專利名稱：與噴射泵一體的集液器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上包括經(jīng)由噴射泵可以被排空的集液器。
背景技術(shù)：
能夠使用燃料箱蒸汽和排放控制系統(tǒng)來控制來自于車輛燃料箱的燃料蒸汽的流動(dòng)，并且也可以控制燃料箱的相對壓強(qiáng)。蒸汽可以被通到炭罐中或者其他類似的蒸汽回收控制結(jié)構(gòu)并且被存儲在那里，直到將此蒸汽提供給發(fā)動(dòng)機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種組件，所述組件將集液器和噴射泵集合在一起從而排干蒸汽流(諸如來自于燃料箱的蒸汽)中的液態(tài)燃料。該組件包括殼體，所述殼體具有集液器，所述集液器構(gòu)造為收集流進(jìn)所述殼體的蒸汽中攜帶的液體。所述噴射泵具有文丘里噴嘴并且選擇性地與所述集液器流體連通從而使得液體流過所述文丘里噴嘴并導(dǎo)致排空所述集液器。閥門能夠包含在所述殼體中。所述閥門被構(gòu)造為:當(dāng)由流經(jīng)所述文丘里噴嘴的液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)差處于預(yù)定水平之下時(shí)，防止所述集液器被所述噴射泵排空，當(dāng)所述壓強(qiáng)差處于預(yù)定水平之上時(shí)，使得所述噴射泵和所述集液器之間流體連通。所述閥門在防止液態(tài)燃料經(jīng)由殼體中的開口進(jìn)入到集液器中的同時(shí)，能夠經(jīng)由該開口將液體從所述集液器排空到所述噴射泵。減壓器能夠位于所述文丘里噴嘴的上流。所述減壓器構(gòu)造為降低壓力并且增加流向所述文丘里噴嘴的液體流速。所述減壓器可以包括一系列插塞(Plug)，所述插塞定位成限定流向所述文丘里噴嘴的液體的彎曲的流路，因此降低壓強(qiáng)并且增大液體流速。參考附圖，從下文中對用于執(zhí)行本公開的最好的實(shí)施方式的詳細(xì)說明中，本公開的上述特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。


圖1是沿圖2的線1-1截取的帶有集液器和集成的噴射泵的集液器組件的示意性首1J視圖。圖2是圖1的集液器的組件的示意性立體圖。圖3是從頂面觀察的圖1的集液器組件在去掉蓋的情況下的示意性立體圖。圖4是從側(cè)面觀察的圖1的集液器組件的示意性立體圖。圖5是沿圖7的線5-5截取的用于圖1的集液器組件的噴射泵的替代實(shí)施例的示意性剖視圖。圖6是形成圖5中的噴射泵中的減壓器的插塞的示意性立體圖。圖7是沿圖5的線7-7截取的圖5和圖6的噴射泵的示意性立體剖面圖。圖8是包括圖1的集液器組件的車輛燃料系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式參考附圖，相同的附圖標(biāo)記在幾個(gè)視圖中表示類似的組件，圖1示出了集液器組件10，其有效地排空從蒸汽中收集到的液體。集液器組件10具有殼體12。殼體12具有標(biāo)記蒸汽進(jìn)口 14的第一端口和標(biāo)記蒸汽出口 16 (在圖2中示出)的第二端口，其中蒸汽進(jìn)口14和蒸汽出口 16與由殼體12的至少一部分形成的內(nèi)部腔體18連通。蒸汽從蒸汽進(jìn)口 14通過腔體18而流向蒸汽出口 16。由蒸汽流攜帶的液體被收集在集液器20中，其中集液器20由殼體12形成并位于殼體12的底部。出口 16能夠由出口閥代替，或者殼體12可以沒有出口。以下說明的殼體12和蓋32兩者或者兩者之一(在具有蓋32的實(shí)施例中)可以具有促進(jìn)液體和蒸汽分離的特征，諸如擋流板以及肋板。集液器組件10能夠用在很多廣品中。在本文中說明的廣品中，集液器組件10能夠用于如圖8示意性地示出的車輛上的燃料蒸汽回收系統(tǒng)。車輛可以是柴油車、也可以是汽油車或者是混合動(dòng)力車。蒸汽經(jīng)由蒸汽通氣閥26從包括液態(tài)燃料的燃料箱22中排出，其中蒸汽通氣閥26可以提供減壓、翻車(滾翻)截流(rollover shutoff )以及其他的功能。