CN105143625A - 用于还原剂到排气系统里面的输送系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于尿素、尤其用于处理内燃机废气的废气净化装置的输送系统（1）,具有用于介质的储罐（5）、用于配量介质尤其到内燃机废气管（3）里面的配量装置（7），并且具有供给管线（9），它包括用于输送介质到配量装置（7）的输入管（11）和用于从配量装置（7）回输介质到储罐（5）里面的回输管（13），其中这样构成配量装置（7），使它在输送系统（1）运行中为了冷却被介质从配量装置（7）的输入接头（17）到回输接头（19）通流。在此规定，所述供给管线（9）包括在输入管（11）与回输管（13）之间的附加流体连接（23）如旁路，其中该附加流体连接（23）在配量装置（7）的输入接头（17）上游通到输入管（11）并且在配量装置（7）的回输接头（19）下游通到回输管（13）。由此，当流体循环在储罐部位由于冻结的流体堵塞的时候，避免由于增加的热负荷引起损伤。

Description

用于还原剂到排气系统里面的输送系统

技术领域

本发明涉及一个如权利要求1前序部分所述的用于介质的输送系统。

背景技术

公知在这里所述形式的输送系统。由德国公开文献DE102004046881A1给出一个用于处理内燃机废气的废气净化装置的输送系统，它包括用于介质的储罐、用于配量介质到内燃机排气管的配量装置和供给管线。供给管线具有输入管，用于输送介质到配量装置。供给管线还具有回输管，通过它介质可以从配量装置回输到储罐。尤其使用这些输送系统，用于减少内燃机废气中的氮氧化物。作为介质在这种情况下使用还原剂，它在选择性催化器上游被输送到废气管，用于执行选择性催化地还原。在这个选择性催化器中氨最好通过氮氧化物转换成氮气和水，其中氨事先一般通过水解从液体地配量到废气里面的还原剂中释放。作为还原剂尤其使用尿素、一般是含水尿素。为了保证配量装置的可靠功能，必需在输送系统运行中冷却配量装置，因为配量装置与热的废气或者热的废气管接触。为此在已知的输送系统中、尤其在由DE102004046881A1已知的输送系统中规定，配量装置在运行中被介质通流，其中介质从配量装置的输送接头流到配量装置的回输接头。

在这种输送系统中存在危险，在正常条件下液体的还原剂在低的环境温度时冻结。由此可能损伤尤其配量装置。已知大量措施，用于避免由于冻结的介质损伤配量装置。DE102004046881A1尤其建议一个解决方案，用于一方面保证尽可能好地在介质的冻结特性方面隔绝输送系统，另一方面保证尽可能微小的用于良好排热的隔绝作用。但是在低环境温度时也存在危险，位于储罐里面的介质冻结。因为在这里一般存在大容积的介质，它特别长时间地持续保存，直到介质在储罐里面解冻。与此同时可能，尤其为了冷却配量装置必需的介质沿着供给管线的循环产生损坏，因为介质循环由于冻结的还原剂在储罐、尤其在供给管线到储罐的接头部位堵塞。因此可能，配量装置在这些运行条件下、尤其也在已经解冻的介质时在供给管线和在配量装置里面不足够地冷却，因为没有介质可以通过配量装置输送。通过增加的热负荷可能损伤配量装置，尤其因为还原剂在储罐中的容积比在供给管线中小得多的容积明显需要更长的时间用于解冻。

发明内容

本发明的目的是，实现一个输送系统，它没有上述缺陷，其中尤其当介质循环在储罐部位由于冻结的介质堵塞的时候，尤其避免由于增加的热负荷引起的损伤。

这个目的通过具有权利要求1特征的输送系统实现。这个输送系统的特征是，所述供给管线包括在输入管与回输管之间的附加流体连接。该附加流体连接在配量装置的输入接头上游通到输入管并且在配量装置的回输接头下游通到回输管。如果包括储罐的介质循环由于在这个储罐或者在供给管线在供给储罐的接头部位中存在的冻结的介质堵塞，尽管能够为了冷却配量装置沿着供给管线在循环中导引介质，即，通过附加的流体连接，通过流体连接使输入管与回输管连接。所述循环不通过储罐、而是通过附加的流体连接闭合。因此与在储罐中存在的、冻结的介质容积的解冻持续时间无关地保证足够地冷却配量装置，由此有效地避免由于热过负荷损伤配量装置。最后，如果位于储罐里面的介质容积也解冻，则介质循环又可以通过储罐流动。

