CN104053873A - 用于液态的尾气后处理介质的配量装置和配量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明建议一种用于液态尾气后处理介质,特别是用于尿素水溶液的配量装置(3,30),该介质用于对一个具有排气装置的内燃机的尾气进行后处理,该配量装置具有一个输送泵(7)和一个配量模块(13),这里输送泵(7)与一个抽吸管(23)相连用于从储存箱(1)中吸取尾气后处理介质,这里输送泵(7)和配量模块(13)通过一个压力管(25)互相连接,尾气后处理介质可以通过配量模块(13)输送给排气装置,这里平行于输送泵(7)布置一个回吸泵(8),这里回吸泵(8)在抽吸侧与配量模块(13)相连。此外建议一种用于进行配量的相应的方法。

Description

用于液态的尾气后处理介质的配量装置和配量方法
技术领域
本发明涉及到一种根据独立权利要求的种类的配量装置以及一种配量方法。
背景技术
在自点火的内燃机上为了满足环保法规通常在排气装置中设计一个SCR催化器。为了使SCR催化器可以将尾气中包含的NOX化合物转化为水和大气氮,在SCR催化器的上游向排气管路中喷入一种尾气后处理介质,例如一种作为还原剂起作用的液态的尿素水溶液。出于这个目的例如使用一个配量系统,它包括一个还原剂储存箱、一个还原剂泵和一个配量模块,它类似于燃油喷射装置的喷油嘴工作。泵和所属的元件也被称为供给模块。
供给模块或者说泵的任务是,从储存箱中吸取尿素水溶液并在压力侧产生一个足够大的压力,从而将液态的尿素水溶液喷成细微的雾状,只要根据需要的打开配量模块从而将尾气后处理介质特别是均匀的提供给排气装置。喷油嘴和供给模块一样同样地与内燃机的控制器相连并由它根据需要打开以及重新关闭。相应的情况也适用于输送泵的工作。由于尿素水溶液具有如下特性,即在低温下冻结同时其体积增大大约11%,因此必须采取措施避免由于冻结的尿素水溶液对配量系统造成的伤害。
出于该目的从EP1812144中可以知道,为输送尿素水溶液的管进行通风。为此泵设计有一个可反转的供给方向,或者说设计有一个用于逆转泵的供给方向的阀门。这在之后公开的DE102011081628中也进行了描述,可选的可以设计一个第二泵,从而将尿素溶液从供给管的区域中泵出。
从DE102009029408中也可以知道,在配量系统中集成进一个4/2换向阀。在4/2换向阀的第一接通位置上泵将还原剂从储存箱泵至配量模块。当需要关闭内燃机的时候,4/2换向阀被置入第二接通位置,从而供给模块的泵将液态的还原剂从配量模块输送进储存箱并由此为配量系统的一部分进行通风。其前提是,配量模块已经打开并且空气以及尾气可以从排气装置补充流动到配量系统中。
通过配量系统的部分通风产生可压缩的气泡,从而当残余的剩余还原剂在配量系统中冻结时,由此造成的冰压力很小,以至于不会在配量系统上产生损害。但是这种4/2换向阀易受到干扰并且成本很高。
发明内容
具有独立权利要求的代表性特征的根据发明的配量装置以及根据发明的用于分配尾气后处理介质的剂量的方法与之相对具有以下优点,即当关闭内燃机之后保证低成本的和可靠的排空配量系统。由于回吸泵仅仅被用于为配量系统进行通风或者说排空配量系统,很小的供给功率就已经足够。对回吸泵的供给压力提出的要求也较小。这导致的结果是,根据发明的回吸泵可以比4/2换向阀的成本更低。此外这种泵比可接通的4/2换向阀更不容易受到干扰。
通过在附属权利要求中描述的措施可以实现对在独立权利要求中给出的配量装置以及所给出的方法进行有力的改进和改善。
图示说明
本发明的实施例将在图示中展示并在下文的叙述中进一步阐述。
图1  具有回吸泵的配量装置,它通过一个回流管排空,和
图2  具有回吸泵的配量装置,它通过一个抽吸管排空。
具体实施方式
图1展示用于作为尾气后处理介质使用的含水的尿素溶液的配量装置3,它被储存在储存箱1中。这里设计一个供给模块21,它通过一个压力管25与配量模块13相连。供给模块21包括一个输送泵单元5,在其内部在压力侧在输送泵7之后连接一个止回泵6。在抽吸侧输送泵7通过一个抽吸管23与储存箱1相连,这里在储存箱1和输送泵单元5之间布置一个预滤器9。压力管25通过一个主过滤器10使输送泵单元5的压力侧的接口与配量模块13相连。在主过滤器10的出气侧的区域内连接一个回流管27,它引回至储存箱1并在那里最好终止于储存箱1的最大液面高度的上方。在回流管27中布置节流阀15与止回阀17的串联连接。止回阀17被布置在回流管的面向储存箱的一侧上并且可以向储存箱打开,节流阀15被布置在回流管的面向主过滤器10的一侧上。可选的也可以设计节流阀和止回阀的相反的串联顺序。节流阀15和止回阀17被设计成集成的部件。供给模块21除输送泵7之外具有一个根据需要可以接通的回吸泵8,它通过一个回吸管29在进气侧通过回流管27与压力管25相连。在回吸泵8的出气侧回吸管29通过回流管27的面对储存箱的一侧引回至储存箱。在压力管25上在主过滤器10和配量模块13之间的一个区域内连接一个压力传感器11。
这里存在回吸泵8和止回泵17与节流阀15的串联连接的并联连接。一方面通过输送泵单元在进行配量工作时从储存箱中吸取液态的尾气后处理介质,并通过可以被设计成可接通的阀门的配量模块13在特别是用于选择性的进行催化还原反应的催化净化器的上游按配量的喷入排气装置中。剩余的尾气后处理介质通过回流管27流回到储存箱中。另一方面在关闭内燃机之后出于抗冻和抗腐蚀的目的将管路系统排空。为此特别的打开电动可控制的配量模块并接通回吸泵8,从而通过回吸泵8特别地排空配量模块以及其余的管路,同时相应的尾气后处理介质在使用回流管27的情况下特别地在回流管的面向储存箱的一侧上重新输送至储存箱1。
在图2中展示一种可选的具有一个可选的供给模块210的配量装置30。相同或者类似的组成部件以相同的附图标记表示并且不再重复描述。与根据图1的布置不同的是,回吸泵8的出气侧通过回吸管29不与回流管27的面向储存箱的一侧相连,而是与抽吸管23相连。这里回吸管29在抽吸管23的伸入储存箱的一端和预过滤器9之间通进抽吸管中。
与开始所述的配量装置不同,在当前情况下回吸泵通过抽吸管23的伸入储存箱的一侧排空装置。这种设计的优点在于,可以以与储存箱容积直接接触的方式排空管路部件。

Claims (12)

1.用于液态尾气后处理介质,特别是用于尿素水溶液的配量装置(3,30),该尾气后处理介质用于对具有排气装置的内燃机的尾气进行后处理,该配量装置具有一个输送泵(7)和一个配量模块(13),这里输送泵(7)与一个抽吸管(23)相连用于从储存箱(1)中吸取尾气后处理介质,这里输送泵(7)和配量模块(13)通过一个压力管(25)互相连接,尾气后处理介质可以通过配量模块(13)输送给排气装置,其特征在于,设计一个在抽吸侧与配量模块(13)相连的回吸泵(8)。
2.根据权利要求1的配量装置(3,30),其特征在于,压力管(25)在输送泵(7)和配量模块(13)之间与一个通进储存箱中的回流管(27)相连。
3.根据权利要求2的配量装置,其特征在于,回流管(27)具有一个节流阀(15)和/或一个向储存箱(1)打开的止回阀(17)。
4.根据上述任一项权利要求的配量装置,其特征在于,回吸泵(8)在压力侧与抽吸管(23)相连。
5.根据权利要求1、2或3其中任一项的配量装置,其特征在于,由回吸泵(8)输送的尾气后处理介质在压力侧可通过一个与抽吸管(23)不同的管引回至储存箱。
6.根据权利要求2和5的配量装置,其特征在于,与抽吸管(23)不同的所述管是回流管(27)。
7.根据上述任一项权利要求的配量装置,其特征在于,压力管(25)在配量模块(13)之前与一个压力传感器(11)相连。
8.根据上述任一项权利要求的配量装置,其特征在于,在输送泵(7)和配量模块(13)之间布置一个过滤器(10)。
9.根据上述任一项权利要求的配量装置,其特征在于,在输送泵(7)和配量模块(13)之间布置一个止回阀(6)。
10.根据上述任一项权利要求的配量装置,其特征在于,在抽吸管(23)中布置一个预滤器(9)。
11.根据上述任一项权利要求的配量装置,其特征在于,输送泵(7)和/或回吸泵(8)被设计成膜片泵,特别是具有一个旋转的操纵部件的膜片泵。
12.用于为液态的尾气后处理介质,特别是尿素水溶液进行配量的方法,该尾气后处理介质用于对一个具有排气装置的内燃机的尾气进行后处理,在这种方法中借助一个输送泵(7)从储存箱(1)中吸取尾气后处理介质并通过一个配量模块(13)输送给排气装置,其特征在于,借助回吸泵(8)根据需要地,特别是在关闭内燃机之后使尾气后处理介质从配量模块(13)中被吸走。
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