專利名稱：包含分隔膜的排氣口的制作方法
技術領域：
該本發(fā)明涉及一種排氣口結構，更具體來說涉及一種用于油箱的帽或者一種用于燃料系統(tǒng)并包含膜的間接排氣口。

發(fā)明內容
在獨立特征和一些結構中，本發(fā)明提供了一種用于關閉諸如油箱上的輸油管之類的開口的帽，該帽大體上包括可操作關閉該開口的帽殼體，由該殼體支撐的結構限定了一排氣口，該排氣口允許氣體(例如空氣)流過，一隔膜設置于流路中，并防止一種或幾種選定的流體(例如液體，燃料，有害氣體等)從排氣口逸出。
在獨立特征和一些結構中，本發(fā)明提供了一種用于諸如燃料系統(tǒng)之類的封閉系統(tǒng)的排氣口，該排氣口大體上包括與系統(tǒng)流體相通的排氣口殼體，由該殼體支撐的結構限定了一排氣口，該排氣口允許氣體(例如空氣)流過，一隔膜設置于流路中，并防止一種或幾種選定的流體(例如液體，燃料，有害氣體等)從排氣口逸出。在一些結構中，該排氣口大體上包含間接排氣口。
本領域技術人員參照說明書和附圖的詳細說明將會明了本發(fā)明的各獨立特征和優(yōu)點。


圖1是具有排氣隔膜帽的燃料儲存系統(tǒng)的示意圖；圖2是圖1所示排氣隔膜帽的分解組件視圖；圖3是圖1所示排氣隔膜帽的透視圖；圖4是圖1所示排氣隔膜帽沿圖3中的4-4線的剖視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的排氣隔膜帽的分解組件圖；圖6是包括圖5所示排氣口隔膜帽的燃料儲存系統(tǒng)的示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的間接排氣口的分解組件圖；圖8是圖7所示間接排氣口的剖視圖；圖9是包括圖7所示間接排氣口的燃料儲存系統(tǒng)的示意圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的包括底部-排氣隔膜-分離排氣口蓋的燃料儲存系統(tǒng)的示意圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例的包括位于儲油腔中的隔膜-帽排氣管的燃料儲存系統(tǒng)的示意圖；圖12A-C為顯示了系統(tǒng)的排氣規(guī)格的圖表，特別示出0.060″和0.125″口徑的晶體的空氣流與壓力的關系；圖13A-B為顯示了系統(tǒng)的排氣規(guī)格的圖表，特別示出蓋上排氣口的晶體的空氣流與壓力的關系；圖14A-C為顯示了系統(tǒng)的排氣規(guī)格的圖表，特別示出小發(fā)動機的燃料消耗率和其相應的補償空氣量。
在本發(fā)明的任何獨立特征和至少一個實施例的詳細說明之前，應當理解，本發(fā)明并不將其申請僅僅局限于隨后的說明或附圖中所顯示的結構細節(jié)和部件的布置。本發(fā)明還可以具有其它的實施例，并可以以多種方式實現(xiàn)和實施。另外，應當理解，此處所用的措辭和術語都是用于說明，不應理解為對發(fā)明的限制。
雖然下面對方向的標引，例如在描述附圖的時候，左、右、上、下、頂端、底端、前、后、向前、向后等，都是了方便起見(以通常的視角)相對附圖所做的。這些方向并非字面意義上或以任何形式對本發(fā)明的限制。
此處所用的″包含″，″具有″以及″包括″及其變形意味著包含或包括其后所列以及與其等同之物。用于標識方法或工藝所用的字母只不過是用于識別，并不意味著該單元應當以一種特定的順序來執(zhí)行。
具體實施例方式
