本发明涉及一种流体阀，尤其是使用在废气还原系统中的流体阀，所述流体阀具有紧凑的结构形式和小的液压阻力。
背景技术：
为了减少内燃机，尤其是柴油发动机的废气流中的氮氧化物(nox)，在所谓的scr方法中将呈尿素水溶液
尿素水溶液在大约-12℃时冻结。为了避免由于冻结的尿素水溶液的体积膨胀而导致喷射系统的损坏，一旦关掉内燃机，还原剂就从喷射系统被抽吸回到箱中。
通过使用两位四通换向阀，相同的流体输送装置(泵)既可以被用于喷射还原剂又可以被用于抽吸回还原剂，而不必改变流体输送装置的输送方向。
技术实现要素：
本发明的任务是，提供一种流体阀，该流体阀具有紧凑的结构和尽可能小的液压阻力。
根据本发明的一个实施例，流体阀包括至少一个中空的连接腔室、第一流体通道和第二流体通道，其中，第一和第二流体通道通到至少一个连接腔室中。在该连接腔室中设置有弹性隔膜，该隔膜将连接腔室的第一区域与连接腔室的第二区域分隔开。所述第一和第二流体通道通到所述第一区域中。
通过连接腔室中的弹性隔膜在第一和第二流体通道之间避免流体流动的急剧偏转。由此减小流体阀的液压阻力，使得能够非常有效地运行流体输送装置(流体泵)，该流体输送装置设置为用于输送流体通过流体阀。
弹性隔膜能够朝两个方向偏转并且因此在脉冲式液压负载的情况下提供衰减压力波动的压力存储器。
在一个实施方式中，弹性隔膜将第一区域和第二区域流体密封地相互密封。因此，弹性隔膜防止在连接腔室的一个区域中、尤其在下方区域中形成死空间区，在该死空间区中，未被抽吸回到箱中的流体聚集和冻结。
在一个实施方式中，在连接腔室的第二区域中围成空气体积。该空气体积提供弹性补偿体积，如果尽管进行了回吸，但流体残余仍可能滞留在阀中并且在那里冻结，所述补偿体积能够实现体积补偿并且防止过量的压力升高。
在一个实施方式中，第一和第二流动通道相对彼此成大于0°、尤其成大于30°的角度地通到连接腔室中。
在一个实施方式中，第一和第二流动通道相对彼此成小于90°、尤其成小于60°的角度地通到连接腔室中。
这样布置的流动通道能够实现流体阀的特别紧凑的结构。通过弹性隔膜防止在两个流动通道之间连贯的流动中断。
在一个实施方式中，流体阀具有两个连接腔室，所述连接腔室分别具有一个隔膜，其中，两个流体通道分别通到所述连接腔室中的每个连接腔室中。流体阀尤其可以是两位四通换向阀。以这种方式可以提供具有非常小的流动阻力的特别紧凑的两位四通换向阀。
本发明的实施例也包括一种用于将流体还原剂喷射到内燃机的排气系中的系统，该系统具有流体输送装置、布置在排气系上喷射装置和根据本发明的实施例的流体阀。该流体阀布置在流体输送装置和喷射装置之间的流体输送管路中。
在一个实施方式中，流体阀构造为两位四通换向阀并且能够实现，将输送流体的输送方向在将流体输送到喷射装置的喷射方向和将流体从喷射装置抽吸出的回吸方向之间切换，而不改变流体输送装置本身的输送方向。因此可以使用仅能够沿一个方向运行的或仅在沿一个方向运行时具有所希望效率的流体输送装置。
以这种方式可以提供一种用于将流体还原剂喷射到内燃机的排气系中的系统，该系统能够实现流体还原剂的有效输送和输送回，并且此外，该系统还具有紧凑的结构，该紧凑的结构具有小的空间需求。
附图说明
在下面参照附图来说明本发明的实施例。
图1示出用于将存储在箱中的还原剂喷射到内燃机的排气系中的装置的示意性视图；
图2示出两位四通换向阀的内部结构的立体视图；
图3示出在图2中所示的两位四通换向阀的局部的示意性剖视图；
图4示出根据本发明的实施例构造的连接腔室。
具体实施方式
图1示出系统1的示意性视图，该系统用于将存储在箱36中的流体还原剂18(流体)、尤其是尿素水溶液
在装置的(喷射)运行中，流体18从箱26被取出并且由流体输送装置/输送泵36在提高的压力下通过流体输送管路30供应给定位在排气系20上的喷射装置28。该喷射装置28将供应给它的流体18作为喷雾19喷射到排气系20中，在那里，所述流体与内燃机22的穿过排气系20流动的燃烧气体24混合。
为了防止流体18在喷射装置28和流体输送管路30中冻结，在系统1被停用之前，流体18在关掉内燃机22之后从喷射装置28和流体输送管路30被抽吸并且被输送回到箱26中。
为此，在流体输送管路30中设置有流体阀32。流体阀32构造为两位四通换向阀，该两位四通换向阀能够实现，将流体18在流体输送管路30中的流动方向逆转，而不使输送泵36的输送方向反转。在两位四通换向阀32和输送泵36之间附加地设置有单向阀34，该单向阀朝输送泵36的输送方向打开并且阻止与输送泵36的输送方向相反的流体流。
图2示出两位四通换向阀32的内部结构的立体视图，并且图3示出该内部结构的示意性剖视图。
两位四通换向阀32具有四个输入管路和输出管路2、4、6、8，这些输入管路和输出管路与两位四通换向阀32的相应(未示出的)接口连接。通过移动可运动的切换叉可以在两位四通换向阀32的两个接通状态之间进行切换。
