CN104632328A - 尿素喷射器的液体侵入密封结构 - Google Patents

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Abstract

一种流体喷射器包括与喷射器出口相关联的主体。进口管连接到主体并且具有开口端，用于接收要喷射的流体。进口罩具有开口端，并且覆盖进口管的开口端，还覆盖主体的一部分。喷射器包括密封结构，该密封结构包括提供进口罩与进口管之间的密封的主密封件、主体与进口罩之间并且构造且布置成防止喷射器外部的液体通过进口罩的开口端进入喷射器内部的副密封件、以及主体或进口罩上的构造且布置成在进口罩与主体之间压缩副密封件的一部分的表面零件。

Description

尿素喷射器的液体侵入密封结构
技术领域
本发明涉及还原剂输送单元(RDU)的尿素喷射器，其向发动机排气系统供应还原剂，并且更具体地涉及喷射器的密封结构，其排除外部水侵入喷射器内部。
背景技术
欧洲和北美洲的新一轮的严格排放法规的出现推动着新的排气后处理系统的实施，特别是对于稀燃技术，例如在稀和超稀条件下运转的压缩点火(柴油)发动机和分层充气火花点火发动机(通常带有直喷)。稀燃发动机呈现高水平的氮氧化物(NOX)排放，在以稀燃燃烧为特征的富氧排气环境下难以处理它们。目前正在发展将在这些条件下处理NOX的排气后处理技术。这些技术之一包括催化剂，其促进氨(NH3)与排气氮氧化物(NOX)的反应以产生氮(N2)和水(H2O)。这个技术称作选择性催化还原(SCR)。
在汽车环境中，难以处置纯的氨。因此，这些系统习惯于使用液态含水尿素溶液，通常是32％浓度的尿素溶液(CO(NH2)2)。这个溶液称作AUS-32，并且还知道其商业名称AdBlue。通过喷射器把尿素溶液输送给热的排气流，并且尿素溶液在排气中转变成氨，在经历了热解或热分解之后，转变成氨和异氰酸(HNCO)。异氰酸然后同存在于排气中的水经历水解并且转变成氨和二氧化碳(CO2)。由热解和水解产生的氨然后与氮氧化物经历催化反应，如前所述。
传统的尿素喷射器在图1中整体上用10表示。喷射器10包括进口连接器12，限定出喷射器的进口14。进口罩16连接到进口连接器12。进口管17连接到喷射器10的主体24并且输送尿素溶液至装在主体24中的螺线管18。在计量应用中，电动操作的螺线管18控制从喷射器的出口20输送到车辆的排气流动通路中的尿素溶液的量。螺线管18能够是美国专利No6,685,112中所公开的类型，在此，该专利的内容作为参考并入本说明书。如图2最佳示出的，在喷射器10的进口罩16与进口管17之间设置圆形截面的常规弹性体O型环密封件22。通过喷射器10的正常的尿素溶液流用向下指的竖直箭头A表示。
在传统的喷射器10中，不合适的密封可能出现在密封件22与主体24之间，其能够导致水或其它液体侵入(用图2中的箭头B表示)喷射器10的内部。已知的是，任何导电液体例如盐水引起电通道桥接及随后的喷射器故障。这对于安装在车身下部并且暴露于比汽油喷射器更恶劣的环境中的尿素喷射器是特别麻烦的。可能被雨或融化的雪持续弄湿。在北方气候下用于融化冰的盐形成非常导电的液体，归因于氯化钠的离子性能。
因此，需要一种尿素喷射器以提供改善的密封结构从而防止外部液体侵入喷射器内部。
发明内容
本发明的目标是满足上面提及的需求。根据实施例的原理，由包括与喷射器出口相关联的主体的流体喷射器来实现这个目标。进口管连接到主体并且具有开口端，用于接收要喷射的流体。进口罩具有开口端，并且覆盖进口管的开口端，还覆盖主体的一部分。喷射器包括密封结构，该密封结构包括提供进口罩与进口管之间的密封的主密封件、主体与进口罩之间并且构造且布置成防止喷射器外部的液体通过进口罩的开口端进入喷射器内部的副密封件、以及主体或进口罩上的构造且布置成在进口罩与主体之间压缩副密封件的一部分的表面零件。
根据本发明的另一方面，一种方法防止喷射器外部的液体进入喷射器。喷射器包括与喷射器出口相关联的主体。进口管连接到主体并且具有开口端，用于接收要喷射的流体。进口罩具有开口端，并且覆盖进口管的开口端，还覆盖主体的一部分。该方法提供进口罩与进口管之间的主密封件和主体与进口罩之间的副密封件。副密封件的至少一部分被压缩在主体与进口罩之间以防止外部液体通过进口罩的开口端进入喷射器内部。
通过考虑下列参照附图的详细说明和所附权利要求，本发明的其它目标、特征和特性以及操作方法和结构的相关元件的功能、部件的组合以及制造的经济性将变得更明显，这些都形成本说明书的一部分。
附图说明
通过下列对其优选实施例的详细描述结合附图将更好理解本发明，其中，相同的附图标记指代相同的部件，其中：
图1是传统的尿素喷射器的侧视图，其在进口罩与进口管之间具有常规的O型环密封件。
图2是图1的2所包围的部分的放大视图。
