SE536583C2 - Expansionstank - Google Patents

Abstract

Föreliggande uppfinning avser en expansionstank för mottagning av kylvätska somcirkulerar i kylsystem. Expansionstanken (1) innefattar en första kammare (2), eninloppsöppning (4) för påfyllning av kylvätska i den första kammaren (2), och ettlösgörbart lock (5) som försluter inloppsöppningen (4) i en fastposition och somfrilägger inloppsöppningen (4) i en lösgjord position. Expansionstaiiken (l) innefattardessutom en andra kammare (6), en passage (7) som förbinder den första kammaren(2) med den andra kammaren (6), ett ventilorgan (8) som är ställbar i ett stängt läge dådet försluter passagen (7) och i ett öppet läge då den frilägger passagen (7), och enstyrrnekanism som är anpassad att sätta ventilorganet (8) i det öppna läget då locket (5)är i närnnda fästposition och i det stängda läget då locket (5) har förts från nämnda fastposition. (Fig. l)

Description

25 30 35 536 583 Detta syfte uppnås med arrangemanget av det inledningsvis nämnda slaget, vilket kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets l kännetecknande del.

Expansionstanken innefattar således en andra kammare som är förbunden med den första kammaren via en passage. Passagen är förslutbar med ett ventilorgan.

Expansionstanken innefattar en styrmekanism som sätter ventilorganet i ett öppet läge då locket är i en fästposition. Locket är normalt i en fästposition på expansionstanken vid alla tillfällen förutom då kylvätska ska fyllas på i kylsystemet. Den första kammaren och andra kammaren är således förbundna med varandra då kylsystemet är i drift. Därmed skapas samma övertryck i de båda kamrama då kylvätskan värms upp och expanderar i kylsystemet. Styrmekanismen sätter ventilorganet i det stängda läget så snart som locket förs från fästpositionen på expansionstanken. Passagen mellan kamrama försluts således då locket öppnas. Övertrycket i den andra kammaren kan därmed bibehållas då locket är avtaget och öppningen för påfyllning av kylvätska friläggs.

När kylvätska har fyllts på och locket åter har anordnats i fästpositionen öppnar styrmekanismen ventilorganet och därmed passagen mellan den första kammaren och den andra kammaren. Därmed kan luft strömma från den andra kammaren till den första kammaren så att ett övertryck återupprättas i den första kammaren och i kylsystemet. Med en lämplig dimensionering av karnrama kan ett övertryck återupprättas i den första kammaren och i kylsystemet som inte nämnvärt underskrider det övertryck som rådde i kylsystemet innan locket öppnades. Styrmekanismen för ventilorganet kan vara av godtyckligt slag. Den kan innefatta lämpligt utformade mekaniska komponenter som öppnar och stänger ventilorganet i beroende av lockets position. Styrmekanismen kan altemativt innefatta en sensor som avkänner locket position och ett ventilorgan som styrs av signaler från nämnda sensor i beroende av om locket är i nämnda fästposition eller inte.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar styrmekanismen ett förslutningsorgan i form av ett fjäderorgan som är anpassat att föra ventilorganet till det stängda läget med en fiäderkraft. Ett lämpligt utformat fjäderorgan tillhandahåller normalt en mycket säker stängande funktion av ett ventilorgan. Styrmekanism kan innefatta ett öppningsorgan som är anpassat att föra ventilorganet från det stängda läget till det öppna läget mot verkan av nämnda fjäderorgan. Med ett lämpligt dimensionerad fjäderorgan kan öppningsorganet förskjuta ventilorganet från det stängda läget till ett öppet läge med en relativt ringa kraft. 10 15 20 25 30 35 536 583 Enligt en utföringsforrn av uppfinningen är öppningsorganet fäst på locket och att det innefattar ett ändparti som är anpassad att komma i kontakt med och föra ventilorganet från det stängda läget till det öppna läget när locket når nämnda fästposition. Öppningsorganet kan vara långsträckt och ha en sträckning från locket till ventilorganet då locket är i nämnda fästposition. Den kraft som erfordras för att förskjuta ventilorganet från det stängda läget till det öppna läget åstadkoms här av den person som sätter locket på plats i fästpositionen på expansionstanken.

