CN114576160A - 一种摆盘结构变容泵 - Google Patents

Abstract

一种摆盘结构变容泵，包括一个外壳，一个动力部件，一个执行部件，进液口和出液口，其特征在于，所述执行部件包括一个摆盘机构，所述摆盘机构包括一个转轴、至少一个弹性元件以及压板，所述外壳包括一个导向面所述弹性元件与导向面配合安装，两者间隙形成液体流动通道，所述弹性元件包括一个位于液体流动通道上的隔断点，所述隔断点设置于进液口与出液口之间，防止进液口与出液口相连通，所述弹性元件通过所述压板与导向面之间形成密封段，将液体流动通道分割成进液腔和出液腔，所述转轴与压板同轴布置，所述密封段位置随转轴旋转做周向改变，实现液体定向压送。

Description

一种摆盘结构变容泵

技术领域

本发明属于液体计量喷射技术领域，尤其是与发动机有关的液体喷射计量技术，具体涉及发动机发动机尾气净化NOx选择性催化还原（SCR）系统。

背景技术

液体喷射系统在化工、医疗和动力机械等领域有广泛的应用，尤其涉及内燃动力的多项核心技术。

现今，以内燃机为动力的车辆需要更好的燃烧控制，并且安装排放后处理系统以求满足越来越严格的排放要求。例如，包括火花点火式小型发动机在内的发动机也像汽车发动机一样采用电控燃油喷射技术和排气三元催化处理技术；柴油发动机或者稀薄燃烧的缸内直喷汽油机，为降低尾气中的有害污染物，针对NOx污染物，采用能够在富氧环境下进行催化还原处理的NOx选择催化还原（SCR= Selective Catalytic Reduction）技术等。

所有这些技术，都涉及液体的供给以及计量喷射问题，对SCR技术而言，需要在SCR催化器上游喷射NOx选择性还原剂，例如32.5%重量浓度的尿素水溶液（也叫柴油排气处理液DEF=Diesel Exhaust Fluid，或者添蓝液AdBlue）。

由于尿素水溶液本身的特性，喷射结束后，残留在封闭的尿素系统及管路中的尿素混合液在低于尿素液冰点（-11~12℃）可能出现结冰，这不仅会导致尿素喷射中断，还可能因为结冰时尿素液体积膨胀而导致尿素喷射系统损坏。现有SCR 技术大多考虑增设辅助加热装置以保证系统正常工作。但是现有的提供喷射动力源的装置过于庞大或者其它原因导致系统部件难以集成植入DEF 储液罐中，常需要设计复杂的融冰装置，这使得系统更加庞大，难以布置，同时，系统越复杂这方面的成本也就越高。特别是对于尿素泵内置的喷射系统，尿素泵布置往往贴近箱体底部，且自身无解冻能力，需要彻底解冻系统才能开始工作，导致系统在解冻时间及布置空间上均受到限制。

例如，美国专利US20090301067A1公开了一种计量喷射装置及其方法。计量喷射装置是一个安装在排气管上的螺线管驱动的柱塞泵喷嘴，需要外加一个低压泵为其从DEF储液罐提供工作液体，在无特殊融冰及喷嘴冷却装置辅助时无法正常工作。

另外，PCT进入中国专利CN 106662102 B公开了一种输送排气净化添加剂的旋转泵，采用凸轮结构，可以利用泵本身回抽能力，抽空管路中的残余尿素溶液，该种结构泵具有结构紧凑、体积小、易布置、运行平稳等优点，但该泵结构采用环形橡胶元件作为液体轨道，并通过凸轮运动产生定向流体的方式实现输送液体，对零件本身工艺及精度要求高，增加了系统成本。

