專利名稱：液體箱通氣系統的制作方法
液體箱通氣系統
本發(fā)明涉及一種液體箱通氣系統(venting system )。
當液體箱能夠與它們所容納的液體一起移動時，該液體箱通常 安裝有通氣系統，雖然液體箱承受著各種應力任意方向且任意幅 5度的運動、熱應力、壓力不足和過壓，但是該通氣系統確保環(huán)境安 全。
在為燃料箱的情況下，尤其是當燃料箱被安裝在機動車上時， 具有這種需求，這實質上是為了在加料入箱體時以及在將液體存儲 于所述箱體中的全部時間內，防止液體燃辟牛向外泄露并且用來控制 10庫交大的氣體壓力和容積的變化。
已研發(fā)出了解決方案來解決這些問題，即，使用浸沒于箱體中 的安全閥，安全閥的上部穿過箱體的壁。這些安全閥通常開口進入 導管中，該導管通向包含如下材料(通常為碳黑)的艙或罐 (canister )，該材料能夠捕集來自于箱體的氣體中所存在的液體蒸 15氣。 <旦是，由于以下事實而仍然具有困難，這對這種系統來說是不 正常的，所述事實為由于特f朱的工作環(huán)境，i者如突然運動或者車
并且進入到通向所述罐的導管中，或者甚至到達所述罐并且擾亂蒸 氣的自由流動。
20 作為對這種/人箱體中將液體意外帶出的補,故措施，已經i殳法通
過在導管中設置死角(dead volume)來保留住經由通向所述罐的導
管逃逸的液體，所述死角旨在用作用于收集液體并且^f吏蒸氣自由通 過的容器。
從英國專利申請GB-A-2 269 375中已知，使用具有不可滲透液 體的壁的容器，所述容器一體形成于燃料箱中，并且所述容器中容 5納有安全閥(見圖2)。當箱體處于過大傾角或經受過度劇烈的運動 時，設置在容器頂部處的校準開口 14允許液體進入。當液體的液 面下降時，鴨嘴形止回閥12允i午容器11 4非力文液體。
但是，在該系統中，還存在著與以下事實相關聯的問題，所述 事實為當小液滴經由開口 14而,皮帶走時，由于它們的重量小， 10所以它們可能會被氣流直接帶入到通氣導管7中，而不會落入到容 器11內。
因此，申請人已研發(fā)了一種構成歐洲專利申請EP 1020670的 主題的改進系統，該系統由于在容器的空間(volume)外部設置浮 閥而解決該問題。但是，這種系統體積大，并且需要使用由導管連 15 接的多個單獨部件。這增加了系統的成本、裝配的難度以及泄漏的 風險(每個單獨部件均穿過箱體的壁)。而且，由于閥與容器之間 的流動區(qū)域較小，所以其中的氣體流速較高。這影響了設定 (settling)才喿作的質量。
本發(fā)明的目的在于，通過提供一種特定幾何形狀的緊湊系統來 20解決這些問題，該系統具有有限的泄漏風險，并且特別地，該系統 能夠通過少量部件而適用于才莫塊化布置，因此大大方4更了組裝。該 系統還具有的優(yōu)點是，能夠具有較低流速(歸因于容器與閥之間的 流動區(qū)域可以凈皮容易地增大的事實)，因此可更有效地i殳定 (settling )。
為了該目的，本發(fā)明涉及一種用于液體箱的通氣系統， 一方面，
該系統包4舌閥，該閥具有至少部分地位于箱體中的室(chamber ) 以及能夠在室中滑動的浮子，并且另一方面，該系統包括至少部分 地位于箱體內部并且i殳置有排;改裝置的封閉空間，該封閉空間用作 5旨在收集并保留從箱體的任何液體帶出的容器，浮閥的室被設置于 該容器的空間外部，4旦是至少部分地—皮容器的空間所環(huán)繞。
液體箱是封閉容器，該封閉容器由各種形狀的壁限定，通常被 乂人外部密佳'于，并且可以安裝有各種內部附件或者穿過容器的壁的附 件。箱體可以容納〗壬意類型的有4幾或無才幾液體、或者這些液體的混
