CN102889109A - Scr喷射系统中空气节流孔的防堵装置 - Google Patents

Scr喷射系统中空气节流孔的防堵装置 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了SCR喷射系统中空气节流孔的防堵装置，所述空气节流孔设在计量泵泵体上混合腔的侧壁上，所述防堵装置包括形成于泵体上的气缸腔室和设置于所述气缸腔室内的活动组件，所述活动组件将所述气缸腔室分为第一腔室和第二腔室，所述第一腔室内设有与活动组件相接的弹簧和呼吸孔，所述第二腔室内设有压缩空气入口，所述缸体组件在第二腔室内的末端设有通针，所述第二腔室通过所述空气节流孔与所述混合腔相连通，本发明防堵装置能有效防止积聚在空气节流孔内的还原剂结晶而引起的空气节流孔变小或堵塞，从而保证还原剂的雾化效果。

Description

SCR喷射系统中空气节流孔的防堵装置
技术领域
本发明涉及一种柴油车尾气后处理中的SCR系统，尤其涉及一种SCR系统计量泵中混合腔侧壁上的空气节流孔的防堵装置。
背景技术
随着机动车排放标准的不断提高，车辆尾气净化系统也日益倍受机动车制造商的关注，各种技术路线也逐渐成熟。现已知，通过选择性催化还原技术（SCR）减少内燃机尤其是柴油机尾气中的氮氧化物是一种普遍的技术路线，即将还原剂（32.5%的尿素水溶液）经过雾化定量喷射进排气管路，并通过SCR催化剂将废气中的主要有害气体NOX转化成氮气和水排出，达到尾气净化的目的。
在SCR系统中计量喷射泵是精确控制部件，也是SCR系统的关键部件，尤其是还原剂的雾化效果是影响减排效果的重要因素之一，现有技术中，计量喷射系统分为无气系统和有气系统两种，无气喷射系统中计量阀直接设置在排气管上，通过计量阀直接计量喷射并雾化，这种系统虽然结构简单，但由于只能靠液体自身压力雾化，雾化效果有限，对氨气浓度分布均匀性有很大影响。
另一种是有气喷射控制系统，如申请人前期提交的申请号为201120114729.3、名称为“SCR系统中的尿素计量喷射泵”的中国专利申请，其中公开了一种有气控制系统，如图1所示，该有气控制系统主要依靠膜片泵91将还原剂送到计量阀92入口，通过计量阀92准确计量将还原剂喷射到混合腔93中，压缩空气的高速气流通过混合腔93侧壁上的空气节流孔94进入混合腔93内，将喷射出的还原剂进行一次雾化并吹送到喷嘴95处，喷嘴喷射过程中再次进行雾化喷射到排气管路中，二次雾化的还原剂在排气管中热解、水解后在SCR载体中进行选择性反应。这种有气喷射系统有其自身优点，即在混合腔内进行气液混合，并通过安装在排气管内的喷嘴进行二次雾化，雾化效果好。
然而，由于空气节流孔较小，其直径一般只有大概0.7mm，因此在工作过程中，易被结晶的尿素堵塞，从而导致空气流量变小，影响雾化效果，严重时会造成空气节流孔的堵塞，气流无法进入混合腔进行气液搅拌，喷雾效果不明显，从而影响还原剂的催化还原反应，达不到理想的减排效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种设计巧妙、结构简单的SCR喷射系统中空气节流孔的防堵装置，能有效防止残留在混合腔内的还原剂结晶而造成空气节流孔变小或堵塞，以保证还原剂的雾化效果。
为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：SCR喷射系统中空气节流孔的防堵装置，所述空气节流孔设在计量泵泵体上混合腔的侧壁上，其特征在于：所述防堵装置包括形成于所述泵体上的气缸腔室和设置于所述气缸腔室内的活动组件，所述活动组件将所述气缸腔室分为第一腔室和第二腔室，所述第一腔室内设有与活动组件相接的弹簧，所述第二腔室内设有压缩空气入口，所述活动组件在第二腔室内的末端设有通针，所述第二腔室通过所述空气节流孔与所述混合腔相连通。
优选地，所述泵体为一体式结构的泵体或由内板和外板组合而成的泵流道结构。
