CN108263720A - 防泄漏装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防泄漏装置，用于具有平衡孔的液体收容器，包括：U形管，U形管具有一对称中心线，U形管包括相对于对称中心线对称设置的安装侧管段和自由侧管段，安装侧管段装设于液体收容器顶壁的内侧且与平衡孔对应相通，安装侧管段可绕该平衡孔的中心轴线转动，在垂直于对称中心线的方向上安装侧管段还开设有通气孔；第一密封塞，可活动地容纳在自由侧管段的内部；第二密封塞，可活动地容纳在安装侧管段的内部，并在第一密封塞和第二密封塞之间的U形管的管段中填充有液体介质；当液体收容器发生倾斜时，第二密封塞阻挡通气孔以关闭液体收容器与外界大气相通的通道。本发明的目的在于提供一种倾倒角度小且无倾倒方向限制的用于液体收容器的防泄漏装置。

Description

防泄漏装置

技术领域

本发明涉及交通工具领域或家电领域，更具体地，涉及一种用于液体收容器的防泄漏装置。

背景技术

在密闭的油箱或水箱上面，为了顺利的加油(水)或出油(水)，一般需要在油箱或水箱上面设置平衡孔，用以平衡油箱内外的气压。但是在油箱或水箱发生倾倒时，油或水会通过平衡孔流出，产生污染或发生危险，因此需要在平衡孔上增加防泄漏装置，在油箱或水箱发生倾斜超过一定角度时，能够关闭平衡孔，当油箱或水箱恢复到能正常工作角度时，平衡孔又能够正常工作。

已有方案主要是通过在阀门口设置滚珠或浮子或两种方式的组合，当油箱或水箱发生倾倒时，滚珠在重力作用下滚动到平衡孔出口，或油进入平衡孔后利用浮力将浮子浮起，或带动其它结构完成平衡孔密封。采用以上装置有以下缺点：

1、采用滚珠利用重力的方式，只有在油箱倾倒90度以上时，才能够完全封住平衡孔；

2、采用浮子利用浮力的方式，也需要在油箱倾斜角度比较大时，才能产生足够的浮力封住平衡孔；

3、如果采用圆锥形凹坑放置滚珠或浮子，可以使倾斜角度较小时，就可以封住平衡孔，但是这样子会造成油箱倾倒时需要有方向性，即只能倒向可以减少倾斜角度一侧。

发明内容

针对相关技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有角度可调整且在较小倾斜角度时也能关闭液体收容器平衡孔的防泄漏装置。

本发明提供一种防泄漏装置，用于具有平衡孔的液体收容器，包括：

U形管，U形管具有一对称中心线，U形管包括相对于对称中心线对称设置的安装侧管段和自由侧管段，安装侧管段装设于液体收容器顶壁的内侧且与平衡孔对应相通，安装侧管段可绕平衡孔的中心轴线转动，在垂直于对称中心线的方向上安装侧管段还开设有通气孔；

第一密封塞，可活动地容纳在自由侧管段的内部；

第二密封塞，可活动地容纳在安装侧管段的内部，并在第一密封塞和第二密封塞之间的U形管的管段中填充有液体介质；

当液体收容器发生倾斜时，第二密封塞阻挡通气孔以关闭液体收容器与外界大气相通的通道。

根据本发明，安装侧管段的端部在圆周方向上设置一凸缘，U形管上套设一止挡圈，止挡圈抵靠在凸缘的下表面而将凸缘贴设于顶壁的内侧，且凸缘可在止挡圈内转动以实现安装侧管段可绕平衡孔的中心轴线转动。

根据本发明，第一密封塞包括开口方向相反的两个碗形结构，两个碗形结构构造为柔性件且底部相互连接，并且每个碗形结构的外径等于U形管的内径。

根据本发明，第二密封塞包括一连接杆及设于连接杆两端的通气孔封堵部和管段密封部，连接杆在U形管径向上的尺寸小于U形管的内径，管段密封部的结构与第一密封塞的结构相同。