10合物。特別地，該液體箱是用于機動車的燃料箱。機動車所4吏用的 所有類型的燃料(特別是汽油和柴油)均可以;故存^諸于該液體箱中。
構成本發(fā)明主題的液體箱通氣系統是包括多個構件的裝置，該 裝置的總體作用是，當加料入箱體時和/或當使用和消耗箱體中容 納的液體時，允許箱體被通氣，同時防止外部環(huán)境受到不期望的氣 15 體的任何泄漏或散發(fā)。
根據本發(fā)明的通氣系統包括浮閥，也就是i兌，包^"用來封閉或 露出開口的裝置，所述開口使箱體的內部與通氣導管相連通，并且
閥的浮子優(yōu)選為防漏浮子，也就是說，為不具有易于捕集液體 20的孔的浮子。因此，在翻轉并回復到正常結構之后，防止浮子在所 捕集的液體的重量影響下進^f亍下沉。這種防漏浮子可以S皮制成優(yōu)選 限定中空空間的 一體部件或者至少兩個部件。后一種實施例是優(yōu)選 的，原因是易于實現。
根據本發(fā)明，浮閥具有室，該室至少部分地設置于箱體內部， 并且浮子在該室內滑動。該室可以完全位于箱體內部。可替換地， 該室可以通過箱體的壁中的開口 。
浮子的室優(yōu)選具有支撐件，當箱體中的液面還未到達支撐板的 5 高度時，則浮子停靠在該支撐件上。該支撐件通常開設有至少一個 孑L,當燃料的高度超過該支撐件的高度時，所述至少一個孔允許液 體穿過進入到室中。
優(yōu)選地，浮閥還包括蓋，該蓋與該室一體結合并且密封地固定 于箱體的壁上。作為可以4吏用的密封沖支術的非限制性實例，可以沖是
10 及的有將閥的蓋焊^接于箱體壁上、區(qū)域緊固(field clamping)或
使用適合于所容納的液體的特性的密封件。
蓋可以/人內部固定于箱體的壁上(也，尤是i兌，在箱體內部固定 于該壁的表面上)，或從外部固定于箱體的壁上。在第一種情況下， 室通常完全^立于箱體的內部，而在第二種情況下，一4義而言，室^又 15 部分地位于箱體的內部空間中。第一種情況使得蓋自身適于很好地 連接于也位于箱體內部的通氣導管，而第二種情況使得蓋自身適于 很好地連接于位于箱體外部的通氣導管。
如果蓋從內部固定于箱體壁上并且通氣導管位于箱體內部，則 箱體的壁在固定所述蓋的^立置上^尤選不一皮穿3L或石皮損(impaired )。 20 因此， 一個適合的方法在于，在允i午(或者直^妾地或者通過〗吏用優(yōu) 選地為彈性部件的中間部件)將蓋固定于箱體的位置上，在箱體的 壁中模制突出的(relief)部分。本申請人名下的歐洲申請EP 1 145 820和歐洲申i青EP 1 147 934中詳細描述了該方法，為此將所述申 請內容結合于本申請中，以供參考。
上述的通氣導管是構成通氣回路的一端的導管。換句話說，離 開或進入箱體中的氣體在該導管中流動，該導管在一側上密封地連 接于根據本發(fā)明的系統的流動閥/封閉空間組件，而在另一側上通 常通過罐與終止于外部大氣中的回路相連通。
5 根據本發(fā)明，通氣系統還包括位于箱體內部的封閉空間。術語
"封閉空間"應理解為是指由不可滲透液體和氣體的壁所限定的Y壬 意形狀的空間。這些壁通常包括與底部制成一體部件的側壁、以及蓋。
該封閉空間位于箱體的內部，并且借助于孔、空間或適當的導
10管與閥相連通。優(yōu)選地，這種連通提供足夠大的流動區(qū)域，以便能 夠方便設定(settling )。為此，優(yōu)選是適當尺寸的孔或空間，而不
是導管。
