CN110944866B - 用于车辆液体容器的配备有膜的通风设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆液体容器(2)的通风设备(4)，该通风设备包括：预定的液体不可渗透但该液体可能产生的蒸气可渗透的膜(20)；和至少一个能够将位于所述膜上的液体排到所述设备外的通道(52)。该通道或每个通道具有与所述膜邻接的端部，在所述设备的主轴线是竖直的时候，该通道或每个通道的其余部分在比该端部低的海拔高度上延伸。

Description

用于车辆液体容器的配备有膜的通风设备

技术领域

本发明涉及车辆液体容器及其通风设备。本发明涉及水容器、燃料容器和氨前驱物(例如尿素)容器。

背景技术

无论所包含的是何种液体，容器必须包括允许在某些情况下排走蒸气或空气的通风设备，这些情况是当容器由于例如容器升温、海拔升高等原因而处于过压时，或者是在容器充装过程中存在于容器中的气体必须快速地为引入容器的液体让出空间的容器充装阶段期间。这样的设备还必须在容器例如在其温度下降、海拔降低或车辆消耗容器的液体的作用下处于负压时允许将气体引入容器。

这样的通风设备应尽可能具有以下优点。它应是紧凑的。它应保护容器免受容器以外的异物污染。这可能是例如碎屑、尘埃或小虫。它不应对湿度敏感。它应能够耐受包含在容器中的液体的结冰和解冻。最后，它应在涉水通过(ford crossing)的情况下保护容器。这涉及车辆穿过不深的水流而水的水平达到或超过容器通风设备的水平的情况。在这样的情况下，水不应穿过通风设备进入容器。

例如由文献WO2010/106421的图1中已知一种设有容器的液体不可渗透但源自该液体的蒸气和空气可以渗透的膜的通风设备。该实施例的容器的盖确保从容器直至膜的通风，但在涉水通过的情况下水可以进入一直到膜。而一旦位于膜上，水就停滞于此，堵塞膜并限制通风，甚至完全阻止通风，这不利于容器的运作。

发明内容

本发明的目的在于应对该缺陷。

为此，根据本发明设置一种用于车辆液体容器的通风设备，其包括：

-预定的液体不可渗透但该液体可能产生的蒸气可渗透的膜；和

-至少一个能够将位于膜上的液体排到设备外的通道，该通道或每个通道具有与膜邻接的端部，在设备的主轴线是竖直的时，该通道或每个通道的其余部分在比该端部低的海拔高度上延伸。

因此，当水终于到达膜时，尤其是在涉水通过的情况下，该通道或每个通道确保通过重力立即排走水。因此，膜保持不存在任何停滞的水而能够尤其保证其通风功能。此外，该设备准许平衡容器中的过压和负压。它是紧凑的。它保护容器免受容器以外的异物污染。这可能是例如碎屑、尘埃或小虫。它对湿度不敏感。它能够耐受包含在容器中的液体的结冰或解冻。

膜是其厚度相对于其最大的尺寸可忽略的元件。在圆形膜的情况下，膜的最大尺寸是其直径。该特征特别有利，这是因为它允许减少设备的压强损失(perte de charge)。可设置膜的厚度为250至350μm。也可设置膜的最大尺寸为10至100mm，例如为15至50mm，优选地为20至30mm。膜可以由其性质允许其对于预定的液体不可渗透但对于该液体可能产生的蒸气可渗透的任何材料制成。优选地，膜由聚四氟乙烯(PTFE)制成。有利地，膜是疏油、疏水且空气可渗透的。这些性质是有利的，这是因为它们有助于膜的例如针对水和污物的屏障作用。例如，膜可以报考疏油覆层。可设置膜由能够焊接到由塑料制成的部件的材料制成，这样的材料例如可以是PTFE。

优选地，所述设备能够允许设备外部与膜上侧之间的气体连通，并同时限制总的最小尺寸大于预定阈值的任何设备以外异物从设备外部向着膜的这一侧的侵入，该预定阈值尤其是2mm。

实际上，尤其是对于水容器，必须给通风设备提供防止异物侵入的保护。这些容器实际上对于细菌生长特别敏感。上述尺寸的限制进一步降低了碎屑、小虫和蜘蛛侵入到膜的风险。因此降低膜被异物堵塞的风险，以及在水容器的情况下细菌生长的风险。

在一个实施例中，所述设备包括主体和盖，所述盖能够固定到主体以允许设备外部与膜上侧之间的气体连通，并同时限制总的最小尺寸大于预定阈值的任何设备以外异物从设备外部向着膜的这一侧的侵入，该预定阈值尤其是2mm。

这有利地涉及如上所述的阻止异物侵入的方法。可例如设置：盖和主体的组装布置出具有预定尺寸的径向空间，该空间允许限制总的最小尺寸大于该预定尺寸的异物的侵入。换句话说，在盖与主体之间存在径向空隙，该空隙的尺寸确定阈值，该阈值以上的异物不能进入到设备中，更具体地说，不能到达膜。可设置该径向空隙具有可能的最小尺寸，即与零件可行性兼容并且压强损失小于膜本身的压强损失的这样的最小尺寸。

此外，盖在主体上的组装形成从设备外部到膜的曲折路线。该路线因此形成降低异物到达膜的风险的迷宫。

可设置盖具有圆形肋部，该圆形肋部至少部分地与存在于主体上的槽互补以在将盖组装在通风设备的主体上时引导盖。

可设置所述设备包括允许在负压或过压的情况下限制膜的移动的两个支承区域。这些支承区域的目的在于当容器中的压强变化时限制膜中的应力。

在一个实施例中，所述设备包括主体和能够固定到主体的盖，

其中，膜通过周边边缘以对于水密封的方式在该主体的开口处固定到主体，该开口由内部凸缘形成，

其中，盖包括具有如下内部面的侧壁：该侧壁的该内部面与内部凸缘的外部面相面对，并与之分开小于预定阈值的距离，该预定阈值尤其是2mm。

这样的布置允许设备外部与膜上侧之间的气体连通，并同时限制总的最小尺寸大于预定阈值的任何设备以外异物从设备外部向着膜的这一侧的侵入，该预定阈值尤其是2mm。可设置膜的周边边缘和/或主体的开口呈圆形。当然，可设置该边缘和/或该开口具有其它形状，例如椭圆形、长形或多边形。可设置内部凸缘和/或侧壁呈圆柱形。当然，可设置该内部凸缘和/或该侧壁具有其它形状，例如截锥形。

例如，盖焊接到主体。

有利地，容器包括与膜的下侧相面对且与膜相距一定距离地延伸的开孔的壁。

该开孔的壁确保容器内部与膜之间的气体连通，同时保护膜免受可能会碰撞膜并使之损坏的质量体的损害。这可能涉及像冰块或在凝结效果下固化的氨前驱物溶液的液体质量体。关于这方面，要提醒的是，水在0℃时结冰，并且常用于生成氨的尿素低共熔溶液在大约-13℃时结冰，这些是车辆可能会暴露的温度。要提醒的是，可以在车辆热发动机的排放线路中使用氨来还原氧化氮，并由此对排放气体去除污染。优选地，膜与开孔的壁之间的距离尽可能地大，例如膜与开孔的壁之间的距离等于膜与其上安装有通风设备的液体容器的壁之间的距离。膜与开孔的壁之间的距离越大，冰块碰撞膜并使之损坏的风险越低。

开孔的壁包括至少一个开孔。可设置开孔的壁包括一到十个开孔，例如三到六个开孔。所述一个或多个开孔可以具有例如圆形的形状。可设计将所述一个或多个开孔的尺寸设置为对于包含在容器中的液体在与空气接触时结晶不敏感。更具体地说，可设计将所述一个或多个开孔的尺寸设置为对于尿素在与空气接触时的结晶不敏感。由此避免阻碍设备良好运作的所述一个或多个开孔的阻塞的风险。

有利地，容器包括横向最大尺寸大于主体的横向最大尺寸的底座。

因此，可在将设备固定到容器时支承在底座上。底座的宽度尤其根据容器注射的容差、其上安装有通风设备的容器的壁中的通风孔的尺寸和/或用于制造设备或用于将其组装在容器上的机器的焊接精度来选择。底座的宽度越小，设备越紧凑。

有利地，所述主体包括至少两个向着底座取向的外部斜面。

这两个面可用作用于在将设备固定到容器时抓持设备的支承点。

有利地，所述设备的至少一个外部面具有螺固螺纹。该螺固螺纹允许例如在将设备组装在容器上时锁紧焊接工具。

根据本发明，还设置一种容器，该容器包括根据本发明的设备。

根据本发明，还设置一种用于车辆的液体容器，其包括：

-液体不可渗透但该液体可能产生的蒸气可渗透的膜；和

-至少一个能够将位于膜上的液体排到容器外的通道，该通道或每个通道具有与膜邻接的端部，在容器的主轴线是竖直的时，该通道或每个通道的其余部分在比该端部低的海拔高度上延伸。

有利地，所述容器包括与膜朝向容器内部的一侧相面对且与膜相距一定距离地延伸的开孔的壁。

根据本发明的容器可形成水容器、燃料容器或氨前驱物比如尿素的容器。

最后，根据本发明，设置一种车辆，其包括根据本发明的设备或根据本发明的容器。

附图说明

现在将介绍依靠附图的作为非限制性例子给出的本发明的两个实施例，其中：

-图1和2是根据本发明的第一实施例的容器的立体视图和正视图；

-图3至5是前述图的容器的通风设备的正视图、竖直轴向剖视图和俯视图；

-图6是根据第二实施例的通风设备的立体视图，在该图中没有示出盖和膜；以及

-图7是图6的设备的立体视图。

具体实施方式

现在参照图1至5说明配备有根据本发明第一实施例的通风设备4的用于车辆的容器2。在本例子中，涉及燃料(例如柴油)容器。

容器2在此由热塑性材料制成的下壳体6和上壳体8形成。这两个壳体在焊接平面10处彼此焊接，该焊接平面10在容器高度的中间区域中延伸。

在下部部分，容器包括板12，该板12封闭下壳体6的下部开口并承载集结形成在容器中延伸的模块14的不同部件。这些部件尤其包括用于将容器的液体注射到容器外以在车辆上使用该液体的泵。这样的模块本身是已知的，在此不再进一步说明。

通风设备4位于容器最高点或其最高点之一处。该点在此形成上部凹部16。所述设备布置在上壳体8的开口18上，该开口设置在容器的其中一个主壁中。

设备4包括通风部件，该通风部件包括对水不可渗透但对柴油蒸气、水蒸气和空气可渗透的膜20。该膜在此是有微孔的，并例如由聚四氟乙烯即PTFE制成。膜20的厚度介于250到350μm之间。膜20例如被制成平坦形状，例如盘状。它水平地延伸，并通过其圆周圆形边缘以对水密封的方式在通风设备的支撑件22的圆形开口处固定到该支撑件22，该圆形开口在此由圆柱形内部凸缘24形成。

所述设备另外还包括能够固定到支撑件22的盖33，以便：

-保留沿着盖穿过膜20向着设备外部的气体通道，并且

-限制总的最小尺寸大于预定阈值(尤其是2mm、甚至1.5mm)的任何设备以外异物侵入到设备当中。为了该目的，盖在本例子中包括呈盘状的上壁36和圆柱形侧壁38。

支撑件22包括圆柱形外部凸缘34，该外部凸缘34围绕内部凸缘24延伸并参照设备的主轴线32与内部凸缘24相距一定距离。当在车辆上使用设备和容器时该轴线竖直地取向。外部凸缘34与内部凸缘24延伸得同样高。支撑件的圆柱形壁38在与支撑件的上壁36的周边边缘相距一定距离处固定到该上壁36。以这种方式，使壁36的周边边缘区域是自由的，并用于直接将盖固定在圆柱形外凸缘34上，该固定在本例子中是通过超声波焊接的。该焊接实现沿着整个内部边缘的闭环连续接合。

因此，盖的圆柱形壁38的外部面与外部凸缘34的内部面相面对。而且，壁38的内部面与内部凸缘24的外部面相面对，并与之分开小于2mm、优选地小于1.5mm的距离d。该距离在图4中示出。它产生上述的防侵入效果。