所述第一腔室上设有呼吸孔。
所述防堵装置为膜片式气缸，其活动组件包括分隔所述第一腔室和第二腔室的工作膜片，自工作膜片向第二腔室延伸形成的活塞杆，以及设于活塞杆末端的所述通针。
所述防堵装置为活塞式气缸，其活动组件包括分隔所述第一腔室和第二腔室的活塞，以及自活塞向第二腔室延伸形成的活塞杆，以及设于活塞杆末端的所述通针。
所述活塞式气缸的第一腔室上设有气缸端盖。
所述通针可插入所述空气节流孔内。
所述空气节流孔切向设置于混合腔的侧壁上。
与现有技术相比，本发明SCR系统中的空气节流孔的防堵装置在现有的SCR有气喷射控制系统中增加了空气节流孔的防堵结构，其结构设计合理、可有效防止残留在混合腔内的还原剂结晶而造成空气节流孔变小或堵塞，从而保证还原剂的雾化效果及对汽车尾气的减排效果。
 
附图说明
图1是背景技术中SCR有气计量喷射泵系统的原理图；
图2是本发明第一实施例所揭示的包含防堵装置的SCR系统中泵体的局部示意图； 
图3是通气状态下图2中A-A向的剖视图；
图4是无气状态下图2中A-A向的剖视图；
图5是第一实施例中膜片组件的结构示意图；
图6是本发明第二实施例所揭示的防堵装置在通气状态下的局部剖视图；
图7是本发明第二实施例所揭示的防堵装置在无气状态下的局部剖视图。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明优选实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
本发明SCR系统中混合腔的空气节流孔防堵装置，适用于如图1所示的SCR有气喷射系统中。为防止喷射系统中混合腔侧壁上的空气节流孔被还原剂堵塞，本发明采用在计量泵的泵体上设置一装设气缸活动组件的腔室，活动组件上设置一可插入空气节流孔中的通针以防止空气节流孔的堵塞。
如图2~图5所示为本发明第一实施例所揭示的SCR喷射系统中空气节流孔的防堵装置的结构示意图，其适用于泵体结构为一体式的计量喷射泵中，如图3、图4所示，空气节流孔94设置于泵体1上的混合腔93的侧壁上，泵体1上设有气缸腔室2和置于气缸腔室2内的活动组件，活动组件将所述气缸腔室2分为第一腔室21和第二腔室22，所述第一腔室21内设有与活动组件3相接的弹簧4和呼吸孔5，所述第二腔室22内设有压缩空气入口6，所述第二腔室22通过所述空气节流孔94与所述混合腔93相连通，所述空气节流孔94与混合腔93的侧壁相切向设置以形成内旋气流。
在第一实施例中，所述防堵装置为膜片式气缸，其活动组件为膜片组件3a，该膜片组件3a包括分隔所述第一腔室21和第二腔室22的工作膜片31a，自工作膜片31a向第二腔室22延伸形成的活塞杆32a，以及形成于活塞杆32a末端的通针33a，所述通针33a可在活塞杆32a的作用下往复式地插入空气节流孔94内。所述弹簧4装设于第一腔室21内，其一端抵靠于第一腔室21的内壁上，另一端抵设于工作膜片31a上。
优选地，如图5所示，所述膜片组件31a为橡胶材料，膜片组件上的工作膜片31a与活塞杆32a为一体式，且活塞杆为花键式活塞杆。
在计量喷射泵正常工作时，如图3所示，压缩空气从泵体1上的压缩空气入口6处进入气缸的第二腔室22内，且随着压缩空气持续吹入，压缩空气产生的压力将推动工作膜片31a及活塞杆32a向第一腔室21的方向移动而压缩弹簧4，活塞杆32a进一步带动通针33a从空气节流孔中拔出，此时，压缩空气则从空气节流孔中进入混合腔中，以与还原剂充分混合并对喷射出的还原剂进行雾化。 
而在关闭气源后，如图4所示，膜片式气缸的第二腔室22内没有压缩空气，在弹簧的作用下，推动工作膜片31a向第二腔室22移动以复位，活塞杆32a及通针33a亦同时复位，此时，通针33a插入空气节流孔94中，从而防止了残留的还原剂堵塞空气节流孔94。 
