MX2013014639A - Perfil de superficie de expansion por congelacion. - Google Patents

Abstract

Se proporciona una característica de expansión de volumen para un depósito de fluido, la característica de expansión de volumen comprende un hueco central, una pluralidad de canales que se extienden desde el hueco central, en donde el hueco central y los canales están colocados al menos en parte en un perfil de superficie empotrado. El perfil de superficie empotrado se puede mover reversiblemente de una primera configuración dirigida hacia adentro, a una segunda configuración dirigida hacia afuera. El hueco central y los canales están configurados para impartir una desviación hacia adentro para mantener el perfil de superficie empotrado en la primera configuración dirigida hacia adentro bajo carga estándar del depósito de fluido. Compresión aumentada dentro del depósito de fluido, el perfil de superficie empotrado se extiende a la segunda configuración dirigida hacia afuera, aumentando con ello el volumen del depósito de fluido.

Description

PERFIL DE SUPERFICIE DE EXPANSION POR CONGELACION CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se refiere a depósitos de fluido, y en particular a una característica de expansión incorporada en el depósito de fluido para proporcionar volumen adicional de depósito en el caso de congelación del líquido ahí contenido .

ANTECEDENTES DE LA INVENCION La expansión de agua y otras soluciones acuosas durante congelación resulta en un requerimiento de volumen mayor para un depósito de fluido, que posiblemente lleva a falla de componente a partir de falla de pared de contención (por ejemplo, explosión, agrietamiento, filtración) o accesorios que se expulsan debido a presión (por ejemplo, bombas de fluido retenidas mediante anillos de soporte que salen momentáneamente de la posición requerida, sensores de nivel que se comportan similarmente) . Cuando se implementa en vehículos, el espacio bajo el capo limitado frecuentemente no permite diseños de cavidad de aire de aislamiento convencionales, que de esa forma necesitan una alternativa eficiente de espacio.

SUMARIO DE LA INVENCION De conformidad con un aspecto de una modalidad, se proporciona una característica de expansión de volumen para un depósito de fluido, la característica de expansión de volumen comprende un hueco central, una pluralidad de canales que se extienden desde el hueco central, en donde el hueco central y los canales están colocados al menos en parte en un perfil de superficie empotrado. El perfil de superficie empotrado se puede mover reversiblemente de una primera configuración dirigida hacia adentro, a una segunda configuración dirigida hacia afuera. El hueco central y los canales están configurados para impartir una desviación hacia adentro para mantener el perfil de superficie empotrado en la primera configuración dirigida hacia adentro bajo carga estándar del depósito de fluido. Compresión aumentada dentro del depósito de fluido, el perfil de superficie empotrado se extiende a la segunda configuración dirigida hacia afuera, aumentando con ello el volumen del depósito de fluido.

De conformidad con otro aspecto de una modalidad, se proporciona un depósito de fluido, el depósito de fluido comprende un tanque de retención primario que define el depósito de fluido, y una característica de expansión de volumen incorporada al menos en una estructura de pared del depósito de fluido. La característica de expansión de volumen proporciona un hueco central y una pluralidad de canales que se extienden desde el mismo. El hueco central y los canales están colocados al menos en parte en un perfil de superficie empotrado, el perfil de superficie empotrado se puede mover de manera reversible de una primera configuración dirigida hacia adentro para definir un primer volumen del depósito de fluido, a una segunda configuración dirigida hacia afuera para definir un segundo volumen del depósito de fluido, el segundo volumen es mayor que el primer volumen. El hueco central y los canales están configurados para impartir una desviación hacia adentro para mantener el perfil de superficie empotrado en la primera configuración dirigida hacia adentro y bajo carga estándar del depósito cié fluido. Compresión aumentada dentro del depósito de fluido, el perfil de superficie empotrado se extiende a la segunda configuración dirigida hacia afuera.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS Las características y ventajas anteriores y otras de la invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción de la invención como se ilustró en las figuras anexas. Las figuras anexas, que se incorporan aquí y forman una parte de la especificación, además sirven para explicar los principios de la invención y para permitir un experto en la técnica pertinente hacer y utilizar la invención. Las figuras no son a escala.

La Figura 1 es una vista en perspectiva del depósito de fluido de conformidad con una modalidad ilustrativa, La Figura 2 presenta una vista transversal de la característica de expansión, tomada en la Sección A-A.

La Figura 3 presenta una vista transversal de la característica de expansión, tomada en la Sección B-B.