优选一个输送系统，其特征在于，所述附加流体连接由绕流管构成。通过绕流管介质可以在绕流储罐的条件下沿着供给管线输送。因此所述附加流体连接是一个旁路，它如上所述规定用于，使介质循环为了冷却配量装置封闭，如果规定的循环由于冻结的介质在储罐部位堵塞。在正常条件下，当所有介质是流体的，介质从储罐通过输入管流到配量装置的输入接头，为了冷却通流配量装置并且通过其回输接头进入到回输管，通过回输管介质再流回到储罐。在循环在储罐部位由于冻结的介质堵塞的情况下，介质通过附加流体连接、尤其绕流管从回输管流回到输入管，从输入管流到配量装置的输入接头，穿过配量装置到其回输接头，从回输接头到回输管，并且穿过回输管再到附加流体连接，尤其绕流管。因此保持持久的穿过配量装置的介质流并且可以排出配量装置部位中的热量，由此使配量装置不热过载。

也优选一个输送系统，其特征在于，在输入管里面设置用于输送介质的泵，其中该泵在附加流体连接的入口下游设置在输入管里面。可以选择或附加地最好在回输管里面设置用于输送介质的泵，其中该泵在附加流体连接的入口上游设置在回输管里面。通过泵使介质在正常运行状态中可以从储罐输送到配量装置并且再回输到储罐里面。但是，如果介质循环在储罐部位堵塞，由于在附加流体连接入口上游布置泵在回输管里面，或者在附加流体连接入口下游布置泵在输入管里面可以沿着循环输送介质流，该循环通过附加流体连接在绕流储罐的条件下闭合。

也优选一个输送系统，其特征在于，所述附加流体连接直接在储罐上游通到回输管并且直接在储罐下游通到输入管。总之，优选附加流体连接设置在紧邻储罐附近。这尤其意味着，在储罐与附加流体连接入口之间不设置其它的输送系统部件、尤其没有泵并且不设置配量装置以及没有到配量装置的分支。尤其使从储罐用于介质的出口和入口或者从供给管线在储罐上的接头到附加流体连接到输入管的入口和到回输管的入口的路径尽可能短地构成，由此使介质循环在绕流储罐的条件下尽可能靠近储罐地闭合。但是，在此优选距离这样长地构成，排除附加流体连接入口由于在储罐部位中冻结的介质引起的堵塞，或者说在入口部位冻结的介质比在设置在储罐里面的冻结的介质快得多地解冻，由此保证及时地在产生热引起的损伤之前足够地冷却配量装置。

也优选一个输送系统，其特征在于，所述附加流体连接通过至少一T形体提供。在此至少一T形体是输入管的一部分。备选或附加地设有T形体，它是回输管的一部分。如果设有一个T形体，则T的长腿犹如提供附加流体连接，而横腿是输入管或回输管的一部分。如果设有两个T形体，它们最好在其长腿端部部位相互连接，其中它们提供附加流体连接。在这种情况下一个T形体的横腿是输入管的一部分，而另一T形体的横腿是回输管的一部分。总体上由此得到供给管线段的基本H形的配置，它具有附加流体连接。

也优选一个输送系统，其特征在于，直接面对储罐的供给管线段H形地构成。在此H的第一腿是输入管的一部分。与第一腿并联的、H的第二腿是回输管的一部分。通过横交于第一和第二腿设置的H的第三腿提供附加流体连接。在此术语“并联”和“横交”不必一定对应于空间几何取向，而是流体技术的连接，即尤其并联或非并联的流体和横流布置，其中在输入管和回输管部位得到非并联的流体，而在附加流体连接部位得到横流。但是在优选的实施例中规定，面对储罐的供给管线段事实上也空间几何上H形地构成，具有两个至少基本相互并行的腿，它们是输入管的第一部分和和回输管的第二部分，其中与其横交、尤其垂直设置的腿提供附加流体连接。这基本对应于这个配置，它可以通过两个T形体连接在其长腿的端部上建立。

在一个实施例中能够，使直接面对储罐的供给管线段由H形连接体构成，它在并联腿的一端部位与储罐接头连接，并且在并联腿的对置端部部位一端与导引到配量装置的一部分输入管连接，另一端与来自配量装置的一部分回输管连接。能够在H形连接体上设有预加工的接头、尤其插连接。能够使连接体一体地构成。在另一实施例中规定，所述连接体由两个T形体或者另外地由独立的部件组成。

