DE102018007094A1 - Device and method for thawing a reducing agent - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Auftauen eines Reduktionsmittels in einem Tank (2), umfassend mindestens ein Heizelement (3) zum Erwärmen des Reduktionsmittels,wobei zusätzlich eine Einheit (4) zur Einleitung mechanischer Energie in den Tank (2) vorgesehen ist, wobei die einleitbare mechanische Energie hinreichend groß ist um im Tank (2) befindliches eisförmiges Reduktionsmittel zu zerkleinern. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Auftauen eines Reduktionsmittels in einem Tank (2), wobei das Reduktionsmittel mittels mindestens eines Heizelements (3) erwärmt wird,wobei zusätzlich mechanische Energie in den Tank (2) eingeleitet wird, derart, dass im Tank (2) befindliches eisförmiges Reduktionsmittel zerkleinert wird.The invention relates to a device (1) for thawing a reducing agent in a tank (2), comprising at least one heating element (3) for heating the reducing agent, wherein additionally a unit (4) for introducing mechanical energy into the tank (2) is provided , wherein the input mechanical energy is sufficiently large to comminute in the tank (2) located eisförmiges reducing agent. The invention further relates to a method for thawing a reducing agent in a tank (2), wherein the reducing agent is heated by means of at least one heating element (3), wherein additional mechanical energy in the tank (2) is introduced, such that in the tank (2 ) is crushed ice-like reducing agent.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Auftauen eines Reduktionsmittels.The invention relates to an apparatus and a method for thawing a reducing agent.

Es ist bekannt, bei Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, zur Abgasnachbehandlung ein Reduktionsmittel, beispielsweise eine Harnstofflösung einzusetzen, die in einem separaten Tank vorgehalten wird. Das Reduktionsmittel kann, insbesondere bei niedrigen Umgebungstemperaturen, im Tank in fester Form als Eisblock vorliegen. In diesem Zustand kann die Abgasnachbehandlung unmöglich oder erschwert sein. Es ist bekannt, Heizelemente vorzusehen, um das Reduktionsmittel zu verflüssigen. Es kann jedoch wünschenswert sein, das Reduktionsmittel noch schneller zu verflüssigen.In internal combustion engines, in particular diesel engines, it is known to use a reducing agent, for example a urea solution, for exhaust aftertreatment, which is kept in a separate tank. The reducing agent may, especially at low ambient temperatures, be present in the tank in solid form as an ice block. In this state, the exhaust aftertreatment can be impossible or difficult. It is known to provide heating elements to liquefy the reducing agent. However, it may be desirable to liquefy the reducing agent even faster.

