РЕЗЕРВУАР ДЛЯ ЖИДКОСТИ, ПРЕЖДЕ ВСЕГО, ДЛЯ ВОССТАНОВИТЕЛЯ

Настоящее изобретение относится к резервуару для жидкости, прежде всего к баку для восстановителя, такого как, например, водный раствор мочевины. Такие резервуары предусматриваются для создания запаса жидкости в автомобиле для того, чтобы по потребности подавать жидкость потребителю, прежде всего в выпускной трубопровод.

Известно, что такие резервуары или же баки должны изготавливаться из синтетического материала и/или металла. Но для длительного использования таких резервуаров необходимо учитывать то, что наряду с небольшим весом должна быть соблюдена и высокая точность формы. Точность формы должна быть соблюдена, например, потому, что таким образом может быть обеспечено то, что будет возможной подача жидкости «без пузырей» при относительно порожнем баке. Кроме того, существует ряд компонентов контроля уровня наполнения, которые реализуют уровень жидкости относительно днища резервуара. В соответствии с этим изменение относительного положения этих датчиков уровня в сторону днища резервуара приводит к неточному результату измерения. Такое изменение относительного положения может быть предотвращено за счет высокой точности формы.

Однако именно для точности формы необходимо учитывать то, что такие резервуары подвержены старению, причем происходят, прежде всего, деформации резервуара, прежде всего вздутия в области днища бака.

Исходя из этого задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать резервуар, который, по меньшей мере, частично решает описанные со ссылкой на уровень техники проблемы. Прежде всего, должен быть разработан резервуар, который является легким и равным образом обеспечивает надежный отбор жидкости и/или точное измерение (при определенных условиях очень малого) количества жидкости в резервуаре.

Эти задачи решены посредством резервуара согласно признакам п.1 формулы изобретения. Дополнительные варианты осуществления изобретения указаны в сформулированных в виде зависимых пунктах формулы. Следует указать на то, что приведенные отдельно в сформулированных как зависимые пунктах формулы признаки могут быть скомбинированы друг с другом любым, технологически рациональным, образом и показывают дополнительные варианты осуществления изобретения. Описание, прежде всего в связи с фигурами, поясняет изобретение и указывает дополнительные примеры осуществления.

Резервуар для жидкости согласно изобретению имеет стенку резервуара и по меньшей мере одну внутреннюю камеру для приема жидкости. Кроме того, резервуар имеет по меньшей мере один отборный трубопровод для отбора находящейся по меньшей мере в одной внутренней камере жидкости, причем по меньшей мере один отборный трубопровод, по меньшей мере, уменьшает относительные перемещения разнесенных друг от друга областей стенки резервуара.

В случае с этим резервуаром речь идет, прежде всего, о резервуаре для водянистой жидкости, прежде всего водном растворе мочевины. В принципе, такой резервуар может иметь одинарную внутреннюю камеру. Но также является возможным, что внутренняя камера разделена на множество камер, причем здесь жидкость, по меньшей мере, частично может обмениваться между камерами. Таким образом, резервуар содержит по меньшей мере один отборный трубопровод, который простирается во внутреннюю камеру или же сквозь внутреннюю камеру. Для этого по меньшей мере один отборный трубопровод прямо и/или опосредованно соединен по меньшей мере с одной областью стенки резервуара, однако, но предпочтительно с двумя областями стенки резервуара. То есть расположение по меньшей мере одного отборного трубопровода реализовано так, что свобода перемещения обеих разнесенных друг от друга областей стенки резервуара вследствие расположения по меньшей мере одного отборного трубопровода уменьшается или даже, по существу, предотвращается. Другими словами, это означает, что такие области стенки резервуара, которые, например, в течение эксплуатации деформируются, фиксируются или же подпираются посредством по меньшей мере одного отборного трубопровода. Для этого по меньшей мере один отборный трубопровод может, например, закреплять обе разнесенные между собой области относительно друг друга или позиционировать относительно друг друга в качестве придающего жесткость элемента. Для этого по меньшей мере один отборный трубопровод простирается, например, между обеими разнесенными между собой областями сквозь внутреннюю камеру резервуара, так что образуется внутренняя подпорка.

