CN207829972U - 尾气后处理系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种尾气后处理系统，包括：用于存储尾气后处理剂的储罐；喷射模块，所述喷射模块用于喷射出所述尾气后处理剂；供给模块，所述供给模块用于将所述尾气后处理剂从所述储罐供应至所述喷射模块；抽吸管路，所述抽吸管路连接在所述储罐和所述供给模块之间；和压力管路，所述压力管路连接在所述供给模块和所述喷射模块之间；其中，在所述抽吸管路中设有能够使所述抽吸管路与外界大气连通的通气阀。本申请有效地减轻喷射模块的喷射压力波动，进而提高喷射剂量的精度。另外，本申请的结构简单，不需要大量改变现有尾气后处理系统的结构。

Description

尾气后处理系统

技术领域

本申请涉及发动机的尾气后处理领域，尤其涉及一种能够在长时间运行期间有效地稳定尾气后处理剂的喷射压力的尾气后处理系统。

背景技术

为了减少发动机尾气对空气的污染，广泛采用尾气后处理系统对尾气进行进一步处理。现有的尾气后处理系统一般是在发动机系统检测到尾气超标时或根据设定定时通过供给模块将尾气后处理剂(例如，尿素水溶液)输送到喷射模块，然后由喷射模块将尾气后处理剂喷射至尾气管，使其与尾气发生化学或物理反应而进行无害处理。为此，尾气后处理系统一般包括尾气后处理剂储罐、抽吸管路、供给模块、压力管路和喷射模块。

如图1所示，常用的尾气后处理系统至少包括尾气后处理剂储罐10、与尾气后处理剂储罐10通过抽吸管路20连通的泵31、与泵31通过泵送管路33连通的供给腔32、与供给腔32通过压力管路60连通的喷射模块50，其中泵31、泵送管路33和供给腔32可称为供给模块。由于泵31的驱动，供给腔32内的尾气后处理剂保持较高的压力。当喷射模块50喷射尾气后处理剂时，压力管路中的压力波动直接影响喷射剂量。为保证喷射剂量的精度，需要保持稳定的压力。在这种情形下，一般在压力管路中设有压力传感器40以监测压力波动，并根据压力变化而调整供给模块的供给压力。

一般情况下，供给腔32内会有一定的空气，空气的存在有助于减轻喷射压力的波动。如图2所示，P₀为目标喷射压力，P₁为供给腔32内存在较少空气时的喷射压力，P₂为供给腔32内存在较多空气时的喷射压力。从图2可看出，当供给腔32内存在较多空气时压力波动较小，反之则波动较大。

然而，当长时间运行时，空气会溶解在尾气后处理剂中并且随之被喷射出，而使供给腔32内的空气越来越少，甚至完全没有空气。如图3所示，例如，在发电机应用中，初始状态下供给腔32(左侧)内会保有大约1/6的空气，而随着时间推移，在数小时后，供给腔32’(右侧)内基本上已经没有空气。此时，喷射模块50喷出的尾气后处理剂的喷射压力波动较大，从而导致喷射剂量不精确，影响尾气后处理的效果。

因此，需要一种能够在长时间运行期间有效地稳定尾气后处理剂的喷射压力的尾气后处理系统。

实用新型内容

本申请的目的就是要克服现有尾气后处理系统中存在的至少一个问题，提出一种改进的尾气后处理系统，其能够在长时间运行期间有效地稳定尾气后处理剂的喷射压力。

为此，根据本申请的一方面，提供了一种尾气后处理系统，包括：

用于存储尾气后处理剂的储罐；

喷射模块，所述喷射模块用于喷射出所述尾气后处理剂；

供给模块，所述供给模块用于将所述尾气后处理剂从所述储罐供应至所述喷射模块；

抽吸管路，所述抽吸管路连接在所述储罐和所述供给模块之间；和

压力管路，所述压力管路连接在所述供给模块和所述喷射模块之间；

其中，在所述抽吸管路中设有能够使所述抽吸管路与外界大气连通的通气阀。

与现有技术相比，本申请在抽吸管路中设置了能够使外界大气与抽吸管路连通的通气阀，使得当供给模块内没有空气或仅有少量空气时可以打开通气阀，将空气引入供给模块中，从而有效地减轻喷射模块的喷射压力波动，进而提高喷射剂量的精度。另外，本申请的结构简单，不需要大量改变现有尾气后处理系统的结构。

附图说明

下面将参照附图对本申请的示例性实施例进行详细说明，应当理解，下面描述的实施例仅用于解释本申请，而不是对本申请的范围作出限制，其中：

图1是现有技术中尾气后处理系统的示意性框图；

图2是示出尾气后处理系统内的空气体积对喷射压力波动的影响的示意图；

图3是示出尾气后处理系统内的空气随时间推移而减少的示意图；

图4是本申请的尾气后处理系统的一实施例的示意性框图。

具体实施方式

下面结合示例详细描述本申请的优选实施例。在本申请的优选实施例中，以包括由泵和供给腔构成的供给模块的尾气后处理系统为例对本申请进行描述。但是，本领域技术人员应理解的是，这些示例性实施例并不意味着对本申请形成任何限制。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在附图中，为简要起见，省略了其它的部件，但这并不表明本申请的尾气后处理系统不可包括其它部件。

