CN104043282A - 用于还原剂过滤的装置、方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于还原剂过滤的装置、方法和系统，用于内燃机的排气处理系统可具有带有还原剂罐的还原剂传送系统。位于还原剂罐内的过滤模块对还原剂在传输到还原剂泵去除杂质之前进行过滤。为了减少进入泵的气流，过滤器模块可包括导向还原剂泵的出口端和位于出口端之上的通气端，从而在还原剂进入出口端之前气泡向通气端漂浮。过滤器模块可固定于罐液位罐液位传感器装配件且能将气体排放到位于还原剂罐内还原剂之上的气体存储区。这种过滤系统可独立于将还原剂传输回还原剂罐的任意返回管线而操作。

Description

用于还原剂过滤的装置、方法和系统

技术领域

本发明涉及内燃机，更具体地涉及对用于排气后处理的还原剂传送系统的过滤。 

背景技术

近年来，对于内燃机的排放规定变得更为严格。对于环境的重视促使了在全世界大部分地区实行更严格的内燃机排放规定。政府机构，例如美国的环境保护局（EPA），对发动机的排放量进行仔细监控并制定所有发动机必须遵循的合适的排放标准。其结果是，在发动机上使用排气后处理系统来降低排放变得越来越多。 

一般来说，根据发动机的类型，排放规定有所不同。对压燃式（例如柴油）发动机的排放测试通常对所释放的一氧化碳（CO）、未燃碳氢化合物（UHC）、例如灰尘或煤烟灰那样的发动机颗粒物（PM）、及氮氧化物（NOx）进行监控。 

对于减少NOx排放，应用包括选择性催化还原（SCR）系统在内的NOx还原催化器将NOx（在一些成分是NO和NO₂）转化为N₂和其他化合物。SCR系统应用还原剂，典型的是氨，来减少NOx。当前可用的SCR系统能提供较高的NOx转化率，允许燃烧技术专注于动力和效率。然而，当前可用的SCR系统也有少量缺陷。 

SCR系统应用还原剂传送系统将氨还原剂引入SCR催化器上游的排气流。当在适当的条件下在SCR催化器中氨的可用量刚好合适时，应用氨来减少NOx。然而，如果还原反应率太低或者引入SCR催化器上游的排气流中的还原剂的量不足，SCR系统可能就无法转化足够的NOx来满足与NOx相关的规定的排放标准。 

由于还原剂泵的故障，可能会导致还原剂传送系统无法满足还原剂或 氨的需求量。还原剂泵可设计为用于液体还原剂，因此会需要启动循环以在操作之前清除来自泵的气体。将夹带气体传送到泵的情况下，这种气体会导致“损失启动”的情况，在该情况下直到能再次从还原剂泵清除气体为止还原剂泵无法传送还原剂。这会降低SCR系统的性能，会需要泵再启动。 

使用更高级别的还原剂过滤时会使该问题恶化。许多还原剂过滤系统会导致在还原剂流中夹带气体。因此在大多数情况下，现有的过滤系统会导致泵故障。 

发明内容

针对现有技术，尤其是针对现有技术中还没有被当前可用的排气后处理系统完全解决的问题和需求，提出本申请的主题。因此，所提出的本申请的主题在于提供一种对用于还原剂传送系统的还原剂进行过滤的装置、方法和系统，来至少克服现有技术中后处理系统的缺点。 

一种用于还原剂传送系统的还原剂过滤器可包括：壳体；所述壳体内的过滤介质；及还原剂入口端，该还原剂入口端与所述过滤介质相通且提供还原剂。该还原剂入口端从还原剂源抽取还原剂，所述壳体的至少一部分浸入所述还原剂源。该还原剂过滤器也可包括还原剂出口端，该还原剂出口端与所述过滤介质相通且接收还原剂；及通气端，该通气端与所述过滤介质相通且接收气体。该通气部大约位于所述过滤介质的顶部。 

在前述的还原剂过滤器中，入口端可大约位于第一过滤介质的底部。通气端可高于出口端且相对于出口端有垂直偏移。垂直偏移可选择为驱使过滤器模块内的夹带气体不向出口端而向通气端移动。 

在前述的还原剂过滤器中，过滤器模块的高度可至少是50mm。 

在前述的还原剂过滤器中，通气端可相对于出口端有水平偏移。 

在前述的还原剂过滤器中，所述过滤介质可位于通气端和出口端之间。 

前述的还原剂过滤器可进一步包括壳体，框架内包含所述过滤介质，框架配合所述过滤介质来规定滤筒，为了进行更换可通过入口端拆下滤筒。 

在前述的还原剂过滤器中，所述过滤介质可以是第一过滤介质。该还 原剂过滤器可进一步包括第二过滤介质，第二过滤介质位于第一过滤介质的内表面以规定第一与第二过滤介质之间的已过滤还原剂空间。第二过滤介质可包括与入口端流通的内空间。通气端和出口端可都与已过滤还原剂空间流通。 

本发明的内燃机系统可包括与燃烧排气相通且供给还原剂的还原剂传送系统。该还原剂传送系统可包括：包含还原剂的还原剂罐；向燃烧排气供给还原剂的投配器；从还原剂罐抽取还原剂且将还原剂传送到投配器的还原剂泵；及位于还原剂罐内且对还原剂进行过滤的过滤器模块。过滤器模块可包括通气端，通气端释放来自过滤器模块的夹带气体以限制夹带气体进入还原剂泵。 

前述的内燃机系统可进一步包括产生燃烧排气的内燃机。 

前述的内燃机系统可进一步包括与内燃机相通且接收燃烧排气的排气后处理系统。 

在前述的内燃机系统中，过滤器模块可进一步包括具有顶端和底端的壳体、及与还原剂泵流通以将被过滤器模块过滤之后的还原剂输送到还原剂泵的出口端。还原剂传送系统可进一步包括将还原剂从出口端输送到还原剂泵的还原剂供给管线。通气端可形成于顶端，还原剂供给管线经过顶端延伸入壳体以规定大约在底端的出口端。 

前述的内燃机系统可包括通气管线。过滤器模块可位于还原剂罐的底壁的附近，通气管线可实质上垂直延伸以将气体从通气端通过还原剂罐内的还原剂传输到在还原剂罐内位于还原剂之上的气体存储区。 

前述的内燃机系统可包括至少一部分位于还原剂罐内以测量还原剂罐内的还原剂液位的罐液位传感器装配件。过滤器模块可固定于罐液位传感器装配件。 

在前述的内燃机系统中，过滤器模块可进一步包括与还原剂泵流通以将被过滤器模块过滤之后的还原剂传输到还原剂泵的出口端。过滤模块可包括位于通气端和出口端之间的第一过滤介质。 

在前述的内燃机系统中，还原剂传送系统可独立于从还原剂泵下游的任意位置将还原剂传输回还原剂罐的任意管线而运行。 

根据一种用于对还原剂传送系统内的还原剂进行过滤的方法，该方法可包括以下步骤：将还原剂储存在还原剂罐内；以过滤器模块的第一过滤介质对还原剂进行过滤以提供已过滤还原剂；从已过滤还原剂排放夹带气体以提供已过滤除气还原剂；及将已过滤除气还原剂抽入还原剂泵。可不从还原剂罐移除夹带气体地从已过滤还原剂排放夹带气体。 

在前述的方法中，过滤器模块可包括第二过滤介质。第一和第二过滤介质中的一个可位于第一和第二过滤介质中的另一个之中以规定第一与第二过滤介质之间的已过滤还原剂空间。对还原剂进行过滤可包括将还原剂通过第一过滤介质移入已过滤还原剂空间。 

前述的方法可包括以下步骤：用至少一部分位于还原剂罐内的罐液位传感器装配件来测量还原剂罐内的还原剂液位，过滤器模块固定于罐液位传感器装配件。 

在前述的方法中，还原剂罐可包含还原剂和位于还原剂之上的气体存储区。从已过滤还原剂排放夹带气体可包括将夹带气体导向过滤器模块的通气端，通过还原剂罐内的还原剂进入气体存储区。 

在前述的方法中，通气端可高于过滤器模块的出口端。将夹带气体导向通气端可包括允许夹带气体向上漂浮不达到出口端而是达到通气端。 

整个说明书中提到的特征、优点或类似语言并不意味着根据本公开的主题可以实现的所有特征和优点应该在或在任何单一的实施例中。相反，所指特征和优点的语言应被理解为意味着与实施例有关的特定的特征、优点或特性被包括在本发明公开的至少一个实施例中。因此，特征、优点和类似语言的讨论，在整个说明书中可以但并非必须指代同一个的实施例。 

本发明所公开的主题中所述的特征、结构、优点和/或特性可以在一个或多个实施例和/或实现方式中以任何合适的方式组合。在下面的描述中，提供了许多具体细节以使本发明所公开的主题的实施例的能得到充分理解。相关领域技术人员将认识到本发明所公开的主题可以在无需一个或多个特定的特征、细节、组件、材料的情况下和/或无需特定的实施例或实施方式的方法的的情况下实践。在其他实例中，在某些实施例和/或实施方式中可以认识到额外的特征和优点，这些额外的特征和优点可能不存在于所 有的实施例或实现方式中。此外，在某些情况下，众所周知的结构、材料或操作没有被示出或详细描述，从而避免掩盖了本发明所公开的主题的各方面。本发明所公开的主题的特征和优点根据下面的描述和所附权利要求将变得更加显而易见，或者可通过下文所述的主题的实践来获知。 

附图说明

为了使本主题的优点可被更容易地理解，上文简要描述的本发明的主题的更具体的描述将参考附图中示出的具体实施例来提供。可以理解的是这些附图仅为本发明的主题的典型实施例，因此不认为是其范围的限定，通过使用附图对本发明的主题的附加特征和细节进行描述和解释，其中： 

图1是根据一个代表性的实施方式的发动机系统的示意图，该发动机系统包括内燃机和还原剂传送系统。 

图2是图1的实施方式中的还原剂罐的侧视投影图。 

图3是图1的实施方式中的过滤器模块的透视分解图。 

图4是图1的实施方式中的过滤器模块在完全组装态下的部分剖面侧视投影图。 

具体实施方式

图1示出了发动机系统10的一个实施方式。发动机系统10的主要组件包括内燃机20和排气后处理系统，排气后处理系统可以是选择性催化还原（SCR）系统18的形式，SCR系统18包括催化室22，催化室22与内燃机20相通且通过排气管线24接收排气。催化室22包括任意种类的催化剂，例如SCR催化剂，配置为与排气相互作用且在有氨的情况下减少NOx。内燃机20可以是压燃式发动机，例如柴油燃料发动机，或者是火花点火式内燃机，例如操作为倾斜的汽油燃料发动机。在内燃机20的压缩室内对燃料和空气进行燃烧以提供排气，该排气排入排气管线24。在通过排气管26排入大气之前，排气流的至少一部分从排气管线24流入或流经排气后处理系统。 