Отбор жидкости из резервуара происходит в большинстве случаев в области стенки резервуара около днища резервуара, так как здесь и при низком уровне жидкости в резервуаре является возможным отбор жидкости. Такая область стенки резервуара в резервуаре согласно изобретению предпочтительно стабилизируется. Заборная трубка обычно простирается от такой области отбора стенки резервуара к отверстию резервуара или к расположенному в резервуаре или на резервуаре дозирующему устройству. Таким образом, относительные перемещения между областью отбора стенки резервуара и отверстием или же дозирующим устройством для жидкости уменьшаются.

С помощью предложенного здесь решения, с одной стороны, может происходить относительно тонкостенное изготовление резервуара, что имеет явные преимущества в виду веса такого резервуара. Одновременно по меньшей мере один отборный трубопровод действует в качестве стабилизирующего элемента для того, чтобы постоянно поддерживать точность формы резервуара. Таким образом, просто разрешается указанный вначале конфликт целей.

Согласно одному усовершенствованию также предлагается, что по меньшей мере один отборный трубопровод имеет направление протяженности, и относительные перемещения разнесенных друг от друга областей стенки резервуара в направлении протяженности компенсируются. Таким образом, по меньшей мере один отборный трубопровод служит, прежде всего, для восприятия сил сжатия или же сил растяжения, которые образуются в связи с деформацией резервуара, прежде всего, относительно разнесенных друг от друга областей. В особо предпочтительных вариантах по меньшей мере один отборный трубопровод может быть расположен и таким образом, что он может воспринимать или же компенсировать силы или же перемещения поперек направления протяженности.

Кроме того, считается благоприятным то, что стенка резервуара изготовлена из синтетического материала, а по меньшей мере один отборный трубопровод изготовлен из металла. В отношении синтетического материала следует заметить, что он должен быть пригоден, прежде всего, для размещения водного раствора мочевины. Со стенкой резервуара из синтетического материала может быть получена явная экономия по весу. Напротив, по меньшей мере один отборный трубопровод здесь изготовлен из металла, так что отборный трубопровод по сравнению со стенкой резервуара имеет более высокую прочность и/или жесткость и фиксирует друг с другом разнесенные между собой области стенки резервуара.

Кроме того, стенка резервуара из синтетического материал обычно совершает значительно большее перемещение теплового расширения по сравнению с отборным трубопроводом из металла. Поэтому расширение и объем внутренней камеры резервуара изменяются при меняющихся температурах относительно сильно. За счет (стабильной) металлической заборной трубки, которая определяет расстояние различных областей стенки резервуара относительно друг друга, обеспечивается возможность того, что это изменение объема внутренней камеры резервуара, по меньшей мере, частично ограничивается или же предотвращается. Прежде всего, может быть уменьшено расширение резервуара в направлении, в котором должно происходить измерение уровня наполнения.

Согласно одному усовершенствованию изобретения предложено, что первая область стенки резервуара и вторая область стенки резервуара выполнены противолежащими, и что трубчатый отборный трубопровод подпирает первую область относительно второй области. Первая область стенки резервуара представляет собой, например, перекрытие резервуара, в то время как вторая область стенки резервуара относится к днищу резервуара. Трубчатая форма отборного трубопровода ведет к особо жесткому по форме выполнению отборного трубопровода и делает возможной интеграцию датчиков, трубопроводов для жидкости, электрических нагревателей или тому подобного.

При этом благоприятным является то, что днище резервуара фиксируется относительно отборного трубопровода, если на отборном трубопроводе закреплен по меньшей мере один датчик для определения уровня наполнения. За счет этого точно задается и относительное положение по меньшей мере одного датчика для определения уровня наполнения к днищу резервуара. Фиксация этого относительного положения имеет решающее значение для точности измерения уровня наполнения, так как измеренный по меньшей мере одним датчиком объем жидкости находится между днищем резервуара и датчиком. Таким образом, опускание днища бака не сказывается на измеренном объеме жидкости, так как заборная трубка и датчик уровня наполнения на отборной трубе также опускаются в равной мере.