Enligt en utföringsforrn av uppfinningen innefattar expansionstanken ett tätningsorgan som är anpassat att förhindra att den första kammaren förbinds med omgivande luft så länge som ventilorganet är i det öppna läget. Det är nödvändigt att ventilorganet hinner stänga passagen till den andra kammaren helt innan den första kammaren förbinds med luft av omgivningens tryck. För att säkerställa att så sker kan ett tätningsorgan anordnas på ett lämpligt ställe i anslutning till inloppsöppningen.

Tätningsorganet kan tillhandahålla en tätning av inloppsöppningen under ett inledande skede då locket lossas från fästpositionen.

Enligt en utföringsform av uppfinningen sträcker sig öppningsorganet från locket till ventilorganet, via inloppsöppningen, då locket är i fästpositionen, varvid nämnda tätningsorgan är anpassat att täta en spalt mellan en utvändig yta hos öppningsorganet och en invändig yta hos inloppsöppningen. Tätningsorganet kan här utgöras av en O- ring som är anordnad runt öppningsorganet . O-ringen tätar här i en spalt mellan en öppningsorganets utvändiga yta och en invändig yta i inloppsöppningen. Så länge som O-ringen befinner sig i inloppsöppningen kan övertrycket i den första kammaren behållas.

Enligt en utföringsforrn av uppfinningen är locket är lösgörbart anordnat på ett påfyllningsrör som definierar inloppsöppningen med hjälp av gängor. Locket skruvas på påfyllningsröret tills det når nämnda fästposition. Med hjälp av gängoma kan locket skruvas fast i fästpositionen med en lämplig kraft som säkerställer att locket hålls kvar i fästpositionen under drift av kylsystemet.

Enligt en utföringsform av uppfinningen har den första kammaren markeringar för en minimal nivå och en maximal nivå för kylvätska. Om kylvätskenivån sjunker under den minimala nivån i expansionstanken måste kylvätska fyllas på. Kylvätska fylls 10 15 20 25 30 35 536 583 normalt på upp till den maximala nivån i expansionstanken. Nämnda passage mellan den första kammaren och den andra kammaren är med fördel belägen på en höj dnivå ovanför kylvätskans maximala nivå i den första kammaren. Därmed säkerställs att luft endast kan överföras från den första kammaren till den andra kammaren. Passagen kan även ha en utformning som gör det svårare för vätska än luft att passera genom passagen. Den andra kammaren har med fördel en större volym än den första kammarens volym ovanför den maximala nivån för kylvätskan. Luften upptar den volym i den första kammaren som är belägen ovanför kylvätskenivån. Efter att kylvätska fyllts på i den första kammaren finns i regel kylvätska upp till den maximala nivån i expansionstanken. Luftens volym i den första kammaren är med en maximal kylvätskenivå relativt liten. När passagen mellan kamrama öppnas strömmar den trycksatta luften från den andra kammaren in i den första kammaren. Ju större volym som den andra kammaren har i förhållande till luftens volym i den första kammaren ju större övertryck kan återupprättas i den första kammaren och i kylsystemet då locket appliceras i fästpositionen.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det följande beskrivs, såsom ett exempel, en föredragen utföringsforrn av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig. l visar en expansionstank enligt föreliggande uppfinningen med ett lock för påfyllning av kylvätska i en fästposition på expansionstanken, Fig. 2 visar locket i ett första skede efter att det lossats från fästpositionen och Fig. 3 visar locket i ett andra senare skede efter att det lossats från fastpositionen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV EN FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM AV UPPFINNINGEN Fig. 1-3 visar en expansionstank 1 för mottagning av kylvätska som cirkulerar i ett kylsystem för kylning av en förbränningsmotor i ett fordon. Expansionstanken l innefattar en första kammare 2 för mottagning av kylvätska. Den första kammaren 2 innefattar en markering för en maximal kylvätskenivå och en markering för en minimal kylvätskenivå. Kylvätskenivån i expansionstanken l ska således vara mellan den minimala nivån och den maximala nivån. Expansionstanken l innefattar ett 10 15 20 25 30 35 536 583 påfyllningsrör 3, vid ett övre sidoparti. Påfyllningsröret 3 har en invändig inloppsöppning 4 för påfyllning av kylvätska i den första kammaren 2. Ett lock 5 med en invändig gänga 5a är anpassad att skruvas fast på en utvändig gänga 3a hos påfyllningsröret 3.