一般来说，SCR系统18配置为从排气管线24接收的排气中移除多种 化合物和微粒排放物。除了催化室22之外，SCR系统18可包括还原剂传送系统30。除此之外或者作为另一种选择，SCR系统18可包括任意的多种已知的排气处理组件，例如一般的氧化催化器、颗粒物过滤器、氨氧化催化器。还原剂传送系统30可包括还原剂源32，还原剂泵34、及投配器，其作为传送结构来操作且可采用喷射器36的形式，但是作为另一种选择可以是向排气流传送还原剂的任意结构。还原剂源32可以是能保留还原剂的容器或罐，还原剂例如是氨水（NH₃）、尿素、柴油燃料、车用尿素、或柴油。还原剂源32与泵34相通且供给还原剂，泵34配置为将还原剂从还原剂源32泵送到喷射器36。喷射器36可以是位于催化室22上游的还原剂喷射器。喷射器36可选择为可控，通过促动控制阀42来在排气进入催化室22之前将想要的量的还原剂直接喷入经过排气管线24的排气流。 

还原剂传送系统30可包括还原剂流过的还原剂管线。在示出的实施方式中，系统30包括还原剂供给管线38，还原剂供给管线38促使还原剂从还原剂源32流向喷射器36。泵34可以是现有技术中已知的任意种类的流体泵。泵34以输入压力从还原剂源32抽取还原剂且以高于输入压力的输出压力对还原剂进行传送。进入泵34的还原剂规定为还原剂输入流，离开泵的还原剂规定为还原剂输出流。还原剂传送系统30也可包括位于泵34下游的投配管线40。投配管线40可具有能作为允许包含足够流体的累积器的长度和剖面几何形状。作为另一种选择，可在投配管线40上的任意位置提供一个分离的累积器（未图示）。累积器40可累积和临时储存在输出压力下的还原剂输出流的储藏。在某个实施方式中，投配管线40减少了向喷射器36提供增压还原剂的响应时间。投配管线40可提供其他好处，例如能量转化、吸收液压管线冲击、压力保持、及弥补流体泄露、热膨胀、热收缩等等。还原剂传送系统30也可包括一个或更多的压力传感器46、48以检测系统内的还原剂的压力。在一些实施方式中，系统30只包括位于泵34下游的高压传感器38，而在其他实施方式中，系统也包括位于泵34上游的低压传感器46。 

发动机系统10包括控制器50，控制器50对发动机系统10和相关的子系统，例如内燃机20和还原剂传送系统30，的操作进行控制。控制器50 在图1和2中都示出为一个单独的物理单元，但是在一些实施方式中，如果需要的话，可包括两个或更多的分离的单元或组件。一般来说，控制器50接收多输入，对输入进行处理，并且传递多输出。多输入可包括来自传感器和各种用户输入的感应测量。控制器50使用各种算法、储存数据、及其他对存储数据和/或一般输出值进行更新的数据来处理输入。向控制器50的其他组件和/或发动机系统10的一个或更多的元件传递一般输出值和/或命令以控制系统来得到想要的结果，更详细地，得到想要的排气排放。 

一般来说，在一个实施方式中，控制器50配置为对控制阀42的操作进行控制以将所命令的量的还原剂喷射入排气流。控制器50可基于各种操作条件中的任意一种和现有技术中已知的要素来生成还原剂投配命令54。控制器50也通过规定泵速对流体泵34的操作进行控制。在一个实施方式中，控制器50生成与想要的泵速相关的泵命令且向还原剂泵34传递泵命令52。大体上，与泵命令52相关的想要的泵速与还原剂输出流的想要的输出压力对应。 

优选地，在确保经过喷射器36的还原剂的适当和精确喷射的过程中还原剂输出流的实际输出压力维持在想要的输出压力。因此，以将还原剂输出流的第二压力维持在或接近想要的输出压力的速度操作还原剂泵34。因此，基于由压力传感器48检测或感应到的压力，控制器50生成与泵速相关的泵命令52以将实际输出压力维持在或接近想要的输出压力。例如，如果压力传感器48感应到的还原剂输出流的实际输出压力低于想要的输出压力（或者压力传感器46、48感应到的压差低于想要的压差），则控制器50发送泵命令52以增加泵34的速度，从而增加了泵34外的还原剂的积流，相应增加了实际输出压力以达到想要的输出压力。反之，如果实际输出压力高于想要的输出压力（或者压差高于想要的压差），则控制器50发送泵命令52以减少泵34的速度，从而减少了实际输出压力以达到想要的输出压力。因此，当系统压力稳定后，泵命令52和泵速提供了离开泵34的输出流的可靠表示。 

控制器50可设计为向车载诊断系统56，或OBD56，提供性能状态。OBD56可向用户，例如包含发动机系统10的车辆的驾驶员，提供状态。例如 通过灯或LED、声音信号或警报、模拟评估、数字读数等等方式来提供。 

还原剂罐32内的还原剂可能会遭遇颗粒侵入，特别是在高污染或重型工程的区域。还原剂泵34、控制阀42、喷射器36、和/或还原剂传送系统30的其他组件都容易受到颗粒堆积的影响。因此，在到达还原剂泵34之前对还原剂进行过滤是可取的。 

