CN100523448C - 计量泵装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种计量泵装置，用于通过计量泵将液态还原剂混合到废气流中，该计量泵的输入侧与连接到还原剂箱的接管连接，该计量泵的输出侧与压力管道以及通向还原剂箱的回流管道连接，其中，在压力管道中设置克服由计量泵产生的流体压力的偏压的止回阀，在还原剂流动方向上处于止回阀之前的回流管道与压力管道连接，在回流管道上设置有选择性地关闭回流管道的第一截止阀，其中保持该止回阀关闭的偏压力大于在该回流管道打开时流体压力作用在该止回阀上的力，并且在该回流管道关闭时，流体压力作用在该止回阀上的力大于该止回阀的偏压力。

Description

计量泵装置

技术领域

本发明涉及一种计量泵装置，用于将液态还原剂混合到废气流中。

背景技术

在自动点火内燃机工作时，在多数操作情况下，会伴随过量的氧气产生氧化氮，特别是在直接喷入主燃烧室时会出现这种情况，典型地如柴油发动机。为了减小氧化氮的排放，公知的是，将废气流供给到还原催化器中。通常将尿素水溶液作为还原剂在进入催化器之前很好地分布到废气中。对此，要尽可能准确地根据燃烧过程调节输入的尿素量，由此保证在催化器中尽可能完全的还原并避免尿素过量。

EP 1 435 458 A1公开了一种特殊的计量泵装置，以对还原剂进行计量并将其供给到废气流。采用这种计量泵装置，供给的还原剂在供给到废气流之前在计量泵装置中通过压力空气混合或碰撞(beaufschlagen)。为了在启动时首先对系统排气，在公知的计量泵装置中、在预混合装置前，设置一作为预冲阀(Vorspülventil)的二位三通阀，在该预混合装置中将还原剂与压力空气混合。在该装置启动时，首先这样转换预冲阀，即：使得该计量泵将抽吸的还原剂送回至还原剂箱中，直到其管道充满还原剂为止。而后，转换预混合阀，从而将还原剂供给到预混合装置。

发明内容

本发明的目的在于进一步简化EP 1 435 458 A1公开的计量泵装置的结构。

为了实现本发明的目的，本发明提出一种计量泵装置，用于通过计量泵将液态还原剂混合到废气流中，该计量泵的输入侧与连接到还原剂箱的接管连接，该计量泵的输出侧与压力管道以及通到该还原剂箱的回流管道连接，其特征在于：在该压力管道上设置克服由该计量泵产生的流体压力偏压的止回阀，该回流管道沿还原剂的流动方向在该止回阀之前与该压力管道连接，在该回流管道上设置有选择性地关闭该回流管道的第一截止阀，其中保持该止回阀关闭的偏压力大于在该回流管道打开时流体压力作用在该止回阀上的力，并且在该回流管道关闭时，流体压力作用在该止回阀上的力大于该止回阀的偏压力。

本发明通过以下的结构有效简化计量泵装置的结构。用于将液态还原剂混合到废气流中的计量泵装置具有一计量泵，该计量泵的输入侧与连接到还原剂箱的接管(Anschluβ)连接，该计量泵的输出侧与压力管道以及通到还原剂箱的回流管道连接。为了使抽吸管道和通到还原剂箱的回流管道能够进行连接，在计量泵装置上设置接管，在接管上连接通向还原剂箱的管道或软管。沿流动方向在计量泵后面延伸的压力管道是计量泵装置的部件并例如通向预混合装置，在该预混合装置中供给的还原剂通过压力气体碰撞。回流管道从压力管道分出并与其连接。根据本发明，在压力管道上设置克服由计量泵产生的流体压力偏压的止回阀。这意味着，在流体压力没有超过一定压力值时，该偏压使得止回阀克服由计量泵产生的流体压力而保持关闭，其中在该压力值下，通过流体压力作用到止回阀上的力等于止回阀的偏压力。如果流体压力大于极限值，则止回阀通过供给的还原剂克服偏压力而被打开。沿还原剂的流动方向在止回阀之前回流管道与压力管道连接。另外，在回流管道上设置有选择性地关闭回流管道的第一截止阀。通过这种设置，可以省去用于对系统排气或充气的结构复杂的二位三通阀，而代替的是在回流管道上设置简单的开关阀或截止阀。

在启动计量泵装置时，计量泵例如隔膜泵首先从还原剂箱供给还原剂并通过回流管道将还原剂泵送回还原剂箱，直到计量泵和压力管道完全充满还原剂。由于设置的止回阀被偏压，只要还原剂的流体压力没有达到打开止回阀的压力值，就能确保还原剂还不会流到例如预混合装置中且特别地不会流入内燃机的排气系统，而是首先通过打开的截止阀和回流管道回到还原剂箱。在系统完全被还原剂充满后，回流管道可以通过截止阀断开，这样，还原剂能够不再流回还原剂箱。随着压力管道中流体压力的升高，止回阀打开且还原剂必要时可经预混合装置供给至内燃机的排气系统中。

为了确保在合适的时间点打开止回阀，使止回阀保持关闭的偏压力大于在回流管道打开时流体压力作用在止回阀上的力。由此，确保在预冲或充满时还原剂可以不流经止回阀。进一步优选的是，该偏压力这样选择，在关闭回流管道时，即截止阀关闭回流管道时，流体压力作用在止回阀上的力大于止回阀的偏压力，从而止回阀打开且还原剂可流经止回阀。当关闭回流管道后计量泵再供给还原剂时，计量泵下游的压力管道中的压力自动升高，这样，如果所选择的止回阀的偏压力合适，则止回阀会自动打开。由于在回流管道打开时还原剂可以从压力管道排出，所以压力管道的压力自动降低，因此，在适当选择偏压力时，在这种状态下止回阀会自动关闭。止回阀可以例如通过诸如螺旋弹簧的压力弹簧进行偏压，其弹性力根据在工作时压力管道中产生的流体压力这样调节，即：使得以如上所述的方式确保止回阀自动关闭和打开。

进一步优选的是，止回阀直接设置在一预混合装置的混合腔中，在该混合腔中由计量泵供给的还原剂通过压力气体混合或碰撞。对于这种结构，止回阀具有双重功能。一方面，如上所述，在计量泵排气或预冲时止回阀确保还原剂先不流入预混合装置和内燃机的排气系统。另一方面，直接在预混合装置上的止回阀确保压力气体特别是压力空气与还原剂一起不会流入压力管道。例如由于尿素与空气接触会结晶，所以不希望还原剂和特别是还原剂/压力气体混合物回流。基于这种原因，止回阀优选直接设置在混合区域，在该混合区域中压力气体与还原剂混合，使得在止回阀下游的区域可通过压力气体清除剩余的还原剂，在止回阀上游的管道区域使回流的还原剂和压力气体畅通无阻。由于止回阀的双重功能，可明显简化整个计量泵装置的结构且同时确保较大的操作可靠性。

再优选的是，沿流动方向在止回阀和截止阀之前，在压力管道上或回流管道上设置一检测流体压力的压力传感器。通过该压力传感器，检测计量泵装置的不同工作状态以及在计量泵装置工作时尤其可能出现的故障。该压力传感器可首先用于，在计量泵装置启动预冲时确定何时压力管道充满还原剂以及计量泵装置何时可以投入使用。当压力传感器检测到表示其操作状态的压力极限值时，可以关闭回流管道中的截止阀，从而计量泵将还原剂经止回阀必要时经预混合装置供给到废气流中。其压力传感器还可以用于检测下游压力管道且特别是废气流喷嘴的堵塞情况，即如果压力管道中的压力高于正常工作出现的压力值，可以由压力传感器检测到。例如可由控制装置发出相应的报警信号并在必要时关掉计量泵装置。还可以通过压力传感器确定在还原剂箱中消耗的还原剂储备量，这时，工作时压力管道中的压力低于正常工作出现的压力值。当压力传感器检测到下压力极限值时，可以检测到不正确的还原剂储备量，且例如通过控制装置进行相应的指示。另外在这种状态下，可以首先通过控制装置关掉计量泵装置，直到充满还原剂为止，以避免工作时没有还原剂带来的缺陷。

为了保证在预冲或排气后启动计量泵装置，第一截止阀优选这样与压力传感器连接，即：在压力传感器检测达到一预定流体压力时，第一截止阀转换到关闭回流管道的位置。选择关闭回流管道时流体压力的预定极限值，以确保在计量泵装置启动时总是能用还原剂完全充满压力管道。这这意味着，在计量泵装置工作以及将还原剂喷入废气流之前，计量泵首先被排气。这对于在充满还原剂箱后计量泵装置第一次再工作的情况是特别重要的。

第一截止阀优选这样被偏压，即：使得它在静止状态(Ruhelage)下保持打开回流管道的位置。这样确保在计量泵装置停机后，回流管道相对于还原剂箱开通，使得整个系统且特别是压力管道无压力。因此，可确保在计量泵装置处于关闭状态下，偏压的止回阀可靠地保持压力管道处于关闭状态，不会意外地从计量泵装置中排出还原剂。偏压例如可以通过弹簧力实现。为了关闭第一截止阀，必须形成大于该偏压力的操作力。

特别优选的是，设置一预混合装置，在预混合装置中由计量泵供给的还原剂通过压力气体碰撞或混合，在通向预混合装置的压力气体管道的输入侧设置一用于选择性地切断压力气体的供给的第二截止阀。压力气体的供给例如由汽车特别是载重汽车的中央压力空气供给装置实现。第二截止阀可用于有针对性地将压力气体或压力空气供给到计量泵装置中和断开其供给。在计量泵装置启动时，第二截止阀打开，以使压力气体流进计量泵装置，供给的还原剂在预混合装置中与压力气体混合。对此，在预混合装置中，不必进行更确切地说不必实现还原剂与压力气体的细混合(feinste Mischung)，只是使得还原剂通过压力气体碰撞，以便较大的还原剂滴通过压力气体的作用再供给到喷嘴进入废气流中。在从喷嘴排出时，还原剂优选细微地喷洒在废气流中。

特别优选的是，回流管道上的第一截止阀与压力气体管道上的第二截止阀这样连接，即：在打开压力气体管道时关闭回流管道。这样可以很简单且可靠地启动计量泵装置，因为不必单独彼此转换两截止阀。通过这种连接，还可以只操作一个阀例如第二截止阀并同时自动转换另一个阀如第一截止阀。例如也可以通过打开第二截止阀首先使得压力气体供给到计量泵装置中，其中通过该耦合自动关闭回流管道，从而由计量泵供给的还原剂在止回阀打开的情况下进入预混合装置并在预混合装置中与压力气体混合。相反，通过该连接在断开计量泵装置时，确保在通过关闭第二截止阀中断压力气体供给后，自动打开回流管道上的第一截止阀，从而由计量泵再供给的还原剂可流回到还原剂箱中或使得压力管道无压接通。这样，确保在没有压力气体进入计量泵装置中时，也没有还原剂进入预混合装置和进入下游的喷嘴中而进入废气流中。由此，可以避免压力管道中止回阀下游管道的不希望的管线堵塞或添加。

为了连接两截止阀，特别优选的是，第一截止阀可通过压力气体操作，通向预混合装置的压力气体管道与第一截止阀的操作接管在沿流动方向处于第二截止阀之后的位置处连接，例如通过操作接管连接。这可以实现两截止阀之间的纯气动连接，从而可减少计量泵装置中的电操作部件的数量，这进一步简化了结构。这种结构可以实现，第一截止阀优选通过供给到预混合装置的压力气体的压力克服弹簧偏压而关闭。因此，只需要很少的用于关闭第一截止阀的附加的操作件。

第一截止阀的操作接管优选与通向预混合装置的压力气体管道沿流动方向处于压力气体管道节流位置之前的区域连接。这样，在通过节流位置给预混合装置提供较小的气体或空气压力时，确保在操作第一截止阀的操作接管中的气体压力足够高。

进一步优选的是，第二截止阀这样与在流动方向上处于止回阀和压力管道上的第一截止阀或回流管道之前设置的压力传感器连接，即：在压力传感器检测达到一预定流体压力时，第二截止阀被转换到打开压力气体管道的位置。这意味着，在启动计量泵装置时，可以首先接通计量泵，压力气体供给通过第二截止阀首先被关闭。通过打开的回流管道进行计量泵的预冲或排气。在通过压力传感器确保在压力管道中达到显示的确定压力值时，压力管道充满还原剂，之后压力气体流进预混合装置。当如上所述的第一截止阀与第二截止阀连接时，可以同时使通向还原剂箱的回路关闭，还原剂经打开的止回阀供给到预混合装置中。压力传感器和第一截止阀的连接可以通过控制装置电动地也可以通过机械、气动或液动地实现。

压力气体管道上的第二截止阀优选这样被偏压，即：使得它在静止状态下保持切断压力气体管道的位置。这样在切断计量泵装置时，确保中断对计量泵装置的压力气体的供给。第二截止阀例如可以通过弹簧力偏压，使得它必须通过外部驱动力打开。对此该驱动力优选是通过电例如通过电磁产生。如果中断对电磁体中线圈的供电如电流，则驱动力消逝，偏压力自动关闭截止阀。

在预混合装置中、压力空气供给的输出侧还可设置另一止回阀，它在断开对预混合装置提供压力气体时能避免还原剂从预混合装置流回压力气体管道。因此能够使压力气体管道保持清洁。第二止回阀优选这样被偏压，即：该第二止回阀在压力气体管道的一确定压力下被打开，并且在该压力值以下或在例如通过关闭第二截止阀来中断压力气体供给时，自动关闭。

附图说明

下面参照附图以实施例形式描述本发明。其中：

图1是本发明计量泵装置液压部件的接线图；

图2是图1所示的计量泵装置的预混合装置的截面图；

图3是具有关闭的止回阀的、图2所示的预混合装置的单独截面图；

图4示出了具有用于压力气体供给并处于打开位置的止回阀的、图3所示的预混合装置；

图5示出了图3和图4所示的预混合装置，其包括用于供给还原剂并处于打开位置的止回阀和用于供给压力气体并处于打开位置的止回阀；

图6是回流管道中处于关闭位置的截止阀的截面图；

图7是处于打开位置的图6所示的截止阀的截面图。

具体实施方式

首先，根据图1所示的接线图，描述本发明的计量泵装置的实施例的基本功能。

该计量泵装置的核心部件是计量泵2，它由具有相应驱动装置的隔膜泵构成。通过控制驱动装置且特别是控制泵行程的数量和/或行程速度，可以调节由计量泵2供给的还原剂的量，使得还原剂的量能够准确满足发动机中有效(aktuell)进行燃烧过程的需要。还原剂优选采用尿素水溶液。还原剂预储在还原剂箱4中，还原剂通过计量泵2经抽吸管道5从还原剂箱4中抽吸。在所示实施例中，止回阀6以公知的方式分别设置在计量泵2之前和之后，止回阀6实际上是隔膜泵的部件。因此，沿流动方向位于该泵前面的止回阀6确保在进行泵行程时还原剂不会返回到还原剂箱4中。不同的是，沿流动方向位于该计量泵2后面的止回阀6确保在抽吸时还原剂只从还原剂箱4抽吸，而不会从压力管道回吸。

在计量泵2和第二止回阀6后面，在分路位置8处分出一回流管道10，回流管道10引回到还原剂箱4并在计量泵2启动时用于系统排气。

在回流管道10上设置一关闭或截止阀12，通过它能够关闭回流管道10，由此，还原剂不会通过回流管道10流回还原剂箱4。在所示静止状态下，截止阀12处于打开位置，在该打开位置回流管道10呈开路。在回流管道10上，沿流动方向在截止阀12之前且在分路位置8之后设置一压力传感器14，该压力传感器14检测截止阀12之前以及在计量泵2之后的压力管道16中的流体压力。

压力管道16从计量泵2经分路位置8引到装置的混合区域或混合腔18，在存在压力空气的情况下，在混合区域或混合腔18中还原剂与压力气体被压力空气碰撞或混合。直接在混合区域18之前、在压力管道16上，即在压力管道16的末端，设置一止回阀20，该止回阀20通过偏压件例如弹簧在所示静止状态下保持关闭位置，避免还原剂且特别是压力气体从混合区域18回流到压力管道16。沿流动方向在混合区域18之后连接一管道22，该管道22通向汽车排气系统的喷嘴。

在所示实施例中用作压力气体的压力空气通过汽车的压力空气供给装置24提供。这种类型的压力气体供给系统在载重汽车中通常地特别用于制动操作。所示的计量泵装置与中央压力空气供给装置24连接，其中计量泵装置的输入侧具有螺线圈或磁力阀26，该磁力阀26使得通向混合区域18的压力空气管道28选择性地与压力空气供给装置24连通，或通向大气30。电操作的磁力阀26这样被偏压，即：磁力阀26在所示位置的静止状态下使得压力空气管道28通向大气30。

在压力空气管道28上，沿流动方向处于磁力阀26之后的位置处设置一压力调节器32，并在该压力调节器32之后设置一节流阀34。

在混合区域或混合腔18中，在压力空气管道末端设置一止回阀36，该止回阀36这样被偏压，即：止回阀36在所示静止状态下被关闭，并可以通过压力空气管道28中的压力克服其偏压力打开。由此，确保在没有压力空气从压力空气管道28流入混合腔18时，止回阀36关闭，由此，还原剂不会从混合区域18进入压力空气管道28。

