用于提供液體添加劑的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于提供用于排氣凈化的液體添加劑的裝置。這種裝置特別是可 用于向機(jī)動(dòng)車的排氣處理設(shè)備供給液體添加劑(特別是尿素水溶液）。
【背景技術(shù)】
[0002] 例如在排氣處理設(shè)備中需要液體添加劑，在所述排氣處理設(shè)備中借助于還原劑來(lái) 還原排氣中的氮化合物。在所述類型的排氣處理設(shè)備中，實(shí)行選擇性催化還原（SCR)法。在 SCR法中使用氨作為還原劑。氨通常不是直接地而是呈可以在排氣內(nèi)（排氣處理設(shè)備中）和/ 或排氣的外部(為此設(shè)置的反應(yīng)器中）轉(zhuǎn)化以形成氨的液體添加劑的形式儲(chǔ)存在機(jī)動(dòng)車中。 特別普遍地用于SCR法的液體添加劑是尿素水溶液，其可在商標(biāo)AdBluei?下以32.5 %的 尿素含量獲得。
[0003] 對(duì)于此類裝置的設(shè)計(jì)，必須注意液體或水性添加劑在低溫下會(huì)凍結(jié)。尿素水溶液 在大約-11°C的溫度下凍結(jié)。在機(jī)動(dòng)車的情況下，此類低溫尤其在冬季的較長(zhǎng)停放時(shí)段期間 可能出現(xiàn)。隨著它凍結(jié)，液體添加劑膨脹，其中用于提供液體添加劑的裝置因此可能會(huì)損壞 或甚至損毀。凍結(jié)過程中的體積膨脹會(huì)導(dǎo)致所述類型的裝置的管道變形或甚至破裂。因此， 已知在所述類型的裝置上設(shè)置盡可能實(shí)質(zhì)上防止裝置的損壞和/或損毀的保護(hù)措施。例如， 已知柔性的或可變形的元件，其設(shè)置在裝置的管道中并可吸納凍結(jié)過程中的體積膨脹。然 而，一個(gè)問題是，此類保護(hù)措施通常呈現(xiàn)低耐久性，并且還會(huì)由于液體添加劑的多次或重復(fù) 的凍結(jié)情況而損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 以此為出發(fā)點(diǎn)，本發(fā)明的一個(gè)目的是解決或至少減輕上述技術(shù)問題。特別是試圖 明確一種用于提供液體添加劑的裝置，該裝置具有技術(shù)上簡(jiǎn)單、廉價(jià)、有效、可改造和/或耐 久的用于在凍結(jié)的情況下進(jìn)行保護(hù)的措施。
[0005] 借助于根據(jù)權(quán)利要求1的特征的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)所述目的。該裝置的更多有利細(xì)化方 案在從屬權(quán)利要求中明確。權(quán)利要求中個(gè)別地明確的特征可采用任意所需的技術(shù)上有意義 的方式互相組合并且可通過說明書的說明內(nèi)容、特別是還由【附圖說明】來(lái)補(bǔ)充。
[0006] 本發(fā)明涉及一種用于提供用于排氣凈化的液體添加劑的裝置，其具有用于傳送液 體添加劑的至少一個(gè)管道，該管道具有管道壁，沿管道延伸的插入構(gòu)件插入到管道中，其中 插入構(gòu)件由實(shí)心材料構(gòu)成。
[0007]管道優(yōu)選是該裝置的管道系統(tǒng)的構(gòu)件。用于提供液體添加劑的裝置優(yōu)選具有配置 在管道系統(tǒng)上/管道系統(tǒng)中的栗，液體添加劑可借助于該栗而沿管道系統(tǒng)被輸送或被輸送 通過管道系統(tǒng)。管道系統(tǒng)在用于儲(chǔ)存液體添加劑的儲(chǔ)罐上的抽吸點(diǎn)開放，并且優(yōu)選地通向 一端口（位于儲(chǔ)罐外部），可以在該端口處提供液體添加劑。管道可以是所述管道系統(tǒng)的任 意指定部分。管道例如可借助于軟管、內(nèi)孔和/或某一其它腔形成。管道特別是也可形成在 該裝置的用于安裝裝置的構(gòu)件的基板中。管道也可在不同區(qū)段中具有不同形式。例如，管道 可部分地由軟管且部分地由基板形成。管道延伸穿過的構(gòu)件也可稱為管道構(gòu)件。管道系統(tǒng) 或管道也可具有分支部。例如，管道系統(tǒng)可以包括回流管路，該回流管路從管道的主區(qū)段分 支并回到儲(chǔ)罐中，并且液體添加劑可以從儲(chǔ)罐經(jīng)該回流管路循環(huán)到管道中并回到儲(chǔ)罐中。 直接界定出管道的管道構(gòu)件的材料也稱為管道壁。管道壁例如可由（塑料)軟管的材料或 (金屬)基板的材料形成。
[0008] 插入構(gòu)件是安置在管道中（且在適合的情況下可在管道中移動(dòng)）的（單獨(dú)的）構(gòu)件。 插入構(gòu)件優(yōu)選呈棒狀并沿管道的輪廓（的部分部段)延伸。插入構(gòu)件在液體添加劑凍結(jié)時(shí)導(dǎo) 致抑制體積的相對(duì)增大，從而明確了一種技術(shù)上簡(jiǎn)單、廉價(jià)、有效、可改造和耐久的用于在 凍結(jié)的情況下進(jìn)行保護(hù)的措施。
