CN103747974A - 储液箱装置及废气净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及储液箱装置（1），具有：一个尤其用于还原剂的储液箱（2），一个配置给储液箱（2）的输送装置（8），一个设置在储液箱（2）的内空间（3）中的溢出罐（5）及一个用于将不需要的流体在向着储液箱（2）的方向导回的回流导管（19），其中设有从溢出罐（5）输送流体的输送装置（8）的插吸导管（10）。在此提出，回流导管（19）用其配置给储液箱（2）的一侧直接地连接在抽吸导管（10）上。本发明还涉及一种废气净化装置。

Description

储液箱装置及废气净化装置

技术领域

本发明涉及储液箱装置，其具有一个尤其用于还原剂的储液箱，一个配置给储液箱的输送装置，一个设置在储液箱的内空间中的溢出罐及一个用于将不需要的流体导回储液箱的回流导管，其中设有由溢出罐输送流体的输送装置的插吸导管。本发明还涉及废气净化装置。

背景技术

开头所述类型的储液箱装置已由现有技术公知。它提出使用在具有内燃机、尤其柴油发动机的机动车中。在这些机动车由于近年来确定的变得严厉的废气排放立法主要必需降低有害物质NOX。在此情况下所采用的一个方法为SCR方法（SCR：Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原），在该方法中借助液态还原剂使NOX还原成N2及H2O。这里该还原剂通常是一种以名称AdBlue公知的尿素–水混合物。上述的流体就此而言作为还原剂出现及被中间地储存在储液箱中，直至需要它并例如借助输送装置输送给一个用流器，尤其一个计量喷射组件。

例如由DE102006027487A1展示了一个用于液态的、尤其含水的还原剂的机动车储液箱，该储液箱具有一个由塑料制成的容器壁。

尤其由于对储液箱的容量的不同要求该储液箱具有许多不同的实施形式，它们在其尺寸上有区别。因此必需对每个储液箱尺寸提供一个适配的溢流罐及一个适配的抽吸导管。但这意味着，不仅储液箱，而且其它部件、尤其溢流罐及抽吸导管也必需提供许多的变型。

发明内容

相比之下具有权利要求1中所述特征的储液箱装置具有其优点，即需提供的溢流罐和/或抽吸导管的数目可显著地减少。这根据本发明将用下列方式来达到，即回流导管用其配置给储液箱的一侧直接地连接在抽吸导管上。相应地不需要的流体的回流部分不是设置在储液箱的内空间或溢流罐中，而是直接地设在输送装置或抽吸导管中。抽吸导管处于溢流罐与输送装置或配置给输送装置的输送机、如一个泵之间。它用于借助输送装置由储液箱抽吸流体。变换地回流部分可直接地在输送机中实现。

以此方式尤其不再需要：将溢流罐直接地设置在箱口的下面，由此使不需要的流体可由盖到达溢流罐中。而现在回流导管直接地通入输送装置或抽吸导管或输送机。通过回流导管用其配置给储液箱的一侧直接地通入输送装置则在溢流罐中将无回流的、液态流体可出现冻结的流体的冰层上，该液态流体例如通过机动车的运动可由溢流罐溢出。回流导管最好直接地由用流器导向输送装置或抽吸导管。

在低温或在低于流体的冰点温度的情况下可出现：流体冻结在储液箱中。对于还原剂AdBlue其冰点温度在-11oC上。出于此原因储液箱可选择地设有一个加热装置，例如一个PCT电加热器，它将使储液箱中冻结的流体融化。在此情况下该加热装置尤其配置给溢流罐，该溢流罐位于储液箱的内空间中。通过热传送、尤其热对流，借助加热装置进入储液箱中的热量分布开来。在此情况下热量尤其聚集在溢流罐上或位于其中的流体上。因此在溢流罐中的流体比位于溢流罐外的储液箱中的流体较快地融化。被融化的流体通过输送装置的抽吸导管由溢流罐中输出,以便接着可输送给用流器。抽吸导管向着储液箱的端部结束在储液箱或溢流罐的最深的点上。在此情况下有利地设定：抽吸导管也可借助加热装置来加热。

