用于储罐的压力释放装置的制作方法

背景技术：

本发明总体上涉及一种用于流体的储存容器，并且更具体地涉及一种用于在液体冻结冻时释放容器中的压力的装置。

汽车应用通常包括储罐或容器内容纳有流体供应的系统。但是，当流体冻结时，可能会对储罐或者对储罐内容纳的泵送组件造成损坏。例如，将柴油机排放流体(def)系统用于nox还原的汽车应用可以在储罐中携带def供应，其中该储罐经由供应系统流体连接到柴油发动机排气系统。这些系统的设计挑战在于，def往往在大约-11摄氏度(-11℃)下发生冻结，而这个温度远远高于车辆的最低可操作温度。def在def储罐中的冻结可能部分是由罐内def泵组件的热质量造成的，从而使得储罐的最终流体部分位于泵组件的上方或附近。当最终流体部分发生冻结时，def经历约10％的膨胀率，这便在泵组件上施加了相当大的力。由此可能造成损坏。

期望提供一种避免当在低操作温度下发生流体冻结时可能导致的破坏力的系统。

技术实现要素：

根据本公开的实施例提供了许多优点。例如，根据本公开的实施例保护流体容器不会受到因为液体内容物的冻结而造成的损坏。

在一个方面，一种用于流体的压力释放系统包括储罐、位于储罐内部的泵组件以及位于泵组件附近的压力释放构件，该压力释放构件具有第一端和第二端，第一端具有第一宽度且第二端具有大于第一宽度的第二宽度，第一端位于泵组件附近。

在一些方面，压力释放构件是锥体。在一些方面，压力释放构件是梯形棱柱。在一些方面，储罐是柴油机排放流体储罐。

在一些方面，该系统还包括构造成将压力释放构件固定在储罐内的至少一个固定构件。在一些方面，该至少一个固定构件是支柱。

在另一个方面，一种机动车辆包括储罐、位于储罐内部的泵组件、流体连接到储罐的流体通道以及位于泵组件附近的压力释放构件，该压力释放构件具有第一端和第二端，第一端具有第一宽度且第二端具有大于第一宽度的第二宽度，第一端位于泵组件附近。

在一些方面，流体通道是加压流体供应管线。在一些方面，压力释放构件是锥体。在一些方面，压力释放构件是梯形棱柱。在一些方面，储罐是柴油机排放流体储罐。

在一些方面，该机动车辆还包括至少一个固定构件，其构造成将压力释放构件固定在储罐内，并且其中该至少一个固定构件是弹簧带。

在又一个实施例中，一种用于车辆的柴油机排放流体(def)压力释放系统包括柴油机排放流体(def)储罐、位于def储罐内部的泵组件、位于泵组件附近的压力释放构件、以及连接到压力释放构件和储罐的至少一个固定构件，其中储罐具有连接顶部和底部的多个侧壁，并且压力释放构件具有第一端和第二端，第一端具有第一宽度且第二端具有大于第一宽度的第二宽度，第一端位于泵组件附近。

在一些方面，压力释放构件是收缩管。在一些方面，压力释放构件是锥体。在一些方面，压力释放构件是梯形棱柱。在一些方面，该至少一个固定构件是弹簧带。

附图说明

本公开将结合以下附图进行描述，其中相同的附图标记表示相同的元件。

图1a是根据实施例的储罐中如柴油机排放流体等流体的冻结顺序中的第一步骤的示意图。

图1b是根据实施例的储罐中如柴油机排放流体等流体的冻结顺序中的第二步骤的示意图。

图1c是根据实施例的储罐中如柴油机排放流体等流体的冻结顺序中的第三步骤的示意图。

图2是根据实施例的包括流体压力释放构件的车辆的局部示意图。

图3是根据实施例的流体压力释放构件的示意图。

结合附图，通过以下的描述和所附权利要求，本公开的前述及其他特征将变得更加显而易见。应了解，这些附图仅描绘了根据本公开的若干实施例并且不被视为限制其范围，而在此基础上，通过使用附图将以附加特征和细节来描述本公开。附图中或本文其他地方所公开的任何尺寸仅仅是为了说明的目的。

具体实施方式

在此描述了本公开的实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以呈现为各种形式和替代形式。附图并不一定是按照比例绘制的；可以将某些特征放大或最小化，以便显示出特定部件的细节。因此，在此公开的特定结构和功能细节不应被解释为具有限制性，而仅仅是用于教导本领域技术人员在多方面采用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考附图中任一附图示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中所示的特征相组合，从而产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供典型应用的代表性实施例。然而，对于特定应用或实施方式，可能期望与本公开的教导相一致的特征的各种组合和修改。

某些术语可以在以下的描述中仅出于参考的目的而使用，因此并不旨在进行限制。例如，如“上方”和“下方”等术语指的是所参考的附图中的方向。如“前”、“后”、“左”、“右”、“后”和“侧”等术语描述了在一致但任意的参照系中的部件或元件的各部分的朝向和/或位置，通过参考描述了所讨论部件或元件的文本和相关附图，该参照系变得清楚。此外，如“第一“、“第二”、“第三”等术语可以用于描述分开的部件。这样的术语可以包括上面具体提及的词、其衍生词和类似引入词。

