[发明专利]用于液体容纳系统蒸汽再循环管线的多级止回阀

说明书

技术领域

本公开总体涉及液体容纳系统。更具体地，本公开的各方面涉及用于机动车辆的带有蒸汽再循环和蒸汽捕获能力的燃料储存系统。

背景技术

多种储存罐、桶和其他流体密封容器用于盛装和运输各种类型的流体。例如，大多数常规机动车辆(诸如现代汽车)，最初配备有车载燃料罐用于安全地储存可燃石油基燃料(诸如汽油和柴油燃料)，供内燃机(ICE)组件使用。在一些国家，通常称为“气罐(gas cans)”或俗称“气罐(gas caddies)”的便携式燃料容器也可用于手动运输较少量的燃料。另一方面，液化气罐是用于储存液化石油气(诸如丙烷、丙烯、丁烷和丁烯)的固定容器，用于工业和住宅应用。

车辆燃料罐传统上在公共加油站(也称为加油站、汽油站和汽油库)重新加注。大多数车辆燃料罐系统具有带有加注杯(设计为接纳取代燃料罐内容物的加注泵喷嘴)的加注管。为了减少重新加注期间的溢出，几乎所有加注泵喷嘴都包含加注限制传感器，当罐中的燃料达到预定体积时，用于从喷嘴中断燃料流。通常，当燃料罐充满时，这种加注限制传感器被触发，并且燃料开始“返回”加注颈以到达或喷射加注限制传感器。为了减少重新加注期间和之后的烃蒸汽排放，许多燃料罐系统采用管线内蒸汽炭罐用于捕获从燃料罐排出的蒸汽。捕获的蒸汽由蒸汽炭罐储存以供发动机未来使用(车辆运行时)。

当燃料加注杯暴露以供添加燃料时(例如打开保护燃料门和/或移除气帽之后)，并且当燃料从加注泵喷嘴流入加注管时，柔性密封件定位于一些现有技术加注杯内，以防止烃蒸汽通过加注杯从罐逸出，否则将绕过蒸汽炭罐。在一些布置中，再循环管线在一端流体连接到燃料罐的上壁，在另一端流体连接到机械密封件下方的加注管。再循环管线允许燃料蒸汽通过加注管从罐再循环并回到进入的燃料流。这通过用燃料蒸汽置换外部空气减少了空气夹带。这样做时，再循环管线有助于促进液体燃料流入燃料罐并伴随地最小化燃料蒸汽通过加注管向大气中的排放。

发明内容

本文公开了带有用于控制蒸汽再循环管线内的流体流动的多级止回阀的液体容纳系统、制造此类液体容纳系统的方法和使用此类液体容纳系统的方法，以及带有采用两级止回阀用于通过燃料蒸汽再循环管线调节再循环蒸汽体积的燃料储存系统的机动车辆。作为非限制性实例，改进的两级单向止回阀插入到燃料蒸汽再循环管线中(例如介于燃料罐和加注杯之间)，或直接安装到燃料罐(例如介于再循环管线和燃料罐的内部隔室之间)。在通常以大约4至5加仑/分钟或更低流动的低加注速率下，罐内压力相对较低(例如约0.25至1.25千帕(kPa))；止回阀的弹簧偏置柱塞保持固定，使得再循环蒸汽流限制为穿过柱塞中的中心泄放孔。相反，在高加注速率(例如大约8至10加仑/分钟的范围内)下，罐内压力足够高(例如1.25kPa及以上)以使阀柱塞移开并移动。通过克服弹簧力并移动柱塞，允许额外的再循环蒸汽除流过柱塞中的孔之外绕柱塞流动。减小直径的限流器可以添加到蒸汽炭罐以在重新加注期间增加罐内压力。

公开的构想中的至少一些的附带益处包含以专用的多级弹簧加载止回阀组件动态地管理加注管再循环流量的能力。止回阀组件有助于通过为多个加注速率中的每个再循环最优体积的蒸汽来最小化加油站添加燃料期间燃料罐中的烃蒸汽生成。通过以最优体积的现有燃料蒸汽饱和进入的燃料，量减少的外部空气可以夹带进入的燃料，使得最小量的新蒸汽生成。有利地，公开的系统中的至少一些确保重新加注期间引入液体容纳罐的平均蒸汽减少到大约4.5g/gal或更低。公开的配置可以容易地集成以高效地且有效地最小化蒸汽生成，即使蒸汽炭罐净化能力以更新和更高效的动力系降低行业范围。与用于解决烃蒸汽排放的常规措施(诸如机械密封件、排气阀等)相比，其他附带益处可以包含较低的系统成本。通过简化整体系统架构，蒸汽再循环系统更加稳健，因此不易产生保修问题(诸如故障喷嘴罐压力问题)。