加热装置优选地具有至少一个电热丝，该电热丝由特种钢或特种钢股线组成，以此方式将保证加热丝的耐腐蚀，变换地电热丝也可由其它材料组成并例如通过加套保护来抗腐蚀。而通过加套可避免通常由于可能的氨扩散引起的腐蚀。优选地该电热丝或另一电热丝可沿着抽吸导管的纵向延伸方向布置，以致它在其纵向延伸的至少一部分上、优选地在其整个纵向延伸上可被加热。抽吸导管就其而言将由一个液压导管及一个电热丝或优选地两个电热丝组成。还可附加地设置一个包围该液压导管或电热丝的收缩软管，借助它可将电热丝固定在液压导管上以构成抽吸导管。

本发明还涉及储液箱装置装配组，它由多个、尤其根据以上描述的储液箱装置组成，它们设有多个具有不同高度的储液箱及多个溢流罐与抽吸导管，其中在每个储液箱中应设置至少一个溢流罐及一个抽吸导管。在此情况下溢流罐应各具有同一高度和/或抽吸导管各具有同一长度并可被布置在不同高度的储液箱中。多个储液箱装置的每个确切地具有一个储液箱，其中多个储液箱装置的储液箱的高度相互不同。在每个储液箱中设有至少一个溢流罐及至少一个抽吸导管。

本发明的一个进一步的构型在于，储液箱在其上侧面具有一个箱口及溢流罐基本上被这样地布置，以致溢流罐的中心直接地位于箱口的中心的下面或在横向上相对该箱口中心错开。对于中心总应理解为一个截平面中的几何中心或重心，该截平面垂直于溢流罐或箱口的纵轴线。箱口被设置来使溢流罐能够被安装到储液箱的内空间中。箱口就其而言最好具有与溢流罐至少相同的或比其大的尺寸，以便能够使溢流罐通过箱口放入。溢流罐的中心可直接地位于箱口的中心的下面或在横向上相对该箱口错开。在此情况下优选的是错开的布置，因为这将允许：在储液箱不同尺寸的情况下总可使用相同高度的溢流罐和/或相同长度的抽吸导管。

溢流罐在储液箱的内空间中的布置将这样地确定，即具有其预定长度的抽吸导管可立即完全地被放置到储液箱的内空间中。如果储液箱比较高，以致抽吸导管的长度正好够用来跨接溢流罐或溢流罐的底与箱口的距离，则溢流罐可被直接地设置在箱口的下面。如果相反地储液箱的高度小，则相应地溢流罐相对箱口在横向上错开。在此情况下虽然在纵向上溢流罐与箱口之间的距离保持不变，但通过大的横向距离可使抽吸导管–尽管该抽吸导管是为具有大高度的储液箱设计的–毫无问题地布置在具有小高度的储液箱中。在此情况下抽吸导管在横向上具有一个弯曲部分，它被这样地设计，即该弯曲部分的曲率半径大于抽吸导管的允许的最小曲率半径。

本发明的一个进一步构型在于，箱口被一个盖关闭，在此盖中或此盖上设置输送装置。尤其是输送装置的输送机被设置在盖上或组合在盖中。盖被抽吸导管至少部分地穿过，以便它在一侧上可连接到输送机上及它在另一侧上可伸入到储液箱的内空间中或伸入到溢流罐中。此盖例如可为一个螺旋盖，即借助螺纹固定在储液箱上。但此盖也可构成为插入到箱口中并例如借助后抓式连接、尤其快速卡锁连接保持在储液箱上。

本发明的一个进一步构型在于，在一个位于箱口对面的储液箱的底上设有一个用于溢流罐的引导部分。该导向部分至少在横向上使溢流罐相对储液箱定位。为此目的导向部分例如至少具有一个接片或一个轨道，它与溢流罐相互配合，以便至少在横向上达到对溢流罐的导向或固定。

