CN103620175B - 可冷却的计量模块 - Google Patents

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Abstract

一种可冷却的计量模块（2），具有内衬套（6）和外衬套（9），其中，所述内衬套构造成用于容纳基本上纵向延伸的喷射器（4），以使所述内衬套（6）至少在所述喷射器（4）的纵向延伸部分的部分区域上围绕所述喷射器的周缘布置；所述外衬套环绕所述内衬套（6），以在所述内衬套（6）和外衬套（9）之间形成用于容纳流体冷却剂的容积（11）。所述内衬套（6）具有套环（7），所述套环构造成用于容纳和引导所述外衬套（9）的一端部区域（9b），以便使所述外衬套（9）和内衬套（6）相互连接。

Description

可冷却的计量模块
技术领域
本发明一种可冷却的计量模块，构造成用于将流体喷射到内燃机的排气管线中。
背景技术
已经熟知内燃机（尤其是柴油机）的废气，借助计量模块添加流体，尤其含水的尿素溶液，以还原废气中存在的有害物质，尤其是氮氧化合物（NOx）。这种用于还原氮氧化合物的系统例如在US5522218中已经得到了说明。
如果所述计量模块构建在发动机附近的高环境温度区域中，例如废气附近，通过环境空气进行被动冷却不再令人满意。为了阻止计量模块过热，于是必须实施主动水冷却。
在至今已知的水冷却计量模块中，借助于Alu-压铸体负责使所述排气管线的高温不严重影响所述计量模块。现在使用的压铸体不仅具有功能方面的缺点，而且具有商业上的缺点，因为它的冷却效果和化学稳定性受到限制并且制造成本高昂。
发明内容
本发明的任务是提供一种用于改善将流体喷射到排气管线中的水冷却的计量模块，尤其简单且成本低廉地制造。
这个任务通过根据独立权利要求1所述的可冷却的计量模块实现。所述从属权利要求说明了根据本发明的计量模块的有利设计方案。
根据本发明的可冷却的计量模块包含喷射器、内衬套和外衬套，其中，所述喷射器基本上沿纵向延伸，所述内衬套在所述喷射器的纵向延伸部分的部分区域上围绕所述喷射器的周缘构成，所述外衬套围绕所述内衬套的周缘，以使在所述内衬套和外衬套之间构成用于容纳适于水冷却的冷却容积。所述内衬套在一端具有环绕所述内衬套周缘的套环。所述外衬套的一端部区域适配到所述套环中，以使所述内衬套和外衬套流体密封地相互连接。
通过这种构造在内衬套上的套环代替制造成本过高的昂贵的旋转法兰，例如在常规可冷却的计量模块中使用的旋转法兰，以便使外衬套和内衬套连接。本发明能够成本低廉地且同时可靠地连接所述外衬套和内衬套，以提供容纳冷却剂的流体密封的容积。在这里，所述外衬套的一区域优选利用容易的压配合被导入到在所述内衬套的端部上构造的套环中。
由此，在所述外衬套与内衬套构成流体密封的连接，所述内衬套的周缘和外衬套的周缘之间形成流体密封的容积，所述密封的容积可充满流体，例如水，以便在运行时冷却喷射器。
在所述内衬套中可构成导热套筒，尤其是含石墨的导热套筒，以使所述布置在内衬套中的喷射器和位于外衬套与内衬套之间的容积中的冷却水之间构成热连接。如果所述内衬套附近，即具有尽可能小的空气隙，构造在喷射器上，必要时可省去所述导热套筒，因为足够细长的空气隙能够使热充分传递到环绕所述内衬套的冷却流体上。
在所述内衬套上构造至少一个用于连接流体接管的容纳部，以便将冷却流体引入到位于内衬套和外衬套之间的容积中和/或从这个容积中排出。所述流体接管可设有径向或者轴向出口且以任意方向（角度）构成。优选地设置至少两个流体接管，入口和出口，以使冷却流体连续流过所述冷却容积。
在这个实施例，在构造在内衬套上的套环上设置至少一个流体接管。所述流体接管能够构造为车削件或者优选构造为弯管件。
在一个实施例中，所述喷射器的部分区域，位于所述内衬套的外部，具有阀壳体。所述阀壳体在所述套环的区域中邻接到所述内衬套上并且与所述内衬套相连接。所述阀壳体尤其是耐用的，例如通过铆接或熔焊而与所述内衬套连接。它具有的优点是所述连接非常稳定并且同时可维持较小的结构空间。
所述内衬套上的套环优选被构造成，它能够将所述计量模块牢固地固定在排气法兰上。例如，在所述套环的某一区域上构造适用于V形卡圈的反向型廓，使得所述计量模块可借助于V形卡圈牢固地固定在排气管线上。附图说明
下面将参考附图详细地说明本发明。在附图中：
图1示出通过常规的水冷却的计量模块的剖视图；和
图2示出通过根据本发明的计量模块的截面。
具体实施方式
这种计量模块1具有喷射器4，喷射器4用于将流体喷射到图1中未示出的排气管线中，所述排气管线围绕纵轴A基本上圆柱形地延伸。围绕在图1下侧示出的、喷射器4的喷射侧区域构成同样基本上圆柱形的内衬套6，内衬套6在它的下端面侧上具有孔，所述喷射器的下部喷射侧端部4a延伸穿过所述孔，以将流体从喷射器4喷射到排气管线中。
