CN209052396U - 一种带加热装置的尿素溶液加注系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带加热装置的尿素溶液加注系统，包括有储液箱、加注模块、加热装置、温度传感器和控制模块，温度传感器包括有一第一温度传感器和至少一第二温度传感器，其中第一温度传感器设置在加热装置的内部或表面；第二温度传感器设置在远离加热装置的箱底位置或液面位置。本实用新型通过在加热装置内部设置温度传感器，可对加热装置本身的温度控制，且可将加热装置的底部做成螺旋形、回形或之字形，在加热装置内部充注导热介质，通过导热介质循环能更方便控制加热装置温度；也可通过搅拌叶片搅拌液体使尿素液温度变得均匀；还可将储液箱隔成两个腔，通过溶液在内部流动使尿素液温度变得均匀，或者以加注泵作为循环泵同样能实现其功能。

Description

一种带加热装置的尿素溶液加注系统

技术领域

本实用新型涉及溶液加注装置技术领域，具体涉及一种带加热装置的尿素溶液加注系统。

背景技术

随着国内排放法规的要求越来越严格，很多重型发动机厂商采用选择催化还原（SCR）的尾气处理技术。车用尿素溶液是SCR技术中重要的消耗品，适用于配有SCR系统的轿车、卡车、客车和重型非道路使用柴油发动机车辆。车用尿素是指尿素浓度为32.5%且溶剂为超纯水的尿素水溶液，当温度低于-11℃时，车用尿素溶液会开始结冰，在北方冬天室外的尿素溶液发生结冰将无法抽出，而加注管道中如果发生结冰则可能将管道胀裂，或者损坏泵、流量计等元件。

尿素溶液加注机主要组成部件包括储液箱、泵（即加注泵）、流量计、加注枪、处理器、显示屏等，如图1所示。尿素溶液经泵-流量计-加注枪，然后到达所加注的容器中。其中泵将尿素溶液吸入加注机，并保证出口处有一定压力；流量计测量所经过的尿素溶液的流量，并将流量信息反馈给处理器，处理器将流量信息经过处理，控制显示屏显示出尿素溶液量的单价、所加注尿素溶液的体积以及金额。

目前一般将储液箱放入室内，或者放入一个保温箱，并且同时在保温箱里放入一个加热装置来使车用尿素溶液的温度高于冰点，但是，一般加热管只控制被加热物体温度，不关注自身的温度，而尿素溶液100多度时就会分解。比如，专利201621266901.6将加热装置置于储液箱内部，并且在储液箱安装温度传感器以测量尿素液的温度，反馈至控制器来控制加热装置的起停。该方案虽然提高了加热装置的效率，节约了能源，但由于尿素溶液温度过高时将发生分解，一般要求不超过60℃，而加热管一般表面温度都超过该温度，因此该方案在实施过程中可能会改变尿素液的浓度，并且产生一些新的物质，并且该方案无法对加注管道中的液体进行加热，如果管道中发生结冰，一样无法正常工作。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的缺点，提供一种实现结构简单、可更为精确地控制加热装置的表面温度，从而不改变尿素溶液浓度、带加热装置的尿素溶液加注系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种带加热装置的尿素溶液加注系统，包括有储液箱、加注模块、加热装置（如加热管）、温度传感器和控制模块，加热装置设置在储液箱中，温度传感器及加热装置与控制模块连接；加注模块与储液箱连接，其包括有加注泵和加注枪，其特征在于：所述温度传感器包括有一第一温度传感器和至少一第二温度传感器，其中第一温度传感器设置在加热装置的内部或表面，形成对加热装置的加热上限温度（不超过50℃）控制模块；所述第二温度传感器设置在远离加热装置的箱底位置或液面位置。

由于尿素溶液温度一般超过130℃会分解，超过50℃即不利于保存，加热装置与尿素溶液接触位置是尿素溶液温度的最高点，通过第一温度传感器主要作用就是测量此最高点，并通过控制模块控制加热装置使这个最高点不高于50℃，因此第一温度传感器既可以布置在加热装置里面，也可以布置在加热装置外表面。

