CN107829803A - Scr系统用集成式尿素计量泵 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种SCR系统用集成式尿素计量泵，包括计量并控制尿素溶液的计量泵总成、盛装尿素溶液的尿素罐总成及感测尿素溶液的传感器总成，所述计量泵总成固定在所述尿素罐总成上，所述传感器总成与所述计量泵总成相连接并置于所述尿素罐总成内。本发明的SCR系统用集成式尿素计量泵通过将计量泵总成、尿素罐总成及传感器总成集成为一体，省去了复杂的连接管路，优化了整体结构布局，缩小了整体占用空间，同时也简化了繁琐的整车装配过程。

Description

SCR系统用集成式尿素计量泵
技术领域
本发明涉及SCR系统技术领域，具体地指一种SCR系统用集成式尿素计量泵。
背景技术
SCR(Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原)系统是车尾气排放中NOx的一项处理系统，即在催化剂的作用下喷入还原剂氨或尿素，把尾气中的NOx还原成N2和H2O。
SCR系统中尿素计量泵是喷射进入尿素的计量控制单元，用于精确计量和控制喷射的尿素溶液。目前，SCR系统中尿素计量泵为与尿素箱为两个独立的元件，尿素计量泵通过管路连接至尿素箱上。这种方式下，SCR系统进行安装时，其装配过程较为繁琐，不利于整车装配，也相对占用较大的空间。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种SCR系统用集成式尿素计量泵，布局更紧凑、产品体积较小、装配更加方便。
为实现上述目的，本发明所设计的SCR系统用集成式尿素计量泵包括计量并控制尿素溶液的计量泵总成、盛装尿素溶液的尿素罐总成及感测尿素溶液的传感器总成，所述计量泵总成固定在所述尿素罐总成上，所述传感器总成与所述计量泵总成相连接并置于所述尿素罐总成内。
作为优选方案，所述尿素罐总成包括盛装尿素溶液的尿素罐体以及封堵所述尿素罐体的密封盖和堵头。
作为优选方案，所述计量泵总成从上至下依次包括顶盖、PCB板、阀岛总成及下盖，所述顶盖从上扣住所述PCB板，所述阀岛总成固定在所述尿素罐体上，所述下盖扣合在阀岛总成下方。
作为优选方案，所述尿素罐体上方开设有安装所述阀岛总成的开口，所述阀岛总成与所述尿素罐体上的所述开口之间设有密封圈。
作为优选方案，所述阀岛总成包括主阀岛和对接在所述主阀岛前端的前阀岛，所述主阀岛的上开设有空气电磁阀安装孔、减压阀安装孔、电磁泵安装孔及冷却液电磁阀安装孔，空气电磁阀、减压阀、电磁泵及冷却液电磁阀分别对应安装在所述空气电磁阀安装孔、所述减压阀安装孔、所述电磁泵安装孔及所述冷却液电磁阀安装孔中。
作为优选方案，所述主阀岛与所述前阀岛对接的端面上设有将压缩空气与尿素溶液混合的气液混合腔，所述阀岛总成进一步包括检测气压的第一压力传感器和检测液压的第二压力传感器，所述第一压力传感器设置在所述减压阀与所述气液混合腔之间，所述第二压力传感器设置在所述电磁泵与所述气液混合腔之间。
作为优选方案，所述阀岛总成进一步包括回流盖板和回流膜片，所述回流盖板将所述回流膜片通过回流弹簧安装在所述主阀岛上的回流孔上。
作为优选方案，所述主阀岛的后端面上开设有通气阀安装孔，所述通气阀安装孔内安装有连通大气与所述尿素罐体的通气阀。
作为优选方案，所述前阀岛的前端面上设有进气接头、冷却液入水管接头、冷却液出水管接头及出液接头，所述进气接头与压缩空气连接，所述冷却液入水管接头、所述冷却液出水管接头分别连接至发动机冷却循环水，所述出液接头与尿素溶液喷射口连接。
作为优选方案，所述传感器总成包括吸液管、冷却液循环管及温度液位电子管，所述吸液管与所述电磁泵的入口通过软管连接，所述冷却液循环管的两端分别通过螺纹件与所述主阀岛上的冷却液循环管安装孔对接，所述吸液管捆绑在冷却液循环管上，所述温度液位电子管通过螺纹件与所述主阀岛上的温度液位电子管安装孔连接，所述吸液管的下端设有过滤网，所述温度液位电子管的内部装有温度传感器，所述温度液位电子管外壁上套设有液位浮子。
