CN102301124B - 喷射器安装系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于将喷射器（22）安装到排气处理系统（10）中的排气流管道（21）的喷射器安装系统（30）。喷射器（22）包括具有开口端（46）的壳体（32），开口端（46）安装孔/喷嘴（38）。喷射器安装系统（30）包括固定于排气流管道（21）上的凸台（62）、以及喷射器（22）的端盖（44），端盖（44）附接于壳体（32），封闭开口端（46）并且将孔/喷嘴（38）固定在开口端（46）里。凸台（62）和端盖（44）包括配合法兰（60、64），配合法兰（60、64）限定用于将喷射器（22）固定到排气流管道（21）的非螺纹连接器。端盖（44）的配合法兰（60）形成为端盖（44）的整体的部分，以及凸台的配合法兰（64）形成为凸台（62）的整体的部分。

Description

喷射器安装系统

相关申请的交叉引用

本申请请求2009年2月2日提交的美国临时申请第61/206,682号的申请日的权益，其全部内容经引用并入本文。

联邦政府资助的研究或开发

不适用。

缩微胶片/版权参考

不适用。

技术领域

本发明涉及喷射器安装系统，更特别涉及用于安装排气处理系统内的喷射器的系统，甚至更特别涉及用于安装柴油排气后处理系统内的喷射器的系统。

背景技术

在汽车行业已知道，在排气处理系统中，特别是在柴油排气后处理系统中包括喷射器，用于喷射将有助于排气处理的诸如合适的燃料、氧合剂或还原剂之类的流质。用于安装这种喷射器的一种已知系统采用了多个螺栓螺柱，这些螺栓螺柱作为用于喷射器的螺栓结合法兰式连接的部分从排气管延伸。虽然这样一种安装系统可能适合于其预期目的，但总是有改进的空间。

发明内容

根据本发明的一个特征，提供用于将喷射器安装到排气处理系统中的的排气流管道的喷射器安装系统，所述喷射器包括具有开口端的壳体，所述开口端安装有将喷射流导入所述排气流管道的孔/喷嘴。所述安装系统包括固定于所述排气流管道中的凸台（boss），以及所述喷射器的端盖，所述端盖附接于所述壳体，封闭所述开口端并且将所述孔板/喷嘴固定在所述开口端。所述凸台和所述端盖包括配合法兰，所述配合法兰限定用于将所述喷射器固定到所述排气流管道的连接器。所述端盖的所述配合法兰形成为所述端盖的整体的部分，以及所述凸台的所述配合法兰形成为所述凸台的整体的部分。连接器脱离于螺纹紧固件。

在一个特征中，所述连接器是V型带式连接器，并且所述法兰联合限定V形横截面，所述V形横截面可由V型带夹紧，以将所述喷射器固定到所述排气管道。

在一个特征中，所述连接器是卡口式（bayonet type）连接器，所述凸台的所述配合法兰限定多个槽，以及所述端盖的所述配合法兰限定多个挂耳，所述多个挂耳与所述槽可接合，以将所述喷射器固定到所述排气管道。

在一个特征中，所述挂耳以圆柱形销方式限定。在又一特征中，所述销是所述端盖的所述配合法兰的整体的部分。

在一个特征中，所述凸台的所述配合法兰包括限定所述槽的多个冲压元件。

在一个特征中，所述凸台的所述配合法兰包括具有形成于其中的所述槽的第一环。在另一特征中，所述凸台还包括第二环，所述第二环固定于所述第一环以提供对所述第一环的结构支撑。

