БАК ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ЗАПАСА ЖИДКОЙ АКТИВНОЙ ДОБАВКИ Российский патент 2013 года по МПК B60K15/03 F01N3/20 

Уровень техники

Настоящее изобретение относится к баку согласно ограничительной части независимого пункта формулы изобретения.

На транспортных средствах, в частности автомобилях, с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) в связи с ужесточением законодательно устанавливаемых норм на предельно допустимые показатели выброса вредных веществ с отработавшими газами (ОГ) требуется снижать помимо прочего содержание в них такого вредного веществ, как монооксид азота. Одним из методов, применяемых с этой целью, является так называемый метод селективного каталитического восстановления (СКВ), при котором вредное вещество - монооксид азота - восстанавливают с помощью, например, жидкого восстановителя с образованием молекулярного азота и воды. Восстановитель, запас которого хранится в соответствующем баке, подается из него по соответствующему трубопроводу подающим модулем, который расположен предпочтительно вблизи бака, соответственно на нем или в нем, к расположенному в зоне выпускного тракта дозирующему модулю, который обычно имеет форсунку для впрыскивания распыляемого в тонкодисперсном виде восстановителя в поток ОГ.

Из DE 102006027487 уже известен бак, который предназначен для хранения запаса подобного жидкого восстановителя, применяемого в системе снижения токсичности ОГ автомобиля, прежде всего для селективного каталитического восстановления оксидов азота, и подвижно установленные компоненты которого погружены в жидкий при температуре выше -11°C водный раствор мочевины, выпускаемый под наименованием "AdBlue".

Краткое изложение сущности изобретения

Преимущество предлагаемого в изобретении бака с отличительными признаками, указанными в независимом пункте формулы изобретения, перед известным решением состоит в возможности простым путем исключить трение друг о друга, соответственно истирание находящихся в баке компонентов в местах их контакта между собой, каковые трение, соответственно истирание имели бы место в противном случае вследствие колыхательных движений активной добавки в баке, соответственно при образовании в нем льда.

В зависимых пунктах формулы изобретения приведены возможные предпочтительные варианты выполнения предлагаемого в изобретении бака, заявленного в независимом пункте формулы изобретения.

Особенно предпочтительно при этом применение тканевого шланга, поскольку он прост в монтаже, а также обладает высокой гибкостью и поэтому не влияет на общую жесткость защищаемых им деталей и элементов. Осевое ориентирование возможно безо всяких проблем, поскольку тканевый шланг автоматически зафиксирован в осевом направлении точками крепления защищаемых им электрических проводов и всасывающей трубки.

При применении шланга, соответственно тканевого шланга из твердой пластмассы значительно снижается коэффициент трения с соседними деталями и элементами, благодаря чему эффективно предотвращаются истирание и износ.

Использование мягкой гибкой всасывающей трубки в сочетании с твердым тканевым шлангом обеспечивает надежную защиту от истирания при одновременном сохранении гибкости, наличие которой предпочтительно при нахождении всасывающей трубки в подверженной замерзанию среде.

В предпочтительном варианте защищенная от истирания всасывающая трубка снабжена нагревательной проволокой, которая позволяет размораживать всасывающую трубку и растапливать лед вблизи нее.

В том случае, когда защищающее от истирания средство имеет отверстия типа тех, которые может иметь плетеный шланг, соответственно тканевый шланг, поскольку он изготовлен с неплотной вязкой, а используется лишь в качестве дистанционного элемента, через такие отверстия в защищающем от истирания средстве обеспечивается постоянная тепловая связь со сплошной жидкой зоной активной добавки на участке между стенкой оснащенной нагревательными проволоками всасывающей трубки и примыкающими к этой жидкой зоне ледяными зонами. Благодаря этому тепло, выделяемое нагревательной проволокой, может оптимально растапливать лед вокруг всасывающей трубки. Кроме того, наличие подобного "жидкого зазора" вокруг всасывающей трубки повышает вероятность перетекания обратного потока жидкой активной добавки, возвращаемой в бак, вновь в ту зону, которая непосредственно окружает нагревательное устройство. При применении плоского дистанционного элемента подобный непосредственный нагрев отсутствовал бы, а активная добавка лишь косвенно нагревалась бы дистанционным элементом. Помимо этого из растаявшей вокруг нагревательного устройства активной добавки эффективно удаляется воздух в воздушное пространство надо льдом. Резюмируя сказанное выше, можно констатировать, что изобретение обеспечивает эффективную защиту от трения, которая одновременно обеспечивает тесный контакт жидкости с нагревательным устройством, интегрированным в отсасывающий шланг, соответственно во всасывающую трубку.

Другие преимущества изобретения вытекают из других его отличительных особенностей, представленных в других зависимых пунктах формулы изобретения и в последующем описании.

Краткое описание чертежей

Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере некоторых вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых показано:

на фиг.1 - бак для хранения запаса водного раствора мочевины и

на фиг.2 - фрагмент внутренней части подобного бака.

