帶通風系統的液箱的製作方法

2023-06-02 21:29:16 2

專利名稱：帶通風系統的液箱的製作方法
帶通風系統的液箱本發明涉及一種液箱，尤其涉及一種適於可能發生凍結的液體、並為此而配有集成式加熱件的液箱。更特別地，本發明涉及一種配有所述帶集成式加熱件的液箱的通風系統。本發明尤其適用於可在熱機車輛上用於汙染控制的脲基還原劑箱。為符合汙染標準，機動車輛必須連接有正在日益變得複雜的汙染控制裝置，汙染控制的化學原理要求添加催化劑或氧化劑或還原劑，特別是在排氣管路中，以實現汙染控制。有關柴油機機動車的汙染控制，標準中要求製造商在排氣系統上配備催化式排氣淨化器，採用氨來減少氮氧化物。然而，由於氨是一種有毒製品，汙染控制通過以諸如33% 的比例溶解在水中的脲來實現，脲僅在其被使用時才在排氣系統中經熱水解轉變為氨。這一過程通常被稱為「SCR」(選擇性催化還原法，Selective Catalytic Reduction)。脲的配比必須根據發動機所產生的氮氧化物通風量造成的需求而調整。為此， 脲被存放在一個箱中，由泵加壓，並由電磁噴射器進行分送，配合發動機的運轉，繼而配合通過排氣管路的氮氧化物通風狀況，泵和噴射器對取自箱並送至排氣管路的氨的量進行配比。在此類汙染控制設施中，必須提供加熱裝置來解決脲或其他還原劑凍結的問題， 這些問題會在溫度低於-ll°c時出現。加熱裝置本身的存在會產生還原劑箱排氣或「呼吸」 的問題，以使一定量的融化還原劑被排出，而箱體中仍保存大量固化的還原劑。已經提出了一些解決方案用以形成配有加熱件的還原劑箱通風口，該加熱件設計用來融化還原劑。具體而言，專利文件W02008-080694 Al所披露的解決方案是在還原劑箱中放置一根加熱吸管，通過此管實現液體的排出。管的發熱會使其外圍的一薄層還原劑融化，這樣會使位於面向主加熱件所在的箱體底部的融化還原劑的體積與箱體內仍舊保持凍結的流體表面與該箱體頂壁之間的空氣體積相通。然而，這種解決方案並不適用於所有形式的還原劑箱，特別是在吸管與箱體內還原劑液位上方的空氣體不相接觸的情況下。當箱體的頂壁為有下方區和上方區的分段形式、吸管穿過最下方區而內部空氣體僅位於該壁最高區下方時，會出現這種情況。在這種配置下，即使吸管為加熱管，被限制在箱體內的空氣也不能與還原劑的排出區相通。對於裝有其他可能發生凍結的液體的液箱，例如汽車上的擋風清洗器液箱，會出現同樣的問題。本發明旨在提供針對上述問題的解決方案，尤其旨在為此處所考慮的類型的液箱提供一種可適用於所有液箱形狀的通風解決方案。為此，本發明涉及一種為了減少汙染而可用於熱機車輛上的液箱，例如尤其為用於脲基還原劑的還原劑箱，可用於熱機車輛上進行汙染縮減，液箱上配有集成式加熱件和通風系統，該通風系統用於使空氣能夠進入加熱件區內來取代由所述加熱件融化並從液箱中排出的液體，所述液箱的特徵在於，通風系統包括導管和疏水件，該導管將加熱件的區域連至液箱外部或液箱內部的充滿空氣的部分內，該疏水件，即液體不可滲透而空氣可滲透， 被置於所述導管起點處、從而接近加熱件。
該疏水件尤其由所謂的「透氣」膜構成。該疏水件被置於導管的起點處，導管可以是柔性管或剛性管，該導管將加熱件的區域連接至位於液箱外部且在其上部或下部的位置，或者連接至位於液箱內部且在高於液位的液箱上部的位置。在一種簡單的實施方式中，該疏水件，尤其採用膜形式，通過粘貼、模製、固定或焊接(尤其為超聲波焊接)的方式直接固定在諸如柔性管或剛性管的導管的一端上。根據另一種可能性，該疏水件，尤其採用膜形式，通過粘貼、模製、固定或焊接(尤其為超聲波焊接)的方式固定在位於諸如柔性管或剛性管的導管的一端上的適配中間件上，該中間件的橫截面比導管的橫截面大。當「透氣」功能需要相對較大的膜時，適合採用這種替代方式。在任何情況下，疏水件浸沒在加熱件附近，由此可以防止融化的液體通過導管流出，特別是流向箱體的上部，由此可強制使流體由安裝的泵抽吸。然而，即使在液體凍結的情況下，加熱件也可能抽吸一些融化的液體，因為空氣可以通過導管或疏水件從箱體外部或內部上部被送入所述加熱件的區域中。應該理解的是，此導管與液體抽吸柔性管相隔離， 由此可以提供一種可適應所有箱幾何形狀(尤其抽吸柔性管與內部空氣體不接觸)的解決方案。通過以下說明，並參考作為示例示出這種帶有通風系統的液箱的若干種實施方式的隨附簡圖，可以更好地理解本發明