本发明的一个进一步构型在于，引导部分具有至少一个在圆周方向上至少区域地包围溢流罐的接片。这里该接片可为环形，尤其为圆环形。在此情况下不必使接片在圆周方向上连续地包围溢流罐，而可设置至少一个缺口。但特别优选的是在圆周方向上完全包围溢流罐。以此方式可保证溢流罐在储液箱中的可靠固定。这里对于接片应理解为一个部件，它在圆周方向上具有最大延伸长度及在径向上具有最小延伸长度。同时接片具有一个高度，该高度足以可靠地保持溢流罐。变换地也可设置两个相互平行地延伸的直接片，它们被设置在溢流罐的两侧上，尤其设置在储液箱的底上。

本发明的一个进一步构型在于，接片与储液箱的箱壳一体地和/或材料一致地构成。该箱壳包围着储液箱的内空间。在箱壳上还设有箱口，该箱口借助盖来封闭。为了在储液箱装置制造时避免附加的步骤，特别有利的是引导部分或接片与箱壳形成组合。即例如与该箱壳构成一体或材料一致地构成。这尤其当箱壳由塑料组成时特别有利，因为在此情况下接片可极其简单地制造。

本发明的一个进一步构型在于，设有一个弹簧件，它向着储液箱的底的方向推压溢流罐。为了使溢流罐在轴向上固定，该溢流罐将被夹紧在弹簧件与箱底之间，其方式是弹簧件向着箱底的方向推压溢流罐。在此情况下弹簧件一方面支撑轴溢流罐上及另一方面支撑在位于箱底对面的储液箱壁上。该弹簧件有利地具有一个加固部分，它将阻止弹簧件在横向上弯曲，以致弹簧件仅将其弹簧力在轴向上施加给溢流罐。

本发明的一个进一步构型在于，在接片上设有一个后抓件及在溢流罐上设有一个与该后抓件相互配合以保持溢流罐的后抓区域。这种实施形式的设置通常作为对使用弹簧件的变换。溢流罐就其而言可借助弹簧件或借助后抓式固定在轴向上被固定于储液箱中。后抓件例如由接片的一个自由端部构成，该端部向着溢流罐的方向倾斜及在此情况下抓入到溢流罐的一个局部凹陷或变窄的部分中。

本发明的一个进一步构型在于，在储液箱的底上和/或在接片上设有至少一个止动件及在溢流罐上设有一个与该止动件卡锁地相互配合的反方止动件。由止动件与反方止动及止动件组成的溢流罐的止动固定被设置来尤其用于：使溢流罐或它的后抓区域这样地–最好在横向上–被固定，以致确保后抓件与后抓区域的持久的相互配合。在此情况下该止动件可被设置在储液箱底上或在接片上。并且可在储液箱上、接片上或在这两个部件上同时地设置多个止动件的装置。

本发明还涉及一个废气净化装置，它包括：一个具有储液箱的储液箱装置、尤其根据上述实施形式的储液箱装置，及一个计量喷射装置，该计量喷射装置借助一个配置给储液箱的储液箱的输送装置由储液箱输入流体，其中储液箱装置具有一个设置在储液箱的内空间中的溢出罐及一个用于将不需要的流体在向着储液箱的方向导回的回流导管及设有一个用于由溢出罐输送流体的输送装置的插吸导管。其中回流导管用其配置给储液箱的一侧直接地连接在抽吸导管上。该输送装置–如上所述地–基本上由输送机及抽吸导管组成。这里回流导管连接在抽吸导管上或变换地直接连接在输送机上或通入这些部件中。储液箱装置可根据上述实施形式进一步地构成。

附图说明

以下将借助附图中所示的实施例来详细地描述本发明，而不产生对本发明的限制。附图中表示：

图1：一个储液箱装置的侧视截面图，

图2：根据本发明的一个储液箱装置的侧视截面图，及

图3：溢出罐的一个区域及储液箱的箱壳的一个区域的横截面。

具体实施方式

图1表示一个储液箱装置1的侧视截面图及就此而言表示一个废气净化装置的一个区域。储液箱装置1具有一个储液箱2，该储液箱的内空间被一个箱壳4包围并实质上完全地包围。在该内空间3中设有一个溢流罐5，该溢流罐与内空间3的其它区域形成流体连接。溢流罐5通过脚件6与储液箱2的底7形成连接或通过这些脚件固定在底7上。此外储液箱2具有一个输送装置8，该输送装置尤其由一个输送机9、例如一个泵及一个抽吸导管10组成。

