CN110925060A - 一种尿素溶液供应系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种尿素溶液供应系统，属于汽车技术领域，包括尿素箱、尿素滤清器和尿素输送管，尿素箱内充设有尿素溶液，尿素滤清器包括能够进行热交换的第一通路和第二通路，第一通路的两端分别通过两段连接管路连接于发动机的冷却液进口和冷却液出口，且其中一段连接管路部分位于尿素溶液内，尿素输送管包括分别连接于第二通路两端的两段输送管，其中一段输送管伸入尿素箱内，每段输送管上均设置有加热件。本发明提供的尿素溶液供应系统，通过利用发动机的冷却液的温度以及加热件对尿素箱、输送管以及尿素滤清器内的尿素溶液进行加热，可以防止尿素溶液在低温环境下结晶，使得尿素溶液能够保持在高效的活性范围内。

Description

一种尿素溶液供应系统
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种尿素溶液供应系统。
背景技术
现有车辆的发动机尾气处理通常采用尿素溶液作为尾气还原剂，将废气中的氮氧化物还原为氮气和水。
尿素溶液是32.5％的高纯度尿素与67.5％的去离子水组成的混合溶液，其工作过程是：发动机根据传感器监测的废气中NOx的含量，ECU计算出需要喷射的尿素量并反馈给供应组件与计量组件；在供应组件的高压作用下，计量组件定时将定量的尿素溶液喷入混合容器内，然后进入SCR，尿素溶液在高温环境中水解生成的NH3与NOx在SCR中催化剂作用下发生还原反应，生成无污染的氮气与水蒸气并排到大气中。
尿素溶液对降低环境污染起着关键作用，但是它对温度比较敏感。低于-11℃尿素溶液将会结冰，在5℃至25℃之间，其性能最稳定，当高于52℃时其浓度会发生变化，开始变质。因此，亟需一种尿素溶液供应系统，能够对尿素溶液进行控制，以使尿素溶液的温度保持在高效的活性范围内。
发明内容
本发明的目的在于提供一种尿素溶液供应系统，能够对尿素溶液的温度进行控制，以使尿素溶液的温度保持在高效的活性范围内。
如上构思，本发明所采用的技术方案是：
一种尿素溶液供应系统，包括尿素箱、尿素滤清器和尿素输送管，所述尿素箱内充设有尿素溶液，所述尿素滤清器包括能够进行热交换的第一通路和第二通路，所述第一通路的两端分别通过两段连接管路连接于发动机的冷却液进口和冷却液出口，且其中一段连接管路部分位于尿素溶液内，所述尿素输送管包括分别连接于所述第二通路两端的两段输送管，其中一段所述输送管伸入所述尿素箱内，每段所述输送管上均设置有加热件。
作为尿素溶液供应系统的优选技术方案，所述加热件包括水套，所述水套套设于所述输送管上，所述水套具有热载体进口和热载体出口，热载体能由所述热载体入口流向所述热载体出口；或者
所述加热件包括套设于所述输送管上的电加热件。
作为尿素溶液供应系统的优选技术方案，所述尿素滤清器包括壳体、设置于所述壳体顶部的滤座以及设置于所述壳体和所述滤座围成的腔体内的滤芯，所述滤芯的外周面与所述壳体的内壁面之间形成进液腔，所述滤芯的内周面之间形成出液腔，所述滤座上设置有分别连通所述进液腔和所述出液腔的进液口和出液口，所述进液口、进液腔、出液腔和出液口形成所述第一通路；
所述滤座上设置有伸入所述出液腔内的中空管和伸入所述中空管内的输送管件，所述输送管件和所述中空管之间形成所述第二通路。
作为尿素溶液供应系统的优选技术方案，所述输送管件包括进液管、出液管和连接于所述出液管的引液管，所述引液管位于所述中空管内，所述进液管连通于所述中空管，所述进液管、中空管、引液管和出液管之间形成所述第二通路。
作为尿素溶液供应系统的优选技术方案，所述进液口和所述出液口分别设置有接头，两个所述接头分别连接于两段所述输送管，两个所述接头内均设置有能够将由所述输送管吸收的热量传递至所述进液腔或所述出液腔内的尿素溶液的导热套。
作为尿素溶液供应系统的优选技术方案，所述壳体内部设置有位于所述滤芯下方，且连通所述进液腔的容纳槽，所述容纳槽内设置有弹性块。
作为尿素溶液供应系统的优选技术方案，所述壳体远离所述滤座的一端向外延伸设置有凸起，所述凸起上开设有连通所述进液腔的通孔，所述凸起上设置有可拆卸的密封结构，所述密封结构被配置为封堵或开启所述通孔。
作为尿素溶液供应系统的优选技术方案，所述密封结构包括密封件和密封圈，所述密封件螺纹连接于所述凸起，且所述密封圈抵压于所述密封件和所述凸起之间。
