CN111042953A - 流率控制阀 - Google Patents

Abstract

一种流率控制阀(1)包括壳体(21)、阀部(22)、驱动部(24)、动力传递轴(25)以及密封部(40)。阀部设置在壳体中。驱动部放置在壳体的外部并构造为驱动阀部。动力传递轴穿透壳体并将驱动部连接到阀部以实现动力传递。密封部密封动力传递轴所穿透的部分并抑制蒸发燃料从壳体的泄漏。密封部包括第一密封构件(41)和第二密封构件(42)。第一密封构件由抗燃料渗透的第一有机材料制成，且第二密封构件由耐低温的第二有机材料制成。

Description

流率控制阀

技术领域

本发明涉及一种设置至蒸发燃料处理装置的流率控制阀。

背景技术

已知的蒸发燃料处理装置回收燃料箱的蒸发燃料(在下文中称为蒸气)并且能够将蒸气供应至内燃发动机的进气系统。蒸发燃料处理装置包括燃料箱、罐、设置至将燃料箱连接至罐的蒸气通道的流率控制阀等。流率控制阀执行诸如在车辆停止时关闭蒸气通道以及在将燃料供给至车辆期间打开蒸气通道的操作。

例如，专利文献1中公开的流率控制阀包括：壳体，其包括蒸气的排出通道；阀，其被接收在壳体中；以及用于驱动的马达。马达放置在外壳外部。马达的轴穿透壳体并连接到阀。轴密封件设置于外壳外部。

(专利文献1)

未经审查的日本专利申请2014－512493号公开

尽管在专利文献1中没有描述轴密封件的材料，但是轴密封件的结构和材料是重要的以抑制蒸发燃料从轴穿透壳体所处的部分泄漏。例如，轴密封件可以由具有低燃料渗透性的氟橡胶等制成，以抑制蒸发燃料泄漏到轴密封件的外部。然而，氟橡胶在低温下通常性能差并且在低温下变硬。因此，在这种情况下，可能发生压力泄漏。某些氟橡胶在低温下具有出色的特性，然而昂贵。

另一方面，考虑到氟硅橡胶等在低温下的特性，轴密封件可以由氟硅橡胶等制成。然而，在这种情况下，氟硅橡胶具有高燃料渗透性，并且蒸发燃料可能通达轴密封件的外部。即，根据轴密封件的材料或结构，轴密封件不能实现足够密封。因此，蒸发燃料可能从轴穿透壳体所穿过的部分泄漏到外部。

发明内容

本发明的目的在于提供一种流率控制阀，其能够抑制蒸发燃料穿过穿透壳体的轴的密封部而到达外部。

根据本公开的一方面，一种用于蒸发燃料处理装置的流率控制阀，该蒸发燃料处理装置包括燃料箱以及用于吸附在燃料箱中产生的蒸发燃料的罐，并且该流率控制阀设置到将罐连接到燃料箱的蒸气通道。

流率控制阀包括壳体、阀部、驱动部、动力传递轴以及密封部。壳体包括通道以允许蒸发燃料从燃料箱侧通道流向罐侧通道。阀部设置在壳体中并构造成将燃料箱侧通道与罐侧通道切断以限制蒸发燃料流向罐侧通道并且构造成使燃料箱侧通道与罐侧通道连通以使蒸发燃料通达罐侧通道。

驱动部放置在壳体的外部并且构造为驱动阀部。动力传递轴穿透壳体并且将驱动部连接到阀部以将驱动部的动力传递到阀部。密封部密封动力传递轴穿透所处的部分并抑制蒸发燃料从壳体泄漏。密封部包括第一密封构件和第二密封构件。第一密封构件由抗燃料渗透的第一有机材料制成。第二密封构件由耐低温的第二有机材料制成。第一有机材料不同于第二有机材料。

根据该方面，对贯穿壳体的动力传递轴进行密封的密封部具有双重密封结构，该双重密封结构具有第一密封构件和第二密封构件。第一密封构件和第二密封构件分别具有不同的特性。第一密封构件抗燃料渗透，而第二密封构件耐低温。因此，密封部被构造成具有矛盾性质。即，壳体的动力传递轴穿透所处的密封部能够提供更高的密封性能。这有效地抑制了蒸发燃料向外部的泄漏。

附图说明

根据以下参照附图进行的详细描述，使得本公开的以上和其他目的、特征和优点将变得更加明显。在附图中：

图1是示出蒸发燃料处理装置的结构的框图。

图2是示出根据第一实施例的流率控制阀的示意性截面图。

图3是示出密封部的示意性截面图。

图4是示出根据第二实施例的流率控制阀的密封部的示意性截面图。

图5是示出根据第三实施例的流率控制阀的密封部的示意性截面图。

图6是示出根据第四实施例的流率控制阀的示意性截面图。

具体实施方式

如下，将参考图1至图6描述本公开的实施例。

(第一实施例)

