CN107975403B - 用于车辆的尿素箱的阀装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于车辆的尿素箱的阀装置，该阀装置包括：壳体，其被配置成在壳体中储存尿素溶液；尿素溶液注入管，其在穿过壳体的同时延伸到壳体的内部，尿素溶液注入管被配置成柔性地弯曲，并且在其一端处设有尿素溶液注入阀；以及浮子，其安装在尿素溶液注入管上，并且被配置成通过使尿素溶液注入管在壳体中的尿素溶液的浮力作用下而上升和弯曲，来防止尿素溶液注入阀浸没在尿素溶液中。

Description

用于车辆的尿素箱的阀装置
技术领域
本公开总体上涉及一种用于车辆的尿素箱的阀装置。
背景技术
近年来，随着环境问题变得更为重要，已按照废气法规，采用了各种用于减少废气中含有的诸如NOx、CO和颗粒物(PM)等有害物质的后处理装置。
通常，这些后处理装置包括靠近发动机安装的柴油氧化催化剂(DOC，DieselOxidation Catalyst)，并且执行非甲烷碳氢化合物、用于捕集颗粒物的柴油颗粒过滤器(DPF，Diesel Particulate Filter)以及通过还原作用净化NOx的选择性催化还原(SCR，Selective Catalytic Reduction)催化剂的转化。
特别地，在SCR催化剂的情况下，当将尿素溶液注入到位于其前端的计量模块中，以将NOx净化性能保持在预定或更高水平时，尿素溶液在废气的热量下热解，并且SCR催化剂吸附由SCR催化剂通过水解产生的氨(NH3)，然后所吸附的氨与NOx反应以净化。
在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的一个方面提供一种用于车辆的尿素箱的阀装置，其中在注入尿素溶液期间ICV阀浸没在尿素溶液中，并且在尿素溶液的注入完成之后，防止ICV阀浸没在尿素箱中的尿素溶液中。
本发明的另一方面提供一种用于车辆的尿素箱的元件和阀装置，该阀装置包括：壳体，其被配置成在壳体中储存尿素溶液；尿素溶液注入管，其在穿过壳体的同时延伸到壳体的内部，尿素溶液注入管被配置成柔性地弯曲，并且在其一端处设有尿素溶液注入阀；以及浮子，其安装在尿素溶液注入管上，并且通过使尿素溶液注入管在壳体中的尿素溶液的浮力作用下而上升和弯曲，来防止尿素溶液注入阀浸没在尿素溶液中。
尿素溶液注入管可包括：第一延伸部，其在穿过壳体的同时延伸到壳体的内部；连接部，其连接到第一延伸部的端部，并且被配置成柔性地弯曲；以及第二延伸部，其连接到连接部，并且设有尿素溶液注入阀以及靠近尿素溶液注入阀的浮子。
第一延伸部可以以第一延伸部穿过壳体的上部且以预定的倾斜角度朝向壳体的下部延伸的方式安装在壳体上，且预定的倾斜角度是固定的。
连接部可以由柔性可变形材料制成，并具有多个褶皱。
第二延伸部可以在其第一端处连接到连接部，并且在其第二端处设有尿素溶液注入阀，其中浮子设置在尿素溶液注入阀的下侧。
浮子可包括：固定部，其固定在尿素溶液注入管上；以及空气球，其从固定部向下延伸，以放置在尿素溶液注入阀的下侧，并且被气密密封且其中具有空气。
尿素溶液注入阀可包括：阀外壳，其安装在尿素溶液注入管的端部；以及门部件，其设置在阀外壳的开口处，以便正常地关闭阀外壳的开口，并且连接到弹性弹簧，以便沿着关闭阀外壳的开口的方向被弹性偏压。
尿素溶液注入阀可包括：阀壳体，其入口部安装到尿素溶液注入管的端部，并且被配置成使得阀壳体的出口部沿周向打开；以及止动件，其设置在阀壳体的出口部，以便在复位弹簧弹性偏压作用下正常关闭阀壳体的出口部，并且在因尿素溶液的注入压力而受压时，打开阀壳体的出口部。
阀壳体的出口部的一端可被封闭，并且可设有在其周面上以规则间隔形成的多个孔。
设置在阀壳体的出口部处的止动器被配置成圆锥状，并且被安装成使得其锥形表面指向阀壳体的入口部。
根据上述配置的用于车辆的尿素箱的阀装置，通过安装在尿素溶液注入管上的浮子的作用下使尿素溶液注入管柔性弯曲，以便可防止尿素溶液注入阀浸没在尿素箱内的尿素溶液中。因此，根据本发明实施方式的配置可以防止尿素溶液阀在冬季尿素溶液冷冻时受损。