通常在上述通氣導管的延伸部中，佳't閉空間還通過適當的開口 或噴嘴與通氣回路相連通。封閉空間的作用是構成能夠收集并保留 15任何從箱體中帶出的、并可能已經穿過浮閥的障礙的液體。根據本 發(fā)明，封閉空間包括排放裝置。術語"排放裝置"應理解為是指位
于箱體中的下方位置上的排;故閥，當在該箱體中已收集到足夠重量 的液體時，該排力文閥可以打開，并且直4妻與箱體的內部空間相連通。 該排放裝置的作用是回收已經被離開箱體的氣體所帶走的液體，并
20且防止箱體被填充得超過預定最大高度，所述預定最大高度耳又決于 該容器的形狀以及排放閥的性能。
才艮據通氣系統的 一個有利的實施例，容器的排方文裝置包括隔膜 閥，該隔膜閥封閉位于容器中的下方位置上的孔。由彈性材料以倒 置的傘的形狀制成的隔膜具有很好的效果。
封閉空間優(yōu)選被選擇成具有足夠的尺寸，以便于收集在特定情 況下，尤其是當箱體已滿或接近于其最大填充高度時，易于穿過浮 閥的障礙被帶出的任何液體。
根據本發(fā)明，封閉空間(或容器)至少部分地環(huán)繞浮閥，或者 5 換句話說，所述空間"包圍"浮閥的室。優(yōu)選地，所述空間與室的 外表面的至少一部分相匹配?？蓭?支好步文果的一個實施例是，其 中的室具有大致圓柱形形狀和圓形截面，而封閉空間具有伸長的形 狀和大至丈U形或月牙形截面，該截面至少部分i也環(huán)繞該室的大至丈圓 形的截面，并且優(yōu)選在其基本上整個長度部分上均是這樣。可替換
10地，可以包括兩個圓柱形部件，其中一個圓柱形部件裝配于另一個
圓牙主形部j牛中(進而所述空間完全環(huán)繞浮閥)，所述兩個部件可選 為同心的。
室和封閉空間可以是或者也可以不是相同長度的?？偠灾?，
這些長度不相等，每個構件均具有與其功能(單獨^:計)相適合的 15 理想形狀和理想尺寸。具有4交好效果(尤其是在防止使得容易不及 時封閉浮閥的波動的方面)的一個實施例是，其中所述閥比封閉空 間長(也就是說，閥在箱體中下降得更低)，并且這是通過以下事 實而實^L的，所述事實為閥的室通過不具有浮子滑動的部分的4君 部(也就是說，上述的支撐件)而一皮延伸。在本申請人名下的歐洲 20 專利申請EP0803 671中描述了這種室形狀，將所述申請的內容結 合于本申請中，以供參考。
在根據本發(fā)明的系統中，封閉空間優(yōu)選具有側壁，設置有底 部；以及蓋，優(yōu)選地與浮閥的蓋制成一體部件。這樣，可以容易地 實現所述閥與封閉空間之間的連通，并且特別地，容易在其中提供 25較大尺寸的流動區(qū)域(如上所述，以便限制流速并方便設定)。
特別有利地，所述空間的側壁以及浮閥的室均通過卡扣固定積^ 構而固定于該蓋上，并且蓋自身通過焊4妾固定于箱體。因此，該蓋 具有適于通過卡扣固定來容納上述構件的幾何形狀，并且所有這三 個部件均具有這樣的幾何形狀，即， 一旦將它們組裝在一起，則使 5 得浮閥與所述空間之間存在適當連通(開口、空間或導管)，以便 允許氣體,人所述閥流到所述空間，然后到達通氣導管。因此，對于
通氣導管來說，也與其它共用蓋一起作為一體部件模制在所述閥和 所述空間上是有利的。
上述卡扣固定組裝才喿作的一個容易的實際實施方式是在封閉
10空間上才莫制附件，該附件具有大致環(huán)形的形狀，在將整個組件卡扣 于蓋中之前，將浮閥的室卡扣于該附件上。
在去除帶走液體的方面帶來較好效果的 一個實施例是，其中浮 閥與封閉空間之間的連通部自身具有適于捕集液體的幾<可形狀。該 連通部例如可以包括設置有隔板(障礙，baffle)的通道。浮閥和/ 15或封閉空間也可以分別在形成所述連通部之前和之后"i殳置有這種隔板。