Aus der DE 10 2013 101 412 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Bereitstellung eines flüssigen Additivs bekannt, aufweisend zumindest eine Ansaugstelle zur Entnahme von flüssigem Additiv aus einem Tank, eine ventilfreie Förderleitung, die von der Ansaugstelle zu einer Bereitstellungseinheit verläuft und eine ventilfreie Verdrängerpumpe, wobei die Verdrängerpumpe dazu eingerichtet ist, das flüssige Additiv von dem Tank über die Ansaugstelle entlang der Förderleitung zu der Bereitstellungeinheit zu fördern und wobei die Verdrängerpumpe mindestens eine Abdichtung der Förderleitung hat, die zur Förderung des flüssigen Additivs entlang der Förderleitung verschoben werden kann. Bei dem Verfahren wird in Schritt a) ein Betriebsstop der Vorrichtung festgestellt; in Schritt b) wird eine Position der Abdichtung innerhalb der Verdrängerpumpe festgestellt und in Schritt c) wird die Position der Abdichtung verändert, wenn die Position der Abdichtung nicht einer vorgesehenen Parkposition entspricht.From the DE 10 2013 101 412 A1 a method for operating a device for providing a liquid additive is known, comprising at least one suction point for removal of liquid additive from a tank, a valve-free delivery line extending from the suction to a delivery unit and a valveless positive displacement pump, wherein the positive displacement pump is arranged to convey the liquid additive from the tank via the suction point along the delivery line to the delivery unit, and wherein the positive displacement pump has at least one seal of the delivery line which can be displaced along the delivery line for delivery of the liquid additive. In the method, an operation stop of the device is detected in step a); in step b) a position of the seal within the positive displacement pump is detected and in step c) the position of the seal is changed if the position of the seal does not correspond to an intended parking position.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Auftauen eines Reduktionsmittels anzugeben.The invention is based on the object to provide an improved device and an improved method for thawing a reducing agent.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8.The object is achieved by a device having the features of claim 1 and by a method having the features of claim 8.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Auftauen eines Reduktionsmittels, insbesondere einer Harnstofflösung, in einem Tank umfasst mindestens ein Heizelement zum Erwärmen des Reduktionsmittels,
wobei zusätzlich eine Einheit zur Einleitung mechanischer Energie in den Tank vorgesehen ist, wobei die einleitbare mechanische Energie hinreichend groß ist um im Tank befindliches eisförmiges Reduktionsmittel zu zerkleinern.A device according to the invention for thawing a reducing agent, in particular a urea solution, in a tank comprises at least one heating element for heating the reducing agent,
wherein in addition a unit for introducing mechanical energy is provided in the tank, wherein the input mechanical energy is sufficiently large to crush in-tank ice-shaped reducing agent.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Auftauen eines Reduktionsmittels, insbesondere einer Harnstofflösung, in einem Tank wird das Reduktionsmittel mittels mindestens eines Heizelements erwärmt,
wobei zusätzlich mechanische Energie in den Tank eingeleitet wird, derart, dass im Tank befindliches eisförmiges Reduktionsmittel zerkleinert wird.In a method according to the invention for thawing a reducing agent, in particular a urea solution, in a tank, the reducing agent is heated by means of at least one heating element,
wherein additional mechanical energy is introduced into the tank, such that in the tank located Eisförmiges reducing agent is crushed.

Auf diese Weise wird ein großer Eisblock aus gefrorenem Reduktionsmittel in kleine Stücke geteilt, so dass die Oberfläche zur Einwirkung der Wärme aus dem Heizelement vergrößert wird.In this way, a large block of frozen reductant ice is divided into small pieces so that the surface area is increased to exert heat from the heating element.

Die Vorrichtung und das Verfahren finden beispielsweise Verwendung bei der Abgasnachbehandlung einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors, beispielsweise in einem Fahrzeug.The device and the method are used, for example, in the exhaust gas aftertreatment of an internal combustion engine, in particular a diesel engine, for example in a vehicle.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Dabei zeigen:

  • 1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Auftauen eines Reduktionsmittels in einem Tank, und
  • 2 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Auftauen eines Reduktionsmittels in einem Tank.
Showing:
  • 1 a schematic view of a first embodiment of an apparatus for thawing a reducing agent in a tank, and
  • 2 a schematic view of a second embodiment of an apparatus for thawing a reducing agent in a tank.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

1 zeigt eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zum Auftauen eines Reduktionsmittels, insbesondere einer Harnstofflösung, in einem Tank 2. 1 shows a schematic view of a first embodiment of a device 1 for thawing a reducing agent, in particular a urea solution, in a tank 2 ,

Die Vorrichtung 1 umfasst mindestens ein im Tank 2 angeordnetes Heizelement 3 zum Erwärmen des Reduktionsmittels. Zusätzlich ist eine Einheit 4 zur Einleitung mechanischer Energie in den Tank 2 vorgesehen, wobei die einleitbare mechanische Energie hinreichend groß ist um im Tank 2 befindliches eisförmiges Reduktionsmittel zu zerkleinern. Die Einheit 4 zur Einleitung mechanischer Energie ist, ähnlich wie in einem Mobiltelefon, als ein elektrischer Motor mit Unwucht 5 ausgebildet, der mittels elektronischer Anregung mit einer Frequenz betrieben wird.The device 1 includes at least one in the tank 2 arranged heating element 3 for heating the reducing agent. In addition, a unit 4 for introducing mechanical energy into the tank 2 provided, wherein the einleitbare mechanical energy is sufficiently large to in the tank 2 to crush existing ice-shaped reducing agent. The unit 4 for the introduction of mechanical energy is, as in a mobile phone, as an electric motor with imbalance 5 formed, which is operated by means of electronic excitation at a frequency.