本发明的有益效果是：本发明的SCR系统用集成式尿素计量泵通过将计量泵总成、尿素罐总成及传感器总成集成为一体，省去了复杂的连接管路，优化了整体结构布局，缩小了整体占用空间，同时也简化了繁琐的整车装配过程。
附图说明
图1为本发明优选实施例的SCR系统用集成式尿素计量泵的立体结构示意图。
图2为图1中的SCR系统用集成式尿素计量泵的局部剖开后的主视结构示意图。
图3为图2中的计量泵总成中的顶盖及PCB板的爆炸结构示意图。
图4为图2中的计量泵总成中的阀岛总成及下盖的底部立体结构示意图。
图5为图3中的阀岛总成的立体结构示意图。
图6为图4中的阀岛总成的爆炸结构示意图。
图7为图6中的主阀岛的放大立体结构示意图。
图8为图6中的前阀岛的放大立体结构示意图。
图9为传感器总成的立体结构示意图。
图10为本发明优选实施例的SCR系统用集成式尿素计量泵的工作原理图。
图中各部件标号如下：计量泵总成10(其中，顶盖11、PCB板12、阀岛总成13、下盖14)、尿素罐总成20(其中，尿素罐体21、密封盖22、堵头23)、传感器总成30(其中，吸液管31、冷却液循环管32、温度液位电子管33、过滤网34、液位浮子35)；阀岛总成13(其中，主阀岛130、前阀岛131、回流盖板132、空气电磁阀133、减压阀134、第一压力传感器135、第二压力传感器136、电磁泵137、回流膜片138、冷却液电磁阀139)；主阀岛130(其中，冷却液循环管安装孔1301、温度液位电子管安装孔1302、空气电磁阀安装孔1303、减压阀安装孔1304、泄压阀安装孔1305、电磁泵安装孔1307及冷却液电磁阀安装孔1309)；前阀岛131(其中，进气接头1311、冷却液入水管接头1312、冷却液出水管接头1313、出液接头1314)。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
请参阅图1和图2，本发明优选实施例的SCR系统用集成式尿素计量泵包括计量泵总成10、尿素罐总成20及传感器总成30，计量泵总成10设置在尿素罐总成20上，传感器总成30设置在尿素罐总成20内部。计量泵总成10计量尿素罐总成20中的尿素溶液并控制尿素溶液的流向，传感器总成30感测尿素罐总成20中的尿素溶液的温度、液位等。更具体地，计量泵总成10以螺钉连接方式固定在尿素罐总成20上，两者之间用密封圈进行密封；传感器总成30以螺纹连接方式连接固定在计量泵总成10上。
请结合参阅图3，计量泵总成10从上至下依次包括顶盖11、PCB板12、阀岛总成13及下盖14，顶盖11从上扣住PCB板12并将PCB板12安装到阀岛总成13上，阀岛总成13安装在尿素罐总成20上，下盖14从下方扣合在阀岛总成13上。
尿素罐总成20包括尿素罐体21、密封盖22及堵头23，尿素罐体21为盛装尿素溶液的容器；密封盖22设置在尿素罐体21上方的一侧，用于向尿素罐体21内注入尿素溶液；堵头23设置在尿素罐体21的下方，用于封堵尿素罐体21下方的出口。需指出的是，阀岛总成13安装固定于尿素罐体21上方，尿素罐体21上开设有供阀岛总成13安装的开口，阀岛总成13与尿素罐体21上的开口之间设有密封圈密封。
请参阅图4、图5和图6，阀岛总成13包括主阀岛130、前阀岛131和回流盖板132三个主要部分，作为空气电磁阀133、减压阀134、第一压力传感器135、第二压力传感器136、电磁泵137、回流膜片138及冷却液电磁阀139的安装主体。前阀岛131设置在主阀岛130的前端，其后端面与主阀岛130的前端面对接，回流盖板132安装在主阀岛130上。
请参阅图7，空气电磁阀133、减压阀134、电磁泵137及冷却液电磁阀139安装在主阀岛130下端面上对应的空气电磁阀安装孔1303、减压阀安装孔1304、电磁泵安装孔1307及冷却液电磁阀安装孔1309中。第一压力传感器135设置在减压阀134与出液口之间，用于检测进行气液混合前气路部分的压力。第二压力传感器136设置在电磁泵137与出液口之间，用于检测进行气液混合前液路部分的压力。回流膜片138通过回流弹簧安装在主阀岛130上的回流孔上，并通过回流盖板132扣合固定，用于将阀岛总成13内部的尿素溶液回流至尿素罐体21内。
