CN201546791U - 尿素加热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种尿素加热装置，包括：与尿素罐连接的第一接头，与尿素泵连接的第二接头，一端与第一接头插接、另一端与第二接头插接的加热管，与加热管相连接的电源开关，以及对电源开关的闭合或断开进行控制的信号采集控制装置；当所述信号采集控制装置采集到所述加热管所处环境的环境温度低于或等于预先设置的低温阈值时，控制所述电源开关闭合，使所述加热管接通电源并发热，对所述加热管中结晶的尿素溶液进行加热。本实用新型通过采用该尿素加热装置，可以通过信号采集控制装置控制电源接通尿素流经的加热管发热，从而对结晶的尿素溶液进行加热，进而保证尿素溶液呈液态，使后处理系统正常工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车尾气反应装置，特别涉及一种尿素加热装置。
背景技术
随着社会的发展和对环境污染问题的关注，人们加大了对环境保护的力度，而机动车的排放物是大气中的主要污染物，因此针对机动车的排放物，人们采用各种各样的方法手段来消除其内含有的有害物质。为了达到欧IV及更高的排放法规的要求，目前人们采用的主要发动机后处理技术手段包括冷却EGR(废气再循环)、NOx(氮氧化合物)吸附器、SCR(选择性催化还原)和DPF(废气再循环加微粒捕集器)等后处理技术。其中，采用SCR技术来处理发动机排放中的有害物质，尤其是有害物质中包括的NOx是一种非常有效的方法。发动机SCR后处理技术是将还原剂尿素溶液喷入到发动机排放废气中，在废气温度及气流作用下，尿素能快速分解，释放出氨，与含量较高的NOx作用，达到减少NOx排放的目的。因为SCR系统的还原剂为尿素，其在不适用状态下性能稳定，而且具有化学反应简单，所需还原剂相对量少等优点，得到人们的推广和使用。
但是，在冬季的低温环境下，尿素溶液就会结冰，从而导致SCR后处理不能正常工作，汽车尾气不能得到充分的反应，最终影响汽车尾气的排放质量。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题是：提供一种尿素加热装置，通过信号采集控制装置控制电源接通尿素流经的加热管发热，从而对结晶的尿素溶液进行加热，进而保证尿素溶液呈液态，使后处理系统正常工作。
本实用新型的技术解决方案是：一种尿素加热装置，包括：与尿素罐连接的第一接头，与尿素泵连接的第二接头，一端与所述第一接头插接、另一端与所述第二接头插接的加热管，与所述加热管相连接的电源开关，以及对所述电源开关的闭合或断开进行控制的信号采集控制装置；
当所述信号采集控制装置采集到所述加热管所处环境的环境温度低于或等于预先设置的低温阈值时，控制所述电源开关闭合，使所述加热管接通电源并发热，对所述加热管中结晶的尿素溶液进行加热。
如上所述的尿素加热装置，其中，所述加热管包括：耐尿素层，包覆于所述耐尿素层外的电阻层，以及包覆于所述电阻层外的绝缘保护层，其中，所述电阻层包括螺旋绕制于所述耐尿素层外的电阻丝，所述电阻丝与所述电源开关连接，以接通电源使电阻丝发热。
如上所述的尿素加热装置，其中，所述第一接头外设置有与所述电源开关相连接的第一电阻片，用于当所述电源开关闭合时，使所述第一电阻片接通所述电源并发热，对所述第一接头处结晶的尿素溶液进行加热。
如上所述的尿素加热装置，其中，所述第一电阻片的外围设置有电阻片保护层。
如上所述的尿素加热装置，其中，所述第二接头外设置有与所述电源开关相连接的第二电阻片，用于当所述电源开关闭合时，使所述第二电阻片接通电源并发热，对所述第二接头处结晶的尿素溶液进行加热。
如上所述的尿素加热装置，其中，所述第二电阻片的外围设置有电阻片保护层。
如上所述的尿素加热装置，其中，所述信号采集控制装置包括：
传感器，用于检测所述环境温度；
与所述传感器相连接的采集比较模块，用于采集所述传感器检测到的所述环境温度，并与预先设置的所述低温阈值进行比较，当所述环境温度低于或等于所述低温阈值时，生成第一控制信号；