[结构]

将参照图1至图3描述根据第一实施例的结构。如图1所示，蒸发燃料处理装置包括流率控制阀1、燃料箱11、罐12、净化阀13、ECU 14等。

燃料箱11被装备在车辆中并且存储供应到内燃发动机18的燃料。罐12包括未示出的吸附剂，以收集在燃料箱11中产生的蒸发燃料。罐12进行净化处理。罐12将通过大气通道15吸入的空气与流经蒸气通道16并被吸附到罐12的吸附剂的蒸发燃料一起输送至内燃发动机18的进气通道19。蒸气通道16将燃料箱11连接至罐12。流率控制阀1装备在蒸气通道16中。净化阀13也设置至净化通道17。根据净化阀13的打开来控制被净化的且从罐12流向进气通道19的蒸发燃料的量。

例如，在车辆驻停的状态下，流率控制阀1保持其关闭状态，并且燃料箱11的蒸发燃料不流入罐12。另一方面，例如，流率控制阀1保持其打开状态，同时打开燃料箱11的箱盖，并且开始向燃料箱11进行供油直到完成供油为止。因此，燃料箱11中的蒸发燃料在供油过程中在蒸气通道16中流动并被吸附到罐12中的吸附剂。即，流率控制阀1控制燃料箱11是否与罐12连通。ECU 14电连接至流率控制阀1和净化阀13并且控制流率控制阀1和净化阀13的打开和关闭操作。

将参照图2说明流率控制阀1的结构。图2中的弯曲箭头示出了蒸发燃料的移动路径的示例。在图2中，符号F示出了阀部22从打开状态切换到关闭状态所沿的方向，该阀部22将在下文中描述。流率控制阀1包括壳体21、阀部22、弹簧23、马达24、马达轴25、密封部40等。壳体21具有大致筒形状并且包括蒸发燃料从燃料箱侧通道26流向罐侧通道27所通过的路径。阀座28是壳体21的平坦平面，该平坦平面自燃料箱侧通道的边缘沿与阀部22移动所沿的方向正交的方向延伸。

阀部22将燃料箱侧通道26与罐侧通道27切断以限制蒸发燃料流向罐侧通道27，或者使燃料箱侧通道26与罐侧通道27连通以使蒸发燃料通达罐侧通道27。

阀部22包括具有底部的小直径筒部31并且包括具有底部的大直径筒部32。小直径筒部31和大直径筒部32具有共同的中心轴线。小直径筒部31整体形成并且比大直径筒部32更靠近马达。弹簧23置于小直径筒部31的底部和大直径筒部32的底部之间。橡胶密封件29以圆形形状设置在大直径筒部32的底部处。图2示出了当阀部22与阀座28分开最大时处于打开状态的流率控制阀。

螺纹槽33形成于小直径筒部31的内周表面上。马达轴25被插入小直径筒部31中。形成在马达轴25的外周表面上的螺纹螺接并连接到小直径筒部31的螺纹槽33。

旋转限制突出部35从壳体21的底壁34向壳体21内突出。旋转限制突出部35具有筒形状并且形成马达轴25的插入孔30。小直径筒部31的一部分在阀部22一侧沿着旋转限制突出部35的壁插入到插入孔30中。在旋转限制突出部35的内周表面与小直径筒部31的外周表面之间形成有规定间隙。马达轴25从马达侧插入到旋转限制突出部35。即，马达轴25穿透壳体21。马达轴25将马达24连接至阀部22，使得能够将马达24的旋转力传递至阀部22。马达24对应于驱动部，而马达轴25对应于动力传递轴。

马达24设置在壳体21的外部并连接至壳体21的底壁34。马达轴25通过驱动马达而沿特定方向旋转，并且阀部22沿与符号F所示的方向相反的打开方向移动或沿符号F所示的关闭方向移动。通过阀部22如上所述的移动，阀部22的橡胶密封件29能够往复运动以抵靠阀座28或与阀座28分开。

密封部接收件36形成于旋转限制突出部35中。密封部接收件36呈圆形形状并沿径向向内突出。密封部40设置在马达24与密封部接收件36之间并且密封马达轴25所穿过的部分，使得蒸发燃料不从壳体21泄漏。