圖1為根據本發明的帶有通風系統的還原劑箱的第一種實施方式的縱剖面圖；圖2更詳細地示出了圖1所示液箱的包括通風系統在內的部分；圖3為帶有疏水膜的所述通風系統的管路的透視圖；圖4為示出另一種替代方式中通風系統的管路和膜的透視圖；圖5為根據本發明的帶有通風系統的還原劑箱的另一種實施方式的縱剖面圖；圖6所示為這種帶有通風系統的液箱的又一種實施方式的縱剖面圖。下面以在還原劑箱、尤其為可在熱機車輛中用於進行汙染控制的脲基還原劑箱對本發明進行說明，但本發明並不局限於此。在圖中，編號1表示整體的還原劑箱，包括底壁2、頂壁3和側壁4。在所示示例中， 液箱1具有特定的形狀，包括下方區加和上方區2b的分段式底壁2和同樣為分段式的包含下方區3a和上方區北的頂壁3也被示出。頂壁3的下方區3a高於底壁2的下方區2a， 而頂壁3的上方區北高於底壁2的上方區沘。在使用中，液箱1含有一定體積的還原劑5，其液位如6所示。置於頂壁3的上方區北內、通常由塞子8封閉的注入孔7使得可以將還原劑5引入液箱1內。在其下部內，更具體而言即在其頂壁2的下方區加內，液箱1配有通電式加熱件 9。基本為豎直的抽吸柔性管10從加熱件9區域開始，在液箱1內上升，直至它穿過位於液箱下部3a的頂壁3為止。抽吸柔性管10被引向一臺泵(未示出)，還原劑5由該泵從液箱1中抽出，並送至噴射器，由噴射器將所述還原劑分送到相關車輛的排氣管路中。液箱1也配有一個通風系統，在全文中以編號11標示。在圖1至4所示的第一實施方式中，通風系統11包含由剛性管12形成的導管，其起始點位於液箱1的下部，靠近加熱件9。剛性管12在液箱1內豎直上升，並將到達或穿過液箱下部3a的頂壁3，以在液箱1外露出。在剛性管12的起始點、因此也是靠近加熱件9的地方，提供有一個疏水件，尤其可以以「透氣型」膜13的形式製成。如圖1至3中所示，尤其採用膜13形式的疏水件可以被直接固定在管12的下端上，固定方式可以是粘貼或模製或固定或焊接，尤其為超聲波焊接。這種特別簡單的實施方式適用於「透氣」膜13的表面積等於管12運行段截面積就已足夠的場合。在圖2和圖4所示的一種替代方式中，尤其採用膜13形式的疏水件也可以被固定在管12下端的圓柱形適配中間件14上，固定方式可以是粘貼或模製或固定或焊接，尤其為超聲波焊接。中間件14的截面積大於管12的截面積。此類配置適用於「透氣」功能需要的膜13相對較大的場合。在運行中，更尤其是在低溫下，加熱件9被啟動，使得還原劑5在液箱1內形成一個基本凍結的塊5a，而在加熱件9四周則有一定量融化的還原劑恥。抽吸柔性管10的下端以及帶有膜13的管12的下端被浸沒在該定量的融化還原劑恥中，尤其如圖2所示。由此，當必須從液箱1中抽取還原劑時，由柔性管10抽出的融化還原劑恥可以被通過管12從外界進入並穿透膜13的空氣所取代，而膜13可阻止融化還原劑恥流向管12。 因此可實現對融化還原劑恥的抽吸，而且正如可以理解的是，此操作可採用任何形狀的液箱1實現。在如圖5所示的另一種實施方式中，通風系統11包含由柔性管15形成的導管，其起始點也位於液箱1的下部，靠近加熱件9。在所述柔性管15的起始點處配有「透氣型」膜 13。此柔性管15形成雙彎頭，使得其端點剛剛低於液箱1頂壁3的上方區北。由此，柔性管15的上端位於被限制在液箱1內、處於還原劑5的液位6與液箱1的頂壁3之間的氣穴 16內。在運行中，更具體而言是在低溫下，加熱件9被啟動，使得其被一定量的融化還原劑恥所圍繞，抽吸柔性管10的下端以及帶有膜13的柔性管15的下端均浸沒在該定量的融化還原劑恥中。在融化還原劑恥因柔性管10內的抽吸作用而被抽出的過程中，所抽吸的還原劑的體積由從位於液箱1上部內的氣穴16抽取並通過柔性管15和「透氣型」膜13 輸送的空氣所取代，膜13可阻止融化還原劑恥流向柔性管15。