参照图2，详细示出了图1中的还原剂罐32的侧视投影图。还原剂罐32可包括顶壁60、底壁62、及四个侧壁64。本领域的技术人员会认识到在图2中示出的矩形形状只不过是一个实施方式的一个示例。在其他实施方式中，还原剂罐可以具有已知的任意形状。一般来说，还原剂罐32可以是任意类型的容器、盛器、或者能储存还原剂的物体。还原剂罐32实质上是空心的且规定了可储存还原剂在内的内腔33。如图2所示，还原剂罐32包含一定体积的还原剂70。在内腔33中没有被还原剂70所占据的部分包含位于还原剂70之上的气体或者气体存储区72。气体存储区72可包含空气，而且在消耗了还原剂70的情况下能扩大。如果在消耗了还原剂70的情况下想要更多的空气进入气体存储区72，可密封还原剂罐32，也可与周围空气相通。 

在示出的实施方式中，还原剂罐32包括一般位于还原剂罐32的内腔33内的罐液位传感器装配件80，以测量保持在还原剂罐32内的还原剂的液位且将其报告给OBD56、操作员、分离的车载计算机等等。罐液位传感器装配件80可具有现有技术中已知的任意配置。 

如图2所示，罐液位传感器装配件80包括基部82、U形导管84、杆86、及信号线88。信号线88可穿过还原剂罐32上的壁60、62、64中的任意一个上的开孔（未图示）。可密封开孔以防止还原剂70离开还原剂罐32。U形导管84可具有第一部分90和第二部分92且可用于还原剂液位测量，或者作为另一种选择可通过循环热或冷流体经过U形导管84以允许热传递到周围的还原剂70或从周围的还原剂70向外传递来提供对还原剂罐32内的还原剂70的加热或冷却。信号线88可提供表明还原剂罐32内的还原剂70的液位的电信号。 

过滤器模块100可固定于罐液位传感器装配件80。在另一个实施方式 中（未图示），过滤器模块100可不依靠支撑物或浮于还原剂罐内、固定于还原剂罐的壁上、或者固定于还原剂罐内的任意其他设备上。根据再另外一个实施方式，过滤器模块100可位于还原剂罐之外，且可通过供给管线接收来自还原剂罐的还原剂。 

尽管在各种实施方式中，在图2所示的实施方式中，过滤器模块100浸入还原剂罐32的还原剂70内大约底壁62的地方。这种布置提供了很多优点，包括减少了零件计数（例如通过去除过量流体管线、安装组件等等）、减少了系统内可能的阻塞点的数量、及减少了需要将还原剂传送到喷射器36的流体路径的长度。减少流体路径的长度可以使还原剂传送系统30相比于在还原剂罐之外具有过滤器的对应的系统（未图示）更敏感且更易于控制。此外，将过滤器模块100固定于罐液位传感器装配件80提供了额外的优点，进一步减少了制造还原剂罐32所需的硬件和组装步骤。 

如图所示，过滤器模块100与导向还原剂泵34的还原剂供给管线38（如图1所示）连接。还原剂供给管线38可穿过还原剂罐32上的壁60、62、64中的任意一个上的开孔（未图示）。可密封开孔以防止还原剂70离开还原剂罐32。过滤器模块100也可与通气管线102连接，通气管线102将气体从过滤器模块100内部输送到气体存储区72。因此通气管线102可具有接近基部82或罐32的顶壁60的开口104。通气管线102和还原剂供给管线38可分别通过夹具105或者其他连接方法固定于U形导管84的第一和第二部90、92。 

过滤器模块100可具有壳体106，壳体106包含了过滤器模块的内部组件。过滤器模块100的各种组件将在图3中更详细地示出和记载。 

参照图3，示出了过滤器模块100的各种组件的分解图。如图所示，壳体106可具有第一组件110和第二组件112。过滤器模块100也可包括第一过滤器114和第二过滤器116。此外，各种紧固件、夹具、或其他工具（在图3中未图示）可用于将壳体106的第一和第二组件110、112保持在一起和/或将第一和第二过滤器114、116固定在壳体内。过滤器模块100可以是“滤筒型”过滤器。因此，第一和第二过滤器114、116两者或者其中的每一个都可规定易于体会的分立封装。 

如图3所示，壳体106的第一组件110可具有顶端120、底端122、第一侧部124、第二侧部126、及面128，面128将顶端120、底端122、及侧部124、126连接在一起。底端122可包括开口130及一对凸缘132，开口130的尺寸允许插入和/或移除过滤器114、116，凸缘132有助于第一组件110和第二组件112的组装。顶端120可具有带有两个开口136的凸缘134，开口136允许管线38、102穿过其进入壳体106。凸缘134也可包括次级通气孔138，如后所述有助于防止气体累积在过滤器模块100内的未过滤的还原剂中。侧部124、126可张开以更严密符合罐液位传感器装配件80的导管84的端部的形状。 

壳体106的第二组件112可具有顶端140、底端142、第一侧部144、第二侧部146、及高原部148，当第一和第二组件110、112固定在一起时，它们中的每一个都与第一组件110中的对应部分120、122、124、126邻近或对齐。底部142可具有开口150和可连接于凸缘132的一对凸缘152，从而通过紧固件（在图3中未图示）或类似的物体将第一和第二组件110、112固定在一起。底部142也可具有中央凸缘154，有助于例如通过提供将壳体106连接于柱86来将壳体106连接到罐液位传感器装配件80。 

顶端140可具有位于高原部148的任何一侧的两个开口156。开口156可导入U形槽158，U形槽158的形状能容纳和纳入U形导管154，从而提供了将过滤器模块100固定安装于罐液位传感器装配件80。开口150的尺寸可以使U形导管84的底部从底端暴露，从而也提供了还原剂70从壳体106之外进入第一过滤器114的通路。第二组件112的顶端140可选地具有一个或更多额外的特征（未图示）以连接于凸缘134或第一组件110的其他部分，从而有助于将组件110、112固定在一起。 

第一过滤器114可具有顶端160、底端162、第一侧部164、第二侧部166、第一面168（相对于图3的视角来说面朝上）、及第二面169（相对于图3的视角来说面朝下）。第一过滤器114一般可包括框架170和介质172，其可以是现有技术中一直的任意类型的过滤介质。如图所示，介质172可通过形成在框架170上的窗口173而暴露。底端162可具有导向第一过滤器114内的内空间175的开口174。在内空间175内也可存在窗口（未图 示）以将介质172暴露于内空间175。因此，还原剂流体可流经介质172，从第一过滤器114之外的空间穿过内空间175。 

开口174可被凸缘176环绕。顶端160可具有第一轴套177和第二轴套178，第一轴套177在组装过滤器模块100之后从壳体106的第一组件110顶端120的开口136中的一个开口伸出，第二轴套178在组装过滤器模块100之后从壳体106的第一组件110顶端120的开口136中的另一个开口伸出。第一和第二轴套177、178可分别接收通气管线102和还原剂供给管线38。顶端160也可包括次级通气孔139，如后所述有助于防止气体累积在过滤器模块100内的未过滤的还原剂中。 

第二过滤器116可具有顶端180、底端182、第一侧部184、第二侧部186、第一面188（相对于图3的视角来说面朝上）、及第二面189（相对于图3的视角来说面朝下）。第二过滤器116一般可包括框架190和介质192，介质192可通过形成在框架190上的窗口193而暴露。在内空间195内也可存在窗口（未图示）以将介质192暴露于内空间195。因此，还原剂流体可流经介质192，从第一过滤器116之外的空间穿过内空间175。 

底端182可具有导向第二过滤器116内的内空间195的开口194。开口194可被凸缘196环绕。轴套197从凸缘196朝顶端180伸出。顶端180可具有轴套198，轴套198在组装第一和第二过滤器114、116之后从第一过滤器114的次级通气孔179伸出。轴套198具有次级通气孔199（如图4所示），允许来自内空间195内的未过滤的还原剂的夹带气体通过壳体106的第一组件110的次级通气孔138离开过滤器模块100。在本申请中，“夹带气体”是指与液体一同输送的气体。因此，夹带气体并非需要气体具有任意特定的与液泡尺寸或其他特性相关的化学制品。 

可将各种组件110、112、114、116组装来提供过滤器模块100。如果需要的话，壳体106可组装于导管84上，例如，通过首先将导管84的底部插入槽158然后可选地将导管84以压接、焊接、机械连接、粘合剂等等方式固定于槽158内。然后第一和第二组件110、112可固定在一起来形成壳体106，例如通过将凸缘132固定于凸缘152且将顶端120固定于顶端140。然后壳体106完全组装和固定于罐液位传感器装配件80，准备接收第 一过滤器114和第二过滤器116。 

如果需要的话，过滤器模块100可以是滤筒型过滤器模块100。因此，无须拆开或分解壳体106，第一过滤器114和/或第二过滤器116能容易地插入壳体106和/或从壳体106移除。使用框架170、190有助于简单的更换，因为相对于介质172、192，框架170、190更坚硬，从而能相对容易地从壳体106滑出或锁入壳体106。 

根据一个实施例，可首先将第一过滤器114插入第一组件110的开口130，从而第一面168位于第一组件110的面128的内部附近且第一过滤器114的第二面169位于壳体106内的导管84的底端。第一轴套177可穿过对应的顶端120的开口130以从第一组件110的顶端120之上伸出。类似地，第二轴套178可穿过对应的顶端120的开口136以从顶端120之上伸出。 

在将第一过滤器114插入第一组件110之后，次级通气孔179可与第一组件的次级通气孔138对齐。第一和第二轴套177、178之间的顶端160可与顶端120的凸缘134邻接，第一过滤器114的底端162的凸缘176可与第一组件110的底端122邻接，从而停止运动来控制第一组件110内的第一过滤器114的静止位置。卡止器、夹具、紧固件、或其他设备（未图示）可用于将第一过滤器114固定在第一组件110内。 

然后，第二过滤器116可通过开口174插入过滤器114的内空间175从而第二过滤器116位于第一过滤器114之内。顶端180的轴套198可延伸入次级通气孔179以确保轴套198与次级通气孔179对齐。凸缘196可与凸缘176邻接，从而停止运动来控制第一过滤器114内的第二过滤器116的静止位置。卡止器、夹具、紧固件、或其他设备（未图示）可用于将第二过滤器116固定在第一过滤器114内。 

作为前述处理的另一种选择，可首先将第一和第二过滤器114、116组装在一起，然后插入第一组件110。第一和第二过滤器114、116可设计为独立的更换，或可设计为配对更换。因此，如果需要的话，为过滤器模块100更换滤筒可包括第一过滤器114和第二过滤器116这两者。第一和第二过滤器114、116可在交给消费者之前预组装以有助于更换滤筒。 

在组装之后，一般会在第二过滤器116的外部和环绕第一过滤器114的内空间175的壁之间存在间隙。如上所述，框架170、190中的每一个都设计为允许过滤器114、116的外部之间的流体通过对应的介质172、192流向内空间175、195。一般来说，过滤器114、116在它们的嵌套状态下设计为还原剂从第一过滤器114的外部和从第二过滤器116的内空间195内流向第一和第二过滤器114、116之间的空间。从而该空间规定了已过滤还原剂空间，在该空间中还原剂已被过滤来移除颗粒物和/或其他杂质。 

具体来说，会在第二过滤器116的第一面188和面向第一面188的第一过滤器114的内空间175之间，和第二过滤器116的第二面189和面向第二面189的内空间175之间存在间隙。而且，如图4所示，在第二过滤器116的第二侧部186和第一过滤器114的第二侧部166的内部之间可存在大间隙以容纳还原剂供给管线38的端部来允许已过滤除气还原剂流入还原剂供给管线38。第一和第二过滤器114、116有利于形成密封，从而流体只能通过第一过滤器114的轴套177、178内的开孔从内空间175离开。不需要将壳体106的组件110、112装在一起来形成密封。 

组件110、112和过滤器114、116可用任意合适的材料来形成，包括金属、陶瓷、聚合物、复合材料、及它们的其他组合。在一个实施例中，组件110、112可用金属形成同时框架170、190可用选择为可承受还原剂70内的长时间浸泡的聚合物形成。 

参照图4，示出了图2和图3中的过滤器模块100及过滤器模块100在罐液位传感器装配件80上的完全组装态下的部分剖面侧视投影图。如图所示，经过壳体106的第一组件110的侧部124、126且经过第一过滤器114的中心得到该剖面。未切开第二过滤器116、还原剂供给管线38、及通气管线102。图3中的各组件110、112、114、116的顶端120、140、160、180一般相互邻近而且为了清楚在图4中独立编号。然而，顶端120、140、160、180共同表示为附图标号200，代表过滤器模块100的顶端200。类似地，底端122、142、162、182共同表示为过滤器模块100的底端202，第一侧部124、144、164、184共同表示为过滤器模块100的第一侧部204，第二侧部126、146、166、186共同表示为过滤器模块100的第二侧部206。 

如图4所示，通气管线102的入口端固定在第一过滤器114的第一轴套177内，而且还原剂供给管线38经过第一过滤器114的第二轴套178且固定于第二过滤器116的轴套197之内。通气管线102的入口端可规定通气端或入口210，还原剂供给管线38的端部可规定还原剂出口端212或向着还原剂供给管线的入口端。轴套197可规定还原剂流入其来到达出口端212的内腔214。内腔214可通过将内腔214连接于内空间175的通道或开孔（未图示）与第一过滤器114的内空间175流通。作为另一种选择，可省略内腔214，还原剂供给管线38的部分大致在轴套197之外，可具有直接接收来自内空间175的还原剂的洞（未图示）。 

通气端210和出口端212与内空间175流通，从而与第二过滤器之外的由内空间175规定的已过滤还原剂空间流通。在本申请中，“流通”是指在大量流体内有两个特征，在流体内的这两个特征之间存在连续且不堵塞的流体通路。 

过滤器模块100浸入还原剂罐32内的还原剂70。在操作中，还原剂70可包含颗粒、气泡、和/或其他杂质，可经过第二过滤器116的开口194和经过壳体106的第二组件112的开口150抽入过滤器模块100。因此，开口194、150中的每一个都可作为入口端以允许还原剂流入过滤器模块100，在本申请中，“端”是指在表面上的能让流体经过的任意类型的洞。端可具有任意的形状和尺寸。 

还原剂可从第二过滤器116的开口194流经第二过滤器116的介质192且可被介质192过滤，从而已过滤还原剂流入第一过滤器114内的内空间175，第二过滤器116位于第一过滤器114内。还原剂可从第二组件112的开口150流经第一过滤器114的介质172且可被介质172过滤，从而已过滤还原剂流入内空间175。因此，在第二过滤器116之外的内空间175作为一般在其中只存在已过滤还原剂的已过滤还原剂空间。 

内空间195内的未过滤的还原剂70内的任意气泡可通过经过第二过滤器116的次级通气孔199和经过壳体106的次级通气孔138返回还原剂罐32内的还原剂70。这有助于通过避免气体累积在内空间195内来保持第二过滤器的能力以接收经过对应的介质192的还原剂70。 

当还原剂经过介质172、192时，会在还原剂中生成气泡。提供较高过滤的介质（即更紧的网眼或增强捕捉小颗粒的能力）很不幸会导致生成更多的气泡。如上所述，流入还原剂泵34的气体可妨碍还原剂泵34的操作。因此，如有向箭头233所示，想要在已过滤还原剂进入出口端212之前从已过滤还原剂通气。 

本发明利用了气体倾向于漂浮到液体表面。因此，在过滤器模块100内通气端210高于出口端212。进一步参照图4中的实施方式，通气端210可位于或接近内空间的最高处，出口端212可位于或接近内空间175的最低处。其结果是，内空间175内的气泡倾向于在它们抽入出口端212之前漂浮到通气端210。 

通气端210相对于出口端212的垂直偏移提供了通气端210和出口端212之间的显著压差。该压差一般可以与气体的相比于流向出口端212更会流向通气端210的倾向相对应。在图4的实施方式中，过滤器模块100的高度可以是50mm或更高。该高度有助于确保已过滤还原剂70的气体220（可以泡的形式）自由地漂浮，从而向出口端212提供已过滤除气还原剂222。在本申请中，“除气”是指已移除了气体的液体。“除气”液体并不需要从中清除所有气体，实际上，可以接受在进入还原剂泵34的已过滤除气还原剂222中保留一些气体，特别是如果这些气体的形式是相对分散的小气泡。 

通过确保已过滤还原剂70在内空间175内的时间足够长到发生除气，在到达出口端212之前还原剂70在内空间175内必须流过的距离有助于除气处理。因此，出口端212邻近第二侧部206会是有利的，这是因为第二过滤器116上的窗口193和第一过滤器114的内部的窗口（未图示）可为还原剂提供从内空间175直接到出口端212的路径。类似地，将出口端212置于内腔214也有助于确保当进入出口端212时已过滤还原剂70进行了充分的除气，特别是如果连接内腔214到内空间175的通道足够小以造成流动限制，减缓了已过滤还原剂70进入内腔214的流动。 