Expansionstanken l innefattar en andra kammare 6 som är anordnad i anslutning till den forsta kammaren 2. En passage 7 som förbinder den första kammaren 2 med den andra kammaren 6. Den andra kammaren 6 utgör i Övrigt ett slutet utrymme. Ett ventilorgan 8 är rörligt anordnad mellan ett stängt läge då det försluter passagen 7 och ett öppet läge då den frilägger passagen 7. Passagen 7 definieras av ett ventilsäte 7a som är anordnat i den andra kammaren 6. Ventilorganet 8 är svängbart anordnad runt en led 8a mellan det stängda läget och det öppna läget. Ett fiäderorgan 9 är anordnat inuti den andra kammaren 6. F j äderorganet 9 är förspänt runt en led 9a med hjälp av ett första fiäderparti 9b som anligger mot en invändig väggyta i den andra kammaren 6 och ett andra fiäderparti 9c som anligger mot Ventilorganet 8 med en fiäderkraft. Det andra partiet 9c hos fiäderorganet 9 för ventilorganet 8 mot det stängda läget.

Locket 5 är försett med ett långsträckt öppningsorgan 5b. Det långsträckta öppningsorganet 5b är, vid ett första ändparti 5b1, fäst mot en central invändig yta av locket 5. Det långsträckta öppningsorganet 5b utgör således en integrerad del av locket 5. Då locket 5 är i fästposition på påfyllningsröret 3 sträcker sig det långsträckta öppningsorganet 5b genom inloppsöppningen 4, den första kammaren 2 och inloppsöppningen 7. Det långsträckta öppningsorganet 5b har ett andra ändparti 5b2 som är anpassat att komma i kontakt med ventilorganet 8 och föra det till ett öppet läge mot verkan av fiäderorganet 9 då locket 5 är i fästpositionen. Det andra ändpartiet 5b2 har en mindre tvärsnittsarea än öppningsorganet 5b i övrigt. Det kan därmed lättare föras genom passagen 7 och nå ventilorganet 8. Det långsträckta öppningsorganet 5b är försedd med utskjutande positioneringselement 5b3 för ett tätningsorgan i form av en O-ring 10. O-ringen 10 är anpassad att skapa en lufttät förslutning mellan det långsträckta öppningsorganet 5b och en invändig väggyta hos inloppsöppningen 4. O- ringen 10 skapar här en tätning förslutning mellan den första kammaren 2 och omgivande luft.

Fig. 1 visar locket 5 inämnda fästposition på expansionstanken 1. Det långsträckta öppningsorganet 5b har här förskjutit ventilorganet 8 i det öppna läget. Därmed erhålls ett motsvarande tryck i den andra kammaren 6 som i den första kammaren 2. O-ringen 10 15 20 25 30 35 536 583 10 på det långsträckta öppningsorganet 5b förhindrar att luften i den första kammaren 2 läcker ut till omgivningen. Gängoma 3a, 5a kan även ha en konstruktion som förhindrar ett sådant läckage. Under drift av förbränningsmotom värms kylvätskan som cirkulerar i kylsystemet upp då den kyler förbränningsmotom. Den volymändring som kylvätskan erhåller då den ändrar temperatur upptas av expansionstanken 1.

Kylvåtskans volymändring och uppvärmning skapar ett övertryck i kylsystemet. Detta övertryck resulterar i att kylvätskan kan cirkulera i kylsystemet utan att koka även då det har en något högre temperatur än l00°C. Den luft som är belägen ovanför kylvätskan i den första kammaren 2 erhåller ett motsvarande övertryck som kylvätskan. Eftersom ventilorganet 8 är i det öppna läget erhålls luften i den andra kammaren 6 ett motsvarande övertryck. O-ringen 10 säkerställer att luften i kamrama 2, 6 inte läcker ut till omgivningen via inloppsöppningen 4 och locket 5.

