CN111094712A - 用于废气后处理***的流体管路的连接件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于废气后处理***(1)的流体管路的连接件(6)，所述连接件具有中空体(6a)，该中空体具有至少三个流体接头(14,15)，所述流体接头在所述中空体(6a)中以传导流体的方式相互连接，其中，至少两个流体接头(15)分别通过一个膜(19)与第三流体接头(14)隔开，其中，各个膜(19)对于液体是可透过的并且在被液体润湿的状态中对于气体是截止的。

Description

用于废气后处理***的流体管路的连接件
技术领域
本发明涉及一种用于废气后处理***的流体管路的连接件，该连接件具有中空体，该中空体具有至少三个流体接头，所述流体接头在中空体中以传导流体的方式相互连接。
此外，本发明还涉及一种用于配量液体的配量***，该配量***尤其用于内燃机的废气再处理***，所述配量***具有至少一个输送模块、一个主管路、至少两个流体管路和至少两个配量阀。
背景技术
由现有技术已知废气后处理配量***。这样的***通常具有输送模块和用于将液态废气后处理剂(液体)配量到内燃机的废气中的配量阀，其中，目前正在研发具有两个配量阀的***。典型地，至少一个输送模块和至少两个配量阀之间的连接这样地实现，使得将来自输送模块的主管路借助连接件分为用于两个配量阀的两个管路。
在废气后处理***关闭时，通常将所有存在的(并且在该时间点时至少部分地充注有液体的)管路通过“吸回”或者说施加负压排空或者说通风，以便尤其避免液体在低于冰点的温度下在管路和配量阀中冻结。
然而，在排空具有两个或多个配量阀的废气再处理***时，现在存在以下挑战：引起废气再处理***的所有管路的排空状态，使得一方面存在抗冻性，而另一方面在下次激活废气再处理***时又能够实现均匀的再充注而没有空气夹杂。在具有至少两个配量阀的***中存在以下危险：当多个管路通过连接件与吸回装置连接时，在吸回时仅完全排空一个管路。这可能导致混合的相态(液体/空气/液体)。在下次接通废气再处理***时，空气可能在(再)充注/建立压力期间不均匀地被分配到两个配量阀上，因此，由此可能在排气系中喷射出错误配量的量并且在再充注时可能形成错误喷射。此外，可能形成压力扰动。现有技术是具有中空体的连接件，该中空体具有至少三个流体接头，这些流体接头在中空体中以传导流体的方式相互连接。
此外，术语“排空状态”、有时也称为“限定的吸回状态”应理解为，所有位于下游(即向管路分支、尤其是连接件的方向)的流体管路从所述至少一个输送模块起是无液体的、优选是完全无液体的。
此外，必须保护所述至少两个配量阀免受尤其未被吸回的液体的无意的转移。所述转移尤其是指，如果两个配量阀之间还存在高度差并且如果在下配量阀(空气排出)和上配量阀(空气进入)中还存在空气泄漏，则两个配量阀通过连接件液压地相互连接，则可能是，位于下方的配量阀会无意地由于转移而被充注以液体。
发明内容
本发明提供一种具有权利要求1特征的连接件，所述连接件相对于由现有技术已知的连接件具有以下优点：在无需其它必要步骤的情况下可以实现或者说产生或者说调整出废气后处理***的排空状态。通过简单的结构设计上的措施解决之前所说明的问题，而在此不会出现值得注意的缺点。根据本发明，在具有至少三个流体接头的连接件的情况下设置，这些流体接头中的至少两个分别通过一个膜与第三流体接头隔开，并且其中，各个膜对于液体是可透过的并且在被液体润湿的状态下对于气体是截止的。适合用作膜的材料必须具有在被液体润湿的状态下对于气体、尤其空气是截止的特性。这意味着，为了使空气穿过润湿的膜运动所需的压力差(也称为起泡点或Bubble-Point，并且从这里开始使用术语“起泡点”)显著高于在相同的通流或者说通流速度时以相应的一种液体在膜上出现的压力差。所述起泡点本身通过与所使用的液体(毛细压力)结合的膜的类型来确定或者说规定。下面还会再一次论述与起泡点的具体相关性。只要在与输送模块连接的连接件的一侧上还存在与液体储存装置的接触，液体就一直被引导穿过所述膜。表述“布置在流体接头中的膜”在本发明的意义上应理解为，布置在流体接头中的膜这样地完全封闭流体接头的横截面或者说这样地完全覆盖流体接头的在流体接头中得到的横截面，使得没有液体和气体可以从所述膜旁横穿流体接头。