与所述采集比较模块相连接的控制模块，用于当接收到所述采集比较模块发送的所述第一控制信号时，控制所述电源开关闭合。
如上所述的尿素加热装置，其中，所述信号采集控制装置还包括：与所述采集比较模块相连接的计时控制模块，用于当获取到所述第一控制信号时，计时一预设时长，并在到达所述预设时长后，生成第二控制信号；
所述控制模块还与所述计时控制模块相连接，还用于当接收到所述计时控制模块发送的所述第二控制信号时，控制所述电源开关断开。
如上所述的尿素加热装置，其中，所述第一接头为第一快插接头。
如上所述的尿素加热装置，其中，所述第二接头为第二快插接头。
由上述技术方案可知，本实用新型通过采用该尿素加热装置，可以在低温环境下，通过信号采集控制装置控制电源接通尿素溶液流经的加热管以及接头处发热，从而对结晶的尿素溶液进行加热，保证尿素溶液始终呈液态，进而确保低温环境下后处理系统的正常工作，达到净化汽车尾气的目的，使汽车的尾气排放达到排放法规的高要求。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的尿素加热装置的结构示意图；
图2为本实用新型的尿素加热装置的加热管的剖视图；
图3为本实用新型的尿素加热装置的信号采集控制装置的结构示意图；
图4为本实用新型的尿素加热装置的第一接头的结构示意图。
附图标记说明：
1-第一接头；10-尿素罐； 2-第二接头；
20-尿素泵； 3-加热管； 31-耐尿素层；
32-电阻层； 33-绝缘保护层；4-电源开关；
5-信号采集控制装置；51-传感器； 52-采集比较模块；
53-控制模块； 54-计时控制模块；6-电源；
7-外接导线； 11-第一电阻片； 12-电阻片保护层。
具体实施方式
本实用新型的主要思想是：提供一种尿素加热装置，包括：与尿素罐连接的第一接头，与尿素泵连接的第二接头，一端与第一接头插接、另一端与第二接头插接的加热管，与该加热管相连接的电源开关，以及对该电源开关的闭合或断开进行控制的信号采集控制装置；当信号采集控制装置采集到加热管所处环境的环境温度低于或等于预先设置的低温阈值时，控制电源开关闭合，使加热管接通电源并发热，对加热管中结晶的尿素溶液进行加热。本实用新型通过采用该尿素加热装置，可以在低温环境下，通过信号采集控制装置控制电源接通尿素溶液流经的加热管以及接头处发热，从而对结晶的尿素溶液进行加热，保证尿素溶液始终呈液态，进而确保低温环境下后处理系统的正常工作，达到净化汽车尾气的目的，使汽车的尾气排放达到排放法规的高要求。
图1为本实用新型的尿素加热装置的结构示意图。如图1所示，该尿素加热装置包括：与尿素罐10连接的第一接头1，与尿素泵20连接的第二接头2，一端与第一接头1插接、另一端与第二接头2插接的加热管3，一般情况下，通过尿素泵20的泵浦，尿素罐10中的尿素溶液通过第一接头1进入加热管3，并通过第二接头2从尿素泵20中输出。该尿素加热装置还包括：与加热管3相连接的电源开关4，以及对电源开关4的闭合或断开进行控制的信号采集控制装置5，其中，当信号采集控制装置5采集到加热管3所处环境的环境温度低于或等于预先设置的低温阈值时，控制电源开关4闭合，使加热管3接通电源6并发热，对加热管3中结晶的尿素溶液进行加热。该电源6一般从整车电源取电。
如果外界环境的温度比较低，熄火的车辆中的尿素管中残留的尿素溶液易结晶，在车辆启动时，由于尿素管中存在结晶的尿素溶液，可能会导致车辆的后处理系统不能正常工作，如阻塞尿素罐中的尿素溶液的吸取。本实用新型的实施例中，将尿素管采用一种可以加热的加热管，在车辆刚启动时，根据外界的环境温度检测该加热管中的尿素溶液是否处于结晶状态，如果该加热管中的尿素溶液可能结晶，则控制对该加热管进行加热，将该加热管中之前残留的结晶的尿素溶液融化，从而确保低温环境下后处理系统的正常工作，达到净化汽车尾气的目的，使汽车的尾气排放达到排放法规的高要求。
图2为本实用新型的尿素加热装置的加热管的剖视图。如图2所示，结合图1，该加热管3包括：耐尿素层31，包覆于耐尿素层31外的电阻层32，以及包覆于电阻层32外的绝缘保护层33，其中，电阻层32可以为螺旋绕制于耐尿素层31外的电阻丝，该电阻丝即电阻层32通过外接导线7与电源开关4连接，用于通过电源开关4接通电源6以使电阻丝发热。其中，耐尿素层31可以为耐腐蚀的尼龙材料层，绝缘保护层33可以为塑料保护层。