在第一接通状态(喷射运行)中，第一流体管路2经由构造为流体通道的第一连接管路3和构造为流体通道的第二连接管路5与流体管路4连接。该第三流体管路4经由构造为流体通道的第三连接管路7和构造为流体通道的第四连接管路9与第四流体管路8连接。
在第二接通状态(输送回运行)中，第一流体管路2与第三流体管路6连接，并且第二流体管路6与第四流体管路8连接。
为了能够实现两位四通换向阀的紧凑结构，第一连接管路3和第二连接管路5成锐角α地彼此相交，即角度0°＜α＜90°(参见图3)。这同样适用于第三连接管路7和第四连接管路9(参见图2)。
从流体动力学的角度看，由此导致的流体流大于180°的急剧偏转不是最优的。尤其由于急剧偏转而可能出现流动中断，这导致提高的液压阻力，该液压阻力必要时必须通过流体输送装置36的更高的功率来补偿。
由急剧偏转产生的负面效应通过连接管路3、5、7、9之间的连接部位12的根据本发明的构型来减小。
图4示出图2的根据本发明构造的区域a的局部放大图。
在第一连接管路3与第二连接管路5相交的部位上形成连接腔室12。第一连接管路3和第二连接管路5两者都通到连接腔室的、在图4中上方所示的第一区域16中。第一连接管路3和第二连接管路5之间的角度大于0°并且小于90°；尤其大于30°并且小于60°，例如为45°。
在连接腔室12中布置有弹性隔膜14，该隔膜将连接腔室12的第一区域16与在图4中下方所示的第二区域17分隔开，所述第一连接管路3和所述第二连接管路5通到所述第一区域中。
设置在连接腔室12中的弹性隔膜14防止流体流动的急剧偏转。由此明显减小了流体阀32的液压阻力。
弹性隔膜14将第一区域16和第二区域17流体密封地相互密封。
弹性隔膜14防止在连接腔室12的下方区域中形成所谓的死空间区，在该死空间区中，未被抽吸回的流体18可能聚集并且冻结。
此外，在连接腔室12的第二区域17中通过隔膜14围成弹性的空气体积，如果尽管进行了回吸，但流体18仍可能滞留在流体阀32中并且在那里冻结，则所述空气体积提供补偿体积。
弹性隔膜14能够朝两个方向偏转并且因此在脉冲式液压负载的情况下提供衰减压力波动的压力存储器。
弹性隔膜14具有增厚的边缘13，该边缘能够实现将隔膜14固定在配合凹槽15中，该凹槽构造在流体阀32的壳体中。
技术特征：
1.一种流体阀(32)，所述流体阀具有至少一个连接腔室(12)、第一流体通道(3)和第二流体通道(5)，其中，所述第一流体通道和所述第二流体通道(3,5)通到所述连接腔室(12)中，并且在所述连接腔室(12)中存在弹性隔膜(14)，所述弹性隔膜将所述连接腔室(12)的第一区域(16)与所述连接腔室(12)的第二区域(17)流体密封地分隔开，所述第一流体通道和所述第二流体通道(3,5)通到所述第一区域中。
2.根据权利要求1所述的流体阀(32)，其中，所述第一流体通道和所述第二流体通道(3,5)相对彼此成大于0°的角度(α)、尤其成大于30°的角度(α)通到所述连接腔室(12)中。
3.根据权利要求1或2所述的流体阀(32)，其中，所述第一流体通道和所述第二流体通道(3,5)相对彼此成小于90°的角度(α)、尤其成小于60°的角度(α)地通到所述连接腔室(12)中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的流体阀(32)，其中，在所述连接腔室(12)的所述第二区域(17)中形成封闭的空气体积。
5.根据前述权利要求中任一项的流体阀(32)，其中，所述流体阀(32)具有两个连接腔室(12)，所述连接腔室分别具有一个弹性隔膜(14)，其中，两个流体通道(3,5,7,9)分别通到所述连接腔室(12)中的每个连接腔室中。
6.根据前述权利要求中任一项的流体阀(32)，其中，所述流体阀(32)是两位四通换向阀。
7.一种用于将流体还原剂(18)喷射到内燃机(22)的排气系(20)中的系统(1)，所述系统具有流体输送装置(36)、布置在所述排气系(20)上的喷射装置(28)和根据前述权利要求中任一项所述的流体阀(32)，所述流体阀布置在所述输送装置(36)和所述喷射装置(28)之间。
8.根据权利要求7所述的系统(1)，其中，所述流体阀(32)构造为用于将输送流体的输送方向在将流体输送到所述喷射装置(28)的喷射方向和将流体从所述喷射装置(28)抽吸出的回吸方向之间切换。
技术总结
流体阀(32)具有至少一个连接腔室(12)、第一流体通道(3)和第二流体通道(5)，其中，第一和第二流体通道(3,5)通到连接腔室(12)中。在所述连接腔室(12)中存在弹性隔膜(14)，所述弹性隔膜将连接腔室(12)的第一区域(16)与连接腔室(12)的第二区域(17)分隔开，所述第一和第二流体通道(3,5)通到所述第一区域中。
技术研发人员：S·奥勒斯库;F·皮克尔
受保护的技术使用者：罗伯特·博世有限公司
技术研发日：.04.11
技术公布日：.01.10