Кроме того, считается благоприятным то, что стенка резервуара имеет первый базирующий элемент и второй базирующий элемент для закрепления по меньшей мере одного отборного трубопровода. При определенных обстоятельствах является благоприятным то, что, по меньшей мере, базирующий элемент имеет фиксирующие элементы, которые также являются более жесткими по форме, чем области стенки резервуара. Так, на стенке резервуара или же в стенке резервуара могут быть, например, предусмотрены металлические вставки, которые взаимодействуют с отборным трубопроводом. Эти металлические вставки, например, при выполненной из синтетического материала стенке резервуара могут быть влитыми заодно, но возможна и последующая установка на такую стенку резервуара. Эти вставки могут быть выполнены, например, кольцеобразными и иметь запорные элементы.

Кроме того, также предлагается, что по меньшей мере один отборный трубопровод установлен в стенке резервуара с возможностью блокировки и разблокировки. Это, прежде всего, благоприятствует техобслуживанию или же ремонту резервуара. Такая установка с возможностью блокировки или же разблокировки может быть достигнута с помощью разъемных соединительных средств или затворных систем. Предпочтительным затворным элементом является, например, так называемый байонетный затвор.

Вследствие другого усовершенствования, по меньшей мере, смежно одной из областей резервуара предусмотрена эластичная зона. Эта эластичная зона выполнена, прежде всего, так, что она делает возможным относительное движение между по меньшей мере одним отборным трубопроводом и резервуаром, лишь начиная с заданного внутреннего давления во внутренней камере для приема жидкости. Это, прежде всего, относится к ситуации, когда запасенная жидкость подвержена воздействию экстремальных температур, так что при этом может компенсироваться повышенное давление газа или же давление льда. При этом эластичные зоны выполнены, предпочтительно, симметрично разнесенным областям, например в расположении в форме окружности вокруг разнесенных друг от друга и фиксированных посредством по меньшей мере одного отборного трубопровода областей стенки резервуара. Особо предпочтительно, что эластичные зоны выполнены из такого же материала, как и стенка резервуара.

Предпочтительно, что эластичная зона выполнена смежно только одной из фиксированных областей. Кроме того, особо предпочтительно, если противолежащая фиксированная область выполнена особо жесткой, например с придающими жесткость элементами. Так, жесткая область задает положение заборной трубки, а расположенная напротив область с эластичной зоной приспосабливает свое положение к положению жесткой области. Так, относительное положение обеих разнесенных областей относительно друг друга может быть задано особо точно, даже если, например, имеют место расширения или старение резервуара.

В этой связи является особо предпочтительным, если по меньшей мере одна эластичная зона образована концентрично вокруг по меньшей мере одного отборного трубопровода. Согласно этому совершенно особо предпочтительно, что соответственно одна (выполненная замкнутой) проходящая концентрично вокруг отборного трубопровода эластичная зона предусмотрена в тех частях (областях) бака, в которых или же на которых опирается отборный трубопровод. При этом имеются в виду, прежде всего, области днища бака и/или перекрытия бака.

Согласно одному усовершенствованию также предлагается, что в области первого базирующего элемента или в области второго базирующего элемента предусмотрен пружинящий элемент. Он может быть, например, металлическим. Предпочтительно, пружинящий элемент является пластинчатой пружиной. Пружинящий элемент расположен таким образом, что он зажимает заборную трубку между разнесенными областями стенки резервуара. Таким образом закрепляется и бак, и уменьшаются относительные перемещения между разнесенными областями стенки резервуара. Предпочтительно, пластинчатая пружина может быть выполнена в виде диска и расположена вокруг заборной трубки. Пружинящий элемент может также быть интегрирован в стенку резервуара. Особо благоприятно, если заборная трубка прижимается с определенным усилием к днищу бака. Это усилие может быть рассчитано так, что заборная трубка при возникающих при эксплуатации автомобиля ускорениях и силах не отсоединяется от днища бака. Это является благоприятным, так как определение уровня наполнения и отбор происходят соответственно относительно днища бака.

Кроме того, также предлагается, что в стенке резервуара предусмотрен по меньшей мере один прозрачный участок. Через этот прозрачный участок является возможным заглянуть во внутреннюю камеру резервуара. Это полезно, прежде всего, тогда, когда по меньшей мере один отборный трубопровод должен быть зафиксирован при монтаже в расположенном внутри базирующем элементе. Таким образом, с одной стороны, может быть реализовано то, что будет предусмотрено плоское днище бака, но в то же время монтаж должен производиться через одно единичное отверстие внутри резервуара. При этом прозрачный участок может быть изготовлен из другого материал, причем предпочтителен синтетический материал, но при необходимости это также может быть реализовано за счет того, что остальная часть стенки резервуара покрыта или же окрашена. Как правило, будет достаточно обеспечения одного прозрачного участка, но это не является настоятельно необходимым.

Изобретение находит применение, прежде всего, в автомобиле, имеющем выполненный согласно изобретению резервуар для жидкости, причем предусмотрено дозирующее устройство для отбора жидкости по меньшей мере по одного отборного трубопровода. В случае с таким автомобилем речь идет, прежде всего, об автомобиле, в котором в систему выпуска отработанного газа (ОГ) подается восстановитель (водный раствор мочевины). Для этого дозирующее устройство может быть оснащено соответствующими блоками управления, чтобы по потребности подавать жидкость из резервуара.

Далее изобретение, а также технический контекст поясняются более детально на фигурах. Следует указать на то, что фигуры носят схематический характер, и изобретение не ограничено ими. Показано на:

Фиг.1: первый конструктивный пример резервуара,

Фиг.2: второй конструктивный вариант резервуара,

Фиг.3: третий конструктивный вариант резервуара,

Фиг.4: автомобиль с резервуаром и дозирующим устройством,

Фиг.5: четвертый конструктивный вариант резервуара,

Фиг.6: пятый конструктивный вариант резервуара, и

Фиг.7: шестой конструктивный вариант резервуара.

На фиг.1 представлен резервуар 1, который образует единичную внутреннюю камеру 4, в которой хранится жидкость 2. При этом речь идет, прежде всего, о баке для водного раствора мочевины. Внутренняя камера 4 образована замкнутой стенкой 3 резервуара. Ясно, что форма стенки 3 резервуара здесь сильно схематизирована, возможно, имеет форму с несколькими впячиваниями и выпячиваниями. Стенка 3 резервуара здесь, например, образована из синтетического материала, причем в нижней левой области предусмотрен прозрачный участок 14, через который монтер может заглянуть во внутреннюю камеру 4. Стенка резервуара образует, прежде всего, верхнее перекрытие бака, нижнее днище бака и расположенные между ними боковые стенки бака.

Насквозь сквозь внутреннюю камеру 4 здесь простирается единичный отборный трубопровод 5, который выполнен по типу трубы и образует направление 6 протяженности. При этом находящаяся в резервуаре 1 жидкость 2 через отверстия 15 отборного трубопровода 5 подается к дозирующему устройству 13, которое здесь расположено сверху на резервуаре 1 (перекрытии резервуара). То есть отборный трубопровод 5 расположен или же позиционирован на стенке 3 резервуара так, что он действует придающим жесткость образом. Для этого отборный трубопровод 5 простирается между первой областью 7 и второй областью 8 стенки резервуара, которые выполнены разнесенными, а именно противолежащими. При этом первая область 7 снабжена первым базирующим элементом 9, а вторая область 8 снабжена вторым базирующим элементом 10. Здесь оба базирующих элемента интегрированы в стенку 3 резервуара, например, в виде влитого байонетного затвора. Предпочтительно, второй базирующий элемент 10 является влитым байонетным затвором такого типа. Первый базирующий элемент 9 может быть реализован, например, в виде гнезда, в которое является вводимым дозирующее устройство 13 с отборным трубопроводом 5. Предпочтительно, дозирующее устройство 13 выполнено с круглым (металлическим) корпусом. Тогда отборный трубопровод 5 может быть расположен эксцентрично на дозирующем устройстве 13. Это делает возможным подходящее выполнение второго базирующего элемента 10, при котором отборный трубопровод 5 посредством вращательного движения дозирующего устройства 13 может быть заблокирован вторым базирующим элементом 10, а посредством еще одного или противоположного вращательного движения - разблокирован.

До сих пор существовала опасность того, что резервуар 1, прежде всего, в области изображенного внизу днища вследствие веса жидкости будет деформироваться, прежде всего выпячиваться. При этом отверстия 15 отборного трубопровода 5 удалились бы от днища, и подача жидкости в почти порожнем состоянии была бы проблематичной. Здесь это предотвращено за счет того, что отборный трубопровод 5 уменьшает или же предотвращает относительные перемещения первой области 7 относительно второй области 8. Для этого отборный трубопровод прочно соединен с первой областью 7 и второй областью 8.

На фиг.2 показана в принципе такая же конструкция резервуара 1, так что здесь одинаковые детали снабжены одинаковыми ссылочными обозначениями. В отличие от фиг.1 здесь дозирующее устройство 13 интегрировано во внутреннюю камеру 4 резервуара 1. В этом случае происходит фиксация отборного трубопровода 5 через дозирующее устройство 13 к первой области 7 стенки 3 резервуара. На расстоянии от него в качестве второй области 8 предусмотрен выполненный отдельно резервуар 17, из которого отбирается жидкость 2. Также и здесь посредством соответствующей фиксации отборного трубопровода 5 на резервуаре 17 достигается укрепление конструкции резервуара. При этом отборный трубопровод в этом случае расположен наклонно во внутренней камере 4 резервуара 1.

Фиг.3 иллюстрирует обеспечение эластичной зоны 11, которая выполнена в виде окружности вокруг второй области 8 со вторым базирующим элементом 10 стенки 3 резервуара. При этом эластичная зона 11 выполнена в виде волнистости (при необходимости с меньшей толщиной стенки) в стенке 3 резервуара. В качестве альтернативы или дополнительно также может быть выполнена и еще одна эластичная зона 11 вокруг первой области 7 с первым базирующим элементом 9 стенки 3 резервуара. За счет эластичной зоны 11 фиксируется объем внутренней камеры 4 резервуара, так что он менее сильно изменяется из-за тепловых расширений и из-за старения.

Наконец, на фиг.4 показан автомобиль 12, который выполнен с соответствующим резервуаром 1. У этого резервуара 1 видно, что стенка 3 резервуара образует внутреннюю камеру 4, в которой хранится жидкость 2. В представленном здесь случае резервуар 1 имеет нагреватель 19, с помощью которого стенка 3 резервуара и/или жидкость 2 в резервуаре 1 может по потребности нагреваться. Также и здесь днище резервуара закрепляется относительно перекрытия резервуара посредством отборного трубопровода 5, так что первая область 7 подпирается относительно второй области 8. Для этого предусмотрены соответствующие первые базирующие элементы 9 и вторые базирующие элементы 10. При этом варианте выполнения отборного трубопровода 5 (из металла) предусмотрен дополнительный датчик 18 уровня наполнения и интегрированный нагреватель 26 заборной трубки. Также расположенное во внутренней камере 4 резервуара 1 дозирующее устройство 13 содержит в отдельном корпусе насос 23, фильтр 24 и вентиль 25, через которые жидкость при подаче протекает в этой последовательности. Посредством вентиля 25 может регулироваться, направляется ли жидкость 2 обратно во внутреннюю камеру 4 по обратному сливу 20 или по подводящему трубопроводу 22 подается на инжектор 21. Таким образом является возможным по потребности подавать жидкость 2, прежде всего водный раствор мочевины, через инжектор 21 в выпускной трубопровод 27. Поданная в выпускной трубопровод 27 жидкость уносится отработавшими газами в направлении 29 потока ОТ, причем при определенных условиях происходит испарение и/или превращение жидкости. Затем эта смесь из ОГ и жидкости может быть подведена в устройство 28 очистки ОГ, например гидролизный катализатор или так называемый катализатор селективного каталитического восстановления.