作为尿素溶液供应系统的优选技术方案，所述尿素箱上设置有进气管，所述进气管连接于空气压缩机构，所述空气压缩机构被配置为通过所述进气管向所述尿素箱内输送压缩空气，以使尿素溶液通过所述尿素输送管排出。
作为尿素溶液供应系统的优选技术方案，所述尿素供应系统还包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述尿素箱内，所述温度传感器被配置为检测尿素溶液的温度。
本发明的有益效果为：
本发明提出的尿素溶液供应系统，通过第一通路的两端分别通过两段连接管路连接于发动机的冷却液进口和冷却液出口，且其中一段连接管路部分位于尿素溶液内，第二通路的两端分别连接有一段输送管，其中一段输送管伸入尿素箱内，每段输送管上均设置有加热件，通过利用发动机的冷却液的温度以及加热件对尿素箱、输送管以及尿素滤清器内的尿素溶液进行加热，可以防止尿素溶液在低温环境下结晶，使得尿素溶液能够保持在高效的活性范围内。
附图说明
图1是本发明提供的尿素溶液供应系统的示意图；
图2是本发明提供的尿素滤清器的局部剖视图；
图3是本发明提供的滤芯的剖视图。
图中：
1、尿素箱；2、尿素滤清器；3、发动机；4、加热件；5、尿素喷嘴；6、初级滤清器；7、进气管；
21、壳体；211、弹性块；212、凸起；213、密封件；22、滤座；221、接头；2211、导热套；23、滤芯；231、上端盖；232、内管；233、下端盖；234、滤材；235、滤网；241、中空管；242、引液管；243、进液管；244、出液管；
10、连接管路；20、输送管；201、进液腔；202、出液腔；
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
如图1至图3所示，本实施例提供一种尿素溶液供应系统，该尿素溶液供应系统包括尿素箱1、尿素滤清器2和尿素输送管。其中，尿素箱1内充设有尿素溶液。尿素滤清器2包括能够进行热交换的第一通路和第二通路，第一通路的两端分别通过两段连接管路10连接于发动机3的冷却液进口和冷却液出口，且其中一段连接管路10部分位于尿素箱1的尿素溶液内，具体地，在本实施例中，连接于发动机3的冷液出口的一段连接管路10部分伸入到尿素箱1内的尿素溶液内。尿素输送管包括分别连接于第二通路两端的两段输送管20，其中一段输送管20伸入到尿素箱1内，每段输送管20上均设置有加热件4。
可以理解的是，由发动机3的冷却液出口流出的冷却液的温度较高，因此冷却液由冷却液出口流出后，首先通过连接管路10对尿素箱1内的尿素溶液进行加热，随后进入到尿素滤清器21的第一通路内，并与第二通路内的尿素溶液进行热交换，冷却液的温度降低，第二通路内的尿素溶液的温度升高，实现尿素箱1和尿素滤清器2内的尿素溶液的加热，保证在低温环境下，尿素溶液能够正常喷射。此外，通过在输送管20上设置加热件4，能够对输送管20进行加热，一方面能够在低温环境下对输送管20内的尿素溶液进行解冻，另一方面能够对输送管20内的尿素溶液进行加热，保证尿素溶液的正常喷射。
进一步地，该尿素溶液供应系统还包括尿素喷嘴5，尿素喷嘴5设置于远离尿素箱1的输送管20远离尿素滤清器2的一端，尿素喷嘴5为现有技术，在此不再赘述。
具体地，在本实施例中，上述加热件4包括套设于输送管20上的电加热件，电加热件优选为绕设于输送管20上的电阻丝，通过电阻丝对输送管20进行加热，从而对输送管20内的尿素溶液进行加热。可选地，该尿素溶液供应系统还包括隔热套(图中未示出)，隔热套套设于输送管20上，电阻丝位于隔热套内。通过设置隔热套，可以对输送管20中的尿素溶液进行保温，避免电阻丝产生的热量过多的散失到外界环境中，提高热量的利用率。
当然在其他实施例中，加热件4还可以包括水套，水套套设于输送管20上，水套具有热载体进口和热载体出口，热载体能由热载体入口流向热载体出口，热载体在流动过程中对输送管20内的尿素溶液进行加热，热载体可以为热水、热油、尾气等。如上设置，通过对输送管20进行加热，能够防止输送管20中的尿素溶液因低温结晶。
可选地，该尿素溶液供应系统还包括温度传感器和控制器，温度传感器连接于控制器，温度传感器设置于尿素箱1内，用于检测尿素溶液的温度。可选地，连接于发动机3的冷却液出口的连接管路10上设置有电磁阀，电磁阀连接于控制器。当温度传感器检测到尿素溶液的温度低于5℃时，控制器控制电磁阀开启，此时冷却液能够对尿素箱1和尿素滤清器2内的尿素溶液进行加热，当温度传感器检测到尿素溶液的温度高于25℃时，控制器控制电磁阀关闭，停止对尿素溶液加热，避免尿素溶液温度过高。可以理解的是，当加热件4为电加热件时，电加热件连接于控制器，控制器根据温度传感器的检测结果，控制器控制电加热件工作或不工作。
