CN102979602A - Scr系统还原剂计量与储存装置的液体加热系统 - Google Patents

Scr系统还原剂计量与储存装置的液体加热系统 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了一种SCR系统还原剂计量与储存装置的液体加热系统，还原剂计量与储存装置包括集成一体的计量泵和储液箱，计量泵内嵌入有导热铝板，液体加热系统包括设置在计量泵内的复数段冷却液循环流道、集成在所述计量泵下方的进液管和出液管，流经液体加热系统的热冷却液在对计量泵加热的后会通过进液管和出液管对储液箱内的还原剂进行加热；本发明SCR系统还原剂计量与储存装置的液体加热系统效果好，且流道和管路布置合理可靠，易于加工，节约成本，便于维护更换。

Description

SCR系统还原剂计量与储存装置的液体加热系统
技术领域
本发明涉及一种柴油车尾气处理净化系统中还原剂的加热控制系统，尤其涉及一种SCR系统还原剂计量与储存装置的液体加热系统。
背景技术
现已知，选择性催化还原技术(SCR)是机动车尾气后处理技术的主流路线，即将还原剂(行业内称为“添蓝”)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，这也是实现“国IV排放标准”最普遍的技术路线。
SCR系统中最普遍的还原剂是32.5％的尿素水溶液，该溶液在-11℃时易结冰，现有技术中一般通过对储液箱、计量泵及其管路的加热来解决结冰问题，一种是电加热，一种是液体加热，电加热是通过对功率电阻通电升温的方式进行加热，该方式耗电量大，成本高，拆卸维护困难，且在低温下蓄电池本身容量小，自放电效应强，此环境下如果启用电加热，会过多消耗电能，且缩短蓄电池的使用寿命；液体加热主要是通过热的发动机冷却液对计量泵进行加热，由于计量泵是高精度耦件装置，冷却液流道布置困难，而且加热效果不理想，如BOSCH产品DENOX2.2系统公开了一种液体加热的计量泵，该系统主要是通过加热后的液体对储液箱进行加热后再对计量泵进行加热，由于储液箱内消耗的热量较大，在流经计量泵时液体温度不高，达不到快速化冰的效果。
另外，SCR系统一般包括储液箱、计量泵、喷嘴等装置，现有技术中，上述各模块单元都是相互独立的，这样不仅要分别对计量泵和储液箱进行加热，还会造成因管路较多造成的布置困难和泄漏隐患等。
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、集成度高、解冻效果好的SCR系统还原剂计量与储存装置的液体加热系统，该系统主体结构使用塑料，节约成本。
为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：SCR系统还原剂计量与储存装置的液体加热系统，所述计量与储存装置包括集成一体的计量泵和储液箱，所述液体加热系统包括设置在计量泵内的复数段冷却液循环流道、与所述计量泵集成一体的进液管和出液管，所述进液管和出液管分别与所述冷却液循环流道管路连通，热发动机冷却液流经计量泵后会向下流经设置在储液箱内的进液管和出液管，由于计量泵内储留的还原剂较少，不会过多地消耗热量，在流经计量泵后再流入储液箱时不会影响储液箱内还原剂的正常解冻。
所述计量泵为层状结构，所述复数段冷却液循环流道形成于所述层状结构内。
所述层状结构内嵌入导热铝板，所述复数段冷却液循环流道位于所述导热铝板的下方，所述导热铝板的上表面形成复数段还原剂流道。
所述计量泵包括底托、导热铝板、安装板和盖体，所述导热板嵌入在所述安装板和所述底托之间，所述还原剂流道形成于所述安装板和所述导热板之间，所述盖体安装在所述安装板上。
所述冷却液循环流道包括进液流道和出液流道，所述进液流道与设置在所述计量泵下方的进液管连通，所述出液流道与设置在所述计量泵下方的出液管连通。
所述液体加热系统还包括设置于底托一侧的进液接头和出液接头，所述进液接头和出液接头分别与进液流道和出液流道相连通。
所述冷却液循环流道在所述底托平面方向内形成曲折走向，使其加大对导热铝板的加热面积。