尿素溶液温度低于-10℃会发生结晶，一般在储液箱内部靠外侧角落地方温度最低，第二温度传感器的主要作用就是测量这个最低点，并通过控制模块控制加热装置使这个最低点不低于-10℃。由于储液箱比较大，而且液位会发生变化，因此第二温度传感器可布置多个，除了在底部四角布置外，也可以随液面浮动布置。

优选地，所述加热装置设置于储液箱内，加热装置的内部为电热管，电热管外面套有不锈钢管，不锈钢管与电热管之间充有导热介质（如导热油）；所述第一温度传感器设置于导热介质中。当这个方案满足不了要求时，就需要增大散热面积或者增加尿素溶液的流动性，即以下技术方案。

所述加热装置设置于储液箱的中间位置（比如一根加热管时），或者至少两处加热装置以中间对称的方式设置于储液箱内部的两侧，比如两根加热管时，一边一根设置。

优选地，所述加热装置的底部形成之字形结构、回字形结构、栅格状结构或螺旋状结构的螺旋部（目的是为了增大与溶液的散热面积），在整个加热装置中充有导热介质。当第一温度传感器的温度已到上限，第二温度传感器的温度仍然到不了下限时，可通过控制导热介质的流动来满足要求，导热介质会将自身的温度传导给溶液。

优选地，所述加热装置设置于储液箱内的中间位置，加热装置连接有旋转电机形成可旋转结构，在加热装置上固定有若干搅拌叶片。当第一温度传感器的温度已到上限，第二温度传感器的温度仍然到不了下限时，可通过控制加热装置旋转，使搅拌叶片对溶液进行搅拌来满足要求。

在储液箱内还设有搅拌装置，搅拌装置带有搅拌叶片，并连接有电机，通过控制控制装置旋转，使搅拌叶片对溶液进行搅拌来满足要求。

进一步地，在储液箱内设有一隔板将储液箱分隔成左右两室，两室的中部或底部相互连通，加热装置设置于连通处；在储液箱其中一室的底部设置有出液口，另一室的上部设置有进液口，出液口与进液口之间通过导管连接，导管上安装有循环泵，形成储液箱内液体的循环机构。当第一温度传感器的温度已到上限，第二温度传感器的温度仍然到不了下限时，可通过控制循环泵来增加尿素溶液的流动以满足要求，尿素溶液从出液口流出，经过循环泵后从进液口进入储液箱的上部。

优选地，在储液箱内设有一隔板将储液箱分隔成左右两室，两室的中部或底部相互连通，加热装置设置于连通处；在储液箱其中一室的底部设置有出液口，另一室的上部设置有进液口，出液口通过导管与加注模块的加注泵连接，加注泵与加注枪连接，加注模块上设置一补给口，通过另一导管与进液口连接，通过将加注枪与补给口对接形成储液箱内液体的循环机构。

进一步地，在补给口中设有触发开关，通过加注枪的插入触发触发开关切换循环模式。进入循环模式后，在导管内设置一压力传感器或流量计形成对是否有液体回流进行检测。当第一温度传感器的温度已到上限，第二温度传感器的温度仍然到不了下限时，可通过控制加注泵来增加尿素溶液的流动以满足要求，此时需在加注管道内设置一温度传感器。该方案无需另外安装循环泵，直接利用尿素加注模块本身的加注泵来实现循环，既节约了成本，又能够使加注管路中的尿素液温度也能满足使用要求。当正常使用加注机加注时，将加注枪从补给口拔出，触发补给口的触发开关，加注机进入加注模式。如果无人使用时，加注枪插入补给口中，触发补给口的触发开关，进入保温循环模式。

由于加热装置温度设置了上限，就算一致处于上限也可能会导致热量不足以使尿素溶液温度低于-10℃，因此需要增加散热面积或者增加对流，同时对储液箱增加保温。

本实用新型通过在加热装置内部（或表面）设置温度传感器，可以实现对加热装置本身的温度控制，并且可以将加热装置的底部做成螺旋形、回形或之字形，可增大散热面积，在加热装置内部充注导热介质，通过导热介质循环能更方便、更精确地控制加热装置的温度；也可以设置搅拌叶片，通过搅拌叶片的转动搅拌液体使尿素液温度变得均匀；还可以将储液箱隔成两个腔，外部设置循环泵从一腔抽至另一腔，通过溶液在内部流动使尿素液温度变得均匀。或者以加注泵作为循环泵同样能实现其功能，且可节约成本，使加注管道内部温度恒温。

附图说明

图1为现有技术中尿素溶液加注系统的组成模块框图；

图2为本实用新型结构示意图；

图3为本实用新型采用螺旋加热装置的结构示意图；

图4为本实用新型采用螺旋加热装置的内部结构示意图；

图5为本实用新型采用搅拌加热装置的结构示意图；

图6为本实用新型采用循环泵进行循环的结构示意图；

图7为本实用新型采用加注泵进行循环的结构示意图。

图中，1为储液箱，2为加热装置，3为第一温度传感器，4为第二温度传感器，5为搅拌叶片，6为螺旋部，7为隔板，8为导管，9为出液口，10为进液口，11为循环泵，12为加注泵，13为加注枪，14为补给口。

具体实施方式

本实施例中，参照图1，所述带加热装置的尿素溶液加注系统，包括有储液箱1、加注模块、加热装置2、温度传感器和控制模块，加热装置2设置在储液箱1中，温度传感器及加热装置2与控制模块连接；加注模块与储液箱1连接，其包括有加注泵和加注枪；所述温度传感器包括有一第一温度传感器3和至少一第二温度传感器4，其中第一温度传感器3设置在加热装置2的内部或表面，形成对加热装置2加热上限温度（如不超过50℃）的控制模块；所述第二温度传感器4设置在远离加热装置2的箱底位置或液面位置。

由于尿素溶液温度一般超过130℃会分解，超过50℃即不利于保存，加热装置与尿素溶液接触位置是尿素溶液温度的最高点，通过第一温度传感器3主要作用就是测量此最高点，并通过控制模块控制加热装置2使这个最高点不高于50℃，因此第一温度传感器3既可以布置在加热装置2里面，也可以布置在加热装置2的外表面。

尿素溶液温度低于-10℃会发生结晶，一般在储液箱1内部靠外侧角落地方温度最低，第二温度传感器4的主要作用就是测量这个最低点，并通过控制模块控制加热装置2使这个最低点不低于-10℃。由于储液箱1比较大，而且液位会发生变化，因此第二温度传感器4可布置多个，除了在底部四角布置外，也可以随液面浮动布置。

所述加热装置21设置于储液箱内的中间位置，加热装置2的内部为电热管，电热管外面套有不锈钢管，不锈钢管与电热管之间充有导热介质；所述第一温度传感器3设置于导热介质中。

参照图2和图3，所述加热装置2的底部形成螺旋状结构的螺旋部6（或之字形结构、回字形结构、栅格状结构等，目的是为了增大与溶液的散热面积），在整个加热装置2中充有导热介质。当第一温度传感器3的温度已到上限，第二温度传感器4的温度仍然到不了下限时，可通过控制导热介质的流动来满足要求，导热介质会将自身的温度传导给溶液。

参照图4，所述加热装置21设置于储液箱内的中间位置，加热装置2连接有旋转电机（未图示）形成可旋转结构，在加热装置2上固定有若干搅拌叶片5。当第一温度传感器3的温度已到上限，第二温度传感器4的温度仍然到不了下限时，可通过控制加热装置2旋转，使搅拌叶片5对溶液进行搅拌来满足要求。

在储液箱1内还设有搅拌装置（未图示），搅拌装置带有搅拌叶片，并连接有电机，通过控制控制装置旋转，使搅拌叶片对溶液进行搅拌来满足要求。

参照图5，在储液箱1内设有一隔板7将储液箱1分隔成左右两室，两室的中部或底部相互连通，加热装置2设置于连通处；在储液箱1其中一室的底部设置有出液口9，另一室的上部设置有进液口10，出液口9与进液口10之间通过导管8连接，导管8上安装有循环泵11，形成储液箱1内液体的循环机构。当第一温度传感器3的温度已到上限，第二温度传感器4的温度仍然到不了下限时，可通过控制循环泵11来增加尿素溶液的流动以满足要求，尿素溶液从出液口9流出，经过循环泵11后从进液口10进入储液箱1的上部。