当液体冻结并对容器施加压力时，可对流体储罐和容器造成损坏。冻结流体的压力可对储罐造成结构损坏(如膨胀和开裂)，并且对容纳在储罐内的部件(如传感器、泵部件、管件等)造成损坏。在以下实施例中，用于柴油机排放流体(def)系统的压力释放构件作为示例性实施例进行讨论。然而，下面讨论的压力释放构件可以用于经受冻结温度的任何类型的流体储存系统，例如水箱、燃料罐等。

图1a至图1c示出了可以安装在具有柴油型内燃机(未示出)的车辆中的柴油机排放流体(def)系统10，该系统经历柴油机排放流体(def)或流体15的冻结顺序。系统10包括具有设置在其中的泵组件14的def储罐12。在一些实施例中，采用nox还原用def系统的汽车应用在储罐12中运载流体15的供应。流体15可以经由供应系统(未示出)流体连接到车辆(未示出)的排气系统。在一些实施例中，空气空间8位于储罐12内部的流体15的表面上方。对某些def系统的挑战在大约零下11摄氏度(-11℃)下出现，此时流体15往往会冻结。温度-11℃高于车辆的最低可操作温度。储罐12中的流体15可能由于各种因素而冻结。例如，泵组件14(作为热质量)可能比周围的流体15花费更长的时间来冷却，并且由此可以使得泵组件14附近的流体最终发生冻结。如图1b所示，流体15往往从储罐12的外部开始冻结到储罐12的内部。冻结方式可能使流体部分16位于泵组件14上方或与其紧邻。如图1c所示，当最终流体部分16冻结时，流体可以经历约10％的膨胀率，这可在泵组件14上施加相当大的力fd。在一些实施例中，有利的是提供这样一种压力释放构件：这种压力释放构件构造成降低施加在泵组件14部件以及储罐12上的流体力，从而减少或防止对泵组件部件和储罐的损坏。图2描绘了用于储罐12的容器压力释放构件18(以下称为“构件18”)。

现参考图2，在一些实施例中，车辆5包括构造成容纳流体15的储罐12。加压供应管线17将流体15供应到储罐12。在一些实施例中，储罐12包括压力释放构件18，该压力释放构件构造成释放由冻结流体15引起的压力，并且减少或防止由冻结液体的压力导致的对泵部件或储存容器的损坏。

图3示出了压力释放构件18。在一些实施例中，压力释放构件18是流体存储系统的一个部件，例如但不限于def系统10。def系统10包括储罐12和泵组件14。储罐12包括连接储罐12的顶部和底部的多个侧壁。泵组件14容纳在储罐12的内部区域内。压力释放构件18构造成在冻结过程期间释放流体部分16内的压力积聚。压力释放构件18至少部分地浸没在流体15内，同时压力释放构件18的第一或者较窄端靠近泵组件14定向、在其上方定向或与其紧邻地定向。在一些实施例中，压力释放构件18的第二相对或者较宽端在流体15的表面15a上方延伸到空气空间8中。压力释放构件18的第一或者较窄端的宽度小于压力释放构件18的第二相对或者较宽端的宽度。在一些实施例中，压力释放构件18是收缩管。在一些实施例中，压力释放构件18由塑料材料制成，例如高密度聚乙烯(hdpe)型塑料。压力释放构件18的尺寸取决于储罐12和泵组件14的尺寸和形状。在一些实施例中，压力释放构件18在最宽端处具有大约6英寸、大约4英寸或大约3英寸的直径，但该直径并不限于这些值。在一些实施例中，压力释放构件18在较窄端处具有大约4英寸、大约2英寸或大约1英寸的直径，但该直径并不限于这些值。

虽然在图3中压力释放构件18是示为锥体，但是，压力释放构件18可以是倒梯形棱柱，或者是具有接近于流体15的表面15a或在其上方定向的开口较宽端和靠近或邻近泵组件14定向的开口较窄端的其他形状。在一些实施例中，一个或多个支柱构件22将压力释放构件18的外表面连接到储罐12的一个或多个侧壁、底壁和/或顶壁，从而接近于或邻近泵组件14对压力释放构件18进行稳固和定位。在一些实施例中，支柱构件22是任何类型的机械固定装置，如弹簧带。在一些实施例中，通过在流体15的表面15a上方的压力释放构件18的侧表面部分上的一个或多个开口窗口，压力释放构件18焊接到储罐12的顶壁(在附图中未示出)。

当流体15冻结时，流体15的被压力释放构件18包围的部分20形成了与冻结流体15的剩余部分分开的冻结部分流体。在部分20与冻结流体15的主体分开之后，冻结部分20将在垂直方向上从压力释放构件18的较窄端轻易地移位到较宽端。这个分开的冻结部分20类似于瓶子中的软木塞，并且移位来释放冻结流体15内的压力，这与瓶子中的软木塞被推出瓶子并释放瓶子内的压力的动作相似。在一些实施例中，当压力在非冻结流体部分16内积聚时，诸如力fd之类的较小压力/力将沿着压力释放构件18的内表面向上推动冻结部分20，从而释放流体16内的压力。因冻结部分20的向上移动而引起的压力释放使得泵组件14和储罐12上的压力得到释放，从而降低或防止了由冻结流体15的压力带来的对泵部件和储罐的损坏。

