CN111540644B - 一种活动式防冻压力开关及尿素泵 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种活动式防冻压力开关及尿素泵，该活动式防冻压力开关包括压力开关本体，压力开关本体包括基座、橡胶垫块、壳体及设置于壳体内的动触片、静触片、膜片、膜片挡板、顶杆、供电接头，基座的底部开设有底孔，橡胶垫块安装于底孔内，压力开关本体还包括有弹簧、弹簧座，基座包括座体、第一延伸座及第二延伸座，弹簧座的上端套设于壳体外，弹簧座的下端套设于座体外，弹簧设置于弹簧座的内壁与壳体的外壁之间，弹簧处于预紧状态，弹簧的上端抵靠在弹簧座顶端的内壁上，弹簧的下端抵靠在座体的上端面上。本发明通过设置弹簧，进而能够吸收因尿素泵内液体结冰膨胀而产生的作用力，避免了压力开关内膜片及挡板受力而永久变形。
Description
技术领域
本发明涉及柴油机选择性催化转化技术领域，尤其涉及一种活动式防冻压力开关及尿素泵。
背景技术
柴油机排放尾气中含有的氮氧化合物(NOx)对大气环境会造成严重污染，直接影响到生态环境以及人类健康。目前，柴油机尾气处理主要通过选择性催化还原系统(SCR)来实现，而此系统需要用尿素泵将车用标准尿素溶液雾化且定量地喷入排气管，通过催化剂将NOx催化还原成无害的氮气和水，实现尾气处理的目的。
现有的尿素泵在气候寒冷地区(低于-11℃)易出现故障，原因是由于尿素泵长时间不工作，其内部残留尿素溶液在低温环境下结冰膨胀，而现有尿素泵内的压力开关是利用膜片的正反弹跳控制压力开关内动作触片和静止触片之间的接触与分离，在低温环境下，压力开关的内膜片和挡板受到液体结冰膨胀力作用，易发生永久变形，导致压力开关的动作触片和静止触片永久分离而失效，从而导致尿素泵出现故障。
上述问题严重影响尿素泵工作稳定性和车辆正常行驶，已经成为本领域技术人员急待解决的一个技术问题。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，提供一种活动式防冻压力开关及尿素泵，以解决现有技术中尿素泵在低温环境下易造成内部压力开关损坏的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种活动式防冻压力开关，包括压力开关本体，所述压力开关本体包括基座、橡胶垫块、连接于所述基座上端的壳体及设置于所述壳体内的动触片、静触片、膜片、膜片挡板、顶杆、供电接头，所述供电接头的上端向上伸出壳体外，所述基座的底部开设有底孔，所述橡胶垫块安装于所述底孔内，且所述橡胶垫块上沿上下方向开设有通孔，所述通孔与尿素泵的流通通道相连通以使得所述压力开关本体的内腔和所述尿素泵的内腔形成连通，所述压力开关本体还包括有弹簧、弹簧座，所述基座包括座体、连接于所述座体上端的第一延伸座及连接于所述座体下端的第二延伸座，所述座体的外径大于所述壳体的外径，所述弹簧座的上端套设于所述壳体外，且所述弹簧座的下端套设于所述座体外，所述弹簧设置于所述弹簧座的内壁与所述壳体的外壁之间，所述弹簧处于预紧状态，所述弹簧的上端抵靠在所述弹簧座顶端的内壁上，所述弹簧的下端抵靠在所述座体的上端面上。
作为本发明的一种优选方案，所述尿素泵在正常工作状态下时，所述尿素泵内的液体压力处于最大值时所产生的作用力小于所述弹簧的预紧力。
作为本发明的一种优选方案，所述尿素泵在异常工作状态下时，所述弹簧具有压缩余量。
作为本发明的一种优选方案，所述橡胶垫块上通孔的中心线与所述尿素泵上流通通道的中心线相错开。
作为本发明的一种优选方案，所述基座下端的外侧面上开有密封槽，所述密封槽内安装有密封圈。
作为本发明的一种优选方案，所述弹簧座的顶端开有套接孔，所述套接孔的孔径大于所述壳体的外径。
作为本发明的一种优选方案，所述橡胶垫块采用三段变径形式，形成双台阶结构，包括自下而上半径依次减小的第一圆柱段、第二圆柱段和第三圆柱段，对应所述底孔为两段变径孔，所述橡胶垫块安装于底孔时所述第一圆柱段的台阶面紧贴抵靠于所述基座的底端，所述第二圆柱段的台阶面紧贴抵靠于底孔内的台阶处。
作为本发明的一种优选方案，所述第三圆柱段的直径为d，4mm＜d＜6mm，且所述第三圆柱段的轴向长度不小于2mm。
