CN105829154A - 具有蒸汽渗透膜的填注限制排气阀 - Google Patents

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Abstract

一种构造成与还原剂容器一起使用的填注限制排气阀包括阀体、浮子和蒸汽渗透膜。阀体可以限定内腔并具有阀出口。浮子具有浮体，该浮体构造成接纳在所述内腔中并构造成密封地接合阀体。蒸汽渗透膜可以构造成允许蒸汽通过而阻止液体通过。浮子可以在如下位置之间移动:(i)打开位置，其中蒸汽沿着第一流径经过阀内腔流动并且流出阀体；和(ii)关闭位置，其中浮子密封地接合阀体并且阻止蒸汽沿着第一流径流动，而允许蒸汽沿着第二流径经过蒸汽渗透膜流动并且流出阀体。

Description

具有蒸汽渗透膜的填注限制排气阀
相关申请的交叉引用
本发明要求2013年12月19日提交的美国专利申请No.61/918,297的权益。上述申请的内容通过引用结合在本文中。
技术领域
本发明大体上涉及用于储存液体还原剂的容器，更具体地涉及一种构造在容器上并包含蒸汽渗透膜的填注限制(filllimit)排气阀。
背景技术
压缩点火发动机有时使用选择性催化还原(SCR)系统减少排出气流中的氮氧化物。SCR系统需要在排出气流中使用还原剂，诸如无水氨、氨水或尿素。在一些系统中，柴油被化学再形成以产生氨。就此而言，当不从发动机的主燃料得到还原剂时，在将还原剂注入排气系统之前，使用单独的容器储存还原剂。
这里提供的背景技术说明是出于大体上介绍本发明的背景的目的。在该背景技术部分中描述的范围内的当前命名的发明人的工作以及在提交时没有以其它方式作为现有技术的本说明书的方面既不明确也不隐含地被认为是相对本发明的现有技术。
发明内容
一种构造成在选择性催化还原系统上与还原剂容器一起使用的填注限制排气阀包括阀体、蒸汽渗透膜和浮子。阀体具有在上部容器安装端和相对端之间延伸的周壁。阀体限定阀体座、至少一个阀孔和阀内腔。蒸汽渗透膜布置成与至少一个阀孔相邻，并且构造成允许蒸汽经过蒸汽渗透膜并进入至少一个阀孔中，而阻止液体还原剂从中经过。浮子具有构造成被接纳在阀内腔中的浮体。浮子还包括构造成密封地接合阀体座的浮子密封件。浮子可以在如下位置之间移动：(i)打开位置，其中蒸汽沿着第一流径流动经过阀内腔并且流出阀体；和(ii)关闭位置，其中浮子密封件密封地接合阀体座并且阻止蒸汽沿着第一流径流动。允许蒸汽沿着第二流径流动经过蒸汽渗透膜、至少一个阀孔并且流出阀体。
根据附加特征，阀体包括延伸到阀内腔中的环形唇部。环形唇部可以为浮子限定上部行程界限。环形唇部可以限定中心孔。第一流径沿着第一流径流经中心孔。阀体座在环形唇部上形成。阀体包括环形凸缘。贯通环形凸缘形成至少一个阀孔。
根据其它特征，填注限制排气阀还可以包括夹紧件，该夹紧件在上部容器安装端处围绕阀体的周壁安装。夹紧件可以围绕蒸汽渗透膜对齐。夹紧件还可以包括从其上延伸出的一系列指形部。指形部可以包括夹紧远端部分。阀体可以包括突出脊部，该突出脊部具有在其上形成的相应的斜坡部分。指形部的夹紧远端部分构造成在斜坡部分上滑动直到越过突出脊部，于是指形部被定位到装配位置。阀体还可以包括边缘，该边缘具有在其中形成的凹口。夹紧件可以包括定位突片，该定位突片构造成在装配位置定位在凹口中以阻止夹紧件旋转。