图3为本实用新型的尿素加热装置的信号采集控制装置的结构示意图。如图3所示，并结合图1和图2，该信号采集控制装置5包括：传感器51，用于检测该尿素加热装置的加热管所处环境的环境温度。与传感器51相连接的采集比较模块52，用于采集传感器51检测到的环境温度，并与预先设置的低温阈值进行比较，当加热管3所处环境的环境温度低于或等于该低温阈值时，生成第一控制信号。与采集比较模块52相连接的控制模块53，用于当接收到采集比较模块52发送的第一控制信号时，控制电源开关4闭合，将加热管3中的电阻丝与电源6接通，从而可以使电阻丝发热，对加热管3中可能残留的结晶的尿素溶液进行加热，从而保证尿素泵20抽取尿素溶液时的管路畅通。
另外，当车辆启动运行一预设时长后，尿素泵20抽取尿素溶液时的管路已经畅通，此时无需再对加热管3进行加热。据此，该信号采集控制装置5还包括：与采集比较模块52相连接的计时控制模块54，用于当获取到第一控制信号时，计时一预设时长，并在到达该预设时长后，生成第二控制信号；此时，控制模块53还与该计时控制模块54相连接，该控制模块53还用于当接收到计时控制模块54发送的第二控制信号时，控制电源开关4断开。此时，即断开加热管3和电源6的连接，不再对加热管3进行加热，从而节省了电源的消耗。
本实用新型的该尿素加热装置作为后处理系统的一部分，结合图1、图2和图3所示，其工作过程具体为：由传感器51进行环境温度检测，并将检测到的环境温度发送至采集比较模块52；该采集比较模块52根据其采集的环境温度，与预先设置的低温阈值进行比较，当外界环境温度较低，导致尿素加热装置的加热管3所处环境的环境温度低于或等于该低温阈值时，该低温阈值为尿素溶液结晶的温度值，一般该温度值可以设定为-11度，生成第一控制信号，采集比较模块52将该第一控制信号发送至控制模块53；当控制模块53接收到该第一控制信号时，控制电源开关4闭合，通过外接导线7将加热管3内的电阻丝接通电源6，利用电流通过电阻丝会发热的原理，把电能转化为热能，使加热管3中残留的可能结晶的尿素溶液被加热，从而使该加热管3中残留的可能结晶的尿素溶液呈液态，从而确保低温环境下后处理系统的正常工作，达到净化汽车尾气的目的，使汽车的尾气排放达到排放法规的高要求。
另外，采集比较模块52生成的第一控制信号还会发送至计时控制模块54；计时控制模块54根据预先设置的一预设时长开始计时，当到达预设时长后，计时控制模块54生成一第二控制信号，并发送至控制模块53；当控制模块53接收到该第二控制信号时，控制电源开关4断开与电源6的连接，使得加热管3内的电阻丝中无电流通过，也就不会发热，不再对加热管3进行加热，从而节省了电源的消耗。
在另一实施例中，结合上述图1、图2和图3所示，为了保证尿素受热更加均匀，避免出现接头处尿素不融化的情况，可以采用如图4所示的接头。图4为本实用新型的尿素加热装置的第一接头的结构示意图。如图4所示，结合图1，该第一接头1外设置有与电源开关4相连接的第一电阻片11，具体地，该第一电阻片11通过外接导线7与电源开关4相连接，用于当信号采集控制装置5采集到环境温度低于或等于低温阈值时，控制电源开关4闭合，使第一电阻片11接通电源6并发热，对第一接头1处结晶的尿素溶液进行加热，使得在第一接头1处残留的可能会结晶的尿素溶液也被加热，使得结晶的尿素溶液的受热更加均匀，融化速度更快。如上述实施例中所描述，当信号采集控制装置5中的计时控制模块54计时到预设时长后，将通过生成的第二控制信号控制电源开关4断开与电源6的连接，从而停止对第一接头1处进行加热，进而在车辆正常运行中，无需对尿素进行加热时，节约电能。另外，在该第一电阻片11的外围还可以设置电阻片保护层12，用来保护该第一电阻片11与外界的隔离。