[0009] 插入構(gòu)件由實(shí)心材料組成。插入構(gòu)件特別是不具有可壓縮介質(zhì)位于其中的一體 腔。措辭"實(shí)心材料"還涵蓋例如厚重的材料或非常堅(jiān)固的材料。措辭"實(shí)心材料"尤其不涵 蓋以下材料：
[0010] -泡沫材料，
[0011] -多孔材料，和
[0012] -具有至少一個(gè)腔室的材料，所述腔室可被充填以可壓縮介質(zhì)，特別是空氣。
[0013] 由于插入構(gòu)件由實(shí)心材料組成的事實(shí)，它即使在管道中內(nèi)的壓力非常高的情況下 也表現(xiàn)為基本上不可壓縮。這里，非常高的壓力指的是高于裝置的最大操作壓力的壓力。最 大操作壓力例如5bar(巴）與lObar之間。非常高的壓力特別是在當(dāng)液體添加劑凍結(jié)時(shí)裝置 內(nèi)可能會(huì)出現(xiàn)的最大可能的冰壓力的范圍內(nèi)的壓力。最大可能的冰壓力例如20bar與50bar 之間?？稍诜浅８叩膲毫ο逻m當(dāng)?shù)匕l(fā)生實(shí)心材料的壓縮。但所述壓縮小得可忽略不計(jì)。這種 情況下，可忽略不計(jì)的壓縮對(duì)應(yīng)于小于2%、特別是小于1%的插入構(gòu)件的體積減小。優(yōu)選在 管道中的壓力從lbar上升到超過20bar的情況下插入構(gòu)件體積減小僅為小于2%，優(yōu)選小于 1 %。實(shí)心材料在非常高的壓力下的所述壓縮特別是關(guān)于由相同材料構(gòu)成的構(gòu)件的壓縮而 言可忽略不計(jì)，所述材料是多孔或(如上文進(jìn)一步所述)具有至少一個(gè)被充填以可壓縮的介 質(zhì)的可充填腔室。在多孔材料或具有可充填的腔室的材料的情況下，特別是由于該至少一 個(gè)腔室或氣孔被壓縮而發(fā)生變形。相比之下，在實(shí)心材料的情況下，材料有必要自相壓縮。 材料的自相壓縮通常需要相當(dāng)高的壓力。甚至在作為泡沫呈現(xiàn)非常高的壓縮率的材料在它 們用于所述裝置的管道中的插入構(gòu)件的情況下作為實(shí)心材料也表現(xiàn)為基本上不可壓縮。 [0014]此外，該裝置在管道的第一橫截面/橫截面積/截面區(qū)域和插入構(gòu)件的第二橫截面 呈圓形的情況下是有利的。
[0015] 插入構(gòu)件優(yōu)選是沿管道(的部分部段)延伸的（大致)圓形棒。通過使用具有圓形橫 截面的插入構(gòu)件和具有圓形橫截面的管道，插入構(gòu)件與管道之間存在包圍/圍繞插入構(gòu)件 延伸的大致環(huán)形間隙，或者適當(dāng)?shù)脑挻嬖谥辽俨糠值貒@插入構(gòu)件地延伸的大致月牙形的 間隙。已發(fā)現(xiàn)這種形狀的間隙比采用已知措施的情況下對(duì)于確保液體添加劑在凍結(jié)過程中 的體積膨脹在管道壁中產(chǎn)生低的應(yīng)力而言特別有利。特別地，液體添加劑的體積膨脹均勻 地分布在整個(gè)管壁上，使得局部大幅增加的體積膨脹可能會(huì)產(chǎn)生的應(yīng)力峰由插入構(gòu)件可靠 地減小。
[0016] 此外，如果在管道壁與插入構(gòu)件之間存在可供流過并以至少270° [度]圍繞插入構(gòu) 件的間隙，則該裝置是有利的。
[0017]特別優(yōu)選的是該間隙甚至在（當(dāng)在插入構(gòu)件的截面中和周向上觀察時(shí)）至少330° 的范圍內(nèi)且尤其優(yōu)選的是完全(360°)圍繞插入構(gòu)件。于是液體添加劑在凍結(jié)過程中的體積 膨脹可以在插入構(gòu)件的全部圓周上特別均勻地分布，并且在凍結(jié)過程中管道壁中發(fā)生的應(yīng) 力能以特別有效的方式減小。
[0018]此外，如果插入構(gòu)件的第二橫截面積填充管道的第一橫截面積的至少30%，則該 裝置更加有利。特別優(yōu)選的是插入構(gòu)件的第二橫截面積填充管道的第一橫截面積的甚至 50 %且尤其優(yōu)選60 %。
[0019] 借助于第二橫截面與第一橫截面的這種比率，可以確?？晒┝鹘?jīng)的間隙的其余截 面積如此之小以致于位于其中的液體添加劑的量無(wú)法產(chǎn)生對(duì)于管道壁而言影響重大的體 積膨脹。
[0020] 此外，插入構(gòu)件由以下材料中的至少一種材料構(gòu)成是有利的：
[0021] -金屬，
[0022]-陶瓷，和
[0023]-耐液體添加劑的塑料。
[0024] 所述材料可容易和廉價(jià)地獲得以用于提供由實(shí)心材料構(gòu)成的插入構(gòu)件。優(yōu)選利用 特別輕質(zhì)的材料。由于材料以實(shí)心材料的形式使用的事實(shí)，重質(zhì)材料將引起裝置的重量的 過度增