专利名称：缓冲罐的制作方法
缓冲罐
背景技术：
本发明涉及用在车辆中的缓冲罐，包括容纳冷却剂、将冷却剂进行除气并且将经除气的冷却剂回收至系统的缓冲罐。在已知的用于内燃机的冷却系统中，设有冷却水储液罐，该冷却水储液罐不仅用于存储冷却水的溢流，而且用于确保使冷却水的一部分再循环至储液罐，由此从储液罐中的冷却水中分出并移除空气和蒸气，由此从储液罐的冷却水中分出并移除空气和蒸气，藉此增大冷却系统的冷却效率。通常在此种类型的冷却系统中，独立的冷却水通道将储液罐连接于发动机身和散热器，且储液罐设有帽盖，该帽盖装备有安全阀，使得当储液罐内部的压力超出预定数值时，保持在储液罐上部中的空气或蒸气能排放至大气，由此防止冷却系统中的压力过度增大。此种操作还允许从冷却水中快速地分离出空气当冷却水补充并保持在冷却系统中时， 空气被夹带到冷却系统中。经分出的空气通过储液罐中的安全阀排出，由此增强该系统的冷却效率。当发动机在高负荷操作之后马上停止时，冷却水的循环停止，因此冷却水的温度变得相当高，这使得大量冷却水蒸发，而该蒸气收集在冷却系统的上部(即，热保温部)中。现在参见图1，示出具有用于对冷却剂进行除气的缓冲罐110的车辆(未示出)的简化示例的示意图。在图I中，车辆包括发动机112和散热器114，冷却剂至少在选定时间内通过散热器114循环，从而对用于去除发动机112中热量的冷却剂进行冷却。其它部件也可通过冷却剂来冷却，例如变速箱116和附图中未示出的废气再循环冷却器(例如，EGR冷却器)。冷却剂还可用于为车辆的HVAC (加热通风和空调)系统(未示出)提供能量或者移除HVAC的能量。车辆的一个具体示例是用在长距离运输操作中的卡车、例如重型或中型卡车(未示出)，或者用于此种目的的牵引拖车。陆地车辆是尤其需要使用缓冲罐的应用。在图I中，通过附图标记118、120、122示出冷却剂再循环管道的各部段。在图I所示的示例中，来自发动机112的充气冷却剂经由管道118通至缓冲罐110的进口 124。此外，充气冷却剂通过管道120从散热器114通至缓冲罐110的进口 126，该进口可与容纳来自管道24的充气流体的进口 126分开或共用。空气在穿过缓冲罐26时从冷却剂中移除。如图I所示，经除气的冷却剂经由管道122返回至发动机112。对冷却剂进行除气存在若干原因。例如，冷却剂的不良除气会导致发动机水泵发生空穴现象、发动机衬里发生点状腐蚀、发动机过热、驾驶室HVAC系统失效、EGR冷却剂腐蚀以及其它缺陷。例如，现有的卡车发动机对于缓冲罐具有相对较高的流体流量，例如超过4加仑每分钟。于是，变得难于对冷却剂进行除气。此外，进入缓冲罐的高流体流量会导致气泡破裂成微气泡(例如，针大小的气泡)，而这些微气泡更难于从冷却剂中移除。已知出于重量和成本节约的目的，由塑料来制造缓冲罐。然而，由于冷却剂通常达到的高温，在使用时塑料会容易软化。于是，塑料缓冲罐通常设有如图2A、2B和2C所示的强化隔板128。然而，在进入的液体冲击隔板128时，进入具有隔板128的高冷却剂流量增大起泡程度(形成小气泡)。此外，由于难于分出流体中夹带的极小气泡，使得由于大气泡破裂形成的气泡更易于被携带穿过缓冲罐110，从而导致冷却剂具有不良的除气。为了降低小泡沫形成的气泡进入流体并被携带穿过缓冲罐110的可能性，一些发动机制造商已发行了用于缓冲罐110的流体进口 124、126的规格，使得泡沫能逸到流体液面上方的气隙中。需要一种改进的缓冲罐，该缓冲罐操作地构造成减少或最小化通过发动机冷却系统再循环所产生的气泡。
发明内容
提供一种根据本文所披露的各实施例的缓冲罐。缓冲罐包括储液器，其中储液器限定用于联接于发动机的冷却剂容纳进口。储液器还限定了储液器出口。冷却剂容纳进口 容纳来自发动机的冷却剂流。储液器出口是冷却剂流通过其返回至发动机的出口。缓冲罐还包括设置在冷却剂储液器内的多个物体。该多个物体操作地构造成浮在储液器中冷却剂的上表面处，并对流自发动机的冷却剂的动量进行缓冲。