本发明第二实施例所揭示的空气节流孔的防堵装置，该防堵装置为设置于泵体上的活塞式气缸，该防堵装置既适用于泵体为一体式的计量喷射泵，也适用于分体式的计量喷射泵，如图6、图7所示，泵体为由内板11和外板12两部分组成的泵流道结构，混合腔93由设置于内板11和外板12上的两部分组成，内板11上的混合腔的一端设置有计量阀92，外板12上的混合腔的一端设置有出液接头96，空气节流孔94设置于内板11上的混合腔93的内壁上，且与混合腔侧壁相切向设置以形成内旋气流。
内板11靠近空气节流孔94的位置处形成一个气缸腔室2，气缸腔室2内设置一活塞式气缸的活动组件，该活动组件为一活塞组件3b，活塞组件3b亦将所述气缸腔室2分为第一腔室21和第二腔室22，第一腔室21内设有与活塞式气缸相接的弹簧4和呼吸孔5，所述第二腔室22内设有压缩空气入口6，所述第二腔室22通过所述空气节流孔94与所述混合腔93相连通。
所述活塞式气缸的活塞组件3b包括分隔第一腔室21和第二腔室22的活塞32b，自活塞32b向第二腔室22延伸形成的活塞杆33b，以及形成于活塞杆33b末端的通针34b，第一腔室的一端设有气缸端盖31b，呼吸孔5设于气缸端盖31b上以防止弹簧4压缩困难，弹簧4一端抵靠于气缸端盖31b上，另一端设于活塞32b上，所述通针34b在活塞杆33b的带动下可往复式地插设于空气节流孔94内。
在计量喷射泵正常工作时，如图6所示，压缩空气从泵体1内板11上的压缩空气入口6处进入气缸的第二腔室22内，且随着压缩空气持续吹入，压缩空气产生的压力将推动活塞32b和活塞杆33b压缩弹簧4，使得活塞杆33b带动通针34b从空气节流孔94中拔出，压缩空气则从空气节流孔94中进入混合腔93中，以与还原剂充分混合并对喷射出的还原剂进行雾化。
而在关闭气源后，如图7所示，气缸的第二腔室22内没有压缩空气，在弹簧4的作用下，推动活塞32b和活塞杆33b复位，活塞杆33b带动通针34b复位而插入空气节流孔94中，从而防止了残留的还原剂堵塞空气节流孔94。
本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.SCR喷射系统中空气节流孔的防堵装置，所述空气节流孔设在计量泵泵体上混合腔的侧壁上，其特征在于：所述防堵装置包括形成于所述泵体上的气缸腔室和设置于所述气缸腔室内的活动组件，所述活动组件将所述气缸腔室分为第一腔室和第二腔室，所述第一腔室内设有与活动组件相接的弹簧，所述第二腔室内设有压缩空气入口，所述活动组件在第二腔室内的末端设有通针，所述第二腔室通过所述空气节流孔与所述混合腔相连通。
2.根据权利要求1所述的SCR喷射系统中空气节流孔的防堵装置，其特征在于：所述泵体为一体式结构的泵体或由内板和外板组合而成的泵流道结构。
3.根据权利要求1所述的SCR喷射系统中空气节流孔的防堵装置，其特征在于：所述第一腔室上设有呼吸孔。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的SCR喷射系统中空气节流孔的防堵装置，其特征在于：所述防堵装置为膜片式气缸，其活动组件包括分隔所述第一腔室和第二腔室的工作膜片，自工作膜片向第二腔室延伸形成的活塞杆，以及设于活塞杆末端的所述通针。
5.根据权利要求1至3任意一项所述的SCR喷射系统中空气节流孔的防堵装置，其特征在于：所述防堵装置为活塞式气缸，其活动组件包括分隔所述第一腔室和第二腔室的活塞，以及自活塞向第二腔室延伸形成的活塞杆，以及设于活塞杆末端的所述通针。
6.根据权利要求5所述的SCR喷射系统中空气节流孔的防堵装置，其特征在于：所述第一腔室上还设有气缸端盖。
7.根据权利要求1所述的SCR喷射系统中空气节流孔的防堵装置，其特征在于：所述通针可插入所述空气节流孔内。
8.根据权利要求1所述的SCR喷射系统中空气节流孔的防堵装置，其特征在于：所述空气节流孔切向设置于混合腔的侧壁上。
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