发明内容

本申请针对上述问题，之目的在于提供一种结构简单，运行平稳，成本低，且具有回抽功能的摆盘结构变容泵。

为实现上述目的，本发明创造采取以下技术方案：一种摆盘结构变容泵，包括一个外壳，一个动力部件，一个执行部件，至少一个进液口和至少一个出液口，所述进液口和出液口设置于外壳上。所述执行部件包括一个摆盘机构，所述摆盘机构包括一个转轴、至少一个弹性元件以及压板，所述外壳包括一个导向面。

所述弹性元件布置于导向面内，导向面与弹性元件形成液体流动通道，所述弹性元件包括一个位于液体流动通道上的隔断点，所述隔断点设置于进液口与出液口之间，防止进液口与出液口相连通，所述隔断点为一个可使弹性元件与导向面之间形成固定密封点的结构，可以是限位凸台或者定位销结构。

所述弹性元件通过所述压板与导向面之间形成密封段，将液体流动通道分割成进液腔和出液腔，所述转轴与压板同轴布置，所述密封段位置随转轴旋转做周向改变，实现液体定向压送。

为实现液体定向压送，一种可供选择的方案为：包括一个固定于转轴上的轴套，所述轴套之外圈呈轴向倾斜，所述压板安装于轴套上，产生倾斜，压板相对低点使得弹性元件紧贴导向面，从而形成所述密封段。

进一步，所述压板设计为轴承结构，与所述弹性元件接触点设为定圈，防止产生滑动摩擦。

当转轴运动时，由于轴套的导向作用，压板以倾斜状态同步转动，进液腔与出液腔容积交替变化，使得液体从进液口吸入，从出液口排出。

另一种可供选择的方案为：包括一个悬臂，所述悬臂一端固定于转轴，并与转轴呈一定角度，另一端布置有一个滚子，所述滚子紧贴压板，使得压板倾斜，形成相对低点，使得弹性元件与导向面形成密封段。

所述中心轴顶部包括一个球形面，所述压板中心包括一个与球形面配合的球形槽，述压板安装于中心轴上，使得所述球形面落于球形槽内，以减少压板摆动时的阻力及磨损。

当转轴运动时，悬臂围绕转轴进行同步圆周运动，并带动滚子在压板上滚动，在所述滚子接触压板的位置，所述压板被下压倾斜，带动弹性元件向下运动，所述弹性元件底部贴紧导向面，将液体流动通道分割为进液腔和出液腔，随着滚子与进液口或者出液口相距位置的周期性变化，进液腔与出液腔容积交替变化。

进一步，为保证运行平稳以及耐用性，所述导向面与滚子均采用贴合平板运动特征的设计。所述导向面顶面包括一个与压板倾斜角度相同的楔形面，使得与平板接触的内道平面高于外道平面。所述滚子为一个与压板倾斜角度相同的圆锥体，确保滚子与压板平面呈线接触。

上述方案中，所述弹性元件为一个橡胶件，所述弹性元件的一端与外壳相对固定。所述弹性元件的另一端与所述压板固定，由于压板的倾斜，其相对高点一端，使得弹性元件产生拉伸形变，导致液体通道的体积增加。

进一步，所述摆盘结构定容泵还包括一个第二弹性元件，所述第二弹性元件布置于与所述弹性元件相对于压板对称布置，从而实现双体积液体输出。

上述摆盘结构变容泵还包括一个驱动电机，所述驱动电机可以选择布置于转轴上，也可以选择封装于外壳内部，以减小外形尺寸，所述驱动电机之作用力驱动转轴运动。

所述摆盘结构变容泵可应用于一种SCR（Selective Catalytic Reduction）系统。所述SCR系统包括一个带SCR催化器的排气后处理装置，所述排气后处理装置利用所述摆盘变容泵将后处理溶液供应至SCR催化器中，进行排气处理。在后处理结束后，可通过驱动电机反转的方式将管路中残余液体抽回，以防止液体低温时结冰损伤系统。