所述膜对于该特性的决定性特征尤其是在被液体润湿的状态下的起泡点和起泡点压力p。所述起泡点压力p通过以下数学公式
p＝4·σ·cos(θ)/D
与液体的表面张力σ(Sigma)、材料配对的接触角θ(Theta)相关，其中，材料配对是指由膜和液体组成的配对，而D是膜的孔径。在本发明的一个优选的实施方式中，膜具有20至100mbar、优选35至100mbar的起泡点压力p。由此可以有利地实现，即使在仍被充注的流体管路中的流动阻力大或者抽吸高度高的情况下也不会从已经排空的流体管路或者流体接头抽吸出空气。此外，在起泡点压力p过高的情况下，输送模块不再能够排空连接件。常见的液态废气后处理剂的表面张力位于约65至80mN/m之间。
膜的孔径，有时也称为筛孔尺寸优选地选择得如此大，使得不会引起颗粒、尤其是污物颗粒的不希望的沉积/分离。由于该原因，孔径优选地选择得大于可选地在***中安装在上游的过滤器或者说保护筛的孔径。因此优选地设置，所述膜具有大于25μm、优选大于40μm的孔径。
优选地，膜由热塑性塑料，尤其是由聚烯烃或聚丙烯(PP)或聚酰胺、尤其是聚酰胺6.6(PA 6.6)构成。作为用于膜的材料，优选地可以使用许多已知的用作膜的材料，尤其是在废气后处理***中已知的用作过滤器的材料如PP或PA。如上面已经所提及的那样，用于膜的材料仅须具有以下特性：这些材料在被液体润湿的状态下对于气体必须是截止的。
根据本发明的一个优选的实施方式设置，各个膜相对于相应的流体接头的通流方向倾斜地布置。替代地，优选设置，各个膜垂直于相应的流体接头的通流方向布置。术语“通流方向”在本发明的意义上不是指实际的或者说真实存在的流动，而是指平行于流体管路或者流体接头的纵向中轴线的假设的流动。其它(实际)效应，例如紊流或由于弯曲部在进入到流体管路之前引起的、不平行于纵向中轴线的流动在本发明的意义上对于所述通流方向应不具有相关性。通过膜相对于通流方向优选的、倾斜的布置实现，在排空时预期的体积流为最大的情况下在膜上由该膜对液体的阻力引起的压力降始终小于起泡点，并且膜的通流面积大于流体接头的可流过的横截面面积。
优选地设置，各个膜相对于相应的流体接头的通流方向成小于90°、尤其小于70°的角度地布置。膜相对于通流方向的上述角度也是膜的通流面积与布置有膜的流体接头的横截面面积比的量度。然而，关于膜还优选其它造型，使得影响、即增大或减小膜的由此引起的通流面积。优选地设置，在膜倾斜的情况下，膜的通流面积可以通过膜的波纹形状增大。此外，优选地设置，在膜垂直的情况下，膜的通流面积通过膜的波纹形状增大。
在本发明的一个优选的实施方式中，连接件具有恰好三个流体接头。由此可以特别有利地使具有两个配量阀的废气后处理***发挥功能。
优选地，连接件是T形件或Y形件。这具有以下优点：这样的T形件或Y形件可以价格非常低并且以所需的大数量可靠地制造。
根据本发明的一个优选的实施方式设置，除一个流体接头外，其它所有流体接头分别具有一个膜，其中，没有膜的流体接头是主接头。该实施方式具有以下优点：即使在多于两个流体接头的情况下，所有流体接头也能够可靠地进行吸回。在本发明的一个替代的实施方式中设置，总共至少四个流体接头中的至少两个流体接头分别具有一个膜并且其它至少两个流体接头不具有膜，其中，不具有膜的两个流体接头在一侧是VS压力接头，而在另一侧是VS吸回接头。在本发明的意义上，术语“VS压力接头”应理解为连接件上的一个接头，通过该接头，流体在压力下从输送模块通过压力流体管路到达连接件中并且紧接着通过该连接件被引导至相应的配量阀。术语“VS吸回接头”在本发明的意义上应理解为连接件上的一个接头，在该接头上借助输送模块通过吸回流体管路施加负压，并且因此，连接件和配量阀之间的流体管路被排空。在输送模块和连接件之间取代一个流体管路而具有两个流体管路的该替代实施方式的优点是：存在两个单独的流体管路用于排空和再充注，使得仅须排空连接件和配量阀之间的相应的流体管路，并且不必附加地排空输送模块和连接件之间的流体管路，以便产生排空状态。