一种构造成与还原剂容器一起使用的填注限制排气阀包括阀体、浮子和蒸汽渗透膜。阀体可以限定内腔并具有阀出口。浮子具有浮体，该浮体构造成被接纳在所述内腔中并构造成密封地接合阀体。蒸汽渗透膜可以布置在排气阀中。蒸汽渗透膜可以构造成允许蒸汽通过而阻止液体通过。浮子可以在如下位置之间移动：(i)打开位置，其中蒸汽沿着第一流径流动经过阀内腔并且流出阀体；和(ii)关闭位置，其中浮子密封地接合阀体并且阻止蒸汽沿着第一流径流动。允许蒸汽沿着第二流径流动经过蒸汽渗透膜并且流出阀体。
根据其它特征，阀体具有在上部容器安装端和相对端之间延伸的周壁。阀体限定阀体座和至少一个阀孔。蒸汽渗透膜布置成与至少一个阀孔相邻。浮子还包括构造成密封地接合阀体座的浮子密封件。阀体限定阀体窗。浮子限定浮子窗。在关闭位置，允许蒸汽经过阀体窗、经过浮子窗和经过蒸汽渗透膜。
根据附加特征，填注限制排气阀还包括围绕阀体安装的夹紧件。夹紧件围绕蒸汽渗透膜对齐。夹紧件还包括从其上延伸出的一系列指形部，该指形部包括夹紧远端部分。阀体包括突出脊部，该突出脊部具有在其上形成的相应的斜坡部分。指形部的夹紧远端部分构造成在所述斜坡部分上滑动直到越过突出脊部，于是指形部被定位到装配位置。阀体还可以包括边缘，该边缘具有在其中形成的凹口。夹紧件包括定位突片，该定位突片构造成在装配位置定位在凹口中以阻止夹紧件旋转。
附图说明
从详细描述和附图中将更加完全地理解本发明，其中：
图1是包含根据本发明的一个示例构造的填注限制排气阀的还原剂容器的示意图；
图2是图1的填注限制排气阀的分解图，该填注限制排气阀包含阀体、蒸汽渗透膜、夹紧件和浮子；
图3是图2的填注限制排气阀的剖视图，示出浮子处于常开位置，允许沿着第一排气路径围绕浮子和流出阀出口连接器体的排气；
图4是图3的填注限制排气阀的剖视图，示出浮子向上移动到关闭位置，其中蒸汽沿着第二排气路径经过蒸汽渗透膜排出，该蒸汽渗透膜阻止液体从中经过；
图5A是本发明的填注限制排气阀的阀体、膜和夹紧件的局部透视图，示出夹紧件处于未装配位置；
图5B是图5A的阀体、膜和夹紧件的局部透视图，示出处于装配位置；
图6是根据本发明的其它特征构造的填注限制排气阀的剖视图；
图7是图6的填注限制排气阀的剖视图，示出浮子处于常开位置，允许沿着第一排气路径围绕浮子和经过阀出口连接器体离开的排气；
图8是图7的填注限制排气阀的剖视图，示出浮子处于关闭位置，其中蒸汽沿着第二排气路径经过蒸汽渗透膜排出，该蒸汽渗透膜阻止液体从中经过；和
图9是图8的填注限制排气阀的剖视图，示出在翻转情况期间不允许液体经过阀出口连接器体。
具体实施方式
现在首先参照图1，示出根据本发明的一个示例构造的填注限制排气阀，并一般地以附图标记10标识。填注限制排气阀10作为选择性催化还原(SCR)系统12的一部分示出，该系统12大体上包括具有填注颈22的液体还原剂容器20。填注颈22在图1中被示出成具有在其中接纳的填注喷嘴24。
填注限制排气阀10布置成贯通车辆液体还原剂容器20的顶壁。填注限制排气阀10包括通过蒸汽再循环管线48连接的出口30。蒸汽再循环管线48可以在第一端部流体连接至填注颈22的上端并且在相对端连接至出口30。蒸汽再循环管线48可以提供从出口30流出的一部分蒸汽的蒸汽再循环。在再填注期间，可以通过在填注颈22中的液体还原剂流动的吸气效应促进再循环。