2 zeigt eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zum Auftauen eines Reduktionsmittels, insbesondere einer Harnstofflösung, in einem Tank 2. 2 shows a schematic view of a second embodiment of a device 1 to the Thawing of a reducing agent, in particular a urea solution, in a tank 2 ,

Die Vorrichtung 1 umfasst mindestens ein im Tank 2 angeordnetes Heizelement 3 zum Erwärmen des Reduktionsmittels. Zusätzlich ist eine Einheit 4 zur Einleitung mechanischer Energie in den Tank 2 vorgesehen, wobei die einleitbare mechanische Energie hinreichend groß ist um im Tank 2 befindliches eisförmiges Reduktionsmittel zu zerkleinern. Die Einheit 4 zur Einleitung mechanischer Energie ist zur Erzeugung von Druckwechsellasten mittels einer Pumpe 6 mit mindestens einem Absperrventil 7 ausgebildet, wobei mittels des Absperrventils 7 eine Atmosphäre im Tank 2 pneumatisch von der Umgebung trennbar ausgebildet ist.The device 1 includes at least one in the tank 2 arranged heating element 3 for heating the reducing agent. In addition, a unit 4 for introducing mechanical energy into the tank 2 provided, wherein the einleitbare mechanical energy is sufficiently large to in the tank 2 to crush existing ice-shaped reducing agent. The unit 4 for the introduction of mechanical energy is to generate pressure change loads by means of a pump 6 with at least one shut-off valve 7 formed, wherein by means of the shut-off valve 7 an atmosphere in the tank 2 is formed pneumatically separable from the environment.

Mittels der Pumpe 6 wird Außenluft angesaugt, der Tank 2 wird anschließend mittels des Absperrventils 7 pneumatisch von der Umgebung getrennt, der Druck im Tank 2 wird mittels der Pumpe 6 erhöht und das Absperrventil 7 zur Druckentlastung geöffnet.By means of the pump 6 outside air is sucked in, the tank 2 is then using the shut-off valve 7 pneumatically separated from the environment, the pressure in the tank 2 is by means of the pump 6 raised and the shut-off valve 7 opened for pressure relief.

In einer Ausführungsform kann das Absperrventil 7 in der Pumpe 6 am Tank 2 integriert sein.In one embodiment, the shut-off valve 7 in the pump 6 at the tank 2 be integrated.

In einer alternativen Ausführungsform kann die Einheit 4 zur Einleitung mechanischer Energie zur Einleitung von Ultraschallwellen ausgebildet sein.In an alternative embodiment, the unit 4 be designed to initiate mechanical energy for the introduction of ultrasonic waves.

Die Einheit 4 zur Einleitung mechanischer Energie zur Erzeugung von Ultraschallwellen kann mittels im Tank 2 angeordneter, insbesondere verschweißter elektronischer Elemente ausgebildet sein.The unit 4 for the introduction of mechanical energy for the generation of ultrasonic waves can by means of in the tank 2 be arranged arranged, in particular welded electronic elements.

Das Heizelement 3 kann als Heizmatte oder Stabheizer im Tank 2 oder in einem Vorwärmer (nicht dargestellt) ausgebildet sein.The heating element 3 Can be used as a heating mat or rod heater in the tank 2 or in a preheater (not shown).

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Vorrichtung zum Auftauen eines ReduktionsmittelsDevice for thawing a reducing agent
22
Tanktank
33
Heizelementheating element
44
Einheit zur Einleitung mechanischer EnergieUnit for the introduction of mechanical energy
55
Unwuchtunbalance
66
Pumpepump
77
Absperrventilshut-off valve

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102013101412 A1 [0003]DE 102013101412 A1 [0003]

Claims (10)