蒸汽經(jīng)由進(jìn)口 14從蒸汽通氣閥26流向集液器組件10并且經(jīng)由出口 16排出到蒸汽回收設(shè)備，諸如裝有碳粒的炭罐28。使用炭罐28定期地對發(fā)動(dòng)機(jī)30進(jìn)行清潔。示出的集液器組件10安裝在燃料箱22中。或者，集液器組件10能夠處于燃料箱22的外部。圖2示出了閉合圖1的腔體18的頂部的蓋32，在蓋32的耳部(tab)34保持在殼體12的固位件37中的情況下，將蓋32連接至殼體而閉合腔體18。殼體12可以是不帶有獨(dú)立的蓋32的一體的組件。殼體12在鄰近集液器20的側(cè)壁處形成第一開口 35。通過止回閥36 (check valve)選擇性地關(guān)閉開口 35。任意類型的閥門能夠用于關(guān)閉開口 35，或者在開口 35處可以沒有閥門。如圖4最好地示出了開口 35，在該圖4中移除了圖1的止回閥36。止回閥36包括閥體38和彈簧40，其中彈簧40將閥體38偏置到第一開口 35中從而閉合開口 35并且將腔體18和集液器20與閥腔42隔離，其中如在本文中說明的那樣，彈簧40和閥體18是可移動(dòng)的。當(dāng)止回閥36閉合開口 35時(shí)，也防止液體經(jīng)由開口 35進(jìn)入集液器20。閥體38大體是環(huán)形的，并且具有延伸到室18中的大致圓錐形的端部。彈簧40具有與大致環(huán)形的閥體38的內(nèi)部配合的直徑。能夠使用具有不同形狀的閥體。例如，能夠使用球閥以閉合開口 35。集液器組件10包括噴射泵44。噴射泵44的第一元件45包括彼此一體地形成的入口部47 (其形成具有入口 46的通道)、文丘里噴嘴48以及端板50。第一元件45的端部處的槽52的端面和殼體12的延伸部54形成了迷宮式密封56 (labyrinth seal),如下所述，該迷宮式密封56實(shí)質(zhì)上使得液體和蒸汽除了可以經(jīng)由第二開口 62排出到閥腔42外部，不能從其他地方排出到閥腔42之外。在圖4中也示出了延伸部54。在第一元件45和殼體12的凸緣60之間的另一個(gè)環(huán)形密封58進(jìn)一步地防止了液體和蒸汽從殼體12中逸出。雖然已經(jīng)示出了迷宮式密封56和環(huán)形密封58，但是也可以使用其他類型的密封。在替代的密封方式中，第一元件45可以焊接或者以其它方式連接到殼體12。在殼體12的下部的第二開口 62在臨近噴嘴48的迷宮式密封56中形成了一個(gè)間隙。連接到殼體12的噴射泵44的第一元件45關(guān)閉閥腔42，并且提供彈簧40所能靠置的表面64。液體和蒸汽離開閥腔42的唯一出口是開口 62。如下文所述，殼體12的下部形成了噴射泵44的一部分，該部分包括圍繞也與開口 62流體連通的噴嘴48的腔體66。殼體12也形成噴射泵44的出口部68，該出口部68帶有處于腔體66和出口 70之間的通道67。出口部68的通道67能夠設(shè)計(jì)為起到擴(kuò)散器(diffuser)的作用從而增加壓強(qiáng)和降低流體的速度?？梢赃B接構(gòu)造為起擴(kuò)散器作用的管體從而接收來自腔體66的流體，而不是由殼體12來形成起到擴(kuò)散器作用的通道67。腔體66和通道67用作噴嘴48的出口處的混合室。蒸汽進(jìn)口 14、第二端口 16、入口 46和出口 70分別由倒鉤式連接器69A，69B形成，從而能夠簡化與圖8的燃料蒸汽系統(tǒng)21的其他組件的連接。例如，形成進(jìn)口 14的倒鉤式連接器69A被連接到與蒸汽通氣閥26連通的蒸汽管道。形成出口 16的倒鉤式連接器69B經(jīng)由作為蒸汽出口的管道連接到炭罐28。也可以使用用于形成連接的其他類型的連接器或結(jié)構(gòu)，諸如快速連接端口，從而替代倒鉤式連接器。噴射泵44的入口 46經(jīng)由管道76連接到浸沒在液態(tài)燃料73中的燃料泵72。燃料泵72還經(jīng)由燃料排出管道71連接到發(fā)送機(jī)30。燃料從處于相對高壓的燃料泵72經(jīng)由燃料排出管道71排出。管道76從燃料排出管道71中分出，從而提供流向入口部46的相對高壓的液態(tài)燃料。再次參考圖1，噴嘴48的流體流出在臨近開口 62的腔體66中產(chǎn)生了一個(gè)真空區(qū)域或者至少一個(gè)相對低壓區(qū)域。