所述计量泵还包括设置在安装板上的过滤器、膜片泵、计量阀和混合腔，至少所述膜片泵、计量阀和混合腔设置在所述盖体与所述安装板形成的密封空间内。
所述安装板和所述底托由工程塑料成型。
所述冷却液循环流道设置为半圆形截面或扁平状结构或梯形结构，增大冷却液循环流道与所述导热铝板的接触面积，加热效果明显。
与现有技术相比，本发明SCR系统还原剂计量与储存装置的液体加热系统具有如下优点：
第一、本发明计量泵为层状结构，底托和安装板都是工程塑料成型，只有嵌入式的导热铝板是金属材料，易加工，重量轻、成本低。
第二、冷却液循环流道在嵌入式导热铝板底部流动，对导热铝板上表面还原剂流道内的还原剂可以快速加热。
第三、，该层状结构设计使热冷却液流经计量泵后再对储液箱进行加热，热能消耗少，加热效果明显，且集成式设计减少了中间管路过多造成的还原剂泄露隐患。
第四、需要拆卸维护或者对计量泵内还原剂流道清洁时，只需要将计量泵内的安装板和盖体一体卸下，无需将整个计量泵和进液管、出液管拆卸下来，维护、更换方便。
附图说明
图1是本发明SCR系统中计量泵装设于储液箱上的立体视图；
图2是本发明的立体分解图；
图3是本发明底托和导热板的立体分解图；
图4是本发明底托和导热板组装在一起的俯视图；
图5a、5b、5c是本发明冷却液循环流道具体实施方式的结构示意图。
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。
如图1所示，本发明所揭示的SCR系统还原剂计量与储存装置的液体加热系统，用于在低温下对计量与存储装置进行加热，所述计量与存储装置包括计量泵1和储液箱2，所述计量泵和储液箱集成一体，流经液体加热系统内的热冷却液在对计量泵加热后再对储液箱内的还原剂进行加热。
参见图2，所述计量泵1为层状结构，自下而上依次为底托11、导热板12、安装板13和盖体14，所述安装板13和盖体14间通过数个螺栓等紧固件与底托11连接，所述导热铝板12嵌入式设置在所述底托11内，所述导热铝板12上表面、底托11上表面和安装板13水平配合，所述盖体14安装于所述安装板13上，且与安装板13间形成一密封空间，至少计量泵内的膜片泵3、计量阀4和混合腔5设置在所述安装板13和所述盖体14形成的密封空间内。
结合图3所示，具体说，所述底托11内形成一凹部15，所述导热铝板12完全配合地设置在所述凹部15内，所述凹部15内形成有复数段凹槽，此复数段凹槽与所述导热铝板12下表面形成冷却液循环流道6，所述导热铝板12上表面也形成复数段凹槽，导热铝板上表面凹槽和导热铝板上侧的安装板形成复数段还原剂流道8，所述计量泵内的还原剂通过还原剂流道8连通和输送。
所述液体加热系统包括设置在计量泵1内的冷却液循环流道6和设置在计量泵下方并贯穿所述底托11的进液管66和出液管67，所述进液管66和出液管67分别与所述冷却液循环流道6连通，并延伸入所述储液箱2内，所述冷却液循环流道6、进液管66和出液管67形成一个冷却液流管路，所述复数段冷却液循环流道6通过对导热铝板12进行加热来实现对形成于导热铝板12上的还原剂流道8进行加热，同时热冷却液流经进液管66和出液管67时可以对储液箱2内的还原剂进行加热。
结合图3、图4示，所述冷却液循环流道6包括进液流道63和出液流道65，所述进液流道63与进液管66连通，所述出液流道65与出液管67连通，所述进液管66和出液管67在底部通过热交换器68连通，所述进液流道63和出液流道65为底托11的上表面向下凹设后和对应位置处的导热板12的下表面间所形成的空间。
较佳地，所述底托侧壁上还设置有进液接头61和出液接头62，所述进液接头61和进液流道63连通，所述出液接头62与所述出液流道65连通，所述进液接头61和出液接头62分别用作热冷却液的进入和输出。
总结以上描述，所述液体加热系统包括依次连通的进液接头61、进液流道63、进液管66、出液管67、出液流道65和出液接头62，所述进液管66和出液管67自底托11向下延伸形成至储液箱2中，所述液体加热系统中的热冷却液自进液接头61流入后、依次流经进液流道63、进液管66、出液管67、出液流道65和出液接头62，此设计可以使热冷却液流经计量泵后再对储液箱进行加热，在流经计量泵时由于计量泵内储留的还原剂少，热能消耗少，不会影响对储液箱内还原剂的正常解冻。
较佳地，所述进液流道63向底托11远离进液接头61和出液接头62的一端形成一个曲折延伸，如此设计可以延长进液流道内的热冷却液走向，对易结冰的混合腔、过滤腔、泵腔等内的还原剂进行加热。
较佳地，所述计量泵1内的底托11、安装板13和盖体14均由工程塑料成型，只有导热铝板12由金属材料成型，既提高了加热效果的，又减轻了计量泵的整体重量，同时也降低了加工难度和成本。
优选地，如图5a所示，所述进液流道63和出液流道65设置为半圆形截面的结构，以增大进液流道63和出液流道65内的热冷却液与导热铝板的接触面积，从而提高加热效果。
在本发明的其他实施例中，如图5b和图5c所示，所述进液流道63和出液流道65还可设置为梯形结构或扁平状结构或其它一切有利于导热的结构。
更佳地，如图2所示，设置在进液管66和出液管67底部连接处的热交换器68为增大换热面积的螺旋状结构，且在进液管66上部的外表面上包裹隔热套69，隔热套69的设置使加热后的热冷却液在流经进液管上部时避免损失过多热量，而是首先融化储液箱底部的冰冻，便于吸液管70进行还原剂抽吸。
本具体实施例中，所述盖体14和安装板13是封闭连接的，在维修或清洁时只需将安装板13和底托11之间的螺栓拆卸即可实现分离，进行维护或清洁，避免了将整个计量泵或/和液体加热系统拆卸下来。
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 (10)

1.SCR系统还原剂计量与储存装置的液体加热系统，其特征在于：所述还原剂计量与储存装置包括集成一体的计量泵和储液箱，所述液体加热系统包括设置在计量泵内的复数段冷却液循环流道、与计量泵集成一体的进液管和出液管，所述进液管和出液管分别与所述冷却液循环流道管路连通。
2.根据权利要求1所述的SCR系统还原剂计量与储存装置的液体加热系统，其特征在于：所述计量泵为层状结构，所述复数段冷却液循环流道形成于所述层状结构内。
3.根据权利要求2所述的SCR系统还原剂计量与储存装置的液体加热系统，其特征在于：所述层状结构内嵌入导热铝板，所述复数段冷却液循环流道位于所述导热铝板的下方，所述导热铝板的上表面形成复数段还原剂流道。
4.根据权利要求3所述的SCR系统还原剂计量与储存装置的液体加热系统，其特征在于：所述计量泵包括底托、导热铝板、安装板和盖体，所述导热板嵌入在所述安装板和所述底托之间，所述还原剂流道形成于所述安装板和所述导热板之间，所述盖体安装在所述安装板上。
5.根据权利要求1或4所述的SCR系统还原剂计量与储存装置的液体加热系统，其特征在于：所述冷却液循环流道包括进液流道和出液流道，所述进液流道与所述进液管连通，所述出液流道与所述出液管连通。
6.根据权利要求5所述的SCR系统中的计量泵，其特征在于：所述液体加热系统还包括设置于底托一侧的进液接头和出液接头，所述进液接头和出液接头分别与进液流道和出液流道相连通。
7.根据权利要求5所述的SCR系统还原剂计量与储存装置的液体加热系统，其特征在于：所述进液流道在所述底托平面方向内曲折走向，使其加大对导热铝板的加热面积。
8.根据权利要求4所述的SCR系统还原剂计量与储存装置的液体加热系统，其特征在于：所述计量泵还包括设置在安装板上的过滤器、膜片泵、计量阀和混合腔，至少所述膜片泵、计量阀和混合腔设置在所述盖体与所述安装板形成的密封空间内。
9.根据权利要求4述的SCR系统还原剂计量与储存装置的液体加热系统，其特征在于：所述安装板和所述底托由工程塑料成型。
10.根据权利要求1所述的SCR系统还原剂计量与储存装置的液体加热系统，其特征在于：所述冷却液循环流道设置为半圆形截面或扁平状结构或梯形结构。
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