优选一个输送系统，其特征在于，所述供给管线至少局部可加热地构成。在此供给管线特别优选至少在H形段部位可加热地构成。通过加热供给管线能够在低环境温度时在这个冻结的介质中在输送系统投入运行以后快速解冻，由此一方面在启动内燃机以后尽可能快速地配量介质到废气管里面，另一方面保证快速且有效地冷却配量装置，用于避免由于热的废气带来的热负荷引起的损伤。在一个实施例中能够，仅仅回输管至少局部可加热地构成。在另一实施例中能够，不仅输入管而且回输管至少局部可加热地构成。备选或附加地使附加流体连接可加热地构成。尤其使包括附加流体连接的基本H形的连接体可加热地构成。

为了加热供给管线最好设有电加热装置。尤其使供给管线局部地以加热丝缠绕。备选或附加地能够设有一个装置，借助于它可以利用内燃机冷却水加热供给管线。与加热装置如何构成无关，这个加热装置优选具有每米25瓦的加热功率。

也优选一个输送系统，其特征在于，在附加流体连接里面设置节流装置或保压装置。这种装置优选起到的作用是，当在输入管与回输管之间在储罐部位中的连接事实上由于冻结的介质堵塞的时候，至少大部分在循环中导引的介质只通过附加流体连接流动。而如果循环至少也通过储罐闭合，则最好至少主流量、特别优选整个在循环中输送的介质通过储罐流动。

因此，所述节流装置最好这样构成，使沿着附加流体连接的通流横截面小于沿着通过储罐的流体路径的通流横截面，只要这个横截面不由于冻结的介质至少部分地堵塞。

所述节流装置最好包括减小管道横截面的部位。在优选的实施例中，管道横截面在该部位的上游和下游具有减小的管道横截面2.0mm，其中在具有减小的管道横截面的该部位的横截面减小到1.5mm、最好减小到1.0mm。

在优选的实施例中具有减小的管道横截面的部位设置在T形体的长腿里面。

备选或附加地使所述节流装置包括可调整的节流部件。通过可调整的节流部件最好可以改变通过附加流体连接的通流横截面。由此尤其能够在流体路径由于储罐被冻结的介质堵塞的时候，加大附加流体连接的通流横截面。而如果释放这个流体路径，尤其当介质完全解冻的时候，可以减小附加流体连接的通流横截面，用于保证，在循环中输送的介质主流量通过储罐流动。尤其可以规定，附加流体连接通过可调整的节流部件可以完全截止。这个功能最好对应于保压装置的功能。在一个实施例中规定，可调整的节流部件由阀门构成。

优选可调整的节流部件通过控制器、尤其内燃机的发动机控制器控制。

如果在附加流体连接中设有保压装置，这个保压装置优选这样构成，保压装置在回输管中正常压力时关闭，即附加流体连接截止，该压力位于保压装置的压力理论值以下并且在流体路径通过储罐不堵塞的时候保持这个压力。如果在输入管与回输管之间的连接在储罐部位由于冻结的介质堵塞，则在回输管中的压力提高。所述保压装置的压力理论值优选这样选择，使回输管中并因此也在附加流体连接中的压力在保压装置上游在这种情况下超过压力理论值，其中所述保压装置释放附加流体连接。当压力理论值下降时，优选保压装置又截止附加流体连接。

所述保压装置最好由保压阀构成。特别优选所述保压装置通过控制器、尤其内燃机的发动机控制器控制，其中优选通过控制器可以改变压力理论值。

也优选一个输送系统，其特征在于，所述输送系统设计成导入还原剂到内燃机废气管里面。在此最好规定，所述输送系统在输送系统的储罐里面具有还原剂。

最后优选一个输送系统，其特征在于，所述输送系统设计成配量尿素溶液、尤其含水尿素溶液到内燃机废气管里面。在此特别优选地规定，在所述输送系统的储罐里面设置尿素溶液、尤其含水尿素溶液。