Описание вариантов осуществления изобретения

На фиг.1 показан бак 10, емкость 1 которого наполнена водным раствором мочевины в качестве восстановителя 3. На чертеже восстановитель показан в своем замерзшем состоянии, в котором около крышки 13 горловины бака из замерзшего восстановителя образовался нарост 4. Внутри емкости 1 расположена успокоительная камера (успокоительный стакан) 7. Она через ножки 9 опирается на дно 14 бака и ограничивает качание или колыхание жидкой активной добавки в баке при движении автомобиля, на котором установлен этот бак. Внутри успокоительной камеры находится ниже называемый всасывающей трубкой всасывающий трубопровод 11, который выступает внутрь бака от крышки 13 его горловины и доходит до зоны вблизи его дна 14. Всасывающая трубка обладает податливостью, соответственно гибкостью и имеет избыточную длину, т.е. она имеет изогнутую или искривленную форму и поэтому прилегает к внутренней стенке 7 успокоительной камеры в месте 19 контакта. С обращенной ко дну бака стороны успокоительной камеры всасывающая трубка через отверстие успокоительной камеры выступает из нее. В этой зоне, но внутри успокоительной камеры всасывающая трубка окружена электронагревательным устройством 21, к которому подведены не показанные на чертеже электрические питающие провода и которое в предпочтительном варианте закреплено на успокоительной камере. В верхней части бака всасывающая трубка пропущена через крышку 13 его горловины и подведена к подающему модулю 5, имеющему, например, дозирующий насос. Сбоку на успокоительной камере 7 расположена измерительная камера 15, которая так же, как и успокоительная камера, соответственно как и вся остальная часть емкости бака, заполнена активной добавкой и которая служит для защиты находящегося в ней уровнемера 17 (датчика уровня) от повреждения льдом. Уровнемер 17 соединен с электрическим проводом 18, который ведет к подающему модулю 5. Электрический провод 18 аналогично всасывающей трубке 11 имеет избыточную длину, т.е. он перед своим входом через крышку бака в подающий модуль сначала петлеобразно проходит в верхней части бака рядом с крышкой его горловины. Без приемлемых затрат невозможно избежать соприкосновения между собой электрического провода 18 и всасывающей трубки 11 в одном или нескольких местах 19 контакта.

Восстановитель, который замерзает при температуре ниже -11°С, при своем фазовом превращении из жидкого состояния в твердое увеличивается в своем объеме примерно на 10%. В том случае, когда замерзание восстановителя начинается у дна бака и далее распространяется вверх от его дна, увеличение объема восстановителя будет происходить на его поверхности. По этой причине лед может прикладывать к верхней стенке 6 бака, соответственно к крышке 13 его горловины не пренебрежимо высокое давление. Верхняя стенка бака в соответствии с этим претерпевает вертикальную деформацию. В баке находятся различные компоненты (нагревательное устройство 21, уровнемер 17, всасывающая трубка 11), которые через отдельную крышку 13 выведены из ограничиваемого верхней стенкой 6 бака пространства. По причине рассмотренных выше проблем, обусловленных создаваемым льдом давлением, и по сборочным причинам электрические провода, ведущие к электрическим компонентам, и всасывающая трубка выполнены соответственно уже описанной выше избыточной длины. Поэтому в полностью собранном баке электрические провода и всасывающая трубка из-за такой своей избыточной длины занимают определенное изогнутое положение. Благодаря такому изгибу указанных компонентов - электрических проводов и всасывающей трубки - возможное вертикальное растяжение верхней стенки бака может происходить без повреждения этих компонентов. Всасывающая трубка 11 проходит в успокоительной камере 7 и после установки крышки на бак с изгибом по заданной дуге прилегает к стенке успокоительной камеры. Точно так же и не показанные на чертеже электрические провода, ведущие к нагревательному устройству, электрический провод 18, ведущий к уровнемеру, и электрический провод, ведущий к не показанному на чертеже датчику температуры, будут внутри емкости бака прилегать в ранее определенных положениях к соседним конструктивным элементам. Так, например, всасывающая трубка, которая прилегает к стенке успокоительной камеры, может вследствие возникающих ускорений (например, при езде по неровной, плохой дороге) подвергаться истиранию в месте ее контакта со стенкой успокоительной камеры. Равным образом и электрические провода могут при их контакте с другими компонентами тереться о них и тем самым подвергаться истиранию. Подобное истирание происходит интенсивнее в том случае, когда всасывающая трубка и электрические провода имеют, например, эластомерную оболочку, которая склонна к повышенному истиранию в зоне контакта с другими компонентами.