圖1-4顯示了一種燃料儲存系統(tǒng)20及其部件，包括用于關閉例如位于油箱35上的開口30的帽25。在所示實施例中，帽25包括螺紋40，用于與開口30上相應的螺紋(未顯示)嚙合。帽25作為排氣結構，可允許空氣從油箱35內排出到油箱35之外和/或相反。該排氣結構允許空氣進入或排出油箱35，同時阻擋液體，例如汽油、柴油等等。在一些實施例中，該排氣結構還阻擋燃料蒸氣揮發(fā)性有機化合物(VOCs)等等通過，同時允許選定的氣體，包括空氣等通過。
所示實施例中的帽25由一主體部分50簡單構成，該主體部分50在其中心形成有一排氣孔55。該主體部分50還形成包括有與開口30嚙合的螺紋40。一墊圈60緊鄰螺紋40固定，用于當帽25裝到開口30上時與開口30接合，墊圈60在帽25和開口30之間形成了周向密封。主體部分50包括向外(遠離油箱35)突出的外側環(huán)形壁65。一孔蓋70緊鄰外側環(huán)形壁65連接到主體部分50上，與主體部分50形成了基本上封閉的腔75?？咨w70包括一排氣孔80，其在腔75和帽25的外部大氣之間提供有限的連通。主體部分50還包括在外側環(huán)形壁65徑向內側的內側環(huán)形壁85，其突出方向與外壁65相同。
一分隔膜90支撐在帽25上。該分隔膜包括一周邊部分92，其厚度比中間部分94大。在所示實施例中，隔膜90將其周邊部分92支撐在主體部分50的內側環(huán)形壁85上，使其定位在腔75內。在所示結構中，隔膜90一側(內側)與排氣孔55連通，相對的一側(外側)與排氣孔80連通。在所示實施例中，隔膜90大體上是平的圓盤形。膜90由下面將詳述的材料制成，其對于諸如汽油和柴油之類的液體是不透的。
隔膜90連接到內側環(huán)形壁85上，其可以由塑料材料以不漏液體的方式制成。在一些結構中，隔膜90可以焊在塑料排氣口上，在這種結構中，可以在隔膜90和內側環(huán)形壁85之間添加一種焊料/焊層。在一些結構中，隔膜90可以通過超聲波焊接、旋轉焊接等等焊接到內側環(huán)形壁85上。在這種結構中，可能不需要附加一種焊料/焊層，因此不需要添加。
在其它的結構中，也可以采用其它的方法/結構(例如，膠粘、模塑(包括夾物模壓)以及夾合在鄰接部分之間等等)將隔膜90安裝或接合到主體部分50上。此處所述任何固定和/或密封方法也適用于使用類似于隔膜90的膜(與膜的具體形式無關)的其它替代排氣口結構(無論其是否為帽或不是)。大體上，當隔膜90結合在塑料部件上時，隔膜組件形成為可以應用于各種情形，包括不同類型、不同尺寸等的排氣口(例如，帽、間接翻轉蓋等)。在一些結構中，隔膜90在油箱和活性炭罐或空氣濾清器之間提供了液/氣分離。
帽25確定了一條從油箱35到外部大氣的流動通道。隔膜90位于油箱35內部和相對油箱的帽25的外部之間的流動通道中。因此，任何從油箱35內部到外部大氣或相反方向的氣態(tài)流體都必須通過隔膜90。
在一種結構中，隔膜90由一種對液體(例如汽油、柴油等等)不透的材料制成，因此油箱35通過帽25的流動通道向大氣排氣，并且無需單獨的翻轉閥來防止液體通過該流動通道從油箱35逸出。用隔膜90作為翻轉防漏機構無需依賴任何活動部分。帽25整體來看是一種內置翻轉防漏機構的排氣結構，其有利地提供了一種中性隔膜90的形式。
在另一種結構中，隔膜90由一種對液體(例如汽油、柴油等等)以及燃料蒸氣不透、而對空氣可透的材料制成。此處所述的燃料蒸氣指的是通常由液體汽油、柴油等等蒸發(fā)而來的絕大多數(shù)化合物。這些通常被認為是VOCs的物質，其揮發(fā)物受到許多申請州、國或地方規(guī)章的規(guī)定和限制。在此結構中，帽25是一種內置翻轉防漏機構的排氣結構，其同時能阻擋燃料蒸氣揮發(fā)掉。
當帽25安裝在開口30上時，補償空氣可以被吸入油箱35中，或者當油箱35中的壓力過高時空氣可以釋放出來，并且不會釋放任何燃料蒸氣到外部大氣中。這在操作(例如操作割草機、駕駛越野車輛等等)過程中對于防止操作者暴露于任何劑量的燃料蒸氣中都是十分有利的。