在一个特征中，所述凸台的所述配合法兰包括停止制动器，所述停止制动器将所述挂耳的其中一个锁定到所述槽的其中一个里的充分接合的位置。

从包括附图的整个说明书的阅览，其他目的、特征和优势将变得显而易见。

附图说明

图1是包括体现本发明的喷射器安装系统的柴油排气处理系统的图解表示；

图2是取自图1中线2-2的放大的剖视图；

图3是图2的一部分的放大视图；

图4是类似于图3的视图，但其显示了本发明的喷射器安装系统的替代具体实施方式，并且为图示目的，拆除了喷射器的一些元件；

图5是从上方显示的等轴测视图，其显示了用于图4的喷射器安装系统的凸台的一种具体实施方式；

图6是图5的凸台的顶视平面图；

图7是取自图6中线7-7的剖视图；

图8是取自图5中线8-8的扩大的剖视图；

图9是取自图6中线9-9的制动头的扩大视图；

图10是显示取自图4中线10-10的安装系统的端盖元件的视图；

图11是取自图10中线11-11的视图；

图12是图10和11中所示的端盖元件的替代端盖元件的平面视图；

图13是从上方显示的等轴测视图，其显示了用于本发明的安装系统的凸台的替代具体实施方式；

图14是图13的凸台的平面视图；

图15是取自图13中线15-15的剖视图；

图16是图14的凸台的冲压板元件的从下方显示的等轴测视图；

图17是图16的冲压板的底视图；

图18是取自图17中线18-18的视图；

图19是图13的凸台的另一冲压板元件的从上方显示的等轴测视图；

图20是图19的冲压板的平面视图；

图21是取自图20中线21-21的视图；

图22是图13的凸台的又一冲压板元件的从上方显示的等轴测视图；

图23是图22的冲压板的平面视图；

图24是取自图23中线24-24的视图；

图25是图13的凸台的另一冲压板元件的平面视图；

图26是取自图27中线26-26的视图；

图27是取自图13中线27-27的制动元件的平面视图；

图28是取自图27中线28-28的视图；

图29是取自图28中线29-29的视图；

图30是与图13-29的凸台一起使用的用于本发明的安装系统的另一端盖具体实施方式的平面视图；

图31是取自图30中线31-31的视图。

具体实施方式

图1中稍微大体地显示了柴油排气后处理系统10，其用于处理来自诸如柴油压缩机16的柴油燃烧过程14中的排气12。排气12将通常包含诸如一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO₂）等之类的氮氧化物（NO_x）、特别物质（PM）、碳氢化合物、一氧化碳（CO）以及其他的燃烧副产品。系统10可包括一个或多个元件18和20以协助处理排气12，包括例如燃烧器（burner）或者燃烧室（combustor）、柴油微粒过滤器（DPF）、以及诸如选择性催化还原催化剂（SCR）或稀NOx捕集器之类的NO_x还原设备中的任何一个或全部。这些元件由任何合适的结构的排气流管道21连接，包括与元件18和20和/或排气管或管道成整体的壳体。常见的是：在这些元件的上游或者下游（两个举例都显示在图1中）采用喷射器22以将流质注入排气12中，比如，例如合适的燃料（合适的燃料的几个举例是氢和碳氢化合物）、氧合剂（如空气）、或者氮还原剂，如氨、尿素、碳氢化合物、氢、或合成气。在所示的具体实施方式中，每个喷射器22通过供应管道26连接到用于相应的流质的增压供应器24上。

虽然用于喷射器22的任何合适结构都可结合本发明使用，图2中显示了结合体现本发明的喷射器安装系统30的一种结构。喷射器22包括壳体32、阀34、用于选择性地驱动阀34的模制线圈组件36、用于将流质的雾化流导入排气12中的以孔板40形式的孔/喷嘴38、用于与供应管道26连接的供应配件42、以及端盖44。壳体32具有导向限定用于孔/喷嘴38的支座48的壳体32的开口端46的多个流动通道45，支座48包括环状的O型环槽50，O型环槽50容纳用于密封流动通道45的O型环52。在这方面，端盖44到壳体32的连接用于将孔/喷嘴38固定在支座48上，同时在壳体32和孔/喷嘴38之间压缩O型环52以建立密封。虽然在壳体32和端盖44之间可制成任何合适的连接，但是优选的是在壳体32和端盖44上分别提供配合的外和内螺纹，以将端盖44附接到壳体32上。

图2的安装系统30包括为端盖44的整体的部分的法兰60、固定于排气管道21并具有法兰64的凸台62、以及V型带夹65，法兰64为凸台62的整体的部分，V型带夹65接合法兰60和64两者以将法兰60和64各自的平面配合面66和67相对彼此夹紧。在这方面，如在显示V型带夹被移除的图3中最佳所见，每个法兰60和64分别限定向外延伸的截头锥形表面68和69，截头锥形表面68和69被V型带夹65接合，并且分别终止于圆柱形周表面70和72处。

凸台62包括在法兰64和管道21的外表面78之间延伸的圆柱形壁76，管道21形成有圆形开口80，并且延伸通过凸台62限定中间开口82。凸台62可形成为与管道21分开的元件，并且随后通过壁76和管道21的界面（如图2中的84处所示）之间的合适的焊接接头、合适的钎焊接头，或任何其他合适的粘结接头，将凸台62连接到管道21上，或者凸台62可作为管道21的整体的部分形成。如果凸台62形成为单独元件，则重要的是使接合管道21的表面78的壁76的表面被相对地设置以符合表面78。

端盖44还包括用于孔/喷嘴38的圆柱形中间开口86、以及环形肩部88，环形肩部88密切符合开口82，以将喷射器22关于开口80和管道21定位、对准以及居中。

图4显示了用于安装系统30的替代具体实施方式，其利用卡口式连接代替V型带法兰式连接。在这方面，端盖44包括三个挂耳90（在图4中仅显示一个），挂耳90从圆柱形周表面92径向向外延伸，用于接合于设置于凸台62中的对应槽94（在图4中也仅显示一个）中。优选地，挂耳90彼此间是周向等间隔的（即120度角间距），槽94具有相应的间距。对于图4中所示的具体实施方式，凸台62固定于管道21上的展平的表面95，而不是如图2和3的具体实施方式那样具有其外形以符合管道21的圆柱形侧面的圆柱形壁76。可以使用任何适当的方法来将凸台62固定至表面，包括焊接、钎焊或粘结。挂耳90在槽94中的接合将配合面66和95夹在一起，并且将喷射器22连接到管道21上。

图5-7显示了用于在凸台62中提供槽94的一种可能结构。在这种结构中，具有贯穿其中形成的槽94的内部环96被外部环98所包围，外部环98连接到内部环96以提供额外的结构支撑。在这方面，特别值得确保至少在邻近每个槽94的上边缘100的位置处将环96和98连接在一起（例如通过粘结、焊接、或钎焊），以防止环96被任何通过其中起反作用的力而变形。优选地，于102大体显示的停止制动机构，也作为该具体实施方式中凸台62的部分来提供，以将挂耳90锁入槽94中的充分接合的位置中，如图8中所示。如图7中最佳所见，机构102包括形成于外部环96中的制动开口104、制动器106、制动支架108、螺旋压缩弹簧112以及十字销113，制动支架108从外部环96延伸，以安装用于沿制动轴110平移的制动器106，螺旋压缩弹簧112安装于制动器106和支架108之间，以将制动器106偏置入延伸到对应槽94中的锁定位置，十字销113在支架的相对于环96的一侧上延伸通过制动器106，以限制制动器106进入槽94中的平移。如图7-9中最佳所见，制动器106具有头114和纵长圆柱形本体116，纵长圆柱形本体116从头114沿轴110延伸以被可滑动地收容在支架108中用于在其中沿轴110被引导平移。头114具有成角度的上表面117、一对平行的侧表面118、半圆柱形下表面120、以及成角度的或倾斜面122（图8）。成角度的上表面117符合对应槽94的成角度的上边缘100，当挂耳90移入与槽接合时，倾斜面112允许挂耳90促使头114离开槽94。在这方面，环98中的制动开口104符合由表面117、118和120限定的头114的外围形状，以提供头114从槽94出来和进入开口104中的受支承的运动。如图8中最佳所见，在挂耳90经过头114并在槽94中的进入充分接合之后，头114则平移回到槽94中。本体116包括收容十字销113的横向孔124，优选地具有干涉配合。

如图10和11中所见，为与在图4-9所示的凸台62的具体实施方式接合，端盖44的挂耳90优选地是以圆柱形销126的形式，圆柱形销126从周表面92径向向外延伸，每个销126终止于端表面128。销126可以形成为如图10和11所示的端盖44的整体的部分，或者如图13中所示的，可以是单独元件销126A，单独元件销126A压配（press fit）入端盖44中的配合孔130中。如果使用压配销126A，则可能值得调整它们的直径以确保端盖44的强度是足够的，其中对槽94做出相应的调整，使得槽宽度密切对应于销直径。如图4中最佳所见，端盖44还可以包括用于收容并定位孔/喷嘴38的环形支座131。