圖6又示出了另一種實施方式，其中通風系統11包含短剛性管17，該短剛性管17 被連接至液箱1的底壁2，由此會伸出所述液箱之外。疏水件，尤其採用膜13形式，在此情況下被固定在管17的上端，靠近加熱件9。管17可以與其所連接的液箱的下部一起直接製成，尤其採用模製方式。根據所附權利要求的限定，以下方面並不超出本發明的範圍-由剛性或柔性的任何材料製造通風系統導管，並根據液箱的形狀或可用空間，或加工限制條件，使所述導管採取任何形狀，以使之通向任何合適的位置；由此，尤其導管可以不通向液箱的頂壁或底壁，而是通向其側壁；-製造任何形狀的疏水件來取代膜，例如，較厚或較薄的球團；-採用任何方式固定所述疏水件；-針對能夠盛裝任何類型還原劑的任何形狀的液箱設計本發明；-將本發明應用到如下的箱能夠盛裝其他可能發生凍結或至少其粘度會隨溫度顯著變化的液體，且該液體只能在加熱的作用下被融化或粘度至少發生局部降低的情況下才能夠對其進行泵吸或抽吸，這種箱諸如車輛水箱或擋風清洗器液箱。
權利要求
1.一種為了減少汙染而可用於熱機車輛上的液箱，例如還原劑箱，尤其用於脲基還原劑，所述液箱⑴上配有集成的加熱件(9)和通風系統(11)，所述通風系統(11)用於使空氣進入所述加熱件(9)的區域，來取代由所述加熱件融化並從所述液箱(1)中排出的液體(恥)，其特徵在於，所述通風系統(11)包含導管(12;15;17)和疏水件(13)，所述導管 (12 ；15 ；17)將所述加熱件(9)的區域連接至所述液箱(1)外部或所述液箱內部的充滿空氣的部分(16)內，所述疏水件(13)，即液體不可滲透而空氣可滲透的元件，被置於所述導管(12 ；15 ；17)的起點處，從而接近所述加熱件(9)。
2.如權利要求1所述的液箱，其特徵在於，所述疏水件由所謂的「透氣」膜(13)構成。
3.如權利要求1或2所述的液箱，其特徵在於，所述疏水件(13)被置於諸如柔性管或剛性管(1 的導管的起點處，所述導管將所述加熱件(9)的區域連接至位於所述液箱(1) 外部且在所述液箱(1)的上部(3)的位置。
4.如權利要求1或2所述的液箱，其特徵在於，所述疏水件(13)被置於諸如柔性或剛性管(17)的導管的起點處，所述導管將所述加熱件(9)的區域連接至位於所述液箱(1)外部且在所述液箱(1)的下部O)的位置。
5.如權利要求1或2所述的液箱，其特徵在於，所述疏水件(13)被置於諸如柔性管 (15)或剛性管(1 的導管的起點處，所述導管將所述加熱件(9)的區域連接至位於所述液箱(1)內部且在高於液體液位(6)的所述液箱(1)的上部(16)的位置。
6.如權利要求1至5之一所述的液箱，其特徵在於，所述疏水件，尤其採用膜(13)的形式，通過諸如粘貼、模製、固定或焊接尤其為超聲波焊接的方式直接固定在諸如柔性管(15) 或剛性管(12；17)的導管的一端上。
7.如權利要求1至5之一所述的液箱，其特徵在於，所述疏水件，尤其採用膜(13)的形式，通過諸如粘貼、模製、固定或焊接尤其為超聲波焊接的方式固定在位於諸如柔性管(15) 或剛性管(12)的導管的一端上的適配中間件(14)上，所述中間件(14)的橫截面比導管 (12；15)的橫截面大。
8.如權利要求1至7之一所述的液箱，其特徵在於，該液箱構成車輛的擋風清洗器液箱。
全文摘要
本發明尤其涉及一種帶有集成式加熱件(9)的脲基還原劑箱(1)，可用於熱機車輛上進行汙染縮減。箱(1)配有通風系統(11)，以使空氣能夠進入加熱件(9)區內，取代被所述加熱件融化並從箱中排出的還原劑(5)。該系統包含導管(12)和疏水件(13)，該導管(12)將加熱件(9)區連接至箱外部或箱內部的充有空氣的部分，該疏水件(13)被置於導管(12)起點處、因此靠近加熱件(9)。此類系統適用於可盛裝各種可凍結液體的各種形狀的箱。
文檔編號F01N3/20GK102439267SQ201080003199
公開日2012年5月2日 申請日期2010年9月7日 優先權日2010年4月6日
發明者羅多爾夫·埃瑪爾 申請人:Mgi庫貼公司