由于腔體6中的真空或低壓，在腔體42中的壓強(qiáng)也降低，因?yàn)榍惑w42中的壓強(qiáng)比腔體18中的壓強(qiáng)低，從而在閥門體36中創(chuàng)造了壓強(qiáng)差。當(dāng)壓強(qiáng)差達(dá)到預(yù)定的程度，從而使得閥體38的暴露在腔體18的區(qū)域處的壓強(qiáng)差產(chǎn)生一個(gè)力，并且該力比使得止回閥36保持關(guān)閉的力(在本例中為彈簧40的力)大，閥體38將移向端板50的表面64，使得彈簧40壓縮并且在集液器20和開口 62之間建立流體連通。由于壓強(qiáng)差和噴射動(dòng)作，噴射泵44是具有推進(jìn)機(jī)構(gòu)的燃料排出組件，從而將集液器20中的液態(tài)燃料排出到燃料箱22。噴射泵44使用來自燃料泵72的高壓流體，該高壓流體以高速流經(jīng)噴嘴48。流經(jīng)噴嘴48的流量被稱為初級液流或者初級流動(dòng)。離開噴嘴48的高速流體在臨近噴嘴48的區(qū)域產(chǎn)生了低壓或者真空環(huán)境，諸如在開口 62處。在離開噴嘴48的高壓流體和腔體66的臨近噴嘴48的部分之間的壓強(qiáng)差導(dǎo)致液流，諸如通過開口 62的液流，該液流稱為次級液流或者次級流動(dòng)。液體的壓強(qiáng)隨著液流流經(jīng)腔體66而逐漸增加。在噴射泵44的一些實(shí)施例中，帶有通道67的出口部68設(shè)計(jì)為起擴(kuò)散器的作用從而增加壓強(qiáng)并且降低流體流速。很多因素影響噴射泵44的性能和效率，包括流體分子量、進(jìn)給溫度、噴嘴48的位置、喉徑、運(yùn)動(dòng)速度、雷諾數(shù)、壓強(qiáng)比、比熱容比、以及原動(dòng)的流動(dòng)和導(dǎo)致的流動(dòng)之間的角度。圖5示出了能夠用于代替圖1的噴射泵44的噴射泵144的另一個(gè)實(shí)施例。噴射泵144具有安裝面172，噴射泵144設(shè)計(jì)為在此安裝面172被固定到殼體12。因此，在該實(shí)施例中，圖1的端板50能夠是與噴射泵144分離的組件，并且端板50能夠修改為包括與圖7中示出的噴射泵144的固定件開口 174對齊的固定件開口?；蛘?，噴射泵144能夠與殼體12和端板50 —體的制成。噴射泵144具有減壓器178，該減壓器178位于由處于入口 146的下游和噴嘴148的上游的入口部147形成的通道中。替代地，減壓器178能夠位于噴射泵144的更加上游的地方，諸如引導(dǎo)至噴射泵144排出管線中。減壓器178降低從入口 146到噴嘴148的壓強(qiáng)以及流體流動(dòng)的體積流量，同時(shí)增加流經(jīng)噴嘴148的液流的速度。減壓器178能夠是位于入口部147中的一系列插塞180。在示出的實(shí)施例中，插塞180通常是圓柱體，但是也可以具有其他的截面形狀。各個(gè)插塞180具有彼此流體連通的軸向開口 182和扇區(qū)開口 184(sector opening)。圖6中的各個(gè)插塞180的下側(cè)具有另一個(gè)軸向開口(未示出)，該另一個(gè)軸向開口與插塞180和另一個(gè)下游插塞180之間的間隙186流體連通。該間隙186然后與上游插塞180的軸向開口 182和扇區(qū)開口 184流體流通。在此方式下，通過流體在交錯(cuò)的方向上從各個(gè)插塞180的軸向開口 182流向扇區(qū)開口 184從而達(dá)到噴嘴148，由入口部147中的減壓器178形成了彎曲流路。彎曲流路沿著軸向前進(jìn)經(jīng)過軸向開口 182，然后順時(shí)針沿著圓形的一部分前進(jìn)經(jīng)過扇區(qū)開口 184，然后再次軸向前進(jìn)經(jīng)過該插塞180的后側(cè)的軸向開口 182，然后垂直于下一個(gè)插塞180的軸向開口 182，以到達(dá)下一個(gè)扇區(qū)開口 184，等等。帶有減壓器178的噴射泵144通過增強(qiáng)噴射作用而增加圖1的集液器20的排液率。再次參考圖5，噴射泵144的出口部168在腔體166和出口 170之間具有通道167。