CN206468412U9 - 一种车辆用液体储箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种车辆用液体储箱(2)，该储箱被布置为用于包含预定液体。该储箱包括：-具有开口(14)的主要外壁(12)，以及-至少一张半渗透膜(16)，该膜对于所述液体是密封的，并允许空气和来自于该液体的蒸气穿过该膜和所述开口。该储箱包括包覆模制在所述膜上的部分(12；20)与遮盖所述膜的外表面的元件(18；30；31；34)。

Description

一种车辆用液体储箱

技术领域

本实用新型涉及车辆用液体储箱，尤其是包含氨前驱物的储箱 (例如尿素储箱)。本实用新型还涉及车辆燃料储箱。

背景技术

已知将添加剂注入热力发动机车辆的排放管线以减少氮氧化物并由此确保对排放气体去除污染。为此，车辆包括水溶液形式尿素的储箱，该尿素是氨前驱物，能够根据需求生成氨。已知为此使用共晶尿素溶液。

共晶尿素溶液在大约-11℃下冻结。当该溶液在储箱中结冰时，冰会占据比液体更大的体积。因此要避免冰的形成导致储箱中压强上升。

本申请人名下的文档EP-2 492 128公开了一种这样的储箱，该储箱包括能够将溶液引入储箱的充装开孔和位于储箱的上壁中的通气开孔。该开孔配备有半渗透的、更具体地说对于溶液是不可渗透的但允许少量空气和溶液蒸气穿过壁通过的膜。在这些条件下，当溶液完全或部分冻结时，储箱中压强的上升导致空气或蒸气逐渐地穿过该膜逸出，最终导致压强平衡。此外，该膜禁止气体快速排出，在充装溶液时，如果气体快速排出，就会存在充装过量的风险。实际上，正是通过充装时储箱内部压强的上升(通过为此设置的装置)而能够检测到已经达到所期望的液位。

该膜被焊接到元件上，该元件本身从储箱外部固定到上壁上。但是，考虑到车辆上用于容置储箱的空间的限制条件，该元件的体积导致其在设计时要求降低储箱的上壁，并因此减小了储箱内部用于存储溶液的可用体积

实用新型内容

因此，本实用新型的一个目的在于避免减小储箱的容量。

为此，根据本实用新型提供了一种车辆用液体储箱，该储箱被布置为用于包含预定液体，该储箱包括：

-具有开口的主要外壁，以及

-至少一张半渗透膜，该膜对于液体是密封的，并允许空气和来自于液体的蒸气穿过该膜和该开口，

该储箱包括被包覆模制在该膜上的部分与遮盖该膜的外表面的元件。

由此，该包覆模制确保通过小体积的装置来承载膜。该固定方式因此能够减小固定到壁上的膜支承件的体积，甚至省掉这样的支承件。因此，不再需要为了腾出用于这样的支承件的空间而移置储箱的壁。由此，对于车辆中提供的同样的空间，能够增大储箱内部的可用体积。并且，该包覆模制获得膜在储箱上的良好固定。最后，该包覆模制留出的膜的暴露的截面是可用于气体通过的截面。因此，能够通过设定该截面并进而通过选择所允许的气体流量来设计该储箱和其包覆模制。

在一个实施例中，所述壁被包覆模制在所述膜上。

由此，膜是在模制壁本身的时候被固定到壁上的。因此，避免了专门用于膜组装的操作。由于不再需要设置专门用于承载膜的支承件，简化了设计和制造，并进一步提高了可用体积的增益。

在另一实施例中，所述储箱包括被包覆模制在膜上并固定到壁上的支承件。

因此不再需要将膜置入模制储箱的模具。支承件的存在方便了在模制储箱之后将膜固定到壁上。

有利地，膜在储箱内部延伸，并在壁的外表面最接近膜的区域的下方延伸。

由此，膜的该位置能够避免降低储箱的上壁，这种降低不利于储箱中存储液体的可用体积。如有必要，可以从储箱内部将支承件附接到壁上。

优选地，所述遮盖膜的外表面的元件包括栅格。

所占空间不大的栅格能够保护膜免受来自于储箱外部环境的冲击并免受尘埃沉积其上。

有利地，该栅格是与壁或与膜的支承件一体模制的。

可以设置所述遮盖膜的外表面的元件包括外部盖件。

作为前述栅格的代替或补充，与储箱外部环境联通的盖件也能够确保保护膜免受冲击。

优选地，所述储箱包括柱体，该柱体在储箱内部自所述壁或所述膜的支承件延伸，并形成由膜限定的体积。

该柱体保护膜免受储箱内部的冲击，尤其是可能会撞击到膜上的冰块所造成的冲击。

储箱可以设置为使得膜能够从储箱外部可见，尤其是以肉眼可见。

这便于在需要时检验该膜的整体状态，尤其是其洁净度和完好性。

在一个实施例中，所述壁是储箱的水平壁。

在另一实施例中，所述壁是储箱的侧壁。

实际上，该膜并不一定必须设置在储箱的上壁，其设置在储箱的上部区域都可以，只要设置在该区域的膜所建立的气体通道不会被储箱中的冰或液体阻塞即可。

本实用新型适用于氨前驱物储箱或燃料储箱。实际上，燃料储箱即使一般没有冻结风险的顾虑，其本身也具有通风换气问题。

本实用新型还提供了一种用于制造车辆用液体储箱的方法，所述储箱被布置为用于包含预定液体，在该方法中，将储箱的一部分包覆模制在至少一张对液体密封的半渗透膜上，并将该膜固定到储箱的主要外壁上以使得空气和来自于液体的蒸气能够穿过膜和该壁的开口。

附图说明

现在将基于附图说明本实用新型的数个实施方式，在附图中：

-图1示出了符合本实用新型的一个实施例的氨前驱物储箱的透视图；

-图2示出了图1的储箱的上壳体沿着竖直平面的剖视图；

-图3示出了膜在图2的壳体中固定方式的放大的示意图；

-图4与图3类似的、示出了符合本实用新型的第二实施例的储箱的示意图；

-图5示出了符合本实用新型的第三实施例的储箱的示意图；

-图6与图7分别为图5所示的实施例的不同示例的示意图。

具体实施方式

现在将参照图1至图3说明符合本实用新型的储箱的第一实施例。

机动车储箱2在该例子中用于存储氨前驱物溶液，该溶液在该例子中是尿素共晶水溶液，例如以商标销售的尿素共晶水溶液。

该储箱包括上壳体4和下壳体6，这两个壳体都是通过注塑模制制成的。这两个壳体(或半壳体)在其主要外围边缘处彼此组装，以形成封闭的储箱。

用于制造壳体的材料是热塑性塑料，这些材料可以是均聚物或共聚物，例如聚烯烃、聚乙烯、卤化聚乙烯(例如：聚氯乙烯(PVC))、聚氟乙烯(PVDH)，或聚酰胺(PA)。优选地，对于该类型应用，使用聚烯烃，例如聚乙烯(PE)，尤其是出于其化学惰性和良好的机械强度的原因而使用高密度聚乙烯(PEHD)。这些材料可以包含添加剂，例如稳定剂、增强填料或塑化剂。上壳体4的塑料材料例如可以是 PEHD，例如以编号Lupolen GX5038销售的PEHD。

储箱在一侧上(在此是在下壳体中)包括管路8，该管路用于连接到为储箱充装溶液的管道，该管路8与储箱内部联通。储箱还包括用于在该充装期间确保储箱通气(即气体(空气和溶液蒸气)在给储箱充装液体的作用下排出)的管路10。在本例中，这两个管路布置在储箱的侧壁中，大约位于储箱的中间高度处。

上壳体4形成储箱的主要上壁12和主要侧壁。该上壁12包括一个或多个彼此平行的水平平面部分13a、13b。由于在储箱处于车载的使用位置并且车辆本身也是水平时，这些部分是水平的，所以称之为水平部分。为这样的应用设置并布置与储箱关联的元件，尤其是储箱的内部元件。这些部分不一定是共平面的，在此处正好是这样的，这是因为部分13a相对于部分13b向储箱内部的方向缩进。然而，根据本实施方式的变型，部分13a和13b是共平面的以优化储箱2的体积。

部分13a具有设置在壁的塑料材料中的圆形贯穿开口14。该开口由平面膜16占据，该膜例如呈盘状。该膜的整个周边都通过如下所述的包覆成型固定到壁上。借助于该布置并且由于膜是由半渗透材料制成的，该膜阻止液体通过开口14流到储箱外。此外，该膜对于空气和尿素溶液所散发的蒸气是可渗透的。因此，该膜允许空气和这样的蒸气穿过膜、然后穿过开口14。因此，该膜使储箱内部与大气 (即位于车辆中的储箱周围的环境空气)联通。

膜16是由多孔层或织物形成的。该膜例如由包括聚四氟乙烯 (PTFE)(例如以商标销售的PTFE之一)的疏水性材料制成。但是，其它疏水性或防水材料也是合适的。

在该实施方式中，壁12被包覆成型在膜16上以使得该膜的周边如图3所示地完全嵌在由塑料材料制成的壁的厚度中。该膜因此被直接固定到壁12上，向着储箱内部的方向相对于该壁的外表面19缩进。由于壁比膜16更厚，膜在此也相对于该壁的内表面21缩进。因此，壁部分13a比膜更加向储箱内部延伸。

为此，在通过注塑来制造上壳体4时，使用包括凸模和凹模的模具。机器人将膜16布置在凸模和凹模之间以使得凸模和凹模在合模时接触膜的两个分别的相对的表面，这使得能够围绕整个膜注射塑料材料而不完全覆盖该膜。

在此要指出，在包覆成型时，塑料可能会在膜被包覆成型的部分处渗透入膜。但是，塑料在某些情况下可能会完全留在膜的表面处。实际上，在此不一定要追求膜的材料和壁的材料(或将在第二实施方式中可见的膜的支承件的材料)之间的材料熔合或焊接。该渗透取决于膜的孔隙度。由于膜的开孔一般是非常小的，储箱的材料不能完全渗透入膜的材料。因此，主要实现了表面处的物理粘附。由于该固定方式属于封装，膜的材料和壁的材料之间的化学兼容性不是必要的。

通过在包覆成型期间在膜的整个中央部分上设置保护，该膜在注射熔融塑料材料期间不受损。

要指出的是，不需要在注射之前加热膜。

在本例中，壁12通过栅格18在膜上方延伸，该栅格覆盖膜的上表面，并且是与壁12的其余部分一体的。该栅格让膜的某些区域暴露出来，以保留气体穿过膜的通道。由于模具被成型为用于成型栅格，该栅格本身也是在注射模制操作期间实现的。膜的暴露的表面用于排出气体。在设计储箱时，相应面积的选择因此能够确定在给定压强下所期望的气体排出量。由此可以选择赋予形成膜的盘形例如25mm 的半径(在裸件状态下)，从而一旦被模制到储箱中就具有减小一半的通过截面。当用肉眼从外部上方观察储箱时，膜的一部分透过栅格是可见的。

膜因此直接被永久性地固定到壁上，同时完全在储箱内部延伸，并完全在外表面19对应于部分13a的区域之下延伸，该区域是壁12 最接近膜的部分。

在本例中，储箱还包括圆柱形柱体17，其上边缘与壁12的部分 13a的内表面21连接。该柱体在储箱内部向着下壳体的方向延伸。该柱体在下部部分打开，并在上部部分被膜封闭。该柱体例如本身也是在注塑期间与壁12一体成型的。该柱体有助于例如在溶液中存在冰块的情况下保护膜免受内部的冲击。

在图4中示出了符合本实用新型的储箱的第二实施例。该储箱在整体中包括与第一实施例相同的各个元件，因此不再重新说明共同的元件。唯一的改变在于膜在壁12上的固定方式。

这里，储箱实际上包括承载膜16的支承件20，该支承件本身则通过在壁的注射模制之后被附接到壁上而被固定在壁12的部分13a 上。

支承件20由此包括塑料环或冠部22，其包覆成型在膜16上以使得膜以与第一实施例中占据壁12的开口14相同的方式占据该冠部的中央开口24。

该冠部，例如通过超声焊接，贴靠着壁12的内表面21地固定到壁12上。该冠部被布置为使得膜16能够从开口14的下方与其正对。该膜可以选择性地与该开口接触或与其相距一定距离。

膜16是以与第一实施例中相同的方式来形成的。因此，该膜还是半渗透性膜，其对于溶液密封并允许空气和来自于液体的蒸气穿过壁。

同样在该实施例中，可选地通过设置柱体28使冠部向下延伸，该柱体向储箱内部延伸并构成一体的支承件20的一部分。

在本例中，还可设置在储箱外部在开口14上方与开口相距一定距离地延伸的盖件30，该盖件例如通过焊接被固定到壁12的部分13a 的外表面19上。在本例中，该盖件具有矩形平行六面体的形状，但还可以具有其它形状。盖件包括与壁12平行的主要上壁31，该主要上壁与壁12相距一定距离，并且是完全遮盖的，以保护开口14和膜 16免受冲击。该上壁31在其三个侧边上延伸至固定到壁12，以使得盖件至少在一侧上是打开的，以确保储箱外部环境和开口14(由此还与壁12)以及储箱内部之间的气体联通。该盖件本身也是由塑料材料制成的。膜16仍是能用肉眼从储箱上方透过盖件的侧向开口可见的。

在该实施例中，膜16因此也同样永久性地被固定到壁12上，同时完全在储箱内部延伸，并完全在外表面19对应于部分13a的区域之下延伸，该区域是壁12最接近膜的部分。膜在该例中位于部分13a 的内表面21的下方并与该内表面相距一定距离。

在如图5示出的符合本实用新型的第三实施例中，膜16，与前两个实施例中相同地，可以通过壁12的延伸部32得到保护，以免受到来自于储箱外部环境和灰尘沉积带来的冲击。该延伸部形成相对于该储箱的壁12的其余部分凸出的箱体结构。该箱体具有矩形平行六面体的形状，但也可以具有其它形状。

更具体而言，该膜16由完全闭合的上壁34保护。壁12被包覆模制在该膜上；壁34在该膜16的上方延伸，并位于与该膜所在的平面平行的平面内，且与该膜保持一定距离。壁34通过侧壁36保持在这个位置上，侧壁36围绕膜16并垂直于膜16延伸。在膜16与壁 34之间设置有膜16与储箱外部的气体联通。

对于这一点，在如图6示出的实施例中，侧壁36包括能够建立储箱外部与延伸部32所限定的空间37之间气体通道的结构，由此建立储箱的内部与外部之间的气体通道。该结构可以是例如设置于侧壁 36上的栅格或任何其它能够允许如箭头38表示的这种气体交换的装置。

在图7所示的实施例中，壁36中的至少一个被移除以建立如箭头38表示的能够允许气体交换的通道。

壁12的延伸部32借助于包含在模具中的滑块制成，该滑块在模制完成后可滑开以取出包含延伸部32的储箱。

当然，能够不超出本实用新型保护范围地对本实用新型进行众多改动。

本实用新型适用于燃料储箱。

膜也可以被固定到储箱的侧壁而不是其上壁上，只要开口14和膜16位于储箱上部的高于最大液体充装液位之处。如果膜被固定到侧壁上并在竖直位置(例如竖直平面)中延伸，那么膜则更不易遭受尘埃和杂物的沉积。

还可以在同一储箱的多个位置处设置多张该类型的膜，例如多张与储箱上壳体的不同穹顶部组合的膜(鞍形储箱经常是这样的)。

Claims (11)

1.一种车辆用液体储箱(2)，该储箱被布置为用于包含预定液体，其特征在于，该储箱包括：

-具有开口(14)的壁(12)，以及

-至少一张半渗透膜(16)，该膜对于所述液体是密封的，并允许空气和来自于所述液体的蒸气穿过该膜和所述开口，

所述储箱包括被包覆模制在所述膜上的部分(12；20)与遮盖所述膜的外表面的元件(18；30；31；34)。

2.如权利要求1所述的车辆用液体储箱，其中，所述被包覆模制的部分是所述壁(12)的一部分。

3.如权利要求1所述的车辆用液体储箱，其中，所述被包覆模制的部分包括被固定到所述壁上的支承件(20)。

4.如权利要求1或2所述的车辆用液体储箱，其中，所述膜在所述储箱的内部延伸，并在所述壁的外表面(19)最接近该膜的区域的下方延伸。

5.如权利要求1或2所述的车辆用液体储箱，其中，所述遮盖所述膜的外表面的元件包括栅格(18)。

6.如权利要求5所述的储箱，其中，所述栅格(18)是与所述壁(12)或所述膜的支承件(20)一体模制的。

7.如权利要求1或2所述的车辆用液体储箱，其中，所述遮盖所述膜的外表面的元件包括外部盖件(30)。

8.如权利要求1或2所述的车辆用液体储箱，该储箱包括柱体(28)，该柱体在所述储箱内部自所述壁(12)或所述膜的支承件(20) 延伸，并形成由所述膜限定的体积。

9.如权利要求1或2所述的车辆用液体储箱，该储箱被布置为使得所述膜能够从所述储箱外部可见，尤其是以肉眼可见。

10.如权利要求1或2所述的车辆用液体储箱，其中，所述壁(12)是所述储箱的水平壁或侧壁。

11.如权利要求1或2所述的车辆用液体储箱，该储箱构成氨前驱物储箱或燃料储箱。