如图4所示，示出了根据本申请一实施例的尾气后处理系统的示意性框图。在本申请的尾气后处理系统中，除增加了通气阀70之外，其它部件均是常规配置。具体而言，本申请的尾气后处理系统包括用于存储尾气后处理剂的储罐10、用于喷射尾气后处理剂的喷射模块50、用于将尾气后处理剂从储罐10输送至喷射模块50的供给模块30。相应地，尾气后处理装置还包括抽吸管路20和压力管路60，其中抽吸管路20连接在储罐10和供给模块30之间，压力管路60连接在供给模块30和喷射模块50之间。另外，在图4所示的实施例中，尾气后处理系统还包括通气阀70(在图4中以虚线圆标示出)，该通气阀设置在抽吸管路20中，用于使抽吸管路20与外界大气连通。

在图4所示的实施例中，供给模块30包括泵31、供给腔32和联接泵和供给腔的泵送管路33。应理解的是，本申请的尾气后处理系统除采用上述结构的供给模块之外，也可以采用其它类型的供给模块，例如，泵和供给腔为直接连通的一体结构。在这种情形下，本申请的原理同样适用。为描述方便，下面针对包括至少由泵31、供给腔32和泵送管路33构成的供给模块的尾气后处理系统进行描述。

另外，在压力管路60中还设有压力传感器40，以监测压力管路中的喷射压力的变化。

下面参照图4描述本申请的尾气后处理系统的运行过程。

在尾气后处理系统正常运行时，尾气后处理剂在泵31的抽吸力作用下从储罐10经抽吸管路20和泵送管路33进入供给腔32，并从供给腔32流入压力管路60，并进而流入喷射模块50。

由于在开始运行之前，供给腔32充满空气。随着尾气后处理剂的流入，供给腔内的空气体积被压缩。例如，在供给腔内的压力为5巴时，空气体积被压缩，并且部分空气溶解在尾气后处理剂中，而大致占供给腔的容积的1/6。随着尾气后处理系统的运行，供给腔内的空气溶解在尾气后处理剂中被喷射出而逐渐减少。当供给腔内的空气体积过小而低于下限体积设定值时，例如，低于供给腔的容积的10％时，可以打开通气阀70，使外界大气随尾气后处理剂进入抽吸管路20，并经泵31、泵送管路33进入供给腔32。经试验验证，根据不同系统的控制指标，该下限体积设定值还可以是5％、7％和12％、15％。随着供给腔32内的空气体积的增大，压力管路60内的压力趋于稳定。当供给腔32内的空气体积高于上限体积设定值时，例如，高于供给腔的容积的30％时，则可以关闭通气阀70。同样，经试验验证，该上限体积设定值也可以是20％、25％、35％和40％等。因此，通气阀的打开和关闭是基于供求腔内的空气体积。应理解的是，当供给腔内存在过多空气时，由于空气溶解或夹带在尾气后处理剂中，也会影响喷射剂量的稳定。上述过程可以通过发动机系统自动完成，其中供给腔内的空气体积可以通过液位传感器(图中未示出)来检测，例如，光电式液位传感器、接触式液位传感器、电感式液位传感器、超声波液位传感器或静压式液位传感器等。

另外，由于供给腔内的空气体积测定需要安装液位传感器和相关联的测定装置，因此不可避免地会增加制造成本。在这种情况下，因为供给腔内的空气体积与压力管路中的压力直接相关，所以还可以根据压力传感器40监测到的压力波动来直接控制通气阀的打开和关闭。根据尾气后处理系统的指标要求，尾气后处理剂的喷射压力的波动一般控制在一定的压力波动范围内，也就是说，当监测到的最大喷射压力和/或最小喷射压力与目标喷射压力之差超出上限压力波动范围，例如±10％时，则表明供给腔内的空气体积过小，因此必须打开通气阀70进行补充。例如，对于工作压力为9巴的尾气后处理系统，当压力传感器监测到喷射压力超出(1-10％)×9至(1+10％)×9，即8.1巴至9.9巴的范围时，则打开通气阀70。根据不同系统的控制要求，上述的上限压力波动范围可以是±7％、±8％、±9％。在这种情况下，具体运行过程则是：当压力传感器40监测到压力管路60内的最大喷射压力和/或最小喷射压力与目标喷射压力之差超出上限压力波动范围时，则打开通气阀70，使外界大气随尾气后处理剂经抽吸管路20、泵31、泵送管路33进入供给腔32；随着供给腔32内空气体积的增大，压力管路60内的压力趋于稳定；当压力传感器40监测到压力管路60内的最大喷射压力和最小喷射压力与目标喷射压力之差落入下限压力波动范围(例如±5％)内时，则可以关闭通气阀70。此时，对于运行压力为9巴的尾气后处理系统，喷射压力处于8.55巴至9.45巴的范围内。同样，根据不同系统的控制要求，该下限压力波动范围也可以是±2％、±3％和±4％。因此，通气阀的打开和关闭也可以是基于压力传感器监测到的喷射压力波动。