图13-15显示了用于在凸台62中提供槽94的另一结构。在该结构中，冲压板134、136、138和140的堆132被收容于冲压壳体142中，冲压壳体142具有用型铁弄弯曲（swage）于堆132之上以将堆132夹在壳体142中的唇部144。如在图16-18中最佳所见，板134具有三个周向延伸的狭槽146、148和150，设定狭槽146、148和150的大小以接收对应的挂耳90（在下文更详细描述）。优选地，狭槽146、148和150中的每一个都具有不同的圆周长，该圆周长对应于挂耳90的特定一个的圆周长，以确保喷射器22关于排气管道21正确定位。周向成角度的斜坡表面152、154和156分别从每个槽口146、148和150延伸，以限定每个对应槽94的上表面。如图19-21中最佳所见，板136包括三个直立的支撑158、160和162，三个直立的支撑158、160和162周向间隔以在分别对应于槽口146、148和150的周向位置处支撑于板134下面。周向成角度的斜坡表面164、166和168分别从每个支撑158、160和162顺时针方向延伸，以分别限定每个对应槽94的较低表面，并终止于径向延伸的停止表面170、172和174，停止表面170、172和174限定对应槽94的末端。如图22-24中最佳所见，板138包括三个直立的支撑176、178和180，三个直立的支撑176、178和180分别大体符合于每个支撑158、160和162并支撑于每个支撑158、160和162下面。如图25和26中最佳所见，板140具有平环形状，且给堆132提供紧靠壳体142的唇部184的下表面182。

如图14中最佳所见，该具体实施方式的凸台62还优选地包括停止制动器186（显示在缩回位置），安装停止制动器186以平行于凸台62的中心轴平移入和平移出对应槽94。如图27-29中最佳所见，制动器186以弓形（segment shaped）块形式提供，弓形块具有弧曲形径向内和外表面188和190、一对径向延伸的侧表面192和194、平面底表面196、以及楔形上表面198。在底表面196提供孔200以收容螺旋压缩弹簧（未显示），该螺旋压缩弹簧夹于制动器186和板140之间，以将制动器186偏置入槽94中。通过分别符合形成于板136和138中的槽口202和204，引导制动器186平移入和平移出槽94。对应挂耳90与楔形上表面198的接合迫使制动器186平移出槽94，以使挂耳90移入与槽94的充分接合，在这一点，挂耳90清空制动器186，从而允许制动器186平移回到槽94中，该槽将挂耳90限制在与槽94充分接合的位置。

凸台62还包括定时销206，定时销206接合每个板134、136和138中的定时槽口208，以确保板彼此间的准确角度对准。

如图30和31中最佳所见，显示了用于与图13-29的凸台62的具体实施方式一起使用的端盖44的具体实施方式。在端盖44的该具体实施方式中，挂耳90是以周向延伸的成角度的凸起部（lands）210的形式提供，每个凸起部210都具有对应于板134的槽口146、148和150的其中一个的圆周长。

Claims (6)

1.一种喷射器安装系统，其用于将喷射器安装到排气处理系统中的排气流管道，所述喷射器包括具有开口端的壳体，所述开口端安装将喷射流导入所述排气流管道的孔/喷嘴，所述喷射器安装系统包括：固定于所述排气流管道中的凸台；以及所述喷射器的端盖，所述端盖附接于所述壳体，封闭所述开口端，并且将所述孔/喷嘴固定在所述开口端里，其中，所述凸台和所述端盖包括配合法兰，所述配合法兰限定用于将所述喷射器固定到所述排气流管道的非螺纹连接器，所述端盖的所述配合法兰是所述端盖的整体的部分，以及所述凸台的所述配合法兰是所述凸台的整体的部分；

其中所述连接器是卡口式连接器，所述凸台的所述配合法兰限定多个槽，以及所述端盖的所述配合法兰限定多个挂耳，所述多个挂耳与所述槽可接合以将所述喷射器固定到所述排气流管道。

2.权利要求1的所述喷射器安装系统，其中所述挂耳以圆柱形销方式限定。

3.权利要求2的所述喷射器安装系统，其中所述销是所述端盖的所述配合法兰的整体的部分。

4.权利要求1的所述喷射器安装系统，其中所述凸台的所述配合法兰包括限定所述槽的多个冲压元件。

5.权利要求1的所述喷射器安装系统，其中所述凸台的所述配合法兰包括于其中形成有所述槽的第一环；在另一特征中，所述凸台还包括第二环，所述第二环固定于所述第一环以提供对所述第一环的结构支撑。

6.权利要求1的所述喷射器安装系统，其中所述凸台的所述配合法兰包括停止制动器，所述停止制动器将所述挂耳的其中一个锁定到在所述槽的其中一个里的充分接合的位置。