Fig. 1 visar en kylvätskenivån A som är under den markerade miniminivån. Det måste således fyllas på med kylvätska i kylsystemet. Kylvätskan är här varrn och det råder ett övertryck i kamrama 2, 6 i förhållande till omgivande tryck. Locket 5 skruvas inledningsvis loss från fastpositionen via de gängade partiema 3a, 5a. Locket 5 och det långsträckta öppningsorganet 5b förskjuts därmed något åt vänster i Fig. Då det sker kan fjäderorganet 9 svänga ventilorganet 8 runt leden 8a mot det stängda läget.

Ventilorganet 8 har en väsentligen plan yta som trycks mot ventilsätet 7a av fjäderorganet 9 i det stängda läget. Då ventilorganet 8 når det stängda läget har locket 5 förskjutits från fastpositionen.

Fig. 2 visar ventilorganet efter att det nått det stängda läget. Ventilorganet 8 försluter här passagen 7 mellan den första kammaren 2 och den andra kammaren 6. När det sker är O-ringen 10 fortfarande kvar i inloppsöppningen 4 så att övertrycket i den första kammaren 2 kvarstår. Eftersom ventilorganet 8 nu har förslutit den andra kammaren 6 kommer det rådande övertrycket att vidhållas i den i övrigt slutna andra kammaren 6 ända tills ventilorganet 8 nästa gång förs till det öppna läget. Vid fortsatt skruvande av locket 5 i en lösgörande riktning förs O-ringen 10 successivt åt vänster inuti inloppsöppningen 4. Så länge som O-ringen 10 är belägen inuti inloppsöppningen 4 upprätthålls övertrycket i den första kammaren 2. Så snart som locket har nått en position då O-ringen 10 lämnar inloppsöppningen 4 förbinds den första kammaren 2 med omgivande luft. Trycket i den första kammaren 2 reduceras därmed till samma tryck som omgivande luft. Lufitrycket i den första kammaren 2 kan reduceras medan 10 15 20 25 30 35 536 583 de gängade partierna 3a, 5a fortfarande är i ingrepp med varande eller efter att de gått ur ingrepp med varandra.

Fig. 3 visar ventilorganet efter att O-ringen 10 lämnat inloppsöppningen 4. Det är nu möjligt att helt lösgöra locket 5 och det långsträckta öppningsorganet 5b helt från expansionstanken 1. Inloppsöppningen 4 är nu helt frilagd och kylvätska kan tillföras till den forsta kammaren 2 via inloppsöppningen 4. Kylvätska fylls nu på upp till en nivå B som motsvarar den maximala nivån. Det långsträckta öppningsorganet 5b förs därefter in i inloppsöppningen 4. O-ringen förskjuts även in i inloppsöppningen 4 så att den upprättar en tät förslutning mellan luften i den första kammaren 2 och omgivande luft. Luften i den första kammaren 2 liksom trycket i kylsystemet är dock fortfarande kvar på den omgivande luftens trycknivå. Lockets gängor 5a når påfyllningsrörets gängor 3a. Därefter skruvas locket 5 på påfyllningsröret 3. Lockets 5 skruvrörelse förskjuter det långsträckta öppningsorganet 5b successivt åt höger tills det andra ändpartiet 5b2 når ventilorganet 8. Eftersom det långsträckta organet 5b är centralt anordnad på locket 5 tillhandahåller det en ren rotationsrörelse runt en central axel utan att förskjutas i en radiell riktning. Det andra ändpartiet 5b2 kommer så småningom i kontakt med ventilorganet 8. Det andra ändpartiet 5b2 förskjuter därefter ventilorganet 8 mot fjäderorganets 9 verkan mot ett öppet läge. Så snart ventilorganet 8 har nått ett öppet läge har locket nått sin fästposition. Med hjälp av gängoma kan locket 5 skruvas fast med en kraft i fästpositionen så att ventilorganet kvarhålls i det öppna läget.