主阀岛130与前阀岛131对接的前端面上设有气液混合腔，用于将经由气路通道进入的空气与经由夜路通道进入的溶液进行混合，之后经由前阀岛131喷出。
为了防止尿素罐总成20内的液体被抽成真空，主阀岛130的后端面上上设计与尿素罐体21相通的通孔，使得尿素罐体21内的气体经主阀岛130上的通孔流至大气中。另一方面，为防止系统工作时在腔室内产生真空，主阀岛130的后端面上开设有通气阀安装孔1305，通气阀安装孔1305以卡扣形式连接内安装有通气阀，通过通气阀可保持腔室内外的气压平衡。
请参阅图8，前阀岛131的前端面上设有进气接头1311、冷却液入水管接头1312、冷却液出水管接头1313及出液接头1314，进气接头1311与压缩空气连接，将压缩空气引入阀岛总成13中。冷却液入水管接头1312、冷却液出水管接头1313的两端分别连接至发动机冷却循环水，将发动机冷却循环水经由阀岛总成13引入尿素罐体21内部，调节尿素溶液的温度。出液接头1314为尿素溶液的喷射出口，将在主阀岛130内混合后的压缩气体和尿素溶液由此喷出。
请参阅图9，传感器总成30包括吸液管31、冷却液循环管32及温度液位电子管33。吸液管31将尿素罐体21内的尿素溶液引出，其与主阀岛130上的电磁泵137的入口通过软管连接。冷却液循环管32为带有螺旋管部的双头管，其两端分别通过螺纹件与主阀岛130上的冷却液循环管安装孔1301对接，将发动机冷却循环水经由阀岛总成13引入冷却液循环管32中循环。吸液管31捆绑在冷却液循环管32的一段上，借由冷却液循环管32内的冷却液调节吸液管31内的溶液的温度。温度液位电子管33用于检测尿素罐体21内尿素溶液的温度及液位，其通过螺纹件安装在温度液位电子管安装孔1302内。为保证吸出的尿素溶液中不含有未溶解的固体颗粒或其它杂质，吸液管31的下端(入口端)设有过滤网34，过滤溶液中的固体颗粒或其它杂质。为检测尿素罐体21内尿素溶液的温度及液位，温度液位电子管33的内部装有温度传感器(图未示)，温度液位电子管33外壁上套设有液位浮子35。
请结合参阅图10，本发明的SCR系统用集成式尿素计量泵的工作原理如下：DCU(计量控制单元)通过采集CAN总线及各传感器的信号，根据柴油机的工况变化和催化器的温度变化，按照内部写定的稳态喷射策略和动态修正策略，准确的控制定量给料单元向排气管中喷射尿素溶液。电磁泵137收到DCU的指令后，通过吸液管31从尿素罐体21中抽取液体；抽取的液体流经阀岛总成13中的液路通道，一部分流至气液混合腔，另一部分在气压未开启的情况下经回流膜片138的作用回到尿素罐体21内；压缩空气从前阀岛131的进气接头1311进入，气体经空气滤网进入空气电磁阀133，再进入减压阀134，经减压阀134降压、稳压后，进入回流膜片138上方(使得回流功能关闭)，气体进入主阀岛130上的气液混合腔；最后液体、气体在气液混合腔内混合后从与出液接头1314连接的出液口喷出对排气系统中的尾气进行处理。
当DCU(计量控制单元)判断需要对尿素罐总成20和阀岛总成13的液路通道内的尿素溶液进行加热时，将会控制冷却液电磁阀139打开，热的发动机冷却液就会顺着冷却液循环管32流向尿素罐体21，使得尿素罐体21和阀岛总成13内的液体温度升高。由于冷却液循环32和吸液管31捆扎在一起，所以吸液管31的温度也会同时升高。
尿素罐体21内的传感器总成30是用来监测罐内尿素溶液的液位和温度，传感器总成30把各种参数转化为电信号传输至DCU。当尿素罐体21内液体的液位低于最小预设值时，DCU发出预警信号；当尿素罐体21内液体的液位超出最大预设值时，DCU发出提醒信号。
因主阀岛130上设计有回流膜片138，当气压经过回流膜片138上方时，膜片下移，将主阀岛130上的回流孔堵死，无液体回流至尿素罐体21内；当无气压流过回流膜片138上方时，膜片处于打开状态，实现液体回流功能，流至尿素罐体21内。