如上述歐洲申請EP 1 020 670中所述，才艮據本發(fā)明的通氣系統 優(yōu)選還包括防止過滿(OFP)裝置。根據該實施例的OFP裝置可以 從用于實現該功能的所有已知裝置中選取。OFP裝置具有重球，該 20重球通過重力而將供氣體流動到通氣導管中的孔封閉，該OFP裝置 帶來了4交好效果。
根據第一實施例，OFP裝置被容納在浮閥的上部中、室的內部、 浮子的上方。因而，OFP裝置停靠在壁上，該壁將浮閥分成用于實 現OFP功能的上部、以及用于實現通氣功能的下部。該壁被孔穿透， 25該孔在箱體中的一定壓力水平下纟皮^求封閉。該壁有利地與浮閥的室 模制成一體部件。該實施例的優(yōu)點是它不產生壓降。
根據第二實施例，OFP裝置(或球)被容納于封閉空間的上部 中，其中OFP裝置還?？吭谕ㄟ^孔穿透的壁上，所述孔i殳置在用于 連接到通氣導管的孔或噴嘴的對面。該實施例具有的優(yōu)點是，體積 小，并JM吏得真空^各徑容易形成(該真空^各徑在該點高度處不必通 5 過3求密封，而當所述J求位于浮閥中時必須密封)。該實施例還具有 的優(yōu)點是，在多個浮閥和單個可排放容器 一 起工作的裝置的情況 下，僅有所述單個可排放容器必須設置有OFP裝置。但是，該實施 例確實具有(有時過度地)增加壓降的缺點。
仍是如上述歐洲申請EP 1 020 670中所述，才艮據本發(fā)明的通氣 10系統中，浮閥優(yōu)選座落在重球裝置的上方，所述重球裝置?？坑陂_ 孑L的通道(apertured well)中，并且具有萬一箱體翻轉時使所述閥 封閉的功能。該裝置必須滿足ROV (翻轉閥，roll-over valve )功負fe ， 其中只要箱體一開始翻轉，該箱體就會被自動封閉。
有利;t也，該實施例結合有特定通氣系統，該通氣系統包4舌如上 15所述的容納在浮閥上部中的OFP裝置。
特別地，在液體箱是由塑料制成的燃料箱的情況下，根據本發(fā) 明的系統的大部分組成構件也由塑料制成。術語"塑料"應該被理 解為是指在環(huán)境條件下處于固體狀態(tài)的任何聚合物合成材料(或者 熱塑,性的或者熱固性的)、以及這些材沖+中的至少兩種的4參和物。 20預期的聚合物包"^舌均聚物和共聚物(尤其是二元或三元共聚物)。 這種共聚物的實例非限制性地為無^L共聚物、線性嵌,殳共聚物、 非線性嵌,臾共聚物、以及"t妻一支共聚物。優(yōu)選包括熱塑性彈性材并牛的 熱塑性聚合物、及其混合物。
任何類型的熱塑性聚合物或共聚物均是適合的，這些材^牛的熔 25點均〗氐于分解溫度。具有至少10 4聶氏度的熔點范圍分布的熱塑性材泮+是特別適合的。這種材料的實例包括那些在分子量方面呈現出 多分散性的材料。
特別地，才艮據本發(fā)明的部件可以由聚烯烴、4秦枝聚烯烴、熱塑 性聚酯、聚酮、聚酰胺以及它們的共聚物制成。
5 經常用于塑料燃料箱中的一種聚合物是聚乙烯，特別地，是可
以為多層結構的高密度聚乙烯(HDPE),所述多層結構包括阻擋層 (例如基于EVOH、或水解乙酸乙二醇酯/醋酸乙烯酯共聚物)或者 具有表面處理(例如氟化作用或^黃化作用)的層，目的在于使得箱 體對所要存儲的燃料不可滲透。因此，當根據本發(fā)明的系統包括蓋
10時，優(yōu)選蓋是基于HDPE的，以便也可焊接于箱體上。對于其它部 件來"i兌，這些部件優(yōu)選基于至少 一種不可滲透碳氫化合物的塑料。 這種不可滲透^友氫化合物的塑料的實例非限制性地為聚對苯二甲 酸乙二醇酯或聚對苯二曱酸丁二醇酯、聚酰胺、聚酮和聚甲醛。應 該注意的是，所有這些部件(包^^蓋)可以是多層結構，該多層結
15構包括例如至少 一個高密度聚乙烯層以及可選的石友氫化合物阻擋 層(在表面上或者在所述結構內)。
在塑料燃料箱的情況下，特別是在基于HDPE的塑料燃料箱的 情況下，已通過包括基于HDPE的蓋、以及基于POM(聚曱醛) 或PBT (聚對苯二甲酸丁二醇酯)的室、浮子和封閉空間的系統而 20 獲得了4支好效果。
此處所附的

圖1至圖4非限制性地并且示意性地示出了通過示 例給出的本發(fā)明 一 些實施例的原理。
圖1至圖3涉及同一種系統和構造，分別是組裝系統的總體 視圖(圖1 );該系統的所有構件在被裝配到一起之前的分解視圖(圖 252);以及穿過該系統的截面圖(圖3 )。 圖4以截面的方式示出了幾何形狀稍有不同的系統。 在這些附圖中，相同標號表示相同構件。
圖1示出了由設置有室1的浮閥以及設置有側壁的封閉空間2 構成的系鄉(xiāng)克，浮閥的室1以及空間2的側壁均通過卡扣固定 5 (clip-fastening)而一皮裝配到共用蓋3中。該圖清楚i也示出了，才艮 據本發(fā)明，封閉空間2是如何部分地環(huán)繞閥的室l從而形成緊湊組件的。
圖2和圖3示出了 /人總體3見圖中無法看到的其它系統構件，即
*密封件4，用來密封閥的室1與空間2之間的連4妻，該 10連接包括與空間2才莫制成一體部件的環(huán)形附件2，，閥的室1卡扣于 該環(huán)形附4牛2，中；
兩個部卩牛5、 5，，用來形成密佳'于閥；
重 球6,用來提供ROV功能，并且能夠在有孔盤9上移
動；
15 密封件8,穿有孑L，并且用來放置在位于浮子頭部的針5"
的上方；
*第二重球7，用來提供OFP功能，并且能夠在與室l模 制成一體部件的板IO上移動，并且設置有由閥5、 5，和密封件8封 閉的通氣開口 10，；以及
20 裝配件11，用于連接至通氣導管(未示出)，所述裝配
件11與蓋3 —起沖莫制成一體部件。
圖2以分解^^圖的方式示出了所有這些構件，而圖3示出了穿 過所有這些組裝在一起的構件的截面圖。從圖3中可以看出，室l 通過浮子5、 5，滑動的區(qū)域下方的裙部12而—皮延伸。
在圖1至圖3中，未示出用于排放空間2的裝置12、 12，。 j旦
5是，該裝置示于圖4中，并且圖4示出了具有實際上稍有不同的浮 閥的系統，即所述不同實質上為
其中，針5"由指形件5"，替代；
其中，浮閥4的底部是截頭圓4,形的(frustoconical ), 并且其中，盤7 3皮形成(flattened )為平板。
10 *并且其中，室l不包括"裙部。
圖1至圖3和圖4中所示的浮閥是兩革殳式浮閥，該兩4殳式浮閥 構成本申請人名下的共同待審的申請的主題，在該共同待審的申請 中詳細描述了它們的工作才莫式。
總的來說，這些圖中所示的系統按照以下方式工作
15 *當浮子5處于其,爭止位置(如圖所示)時，存在于箱體
中的氣體通過以下途徑排出經由浮閥，分別通過盤7、沿著浮子 5、通過孔10，(在工作期間，J求能夠在其底座上移動，乂人而4吏孔暢 通)；然后，經由封閉空間2、穿過裝配4牛11到達通氣導管。由這 些氣體所帶走的任1"可液體均滴落到容器底部，當存在一定重量的液
20體時，容器可借助于倒置的傘形隔膜12以及相結合的孔12，進行清
工o *當液體在容器中升高(例如，在翻轉或波動的情況下)
并且超過用于浮子5的支撐件7時，浮子在室1中升高并且封閉孔 10，，防止了液體和氣體從孔IO，穿過。
*當液體再次下降時，浮子5也再次下降，使得也隨之再 次下降的密封件8中的孔暢通，從而如上所述地恢復通氣。
權利要求
1.用于液體箱的通氣系統，一方面，所述系統包括閥，所述閥具有至少部分地位于所述箱體中的室(1)以及能夠在所述室(1)中滑動的浮子(5、5’)，并且另一方面，所述系統包括至少部分地位于所述箱體內部并且設置有排放裝置(12)的封閉空間(2)，所述封閉空間用作容器，旨在收集并保留從所述箱中帶出的任何液體，所述浮閥的所述室(1)位于所述容器(2)的空間的外部，其特征在于，所述容器(2)的空間至少部分地環(huán)繞所述閥的所述室(1)。
2. 根據前述權利要求所述的通氣系統，其特征在于，所述浮子(5、 5，)為不具有易于捕集液體的孔的防漏浮子。
3. 根據前述權利要求中任一項所述的通氣系統，其特征在于，所 述箱是由壁限定的封閉容器，并且所述浮閥包括蓋(3 ),所述 蓋與所述室U) —體形成并且密封地固定于所述箱的所述壁上。
4. 根據前一權利要求所述的通氣系統，其特征在于，所述通氣導 管在所述箱體內部，并且所述箱體的所述壁包括突出部分，所 述突出部分允許所述蓋(3)或者直沖妻地或者通過使用中間部 件固定于所述箱體上。
5. 根據前述權利要求中任一項所述的通氣系統，其特征在于，所 述室(1)具有大致圓柱形的形狀和圓形的截面，并且所述封 閉空間(2)具有伸長的形狀和大致U形或月牙形的截面，所 述大致U形或月牙形的截面至少部分i也環(huán)繞所述室(1)的所 述大致圓形截面。
6. 根據前述權利要求中任一項所述的通氣系統，其特征在于，所 述浮閥比所述封閉空間(2)長，并且所述閥包括延伸所述閥 的室(1 )的一君吾卩(12)。
7. 根據前述權利要求3或4所述的通氣系統，其特征在于，所述 封閉空間(2)包括側壁；以及蓋，與用于所述浮閥的蓋(3) 制成一體部件，并且所述封閉空間(2)結合有用于連接到通 氣導管的裝配件(11 )。
8. 根據前一權利要求所述的通氣系統，其特征在于，所述封閉空 間(2)的側壁包括大致環(huán)形形狀的附件，所述浮閥的所述室(1 );故卡扣于所述附件中，所述組件一皮卡扣到所述蓋(3 )中， 所述蓋(3)自身^^皮固定于所述箱體的所述壁上。
9. 根據前述權利要求中任一項所述的通氣系統，其特征在于，所 述浮閥和所述杏于閉空間(2 )通過通道相連通，所述通道(或 者在之前或者在之后)包4舌有隔才反。
10. 根據前述權利要求中任一項所述的通氣系統，其特征在于，所 述箱體是基于HDPE的燃^f箱，并且所述系統包括基于HDPE 的蓋(3 )以及基于POM (聚甲醛)或PBT (聚對苯二甲酸丁 二醇酯)的室(1)、浮子(5、 5，)和封閉空間(2)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于液體箱的通氣系統，一方面，該系統包括閥，該閥具有至少部分地位于箱中的室(1)以及能夠在室(1)中滑動的浮子(5)，并且另一方面，該系統包括至少部分地位于箱體內部并且設置有排放裝置(12)的封閉空間(2)，該封閉空間用作容器，旨在收集并保留從箱中帶出的任何液體，浮閥的室(1)位于該容器(2)的空間的外部，其特征在于，容器(2)的空間至少部分地環(huán)繞所述閥的室(1)。
文檔編號F16K24/04GK101180486SQ200680018059
公開日2008年5月14日 申請日期2006年5月18日 優(yōu)先權日2005年5月24日
發(fā)明者帕特里克·加納紹, 蒂埃里·勞澤爾, 阿蘭·伊里瓦內 申請人:因勒紀汽車系統研究公司