在一些實施例中，在一些情況下，當帽25從開口30打開的時候燃料蒸氣可能會釋放到外部大氣中。在一些實施例中，在一些情況下，燃料蒸氣成分在某種狀態(tài)(例如，溫熱的燃料擱置在油箱35內，同時相關的內燃機空轉或關閉時)截留在隔膜90上，并且在另一種狀態(tài)時(例如，內燃機運轉時，補償空氣通過帽25進入油箱35時)基本上被清除。
無論隔膜材料為何，帽25和燃料儲存系統(tǒng)20可以與包括輔助噴射凈化元件和/或流量控制元件的蒸發(fā)排放系統(tǒng)配合使用。在一些實施例中，可以包括一活性炭罐，用以過濾燃料蒸氣以及留住燃料蒸氣中選定的化合物。該選定的化合物部分或全部與燃料一起在車輛、設備等等的內燃機內燃燒，這些車輛、設備詳細描述在美國專利申請11/058,063中，其申請日為2005年2月14日，現(xiàn)在其美國專利申請公開號為2006/0011173，此處對其全文引用作為參考。
在某些情況和結構中，隔膜90的材料及其形式/結構可以是防止液體燃料從油箱35漏出，同時允許氣體物質通過其流出。在一些情況和結構中，隔膜90的材料及其形式/結構可以是防止液體燃料和選定的氣態(tài)物質，例如燃料蒸氣漏出，同時允許其它氣態(tài)物質例如空氣通過其流出。
在一些結構中，隔膜90可阻止燃料積炭聚集。另外，污垢和碎片(無論是油箱35內部還是外部大氣)阻止了隔膜90的氣體流量的減少。在一些結構中，羊毛氈檔塵圈被提供與排氣口構成整體或靠近排氣口。隔膜90實質上在全部工作狀態(tài)都能防止液體燃料從油箱逸出，包括正常運轉，傾翻狀態(tài)，存放，保養(yǎng)/維護等等。
正如以上的討論，隔膜90可以提供一疏油的和/或疏水性的過濾器。隔膜90可以類似于美國專利No.6,579,342所描述說明的那種，其申請日為2003年1月17日，此處全文引用作為參考。
圖5顯示了帽105，除了孔蓋110以外，其總體上類似于圖1-4所示，這也是本實施例的主要區(qū)別。因而，除了那些與孔蓋110相關的附圖標記之外，所有附圖標記都與第一個實施例相同。孔蓋110包括一向外表面突出的管嘴115，并形成一排氣孔117。雖然所示管嘴115在其上具有一倒鉤，但是也可以替代以螺紋或通過軟管夾、壓合接頭等等附加到相配合的結構上。管嘴115提供了一連接結構，用于將流動通道從油箱35和腔75伸展到一遠端區(qū)域。正如第一實施例所述，該流動通道在油箱35內部和外部大氣之間提供了連通。
如圖6所示，一燃料儲存系統(tǒng)120包括連接到油箱35的開口30上的帽105。軟管125連接到帽105的管嘴115上。軟管125的遠端127固定在遠離帽105之處，并直接或間接與外部大氣連通。在一些結構中，軟管125將帽105與一活性炭罐相連，特別對于那些具有需要調節(jié)蒸發(fā)排放標準的內燃機的設備而言。如此，在這種結構中，燃料儲存系統(tǒng)120乃是蒸發(fā)排放系統(tǒng)的一部分。該蒸發(fā)排放系統(tǒng)可以包括如美國公開專利申請2006/0011173中所述的某些特定功能形式和部件。這種輔助形式和/或部件同樣適用于下面將述及的可替換結構。
在其它的實施例中，活性炭罐沒有與軟管125相連。在這種實施例中，并不需限制燃料蒸氣的排放，或者可以采用其它的裝置來限制燃料蒸氣從油箱35的蒸發(fā)，例如可采用一隔膜材料來阻擋燃料蒸氣通道。因而，軟管125基本上可以在其遠端127是開放的。該遠端區(qū)域可以是比帽105更適于排氣和/或吸氣的位置。
圖7-9顯示的是用于安裝在一封閉系統(tǒng)中的間接排氣結構220，例如該系統(tǒng)為包括隔膜90的燃料儲存系統(tǒng)230。該排氣結構220可以布置于遠離帽232的燃料儲存系統(tǒng)230中，該帽232與油箱233的開口相配合。帽232不必像間接排氣結構220那樣為燃料儲存系統(tǒng)230提供排氣。