在本发明的另一替代的实施方式中优选地设置，所有流体接头分别具有一个膜。这具有以下优点：在装配连接件时，不必注意正确的接头或者说不必注意在一侧接头与配量阀的正确配属和在另一侧接头与输送模块的正确配属。
此外，本发明还涉及一种用于将液体配量到***、尤其是内燃机的废气后处理***中的配量***，所述配量***具有至少一个输送模块、一个主管路、至少两个流体管路和至少两个配量阀，其中，所述主管路与所述至少一个输送模块以传导流体的方式连接，并且其中，所述至少两个流体管路分别与所述配量阀中的一个以传导流体的方式连接，其中，所述主管路与所述至少两个流体管路通过具有上面已经提到的特征的连接件以传导流体的方式连接。由此得到已经提到的优点。
表述“以传导流体的方式连接”在本发明的意义上应理解为，当例如借助流体管路将输送模块与配量阀以传导流体的方式连接时，这意味着，输送模块布置或者说连接在流体管路的一端部上并且配量阀布置或者说连接在流体管路的另一端部上。换言之，如果在本发明的范畴内公开输送模块通过流体管路与配量阀以传导流体的方式连接，则在流体管路的一端部上连接有输送模块，而在流体管路的另一端部上连接有配量阀。
另外的优点和优选的特征和特征组合尤其从之前的说明以及从权利要求中得到。
附图说明
在下面要根据多个附图详细地阐述本发明。为此示出了：
图1废气后处理***的有利的配量***，
图2a至2d配量***的连接件的不同状态。
具体实施方式
图1示出废气后处理***1，该废气后处理***具有包含在其中的配量***2，其中，废气后处理***1具有箱3、包含在该箱3中的通过配量***2配量的流体4、输送模块5、具有中空体6a的连接件6以及催化器7。
输送模块5的箱-抽吸接头8与箱3通过箱-抽吸流体管路9以传导流体的方式连接。由此，流体4可以从箱3被抽吸到输送模块5中。为了能够将由于排空配量***2而在输送模块5中聚集的流体4又输送回到箱3中，输送模块5还具有箱-回流接头10，该箱-回流接头通过箱-回流流体管路11与箱3以传导流体的方式连接。为了将通过箱-抽吸接头8到达输送模块5中的流体4输送到连接件6中，将流体通过输送模块5的输送接头12并且通过主管路13输送至连接件6的主接头14。从那里出发，流体4分别通过两个流体接头15中的一个并且通过两个流体管路16中的一个被进一步输送至两个配量阀17中的一个。配量阀17将流体4配量到从发动机引出或者说出来的排气系18中。
图2a示出在开始排空流体管路16(在这里在图2a中未示出)时的连接件6。在此，流体4从流体接头15穿过膜19向上通过主接头14离开地被抽吸至输送模块5。
在图2b中示出，空气如何由于被抽吸的流体4而跟随流入到在图2b中右侧所示的流体接头15中，使得空气作用在膜19上。在该时间点时由输送模块5(在这里在图2b中未示出)通过主接头14在***中调整出的负压仍小于膜19的起泡点。因此，没有空气穿过膜19通过连接件6被抽吸至输送模块5(在图2b中未示出)。相反地，在左侧的流体接头15中存在的流体4进一步穿过膜19朝输送模块5(在这里在图2b中未示出)的方向通过主接头14被排空。
在图2c中示出，流体4一直被抽吸，直至在两个膜19上，即在左侧和右侧的流体接头15中作用有空气。因此，两个流体接头15被排空，并且由输送模块5(在这里在图2c中未示出)生成的负压在主接头14中进一步升高，直至该负压达到或超过起泡点负压。从该点开始，空气从两个流体接头15，即左侧和右侧的流体接头穿过各个膜19或也仅穿过两个膜19中的一个被抽吸。
在图2d中示出，主接头14的排空如何进行。在此，通过由输送模块5(在这里在图2d中未示出)生成的负压将仍在主接头14中存在的流体4朝输送模块5(在这里在图2d中未示出)的方向抽吸并且使空气随后流入。随后，连接件6或配量***2(在这里在图2d中未完全示出)或废气后处理***1(在这里在图2d中未完全示出)处于排空状态下。
作为图2a至2d中的膜19的实施例，可以提及由聚酰胺6.6(PA6.6)制成的膜19，其中，在膜19和液体4(即液态废气后处理剂)之间存在50°的接触角，并且膜的孔径为50μm。由此产生35mbar的起泡点压力p。
此外，在图1中示出，可选地不通过主接头14和主管路13实现连接件6的排空，而是通过连接件6的可选的VS吸回接头20实现排空。在这种情况下，主接头14被称为VS压力接头21，而主管路13被称为压力流体管路22。此外，压力流体管路22在输送模块5上与到目前为止称为输送接头12的FM压力接头23以传导流体的方式连接。因此，在第一步骤中的排空时，流体4从配量阀17通过流体管路16被抽吸至连接件6。在第二步骤中，流体从连接件6通过VS吸回接头20并且通过吸回流体管路24被抽吸至输送模块5的FM吸回接头25并且因此被抽吸至输送模块5。在第三步骤中，如上面已经所说明的那样，流体4通过输送模块5的箱-回流接头10并且通过箱-回流流体管路11被输送回至箱3。
此外，在图1中示出，可选地经由连接件上的另一流体接头15a(以虚线示出)和另一流体管路16a(以虚线示出)以及另一配量阀17a(以虚线示出)将流体4也在催化器7之后配量到位于催化器7之后的排气系26中。在此之后，可选地设置有另一催化器(在此未示出)。

Claims (12)

1.一种用于废气后处理***(1)的流体管路的连接件(6)，所述连接件具有中空体(6a)，该中空体具有至少三个流体接头(14,15)，所述流体接头在所述中空体(6a)中以传导流体的方式相互连接，其特征在于，所述流体接头(15)中的至少两个流体接头分别通过一个膜(19)与第三流体接头(14)隔开，并且其中，各个膜(19)对于液体是可透过的并且在被液体润湿的状态下对于气体是截止的。
2.根据权利要求1所述的连接件(6)，其特征在于，所述膜(19)具有20至100mbar、优选35至100mbar的起泡点压力p。
3.根据前述权利要求中任一项所述的连接件(6)，其特征在于，所述膜(19)具有大于25μm、优选大于40μm的孔径。
4.根据前述权利要求中任一项所述的连接件(6)，其特征在于，各个膜(19)相对于相应的流体接头(14、15)的通流方向成小于90°、尤其小于70°的角度地布置。
5.根据前述权利要求中任一项所述的连接件(6)，其特征在于，所述膜(19)由热塑性塑料构成，尤其由聚烯烃或聚丙烯或聚酰胺、尤其是聚酰胺6.6构成。
6.根据前述权利要求中任一项所述的连接件(6)，其特征在于，所述连接件(6)具有恰好三个流体接头(14,15)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的连接件(6)，其特征在于，所述连接件(6)是T形件或Y形件。
8.根据前述权利要求中任一项所述的连接件(6)，其特征在于，各个膜(19)相对于相应的流体接头(14,15)的通流方向倾斜地布置。
9.根据前述权利要求中任一项所述的连接件(6)，其特征在于，各个膜(19)垂直于相应的流体接头(14,15)的通流方向布置。
10.根据前述权利要求中任一项所述的连接件(6)，其特征在于，除一个流体接头外，其它所有流体接头(14,15)分别具有一个膜(19)，其中，没有膜的流体接头是主接头(14)。
11.据权利要求1至9中任一项所述的连接件(6)，其特征在于，所有流体接头(14,15)分别具有一个膜(19)。
12.一种用于将液体配量到***、尤其是内燃机的废气后处理***(1)中的配量***(2)，所述配量***具有至少一个输送装置(5)、一个主管路(13)、至少两个流体管路(16)和至少两个配量阀(17)，其中，所述主管路(13)与所述至少一个输送装置(5)以传导流体的方式连接，并且其中，所述至少两个流体管路(16)分别与所述配量阀(17)中的一个配量阀以传导流体的方式连接，其特征在于，所述主管路(13)与所述至少两个流体管路(16)通过根据权利要求1至11中任一项所述的连接件(6)以传导流体的方式连接。
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