用于冻结情况的膨胀表面轮廓的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于储液罐的容积膨胀结构，该容积膨胀结构包括中心凹陷和从所述中心凹陷伸展的多条槽道，所述中心凹陷和槽道至少局部位于一凹面轮廓中。所述凹面轮廓可从向内定向的第一构型朝向外定向的第二构型可逆地移动。所述中心凹陷和槽道被构造成施加向内的偏压力，以在储液罐的标准负荷下使所述凹面轮廓保持为向内定向的第一构型。储液罐内的压力一增加，凹面轮廓就扩展成为向外定向的第二构型，从而增加储液罐的容积。
【专利说明】用于冻结情况的膨胀表面轮廓
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]根据35U.S.C.§ 119 (e)，本申请请求享有美国临时专利申请61/502，119号的权益，该美国临时申请的申请日为2011年6月28日，其全部内容引入文中作为参考。
【技术领域】
[0003]本发明涉及储液罐，尤其涉及组合到储液罐中的膨胀结构，如果储液罐中的液体冻结，膨胀结构可为储液罐提供附加的容积。
【背景技术】
[0004]水或其他水溶液一冻结就会膨胀，从而就需要占据储液罐的更大的空间，这样，由于腔壁受损(如，爆裂、破裂、泄露)或者压力引起附件被喷出(如，由索环固定的流体泵以及以类似方式运行的液位传感器会从合适位置迸出)，可能会导致部件出现故障。在车辆中，引擎盖下的有限空间通常不允许采用传统的分离的气囊结构，因而需要一种空间高效的替换结构。
【发明内容】
[0005]根据某实施例的一个方面，提供了一种用于储液罐的容积膨胀结构，该容积膨胀结构包括中心凹陷和从所述中心凹陷伸展的多条槽道。中心凹陷和所述槽道至少局部位于一凹面轮廓中。凹面轮廓可从向内定向的第一构型朝向外定向的第二构型可逆地移动。中心凹陷和所述槽道被构造成施加向内的偏压力，以在储液罐的标准负荷下使所述凹面轮廓保持为所述向内定向的第一构型。储液罐内的压力一增加，凹面轮廓就扩展成为所述向外定向的第二构型，从而增加储液罐的容积。
[0006]根据某实施例的另一方面，提供了一种储液罐，该储液罐包括第一收集器和容积膨胀结构，第一收集器界定所述储液罐，该容积膨胀结构组合到所述储液罐的至少一个壁结构中。所述容积膨胀结构具有中心凹陷以及从中心凹陷伸展的多条槽道。中心凹陷和槽道至少局部位于一凹面轮廓中，凹面轮廓可从向内定向的第一构型朝向外定向的第二构型可逆地移动，向内定向的第一构型界定储液罐的第一容积，向外定向的第二构型界定储液罐的第二容积，第二容积大于第一容积。所述中心凹陷和槽道被构造成施加向内的偏压力，以在储液罐的标准负荷下使所述凹面轮廓保持为向内定向的第一构型。储液罐内的压力一增加，所述凹面轮廓就扩展成为向外定向的第二构型。【专利附图】
【附图说明】
[0007]通过下面根据附图对本发明的描述，可明显看出本发明的前述和其他特征以及优点。组合到文中的附图构成说明书的一部分，用于解释本发明的基本原理，可让本领域的普通技术人员充分利用本发明，附图不是按比例绘制的。附图如下:
[0008]图1是根据一个典型实施例的储液罐的透视图；[0009]图2是截面图，沿截面A-A示出了膨胀结构；
[0010]图3是截面图，沿截面B-B示出了膨胀结构；
[0011]图4是截面图，沿截面C-C示出了膨胀结构。
【具体实施方式】
[0012]现在将参照附图描述本发明的具体实施例，在附图中，类似的附图标记表示相同或功能相似的元件。下面的详细描述实质上仅是示例性的，并未限制本发明或本发明的应用和使用方式。相关领域的普通技术人员将能意识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可采用其他结构和布置。尽管在文中对实施例的描述及附图例示了挡风玻璃清洗系统的储液罐(如，洗涤瓶)中的可膨胀结构的信息/功能，但是，本发明也可应用于其他实用的基于容器的布置结构。另外，在前面的【技术领域】、【背景技术】、
【发明内容】
或下面的详细描述部分中提出的任何明示或暗含的理论并没有限制本发明。
[0013]参照图1，示出了根据本发明的典型的储液罐10的透视图，储液罐10具有用于冻结情况(freeze-event)的膨胀结构20。储液罐10通常与汽车挡风玻璃清洗系统相联，该清洗系统包括一个或多个泵、用于将液体导向挡风玻璃的排出回路，在某些系统中还包括用于获得操作信息的其他传感器元件和/或浮子。储液罐10可采用各种结构，这取决于安装以及车辆中的可利用空间。