上述关于空气体积的设定值和压力波动的设定范围数值仅是示例，而非限制性的，且在具体的实际应用中，可以根据尾气后处理系统的指标要求进行具体调整。

在例如发电机的长时间运行的实施例中，由于尾气后处理系统需要不间断地长时间工作，尾气后处理系统内的空气体积减少与运行时间直接相关，所以可以通过试验确定空气体积的变化曲线，并在低于设定值时打开通气阀，并保持一定的通气时间。例如，对于根据本申请改进的DNOX系列的尾气后处理系统来说，可以每隔2小时打开通气阀2-4秒，以恢复其内部的空气体积。当然，具体的数值根据运行工况、各部件参数以及尾气后处理剂类型等进行调整，例如，喷射频率、供给腔容积、通气阀的口径等。

在上面描述的实施例，通气阀70可以是闸阀、截止阀、球阀和蝶阀中的一种，且可以是电控阀、磁控阀或手动控制阀中的一种，以匹配发动机系统自动控制和人工控制喷射压力的各种情形。

另外，为避免外界杂质进入抽吸管路，在通气阀的入口和/或出口处可设有用于过滤空气的过滤装置。

在本申请的实施例中，尾气后处理剂可以是尿素水溶液，然而也可以是其它的与尾气发生反应的催化还原剂或任意物质。

根据本申请的实施例，通过在抽吸管路中设置能够使外界大气与抽吸管路连通的通气阀，可以使尾气后处理系统的供给模块内保持一定的空气体积，使得尾气后处理剂的喷射压力减少波动，进而可以精确地控制喷射剂量，确保最佳的尾气后处理效果。另外，本申请的结构简单，仅需要在现有尾气后处理系统的抽吸管路中增加通气阀及相关监测、控制机构即可。

以上结合具体实施例对本申请进行了详细描述。显然，以上描述以及在附图中示出的实施例均应被理解为是示例性的，而不构成对本申请的限制。例如，在优选实施例中以用于发动机尾气后处理的尾气后处理系统为例对本申请进行了描述，但是，不仅在发动机领域，在任何需要对尾气进行后处理的领域，都可获得应用。对于本领域技术人员而言，可以在不脱离本申请的精神的情况下对其进行各种变型或修改，这些变型或修改均不脱离本申请的范围。

Claims (10)

1.一种尾气后处理系统，包括：

用于存储尾气后处理剂的储罐(10)；

喷射模块(50)，所述喷射模块用于喷射出所述尾气后处理剂；

供给模块(30)，所述供给模块用于将所述尾气后处理剂从所述储罐(10)供应至所述喷射模块(50)；

抽吸管路(20)，所述抽吸管路连接在所述储罐(10)和所述供给模块(30)之间；和

压力管路(60)，所述压力管路连接在所述供给模块(30)和所述喷射模块(50)之间；

其特征在于，在所述抽吸管路中设有能够使所述抽吸管路与外界大气连通的通气阀(70)。

2.根据权利要求1所述的尾气后处理系统，其特征在于，所述通气阀(70)的打开和关闭是基于所述供给模块(30)的供给腔(32)内的空气体积。

3.根据权利要求2所述的尾气后处理系统，其特征在于，当所述供给腔(32)内的空气体积低于下限体积设定值时，所述通气阀(70)被打开而使外界大气进入所述供给腔(32)，直到所述供给腔(32)内的空气体积高于上限体积设定值。

4.根据权利要求3所述的尾气后处理系统，其特征在于，所述下限体积设定值介于所述供给腔(32)的容积的5％至15％的范围内，所述上限体积设定值介于所述供给腔(32)的容积的20％至40％的范围内。

5.根据权利要求2所述的尾气后处理系统，其特征在于，所述供给腔(32)内的空气体积是通过液位传感器进行测定的。

6.根据权利要求1所述的尾气后处理系统，其特征在于，在所述压力管路(60)中设有压力传感器(40)，且所述通气阀(70)的打开和关闭是基于所述压力传感器(40)监测到的喷射压力波动。

7.根据权利要求6所述的尾气后处理系统，其特征在于，当所述压力传感器(40)监测到的最大喷射压力和/或最小喷射压力与目标喷射压力之差超出上限压力波动范围时，所述通气阀(70)被打开而使外界大气进入所述供给模块(30)的供给腔(32)，直到所述压力传感器(40)监测到的最大喷射压力和最小喷射压力与所述目标喷射压力之差落入下限压力波动范围内。

8.根据权利要求7所述的尾气后处理系统，其特征在于，所述上限压力波动范围介于±7％至±10％的范围内，所述下限压力波动范围介于±2％至±5％的范围内。

9.根据权利要求1所述的尾气后处理系统，其特征在于，所述通气阀(70)是闸阀、截止阀、球阀和蝶阀中的一种，且是电控阀、磁控阀和手动控制阀中的一种。

10.根据权利要求1所述的尾气后处理系统，其特征在于，所述通气阀(70)的入口和/或出口处设有用于过滤空气的过滤装置。