CN108368766A - 用于还原剂的储箱系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于还原剂的储箱系统，所述储箱系统包括：用于还原剂的容器，该容器具有上容器壁、侧容器壁和下容器壁；输送设备，用于提供还原剂以使其能在压力下通过出口输送到排气中。在下容器壁中布置有至少一个开口，其中，所述至少一个开口形成到达填充有还原剂的另一个容积的连接部并且至少一个开口具有布置在周边上的并且径向指向内侧的元件。

Description

用于还原剂的储箱系统
技术领域
本发明涉及一种用于还原剂的储箱系统，所述储箱系统包括：用于还原剂的容器，该容器具有上容器壁、侧容器壁和下部容器壁；输送设备，用于抽吸还原剂并使其能在压力下通过出口输送到排气中。
背景技术
已知将还原剂添加到机动车的排气以便减少排气的不期望的成分、特别是氮氧化合物，其方法是，将它转化为另外的化合物，如氮、水和二氧化碳。作为还原剂在此使用尿素溶液，尿素溶液也可以根据商标名称AdBlue获得。为了提供和储备尿素溶液，在机动车中设有由塑料制成的容器。该容器与输送设备连接。输送设备由泵组成，该泵抽吸还原剂并且在压力下将还原剂输出到输送管道中。尿素溶液通过输送管道到达喷射设备，该喷射设备将尿素溶液喷射到排气管道和在排气管道中流动的排气中。输送设备具有其它组件，如液位指示器、传感器、过滤器和加热设备，它们被设置为用于安全地和可靠地运行储箱系统。
此外已知在容器中引入开口以便将输送设备布置在容器内部。借助于凸缘能封闭容器中的开口。通过集成在凸缘中的出口将由输送设备输送的尿素溶液从容器中向外引导并且引导至排气管道。不利的是，在输送设备的情况下通过容器的底部中的开口不能实现完全排空容器。即使当输送设备能将容器排空至容器中的几毫米的液位高度时，由于底部面积的原因，也仍在容器中余留了相当多的、不能输送的剩余容积。
还已知尿素溶液在大约-11℃时结冰。为了确保在所有运行状态下都能提供还原剂，也已知设置加热设备。在此致力于将加热设备的尺寸设计得尽可能小，以便将能量消耗保持得尽可能少，但是仍能实现尿素溶液的足够的加热。在此，容器中的还原剂的结冰特性起到重要的作用。原则上认为位于外部的区域首先结冰，并且最后位于容器内部中心的区域结冰。在此特别关键的是，结冰的还原剂占用比液态的还原剂大很多的容积。这导致最后结冰的还原剂或者位于分开的容积中的还原剂在结冰时被阻止发生容积膨胀。由此产生有时特别大的压力，该压力会导致特别是在输送设备上发生损坏。为了防止这种情况迄今为止采用加热设备的相应的布置结构和设计方案，这对于储箱系统来说显著提高了花费。
发明内容
因此本发明的目的是，实现一种开头所述类型的储箱系统，该储箱系统既能实现几乎完全排空容器，此外应以少的花费保护可能的输送设备以防止由于结冰的还原剂引起的损坏。
所述目的通过独立权利要求的特征来实现。有利的设计方案在从属权利要求中描述。
根据本发明的储箱系统的特征在于，在下容器壁中布置有至少一个开口，所述至少一个开口形成到达/达至填充有还原剂的另一个容积的连接部，至少一个开口具有布置在周边/周部/周面上的并且径向指向内侧的元件。
将至少一个开口布置在下容器壁中能实现使还原剂从容器内部溢流到另外的容积中。从那里可以借助于属于输送设备的泵将还原剂输送到排气中。借助于该容积的布置，可以因此几乎完全排空容器。在位于该容积中的还原剂结冰时，该还原剂由于其容积增大而撞击到容积的边界上。容积的边界防止进一步膨胀，而结冰的还原剂通过使布置在开口的周边上的元件弹性变形而至少继续在该开口上膨胀。借助于还原剂的能以这种方式实现的体积增大，压力减小至这种程度，即避免了容积或容器的损坏。可能需要的加热设备可以由此设计为明显更小的尺寸。根据本发明的储箱系统需要的花费明显更少。
弹性元件还会引起开口的横截面积缩小，因此如果要有与不包括这种元件的开口相同的横截面积，该开口必须具有大得多的周长。借助于增大的周边，具有这种元件的开口延伸经过明显更大的容器壁区域，使得最终容器壁的更大的区域受到保护免受临界压力损坏。
如果并非所有开口都设计具有可弹性变形的元件，则可以减少用于产生容器中的开口的花费。根据一个有利的设计方案，接近于容器的中心布置的至少一个开口是具有这种元件的开口。
根据另一个设计方案，元件可以在塑料容器中在所述元件与容器壁一体地形成时特别简单地产生。特别在由至少两个半壳组成的注塑容器中，元件可以在注塑期间借助于各个容器壳产生。
在最简单的情况下，元件具有和容器壁相同的厚度。由此简单地构造用于制造的模具。
根据另一个有利的设计方案，元件的弹性也可以通过该元件具有比容器壁小的厚度而提高。
为了能实现还原剂从容器内部充分地溢流到容积中，证明为有利的是，元件沿着开口的直径具有所述直径的0.2倍至0.9倍——优选0.4倍至0.7倍——的长度。由于在制造容器时花费随着开口的数量和大小而升高，因此开口应该尽可能小地构造。而为了避免在还原剂结冰时的压力，大的开口是有利的。在考虑这种边界条件的情况下，大的开口具有长度为直至直径的0.5倍的元件，而小的开口具有长度为直至直径的0.9倍的元件。
为了实现相应的可变形能力，根据另一个设计方案，元件被彼此间隔开地布置。在此，根据元件的形状，间距设计为在元件的长度上保持不变或增大或减小。元件可以被设计为三角形、梯形、矩形或平行四边形。同样可以考虑具有圆形边界的形状。
根据开口的和所需要的流动横剖面的大小，根据一个有利的设计方案，在两个元件之间的间距的宽度可以在一个元件的宽度的1.0倍和0.05倍之间。
元件的弹性也可以通过以下方式增大，即两个元件之间在开口的周边的区域中的间距大于与该间距直接邻接的区域中的间距。同时可以借助于这种构造使自由的通流面积径向向外明显增大。这在还原剂融化时起积极作用，因为通过还原剂的加热优于通过容器壁的加热。
为了基于结冰的还原剂的容积膨胀实现容器壁的可变形能力，需要至少一个元件。在多于十个元件时，在制造中的花费又升高，而已经明显减小的压力不会进一步明显减小。
附图说明
在多个实施例中详细说明本发明。其中
图1示出根据本发明的储箱系统的示意图，
图2-图8示出容器中的不同开口，
图9-图10b示出储箱系统的其它设计方案。
具体实施方式
图1示出具有容器1的储箱系统，该容器在安装位置具有上容器壁2、用于还原剂的未示出的注入部段、侧容器壁3和下容器壁4。下容器壁4形成容器1的底部。容器1由塑料制成。在下容器壁4的平坦的底部区域5中布置有开口6。输送设备7位于容器1外部。输送设备7具有围绕该输送设备的凸缘8，该凸缘与容器1的外侧9焊接在一起。输送设备7和容器1的外侧9共同围成一空间，使得输送设备7和外侧9形成容积V。因此容器1不被输送设备7穿透。通过下容器壁4中的开口6，容积V与容器1的内部连接。由此，存放在容器的内部里的尿素溶液可以通过容器壁4向外流到容积V中。输送设备7具有壳体10，在该壳体中或上可以布置不同的未进一步示出的组件，例如泵、压力调节器、加热设备、过滤器、液位传感器和质量传感器。壳体10还包括盖11，该盖封闭壳体10。借助于泵可以抽吸位于容积V中的尿素溶液并且在压力下通过出口12输送到排气管道的输送管道中，在该输送管道中尿素溶液被混入排气中。基于输送设备7在容器1的外侧上的暴露位置，容积V更易受到温度影响。特别是在低温时，容积V先于处于容器1的内部中的相邻容积结冰。由于两个外部的开口6，容积V中的与之伴随的体积增大会导致容积V可能朝向容器1的方向膨胀，由此避免了在容积V中的以及进而在输送设备中的临界压力。对于容积V，尿素溶液在中心开口6’——该中心开口接近于容器1的中心布置——的区域中最后结冰并且可能向底部区域5中的容器壁4的外侧9挤压。根据本发明的开口6’的设计阻止了上述情况的发生，其中，在下面的附图中描述开口6’的构造。
图2示出具有元件13的开口6’，该元件具有开口6’的直径的0.8倍的长度。图3示出具有两个可弹性变形的元件13的开口6’。在图4中示出弹性元件13。梯形元件13被彼此间隔开地布置，其中，间隔被设计为狭槽14，该狭槽具有平行延伸的边界。在图5中在开口6’中布置有四个元件13。两个元件13之间在开口6’的周边16的区域15中的间距大于在直接邻接的区域17中的间距。
图6至图8的示出元件13的其它设计方案。
图9中的容器具有和图1中的容器类似的构造。底部区域5被设计为指向容器1内部的内陷部18。基于这种内陷部18，容器1的容积小于如图1中所示的底部区域5的平坦的设计方案中的容积。在容器1的外侧9上，在底部区域5中布置有输送设备7，该输送设备的凸缘8与外侧9焊接在一起，使得输送设备7和容器1的外侧9形成容积V。空间S与容器的内部的连接通过开口6实现，该开口分散布置在内陷部18上。基于这种分布，开口6、6’布置成和下容器壁4以不同间距隔开。其中布置有组件的壳体10朝向容器1的方向延伸，并且因此伸入被内陷部13隔出的区域中。因此，储箱系统向下方需要的结构空间较少。输送设备7在此仍如图1中所示完全布置在容器1之外。为了基于更好的可脱模性更简单地制造容器1，内陷部13设计为锥形的/渐缩的。开口6’在此剧中地布置在内陷部18中。根据图4的元件18被示出为弹性变形的状态。
图10a、图10b示出具有明显更大的开口6’的另一个实施方式，其中，图10a示出根据图9的剖面，图10b示出图10a的俯视图。在此可以看到，狭槽14从上方的平坦区域一直延伸到内陷部18的设计为锥形的区域中。

Claims (10)

1.一种用于还原剂的储箱系统，所述储箱系统包括：用于还原剂的容器，该容器具有上容器壁、侧容器壁和下容器壁；输送设备，用于提供还原剂以便使其能在压力下通过出口输送到排气中，
其特征在于，
在下容器壁(4)中布置有至少一个开口(6、6’)，所述至少一个开口(6、6’)形成到达填充有还原剂的另一个容积(V)的连接部，并且至少一个开口(6’)具有布置在周边(16)上的、径向指向内侧的元件(13)。
2.根据权利要求1所述的储箱系统，其特征在于，所述至少一个开口(6’)是接近于容器(1)的中心布置的开口(6’)。
3.根据权利要求1或2所述的储箱系统，其特征在于，所述元件(13)与容器壁(4)一体地形成。
4.根据前述权利要求中至少一项所述的储箱系统，其特征在于，所述元件(13)具有和容器壁(4)相同的厚度。
5.根据权利要求1至3中至少一项所述的储箱系统，其特征在于，所述元件(13)具有比容器壁(4)小的厚度。
6.根据前述权利要求中至少一项所述的储箱系统，其特征在于，所述元件(13)沿开口(6’)的直径具有所述直径的0.2倍至0.9倍、优选0.4倍至0.7倍的长度。
7.根据前述权利要求中至少一项所述的储箱系统，其特征在于，所述元件(13)被彼此间隔开地布置。
8.根据权利要求7所述的储箱系统，其特征在于，两个元件(13)之间的间隔的宽度在一个元件(13)的宽度的1.0倍和0.05倍之间。
9.根据权利要求7或8所述的储箱系统，其特征在于，两个元件(13)之间在开口(6’)的周边(16)的区域(15)中的间距大于该间距的直接邻接的区域(17)中的间距。
10.根据前述权利要求中至少一项所述的储箱系统，其特征在于，一个至十个元件(13)被布置在所述至少一个开口(6’)上。
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