回流管道10上的截止阀12通过压力空气操作并经操作管道38与压力空气管道28连接，其中操作管道38在压力调节器32与节流阀34之间与压力空气管道28连接。操作管道38用于在转换磁力阀26时，使压力空气管道28与压力空气供给装置24连通，并且使操作管道38受到压力的作用。在操作管道38中的空气压力克服其偏压使得截止阀12换位，以使回流管道10关闭。

包括在图1中由虚线D表示的界线内的上述部件，特别是计量泵2、截止阀12、磁力阀26、混合区域18、止回阀以及连接这些部件的管道整体组合成计量泵装置，使得计量泵装置除了电连接线之外还包括其它四个流体接管，即与压力空气供给装置24连接的流体接管、用于连接通向喷嘴的管道22的流体接管、用于连接通向还原剂箱4的抽吸管道5的流体接管以及用于连接回流管道10与还原剂箱4的流体接管。

在系统启动时，磁力阀26首先处于关闭的静止状态(所示位置)，在该位置压力空气管道28与压力空气供给装置24断开。计量泵2开始运行，经抽吸管道5从还原剂箱4抽吸还原剂。止回阀20在所示关闭位置的偏压这样选择，即：在打开回流管道10时，压力管道16中的压力不足以克服偏压来打开止回阀。

由于开始在压力空气管道28中没有压力，操作管道38中也无压力，由此，截止阀12处于打开的静止状态且回流管道10被打开。这样，计量泵2首先供给来自于还原剂箱4的还原剂并经分路位置8通过回流管道10返回到还原剂箱4中。这使得系统在启动时进行排气，即：首先确保了压力管道16充满还原剂。

在压力管道16和回流管道10完全充满还原剂时，在截止阀12之前的压力管道16和回流管道10中的流体压力达到一确定极限值，该极限值由压力传感器14检测。在压力传感器14检测到该极限值时，控制装置转换磁力阀26，以通过载重汽车的压力空气供给装置24给压力空气管道28提供压力空气。由此，对操作管道38施加压力，通过该压力克服弹簧偏压力来转换截止阀12，这样，回流管道10截止。由于压力管道16不再经回流管道10通向还原剂箱4，在计量泵2进一步工作时，压力管道16中的流体压力逐渐升高到该压力能够使止回阀20克服其弹簧偏压力而被打开，从而还原剂能够流入混合区域18且来自压力空气管道28的压力空气施加到该区域。压力空气和还原剂经混合通过管道22到达载重汽车排气管道中的喷嘴。

在工作时，输入的还原剂量通过计量泵的泵行程的数量来调节，而通过压力空气管道28进入混合区域18的压力空气流是不变的。

在该装置停用时，特别是汽车停车时，首先计量泵2停机，不再从还原剂箱4供给还原剂。从而压力管道16中的压力下降到使得止回阀20由于其偏压力的作用被关闭，且防止还原剂再进入混合区域18。由于磁力阀26先继续被打开，压力空气继续通过止回阀36进入混合区域18，还存留的还原剂经管道22被冲刷。

通过切断电流供给关闭磁力阀26时，通过压力空气管道28和止回阀36的压力空气流被切断，使得整个系统停机。在这种状态下，截止阀12又回到静止状态，即回流管道10被打开。

通过设置止回阀20确保混合腔或混合区域18中的空气不会进入压力管道16。因此，避免了还原剂在压力管道16中结晶。由于在计量泵2停机后通过恒定的压力空气流在混合区域18中进行自动冲刷，也能避免还原剂在混合区域18以及关闭的管道22中结晶。

优选输出电信号的压力传感器14除了检测压力管道16的排气情况外，还用于检测其它不希望的操作状态。即当在截止阀12开启时，压力超过在回流管道10通畅时通常不会出现的预定极限值时，可以通过压力传感器14检测回流管道10的堵塞情况。另外，压力传感器14还可以检测汽车排气管道中喷嘴的堵塞情况，此时在磁力阀打开时，压力管道16中的压力同样会超过在喷嘴正常工作时通常不会出现的预定极限值。此外，通过压力传感器14还可以检测还原剂箱4的排空情况，此时，在工作时压力管道16中的压力会降到在正常操作时关闭的回流管道10中通常不会出现的预定极限值之下。

下面，借助图2—5举例描述预混合装置的结构，该预混合装置主要由混合区域18和止回阀20和36构成。

图2示出了预混合装置39在装入泵头中的状态下的截面图。该泵头主要由中心板40和位于其上的端板42构成，其中在中心板40和端板42之间形成流道并设置预混合装置39。