密封部40的细节将在下面描述。如图2和图3所示，密封部40包括第一密封构件41和第二密封构件42。第一密封构件41设置至阀部22一侧，而第二密封构件42设置在阀部22一侧。密封构件41、42中的每个通过按压被插入并粘附到旋转限制突出部35的内周表面。第一密封构件41抵靠密封部接收件36。第一密封构件41由抗燃料渗透的有机材料(第一有机材料)制成。更具体地，氟橡胶(FKM)或全氟聚醚(FO)适用于该材料。

第二密封构件42抵靠马达24的底部。第二密封构件42由耐低温的有机材料(第二有机材料)制成。更具体地，丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、氢化丁腈橡胶(HNBR)、环氧氯丙烷橡胶(ECO)等适用于该材料。第一密封构件41和第二密封构件42分别是O形环，并且第一密封构件41的材料与第二密封构件42的材料不同。第一密封构件41比第二密封构件42更抗燃料渗透。第二密封构件42比第一密封构件41更耐低温。

[效果]

在上述第一实施例中，密封构件41和42是由不同材料制成的O形环，并且构成双重密封结构。第一密封构件41和第二密封构件42分别具有不同的特性。第一密封构件41抗燃料渗透，而第二密封构件42耐低温。因此，密封部40构成为具有矛盾性质。

在第一实施例中，将耐燃料渗透的第一密封构件41放置在阀部22一侧，并且耐低温的第二密封构件42放置在马达24一侧。当第一密封构件41和第二密封构件42与上述相反地进行设置时，蒸发燃料流入壳体21并且穿过放置于阀部22一侧并且较不抗燃料渗透的密封构件。因此，蒸发燃料将由放置于马达24一侧的密封构件所密封。然而，在低温条件下，放置于马达24一侧并且较不耐低温的密封构件可能会变硬。因此，蒸发燃料可以从壳体21释放到马达24。

在本实施例中，抗燃料渗透的第一密封构件41能够稳定地限制蒸发燃料的泄漏。如果少量的蒸发燃料渗透过第一密封构件41，并且如果此后温度降低，则第二密封构件42耐低温并且不会变硬。因此，能够使密封部在其间储存蒸发燃料。由此，该构造能够抑制朝马达24的泄漏。

即，抗燃料渗透的第一密封构件41被放置在壳体21的内侧并且更靠近蒸发燃料流。耐低温的第二密封构件42在壳体21中被放置于第一密封构件41的外侧。这使得整个密封部40能够增强其密封性能。

第一密封构件41和第二密封构件42都是O形环并且以低成本促进其实施。

(第二实施例)

将参考图4描述根据第二实施例的流率控制阀。为了省略说明，对相同的结构赋予与第一实施例相同的附图标记。根据第二实施例的流率控制阀与根据第一实施例的流率控制阀的不同之处仅在于密封部的构造。

如图4所示，在第二实施例的流率控制阀中，第一密封构件51和第二密封构件52均为油封并且被包括在密封部50中。两个密封构件51、52两者具有相同形状，但其材料不同。作为示例，将对第一密封构件51进行说明。第一密封构件51包括密封唇部53、装配部54、连接部55和环形弹簧56。

密封唇部53呈环形形状。密封唇部53的沿轴向方向截取的横截面不呈诸如O形环部分的圆形形状，而是呈大体三角形形状并且朝马达轴25突出。密封唇部53在径向内侧的尖端抵靠马达轴25并且由于环形弹簧的偏压力而可滑动。马达轴25延伸所沿的方向称为“轴向方向”。装配部54呈筒形状并抵靠插入孔30。连接部55呈环形形状并且在径向方向上向内扩展。连接部55将密封唇部53在轴向方向上的端部连接至装配部54在轴向方向上的端部。

第一密封构件51与第一实施例中的第一密封构件41一样抗燃料渗透。第二密封构件52与第一实施例中的第二密封构件42一样耐低温。因此，第二实施例具有与第一实施例相同的效果。此外，密封构件51和52由油封形成，从而能够增强密封性能。

(第三实施例)

参照图5说明第三实施例的流率控制阀。为了省略说明，对相同的结构赋予与第一实施例相同的附图标记。根据第三实施例的流率控制阀与根据第一实施例的流率控制阀的不同之处仅在于密封部的构造。

如图5所示，第三实施例中的流率控制阀包括密封部60。密封部60包括为O形环的第一密封构件61以及为油封的第二密封构件62。第一密封构件61的形式和材料与第一实施例中的第一密封构件41的形式和材料相同。第二密封构件62的形式和材料与第二实施例中的第二密封构件52的形式和材料相同。密封构件61和62插入旋转限制突出部35的插入孔3中。插入孔3具有台阶形状并且台阶分别对应于密封构件61和62的形状。

