CN103502596A - 具有减小的流动变化和回流的压力涡流喷射器 - Google Patents

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Abstract

具有插筒式设计的试剂喷射器具有包括试剂入口、试剂出口和涡流室的主体,主体具有可由实心的、可移动的柱销覆盖和露出的出口孔。当出口孔被覆盖或露出时,试剂流动通过喷射器,以冷却喷射器。在喷射器主体和能连接到排气系统的安装凸缘之间设置有隔离体。流动路径确保电磁致动器的冷却。当柱销阻塞出口孔时,试剂可以绕过孔口涡流室。流体可以在极芯的外径和电磁致动器的内径之间流动,通过孔口室,并通过容纳实心柱销的中心孔洞返回,流体可围绕实心柱销流动。不同的内喷射器主体通道可以将流体引导到孔口分配室中,并向外引导到实心柱销。

Description

具有减小的流动变化和回流的压力涡流喷射器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2011年6月21日递交的美国专利申请13/164,976的优先权,该美国专利申请是于2011年2月9日递交的美国专利申请No.13/023,870的部分连续申请,美国专利申请No.13/023,870要求于2010年2月10日递交的美国临时申请No.61/303,146的利益。上述申请的每个的全部公开内容均通过引用合并于此。
技术领域
本公开涉及喷射器系统,更具体地,涉及用于将诸如尿素水溶液的试剂喷射到排气流中以减少来自柴油发动机排气中的氮氧化物(NOX)排放的喷射器系统。
背景技术
本部分提供与本公开相关的未必是现有技术的背景信息。通过利用过量氧气操作,也就是利用比可用燃料的完全燃烧所需量多的氧气操作,稀薄燃烧发动机提供了改进的燃料效率。这种发动机被称为“稀薄”或“稀薄混合”运行。然而,与非稀薄燃烧相比,这种燃油经济性的改进或增加被不希望的特别是以氮氧化物(NOX)形式的污染排放所抵消。
一种用于减少来自稀燃内燃机的NOX排放的方法已知为选择性催化还原(SCR)。在被用于例如减少来自柴油发动机的NOX排放时,SCR包含将雾化试剂喷射到和一个或更多所选择的发动机运行参数有关的发动机的排气流中,发动机运行参数例如是发动机排气温度、由发动机燃油流量测量的发动机每分钟转数或发动机负载、涡轮增压压力或排气NOX质量流量。试剂/排气气体混合物通过含有催化剂的反应器,催化剂诸如例如是能够在有试剂的情况下减少NOX浓度的活性炭或诸如铂、钒或钨的金属。
已知尿素水溶液是用于柴油发动机的SCR系统的有效试剂。然而,这样的尿素水溶液的使用涉及许多缺点。尿素具有高度腐蚀性,可能对SCR系统中诸如用来将尿素混合物喷射到排气流中的喷射器之类的机械部件产生不利影响。在长时间暴露在诸如柴油机排气系统中遇到的温度的高温时,尿素也可能固化。固化的尿素将积聚在喷射器中常见的狭窄通道和出口孔开口中。固化的尿素还可能导致喷射器的运动部件结垢,并堵塞任何开口或尿素流动通道,从而使喷射器无法使用。
另外,如果尿素混合物没有被精细地雾化,尿素沉积物将形成在催化反应器中,抑制催化剂的作用,从而降低SCR系统的有效性。高喷射压力是最小化尿素混合物雾化不足的问题的一种方式。然而,高喷射压力通常导致喷射器喷雾羽流过度渗透到排气流中,从而导致羽流冲击排气管的与喷射器相对的内表面。过度渗透还导致尿素混合物的使用率不高,并减少在减少的NOX的情况下车辆可运行的里程。车辆只能携带有限量的尿素水,因此应该有效使用所携带的尿素水,以最大化车辆里程并减少经常补充试剂的需求。
此外,尿素水是弱润滑剂。这种特性对喷射器的运动部分产生不利影响,并要求喷射器内的相邻或相对运动部分之间采用相对紧或小的配合、间隙和公差。尿素水还有高的泄漏倾向。此特性在许多位置不利地影响需要增强的密封措施的配合表面。
提供用于将尿素水溶液喷射到稀薄燃烧发动机的排气流中以使能够更可靠地管理热和运行一致性的方法和装置将是有利的。提供喷射器的改进的冷却和/或热管理以防止尿素固化并延长喷射器部件的使用寿命将是进一步有利的。最小化从排气管到喷射器的传热以最小化或消除喷射器内部的尿素沉积物形成将是有利的。最小化从热的排气到喷射器出口孔的传热以防止油烟和尿素被吸引到相对较冷的喷射器出口孔也将是有利的。为了经济和环境目的,提供不会泄漏的喷射器也将是有利的。
本公开的方法和装置提供前述和其它优点。
发明内容
本部分提供本公开的大致概括,而不是全部范围或其所有特征的全面公开。
在一些实施例中,一种将试剂引导通过喷射器的方法可以包括:在试剂喷射器的试剂入口接收来自试剂罐的试剂;将试剂引导到在极芯(pole piece)的外径和电磁绕线筒的内径之间限定的极芯通道;将试剂从极芯通道引导到在内下主体的套环的外径和绕线筒的内径之间限定的套环通道;将试剂从套环通道引导到在内下主体的外径和喷射器的下部的内径之间限定的下主体通道;以及将试剂引导到由内下主体限定的分配通道。分配通道可以将下主体通道流体连接到由内下主体和孔口板限定的分配通道中。在一些实施例中,该方法可以包括将第一部分体积的试剂从分配室引导到孔口板中的孔口,以及将第二部分体积的试剂从分配室引导到喷射器的试剂出口。
在一些实施例中,将第一部分体积的试剂引导到孔口板中的孔口可包括:将第一部分体积的试剂引导通过孔口板中的多个槽口;移动柱销并打通孔口板中的孔口;将第一部分体积的试剂引导通过孔口板中的多个槽口并通过该孔口;以及将第一部分体积的试剂引导到由内下主体限定的中心孔洞。
在一些实施例中,将第二部分体积的试剂引导到试剂出口可包括:将第二部分体积的试剂引导通过在柱销穿过的导向板中限定的通孔;将第二部分体积的试剂引导通过柱销头的通孔,柱销头附接到并环绕柱销的端部;将第二部分体积的试剂引导通过电磁线圈的绕线筒的内部;将第二部分体积的试剂引导通过极芯的中心孔洞;将第二部分体积的试剂从分配室引导到由内下主体限定的至少一个返回通道,其中返回通路流体连接分配室和由内下主体限定的中心孔洞。围绕驻留在由内下主体限定的中心孔洞内的实心柱销的外径引导第二部分体积的试剂。
在一些实施例中,用于喷射试剂的喷射器可以采用上喷射器主体、可以被紧固到上喷射器主体的下喷射器主体、限定圆孔以使其可以经由圆孔被环绕下喷射器主体紧固的保持板、限定圆孔以使其可以围绕下喷射器主体紧固的隔离体、和限定圆孔以使其可以围绕隔离体紧固的安装凸缘。保持板可以被直接紧固抵靠下喷射器主体。隔离体可被直接紧固抵靠下喷射器主体和保持板。安装凸缘可被直接紧固抵靠隔离体。保持板可限定围绕保持板外围边缘的多个通孔,安装凸缘可以限定围绕安装凸缘外围边缘的多个盲孔。可以采用具有第一销钉端部和第二销钉端部的销钉,以使第一销钉端部驻留在安装凸缘的一个盲孔内,销钉完全驻留在通过保持板的多个通孔中的一个。
在一些实施例中,可以以这样的方式使用具有第一夹具端和第二夹具端的夹具:夹具被紧固到保持板外围边缘和安装凸缘外围边缘。保持板外围边缘可限定外围凹部,保持板的多个通孔可以位于外围凹部内。安装凸缘外围边缘可以限定槽。第一夹具端可以驻留在安装凸缘外围边缘的槽内,第二夹具端可以驻留在保持板外围边缘的外围凹部内。夹具可以是C形的,第二夹具端可以驻留在第二销钉端部上。隔离体可以限定具有内径和外径的管状区段,内径和外径均具有一系列交替的突起和凹进。
在一些实施例中,热屏蔽件可使用热屏蔽件中的通孔而被安装在安装凸缘上,以使安装凸缘可通过热屏蔽件的通孔突出。在一些实施例中,热屏蔽件可被定位在喷射器上主体和排气管之间。盖可以被安装到热屏蔽件,以使盖环绕上喷射器主体、下喷射器主体和安装凸缘。
在一些实施例中,用于喷射试剂的喷射器可以采用限定了极芯第一端和极芯第二端的圆柱形极芯。极芯可以具有从极芯第一端到极芯第二端的中空内部。弹簧预加载器可以位于中空内部内,并抵靠第一端的一部分。弹簧可以位于中空内部内,并邻接弹簧预加载器。电磁线圈可围绕绕线筒紧固,电磁线圈本身可以环绕圆柱形极芯的外径。在一些实施例中,圆柱形极芯、弹簧预加载器、弹簧和电磁线圈仅驻留在上喷射器主体的腔或室内。
圆柱形内下主体可驻留在下喷射器主体中,并限定纵向中心孔洞。内下主体第一端可限定具有比纵向中心孔洞的直径大的直径的第一端第一孔洞。内下主体第一端还可以限定具有大于纵向中心孔洞并大于第一端第一孔洞的直径的第一端第二孔洞。内下主体第二端可以限定具有大于纵向中心孔洞的直径的第二端孔洞。喷射器可以进一步采用驻留在纵向中心孔洞内的实心柱销。导向板可以被附接到柱销的中间部分。导向板可以驻留在第一端第一孔洞内。柱销头可环绕柱销的端部或柱销的该端部的一部分。柱销头可以驻留在第一端第二孔洞内,孔口板可驻留在第二端孔洞内。圆柱形极芯、弹簧预加载器、弹簧、电磁线圈、圆柱形内下主体、柱销、导向板、柱销头和孔口板可以是单个插筒(cartridge)的一部分。
在一些实施例中,喷射器主体上区段可以限定室,单个插筒或单个插筒的一部分可以插入到该室并驻留在其中。导向板可以限定用于流体通过的一个或更多通孔。可替代地,导向板和柱销可以共同在它们之间限定用于流体通过的一个或更多通孔。柱销头可限定用于流体通过的至少一个通孔。孔口板和内下主体第二端可以在它们之间限定的分配室。孔口板可以限定用于流体通过的通向用于流体离开喷射器的出口孔的多个槽。喷射器主体下区段的内表面和内下主体外表面可以限定流体通路。内下主体可以限定分配通道,分配通道流体连接到由喷射器主体下区段的内表面和内下主体的外表面限定的通路。内下主体可以限定返回通道,返回通道流体连接内下主体中心孔洞和由孔口板和内下主体第二端限定的分配室。实心柱销可以驻留纵向中心孔洞内,以便流体围绕实心柱销通过并通过纵向中心孔洞。
进一步的可应用领域将从在此提供的描述变得明显。在本发明内容中的描述和具体示例仅为了例示的目的,并非意欲限制本公开的范围。
附图说明
在此描述的附图仅用于所选实施例而非所有可能的实施方式的例示目的,并且不意欲限制本公开的范围。
图1示出了使用根据本教导的喷射器的具有污染排放控制系统的示例性路上柴油发动机的示意图;
图2A示出了根据本教导的一些实施例的试剂喷射器的分解视图;
图2B示出了图2A的根据本教导的一些实施例的试剂喷射器的分解剖视图;
图3A示出了试剂喷射器的剖视图;
图3B示出了试剂喷射器的另一剖视图;
图4示出了安装在排气系统中的试剂喷射器的仰视视透视图;
图5示出了安装在排气系统中的试剂喷射器的俯视透视图;
图6示出了根据本教导的一些实施例的试剂喷射器的俯视透视图;
图7示出了根据本教导的一些实施例的试剂喷射器的俯视透视图;
图8示出了根据本教导的一些实施例的试剂喷射器的俯视透视图;
图9示出了根据本教导的喷射器支座的隔离体和安装凸缘的俯视透视图;
图10示出了根据本教导的喷射器支座的隔离体和安装凸缘的分解视图;
图11示出了图9和图10的根据本教导的隔离体和安装凸缘的剖视图;
图12示出了根据本教导的柱销和柱塞的分解图;
图13示出了根据本教导的柱销和柱塞的剖视图;
图14示出了根据本教导的下喷射器主体和柱销的侧视图;
图15示出了根据本教导的下喷射器主体和柱销的分解视图;
图16示出了根据本教导的孔口板的透视图;
图17示出了根据本教导的导向构件的透视图;
图18示出了根据本教导的下喷射器主体和柱销的剖视图;
图19示出了根据本教导的极芯和内下主体的俯视透视图;
图20示出了根据本教导的极芯和内下主体的分解视图;
图21示出了根据本教导的极芯和内下主体的剖视图;
图22示出了根据本教导的喷射器主体的下区段和保持板的俯视透视图;
图23示出了根据本教导的喷射器主体的下区段和保持板的分解视图;
图24示出了根据本教导的喷射器主体的下区段和保持板的剖视图;
图25示出了根据本教导的喷射器主体的下区段和内下主体的俯视透视图;
图26示出了根据本教导的喷射器主体的下区段和内下主体的分解视图;
图27示出了根据本教导的喷射器主体的下区段和内下主体的剖视图;
图28示出了根据本教导的电磁线圈组件的俯视透视图;
图29示出了根据本教导的电磁线圈组件的分解视图;
图30示出了根据本教导的电磁线圈组件的剖视图;
图31示出了根据本教导的绕线筒组件的俯视透视图;
图32示出了据本教导的绕线筒组件的分解视图;
图33示出了据本教导的绕线筒组件的剖视图;
图34示出了根据本教导的流体联接器组件的俯视透视图;
图35示出了根据本教导的流体联接器组件的分解视图;
图36示出了根据本教导的流体联接器组件的剖视图;
图37示出了根据本教导的部分试剂喷射器的俯视透视图;
图38示出了根据本教导的部分试剂喷射器的分解视图;
图39示出了根据本教导的部分试剂喷射器的剖视图;
图40示出了根据本教导的试剂喷射器的俯视透视图;
图41示出了根据本教导的试剂喷射器的分解视图;
图42示出了根据本教导的试剂喷射器的剖视图;
图43示出了根据本教导的合并到排气系统中的试剂喷射器的俯视透视图;
图44示出了根据本教导的合并到排气系统中的试剂喷射器的侧视图;
图45示出了根据本教导的合并到排气系统中的试剂喷射器的俯视图;
图46是显示了常规的控制信号的图表;
图47是显示根据本教导的峰值和同步控制信号的图表;
图48示出了根据本教导的试剂喷射器的剖视图,其例示通过喷射器的流体流动通路;
图49示出了根据本教导的试剂喷射器的局部剖视图;
图50示出了根据本教导的流体联接器组件的俯视透视图;
图51示出了根据本教导的流体联接器组件的侧视图;
图52示出了根据本教导的流体联接器组件的俯视图;
图53示出了根据本教导的试剂喷射器的示出了喷射器和支座布置的局部剖视图;
图54示出了根据本教导的柱销和柱销头的透视图;
图55示出了根据本教导的极芯和内下主体的剖视图;
图56示出了根据本教导的喷射器主体的下区段和内下主体插筒的剖视图;和
图57示出了根据本教导的流体套筒的剖视图。
相应的附图标记在附图的若干视图中始终表示相应的部分。
具体实施方式
现在将参考附图中的图1至图48更完整地描述示例实施例。应当理解,虽然结合柴油发动机和NOX排放的减少描述了本教导,但是本教导可以被用于多种排气流的任意一种,作为非限制性示例,诸如来自柴油机、汽油机、涡轮机、燃料电池、喷气式飞机或输出排出流的任何其它动力源的排气流。此外,本教导可以被用于减少多种不希望的排放中的任意一种。有关更多的详细描述,应当关注2008年11月21日递交的名称为“用于喷射雾化流体的方法和装置”的共同转让的美国专利申请No.12/275,539,该申请通过引用合并于此。因此,本发明提供了用于将诸如尿素水溶液的试剂喷射到排气流中以减少来自发动机排气的排放的改进的方法和装置结构。此外,本教导提供了对现有技术的尿素水喷射器的改进,特别地,对尿素水喷射器的改进包括改进了关键部件的散热,减少了试剂喷射器的尺寸,降低了试剂喷射器的复杂性,并改进了操作和功能。
图1示出了用于减少来自柴油发动机10的排气的NOX排放的示例的污染控制系统。在图1中,系统元件之间的实线表示用于试剂的流体管路,虚线表示电连接。本教导的系统可包括用于保持试剂的试剂罐12和用于输送来自试剂罐12的试剂的诸如泵的输送模块14。试剂可以是尿素溶液、碳氢化合物、烷基酯、醇、有机化合物、E-85、水或类似物,也可以是它们的混合物或者组合物。还应当理解,系统中可以使用一种或更多种试剂,并且可以单独使用或组合使用。试剂罐12和输送模块14可以形成整体的试剂罐/输送模块。此外,还被提供作为系统的一部分的是电子喷射控制器16、可以是低压试剂喷射器的试剂喷射器100、以及具有至少一个催化剂床20的排气系统18。
输送模块14可以包括经由供应管路24供应来自试剂罐12的通过管路过滤器22的试剂的泵。试剂罐12可为聚丙烯、涂覆环氧树脂的碳钢、PVC或不锈钢,并且其尺寸根据应用(例如车辆尺寸、车辆的预期用途等)来设定。过滤器22可包括硬质塑料或不锈钢构造的壳体,并具有可拆卸的滤芯。可以提供压力调节器(未示出)来将系统维持在预定的压力设定点(例如,约60-80psi的较低压力,或在一些实施例中约60-150psi的压力),并可以位于来自试剂喷射器100的返回管路26中。在通向试剂喷射器100的柔性供应管路24中可以提供压力传感器。该系统还可以包括各种防冻策略,以融化冻结的尿素或防止尿素冻结。例如,在系统运行过程中,无论喷射器是否将试剂释放到诸如在发动机排气管中的排气中,试剂在试剂罐12和试剂喷射器100之间连续循环(也就是来回),以冷却喷射器,并最小化试剂在喷射器中的停留时间,从而使试剂保持冷却。
连续的试剂循环对于诸如尿素水的温度敏感型试剂来说可能是必要的,温度敏感型试剂在暴露于如在内燃机排气系统中可能会经历的300℃至650℃的高温时易于固化。已经发现,重要的是将给定的尿素混合物或溶液保持在140℃以下,优选保持在5℃至95℃的更低操作范围中,以提供确保可以防止尿素固化的安全边际。如果允许形成固化的尿素,则固化的尿素可能会阻塞喷射器的移动部分、开口和通道,可能使得喷射器达不到它的预期用途。将认识到流速将取决于发动机尺寸和NOX级别。
所需的试剂的量可随负载、发动机转速、发动机速度、排气温度、排气流量、发动机燃料喷射正时和期望的NOX减少而变化。所有或部分的这些发动机运行参数可以从发动机控制单元28经由发动机/车辆数据总线被供应到试剂电子喷射控制器16。如果给定的发动机、车辆或卡车制造商同意提供这样的功能,试剂电子喷射控制器16也可以被包括作为发动机控制单元28的一部分。排气温度、排气流量和排气背压可以由相应的传感器测量。
现在将参考图2A和图2B进一步描述试剂喷射器100的示例性实施例和变型。在其在图1示出的系统中的示例性使用中,试剂喷射器100可以具有喷射器主体102,喷射器主体102具有喷射器主体上区段102a和喷射器主体下区段102b。长形内下主体104可以被容纳在喷射器主体上区段102a和喷射器主体下区段102b中的至少一个中。长形内下主体104可以限定圆柱形的中心孔洞106,中心孔洞106和孔口板108流体连通,孔口板108可以限定至少一个完全穿过孔口板108的出口孔110(图16)。内下主体104可以配备也可以不配备单独的导向板107(图18)。如图2B、图3A和图3B所示,内下主体104在与柱销118的柱销头相邻的端部可以是锥形的。更具体地,取代用于导向或使柱销118在前后一致的中心孔洞106(图3B)内保持对准的单独的导向板,内下主体104可以是锥形的,或在孔洞内具有减小部(step-down),该减小部具有比中心孔洞106小的内径。如图2B、图3A和图3B所示,在内下主体104的与柱销头相邻的端部的该减小部可为用于柱销118及所附接的柱销头的导向构件。此外,柱销18的柱销头可以用作导向构件,以确保如图49、图55和图56示出的也可以被称为柱塞的柱销头在中心孔洞106内纵向来回移动。