在本例子中，内部凸缘24上设置有布置为如图5中的平面视图中的圆形构造的弯曲凸齿48，在此数量为六个。凸齿48的顶点与盖的上壁36的内部面相面对并与之相距一定距离。凸齿48布置为相互之间相距一定距离，以使得它们的侧边缘49相互面对并相距一定距离地延伸。该距离在凸齿48之间制造出使膜20与凸缘24的外部连通的各个空间50。这样，每个空间50构成通道52的一部分，该通道52的上游端部在凸缘顶点处与膜20的圆周圆形边缘邻接。“上游”和“下游”这些词在此参照水从膜向设备外部的流动方向。在下游方向上，每个通道52通过由空间50形成而接续，然后在凸缘24的外部面与盖的圆柱形壁38的内部面之间向下延伸。最后，在截锥形壁44中设置有孔51。这些孔与空间50各自连通，并围绕轴线32处于与这些空间50相同的角度位置。这些孔形成通道的下游端部。这些孔的存在允许降低设备阻塞的风险。要指出的是，每个通道与膜20邻接的上游端部在轴线32是竖直的时(即当设备和容器处于它们的正常使用位置上时)形成该通道的最高点。通道的由孔51形成的下游端部构成其最低点。此外，这些孔围绕轴线32成角度的分布允许良好地排走潜在地存在于膜上的液体并因此限制液体在膜上累积，从而允许保持膜的通风功能，例如在涉水通过时。

支撑件22包括与轴线32垂直的平坦的水平下壁55，该水平下壁55在膜20下方、与该膜相面对并相距一定距离地延伸。该壁具有孔或镂空57(见图4和5)。这些孔57允许排走可能会位于壁上的水，以使得水回落到容器中。它们还使得膜20与容器内部气体连通。该壁还确保对膜的保护以使其免受液体质量体或结冰液体块可能会对膜的损害。

该通风设备另外还包括底座40。支撑件22刚性地固定到底座40的上壁。支撑件22与底座40邻接的部分形成直径小于凸缘34的圆柱形外部面的直径U的圆柱形面42。这两个面之间的接合通过截锥形面44形成。支撑件向底座方向的缩窄因此提供利于在将设备固定到容器时通过工具抓持支撑件的这样的斜面。

支撑件22和底座40由热塑性材料制成。底座在面对开口18处例如通过焊接固定到形成上壳体8的容器主壁。在本例子中，底座的上边缘支承抵着主壁的外部面。开口18因此与膜20气体连通。最后，膜沿着盖36与容器外部气体连通。可见设备4能够被添置到容器2上以对其通风。膜实际上能够使容器内部与容器外部气体连通。

此外，容器包括充装管54。

底座、盖和支撑件例如由聚乙烯制成，但可考虑其它热塑性材料。

所述设备如下地运作。

当容器由于温度升高或海拔升高而经受过压时，由于该升高一般缓慢地发生，水蒸气或燃料蒸气可以缓慢地穿过容器的开口18、穿过开孔57、直到到达膜20并穿过该膜。这些气体从凸缘上方和盖的壁36下方通过，然后在凸缘与侧壁38之间通过，然后穿过孔51逸出直至到大气中。

当容器由于温度下降或海拔下降而经受负压时，相同的现象以相反的方向发生——除了这次是环境空气在盖36下方穿过膜20进入直到到达容器内部，以便在其中恢复正常的压强。

此外，膜提供防止异物侵入的有效保护。对于总的最小尺寸小于2mm的物体，通过盖33与支撑件22之间的协作来提供额外保护。实际上，碎屑和尤其是小虫或蜘蛛大部分不能够通过孔51进入，考虑到距离d的话它们更不能够在凸缘24与盖的侧壁38之间进入。在这方面，内部凸缘24和盖33形成越曲折就越有效的迷宫。

如果例如在涉水通过的情况下水到达膜20上，由于重力的原因该水被通过排水通道52以先穿过排水空间50、最后是排水孔51的方式立即排走。

所述通风设备可在制成容器后添置到容器上或在制造(尤其是通过注射或吹制)容器期间集成到容器。在这方面，截锥形壁44提供允许在将设备放置和固定在容器上时保持支撑件22的抓持部。并且底座的被支撑件留空的上部面53允许为了该固定而使用工具进行支承，该固定例如通过将底座的塑料材料热焊接在容器的材料上来实现。该留空(dégagement)是由于与支撑件22的最大直径对应的横向最大尺寸U小于底座40的最大直径S而造成的。

可观察到所述设备是紧凑的。

以下介绍用于实现本发明的几个非限制性的尺寸设置的例子，当然可考虑其它尺寸设置。

在水容器的情况下

对于水容器，可给膜20赋予30mm的直径。它应允许以每小时80升的气体流率在容器中引起50mbar(50hPa或5000Pa)的压强损失。实际上，在运作时，容器的泵将应用每小时80升的流率，且不希望容器的负压超过50mbar。