围绕内衬套6的周缘布置外衬套9，外衬套9基本上是圆柱形的罐形形状，围绕轴线A旋转对称地构成。在这里，外衬套9的直径比内衬套6的直径更大，以在内衬套6和外衬套9之间构成一环形容积11，环形容积11设置成容纳冷却流体，尤其是冷却水。
内衬套6和外衬套9的上端部6b、9b通过盘形旋转法兰10流体密封地相互连接。外衬套9的下端部9a以直角向下平行于轴线A弯曲，并且例如通过熔焊，与内衬套6的外周缘固定连接，以使在内衬套6和外衬套9之间构成的容积11完全流体密封地封闭。在旋转法兰10中构造至少一个流体接管14，流体接管14能够将冷却流体，尤其是冷却水引入到冷却容积11中和/或从冷却容积11移除。优选地，设置至少两个流体接管14用作入口和出口，以使冷却流体连续流过冷却容积11。
围绕喷射器4的下部区域4a布置环形地构造的导热套筒8，导热套筒8填满在喷射器4的下部区域4a和内衬套6之间的空间。导热套筒8，例如含有石墨，具有良好的导热性并且能够在喷射器4的下部区域4a和冷却容积11中的冷却流体之间有效地传递热量。
在导热套筒8的上部存在密封元件13，使内衬套6中的容积的下部区域与限定在密封元件13上部的上部区域流体密封地隔开。
阀壳体12布置在内衬套6的上部，阀壳体12旋转对称地围绕轴线A构成并且同样通过旋转法兰10固定在内衬套6的上端部6b上。
阀壳体12的上端部12b通过图1中未示出的弹簧夹压住安全板15，安全板15在径向方向上从外面配合到喷射器4的周缘中并且阀壳体12固定在喷射器4上。
图2示出通过根据本发明的可冷却计量模块2的剖视图。也在根据本发明的计量模块2中，喷射器4基本上沿着纵轴A延伸，布置在围绕喷射器4的下部区域4a构造的内衬套中。
与图1中所示的特征相同的特征以相同的附图标记表示，并且不再重复地详细说明。
内衬套6的构造为杯形的区域6e由同样构造为杯形的外衬套9环绕，从而在内衬套6和外衬套9之间构成用于容纳冷却流体的容积11，例如从图1所知的。
内衬套6的背离喷射孔的上端部从杯形区域6e首先沿径向方向向外延伸，并且以比杯形区域6e下部距离轴线A更大的距离又朝向喷射器4的喷射孔方向向下延伸，由此，围绕内衬套6的杯形区域6e的上端部6b构成在径向方向上从轴线A向外延伸的套环7。
外衬套的上端部9b用弹性张力导入到下部衬套6上的套环7中，从而在外衬套的上部区域9b和内衬套6的套环7之间构成压配合。为了流体密封地密封冷却容积11，外衬套的上部区域9b与内衬套6的套环7连接，例如熔焊或钎焊。
外衬套9的上端部9b和构造在内衬套6的套环7之间的根据本发明的弹性压配合能够平衡两个衬套6、9的容差，例如当衬套6、9在温度变化情形下膨胀或缩短时出现的容差。
流体接管14构造在内衬套6的套环7中，流体接管14能够将冷却流体，尤其是冷却水引入到冷却容积11中和/或从冷却容积11中移除。优选地，设置至少两个流体接管14，其可用作入口和/或出口且能够使冷却流体连续流过冷却容积11。
外衬套9的下部、端面侧区域9a例如通过熔焊，与内衬套6的下部、端面侧区域6a固定连接。
喷射器4的下部区域4a和内衬套6之间的空间通过环形的、导热的（石墨）套筒8填满。在未示出的实施例中，如果在内衬套6的杯形区域6e附近，即以距离喷射器4的周缘尽可能小的距离构成，能够省去导热套筒8，因为足够细长的空气隙能够使热量从喷射器4充分传递到冷却容积11中的环绕冷却水上。
围绕布置在喷射器4的周缘的阀壳体12，衬套6、9的上部被固定在构造于内衬套6上的套环7上。
通过围绕轴线A旋转对称地布置的固定环16，阀壳体12的背离衬套6、9的上端部12b利用盘形安全板15牢固固定在喷射器4，其中，安全板15在径向方向上向内延伸到在喷射器4内构造的容纳部中。固定环16的固定例如通过卷边、翻边、熔焊、钎焊、铆接或螺栓连接。
利用固定环16，连接件18也固定在喷射器4和阀壳体12上。在连接件18中构成沿着轴线A延伸的流体通道20，在喷射器4运行时，通过流体通道20供给喷射的流体。密封环（O形环）22流体密封地密封喷射器4和连接件18之间的连接。
套环7构造在内衬套6的上部区域中，套环7的外周缘6d形成为，使得外周缘6d适用于容纳V形卡圈，从而根据本发明的计量模块2可借助于V形卡圈固定在所述排气管线上。
喷射器容纳部和卡圈容纳部构造在唯一零件，即内衬套6中，这是有利的，因为构件和流体密封的接合过程可被省去。
所述接合过程，例如熔焊，被构造成，它承受得住根据本发明的计量模块2在运行中受到的边界条件，尤其是运行中所产生的力、温度和温度波动，其中，根据本发明的计量模块的各元件利用所述接合过程相互连接。
在制造费用和成本核算中，根据本发明的计量模块2不包括旋转法兰10，例如在常规冷却计量模块1中所使用的旋转法兰10。因此，本发明使用可用水冷却的、成本适宜且运行可靠的计量模块2。

Claims (11)

1.可冷却的计量模块(2)，具有
内衬套(6)，其被构造成用于容纳基本上沿纵向延伸的喷射器(4)，以使所述内衬套(6)至少在所述喷射器(4)的纵向延伸部分的部分区域上围绕其周缘布置；和
外衬套(9)，其围绕所述内衬套(6)，以使在所述内衬套(6)和外衬套(9)之间形成适用于容纳流体冷却剂的容积(11)，
其特征在于，
所述内衬套(6)具有套环(7)，所述套环(7)被构造成用于容纳和引导所述外衬套(9)的一端部区域(9b)，其中，所述内衬套(6)构造有至少一个容纳部以容纳流体接管(14)。
2.根据权利要求1所述的可冷却的计量模块(2)，其特征在于，所述套环(7)的一区域围绕所述外衬套(9)的所述端部区域(9b)。
3.根据权利要求1或2所述的可冷却的计量模块(2)，其特征在于，所述外衬套(9)的所述端部区域(9b)流体密封地与所述套环(7)连接。
4.根据权利要求1或2所述的可冷却的计量模块(2)，其特征在于，所述端部区域(9b)是弹性的并且因而导入到所述套环(7)中，从而，在所述端部区域(9b)和套环(7)之间形成压配合。
5.根据权利要求1或2所述的可冷却的计量模块(2)，其特征在于，在所述喷射器(4)和内衬套(6)之间布置至少一个导热套筒(8)。
6.根据权利要求1或2所述的可冷却的计量模块(2)，其特征在于，在所述内衬套(6)和喷射器(4)之间构成空气隙。
7.根据权利要求1或2所述的可冷却的计量模块(2)，其特征在于，至少一个流体接管(14)构造在所述内衬套(6)的套环(7)上。
8.根据权利要求1或2所述的可冷却的计量模块(2)，其特征在于，所述可冷却的计量模块(2)具有一阀门壳体(12)，其围绕所述喷射器(4)的纵向延伸部分的部分区域布置。
9.根据权利要求1或2所述的可冷却的计量模块(2)，其特征在于，所述内衬套(6)构造有反向型廓以容纳V形卡圈。
10.根据权利要求7所述的可冷却的计量模块(2)，其特征在于，所述流体接管(14)被构造为弯管件。
11.根据权利要求8所述的可冷却的计量模块(2)，其特征在于，所述阀门壳体(12)通过熔焊、铆接或者螺栓连接而与所述内衬套(6)牢固连接。
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