一种防止尿素箱漏液的控制阀及尿素箱的制作方法

1.本发明属于柴油车尿素箱漏液处理技术领域，具体涉及一种防止尿素箱漏液的控制阀及尿素箱。


背景技术：

2.自汽车国六法规实施起，新上市的国六柴油车型大部分都配备了尿素系统。由于尿素不属于易燃易爆液体，很多车主会自行购买桶装尿素，自行加注。
3.由于车主经常自行加注，因此经常会出现过量加注，导致行车过程中尿素箱出现尿素泄露。此外，在一些极寒地带出现尿素冻结后，现有尿素箱结构会由于气压变化，出现涨裂或明显变形，使尿素箱存在安全隐患，影响车辆的正常使用。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出了一种防止尿素箱漏液的加注及存储系统控制阀，具体采用以下的技术方案：
5.一种防止尿素箱漏液的控制阀，包括中空的阀桶6、阀座3、弹簧2、顶盖1、连杆球4、限位杆5；
6.所述阀桶6上部的内壁设有安装槽，放置有所述阀座3，所述阀座3的上部设有第一凹槽，用于放置所述弹簧2，所述阀座3的下部设有圆台状的第二凹槽，所述第二凹槽与所述第一凹槽相通；所述弹簧2的上端与所述顶盖1相抵接，所述顶盖1与所述阀桶6固定连接，并开设有通气孔101；
7.所述阀桶6内部容纳有所述连杆球4，所述连杆球4包括连杆402以及所述连杆402两端的上球体401和浮体；所述上球体401可与所述第二凹槽的侧面相切；
8.所述阀桶6的中部设有限位孔602，用于所述限位杆5横穿所述阀桶6，使得所述上球体401位于所述限位杆5和所述第二凹槽之间；
9.所述阀桶6的侧面设有位于所述限位孔602下方的进气口601。
10.当尿素桶中加注尿素时，连杆球4由于浮力会上升，进而使得上球体401不断靠近第二凹槽，当加满时，上球体401会与第二凹槽的侧面相切，进而封闭第二凹槽和第一凹槽之间的通道，关闭阀桶6的进、排气通道，此时由于尿素液面上升，气压也上升，尿素无法继续添加，防止车主过量加注。此外，由于连杆球4具有一定长度，可以保证液面与阀座3有一定的距离，可以有效的降低尿素箱晃动时，尿素通过上部顶盖1的通气孔101泄露的问题发生。
11.此外，由于阀座3所在位置设置在阀桶6的上端，因此阀座3不会因为尿素结晶渗入阀桶6的安装槽导致阀座3卡滞，由于弹簧2安装在阀座3的安装槽内，可以防止弹簧2接触到阀桶6，避免了弹簧2受到阀桶6的影响导致卡滞，无法对阀座3施加作用力。
12.优选地，在上述的一种防止尿素箱漏液的控制阀中，所述顶盖1的底面设有限制所述弹簧2移动的十字杆102。
13.优选地，在上述的一种防止尿素箱漏液的控制阀中，所述第二凹槽的最大内径小于所述安装槽的内径。因此，即使阀座3的第二凹槽上有液体流下来时，也不会直接流到阀桶6的安装槽内，避免尿素结晶堆积在阀桶6的安装槽内，保证了阀桶6的安装槽与阀座3的密封性。
14.优选地，在上述的一种防止尿素箱漏液的控制阀中，所述限位杆5和所述限位孔602的数量分别为2个，2个所述限位杆5的间距小于所述上球体401的直径。可以限制连杆球4的最低位置，确保连杆球4受到重力的作用在阀桶6内部始终保持竖直。同时可以控制自由状态下连杆球4的位置，防止连杆球4从阀桶6底部滑落。
15.优选地，在上述的一种防止尿素箱漏液的控制阀中，所述顶盖1与所述阀桶6之间卡扣连接。
16.本发明还提供了一种尿素箱，包括尿素箱本体8和所述的控制阀10，所述控制阀10通过螺纹连接，或是通过密封圈与卡抓配合安装在所述尿素箱本体8上，所述顶盖1位于所述尿素箱本体8外部，所述控制阀10的其余部分则伸入所述尿素箱本体8内部。
17.优选地，在上述尿素箱中，还包括与所述通气孔101连接的弯管9。
18.优选地，在上述尿素箱中，还包括用于向所述尿素箱本体8内部加尿素的尿素加注管13，以及排气管11；所述排气管11的一端位于所述尿素箱本体8内部，与所述控制阀10伸入所述尿素箱本体8内部的距离相等，另一端与所述尿素加注管13连通。
19.优选地，在上述尿素箱中，还包括用于封闭所述尿素加注管13的加注盖12。
20.优选地，在上述尿素箱中，所述控制阀10通过所述阀桶6外壁上的螺纹与所述尿素箱本体上的螺纹接口连接。
21.本发明的有益效果为：本发明可以防止尿素箱内过度添加尿素，从设计源头避免过量加注的问题发生，并且能够在车辆行驶过程中，防止尿素液面晃动泄露到尿素箱外，也能够及时的释放尿素箱内压力，有效的解决尿素结冰带来尿素箱内压力变化引起的尿素箱变形问题，在气温骤降导致尿素结晶膨胀时也能平衡尿素箱与外界的压差，确保尿素箱不会变形或破损。
22.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1所示为控制阀的剖面结构图；
25.图2所示为控制阀的内视立面图；
26.图3所示为控制阀的爆炸图；
27.图4所示为控制阀的使用效果图；
28.图5所示为添加尿素达到第一高度示意图；
29.图6所示为添加尿素达到第二高度示意图；
30.图7所示为添加尿素达到第三高度示意图；
31.图8所示为控制阀的控制阀螺纹安装图；
32.图9所示为控制阀的密封圈与卡抓安装图；
33.附图标记：
34.1、顶盖，101、通气孔，102、十字杆，2、弹簧，3、阀座，4、连杆球，401、上部球体，402、连杆，5、限位杆，6、阀桶，601、进气口，602、限位孔，7、尿素，8、尿素箱，9、弯管，10、控制阀，11、排气管，12、加注盖，13、尿素加注管。
具体实施方式
35.下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
36.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
37.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。
38.一种防止尿素箱漏液的加注及存储系统控制阀，如图1-3所示，包括顶盖1、弹簧2、阀座3、阀桶6、限位杆5、连杆球4、限位杆5、阀桶6；阀桶6上部的内壁设有安装槽，放置有阀座3，阀座3的上部设有第一凹槽，用于放置弹簧2，用于对阀座3施加一个向下的弹力，保证阀座3在不受其他外力的影响下与安装槽紧密接触；阀座3的下部设有圆台状的第二凹槽，第二凹槽与第一凹槽相通；弹簧2的上端与顶盖1相抵接，顶盖1与阀桶6固定连接，并开设有用于平衡阀桶6内气压的通气孔101；阀桶6内部容纳有连杆球4，连杆球4包括连杆402以及连杆402两端的上球体401和浮体；上球体401可与第二凹槽的侧面相切；阀桶6的中部设有限位孔602，用于限位杆5横穿阀桶6，使得上球体401位于限位杆5和第二凹槽之间；阀桶6的侧面设有位于限位孔602下方的进气口601。
39.具体地，阀桶6可以为圆柱形，弹簧2可以为环形弹簧，浮体可以为球体。
40.当尿素桶中加注尿素时，连杆球4由于浮力会上升，进而使得上球体401不断靠近第二凹槽，当加满时，上球体401会与第二凹槽的侧面相切，进而封闭第二凹槽和第一凹槽之间的通道，关闭阀桶6的进、排气通道，此时由于尿素液面上升，气压也上升，尿素无法继续添加，防止车主过量加注。此外，由于连杆球4具有一定长度，可以保证液面与阀座3有一定的距离，可以有效的降低尿素箱晃动时，尿素通过上部顶盖1的通气孔101泄露的问题发生。
41.具体地，在上述的控制阀中，顶盖1的底面还设有限制弹簧2移动的十字杆102。
42.具体地，在上述的控制阀中，顶盖1与阀桶6之间卡扣连接。
43.具体地，设置2个限位杆5，间距小于上球体401的直径，可以限制连杆球4的最低位置，确保连杆球4受到重力的作用在阀桶6内部始终保持竖直。同时可以控制自由状态下连杆球4的位置，防止连杆球4从阀桶6底部滑落。
44.具体地，由于阀座3所在位置设置在阀桶6的上端，因此阀座3不会因为尿素结晶渗
入阀桶6的安装槽导致阀座3卡滞，由于弹簧2安装在阀座3的安装槽内，可以防止弹簧2接触到阀桶6，避免了弹簧2受到阀桶6的影响导致卡滞，无法对阀座3施加作用力，同时由于阀座3的第二凹槽的最大内径比阀桶6的安装槽的内径小，因此，即使阀座3的第二凹槽上有液体流下来时，也不会直接流到阀桶6的安装槽内，避免尿素结晶堆积在阀桶6的安装槽内，保证了阀桶6的安装槽与阀座3的密封性。
45.车主对车辆进行尿素加注时，如图4-7所示，车主打开加注盖12，往加注管内加入尿素7，尿素7通过尿素加注管13进入尿素箱，尿素箱8内的液面逐渐升高。当尿素液面淹没本发明安装的控制阀的一定高度时(如图5中的h1，从阀桶6底部至此时尿素液面的高度)，尿素溶液对连杆球4初步产生浮力时，连杆球4在液体的浮力作用下，向上移动顶住阀座3，阀座3的第二凹槽与上球体401贴合，阀座3中心的排气通道被关闭。
