专利名称：带通风系统的液箱的制作方法
带通风系统的液箱本发明涉及一种液箱，尤其涉及一种适于可能发生冻结的液体、并为此而配有集成式加热件的液箱。更特别地，本发明涉及一种配有所述带集成式加热件的液箱的通风系统。本发明尤其适用于可在热机车辆上用于污染控制的脲基还原剂箱。为符合污染标准，机动车辆必须连接有正在日益变得复杂的污染控制装置，污染控制的化学原理要求添加催化剂或氧化剂或还原剂，特别是在排气管路中，以实现污染控制。有关柴油机机动车的污染控制，标准中要求制造商在排气系统上配备催化式排气净化器，采用氨来减少氮氧化物。然而，由于氨是一种有毒制品，污染控制通过以诸如33% 的比例溶解在水中的脲来实现，脲仅在其被使用时才在排气系统中经热水解转变为氨。这一过程通常被称为“SCR”(选择性催化还原法，Selective Catalytic Reduction)。脲的配比必须根据发动机所产生的氮氧化物通风量造成的需求而调整。为此， 脲被存放在一个箱中，由泵加压，并由电磁喷射器进行分送，配合发动机的运转，继而配合通过排气管路的氮氧化物通风状况，泵和喷射器对取自箱并送至排气管路的氨的量进行配比。在此类污染控制设施中，必须提供加热装置来解决脲或其他还原剂冻结的问题， 这些问题会在温度低于-ll°c时出现。加热装置本身的存在会产生还原剂箱排气或“呼吸” 的问题，以使一定量的融化还原剂被排出，而箱体中仍保存大量固化的还原剂。已经提出了一些解决方案用以形成配有加热件的还原剂箱通风口，该加热件设计用来融化还原剂。具体而言，专利文件W02008-080694 Al所披露的解决方案是在还原剂箱中放置一根加热吸管，通过此管实现液体的排出。管的发热会使其外围的一薄层还原剂融化，这样会使位于面向主加热件所在的箱体底部的融化还原剂的体积与箱体内仍旧保持冻结的流体表面与该箱体顶壁之间的空气体积相通。然而，这种解决方案并不适用于所有形式的还原剂箱，特别是在吸管与箱体内还原剂液位上方的空气体不相接触的情况下。当箱体的顶壁为有下方区和上方区的分段形式、吸管穿过最下方区而内部空气体仅位于该壁最高区下方时，会出现这种情况。在这种配置下，即使吸管为加热管，被限制在箱体内的空气也不能与还原剂的排出区相通。对于装有其他可能发生冻结的液体的液箱，例如汽车上的挡风清洗器液箱，会出现同样的问题。本发明旨在提供针对上述问题的解决方案，尤其旨在为此处所考虑的类型的液箱提供一种可适用于所有液箱形状的通风解决方案。为此，本发明涉及一种为了减少污染而可用于热机车辆上的液箱，例如尤其为用于脲基还原剂的还原剂箱，可用于热机车辆上进行污染缩减，液箱上配有集成式加热件和通风系统，该通风系统用于使空气能够进入加热件区内来取代由所述加热件融化并从液箱中排出的液体，所述液箱的特征在于，通风系统包括导管和疏水件，该导管将加热件的区域连至液箱外部或液箱内部的充满空气的部分内，该疏水件，即液体不可渗透而空气可渗透， 被置于所述导管起点处、从而接近加热件。
该疏水件尤其由所谓的“透气”膜构成。该疏水件被置于导管的起点处，导管可以是柔性管或刚性管，该导管将加热件的区域连接至位于液箱外部且在其上部或下部的位置，或者连接至位于液箱内部且在高于液位的液箱上部的位置。在一种简单的实施方式中，该疏水件，尤其采用膜形式，通过粘贴、模制、固定或焊接(尤其为超声波焊接)的方式直接固定在诸如柔性管或刚性管的导管的一端上。根据另一种可能性，该疏水件，尤其采用膜形式，通过粘贴、模制、固定或焊接(尤其为超声波焊接)的方式固定在位于诸如柔性管或刚性管的导管的一端上的适配中间件上，该中间件的横截面比导管的横截面大。当“透气”功能需要相对较大的膜时，适合采用这种替代方式。在任何情况下，疏水件浸没在加热件附近，由此可以防止融化的液体通过导管流出，特别是流向箱体的上部，由此可强制使流体由安装的泵抽吸。然而，即使在液体冻结的情况下，加热件也可能抽吸一些融化的液体，因为空气可以通过导管或疏水件从箱体外部或内部上部被送入所述加热件的区域中。应该理解的是，此导管与液体抽吸柔性管相隔离， 由此可以提供一种可适应所有箱几何形状(尤其抽吸柔性管与内部空气体不接触)的解决方案。通过以下说明，并参考作为示例示出这种带有通风系统的液箱的若干种实施方式的随附简图，可以更好地理解本发明
图1为根据本发明的带有通风系统的还原剂箱的第一种实施方式的纵剖面图；图2更详细地示出了图1所示液箱的包括通风系统在内的部分；图3为带有疏水膜的所述通风系统的管路的透视图；图4为示出另一种替代方式中通风系统的管路和膜的透视图；图5为根据本发明的带有通风系统的还原剂箱的另一种实施方式的纵剖面图；图6所示为这种带有通风系统的液箱的又一种实施方式的纵剖面图。下面以在还原剂箱、尤其为可在热机车辆中用于进行污染控制的脲基还原剂箱对本发明进行说明，但本发明并不局限于此。在图中，编号1表示整体的还原剂箱，包括底壁2、顶壁3和侧壁4。在所示示例中， 液箱1具有特定的形状，包括下方区加和上方区2b的分段式底壁2和同样为分段式的包含下方区3a和上方区北的顶壁3也被示出。顶壁3的下方区3a高于底壁2的下方区2a， 而顶壁3的上方区北高于底壁2的上方区沘。在使用中，液箱1含有一定体积的还原剂5，其液位如6所示。置于顶壁3的上方区北内、通常由塞子8封闭的注入孔7使得可以将还原剂5引入液箱1内。在其下部内，更具体而言即在其顶壁2的下方区加内，液箱1配有通电式加热件 9。基本为竖直的抽吸柔性管10从加热件9区域开始，在液箱1内上升，直至它穿过位于液箱下部3a的顶壁3为止。抽吸柔性管10被引向一台泵(未示出)，还原剂5由该泵从液箱1中抽出，并送至喷射器，由喷射器将所述还原剂分送到相关车辆的排气管路中。液箱1也配有一个通风系统，在全文中以编号11标示。在图1至4所示的第一实施方式中，通风系统11包含由刚性管12形成的导管，其起始点位于液箱1的下部，靠近加热件9。刚性管12在液箱1内竖直上升，并将到达或穿过液箱下部3a的顶壁3，以在液箱1外露出。在刚性管12的起始点、因此也是靠近加热件9的地方，提供有一个疏水件，尤其可以以“透气型”膜13的形式制成。如图1至3中所示，尤其采用膜13形式的疏水件可以被直接固定在管12的下端上，固定方式可以是粘贴或模制或固定或焊接，尤其为超声波焊接。这种特别简单的实施方式适用于“透气”膜13的表面积等于管12运行段截面积就已足够的场合。在图2和图4所示的一种替代方式中，尤其采用膜13形式的疏水件也可以被固定在管12下端的圆柱形适配中间件14上，固定方式可以是粘贴或模制或固定或焊接，尤其为超声波焊接。中间件14的截面积大于管12的截面积。此类配置适用于“透气”功能需要的膜13相对较大的场合。在运行中，更尤其是在低温下，加热件9被启动，使得还原剂5在液箱1内形成一个基本冻结的块5a，而在加热件9四周则有一定量融化的还原剂恥。抽吸柔性管10的下端以及带有膜13的管12的下端被浸没在该定量的融化还原剂恥中，尤其如图2所示。由此，当必须从液箱1中抽取还原剂时，由柔性管10抽出的融化还原剂恥可以被通过管12从外界进入并穿透膜13的空气所取代，而膜13可阻止融化还原剂恥流向管12。 因此可实现对融化还原剂恥的抽吸，而且正如可以理解的是，此操作可采用任何形状的液箱1实现。在如图5所示的另一种实施方式中，通风系统11包含由柔性管15形成的导管，其起始点也位于液箱1的下部，靠近加热件9。在所述柔性管15的起始点处配有“透气型”膜 13。此柔性管15形成双弯头，使得其端点刚刚低于液箱1顶壁3的上方区北。由此，柔性管15的上端位于被限制在液箱1内、处于还原剂5的液位6与液箱1的顶壁3之间的气穴 16内。在运行中，更具体而言是在低温下，加热件9被启动，使得其被一定量的融化还原剂恥所围绕，抽吸柔性管10的下端以及带有膜13的柔性管15的下端均浸没在该定量的融化还原剂恥中。在融化还原剂恥因柔性管10内的抽吸作用而被抽出的过程中，所抽吸的还原剂的体积由从位于液箱1上部内的气穴16抽取并通过柔性管15和“透气型”膜13 输送的空气所取代，膜13可阻止融化还原剂恥流向柔性管15。图6又示出了另一种实施方式，其中通风系统11包含短刚性管17，该短刚性管17 被连接至液箱1的底壁2，由此会伸出所述液箱之外。疏水件，尤其采用膜13形式，在此情况下被固定在管17的上端，靠近加热件9。管17可以与其所连接的液箱的下部一起直接制成，尤其采用模制方式。根据所附权利要求的限定，以下方面并不超出本发明的范围-由刚性或柔性的任何材料制造通风系统导管，并根据液箱的形状或可用空间，或加工限制条件，使所述导管采取任何形状，以使之通向任何合适的位置；由此，尤其导管可以不通向液箱的顶壁或底壁，而是通向其侧壁；-制造任何形状的疏水件来取代膜，例如，较厚或较薄的球团；-采用任何方式固定所述疏水件；-针对能够盛装任何类型还原剂的任何形状的液箱设计本发明；-将本发明应用到如下的箱能够盛装其他可能发生冻结或至少其粘度会随温度显著变化的液体，且该液体只能在加热的作用下被融化或粘度至少发生局部降低的情况下才能够对其进行泵吸或抽吸，这种箱诸如车辆水箱或挡风清洗器液箱。
权利要求
1.一种为了减少污染而可用于热机车辆上的液箱，例如还原剂箱，尤其用于脲基还原剂，所述液箱⑴上配有集成的加热件(9)和通风系统(11)，所述通风系统(11)用于使空气进入所述加热件(9)的区域，来取代由所述加热件融化并从所述液箱(1)中排出的液体(恥)，其特征在于，所述通风系统(11)包含导管(12;15;17)和疏水件(13)，所述导管 (12 ；15 ；17)将所述加热件(9)的区域连接至所述液箱(1)外部或所述液箱内部的充满空气的部分(16)内，所述疏水件(13)，即液体不可渗透而空气可渗透的元件，被置于所述导管(12 ；15 ；17)的起点处，从而接近所述加热件(9)。
2.如权利要求1所述的液箱，其特征在于，所述疏水件由所谓的“透气”膜(13)构成。
3.如权利要求1或2所述的液箱，其特征在于，所述疏水件(13)被置于诸如柔性管或刚性管(1 的导管的起点处，所述导管将所述加热件(9)的区域连接至位于所述液箱(1) 外部且在所述液箱(1)的上部(3)的位置。
4.如权利要求1或2所述的液箱，其特征在于，所述疏水件(13)被置于诸如柔性或刚性管(17)的导管的起点处，所述导管将所述加热件(9)的区域连接至位于所述液箱(1)外部且在所述液箱(1)的下部O)的位置。
5.如权利要求1或2所述的液箱，其特征在于，所述疏水件(13)被置于诸如柔性管 (15)或刚性管(1 的导管的起点处，所述导管将所述加热件(9)的区域连接至位于所述液箱(1)内部且在高于液体液位(6)的所述液箱(1)的上部(16)的位置。
6.如权利要求1至5之一所述的液箱，其特征在于，所述疏水件，尤其采用膜(13)的形式，通过诸如粘贴、模制、固定或焊接尤其为超声波焊接的方式直接固定在诸如柔性管(15) 或刚性管(12；17)的导管的一端上。
7.如权利要求1至5之一所述的液箱，其特征在于，所述疏水件，尤其采用膜(13)的形式，通过诸如粘贴、模制、固定或焊接尤其为超声波焊接的方式固定在位于诸如柔性管(15) 或刚性管(12)的导管的一端上的适配中间件(14)上，所述中间件(14)的横截面比导管 (12；15)的横截面大。
8.如权利要求1至7之一所述的液箱，其特征在于，该液箱构成车辆的挡风清洗器液箱。
全文摘要
本发明尤其涉及一种带有集成式加热件(9)的脲基还原剂箱(1)，可用于热机车辆上进行污染缩减。箱(1)配有通风系统(11)，以使空气能够进入加热件(9)区内，取代被所述加热件融化并从箱中排出的还原剂(5)。该系统包含导管(12)和疏水件(13)，该导管(12)将加热件(9)区连接至箱外部或箱内部的充有空气的部分，该疏水件(13)被置于导管(12)起点处、因此靠近加热件(9)。此类系统适用于可盛装各种可冻结液体的各种形状的箱。
文档编号F01N3/20GK102439267SQ201080003199
公开日2012年5月2日 申请日期2010年9月7日 优先权日2010年4月6日
发明者罗多尔夫·埃玛尔 申请人:Mgi库贴公司