如图3所示，空气空间8允许流体15的部分20从冻结流体15的其余部分移位。在一些实施例中，部分20在流体15的表面15a上方延伸到空气空间8中。

尽管关于压力释放构件18的讨论说明了作为def系统的一部分的构件18，但是，压力释放构件18通常可以与经受冻结温度的任何类型的流体储存系统(如水箱、燃料罐等)一起使用。

应当强调的是，可以对本文描述的实施例作出许多改变和修改，而这些实施例的元素将被理解为在其他可接受的示例之中。所有这些修改和改变旨在被包括在本公开的范围内并由以下权利要求加以保护。此外，显而易见的是，本文公开的特定实施例的特征和属性可以以不同的方式进行组合，从而形成其他实施例，所有这些实施例都落入本公开的范围内。

除非另有明确说明或者另外在上下文中如使用的那样理解，否则，本文使用的如“可”、“会”、“可能”、“可以”、“例如”等条件性语言通常旨在表示某些实施例包括某些特征、元素和/或状态，而其他实施例没有包括。因此，这类条件性语言通常并不旨在暗示该特征、元素和/或状态以任何方式对于一个或多个实施例是必需的，或者暗示一个或多个实施例必然地包括用于在存在或不存在作者输入或提示的情况下决定这些特征、元素和/或状态是否包括在内或是否将在任何特定实施例中执行的逻辑。

此外，本文中可以使用以下术语。除非上下文另外清楚地说明，否则，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数对象。因此，例如，对项目的引用包括对一个或多个项目的引用。术语“一个”是指一个、两个或多个，并且通常适用于选择一些或全部数量。术语“多个”是指项目中的两个或多个。术语“约”或“大约”意指数量、尺寸、大小、配方、参数、形状和其他特点不需要是精确的，但是可以根据需要是近似的和/或较大的或较小的，这反映了可接受的公差、换算系数、四舍五入、测量误差等以及本领域技术人员已知的其他因子。术语“基本上”是指所叙述的特征、参数或值不需要精确地实现，而是指包括例如公差、测量误差、测量精度限制以及本领域技术人员已知的其他因子在内的偏差或变化可以以不妨碍特征旨在提供的效果的量出现。

数值数据可以以范围格式在本文中进行表示或呈现。应当理解，这种范围格式仅仅是为了方便和简洁起见而使用，因此，应被灵活地解释为不仅包括明确叙述为范围限值的数值，而且还应被解释为包括所有单独的数值或涵盖在该范围内的子范围，如同每个数值和子范围都被明确地叙述一样。作为说明，“约1至5”的数值范围应被解释为不仅包括约1至约5的明确叙述的值，而且还应被解释为还包括单独值和所指范围内的子范围。因此，包括在该数值范围内的是如2、3和4等的单独值以及如“约1至约3”、“约2至约4”和“约3至约5”、“1至3“、“2至4“、“3至5“等的子范围。同样的原理适用于只叙述了一个数值的范围(例如，“大于1“)，并且不管范围的宽度或所描述的特点如何，其都应该适用。为了方便起见，可以在公共列表中呈现多个项目。但是，这些列表应解释为列表中的各个成员独立地作为单独和唯一的成员。因此，这种列表的任何单独成员应仅基于它们在共同组中的呈现而没有相反的指示而被解释为同一列表中任何其他成员的事实上等同物。此外，在术语“和”和“或”结合项目列表一起使用的情况下，它们将被广义地解释，因为所列出项目中的任何一个或多个项目可以单独地使用，或者与其他列出的项目组合地使用。除非上下文另有明确指出，否则术语“替代地”是指选择两种或多种替代物中的一种，并且没有意图将选择仅限于那些所列出的替代物，或者仅限于每次列出的替代物中的一种。

尽管上面描述了示例性实施例，但是这些实施例并不旨在说明权利要求所包含的所有可能形式。说明书中使用的词语是描述性的词语，而不是限制性的词语，并且应当理解的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可作出各种改变。如前所述，可以将各种实施例的特征进行组合以形成本公开的可能未被明确描述或示出的其它示例性方面。虽然可以将各种实施例描述为相对于一个或多个期望特征提供优点或者优于其他实施例或现有技术实施方式，但本领域普通技术人员认识到的是，为了达到期望的整体系统属性，一个或多个特征或特点可受到损害，这取决于具体应用和实施方式这些属性可包括但不限于成本、强度、耐久性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、大小、可维护性、重量、可制造性、易于组装等。因此，相对于一个或多个特点而被描述为不如其他实施例或现有技术实施方式那么理想的实施例没有在本公开的范围之内，并且对于特定应用而言是理想的。