本发明优选实施例的SCR系统用集成式尿素计量泵通过将计量泵总成10、尿素罐总成20及传感器总成30集成为一体，省去了复杂的连接管路，优化了整体结构布局，缩小了整体占用空间，同时也简化了繁琐的整车装配过程。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种SCR系统用集成式尿素计量泵，其特征在于：所述SCR系统用集成式尿素计量泵包括计量并控制尿素溶液的计量泵总成(10)、盛装尿素溶液的尿素罐总成(20)及感测尿素溶液的传感器总成(30)，所述计量泵总成(10)固定在所述尿素罐总成(20)上，所述传感器总成(30)与所述计量泵总成(10)相连接并置于所述尿素罐总成(20)内。
2.根据权利要求1所述的SCR系统用集成式尿素计量泵，其特征在于：所述尿素罐总成(20)包括盛装尿素溶液的尿素罐体(21)以及封堵所述尿素罐体(21)的密封盖(22)和堵头(23)。
3.根据权利要求2所述的SCR系统用集成式尿素计量泵，其特征在于：所述计量泵总成(10)从上至下依次包括顶盖(11)、PCB板(12)、阀岛总成(13)及下盖(14)，所述顶盖(11)从上扣住所述PCB板(12)，所述阀岛总成(13)固定在所述尿素罐体(21)上，所述下盖(14)扣合在阀岛总成(13)下方。
4.根据权利要求3所述的SCR系统用集成式尿素计量泵，其特征在于：所述尿素罐体(21)上方开设有安装所述阀岛总成(13)的开口，所述阀岛总成(13)与所述尿素罐体(21)上的所述开口之间设有密封圈。
5.根据权利要求3所述的SCR系统用集成式尿素计量泵，其特征在于：所述阀岛总成(13)包括主阀岛(130)和对接在所述主阀岛(130)前端的前阀岛(131)，所述主阀岛(130)的上开设有空气电磁阀安装孔(1303)、减压阀安装孔(1304)、电磁泵安装孔(1307)及冷却液电磁阀安装孔(1309)，空气电磁阀(133)、减压阀(134)、电磁泵(137)及冷却液电磁阀(139)分别对应安装在所述空气电磁阀安装孔(1303)、所述减压阀安装孔(1304)、所述电磁泵安装孔(1307)及所述冷却液电磁阀安装孔(1309)中。
6.根据权利要求5所述的SCR系统用集成式尿素计量泵，其特征在于：所述主阀岛(130)与所述前阀岛(131)对接的端面上设有将压缩空气与尿素溶液混合的气液混合腔，所述阀岛总成(13)进一步包括检测气压的第一压力传感器(135)和检测液压的第二压力传感器(136)，所述第一压力传感器(135)设置在所述减压阀(134)与所述气液混合腔之间，所述第二压力传感器(136)设置在所述电磁泵(137)与所述气液混合腔之间。
7.根据权利要求5所述的SCR系统用集成式尿素计量泵，其特征在于：所述阀岛总成(13)进一步包括回流盖板(132)和回流膜片(138)，所述回流盖板(132)将所述回流膜片(138)通过回流弹簧安装在所述主阀岛(130)上的回流孔上。
8.根据权利要求5所述的SCR系统用集成式尿素计量泵，其特征在于：所述主阀岛(130)的后端面上开设有通气阀安装孔(1305)，所述通气阀安装孔(1305)内安装有连通大气与所述尿素罐体(21)的通气阀。
9.根据权利要求5所述的SCR系统用集成式尿素计量泵，其特征在于：所述前阀岛(131)的前端面上设有进气接头(1311)、冷却液入水管接头(1312)、冷却液出水管接头(1313)及出液接头(1314)，所述进气接头(1311)与压缩空气连接，所述冷却液入水管接头(1312)、所述冷却液出水管接头(1313)分别连接至发动机冷却循环水，所述出液接头(1314)与尿素溶液喷射口连接。
10.根据权利要求5所述的SCR系统用集成式尿素计量泵，其特征在于：所述传感器总成(30)包括吸液管(31)、冷却液循环管(32)及温度液位电子管(33)，所述吸液管(31)与所述电磁泵(137)的入口通过软管连接，所述冷却液循环管(32)的两端分别通过螺纹件与所述主阀岛(130)上的冷却液循环管安装孔(1301)对接，所述吸液管(31)捆绑在冷却液循环管(32)上，所述温度液位电子管(33)通过螺纹件与所述主阀岛(130)上的温度液位电子管安装孔(1302)连接，所述吸液管(31)的下端设有过滤网(34)，所述温度液位电子管(33)的内部装有温度传感器，所述温度液位电子管(33)外壁上套设有液位浮子(35)。
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