附图说明

下面借助于附图详细解释本发明。在此唯一的附图示出输送系统实施例的示意图。

具体实施方式

唯一的附图示出输送系统1实施例的示意图，该输送系统最好用于输送还原剂、尤其是含水尿素溶液到未示出的内燃机废气管3里面。

输送系统1具有用于介质的储罐5，以及配量装置7，通过它介质最好在选择性催化器上游配量到废气管3里面。

输送系统1还包括供给管线9，它包括输入管11，通过它可以输送介质到配量装置7。通过回输管13介质可以从配量装置回输到储罐5里面。在所示实施例中，配量装置7具有冷却壳体15，输入管11在输入接头17部位通到冷却壳体里面。冷却壳体15还具有回输接头19，通过它介质可以流到回输管13里面。因此从输入管11开始介质通过输入接头17流到冷却壳体15并且从这个冷却壳体通过回输接头19流出到回输管13里面。通过这种方式通过通流冷却壳体15的介质从配量装置7带走热量，由此冷却配量装置，用于避免由于过热、尤其用于通流废气管3的热废气引起的损伤。

在所示实施例中设有分支管21，它一端与回输管13而另一端与配量装置7这样处于流体连接，使配量装置7可以通过分支管21输送介质，最后介质配量到废气管3里面。

在可选择的实施例中规定，相应的分支管组成输入管11。在另一可选择实施例中规定，要配量的介质在配量装置7内部从冷却流、尤其冷却壳体15取出，由此在这里犹如设有内部的分支管。

单位时间配量到废气管3里面的介质体积最好小于等于在循环中导引的、最好为了冷却而通流配量装置7、尤其冷却壳体15的介质流。即，从冷却的介质流只取出一小部分介质用于事实上配量到废气管3里面。

已经证实，在输送系统1运行中介质从储罐5通过输入管11通过冷却壳体15和回输管13回输到储罐5。如果介质在低温时冻结，则在输送系统1按照规定可以发挥功能之前，必需至少局部地首先又解冻介质。为此供给管线9最好可以至少局部地加热。在此已经证实，设置在供给管线9和配量装置7里面的介质由于其相对小的体积可以相对快速地解冻，而在储罐5中大得多的介质体积需要长得多的时间，用于解冻。即使当储罐5优选至少局部可加热地构成，也是这种情况。

因此可能出现一种运行状态，在这种运行状态中尽管通过分支管21通过配量装置7解冻的介质可以配量到废气管3里面，但是同时为了冷却配量装置7的介质循环由于设置在储罐5里面的冻结的介质堵塞。由此可能没有足够地冷却配量装置7，由此可能由于过热损伤配量装置。

为了避免这一点，设有附加的流体连接23，它使输入管9与回输管13在输入接头17上游和在回输接头19下游连接。附加流体连接23由绕流管25构成，通过它介质在绕流储罐5的条件下沿着供给管线9输送。由此能够，也在堵塞的储罐时为了冷却配量装置7在循环中输送介质。在此重要的是，通过分支管21只取出少量介质用于配量到废气管3里面，因为否则在储罐5中的介质解冻之前，循环可能迅速排空。反之，供给管线9包括冷却壳体15的体积优选这样选择，一方面保证足够地配量介质到废气管3里面，另一方面对于这个时刻保证足够地冷却配量装置7，对该时刻储罐5不再由于冻结的介质堵塞。

在所示的实施例中，在输入管11里面设置泵27，它在附加流体连接23的入口下游设置在输入管11里面。因此借助于泵27不仅在包括储罐5的条件下而且在绕流储罐的条件下为了冷却配量装置7在循环中输送介质。

储罐5具有用于介质的出口29以及入口31。已经证实，附加流体连接23以及绕流管25使出口29与入口31在储罐5附近、尤其在储罐5旁边连接。尤其附加流体连接23优选直接设置在储罐5的部位，这意味着，在附加流体连接23与储罐5之间不设置输送系统1的其它部件。特别优选附加流体连接23尽可能靠近储罐5，或者其入口尽可能靠近出口29和入口31地设置，其中优选这样协调相应的距离，使附加流体连接23一端到输入管11而另一端到回输管13的入口犹如排除由于冻结介质在出口29和入口31部位中的堵塞。

在所示实施例中，直接面对储罐5的供给管线9段，它一直延伸到点划线33，H形地构成。这个部位最好由独立的连接体35构成，它通过接头、尤其插连接一端与出口29和入口31以及另一端与输入管11和回输管13连接。能够使连接体35一体地构成。在另一实施例中能够使连接体35尤其由两个在长腿部位相互流体连接的T形体或者另外地由独立的部件组成。特别优选连接体35包括电加热装置，通过它为了解冻介质可以加热连接体。