在上述实施例的基础上，第二接头2外也可以设置有与电源开关4相连接的第二电阻片，其结构与上述图4所示的第一接头1上设置的第一电阻片11相同，用于当信号采集控制装置5采集到环境温度低于或等于低温阈值时，控制电源开关4闭合，使第二电阻片接通电源6并发热，对第二接头2处结晶的尿素溶液进行加热，使得不仅仅在加热管3中或者加热管3中和第一接头1处，在第二接头2处残留的可能会结晶的尿素溶液也能够被加热，使得结晶的尿素溶液的受热更加均匀，融化速度更快。如上述实施例中所描述，当信号采集控制装置5中的计时控制模块54计时到预设时长后，将通过生成的第二控制信号控制电源开关4断开与电源6的连接，从而停止对第二接头2处进行加热，进而在车辆正常运行中，无需对尿素进行加热时，节约电能。另外，在该第二电阻片的外围还可以设置电阻片保护层，其结构与上述图4所示的第一接头1上设置的第一电阻片11的外围设置的电阻片保护层12相同，用来保护该第二电阻片与外界的隔离。
需要说明的是，上述的在接头中设置电阻片以通过电阻片发热对接头处可能结晶的尿素溶液进行加热的实施例中，信号采集控制装置5也采用如图3所示的信号采集控制装置的结构，在此不再赘述。
在上述实施例的基础上，第一接头1可以为第一快插接头，第二接头2可以为第二快插接头，从而使得装配过程简单、省时。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种尿素加热装置，其特征在于，包括：与尿素罐连接的第一接头，与尿素泵连接的第二接头，一端与所述第一接头插接、另一端与所述第二接头插接的加热管，与所述加热管相连接的电源开关，以及对所述电源开关的闭合或断开进行控制的信号采集控制装置；
当所述信号采集控制装置采集到所述加热管所处环境的环境温度低于或等于预先设置的低温阈值时，控制所述电源开关闭合，使所述加热管接通电源并发热，对所述加热管中结晶的尿素溶液进行加热。
2.根据权利要求1所述的尿素加热装置，其特征在于，所述加热管包括：耐尿素层，包覆于所述耐尿素层外的电阻层，以及包覆于所述电阻层外的绝缘保护层，其中，所述电阻层包括螺旋绕制于所述耐尿素层外的电阻丝，所述电阻丝与所述电源开关连接，以接通电源使电阻丝发热。
3.根据权利要求1所述的尿素加热装置，其特征在于，所述第一接头外设置有与所述电源开关相连接的第一电阻片，用于当所述电源开关闭合时，使所述第一电阻片接通所述电源并发热，对所述第一接头处结晶的尿素溶液进行加热。
4.根据权利要求3所述的尿素加热装置，其特征在于，所述第一电阻片的外围设置有电阻片保护层。
5.根据权利要求1所述的尿素加热装置，其特征在于，所述第二接头外设置有与所述电源开关相连接的第二电阻片，用于当所述电源开关闭合时，使所述第二电阻片接通电源并发热，对所述第二接头处结晶的尿素溶液进行加热。
6.根据权利要求5所述的尿素加热装置，其特征在于，所述第二电阻片的外围设置有电阻片保护层。
7.根据权利要求1-5任一所述的尿素加热装置，其特征在于，所述信号采集控制装置包括：
传感器，用于检测所述环境温度；
与所述传感器相连接的采集比较模块，用于采集所述传感器检测到的所述环境温度，并与预先设置的所述低温阈值进行比较，当所述环境温度低于或等于所述低温阈值时，生成第一控制信号；
与所述采集比较模块相连接的控制模块，用于当接收到所述采集比较模块发送的所述第一控制信号时，控制所述电源开关闭合。
8.根据权利要求7所述的尿素加热装置，其特征在于，所述信号采集控制装置还包括：与所述采集比较模块相连接的计时控制模块，用于当获取到所述第一控制信号时，计时一预设时长，并在到达所述预设时长后，生成第二控制信号；
所述控制模块还与所述计时控制模块相连接，还用于当接收到所述计时控制模块发送的所述第二控制信号时，控制所述电源开关断开。
9.根据权利要求1所述的尿素加热装置，其特征在于，所述第一接头为第一快插接头。
10.根据权利要求1所述的尿素加热装置，其特征在于，所述第二接头为第二快插接头。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20100811 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |