用于还原剂的箱系统的制作方法

文档序号:15361580发布日期:2018-09-05 00:49阅读:166来源:国知局

已知将还原剂添加至机动车辆的尾气以便减少尾气的不期望的组成部分、尤其是氮氧化物化合物,因为所述氮氧化物化合物被转化为其他化合物,诸如氮气、水和二氧化碳。在本文中将还以商标adblue可供使用的尿素溶液用作还原剂。在机动车辆中提供了用于提供和存储尿素溶液的容器。所述容器连接至输送装置。该输送装置由泵组成,该泵抽吸还原剂并在压力下将还原剂分配到输送管线中。尿素溶液通过输送管线通向注射装置,该注射装置将尿素溶液注射到尾气管线中并且注射到在尾气管线中流动的尾气中。该输送装置具有另外的部件,诸如出于箱系统的安全和可靠的操作而提供的填充液位传感器、传感器、过滤器和加热装置。

还已知在容器中引入开口,以便将输送装置布置在容器的内部中。容器中的开口可通过法兰关闭。由输送装置输送的尿素溶液通过集成在法兰中的出口被引导出容器并且被引导至尾气管线。不利的是在输送装置被布置成穿过容器底部中的开口的情况下,不可能将容器的完全排空。甚至当输送装置能够将容器排空少至容器中几毫米的填充液位时,由于底部区域,容器中遗留有明显的不可输送的残余体积。

因此,本发明基于实现在开篇处提及类型的箱系统的目的,通过该箱系统可以几乎完全排空容器。本文的箱系统能够使用很小的复杂度将容器排空。

根据本发明,该目的实现在于在容器的底部区域提供至少一个开口,其中输送装置被布置在容器的外侧上,这样使得所述输送装置与容器的外侧结合地形成空间s,其中所述空间s通过该至少一个开口连接至容器的内部,使得位于容器中的还原剂从容器的内部进入位于容器外部的空间s中,并且该还原剂通过输送装置可从空间s被供应至尾气。

通过输送装置在容器外侧上的安排,所述输送装置与外侧结合地形成空间s。空间s通过容器壁中的该至少一个开口连接至容器的内部,其中所述开口布置在容器底部的区域中,在该容器底部的区域中容器的外侧和输送装置形成空间s。开口使还原剂能够流入空间s,在该空间中所述还原剂被输送装置抽吸并输送至机动车辆的尾气管线。输送装置在容器外部安排允许尤其低的抽吸点,使得容器可以几乎完全排空。因此通过根据本发明的箱系统可以实现具有非常大的可利用的体积的容器。

为保证输送装置简单连接至容器的外侧,已经证明有利的是输送装置具有围绕该输送装置的法兰,并且将法兰连接至容器的外侧以便形成空间s。

当输送装置、尤其是该输送装置的法兰粘结或焊接至容器时,输送装置至容器外侧的连接以尤其简单的方式被设计。在这种不透液体连接的情况下,可以省却附加的密封元件。箱系统因此以更简单且更具成本效益的方式被配置。

在另一个设计实施例中,输送装置至容器的连接被配置为卡口式连接。为此目的,法兰具有金属插入件,该金属插入件与布置在容器底部中的对应配对件相接合。尤其对于维修和/或保养,此连接的优点在于输送装置可以与容器不费力地分离,并且随后再次以不透液体的方式连接至所述容器。

为了确保甚至在已充满的容器的情况下易接近所有或一些部件,已证明有利的是输送装置包括壳体,所述部件布置在该壳体中。出于此目的,壳体设置有盖或覆盖件。易接近性因此与容器中的填充液位无关;也不需要拆卸容器。

在一个有利的设计实施例中,2至20个开口、优选2至10个开口、尤其2至4个开口布置在容器的区域中,该容器与输送装置结合地形成空间s。优点在于可以根据箱系统并根据参数、以最佳方式适配开口的数目。尤其是在要最小化容器制造的复杂度时,少数开口的提供是相关的。相比之下,布置多个开口确保还原剂在所有可能的操作条件下、尤其在驾驶行为中,从容器可靠的传送到空间s中。虽然在有几个开口的情况下大多数开口被直接接近底部地布置,但在有相当大量开口的情况下,一些开口可以距离容器的底部以较大的间距布置。