На фиг.2 показан фрагмент 22 бака, изображенного на фиг.1. Детали и элементы, которые соответствуют таковым, показанным на фиг.1, обозначены теми же позициями и повторно не рассматриваются. Стрелкой 23, направленной к обращенному ко дну бака концу всасывающей трубки 11, обозначено направление, в котором происходит всасывание активной добавки 3 и ее подача подающим модулем 5 к точке дозирования, соответственно к дозирующему модулю. Крышка 13 бака имеет ввод 33 для условно обозначенного стрелкой 31 обратного трубопровода, по которому жидкая активная добавка возвращается в бак. Электрический провод 18, ведущий к уровнемеру 17, заключен в плетеный защитный шланг, соответственно в тканевый шланг 26. Всасывающая трубка 11 по меньшей мере на участке, на котором находится ожидаемое место 19 контакта, также заключена в такой же или аналогичный тканевый шланг 25. Показанные на данном детальном изображении бака и ведущие к нагревательному устройству 21 нагревательные проволоки 28 и 29 расположены внутри всасывающей трубки или на ее наружной стенке, однако в любом случае и всасывающая трубка, и нагревательные проволоки окружены тканевым шлангом 25.

Предлагаемое в настоящем изобретении решение позволяет продемонстрировать, каким образом можно избежать трения, соответственно истирания находящихся внутри бака компонентов в описанных выше местах 19 контакта. В сущности речь при этом идет об использовании дистанционных элементов или проставок. Подверженные истиранию электрические провода и всасывающие шланги заключают в обычный в электротехнике плетеный тканевый шланг. Такой сплетенный из множества синтетических или полимерных нитей тканевый шланг, плотно прилегая к защищаемой детали, выполняет при этом функцию дистанционного элемента.

Изобретение относится к баку для хранения запаса жидкой активной добавки, используемой для обеспечения работы агрегата автомобиля, прежде всего работы системы снижения токсичности отработавших газов автомобиля. Бак для хранения запаса жидкой активной добавки имеет емкость и по меньшей мере один выступающий в нее функциональный элемент (11, 28, 29; 18) для влияния на физический параметр и/или для измерения физического параметра активной добавки, прежде всего для влияния на ее уровень и/или температуру и/или измерения ее уровня и/или температуры. Функциональный элемент (11, 28, 29; 18) снабжен по меньшей мере одним средством (25, 26) для защиты от истирания в случае механического контакта (19) с соседним компонентом (7, 11) бака. При этом функциональный элемент обладает податливостью и/или гибкостью и прилегает к указанному компоненту (7, 11) бака. Технический результат: обеспечение возможности простым путем исключить трение друг о друга, соответственно истирание находящихся в баке компонентов в местах их контакта между собой, каковые трение, соответственно истирание имели бы место в противном случае вследствие колыхательных движений активной добавки в баке, соответственно при образовании в нем льда. 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Бак (10) для хранения запаса жидкой активной добавки (3), используемой для обеспечения работы агрегата автомобиля, прежде всего работы системы снижения токсичности отработавших газов автомобиля, имеющий емкость (1) и по меньшей мере один выступающий в нее функциональный элемент (11, 28, 29; 18) для влияния на физический параметр и/или для измерения физического параметра активной добавки (3), прежде всего для влияния на ее уровень и/или температуру и/или измерения ее уровня и/или температуры, отличающийся тем, что функциональный элемент (11, 28, 29; 18) снабжен по меньшей мере одним средством (25, 26) для защиты от истирания в случае механического контакта (19) с соседним компонентом (7, 11) бака, при этом функциональный элемент обладает податливостью и/или гибкостью и прилегает к указанному компоненту бака.

2. Бак по п.1, отличающийся тем, что функциональный элемент (11, 28, 29; 18) расположен таким образом, что при заполнении емкости активной добавкой может по меньшей мере частично контактировать с ней.

3. Бак по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одно средство (25, 26) образовано дистанционным элементом.

4. Бак по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одно средство представляет собой шланг.

5. Бак по п.4, отличающийся тем, что шланг имеет по меньшей мере одно отверстие, благодаря которому активная добавка может достигать наружной стенки функционального элемента, который удерживается шлангом на расстоянии от соседнего компонента (7, 11) бака.

6. Бак по п.4, отличающийся тем, что шланг представляет собой тканевый шланг.

7. Бак по п.3, отличающийся тем, что дистанционный элемент выполнен из твердой пластмассы.

8. Бак по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере один функциональный элемент имеет всасывающий трубопровод, прежде всего гибкий всасывающий трубопровод.

9. Бак по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере один функциональный элемент имеет электрический провод.

10. Бак по п.9, отличающийся тем, что электрический провод проходит из пространства снаружи емкости к электронагревательному устройству и/или измерительному элементу, прежде всего уровнемеру (17).

11. Бак по п.9, отличающийся тем, что электрический провод образует электронагревательное устройство.

12. Бак по одному из пп.1-11, отличающийся тем, что соседний компонент бака образован расположенной в его емкости (1) успокоительной камерой (7), которая предназначена для ограничения подвижности активной добавки (3) вследствие движения автомобиля.