继续参考图1并现在附加地参考图2，将更加详细地描述填注限制排气阀10。填注限制排气阀10大体上包括阀体50、浮子54、蒸汽渗透膜56、夹紧件58、塞子60和阀出口连接器体62。浮子密封件66可以布置在浮子54上。浮子54构造成在阀体50中在常开位置(图3)和关闭位置(图4)之间移动。如从下文的讨论中将认识到的，蒸汽渗透膜56可以构造成允许蒸汽从中经过，而阻止液体从中经过。蒸汽渗透膜56可以是单个环形件或可以包括具有两个或多个部段的分置膜。
现在将更加详细地描述阀体50。阀体50大体上包括细长体70，该细长体70具有在上部容器安装端74和相对端76之间延伸的外周壁72。外周壁72限定接纳浮子54的阀内腔80。上部容器安装端74还可以包括边缘82、内环形凸缘84、外环形凸缘86和居间环形凸缘88。边缘82可以限定其上的定位凹口89。环形唇部90可以延伸到阀内腔80中并为浮子54限定上部行程界限。环形唇部90可以具有阀体座94并限定中心孔96。内环形凸缘84可以限定流体连接至填注限制排气阀10的出口30的阀体出口102。
阀体50的相对端(下端)76可以限定凹孔104，该凹孔104构造成接纳塞子60。塞子60可以具有腿部106，该腿部106构造成接合阀体50上的互补结构。塞子60可以限定塞子通道108。
大体上在上部容器安装端74处限定贯通阀体50的阀孔110。在所示具体示例中，阀孔110贯通环形唇部90和内环形凸缘84形成。在一种构型中，阀体50上设置有四个阀孔110，然而，可以包括更多或更少的阀孔110。如这里将更加充分描述地，阀孔110构造成对齐为用于与蒸汽渗透膜56协作，从而允许蒸汽从中经过。在所示示例中，蒸汽渗透膜56大体上抵靠阀孔110在上部容器安装端附近围绕阀体50的外周壁72安装。
一系列突出脊部112靠近上部容器安装端74从阀体50向外延伸出。各突出脊部112可以包括斜坡表面116和保持凸台118。如这里将描述地，突出脊部112可以将夹紧件58定位在突出脊部112和边缘82之间的位置。夹紧件58由此能够在膜56外侧围绕上部容器安装端74环形地嵌套。就此而言，夹紧件58可以包围和保护蒸汽渗透膜56。
现在将更加详细地描述浮子54。浮子54可以由刚性塑料材料形成，并且构造成如图3和4所示基于与液体还原剂的接触沿着上下方向响应或浮动。浮子54可以大体上包括浮体120，该浮体120包括外周部分122和内周部分124。从浮体120的上端130延伸出突起128。突起128限定将浮体密封件66保持在其上的颈部134。
现在参考图2和3，将更加详细地描述阀出口连接器体62。阀出口连接器体62可以大体上包括下连接凸缘140和环形裙缘142。阀出口连接器体62可以附加地包括内定位圈144和外定位圈146。
具体参考图5A和5B，将更加详细地描述夹紧件58。如上所述，夹紧件58构造成定位在阀体50的突出脊部112和边缘82之间(图5B)。夹紧件58包括从其上延伸出的一系列指形部152。指形部152包括夹紧远端部分154。定位突片158从夹紧件58延伸出并构造成定位在边缘82的凹口89处(图5B)。定位突片158和凹口89协作以阻止夹紧件58旋转。夹紧远端部分154可以构造成在突出脊部112的相应的斜坡表面116上滑动(逐渐向外变形)，直到越过脊部112，此时指形部152可以塑性扣合就位到装配位置。脊部112的相应凸台118可以约束和/或接合远端部段154以将夹紧件保持在装配位置(图5B)。
现在将描述根据本发明的一个示例的填注限制排气阀10的工作。首先参考图3，填注限制排气阀10在常开位置被示出。在常开位置，允许还原剂蒸汽沿着第一流径F1从液体还原剂容器20的内侧经过塞子通道108、围绕浮子54、经过中心孔96流动并且流出阀体出口102。在常开位置，还允许蒸汽沿着第二流径F2经过蒸汽渗透膜56、阀孔110流动并且流出阀体出口102。
现在参考图4，填注限制排气阀10在关闭位置被示出。在关闭位置，浮子54在阀内腔80中向上移动。当已经向液体还原剂容器20添加液体还原剂并且液体还原剂容器20达到“注满”水平时，可以导致浮子54向上移动。在关闭位置，浮子密封件66获得与阀体座94的密封位置。浮子密封件66和阀体座94由此堵塞液体还原剂和蒸汽经过中心孔96的流动。然而，仍然允许蒸汽沿着流径F2逸出还原剂容器20。具体地，允许蒸汽流经蒸汽渗透膜56、流经阀孔110和流出阀体出口102。在翻转情况下或当还原剂容器倒置时，浮体54将保持在关闭位置，并且将阻止液体还原剂经过阀体出口102泄露。
现在转向图6-9，将描述根据本发明的其它特征构造的填注限制排气阀410。填注限制排气阀410大体上包括阀体450，该阀体450具有阀出口452、浮子454和蒸汽渗透膜456。阀体450限定内腔458和阀体窗460。浮子454限定浮子窗462。浮子454还限定下部凹进部分470和上部凹进部分472。上部凹进部分472与蒸汽渗透膜456一起限定上部腔478。
在常开位置(图7)，允许蒸汽沿着流径F5围绕浮子454流动并且流出阀出口452。在关闭位置(图8)，浮子454向上移动以密封地接合阀体454。在关闭位置，允许蒸汽沿着流径F6经过阀体窗460、浮子窗462、蒸汽渗透膜456流动并且流出阀出口452。需要注意，液体还原剂不能经过蒸汽渗透膜456。可以阻塞上部腔478中的液体进一步移出填注限制排气阀410。在翻转位置(图9)，浮体454密封地接合阀体450并且阻止液体还原剂经过阀出口452离开。
用于阐述和说明的目的提供了对示例的上述说明。其并非旨在穷尽或限制本发明。具体示例的各个元素或特征通常不受限于特定示例，而是可以在可适用的示例中互换并且可以在所选示例中使用，即使没有具体示出或描述。示例也可以通过多种方式变化。这些变型不被认为是背离本发明，并且这些修改全部都意在被包括在本发明的范围内。

Claims (20)

1.一种构造成与还原剂容器一起使用的填注限制排气阀，该填注限制排气阀包括：
阀体，该阀体具有在上部容器安装端和相对端之间延伸的周壁，该阀体限定阀体座、至少一个阀孔和阀内腔；
蒸汽渗透膜，该蒸汽渗透膜布置成邻近所述至少一个阀孔，并且构造成允许蒸汽通过蒸汽渗透膜并进入所述至少一个阀孔中，而阻止液体从蒸汽渗透膜通过；
浮子，该浮子具有构造成被接纳在阀内腔中的浮体，该浮子还包括构造成密封地接合阀体座的浮子密封件；并且
该浮子能够在如下位置之间移动：(i)打开位置，其中蒸汽沿着第一流径流动经过阀内腔并且流出阀体；和(ii)关闭位置，其中浮子密封件密封地接合阀体座并且阻止蒸汽沿着第一流径流动，其中，允许蒸汽沿着第二流径流动经过蒸汽渗透膜、所述至少一个阀孔并且流出阀体。
