[发明专利]具有补偿件的还原剂输送装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种输送装置，用于将液态还原剂从还原剂槽输出到废气净化系统中，其中该输送装置包括特殊的补偿件。

背景技术

就目前的在不久的将来将会进一步严格化的排放限值而言，对于内燃机的废气来说，在多用途运载车和机动车中越来越多地使用SCR系统以用于废气净化。这里使用了多种形式的还原剂，其形式尤其为存在于水溶液中的还原剂前体(Denoxium，AdBlue)。AdBlue是可获得的具有约32.5％重量尿素比例的尿素水溶液的商品名。在SCR技术的使用中必须注意，在低环境温度下或通过由于对流的冷却作用还原剂可能会冻结。尿素水溶液典型地在低于-11℃的温度下冻结。由于因还原剂从液相到固相的相变而导致体积增加的原因，SCR系统的部件如过滤器、还原剂管路或输送装置的阀门会受损。

作为所述已知问题的解决方法，已经提出为了补偿膨胀，提供了柔性的还原剂管路或具有体积补偿件的还原剂管路，其可作为冻结的还原剂或还原剂前体的冰压的结果而提高了还原剂管路的体积。然而这还不能发展成适于保护部件的便宜且可靠的形式。

发明内容

本发明的一个目的是说明一种用于还原剂的输送装置，其具有相比现有技术进一步改善的补偿件，其中该补偿件进一步降低了因冻结过程而对输送装置所构成的风险。此外，还提出了一种用于所述类型的输送装置的定向冻结方法。

通过根据权利要求1的特征的输送装置和根据权利要求12的方法实现了所述目标。在从属权利要求中限定了该装置的有益改进。在权利要求中单独说明的特征可以任何所需的技术上合适的方式相互结合，并且可由说明书中的解释性事实来补充，同时说明了本发明的其他设计变体。

根据本发明的装置是用于输送液态还原剂的装置，其具有至少一个第一补偿件，其中为了输送、传导和计量还原剂，输送装置包括还原剂槽、输送单元以及还原剂管路和计量单元，它们一起具有可填充还原剂的整体体积，其中在输送装置中负压为主导时，该至少一个第一补偿件适合于减小整体体积的尺寸。

在本发明的上下文中，负压意味着与环境压力相比的负压。同样地，正压意味着与环境压力相比的正压。

本发明基于下面的理解，即在输送装置中的还原剂冻结之前总是会发生还原剂的冷却，并且在所述冷却期间会发生还原剂的体积缩减。使用尿素水溶液的测试已经显示，在还原剂从20℃到0℃的冷却期间会发生显著的体积缩减。在现有技术的输送装置中，由于所述的体积缩减，在输送装置中会形成真空，所述真空导致额外的还原剂从还原剂槽经输送单元的阀门输送到输送装置中。结果，在冷却期间输送装置的填充水平提高。当已经冷却到这种程度的还原剂进一步冷却时，其在约-11℃的温度下开始冻结。这里开始发生体积的增加，其大于之前在冷却期间发生的体积缩减。所述的体积增加导致输送装置中的升高的压力。在冷却中的体积缩减期间经输送单元被额外地吸入到输送装置中的额外还原剂越多，所述压力升高就越大。通过根据本发明的补偿件，可减少或甚至完全消除输送装置中的额外还原剂的量，以便于在根据本发明的输送装置中，只需要采取较少的措施以保证输送装置经得起冰压。

这里特别有益的是，只要在输送装置中不是负压为主导，输送装置就不会产生体积缩减，以及当负压为主导时，第一补偿件可非常快且非常自由地允许体积缩减。这样就可保证在操作范围中，即在高于0bar的压力下，输送装置表现出基本上不可压缩的性能。这样，能够实现由输送装置提供的高度均匀的还原剂压力。同时，由于在操作期间压力的提高，因此输送装置的弹性膨胀不需要多余的能量。

如果至少一个第一补偿件设计为膜片的形式，则输送装置是更加特别有益的，这里提供了为膜片设计的接触面，使得当在输送装置中正压为主导时，膜片基本上固定地顶靠所述接触面，并且当在输送装置中负压为主导时，膜片可运动到整体体积中。

接触面例如可为输送装置管路的内壁的一部分。

在接触面中在膜片之后可提供例如孔，当在输送装置中负压为主导时，空气等可自由地在膜片和接触面之间流动。因此在输送装置中，由膜片从输送装置的整体体积中分离出来的空气填充了整体体积的一部分。优选地，由于大表面积的相对薄的膜片可容易地弯曲，因此当负压为主导时，膜片可非常容易地变形。当正压为主导时，膜片被压在接触面上。这样，膜片的运动例如仅在接触面的所述孔的区域中是可能的。但是，所述孔与膜片所顶靠的接触面相比非常小。就孔的非常小的面积来看，即使膜片具有与其他区域相同的厚度，其也是相对刚性的。为此，膜片不会显著程度地膨胀到孔中，使得当系统中正压为主导时，整体体积没有显著的增加。