根据本发明，通气孔的数量为两个，分别位于安装侧管段的径向的相对两侧，通气孔封堵部包括两个相对且平行设置的通气平面以及连接两个相对的通气平面的两个相对的第一阻挡弧面，两个相对的第一阻挡弧面所构成的圆柱体的直径等于U形管的内径，当液体收容器倾斜时，两个第一阻挡弧面分别阻挡两个通气孔。

根据本发明，第一阻挡弧面的面积大于通气孔的面积，且两个通气平面之间的距离大于通气孔的直径。

根据本发明，在液体收容器处于水平位置时，两个通气孔与连接杆的位置对应，以使液体收容器内的气流穿过两个通气孔流经通气平面而在平衡孔处与外界大气相通。

根据本发明，通气孔的数量为两个，分别位于安装侧管段的径向的相对两侧，通气孔封堵部为圆柱形构造，通气孔封堵部包括一圆顶面、圆底面及连接圆顶面和圆底面的第二阻挡弧面，在通气孔封堵部的轴向方向上开设有多个通孔，通孔穿过圆顶面和圆底面，当液体收容器倾斜时，第二阻挡弧面阻挡两个通气孔。

根据本发明，在液体收容器处于水平位置时，两个通气孔与连接杆的位置对应，以使液体收容器内的气流穿过两个通气孔流经多个通孔而在平衡孔处与外界大气相通。

根据本发明，自由侧管段的端部和安装侧管段的端部分别设有向U形管的内部突出的第一止动结构和第二止动结构，第一止动结构用于防止第一密封塞滑出及第二止动结构用于防止第二密封塞滑出。

根据本发明，U形管的各尺寸参数、第二密封塞的各尺寸参数、液体介质的尺寸参数、通气孔的尺寸参数以及液体收容器的最小倾斜角度之间满足如下关系：

L＝c-c'＝e'-e

c+d+e＝c'+d+e'

b＝2*L+Dh

L＝d/2*tanα

V＝Du²*(c+d+h)/4

c＝h-(b/2+f)

其中，Dh为通气孔的直径，Du为U形管的内径，a为第二密封塞的通气孔封堵部的高度，b为第二密封塞的连接杆的长度，c和e为液体介质的初始液面高度，d为U形管底部的长度，c'和e'为液体收容器倾斜后液体介质的液面高度,α为液体收容器可实现密封的最小倾斜角度，L为第二密封塞的最大行程，h为通气孔与U形管的连接部之间的距离，f为管段密封部的高度。

根据本发明，安装侧管段的内壁在平行于对称中心线的方向上设置有一导向槽，导向槽与通气孔连接，第一阻挡弧面在导向槽内滑动，用于确保在液体收容器倾斜时第一阻挡弧面能够阻挡通气孔。

本发明的有益技术效果在于：

本发明的防泄漏装置通过将U形管的安装侧管段的端部可旋转且密封地安装在液体收容器的内壁上，将第一密封塞可活动地容纳在自由侧管段的内部，将第二密封塞可活动地容纳在安装侧管段的内部，并且利用连通器原理，当所述液体收容器发生倾斜时，通过填充在第一密封塞和第二密封塞之间的U形管的管段中的液体介质拉动第二密封塞关闭所述液体收容器与外界大气相通的通道。从而使得液体收容器在较小角度时也能关闭液体收容器的平衡孔，其工作角度范围较大的特点，同时由于U形管可360度旋转，在重力的作用下自动调整姿态而使平衡孔的关闭不受倾倒方向限制。

附图说明

图1是包括本发明防泄漏装置的液体收容器的示意图。

图2是本发明的防泄漏装置在正常工作的示意图。

图3是本发明的防泄漏装置在倾倒状态的示意图。

图4是本发明的第二密封塞的第一实施例的立体示意图。

图5是本发明的第二密封塞的第二实施例的立体示意图。

图6是本发明的U形管的立体示意图。

图7是本发明的第一密封塞的立体示意图。

具体实施方式

参照图1和图2，本发明提供一种防泄漏装置，用于防止液体收容器60倾斜时发生泄漏。其中，液体收容器60具有一顶壁61，在顶壁61上开设有平衡孔62。防泄漏装置70包括：U形管10，U形管10具有一对称中心线15，U形管10包括相对于对称中心线15对称设置的安装侧管段11和自由侧管段12，安装侧管段11装设于顶壁61的内侧且与平衡孔62对应相通，安装侧管段11可绕平衡孔62的中心轴线转动，在垂直于对称中心线15的方向上安装侧管段11还开设有通气孔40；第一密封塞20，可活动地容纳在自由侧管段12的内部；第二密封塞30，可活动地容纳在安装侧管段11的内部，并在第一密封塞20和第二密封塞30之间的U形管的管段中填充有液体介质50；当液体收容器60发生倾斜时，第二密封塞30阻挡通气孔40以关闭液体收容器60与外界大气相通的通道。本发明的防泄漏装置通过将U形管10的安装侧管段11的端部可旋转且密封地安装在液体收容器60的顶壁61的内侧上，将第一密封塞20可活动地容纳在自由侧管段12的内部，将第二密封塞30可活动地容纳在安装侧管段12的内部，并且利用连通器原理，当所述液体收容器60发生倾斜时，通过填充在第一密封塞20和第二密封塞30之间的U形管10的管段中的液体介质50拉动第二密封塞关闭所述液体收容器60与外界大气相通的通道。从而使得液体收容器在发生较小倾斜角度时也能关闭液体收容器60的平衡孔62，其工作角度范围较大的特点，同时由于U形管的360度旋转使平衡孔62的关闭不受倾倒方向限制。换个角度讲，可参照图3，当所述液体收容器60向右侧倾斜，U形管10便在重力的作用下旋转至所述安装侧管段11处于高位而所述自由侧管段12处于低位的状态，同时液体介质50的重心发生变化，所述第一密封塞20随着液体介质50而发生下滑，所述第二密封塞30被液体介质50托起并阻挡所述通气孔40，以关闭所述液体收容器60与外界大气相通的通道。由于U形管10可绕平衡孔62的中心轴线作360度旋转，因此所述液体收容器60朝向任意方向倾斜，U形管10都能在重力作用下旋转至相应位置，起到关闭平衡孔62的作用。液体介质50可以是油、水或其它可自由流动的液体，但是与U形管10、密封塞需要有较好的相容性，不会造成结构的腐蚀及失效。

本发明的防泄漏装置组装过程为：将第一密封塞20装入自由侧管段12→向U形管内部注入计算好体积的液体介质50→将第二密封塞30装入安装侧管段11→将整个防泄漏装置通过连接结构(如凸缘)安装到液体收容器60上。可以理解，液体收容器60可为油箱，但本发明的发明构思并不仅限于油箱，对于其他类似油箱的需要使用密闭的，同时需要平衡孔平衡内外气压及对有防泄漏要求的装置同样适用，例如水箱；采用上述油箱或水箱的产品，如汽车，家电，飞行器等；例如，汽车在发生倾翻时，汽油不会漏出，以免发生更大的危险；除湿机在发生侧倒后，水箱里的水不会流出；飞行器在进行俯仰、翻滚等机动动作时，油箱的油不会溢出而发生泄漏；当回复正常状态时，平衡孔又能正常工作。

继续参照图1和图6，安装侧管段11的端部在圆周方向上设置一凸缘111，U形管上套设一止挡圈112，止挡圈112从自由侧管段12套入并最终抵靠在凸缘111的下表面而将凸缘111贴设于顶壁61的内侧，同时止挡圈112的外周缘密封固定在顶壁61的内侧表面，且凸缘111可在止挡圈112内转动以实现安装侧管段11可绕平衡孔62的中心轴线转动。具体地，止挡圈112可通过焊接、铆接、螺接或胶接等方式固定至顶壁61的内侧。通过该结构可将整套防泄漏装置70固定到液体收容器60内壁上，凸缘111可在止挡圈112内自由旋转，同时凸缘111的上表面与顶壁61的内表面之间以及止挡圈112与凸缘111的下表面之间可选择地加密封垫或密封胶，以防止液体收容器60内的液体从接触面泄漏。

参照图3和图7，第一密封塞20包括开口方向相反的两个碗形结构21，两个碗形结构21构造为柔性件且底部相互连接，并且每个碗形结构21的外径等于U形管10的内径。具体而言，第一密封塞20由两个朝向相反的碗形结构21组成，其由柔性密材料制作而成，可在U形管10内部自由滑动的同时可以防止液体收容器60内的液体(油或水)进入U形管10及阻止U形管10内部的液体介质50流出。图2中的A-A线为所述液体收容器60水平位置时液体介质50的初始平面，图3中的B-B线为液体收容器60倾斜α角度时液体介质50的平面。

参照图3至图5，第二密封塞30包括一连接杆33及设于连接杆33两端的通气孔封堵部31和管段密封部32，连接杆33在U形管径向上的最大尺寸小于U形管10的内径，管段密封部32的结构与第一密封塞20的结构相同。具体而言，第二密封塞30由三部分组成，下半部分的管段密封部32的结构与第一密封塞20的结构相同，功能也相同。中间部分为连接杆33，连接杆33优选地设置为圆柱形，其直径比U形管10内径小，用以保证连接杆33与U形管10内壁之间存在可方便气体流过的空间。而上半部分的通气孔封堵部31为通气孔40的阻挡结构，其有两种实现方式，方式一，如图4所示，通气孔封堵部31为一个圆柱体构型的相对两边切平而形成两个相对且平行的通气平面311和两个相对的第一阻挡弧面312，且这个圆柱体构型的直径与U形管内径相同，第一阻挡弧面312的宽度比通气孔40直径略大，第一阻挡弧面312的高度大于通气孔40的直径，两个通气平面311与U形管内壁有一定间隙可用于空气流通；方式二，如图5所示，通气孔封堵部31也为一个圆柱体的构型，沿这个圆柱体构型的轴向开有数个通孔313，用于空气流通，圆柱体直径与U形管10的内径相同，高度大于通气孔40的直径。

参照图1和图4，通气孔40的数量设置为两个，分别位于安装侧管段11的径向的相对两侧，通气孔封堵部31包括两个相对且平行设置的通气平面311以及连接两个相对的通气平面311的两个相对的第一阻挡弧面312，两个相对的第一阻挡弧面312所构成的圆柱体的直径等于U形管10的内径，当液体收容器60倾斜时，第一阻挡弧面312阻挡两个通气孔40。第一阻挡弧面312的面积大于通气孔40的面积，且两个通气平面311之间的距离大于通气孔40的直径。这样的面积设计有利于在液体收容器60倾倒时完全密封通气孔40以防止液体收容器60内的液体泄漏。在液体收容器60处于水平位置时，两个通气孔40与连接杆33的位置对应，以使液体收容器60内的气流穿过两个通气孔40流经通气平面311而在平衡孔62处与外界大气相通。在本实施例中，优选地，安装侧管段11的内壁在平行于对称中心线15的方向上设置有一导向槽(未示出)，导向槽与通气孔40连接，第一阻挡弧面312在导向槽内滑动，用于确保在液体收容器60倾斜时第一阻挡弧面312能够阻挡通气孔。

参照图1和图5，通气孔40的数量设置为两个，分别位于安装侧管段11的径向的相对两侧，通气孔封堵部31为圆柱形构造，通气孔封堵部31包括一圆顶面314、圆底面315及连接圆顶面314和圆底面315的第二阻挡弧面316，在通气孔封堵部31的轴向方向上开设有多个通孔313，通孔313穿过圆顶面314和圆底面315，当液体收容器60倾斜时，第二阻挡弧面316阻挡两个通气孔。在液体收容器60处于水平位置时，两个通气孔40与连接杆33的位置对应，以使液体收容器60内的气流穿过两个通气孔40流经多个通孔313而在平衡孔62处与外界大气相通。

参照图6，自由侧管段11的端部和安装侧管段12的端部分别设有向U形管10的内部突出的第一止动结构141和第二止动结构142，第一止动结构141用于防止第一密封塞20滑出及第二止动结构142用于防止第二密封塞30滑出。具体而言，U形管10主要由本体(包括安装侧管段11、连接部13和自由侧管段12，安装侧管段11和自由侧管段12由U形管的连接部13连通)、第一止动结构141、通气孔40、凸缘111及第二止动结构142组成，凸缘111(也可称为旋转结构)主要是能够让U形管10整体360度旋转；凸缘111主要是用于将U形管10固定到液体收容器60的顶壁上，其它作用包括满足U形管360度转动及防止液体收容器60内的液体从两者之间的缝隙中流出，仅为应用的一个最简单的实例，具体应用结构可以比较复杂。

进一步，参照图2和图3，U形管10的安装侧管段11与液体收容器60的连接处是可以360度转动的，因此当液体收容器发生倾斜时，由于重力的作用，U形管的自由侧管段12会转向油箱较低的一侧；本发明利用的是连通器的原理，在任何情况下，液体介质50在重力的作用下其上表面总是保持水平状态，当U形管10发生倾斜时，液体介质50的上表面由倾斜状态转向水平状态时，会带动两边的第一密封塞20和第二密封塞30活动，直到达到平衡状态。U形管10的各尺寸参数、第二密封塞30的各尺寸参数、液体介质50的尺寸参数、通气孔40的尺寸参数以及液体收容器的最小倾斜角度之间满足如下关系：

L＝c-c'＝e'-e

c+d+e＝c'+d+e'

b＝2*L+Dh

L＝d/2*tanα

V＝Du²*(c+d+h)/4

c＝h-(b/2+f)

其中，Dh为通气孔的直径，Du为U形管的内径，a为第二密封塞的通气孔封堵部的高度，b为第二密封塞的连接杆的长度，c和e为液体介质的初始液面高度，d为U形管底部的长度，c'和e'为液体收容器倾斜后液体介质的液面高度,α为液体收容器可实现密封的最小倾斜角度，L为第二密封塞的最大行程，h为通气孔与U形管的连接部之间的距离，f为管段密封部的高度。由于第二密封塞30的最大行程L与液体收容器的最小倾斜角度α存在上述关系，通过合理的结构设计，满足上述关系式的要求下，可以设计出倾斜角度不同的防倾翻装置。也就是说，液体收容器的最小倾斜角度α是根据人为期望预设的一个角度，根据该预设的角度α计算出最大行程L，然后通过上述等式设计各个部件的尺寸，进而设计出整个防泄漏装置。

在现有技术中，如果密封塞从外部密封孔的话，刚在发生倾翻时，油液会从内部将活塞顶出，造成泄漏；如果从内部密封的话，由于在运动时，密封塞总是向下运动的，要实现从下往上密封，结构会比较复杂。选择本发明中描述的间接密封方式，密封后，油液若想从通气孔发生泄漏，需要对密封塞施加一个径向力，只有力达到一定程度使密封塞发生大变形时，才会产生泄漏，即使发生泄漏，泄漏量也会很小，因此可靠性大大提高；因此，与现有技术相比，本发明的防泄漏装置，其具有角度可调整(调整尺寸实现)，同时不受倾倒方向限制，在较小角度时也能关闭油箱等液体收容器的平衡孔，工作角度范围较大的特点。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种防泄漏装置，用于具有平衡孔的液体收容器，其特征在于，包括：

U形管，所述U形管具有一对称中心线，所述U形管包括相对于所述对称中心线对称设置的安装侧管段和自由侧管段，所述安装侧管段装设于所述液体收容器顶壁的内侧且与所述平衡孔对应相通，所述安装侧管段可绕所述平衡孔的中心轴线转动，在垂直于所述对称中心线的方向上所述安装侧管段还开设有通气孔；

第一密封塞，可活动地容纳在所述自由侧管段的内部；

第二密封塞，可活动地容纳在所述安装侧管段的内部，并在所述第一密封塞和所述第二密封塞之间的所述U形管的管段中填充有液体介质；

当所述液体收容器发生倾斜时，所述第二密封塞阻挡所述通气孔以关闭所述液体收容器与外界大气相通的通道。

2.根据权利要求1所述的防泄漏装置，其特征在于，所述安装侧管段的端部在圆周方向上设置一凸缘，所述U形管上套设一止挡圈，所述止挡圈抵靠在所述凸缘的下表面而将所述凸缘贴设于所述液体收容器顶壁的内侧，且所述凸缘可在所述止挡圈内转动以实现所述安装侧管段可绕所述平衡孔的中心轴线转动。

3.根据权利要求1所述的防泄漏装置，其特征在于，所述第一密封塞包括开口方向相反的两个碗形结构，所述两个碗形结构构造为柔性件且底部相互连接，并且每个所述碗形结构的外径等于所述U形管的内径。

4.根据权利要求3所述的防泄漏装置，其特征在于，所述第二密封塞包括一连接杆及设于所述连接杆两端的通气孔封堵部和管段密封部，所述连接杆在所述U形管径向上的尺寸小于所述U形管的内径，所述管段密封部的结构与所述第一密封塞的结构相同。

5.根据权利要求4所述的防泄漏装置，其特征在于，所述通气孔的数量为两个，分别位于所述安装侧管段的径向的相对两侧，所述通气孔封堵部包括两个相对且平行设置的通气平面以及连接所述两个相对的通气平面的两个相对的第一阻挡弧面，所述两个相对的第一阻挡弧面所构成的圆柱体的直径等于所述U形管的内径，当所述液体收容器发生倾斜时，两个所述第一阻挡弧面分别阻挡两个所述通气孔。

6.根据权利要求5所述的防泄漏装置，其特征在于，所述第一阻挡弧面的面积大于所述通气孔的面积，且两个所述通气平面之间的距离大于所述通气孔的直径。

7.根据权利要求5所述的防泄漏装置，其特征在于，在所述液体收容器处于水平位置时，两个所述通气孔与所述连接杆的位置对应，以使所述液体收容器内的气流穿过两个所述通气孔流经所述通气平面而在所述平衡孔处与外界大气相通。

8.根据权利要求4所述的防泄漏装置，其特征在于，所述通气孔的数量为两个，分别位于所述安装侧管段的径向的相对两侧，所述通气孔封堵部为圆柱形构造，所述通气孔封堵部包括一圆顶面、圆底面及连接所述圆顶面和圆底面的第二阻挡弧面，在所述通气孔封堵部的轴向方向上开设有多个通孔，所述通孔穿过所述圆顶面和所述圆底面，当所述液体收容器发生倾斜时，所述第二阻挡弧面阻挡两个所述通气孔。

9.根据权利要求8所述的防泄漏装置，其特征在于，在所述液体收容器处于水平位置时，两个所述通气孔与所述连接杆的位置对应，以使所述液体收容器内的气流穿过两个所述通气孔流经多个所述通孔而在所述平衡孔处与外界大气相通。

10.根据权利要求1所述的防泄漏装置，其特征在于，所述自由侧管段的端部和所述安装侧管段的端部分别设有向所述U形管的内部突出的第一止动结构和第二止动结构，所述第一止动结构用于防止所述第一密封塞滑出及所述第二止动结构用于防止所述第二密封塞滑出。

11.根据权利要求1所述的防泄漏装置，其特征在于，所述U形管的各尺寸参数、所述第二密封塞的各尺寸参数、所述液体介质的尺寸参数、所述通气孔的尺寸参数以及所述液体收容器的最小倾斜角度之间满足如下关系：

L＝c-c′＝e′-e

c+d+e＝c′+d+e′

b＝2*L+Dh

L＝d/2*tanα

V＝Du²*(c+d+h)/4

c＝h-(b/2+f)

其中，Dh为所述通气孔的直径，Du为所述U形管的内径，a为第二密封塞的所述通气孔封堵部的高度，b为所述第二密封塞的所述连接杆的长度，c和e为所述液体介质的初始液面高度，d为所述U形管底部的长度，c′和e′为所述液体收容器发生倾斜后所述液体介质的液面高度,α为所述液体收容器可实现密封的最小倾斜角度，L为所述第二密封塞的最大行程，h为所述通气孔与所述U形管的连接部之间的距离，f为所述管段密封部的高度。

12.根据权利要求5所述的防泄漏装置，其特征在于，所述安装侧管段的内壁在平行于所述对称中心线的方向上设置有一导向槽，所述导向槽与所述通气孔连接，所述第一阻挡弧面在所述导向槽内滑动，用于确保在所述液体收容器发生倾斜时所述第一阻挡弧面能够阻挡所述通气孔。