CN111467850B - 用于流体罐的吸管过滤器装置及流体罐系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于流体罐(55)的吸管过滤器装置(1)，特别是用于容纳尿素溶液(57)的流体罐(55)。为了改进吸管过滤器装置并降低成本，根据本发明的装置(1)包括至少一个吸管(3)，该吸管限定吸管方向(S)，以及至少一个过滤器构件(5)，其中吸管(3)至少部分地布置在过滤器构件(5)内部，并且其中过滤器构件(5)沿吸管方向(S)延伸。由于根据本发明的装置(1)，可以减少或甚至防止将气泡抽吸到吸管(3)中。

Description

用于流体罐的吸管过滤器装置及流体罐系统
技术领域
本发明涉及一种用于流体罐特别是用于容纳尿素溶液的罐的吸管过滤器装置。本发明还涉及一种流体罐系统，特别是用于容纳尿素溶液的罐，其中该流体罐系统包括至少一个加热线圈和至少一个吸管过滤器装置。
背景技术
吸管用于从流体罐中抽吸流体。为了防止碎屑和/或冷冻溶液进入吸管，吸管可以设置有过滤器构件，其仅允许溶液进入吸管。通常，在吸管的下端布置有过滤器构件，以保护吸管的入口开口。
已知装置的缺点在于，来自过滤器构件内部的气泡可能与溶液一起进入吸管，并且已知装置通常在生产和/或服务上成本高昂。
发明内容
因此，本发明的目的是改进一种吸管过滤器装置及一种流体罐系统。
该目的通过根据本发明的吸管过滤器装置来实现，该吸管过滤器装置包括至少一个吸管，该吸管限定吸管方向，以及至少一个过滤器构件，其中吸管至少部分地布置在过滤器构件内部，并且过滤器构件沿吸管方向延伸。
根据本发明的流体罐系统设置有根据本发明的吸管过滤器装置，其中，所述装置布置在由至少一个加热线圈围绕的空间内部。
由于根据本发明的装置，吸管的至少一部分布置在沿吸管方向延伸的过滤器构件内部。沿吸管方向延伸的过滤器构件可以允许气泡在过滤器构件内部上升离开吸管的入口开口，从而可以防止抽吸气泡。此外，还可以实现紧凑的布置。
通过将吸管过滤器装置的至少一部分优选较大部分布置在由至少一个加热线圈围绕的空间内部，根据本发明的流体罐系统可以防止冷冻溶液阻塞吸管。如果在流体罐内部存在冷冻溶液，则在由加热线圈围绕的空间内部的溶液通常比在所述空间外部的溶液更早地被加热。因此，所述空间内部的冷冻溶液将比所述空间外部的溶液更早融化。由于这种布置，即使在罐中仍然存在冷冻溶液时，也可以从罐中泵送溶液。本发明尤其旨在用于包含柴油机废气(DEF)的罐，以清洁柴油机废气排放。吸管可以是DEF定量给料系统的一部分。根据本发明的流体罐系统可以是这种DEF定量给料系统或其一部分。根据本发明的吸管过滤器装置也可以用在流体罐系统中，特别是用在没有加热线圈的DEF定量给料系统中。例如在没有冻结溶液风险的区域中可能就是这种情况。
在下文中，描述了本发明的进一步改进。取决于在特定应用中是否需要特定改进的特定优势，可以彼此独立地组合附加改进。应当注意，根据本发明的方法尤其可以利用根据本发明的系统来执行。
根据本发明的第一有利实施例，吸管和过滤器构件都沿吸管方向伸长。这种细长的形状可以增加气泡在过滤构件内部上升离开吸管的入口开口的趋势。此外，过滤器构件的细长形状可提供大表面，溶液可通过该表面到达吸管。由此，可以增加溶液的流速。吸管的入口开口优选地布置在过滤器构件内部。
吸管和过滤器构件可以形成可容易地在流体罐系统中更换的单元。
根据本发明的另一有利实施例，吸管优选地形成用于过滤器构件的支撑结构。换句话说，至少一个过滤器构件至少部分地由至少一个吸管支撑。由此，可以实现简单的结构。过滤器构件可以通过吸管膨胀，特别是在过滤构件的深度方向上。
吸管过滤器装置的长度可以调节，以满足不同的过滤器规格。换句话说，可以根据预期的应用来选择吸管和/或过滤器构件的长度。
可以通过膨胀的过滤器构件来打开内容积，其中至少一个内容积可以在吸管的外壁和过滤器构件之间延伸，所述流体容积沿吸管方向延伸并与吸管的入口开口流体连通。换句话说，内容积可以在入口开口的附近并且还沿竖直方向从所述入口开口向上延伸。由此，气泡可以容易地上升离开入口开口。不具有吸管的过滤器构件可以是基本平坦的主体，其通过吸管而膨胀，从而形成整体透镜形的横截面。
至少一个吸管可以设置有至少一个整体集成的固定装置，用于将过滤器构件不可拆卸地固定在吸管上。至少一个固定装置优选地形成为在吸管上的凸缘，至少一个过滤器构件可附接到该凸缘上。由于整体集成的固定装置，可以减少该装置的零件数量。
为了进一步减少零件数量并保持简单的结构，至少一个吸管可以设置有至少一个连接端口，用于将装置与流体罐系统的配对连接端口连接。连接端口优选地与吸管整体地形成。
至少一个吸管优选地由塑料材料制成。因此，特别是与由钢制成的吸管相比，可以使用成本。如果吸管设置有固定装置和/或连接端口，则优选所有元件与吸管由塑料整体地形成。由此，吸管与固定装置和连接端口一起可以形成为单件。
为了提供高效的而且成本有效的过滤器构件，至少一个过滤器构件优选地由织物特别是由纺织纤维制成。
吸管的入口端口优选地布置在过滤器构件的底部。如上所述，过滤器构件的上部可以允许溶液进入过滤器构件。溶液然后可以在过滤器构件内部流动至其底部并进入吸管的入口开口。
优选地，根据本发明的过滤器构件和吸管组装成可以单独出售的单元，特别是作为替换零件。由于吸管过滤器装置包括吸管，所以流体罐系统的系统侧吸管可以具有减小的长度。由于那些系统侧吸管通常由钢制成，因此可以降低整个系统的成本。
根据本发明，可以提供一组具有不同长度的吸管过滤器装置。这些吸管过滤器装置可以互换，以满足流体罐系统的不同要求。
根据本发明的流体罐系统可以进一步改进，因为至少一个吸管的入口端口布置在由至少一个加热线圈围绕的空间内部。由此，可以实现仅液体溶液进入吸管。
为了有利于从吸管的入口开口去除气泡，至少一个过滤器构件并且优选还有吸管基本平行于气泡上升方向延伸。所述气泡上升方向平行于重力方向。
为了使吸管过滤器装置易于安装和/或更换，流体罐系统优选地进一步包括至少一个配对连接端口，吸管过滤器装置可以不可拆卸地连接至该配对连接端口。配对连接端口可以设置有至少一个密封环，优选地是O形环。所述密封环优选地布置在系统侧吸管的外侧上，该系统侧吸管可以形成配对连接端口的一部分。所述密封环可以邻接吸管过滤器装置的吸管的连接端口，以便形成气密连接。
流体罐系统还可包括至少一个夹具，用于将密封环安装在系统侧吸管上。夹具可以与根据本发明的吸管过滤器装置或流体罐系统一起出售。
优选地，流体罐系统还包括至少一个流体传感器装置，其中吸管过滤器装置与至少一个流体传感器装置并排布置，尤其是在垂直于气泡上升方向的方向上。流体传感器装置优选地是质量传感器和/或液位传感器。并排布置可以提供紧凑的结构。
优选地，吸管的入口端口沿气泡上升方向布置成与至少一个流体传感器装置齐平。由于这种布置，由传感器装置测量的性质反映进入吸管的溶液的性质。
至少一个流体传感器装置优选地设置有底板，该底板基本上封闭由至少一个加热线圈围绕的空间，其中底板设置有用于至少一个吸管过滤器装置的至少一个切口。由此，可以实现紧凑的结构。
附图说明
在下文中，使用示例性实施例并参考附图详细描述本发明及其改进。如上所述，实施例中所示的各种特征可以在特定应用中彼此独立地使用。
图1至3从不同的角度示出了根据本发明的吸管过滤器装置的示意图；
图4至6从不同的角度示出了根据本发明的流体罐系统的示意图，其中该系统设置有如图1至3所示的装置；以及
图7至10示出了将密封环安装在图4至6所示的流体罐系统的系统侧吸管上的示意图。
具体实施方式
在下文中，相对于图1至3描述了吸管过滤器装置1(在下文中称为“装置1”)。稍后将描述设置有装置1的流体罐系统。
装置1包括吸管3和过滤器构件5。吸管3可用于从罐(未示出)中抽吸溶液。过滤器构件5可防止碎屑和/或冷冻溶液进入吸管3。
吸管3和过滤器构件5都具有总体上细长的形状。吸管3限定了吸管方向S。该吸管方向S限定了装置1的纵向方向L。过滤器构件5沿吸管方向S延伸，并因此平行于装置的纵向方向L。当装置1布置在流体罐系统内部时，装置1的纵向方向L优选平行于气泡上升方向B对准，气泡上升方向B平行于重力方向G但沿相反方向定向。气泡上升方向B是气泡从罐中的溶液上升所沿的方向。
吸管3基本上布置在过滤器构件5内部。换言之，吸管3的较大部分布置在过滤器构件5内部，使得其被过滤器构件5围绕。
吸管3包括抽吸端7和连接端9，其中，抽吸端7和连接端9沿吸管方向S彼此相对地布置。在装置1的优选对准中，抽吸端7形成吸管3的下端，而连接端9形成吸管3的上端。
吸管3在抽吸端7处具有入口开口11，其将吸管3向周围敞开并且允许溶液进入吸管3。入口开口11布置在过滤器构件5内部。
内容积13在过滤器构件5内部延伸并且基本上布置在吸管3和过滤器构件5的材料之间。所述内容积13与吸管3的入口开口11流体连通。内容积13在抽吸端7和过滤构件5的下端15之间延伸。下端15是过滤部件5的沿纵向方向L布置成比吸管3的连接端9更靠近抽吸端7的那端。
内容积13还平行于纵向方向L延伸通过邻近吸管3的过滤器构件5。优选地，内容积13基本上沿过滤器构件5的沿纵向方向L的长度的较大部分延伸。由此，过滤器的大部分材料17可以被溶液使用以通过过滤器构件5进入内容积13并到达吸管3的入口开口11。
在附图所示的实施例中，内容积13(其由图2中的虚线表示)基本上由平行于纵向方向L在纵向上延伸的两个竖直股线19和最靠近入口开口11的水平股线21构成。竖直股线19和水平股线21基本上形成U形结构化的内容积13。
入口开口11布置在过滤器构件5的底部23，所述底部位于过滤器构件5的下端15。
内容积13具有的优点是，大部分材料17可用于溶液以进入过滤器构件5并通过内容积13流向并进入入口开口11。由此，与仅覆盖入口开口11的过滤器构件相比，增加了用于溶液以通过过滤器构件5的有效面积。
此外，竖直股线19可以允许内容积13内部的溶液中的气泡沿竖直股线19并远离入口开口11沿气泡上升方向B上升。由此，可以防止将气泡抽吸到吸管3中。
不具有吸管3的过滤器构件5可以是整体平坦的主体。过滤器构件5的材料17优选地是织物25，优选地是纺织材料。更优选地，过滤器构件5由纺织纤维结构制成。
吸管3优选地用作过滤器构件5的支撑结构27。换句话说，吸管3可以使过滤器构件5的材料17膨胀，从而限定过滤器构件5的结构和装置1的外形。
在垂直于纵向方向L的横截面中，过滤器构件5可以膨胀为整体透镜形状。在图3中可以看到这种形状。由此，吸管3的两个相对部分29邻接过滤器构件5的材料17，从而使过滤器构件5沿深度方向D膨胀。
垂直于所述深度方向D和纵向方向L，过滤器构件5沿宽度方向W延伸。沿宽度方向W测量的过滤器构件5的宽度31大于沿深度方向D测量的过滤器构件5的深度33。
由于吸管3平行于深度方向D使过滤器构件5膨胀，因此深度33由吸管3的外径35和材料17的材料厚度37的两倍构成。由于宽度31大于深度D，内容积13的横向股线19在过滤器构件5内部打开。
过滤器构件5包括接缝39。所述接缝39连接过滤器材料17的至少两个部分41、43，以形成过滤器构件5。优选地，部分41和43是单块织物的两个半部。该块织物可以折叠，以形成过滤器构件5。接缝形成过滤器构件5的边缘，至少在下端15和沿宽度方向W彼此相对的两侧处。
应当注意，上述布置，其中吸管3本身形成过滤器构件5的支撑结构27，仅是优选实施例。在替代方案中，过滤器构件5也可以是预成形的以便接收吸管3。在另一实施例中，吸管3可以设置有附加支撑结构以便限定过滤器构件5的形状。所述附加支撑结构可以特别地与吸管3整体地形成。作为另一替代方案，过滤器构件5可以设置有内支撑结构，例如由塑料制成，所述支撑结构将过滤器构件5扩展到所需的形状。
为了将过滤器构件5固定在吸管3上，吸管3优选地包括至少一个固定装置45，过滤器构件5可以不可拆卸地固定到该固定装置45。所述固定装置45优选与其余的吸管3整体地形成。
在优选实施例中，固定装置45成形为凸缘47。所述凸缘47可设置有圆周凹槽49，过滤器构件5的材料17可插入该圆周凹槽49中以将过滤器构件5固定在吸管3上。固定装置45优选地布置在吸管3的连接端9。
优选地，吸管3还设置有至少一个连接端口51。连接端口51可用于将装置1与流体罐系统的配对连接端口连接。连接端口51适于在吸管3与流体罐系统的其他部分特别是流体泵之间建立流体连通。连接端口51可以进一步将装置1机械地安装在流体罐系统中。
吸管3优选地由塑料材料制成。如果吸管3设置有用于过滤器构件5的固定装置45和/或设置有连接端口51，则这些特征优选与其余的吸管3一体地形成。换句话说，吸管3、固定装置45和/或连接端口51优选地由塑料整体地形成。
在下文中，参照图4至6描述根据本发明的流体罐系统53。由此，图4示出了系统53的侧视图，图5示出了示出系统53内部的剖视图，图6示出了从系统53下方观看的视图。
流体罐系统53设置有如以上关于图1至3所述的装置1。
流体罐系统53可以布置在流体罐55内部，特别是用于尿素溶液57的流体罐55。该溶液可以用于清洁柴油机废气。流体罐55在图4中仅由虚线表示。
流体罐系统53包括加热线圈59和如上所述的装置1。加热线圈59用于将罐55内部的溶液57加热到工作温度。特别地，加热线圈59可以用于融化冷冻溶液57。加热线圈53优选地布置成螺旋结构61，所述螺旋结构61围绕空间63。
装置1的至少大部分位于被加热线圈59围绕的空间63中。当布置在空间63内部的溶液57被冷冻时，其通常比加热线圈59外部的溶液更早地被加热。因此，即使在罐55中仍存在冷冻溶液57时，溶液57也可以进入过滤器构件5并由此进入抽吸管3的入口开口11。这相对于其中吸管延伸到加热线圈59外部并且吸管的入口开口布置在罐中的其他位置的系统而言是有利的。
吸管3的入口开口11优选地也布置在空间63内部。
如前所述，过滤器构件5以及优选地吸管3基本平行于气泡上升方向B延伸。
为了将装置1固定到系统53，系统53设置有配对连接端口65。所述配对连接端口65可以是系统侧吸管67的端部，该系统侧吸管67可以连接到泵(未示出)。系统侧吸管67优选地由钢制成。
密封环69可以存在于系统侧吸管67的外部。当装置1安装在系统53中时，密封环69布置在连接端口51内部，从而在吸管3和系统侧吸管67之间形成气密连接。
优选地，流体罐系统53还包括至少一个流体传感器装置71。流体传感器装置71可以设置有质量传感器和/或液位传感器。流体传感器装置71优选地布置在传感器管73的下端，该传感器管安装传感器装置71并且提供用于传感器装置71的电源和/或数据线的内空间75。
优选地，吸管过滤器装置1与流体传感器装置71并排布置。由此，由传感器装置71测量的性质反映了进入过滤器构件5且因此进入吸管3的溶液57的性质。
传感器装置71具有底板77，传感器部件安装在该底板上。底板优选地布置在系统53的下侧79。因此，术语“下侧”是指系统53的朝向重力方向G对准的一侧。底板77基本上封闭空间63。底板77优选地设置有用于布置1的切口81。特别地，过滤器构件5的下端15可以布置在切口81中。由于这种布置，入口开口11可以基本上沿吸管方向S与传感器装置71齐平。
在下文中，将参照图7至10简要描述将密封环69安装到系统侧吸管67上，特别是安装到配对连接端口65上。
流体罐系统53可以包括用于将密封环69安装在系统侧吸管67上的夹具83。夹具83可以设置有用于插入到系统侧吸管67中的插入部85。通过将插入部85插入管67，夹具83被预先对准。在插入部85的进一步插入期间，管67被引导到夹具83的容纳凹槽87中，该容纳凹槽周向地围绕插入部85。
容纳凹槽87本身被密封环保持脊89周向围绕，密封环69可放置在该密封环保持脊上。为了防止密封环69在安装过程中移动，密封环保持脊89以保持环91为边界。
当管67进入容纳凹槽87时，密封环69放置在管67上。凹槽87的深度可以限定密封环69沿管67的纵向方向在管67上的位置。
管67可设置有凸出部93，其围绕管67周向延伸，形成凸缘状。所述凸出部93可以用于将吸管过滤器装置1安装在系统侧吸管67上。由此，凸出部93形成配对连接端口65的一部分。凸出部93还可以用于限定密封环69的位置。当密封环69到达其最终位置时，夹具83可被移除。密封环69将停留在其在管67上的位置上。之后，可以将吸管过滤器装置1连接在系统侧吸管67上。
附图标记列表
1 吸管过滤器装置
3 吸管
5 过滤器构件
7 抽吸端
9 连接端
11 入口开口
13 内容积
15 过滤器构件的下端
17 过滤器构件的材料
19 竖直股线
21 水平股线
23 过滤器构件的底部
25 织物
27 支撑结构
29 相对部分
31 宽度
33 深度
35 吸管的直径
37 材料的厚度
39 接缝
41 材料的部分
43 材料的部分
45 固定装置
47 凸缘
49 凹槽
51 连接端口
53 流体罐系统
55 流体罐
57 溶液
59 加热线圈