H形段的第一腿37形成输入管11的一部分。并联于第一腿37取向的第二腿39形成回输管13的一部分。最终横交于第一腿37和第二腿39取向的第三腿41提供附加流体连接23或绕流管25。

在附加流体连接23里面设置节流装置43，它在这里由具有减小的管道横截面的部位构成。在此通流横截面通过减小的管道横截面优选这样选择，在释放的、同时不堵塞的循环中通过储罐5在循环中输送的介质的至少主流量不通过附加流体连接23、而是通过储罐5流动。而如果流体路径通过储罐5的通流横截面积由于冻结的介质缩小到在减小的管道横截面部位的通流横截面积以下的值或者完全堵塞，介质大部分或者甚至完全沿着附加流体连接23通过节流装置43流动。

可以选择，在附加流体连接23中代替节流装置43设有保压装置、尤其保压阀。

总体上证实，借助于输送系统可以保证配量装置7的有效冷却，尽管介质循环在储罐5部位由于冻结的介质堵塞。由此可以有效地避免在介质解冻阶段尤其在储罐5部位由于热过负荷损伤配量装置7。

Claims (10)

1.一种用于介质、尤其用于处理内燃机废气的废气净化装置的输送系统（1）,具有用于介质的储罐（5）、用于配量介质尤其到内燃机废气管（3）里面的配量装置（7），并且具有供给管线（9），它包括用于输送介质到配量装置（7）的输入管（11）和用于从配量装置（7）回输介质到储罐（5）里面的回输管（13），其中这样构成配量装置（7），使它在输送系统（1）运行中为了冷却被介质从配量装置（7）的输入接头（17）到回输接头（19）通流，其特征在于，所述供给管线（9）包括在输入管（11）与回输管（13）之间的附加流体连接（23），其中该附加流体连接（23）在配量装置（7）的输入接头（17）上游通到输入管（11）并且在配量装置（7）的回输接头（19）下游通到回输管（13）。

2.如权利要求1所述的输送系统（1），其特征在于，所述附加流体连接（23）由绕流管（25）构成，通过绕流管介质可以在绕流储罐（5）的条件下沿着供给管线（9）输送。

3.如上述权利要求中任一项所述的输送系统（1），其特征在于，在输入管（11）里面或者在回输管（13）里面设置用于输送介质的泵（27），其中该泵（27）在附加流体连接（23）的入口下游设置在输入管（11）里面或者在附加流体连接（23）的入口上游设置在回输管（13）里面。

4.如上述权利要求中任一项所述的输送系统（1），其特征在于，所述附加流体连接（23）直接在储罐（5）上游通到回输管（13）并且直接在储罐（5）下游通到输入管（11）。

5.如上述权利要求中任一项所述的输送系统（1），其特征在于，所述附加流体连接（23）通过至少一T形体提供，其中至少一T形体是输入管（11）的一部分和/或回输管（13）的一部分。

6.如上述权利要求中任一项所述的输送系统（1），其特征在于，直接面对储罐（5）的供给管线段H形地构成，其中H的第一腿（37）是输入管（11）的一部分，其中与其并联的、H的第二腿（39）是回输管（13）的一部分，并且通过横交于第一和第二腿（37,39）设置的H的第三腿（41）提供附加流体连接（23）。

7.如上述权利要求中任一项所述的输送系统（1），其特征在于，所述供给管线（9）至少局部地、尤其在H形截段部位中可加热地构成，其中最好设有电加热装置或者用于利用内燃机冷却水加热供给管线（9）的装置。

8.如上述权利要求中任一项所述的输送系统（1），其特征在于，在附加流体连接（23）里面设置节流装置（43）或保压装置，其中该节流装置最好包括减小管道横截面的部位或者可调整的节流部件，并且其中所述保压装置最好由保压阀构成。

9.如上述权利要求中任一项所述的输送系统（1），其特征在于，所述输送系统（1）设计成导入还原剂到内燃机废气管（3）里面，其中还原剂最好设置在输送系统（1）的储罐（5）里面。

10.如权利要求9所述的输送系统（1），其特征在于，所述输送系统（1）设计成配量尿素溶液到内燃机废气管（3）里面，其中所述输送系统（1）最好在储罐（5）里面具有尿素溶液、尤其含水尿素溶液。