另外，在注入尿素溶液时，在尿素溶液的流动压力下使尿素溶液注入管被拉直，使得浮子被强制性地浸没在尿素溶液箱内的尿素溶液中，从而使尿素溶液注入阀浸没在其中。因此，根据本发明的实施方式，可以将尿素溶液有效地注入到尿素箱中。
附图说明
通过下面结合附图的详细描述，将更清楚地理解本发明的上述和其它特征和优点，其中：
图1是示出根据本发明一个实施方式的用于车辆的尿素箱的阀装置的图；
图2是示出图1所示的用于车辆的尿素箱的阀装置的尿素溶液注入管和浮子的图；
图3至图4是示出用于图1所示的用于车辆的尿素箱的阀装置的图；
图5是示出根据图1所示的用于车辆的尿素箱的阀装置的尿素溶液注入阀的第一实施方式的图；以及
图6是示出根据图1所示的用于车辆的尿素箱的阀装置的尿素溶液注入阀的第二实施方式的图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施例。在所有附图中，相同的附图标记指代相同的或类似的部件。
尿素溶液储存在尿素箱中，在该尿素箱中设有用于将尿素溶液注入到尿素箱中的加注口颈部(filler neck)。加注口颈部设有进口止回阀(ICV,inlet check valve)，使得ICV通常关闭，而在注入尿素溶液时，ICV被打开以向尿素箱填充尿素溶液。
尿素溶液在低温下会像水一样结冰。在温度低的冬季，在将ICV阀浸没在尿素箱内的尿素溶液中的状态下，在尿素溶液结冰时，ICV阀存在因尿素溶液的体积膨胀而被损坏的风险。
为了避免ICV阀损坏，禁止ICV阀浸没在尿素箱内的尿素溶液中。然而，在装载尿素溶液过程中，为了避免过度填充尿素溶液，ICV阀被浸没在尿素溶液中。
图1是示出根据本发明一个实施方式的用于车辆的尿素箱的阀装置的图；图2是示出图1所示的用于车辆的尿素箱的阀装置的尿素溶液注入管和浮子的图；图3至图4是示出用于图1所示的用于车辆的尿素箱的阀装置的图；图5是示出图1所示的用于车辆的尿素箱的阀装置的尿素溶液注入阀的第一实施方式的图；以及图6是示出根据图1所示的用于车辆的尿素箱的阀装置的尿素溶液注入阀的第二实施方式的图。
参考图1，根据本发明实施方式的用于车辆的尿素箱的阀装置包括：壳体或外壳100，其中储存尿素溶液；尿素溶液注入管200，其在穿过壳体的同时延伸到壳体内部，尿素溶液注入管200被配置成柔性地弯曲，并且在尿素溶液注入管200的端部设有尿素溶液注入阀220；以及浮子装置300，其安装在尿素溶液注入管200上，并且通过在壳体100中的尿素溶液作用在尿素溶液注入管200上的浮力，使尿素溶液注入管200上升和弯曲，从而防止尿素溶液注入阀220浸没在尿素溶液中。
由此，根据本发明实施方式的装置配置有壳体100、尿素溶液注入管200和浮子装置300。壳体100被设置成在其中储存尿素溶液，并且尿素溶液注入管200被设置成将尿素溶液注入到壳体100中。
具体地，尿素溶液注入管200被配置成能够柔性地弯曲，并且浮子装置300安装其上。参考图3，浮子装置300在储存在壳体100中的尿素溶液的浮力作用下而上升，使得尿素溶液注入管200基于浮子装置300的移动而弯曲。因此，防止尿素溶液注入阀200浸没在存储在壳体100内的尿素溶液中。以这种方式，设置在尿素溶液注入管200中的尿素溶液注入阀220，保持在被提升到存储在壳体100中的尿素溶液的表面上方的状态。因此，可以防止尿素溶液注入阀220在尿素溶液因冬季低温冻结所引起的体积膨胀而受到损坏。
另外，参考图4，当尿素溶液通过尿素溶液注入管200被注入到壳体100中时，尿素溶液注入管200在尿素溶液的流动压力作用下，被柔性地弯曲以使其变直。在此，安装在尿素溶液注入管200上的浮子装置300也在尿素溶液的流动压力作用下被强制浸没在存储在壳体100内的尿素溶液中，因此，尿素溶液注入管220浸没在存储在壳体100内的尿素溶液中。因此，通过尿素溶液注入阀220引入的尿素溶液可有效地被供应到储存在壳体100中的尿素溶液中。
因此，在本发明的实施方式中，尿素溶液注入阀220通常保持在储存在壳体100中的尿素溶液的表面上方的提升状态，以便可以防止尿素溶液注入阀220在尿素溶液冻结时被损坏。另一方面，当注入尿素溶液时，尿素溶液注入阀220浸没在存储在壳体100内的尿素溶液中，因此能够高效地注入尿素溶液。