当喷射器100被安装到排气管时,穿过孔口板108的许多孔口能够允许流体流过孔口板并流入柴油发动机的排气系统18(图1、图4、图5、图43至图45)的排气管内的排气流中。取决于应用和工作环境,孔口板108也可以由可提供期望的性能特性并可被更容易和更节省成本地制造的碳化物材料制成。此外,可以避免与其它材料和制造工艺相关联的局限性或缺点,诸如与制造复杂零件形状相关联的局限性或缺点。碳化物可提供额外的优点,诸如对钎焊温度(870-980℃)不敏感,这与可能在该钎焊温度溶解的诸如碳钢和工具钢的其它钢不同。碳化物还可以允许零件表面的硬度比大多数或所有的钢能实现的表面的硬度要大得多。作为示例,使用莫氏矿物硬度表,钻石可以具有10的硬度,碳化物可具有9-9.5的硬度,淬火钢可能在4-6的范围内。因此,碳化物对于整体耐磨性是有利的。此外,碳化物也具有大范围的韧性,并对于特定的应用而言可以被“微调”至具有最好的性能。
孔口板108可被联接到长形内下主体104并使用孔口板固定器112由长形内下主体104保持。如果需要,如图14、图15和图18所示,孔口板固定器112也可以和内下主体104整体形成。在一些实施例中,如果孔口板固定器112被单独形成,孔口板固定器112可以包括中心凸出部分114(图2B),中心凸出部分114的尺寸适于被容纳和保持在长形内下主体104的对应凹入部分116中。环绕出口孔110的可以是阀座120(图16和图18),阀座120可以是圆锥形或锥形的或任何实用的形状,然而,优选例如如图16所示的圆锥形。长形计量塞或柱销118的形式的阀构件(图2A、图2B、图12、图13、图15和图18)可以被可滑动地安装在中心孔洞106内,并可与阀座120配合,以便在就座时限定密封和关闭位置,在离座时限定未密封和打开位置。在一些实施例中,孔口板108可以经由压配合连接被联接到内下主体104,然后可以进行钎焊。
参见图2A、图2B和图19至图21,试剂喷射器100可以采用具有放大直径的端部124的长形极芯122,放大直径的端部124的尺寸适于被容纳在长形内下主体104的对应尺寸的套环部126内。在一些实施例中,长形极芯122可以被压配合到内下主体104中。安装后,连接或压配合零件还可以或者可替代地被电子束焊接。极芯122的凸缘128的尺寸可以限制极芯122在长形内下主体104内的接合深度,以限定它们之间的空间130(图21和图55)。空间130的尺寸可适于容纳柱销18的柱销头132(图12、图13、图21和图55),并允许柱销118在中心孔洞106内受限制地和受控制地轴向移动。在一些实施例中,诸如O形环的密封构件可以被提供在极芯122内限定的密封内凹部123(例如图55)内,使得在最后装配时O形环位于喷射器主体上区段102a和极芯122之间,以限定并确保防漏流体密封。此外,在一些实施例中,极芯122和内下主体104可以被电子束焊接或用其它永久附接方法,以维持可插入的插筒子组件。
在一些实施例中,柱销头132可以经由压配合和/或炉内钎焊被附接到柱销118的杆。也可被称为柱销头的柱销头132可以包括形成在其中的通孔316(图13、图18和图54),以减少液压压力,并提供用于流体通过的回流路径。也可被称为导向构件的导向板107(图15、图17和图18)可支撑柱销118,以提供柱销118在中心孔洞106中的经导向的移动。导向板107可包括允许流体流动通过的多个槽口或孔109。也就是说,导向板107可以限定一个或多个为贯通槽口的槽口或孔109,以允许流体流动通过,即使在柱销118被附接到导向板107时。
如图2A、图2B、图20和图21所示,长形极芯122可以进一步限定围绕长形极芯122的中心轴延伸穿过长形极芯122的中心孔洞134。中心孔洞134可容纳复位弹簧136和可选的弹簧预加载器138。弹簧预加载器138的尺寸和/或形状可适于接合并预加载复位弹簧136。更具体地,弹簧预加载器138可以接触形成在极芯122的中心孔洞134内的结构以防止在其中的移动,并用于限制可用于复位弹簧136延伸的空间。弹簧预加载器138可以通过多种常规方式中的任意一种被保持,包括使用防止弹簧预加载器138通过的形成在中心孔洞134中的障碍物或特征。可替代地,诸如保持螺钉的可调节的机构可以用于限制或调整弹簧预加载器138的位置。以这种方式,复位弹簧136被允许对柱销118的柱销头132施加偏置力,因此促使柱销118的端部与阀座120接合,并因此关闭或阻止流体流过孔口板108。复位弹簧136和弹簧预加载器138包括中心孔洞,中心孔洞是中空的,并允许流体流动通过复位弹簧136的中心部分和预加载器138的中心部分。如将要讨论的,在一些实施例中,预加载器138可以被除去,和/或整体形成在中心孔洞134内。
图6至图8和图49至图53示出了可从喷射器主体上区段102a突出的具有各种构造或布置的流体入口和流体出口的喷射器101。应该认识到,尽管喷射器101可以与喷射器100不同,但是每个喷射器的各部分可以被合并到另一个中,而不背离本教导。因此,应该理解,有时术语喷射器100可以通常用于指代喷射器100和喷射器101二者。参考所注明的图,喷射器主体上区段102a可以由单种材料形成或模制,并且可被形成或模制为单件而不是两件,从而流体入口、流体出口和电连接器壳体都可以作为喷射器主体上区段102a的一部分被模制到单件中。如图21和图55所示,这样的结构有利于由预先组装成插筒的部件构成的插筒的插入,这将在后面讨论。图4至图6和图50至图53还示出了便于将喷射器101安装到排气部件的喷射器支座。图34至图36各自还示出了没有支座的喷射器101。图34至图36和图50至图53进一步示出了流体入口168、流体出口170和电连接器壳体174的示例位置。图35示出了喷射器101,其中入口端口过滤器175和出口端口过滤器177分别从入口168和出口170移除。图35还示出了均从喷射器主体上区段102a移除的封装电磁线圈和关联的绕线筒的磁通架178。图36和图49为示出了安装在入口168内的入口过滤器175、安装在出口170内的出口过滤器177以及被安装在喷射器主体上区段102a内的磁通架178环绕的电磁线圈和关联的绕线筒的剖视图。图49进一步示出了设置在出口170中的节流器孔口139。在一些实施例中,节流器孔口139可被螺纹接合或压配合在出口170内,并由303不锈钢制成。
在组装期间(图9至图42、图49和图54至图57),可选的弹簧预加载器138和复位弹簧136可设置在极芯122的中心孔洞134内。在一些实施例中,如图49、图55和图56所示,复位弹簧136的尺寸可以适于位于中心孔洞134的放大部分内,并且复位弹簧136可以被捕获在中心孔洞134的放大部分内,从而消除了对预加载器138的需要。复位弹簧136可以通过被捕获在中心孔洞134的肩部135和设置在柱销头132中的相对孔137之间而被保持在预加载位置(例如0.8lb的预加载)(参考图55和图56)。
如图21、图55和图56所示,极芯122的端部124可以被容纳在内下主体104的套环部126内,由此将的柱销118的柱销头132捕获在它们之间,从而柱销118沿着内下主体104的中心孔洞106延伸并位于其内。柱销118的纵向中心轴线可以与中心孔洞106的纵向中心轴线重合。孔口板固定器112的凸出部分114可以被联结或插入到内下主体104的凹入部分116内。凹入部分116可以被描述为一个腔或孔洞。相反,如图49、图55和图56所示,孔口板固定器112的部分114的尺寸可大于内下主体104的部分116的尺寸,从而孔口板固定器112的部分114通常环绕并捕获内下主体104的部分116。在这样的布置中,部分116可以被称为凸出部分,部分114可以被称为凹入部分。在一些实施例中,内下主体104可以用电子束焊接或用其它永久附接方法连接到孔口板固定器112。
如所有图特别是图49所示,喷射器主体102的喷射器主体上区段102a可以与喷射器主体102的喷射器主体下区段102b联结,从而孔口板固定器112、内下主体104、柱销118、极芯122、复位弹簧136和可选的弹簧预加载器138被捕获在喷射器主体上区段102a的室148内,在一些实施例中,在喷射器主体下区段102b的室150内。
参考图2A、图2B、图28至图33和图49,作为非限制性示例的盘形绕线筒144可以由聚甲醛树脂或聚甲醛(通常称为POM,也称为聚缩醛或聚氧甲撑)制成。POM是热塑性材料,可用于制造需要高刚性和优异的尺寸完整性的精密零件。接着,绕线筒144可具有中心孔洞146,并且可以被定位和捕获在喷射器主体上区段102a和喷射器主体下区段102b之间,从而内下主体104和极芯122被容纳在绕线筒144的中心孔洞146内。具体地,绕线筒144可以被容纳在分别形成在喷射器主体102的喷射器主体上区段102a和喷射器主体下区段102b中对应尺寸的内凹部148、150内(图2A、图2B、图22至图24和图49)。在一些实施例中,喷射器主体下区段102b可以包括唇部152,唇部152可以被卷绕或形成在喷射器主体上区段102a的肩部154上,以将喷射器主体上区段102a和喷射器主体下区段102b保持在一起(图2A至图5、图49和图56)。在一些实施例中,诸如O形环的密封构件可以被提供在限定在喷射器主体上区段102a内的密封内凹部156(图2B)内,从而O形环位于喷射器主体上区段102a和喷射器主体下区段102b之间,以限定并确保防漏流体密封。
为了影响出口孔110的打开和关闭,可以提供致动器,例如安装在喷射器主体102中的电磁线圈180(图28至图30和图49)的形式,在一些实施例中与绕线筒144安装和/或形成在一起。与试剂喷射器中使用的传统线圈相比,本公开教导的电磁线圈180相当小。这较小的尺寸相比常规线圈提供了几个优点,包括在试剂喷射器的致动过程中产生的热量更少,这些热量否则将需要通过诸如外部空气冷却的主动冷却进行处理。因此,通过在本公开中使用较小的电磁线圈,在线圈操作期间产生的热量更少,因此,需要对试剂喷射器进行的主动冷却更少。作为非限制性示例,已经发现,具有内径为10mm、外径为17mm且轴向长度为3.8mm的100匝的#29磁线的电磁线圈足以可靠地致动试剂喷射器100、101。另外,作为非限制性示例,还已经发现,具有378匝的30GA磁线的电磁线圈足以可靠地致动图49至图57的试剂喷射器101。
当经由电引线182(图28和图29)对电磁线圈180通电时,计量柱销118从关闭位置被向上吸引到打开位置。向上是远离喷射器100、101可以安装到的排气管的方向。组件的一些构件,诸如长形极芯122的放大直径的端部124和/或柱销头132,可以由诸如430不锈钢的磁性材料制成,以帮助促进磁场的建立。类似地,组件的一些构件,诸如长形内下主体104的套环部126,可以由非磁性材料制成,以限制对计量柱销118的影响。当需要试剂来对喷射器100、101安装到的排气管内的排气流中的NOx排放物进行有效的选择性催化还原时,电磁线圈180可以例如响应于来自图1的电子喷射控制器16的基于传感器输入信号及其预编程算法决定的信号而被通电。
为了促进柱销118移动,柱销头132可以和电磁线圈180的磁通架对准。例如,如至少图42所示,环绕绕线筒144和电磁线圈180的磁通架可与柱销头132对准。因此,在图42的剖视图中,如果在磁通架横切的半部之间绘制直线来连接磁通架,该直线将绘制通过柱销头132。这种布置提高了电磁线圈180在柱销头132上的电磁效果。
在一些实施例中,电引线182将例如来自试剂电子喷射控制器16(图1)的控制信号提供给试剂喷射器100、101。电磁线圈180可以使用脉冲宽度调制数字信号由12-24伏直流电流来通电。在一些实施例中,该控制信号可以是简单的方波。然而,在一些实施例中,已经发现,通过使用大致与图47所示的控制信号类似的控制信号,可以实现显著改进的性能和试剂的计量。为了进行比较,参考图46,示出具有在t=0时的起始脉冲(a)、恒定输出(b)以及在t=1时终止(c)于零常规的方波。这种常规方波对线圈通电,在喷射器中产生延迟的响应,也就是说,喷射器初始时根据曲线响应(d)打开到完全打开的位置,并最后根据延迟的响应(e)关闭。
根据本公开的教导,在图47中提供了具有在t=0时的起始脉冲(f)的控制信号,在t=0时的起始脉冲(f)限定了大于常规信号的恒定输出(b)的脉冲。起始脉冲(f)可以延续时间t<1,以促进试剂喷射器100、101的更快的打开响应(g)。应当认识到,本教导的经过改进的控制信号的打开响应(g)比常规控制信号的打开响应(d)更快(因此斜率更陡)。本教导的控制信号然后可以在t<1时被降低到较低的输出(h),并保持直到在t=1时终止(i)为零。已经发现,通过使用本教导的控制信号,试剂喷射器100、101能够最小化与从关闭位置移动到打开位置以及从打开位置移回到关闭位置关联的延迟,并因此能够实现改进的响应和计量能力。
提供峰值和同步响应控制的脉冲宽度调制和机械雾化技术的结合适于以精确的定时提供少量的雾化碳氢化合物。由本教导提供的冷却方面允许喷射器100、101靠近热的排气存在,并防止碳氢化合物的预燃。
在一些实施例中,如图2B所示,试剂喷射器100、101可以采用流体联接器160,流体联接器160具有限定室164的主体162。图43和图44示出了流体联接器160的透视图,其可松脱地联接到喷射器主体102的喷射器主体上区段102a以实现流体连接。为此,主体162的室164成为凹入部分被凹进或为凹形的,以接合和联接喷射器主体102的喷射器主体上区段102a的突出或凸出部分166。采用这样的结构,在流体联接器160和试剂喷射器100、101的其它部分之间形成可靠的和可松脱的连接。流体联接器160包括试剂入口168和试剂出口170,以便将试剂或尿素水供应到试剂喷射器100、101内的流体路径中。应当认识到,在一些实施例中,例如图6至图8所示,流体联接器160可以包括能连接到共同的毂部的多个单独管路。
根据本公开的教导,当柱销118处于关闭位置时,在试剂喷射器100、101中限定了流体路径,以促进通过喷射器100、101的流体的循环。更具体地,参考图18、图42和图49,流体路径可以从试剂入口168延伸到分配室171,然后延伸到试剂出口170。更详细地,流体或试剂可以在第一温度下在试剂入口168处进入试剂喷射器100、101、101,流体或试剂可以相对较冷。流体然后可以通过沿着沿极芯122的外侧并抵靠极芯122的外侧的通路300流动来行进。通路300可以由极芯122的外表面和喷射器主体上区段102a的室148的内径限定。流体然后可以继续在其流动方向行进,并在极芯122的外表面和绕线筒144的内侧之间穿过。更具体地,流体可以继续沿其方向流动行进,并通过沿绕线筒144和/或流体套筒301的内径形成的至少一个槽口或多个槽口302(参考图31至图33和图57)。在这个阶段,冷的流体暴露于绕线筒144的外表面区域,并用于冷却,或吸收来自绕线筒144和可能将热输送至绕线筒144的关联的线圈180的热量的一部分。
可替代地,例如流体套筒301(参考图49和图57)的分离零件可以被合并在绕线筒144的内径内,或者更笼统地,在电磁线圈180的内径内,以将电磁线圈180和流体路径分离。在使用流体套筒301的情况下,槽口302例如在允许流体通过方面可以是不必要的,或在一些实施例中,槽口302可以被设置在流体套筒301内(参考图57)。参考图31和图33,虽然没有特别示出,流体套筒可具有邻近中心孔洞146的大致平滑的外部,以及大致平滑的内部。这样的流体套筒的高度可以与图33所示的绕线筒144的高度相同或大致相同,流体套筒可以被设置于螺线管线圈绕线筒144的中心孔洞146内,流体套筒的高度也可以大于电磁线圈绕线筒144的高度(参考图49)。参考图57,在一些实施例中,流体套筒301可包括一对磁通桥(flux bridge)305,磁通间隔(flux break)307被设置在它们之间。更特别地,在一些实施例中,磁通桥305可以被镜像布置,并包括为凸出形状的第一端309,其尺寸适于使其被容纳在磁通间隔307的互补的凹入形状的端部311内。如所描述的,槽口302可以延伸通过磁通桥305,以提供流体连通。磁通桥305可以限定内表面313,内表面313可以作为内下主体104的外表面126和极芯122的凸缘128(参考图49)的导向。在一些实施例中,磁通桥305可以由磁性材料制成,磁通间隔307可以由非磁性材料制成。在密封件或部件之间,诸如流体套筒301和喷射器主体上区段102a之间以及流体套筒301和喷射器主体下区段102b之间,可以使用O形环303。
邻近绕线筒144流动的冷却流体的存在对于电磁线圈180的操作和寿命是有益的,因为流体具有吸热功能。流体然后继续从槽口302沿内下主体104的外侧或外表面流动到下主体通道304(参考图18和图49)。更具体地,下主体通道304可以被限定在内下主体104的外侧或外表面和喷射器主体102的喷射器主体下区段102b的内表面或表面之间,诸如在内下主体104的外侧或外表面和喷射器主体下区段102b的室150的内表面或表面之间。在一些实施例中,下主体通道304可完全环绕内下主体104的长度306的一部分或全部,以冷却内下主体104。此外,下主体通道304内的流体可以进一步冷却喷射器主体102的喷射器主体下区段102b的至少一部分。如图18和图49所示,下主体通道304内的流体可以经由一个或更多分配通道308被引导到分配室171。当柱销118位于打开或关闭位置时,分配室171内的流体可以被引导到涡流室320,同时冷却孔口板108。一个或更多返回通道312可从分配室171延伸至内下主体104的中心孔洞106,并提供流体从分配室171到内下主体104的中心孔洞106的流体路径。中心孔洞106内的流体可以提供对柱销118和内下主体104的冷却。当流入到中心孔洞106中时,流体可以沿中心孔洞106的整个长度流动,使得流体环绕可以是实心、非中空结构的柱销118的外径。流体可以继续沿中心孔洞106内的柱销118的长度在远离孔口板108和排气管的排气流的方向上流动。在一些实施例中,在中心孔洞106的与返回通道312相对的端部,流体可流动通过出口槽口或孔,该出口槽口或孔可以是导向板107中贯通的出口槽口或孔109。导向槽口109可以仅仅由导向板107和柱销118的外表面限定。当流动通过导向板107中的一个或更多导向槽口或孔109或者直接从中心孔洞106流动通过时,流体可流动通过柱销头132中的通道316,然后到极芯122的中心孔洞134,随后到试剂出口170并返回到试剂罐12。通路316可以是柱销头132中的通孔。此外,在如图49、图55和图56所示的一些实施例中,通道316可以被引导为使得试剂流到弹簧136的中心部分和中心孔洞134。更特别地,在一些实施例中,柱销头132可被成形为包括与中心孔洞134同轴的室141,以便将试剂输送到弹簧136的中间,从而实现有效冷却和改进的流体流动。
从上面的讨论应该认识到,即使当喷射器100、101不将流体喷射到排气流中时,喷射器100、101中流体的流入和流出对试剂喷射器100、101提供了冷却效果。此外,应该认识到,从试剂入口168通过通路300、槽口302和下主体通道304(通常统称为冷却通路)的流速小于通过中心孔洞106、通道314、通道316、中心孔洞134和试剂出口170(通常称为已加热通路)离开试剂喷射器100、101的流速,这是因为冷却通路的体积增加而已加热通路的体积减小。因此,这种冷却通路的流速的减小允许当流体最冷时更多(就流体体积而言)流体存在、更长的流体停留时间和增加的吸热。类似地,加热通路的流速的增加允许从试剂喷射器100、101移除更多的已加热的流体。整体效果是改进了试剂喷射器100、101的冷却和热管理。
当柱销118被提起或移动远离孔口板108时,试剂喷射器可以处于打开位置,允许流体流向并流入排气管19内的排气流中。与上面对当试剂喷射器100、101处于关闭位置时流体流动通过喷射器100、101的描述相似,当试剂喷射器100、101处于打开位置时,自由流动且不受阻挡的流体路径从分配室171经由孔口板108中的一个或更多槽口322延伸到涡流室320(图18),并离开孔口110,例如进入排气管19内的排气流中。
如图16所示,槽口322可以被形成在孔口板108中。可替代地,中间板可以具有形成在其中的槽口322。例如,图2A和图2B所示的孔口板固定器112可具有形成在其中的槽口322。槽口322还可形成在内下主体104的底表面内。因此,对于形成槽口来控制出口孔附近的试剂流动存在各种选择。
应该认识到,流体通常仅在柱销118位于抬起和打开位置并从阀座120离座时在涡流室320内流动。这种布置大大提高了来自试剂喷射器100、101的试剂的剂量。也就是说,常规的喷射器中的剂量通常基于流速、喷雾角、液滴大小等而变化。当允许流体流在涡流室内自由流动以及该流动通过诸如返回管路背压、速度等的系统参数设置而变化时,喷出的试剂的剂量可有很大的变化。因此,根据本教导的原理,这些缺点可以部分通过使用返回通道312而被避免,返回通道312将流体返回到试剂出口170,而不需要流体通过涡流室320。替代的,试剂可以绕涡流室的外围、槽口322的外围和限定槽口322的抬起部分穿过。
换言之,在一些实施例中,试剂可以经由试剂入口168被输送到出口孔110。试剂入口168可以与出口孔110流体连通,并可经由供应管路9在外部连接到试剂罐12。试剂可以预定的压力设定点被泵送到试剂喷射器100、101,并进入试剂入口168,随后到达出口孔110。预定的压力设定点可以响应操作条件而变化,以提供增加的操作范围和从出口孔110的变化的喷雾模式中的至少一种。加压的试剂可以基于孔口板108的结构和形状被加速到相对高的速度。这在出口孔110中产生高速流动。当柱销118的端部从阀座120移除时,试剂流的一部分通过出口孔110,当试剂喷出到排气流中时,由于离心力和空气对试剂的剪切的结合在出口孔110处出现雾化。
作为示例,转换为每小时36升(l/hr)的每分钟约600毫升(ml/min)的试剂可以循环通过试剂喷射器100、101,这可能大于从出口孔110实际分发的试剂的量。虽然流速可以根据具体的排气处理应用而变化,没有经由出口孔110分发到排气流中的试剂经由试剂出口170离开试剂喷射器100、101,并返回到试剂罐12以进行循环。在从阀座120移除计量柱销118的端部后,雾化的试剂可以根据排气处理应用和/或所使用的控制算法以约1ml/min(0.06l/hr)到600ml/min(36l/hr)的速度排出。从出口孔110排出的试剂的喷雾特性可以根据在从试剂喷射器100、101到试剂罐12的返回管路35中维持的压力与从输送模块14到试剂喷射器的供应管路24中维持的压力的压力比而变化。例如,液滴的大小可通过改变供应管路24中的压力来控制。另外,喷雾特性可以通过互换不同的喷雾板或孔口板来改变。诸如通过改变输送模块14的输出压力来改变试剂循环率可以改变试剂提供的冷却的级别,但将不再对液滴的大小或喷雾锥角造成影响。
如图2A和图2B所示,计量柱销118可以由偏置元件偏置在关闭位置,偏置元件可以例如为接合柱销118的柱销头132的复位弹簧136的形式。复位弹簧136可接合柱销118的柱销头132的顶表面。柱销头132的顶表面可以是与柱销118相对的柱塞的表面。顶表面可以是弯曲的或凸的,或包括孔洞137(图55)。
特别参考图4、图5和图43至图45,试剂喷射器100、101的外部透视图示出了与排气管19的连接。在一些实施例中,试剂喷射器100、101与排气管19的连接可以以可以最小化可能施加在试剂喷射器100、101上的诸如扭矩等的力的缺点的方式来实现。也就是说,在如图2A、图2B和图9至图11所示的一些实施例中,安装凸缘200可以经由焊接、螺纹紧固件或其它常规手段被联接到排气管19。安装凸缘200可以被形成为具有中心孔洞202,中心孔洞202的尺寸适于容纳喷射器主体102的喷射器主体下区段102b,以允许出口孔110被定位在排气管19内的预定位置,从而以期望的方向将试剂引入排气管19的内部。在如图2A、图2B和图9至图11所示的一些实施例中,隔离体204可被设置在安装凸缘200和喷射器主体102的喷射器主体下区段102b之间,以最小化从排气系统18向试剂喷射器100、101的热能传递,更具体地,从排气和排气管19向试剂喷射器100、101的热能传递。为了进一步阻止排气经过,可以如图42所示在隔离体204和安装凸缘200'之间的肘部或肩部位置安装适当的耐热的O形环203。
隔离体204可以由具有最小化热传递的热性能的材料制成,诸如Makor或压平的莫来石。隔离体204可包括管状区段206,管状区段206具有与安装凸缘200的中心孔洞202的内径和/或形状互补的外径和/或形状,以允许隔离体204被容纳在安装凸缘200内。此外,管状区段206的外径可以接触安装凸缘200的中心孔洞202的内径。类似地,管状区段206可包括与喷射器主体下区段102b的外径和/或形状互补的内径和/或形状,以允许喷射器主体102的喷射器主体下区段102b被容纳在隔离体204内。此外,喷射器主体下区段102b的外径和/或形状可以接触隔离体204的内径。隔离体204可以具有有一系列交替的突起和凹进的外径,该一系列交替的突起和凹进将管状区段206的外径的接触限制于突起部分并且非凹进部分。采用这种结构,管状区段206的外径和安装凸缘200的内径的接触更少,因此,相比如果交替的突起和凹进是光滑表面或部分带螺纹的接触表面,在管状区段206和安装凸缘200之间将发生的热传递较少。
类似地,管状区段206可包括具有一系列交替的突起和凹进的内径,该一系列交替的突起和凹进将管状区段206的内径与喷射器主体下区段102b的外径的接触限制于突起部分而非凹进部分。采用这种结构,管状区段206的内径和喷射器主体下区段102b的外径的接触更少,因此,相比如果交替的突起和凹进是光滑表面或部分带螺纹的接触表面,在管状区段206和喷射器主体下区段102b之间将发生的热传递较少。
已经证实隔离体204提供了相当大的热隔离性能,有利于最小化从排气系统18到试剂喷射器100、101的热传导。具体地,作为非限制性的示例,已经发现隔离体204外部的温度的范围可以从500℃至更高。然而,隔离体204的孔洞202的内壁温度通常不超过70-100℃。在一些实施例中,隔离体204被金属化,并被镍钎焊到外金属壳体或安装凸缘200、200'。钎焊用来提供气密密封,而不采取任何形式的垫圈或其他密封装置,并用于将隔离体保持在凸缘200内。钎焊接头具有高于在安装为排气系统的一部分的喷射器100、101、安装凸缘200和隔离体204使用时预计将出现的温度的热能力,从而确保用于可靠密封和附接的可接受的安全边际。
继续参考图2A和图2B,喷射器主体102的喷射器主体下区段102b可经由诸如帽螺钉的多个紧固件208被紧固到安装凸缘200。紧固件208可以延伸穿过喷射器主体下区段102b的凸缘环212中形成的各个孔眼210,并与安装凸缘200的凸缘环216中形成的对应孔眼214螺纹接合。在一些实施例中,隔离体204的可以是圆形的唇部205可以被定位在喷射器主体下区段102b和安装凸缘200之间,以可靠地将隔离体204保持在其中,或通过接触将其夹具在中间。隔离体204可以被用作用于将安装凸缘200凸焊到排气管的引导部。
然而,在如图4至图8和图41至图42所示的一些实施例中,喷射器主体102的喷射器主体下区段102b可经由多个夹具220被紧固到安装凸缘200',夹具220的横截面可以是C形或椭圆形的。可替代地,夹具220可以被形成为其它形状。例如,夹具220的横截面可以是圆形、方形或矩形。夹具220可以被用于与安装凸缘200'的外围环形区段222的一部分和保持板226的外围环形区段224交搭或覆盖安装凸缘200'的外围环形区段222的一部分和保持板226的外围环形区段224(图41至图42)。如图22至图24所示,保持板226可以是盘形构件,该盘形构件具有向上翻的外围环形区段224和用来容纳喷射器主体102的喷射器主体下区段102b的中心孔眼227。保持板226可经由压配合和钎焊或焊接被联接到喷射器主体102的喷射器主体下区段102b,以与喷射器主体102保持在一起。夹具220中的每个可以包括终端228(图41),终端228通常彼此面对或相对,并在安装凸缘200'和保持板226上施加夹持力,以将喷射器主体102联接到安装凸缘200'。更具体地,继续参考图41至图42,夹具220的第一终端228可以接触安装凸缘200'的环形区段222,夹具220的第二终端228可以接触喷射器主体102的喷射器主体下区段102b的保持板226的外围环形区段224。夹具220的第二终端228可以进一步驻留在保持板226的外围环形区段224的外围凹部225内并与其接触。凹部225可以防止夹具朝向或远离试剂喷射器100、101的中心竖直轴线的移动。喷射器100、101的中心竖直轴线可以和柱销118的纵向轴线重合。通过防止夹具220朝向或远离试剂喷射器100、101的中心竖直轴线的移动,夹具220保持在其安装位置。
为了防止或最小化喷射器主体102的喷射器主体下区段102b相对于喷射器主体上区段102a的旋转,并进一步防止已安装的夹具220相对于保持板226和安装凸缘200'的移动,定位销钉229(图9至图11和图41至图42)可以从安装凸缘200'中的保持孔223或槽口向上延伸,并可以被容纳在多个定位孔231中的任意一个中,定位孔231可以是形成在保持板226(图22和图23)中的通孔。定位销钉229和定位孔231彼此接合,并在它们之间形成防止夹具220、保持板226和安装凸缘200'的相对旋转的连接。因此,本公开提供了允许选择旋转方向以进行期望的喷射器安装的喷射器和安装界面,由此避免了对应用特定支座和部件的需要。
参考图41和图42,夹具220在相对的终端228之一上可以具有凹口235。例如,凹口235可以在试剂喷射器100、101的被称为顶侧的一侧上。试剂喷射器100、101的顶侧可以是当试剂喷射器100、101被安装在排气管19上时保持板226的背离排气管19的那一侧。如图42所示,凹口235可以比定位销钉229的直径宽,使得夹具220的凹口235可位于定位销钉220的一端上。在安装夹具220以便牢固地将保持板226和安装凸缘200'的外围环形区段222紧固在一起并防止保持板226和外围环形区段222之间的相对移动的过程中,夹具220的具有凹口235的第二终端228可先被定位在安装在外围环形区段222的盲孔中的定位销钉229的一端上。夹具220在凹口235的任一侧上的部分可接触外围环形区段224的表面,夹具220也可接触定位销钉229。随后,可以围绕安装凸缘200'的接触环形区段222的外围按压夹具220的第一终端228,使得在夹具220的第一终端228在槽239中停住之前,第一终端228接触接触环形区段222的斜面部分237(图11)。因此,夹具220的第二终端228被紧固在外围环形区段224的凹部225内,定位销钉229位于凹口235内,夹具220的第一终端228被紧固在外围环形区段222的槽239内。因此,在安装夹具220时,定位销钉229的纵向轴线可以穿过夹具220的每个终端228。
在一些实施例中,隔离体204可以被定位在喷射器主体下区段102b/保持板226和安装凸缘200'之间,以可靠地将隔离体204保持在其中。应该认识到,相对于常规的基于扭矩的扭转紧固件,夹具220提供的优点在于夹具220不对试剂喷射器100、101施加任何扭转或转动力(即扭矩)。已经发现在某些应用中或如果技术人员安装不当(例如过扭矩)的情况下,这种扭转或转动力会损坏试剂喷射器和/或隔离体204。此外,夹具220对于从安装凸缘200'到喷射器主体102的热传导提供最小的热通路,从而减少和限制了试剂喷射器100、101的必须消散的热负荷。
在一些实施例中,柱销118、孔口板固定器112、内下主体104、极芯122、弹簧预加载器138、喷射器主体102的喷射器主体上区段102a、安装凸缘200、200'和/或流体联接器160可以由430C、440F型或类似的不锈钢制成,并且在一些实施例中,被涂覆有保持耐尿素腐蚀性和磁性能同时减少在试剂喷射器100、101的使用寿命中造成的金属疲劳的涂层。套环区段126和复位弹簧136可以由316型或类似的不锈钢制成,在一些实施例中,被涂覆有保持耐尿素腐蚀性同时减少在试剂喷射器100、101的使用寿命中造成的金属疲劳的涂层。
图43至图45示出了试剂喷射器100、101,其可采用热屏蔽件340来使喷射器100、101免受来自排气管19的辐射热。更具体地,热屏蔽件340可以使用穿过平行于排气管19的热屏蔽件表面342的单个孔眼被安装到试剂喷射器100、101。图44示出了盖344,盖344可被定位在试剂喷射器100、101上并围绕试剂喷射器100、101,以保护试剂喷射器免受诸如水、雪、道路碎片等环境因素影响。此外,盖344可以是隔离盖,并使盖344内部的试剂喷射器100、101与位于盖344外部的环境隔离。例如,当盖344外侧的温度或者环绕盖344的外部的温度低于试剂喷射器100、101所位于的盖344的界限内的温度时,盖344可以将试剂喷射器100、101所产生的热保持在盖344的界限内或内部。类似地,盖344可以防止位于盖344外部的加热后的空气将试剂喷射器100、101提高到加速试剂喷射器100、101内的诸如尿素的试剂固化或结晶的温度。盖344可以由类似于制造试剂喷射器100、101的材料的塑料或金属材料制成。盖344可以具有通孔346,入口管348和出口管350可以穿过该通孔346。电线352、354也可以穿过通孔346。盖344可以压配合、卡扣配合或通过其他方式紧固到热屏蔽件340,以确保当具有热屏蔽件340的试剂喷射器100、101被使用在可能在车辆上使用的排气系统上时,盖344保持被紧固地附接到热屏蔽件340。
根据本教导还提供了将试剂喷射到气流中的方法。图48示出通过试剂喷射器101的示例性的试剂流动路径169的剖视图。如所示,诸如尿素的液体试剂在入口端口167处进入试剂喷射器101,通过入口168,并在极芯122的外径和螺线管线圈绕线筒144的中心孔洞146之间流动。由于极芯122和螺线管线圈绕线筒144在试剂喷射器101内具有相对大的表面积,所以随着试剂流动通过试剂喷射器101,液体试剂可吸收来自这些部件的热量。因此,随着试剂流动通过试剂喷射器101,按照试剂流动路径169流动的试剂可能会变得越来越热。接下来,试剂在套环部126的外径和螺线管线圈绕线筒144的内径或中心孔洞146之间继续流动。试剂然后继续流动通过限定在内下主体104的外径和喷射器主体下区段102b的内径之间的下主体通道304。试剂然后到达位置172,试剂喷射器101的内下主体104已在位置172处被焊接到试剂喷射器101的喷射器主体下区段102b。在这个位置,试剂从下主体通道304流入内下主体104的分配通道308,分配通道308允许试剂流入形成在内下主体104和孔口板108之间分配室171。如果试剂喷射器101是关闭的,例如当未向螺线管提供能量或通电且柱销118的末端抵靠孔口板108的可能是锥面的阀座120并与阀座120形成密封,流体被防止从出口孔110喷雾到排气管19中。
在未向电磁线圈180通电并且柱销118抵靠孔口板108时,试剂围绕分配室171的至少部分路线行进,并流入将分配室171连接到作为内下主体104的中心孔洞的中心孔洞106的钻孔或孔中。该中心孔洞106或孔洞形成用于再循环试剂的返回通道,再循环试剂移除在试剂喷射器101内的移动零件和接触零件之间产生的热。即使试剂喷射器101没有主动喷射流体到排气管19的排气流中,试剂喷射器101也可以由循环的试剂持续地冷却。如图16所示,如果螺线管的电磁线圈180被通电使柱销118被抬起并离开孔口板108,试剂的一部分将流动通过可以是切向槽口或弯曲槽口的槽口322,并随后进入位于切向槽口322和出口孔110之间的涡流室320中。只有作为喷雾313被喷射到排气管19中的试剂体积流动通过槽口322。在一些实施例中,槽口322可以是内下主体108(图18)或孔口板固定器112(图49、图55)的内面的一部分。在这种布置中,孔口板108可以包含涡流室320和出口孔110。应当认识到每个的部分可以被合并到其它部分中,而不背离本教导。
继续参考图48,围绕柱销118引导到中心孔洞106内的试剂从围绕槽口322的外围的通路322流入直接通向中心孔洞106的通道312。在沿着中心孔洞106的长度流动时,试剂可以然后流动通过导向板107中的一个或更多贯通槽口或孔109。从图17至图18明显看到,当柱销被插入到导向板107的中心通孔中时,柱销118形成每个槽口或孔109的边界的一部分。在试剂通过导向板107后,试剂行进并通过柱销头132中的一个或更多通孔316,并行进到和通过中心孔洞134,弹簧136和弹簧预加载器138位于该中心孔洞134内。接下来,试剂从试剂端口173流入试剂出口170。
因为只有喷射的试剂体积流动通过槽口322,所以即使通过试剂出口170的回流的体积变化+/-30%,相同或相似量的试剂也可以从出口孔110排放。排放流体积对回流体积的灵敏度的降低允许使用简单的钻制节流器孔口来控制回流,由于不需要喷射器孔口与回流的临界匹配,没有必要将节流器孔口合并到喷射器本身。对于在寒冷的天气条件下可能冻结的水基介质,包括尿素水溶液,节流器孔口最好位于回流进入罐的入口处,因为这样会导致当在发动机关闭后清除管路流体时只有空气通过孔口被吸入。这允许更快的清除循环,这还可以实现管路中更大百分比的流体被移除,从而导致启动时更快的解冻循环。
当试剂喷射器101经受“交替回流”时,只有一部分试剂作为喷雾313通过孔口板108离开,并进入排气管19的排气流中。剩余的试剂返回到试剂罐12并再循环。在一个示例中,当试剂喷射器101将试剂喷射到排气管19中时,试剂喷射器101可以通过试剂入口168接受30升每小时(l/hr)的试剂。然而,只有5l/hr可以通过出口孔实际离开并进入排气管19中的排气流中。剩余的25l/hr可以通过试剂喷射器101返回,并在离开端口165作为回流离开试剂喷射器101。
主要参考图18和图48,在一些实施例中,引导试剂通过喷射器101的方法可包括:在试剂喷射器101的试剂入口168处接收来自试剂罐12的试剂;将试剂引导到在极芯122和喷射器主体上区段102a的外径和电磁绕线筒144的内径之间限定的极芯通道324;将试剂从极芯通道324引导到在内下主体104的套环126的外径和绕线筒144的内径之间限定的套环通道326;将试剂从环通道326引导到在内下主体104的外径和喷射器101的喷射器主体下区段102b的内径之间限定的下主体通道304;并将试剂引导到由内下主体104限定的分配通道308中。分配通道308可将下主体通道304流体连接到由内下主体104和孔口板108限定的分配室171。在一些实施例中,该方法可以包括将第一部分体积的试剂从分配室171引导到孔口板108中的出口孔110,并将第二部分体积的试剂引导到喷射器101的试剂出口170。
在一些实施例中,将第一部分体积的试剂引导到孔口板108中的出口孔110可包括:将第一部分体积的试剂引导通过孔口板108中的多个槽口322;移动柱销118,并打通孔口板108中的孔口110;将第一部分体积的试剂引导通过孔口板108中的多个槽口322并通过孔口110;以及将第一部分体积的试剂到由内下主体104限定的中心孔洞或者中心孔洞106。
在一些实施例中,将第二部分体积的试剂引导到试剂出口170或出口端口165可包括:引导第二部分体积的试剂通过在导向板107中限定的贯通槽口或孔109(图17),柱销118穿过该贯通槽口或孔109;引导第二部分体积的试剂通过柱销头132的通孔316,柱销头132附接到并环绕柱销118的端部;引导第二部分体积的试剂通过电磁线圈180的绕线筒144的内部;引导第二部分体积的试剂通过极芯122的中心孔洞134;将第二部分体积的试剂从分配室171引导到由内下主体104限定的至少一个返回通道312。返回通道312流体连接分配室171和由内下主体104限定的中心孔洞134。围绕驻留在由内下主体104限定的中心孔洞106内的实心柱销118的外径引导第二部分体积的试剂。
可替代地,在一些实施例中,引导试剂通过喷射器的方法可能需要:将试剂从试剂罐12泵送到喷射器试剂入口168;将试剂引导到在极芯122的外径和喷射器主体上区段102a之间限定的极芯通道324;将试剂从极芯通道324引导到位于内下主体104的套环126的外径和电磁线圈绕线筒144的内径之间的套环通道326;将试剂从套环通道326引导到位于内下主体104的外径和喷射器101的喷射器主体下区段102b的内径之间的下主体通道304;将试剂引导到由内下主体104限定的分配通道308,分配通道308流体连接下主体通道304和由内下主体104和孔口板108限定的分配室171;将试剂分成第一部分体积的试剂和第二部分体积的试剂;引导分配室171中的第一部分体积的试剂和第二部分体积的试剂;将第一部分体积引导到由孔口板限定的弯曲槽口322;从孔口板108抬起柱销118;以及在孔口板108中的孔口110周围引导第一部分体积的试剂。
在一些实施例中,方法可能进一步需要:从孔口板108中的孔口110周围将第一部分体积的试剂引导到排气管19(图44)中,以及将第二部分体积的试剂从试剂出口170和出口端口165引导到试剂罐12。
将第二部分体积的试剂引导到试剂出口170可能进一步需要:将第二部分体积的试剂引导到在内下主体104中限定的返回通道312,返回通道312将第二部分体积从分配室171引导到由内下主体104限定的中心孔洞106;围绕位于中心孔洞106内的实心柱销118的外径引导第二部分体积;将第二部分体积的试剂引导通过导向板107的贯通槽口或孔109,实心柱销118穿过该贯通槽口或孔109;将第二部分体积的试剂引导通过附接有柱销118的柱销头132的贯通槽口或孔109;将第二部分体积的试剂引导通过电磁线圈绕线筒144的内径;将第二部分体积的试剂引导通过极芯122的中心纵向孔洞。极芯122可定位为穿过电磁线圈绕线筒144的内径。部分体积的试剂可被引导通过位于极芯122的中心纵向孔洞内的弹簧136。
在一些实施例中,用于喷射试剂的喷射器101可以采用:喷射器主体上区段102a;可被紧固到喷射器主体上区段102a的喷射器主体下区段102b:保持板226,该保持板226限定圆孔227(图24),从而保持板226可以经由圆孔227围绕喷射器主体下区段102b紧固;隔离体204,该隔离体204限定圆孔或中心孔眼,从而隔离体204可以围绕喷射器主体下区段102b紧固;安装凸缘200',该安装凸缘200'限定圆孔,从而安装凸缘200'可被紧固在隔离体204周围。保持板226可直接紧固抵靠喷射器主体下区段102b。隔离体204可直接紧固抵靠喷射器主体下区段102b和保持板226。安装凸缘200'可直接紧固抵靠隔离体204。保持板226可限定围绕保持板外围部分224或外围环形部分224的多个通孔231,安装凸缘200'可以限定围绕安装凸缘外围边缘的多个盲孔223。可以采用具有第一销钉端部和第二销钉端部的销钉229,从而第一销钉端部驻留在安装凸缘200'的盲孔223中的一个内,销钉229完全驻留通过保持板226的多个通孔231中的一个。
在一些实施例中,可以以夹具220被紧固到保持板外围部分224和安装凸缘外围边缘或环形区段222的方式使用具有第一夹具端部228和第二夹具端部228的夹具220。保持板外围部分224可限定外围凹部225,保持板226的多个通孔231可以位于外围凹部225内。安装凸缘外围边缘可以限定槽239(图11)。第一夹具端部228可驻留在安装凸缘外围环形区段222的槽239内,第二夹具端部228可驻留在保持板外围部分224的外围凹部225内。夹具220可以是C形,第二夹具端228可驻留在第二销钉端部上(图42)。隔离体204可以限定具有内径和外径的管形区段,该内径和外径各自具有一系列交替的突起和凹进(图11)。
在一些实施例中,热屏蔽件340可使用热屏蔽件中的通孔被安装在安装凸缘200'上,从而安装凸缘200'可以穿过热屏蔽件340的通孔突出。在一些实施例中,热屏蔽件340可被定位在喷射器主体上区段102a和排气管19之间(图44)。盖344可以被安装到热屏蔽件340,从而盖344环绕喷射器主体上区段102a、喷射器主体下区段102b和安装凸缘200'。
在一些实施例中,用于喷射试剂的喷射器可以采用限定了极芯第一端和极芯第二端(图21)的圆柱形极芯122。极芯122可以具有从极芯第一端到极芯第二端的中空内部。弹簧预加载器138可以位于中空的中心孔洞134内,并抵靠第一端的一部分。弹簧136可以位于中心孔洞134内,并邻接弹簧预加载器138。电磁线圈180可围绕绕线筒144紧固,电磁线圈180本身可环绕圆柱形极芯122的外径。在一些实施例中,圆柱形极芯122、弹簧预加载器138、弹簧136和电磁线圈180仅驻留在喷射器主体上区段102a的腔或室内。
圆柱形内下主体104可驻留在喷射器主体下区段102b中,并限定纵向中心孔洞106。内下主体第一端可限定第一端第一孔洞,第一端第一孔洞的直径大于纵向中心孔洞的直径。内下主体第一端还可以限定第一端第二孔洞,第一端第二孔洞具有大于纵向中心孔洞并大于第一端第一孔洞的直径。内下主体第二端可限定第二端孔洞,第二端孔洞的直径大于纵向中心孔洞的直径。喷射器101可以进一步采用驻留在纵向中心孔洞106内的实心柱销118。导向板107可以被附接到柱销118的中间部分。导向板107可位于第一端第一孔洞内。柱销头132可以环绕柱销118的端部,或柱销118的该端部的一部分。柱销头132可驻留在第一端第二孔洞内,孔口板108可驻留在第二端孔洞内。圆柱形极芯122、弹簧预加载器138、弹簧136、电磁线圈180、圆柱形内下主体104、柱销118、导向板107、柱销头132和孔口板108可以是单个插筒的一部分,以便容易插入到喷射器主体上区段102a中,例如插入到中心室中。
导向板107可以限定用于流体通过的一个或更多贯通槽口或孔109。可替代地,导向板107和柱销118可以共同在它们之间限定用于流体通过的一个或更多贯通槽口或孔109。柱销头132可以限定用于流体通过的至少一个通孔316。孔口板108和内下主体第二端可以在它们之间限定的分配室171。孔口板108可以限定用于流体通过的通向用于离开喷射器101的出口孔110的多个槽322。喷射器主体下区段102b的内表面和内下主体的外表面可以限定流体通道304。内下主体104可限定分配通道308,分配通道308流体连接到由喷射器主体下区段的内表面和内下主体的外表面限定的通道304(图18和图48)。内下主体104可以限定返回通道312,返回通道312流体连接内下主体的中心孔洞106和由孔口板108和内下主体的第二端限定的分配室171。实心柱销118可驻留在纵向中心孔洞106内,以便流体围绕实心柱销118的外部通过并通过纵向中心孔洞106。
本公开提供了许多优点。相比以前的喷射器,喷射器100、101提供了物理尺寸的减少,这降低了材料成本,改进了包装,也减少了从热的排气系统吸收的热。喷射器100、101可以消除螺纹接头,取而代之的是利用自固定的并在随后被焊接的压配合。相比以前的喷射器,喷射器100、101可以消除O形环,特别是在容易暴露在相对高的温度下的喷射器主体下区段和内下主体中。喷射器100、101改进了喷射器的响应时间(打开和关闭的时间)(抬起和降低柱销118,因此分别露出和覆盖孔口板108的孔口110),以允许实现更高的调节比,因此需要更少数量的离散的喷射器以覆盖特定范围的定量给料要求,这降低了库存并提高了规模效益。喷射器100、101表现了在定量给料精度和可重复性方面的改进,包括对电池电压、回流量和喷射器主体温度变化的灵敏度降低。喷射器100、101表现了流体连接器到喷射器主体上区段102a的重定位(例如流体入口168和流体出口170的位置),由此提高了对来自热的排气系统18的辐射热和热传送的阻力,例如,在流体入口168和流体出口170由对热敏感的塑料材料或其他材料制成的情况下。喷射器100、101划定最冷的流体的路线,最冷的流体可以是从入口端口167,通过流体流上的诸如螺线管线圈180之类的对热最敏感的部件,到达可能是喷射器100、101的最热的部分,诸如从其中提取热的孔口板108,从而纵使排气温度约800℃也维持喷射器的可用性。喷射器表面具有相对大的暴露的外部表面积,同时使全封闭体积保持较低,以有效地将热量传递到内部流体。
相比之下,所有的喷射器回流通道,诸如流体在通过分配室171后流动通过的那些流体通道,可以具有比通向分配室171的流动通道的内表面面积小的内表面面积,以减少以加温流体在其向出口端口167行进时向敏感部件的热传递。由于碳化物与钎焊工艺的相容性、高硬度能力和材料的韧性,孔口板108可以由碳化物制成。碳化物进一步具有可模制的优点,因此相比由热处理钢机加工的部件,相对小的复杂的部件可以节约成本的方式批量生产而几乎不用精加工操作。喷射器100、101利用抵靠排气系统18的支座,支座利用不受柴油排气后处理系统在使用中所预期的温度影响的材料。此外,该系统不依赖于碳基衬垫。喷射器支座中的隔离体204可通过承受接近700℃的温度的方式,例如镍钎焊,被附接和密封到任何支座接头的“热”侧。任何支座接头的冷侧可以由常规的氟橡胶O形环密封,以提供可靠的低泄漏性能。隔离体204应具有低的孔隙率,以允许O形环有效地密封隔离体204,而不管O形环被设置哪一侧或表面。例如,可以如图42所示安装O形环203,诸如在隔离体204和诸如喷射器主体下区段102b的喷射器主体之间,或安装在安装凸缘200'和隔离体204之间,或保持板226和隔离体204之间,诸如抵靠保持板226的下侧。喷射器100、101还提供的优点在于,当柱销118被抬起并露出孔口110时,只有通过孔口110离开喷射器100、101的流体通过槽口322,在非喷射期间,在槽口322周围穿过而不是通过槽口322的旁通回流通过喷射器100、101被引导回,以冷却喷射器部件。
为了例示和描述的目的提供了对实施例的前述描述。其并非意欲穷尽或者限制本发明。特定实施例的单个元件或特征通常不被限制于该特定实施例,而是,在适用的情况下,是可以互换的,并可以用于所选择的实施例中,即使没有特别示出或说明。特定实施例的单个元件或特征也可以以许多方式变化。这样的变化不被视为偏离本发明,并且所有这样的修改意在被包括在本发明的范围内。
现在应该认识到,本发明提供了用于将尿素水溶液喷射到柴油发动机的排气流中以减少NOx排放的有利的方法和装置。示例实施例被提供以使得本公开将是全面的,并且可将范围充分传达给本领域技术人员。诸如特定的部件、装置和方法的示例的许多具体的细节被阐述,以提供对本公开的实施例的全面理解。本领域技术人员将明白,具体细节未必被采用,示例实施例可以以许多不同的形式来实施,它们都不应被解释为限制本公开的范围。在一些示例实施例中,没有对公知的方法、公知的装置结构和公知的技术进行详细描述。
在此使用的术语仅是为了描述特定的示例性实施例,并不意在限制。如在此使用的,单数形式的“一”、“一个”和“所述”可意欲也包括复数形式,除非上下文以其它的方式明确指出。术语“包括”、“包含”和“具有”是包含性的,因此,明确说明所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除存在其它的一个或更多其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。在此描述的方法步骤、工艺和操作不应被解释为必须需要它们以所讨论或例示的特定顺序执行,除非特别指明为执行顺序。还应当理解,可以采用附加的或可替代的步骤。
当一个元件或层被称为在另一元件或层“上”,“接合到”、“连接到”或“联接到”另一元件或层时,它可以直接在另一元件或层上,直接接合、直接连接或直接联接到另一元件或层,或者可存在中间元件或层。相比之下,当元件被称为“直接在”另一元件或层上,“直接接合到”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件或层时,可能没有中间元件或层。用来描述元件之间的关系的其它词也应当按照类似的方式(例如,“之间”对“直接在之间”、“相邻”对“直接相邻”等)进行解释。如在此使用的,术语“和/或”包括一个或更多相关联的所列项目的任何及所有组合。
尽管在此可使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、部件、区域、层和/或区段,但是这些元件、部件、区域、层和/或区段不应该受这些术语限制。这些术语可仅用来将一个元件、部件、区域、层或区段与另一区域、层或区段区分开。诸如“第一”、“第二”和其它数值术语的术语当在此使用时并不意味着序列或顺序,除非上下文明确指出。因此,下面讨论的第一元件、部件、区域、层或区段可以被称为第二元件、部件、区域、层或区段,而不背离示例实施例的教导。
为便于描述,诸如“内”、“外”、“之下”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等的空间相对的术语可在此使用,以描述图中例示的一个元件或特征和另一元件或特征的关系。空间相对的术语可意在包含除了在图中示出的方位之外的使用或操作中的设备的不同方位。例如,如果图中的装置被翻转,则被描述为在其它元件或特征“下方”或“之下”的元件将被定向为在其它元件或特征的“上方”。因此,示例性术语“下方”可以包含上方和下方两种方位。该装置可以其它方式被定位(旋转90度或者在其它方位),并相应地解释在此所使用的空间相对描述。

Claims (19)

1.一种用于喷射试剂的喷射器,该喷射器包括:
上喷射器主体;
与所述上喷射器主体联接的下喷射器主体;
设置在所述上喷射器主体和所述下喷射器主体中的至少一个内的圆柱形极芯,所述圆柱形极芯限定极芯第一端、极芯第二端和从所述极芯第一端延伸到所述极芯第二端的中空内部;
位于所述中空内部的至少一部分内的弹簧;和
围绕绕线筒紧固的电磁线圈,所述电磁线圈环绕所述圆柱形极芯的外径,其中所述圆柱形极芯、所述弹簧和所述电磁线圈驻留在所述上喷射器主体和所述下喷射器主体中的至少一个内。
2.如权利要求1所述的喷射器,进一步包括:
具有内下主体第一端和相对的内下主体第二端以及在所述内下主体第一端和所述内下主体第二端之间延伸的纵向中心孔洞的圆柱形内下主体,所述内下主体第一端具有第一端孔洞,所述第一端孔洞具有比所述纵向中心孔洞的直径大的直径。
3.如权利要求2所述的喷射器,进一步包括:
驻留在所述纵向中心孔洞内的实心柱销;
环绕所述柱销的端部的柱销头,所述柱销头驻留在所述第一端孔洞内并接触所述弹簧,从而所述弹簧将所述柱销偏置到关闭位置。
4.如权利要求3所述的喷射器,进一步包括:
联接到所述内下主体第二端的孔口板。
5.如权利要求4所述的喷射器,其中所述圆柱形极芯、所述弹簧、所述圆柱形内下主体、所述柱销、所述柱销头和所述孔口板为单个插筒的一部分。
6.如权利要求5所述的喷射器,进一步包括:
限定室的所述上喷射器主体,其中所述单个插筒被插入到并驻留在所述室内。
7.如权利要求3所述的喷射器,其中所述柱销头在其中限定用于流体通过的至少一个通孔。
8.如权利要求3所述的喷射器,其中所述柱销头限定用于流体通过的至少一个通孔,所述至少一个通孔延伸到与所述纵向中心孔洞同轴对准并流体连通的室。
9.如权利要求4所述的喷射器,其中所述孔口板和所述内下主体第二端在它们之间限定室。
10.如权利要求4所述的喷射器,其中所述孔口板限定用于流体通过的多个槽。
11.如权利要求2所述的喷射器,其中所述圆柱形内下主体限定用于流体通过的多个槽。
12.如权利要求2所述的喷射器,其中所述下喷射器主体的内表面和所述内下主体的外表面共同限定通路。
13.如权利要求12所述的喷射器,其中所述内下主体限定流体连接到所述通路的分配通道。
14.如权利要求9所述的喷射器,其中所述内下主体限定流体连接所述内下主体的中心孔洞和所述室的返回通道。
15.如权利要求14所述的喷射器,其中所述实心柱销驻留在所述纵向中心孔洞内以便流体围绕所述实心柱销通过。
16.如权利要求3所述的喷射器,进一步包括:
设置在所述圆柱形极芯和所述电磁线圈的至少一部分之间以及所述柱销头和所述电磁线圈的至少一部分之间的流体套筒。
17.如权利要求16所述的喷射器,其中所述流体套筒包括:
一对磁通桥,该一对磁通桥具有设置在它们之间的磁通间隔。
18.如权利要求17所述的喷射器,其中所述一对磁通桥中的至少一个和所述磁通间隔限定通过它们的流体通路。
19.如权利要求17所述的喷射器,其中所述一对磁通桥由磁性材料制成,并且所述磁通间隔由非磁性材料制成。
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