下面的技术方案，对本申请作进一步的限定或优化。

附图说明

图1为本发明所提供的摆盘结构变容泵之液体流道示意图。

图2为本发明所提供的摆盘结构变容泵之进、出液口结构示意图。

图3为本发明所提供的摆盘结构变容泵之实施例结构示意图之一。

图4为本发明所提供的摆盘结构变容泵之实施例结构示意图之二。

图5为本发明所提供的摆盘结构变容泵之实施例结构示意图之三。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

本申请所提供的摆盘结构变容泵之实施例结构示意图之一如图3所示，包括一个外壳300，一个动力部件10，一个执行部件11，至少一个进液口200和至少一个出液口201（如图2）。所述动力部件10包括一个驱动电机301，所述执行部件11包括一个摆盘机构12，所述摆盘机构12包括一个转轴302、弹性元件303以及压板13，所述驱动电机301布置于转轴302上，驱动电机301之作用力驱动转轴302运动。

所述摆盘机构12还包括一个轴套305，所述轴套305的内圈为一个与转轴302之轴径配合的中心直孔305a，轴套305通过中心直孔305a安装于转轴302上，所述轴套305之外圈呈轴向倾斜，所述压板13安装于轴套305外圈上，压板13通过轴套305导向产生倾斜，所述压板13相对低点使得弹性元件303紧贴导向面100，从而形成所述密封段。

如图1、图2所示，所述进液口200和出液口201设置于外壳300上。所述外壳300包括一个导向面100，所述弹性元件303与导向面100配合安装，导向面100与弹性元件303形成液体流动通道101，所述弹性元件303包括一个位于液体流动通道101上的隔断点102，所述隔断点102设置于进液口200与出液口201之间，防止进液口200与出液口201相连通，所述隔断点102为一个可使弹性元件303与导向面100之间形成固定密封点的结构，为一个定位销固定结构。

此外，由于所述压板13之低点压住弹性元件303形成密封段，使得液体流动通道101分割成进液腔103和出液腔104，所述进液腔103和出液腔104之体积随压板13之低点位置改变而变化。

所述转轴302固定于电机输出轴，所述驱动电机301之驱动力通过转轴302及轴套305传递至压板13，所述压板13设计为一个轴承305组件，包括一个压板支架304和一个轴承305，所述轴承305通过压板支架304固定外圈，并与弹性元件303连接。所述轴承305之内圈为动圈，随转轴302做圆周运动，当转轴302运动时，所述压板支架304由于轴承305的倾斜角度，周期性挤压弹性元件303，将液体从进液口200吸入，随着出液腔104体积被压缩，液体随之从出液口201被压出，与此同时，进液腔103体积增大，新的液体从进液口200被吸入，进入下一个循环，由此形成压力液体的定向供给。

如图4所示为所述摆盘结构变容泵之实施例结构示意图之二，所述摆盘结构变容泵之摆盘机构12包括一个转轴302、一个悬臂400以及压板13。所述压板13包括一个平板401和一个弹性元件303，所述平板401和弹性元件303之间设计为一体。

所述外壳300包括一个导向面100和一个凸台402，所述凸台402设置于进液口200和出液口201之间，所述弹性元件303结构与导向面100相互配合。弹性元件303布置于导向面100内，并压紧凸台402，使得凸台402与弹性元件303之间形成密封。

所述转轴302与压板13同轴布置，所述悬臂400一端定于转轴302，另一端布置有一个可相对悬臂400转动的滚子403。所述滚子403紧贴压板13，并使压板13受力贴靠导向面100上端面。

所述外壳300包括一个中心轴404，所述中心轴404顶部包括一个球形面404a，所述压板13中心包括一个与球形面404a配合的球形槽，述压板13安装于中心轴404上，使得所述球形面404a落于球形槽内，以减少压板13摆动时的阻力及磨损。

同时，弹性元件303随压板13装入导向面100，所述导向面100与弹性元件303之侧壁配合，形成密封空间，导向面100之槽体与弹性元件303形成液体流动通道101。所述进液口200和出液口201设置于外壳300上，与液体流动通道101连通，所述凸台402用于防止液体未经过液体流动通道101而直接从出液口201流出。

上述摆盘结构变容泵还包括一个驱动电机301，所述驱动电机301封装于外壳300内部，用于驱动转轴302运动。

进一步，为保证运行平稳以及耐用性，所述导向面100与滚子403均采用贴合平板401运动特征的设计。所述导向面100顶面包括一个与压板13倾斜角度相同的楔形面403a，使得与平板401接触的内道平面高于外道平面。所述滚子403为一个与压板13倾斜角度相同的圆锥体，确保滚子403与压板13平面呈线接触。

图5为本发明所提供的摆盘结构变容泵实施例结构示意图之三，所述摆盘式定容泵还包括一个第二弹性元件500，所述第二弹性元件500布置于与所述弹性元件303相对于压板13中心对称布置，压板13之倾斜面同样在第二弹性元件500处形成密封段，使得第二弹性元件500分割成第二进液腔和第二出液腔，在所述弹性元件303之进、出液腔之容积交替的同时，所述第二进液腔与第二出液腔也也形成周期性变化，形成单向流体，从而实现双体积液体输出。

上述实施例仅用于说明本发明的实质，但并不限制本发明。在未背离本发明原理的情况下，所作的任何修改，简化等替换方式，都包括在本发明的保护范围之内。

本发明未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (9)

1.一种摆盘结构变容泵，包括一个外壳，一个动力部件，一个执行部件，进液口和出液口，其特征在于，所述执行部件包括一个摆盘机构，所述摆盘机构包括一个转轴、至少一个弹性元件以及压板，所述外壳包括一个导向面所述弹性元件与导向面配合安装，两者间隙形成液体流动通道，

所述弹性元件包括一个位于液体流动通道上的隔断点，所述隔断点设置于进液口与出液口之间，防止进液口与出液口相连通，

所述弹性元件通过所述压板与导向面之间形成密封段，将液体流动通道分割成进液腔和出液腔，所述转轴与压板同轴布置，所述密封段位置随转轴旋转做周向改变，实现液体定向压送。

2.如权利要求1所述的摆盘结构变容泵，其特征在于，包括一个固定于转轴上的轴套，所述轴套之外圈呈轴向倾斜，所述压板安装于轴套上，产生倾斜，压板相对低点使得弹性元件紧贴导向面，从而形成所述密封段。

3.如权利要求2所述的摆盘结构变容泵，其特征在于，所述压板设计为轴承结构，与所述弹性元件接触点设为定圈，防止产生滑动摩擦。

4.如权利要求1所述的摆盘结构变容泵，其特征在于，包括一个悬臂，所述悬臂一端固定于转轴，并与转轴呈一定角度，另一端布置有一个滚子，所述滚子紧贴压板，使得压板倾斜，形成相对低点，使得弹性元件与导向面形成密封段。

5.如权利要求4所述的摆盘结构变容泵，其特征在于，包括一个互固定压板的中心轴，所述中心轴与压板接触面设计为球面，以减小压板摆动时的阻力及磨损。

6.如权利要求1所述的摆盘结构变容泵，其特征在于，所述弹性元件为一个橡胶件，所述弹性元件的一端与外壳相对固定。

7.如权利要求6所述的摆盘结构变容泵，其特征在于，所述弹性元件的一端固定于所述压板，由于压板的倾斜，其相对高点一端，使得弹性元件产生拉伸形变，导致液体通道的体积增加。

8.如权利要求7所所述的摆盘结构变容泵，其特征在于，包括一个第二弹性元件，所述第二弹性元件布置于与所述弹性元件相对于压板对称布置。

9.如权利要求1-6之一项所述的摆盘结构变容泵，其特征在于，所述动力部件包括一个驱动电机，所述驱动电机用于驱动转轴运动。

Images