图3是根据一个实施例的密封结构的视图，防止液体侵入进口罩与尿素喷射器的主体之间，其中，该密封结构的整体密封构件具有主密封件和副密封件。
图4是实施例的密封结构的视图，其中，主体的端部具有大致三角形的表面零件。
图5是另一实施例的密封结构的视图，其中，主体的端部具有大致矩形的表面零件。
图6是图3的密封结构的密封构件的俯视图。
图7是沿图6的线7-7截取的密封构件的横截面图。
图8是图6的密封构件的立体仰视图。
图9是根据又一实施例的密封结构的视图，防止液体侵入进口罩与尿素喷射器的主体之间，其中，该密封结构的密封构件包括分开的主密封件和副密封件。
图10是根据又一实施例的密封结构的视图，防止液体侵入进口罩与尿素喷射器的主体之间，其中，进口罩在密封构件上施加轴向力把密封构件压在喷射器主体上。
具体实施方式
参照图3，示出根据实施例的流体喷射器10′的一部分，安装在排气流动通路11上用于向那里输送流体例如尿素溶液。喷射器可以用于美国专利No.8,024,922所公开类型的系统中，其内容在此作为参考并入本说明书。
喷射器10′类似于图1的喷射器10，但是具有改善的密封。喷射器10′具有在喷射器进口处的进口连接器12和连接到进口连接器12的进口罩16。从进口接收尿素溶液的进口管17连接到喷射器10′的主体24并且输送尿素溶液到装在主体24中的螺线管18。在计量应用中，电动操作的螺线管18控制从喷射器的出口20输送到车辆的排气流动通路11中的尿素溶液的量。进口罩16的开口端27覆盖进口管17的开口端29并且覆盖喷射器10′的主体24的一部分。
在图3的实施例中，密封结构，总体上用26表示，防止液体B侵入喷射器的进口罩16、主体24与进口管17之间并且由此防止液体经由进口罩16的开口端27进入喷射器10′的内部28。密封结构26包括环状密封构件30，优选为由可压缩的弹性体材料制成，包括主密封件32和一体的副密封件34，主密封件具有优选为圆环的形状，副密封件沿轴向从主密封件32的周边延伸以限定翼部。图6-8示出密封结构30的各个视图。主密封件32压缩在进口罩16的内周边与进口管17的外周边之间。
密封结构26还包括主体24的端部36，该端部与副密封件34接合。端部36包括表面零件38，其把副密封件34的一部分压在进口罩16上。端部36中的由减小端部36的直径限定出的切口40接收副密封件34的扩大部分42。在图3的实施例中，表面零件38优选为突起，例如升高的圆角。替代地，如图4所示，突起或表面零件38′能够是主体24上的大致三角形的表面，或者，如图5所示，突起或表面零件38″能够是主体24上的大致矩形的表面。可以采用能够压缩副密封件24的其他形状的表面作为主体24上的表面零件。替代地，能够意识到，表面零件38能够设在进口罩16上，把副密封件34的一部分压在主体24上。
主密封件32起着密封进口罩16到进口管17的主要作用，而副密封件34形成另一密封，其密封以防外部液体侵入喷射器10′的内部。副密封件32，作用就像翼部，压在进口罩16与喷射器主体24的端部36的表面零件38之间。端部36的升高表面零件38向弹性体密封件34施加压缩，同时允许由于部件的不同热膨胀率而引起的部件膨胀或收缩和弹性体膨胀。
参照图9，代替设置图3的整体密封构件30，密封结构26′包括密封件构件30′，其具有主密封件32′和分开的副密封件34′。主密封件32′压缩在进口罩16的内周边与进口管17的外周边之间。密封结构26′还包括主体24的端部36′，该端部具有O型环槽44形式的表面零件，该槽接收副密封件34′。在这个实施例中，进口罩16下降从而使得副密封件34′被捕获在槽44中，在进口罩16与主体24之间，防止液体进入喷射器的内部28。
参照图10，示出密封结构26″的另一实施例。密封结构26″包括单个密封件30″，优选为常规的弹性体O型环的形式，压缩在进口罩16与进口管17之间，限定主密封。密封结构26″还包括进口罩16的向内突起的表面零件46，其提供密封件30″上的轴向力，把密封件30″压在主体24的平坦上表面48上，由此限定副密封，防止液体进入喷射器10″′的内部28。在这个实施例中，表面零件46是由进口罩16的直径减小部限定的环形表面。进口罩16由固定在喷射器10″′的壳体50上的保持器49保持向下从而维持在密封件30″上的轴向力。保持器49和壳体50能够在喷射器的全部实施例中提供，尽管它们只在图10中示出。
虽然所公开的喷射器10′是为了输送尿素溶液，但是，这些实施例的喷射器能够用于输送任何合适的流体，同时防止不需要的液体侵入喷射器内部。
为了解释本发明的结构和功能原理，已经给出和描述了前述优选实施例，并且解释了采用这些优选实施例的方法，这些优选实施例可以进行改变，只要不脱离上述原理。因此，本发明包括涵盖在下列权利要求的精神内的所有改型。

Claims (19)

1.一种流体喷射器，包括：
主体，所述主体与所述喷射器的出口相关联，
进口管，所述进口管连接到所述主体并且具有用于接收要喷射的流体的开口端，
进口罩，所述进口罩具有开口端，并且覆盖所述进口管的所述开口端并覆盖所述主体的一部分，和
密封结构，所述密封结构包括：
主密封件，所述主密封件提供所述进口罩与所述进口管之间的密封，
副密封件，所述副密封件在所述主体与所述进口罩之间，并且构造且布置成防止所述喷射器的外部的液体通过所述进口罩的所述开口端进入所述喷射器的内部，和
表面零件，在所述主体或所述进口罩上，构造且布置成在所述进口罩与所述主体之间压缩所述副密封件的一部分。
2.如权利要求1所述的喷射器，其中，所述副密封件与所述主密封件一体形成。
3.如权利要求2所述的喷射器，其中，所述主密封件是环形的并且是大致圆环形状，所述副密封件沿轴向从所述主密封件的周边延伸以限定翼部。
4.如权利要求3所述的喷射器，其中，所述表面零件是所述主体的端部上的突起，所述主体的端部进一步地包括切口，从而当表面零件压缩所述副密封件的所述部分时，所述切口构造且布置成接收所述副密封件的扩大部分。
5.如权利要求4所述的喷射器，其中，所述突起是所述主体的圆角。
6.如权利要求4所述的喷射器，其中，所述突起是所述主体的端部上的大致三角形的表面，或者是所述主体的端部上的大致矩形的表面。
7.如权利要求1所述的喷射器，其中，所述主密封件和副密封件的每一个都是由弹性体材料组成。
8.如权利要求1所述的喷射器，其中，所述主密封件是与所述副密封件分开的，并且其中，所述表面零件包括所述主体中的O型环槽，所述副密封件布置在所述O型环槽中并且在所述进口罩与所述主体之间压缩。
9.如权利要求2所述的喷射器，其中，所述表面零件是在所述进口罩上，并且提供所述主密封件上的大致轴向力以在所述主体与所述进口罩之间压缩所述副密封件。
10.如权利要求9所述的喷射器，其中，所述表面零件是由所述进口罩的直径减小部限定的环形表面。
11.如权利要求10所述的喷射器，还包括与所述进口罩相联的保持器，以维持所述进口罩提供的轴向力。
12.如权利要求1所述的喷射器，连接到车辆的排气流动通路，所述喷射器构造且布置成喷射尿素溶液到所述排气流动通路中。
13.一种防止喷射器外部的液体进入喷射器的方法，所述喷射器包括：与所述喷射器的出口相关联的主体；进口管，连接到所述主体并且具有用于接收要喷射的流体的开口端；以及进口罩，具有开口端且覆盖所述进口管的所述开口端并覆盖所述主体的一部分，所述方法包括如下步骤：
提供所述进口罩与所述进口管之间的主密封件，
提供所述主体与所述进口罩之间的副密封件，以及
在所述主体与所述进口罩之间压缩所述副密封件的至少一部分，以防止外部液体通过所述进口罩的所述开口端进入所述喷射器内部。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述压缩步骤包括，在所述主体或所述进口罩上提供表面零件以在所述进口罩与所述主体之间压缩所述副密封件的所述部分。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述表面零件是所述主体的端部上的突起，所述主体的端部进一步地包括切口，从而当表面零件压缩所述副密封件的所述部分时，所述副密封件的扩大部分接收在所述切口中。
16.如权利要求14所述的方法，其中，所述表面零件是所述主体的圆角。
17.如权利要求14所述的方法，其中，所述表面零件是所述主体的端部上的大致三角形的表面。
18.如权利要求14所述的方法，其中，所述表面零件是所述主体的端部上的大致矩形的表面。
19.如权利要求14所述的方法，其中，所述表面零件是由所述进口罩的直径减小部限定的环形表面。
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