La Figura 4 presenta una vista transversal de la característica de expansión, tomada en la Sección C^C.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION Ahora se describirán modalidades específicas de la presente invención con referencia a las Figuras, en donde números de referencia similares indican elementos idénticos o funcionalmente similares. La siguiente descripción' detallada es simplemente ilustrativa en naturaleza y no pretende limitar la invención o la aplicación y usos de la invención. Un experto en la técnica relevante reconocerá que pueden utilizarse otras configuraciones y arreglos sin apartarse del alcance de la invención. Aunque la descripción y las figuras de las modalidades de la misma ejemplifican la formación/el uso de características expandibles en depósitos de fluido (por ejemplo botellas de lavado) que se refieren a sistemas de lavado de parabrisas, la invención también puede utilizarse en otros arreglos con base en contenedor en donde se declara útil. Además, no existe la intención de limitarse por cualquier teoría expresada o implicada presentada en el campo técnico, antecedentes, breve sumario o la siguiente descripción detallada.

Al hacer referencia a la Figura 1, se ilustra una perspectiva de un depósito de fluido 10 ilustrativo que tiene una característica de expansión en caso de congelación 20 de conformidad con la presente invención. El depósito de fluido 20 generalmente está asociado con un sistema de lavado de parabrisas de automóvil que comprende una o más bombas, circuito de salida para dirigir fluido de parabrisas y en algunos sistemas componentes y/o flotadores sensoriales adicionales para obtener información operativa. El depósito de fluido 10 puede ocupar un intervalo de configuraciones, dependiendo de la instalación y espacio disponible en el vehículo.

El depósito de fluido 10 proporciona un tanque de retención primario 22 y un tubo de llenado asociado 24 que generalmente termina en una región del compartimento de motor accesible para el operador del vehículo. En un sistema de lavado de parabrisas, el depósito de fluido 10 frecuentemente contiene una solución limpiadora a base de agua. En la exposición a temperatura bajo cero (por ejemplo, congelación) , las soluciones limpiadoras a base de agua pueden congelarse, resultando en una expansión de volumen con efecto potencialmente dañino.

Para incorporar expansión de volumen debido a congelación, se incorpora al menos una característica de expansión en evento de congelación 20 dentro de la estructura de pared 26 de la porción de tanque de retención primario 22 del depósito de fluido 10. La característica de expansión 20 está configurada como un perfil de superficie empotrado 28 que tiene un patrón de canales internamente empotrados 30 que se extienden desde un hueco central 32. El hueco central 32 generalmente está localizado con respecto al perfil de superficie empotrado 28. Los canales 30 se extienden desde el hueco central 32, y como se muestra en la modalidad ilustrativa de la Figura 1, pueden extenderse más allá de los límites exteriores de perfil de superficie empotrado 28. En otras palabras, los canales 30 están colocados al menos en parte en el perfil de superficie empotrado 28.

Los canales 30 y el hueco central 32 están configurados para proporcionar suficiente resistencia localizada a la estructura de pared 26, en particular perfil de superficie empotrado 28 tal como bajo condiciones de carga estándar, característica de expansión 20, y en particular el perfil de superficie empotrado 28 particular permanece en una configuración dirigida hacia adentro, por ejemplo como se muestra (en líneas sólidas) en cada una de las Figuras 2 y 3. En otras palabras, bajo condiciones de estado líquido normal, la estructura de pared 26, hueco central 32 y canales 30 son suficientemente rígidos para proporcionar resistencia a expansión, manteniendo de esa forma el volumen de depósito de fluido 10 constante (denominado aquí como volumen VI) . Bajo condiciones de congelación y el aumento asociado en presión interna, la estructura de pared 26 y los canales 30 proporcionan suficiente flexión para permitir que el perfil de superficie empotrado 28 se modifique dentro de una configuración dirigida hacia afuera 28x, por ejemplo como se muestra (en línea punteada) en cada una de las Figuras 2 y 3. En la configuración dirigida hacia afuera, el volumen interno de . depósito de fluido 10 aumenta (denominado aquí como volumen V2) , reduciendo de esa forma el potencial de presión interna destructiva debido a congelación del líquido ahí contenido. Por consiguiente, el perfil de superficie empotrado 28 exhibe un equilibrio de posición de superficie con base en presión, dependiendo de la presión de botella interna, con los perfiles ilustrados en línea sólida en cada una de las Figuras 2 y 3 que ocurren bajo condiciones de estado líquido normal, y los perfiles ilustrados en línea punteada que ocurren bajo condiciones de estado líquido congelado. La Figura 4 presenta una sección transversal alterna a través del hueco central 32 y canales 30, que además demuestra este equilibrio de posición de superficie con base en presión. En general, al experimentar un evento de congelación y presión interna aumentada, la estructura de expansión de evento de congelación 20 permite un cambio de volumen reversible del depósito de fluido 10 de VI a V2 , en donde V2 > VI, y el aumento en volumen por característica de expansión utilizado está generalmente en el intervalo de 1% a 15% de VI.

Como se mencionó anteriormente, el perfil de superficie empotrado 28 exhibe un equilibrio de posición de superficie con base en presión, dependiendo de la presión de botella interna. En donde el depósito de fluido 10 está en el estado expandido, es decir que tiene un volumen que corresponde a V2 , con descongelación de los contenidos de fluido ahí contenidos y una reducción en presión interna, la característica de expansión 20, y en particular el perfil de superficie dirigido hacia afuera (denotado como 28x en punto) regresa a la configuración dirigida hacia adentro, regresando de esa forma el depósito de fluido 10 a un volumen que corresponde a VI . En otras palabras, la expansión de depósito de fluido 10 de VI a V2 es un procedimiento repetidamente reversible, que permite que el depósito de fluido 10 incorpore muchos ciclos de congelación/descongelación del líquido ahí contenido. Para permitir esto, los canales 30 y el hueco central 32 incorporados en la característica de expansión 20 imparten una fuerza de retorno con el perfil de superficie empotrado 28 que desvía la característica de expansión 20 en la configuración dirigida hacia adentro. Como se mostró en la Figura 4, en la configuración dirigida hacia afuera, los canales 30 y el hueco central 32 en la característica de expansión 20 permanecen en la configuración dirigida hacia adentro, mientras el perfil de superficie 28x se extiende hacia afuera (como se observa mejor en las Figuras 2 y 3) para incorporar presión interna. Como tal, los canales 30 y el hueco central 32 proporcionan una fuerza de retorno a la característica de expansión 20 para regresarla a la configuración dirigida hacia adentro. Además, para facilitar el procedimiento reversible, repetible de incorporar presión interna aumentada, el depósito de fluido 10 puede construirse de un material termoplástico capaz de exhibir un comportamiento de memoria. Materiales termoplásticos adecuados ilustrativos incluyen, pero no están limitados a, polipropileno, poliolefinas termoplásticas (EPO) , acrilonitrato-butadieno-estireno (ABS) , policarbonato (PC) , tereftalato de polibutadieno (PBT) , tereftalato de polietileno (PET) , nailon, cloruro de polivinilo (PVC) , poliestireno (PES) , polietileno (PPE) , poliolefina termoplástica (EPO) , y mezclas de los materiales anteriores con otros materiales adecuados.

Como se apreciará, pueden formarse depósitos de fluido utilizando un intervalo de tecnologías de moldeado termoplástico, incluyendo pero no limitándose a moldeado por soplado, moldeado por inyección y termoformación de lámina doble .

En algunas modalidades, la característica de expansión 20 puede ser un componente separadamente formado ajustado al depósito de fluido 10. En tales casos, la característica de expansión 20 puede hacerse de un material diferente con relación a depósito de fluido 10. Esto puede ser particularmente ventajoso en donde cierto material es muy adecuado en términos de comportamiento de memoria para la característica de expansión 20, pero es inadecuado para el resto del depósito de fluido 10 habiendo considerado propiedades de material, y/o costo.

En la modalidad mostrada en la Figura 1, las características de expansión 20 se proporcionan con cuatro canales radiales 30 que se extienden desde un hueco central 32. Aunque se ilustra de esa manera, puede implementarse un número menor o mayor de canales, dependiendo del equilibrio de posición de superficie con base en presión deseado. Además, el perfil de superficie empotrado 28 puede dimensionarse de manera diferente con respecto a uno o ambos de ancho y profundidad para lograr un diferencial de volumen diferente (?? = V2 - VI) . Por ejemplo, en donde se desea un diferencial de volumen aumentado ??, puede aumentar el ancho y/o la profundidad del perfil de superficie 28. Aumentar el número de características de expansión 20 también proporcionará control al establecer un diferencial de volumen deseado. En algunas modalidades, como una alternativa a la configuración radial, pueden implementarse uno o más canales anulares .

La característica de expansión aquí descrita proporciona capacidad de volumen adicional cuando las presiones internas alcanzan un umbral crítico, principalmente debido a congelación de líquidos ahí. El arreglo del perfil de superficie empotrado y los canales dirigidos hacia adentro en la característica de expansión eliminan la necesidad de una distribución permanente de espacio en el compartimento de motor, por ejemplo para colocación de una cavidad de aire convencional. Además, el arreglo también puede servir para reducir desplazamiento de fluido, ya que frecuentemente éste está asociado con un componente de cavidad de aire convencional, ahora eliminado.