[0014]储液罐10提供第一收集器22和相连的充注管24，充注管24通常在发动机室的车辆操作者可接近的区域中终止。在挡风玻璃清洗系统中，储液罐10中通常含有水性清洗液。如果暴露在零度以下(冻结温度)的温度环境下，水性清洗液会冻结，引起体积膨胀，可能会造成危害。
[0015]为了适应由于冻结引起的体积膨胀现象，至少一个用于冻结情况的膨胀结构20组合到储液罐10的第一收集器22部分的壁结构26中。膨胀结构20可被构造成凹面轮廓28，其具有从中心凹陷32伸展的内凹槽道30的结构。中心凹陷32相对于凹面轮廓28通常居于中央位置。槽道30从中心凹陷32伸展，如图1的典型实施例所示，槽道30可延伸到凹面轮廓28的外边界范围之外。换句话说，槽道30至少局部位于凹面轮廓28中。
[0016]槽道30和中心凹陷32被构造成为壁结构26 (尤其为凹面轮廓28)提供足够大的局部阻力，从而，在标准负荷条件下，膨胀结构20 (尤其凹面轮廓28)保持为向内定向的构型，例如，如图2和3的实线所示。换句话说，在正常液态条件下，壁结构26、中心凹陷32和槽道30足够坚固以阻碍膨胀，从而保持储液罐10的容积(在此称之为容积VI)不变。在冻结以及冻结引起内压增加的情况下，壁结构26以及槽道30充分弯曲以使凹面轮廓28改变成向外定向的结构28x，例如，如图2和3中的虚线所示。在向外定向的构型中，储液罐10的内部容积(在此称之为容积V2)增加，从而，由于储液罐中的液体冻结而致内压产生破坏性的可能性减小。因此，根据瓶内压，凹面轮廓28处于基于压力的表面位置平衡状态，SP，在正常液体状态状况下出现图2和3中的实线所示的轮廓，在液体冻结的状况下出现虚线所示的轮廓。图4示出了经过中心凹陷32和槽道30的另一种截面，还示出了这种基于压力的表面位置平衡的状态。通常，一旦出现冻结且内压增加，用于冻结状况的膨胀结构20会使储液罐10的容积从VI可逆地改变成V2，其中V2>V1，每个膨胀结构引起的容积变化范围通常为VI的1%至15%。[0017]如上所述，根据瓶内压，凹面轮廓28呈现基于压力的表面位置平衡状态。如果储液罐10处于膨胀状态，即，容积为V2，一旦储液罐10中含有的内容物融化且内压减小，膨胀结构20 (尤其是向外定向的表面轮廓，如虚线28x所示)将还原成向内定向的构型，从而储液罐10的容积将还原成VI。换句话说，储液罐10的容积从VI膨胀至V2是可重复的可逆过程，这样可使储液罐10调节其内含的液体的冻结/融化循环过程。为实现此目的，组合到膨胀结构20中的槽道30以及中心凹陷32可将返回力施加在凹面轮廓28上，从而将膨胀结构20偏压成向内定向的构型。如图4所示，在向外定向的构型中，膨胀结构20中的槽道30以及中心凹陷32保持在向内定向的构型中，而表面轮廓28x向外伸展(如图2和3最清楚所示)以调节内压。同样地，槽道30和中心凹陷32可将返回力提供给膨胀结构20以使膨胀结构还原成向内定向的构型。另外，为了进一步促进这种可重复的可逆过程以适应增加的内压，储液罐10可由具有记忆性能的热塑性材料制成。典型的合适热塑性材料包括聚丙烯、热塑性聚烯烃(ΤΡ0)、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)、聚碳酸酯(PC)、聚丁二烯-苯乙烯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PPE)、热塑性聚烯烃(ΤΡ0)、以及上述材料与其他合适材料的混合物，但是并不局限于这些材料。
[0018]将能理解到，可通过使用一些热塑成型技术来形成储液罐，包括吹塑、注射成型以及双板热成型，但并不局限于此。
[0019]在某些实施例中，膨胀结构20可以是单独形成的部件，被装配到储液罐10中。在这类情况下，膨胀结构20可由与储液罐10不同的材料制成。如果某种材料在记忆特性方面能很好地适用于膨胀结构20，但其从材料性能和/或成本方面不适用于储液罐10的其他部件，这是特别有利的。
[0020]在图1所示的实施例中，膨胀结构20设置有4个径向槽道30，它们从中心凹陷32伸展。尽管如上所述采用4个径向槽道，但是，根据基于压力的表面位置平衡状态的需要，可采用更少或更多数量的槽道。另外，凹面轮廓28的宽度、深度、或宽度和深度尺寸可不同，以达到不同的容积差(AV=V2 - VI)。例如，如果需要容积差AV增加，那么，可增加表面轮廓28的宽度和/或深度。通过增加膨胀结构20的数量，可以可控制地产生所需的容积差。在某些实施例中，可采用一个或多个环形槽道来替换径向结构。