在第三实施例中，密封部60具有不同的密封特性，包括抗燃料渗透性以及耐低温性。这使得能够增强密封性能并限制蒸发燃料从壳体21泄漏。

(第四实施例)

将参考图6描述根据第四实施例的流率控制阀。为了省略说明，对相同的结构赋予与第一实施例相同的附图标记。根据第四实施例的流率控制阀与根据第一实施例的流率控制阀的不同之处仅在于围绕马达的构造。

如图6所示，第四实施例的流率控制阀10具有将马达24的驱动力传递至阀部22的蜗轮37和轴38。轴38连接至蜗轮37并且穿透壳体21。轴38将马达24连接至阀部22，从而能够传递动力。轴38对应于动力传递轴。盖39设置至壳体21的底壁34的轴38穿透壳体所在的一部分的外部以限制密封构件41和42脱落。

密封部40的结构与第一实施例的密封部相同。因此，第四实施例具有与第一实施例相同的效果。第二或第三实施例中的密封部50或60的构造可以应用于第四实施例中通过蜗轮37传递马达24的驱动力的构造。

(其他实施例)

在上述实施例中，第一密封构件41、51、61被放置在阀部分22一侧并且由抗燃料渗透的材料制成。另外，第二密封构件42、52、62放置在马达24一侧并且由耐低温的材料制成。然而，密封构件的设置可以颠倒。一个密封构件抗燃料渗透而另一密封构件耐低温就足够了。通过设置具有不同特性的两种密封构件，可以增强密封性能。

在第三实施例中，第一密封构件61由O形环形成，并且第二密封构件62由油封形成。然而，第一密封构件61可以由油封形成，而第二密封构件62可以由O形环形成。

尽管已经参考本公开的优选实施例描述了本公开，但是应当理解，本公开不限于优选的实施例和构造。

Claims (6)

1.一种用于蒸发燃料处理装置(101)的流率控制阀，所述蒸发燃料处理装置包括燃料箱(11)以及用于吸附在所述燃料箱中产生的蒸发燃料的罐(12)，并且所述流率控制阀设置至将所述罐连接至所述燃料箱的蒸气通道(16)，所述流率控制阀包括：

壳体(21)，其包括通道以允许所述蒸发燃料通过所述通道从燃料箱侧通道(26)流至罐侧通道(27)；

阀部(22)，其设置在所述壳体中，并且构造成将所述燃料箱侧通道与所述罐侧通道切断以限制所述蒸发燃料流至所述罐侧通道并构造成使所述燃料箱侧通道与所述罐侧通道连通以使所述蒸发燃料通达所述罐侧通道；

驱动部(24)，其放置在所述壳体的外部并构造成驱动所述阀部；

动力传递轴(25)，其穿透所述壳体并且将所述驱动部连接到所述阀部以将所述驱动部的动力传递到所述阀部；以及

密封部(40、50、60)，其密封所述动力传递轴穿透所述壳体所通过的部分并抑制所述蒸发燃料从所述壳体的泄漏，其中，

所述密封部包括：

第一密封构件(41、51、61)；以及

第二密封构件(42、52、62)，其中

所述第一密封构件由具有抗燃料渗透性的第一有机材料制成，

所述第二密封构件由具有耐低温性的第二有机材料制成，以及

所述第一有机材料不同于所述第二有机材料。

2.根据权利要求1所述的流率控制阀，其中，

所述第一密封构件放置在阀部一侧，并且

所述第二密封构件放置在驱动部一侧。

3.根据权利要求1或2所述的流率控制阀，其中，

所述第一密封构件由氟橡胶或全氟聚醚制成，并且

所述第二密封构件由丙烯腈-丁二烯橡胶、氢化丁腈橡胶或环氧氯丙烷橡胶制成。

4.根据权利要求1或2所述的流率控制阀，其中

所述第一密封构件(41)和所述第二密封构件(42)分别是O形环。

5.根据权利要求1或2所述的流率控制阀，其中

所述第一密封构件(51)和所述第二密封构件(52)分别是油封，每个油封包括具有环形形式且可滑动地抵靠所述马达轴的密封唇部(53)以及具有筒形式且抵靠所述壳体的装配部(54)。

6.根据权利要求1或2所述的流率控制阀，其中

所述第一密封构件(61)和所述第二密封构件(62)中的一个是O形环，而另一个为油封，所述油封包括具有环形形式且可滑动地抵靠所述马达轴的密封唇部以及具有筒形式且抵靠所述壳体的装配部。

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