46.如图6所示，当尿素液面上升到更高的高度时(第二高度h2)，此时，由于尿素箱8的排气管11的开口下端也刚好被淹没，而尿素箱8没有其他的排气通道，尿素箱8内随着尿素液面上升，尿素箱8内的气压也上升，尿素液面不再升高，尿素7无法继续进入尿素箱8，此时继续加注尿素7，尿素7会在尿素加注管13内增多，直到加注管13口部即将溢出为止，此时车主判定已加注至目标量，不再加注尿素，盖好加注盖12。
47.当尿素箱的环境温度较低时，如图7所示，当车主将车辆熄火停在原地，遇到气温骤降，直至尿素7结冻，尿素7结冻会导致尿素7体积增大，液面上升，尿素箱8由于无法排气，内部气压上升超过x kpa，由于在阀桶6的中部设有进气口601，且位置高于尿素7结冻后的液面，不会被尿素7结冻后的上升液面淹没，而被压缩的气体则可以通过进气口601，顶开阀座3进行排气，使得尿素箱8内气压不会超过超过x kpa(xkpa表示尿素箱8内部可以抵消弹簧2施加给阀座3向下作用力的临界压强)，因此在车辆尿素箱8上安装本发明的控制阀后，不会出现过量加注和尿素7，以及结冻后无法排气带来的尿素箱8涨裂或明显变形问题。当尿素7不是结冻状态时，行车过程中尿素7被消耗，尿素箱8内是负压，当尿素7施加在连杆球4上的浮力减去连杆球4的重力差值小于负压施加在连杆球4上的作用力时，连杆球4被向下推开，实现尿素箱8进气，平衡气压，尿素箱8内负压不会超过y kpa(y kpa为尿素液面从第一高度h1升到第二高度h2时连杆球4施加在阀座3上力所产生对阀座3的压强)。
48.行车过程中：由于使用本发明后，尿素箱8内不会出现过量加注，并且尿素液面距离连杆球4与阀座3接触面始终有一个较大的高度差，并且第三高度h3处的开口离连杆球4与阀座3接触面也有一个高度差h4，可以有效的防止液面波动时液体到达连杆球4与阀座3接触面，解决了行车过程中尿素箱8内尿素7泄露问题。
49.图6、7、8所示，当液面没有接触到连杆球4时，连杆球4没有接触阀座3，此时气体可以通过连杆球4的上球体401与阀座3的第二凹槽的间隙自由进、出(气体可以通过控量限流阀自由进、出尿素箱8)。当尿素液面淹没到本发明的第一高度h1时，连杆球4被浮起一定的高度，连杆球4向上顶住阀座3，此时阀座3中心的进、出气的通道被阻断。当尿素液面淹没到第二高度h2时，连杆球4施加到阀座3上的力f1(连杆球4受到的浮力减去自身重力)小于阀座3向下的力f2(自身重力加上弹簧2的压紧力)，此时本发明的进、出气的通道依然是被阻断。当尿素液面在第二高度h2时，如果发生温度骤降，尿素7结冰，由于尿素7结冰自身体积会增大，尿素液面会上升到第三高度h3，第三高度h3不会超过阀桶6上的进气口601的高度，由于尿素7结冰，连杆球4一部分被冻住，连杆球4不会进一步上升，由于尿素7结冰体积增大，压
缩了空气，此时只有尿素箱8内压力只有超过x kpa时阀座3后方的弹簧2会被进一步压缩，然后释放尿素箱8内压力，也就可以保证尿素箱8内压力不超过x kpa。
50.如图8所示，本发明固定在尿素箱8上，顶盖1部分漏出，由弯管9转接，避免异物直接通过顶盖1的通气孔101进入尿素箱8。固定方式包含在尿素箱上设置螺纹接口，本发明的阀桶6外壁上设置螺纹，将本发明通过螺纹的方式固定在尿素箱上。
51.如图9所示，本发明还提供一种通过密封圈与卡抓固定在尿素箱8上的安装方式，在尿素箱8上部开孔，将本发明的阀桶6外壁上端固定密封圈，密封圈下方固定卡抓，使本发明安装在尿素箱8上，密封圈确保本发明在尿素箱8上固定位置，防止尿素箱8直接与外界通气，泄露尿素7，同时防止异物进入尿素箱8，阀桶6外壁上的卡抓与尿素箱8的内壁互相咬合，将本发明固定在尿素箱8上防止本发明移动。
52.综上所述，本发明可以防止尿素箱内过度添加尿素，从设计源头避免过量加注的问题发生，并且能够在车辆行驶过程中，防止尿素液面晃动泄露到尿素箱外，也能够及时的释放尿素箱内压力，有效的解决尿素结冰带来尿素箱内压力变化引起的尿素箱变形问题，在气温骤降导致尿素结晶膨胀时也能平衡尿素箱与外界的压差，确保尿素箱完整。
53.显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或者特性可以包含在本实施例申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或是备选的实施例。本领域技术人员可以显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
54.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。