在尿素溶液容器的情况下

对于尿素溶液容器，可给膜20赋予20mm的直径。它应允许以每小时15升的气体流率在容器中引起45mbar(4500Pa)的压强损失。

在燃料(例如柴油)容器的情况下

对于燃料(例如柴油)容器，可给膜20赋予30mm的直径。它应允许以每小时30升的气体流率在容器中引起45mbar(4500Pa)的压强损失。

本发明不限于所介绍的实施例。

盖也可通过夹固固定到支撑件。

图6和7所示的第二实施例与第一实施例相同，除了以下方面：

-十字隔挡件61从开孔的壁55起向膜20的方向延伸(见图6)。十字隔挡件61限定四个隔室，它们每个包括开孔的壁55的开孔57中的一个开孔。该十字隔挡件61允许加强开孔的壁55(其功能不限于此)，以及

-外部凸缘34具有参照于设备的主轴线32的内部面和外部面。在外部凸缘34的外部面上存在螺固螺纹60(见图6和7)。该螺固螺纹60尤其允许在将设备4组装在容器2上的工艺期间锁紧焊接工具。

Claims (14)

1.一种用于车辆液体容器(2)的通风设备(4)，其特征在于，所述通风设备包括：

-预定的液体不可渗透但该液体可能产生的蒸气可渗透的膜(20)；

-至少一个能够将位于所述膜上的液体排到所述设备外的通道(52)，该通道或每个通道具有与所述膜邻接的端部，在所述设备的主轴线是竖直的时，该通道或每个通道的其余部分在比该端部低的海拔高度上延伸；和

-下壁(55)，所述下壁(55)在所述膜下方、与所述膜相面对并相距一定距离地延伸，所述下壁(55)具有孔或镂空(57)。

2.如权利要求1所述的设备，能够允许所述设备的外部与所述膜(20)的上侧之间的气体连通，并同时限制总的最小尺寸大于预定阈值的任何所述设备以外异物从所述设备的外部向着所述膜的这一侧的侵入，所述预定阈值尤其是2mm。

3.如权利要求1至2中任一项所述的设备，所述设备包括主体(22)和盖(33)，所述盖能够固定到所述主体以允许所述设备的外部与所述膜的上侧之间的气体连通，并同时限制总的最小尺寸大于预定阈值的任何所述设备以外异物从所述设备的外部向着所述膜的这一侧的侵入，所述预定阈值尤其是2mm。

4.如权利要求1至2中任一项所述的设备，包括主体(22)和能够固定到所述主体(22)的盖(33)，

其中，所述膜(20)通过周边边缘以对于水密封的方式在所述主体的开口处固定到所述主体，所述开口由内部凸缘(24)形成，

其中，所述盖包括具有以下内部面的侧壁(38)：该侧壁的该内部面与所述内部凸缘的外部面相面对，并与之分开小于预定阈值的距离，所述预定阈值尤其是2mm。

5.如权利要求3所述的设备，其中，所述盖(33)焊接到所述主体。

6.如权利要求4所述的设备，其中，所述盖(33)焊接到所述主体。

7.如权利要求1至2中任一项所述的设备，所述设备包括主体(22)和底座(40)，该底座的横向最大尺寸(S)大于所述主体的横向最大尺寸(U)。

8.如权利要求7所述的设备，其中，所述主体(22)包括至少两个向着所述底座(40)取向的外部斜面。

9.一种容器(2)，所述容器包括如权利要求1至8中任一项所述的设备(4)。

10.一种用于车辆的液体容器(2)，其特征在于，所述容器包括：

-所述液体不可渗透但该液体可能产生的蒸气可渗透的膜(20)；

-至少一个能够将位于所述膜上的液体排到所述容器外的通道(52)，该通道或每个通道具有与所述膜邻接的端部，在所述容器的主轴线是竖直的时候，该通道或每个通道的其余部分在比该端部低的海拔高度上延伸；和

-下壁(55)，所述下壁(55)在所述膜下方、与所述膜相面对并相距一定距离地延伸，所述下壁(55)具有孔或镂空(57)。

11.如权利要求9至10中任一项所述的容器，其中，所述容器涉及水容器。

12.如权利要求9至10中任一项所述的容器，其中，所述容器涉及燃料容器。

13.如权利要求9至10中任一项所述的容器，其中，所述容器涉及氨前驱物容器。

14.一种车辆，其包括如权利要求1至8中任一项所述的设备或如权利要求9至13中任一项所述的容器。