在本发明的实施方式中，参考图2，尿素溶液注入管200包括：第一延伸部240，其在穿过壳体的同时在壳体内延伸；连接部260，其连接到第一延伸部240的端部，并且被配置成柔性地弯曲；以及第二延伸部280，其连接到连接部260，并且设有尿素溶液注入阀220以及与尿素溶液注入阀220相邻的浮子装置300。
由此，尿素溶液注入管200由第一延伸部240、连接部260和第二延伸部280构成。在此，第一延伸部240在穿过壳体100的同时延伸到壳体100内部，并固定安装在壳体100上。在此，第一延伸部240通过设置在壳体100外侧的加注口颈部120安装到壳体100，以具有稳定的安装结构。
在实施方式中，第一延伸部240可以安装在壳体100上，以使第一延伸部240穿过壳体100的上部，并以预定的倾斜角度朝向壳体100的下部延伸，该预定的倾斜角度是固定的。以此方式，第一延伸部240以预定的倾斜角度固定地安装在壳体100的上部，使得尿素溶液通过第一延伸部240被有效地引入到壳体100中，以满足预定的倾斜角度。此外，在注入尿素溶液时，连接部260和第二延伸部280以尿素溶液注入阀220能够被浸没在存储于壳体100中的尿素溶液中的方式，在尿素溶液的流动压力作用下被拉直。在此，第一延伸部240和第二延伸部280的周向表面可设有弹性体，以便在注入尿素溶液时，当浮子装置300在壳体100中的尿素溶液的浮力作用下被提升时，连接部260被拉直而不旋转。因此，可以引导尿素溶液注入阀220有效地浸没在存储于壳体100中的尿素溶液中。弹性体可以是板簧。
同时，连接部260可以由柔性可变形材料制成，并且可具有多个褶皱。连接部260可以由橡胶材料制成，并且可以具有多个周向褶皱，因此连接部260可以容易地以预期角度弯曲和变形。
同时，第二延伸部280可以在其第一端连接到连接部260，并且在其第二端设有尿素溶液注入阀220，浮子装置300设置在尿素溶液注入阀220的下侧。换句话说，第二延伸部280在其第一端连接到连接部260，使得其安装角度可以因连接部260的变形而改变。进一步地，第二延伸部280在其第二端设置有尿素溶液注入阀220，使得通过第一延伸部240和连接部260引入的尿素溶液可以通过尿素溶液注入阀220排出到壳体100内。
具体地，第二延伸部280设有浮子装置300。在此，浮子装置300布置在尿素溶液注入阀220的下侧，以便当浮子装置300通过由存储在壳体100中的尿素溶液作用于其上的浮力而提升到尿素溶液的表面上方时，基于浮子装置300的移动，将尿素溶液注入阀220提升到尿素溶液的表面上方，以便不浸没在存储于壳体100内的尿素溶液中。
由此，尿素溶液注入管200配置有第一延伸部240、连接部260和第二延伸部280，以便在置于第二延伸部280上的浮子装置300在因储存在壳体100中的尿素溶液作用其上的浮力作用下被提升时，连接部260以使尿素溶液注入阀220能够被保持不浸没在储存于壳体100中的尿素溶液中的方式，基于浮子装置300的移动而弯曲。此外，当注入尿素溶液时，在通过第一延伸部240注入的尿素溶液的流动压力作用下，使连接部260和第二延伸部280变直，以满足第一延伸部240的预定倾斜角度。因而，能够有效地将尿素溶液注入到壳体10内。
同时，参考图2，浮子装置300包括：固定部320，其固定于尿素溶液注入管；以及空气球340，其从固定部320向下延伸，以放置在尿素溶液注入阀220的下侧，并且被气密密封，其中具有空气。
由此，浮子装置300配置有固定部320和空气球340。固定部320被配置成包围尿素溶液注入管200，并且固定安装在尿素溶液注入管200上。空气球340设置在固定部320的下侧，并且被气密密封且其中具有空气，使得浮子装置300能够被提升到存储于壳体100中的尿素溶液的表面上方。因此，提供浮子装置300使得尿素溶液注入管200在因存储在壳体100中的尿素溶液作用其上的浮力作用下而提升，以便防止尿素溶液注入阀220被浸入到存储于壳体100内的尿素溶液中。
然而，在本发明的实施方式中，当通过尿素溶液注入管200注入尿素溶液时，浮子装置300在尿素溶液的流动压力作用下，浸没在存储于壳体100内的尿素溶液中。为此，考虑到该要求来确定空气球340的尺寸。
同时，参考图5，尿素溶液注入阀220具有：阀外壳202a，其安装在尿素溶液注入管200的端部；以及门部件206a，其设置在阀外壳202a的开口处以便正常地关闭阀外壳202a的开口，并且连接到弹性弹簧204a以便沿着关闭阀外壳202a的开口的方向弹性偏压。
这是尿素溶液入口阀220的第一实施方式。固定到尿素溶液入口200的端部的阀外壳202a设置有门部件206a，该门部件206a由弹性弹簧204a以使门部件206a在弹性弹簧204a的弹力作用下正常关闭阀外壳202a的开口的方式，被弹性支撑在关闭阀外壳202a的开口的方向上，并且当通过尿素溶液注入管200注入尿素溶液时，门部件206a在尿素溶液的流动压力下打开，以便将尿素溶液供应到壳体100中。
同时，参考图6，尿素溶液注入阀220包括：阀壳体202b，其入口部安装到尿素溶液注入管200的端部，并且被配置成使得阀壳体202b的出口部204b周向打开；以及止动件208b，其设置在阀壳体202b的出口部204b处，以便在复位弹簧206b的作用下弹性偏压，从而正常地关闭阀壳体202b的出口部204b，并且在因尿素溶液的注入压力而受力时，打开阀壳体202b的出口部204b。
这是尿素溶液注入阀220的第二实施方式。阀壳体202b在入口部安装到尿素溶液注入管200的端部，使得阀壳体202b的出口部204b沿周向打开，使得尿素溶液流过。阀壳202b的出口部204b在复位弹簧206b的弹性偏压作用下，由止动件208b打开和关闭。
在此，阀壳体202b的出口部204b在其一端被封闭，并且在其周面上以规则间隔设有多个孔，使得尿素溶液可以流过。同时，设置在阀壳体100的出口部处的止动件208b被配置为圆锥形，并且被安装成使得其锥形表面指向阀壳体202b的入口部。因此，止动件208b能够有效地关闭阀壳体202b的出口部204b，并且在因尿素溶液的流动压力而受力时，还能够有效地打开阀壳202b的出口部204b。在此，止动件208b在安装于止动件208b的锥形表面的两侧的复位弹簧206b的作用下，沿着关闭阀壳体202b的出口部204b的方向被弹性偏压。
在下文中，将描述根据本发明的实施方式的操作。
参考图1，当储存在壳体100中的尿素溶液不足时，尿素溶液注入管200的第一延伸部240保持在预定的倾斜角度，并且通过连接部260连接到第一延伸部240的第二延伸部280，在尿素溶液注入阀220和浮子300的自重作用下向下方保持弯曲。
参考图4，当在该状态下向壳体100内注入尿素溶液时，尿素溶液注入管200的连接部260和第二延伸部280，在尿素溶液的流动压力下被拉直，以满足第一延伸部240的预定的倾斜角度。在此，安装在第二延伸部280上的浮子装置300和尿素溶液注入阀220，保持被浸没在存储于壳体100内的尿素溶液中的状态。因此，尿素溶液能够有效地供应到壳体100中。
以这种方式，当壳体100充足地填充有尿素溶液时，停止注入尿素溶液。因此，设置在第二延伸部280的浮子装置300，在存储于壳体100中的尿素溶液的浮力作用下被提升，因此连接部260被弯曲，使得设置在第二延伸部280处的尿素溶液注入阀220保持在被提升到尿素溶液的表面之上的状态，而不浸没在尿素溶液中。因此，可以防止尿素溶液注入阀220在冬季冻结时被损坏。
在实施方式中，参考图1至图6，尿素供应管200包括位于箱外壳100内的近端部240、远端部280和柔性部260。管200还包括附接到远端部280的端部的阀220。近端部240相对于水平面倾斜，使得在向容器供应尿素溶液时，尿素溶液沿着倾斜的近端部向下流动。近端部240和远端部280是刚性的。柔性部或连接部260比近端部240和远端部280更具柔性。柔性部260变形以使远端部280围绕柔性部260摆动或上下旋转。
在实施方式中，管包括附接到远端部280并漂浮在包含在箱中的尿素溶液中的浮子或空气球340，以便在未装载尿素溶液时抑制阀220浸没在尿素溶液中。在装载尿素溶液时，尿素溶液的流动使得远端部280向下延伸，并且相对于水平面倾斜，使得尿素溶液向下流动。
在实施方式中，在装载尿素之后，浮子340在尿素溶液中的浮力作用下向上推动远端部280围绕柔性部260向上旋转，柔性部260变形以允许这种旋转。当尿素溶液的水位下降时，浮子340和远端部280在重力作用下下降，并且柔性部260变形以使远端部280能够实现这种运动。当浮子340漂浮在尿素溶液中时，远端部280具有第一方位、第二方位和第三方位中的一个。远端部280在第一方位上从柔性部260向下延伸，在第二方位上水平延伸，并且在第三方位上从柔性部260向上延伸。在一个实施方式中，浮子340相对于柔性部260、远端部280和阀220的位置，被确定为以便在未装载尿素溶液时，在远端部280的第一方位、第二方位和第三方位中的任一个方位上，只要浮子340接触尿素溶液，附接到远端部280的阀220就不接触尿素溶液。
虽然已经出于说明的目的，对本发明的实施方式进行描述，然而，本领域技术人员应该理解，在不脱离如所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神的情况下，还可以进行各种修改、添加和替换。

Claims (9)

1.一种用于车辆的尿素箱的阀装置，所述阀装置包括：
壳体，其被配置成在所述壳体中储存尿素溶液；
尿素溶液注入管，其在穿过所述壳体的同时延伸到所述壳体的内部，所述尿素溶液注入管被配置成柔性地弯曲，并且在其一端处设有尿素溶液注入阀；以及
浮子，其安装在所述尿素溶液注入管上，并且被配置成通过使所述尿素溶液注入管在所述壳体中的尿素溶液的浮力作用下而上升和弯曲，来抑制所述尿素溶液注入阀浸没在尿素溶液中，
其中所述尿素溶液注入管包括：
第一延伸部，其在穿过所述壳体的同时延伸到所述壳体的内部；
连接部，其连接到所述第一延伸部的端部，并且被配置成柔性地弯曲；以及
第二延伸部，其连接到所述连接部，并且设有所述尿素溶液注入阀以及靠近所述尿素溶液注入阀的所述浮子。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的尿素箱的阀装置，其中所述第一延伸部以所述第一延伸部穿过所述壳体的上部且以预定的倾斜角度朝向所述壳体的下部延伸的方式安装在所述壳体上，其中所述预定的倾斜角度是固定的。
3.根据权利要求1所述的用于车辆的尿素箱的阀装置，其中所述连接部由柔性可变形材料制成，并具有多个褶皱。
4.根据权利要求1所述的用于车辆的尿素箱的阀装置，其中所述第二延伸部在其第一端处连接到所述连接部，并且在其第二端处设有所述尿素溶液注入阀，其中所述浮子设置在所述尿素溶液注入阀的下侧。
5.根据权利要求1所述的用于车辆的尿素箱的阀装置，其中所述浮子包括：
固定部，其固定在所述尿素溶液注入管上；以及
空气球，其从所述固定部向下延伸，以放置在所述尿素溶液注入阀的下侧，并且被气密密封且其中具有空气。
6.根据权利要求1所述的用于车辆的尿素箱的阀装置，其中所述尿素溶液注入阀包括：
阀外壳，其安装在所述尿素溶液注入管的端部；以及
门部件，其设置在所述阀外壳的开口处，以便正常地关闭所述阀外壳的开口，并且连接到弹性弹簧，以便沿着关闭所述阀外壳的开口的方向被弹性偏压。
7.根据权利要求1所述的用于车辆的尿素箱的阀装置，其中所述尿素溶液注入阀包括：
阀壳体，其入口部安装到所述尿素溶液注入管的端部，并且被配置成使得所述阀壳体的出口部沿周向打开；以及
止动件，其设置在所述阀壳体的出口部，以便在复位弹簧弹性偏压作用下正常关闭所述阀壳体的出口部，并且在因尿素溶液的注入压力而受压时，打开所述阀壳体的出口部。
8.根据权利要求7所述的用于车辆的尿素箱的阀装置，其中所述阀壳体的出口部的一端被封闭，并且设有在其周面上以规则间隔形成的多个孔。
9.根据权利要求7所述的用于车辆的尿素箱的阀装置，其中设置在所述阀壳体的出口部处的所述止动器被配置成圆锥状，并且被安装成使得其锥形表面指向所述阀壳体的入口部。
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