作为本发明的一种优选方案，所述第一圆柱段的底端开设有十字弧形槽，所述十字弧形槽位于所述通孔的正下方，且所述十字弧形槽与所述通孔相连通。
一种尿素泵，包括如上所述的一种活动式防冻压力开关。
本发明的有益效果为，上述一种活动式防冻压力开关通过设置弹簧，进而能够吸收因尿素泵内液体结冰膨胀而产生的作用力，避免了压力开关内膜片及挡板受力而永久变形，此外，通过设置橡胶垫块，能够吸收因压力开关内部膜片处的液体结冰膨胀产生的作用力，从而有效保证了压力开关的功能性。不仅结构简单，设计巧妙；而且成本低，保证了尿素泵在低温下的安全稳定运行。
附图说明
图1为一种活动式防冻压力开关的结构示意图；
图2为一种活动式防冻压力开关的剖面示意图。
图中：
1、基座；2、橡胶垫块；3、壳体；4、弹簧；5、弹簧座；6、动触片；7、静触片；8、膜片；9、膜片挡板；10、顶杆；11、供电接头12、尿素泵；13、流通通道；14、密封圈；15、通孔。
具体实施方式
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，此处所描述的实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。
请参照图1及图2所示，图1为一种活动式防冻压力开关的结构示意图；图2为一种活动式防冻压力开关的剖面示意图。
于本实施例中，一种活动式防冻压力开关，包括压力开关本体，所述压力开关本体包括基座1、橡胶垫块2、连接于所述基座1上端的壳体3及设置于所述壳体3内的动触片6、静触片7、膜片8、膜片挡板9、顶杆10、供电接头11，所述供电接头11的上端向上伸出壳体3外，所述基座1的底部开设有底孔，所述橡胶垫块2安装于所述底孔内，且所述橡胶垫块2上沿上下方向开设有通孔15，所述通孔15的孔径不大于1.5mm，且所述通孔15与尿素泵12的流通通道13相连通以使得所述压力开关本体的内腔和所述尿素泵12的内腔形成连通，所述压力开关本体还包括有弹簧4、弹簧座5，所述基座1包括座体、连接于所述座体上端的第一延伸座及连接于所述座体下端的第二延伸座，所述座体的外径大于所述壳体3的外径，所述弹簧座5的上端套设于所述壳体3外，且所述弹簧座5的下端套设于所述座体外，所述弹簧4设置于所述弹簧座5的内壁与所述壳体3的外壁之间，所述弹簧4处于预紧状态，所述弹簧4的上端抵靠在所述弹簧座5顶端的内壁上，所述弹簧4的下端抵靠在所述座体的上端面上。
具体的，本实施例中，所述尿素泵12在正常工作状态下时，所述尿素泵12内的液体压力处于最大值时所产生的作用力小于所述弹簧4的预紧力。
具体的，本实施例中，所述尿素泵12在异常工作状态下时，所述弹簧4具有压缩余量，且所述弹簧4的压缩余量为3mm。
具体的，所述橡胶垫块2上通孔15的中心线与所述尿素泵12上流通通道13的中心线相错开，本实施例中，所述橡胶垫块2上通孔15的中心线与所述尿素泵12上流通通道13的中心线错开2.8mm，使得尿素泵12内结冰膨胀所产生的作用力更多的作用在所述压力开关本体的基座1上。
为了防止尿素泵12内的液体外溢，所述基座1下端的外侧面上开有密封槽，所述密封槽内安装有密封圈14，所述密封圈14距离所述尿素泵12和所述压力开关本体安装结合面的距离大于8mm。
本实施例中，所述弹簧座5的顶端开有套接孔，所述套接孔的孔径大于所述壳体3的外径，不仅便于安装，且保证压力开关本体底部结冰时，压力开关本体能穿过套接孔向上抬起。
本实施例中，所述橡胶垫块2采用三段变径形式，形成双台阶结构，包括自下而上半径依次减小的第一圆柱段、第二圆柱段和第三圆柱段，对应所述底孔为两段变径孔，所述橡胶垫块2安装于底孔时所述第一圆柱段的台阶面紧贴抵靠于所述基座1的底端，所述第二圆柱段的台阶面紧贴抵靠于底孔内的台阶处；双台阶结构一方面阻断了轴向应力传递至膜片8，避免膜片8被压迫，另一方面防止橡胶垫块2受力向底孔内部窜动而挤压膜片8，导致压力开关本体异常。
本实施例中，所述第三圆柱段的直径为d，4mm＜d＜6mm，且所述第三圆柱段的轴向长度不小于2mm；采用上述结构设计，橡胶垫块2的头部强度较弱，保证压力开关本体内残留液体结冰时，橡胶垫块2容易被压缩变形以吸收内腔结冰的体积变化。
本实施例中，所述第一圆柱段的底端开设有十字弧形槽，所述十字弧形槽位于所述通孔15的正下方，所述十字弧形槽与所述通孔15相连通；进而能增大承压面积和实现液体的流通；且所述十字弧形槽结构的一侧直接贴合在尿素泵12上，防止橡胶垫块2向尿素泵12对应的流通通道13方向窜动。
当尿素泵12在低温环境(低于-11℃)下工作时，液体结冰膨胀，压力开关本体和橡胶垫块2整体抬起，或者压力开关本体抬起，而橡胶垫块2不抬起，又或者在压力开关本体、橡胶垫块2一同抬起的过程中两者发生分离，以上三种状况均能起到保护压力开关本体膜片8的作用。具体的，尿素泵12内液体结冰膨胀而产生的作用力主要通过对弹簧4的压缩来吸收；当压力开关本体内部膜片8处的液体结冰发生膨胀，橡胶垫块2的头部被压缩变形，使得膜片8处的容腔体积增大来减小结冰的膨胀力。
当压力开关本体底部结冰时，压力开关本体与橡胶垫块2会一同抬起，或者压力开关本体与橡胶垫块2相分离；但当压力开关本体的内部腔体结冰时，压力开关本体和橡胶垫块2在抬起的过程中或在抬起后有相对分离的可能，两种分离模式会使得压力开关本体的膜片8受力减小，从而达到保护压力开关本体的作用。
常温下，由于弹簧4的预紧力大于压力开关本体的工作启动压力，故在尿素泵12正常工作时，橡胶垫块2、压力开关本体均保持静止状态，尿素泵12的性能不受影响。
本实施例还公开一种尿素泵，包括如上所述的一种活动式防冻压力开关。
以上实施例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例限制，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界定。
Claims (9)
1.一种活动式防冻压力开关，包括压力开关本体，所述压力开关本体包括基座、橡胶垫块、连接于所述基座上端的壳体及设置于所述壳体内的动触片、静触片、膜片、膜片挡板、顶杆、供电接头，所述供电接头的上端向上伸出壳体外，所述基座的底部开设有底孔，所述橡胶垫块安装于所述底孔内，且所述橡胶垫块上沿上下方向开设有通孔，所述通孔与尿素泵的流通通道相连通以使得所述压力开关本体的内腔和所述尿素泵的内腔形成连通，其特征在于：所述压力开关本体还包括有弹簧、弹簧座，所述基座包括座体、连接于所述座体上端的第一延伸座及连接于所述座体下端的第二延伸座，所述座体的外径大于所述壳体的外径，所述弹簧座的上端套设于所述壳体外，且所述弹簧座的下端套设于所述座体外，所述弹簧设置于所述弹簧座的内壁与所述壳体的外壁之间，所述弹簧处于预紧状态，所述弹簧的上端抵靠在所述弹簧座顶端的内壁上，所述弹簧的下端抵靠在所述座体的上端面上；
所述橡胶垫块采用三段变径形式，形成双台阶结构，包括自下而上半径依次减小的第一圆柱段、第二圆柱段和第三圆柱段，对应所述底孔为两段变径孔，所述橡胶垫块安装于底孔时所述第一圆柱段的台阶面紧贴抵靠于所述基座的底端，所述第二圆柱段的台阶面紧贴抵靠于底孔内的台阶处。
2.根据权利要求1所述的一种活动式防冻压力开关，其特征在于：所述尿素泵在正常工作状态下时，所述尿素泵内的液体压力处于最大值时所产生的作用力小于所述弹簧的预紧力。
3.根据权利要求2所述的一种活动式防冻压力开关，其特征在于：所述尿素泵在异常工作状态下时，所述弹簧具有压缩余量。
4.根据权利要求3所述的一种活动式防冻压力开关，其特征在于：所述橡胶垫块上通孔的中心线与所述尿素泵上流通通道的中心线相错开。
5.根据权利要求1所述的一种活动式防冻压力开关，其特征在于：所述基座下端的外侧面上开有密封槽，所述密封槽内安装有密封圈。
6.根据权利要求1所述的一种活动式防冻压力开关，其特征在于：所述弹簧座的顶端开有套接孔，所述套接孔的孔径大于所述壳体的外径。
7.根据权利要求1所述的一种活动式防冻压力开关，其特征在于：所述第三圆柱段的直径为d，4mm＜d＜6mm，且所述第三圆柱段的轴向长度不小于2mm。
8.根据权利要求1所述的一种活动式防冻压力开关，其特征在于：所述第一圆柱段的底端开设有十字弧形槽，所述十字弧形槽位于所述通孔的正下方，且所述十字弧形槽与所述通孔相连通。
9.一种尿素泵，其特征在于：包括根据权利要求1至8任一项所述的一种活动式防冻压力开关。
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