参照图6，在储液箱1内设有一隔板7将储液箱1分隔成左右两室，两室的中部或底部相互连通，加热装置2设置于连通处；在储液箱1其中一室的底部设置有出液口9，另一室的上部设置有进液口10，出液口9通过导管8与加注模块的加注泵12连接，加注泵12与加注枪13连接，加注模块上设置一补给口14，通过另一导管与进液口14连接，通过将加注枪13与补给口14对接形成储液箱1内液体的循环机构。

在补给口14中设有触发开关（未图示），通过加注枪13的插入或拔出触发触发开关以切换循环模式和加注模式。进入循环模式后，在导管内设置一压力传感器或流量计形成对是否有液体回流进行检测。当第一温度传感器3的温度已到上限，第二温度传感器4的温度仍然到不了下限时，可通过控制加注泵12来增加尿素溶液的流动以满足要求，此时需在加注管道内设置一温度传感器。该方案无需另外安装循环泵，直接利用尿素加注模块本身的加注泵来实现循环，既节约了成本，又能够使加注管路中的尿素液温度也能满足使用要求。当正常使用加注机加注时，将加注枪13从补给口14拔出，触发补给口14的触发开关，加注机进入加注模式。如果无人使用时，加注枪13插入补给口14中，触发补给口14的触发开关，进入保温循环模式。

以上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本实用新型实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种带加热装置的尿素溶液加注系统，包括有储液箱、加注模块、加热装置、温度传感器和控制模块，加热装置设置在储液箱中，温度传感器及加热装置与控制模块连接；加注模块与储液箱连接，其包括有加注泵和加注枪，其特征在于：所述温度传感器包括有一第一温度传感器和至少一第二温度传感器，其中第一温度传感器设置在加热装置的内部或表面，形成对加热装置的加热上限温度控制模块；所述第二温度传感器设置在远离加热装置的箱底位置或液面位置。

2.根据权利要求1所述的带加热装置的尿素溶液加注系统，其特征在于：所述加热装置设置于储液箱内，加热装置的内部为电热管，电热管外面套有不锈钢管，不锈钢管与电热管之间充有导热介质。

3.根据权利要求2所述的带加热装置的尿素溶液加注系统，其特征在于：所述加热装置设置于储液箱的中间位置，或者至少两处加热装置以中间对称的方式设置于储液箱内部的两侧。

4.根据权利要求1所述的带加热装置的尿素溶液加注系统，其特征在于：所述加热装置的底部形成之字形结构、回字形结构、栅格状结构或螺旋状结构的螺旋部，在整个加热装置中充有导热介质。

5.根据权利要求1所述的带加热装置的尿素溶液加注系统，其特征在于：所述加热装置设置于储液箱内的中间位置，加热装置连接有旋转电机形成可旋转结构，在加热装置上固定有若干搅拌叶片。

6.根据权利要求1所述的带加热装置的尿素溶液加注系统，其特征在于：在储液箱内还设有搅拌装置，搅拌装置带有搅拌叶片，并连接有电机。

7.根据权利要求1所述的带加热装置的尿素溶液加注系统，其特征在于：在储液箱内设有一隔板将储液箱分隔成左右两室，两室的中部或底部相互连通，加热装置设置于连通处；在储液箱其中一室的底部设置有出液口，另一室的上部设置有进液口，出液口与进液口之间通过导管连接，导管上安装有循环泵，形成储液箱内液体的循环机构。

8.根据权利要求1所述的带加热装置的尿素溶液加注系统，其特征在于：在储液箱的底部设置有出液口，上部设置有进液口，出液口通过导管与加注模块的加注泵连接，加注泵与加注枪连接，加注枪与进液口对接，通过将加注枪与进液口对接形成储液箱内液体的循环机构。

9.根据权利要求8所述的带加热装置的尿素溶液加注系统，其特征在于：加注模块上设有一补给口，补给口通过另一导管与进液口连接，通过将加注枪与补给口对接形成储液箱内液体的循环机构；在补给口中设有触发开关，通过加注枪的插入触发触发开关切换循环模式。

10.根据权利要求9所述的带加热装置的尿素溶液加注系统，其特征在于：在所述导管内设置一压力传感器或流量计，形成对进入循环模式后是否有液体回流进行检测的机构。