Фиг.5 иллюстрирует предусматривание пластинчатой пружины 30, которая прижимает заборную трубку 5 в резервуаре 1 ко второй области 8 стенки 3 резервуара и, тем самым, закрепляет по отношению друг к другу первую область 7 стенки 3 резервуара и вторую область 8. Заборная трубка 5 простирается через внутреннюю камеру 4 резервуара 1. Для заборной трубки 5 на стенке 3 резервуара могут быть предусмотрены первый базирующий элемент 9 и второй базирующий элемент 10. Пластинчатая пружина может быть круглой. Могут быть предусмотрены уступы 31, которые фиксируют пластинчатую пружину 30 в ее положении. Здесь эти уступы показаны на заборной трубке 5. Но они могут быть также предусмотрены на первом базирующем элементе 9 или на стенке 3 резервуара. Является предпочтительным, что пластинчатая пружина 30 предусмотрена для закрепления заборной трубки 5 на верхнем конце заборной трубки 5, так как таким образом является возможным жесткое расположение заборной трубки 5 относительно днища резервуара 3. Но также является возможным предусмотреть пластинчатую пружину 30 на нижнем конце заборной трубки 5 на втором базирующем элементе 10. Поясненные для расположения пластинчатой пружины 30 сверху на заборной трубке 5 признаки являются соответственно применимыми и к этому случаю.

На фиг.6 показан пятый конструктивный вариант резервуара 1 согласно изобретению, который имеет особую форму эластичной зоны 11, которая выполнена в форме окружности вокруг второй области 8 со вторым базирующим элементом 10 стенки 3 резервуара. При этом эластичная зона 11 выполнена в виде волнистой стенки расположенного на днище 32 резервуара 1 поддона 33. Стенка 3 резервуара поддона 33 в области эластичной зоны 11 при необходимости может быть выполнена с меньшей по сравнению с другими областями толщиной стенки. За счет эластичной зоны 11 днище 12 резервуара 1 является, по меньшей мере, частично подвижным независимо от поддона 33. Поддон 33 образует вторую область 8 резервуара 1 со вторым базирующим элементом 10. Посредством отборного трубопровода 5 поддон 33 прочно позиционируется относительно первой области 7 резервуара 1 с первым базирующим элементом 9.

На фиг.7 показан шестой конструктивный вариант резервуара 1 согласно изобретению, при котором эластичная зона 11 выполнена в форме окружности вокруг второй области 8 со вторым базирующим элементом 10 стенки 3 резервуара. При этом эластичная зона 11 выполнена в виде охватывающей лунки 35, которая возвышается исходя из днища 32 резервуара 1 и снижается в поддон 33. В области лунки 35 стенка 3 резервуара при необходимости может быть выполнена с меньшей толщиной. За счет этого достигается повышенная эластичность лунки 35. Благодаря лунке 35 днище 32 резервуара 1 является, по меньшей мере, частично подвижным независимо от поддона 33. Поддон 33 образует вторую область 8 резервуара 1 со вторым базирующим элементом 10. Посредством отборного трубопровода 5 поддон 33 прочно позиционируется относительно первой области 7 резервуара с первым базирующим элементом 9. Лунка 35 представляет собой сопротивление потоку между остальной частью днища 32 и поддоном 33. Лунка 35 может иметь такую форму, что при особо низких уровнях наполнения в резервуаре 1 жидкость 2 в результате расплескивания попадает с днища 32 в поддон 33, однако обратный поток жидкости 2 из поддона 33 на остальную часть днища 32 резервуара 1 является затрудненным. На фиг.7 показан такой вариант лунки 35. В направлении поддона 33 лунка 35 выполнена с сильно поднимающейся боковой стороной 33, в то время как лунка 35 в направлении остальной части днища 32 резервуара 1 слабо спадает. На фиг.7 показан повышенный в результате расплескивания уровень жидкости 2 внутри поддона 33.

Кроме того, на фиг.7 показан особый вариант второго базирующего элемента 10 для закрепления отборного трубопровода 5 на стенке 3 резервуара. На отборном трубопроводе 5 закреплен анкер 34, который входит в соответствующее гнездо 36 в стенке 3 резервуара. Посредством второго базирующего элемента 10 такого рода может быть достигнута надежная фиксация отборного трубопровода 5 на стенке 3 резервуара, через которую являются переносимыми как осевые силы (в направлении отборному трубопроводу 5), так и поперечные силы (перпендикулярно отборного трубопровода 5).

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