Aunque se han descrito anteriormente varias modalidades de conformidad con la presente invención, se debe entender que se han presentado a manera de ilustración y ejemplo únicamente, y no de limitación. Será evidente para expertos en la técnica relevante que pueden hacerse ahí varios cambios en forma y detalles sin apartarse del alcance de la invención. De esa forma, la amplitud y alcance la presente invención no deben estar limitados por cualquiera de las modalidades ilustrativas descritas anteriormente, sino que deben definirse únicamente de conformidad con las reivindicaciones anexas y sus equivalentes. Se entenderá que cada característica de cada modalidad aquí discutida, y de cada referencia aquí citada, puede utilizarse en combinación con las características de cualquier otra combinación. Todas las patentes y publicaciones aquí discutidas se incorporan aquí por referencia en su totalidad.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (13)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1.- Una característica de expansión de volumen para un depósito de fluido, caracterizada porque comprende: un hueco central ; una pluralidad de canales que se extienden desde el hueco central; el hueco central y los canales colocados al menos en parte en un perfil de superficie empotrado, el perfil de superficie empotrado se puede mover reversiblemente de una primera configuración dirigida hacia adentro, a una segunda configuración dirigida hacia afuera; en donde el hueco central y los canales están configurados por impartir una desviación hacia adentro para mantener el perfil de superficie empotrado en la primera configuración dirigida hacia adentro bajo carga estándar del depósito de fluido, y en donde compresión aumentada dentro del depósito de fluido, el perfil de superficie empotrado se extiende a la segunda configuración dirigida hacia afuera, aumentando con ello el volumen del depósito de fluido.

2. - La característica de expansión de volumen de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la pluralidad de canales se extiende radialmente desde el hueco central .

3.- La característica de expansión de volumen de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque cuatro canales se extienden desde el hueco central.'

4. - La característica de expansión de volumen de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque se incorpora al menos en una estructura de pared del depósito de fluido.

5. - La característica de expansión de volumen de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada es un componente formado de manera separada que está ajustado al depósito de fluido.

6. - La característica de expansión de volumen de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque se forma de un material seleccionado del grupo que consiste de polipropileno, poliolefinas termoplásticas < (EPO) , acrilonitrato-butadieno-estireno (ABS) , policarbonato (PC) , tereftalato de polibutadieno (PBT) , tereftálato de polietileno (PET) , nailon, cloruro de polivinilo (PVC) , poliestireno (PES) , polietileno (PPE) , poliolefina termoplástica (TPO) , y mezclas de los materiales anteriores con otros materiales adecuados.

7. - Un depósito de fluido, caracterizado porque comprende : un tanque de retención primario que define el depósito de fluido; ; una característica de expansión de volumen incorporada al menos en una estructura de pared del depósito de fluido; la característica de expansión de volumen que tiene un hueco central y una pluralidad de canales que se extienden del mismo; el hueco central y los canales colocados al menos en parte en un perfil de superficie empotrado, el perfil de superficie empotrado se puede mover reversiblemente de una primera configuración dirigida hacia adentro para definir un primer volumen del depósito de fluido, a una segunda configuración dirigida hacia afuera para definir un segundo volumen del depósito de fluido, el segundo volumen es mayor que el primer volumen; en donde el hueco central y los canales están configurados para impartir una desviación hacia adentro para mantener el perfil de superficie empotrado en la primera configuración dirigida hacia adentro bajo carga estándar del depósito de fluido, y en donde compresión aumentada dentro del depósito de fluido, el perfil de superficie empotrado se extiende a la segunda configuración dirigida hacia afuera.

8. - El depósito de fluido de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la pluralidad de canales se extiende radialmente desde el hueco central .

9. - El depósito de fluido de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque cuatro canales se extienden desde el hueco central.

10. - El depósito de fluido de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la característica de expansión de volumen se incorpora al menos en una estructura de pared del depósito de fluido.

11. - El depósito de fluido de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la característica de expansión de volumen es un componente formado de manera separada que está ajustado al depósito de fluido.

12.- El depósito de fluido de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la característica de expansión de volumen se forma de un material seleccionados del grupo que consiste de polipropileno, poliolefinas termoplásticas (TPO) , acrilonitrato-butadieno-estireno (ABS) , policarbonato (PC) , tereftalato de polibutadieno (PBT) , tereftalato de polietileno (PET) , nailon, cloruro de polivinilo (PVC) , poliestireno (PES) , polietileno (PPE) , poliolefina termoplástica (TPO) , y mezclas de los materiales anteriores con otros materiales adecuados .

13. - El depósito de fluido de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque además comprende un tubo de llenado, y en donde el depósito de fluido está configurado como una botella de lavado de parabrisas de automóvil.