2.根据权利要求1所述的填注限制排气阀，其中，阀体包括延伸到阀内腔中的环形唇部，该环形唇部为浮子限定上部行程界限。
3.根据权利要求2所述的填注限制排气阀，其中，环形唇部限定中心孔，第一流径沿着第一流径流经该中心孔。
4.根据权利要求2所述的填注限制排气阀，其中，阀体座在环形唇部上形成。
5.根据权利要求4所述的填注限制排气阀，其中，阀体包括环形凸缘，贯通所述环形凸缘形成所述至少一个阀孔。
6.根据权利要求1所述的填注限制排气阀，还包括：
夹紧件，该夹紧件在上部容器安装端处围绕阀体的周壁安装，该夹紧件围绕蒸汽渗透膜对齐。
7.根据权利要求6所述的填注限制排气阀，其中，夹紧件还包括从夹紧件上延伸出的一系列指形部，该指形部包括夹紧远端部分。
8.根据权利要求7所述的填注限制排气阀，其中，阀体包括突出脊部，所述突出脊部具有在突出脊部上形成的相应的斜坡部分，其中，指形部的夹紧远端部分构造成在所述斜坡部分上滑动直到越过突出脊部，由此指形部定位到装配位置。
9.根据权利要求8所述的填注限制排气阀，其中，阀体还包括边缘，所述边缘具有在边缘中形成的凹口，其中，夹紧件包括定位突片，该定位突片构造成在装配位置定位在凹口中以阻止夹紧件旋转。
10.一种构造成与还原剂容器一起使用的填注限制排气阀，该填注限制排气阀包括：
阀体，该阀体限定内腔并具有阀出口；
具有浮体的浮子，该浮体构造成被接纳在所述内腔中并且构造成密封地接合阀体；
蒸汽渗透膜，该蒸汽渗透膜布置在排气阀中，该蒸汽渗透膜构造成允许蒸汽通过而阻止液体通过；并且
该浮子能够在如下位置之间移动：(i)打开位置，其中蒸汽沿第一流径流动经过阀内腔并且流出阀体；和(ii)关闭位置，其中浮子密封地接合阀体并且阻止蒸汽沿着第一流径流动，其中，允许蒸汽沿着第二流径流动经过蒸汽渗透膜并且流出阀体。
11.根据权利要求10所述的填注限制排气阀，其中，阀体具有在上部容器安装端和相对端之间延伸的周壁，该阀体限定阀体座和至少一个阀孔。
12.根据权利要求11所述的填注限制排气阀，其中，蒸汽渗透膜布置成邻近所述至少一个阀孔。
13.根据权利要求12所述的填注限制排气阀，其中，浮子还包括构造成密封地接合阀体座的浮子密封件。
14.根据权利要求10所述的填注限制排气阀，其中，阀体限定阀体窗。
15.根据权利要求14所述的填注限制排气阀，其中，浮子限定浮子窗，其中在关闭位置，允许蒸汽通过阀体窗、通过浮子窗和通过蒸汽渗透膜。
16.根据权利要求10所述的填注限制排气阀，还包括：
围绕阀体安装的夹紧件，该夹紧件围绕蒸汽渗透膜对齐，其中，该夹紧件还包括从夹紧件上延伸出的一系列的指形部，该指形部包括夹紧远端部分。
17.根据权利要求16所述的填注限制排气阀，其中，阀体包括突出脊部，该突出脊部具有在突出脊部上形成的相应的斜坡部分。
18.根据权利要求17所述的填注限制排气阀，其中，指形部的夹紧远端部分构造成在所述斜坡部分上滑动直到越过突出脊部，由此指形部定位到装配位置。
19.根据权利要求18所述的填注限制排气阀，其中，阀体还包括边缘，该边缘具有在边缘中形成的凹口。
20.根据权利要求19所述的填注限制排气阀，其中，夹紧件包括定位突片，该定位突片构造成在装配位置定位在所述凹口中以阻止夹紧件旋转。
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