类似地，将第二过滤器116，或者更精确来说是过滤介质192，置于通气端210和出口端212之间可有助于除气，这是因为已过滤还原剂70在到 达出口端212之前必须首先绕第二过滤器116流动。此外，将第二过滤器116置于通气端210和出口端212之间有助于保持过滤器模块100紧凑，这是因为内空间175内的已过滤还原剂空间相对较小。因此，将第二过滤器116置于通气端210和出口端212之间能使得在流体进入出口端212之前在相对小容积的空间内发生除气。 

此外，通气端210相对于出口端212的水平偏移是有利的，气体和还原剂一般在相反的方向上流体以分别到达它们的端210、212。这种流动变化上的差异，更确切的说，实质上是相反的流动变化可有助于释放还原剂70的流动中的夹带气体。这种流动变化上的差异用附图标记220和222所代表的箭头来示出，示出为指向相反的方向，分别朝向通气端210和出口端212。 

另外，第一过滤器114（或至少是介质172）和/或第二过滤器116一般位于通气端210和出口端212之间是有利的，只是因为进入内空间175的已过滤还原剂立刻遇到这种流动变化上的差异。这增加了在还原剂70到达出口端212之前从还原剂70清除夹带气体的可能性。 

在任意情况下，如233所示已过滤还原剂70从内空间175流向出口端212，在途中编程已过滤除气还原剂222。已过滤除气还原剂70抽入出口端212，通过还原剂供给管线38去向还原剂泵34。如有向箭头221所示，来自内空间175内的已过滤除气还原剂70的气体220（可以泡的形式）流向通气端210且进入通气管线102。气泡经过通气管线102且经过通气管线102的顶部的开口104释放入气体存储区72。 

在替代性的实施方式中，能使用各种过滤器模块。例如，过滤器模块（未图示）不需要设计为滤筒型的过滤器，但是作为替代可以具有永久介质、松的介质、或在不使用更换滤筒的情况下可更换的介质。过滤器模块（未图示）不需要具有多个过滤器。可使用任意类型的过滤器，包括平面的、圆筒状的、褶状的、或其他类型。 

在其他替代性的实施方式（未图示）中，过滤器模块无须连接于罐液位传感器装配件，但是作为替代可固定于还原剂罐的内壁、固定于还原剂罐内的其他装置等等。此外，过滤器模块可位于还原剂罐之外，可通过导 管接收来自罐的还原剂，可通过另外的从还原剂罐之外进入气体存储区的管线将气体排放回罐的气体存储区。在这种实施方式中，过滤器模块需要相对于还原剂罐的底部位于最高处，或至少足够低于还原剂罐内的还原剂70的最高液位已提供足够的压力来趋势气泡进入通气端。 

有利的是，还原剂传送系统30无须提供连接到还原剂泵34下游的还原剂供给管线38的管线。过滤器模块100的通气特征可消除从还原剂泵34清除气体且将气体返回还原剂罐32的需要。事实上，过滤器模块100置于还原剂罐32内有效允许了所有气体留在还原剂罐32之内。无须有结构来提供气体返回还原剂罐32，这是因为气体一般不允许离开还原剂罐32进入还原剂传送系统30的其他组件。 

在本发明的另一个其他替代性的实施方式中，在此所述的方式可从通气改为应用于其他液体。在内燃机的背景下，一些这种液体是：汽油、柴油燃料、喷气发动机燃料、机油、冷却液、制动液、动力转向液、传动液、防冻剂等等。本发明并不限于使用内燃机，可用于任何想要在将液体传送到系统的操作组件之前从液体中移除气体的应用。 

贯穿本说明书提及的“一个实施例”、“实施例”，或类似的语言意味着结合实施例描述的特定的特征、结构或特性包括在至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书的“在一个实施例中，”、“在实施例中”和类似短语的出现，可以但不一定全部指的是相同的实施例。类似地，术语“实现”的使用意味着具有结合本公开的一个或多个实施例所描述的特定的特征、结构或特性的实现，但是，如果没有明确的相关性表述，该实现可以与一个或多个实施例相关。 

在上述说明书中哦和那个使用了某些术语，例如“上”、“下”、“上方”、“下方”、“水平”、“垂直”、“左”、“右”等等。这些使用的术语适用于在处理相对关系时提供一些清楚的表述。但是，这些术语并不是指绝对关系、位置、和/或方向。例如，考虑一个物体，通过简单地翻转该物体，“上”表面可变为“下”表面。尽管如此，仍然是相同的物体。此外，术语“包括”、“包含”、“具有”和其他变动除非特别指出，否则意味着“包括但不限于”。物品的枚举列表除非特别指出，否则并不是 指物品的所有或任意一个相互排除和/或相互包含。术语“一个”除非特别指出，否则也指“一个或更多”。 

此外，在本说明书中一个元件“连接”于另一个元件的情况可包括直接连接和间接连接。直接连接可规定为一个元件通过一些接触与另一个元件李娜接。间接连接可规定为彼此之间没有直接接触但是在其间具有一个或更多的额外的元件地连接两个元件。此外，在此所述的将一个元件固定于另一个元件包括直接固定和间接固定。此外，在此所述的“邻近”无须表示接触。例如，一个元件可邻近于另一个元件而不接触那个元件。 

本发明所公开的内容可以以其他具体形式体现而不背离其精神或本质特征。所述实施例被认为在所有方面都仅是说明性的而不是限制性的。本公开的范围因此由所附的权利要求不是由前面的描述来表明。所有在权利要求的等同物的含义和范围内的变化都在其范围之内。 

Claims (20)

1.一种用于还原剂传送系统的还原剂过滤器，其特征在于，包括：

壳体；

所述壳体内的过滤介质；

还原剂入口端，该还原剂入口端与所述过滤介质相通且提供还原剂，该还原剂入口端从还原剂源抽取还原剂，所述壳体的至少一部分浸入所述还原剂源；

还原剂出口端，该还原剂出口端与所述过滤介质相通且接收还原剂；及

通气端，该通气端与所述过滤介质相通且接收气体，该通气端大约位于所述过滤介质的顶部。

2.根据权利要求1所述的还原剂过滤器，其特征在于，

入口端大约位于第一过滤介质的底部，通气端高于出口端且相对于出口端有垂直偏移，垂直偏移选择为驱使过滤器模块内的夹带气体不向出口端而向通气端移动。

3.根据权利要求2所述的还原剂过滤器，其特征在于，

过滤器模块的高度至少是50mm。

4.根据权利要求1所述的还原剂过滤器，其特征在于，

通气端相对于出口端有水平偏移。

5.根据权利要求1所述的还原剂过滤器，其特征在于，

所述过滤介质位于通气端和出口端之间。

6.根据权利要求1所述的还原剂过滤器，其特征在于，

过滤器模块进一步包括壳体，框架内包含所述过滤介质，框架配合所述过滤介质来规定滤筒，为了进行更换可通过入口端拆下滤筒。

7.根据权利要求1所述的还原剂过滤器，其特征在于，

所述过滤介质是第一过滤介质，该还原剂过滤器进一步包括第二过滤介质，第二过滤介质位于第一过滤介质的内表面以规定第一与第二过滤介质之间的已过滤还原剂空间，第二过滤介质包括与入口端流通的内空间，通气端和出口端都与已过滤还原剂空间流通。

8.一种内燃机系统，其特征在于，包括：

与燃烧排气相通且供给还原剂的还原剂传送系统，该还原剂传送系统包括：

包含还原剂的还原剂罐；

向燃烧排气供给还原剂的投配器；

从还原剂罐抽取还原剂且将还原剂传送到投配器的还原剂泵；及

位于还原剂罐内且对还原剂进行过滤的过滤器模块，

过滤器模块包括通气端，通气端释放来自过滤器模块的夹带气体以限制夹带气体进入还原剂泵。

9.根据权利要求8所述的内燃机系统，其特征在于，

进一步包括产生燃烧排气的内燃机。

10.根据权利要求9所述的内燃机系统，其特征在于，

进一步包括与内燃机相通且接收燃烧排气的排气后处理系统。

11.根据权利要求8所述的内燃机系统，其特征在于，

过滤器模块进一步包括具有顶端和底端的壳体、及与还原剂泵流通以将被过滤器模块过滤之后的还原剂输送到还原剂泵的出口端，

还原剂传送系统进一步包括将还原剂从出口端输送到还原剂泵的还原剂供给管线，

通气端形成于顶端，还原剂供给管线经过顶端延伸入壳体以规定大约在底端的出口端。

12.根据权利要8所述的内燃机系统，其特征在于，

进一步包括通气管线，

过滤器模块位于还原剂罐的底壁的附近，通气管线实质上垂直延伸以将气体从通气端通过还原剂罐内的还原剂传输到在还原剂罐内位于还原剂之上的气体存储区。

13.根据权利要求12所述的内燃机系统，其特征在于，

还包括至少一部分位于还原剂罐内以测量还原剂罐内的还原剂液位的罐液位传感器装配件，过滤器模块固定于罐液位传感器装配件。

14.根据权利要求8所述的内燃机系统，其特征在于，

过滤器模块进一步包括与还原剂泵流通以将被过滤器模块过滤之后的还原剂传输到还原剂泵的出口端，

过滤模块包括位于通气端和出口端之间的第一过滤介质。

15.根据权利要求8所述的内燃机系统，其特征在于，

还原剂传送系统独立于从还原剂泵下游的任意位置将还原剂传输回还原剂罐的任意管线而运行。

16.一种用于对还原剂传送系统内的还原剂进行过滤的方法，包括以下步骤：

将还原剂储存在还原剂罐内；

以过滤器模块的第一过滤介质对还原剂进行过滤以提供已过滤还原剂；

从已过滤还原剂排放夹带气体以提供已过滤除气还原剂；及

将已过滤除气还原剂抽入还原剂泵，

该方法的特征在于，

不从还原剂罐移除夹带气体地从已过滤还原剂排放夹带气体。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，

过滤器模块包括第二过滤介质，第一和第二过滤介质中的一个位于第一和第二过滤介质中的另一个之中以规定第一与第二过滤介质之间的已过滤还原剂空间，对还原剂进行过滤包括将还原剂通过第一过滤介质移入已过滤还原剂空间。

18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：

用至少一部分位于还原剂罐内的罐液位传感器装配件来测量还原剂罐内的还原剂液位，过滤器模块固定于罐液位传感器装配件。

19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，

还原剂罐包含还原剂和位于还原剂之上的气体存储区，从已过滤还原剂排放夹带气体包括将夹带气体导向过滤器模块的通气端，通过还原剂罐内的还原剂进入气体存储区。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，

通气端高于过滤器模块的出口端，将夹带气体导向通气端包括允许夹带气体向上漂浮不达到出口端而是达到通气端。