抽吸导管10用其一个端部连接在输送机9上及可用其另一端部通到溢流罐5中的溢流罐5的底11的区域中。变换地它可用其另一端部穿过溢流罐5的底11通到内空间3的位于溢流罐5的外部的区域中。通过在底11中设有的一个孔12使溢流罐5与内空间3的其它区域形成流体连接。在此情况下溢流罐5或它的底7借助脚件6相对储液箱2的底7隔开地布置。

在溢流罐5中附加地设有一个加热装置13，在该加热装置中具有至少一个电热丝14。借助该加热装置可将位于储液箱2中的、尤其位于溢流罐5中的流体如液态的还原剂加热。优选地该加热装置13通过抽吸导管10进行电连接。为此目的抽吸导管10除一个液压导管外还具有–这里未示出的–导线，它们在液压导管的外面被固定在其上，例如借助一个收缩软管来固定。在此情况下这些导体也可作为加热丝，以致当加热装置13启动时不仅溢流罐5的底部区域被加热，而且抽吸导管10也被加热。

储液箱2在其上侧具有一个箱口15。该箱口借助一个盖16来关闭或可被关闭。在盖16上或在其内设有输送装置8或输送机9。在这里所示的实施例中输送机9设置在盖16上。因此抽吸导管10至少部分地穿过–借助其使储液箱关闭的–盖16，由此抽吸导管在流体技术上被连接在输送机9上，即以便形成到输送装置10的输送机9的流体连接。出于各种原因，尤其为了保证例如通过冰压力使储液箱2变形时的足够柔性，抽吸导管10具有一定的超长度。该超长度在制造时必需具有窄的公差，因为抽吸导管10通常、尤其通过液压导管与加热丝的结合是很坚硬的。

流体借助输送装置8由储液箱2并尤其由溢流罐5向着一个用流器17的方向输送，该用流器例如作为计量喷射组件存在。为此目的用流器17通过流体导管18连接在输送机9上。通常用流器17并不需要由输送装置8输送给它的全部流体。不需要的流体量可合计为大于借助输送装置8输送的流体量的50%。出于该原因设有一个用于将不需要的流体向着储液箱2的方向回送的回流导管19。因此回流导管19用其一个端部连接在用流器上。该回流导管用其另一侧与与盖16中的一个回流孔20形成流体连接。通过该回流孔20可使不需要的流体导回到储液箱2中。在这里流体应进入到溢流罐5中。这种构型当位于储液箱2中的流体由于低温而冻上时则是特别有利的。在此情况下借助加热装置13来加热流体，以致在储液箱2的至少一个区域中提供液态的流体。然而通常这里仅在加热装置13的区域中是液态的，以致在其它区域中仍是结冻的流体。

因此通过回流孔20到达储液箱2或溢流罐5的液态流体流到一个在溢流罐5中存在的冻结流体的冰层上。它仅可沿抽吸导管10–如上所述该抽吸导管也可被加热–慢慢地向着溢流罐5的底11的方向流动，以便在那里重新由输送机9通过抽吸导管抽吸。为了防止冰层上的液态流体由溢流罐5溢出、接着冻结并由此不再可供使用，设置了一个密封件21，该密封件在圆周方向上完全包围溢流罐5的上边缘。该空心圆柱体形式的密封件21用其一侧固定在盖16上及用其另一自由端部接触在溢流罐5的上边缘上。即它从箱口15–该箱口最好由盖16封闭–一直延伸到溢流罐5上。以此方式通过回流孔20到达溢流罐5的流体不会由该溢流罐溢出，该溢出例如可通过在其中设有该储液箱装置1的机动车的行驶运动引起。

然而密封件21制约了：溢流罐5被直接地设置在箱口12的下面，以致其纵向轴线22尤其与箱口12的纵向轴线23对准。换句话说溢流罐5的中心–该中心通常位于纵向轴线22上–直接地位于箱口15的中心的下方，该箱口中心通常位于纵向轴线23上。箱口15尤其被设置来用于：在储液箱2的内空间中放置溢流罐5。然而这也意味着：溢流罐5与箱口15在–相对溢流罐的纵向的–径向上必需相互这样地布置，以致由箱口15出发延伸的密封件21可包围溢流罐5的上边缘。为了在储液箱中固定溢流罐5例如设置了一种卡口式固定，该卡口式固定装置尤其至少部分地由脚件6构成。因此将溢流罐5穿过箱口15放入到储液箱2的内空间中并借助卡口式固定装置位置固定地布置。接着借助盖16来封闭箱口15，以致密封件21–该密封件例如被固定在盖16上–包围住溢流罐5的边缘。

如果要实施具有不同高度的储液箱2，则就有必要：总是使溢流罐5及抽吸导管10适配储液箱2的相应尺寸。因此对于储液箱2的每个变型必需提供一定形状的溢流罐5及一定形状的抽吸导管10。但这是相对费事的。

出于该原因提出了借助图2所描述的储液箱装置1。该储液箱装置在原理上与借助图1所描述的装置相似地构成，由此可参考上述的实施例。图2中所示的储液箱装置1与借助图1所描述的储液箱装置的区别在于：回流导管19用其配置给储液箱2的一侧直接地连接在输送装置8上。就此而言盖16不具有回流孔20，流体原本通过该回流孔由回流导管19到达储液箱2的内空间。而不需要的流体将直接地输送到输送机9或–如图2所示地–输送到抽吸导管10。这就允许不再将溢流罐5直接地设置在箱口12的下面，而是相对该箱口在横向上错开。

为了将溢流罐5固定在储液箱2中，设有一个引导部分24，该引导部分设在储液箱2的与箱口15对立的底7上。引导部分24包括接片25，该接片在圆周方向上至少区域地包围溢流罐5。在图2所示的实施例中设定：接片25在圆周方向上完全包围溢流罐5并由此将其在横向上固定在储液箱2中。接片25最好与箱壳4一体地和/或材料一致地构成。为了在轴向上也将溢流罐5固定在储液箱2中，设有一个弹簧件26，它向着储液箱2的底7的方向推压溢流罐5。在此情况下该弹簧件26具有一个（未示出的）加固部分或引导部分，以防止其弯曲。该弹簧件用其一侧固定在溢流罐5上或溢流罐5的盖上及用其另一侧固定在储液箱2的与底7对立的壁27上。

溢流罐5以这里所展示的形状由一个盖28封闭，以致溢流罐5与箱内空间3的其它区域的流体连接仅通过孔12来形成。在溢流罐5中还设有一个液位传感器29，借助该传感器可确定储液箱2或至少溢流罐5的液位。最好借助该液位传感器仅检测最小液位。液位传感器29侧向地固定在溢流罐5上并可通过垫片来适配相应的容器形状。一个电缆30–通过该电缆使液位传感器29电连接–被引导到储液箱2的盖16上。该电缆30可至少部分地缠绕抽吸导管10，以实现相应的稳定及引导。

借助图2中所示的储液箱装置1可实现一个储液箱装置装配组，该装配组由多个储液箱装置组成，它们设有多个具有不同高度的储液箱并还设有多个溢流罐及抽吸导管。在每个储液箱中应设置至少一个溢流罐及一个抽吸导管。尽管储液箱有不同的高度但通过溢流罐5在储液箱3内横向上的可变布置总可使用具有相同高度的溢流罐和/或具有相同长度的抽吸导管10。因此尽管储液箱有不同的实施形式仍可使用具有相同尺寸或相同长度的统一的溢流罐及统一的抽吸导管。