Vorrichtung (1) zum Auftauen eines Reduktionsmittels in einem Tank (2), umfassend mindestens ein Heizelement (3) zum Erwärmen des Reduktionsmittels, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Einheit (4) zur Einleitung mechanischer Energie in den Tank (2) vorgesehen ist, wobei die einleitbare mechanische Energie hinreichend groß ist um im Tank (2) befindliches eisförmiges Reduktionsmittel zu zerkleinern.Device (1) for thawing a reducing agent in a tank (2), comprising at least one heating element (3) for heating the reducing agent, characterized in that in addition a unit (4) for introducing mechanical energy into the tank (2) is provided, wherein the input mechanical energy is sufficiently large to comminute in the tank (2) located eisförmiges reducing agent. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (4) zur Einleitung mechanischer Energie zur Einleitung von Vibrationen, Ultraschallwellen und/oder Druckwechsellasten ausgebildet ist.Device (1) according to Claim 1 , characterized in that the unit (4) is designed to introduce mechanical energy for the introduction of vibrations, ultrasonic waves and / or pressure change loads. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (4) zur Einleitung mechanischer Energie zur Erzeugung von Vibrationen mittels einer elektronischen Anregung ausgebildet ist.Device (1) according to Claim 2 , characterized in that the unit (4) for introducing mechanical energy for generating vibrations by means of an electronic excitation is formed. Vorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (4) zur Einleitung mechanischer Energie einen elektrischen Motor mit Unwucht (5) umfasst.Device (1) according to Claim 3 , characterized in that the unit (4) for introducing mechanical energy comprises an electric motor with imbalance (5). Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (4) zur Einleitung mechanischer Energie zur Erzeugung von Ultraschallwellen mittels im Tank (2) angeordneter, insbesondere verschweißter elektronischer Elemente ausgebildet ist.Device (1) according to one of Claims 2 to 4 , characterized in that the unit (4) for introducing mechanical energy for generating ultrasonic waves by means of in the tank (2) arranged, in particular welded electronic elements is formed. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (4) zur Einleitung mechanischer Energie zur Erzeugung von Druckwechsellasten mittels einer Pumpe (6) mit mindestens einem Absperrventil (7) ausgebildet ist, wobei mittels des Absperrventils (7) eine Atmosphäre im Tank (2) pneumatisch von der Umgebung trennbar ist.Device (1) according to one of Claims 2 to 5 , characterized in that the unit (4) for introducing mechanical energy for generating pressure change loads by means of a pump (6) with at least one shut-off valve (7), wherein by means of the shut-off valve (7) an atmosphere in the tank (2) pneumatically the environment is separable. Vorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil (7) in der Pumpe (6) am Tank (2) integriert ist.Device (1) according to Claim 6 , characterized in that the shut-off valve (7) in the pump (6) on the tank (2) is integrated. Verfahren zum Auftauen eines Reduktionsmittels in einem Tank (2), wobei das Reduktionsmittel mittels mindestens eines Heizelements (3) erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich mechanische Energie in den Tank (2) eingeleitet wird, derart, dass im Tank (2) befindliches eisförmiges Reduktionsmittel zerkleinert wird.A method for thawing a reducing agent in a tank (2), wherein the reducing agent is heated by at least one heating element (3), characterized in that in addition mechanical energy in the tank (2) is introduced, such that in the tank (2) befindliches ice-shaped reducing agent is crushed. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einleitung mechanischer Energie zur Erzeugung von Druckwechsellasten eine Pumpe (6) mit mindestens einem Absperrventil (7) verwendet wird, wobei mittels des Absperrventils (7) eine Atmosphäre im Tank (2) pneumatisch von der Umgebung getrennt wird.Method according to Claim 8 , characterized in that for the introduction of mechanical energy for the generation of pressure change loads a pump (6) with at least one shut-off valve (7) is used, by means of the shut-off valve (7) an atmosphere in the tank (2) is pneumatically separated from the environment. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Pumpe (6) Außenluft angesaugt wird, der Tank (2) mittels des Absperrventils (7) pneumatisch von der Umgebung getrennt wird, der Druck im Tank (2) mittels der Pumpe (6) erhöht wird und das Absperrventil (7) zur Druckentlastung geöffnet wird.Method according to Claim 9 , characterized in that by means of the pump (6) outside air is sucked in, the tank (2) by means of the shut-off valve (7) is pneumatically separated from the environment, the pressure in the tank (2) by means of the pump (6) is increased and the Shut-off valve (7) is opened for pressure relief.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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