在所述結構中，排氣結構220包括外殼234、傾斜端頭238和孔蓋242。孔蓋242包括端口246，該端口可以連接到管、軟管或其它導管上。隔膜90布置在外殼234和孔蓋242之間。外殼234限定了一條從油箱233到孔蓋242上的端口246的通道。隔膜90位于外殼234內部和孔蓋242上的端口246之間的流動通道中。因此，任何可接受的氣體和/或液體在燃料儲存系統(tǒng)230內部和燃料儲存系統(tǒng)230外部之間流通時，這種氣體和/或液體都必須通過隔膜90。
將隔膜90安裝在排氣結構220上可以包括上述針對帽25相類似的方法。然而，該排氣結構220提供了一種用于容納隔膜90的不同的結構。外殼234的平坦的頂壁為隔膜90提供了支撐表面?？咨w242包括一凹處248，其基本上圍繞隔膜90的周邊部分92形成裝配。隔膜90可以基本上圍繞周邊部分92形成自密封，或者正如針對帽25所述的那樣設置固定和密封裝置。
在如圖10所示的另一種結構中，帶有分隔膜254的排氣結構250形成安裝在燃料儲存系統(tǒng)262的油箱258內。分隔膜254位于臨近排氣口蓋266的位置(例如油箱258的頂壁270內整體形成的凹處)。管274與隔膜254相連，并朝向排氣口蓋266形成的腔打開。管274穿過油箱258的底壁278，并通過配件282使排氣口蓋266內的腔與油箱258外部流體連通。帽232很簡單而且不需要排氣，其顯示在圖9所示的實施例中。
該排氣口結構250允許油箱258通過排氣口蓋266排吸氣。排氣口蓋266的腔通過膜254將液體燃料阻擋在油箱258中，其與前述的隔膜90相同，不同之處在于，與排氣口蓋266和管274相配合的隔膜254的獨特形狀。如圖10所示，隔膜254包括一中心孔286，其與管274密封配合。隔膜254的外周邊在排氣口蓋266處與油箱258密封配合。
在如圖11所示的另一種結構中，帶有分隔膜304的排氣結構300形成安裝在燃料儲存系統(tǒng)312的油箱308內。隔膜304形成一內部容積，其與管316內部流體連通。隔膜304形成有一中心孔320，其與管316密封配合。隔膜304大體上位于油箱308的頂部，管316通過穿過油箱308的底壁使隔膜304的內部容積與油箱308的外部大氣連通。除了形式特定之外，隔膜304類似于前述的隔膜90和254，包括通篇所述的各種材料、性能等等。
圖12A-14C顯示了系統(tǒng)的排氣規(guī)格，例如包括用于一小型發(fā)動機的燃料系統(tǒng)。在圖12-14中的圖表中，帶有隔膜的排氣口允許充足的補償空氣進入油箱/系統(tǒng)，以使發(fā)動機正常工作。此處所用″排氣口″包括帽和間接排氣口中的排氣口，而隔膜包括圖中和/或此處所述的任何形式的隔膜。排氣口具有充足的空氣/蒸氣流過，以排出空氣和所產生的蒸氣，例如，通常在小型越野發(fā)動機設備中所見到的由晝夜溫度循環(huán)和/或溫度過度變化所產生的蒸氣。隔膜允許排出油箱內部壓力同時不會消除油箱中聚集的壓力。
權利要求
1.一種用于車輛或馬達驅動的動力設備的燃料蒸發(fā)排放系統(tǒng)，包括一油箱，用于容納一定體積的燃料；排氣口結構，其在油箱內部和外部大氣之間至少部分確定了一通道；一分隔膜，其位于排氣口結構中，構成用于阻擋油箱內的液體燃料通過通道到達外部大氣，該分隔膜可透過空氣；其特征在于，該排氣口結構包括至少一帽和一油箱。
2.根據(jù)權利要求1的燃料蒸發(fā)排放系統(tǒng)，其特征在于，該排氣口結構包括一帽，其形成用于關閉油箱的開口，該帽具有一主體，主體上形成有一排氣孔。
3.根據(jù)權利要求2的燃料蒸發(fā)排放系統(tǒng)，其特征在于，該帽包括連接在該主體上的孔蓋，并至少部分限定了與該排氣孔連通的腔，該分隔膜安裝在該腔中。
4.根據(jù)權利要求3的燃料蒸發(fā)排放系統(tǒng)，其特征在于，該主體形成有延伸入該腔中的環(huán)形壁，該分隔膜粘接到該環(huán)形壁上。
5.根據(jù)權利要求4的燃料蒸發(fā)排放系統(tǒng)，其特征在于，該分隔膜包括焊接到該環(huán)形壁上的周邊。
6.根據(jù)權利要求1的燃料蒸發(fā)排放系統(tǒng)，其進一步包括沿著該通道布置在排氣口結構和外部大氣之間的活性炭罐，用于去除油箱中的燃料蒸氣中的選定成分。
7.根據(jù)權利要求1的燃料蒸發(fā)排放系統(tǒng)，其特征在于，該分隔膜基本上阻擋燃料蒸氣通過該通道到達外部大氣。
8.根據(jù)權利要求7的燃料蒸發(fā)排放系統(tǒng)，其特征在于，該分隔膜直接與外部大氣接觸。
9.一種用于燃料系統(tǒng)的排氣口結構，包括至少部分形成一腔的外殼；以及位于該腔中的分隔膜，該分隔膜透不過液體而能透過選定的氣體；其特征在于，該分隔膜包括一周邊，所述周邊粘結在該外殼上。
10.根據(jù)權利要求9的排氣口結構，其特征在于，該外殼構成為燃料帽的一部分，其中該燃料帽用于關閉該燃料系統(tǒng)的燃料容納結構的開口。
11.根據(jù)權利要求10的排氣口結構，其特征在于，該燃料帽包括與該開口配合的第一端部以及與該第一端部相對的第二端部，一孔蓋元件連接在該燃料帽的第二端部，其中，該孔蓋元件形成一與該腔和該分隔膜連通的開口。
12.根據(jù)權利要求11的排氣口結構，其進一步包括連接到該孔蓋中的開口上的軟管，其具有布置在遠離該燃料帽位置的遠端。
13.根據(jù)權利要求12的排氣口結構，其進一步包括緊鄰該遠端區(qū)域布置的空氣過濾器。
14.根據(jù)權利要求12的排氣口結構，進一步包括連接在該軟管遠端的活性炭罐。
15.根據(jù)權利要求9的排氣口結構，其特征在于，該分隔膜的邊緣焊在該外殼上。
16.根據(jù)權利要求9的排氣口結構，其特征在于，該外殼是該間接排氣口的一部分，其與該燃料系統(tǒng)的燃料儲存結構相連。
17.一種燃料帽，其構成用于連接到一種用于車輛或馬達驅動的動力設備的燃料儲存結構上，包括主體部分，其具有形成于其中的排氣孔；至少部分由該主體部分形成的腔；與該腔和外部大氣連通的外部開口；位于該腔內的分隔膜，該分隔膜主要由阻擋該燃料儲存結構中的液體燃料達到該外部開口以及允許空氣流入以及流出該燃料儲存結構的材料構成，以避免該燃料儲存結構中的氣壓顯著變化。
18.根據(jù)權利要求17的燃料帽，其特征在于，該分隔膜主要由阻擋碳氫燃料蒸氣從該燃料儲存結構達到外部大氣的材料構成。
19.根據(jù)權利要求18的燃料帽，其特征在于，該燃料帽形成為不使用活性炭罐就能基本上消除碳氫燃料蒸氣從該燃料儲存結構逸出。
20.根據(jù)權利要求17的燃料帽，其特征在于，該外部開口通過活性炭罐與外部大氣連通。
全文摘要
一種排氣口結構，其在燃料儲存箱內部和外部大氣之間至少部分形成了一通道，并包括一分隔膜。該分隔膜位于該排氣口結構之中，并構成為阻擋油箱中的液體燃料通過該通道到達外部大氣。該分隔膜可透過空氣。該排氣口結構可以是帽或間接排氣口的形式，或者可以基本上位于燃料儲存箱內部。該排氣口結構可作為用于車輛或馬達驅動的動力設備的燃料蒸氣排放系統(tǒng)的一部分。
文檔編號F16K31/126GK101066666SQ20071008790
公開日2007年11月7日 申請日期2007年1月19日 優(yōu)先權日2006年1月20日
發(fā)明者R·D·塔普, M·J·霍爾茲 申請人:比米斯制造業(yè)公司