如图1所示，尿素箱1上设置有进气管7，进气管7连接于空气压缩机构，空气压缩机构能够通过进气管7向尿素箱1内输送压缩空气，以使尿素溶液通过两端输送管20和尿素滤清器2排出。可选地，其中伸入尿素箱1内的一段输送管20的一端设置有初级尿素滤清器6，初级尿素滤清器6能够对尿素溶液进行初次过滤。初级尿素滤清器6为现有技术，在此不再赘述。当然在其他实施例中，尿素箱1内还可设置有尿素泵，尿素泵的连接于一端伸入到尿素箱1内的输送管20，通过尿素泵将尿素箱1内的尿素溶液向外输送。
如图2所示，尿素滤清器2包括壳体21、设置于壳体21顶部的滤座22以及设置于壳体21和滤座22围成的腔体内的滤芯23，滤芯23的外周面和壳体21的内壁面之间形成进液腔201，滤芯23的内周面之间形成出液腔202，滤座22上设置有分别连通进液腔201和出液腔202的进液口和出液口，进液口、进液腔201、出液腔202和出液口形成上述第一通路。
具体地，上述外壳21为一端具有开口的筒状结构，上述滤座22盖设在筒状结构上将开口密封。滤座22的进液口和出液口均设置有接头221，两个接头221分别连接于两段输送管20，两个接头221内均设置有能够将由输送管20吸收的热量传递至进液腔201或出液腔202内的尿素溶液的导热套2211。由于滤座22和壳体21由塑料材料注塑成型，因此滤座22和壳体21的传热性能相对较差，通过设置导热套2211，在通过加热件4对输送管20进行加热时，导热套2211吸收热量并将热量传递至进液腔201或出液腔202内的尿素溶液，加快对尿素溶液的加热或解冻。导热套2211优选为导热性能好的金属材料，比如不锈钢、铜、铜合金等，当然也可以为采用导热性能较好的塑料材料。
如图3所示，上述滤芯23包括上端盖231、下端盖233以及设于上端盖231和下端盖233之间的内管232，内管232上开设有多个通孔，内管232的外周面上设置有滤材234。上述上端盖231上形成有与内管232的内腔相连通的筒状插接部，筒状插接部插接于滤座22，并与滤座22之间形成有连通出液腔202和出液口的间隙。可选地，内管232的内壁面上还设置有滤网235，滤网235能够与滤材234相配合对尿素溶液进行过滤。
上述滤座22上设置有伸入出液腔202内的中空管241和伸入中空管241内的输送管件，输送管件和中空管241之间形成第二通路。具体地，输送管件包括进液管243、出液管244和连接于出液管244的引液管242，引液管242位于中空管241内，进液管243连通于中空管241，进液管243、中空管241、引液管242和出液管244之间形成上述第二通路。可以理解的是，冷却液由进液口进入到中空管241内，随后通过引液管242由出液管244排出，由于中空管241位于出液腔202内，因此中空管241内的冷却液能够与出液腔202内的尿素溶液进行热交换，从而实现对尿素溶液进行加热。
进一步地，壳体21内部还设有位于滤芯23下方的容纳槽，容纳槽内设置有弹性块211。弹性块211能够在尿素溶液结冰时被挤压收缩，从而抵消尿素溶液结冰的膨胀量，起到缓冲作用，避免尿素溶液低温结冰对壳体21造成损伤。在本实施例中，弹性块211优选为由EPDM或HNBR橡胶材料制成的蜂窝状的结构。
进一步地，壳体21远离滤座22的一端向外延伸设置有凸起212，凸起212上开设有连通进液腔201的通孔，凸起212上设置有可拆卸的密封结构，密封结构用于封堵或开启上述通孔。通过上述设置方式，在需要对尿素滤清器2的滤芯23进行维修或更换时，可拆卸掉密封结构，将壳体21和滤座22围成的腔体内的尿素溶液排出。密封结构包括密封件213和密封圈，密封件213螺纹连接于凸起212，且密封圈抵压与密封件213和凸起212之间，具体地，在本实施例中，密封件123的外周面上设置有外螺纹，通孔的内壁面上设置有与外螺纹相配合的内螺纹，密封圈套设于密封件231上，且抵压于通孔的内壁。当然在其他实施例中，还可以是凸起212的外周面上设置有外螺纹，而密封件213上开设有盲孔，盲孔的内壁面上设置有与该外螺纹相配合的内螺纹。
