ПОДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ЖИДКОСТИ Российский патент 2019 года по МПК F01N3/20 

Изобретение относится к подающему устройству для подачи жидкости, которое пригодно, прежде всего, для того, чтобы подавать жидкую добавку для очистки отработавших газов (ОГ) в устройстве для обработки ОГ в моторном транспортном средстве.

Устройства для обработки ОГ, в которых для очистки ОГ требуется жидкая добавка, в моторном транспортном средстве известны, например, для того, чтобы восстанавливать соединения оксидов азота в ОГ двигателя внутреннего сгорания. В таких устройствах для обработки ОГ обычно проводится способ селективного каталитического восстановления (способ СКВ, СКВ = селективное каталитическое восстановление). При этом способе соединения оксидов азота в ОГ двигателя внутреннего сгорания восстанавливаются с помощью аммиака. Обычно аммиак запасается в моторных транспортных средствах не как таковой, а в виде жидкой добавки к ОГ, которая вне ОГ или внутри ОГ превращается в аммиак. В качестве жидкой добавки к ОГ особо часто применяется водный раствор мочевины. Особо широко распространенным является 32,5%-ный водный раствор мочевины, который имеется в продаже под торговым названием Adblue®.

Для подачи такой жидкой добавки в устройство для обработки ОГ обычно применяется подающее устройство. Проблематичным в таком подающем устройстве является то, что жидкая добавка для очистки ОГ при низких температурах может замерзать. Описанный выше водный раствор мочевины, например, замерзает при -11°С. Такие низкие температуры в моторных транспортных средствах могут иметь место, например, во время длительных простоев зимой. При замерзании происходит объемное расширение жидкой добавки, которое может повредить подающее устройство для подачи жидкой добавки. В соответствии с этим, является необходимым и благоприятным, сконструировать подающее устройство для подачи жидкой добавки так, чтобы оно не разрушалось в результате объемных расширений при замерзании.

Известно, что для компенсации давления льда в подающем устройстве предусматривают компенсационные элементы. Но такие компенсационные элементы являются дополнительными деталями, которые усложняют конструктивное построение подающего устройства для жидкой добавки.

Исходя из этого уровня техники, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы решить или же смягчить описанные технические проблемы. Прежде всего, должно быть описано особо просто сконструированное подающее устройство для подачи жидкости или же, прежде всего, для подачи жидкой добавки для очистки ОГ.

Эта задача решена подающим устройством в соответствии с признаками п. 1 формулы изобретения. Дополнительные благоприятные варианты осуществления подающего устройства указаны в сформулированных как зависимые пунктах формулы изобретения. Приведенные в формуле изобретения отдельно признаки являются комбинируемыми друг с другом любым, технологически рациональным образом и могут быть дополнены поясняющими фактами из описания, причем показываются дополнительные варианты осуществления изобретения.

Должно быть описано подающее устройство для подачи жидкости, имеющее распределительный блок из пластмассы для проводящего жидкость присоединения по меньшей мере одного компонента для подачи жидкости, имеющее по меньшей мере один металлический зажимной элемент, который, по меньшей мере на отдельных участках, охватывает снаружи распределительный блок.

Подающее устройство для подачи жидкости для очистки ОГ также может быть названо модулем подачи или насосом. Подающее устройство обычно имеет различные компоненты, которые служат для подачи жидкости. К ним относится, прежде всего, по меньшей мере один насос, который выполняет функцию подачи жидкости. Кроме того, могут быть предусмотрены датчики, клапаны, схемы, управляющие устройства, приводы и дополнительные компоненты, с помощью которых управляется, регулируется или контролируется подача.

Чтобы соединить между собой различные компоненты и, прежде всего, гидравлический компонент подающего устройства проводящим жидкость образом или же обеспечить путь подачи для жидкости от места всасывания к месту выдачи через подающее устройство, существует распределительный блок, который соединяет различные компоненты подающего устройства друг с другом. В распределительном блоке, например, могут быть предусмотрены каналы, по которым течет жидкость, которые соединяют компоненты подающего устройства друг с другом и которые, по меньшей мере на отдельных участках, образуют путь подачи.

Является особо благоприятным, если распределительный блок выполнен из пластмассы. Распределительный блок сделан, например, из полиэтилена (прежде всего, полиэтилена высокой плотности) или полиоксиметилена. Распределительный блок из пластмассы может быть изготовлен особо просто и экономично, например, методом литья под давлением. При изготовлении распределительного блока методом литья под давлением непосредственно заодно могут быть отлиты каналы в распределительном блоке подающего устройства. Однако распределительный блок из пластмассы зачастую не имеет достаточной механической стабильности, чтобы быть стабильным и при разных давлениях, которые возникают при подаче жидкости. Прежде всего, импульсы давления, которые возникают как результат работы насоса, могут деформировать блок подачи и таким образом ухудшить работоспособность подающего устройства. У описанного здесь подающего устройства вокруг распределительного блока из пластмассы предусмотрен металлический зажимной элемент, который придает распределительному блоку высокую механическую жесткость и, прежде всего, обеспечивает то, что распределительный блок и компоненты распределительного блока не отсоединяются друг от друга, когда внутри подающего устройства возникает повышенное давление жидкости. Такой зажимной элемент является особо простым способом дополнительно усилить снаружи распределительный блок из пластмассы без того, чтобы для этого требовались дополнительные сложные монтажные шаги, и без того, чтобы для этого нужно было предусматривать особые придающие жесткость структуры в самом распределительном блоке.

В соответствии с изобретением распределительный блок выполнен U-образным и имеет основную часть, а также две полки, а по меньшей мере один компонент для подачи жидкости является насосом, который расположен между обеими полками распределительного блока, причем обе полки поджаты по направлению друг к другу с помощью металлического зажимного элемента. Такое расположение насоса между двумя полками распределительного блока позволяет закрепить насос особо прочно. Производимые насосом импульсы давления в жидкости могут регулярно разжимать обе полки распределительного блока. Это является особо проблематичным, так как распределительный блок сделан из пластмассы и поэтому не имеет особо высокой собственной жесткости. По этой причине является особо благоприятным, использовать металлический зажимной элемент, чтобы снаружи поджимать обе полки по направлению друг к другу. Зажимной элемент, особо предпочтительно, расположен так, что оказываемое зажимным элементом на распределительный блок усилие зажима является параллельным направлению действия импульсов давления, которые инициируются насосом. Это направление действия импульсов давления обычно является параллельным ориентации пути подачи в области выпуска жидкости насоса.

Внутри полок распределительного блока, предпочтительно, предусмотрены каналы, причем, предпочтительно, одна полка имеет каналы, по которым насос засасывает жидкость, а другая полка имеет каналы, по которым насос выталкивает или выдает жидкость.

Кроме того, подающее устройство является благоприятным, если металлический зажимной элемент является пружиной, которая допускает деформацию распределительного блока, если в проводящих жидкость каналах в распределительном блоке из-за замерзающей жидкости возникает давление льда.

Выше уже было описано, что из-за замерзающей жидкости в распределительном блоке возникает объемное расширение, которое может повредить подающее устройство. За счет того, что зажимной элемент является пружиной, которая допускает деформацию распределительного блока, если в проводящих жидкость каналах в распределительном блоке из-за замерзающей жидкости возникает давление льда, в проводящих жидкость каналах давлением льда может быть создано дополнительное пространство, которое воспринимает объемное расширение при замерзании, так что предотвращается разрушение подающего устройства.

Кроме того, подающее устройство является благоприятным, если по меньшей мере одна из полок соединена с основной частью с помощью по меньшей мере одного штекерного соединения.

Штекерное соединение для соединения основной части распределительного блока и полки распределительного блока является особо простым соединением, которое может быть смонтировано с незначительной трудоемкостью, которое, однако, не пригодно для того, чтобы выдерживать высокие давления внутри канала в распределительном блоке. Штекерное соединение для присоединения полки к основной части распределительного блока, предпочтительно, применяется только тогда, когда через это присоединение проходят только каналы, в которых возникают низкие давления жидкости. Прежде всего, каналы, которые расположены в направлении подачи перед насосом выше по потоку от насоса, могут проходить через присоединение полок, которые с помощью штекерных соединений смонтированы на основной части. Такие каналы выше по потоку от насоса также могут быть обозначены как всасывающие каналы или каналы низкого давления. Штекерные соединения также пригодны для присоединения полок или участков к распределительному блоку, если через присоединение не проходят никакие каналы.

Кроме того, подающее устройство является благоприятным, если по меньшей мере одна из полок соединена с основной частью с помощью по меньшей мере одного резьбового соединения.

Резьбовые соединения для присоединения полок к основной части распределительного блока являются, прежде всего, благоприятными, если через это присоединение проходят каналы, в которых возникают высокие давления жидкости. Прежде всего, каналы, которые расположены в направлении подачи за насосом ниже по потоку от насоса, могут проходить через присоединение полок, которые смонтированы на основной части с помощью резьбовых соединений. Такие каналы ниже по потоку от насоса также могут быть обозначены как напорные каналы или даже как каналы высокого давления.

Оказалось, что штекерные соединения не пригодны для того, чтобы герметично соединять между собой находящиеся под высоким давлением участки канала подающего устройства. Поэтому является благоприятным для присоединения полок с каналами низкого давления к распределительному блоку использовать относительно просто монтируемые, недорогие штекерные соединения, в то время как для присоединения полок с каналами высокого давления к распределительному блоку применяются резьбовые соединения.

Кроме того, подающее устройство является особо благоприятным, если распределительный блок имеет по меньшей мере один установочный элемент для передающей усилие фиксации по меньшей мере одного зажимного элемента.

Таким установочным элементом может быть, например, углубление снаружи на распределительном блоке, в которое входит участок зажимного элемента. Такое углубление может быть, например, с одной стороны скошено, чтобы сделать возможным упрощенный монтаж зажимного элемента на распределительном блоке. Предпочтительно, такой установочный элемент также имеет участок, на котором зацепляется зажимной элемент или же участок зажимного элемента, так что зажимной элемент длительно и надежно зафиксирован на распределительном блоке.

Кроме того, подающее устройство является благоприятным, если подающее устройство имеет корпус, в котором расположен распределительный блок по меньшей мере с одним компонентом.

С помощью такого корпуса распределительный блок защищен от внешних влияний. Такой корпус с подающим устройством внутри может быть вставлен, например, в днище бака бака для жидкой добавки для очистки ОГ, и через расположенную на корпусе точку всасывания извлекать добавку из бака и подавать ее на разъем подачи. Предпочтительно, корпус имеет монтажные точки, на которых может быть закреплен описанный распределительный блок подающего устройства, так что он прочно зафиксирован на корпусе. Предпочтительно, распределительный блок в области точки всасывания прилегает непосредственно к корпусу, и, особо предпочтительно, распределительный блок имеет канал, который герметично уплотняет в точке всасывания на корпусе.

Кроме того, подающее устройство является благоприятным, если металлический зажимной элемент состоит из проволоки и имеет по меньшей мере один предварительно напряженный участок.

Проволока делает возможным особо простое изготовление металлического зажимного элемента. Предварительно напряженный участок (участок с предварительным натяжением) может быть, например, предварительно изогнутым участком, который имеет увеличенный изгиб, который при насаживании зажимного элемента на распределительный блок снова несколько уменьшается и таким образом переносит предварительное напряжение на распределительный блок. Это делает возможным особо просто обеспечить очень эффективный зажимной элемент.

Также здесь должен быть описано моторное транспортное средство, имеющее двигатель внутреннего сгорания, устройство для обработки отработавших газов (ОГ) с СКВ-катализатором для очистки ОГ двигателя внутреннего сгорания и по меньшей мере одно описанное подающее устройство для подачи жидкости для очистки ОГ к устройству для обработки ОГ.

Описанное подающее устройство пригодно, прежде всего, для подачи жидких добавок для очистки ОГ, так как жидкие добавки для очистки ОГ, как правило, могут замерзать, и потому что описанное устройство имеет особо высокую надежность не повреждаться в результате объемного расширения при замерзании.

Далее изобретение, а также технический контекст поясняются более детально на фигурах. Следует указать на то, что фигуры являются лишь схематическими и, прежде всего, представленные на фигурах размерные отношения являются лишь схематическими.

Показано на:

Фиг. 1: первый вид описанного подающего устройства, Фиг. 2: второй вид описанного подающего устройства, и Фиг. 3: моторное транспортное средство, имеющее описанное подающее устройство.

Фиг. 1 показывает подающее устройство 1, которое вставлено в баке 20 для жидкости. Подающее устройство 1 имеет корпус 13, в котором находится распределительный блок 2. На распределительном блоке 2 закреплен насос 7 для подачи жидкости в качестве активного компонента 3 подающего устройства 1. Насос 3 отбирает жидкость из бака 20 в точке 23 всасывания и подает жидкость на подающий вывод 22. Подающее устройство 1 вставлено в днище 21 бака 20. Распределительный блок 2 подающего устройства 1 окружен зажимным элементом 4, который выполнен в виде пружины 8 и который изготовлен из проволоки 14 и имеет два предварительно напряженных участка 15. Предварительно напряженные участки 15 обеспечивают то, что зажимной элемент 4 оказывает усилие на распределительный блок 2 и тем самым зажимает распределительный блок 2.

Фиг. 2 показывает уже обозначенный на фиг. 1 разрез А-А через описанное там подающее устройство 1. И здесь также можно видеть корпус 13 с расположенным в нем распределительным блоком 2, на котором в качестве компонента 3 находится насос 7. На насосе 7 также обозначено направление 24 подачи, в котором жидкость подается подающим устройством 1 от точки 23 всасывания на подающий вывод 22. Также обозначен канал 9, по которому жидкость течет через подающее устройство 1. Видно, что вдоль направления 24 подачи канал 9 выше по потоку от насоса образует область низкого давления, а в направлении 24 подачи ниже по потоку, то есть за насосом 7, образует область высокого давления. В области высокого давления в связи с повышением давления насосом 7 имеются повышенные давления жидкости.

Кроме того, можно видеть описанный зажимной элемент 4, который выполнен в виде пружины 8 из проволоки 14 с предварительно напряженными участками 15, и который охватывает распределительный блок 2 снаружи. Распределительный блок 2 здесь выполнен с основной частью 5, а также двумя полками 6, причем левая полка 6 образует область низкого давления канала 9 и посредством штекерного соединения присоединена к основной части 5, в то время как правая полка 6 образует область высокого давления канала и посредством резьбового соединения 11 привинчена к основной части 5. Наряду с насосом 7 в качестве компонента 3, здесь схематически в верхней области распределительного блока 2 изображены еще два компонента 3, которые могут быть, например, клапаном или датчиком.

Фиг. 3 показывает моторное транспортное средство 16 с двигателем 17 внутреннего сгорания и устройством 18 для обработки ОГ, имеющий СКВ-катализатор 19. В устройство 18 для обработки ОГ может подаваться жидкая добавка для очистки ОГ с помощью инжектора 25, который снабжается жидкой добавкой для очистки ОГ из бака 20 подающим устройством 1 по трубопроводу 26.

Изобретение относится к области очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания. Подающее устройство (1) для подачи жидкости имеет распределительный блок (2) из пластмассы, соединенный по меньшей мере с одним компонентом (3) для подачи жидкости. Блок имеет по меньшей мере один металлический зажимной элемент (4), который, по меньшей мере на отдельных участках, охватывает снаружи распределительный блок (2). Распределительный блок (2) выполнен U-образным и имеет основную часть (5), а также две полки (6). По меньшей мере один компонент (3) для подачи жидкости является насосом (7), который расположен между обеими полками (6) распределительного блока (2). Обе полки (6) поджаты по направлению друг к другу с помощью металлического зажимного элемента (4). 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Подающее устройство (1) для подачи жидкости, имеющее распределительный блок (2) из пластмассы для проводящего жидкость присоединения по меньшей мере одного компонента (3) для подачи жидкости, имеющий по меньшей мере один металлический зажимной элемент (4), который, по меньшей мере на отдельных участках, охватывает снаружи распределительный блок (2), причем распределительный блок (2) выполнен U-образным и имеет основную часть (5), а также две полки (6), по меньшей мере один компонент (3) для подачи жидкости является насосом (7), который расположен между обеими полками (6) распределительного блока (2), причем обе полки (6) поджаты по направлению друг к другу с помощью металлического зажимного элемента (4).

2. Подающее устройство (1) по п. 1, причем металлический зажимной элемент (4) является пружиной (8), которая допускает деформацию распределительного блока (2), когда в проводящих жидкость каналах (9) в распределительном блоке (2) из-за замерзающей жидкости возникает давление льда.

3. Подающее устройство (1) по п. 1, причем по меньшей мере одна из полок (6) соединена с основной частью (5) с помощью по меньшей мере одного штекерного соединения (10).

4. Подающее устройство (1) по п. 2, причем по меньшей мере одна из полок (6) соединена с основной частью (5) с помощью по меньшей мере одного штекерного соединения (10).

5. Подающее устройство (1) по одному из предшествующих пунктов, причем по меньшей мере одна из полок (6) соединена с основной частью (5) с помощью по меньшей мере одного резьбового соединения (11).

6. Подающее устройство (1) по одному из пп. 1-4, причем распределительный блок (2) имеет по меньшей мере один установочный элемент (12) для передающей усилие фиксации по меньшей мере одного зажимного элемента (4).

7. Подающее устройство (1) по п. 5, причем распределительный блок (2) имеет по меньшей мере один установочный элемент (12) для передающей усилие фиксации по меньшей мере одного зажимного элемента (4).

8. Подающее устройство (1) по одному из пп. 1-4, 7, причем подающее устройство (1) имеет корпус (13), в котором расположен распределительный блок (2) по меньшей мере с одним компонентом (3).

9. Подающее устройство (1) по п. 5, причем подающее устройство (1) имеет корпус (13), в котором расположен распределительный блок (2) по меньшей мере с одним компонентом (3).

10. Подающее устройство (1) по п. 6, причем подающее устройство (1) имеет корпус (13), в котором расположен распределительный блок (2) по меньшей мере с одним компонентом (3).

11. Подающее устройство (1) по одному из пп. 1-4, 7, 9, 10, причем металлический зажимной элемент (4) состоит из проволоки (14) и имеет по меньшей мере один предварительно напряженный участок (15).

12. Подающее устройство (1) по п. 5, причем металлический зажимной элемент (4) состоит из проволоки (14) и имеет по меньшей мере один предварительно напряженный участок (15).

13. Подающее устройство (1) по п. 6, причем металлический зажимной элемент (4) состоит из проволоки (14) и имеет по меньшей мере один предварительно напряженный участок (15).

14. Подающее устройство (1) по п. 8, причем металлический зажимной элемент (4) состоит из проволоки (14) и имеет по меньшей мере один предварительно напряженный участок (15).

15. Моторное транспортное средство (16), имеющее двигатель (17) внутреннего сгорания, устройство (18) для обработки отработавших газов (ОГ) с СКВ-катализатором (19) для очистки ОГ двигателя (17) внутреннего сгорания и по меньшей мере одно подающее устройство (1) по одному из предшествующих пунктов для подачи жидкости для очистки ОГ к устройству (18) для обработки ОГ.