DE112006003148T5

DE112006003148T5 - Abgasbehandlungsvorrichtung mit Kondensatsperre

Info

Publication number: DE112006003148T5
Application number: DE112006003148T
Authority: DE
Inventors: David M. Mossville Thaler
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2005-11-21
Filing date: 2006-09-20
Publication date: 2008-10-16
Also published as: US20070113547A1; WO2007058701A1; FI20085594A

Abstract

Vorrichtung zur Behandlung von Strömungsmittel, die Folgendes aufweist:
ein Gehäuse (14) mit einem Strömungsmittelbehandlungselement (18) darin;
(i) einen Einlasskanal (34), der mit dem Gehäuse gekoppelt ist und konfiguriert ist, um Strömungsmittel zum Strömungsmittelbehandlungselement hin zu leiten und/oder (ii) einen Auslasskanal (42), der mit dem Gehäuse gekoppelt ist und konfiguriert ist, um Strömungsmittel weg von dem Strömungsmittelbehandlungselement zu leiten;
wobei der Einlasskanal und/oder der Auslasskanal Folgendes aufweisen:
ein Hüllenglied (54) mit einem Innendurchmesser, welches einen Strömungsmitteldurchiass (46) definiert;
ein Sperrglied (50), welches mit dem Hüllenglied verbunden ist und zumindest teilweise darin angeordnet ist und sich in Längsrichtung von einem ersten Sperrgliedteil (50a) mit einem kleineren Durchmesser als dem Innendurchmesser des Hüllengliedes zu einem zweiten Sperrgliedteil (50b) mit einem größeren Durchmesser als dem Innendurchmesser des Hüllengliedes erstreckt.

Description

Technisches Gebiet
Diese Offenbarung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von Gasen und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von Abgasen aus einem Motor.
Hintergrund
Ein Dieselpartikelfilter (DPF) ist eine Strömungsmittelbehandlungsvorrichtung, die üblicherweise in einem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors angeordnet ist, um Partikel einzufangen, die im Abgas vorhanden sind. Ein Dieselpartikelfilter kann ein zylindrisches Metallgehäuse aufweisen, welches um ein zylindrisches Keramikfilterelement herumgewickelt ist. Eine elastische Matte kann zwischen der Außenwand des Filterelementes und der Innenwand des Metallgehäuses zusammengedrückt sein. Weil die Matte elastisch ist und um das Filterelement durch die Gehäusewand zusammengedrückt wird, kann die Matte dabei helfen, das Filterelement in dem Gehäuse zu sichern, während Schwingungseffekte zwischen dem Gehäuse und dem Filter verringert werden.
Die Wirksamkeit einer Matte bei der Sicherung eines Filterelementes in einem Gehäuse kann teilweise von der Fähigkeit der Matte abhängen, einen Druck auf das Filterelement auszuüben. Die Ausübungs- bzw. Einwirkungsfähigkeit der Matte kann verringert werden, wenn die Matte sich verschlechtert bzw. zersetzt, oder wenn die Matte für eine Zeitperiode unerwünschten Bedingungen ausgesetzt ist. Wenn beispielsweise eine Matte übermäßiger Feuchtigkeit für eine verlängerte Zeitperiode ausgesetzt ist, kann die Fähigkeit der Matte, einen Haltedruck auf den Filter auszuüben, zeitweise oder permanent nachgeben. Somit kann es hilfreich sein, eine übermäßig starke Einwirkung von Feuchtigkeit auf einen Matte in einem Dieselpartikelfilter zu verhindern.
Während des Betriebs eines Verbrennungsmotors, der an einem Dieselpartikelfilter angebracht ist, bewirken heiße Abgase aus dem Motor, dass sich die Komponenten in dem Dieselpartikelfilter aufheizen. Wenn der Motor abgeschaltet wird, kühlen sich die Dieselpartikelfilterkomponenten ab und eine Kondensation kann an den Oberflächen der Dieselpartikelfilterkomponenten auftreten. Diese Kondensation, wenn sie sich um eine Matte herum ansammeln kann, kann die Eigenschaften der Matte nachteilig beeinflussen, wie oben erwähnt.
Verschiedene Vorrichtungen sind vorgeschlagen worden, um die Einwirkung von Feuchtigkeit auf eine Matte in einem Dieselpartikelfilter zu verringern. Beispielsweise ist in einer solchen Vorrichtung ein zylindrischer Partikelfilter mit einer Matte umwickelt, und ein Metallblech ist um den Filter und die Matte herumgewickelt, um ein zylindrisches Metallgehäuse zu formen. Das zylindrische Gehäuse hat einen ersten Außendurchmesser entlang des größten Teils seiner Länge. Ein Längsende des zylindrischen Gehäuses hat einen geringfügig verringerten Außendurchmesser bezüglich des ersten Außendurchmessers. Das zylindrische Gehäuse wird dann mit einem zweiten vergleichsweise längeren Metallstück umwickelt, um ein zweites längeres zylindrisches Gehäuse zu formen. Ein Kondensataufnahmevolumen ist in dem zweiten Gehäuse zwischen der Innenwand des zweiten Gehäuses und der Außenwand des ersten Gehäuses an der Region des ersten Gehäuses mit einem geringfügig verringerten Durchmesser definiert. Der Dieselpartikelfilter ist dann in einer vertikalen Orientierung angeordnet, sodass das Kondensataufnahmevolumen nach oben weist. Während des Betriebs wird Abgas aus einem Verbrennungsmotor zu einem unteren Längsende des Dieselpartikelfilters geleitet und wird aus einem oberen Längsende des Dieselpartikelfilters ausgestoßen. Wenn der Motor abgeschaltet wird, kühlen sich die Komponenten innerhalb des Dieselpartikelfilters ab, und ein Kondensat bildet sich an den Innenwänden des zweiten Gehäuses. Wenn das Kondensat diese Wand heruntertropft, wird es zu dem Kondensataufnahmevolumen geleitet und dort gehalten, anstatt direkt in das erste Gehäuse zu laufen (wo die Matte angeordnet ist).
Abgasbehandlungsvorrichtungen können beispielsweise durch Vorsehen von alternativen robusten Vorrichtungen und Verfahren verbessert werden, um die Einwirkung von Feuchtigkeit in den Vorrichtungen zu verhindern oder zu reduzieren.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, einen oder mehrere Nachteile zu überwinden, die mit früheren Verfahren und Vorrichtungen zur Behandlung von Abgasen assoziiert waren.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Strömungsmittelbehandlungsvorrichtung offenbart. Die Strömungsmittelbehandlungsvorrichtung kann ein Gehäuse mit einem Strömungsmittelbehandlungselement darin aufweisen. Die Vorrichtung kann weiter (i) einen Einlasskanal aufweisen, der mit dem Gehäuse gekoppelt ist und konfiguriert ist, um Strömungsmittel zu dem Strömungsmittelbehandlungselement zu leiten und/oder (ii) einen Auslasskanal aufweisen, der mit dem Gehäuse gekoppelt ist und konfiguriert ist, um Strömungsmittel weg von dem Strömungsmittelbehandlungselement zu leiten. Der Einlasskanal und/oder der Auslasskanal können ein Hüllenglied mit einem Innendurchmesser aufweisen, welches einen Strömungsmitteldurchlass definiert. Der Einlasskanal und/oder der Auslasskanal können weiter ein Sperrglied aufweisen, welches mit dem Hüllenglied gekoppelt ist und zumindest teilweise darin angeordnet ist und sich längs von einem ersten Sperrgliedteil mit einem Durchmesser, der geringer als der Innendurchmesser des Hüllengliedes ist, zu einem zweiten Sperrgliedteil erstreckt, der einen größeren Durchmesser hat als der Innendurchmesser des Hüllengliedes.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Montage einer Strömungsmittelbehandlungsvorrichtung offenbart. Das Verfahren kann aufweisen, ein Sperrglied zumindest teilweise in einen Strömungsmitteldurchlass eines Hüllengliedes mit einem Innendurchmesser einzuführen, sodass (i) ein erster Teil des Sperrgliedes mit einem kleineren Durchmesser als dem Innendurchmesser des Hüllengliedes in dem Hüllenglied angeordnet ist, und (ii) ein zweiter Teil des Sperrgliedes mit einem größeren Durchmesser als der Innen durchmesser des Hüllengliedes außerhalb des Hüllengliedes angeordnet ist. Das Verfahren kann weiter aufweisen, das Hüllenglied mit einem Gehäuse zu koppeln, welches ein Strömungsmittelbehandlungselement darin hat, sodass das Hüllenglied konfiguriert ist, um einen Strömungsmittelfluss zu dem Strömungsmittelbehandlungselement hin oder weg davon zu leiten.
Es sei bemerkt, dass sowohl die vorangegangene allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung nur beispielhaft und erklärend sind und nicht diese Erfindung einschränken sollen, so wie sie beansprucht wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die beigefügten Zeichnungen, die in dieser Beschreibung mit eingeschlossen sind und einen Teil davon bilden, veranschaulichen beispielhafte Ausführungsbeispiele oder Merkmale der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erklärung der Prinzipien der Erfindung. In den Zeichnungen stellen die Figuren Folgendes dar.
1 eine Querschnittsansicht von vorne einer Strömungsmittelbehandlungsvorrichtung;
2 eine Querschnittansicht von vorne eines Teils der Strömungsmittelbehandlungsvorrichtung der 1; und
3 eine Querschnittsansicht von vorne eines Teils der Strömungsmittelbehandlungsvorrichtung der 1.
Obwohl die Zeichnungen beispielhafte Ausführungsbeispiele oder Merkmale der vorliegenden Erfindung abbilden, sind die Zeichnungen nicht notwendigerweise im Maßstab und gewisse Merkmale können übertrieben sein, um die vorliegende Erfindung besser zu veranschaulichen und zu erklären. Die beispielhaften Darstellungen, die hier dargelegt werden, veranschaulichen beispielhafte Ausführungsbeispiele oder Merkmale der Erfindung, und solche beispielhaften Darstellungen sollen nicht als in irgendeiner Weise einschränkend für den Umfang der Erfindung angesehen werden.
Detaillierte Beschreibung
Nun wird im Detail auf Ausführungsbeispiele oder Merkmale der Erfindung Bezug genommen, wobei Beispiele davon in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. Im Allgemeinen werden die gleichen oder entsprechende Bezugszeichen in den gesamten Zeichnungen verwendet, um sich auf die gleichen oder entsprechende Teile zu beziehen.
Nun mit Bezug auf 1 ist eine Strömungsmittelbehandlungsvorrichtung 10 zur Behandlung von Strömungsmittel gezeigt. Insbesondere zeigt 1 einen Dieselpartikelfilter (DPF) 10 zur Behandlung von Abgas aus einem Motor. Es sei bemerkt, dass während ein Dieselpartikelfilter in den Zeichnungen gezeigt ist und hier zu Erklärungszwecken beschrieben wird, andere Arten von Strömungsmittelbehandlungsvorrichtungen 10 gemäß dieser Offenbarung verwendet werden können. Beispielsweise können verschiedene Vorrichtungen mit Strömungsmittelbehandlungselementen verwendet werden, wie beispielsweise mit Substraten.
Der Dieselpartikelfilter 10 kann ein Elementgehäuse 14, ein Strömungsmittelbehandlungselement 18, das in dem Gehäuse 14 angeordnet ist, eine Matte 22, die zwischen dem Gehäuse 14 und dem Strömungsmittelbehandlungselement 18 angeordnet ist, und Einlass- und Auslasskanäle aufweisen, wie beispielsweise Einlass- und Auslassteile 34, 42, die konfiguriert sind, um einen Strömungsmittelfluss zu dem Strömungsmittelbehandlungselement 18 hin bzw. weg von diesem zu gestatten.
Das Gehäuse 14 kann eine Metallhülle für den Dieselpartikelfilter 10 bilden, um einen Strom des Motorabgases aus einem Auslassrohr 38 über den Abgaseinlassteil 34 aufzunehmen. Das Gas wird vom Einlassteil 34 durch das Strömungsmittelbehandlungselement 18 und aus dem Dieselpartikelfilter 10 über den Abgasauslassteil 42 geleitet. Das Gehäuse 14 kann zu einer im Allgemeinen zylindrischen Form geformt sein und kann aus einem geeigneten Metallmaterial gemacht sein, wie beispielsweise aus Stahl, um heiße Abgase zu behandeln.
Das Strömungsmittelbehandlungselement 18 kann ein Abgasbehandlungselement 18 sein, wie beispielsweise ein zylindrisches Keramiksubstrat zur Behandlung von Abgas aus einem Motor. Wie vorher besprochen, kann beispielsweise ein Keramiksubstrat 18 verwendet werden, um Partikel aus einem Strom des Motorabgases zu entfernen.
Eine Matte 22 kann zwischen dem Gehäuse 14 und dem Strömungsmittelbehandlungselement 18 angeordnet werden. Beispielsweise kann die Matte 22 aus einem elastischen Material geformt sein und kann um ein vorbestimmtes Ausmaß zwischen einer Innenfläche des Gehäuses 14 und einer Außenfläche des Strömungsmittelbehandlungselementes 18 zusammengedrückt werden. Die Matte 22 kann die Form eines einzigen Materialstückes annehmen, welches einen wesentlichen Teil der Außenfläche des Strömungsmittelbehandlungselementes 18 abdeckt (wie in 1 gezeigt). Es sei jedoch bemerkt, dass alternativ die Matte andere Formen annehmen kann, wie beispielsweise einen oder mehrere vergleichsweise kleinere Materialstreifen, die jeweils einen relativ kleinen Teil der Außenfläche des Strömungsmittelbehandlungselementes 18 abdecken. Die Matte 22 kann aus einem anschwellenden Material, aus einem nicht anschwellenden Material oder aus einem kombinierten Material mit anschwellenden und nicht anschwellenden Eigenschaften geformt sein und kann auch als ein Wärme- und/oder Schwingungsisolator zwischen dem Strömungsmittelbehandlungselement 18 und dem Gehäuse 14 wirken. In einem Ausführungsbeispiel kann die Matte 22 zumindest teilweise aus einem Aluminiumoxyd-Silikat-Stoff geformt sein.
Nun mit Bezug auf 2 kann der Einlassteil 34 einen Strömungsmitteldurchlass 46 bilden. Der Einlassteil 34 kann erste und zweite Hüllenglieder 54, 58 und Isoliermaterial 62 aufweisen, welches zwischen den ersten und zweiten Hüllengliedern 54, 58 angeordnet ist.
In einem Ausführungsbeispiel kann das erste Hüllenglied 54 aus einem Metallblech geformt sein, welches angeordnet ist, um einen im Allgemeinen zylindrischen Hohlraum 59 mit einem Innendurchmesser D1 zu formen. Ein zusätzliches Materialstück 60 (beispielsweise Stahl) kann dichtend an einem Ende des Hüllengliedes 54 angebracht sein. Eine Öffnung 60a kann in dem Materialstück 60 ausgeformt sein, um das Einführen des Auslass- bzw. Abgasrohrs 38 in den Hohlraum 59 zu gestatten.
Das zweite Hüllenglied 58 kann in ähnlicher Weise aus einem Metallblech geformt sein, welches angeordnet ist, um einen im Allgemeinen zylindrischen Hohlraum 63 mit einem Innendurchmesser D2 zu bilden. Das zweite Hüllenglied 58 kann um das erste Hüllenglied herum angeordnet sein, sodass ein innerer Hohlraum 66 zwischen den ersten und zweiten Hüllengliedern 54, 58 ausgeformt ist. Ein zusätzliches Materialstück 65 (beispielsweise Stahl) kann dichtend an einem Ende des zweiten Hüllengliedes 58 angebracht sein. Eine Öffnung 65a kann in dem Materialstück 65 ausgeformt sein, um das Einführen des Abgasrohrs 38 in den Hohlraum 59 zu gestatten. Wie oben erwähnt, kann Isoliermaterial 62 in dem Hohlraum 66 und in dem Hohlraum 67 enthalten sein, der zwischen den zwei Materialstücken 60, 65 ausgeformt ist. Abstandshalterelemente 69, wie beispielsweise Clips 69, können zwischen den ersten und zweiten Hüllengliedern 54, 58 und zwischen den Materialstücken 60, 65 angeordnet sein, um erwünschte Abstandsbeziehungen dazwischen aufrechtzuerhalten.
Ein Sperrglied 50 kann zumindest teilweise in dem Strömungsmitteldurchlass 46 des Einlassteils 34 konfiguriert bzw. angeordnet sein, um einen Fluss von kondensiertem Strömungsmittel in der Strömungsmittelbehandlungsvorrichtung 10 zumindest zu behindern. In dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 ist das Sperrglied 50 ein im Allgemeinen kegelstumpfförmiges Glied, welches teilweise innerhalb des ersten Hüllengliedes 54 angeordnet ist. Das Sperrglied 50 erstreckt sich in Längsrichtung von einem ersten Sperrgliedteil 50a mit einem Außendurchmesser D3, der geringer als der Innendurchmesser D1 des ersten Hüllengliedes 54 ist, zu einem zweiten Sperrgliedteil 50b mit einem Außendurchmesser D4, der größer als der Innendurchmesser D1 des ersten Hüllengliedes 54 ist. Der erste Sperrgliedteil 50a ist in dem Strömungsmitteldurchlass 46 des ersten Hüllengliedes 54 angeordnet, während der zweite Sperrgliedteil 50b außerhalb des Strömungsmit teldurchlasses 46 des ersten Hüllengliedes 54 und innerhalb des zweiten Hüllengliedes 58 angeordnet ist.
Das Sperrglied 50 kann sich vom ersten Sperrgliedteil 50a in dichtenden Eingriff mit dem ersten Hüllenglied 54 erstrecken, beispielsweise an einer Außenflächenstelle 70 an dem Sperrglied 50 zwischen den ersten und zweiten Sperrgliedteilen 50a, 50b. In einem Ausführungsbeispiel ist das Sperrglied 50 an das erste Hüllenglied 54 an einer Stelle 70 angeschweißt (2), und zwar um den gesamten oder im Wesentlichen um den gesamten Umfang des Sperrgliedes 50. Somit kann ein Strömungsmittelvolumen 74 in dem ersten Hüllenglied 54 zwischen einer Außenfläche des Sperrgliedes 50 und einer Innenfläche des ersten Hüllengliedes 54 definiert sein. Es sei bemerkt, dass das Sperrglied 50 alternativ an das erste Hüllenglied 54 an verschiedenen Stellen um den Umfang des Sperrgliedes 50 herum angeschweißt sein kann.
Das Sperrglied 50 kann auch mit dem zweiten Hüllenglied 58 gekoppelt sein. Beispielsweise können das Sperrglied 50 und das zweite Hüllenglied 58 miteinander verschweißt sein, beispielsweise an einer Endstelle oder in der Nähe der Endstelle 78 (2) des Sperrgliedes 50, und zwar entweder vollständig oder im Wesentlichen vollständig um den gesamten Umfang des Sperrgliedes 50 oder an verschiedenen Stellen daran.
In dem Ausführungsbeispiel der 2 erstreckt sich das Sperrglied 50 von der Außenseite des ersten Hüllengliedes 54 in eine Öffnung 82 des ersten Hüllengliedes 54 und erstreckt sich in das erste Hüllenglied 54 um eine Distanz D5 von der Öffnung 82.
Das Sperrglied 50 kann konfiguriert sein, um sich in den Strömungsmitteldurchlass 46 um eine vorbestimmte radiale Distanz D7 weg von dem ersten Hüllenglied 54 zu erstrecken. Beispielsweise kann der Außendurchmesser D4 des Sperrgliedteils 50a kleiner sein als der Innendurchmesser D1 des ersten Hüllengliedes 54, und zwar um einen Wert von zweimal der Distanz D7.
Wie in 3 veranschaulicht, kann der Auslassteil 38 im Allgemeinen genauso konfiguriert sein, wie der Einlassteil 34.
Die ersten und zweiten Hüllenglieder 54', 58' des Auslassteils 38 können jeweils eine Öffnung 86' darin haben, die konfiguriert ist, um zu gestatten, dass Strömungsmittel (beispielsweise Kondensat) aus dem Raum innerhalb des Hüllengliedes 54' und dem Auslassteil 38 austritt. Ein Rohr 90' kann durch die Öffnungen 86' eingeführt werden, um das Strömungsmittel aus dem Auslassteil 38 zu transportieren. In dem Ausführungsbeispiel der 3 ist die Öffnung 86' in dem ersten Hüllenglied 54' innerhalb des ersten Hüllengliedes 54' zumindest teilweise in einer Distanz D6' von der Öffnung 82' angeordnet. Die Distanz D6' kann in einem Ausführungsbeispiel kleiner oder gleich der Distanz D5' sein, sodass, wenn die Strömungsmittelbehandlungsvorrichtung 10 in einer vertikalen Orientierung angeordnet ist und der Auslassteil 38 auf dem Gehäuse 14 angeordnet ist, das Kondensat aus dem Auslassabschnitt 38 über das Rohr 90' ablaufen kann, wenn Kondensat in dem Strömungsmittelvolumen 74' enthalten ist.
Industrielle Anwendbarkeit
Bei einem Montagevorgang kann das Strömungsmittelbehandlungselement 18 mit der Matte 22 und dem Gehäuse 14 umwickelt sein. Der Strömungsmitteleinlassteil 34 zum Leiten des Strömungsmittels zum Strömungsmittelbehandlungselement 18 und der Strömungsmittelauslassteil 38 zum Leiten des Strömungsmittels weg von dem Strömungsmittelbehandlungselement 18 können jeweils montiert werden, indem das kegelstumpfförmige Sperrglied 50 teilweise in den Strömungsmitteldurchlass 46 eingeführt wird, der von dem ersten Hüllenglied 54 ausgeformt wird. Der erste Sperrgliedteil 50a kann in dem ersten Hüllenglied 54 angeordnet sein, und der zweite Sperrgliedteil 50b kann außerhalb des ersten Hüllengliedes 54 angeordnet sein.
Das Sperrglied 50 kann dann mit dem ersten Hüllenglied 54 verbunden werden, beispielsweise über einen oben erwähnten Schweißvorgang. Der Schweißvorgang kann eine Schweißnaht um die Außenfläche des Sperrgliedes 50 und das Ende, oder eine Außenfläche, des ersten Hüllengliedes 54 bilden.
Nachdem das Isoliermaterial 62 und die Clips 69 um die Außenfläche des ersten Hüllengliedes 54 herum angeordnet sind, kann das zweite Hüllenglied 58 um das erste Hüllenglied 54 und das Sperrglied 50 herum angeordnet werden. Das Sperrglied 50 kann dann mit dem zweiten Hüllenglied 58 beispielsweise über einen oben erwähnten Schweißvorgang verbunden werden. Der Schweißvorgang kann eine Schweißnaht um das Ende des Sperrgliedes 50 herum oder um eine Innenfläche des Sperrgliedes 50 und das Ende oder eine Innenfläche des zweiten Hüllengliedes 58 bilden. Wie in 2 gezeigt, kann das zweite Hüllenglied 58 um das erste Hüllenglied 54 und das Sperrglied 50 herum so angeordnet sein, dass ein Kegelstumpfteil des Sperrgliedes 50, der sich vom Inneren des ersten Hüllengliedes 54 zu einer Position außerhalb des ersten Hüllengliedes 54 erstreckt, in dem zweiten Hüllenglied 58 erstreckt. Wie in 2 gezeigt, kann sich das zweite Hüllenglied 58 über das Längsende des Sperrgliedteils 50b beispielsweise um eine vorbestimmte Distanz D8 erstrecken. Diese Verlängerung des zweiten Hüllengliedes 58 über die Kante des Sperrgliedteils 50b hinaus, kann einen Schweißprozess erleichtern, während dem das Sperrglied 50 mit dem zweiten Hüllenglied 58 verbunden wird. Es sei bemerkt, dass die Distanz D8 minimiert werden kann oder im Wesentlichen auf Null reduziert werden kann, um das filterseitige Ende des Sperrgliedes 50 so nah wie möglich an der Verbindung zwischen dem Einlass/Auslassteil 34/38 und dem Gehäuse 14, dem Filter 18 und der Matte 22 anzuordnen, um besser die Matte 22 gegen Kondensat zu schützen, welches zumeist an der Oberfläche im Einlass/Auslassteil 34/38 gebildet wird.
Die Einlass- und Auslassteile 34, 38 der Vorrichtung 10 können mit dem Gehäuse 14 beispielsweise durch einen Klemmvorgang gekoppelt werden, während dem jeder der Einlass- und Auslassteile 34, 38 benachbart zum Gehäuse 14 angeordnet wird, und ein Klemmelement 94 um jeden der Teile 34, 38 herum angeordnet ist, um jeden der Teile 34, 38 mit dem Gehäuse 14 zusammenzuhalten. In dem Ausführungsbeispiel der 1 enthalten die Teile 34, 38 und das Gehäuse 14 jeweils Verbindungsflansche 98, 102, um die ein Klemmelement 94 herum ange ordnet sein kann. Es sei bemerkt, dass ein oder mehrere Dichtungen oder Flachdichtungen zwischen den zusammengeklemmten Komponenten angeordnet sein können, um die Verbindungen dazwischen abzudichten.
Es sei weiter bemerkt, dass die Einlass- und Auslassteile 34, 38 so angeordnet werden können, dass ein Teil 50b mit größerem Durchmesser des Sperrgliedes 50 zum Filterelement 18 hin angeordnet sein kann, während ein Teil 50a mit kleinerem Durchmesser des Sperrgliedes 50 vergleichsweise entfernt vom Filterelement 18 angeordnet sein kann.
Während des Betriebs der Strömungsmittelbehandlungsvorrichtung 10 kann heißes Motorabgas durch die Vorrichtung 10 geleitet werden (beispielsweise über Abgasrohre 38, 38'), und ihre Komponenten können aufgeheizt werden. Wenn der Motor ausgeschaltet wird, können die Komponenten der Vorrichtung 10 sich abkühlen, und Kondensat kann sich auf ihnen bilden. Das Sperrglied 50 kann dahingehend wirken, dass es verhindert oder zumindest behindert, dass das Kondensat 50 zur Matte 22 hin im Gehäuse 14 fließt. Wenn beispielsweise die Vorrichtung 10 in einer horizontalen Konfiguration angeordnet ist (wie in den 1–3 gezeigt), kann sich Kondensat in dem Strömungsmittelvolumen 74 ansammeln und kann sich zwischen dem Sperrglied 50 und dem Materialstück 60 am hinteren Teil des Hohlraums 59 sammeln und nicht aus dem Einlassteil 54 in das Gehäuse 14 und zur Matte 22 hin fließen.
Wenn die Vorrichtung 10 in einer vertikalen Konfiguration angeordnet ist, kann immer noch Kondensat in das Strömungsmittelvolumen 74, 74' fließen, anstatt aus dem Einlass- oder Auslassteil 54, 58 zu fließen (welcher auch immer über dem Filterelement 18 angeordnet ist) und zwar in das Gehäuse 14 und zur Matte 22 hin.
Es sei bemerkt, dass die Orientierung und die Form der Sperrglieder 50 erleichtern können, dass Kondensat weg vom Filterelement 18 und der Matte 22 während des Starts eines Motors zu halten, bis sich das System ausreichend aufheizt, um das Kondensat zu verdampfen. Darüber hinaus können die Formen (bei spielsweise die Kegelstumpfaspekte davon) der hier offenbarten Sperrglieder 50 relativ sanfte Abgasflussübergänge in das Filterelementgehäuse 14 hinein und aus diesem heraus während des Betriebs der Vorrichtung 10 erleichtern.
Es sei weiter bemerkt, dass, da ein Sperrglied 50 an dem Einlassteil 34 oder am Auslassteil 38 angebracht sein kann, wobei jedes davon vom Elementgehäuse 40 entfernbar sein kann, jedes Sperrglied 50 vom Hauptgehäuse 14 entfernt werden kann und eingestellt, ersetzt oder instand gehalten werden kann, ohne direkt an dem Strömungsmittelbehandlungsgehäuse 14 zu arbeiten.
Aus dem Vorangegangenen wird klar sein, dass, obwohl spezielle Ausführungsbeispiele der Erfindung hier zu Veranschaulichungszwecken beschrieben worden sind, verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Kern oder Umfang der Erfindung abzuweichen. Andere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden dem Fachmann aus einer Betrachtung der Beschreibung und der Figuren und einer praktischen Ausführung der hier offenbarten Erfindung offensichtlich werden. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und die offenbarten Beispiele nur als beispielhaft angesehen werden, wobei ein wahrer Umfang und Kern der Erfindung durch die folgenden Ansprüche und ihre äquivalenten Ausführungen gezeigt wird. Entsprechend ist die Erfindung nicht eingeschränkt, außer durch die beigefügten Ansprüche.
Zusammenfassung
ABGASBEHANDLUNGSVORRICHTUNG MIT KONDENSATSPERRE
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von Strömungsmittel werden vorgesehen. Die Strömungsmittelbehandlungsvorrichtung kann ein Gehäuse mit einem Strömungsmittelbehandlungselement darin aufweisen. Die Vorrichtung kann weiter (i) einen Einlasskanal aufweisen, der mit dem Gehäuse gekoppelt ist und konfiguriert ist, um Strömungsmittel zum Strömungsmittelbehandlungselement zu leiten und/oder (ii) einen Auslasskanal aufweisen, der mit dem Gehäuse gekoppelt ist und konfiguriert ist, um Strömungsmittel weg von dem Strömungsmittelbehandlungselement zu leiten. Der Einlasskanal und/oder der Auslasskanal können ein Hüllenglied mit einem Innendurchmesser aufweisen und einen Strömungsmitteldurchlass definieren. Der Einlasskanal und/oder der Auslasskanal können weiter ein Sperrglied aufweisen, welches mit dem Hüllenglied gekoppelt ist und zumindest teilweise darin angeordnet ist und sich in Längsrichtung von einem ersten Sperrgliedteil mit einem kleineren Durchmesser als dem Innendurchmesser des Hüllengliedes zu einem zweiten Sperrgliedteil mit einem größeren Durchmesser als dem Innendurchmesser des Hüllengliedes erstreckt.

Claims

Vorrichtung zur Behandlung von Strömungsmittel, die Folgendes aufweist: ein Gehäuse (14) mit einem Strömungsmittelbehandlungselement (18) darin; (i) einen Einlasskanal (34), der mit dem Gehäuse gekoppelt ist und konfiguriert ist, um Strömungsmittel zum Strömungsmittelbehandlungselement hin zu leiten und/oder (ii) einen Auslasskanal (42), der mit dem Gehäuse gekoppelt ist und konfiguriert ist, um Strömungsmittel weg von dem Strömungsmittelbehandlungselement zu leiten; wobei der Einlasskanal und/oder der Auslasskanal Folgendes aufweisen: ein Hüllenglied (54) mit einem Innendurchmesser, welches einen Strömungsmitteldurchiass (46) definiert; ein Sperrglied (50), welches mit dem Hüllenglied verbunden ist und zumindest teilweise darin angeordnet ist und sich in Längsrichtung von einem ersten Sperrgliedteil (50a) mit einem kleineren Durchmesser als dem Innendurchmesser des Hüllengliedes zu einem zweiten Sperrgliedteil (50b) mit einem größeren Durchmesser als dem Innendurchmesser des Hüllengliedes erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei zumindest ein Teil des Sperrgliedes eine Kegelstumpfform hat.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Kegelstumpfform des Sperrgliedes sich vom ersten Sperrgliedteil zum zweiten Sperrgliedteil erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Sperrglied sich vom ersten Sperrgliedteil zum Hüllenglied hin und in Eingriff damit erstreckt; und wobei ein Strömungsmittelvolumen (74) innerhalb des Hüllengliedes zwischen dem Sperrglied und einer Innenwand des Hüllengliedes definiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Sperrglied sich vom ersten Sperrgliedteil zu dem Hüllenglied hin und in dichtenden Eingriff damit erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Hüllenglied ein erstes Hüllenglied ist; und wobei die Vorrichtung ein zweites Hüllenglied (58) aufweist, das zumindest teilweise um das erste Hüllenglied herum angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Sperrglied mit dem ersten Hüllenglied und dem zweiten Hüllenglied gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei ein kegelstumpfförmiger Teil des Sperrgliedes mit dem ersten Hüllenglied und dem zweiten Hüllenglied in Eingriff kommt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Strömungsmittelbehandlungselement ein Abgasbehandlungselement zur Behandlung von Abgas aus einem Motor ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Sperrglied konfiguriert ist, um zumindest teilweise einen Fluss von kondensiertem Strömungsmittel in der Vorrichtung zur Strömungsmittelbehandlungsvorrichtung hin zu verhindern.
Verfahren zur Montage einer Strömungsmittelbehandlungsvorrichtung, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Anordnen eines ringförmigen Sperrgliedes (50) mit einem im Allgemeinen kegelstumpfförmigen Teil zumindest teilweise in einem Strömungsmitteldurchlass (46) des Hüllengliedes (54); dann Koppeln des Hüllengliedes mit einem Gehäuse (14) mit einem Strömungsmittelbehandlungselement (18) darin, sodass das Hüllenglied konfiguriert ist, um einen Strömungsmittelfluss zu dem Strömungsmittelbehandlungselement hin oder weg davon zu leiten.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Anordnens eines ringförmigen Sperrgliedes zumindest teilweise in einem Strömungsmitteldurchlass eines Hüllengliedes aufweist, das Sperrglied mit dem Hüllenglied zu koppeln.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Hüllenglied ein erstes Hüllenglied ist; und wobei das Verfahren aufweist, ein zweites Hüllenglied (58) zumindest teilweise um das erste Hüllenglied herum und zumindest teilweise um das Sperrglied herum anzuordnen.
Verfahren nach Anspruch 13, welches aufweist, das Sperrglied mit dem zweiten Hüllenglied zu verbinden.