[0021]主要由于液体冻结而使内压达到临界值时，本申请所述的膨胀结构能提供附加的体积容量。膨胀结构中的凹面轮廓和向内定向的槽道的布置结构可消除固定分配发动机室中的空间的需要(例如，用于定位传统气囊)。另外，传统气囊部件通常会引起液体晃荡，由于消除了使用气囊的需要，因此这种布置结构可用于减缓液体晃荡状况。
[0022]尽管上面已经描述了根据本发明的各种实施例，但是应该理解为，仅以阐释和示例方式，而不是限制方式描述了这些实施例。相关领域的普通技术人员将能明显看出，在不脱离本发明的范围的情况下，可在形式和细节方面进行各种改变。因此，本发明的范围不受上述任何典型实施例限制，仅由所附的权利要求书及其等同形式界定。也应该理解为，在此所述的每个实施例的每个特征以及文中引证的每篇文献的每个特征可与任何其他特征进行组合。文中所述的所有专利及公开文献的全部内容引入文中作为参考。
【权利要求】
1.一种用于储液罐的容积膨胀结构，其包括:中心凹陷；从所述中心凹陷伸展的多条槽道；所述中心凹陷和所述槽道至少局部位于一凹面轮廓中，所述凹面轮廓能够从向内定向的第一构型朝向外定向的第二构型可逆地移动；其中，所述中心凹陷和所述槽道被构造成施加向内的偏压力，以在所述储液罐的标准负荷下使所述凹面轮廓保持为所述向内定向的第一构型；所述储液罐内的压力一增加，所述凹面轮廓就扩展成为所述向外定向的第二构型，从而增加所述储液罐的容积。
2.根据权利要求1的容积膨胀结构，其中，所述多条槽道从所述中心凹陷径向伸展。
3.根据权利要求1的容积膨胀结构，其中，四条槽道从所述中心凹陷伸展。
4.根据权利要求1的容积膨胀结构，其中，所述容积膨胀结构组合到所述储液罐的至少一个壁结构中。
5.根据权利要求1的容积膨胀结构，其中，所述容积膨胀结构是单独形成的部件，其装配到所述储液罐中。
6.根据权利要求1的容积膨胀结构， 其中，所述容积膨胀结构可由下列材料制成--聚丙烯、热塑性聚烯烃(TPO)、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)、聚碳酸酯(PC)、聚丁二烯-苯乙烯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PPE)、热塑性聚烯烃(TPO)、以及上述材料与其他合适材料的混合物。
7.一种储液罐，其包括:第一收集器，其界定所述储液罐；容积膨胀结构，其组合到所述储液罐的至少一个壁结构中所述容积膨胀结构具有中心凹陷以及从中心凹陷伸展的多条槽道；所述中心凹陷和所述槽道至少局部位于一凹面轮廓中，所述凹面轮廓可从向内定向的第一构型朝向外定向的第二构型可逆地移动，所述向内定向的第一构型界定所述储液罐的第一容积，所述向外定向的第二构型界定所述储液罐的第二容积，所述第二容积大于所述第一容积；其中，所述中心凹陷和所述槽道被构造成施加向内的偏压力，以在所述储液罐的标准负荷下使所述凹面轮廓保持为所述向内定向的第一构型；所述储液罐内的压力一增加，所述凹面轮廓就扩展成为所述向外定向的第二构型。
8.根据权利要求7的储液罐，其中，所述多条槽道从所述中心凹陷径向伸展。
9.根据权利要求7的储液罐，其中，四条槽道从所述中心凹陷伸展。
10.根据权利要求7的储液罐，其中，所述容积膨胀结构组合到所述储液罐的至少一个壁结构中。
11.根据权利要求7的储液罐，其中，所述容积膨胀结构是单独形成的部件，其装配到所述储液te中。
12.根据权利要求7的储液罐，其中，所述容积膨胀结构可由下列材料制成:聚丙烯、热塑性聚烯烃(TPO)、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)、聚碳酸酯(PC)、聚丁二烯-苯乙烯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PPE)、热塑性聚烯烃(TPO)、以及上述材料与其他合适材料的混合物。
13.根据权利要求7的储液罐，还包括充注管，其中，所述储液罐被构造成汽车挡风玻璃清洗瓶。`
【文档编号】G01F11/00GK103635402SQ201280031771
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年6月28日 优先权日:2011年6月28日
【发明者】R·罗伊乔杜里, B·伊斯帕斯, B·法娜, N·帕特尔 申请人:塞尔弗利克斯聚合物有限公司