腔體166臨近于噴嘴148。出口部168的通道167能夠設(shè)計(jì)為起擴(kuò)散器的作用從而增加壓強(qiáng)并且降低流速。通道167在噴嘴148的出口處用作混合室。通道167在流動(dòng)的方向上在遠(yuǎn)端部169向外擴(kuò)口從而起擴(kuò)散器的作用，以進(jìn)一步降低流體的速率和壓強(qiáng)。通過使用噴射泵144，因?yàn)槔幂^高的噴射作用能夠達(dá)到較高的壓強(qiáng)降，所以能夠使得圖1的集液器20的排出能力提高。此外，減壓器178和由遠(yuǎn)端部169形成的擴(kuò)散器通過降低壓強(qiáng)能夠有助于降低流體中的氣穴現(xiàn)象(cavitation)的產(chǎn)生的可能性。因?yàn)橛蓽p壓器178減低了流速，噴嘴148的頂部的開口能夠更大，但是還是可以達(dá)到期望的流速和壓強(qiáng)降。更大直徑的噴嘴頂部有助于防止流動(dòng)的阻塞。雖然已經(jīng)詳細(xì)地說明了實(shí)施本發(fā)明的很多方面的最好的示例，但是熟悉本發(fā)明的領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠認(rèn)識到所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的多種替代方式。
權(quán)利要求
1.一種組件，所述組件包括: 殼體，所述殼體具有集液器，所述集液器構(gòu)造為收集流進(jìn)所述殼體的蒸汽中攜帶的液體；以及 噴射泵，所述噴射泵具有文丘里噴嘴并且選擇性地與所述集液器流體連通，從而使得液體流過所述文丘里噴嘴并導(dǎo)致排空所述集液器。
2.如權(quán)利要求1所述的組件，還包括: 閥門，所述閥門被構(gòu)造為:當(dāng)由流經(jīng)所述文丘里噴嘴的液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)差處于預(yù)定水平之下時(shí)，防止所述集液器被所述噴射泵排空，當(dāng)所述壓強(qiáng)差處于預(yù)定水平之上時(shí)，使得所述噴射泵和所述集液器之間流體連通從而至少部分地排空所述集液器。
3.如權(quán)利要求2所述的組件，其特征在于，所述殼體具有與所述文丘里噴嘴相鄰的開口 ；并且所述閥門包括: 閥體；以及 彈簧，所述彈簧將所述閥體偏置到閉合位置并且具有彈力，當(dāng)所述壓強(qiáng)降位于預(yù)定水平之上時(shí)，所述閥體克服所述彈力，因此經(jīng)由所述殼體的所述開口能夠使得所述集液器向所述噴射泵排液。
4.如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述噴射泵安裝至所述殼體；以及所述殼體具有與所述文丘里噴嘴大致相鄰的開口。
5.如權(quán)利要求1所述的組件，還包括: 位于所述文丘里噴嘴上游的減壓器，所述減壓器構(gòu)造為降低壓力并且增加流向所述文丘里噴嘴的液體流速。
6.如權(quán)利要求5所述的組件，其特征在于，所述減壓器包括一系列插塞，所述插塞定位成限定流向所述文丘里噴嘴的液體的彎曲的流路，因此降低壓強(qiáng)并且增大液體流速。
7.如權(quán)利要求6所述的組件，其特征在于，所述插塞通常是圓柱形的，并且具有形成所述彎曲流路的軸向開口和扇區(qū)開口。
8.如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述噴射泵具有位于所述文丘里噴嘴的下游的混合室和擴(kuò)散器。
9.如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述噴射泵和所述殼體在形成迷宮式密封的端面上彼此連接。
