权利要求5所述的阀，其特征在于：壳体12的出口22和第一级件32的出口孔36的一个或全部两个做成向上成锥形。
9.如权利要求1所述的阀，其特征在于：一个或多个锚定件42的长度确保在当第二级件34靠在壳体12的一底部基座上时，第一级件32则位于其第二位置。
10.如权利要求1所述的阀，其特征在于：锚定件42为一个或多个从第一级件32和第二级件34之一伸展开的腿部且形成有一挂钩部46，所述腿部42与所述第一级件32和第二级件34的另一个滑动啮合。
11.如权利要求1所述的阀，其特征在于：第一级件32的入口孔40相对于壳体12的一纵轴倾斜。
12.如权利要求11所述的阀，其特征在于：第二级件34的承载有封闭薄膜66的一顶表面62也相对于所述纵轴具有相同的倾斜度，由此在当所述封闭薄膜66与所述入口孔40成密封结合时，它被第二级件34的所述倾斜表面62沿其长度压向入口40。
13.如权利要求11所述的阀，其特征在于：第一级件32和第二级件34在旋转时相互制约。
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