CN108915829A - 文丘里换向装置及基于该装置的尿素反抽装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了文丘里换向装置及基于该装置的尿素反抽装置，所述文丘里换向装置包括：文丘里管和两通阀，所述文丘里管与两通阀通过一根管道串联连通，所述文丘里管的喉道处连通有另一管道；所述尿素反抽装置包括：尿素箱、文丘里管、出液管、喷射管、第一阀门、第一回液管，所述文丘里管的渐缩段的端部和渐扩段的端部分别通过出液管和第一回液管与所述尿素箱连通，所述第一阀门设于所述第一回液管上，所述喷射管的一端与文丘里管的喉道连通，喷射管的另一端与尿素喷嘴连通。本发明利用文丘里效应，当尿素喷射系统停止工作时，可将喷射管和尿素喷嘴内残余的尿素溶液反抽入尿素箱内，尿素泵总成结构更紧凑、可靠、耐久、制造成本更低。

Description

文丘里换向装置及基于该装置的尿素反抽装置

技术领域

本发明涉及柴油机尾气净化领域，更具体地说，本发明涉及文丘里换向装置及基于该装置的尿素反抽装置。

背景技术

目前柴油机尾气净化降氮氧化物系统都需要在发动机排气管中加注少量尿素溶液，尿素在高温下分解成氨气，在SCR催化剂帮助下，与氮氧化物产生反应，生成氮气和水。通常柴油车车用尿素溶液均为浓度32.5％(即尿素与水的共晶点)的尿素水溶液。

上述尿素溶液，由一个容器，即尿素箱储存并车载使用，通过加压泵加压输送至尿素喷嘴释放在发动机排气管中。在发动机停机，尿素喷射停止时，需要将尿素喷嘴以及尿素喷嘴与尿素泵之间尿素管(喷射管)内的尿素溶液回抽至尿素箱。然而，至少有两类尿素泵，比如隔膜泵和柱塞泵的液体流向是不可以逆转的，它们只能让液体朝一个方向流动。当需要将泵出去的液体回抽时，必须通过一个换向装置来实现，当前的做法是采用一个电磁驱动的换向叉，将泵的进出口管道变更位置：将原来的出口管路接入泵入口，将原来的入口管路接入出口。这种换向装置涉及复杂的机械动作，不仅体积大，而且密封性较差，经常导致漏液，严重影响尿素泵总成的可靠性与使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供文丘里换向装置及基于该装置的尿素反抽装置，所述文丘里换向装置利用文丘里效应达到对管道中流体流动方向的控制，而基于文丘里换向装置的尿素反抽装置中的尿素泵总成结构更紧凑、耐久、制造成本更低。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了文丘里换向装置，包括：文丘里管和两通阀，所述文丘里管与两通阀通过一根管道串联连通，所述文丘里管的喉道处连通有另一管道。

还提供了基于文丘里换向装置的尿素反抽装置，包括：尿素箱、文丘里管、出液管、喷射管、第一阀门、第一回液管，所述文丘里管的渐缩段的端部通过出液管与所述尿素箱连通，所述文丘里管的渐扩段的端部通过所述第一回液管与所述尿素箱连通，所述第一阀门设于所述第一回液管上，且所述第一阀门为两通阀，所述喷射管的一端与文丘里管的喉道连通，喷射管的另一端与尿素喷嘴连通。

优选的是，所述尿素反抽装置还包括：加压泵，其设于所述出液管上。

优选的是，所述尿素反抽装置还包括：第二回液管，其将加压泵的出口到第一阀门之间的管路与尿素箱连通。

优选的是，所述尿素反抽装置还包括：稳流管和第二阀门，所述稳流管的一端与所述喷射管连通，稳流管的另一端与文丘里管和第一阀门之间的第一回液管连通，所述稳流管上设有第二阀门，所述第二阀门为两通阀。

优选的是，还包括震动回流机构，其包括多个第一翅片和多个第二翅片，多个第二翅片沿文丘里管的长度方向均匀间隔并且均环向设于所述文丘里管的外壁，且第二翅片的根部均固定于文丘里管的外壁，多个第一翅片分别与多个第二翅片依次交错并且均环向设置，所述第一翅片的根部连为一体形成筒状的壳体并与所述文丘里管的外壁之间形成封闭且内部连通的腔体，相邻的第二翅片之间均填充有若干小球，且所述小球不能从第一翅片和第二翅片之间的间隙中滑出，所述腔体连通有进水口和出水口。

优选的是，所述第一翅片与第二翅片平行设置。

优选的是，所述第一翅片和第二翅片均垂直于文丘里管内流体的流动方向设置。

优选的是，所述文丘里管和所述出液管及所述第一回液管的连接处均设有密封圈。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明利用文丘里效应，通过改变尿素反抽装置中尿素溶液的流动状态，可实现尿素喷射或者将喷射管和尿素喷嘴中残留的尿素溶液反抽到尿素箱内，避免尿素结晶析出，使尿素喷射系统堵塞损坏，并且整个尿素泵总成结构更紧凑、密封效果更好，制造成本更低，使用寿命更长；

2、本发明中尿素反抽装置的文丘里管外壁设有震动回流机构，可对文丘里管处的尿素溶液进行换热，避免进入到喷射管中的尿素溶液过热使尿素溶液在尿素喷嘴处蒸发结晶，以及高温废气对尿素喷嘴内尿素溶液加热导致回抽到文丘里管内的尿素溶液温度过高，蒸发结晶析出，堵塞管道，并且通过水流对翅片和翅片之间的小球产生冲击，使文丘里管的管壁产生震动，避免尿素沉积附着。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述文丘里换向装置的结构示意图；

图2为本发明所述尿素反抽装置喷射尿素喷射状态的工作示意图；

图3为本发明所述尿素反抽装置反抽尿素反抽状态的工作示意图；

图4为本发明所述尿素反抽装置中文丘里管处的结构示意图；

图5为本发明所述尿素反抽装置中文丘里管处结构的剖面图；

图6为本发明中实施例2的结构示意图；

图7为本发明中实施例3的结构示意图。

附图标记说明：

1-尿素箱；2-加压泵；3-文丘里管；4-第一阀门；5-尿素喷嘴；6-喷射管；7-第一回液管；8-出液管；9-第二回液管；10-尿素泵总成；11-稳流管；12-第二阀门；301-渐缩段；302-喉道；303-渐扩段；304-进水口；305-出水口；306-第一翅片；307-第二翅片；308-密封圈；309-小球。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明提供文丘里换向装置，包括：文丘里管和两通阀，所述文丘里管与两通阀通过一根管道串联连通，所述文丘里管的喉道处连通有另一管道，其中与文丘里管和两通阀连通的管道为主管道，与文丘里管的喉道连通的管道为支管道，当两通阀关闭时主管道内的流体流经文丘里管，并从文丘里管的喉道处流入支管道，当两通阀打开时，主管道内的流体经文丘里管和两通阀流过，同时由于文丘里管内流体的流动使喉道处产生负压，从而对支管道内产生吸力，将支管道内的流体回抽到主管道内，并随主管道内的流体流向两通阀之后的管道，从而实现对管道内流体流动方向的改变。

本发明还提供了基于上述文丘里换向装置的尿素反抽装置，其包括：尿素箱1、文丘里管3、出液管8、喷射管6、第一阀门4、第一回液管7，所述文丘里管3的渐缩段301的端部通过出液管8与所述尿素箱1连通，所述文丘里管3的渐扩段303的端部通过所述第一回液管7与所述尿素箱1连通，所述第一阀门4设于所述第一回液管7上，且所述第一阀门4为两通阀，所述喷射管6的一端与文丘里管3的喉道302连通，喷射管6的另一端与尿素喷嘴5连通。

在上述技术方案中，所述尿素箱1和文丘里管3通过出液管8和第一回液管7连通成为一个尿素溶液流动的回路，尿素箱1中的尿素溶液经出液管8流入文丘里管3，当第一回液管7上的第一阀门4关闭时，尿素溶液从文丘里管3的喉道302处流入喷射管6，到达尿素喷嘴5并喷入发动机排气管，实现尿素喷射系统的正常工作，其工作状态如图2所示；当第一阀门4打开时，此时尿素喷射系统停止工作，尿素喷嘴5停止喷射尿素溶液，尿素箱1中的尿素溶液经出液管8流入文丘里管3，然后经第一回液管7流回尿素箱1中，并且由于文丘里效应的存在，会在文丘里管3的喉道302处形成负压，将与喉道302处相连的喷射管6及尿素喷嘴5中残留的尿素溶液反抽到文丘里管3内，从而流回尿素箱1中，其工作状态如图3所示；整个尿素反抽装置结构简单紧凑、制造成本低，使用寿命长。

在另一种技术方案中，所述尿素反抽装置还包括：加压泵2，其设于所述出液管8上，位于尿素箱1和文丘里管3之间的管路上，加压泵2将尿素溶液从尿素箱1中泵送到管路中。

在另一种技术方案中，所述尿素反抽装置还包括：第二回液管9，其将加压泵2的出口到第一阀门4之间的管路与尿素箱1连通，通过将加压泵2泵出的部分尿素溶液回流到尿素箱1中，对整个管路起到稳压的作用，所述第二回液管9可以布置在加压泵2与尿素箱1之间的任何部位，比如文丘里管3或者第一阀门4和第一回液管7之间，或者还可以在第一阀门4的阀芯上开一个限流孔以满足回流需要，这样即使在第一阀门4关闭时也允许部分尿素溶液经第一回液管7流回尿素箱1中。

如图4所示，在另一种技术方案中，所述尿素反抽装置还包括：稳流管11和第二阀门12，所述稳流管11的一端与所述喷射管6连通，稳流管11的另一端与文丘里管3和第一阀门4之间的第一回液管7连通，所述稳流管11上设有第二阀门12，所述第二阀门12为两通阀。

在上述技术方案中，当尿素喷射系统正常工作时，第一阀门4关闭，尿素溶液从文丘里管3的喉道302处流入喷射管6，到达尿素喷嘴5并喷入发动机排气管，由于文丘里管3的喉道302处和文丘里管3的渐扩段303中的尿素溶液存在压差，不利于尿素溶液从喉道302处流出，通过一根稳流管11将文丘里管3和第一阀门4之间的第一回液管7连通到喷射管6，尿素溶液可以从第一回液管7中经稳流管11流入喷射管6中，并且部分尿素溶液从文丘里管3的喉道302处流回第一回液管7中形成回流，使喷射管6中的尿素溶液流量稳定，尿素喷射更稳定；在稳流管11上设第二阀门12，尿素喷射系统正常工作，第二阀门12处于打开的状态，第一阀门4处于关闭的状态；当尿素喷射系统停止工作时，关闭第二阀门12，并打开第一阀门4，可以将喷射管6和尿素喷嘴5中的尿素溶液反抽回尿素箱1中。

如图5所示，在另一种技术方案中，还包括震动回流机构，其包括多个第一翅片306和多个第二翅片307，多个第二翅片307沿文丘里管3的长度方向均匀间隔并且均环向设于所述文丘里管3的外壁，且第二翅片307的根部均固定于文丘里管3的外壁，多个第一翅片306分别与多个第二翅片307依次交错并且均环向设置，所述第一翅片306的根部连为一体形成筒状的壳体并与所述文丘里管3的外壁之间形成封闭且内部连通的腔体，相邻的第二翅片307之间均填充有若干小球309，且所述小球309不能从第一翅片306和第二翅片307之间的间隙中滑出，所述腔体连通有进水口304和出水口305。

在上述技术方案中，所述第一翅片306和第二翅片307均为环形，且均同轴套设于所述文丘里管3管体外部，多个第一翅片306和多个第二翅片307依次交错设置并沿文丘里管3的轴向均匀间隔，其中所述第二翅片307的根部均与文丘里管3的外壁连接固定，文丘里管3的外部设有筒状的壳体，第一翅片306的根部均与所述壳体的内壁连接固定，第一翅片306和第二翅片307的顶部分别不与文丘里管3的外壁和壳体的内壁接触，以使壳体与文丘里管3的外壁之间的腔体内部不被分隔，并且所述腔体连通有进水口304和出水口305，且所述进水口304和出水口305分别设于文丘里管3壳体轴向的两端，循环水从进水口304流入腔体内，并从出水口305流出腔体，并在壳体和文丘里管3的外壁之间循环流动换热，防止文丘里管3内的尿素溶液温度过高，进入到喷射管6中的尿素溶液过热使尿素溶液在尿素喷嘴5处蒸发结晶导致尿素结晶析出，以及高温废气对尿素喷嘴5内尿素溶液加热导致回抽到文丘里管3内的尿素溶液温度过高，蒸发结晶析出，堵塞管道；并且相邻的第二翅片307之间的空隙中均填充有若干小球309，小球309的直径小于相邻的第二翅片307之间的轴向距离，并且小球309不能从第一翅片306和第二翅片307之间的间隙中滑出，当腔体中循环水流动时，小球309在其中为悬浮状态，并且相邻的第二翅片307之间的多个小球309互相撞击，循环水沿文丘里管3的轴向流动带动小球309对第二翅片307形成撞击，第二翅片307固定在文丘里管3的外壁，带动文丘里管3轴向震动，循环水的径向流动带动小球309对文丘里管3的外壁形成撞击，使文丘里管3产生径向震动，避免尿素沉积在文丘里管3的内壁，优选的是，所述小球309采用橡胶等柔性材质，避免由于撞击导致文丘里管3的外壁损坏。

在另一种技术方案中，所述第一翅片306与第二翅片307平行设置，结构规整，循环水流动稳定。

在另一种技术方案中，所述第一翅片306和第二翅片307均垂直于文丘里管3内流体的流动方向设置，当循环水沿文丘里管3的轴向流动时，能对第一翅片306和第二翅片307形成较大的冲击力。

在另一种技术方案中，所述文丘里管3和所述出液管8及所述第一回液管7的连接处均设有密封圈308，避免循环水漏出。

实施例1：

如图2或图3所示，尿素反抽装置包括尿素箱1、尿素泵总成10、喷射管6，所述尿素泵总成10包括尿素箱1、加压泵2、文丘里管3、出液管8、第一阀门4、第一回液管7：

尿素箱1、加压泵2和文丘里管3之间通过出液管8连通形成尿素流出部分的管路，然后将文丘里管3、第一阀门4和尿素箱1之间通过第一回液管7连通，形成一个完整的尿素循环回路，同时通过喷射管6将文丘里管3的喉道302处与尿素喷嘴5连通。

实施例2：

如图6所示，在实施例1中尿素反抽装置的基础上，将加压泵2的出口和第一回液管7之间通过第二回液管9连通，对管路起到稳压作用。

实施例3：

如图7所示，在实施例1中尿素反抽装置的基础上，将第一阀门4和第一回液管7之间通过第二回液管9连通，对管路起到稳压作用。

实施例4：

如图2和图4所示，在实施例1中尿素反抽装置的基础上，所述喷射管6和文丘里管3与第一阀门4之间的第一回液管7之间通过稳流管11连通，并在稳流管11上设第二阀门12。

实施例5：

如图2和图5所示，在实施例1中尿素反抽装置的基础上，在文丘里管3的外部设震动回流机构，文丘里管3的喉道302部分设有连通至喷射管6的通道，部分第一翅片306及第二翅片307在此处截断，为不完整的环形，第一翅片306及第二翅片307的在端部部分互相交错，且多个第二翅片307的长度相等，多个第一翅片306的端部距文丘里管3外壁之间的距离相等；文丘里管3和设于文丘里管3外的震动回流机构的两端分别与出液管8和第一回液管7连接，且连接处均设有密封圈308。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.文丘里换向装置，其特征在于，包括：文丘里管和两通阀，所述文丘里管与两通阀通过一根管道串联连通，所述文丘里管的喉道处连通有另一管道。

2.基于如权利要求1所述的文丘里换向装置的尿素反抽装置，其特征在于，包括：尿素箱、文丘里管、出液管、喷射管、第一阀门、第一回液管，所述文丘里管的渐缩段的端部通过出液管与所述尿素箱连通，所述文丘里管的渐扩段的端部通过所述第一回液管与所述尿素箱连通，所述第一阀门设于所述第一回液管上，且所述第一阀门为两通阀，所述喷射管的一端与文丘里管的喉道连通，喷射管的另一端与尿素喷嘴连通。

3.如权利要求2所述的尿素反抽装置，其特征在于，还包括：加压泵，其设于所述出液管上。

4.如权利要求3所述的尿素反抽装置，其特征在于，还包括：第二回液管，其将加压泵的出口到第一阀门之间的管路与尿素箱连通。

5.如权利要求2所述的尿素反抽装置，其特征在于，还包括：稳流管和第二阀门，所述稳流管的一端与所述喷射管连通，稳流管的另一端与文丘里管和第一阀门之间的第一回液管连通，所述稳流管上设有第二阀门，所述第二阀门为两通阀。

6.如权利要求2所述的尿素反抽装置，其特征在于，还包括震动回流机构，其包括多个第一翅片和多个第二翅片，多个第二翅片沿文丘里管的长度方向均匀间隔并且均环向设于所述文丘里管的外壁，且第二翅片的根部均固定于文丘里管的外壁，多个第一翅片分别与多个第二翅片依次交错并且均环向设置，所述第一翅片的根部连为一体形成筒状的壳体并与所述文丘里管的外壁之间形成封闭且内部连通的腔体，相邻的第二翅片之间均填充有若干小球，且所述小球不能从第一翅片和第二翅片之间的间隙中滑出，所述腔体连通有进水口和出水口。

7.如权利要求6所述的尿素反抽装置，其特征在于，所述第一翅片与第二翅片平行设置。

8.如权利要求7所述的尿素反抽装置，其特征在于，所述第一翅片和第二翅片均垂直于文丘里管内流体的流动方向设置。

9.如权利要求8所述的尿素反抽装置，其特征在于，所述文丘里管和所述出液管及所述第一回液管的连接处均设有密封圈。