通过参照以下详细描述和附图，本发明各实施例的特征和优点会变得显而易见，其中类似的附图标记对应于类似的但可能并不相同的部件。为了简化起见，具有事先所描述功能的附图标记或特征可以结合或不结合它们出现在其中的其它附图而进行描述。图I是包含缓冲罐的车辆系统的一个示例的简化图。图2A是现有技术缓冲罐的局部立体图。图2B是现有技术缓冲罐的局部立体图，其中隔板设置在缓冲罐内。图2C是本发明缓冲罐的一个实施例的立体图。图3是本发明缓冲罐的一个实施例的立体图。图4A是本发明缓冲罐的一个实施例的剖视图。图4B是穿孔物体的放大图。图4C是与物体中穿孔相互作用的冷却剂的放大示意图，其中增大的流体表面积暴露于空气(即，水的应变效应)。图4D是流过物体中孔的冷却剂的放大示意图。图5A是本发明缓冲罐的第二实施例的剖视图，其中隔板将多个物体保持在缓冲罐的区域中。图5B是在缓冲罐处于倾斜位置时、缓冲罐的第二实施例的剖视图。图5C是在缓冲罐颤动时、缓冲罐的第二实施例的剖视图。图6是在冷却剂的进入流通过多个物体缓冲时、缓冲罐的第二实施例的放大剖视图。
具体实施例方式本发明的缓冲罐10改进对于冷却剂12的进入流的缓冲。现在参见图3，本发明一个实施例包括储液器，其中储液器14限定用于联接于发动机的冷却剂容纳进口 16。冷却剂容纳进口 16容纳来自发动机(在图I中示作112)的冷却剂流12，而冷却剂流12通过储液器出口 19返回至发动机。缓冲罐10还包括设置在冷却剂储液器14内的多个物体18。该多个物体18操作地构造成浮在储液器14中冷却剂22的上表面20处，并对流自发动机的冷却剂的动量进行缓冲。该多个物体18可覆盖设置在储液器14内的冷却剂22的整个上表面20的一部分(未示出)，或者可如图3所示覆盖设置在储液器14中的冷却剂22的整个上表面20。多个物体18可具有各种形状，例如但不局限于球形、八边形、正方形、矩形、棱锥形等等。该多个物体18由聚合材料形成。多个物体18 (可以是球形、八边形、正方形)可以是中空或实心的。应理解的是，具有中空而非实心物体18会更为成本有效且轻质。现在参见图4A，示出本发明第一实施例的剖视图，其中多个物体18在设置于储液器14内的冷却剂22的表面20附近形成多个层24、26、28。应理解的是，多个物体18的第一层24可设置在冷却剂22的表面20之下。如图所不,第二层26可设置在冷却剂22的表 面20处，而物体18的第三层28可设置在冷却剂22的表面20之上。每个物体18都可以是实心的、或穿孔的或者实心且穿孔的。参见图4B和4C，物体18中的穿孔30增大流体32将暴露于空气的表面积。流体表面积暴露于空气会使水产生应变效应。还应理解的是，冷却剂流12可穿过穿孔并且在图4D中示出。现在参见图5A-5C，示出本发明的缓冲罐10的另一实施例。该缓冲罐10包括储液器14，其中储液器14限定用于联接于发动机(未示出)的冷却剂容纳进口 16。冷却剂容纳进口 16容纳来自发动机的冷却剂流12。缓冲罐10还包括储液器出口 19，且冷却剂流12通过该储液器出口返回至发动机。缓冲罐10还包括隔板(或栅格)32以及多个物体18。隔板(或栅格)32可粘附于储液器14的内表面或者可与储液器14成一体。甚至在缓冲罐10分别如图5B和5C所示倾斜或颤动的情形下，隔板(或栅格)32仍可迫使多个物体18保持在缓冲罐10的上部34上。因此，在流体从冷却剂容纳进口 16流出时，在冷却剂流12与设置在储液器14内的冷却剂22接触之前或接触时，总是存在多个物体18来对冷却剂流12进行缓冲。图5B示出处于倾斜位置的本发明第二实施例。如图所示，冷却剂的表面20保持水平。