在端板42上形成作为接管的管道22，在接管22上连接通向汽车排气系统中的喷嘴的流体管道。在中心板40的表面上形成通道形式的压力管道16和压力空气管道28并与其通孔相通。

该预混合装置包括作为中央部件的、具有圆柱形外壁46的圆柱形套筒44。在套筒44的内部形成一收缩部48，它将套筒44的内腔分成两个部分。套筒44内腔的第一部分从收缩部48呈漏斗形地向套筒44的第一端侧50扩展。该区域实际上是预混合装置39的混合区域18或混合腔18。在混合区域18的圆周壁上形成沿圆周均匀分布的开口或开孔52，它们作为压力空气的入口。在套筒44内部由收缩部48围成的开口作为还原剂进入混合区域18中的入口。混合区域18通过活塞54封闭，该活塞54具有安装在圆周槽中的O形圈56。如图3和4所示，O形圈56密封地抵靠在套筒44内部的混合区域18的漏斗形内壁上。

该活塞54的活塞杆55穿过收缩部48朝着远离第一端侧50的第二端侧58延伸到套筒44内部的第二区域。在套筒44内腔的第二部分中设置一压力弹簧，其第一端支承在收缩部48上。压力弹簧60设计为螺旋弹簧，其相反端抵靠在围住活塞杆55的导向套筒62的、朝向收缩部48的凸缘上。导向套筒62对活塞杆进行导向并由此导向在套筒44内部的活塞54，在套筒44内部导向套筒62抵靠在套筒44的内壁上。导向套筒62通过弹性环64支承在活塞杆55的远离活塞54的纵向端上。由此，压力弹簧60朝着套筒44的第二端侧58的方向压制活塞杆55，从而活塞54通过O形圈56压靠在混合区域18的漏斗形或锥形内壁上。这样，形成图1所示的止回阀20的活塞54在其静止状态下保持关闭位置，如图3和4所示。

导向套筒在其外周上具有纵向槽66(图3—5未示出)。还原剂可通过纵向槽经压力管道16朝着收缩部48流入套筒44的内部。通过外部围住套筒44的O形圈68可以避免还原剂流过套筒44的外部。在插入状态下，O形圈68使套筒44的外壁相对于开孔的内壁密封，在中心板40中在开孔内设置套筒44。

在套筒44内部，压力管道16中的流体压力沿活塞杆55的纵轴线方向作用于活塞54上。在压力管道16中的流体压力足够高时，通过该压力作用到活塞54上的力大于压力弹簧60的弹簧力，从而使活塞54通过活塞杆55朝着套筒44第一端侧50的方向移动，且活塞54与O形圈56从混合区域18的锥形内壁提升，如图2和5所示。因此，在活塞54或O形圈56与套筒44或混合区域18的环绕内壁之间形成环形缝隙，还原剂可通过该环形缝隙流入混合区域18。

预混合装置39的第二止回阀36由环形弹性套(Manschette)70形成，该套70夹在中心板40和端板42之间。特别是套70外周的加厚区域设置在中心板40和端板42上，从而不会使来自压力空气管道28的压力空气流过套70的外周。

套70的内周朝着套筒44的端侧50沿轴向呈筒形地延长，从而形成托架72。托架72向着套筒44的外壁46略微呈锥形倾斜地延伸且借助托架的自由端抵靠在外壁46上。对此，套70或托架72这样弹性构成，即：使得套在其静止状态下密封地保持在套筒44的外壁46上，如图2和图3所示。

当压力空气导入压力空气管道28时，由于中心板40中的用于接纳套筒44的开孔在远离压力管道16的区域大于套筒44的外径，所以在中心板40中的压力空气首先流过整个套筒44的外壁46。而后，压力空气流入套70的托架72与套筒44的外壁46之间的区域，在空气压力的作用下，托架72从套筒的外壁46上被挤开，从而在外壁46与套70或托架72的内周边之间形成环形缝隙74，通过该缝隙压力空气可流入凹口76中，在端板42中，套筒44设置在凹口76中。压力空气可以从凹口76经开口或开孔52进入混合区域18并在这里与进入的还原剂一起经管道或接管22再进入到汽车排气系统的喷嘴。

当切断到压力空气管道28的压力空气供给时，套70通过托架72在其弹性作用下又密封到套筒44的外壁46上。由于套70的突入凹口76的托架72的作用，在凹口76中的较高压力使得套70的套状加长部分或托架72更强有力地抵压在外壁46上并由此可靠地关闭止回阀36。

开口或开孔52这样构成，即：它沿套筒44的纵向一直延伸到活塞54的外侧。另外，开口52这样形成，即：它扩展到套筒44的内部即混合区域18。由此实现经开口52流入混合区域18的压力空气完全流过整个混合区域18的内壁且特别是活塞54的外侧，因此可以完全从混合区域18中喷出剩余的还原剂。

下面，借助图6和图7进一步描述截止阀12的结构。截止阀12设置在中心板40的凹口78中。其凹口78在中心板40的远离端板42的表面上形成且通过计量泵装置的驱动壳体的前板80封闭，在前板80上平面安装中心板40。

凹口78的底部呈圆柱形且朝着前板80呈漏斗形敞开。在圆柱形截面的中部，一入口接管82从凹口78的底部伸入凹口78中。在入口接管82的内部与其同心地这样设置远离压力管道8的回流管道10，即使得回流管道10朝着入口接管82的端侧敞开。远离凹口78底部的入口接管82的端侧形成一阀座84。在图6所示的关闭位置下，隔膜形阀件86密封地抵靠在阀座84上。阀件86构成为圆形隔膜，该隔膜的外周保持在中心板40与前板80彼此相邻的表面之间。阀件86的中央区域可沿入口接管82的延伸方向相对于外周88运动，这是通过隔膜的弹性保证的。

阀隔膜或阀件86具有一载体90，它由弹性材料92包封或包注塑(umspritzen)，该材料形成抵靠在阀座84上的密封面94。

从阀件86相对于入口接管82对中地、以围住密封面94的方式伸出一导向套筒96，导向套筒96的外周壁上具有穿孔98。该导向套筒96与弹性材料92呈一体且通过弹性材料92与阀件86的载体90连接。优选地，载体90和导向套筒96通过弹性材料92包注塑并形状匹配地彼此连接。

在导向套筒96的内部，设置或导向一螺旋弹簧形式的压力弹簧100，使得压力弹簧100与入口接管82的纵向轴线平行地在入口接管82的外周和导向套筒96的内周之间延伸。压力弹簧100的一纵向端支承在凹口78的底部，压力弹簧100的相对纵向端支承在阀件86上、密封面94的周边。压力弹簧100的尺寸这样确定：压力弹簧100能将阀件86压到打开位置，即与阀座84离开的位置，如图7所示。在图7所示的截止阀12的位置，从计量泵供给到回流管道10中的还原剂经入口接管82和密封面94与阀座84之间的环形缝隙流入导向套筒96的内部。通过打开远离阀件84的端侧以及导向套筒96的穿孔98，可以使还原剂流入凹口78中。还原剂自凹口78经通到凹口78周边的通道102流到计量泵装置的接管并进一步通过回流管道流到还原剂箱4。

为了关闭截止阀12，隔膜形阀件86背离入口接管82的一侧通过操作管道38施加来自于压力空气管道28的压力空气。作用到阀件86的表面104的空气压力使得阀件86克服压力弹簧100的弹簧力沿连接至阀件86上的入口接管82的纵向轴线的方向运动，从而阀件86通过其密封面94密封抵靠到阀座84上。在图6所示的状态下，入口接管82中的还原剂不能流入凹口78的内部，回流管道10通过截止阀12关闭或断开。

向表面104施压的压力空气所流经的操作管道38构成为中心板40内部的通道，该通道通向阀件86的表面104区域中的中心板40和前板80之间的位置。在所示实施例中，在前板80上形成面对阀件86的敞开的环形通道106，在通道106中分配压力空气，使得空气压力均匀作用到整个表面104上。另外，表面104这样呈弓形地构成，即它形成在靠近外周88径向向内的环形区域中，该环形区域距中心板40的表面有一段距离。

在表面104上与密封面94相对设置的中心区域108构成为止挡面，它在截止阀12处于打开位置下(参见图7)抵靠在前板80的表面上且限制处于打开位置的阀件86的行程。该中心区域108的中心具有凸起，它与前板80表面上的孔配合，用于导向阀件。

附图标记一览表

2   计量泵                   4   还原剂箱

5   抽吸管道                 6   止回阀

8   分路位置                 10  回流管道

12  截止阀                   14  压力传感器

16  压力管道                 18  混合区域

20  止回阀                   22  管道

24  压力空气供给装置         26  磁力阀

28  压力空气管道             30  大气

32  压力调节器               34  节流阀

36  止回阀                   38  操作管道

39  预混合装置               40  中心板

42  端板                     44  套筒

46  外壁                     48  收缩部

50  端侧                     52  开口

54  活塞                     55  活塞杆

56  O形圈                    58  端侧

60  压力弹簧                 62  导向套筒

64  弹性环                   66  纵向槽

68  O形圈                    70  套

72  托架                     74  缝隙

76  凹口                     78  凹口

80  前板                     82  入口接管

84  阀座                     86  阀件

88  阀件的外周               90  载体

92  弹性材料                 94  密封面

96  导向套筒                 98  穿孔

100 压力弹簧                 102 通道

104 表面                     106 环形通道

108 中心区域                 D   计量泵装置的界线

Claims (12)

1、一种计量泵装置，用于通过计量泵(2)将液态还原剂混合到废气流中，该计量泵(2)的输入侧与连接到还原剂箱(4)的接管连接，该计量泵(2)的输出侧与压力管道(16)以及通到该还原剂箱(4)的回流管道(10)连接，其特征在于：在该压力管道(16)上设置克服由该计量泵(2)产生的流体压力偏压的止回阀(20)，该回流管道(10)沿还原剂的流动方向在该止回阀(20)之前与该压力管道(16)连接，在该回流管道(10)上设置有选择性地关闭该回流管道(10)的第一截止阀(12)，其中保持该止回阀(20)关闭的偏压力大于在该回流管道(10)打开时流体压力作用在该止回阀(20)上的力，并且在该回流管道(10)关闭时，流体压力作用在该止回阀(20)上的力大于该止回阀(20)的偏压力。

2.如权利要求1所述的计量泵装置，其特征在于：该止回阀(20)直接设置在一预混合装置(39)的混合腔(18)中，由该计量泵(2)供给的还原剂与压力气体在该混合腔中混合。

3、如权利要求1所述的计量泵装置，其特征在于：在该压力管道(16)或该回流管道(10)上，沿流动方向处于该止回阀(20)和该截止阀(12)之前的位置处设置有检测流体压力的压力传感器(14)。

4、如权利要求3所述的计量泵装置，其特征在于：该第一截止阀(12)以下述方式与该压力传感器(14)连接，即：在该压力传感器(14)检测达到一预定流体压力时，该第一截止阀转换到关闭该回流管道(10)的位置。

5、如权利要求1所述的计量泵装置，其特征在于：以下述方式偏压该第一截止阀(12)，即：使得该第一截止阀(12)在静止状态下保持打开该回流管道(10)的位置。

6、如权利要求1所述的计量泵装置，其特征在于：设置有一预混合装置(39)，在该预混合装置(39)中由该计量泵(2)供给的还原剂与压力气体混合，在通向该预混合装置(39)的压力气体管道(28)的输入侧设置选择性地切断压力气体供给的第二截止阀(26)。

7、如权利要求6所述的计量泵装置，其特征在于：该回流管道(10)上的第一截止阀(12)与该压力气体管道(28)上的第二截止阀(26)以下述方式连接，即：在该压力气体管道(28)打开时关闭该回流管道(10)。

8、如权利要求7所述的计量泵装置，其特征在于：该第一截止阀(12)可通过压力气体操作，通向该预混合装置(39)的该压力气体管道(28)与该第一截止阀(12)的操作接管在沿流动方向处于该第二截止阀(26)之后的位置处连接。

9、如权利要求8所述的计量泵装置，其特征在于：通向该预混合装置(39)的该压力气体管道(28)与该第一截止阀(12)的操作接管在沿流动方向处于节流位置(34)之前的位置处连接。

10、如权利要求6所述的计量泵装置，其特征在于：该第二截止阀(26)以下述方式与设置在该压力管道(16)或该回流管道(10)上沿流动方向处于该止回阀(20)和该第一截止阀(12)之前的压力传感器(14)连接，即：在该压力传感器(14)检测达到一预定流体压力时，该第二截止阀(26)转换到打开该压力气体管道(28)的位置。

11、如权利要求6—10之一所述的计量泵装置，其特征在于：以下述方式偏压该压力气体管道(28)上的第二截止阀(26)，即：使得该第二截止阀(26)在静止状态下保持断开该压力气体管道(28)的位置。

12、如权利要求6所述的计量泵装置，其特征在于：在该预混合装置(39)中、压力气体供给的输出侧设置一止回阀(36)。

Images