I det öppna läget friläggs passagen 7 och luft från den trycksatta andra kammaren 6 strömmar över till den första kammaren 2. Därmed skapas samma övertryck i de båda kamrarna 2, 6. Med hjälp av det lagrade övertrycket i den andra kammaren kan ett övertryck åter skapas i den första kammaren 2 och i kylsystemet då locket 5 når nämnda fästposition. Det övertryck som återskapas i kylsystemet blir dock något lägre än det övertryck som rådde i kylsystemet innan locket 5 öppnades. Hur mycket lägre övertrycket blir beror på förhållandet mellan den andra kammarens 6 volym och den första kammarens volym ovanför kylvätskenivån B. Med fördel är den andra kammarens 6 volym betydligt större än den första kammarens 2 volym ovanför kylvätskenivån B som normalt motsvarar den maximala nivån efter att kylvätska fyllts på. Med ett sådant förhållande mellan kamrarnas 2, 6 volymer kan en stor del av det övertryck som rådde i kylsystemet innan locket 4 öppnades återskapas då locket skruvas fast. Därmed kan lokal kokning av kylvätskan i kylsystemet undvikas och eventuella skador på förbränningsmotom eller andra komponenter i kylsystemet. 536 583 Uppfinningen är på intet sätt begränsad till den utföringsforrn som beskrivs på ritningen utan kan varieras fritt inom patentkravens ramar.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 536 583 Patentkrav

1. Expansionstank (1) för mottagning av kylvätska som cirkulerar i kylsystem, varvid expansionstanken (l) innefattar en första kammare (2), en inloppsöppning (4) för påfyllning av kylvätska i den första kammaren (2), ett lösgörbart anordnat lock (5) som försluter inloppsöppningen (4) i en fästposition och frilägger inloppsöppningen (4) i en lösgj ord position, kännetecknad av att expansionstanken (l) innefattar en andra kammare (6), en passage (7) som förbinder den första kammaren (2) med den andra kammaren (6), ett ventilorgan (8) som är ställbart i ett stängt läge då det försluter passagen (7) och i ett öppet läge då det frilägger passagen (7), och en styrmekanism som är anpassad att sätta ventilorganet (8) i det öppna läget då locket (5) är i nämnda fästposition och i det stängda läget då locket (5) har förts från nämnda fästposition.

2. Expansionstank enligt krav 1, kännetecknad av att styrrnekanismen innefattar ett förslutningsorgan i form av ett fjäderorgan (9) som är anpassat att föra ventilorganet (8) till det stängda läget med en fjäderkraft.

3. Expansionstank enligt krav 2, kännetecknad av att styrmekanism innefattar ett öppningsorgan (5b) som är anpassat att föra ventilorganet (8) från det stängda läget till det öppna läget mot verkan av nämnda fjäderorgan (9).

4. Expansionstank enligt krav 3, kännetecknad av att öppningsorganet (5b) är fäst på locket (7) och att det innefattar ett ändparti (5b2) som är anpassat att komma i kontakt med och föra ventilorganet (8) från det stängda läget till det öppna läget när locket (5) når nämnda fästposition.

5. Expansionstank enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den innefattar ett tätningsorgan (10) som är anpassat att förhindra att den första kammaren (2) förbinds med omgivande luft så länge som ventilorganet (8) är i det öppna läget.

6. Expansionstank enligt krav 4 och 5, kännetecknad av att öppningsorganet (5b) sträcker sig in i den första kammaren (2), via inloppsöppningen (4), till ventilorganet (8) då locket (5) är i fästpositionen, varvid nämnda tätningsorgan (10) är anpassat att täta en spalt mellan en utvändig yta hos öppningsorganet (5b) och en invändig yta hos inloppsöppningen 10 15 536 583

7. Expansionstank enligt något av föregående krav, kännetecknad av att locket (5) är lösgörbart anordnat på ett påfyllningsrör (3) som definierar inloppsöppningen (4) med hjälp av gängor (3a, 5a).

8. Expansionstank enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den första kammaren (2) har markeringar för en minimal nivå och en maximal nivå för kylvätska.

9. Expansionstank något krav 8, kännetecknad av att och att nämnda passage (7) mellan den första kammaren (2) och den andra kammaren (6) är belägen på en höj dnivå ovanför kylvätskans maximala nivå i den första kammaren (2).

10. Expansionstank enligt något av kraven 8 eller 9, kännetecknad av att den andra kammaren (6) har en större volym än den första kammarens (2) volym för luft ovanför den maximala nivån för kylvätskan. 10