61 螺旋结构
63 空间
65 配对连接端口
67 系统侧吸管
69 密封环
71 流体传感器装置
73 传感器管
75 内空间
77 底板
79 下侧
81 切口
83 夹具
85 插入部
87 容纳凹槽
89 密封环保持脊
91 保持环
93 凸出部
B 气泡上升方向
D 深度方向
G 重力方向
L 纵向方向
S 吸管方向
W 宽度方向

Claims (16)

1.一种用于流体罐（55）的吸管过滤器装置（1），该吸管过滤器装置（1）包括至少一个吸管（3），该吸管限定吸管方向（S），以及至少一个过滤器构件（5），其中，所述吸管（3）至少部分地布置在过滤器构件（5）内部，并且其中，所述过滤器构件（5）沿吸管方向（S）延伸，
其中，所述至少一个吸管（3）形成用于至少一个过滤器构件（5）的支撑结构（27）。
2.根据权利要求1所述的吸管过滤器装置（1），其中，所述至少一个吸管（3）设置有至少一个整体集成的固定装置（45），用于将过滤器构件（5）不可拆卸地固定在吸管（3）上。
3.根据权利要求2所述的吸管过滤器装置（1），其中，所述至少一个固定装置（45）形成为在吸管（3）上的凸缘（47），所述至少一个过滤器构件（5）可附接到该凸缘上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的吸管过滤器装置（1），其中，所述至少一个吸管（3）设置有至少一个连接端口（51），用于将装置（1）与流体罐系统（53）的配对连接端口（65）连接。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的吸管过滤器装置（1），其中，所述至少一个吸管（3）由塑料材料制成。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的吸管过滤器装置（1），其中，所述至少一个过滤器构件（5）由织物制成。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的吸管过滤器装置（1），其中，所述吸管（3）的入口开口（11）布置在过滤器构件（5）的底部（23）。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的吸管过滤器装置（1），其中，所述流体罐（55）容纳尿素溶液（57）。
9.一种流体罐系统（53），其中，所述系统（53）包括至少一个加热线圈（59）和至少一个根据权利要求1至7中任一项所述的吸管过滤器装置（1），其中，所述吸管过滤器装置（1）的至少一部分布置在由至少一个加热线圈（59）围绕的空间（63）内部。
10.根据权利要求9所述的流体罐系统（53），其中，所述至少一个吸管（3）的入口开口（11）布置在由至少一个加热线圈（59）围绕的空间（63）内部。
11.根据权利要求9所述的流体罐系统（53），其中，所述至少一个过滤器构件（5）平行于气泡上升方向（B）延伸。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的流体罐系统（53），其中，所述系统（53）还包括至少一个配对连接端口（65），所述吸管过滤器装置（1）不可拆卸地连接至所述配对连接端口。
13.根据权利要求9至11中任一项所述的流体罐系统（53），其中，所述系统（53）还包括至少一个流体传感器装置（71），并且其中，所述吸管过滤器装置（1）与至少一个流体传感器装置（71）并排布置。
14.根据权利要求13所述的流体罐系统（53），其中，所述至少一个流体传感器装置（71）设置有底板（77），所述底板封闭由至少一个加热线圈（59）围绕的空间（63），并且其中，所述底板（77）设置有用于至少一个吸管过滤器装置（1）的至少一个切口（81）。
15.根据权利要求9至11中任一项所述的流体罐系统（53），其中，所述系统（53）包括一组具有不同长度的可互换吸管过滤器装置（1）。
16.根据权利要求9至11中任一项所述的流体罐系统（53），其中，所述流体罐系统（53）用于尿素溶液（57）。
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