通过直接接近底部布置使容器能够几乎完全排空。就存在多个开口而言,另外确保了即使在一个开口故障(例如阻塞)时,从容器到空间s的可靠的溢出。

在一个特别简单的设计实施例中,所有开口具有相同的尺寸。这使尤其简单的工具设计能够用于容器的制造。

在另一个有利的设计实施例中,至少一个开口比至少另外一个开口更大。至少一个更大的开口的提供具有优点:容器能以此方法与箱系统和/或输送装置的特殊要求相适配。这尤其在输送装置中集成了填充液位传感器的情况下是有利的,因为在填充液位确定中(例如超声波传感器的声音传播中)的干扰影响通过更大开口得到阻止或至少被最小化到一种程度,使得所述干扰影响不会影响测量结果,因此可以省去传声管的使用。

根据另外的设计实施例可以避免开口在传声方面的适配,因为提供了另一个传感器作为填充液位传感器,例如电容传感器或簧片触点传感器。这种类型的传感器具有优点:它们几乎横穿容器的整个高度延伸并且在本文仅具有小直径。因此这种类型的传感器易于在空间s中集成在输送装置中,在该空间中所述传感器延伸经过箱底部中的开口而进入容器的内部。本文的开口将不必单独配置。

着眼于简化制造,这些开口为圆形。然而,同样可以设想开口中的至少一个开口具有偏离圆形的设计。开口可以与输送装置的一部分相适配使得所述部分从空间s突出、经过开口进入容器,或者被定位在空间s中使得所述部分位于所述开口下方。开口还可以具有多边形的形状、优选四边形的形状。

开口的目的在于允许足够的还原剂从容器传送到位于容器外部的空间s中。为了保证这一点,所有开口的横截面必须具有足够的尺寸。横截面积的量度是容器区域的孔隙率,该容器与输送装置结合地形成空间s。该孔隙率是所有开口的横截面积相对于所述容器区域的总面积的比例的结果。本文的孔隙率可以是98%至2%、优选是80%至4%、并且尤其是50%至6%。在容器区域的面积较大的情况下孔隙率较低,而在容器区域的面积相对较小的情况下孔隙率较高。

在另一个设计实施例中,(容器与输送装置结合地形成空间s)的区域具有至少一个倒置部,该倒置部被引导进入容器的内部。这具有优点:输送装置可以插入所述倒置部中,但其中所述输送装置仍布置在容器外部。由于这种安排,使得输送装置可以完全布置在倒置部中。因此,此类型的箱系统需要的安装空间比不带倒置部的具有下容器壁的可比的容器更少。

倒置部以尤其有利的方式与输送装置相适配,其中所述倒置部相对于填充液位具有不同的高度。

在最简单的情况下,开口以均匀分布的方式布置在容器的区域中,该容器的该区域与输送装置结合地形成空间s。

根据输送装置的功能部分单元,可以有利的是开口以非均匀分布的方式布置在该容器的区域中,该容器的该区域与输送装置结合地形成空间s。

在进一步有利的设计实施例中,位于空间s中的输送装置的区域贴靠着容器的外侧,由此空间s的体积保持较小。这尤其在位于空间s中的还原剂冻结时是有利的,因为用于融化所需的加热装置可以具有较小的尺寸。

当至少这些区域(在空间s中,该输送装置在这些区域贴靠着容器的外侧)配备有加热装置时,这具有由此能够加热该容器壁的优点。因此,可以使位于容器内部的还原剂融化而无需加热装置另外集成在容器中,并且该还原剂被用于尾气的后处理。本文的加热装置可以包括一个加热元件或多个加热元件。

将通过多个示例性实施例对本发明进行更详细地说明。在附图中:

图1示出根据本发明的箱系统的示意图示;

图2示出根据图1的容器的底部的平面图;

图3、图5、图6示出根据图1的进一步的实施例;并且

图4、图7示出根据图2的进一步的实施例。

图1示出了具有容器1的箱系统,该容器在安装位置具有上容器壁2、用于还原剂的填充部分(未展示出)、侧向容器壁3以及下容器壁4。下容器壁4形成容器1的底部。容器1由塑料组成。然而,也可以设想容器由金属制成。开口6布置在下容器壁4的平坦底部区域5中。输送装置7位于容器1外部。输送装置7具有法兰8,该法兰围绕该输送装置,法兰连接至容器1的外侧9。输送装置7与容器1的外侧9结合地包封体积,使得输送装置7和外侧9形成空间s。因此输送装置7不穿入容器1。空间s通过下容器壁4中的开口6连接至容器1的内部。因此,存储在容器内部中的尿素溶液可以经过容器壁4流到外部而进入空间s。输送装置7具有壳体10,在该壳体上或在该壳体中可以布置各种部件(没有更详细地展示出),例如泵、调压器、加热装置、过滤器、填充液位和质量传感器。壳体10还包括盖11,该盖将壳体10封闭。位于空间s中的尿素溶液可以通过泵而被抽吸并且通过出口12在压力下被供应到尾气管线的输送管线中,该尿素溶液与所述输送管线中的尾气相混合。空间s由于输送装置7在容器1的外侧上的暴露位置而对温度影响相对较敏感。尤其在低温的情况下,空间s在容器1的内部中的邻近体积之前冻结。空间s中体积相关联的增大导致该体积借助开口6能够在容器1的方向扩展,因此可以避免空间s中以及因此避免输送装置中的临界应力。

图2通过下容器壁4的平面图示出了容器1的内部。容器1的底部区域5总共有10个相同尺寸的开口6,通过这些开口,尿素溶液可以从容器1的内部流动到位于其下方的空间s中。底部区域具有约10%的孔隙率。底部区域5由输送装置7的法兰8界定,所述法兰8以虚线展示。

图3中的容器具有的构造与图1中的相类似。底部区域5被配置为倒置部13,该倒置部被引导进入容器1的内部。由于此倒置部13,容器1的体积小于如在图1中的底部区域5的平坦设计实施例的情况。输送装置7被布置在底部区域5中、在容器1的外侧9上,所述输送装置7的法兰8被焊接至外侧9,使得输送装置7和容器1的外侧9形成空间s。通过开口6建立了空间s到容器的内部的连接,这些开口被布置成横穿倒置部13分布。由于这种分布,这些开口6以与下容器壁4不同的间距进行布置。壳体10(其中布置有部件)在容器1的方向上延伸,并且因此突出进入被倒置部13拒绝接纳的区域中。箱系统因此需要较小的朝向底部的安装空间。本文的输送装置7如图1中被布置,以便仍然完全在容器1外部。着眼于作为改善脱模能力的结果的容器1更简单的制造,倒置部13被配置成锥形。

在图4中示出了具有倒置部13的下容器壁4的平面图。倒置部13具有一系列开口6,其中较多开口6布置在容器壁4附近,而较少开口布置在倒置部13的中心。下容器壁4附近的径向向外的开口6具有比径向向内的开口6更小的横截面积。由于许多较小的开口,从每个入射流方向实现了尿素溶液到空间s中的溢出,即使在容器几乎为空的情况下也是如此。相比之下,当空间s冻结时,较大的开口6使冻结尿素溶液能够从空间s膨胀到容器1中,使得尤其是作用在法兰8上的应力最小化。这些应力也可以被最小化,在于底部区域5以与侧向容器壁3间距地布置。下容器壁4的位于底部区域5与容器壁3之间的区域因此具有一定的移动能力,该移动能力允许下容器壁能够对冻结尿素溶液的体积的变化作出反应。

图5中的箱系统与图3的箱系统不同,其中倒置部13相对于下容器壁4具有两个不同的高度,并且因此具有多个高度,以便容器1与输送装置7的形状相适配。因此,空间s可以保持较小。倒置部13和输送装置7还互相适配,其方式使得位于空间s中的输送装置7的区域14贴靠着容器1的外侧9。借助布置在这些区域中的加热装置15,防止位于空间s中的尿素溶液冻结,或者可以将冻结的尿素溶液融化。下容器底部4也借助于区域14与底部区域5之间的接触而被加热,使得位于容器1内部的尿素溶液同样得到保护。区域14与外侧9之间的接触是与加热装置15的存在无关。可以同样提供用于在空间s中加热尿素溶液的加热装置15a,而所述区域14不接触容器1的外侧9。此外,加热装置15可以具有一个或多个有源加热元件并且任选地具有用于传输热的导热结构。

图6和图7示出了根据以上附图的箱系统的变型,其中半圆形开口6具有横截面积,该横截面积与其他开口6相比,大约大20倍。被配置为超声波传感器16的填充液位传感器布置在输送装置7上的开口6的下方,使得通过所述超声波传感器7发射的和反射回的超声波信号17可以穿过开口6,而对由超声波传感器16的信号发射和信号接收没有任何因开口6引起的干扰。

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