10.一種用于燃料箱的燃料蒸汽回收系統(tǒng)的集液器組件，所述燃料箱具有構(gòu)造為提供液態(tài)燃料流的燃料泵，所述集液器組件包括: 殼體，所述殼體具有第一端口和第二端口并且形成集液器，所述集液器構(gòu)造成收集蒸汽中攜帶的液體，其中所述蒸汽從所述第一端口流向所述第二端口從而通過所述殼體流至所述燃料蒸汽回收系統(tǒng)；其中，所述殼體具有開口； 噴射泵，所述噴射泵具有文丘里噴嘴，所述文丘里噴嘴安裝到與所述殼體中的開口相鄰的殼體上，并且與所述燃料泵流體連通，從而所述燃料泵將液態(tài)燃料泵送通過所述文丘里噴嘴；以及 閥門，所述閥門定位在所述殼體中，并且構(gòu)造為:當(dāng)由流經(jīng)所述文丘里噴嘴的液態(tài)燃料產(chǎn)生的壓強(qiáng)差處于預(yù)定水平之下時(shí)，所述閥門防止所述集液器被所述噴射泵排空，當(dāng)由流經(jīng)所述文丘里噴嘴的液態(tài)燃料產(chǎn)生的所述壓強(qiáng)差處于預(yù)定水平之上時(shí)，所述閥門移動(dòng)從而在所述噴射泵和所述集液器之間經(jīng)由所述開口建立流體連通，所述液態(tài)燃料流經(jīng)所述文丘里噴嘴，因此導(dǎo)致經(jīng)由所述殼體中的開口排空所述集液器。
11.如權(quán)利要求10所述的組件，其特征在于，所述噴射泵具有與所述燃料泵流體連通的入口以及處于所述入口和所述文丘里噴嘴之間的減壓器。
12.如權(quán)利要求11所述的組件，其特征在于，所述減壓器包括一系列插塞，所述插塞定位成限定流向所述文丘里噴嘴的液態(tài)燃料的彎曲的流路，因此降低壓強(qiáng)并且增大液態(tài)燃料的流速。
13.—種系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括: 燃料箱，所述燃料箱具有燃料泵； 發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)由燃料排出管線將燃料從所述燃料泵提供到發(fā)動(dòng)機(jī)； 燃料蒸汽回收裝置； 蒸汽通氣閥，所述蒸汽通氣閥可操作地連接到所述燃料箱，并且可操作成將來自所述燃料箱的燃料蒸汽連通到所述燃料蒸汽回收裝置； 集液器組件，所述集液器組件可操作地連接到所述燃料箱并且具有: 殼體，所述殼體具有集液器，所述集液器構(gòu)造為收集從所述蒸汽通氣閥流動(dòng)到所述殼體中的燃料蒸汽流 中攜帶的液體；以及 噴射泵，所述噴射泵被可操作地連接從而接收來自所述燃料排出管線的燃料；以及其中，所述噴射泵具有文丘里噴嘴并且選擇性地與所述集液器流體連通，從而使得液體流過所述文丘里噴嘴并導(dǎo)致排空所述集液器。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，還包括: 閥門，所述閥門定位在所述殼體中，并且構(gòu)造為:當(dāng)由流經(jīng)所述文丘里噴嘴的液態(tài)燃料產(chǎn)生的壓強(qiáng)差處于預(yù)定水平之下時(shí)，所述閥門防止所述集液器被所述噴射泵排空，當(dāng)由流經(jīng)所述文丘里噴嘴的液態(tài)燃料產(chǎn)生的所述壓強(qiáng)差處于預(yù)定水平之上時(shí)，所述閥門移動(dòng)從而在所述噴射泵和所述集液器之間經(jīng)由所述開口建立流體連通，所述液態(tài)燃料流經(jīng)所述文丘里噴嘴，因此導(dǎo)致經(jīng)由所述殼體中的開口排空所述集液器。
15.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，還包括: 減壓器，所述減壓器可操作地連接在所述燃料泵和所述文丘里噴嘴之間；以及 其中，所述減壓器包括一系列插塞，所述插塞定位成限定流向所述文丘里噴嘴的液態(tài)燃料的彎曲的流路，因此降低壓強(qiáng)并且增大液態(tài)燃料的流速。
全文摘要
提供一種組件，所述組件將集液器和噴射泵集成在一起從而排干蒸汽流——諸如來自于燃料箱的蒸汽——中的液態(tài)燃料。該組件包括殼體，所述殼體具有集液器，所述集液器構(gòu)造為收集包含在流進(jìn)所述殼體的蒸汽中的液體。所述噴射泵具有文丘里噴嘴并且選擇性地與所述集液器流體連通從而使得液體流過所述文丘里噴嘴并導(dǎo)致排空所述集液器。
文檔編號F02M25/08GK103174555SQ201210548228
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者S·沃爾特, S·薩卡, S·庫莎, P·科塔貢德, H·喬希, P·布爾科, V·米爾斯 申請人:伊頓公司