图3表示溢出罐5的一个区域及储液箱壳4的一个区域的侧向截面图。该图表示溢流罐5在储液箱2中的一个变换的固定方式。为了固定溢流罐5设置了两个接片25，它们相互并列地延伸在储液箱2的底7上。这些接片–如上所述地–与箱壳4作成一体和/或材料一致。在这些接片上各设有一个后抓件31，它优选地设在接片25的自由端部上。为此目的接片25向着溢流罐5的方向倾斜。后抓件与溢流罐5的一个后抓区域32相互配合，以便在轴向（相对纵轴线22）上保持溢流罐5。因此取决于后抓件31与后抓区域32的相互配合溢流罐5不能在轴向上离开底7。该离开仅可以用这样的方式实现，即在横向上平行于接片25地移动溢流罐5，直到其终止。然后后抓件31达到与后抓区域32件分离及溢流罐5可离开底7。后抓区域32例如可由溢流罐5的局部变窄即横截面的减小来形成。在后抓区域32的上面及下面溢流罐5具有比变窄区域大的尺寸。

为了避免在横向上无意地移动溢流罐5，在储液箱2的底7上设有一个止动件33、例如一个凸缘形式的止动件，它与溢流罐5的一个反方止动件34、例如一个凹入部分或一个缺口卡锁地相互配合。以此方式可实现溢流罐5在储液箱2中的卡锁固定，以致该溢流罐仅在横向上被施加一定的力的情况下才可移动。如果实现了图3中所示的溢流罐5在储液箱2中的固定，则可取消借助图2所述的弹簧件26。

Claims (10)

1.储液箱装置（1），具有：一个尤其用于还原剂的储液箱（2），一个配置给储液箱（2）的输送装置（8），一个设置在储液箱（2）的内空间（3）中的溢出罐（5）及一个用于将不需要的流体在向着储液箱（2）的方向导回的回流导管（19），其中设有从溢出罐（5）输送流体的输送装置（8）的插吸导管（10），其特征在于：回流导管（19）用其配置给储液箱（2）的一侧直接地连接在抽吸导管（10）上。

2.根据权利要求1的储液箱装置，其特征在于：储液箱（2）在其上侧面具有一个箱口（15）及溢流罐（5）基本上被这样地布置，以致溢流罐（5）的中心直接地位于箱口（15）的中心的下面或在横向上相对该箱口中心错开。

3.根据以上权利要求中任一项的储液箱装置，其特征在于：箱口（15）被一个盖（16）关闭，在此盖中或此盖上设置输送装置（8）。

4.根据以上权利要求中任一项的储液箱装置，其特征在于：在一个位于箱口（15）对面的储液箱（2）的底（11）上设有一个用于溢流罐（5）的引导部分（24）。

5.根据以上权利要求中任一项的储液箱装置，其特征在于：引导部分（24）具有至少一个在圆周方向上至少区域地包围溢流罐（5）的接片（25）。

6.根据以上权利要求中任一项的储液箱装置，其特征在于：接片（25）与储液箱（2）的箱壳（4）一体地和/或材料一致地构成。

7.根据以上权利要求中任一项的储液箱装置，其特征在于：设有一个弹簧件（26），它向着储液箱（2）的底（7）的方向推压溢流罐（5）。

8.根据以上权利要求中任一项的储液箱装置，其特征在于：在接片（25）上设有一个后抓件（31）及在溢流罐（5）上设有一个与后抓件（31）相互配合以保持溢流罐（5）的后抓区域（32）。

9.根据以上权利要求中任一项的储液箱装置，其特征在于：在储液箱（2）的底（7）上和/或在接片（25）上设有至少一个止动件（33）及在溢流罐（5）上设有一个与止动件（33）卡锁地相互配合的反方止动件（34）。

10.废气净化装置，包括：一个具有储液箱（2）的储液箱装置（1）、尤其根据以上权利要求中任一项或多项的储液箱装置，及一个计量喷射装置（17），该计量喷射装置借助一个配置给储液箱（2）的储液箱（2）的输送装置（8）由储液箱（2）输入流体，其中储液箱装置（1）具有一个设置在储液箱（2）的内空间（3）中的溢出罐（5）及一个用于将不需要的流体在向着储液箱（2）的方向导回的回流导管（19）及设有一个用于由溢出罐（5）输送流体的输送装置（8）的插吸导管（10），其特征在于：回流导管（19）用其配置给储液箱（2）的一侧直接地连接在抽吸导管（10）上。

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