综上所述，本实施例提供的尿素溶液供应系统，通过第一通路的两端分别通过两段连接管路10连接于发动机3的冷却液进口和冷却液出口，且其中一段连接管路10部分位于尿素溶液内，第二通路的两端分别连接有一段输送管20，其中一段输送管20伸入尿素箱1内，每段输送管20上均设置有加热件4，通过利用发动机3的冷却液的温度以及加热件4对尿素箱1、输送管20以及尿素滤清器2内的尿素溶液进行加热，可以防止尿素溶液在低温环境下结晶，使得尿素溶液能够保持在高效的活性范围内。
以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种尿素溶液供应系统，其特征在于，包括尿素箱(1)、尿素滤清器(2)和尿素输送管，所述尿素箱(1)内充设有尿素溶液，所述尿素滤清器(2)包括能够进行热交换的第一通路和第二通路，所述第一通路的两端分别通过两段连接管路(10)连接于发动机(3)的冷却液进口和冷却液出口，且其中一段连接管路(10)部分位于尿素溶液内，所述尿素输送管包括分别连接于所述第二通路两端的两段输送管(20)，其中一段所述输送管(20)伸入所述尿素箱(1)内，每段所述输送管(20)上均设置有加热件(4)。
2.根据权利要求1所述的尿素溶液供应系统，其特征在于，所述加热件(4)包括水套，所述水套套设于所述输送管(20)上，所述水套具有热载体进口和热载体出口，热载体能由所述热载体入口流向所述热载体出口；或者
所述加热件(4)包括套设于所述输送管(20)上的电加热件。
3.根据权利要求1所述的尿素溶液供应系统，其特征在于，所述尿素滤清器(2)包括壳体(21)、设置于所述壳体(21)顶部的滤座(22)以及设置于所述壳体(21)和所述滤座(22)围成的腔体内的滤芯(23)，所述滤芯(23)的外周面与所述壳体(21)的内壁面之间形成进液腔(201)，所述滤芯(23)的内周面之间形成出液腔(202)，所述滤座(22)上设置有分别连通所述进液腔(201)和所述出液腔(202)的进液口和出液口，所述进液口、进液腔(201)、出液腔(202)和出液口形成所述第一通路；
所述滤座(22)上设置有伸入所述出液腔(202)内的中空管(241)和伸入所述中空管(241)内的输送管件，所述输送管件和所述中空管(241)之间形成所述第二通路。
4.根据权利要求3所述的尿素溶液供应系统，其特征在于，所述输送管件包括进液管(243)、出液管(244)和连接于所述出液管(244)的引液管(242)，所述引液管(242)位于所述中空管(241)内，所述进液管(243)连通于所述中空管(241)，所述进液管(243)、中空管(241)、引液管(242)和出液管(244)之间形成所述第二通路。
5.根据权利要求3所述的尿素溶液供应系统，其特征在于，所述进液口和所述出液口分别设置有接头(221)，两个所述接头(221)分别连接于两段所述输送管(20)，两个所述接头(221)内均设置有能够将由对应的所述输送管(20)吸收的热量传递至所述进液腔(201)或所述出液腔(202)内的尿素溶液的导热套(2211)。
6.根据权利要求3所述的尿素溶液供应系统，其特征在于，所述壳体(21)内部设置有位于所述滤芯(23)下方且连通所述进液腔(201)的容纳槽，所述容纳槽内设置有弹性块(211)。
7.根据权利要求3所述的尿素溶液供应系统，其特征在于，所述壳体(21)远离所述滤座(22)的一端向外延伸设置有凸起(212)，所述凸起(212)上开设有连通所述进液腔(201)的通孔，所述凸起(212)上设置有可拆卸的密封结构，所述密封结构被配置为封堵或开启所述通孔。
8.根据权利要求7所述的尿素溶液供应系统，其特征在于，所述密封结构包括密封件(213)和密封圈，所述密封件(213)螺纹连接于所述凸起(212)，且所述密封圈抵压于所述密封件(213)和所述凸起(212)之间。
9.根据权利要求1所述的尿素溶液供应系统，其特征在于，所述尿素箱(1)上设置有进气管(7)，所述进气管(7)连接于空气压缩机构，所述空气压缩机构被配置为通过所述进气管(7)向所述尿素箱(1)内输送压缩空气，以使尿素溶液通过所述尿素输送管排出。
10.根据权利要求1所述的尿素溶液供应系统，其特征在于，所述尿素溶液供应系统还包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述尿素箱(1)内，所述温度传感器被配置为检测尿素溶液的温度。
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