專利名稱：一種車載汽油蒸氣的回收裝置及回收方法
技術領域：
本發明涉及車載汽油蒸氣的回收裝置及其回收方法，用于回收加油過程中從油箱內排 出的汽油蒸氣。
技術背景目前，用于車載汽油蒸氣的回收裝置包括將油箱連通油氣分離器和活性炭罐、在油箱 上安裝翻車閥。這種結構的缺陷是1、在汽車加油過程，油箱內的燃油蒸氣可直接從加 油管入口逸出到大氣中，加油時油氣排放量大。2、油箱內未形成密封，故油氣蒸發量較 大。3、油箱加滿油時，加油管內燃油液面高度遠高過油箱的頂部，淹沒加油槍進氣嘴時， 加油槍會自動關閉，但當在汽車行駛過程中，因晃動等原因，燃油會從油箱進入炭罐，使 炭罐工作失效，出現燃油進入發動機進氣道使火花塞不能正常工作的故障。 發明內容本發明的目的是為克服上述技術的缺陷，提供了一種車載汽油蒸氣的回收裝置，可有 效控制車載汽油的加油排放、回收利用燃油蒸氣、同時能夠保證發動機正常工作。本發明 還提供了該車載汽油蒸氣回收裝置的回收方法。本發明車載汽油蒸氣的回收裝置采用的技術方案是活性炭罐經電磁閥連通發動機、 經通氣管連通油氣分離器的出口；油氣分離器的進口經通氣管與通氣管路單向閥的出口連 通，通氣管路單向閥的進口依次連通通氣管和油箱，加油管伸進油箱中，在下加油管的入 口端安裝一個單向止回閥，控制閥與通氣管連接并固定在油箱內；將坡度閥連接通氣管后 固定在油箱內；三通閥串接泄壓閥后并接在通氣管之間的管路上。本發明車載汽油蒸氣的回收方法采用的技術方案是伸入加油管中的加油槍噴出的燃 油在加油管單向閥的上方首先形成液封，單向止回閥打開，燃油繞過單向止回閥的閥門進 入油箱，油箱內的汽油蒸氣只能從控制閥、坡度閥分別經通氣管進入通氣管路單向閥和油 氣分離器油氣分離后送入活性炭罐，凈化后的氣體從活性炭罐向外界排出。本發明可在加油管內形成液封，阻止油箱內的汽油蒸氣直接向大氣排放，使汽油蒸氣 只能從控制閥、坡度閥流向活性炭罐；當油箱快要加滿或加滿油時，可自動關閉加油槍， 限制加油液面在預定的高度或加滿油的位置；通過逐級減少油箱排出蒸氣的流量來實現加 油槍的自動關閉，并提示油箱已滿，降低加油排放、避免燃油泄漏且實現油氣的回收利用。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細說明。圖1是本發明裝置的結構連接圖；圖2是圖1中單向止回闊3的內部結構放大圖；圖3是圖2中單向止回閥3打開時的結構示意圖；圖4是圖1中控制閥4的內部結構放大示意圖；圖5是圖4中闊門42進入上蓋41的閥室時的結構示意圖；圖6是圖1中坡度閥8的內部結構放大示意圖；圖7是圖6中球閥89開啟的結構示意圖。圖中l.加油槍；2.加油管；3.單向止回閥；4.控制閥；5.通氣管；6三通閥；7.通氣管； 8.坡度閥；9.通氣管；IO.通氣管；ll.泄壓闊；12.三通閥；13.通氣管；14.通氣管路單向閥； 15.通氣管；16.油氣分離器；17.通氣管；18.電磁閥；19.通氣管；20.通氣管；21.活性炭罐； 22.油箱；31.閥體；32.閥座；33.密封圈；34.閥門；35.彈簧；36.密封圈；41.上蓋；42.閥門； 43.閥體；44.浮子；45.彈簧；46.彈簧座；47.螺母；48.螺釘；49.膜片；81.上蓋；82.閥體； 83.支架；84.推片；85.浮子；86.彈簧；87.底座；88.密封圈；89.球閥；a、 b.彈性凸緣；C. 槽孔；d.孔；e.圓錐的導流形狀；f、 g.半圓凸臺；h.主排氣？L; i.下端平面；j.螺釘；k.槽孔； l.閥室；m.氣孔；n.保持架；O.下端平面；p.副排氣孔；q.槽孔；r.方孔；S.通孔；U.上閥室。
具體實施方式
本發明的裝置如圖l所示，從活性炭罐21內分別伸出通氣管20、 19和17，其中通氣 管20外接活性炭罐通風閥、空氣過濾器后通大氣。通氣管19經電磁閥18連接發動機， 通氣管17連通油氣分離器16的出口 ，油氣分離器16的進口通過通氣管15與通氣管路單 向閥14的出口連通，通氣管路單向閥14的進口依次連通通氣管13、 7、 5和油箱22。加 油管2伸進油箱22中，在油箱22的外部連接加油管2。在伸進油箱22上的下加油管2的 入口端安裝一個單向止回閥3。控制閥4與通氣管5連接并固定在油箱22內。在通氣管5、 7之間的三通閥6部位上并接通氣管9，將坡度閥8連接通氣管9后固定在油箱22內；三 通閥12串接泄壓閥11和通氣管10后并接在通氣管13和通氣管7之間的管路上。如圖2單向止回閥3，單向止回閥3的閥體31壓靠安裝在加油管2的上平面，使單向 止回阓3固定在加油管2的上方。閥體31與加油管2間裝有密封圈36。閥體31內有加油 管單向閥闊門34、閥座32和彈簧35，其中閥門34與閥座32間裝有密封圈33，彈簧35 位于閥門34和閥體31底面之間。通常，閥門34在彈簧35的作用下，壓靠在閥座32上， 單向止回閥3關閉，阻止油箱22內的汽油蒸氣從加油管2的入口直接排出到大氣中。如圖3，閥體31的上端圓周上有四個彈性凸緣a與加油管2壁面緊配合，防止單向止 回閥3軸向竄動。閥體31上的半圓凸臺f卡入加油管2上平面的缺口，防止其圓周方向轉動。加油管單向閥閥座32圓周上上有四個彈性凸緣b嵌入閥體31上，在與閥體31接觸 的上端平面同樣也有半圓凸臺g卡入閥體31上的缺口，避免因移動造成脫落。加油管單 向閥閥門34的頂部為圓錐的導流形狀e，以引導燃油的流動，減少燃油的沖擊、飛濺。閥 體31的側面有徑向槽孔c使加油管2與閥門34間的燃油流通的橫截面積增大，減少燃油流 過閥門34時的阻力，闊體31的底部有孔d,以便讓燃油由此流入油箱。如圖4 5所示，控制閥4的閥體43和上蓋41通過螺紋連接，并用螺釘j固定。閥體 43穿過油箱22上的孔伸入到油箱22里。上蓋41通過下端平面i與油箱22焊接。閥體43 內安裝有閥門42、浮子44和彈簧45，闊門42上有膜片49，閥體43的內壁面有導肋，在 油面上升或下落時，浮子44可沿導肋上下移動。閥體43內的浮子44的頂端為錐狀的凸 起，嵌入控制閥門42中央的球形圓槽內。閥體43的側面有四個徑向槽孔k，下端也有四 個小圓孔。在閥體43的下部用螺母47和螺釘48固定彈簧座46。浮子44由彈簧45來支 撐，彈簧45的預緊力僅克服浮子44及閥門42的重力，故當油箱22內的燃油液面低于預 定的高度時，控制閥4的閥門42—直是打開的。圖5是油箱22即將達到某個預定高度，即將要加滿油但未加滿的情況，控制閥門42 進入上蓋41的閥室1，加油槍l自動關閉時控制閥4的示意圖，油箱22內的汽油蒸氣可 由徑向槽孔k、小圓孔經主排氣孔h、通氣管5流向炭罐21。當油面上升到一定高度時， 燃油可從徑向槽孔k和小圓孔進入到閥體43內。隨著油面的上升，浮子44上升，浮子錐 狀的凸起推動控制閥門42進入上蓋41的闊室1時，由上蓋閥室1與閥門42的橫截面構成 的汽油蒸氣的流通面積突然減少，油箱22內氣體壓力急劇增大，迫使加油管2內的燃油 上行，液封高度增大到燃油遮住了加油槍1的進氣嘴時，自封式加油槍l自動關閉發出"咔 啦"的聲音。由于控制閥4并未完全關閉，少量的燃油蒸氣仍可從主排氣孔h排出，故油 箱22內的壓力維持了一段時間后就下降，積留在加油管2內的燃油隨之流入油箱22。打開加油槍l繼續加油，油箱22的油面繼續上升，最終，膜片49壓靠在主排氣孔座 上，關閉主排氣孔h，油箱22到炭罐21的汽油蒸氣的主排氣通道完全被切斷，只有坡度 閥8的常通方孔r仍開啟。油箱22內的氣體壓力又增大，自封式加油槍l再次自動關閉， 發出"咔啦"的聲音，此時表明油箱22已經加滿油了。如果想開啟加油槍1強行繼續給 油箱22加油，因油箱22內還保持較大的氣體壓力，加油管2內較高的液封高度仍淹沒加 油槍l的進氣嘴，使加油槍l無法開啟。從閥門42進入上蓋41的空腔到控制閥4完全關 閉可以有幾次咔啦聲。采用這種方式，在汽油蒸氣的流通面積減少時，油箱22內蒸氣壓 力的增大是平滑過渡的，加油管2內燃油平穩地迅速回流，不會反濺到人的身上。為了能調整最終加油液面的高度，根據要求設定加油量在油箱22容量的95%時或自定加滿油的高度，可軸向移動彈簧座46，然后用螺母47固定，最后用螺釘48鎖緊。當汽車車身傾斜時，控制閥4的浮子44隨油面上移到閥門42壓在主排氣孔座，此時 燃油蒸氣只有從坡度閥8的常通孔排出，或者當翻車時，控制閥4的浮子44因重力使閥 門42關閉，切斷燃油從主排氣孔h到活性炭罐21的通路。如圖6所示，坡度閥8的上蓋81與閥體82的上下接觸面用密封圈88密封，側面用 螺紋連接。閥體82穿過油箱22上的孔伸入到油箱22里，坡度閥底座87依凸緣扣入閥體 82的缺口固定在閥體82上。在閥體82中腔的支架83上的凸鉤嵌入浮子85的凹槽內，推 片84放置在支架83內；推片84只能在支架83內上下移動，彈簧86兩端分別壓靠在浮 子85和底座87上。坡度閥閥體82內的浮子85及其上的推片84的重力與彈簧86的預緊 力是相平衡的，油箱22的副排氣孔p通常是開啟的。當油箱22向著控制閥4的這一邊傾 斜時，受浮力的作用，浮子44向上移動推動主閥門42，控制閥4關閉。油箱22內汽油蒸 氣只能從排氣孔p經坡度閥的常通孔r最后經出氣孔m流向炭罐21 。圖7中，上蓋81的下端平面o通過焊接固定在油箱22上，坡度閥8的上閥室u內有 一個球閥89，其柱狀的保持架n圍繞著球閥89的閥座，保持架上有兩個直徑相同位置相 向的徑向通孔s，小孔的中心線低于球閥89的水平中心線。通常情況下球閥89位于柱狀 的保持架n內的閥座上。球閥89的直徑稍小于保持架n內圓的直徑約0.4mm。在閥座上 有一個長和寬約為0.45mm的小方孔r，使得油箱22和炭罐21之間有一個常通的排氣通道。 通常，球閥89因重力壓靠在閥座上不能開啟，維持油箱22—定的氣體壓力，只允許少量 的汽油蒸氣由常通方孔r經徑向通孔s排出。當油箱22內外氣體的壓力差大于0.005MPa 時，球閥89才上移開啟，從坡度閥8流出的汽油蒸氣的流量稍增大，使油箱22內氣體壓 力的增大比較平緩。受上蓋81閥室頂部到閥座距離的限制，球閥89上移后不會離開保持 架n。閥體82上有四個徑向槽孔q，允許汽油蒸氣由此從油箱22的副排氣孔p、閥座的通 氣孔經徑向通孔s和球閥89與保持架n間的縫隙，最后從出氣孔m流向活性炭罐21 。當汽車翻車時，因浮子85的比重大于燃油的比重，浮子作用于推片上，關閉排氣孔p， 不允許燃油從坡度閥8排出到炭罐21。當燃油即將達到某個預定高度時，控制閥的閥門42進入上蓋41的閥室m時，油箱 22內壓力增大，坡度閥的球閥89在油箱22內外氣體壓力差小于0.005MPa時，并不打開， 以此維持油箱22內足夠的壓力，讓燃油在加油管2內累積，只有在油箱22的內外氣體壓 力差達到或超過0.005MPa時，球閥89才離開閥座，讓汽油蒸氣從油箱22緩緩排出，從 而在短時間內維持油箱一定的壓力。見圖7坡度閥球閥89開啟的示意圖。在加油管2內 的燃油上升到一定高度，淹沒加油槍l進氣嘴時，加油槍l自行關閉，此時控制閥4并未完全關閉，仍然有一定量的汽油蒸氣從控制閥的閥門42和上蓋41橫截面構成的縫隙流向 炭罐21，不久，油箱22內的汽油蒸氣壓力逐漸回落，加油管2內的燃油則進入油箱22。當開啟加油槍l繼續加油時，油箱22內的氣體壓力又增大，球閥89不打開，仍維持 塑料油箱22足夠的壓力，加油管2內的燃油又累積到一定高度時，加油槍1再次關閉， 當油箱22內氣體壓力大于0.005MPa時，球閥89才打開2。如此反復幾次，控制閥4完全 關閉后，油箱22內的氣體壓力再增大，加油槍1在咔啦聲中再關閉，加油工作完成。若 加油站的工作人員想繼續加油，因油箱22內較大的氣體壓力，使加油管22內的燃油液面 高度仍然維持在高于加油槍2進氣嘴的位置，加油槍1無法開啟，限定油箱22燃油液面 在預定的高度(或加滿油的位置)，避免燃油因加得過滿而由控制閥4和坡度閥8進入炭 罐21。當油箱22內的氣體壓力過大，超過安全值時，即在油箱22內汽油蒸氣的壓力大于 0.13MPa或給定設定值時，泄壓閥ll打開，避免油箱22壓力過高而損壞。當取下油箱22的蓋加油時，加油槍1噴出的燃油在加油管單向閥閥門34的上方形成 液封，在克服了氣體的的作用力和彈簧35的預緊力0.00286MPa后，單向閥閥門34打開， 燃油繞過單向閥閥門34，從加油管2壁面與閥門34間的空隙經閥體31下端的孔d進入塑 料油箱22。閥門34上方的液封，能很好地阻止油箱22內的燃油蒸氣從加油管2的入口處 排出外界，使之只能經控制閥4的排氣孔h、坡度閥的常通孔q分別經通氣管5和9、油 氣分離器14、通氣管15排出到活性炭罐21。油箱22內的汽油蒸氣只有從控制閥4、坡度閥8分別經通氣管5、 9，過三通閥6匯 聚后再經通氣管7、 13，進入通氣管路單向閥14(開啟壓力0.00286MPa，減少燃油的自然 揮發)，通過通氣管路15，進到油氣分離器16進行油氣分離后，汽油蒸氣從通氣管15送 入活性炭罐21，被活性炭所吸附，凈化后的氣體從活性炭罐21經活性炭罐空氣過濾器向 外界排出。當汽車行駛，發動機工作時，電磁閥18開啟，利用進氣管的真空度脫附早已 吸附在活性炭層內的燃油蒸氣，送入發動機氣缸中供發動機工作，實現油氣的回收利用。當油箱22內的燃油即將達到某一高度或快要加滿油時，從控制閥4流出的燃油蒸氣 明顯減少，但未完全關閉，此外，還有坡度閥8的小常通方孔r.打開，油箱22內的氣體壓 力已增大，使加油管2內的液封高度增大，直至淹沒加油槍1的進氣嘴，加油槍l自行關 閉，并發出"咔啦"的聲音，提示油箱22內的燃油即將達到某一高度或快要加滿油。隨后油 箱22內的壓力下降，加油管2內的燃油又流入油箱22。繼續加油，當塑料油箱22內的燃油達到某一高度或加滿油時，控制閥4完全關閉，切 斷塑料油箱22到活性炭罐21的主排氣通道，此時只有坡度閥8的常通孔r打開。當油箱22內的氣體壓力超過0.005MPa時，坡度閥8打開，但開度比控制閥4的小得多，只允許 少許燃油蒸氣由此排出到活性炭罐21，使油箱22內的氣體在短時間內維持足夠的壓力。 油箱22內的氣體壓力又增大，加油管2內的液封高度亦增大再次淹沒加油槍1的進氣嘴， 加油槍l再次關閉，發出"咔啦"的聲音，提示油箱22內的燃油達到某一高度或加滿油。油箱22內的燃油達到某一高度或加滿油后，若想開啟加油槍1強行繼續加油，此時， 油箱22內在一定時間內仍維持足夠的氣體壓力，加油管2的液封仍高于加油槍1進氣嘴， 故加油槍無法開啟，而結束加油過程。當油箱22內產生負壓，即油箱22內壓力為0.098Mpa，加油管單向止回閥3的開啟壓 力是0.00283 MPa，此時空氣能從油箱蓋上的空氣閥經加油管2、單向止回閥3進入油箱 22，以保持油箱22內正常的工作壓力。采用了上述裝置和方法后，加油過程不允許燃油蒸氣直接從加油管2排出，加油管2 內的燃油不會反濺向人身，此外，還能避免因燃油加得過滿導致各種故障的發生,并很好 地回收利用燃油蒸氣，減少了加油損失，降低了大氣污染，也不能從油箱加油管口2處直 接取油。同時，還能自動調節油箱22內部的壓力平衡，而在翻車狀況，控制閥4和坡度 閥8均會關閉，阻止燃油泄漏到活性炭罐21。
權利要求
1、一種車載汽油蒸氣的回收裝置，活性炭罐(21)經電磁閥(18)連通發動機、經通氣管(17)連通油氣分離器(16)的出口；油氣分離器(16)的進口經通氣管(15)與通氣管路單向閥(14)的出口連通，通氣管路單向閥(14)的進口依次連通通氣管(13)、(7)、(5)和油箱(22)，加油管(2)伸進油箱(22)中，其特征是在下加油管(2)的入口端安裝一個單向止回閥(3)，控制閥(4)與通氣管(5)連接并固定在油箱(22)內；在通氣管(5、7)之間并接通氣管(9)，將坡度閥(8)連接通氣管(9)后固定在油箱(22)內；三通閥(12)串接泄壓閥(11)后并接在通氣管(13)和通氣管(7)之間的管路上。
2、 根據權利要求1所述的一種車載汽油蒸氣的回收裝置，其特征是單向止回閥(3)的 閥體(31)內有閥門(34)、閥座(32)和彈簧(35)，其中彈簧(35)位于閥門(34)和 閥體(31)底面之間；閥體(31)上有彈性凸緣(a)和半圓凸臺(f)卡入下加油管(2) 上平面的缺口，閥座(32)上有彈性凸緣(b)和半圓凸臺(g)嵌入閥體(31)上，閥門(34)的頂部為圓錐的導流形狀(e)，閥體(31)的側面有徑向槽孔(c)，閥體(31)的 底部有孔(d)。 '
3、 根據權利要求1所述的一種車載汽油蒸氣的回收裝置，其特征是控制閥(4)的閥體 (43)內安裝有閥門(42)、浮子(44)和彈簧(45);閥門(42)上有膜片(49)，閥體(43)的側面開有徑向槽孔(k)，浮子(44)的頂端為錐狀的凸起且可嵌入閥門(42)中央的球 形圓槽內；閥體(43)的下部安裝可調式彈簧座(46)。
4、 根據權利要求1所述的一種車載汽油蒸氣的回收裝置，其特征是所述坡度閥(8)的 上蓋(81)與閥體(82)固定，底座(87)通過凸緣固定在閥體(82)上，在坡度閥(8) 的上閥室(u)內有一個球閥(89)，其柱狀的保持架(n)圍繞著球閥(89)的閥座，保持 架(n)上有兩個直徑相同且位置相向的徑向通孔(s)，通孔(s)的中心線低于球閥(89) 的水平中心線；在閥體(82)上設有徑向槽孔(q);在閥體(82)中腔的支架(83)上的 凸鉤嵌入浮子(85)的凹槽內，推片(84)放置在支架(83)內；彈簧(86)兩端分別壓 靠在浮子(85)和底座(87)上。
5、 一種車載汽油蒸氣的回收方法，其特征是伸入加油管(2)中的加油槍(1)噴出的燃 油在加油管單向止回閥(3)的上方形成液封，單向止回閥(3)打開，燃油繞過單向止回 閥(3)的閥門(34)進入油箱(22)，油箱(22)內的汽油蒸氣只能從控制閥(4)、坡度 閥(8)分別經通氣管(5)、 (9)進入通氣管路單向閥(14)和油氣分離器(16)油氣分離 后送入活性炭罐(21)，凈化后的氣體從活性炭罐(21)向外界排出。
6、 根據權利要求5所述的一種車載汽油蒸氣的回收方法，其特征是當油箱(22)內的燃 油接近油箱容量的95%時，從控制閥(4)流出的燃油蒸氣減少，油箱(22)內的氣體壓力增大，加油管(2)內的液封髙度增大到淹沒加油槍(1)的進氣嘴，加油槍(1)自行關閉， 隨后油箱(22)內的壓力下降，加油管(2)內的燃油又流入油箱(22);繼續加油，當油 箱(22)內的燃油達到預定高度或油箱容量的95%時，控制閥(4)完全關閉；當油箱(22) 內的氣體壓力超過0.005MPa時，坡度閥(8)打開，少許燃油蒸氣排出到活性炭罐(21)， 使油箱(22)內的氣體維持壓力，油箱(22)內的氣體壓力又增大，加油管(2)內的液封 高度增大再次淹沒加油槍(1)的進氣嘴，加油槍(1)再次關閉。
全文摘要
本發明公開了一種車載汽油蒸氣的回收裝置及回收方法，在下加油管的入口端安裝一個單向止回閥，控制閥和坡度閥連接通氣管后固定在油箱內；三通閥串接泄壓閥后并接在通氣管管路上，伸入加油管中的加油槍噴出的燃油在加油管單向閥的上方首先形成液封，單向閥打開，燃油繞過單向閥進入油箱，油箱內的汽油蒸氣只能從控制閥、坡度閥分別經通氣管進入加油管路單向閥和油氣分離器油氣分離后送入活性炭罐，凈化后的氣體從活性炭罐向外界排出；本發明可阻止油箱內的汽油蒸氣直接向大氣排放，使汽油蒸氣只能從控制閥、坡度閥流向活性炭罐；通過逐級減少油箱排出蒸氣的流量來實現加油槍的自動關閉，降低加油排放、避免燃油泄漏且實現油氣的回收利用。
文檔編號B60K15/03GK101332769SQ20081002270
公開日2008年12月31日 申請日期2008年7月24日 優先權日2008年7月24日
發明者仁 何, 蔡錦榕, 韋海燕 申請人:江蘇大學