多个物体18由于隔板(或栅格)32而保持在储液器14的上部34中。图5C示出在储液器颤动时的本发明第二实施例。此外，尽管储液器产生运动，多个物体18由于隔板(或栅格)32仍保持在储液器14的上部34中，且冷却剂流12将总是在此种状态下进行缓冲。如图所示，多个物体18在冷却剂储液器14内设置在缓冲罐10的上部34中，并且操作地构造成浮在储液器14中冷却剂22的上表面20处。多个物体18结合隔板32操作地构造成对来自发动机的冷却剂流12的动量进行缓冲。因此，由于来自发动机的冷却剂流12的动量得以缓冲并且冷却剂中的气泡消散，使得冷却剂内呈气泡形式的空气最少化。类似于第一实施例，应理解的是，多个物体18可以如上所述是中空的或实心的或半实心的(穿孔的)。多个物体18也可由聚合材料之类形成。每个物体18可具有大约0. 5英寸的直径。然而，应当理解，该直径可根据缓冲罐10的构造而改变。还可理解的是，多个物体18至少覆盖储液器14中冷却剂22的上表面20的大部分。储液器14中冷却剂22的整个上表面20可由多个物体18所覆盖，或者储液器14中冷却剂22的大部分可得以覆盖。现在参见图6，气泡由于多个物体而消散。进入储液器14的冷却剂进入流12仅仅需要通过与多个物体18接合来缓冲。如图所示，在气泡36与多个物体18接合时，气泡被消散并上移至冷却剂的表面。薄液膜(图6中38)形成在物体18之上和周围，这使得气泡 36为暴露于空气并破裂而需上升的行进距离较短。
权利要求
1.一种缓冲罐，包括 储液器，所述储液器包括冷却剂容纳进口和储液器出口，所述冷却剂容纳进口用于联接于发动机，以容纳来自所述发动机的冷却剂流，而所述冷却剂流通过所述储液器出口返回至所述发动机；以及 多个物体，所述多个物体设置在所述冷却剂储液器内，并且所述多个物体操作地构造成浮在所述储液器中冷却剂的上表面处，并对流自所述发动机的所述冷却剂的动量进行缓冲。
2.如权利要求I所述的缓冲罐，其特征在于，所述多个物体是球体。
3.如权利要求I所述的缓冲罐，其特征在于，所述多个物体由聚合材料形成。
4.如权利要求2所述的缓冲罐，其特征在于，所述球体是中空的。
5.如权利要求I所述的缓冲罐，其特征在于，所述多个物体是实心的。
6.一种缓冲罐，包括 储液器，所述储液器包括冷却剂容纳进口和储液器出口，所述冷却剂容纳进口用于联接于发动机，以容纳来自所述发动机的冷却剂流，而所述冷却剂流通过所述储液器出口返回至所述发动机； 隔板；以及 多个物体，所述多个物体设置在所述冷却剂储液器内，并且所述多个物体操作地构造成浮在所述储液器中冷却剂的上表面处，并对流自所述发动机的所述冷却剂的动量进行缓冲。
7.如权利要求6所述的缓冲罐，其特征在于，所述多个物体是中空的。
8.如权利要求6所述的缓冲罐，其特征在于，所述多个物体由聚合材料形成。
9.如权利要求7所述的缓冲罐，其特征在于，所述多个物体具有大约O.5英寸的直径。
10.如权利要求6所述的缓冲罐，其特征在于，所述多个物体在所述储液器中冷却剂的上表面附近形成多个层。
11.如权利要求6所述的缓冲罐，其特征在于，所述隔板跨过所述储液器的内部宽度。
12.如权利要求6所述的缓冲罐，其特征在于，所述隔板是栅格。
全文摘要
缓冲罐包括储液器，其中储液器限定用于联接于发动机的冷却剂容纳进口。储液器还包括储液器出口，冷却剂流通过该储液器出口返回至发动机。冷却剂容纳进口容纳来自发动机的冷却剂流。缓冲罐还包括设置在冷却剂储液器内的多个物体。该多个物体操作地构造成浮在储液器中冷却剂的上表面处，并对流自发动机的冷却剂的动量进行缓冲。
文档编号F01P3/20GK102791984SQ201080065224
公开日2012年11月21日 申请日期2010年3月8日 优先权日2010年3月8日
发明者T(T)·隽 申请人:万国卡车知识产权有限公司