DE102007028480A1 - SCR device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine SCR-Vorrichtung (1) mit mindestens einem ersten Vorratsbehälter (3) für ein Reduktionsmittel (19) und mindestens einer ersten Saugleitung (5), mit der das Reduktionsmittel (19) dem ersten Vorratsbehälter (3) entnommen werden kann. Um eine SCR-Vorrichtung (1) zu schaffen, die auch dann zuverlässig betrieben werden kann, wenn ein Vorratsbehälter (3) für Reduktionsmittel (19) leer läuft oder leer zu laufen droht, und die dennoch einfach und kostengünstg herstellbar ist, ) eine Ventileinrichtung (27) zugeordnet ist, welche die erste Saugleitung (5) teilweise oder vollständig verschließt, wenn ein Füllstand (31) des Reduktionsmittels (19) im ersten Vorratsbehälter (3) einen Mindestwert (41) wenigstens in etwa erreicht oder unterschreitet.The invention relates to an SCR device (1) with at least one first reservoir (3) for a reducing agent (19) and at least one first suction line (5), with which the reducing agent (19) can be removed from the first reservoir (3). In order to provide an SCR device (1), which can be operated reliably even when a reservoir (3) for reducing agent (19) runs empty or threatens to run empty, and yet easy and kosteng produced,) a valve device (27) is associated, which closes the first suction line (5) partially or completely, when a level (31) of the reducing agent (19) in the first reservoir (3) reaches or falls below a minimum value (41) at least approximately.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine SCR-Vorrichtung mit mindestens einem ersten Vorratsbehälter und mindestens einer ersten Saugleitung.The The invention relates to an SCR device having at least a first one Reservoir and at least a first suction line.
Es ist bekannt, dass der Stickoxidgehalt im Abgas einer Brennkraftmaschine durch eine selektive katalytische Reduktion (SCR) verringert werden kann. Dazu wird dem Abgas eine unmittelbar reduzierend wirkende Substanz wie Ammoniak oder ein Vorprodukt zugeführt, welches erst im Abgas reduzierende Substanzen freisetzt. Als Vorprodukt kann beispielsweise eine Harnstoff-Wasser-Lösung verwendet werden. Ammoniak wird bei der selektiven katalytischen Reduktion mit Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid zu molekularem Stickstoff und Wasser umgewandelt. Die selektive katalytische Reduktion findet in einem SCR-Katalysator statt.It It is known that the nitrogen oxide content in the exhaust gas of an internal combustion engine can be reduced by a selective catalytic reduction (SCR). For this purpose, the exhaust gas is an immediate reducing substance such as ammonia or a precursor supplied, which only releases reducing substances in the exhaust gas. For example, as a precursor a urea-water solution can be used. ammonia becomes in the selective catalytic reduction with nitrogen monoxide and converted nitrogen dioxide to molecular nitrogen and water. The selective catalytic reduction takes place in an SCR catalyst instead of.
Zur
Lagerung der dem Abgas zuzuführenden Substanz (Reduktionsmittel)
in einem Kraftfahrzeug werden geeignete Tanksysteme verwendet. Ein
derartiger Fahrzeugtank ist beispielsweise aus der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, eine SCR-Vorrichtung zu schaffen, die auch dann zuverlässig betrieben werden kann, wenn ein Vorratsbehälter für Reduktionsmittel leer läuft oder leer zu laufen droht, und die dennoch einfach und kostengünstig herstellbar ist.task The invention is to provide an SCR device which also then reliably operated when a reservoir for reducing agent runs empty or run empty threatens, and yet easy and inexpensive to produce is.
Diese Aufgabe wird durch eine SCR-Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen genannt. Für die Erfindung wichtige Merkmale gehen ferner aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei die Merkmale allein oder in unterschiedlichen Kombinationen wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird.These The object is achieved by an SCR device having the features of the claim 1 solved. Advantageous developments are mentioned in subclaims. For the invention important features also go from the subsequent description and the drawings, wherein the features alone or in different combinations may be important without being explicitly mentioned again.
Bei der Realisierung der erfindungsgemäßen SCR-Vorrichtung wird erreicht, dass keine den Betrieb der SCR-Vorrichtung störende Luft über die erste Saugleitung in die SCR-Vorrichtung gelangen kann. Es wird also sichergestellt, dass die SCR-Vorrichtung bis zum Erreichen des Mindestwerts des Füllstands störungsfrei arbeiten kann.at the realization of the SCR device according to the invention is achieved that no disturbing the operation of the SCR device Air over the first suction line in the SCR device can get. It is thus ensured that the SCR device until the minimum level is reached can work.
Hierbei kann vorgesehen werden, dass bei leerem ersten Vorratsbehälter die Saugleitung vollständig verschlossen ist. Damit ist der erste Vorratsbehälter beim Betrieb der SCR-Vorrichtung vollständig entleerbar, und es gelangt wegen der verschlossenen ersten Saugleitung dennoch keine Luft in die SCR-Vorrichtung, sodass die SCR-Vorrichtung nach einem Wiederbefüllen des ersten Vorratsbehälters nicht entlüftet werden muss.in this connection can be provided that when empty first reservoir the suction line is completely closed. This is the first reservoir during operation of the SCR device completely emptied, and it passes because of the closed still no air in the SCR device, so that the SCR device after refilling the first Reservoir must not be vented.
Es ist besonders bevorzugt, dass die SCR-Vorrichtung einen zweiten Vorratsbehälter und eine zweite Saugleitung aufweist, wobei beide Saugleitungen mit einer gemeinsamen Pumpenrichtung verbunden sind und der Mindestwert für den Füllstand im ersten Vorratsbehälter derart gewählt ist, dass die beiden Vorratsbehälter bei teilweise verschlossener ersten Saugleitung mindestens annähernd gleichzeitig von der Pumpeinrichtung entleerbar sind. Die Ventileinrichtung drosselt also einen Fluss durch die erste Saugleitung ab einem bestimmten Füllstand im ersten Vorratsbehälter derart, dass die beiden Vorratsbehälter mindestens annähernd gleichzeitig von der Pumpeinrichtung entleert werden. Je nach Ausführung wird der Fluss durch die erste Saugleitung erst spät, aber dann so stark gedrosselt, dass die Pumpeinrichtung das Reduktionsmittel hauptsächlich aus dem zweiten Vorratsbehälter entnimmt. Im Idealfall ist der Mindestwert des Füllstands des Reduktionsmittels im ersten Vorratsbehälter beziehungsweise der Reduktionsmittelfluss durch die erste Saugleitung bei geschlossener Ventileinrichtung so gewählt, dass, wenn der zweite Vorratsbehälter leer geworden ist, auch der erste Vorratsbehälter entleert ist. Hierbei können vorteilhafterweise besonders einfache und kostengünstige Ventileinrichtungen eingesetzt werden, die bei geschlossener Stellung die erste Saugleitung nicht vollständig abdichten.It It is particularly preferred that the SCR device has a second Reservoir and a second suction line, wherein both suction lines connected to a common pumping direction and the minimum level for the level first reservoir is selected such that the two reservoirs partially closed first suction line at least approximately simultaneously from the pumping device can be emptied. The valve device throttles So a flow through the first suction line from a certain Level in the first reservoir such that the two storage containers at least approximately simultaneously be emptied by the pumping device. Depending on the version The flow through the first suction line will be late, but then throttled so much that the pumping means the reducing agent mainly from the second reservoir extracts. Ideally, the minimum level is the level of the reducing agent in the first reservoir or the reducing agent flow through the first suction line when closed Valve device chosen so that when the second reservoir has become empty, even the first reservoir emptied is. This can advantageously particularly simple and inexpensive valve devices are used, which do not fully seal the first suction line when closed.
Es kann auch vorgesehen werden, dass der erste Vorratsbehälter bereits bei teilweise entleertem zweiten Vorratsbehälter entleert ist, wodurch der Aufbau der SCR-Vorrichtung und die Abstimmung ihrer einzelnen Bauteile untereinander weiter vereinfacht werden.It can also be provided that the first reservoir already at partially emptied second reservoir is deflated, reducing the structure of the SCR device and the vote their individual components are further simplified with each other.
Es ist ferner bevorzugt, dass die Ventileinrichtung an einem behälterseitigen Ende der ersten Saugleitung und/oder an einer tiefsten Stelle des ersten Vorratsbehälters angeordnet ist. Im ersten Fall muss nach einem Wiederbefüllen die erste Saugleitung überhaupt nicht entlüftet werden, was die Wiederinbetriebnahme beschleunigt. Im zweiten Fall wird das Volumen des Vorratsbehälters optimal ausgenutzt. Außerdem kann eine Betätigungseinrichtung, die auf das Erreichen oder Unterschreiten des Mindestwerts des Füllstands des ersten Vorratsbehälters anspricht, besonders einfach in die Ventileinrichtung integriert werden oder in räumlicher Nähe der Ventileinrichtung angebracht werden. Denn bei Erreichen oder Überschreiten des Mindestwerts befindet sich ein Flüssigkeitsspiegel des Reduktionsmittels in der Nähe der tiefsten Stelle des ersten Vorratsbehälters und somit auch in der Nähe der Ventileinrichtung. Aufwändige Betätigungselemente oder Steuerungen sind daher für den Betrieb der Ventileinrichtung nicht erforderlich.It is further preferred that the valve device is arranged at a container-side end of the first suction line and / or at a lowest point of the first storage container. In the first case, after a refill, the first Sauglei be vented at all, which speeds up the restart. In the second case, the volume of the reservoir is optimally utilized. In addition, an actuating device which responds to the minimum level of the filling level of the first storage container can be integrated into the valve device in a particularly simple manner or be mounted in the spatial vicinity of the valve device. Because when reaching or exceeding the minimum value is a liquid level of the reducing agent in the vicinity of the lowest point of the first reservoir and thus also in the vicinity of the valve device. Elaborate actuators or controls are therefore not required for the operation of the valve device.
Die Ventileinrichtung kann ein Ventilelement umfassen, welches als Auftriebskörper ausgebildet oder mit einem solchen gekoppelt ist, wobei der Auftriebskörper in dem ersten Vorratsbehälter oder einem mit diesem kommunizierenden Raum angeordnet ist, und die Ventileinrichtung kann mindestens eine vom Ventilelement ganz oder teilweise verschließbare Öffnung aufweisen, die im offenen Zustand die erste Saugleitung mit dem ersten Vorratsbehälter verbindet. Mit Hilfe eines Auftriebskörpers kann auf einfache und somit kostengünstige und im Betrieb robuste Weise die Ventileinrichtung in Abhängigkeit vom Füllstand des ersten Vorratsbehälters, das heißt von der Höhe des Flüssigkeitsspiegels des ersten Vorratsbehälters, betätigt werden. Eine konstruktiv besonders günstige Ventileinrichtung lässt sich dadurch realisieren, dass das Ventilelement selbst als Auftriebskörper ausgebildet ist.The Valve means may comprise a valve element which serves as a buoyant body is formed or coupled with such, wherein the buoyant body in the first reservoir or communicating with this Space is arranged, and the valve means may be at least one the valve element completely or partially closable opening have, in the open state, the first suction line with the first reservoir connects. With the help of a buoyant body can to simple and therefore cost-effective and robust in operation Make the valve device depending on the level the first reservoir, that is from the Height of the liquid level of the first storage container, be operated. A structurally particularly favorable Valve device can be realized by that the valve element itself formed as a buoyant body is.
Hierbei kann vorgesehen werden, dass das Ventilelement und/oder der Auftriebskörper als Hohlkörper ausgebildet sind/ist, was den Vorteil einer guten strukturellen Stabilität und daher Robustheit im Betrieb hat, bei guter Dichtfunktion im Falle des Ventilelements. Als Auftriebskörper kommen aber grundsätzlich auch Schaumkörper o. ä. in Frage.in this connection can be provided that the valve element and / or the buoyant body are formed as a hollow body / is, which has the advantage of good structural stability and therefore robustness in operation has, with good sealing function in the case of the valve element. As a buoyancy body but in principle also foam body o. Ä. in question.
Des Weiteren kann vorgesehen werden, dass die Ventileinrichtung ein Ventilgehäuse mit mindestens einem Flachsitz für das Ventilelement aufweist. Ein Flachsitz dichtet bei geschlossener Ventileinrichtung gut ab und gestattet die Realisierung einer geringen Bauhöhe durch ein flaches Gehäuse. Bei einem solchen können die Einlassöffnungen der Ventileinrichtung zum Entnehmen des Reduktionsmittels an einer tiefen Stelle des ersten Vorratsbehälters angeordnet werden, sodass auch bei einem geringen Füllstand des ersten Vorratsbehälters noch Reduktionsmittel entnommen werden kann.Of Furthermore, it can be provided that the valve device a Valve housing with at least one flat seat for having the valve element. A flat seat seals when closed Valve device good and allows the realization of a small Height by a flat housing. In such a can the inlet openings of the valve device for removing the reducing agent at a low point of the first Reservoir are arranged so that even at a low level of the first reservoir still reducing agent can be removed.
Hierbei kann vorgesehen werden, dass das Ventilgehäuse einen scheibenförmigen oder ringscheibeförmigen Abschnitt aufweist und dass die Öffnung auf einer Oberseite dieses Abschnitts ausgebildet ist. Durch den scheibenförmigen Aufbau des Abschnitts, der die Öffnung aufweist, und einen dadurch möglichen scheibenartigen Aufbau des Ventilelements ergibt sich trotz des insgesamt relativ flachen Grundaufbaus der gesamten Ventilvorrichtung eine ziemlich große Kontaktfläche zwischen Ventilgehäuse und Ventilelement, an der verhältnismäßig viele bzw. verhältnismäßig große verschließbare Öffnungen angebracht werden können. Über die geöffnete Ventileinrichtung können deshalb hohe Flüssigkeitsmengen pro Zeiteinheit entnommen werden.in this connection can be provided that the valve housing a disc-shaped or annular disc-shaped portion and that the opening is formed on an upper side of this section. By the disc-shaped construction of the section, the opening has, and thereby a possible disc-like structure of the valve element results despite the overall relatively flat basic structure the whole valve device a fairly large contact surface between valve housing and valve element, at the relatively many or relatively large closable openings can be attached. about the open valve device can therefore high quantities of liquid per unit time to be removed.
Hierbei kann weiter vorgesehen werden, dass das Ventilelement eine dem Flachsitz zugewandte erste Metallplatte und/oder der Flachsitz eine dem Ventilelement zugewandte zweite Metallplatte aufweist. Auf diese Weise wird eine hohe Formstabilität erreicht, sodass die Ventileinrichtung gut schließt. Dies wiederum bedeutet, dass ein Fluss durch die erste Saugleitung bei geschlossener Ventileinrichtung verhältnismäßig gering ist oder vollständig verschwindet.in this connection can be further provided that the valve element is a flat seat facing first metal plate and / or the flat seat a the valve element having facing second metal plate. That way, one becomes achieved high dimensional stability, so that the valve device good closes. This in turn means that a flow through the first suction line with closed valve device relatively is low or completely disappears.
Es ist besonders bevorzugt, dass der Ventilkörper ringförmig und an einem Stutzenabschnitt des Ventilgehäuses radial geführt ist, wobei der Stutzenabschnitt mindestens in etwa orthogonal zum scheibenförmigen oder ringscheibenförmigen Abschnitt ist. Unter Verwendung eines derartigen Stutzenabschnitts wird ein seitliches Weggleiten des Ventilkörpers auf einfache Weise verhindert, was zu einem zuverlässigen und reproduzierbaren Schließen führt, wenn dies erforderlich ist.It It is particularly preferred that the valve body is annular and at a nozzle portion of the valve housing radially is guided, wherein the nozzle section at least approximately orthogonal to the disk-shaped or annular disk-shaped Section is. Using such a nozzle section is a lateral sliding away of the valve body to simple Way, resulting in a reliable and reproducible Close performs when needed.
Hierbei ist bevorzugt, dass an den Stutzenabschnitt die erste Saugleitung angeschlossen ist. Der Stutzenabschnitt hat also eine Doppelfunktion, es muss kein zusätzliches Bauteil oder ein zusätzlicher Abschnitt zum Anschluss der ersten Saugleitung an der Ventileinrichtung vorgesehen werden, so dass die Ventileinrichtung mit einer geringen Teilezahl realisiert werden kann.in this connection it is preferred that the first suction line to the nozzle section connected. The nozzle section thus has a double function, it no additional component or additional Section for connecting the first suction line to the valve device be provided, so that the valve device with a small Part number can be realized.
Alternativ kann vorgesehen werden, dass die Ventileinrichtung ein Ventilgehäuse mit einem hülsenartigen und in der Betriebslage mindestens in etwa vertikalen Abschnitt aufweist, in dessen Wand die Öffnung(en) im Sinne eines Schieberventils vorhanden ist/sind. Auf diese Weise kann die Ventilvorrichtung besonders kompakt ausgeführt werden.alternative can be provided that the valve means a valve housing with a sleeve-like and operational position at least has approximately vertical section, in the wall of which the opening (s) is present in the sense of a slide valve / are. In this way the valve device can be made particularly compact become.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Nachfolgend werden exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Gleiche Elemente tragen dieselben Bezugszeichen und werden in der Regel nur einmal im Detail beschrieben. In der Zeichnung zeigen in schematischer Darstellung:Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Like elements bear the same reference numerals and are usually described only once in detail. In the drawing show in schemati shear representation:
Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention
An
einem behälterseitigen Ende
Bei
einem Betrieb der SCR-Vorrichtung
Die
erste Drossel
Erreicht
der Füllstand, also der Flüssigkeitsspiegel
Das
Schließen der Ventileinrichtung
Abweichend
hiervon ist in einer nicht gezeigten Ausführungsform vorgesehen,
dass die Ventileinrichtung
Die
vorliegende Erfindung kann auch bei SCR-Vorrichtungen
Die
Funktionsweise der in
Im
Folgenden werden zwei Realisierungsmöglichkeiten der Ventileinrichtung
Wie
in
Wie
aus
Solange
auch nur eine gewisse geringe Menge an Reduktionsmittel
Liegt
der Flüssigkeitsspiegel
Eine
weitere exemplarische Realisierung der Ventileinrichtung
Bei
einem Flüssigkeitsspiegel
Beide
Varianten der Ventileinrichtung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |