CN204827618U - 一体化还原剂供给系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一体化还原剂供给系统。该一体化还原剂供给系统包括还原剂罐、选择性地连接至所述还原剂罐的还原剂定量给料模块、连接至所述还原剂罐并与所述还原剂定量给料模块和连接器电连通的后处理控制模块，以及一体化还原剂供给系统构件。后处理控制模块被配置成用于控制从所述还原剂定量给料模块定量供给还原剂，连接器配置成与设备制造商构件电连接。一体化还原剂供给系统构件连接至所述还原剂罐且包括以下构件中的一种或多种：环境温度传感器、电磁阀、还原剂液位传感器、还原剂输送管线、还原剂返回管线、冷却剂入口管、冷却剂返回管线、过滤器、安装架、AOS或线束。

Description

一体化还原剂供给系统

技术领域

本实用新型主要涉及内燃机后处理系统领域。

背景技术

对于内燃机，例如柴油发动机，NOx化合物可能在废气中排出。为了减少氮氧化物排放，可使用SCR方法借助催化剂和还原剂将NOx化合物转化成更中性的化合物，例如双原子氮、水或二氧化碳。催化剂可被包括在例如车辆或发电单元的排气系统的催化室中。还原剂，如无水氨，氨水，或尿素通常在进入催化室之前被引入废气中。为了将还原剂引入废气流用于SCR处理，SCR系统可通过定量给料模块定量供给或以其他方式引入还原剂，定量给料模块使还原剂蒸发，并将还原剂向在催化室上游的排气系统的排气管道中喷洒。SCR系统可包括一个或更多个传感器用于监测排气系统内的状况。

实用新型内容

本文描述的实施方式涉及一体化还原剂供给系统。其中一实施方式涉及的一体化还原剂供给系统包括还原剂罐、选择性地连接至所述还原剂罐的还原剂定量给料模块、连接至所述还原剂罐并与还原剂定量给料模块和连接器电连通的后处理控制模块，以及一体化还原剂供给系统构件。后处理控制模块被配置成用于控制从所述还原剂定量给料模块定量供给还原剂，连接器配置成与设备制造商构件电连接。一体化还原剂供给系统构件连接至所述还原剂罐且包括以下构件中的一种或多种：环境温度传感器、电磁阀、还原剂液位传感器、还原剂输送管线、还原剂返回管线、冷却剂入口管、冷却剂返回管线、过滤器、安装架、AOS或线束。

在某些实施方式中，当所述还原剂定量给料模块选择性地连接至所述还原剂罐时，所述还原剂定量给料模块的部分被插入所述还原剂罐中。在其他实施方式中，所述一体化还原剂供给系统构件被固定地连接至所述还原剂罐。在另一些实施方式中，所述还原剂定量给料模块通过还原剂罐中形成的安装开口选择性地连接至所述还原剂罐。在进一步的实施方式中，所述后处理控制模块与所述电磁阀和还原剂液位传感器电连通。

附图说明

附图和以下说明中描述了一个或多个实现方式的细节。通过说明书、附图和权利要求，本公开的其他特征、方面和优点将变得明显，其中：

图1是用于排气系统的具有示例性的还原剂输送系统的示例性的选择性催化还原系统的方框示意图；

图2是示例性一体化还原剂供给系统的侧视图；

图3是图2中的示例性一体化还原剂供给系统的侧视图，其示出还原剂定量给料模块从还原剂罐中移除；

图4是图2中的示例性一体化还原剂供给系统的前视图；

图5是图2中的示例性一体化还原剂供给系统的立体图；

图6是图2中的示例性一体化还原剂供给系统的另一立体图；

图7是图2中的示例性一体化还原剂供给系统的俯视图；

图8A是图2中的示例性一体化还原剂供给系统的俯视图，其示出还原剂定量给料模块解锁并从还原剂罐脱开；以及

图8B是图2中的示例性一体化还原剂供给系统的俯视图，其示出还原剂定量给料模块锁定并与还原剂罐连接。

应认识到，部分或全部的附图是出于说明目的的示意性表示。提供这些附图是为了示出一个或多个实施方式，应明确理解这些附图并不是用于限制权利要求的范围和含义。

具体实施方式

下文是与一体化还原剂供给系统相关的各种概念、以及一体化还原剂供给系统的实施方式、方法、装置和系统的更加详细的描述。上文介绍并在下文将更加详细讨论的各种概念可通过多种方式来实现，所描述的概念不局限于某些特定的实施方式。提供具体实施方式和应用的示例主要是为了说明性的目的。

I.概述

在一些排气系统中，还原剂供给系统包括几个不同的构件，例如还原剂罐、还原剂液位传感器、还原剂定量给料模块、还原剂输送和/或返回管线、一个或多个过滤器、一个或多个安装支架、后处理控制模块(ACM)、AOS和/或线束。这些构件通常是分开独立的构件，以允许设计修改和/或模块化，从而适应设备制造商的需求。在一些实现方式中，将一个或多个前述构件组合成一体化系统的一体化还原剂供给系统可使系统简化和/或向设备制造商提供了一种单一设计，使得设备制造商可使用一体化还原剂供给系统的单一连接。该一体化还原剂供给系统可将还原剂液位传感器、还原剂定量给料模块、还原剂输送和/或返回管线、过滤器、安装支架、ACM、AOS和/或线束整合成可与还原剂罐连接的单一构件，或者将还原剂液位传感器、还原剂定量给料模块、还原剂输送和/或返回管线、过滤器、安装支架、ACM、AOS和/或线束整合到还原剂罐之中。在一些实现方式中，单个一体化构件可配置成将其中的部分(，诸例如还原剂液位传感器、还原剂定量给料模块、还原剂输送和/或返回管线、和/或过滤器)等部分，通过穿过还原剂罐形成的安装开口插入还原剂罐中，并配置成将该单一构件连接至还原剂罐。在一些实施方式中，该单一构件一旦对准并插入，可相对于还原罐旋转或锁定clocked以使该单一构件固定到还原剂罐和/或相对于还原剂罐密封。一旦连接至还原剂罐，设备制造商可能仅需将相应的电连接器连接至线束，使得还原剂供给系统被整合到制造商的设备。

图1描绘了用于排气系统190的具有示例性还原剂输送系统110的后处理系统100。后处理系统100包括柴油机微粒过滤器(DPF)102、还原剂输送系统110、分解室或反应器104、SCR催化器106以及传感器150。

II.后处理系统概述

DPF102被配置成从在排气系统190中流动的废气中去除颗粒物质，例如煤烟。DPF102包括接收废气的入口，和废气排出的出口，废气中的颗粒物质基本上被过滤掉和/或该颗粒物质被转化成二氧化碳之后，废气从该出口排出。

分解室104被配置成将还原剂，诸如尿素或柴油废气流体(DEF)转化成氨。分解室104包括具有定量给料模块112的还原剂输送系统110，定量给料模块112被配置成向分解室104中定量输送还原剂。在一些实施方式中，还原剂被朝SCR催化器106的上游侧喷射。还原剂液滴然后经历蒸发、热解和水解的过程以在排气系统190中形成气态氨。分解室104包括与DPF102流体连通的入口以接收包含氮氧化物排放物的废气，并包括出口使废气、氮氧化物排放物、氨和/或剩余的还原剂流至SCR催化器106。

分解室104包括安装到分解室104的定量给料模块112，使得该定量给料模块112可将还原剂定量输送至在排气系统190中流动的废气之中。该定量给料模块112可包括插在定量给料模块112部分和安装有该定量给料模块112的分解室104部分之间的绝缘体114。定量给料模块112流体连接到一个或多个还原剂源116。在一些实施方式中，泵118可被用于加压来自还原剂源116用于输送至定量给料模块112的还原剂。

定量给料模块112和泵118也被电连接或通信连接到控制器120。控制器120被配置成用于控制定量给料模块112向分解室104中定量输送还原剂。控制器120还可以被配置成用于控制泵118。控制器120可包括微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等，或者其组合。控制器120可以包括存储器，存储器可包括但不限于电子、光学、磁或任何其他能够向处理器、ASIC、FPGA等提供程序指令的存储或传输设备。该存储器可以包括存储器芯片、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、闪速存储器，或任何其它合适的存储器，控制器120可从存储器读取指令。该指令可包括来自任何合适编程语言的代码。

该SCR催化器106被配置成通过加速氨和废气中的氮氧化物之间的生成双原子氮、水和/或二氧化碳的氮氧化物还原过程以辅助氮氧化物排放的减少。SCR催化器106包括与分解室104流体连通的入口和与排气系统190的端部流体连通的出口，废气和还原剂通过该入口被接收。

排气系统190还可以包括与排气系统190流体连通的柴油氧化催化器(DOC)(例如在SCR催化器106的下游或在DPF102的上游)，以氧化废气中的烃和一氧化碳。

在一些实现方式中，DPF102可被定位在分解室或反应管104的下游。例如，DPF102和SCR催化器106可被组合成单一的单元，例如SDPF。在一些实施方式中，定量给料模块112可替代地被定位于涡轮增压器的下游，或者在涡轮增压器的上游。

该传感器150可被连接到排气系统190，以检测流经排气系统190的废气的状况。在一些实施方式中，传感器150可具有设置在排气系统190中的部分，例如传感器150的前端可延伸进入排气系统190的部分中。在其他实施方式中，传感器150可通过另一导管接收废气，例如从排气系统190延伸的样品管。尽管传感器150被描述为定位在SCR催化器106的下游，但是应该理解的是，传感器150可定位在排气系统190中的任何其他位置，包括在DPF102的上游，在DPF102中，在DPF102和分解室104之间，在分解室104内，在分解室104和SCR催化器106之间，在SCR催化器106内，或在SCR催化器106下游。此外，两个或更多传感器150可被用于检测废气的状况，例如二、三、四、五，或六个传感器150，每一个传感器150被定位在排气系统190的上述位置之一。

III.示例性一体化还原剂供给系统

图2-8B描述了示例性的一体化还原剂供给系统。该一体化还原剂供给系统包括还原剂罐和一个或多个还原剂液位传感器、还原剂定量给料模块、还原剂输送和/或返回管线、一个或多个过滤器、一个或多个安装支架、后处理控制模块(ACM)、AOS和/或线束。在特定的实施方案中，还原剂罐为45升罐。具有45升罐的一体化还原剂供给系统的尺寸可为深700毫米、宽250毫米、和高650毫米。在其他实施方式中，该还原剂罐是60升罐。具有60升罐的一体化还原剂供给系统的尺寸可为深700毫米、宽400毫米、和高650毫米。在一些实施方式中，一体化还原剂供给系统构件包括一个或多个还原剂液位传感器、还原剂定量给料模块、还原剂输送和/或返回管线、一个或多个过滤器、一个或多个安装支架、ACM、AOS和/或线束。该一体化还原剂供给系统构件可以是连接至还原剂罐的单一构件。在一些变型中，一个或多个还原剂液位传感器、、还原剂定量给料模块、还原剂输送和/或返回管线、一个或多个过滤器、一个或多个安装架、ACM、AOS和/或线束可独立于一体化还原剂供给系统构件，例如通过被安装到还原剂罐并连接到一体化还原剂供给系统构件。

大体上参考图2-7，一体化还原剂供给系统包括具有L形支架的还原剂罐和多个管道，该支架用于将一体化还原剂供给系统安装到诸如车辆底盘或发电帧，该管道用于连接一个或多个环境温度传感器、气/油分离入口、冷却剂返回配管、电磁阀、冷却剂入口端口，还原剂液位传感器和/或线束连接器。

在所示的实施方式中，还原剂罐包括安装到还原剂罐并与还原剂定量给料模块、电磁阀以及还原剂液位传感器电连通的后处理控制模块(ACM)。ACM包括用于将设备制造商的控制模块，例如发动机控制模块，电连接至ACM的连接器。因此，设备制造商可使用一体化还原剂供给系统的单一连接。因此，整合了ACM和线束的系统为设备制造商提供了连接到一体化还原剂供给系统的单一连接，使得设备制造商的底盘的设计更简单。此外，该一体化还原剂供给系统可通过允许整个还原剂供给系统被安装或移除来减少组装时间和/或服务时间。

图8A-8B描绘了一体化还原剂供给系统的还原剂定量给料模块从还原剂罐和数个管道脱开(图8A)和连接(图8B)的情况。因此，还原剂给料模块可从一体化还原剂供给系统脱开并卸载或再连接和安装到一体化还原剂供给系统以用于组装和/或维修。在示出的实施方式中，还原剂定量给料模块可通过旋转四分之一从而连接至还原剂罐和/或从还原剂罐断开。即，相对于还原剂罐沿逆时针方向旋转四分之一使还原剂定量给料模块从还原剂罐脱开，而相对于还原剂罐沿顺时针方向旋转四分之一使还原剂定量给料模块连接至还原剂罐。还原剂定量给料模块的部分可通过穿过还原剂罐形成的安装开口插入。例如，还原剂液位传感器的各部分、还原剂定量给料模块、一个或多个还原剂输送和/或返回管线和/或过滤器，可通过安装开口被插入还原剂罐。在安装过程中，还原剂罐和还原剂定量给料模块的接口面的清洁可基本上防止污染和/或辅助将还原剂定量给料模块密封到还原剂罐。

一旦还原剂定量给料模块被连接到还原剂罐，一体化还原剂供给系统的多个管道和/或其他连接可被连接至还原剂定量给料模块。在示出的实施方式中，若干管线可包括一个或多个环境温度传感器、气/油分离器入口、冷却剂返回管线、电磁阀、冷却剂入口管线、还原剂液位传感器和/或线束连接器。

术语“控制器”包括用于处理数据的各种装置、设备和机器，例如包括可编程处理器、计算机、芯片系统、或多种元件、编程处理器的一部分，或前述的组合。该装置可包括专用逻辑电路，例如FPGA或ASIC。除了硬件，该装置还可包括生成用于问题计算机程序的执行环境的代码，例如构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统、跨平台运行环境、虚拟机或其中一个或多个组合的代码。该装置和执行环境可实现各种不同的计算模型基础结构，诸如分布式计算和网格计算基础结构。

尽管本说明书包含许多具体的实施细节，但这些不应被解释为对要求保护范围的限制，而应理解为对应于某些具体实施方式的特定特征的描述。本说明书的上下文中独立的实施方式中描述的某些特征也可被组合地实施或单一地实施。相反地，上下文中单一实施方式所描述的各种特征也可在多个实施方式单独地实现或以任何合适的子组合来实现。此外，尽管某些特征在上文中被描述成以特定组合作用甚至初始时如此要求保护,要求保护的组合中的一个或多个特征在某些情况下可从该组合中去除，且要求保护的组合可指向某个子组合或子组合的变型。

如本文所用，术语“基本上”等类似术语意在具有与本公开的主题所属的领域的普通技术人员通用和接受的用法一致的宽泛含义。阅读本公开的本领域技术人员应理解这些术语旨在允许某些特征被描述和保护，而并不将这些特征限制到所提供的精确数值范围。因此，这些术语应该被理解成指示性的，对所描述和要求保护的主题的非实质性或无关紧要的修改或变动被认为在本实用新型所附的权利要求范围之内。

使用于本文中的术语“连接”表示两个构件直接或间接地相互连接。这种连接可以是固定的(例如永久性的)或活动的(例如，可移动的或可释放的)。这种连接可通过两个构件或通过两个构件及其他附加的中间构件来实现，附加的中间构件相互之间一体化地形成为单一的整体或与这两个构件形成为整体，或者这两个构件和任意附加的中间构件相互附接。

本文所用的“流体连接”、“流体连通”等表示的是借助或者无需中间构件或物体，两个构件或物体具有形成于这两个构架或物体之间的路径，流体(例如水、空气、气态还原剂、气态氨等)可在该路径中流动。流体连接的示例或者用于实现流体连通的配置可包括管道、通道或任何其他合适的用于实现流体从一构件或物体向另一构件或物体流动的构件。

要注意的是，各种示例性实施方式示出的系统的构造和布置是说明性而非限制性的。在所描述实施方式的精神和/或范围之内的所有变化和改动是期望被保护的。应理解，某些特征可能不是必要的，且缺乏某些特征的实施方式可被考虑在随后所附的权利要求界定的本申请的范围之内。权利要求中的诸如“一”、“一个”、“至少一个”或“至少部分”等词并不旨在将权利要求限制成仅仅是一个，除非权利要求中作了相反的特别说明。当使用“至少一部分”和/或“部分”等词时，该术语可包括部分和/或整体，除非作了相反的特别说明。

Claims (5)

1.一种一体化还原剂供给系统，其特征在于，所述一体化还原剂供给系统包括：

还原剂罐；

还原剂定量给料模块，所述还原剂定量给料模块选择性地连接至所述还原剂罐；

后处理控制模块，所述后处理控制模块连接至所述还原剂罐并与所述还原剂定量给料模块和连接器电连通，所述后处理控制模块被配置成用于控制从所述还原剂定量给料模块定量供给还原剂，所述连接器配置成与设备制造商构件电连接；以及

连接至所述还原剂罐的一体化还原剂供给系统构件，所述一体化还原剂供给系统包括以下构件中的一种或多种：

环境温度传感器，

电磁阀，

还原剂液位传感器，

还原剂输送管线，

还原剂返回管线，

冷却剂入口管线，

冷却剂返回管线，

过滤器，

安装架，

AOS，或

线束。

2.根据权利要求1所述的一体化还原剂供给系统，其特征在于，当所述还原剂定量给料模块选择性地连接至所述还原剂罐时，所述还原剂定量给料模块的一部分被插入所述还原剂罐中。

3.根据权利要求1所述的一体化还原剂供给系统，其特征在于，所述一体化还原剂供给系统构件被固定地连接至所述还原剂罐。

4.根据权利要求1所述的一体化还原剂供给系统，其特征在于，所述还原剂定量给料模块通过在还原剂罐中形成的安装开口选择性地连接至所述还原剂罐。

5.根据权利要求1所述的一体化还原剂供给系统，其特征在于，所述后处理控制模块与所述电磁阀和所述还原剂液位传感器电连通。