CN212106013U - 一种单向液体节流装置及其尿素计量泵和尿素喷射总成 - Google Patents

一种单向液体节流装置及其尿素计量泵和尿素喷射总成 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供的单向液体节流装置主要由阀体、O型密封件、球形零件和阀芯组成，其采用阀芯嵌入阀体内，且利用球形零件的自重力通过O型密封件对阀体节流孔进行密封，不仅大大地降低地加工难度，而且其装配工艺比较简单；另外将上述单向液体节流装置应用于现有技术中非气助尿素计量泵的尿素回液回路中利用其球形零件的自重力通过O型密封件对阀体节流孔进行节流密封，不仅消除了现有技术中随着弹簧压缩强度增大其对钢球所受的背压越大，造成非气助尿素计量泵稳压差或非气助尿素喷射总成尿素溶液计量不准，而且还消除了现有技术中节流孔磨损造成非气助尿素计量泵尿素溶液稳压差或非气助尿素喷射总成尿素溶液计量不准。

Description

一种单向液体节流装置及其尿素计量泵和尿素喷射总成
技术领域
本实用新型属于液体节流技术领域，涉及一种单向液体节流装置，特别涉及一种用于非气助尿素计量泵的单向液体节流装置。
背景技术
柴油机选择性催化还原系统(Selective Catalytic Reduction，简称SCR)是用于去除柴油发动机排放中的氮氧化物，包括三个部分：催化消声器、尿素供应总成、非气助尿素喷射总成。在高温环境下，非气助尿素喷射总成向催化消声器中喷射尿素水溶液，尿素在高温下产生水、氨气，氨气在SCR催化器中与尾气中的氮氧化物发生氧化还原反应，生成氮气和水，从而达到降低柴油发动机氮氧化物排放的目的。现有非气助尿素喷射总成按其装配类型有：集成式、分体式等；按其尿素输送泵的结构类型有：膜片式、齿轮式等。
如图4所示，为现有技术柴油机选择性催化还原系统的原理示意图(图中省略催化消声器)，其中尿素供应总成1主要作用是储存尿素溶液，非气助尿素喷射总成2是基于膜片式尿素输送泵的集成式非气助尿素喷射总成，其主要作用是：尿素输送时将尿素溶液从尿素供应总成1输送到排气管内与尾气进行反应、将其稳压节流后的尿素溶液回流至尿素供应总成1和尿素回抽时将其中的滞留尿素溶液回抽至尿素供应总成1；所述非气助尿素喷射总成2由尿素计量泵21、进液管22、回液管23、喷液管24、雾化喷嘴25组成；所述非气助尿素计量泵21由进液接头211、壳体212、前置过滤器213、泵芯214、压力传感器215、主过滤器216、回液接头217、喷液接头218组成；所述非气助尿素计量泵21包括尿素输送回路、尿素回抽回路和尿素回流回路，所述尿素输送回路主要由进液接头211、前置过滤器213、泵芯214、主过滤器216、喷液接头218和依次将进液接头211、前置过滤器213、泵芯214、主过滤器216和喷液接头218串联而起的输送管路构成；所述尿素回液回路主要由主过滤器216、压力传感器215、回液接头217和依次将主过滤器216、压力传感器215和回液接头217串联而起的回液管路构成；所述尿素回抽回路是由所述尿素输送回路和所述尿素回液回路在主过滤器216并接而构成；所述泵芯214是由尿素回抽泵及其前后端逆止阀组成尿素回抽支路与由尿素输送泵及其前后端逆止阀组成尿素输送支路反向并联在一起构成；所述尿素输送泵为膜片式或齿轮式结构。
上述主要有三个工作阶段：
1.第一阶段：非气助尿素计量泵21输送尿素溶液，将尿素水溶液从尿素供应总成1中通过进液管22吸入进液接头211，通过前置过滤器213，再进入泵芯214进液口，然后从泵芯214出液口进入主过滤器216，经过主过滤器216后分别与回液接头217和喷液接头218连通：一部分尿素溶液通过回液接头217内部的单向液体节流装置2171A后，再通过回液管23流入尿素供应总成1，另一部分尿素溶液通过喷液接头218进入喷液管24，此时雾化喷嘴25处于关闭状态，待主过滤器216压力升至目标值，并稳定保持。
2.第二阶段：第一阶段结束后，雾化喷嘴25打开，尿素溶液通过雾化喷嘴25进行喷射。
3.第三阶段：第二阶段结束后，通过非气助尿素计量泵21将尿素水溶液从喷液管24中吸入喷液接头218，同时回液管23的单向液体节流装置2171A会封闭节流孔，喷液接头218内的尿素溶液进入主过滤器216，然后进入泵芯214出液口，再从泵芯214进液口进入进液接头211，最后通过进液管22流入尿素供应总成1。
在现有技术中上述非气助尿素计量泵回液接头中的单向液体节流阀问题如下：
目前市场上所用的单向液体节流装置2171A装配结构如图1、图2、图3所示，主要由阀体3、钢球4、弹簧5和阀芯6组成，阀芯6底部焊接或过盈装配在阀体3上，这种结构单向液体节流装置不仅其阀芯6的加工和装配工艺要求很高，而且在上述非气助尿素喷射总成工作中钢珠4在弹簧5和尿素溶液压力作用下使钢珠4与阀体3下端节流孔口反复接触(即单向液体节流装置循环打开-截止)，会造成阀体3下端节流孔口棱边磨损，从而导致节流孔长度变短，造成单向液体节流装置的节流性能发生变化，进而影响非气助尿素计量泵的稳压性能，同时造成单向液体节流装置密封不严，影响非气助尿素计量泵回抽尿素溶液的稳压性能；另外在节流稳压过程中，由于钢珠4所受的弹簧背压随着弹簧压缩强度增大会变大，这样同样会导致非气助尿素计量泵的稳压性能。
发明内容
为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种加工难度低、装配工艺简单、节流稳定、密封可靠的尤其是用于非气助尿素计量泵的单向液体节流装置。
为了达到上述目的，本实用新型提供的一种单向液体节流装置主要由阀体、O型密封件、球形零件和阀芯组成；其中所述阀体为下端面中心设有节流孔的金属圆筒结构，所述阀芯由圆柱状阀芯体及其一上中心孔、至少二个周边通孔和在上中心孔下端设置一容纳所述球形零件的下中空部组成，所述上中心孔、下中空部与所述周边通孔均轴向局部重叠设置，所述阀芯压入所述阀体内并使所述O型密封件在所述阀体内压紧，工作时所述球形零件在所述上中心孔下端与O型密封件之间上下移动使液体流通或截止。
上述所述阀体选不锈钢或表面氧化处理的铝合金材质，所述阀芯选不锈钢或表面氧化处理的铝合金或工程塑料。
上述所述球形零件选金属或陶瓷或工程塑料。
上述所述O型密封件截面结构为圆形或矩形或椭圆形。
上述所述O型密封件选三元乙丙橡胶或氢化丁腈橡胶或氟橡胶。
本实用新型还提供一种基于上述所述单向液体节流装置的非气助尿素计量泵，所述非气助尿素计量泵主要由尿素输送回路、尿素回抽回路和尿素回液回路组成；所述尿素输送回路主要由进液接头、前置过滤器、泵芯、主过滤器、喷液接头和依次将进液接头、前置过滤器、泵芯、主过滤器和喷液接头串联而起的输送管路构成；所述尿素回液回路主要由主过滤器、压力传感器、回液接头和依次将主过滤器、压力传感器和回液接头串联而起的回液管路构成；所述尿素回抽回路是由所述尿素输送回路和所述尿素回液回路在主过滤器并接而构成；所述泵芯是由尿素回抽泵及其前后端逆止阀组成尿素回抽支路与由尿素输送泵及其前后端逆止阀组成尿素输送支路反向并联在一起构成；其中所述单向液体节流装置设置在所述尿素回液回路中的回液接头内。
上述所述非气助尿素计量泵为集成式非气助尿素计量泵或分体式非气助尿素计量泵。
上述所述尿素输送泵为膜片式或齿轮式结构。
本实用新型还提供一种基于上述所述非气助尿素计量泵的尿素喷射总成，还包括与所述进液接头连接的进液管、与所述回液接头连接的回液管、与所述喷液接头连接的喷液管和与所述喷液管连接的雾化喷嘴。
本实用新型提供的单向液体节流装置采用阀芯嵌入阀体内，且利用球形零件的自重力通过O型密封件对阀体节流孔进行密封，不仅大大地降低地加工难度，而且其装配工艺比较简单；另外将上述单向液体节流装置应用于现有技术中非气助尿素计量泵的尿素回液回路中利用其球形零件的自重力通过O型密封件对阀体节流孔进行节流密封，不仅消除了现有技术中随着弹簧压缩强度增大其对钢球所受的背压越大，造成非气助尿素计量泵稳压差或非气助尿素喷射总成尿素溶液计量不准，而且还消除了现有技术中节流孔磨损造成非气助尿素计量泵尿素溶液稳压差或非气助尿素喷射总成尿素溶液计量不准。
附图说明
图1为现有技术中单向液体节流装置的剖面示意图；
图2为图1所示单向液体节流装置在非气助尿素喷射总成第一、二阶段中尿素水溶液内部流向示意图；
图3为图1所示单向液体节流装置在非气助尿素喷射总成第三阶段中尿素水溶液内部流向示意图；
图4为含有图1所示单向液体节流装置的现有技术柴油机选择性催化还原系统的原理示意图。
图5所示本实用新型提供的一种单向液体节流装置的剖面结构示意图；
图6所示为图5的轴向斜角剖面结构示意图；
图7为图5所示的单向液体节流装置在非气助尿素喷射总成第一、二阶段中尿素水溶液内部流向示意图；
图8为图5所示的单向液体节流装置在非气助尿素喷射总成第三阶段中尿素水溶液内部流向示意图；
图9为图7所示的单向液体节流装置在非气助尿素喷射总成第一、二阶段中球形零件所处位置及受力示意图；
图10为图8所示的单向液体节流装置在非气助尿素喷射总成第三阶段中球形零件所处位置及受力示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型提供用于非气助尿素计量泵的的单向液体节流装置2171进行详细说明。
如图4、5所示，为用于非气助尿素计量泵的单向液体节流装置2171结构示意图，主要由阀体21711、O型密封件21712、球形零件21713和阀芯21714组成。具体装配顺序为：现将O型密封件21712安装到阀体21711内，然后将球形零件21713安装到O型密封件21712上，最后将阀芯21714压入阀体内并使O型密封件21712压紧。所述阀体21711为下端面中心设有节流孔的金属圆筒结构，内部具体结构见图6；所述O型密封件21712截面可选圆形、矩形、椭圆形等结构；所述阀芯21714由圆柱状阀芯体及其一上中心孔、至少二个周边通孔和在上中心孔下端设置一容纳所示球形零件21713的下中空部组成，所述上中心孔、下中空部与所述周边通孔均轴向局部重叠设置，工作时所述球形零件21713在所述中心孔下端与O型密封件21712之间上下移动，使尿素水溶液流通或截止。所述阀体21711可选不锈钢、表面氧化处理的铝合金等材料，所述O型密封件21712可选三元乙丙(简称EPDM)、氢化丁腈橡胶(简称HNBR)、氟橡胶(简称FKM)等材质，所述球形零件21713可选金属、陶瓷、工程塑料等材质，所述阀芯21714可选不锈钢、表面氧化处理的铝合金、工程塑料等材质。
其工作原理如下：
第一和第二阶段如图4、7、9，即非气助尿素计量泵输送尿素溶液时，在球形零件21713的节流孔侧尿素溶液的压力大于球形零件21713的自重力时，球形零件2173在所述阀芯21714中心锥孔向上移动(即向阀芯体下中空部移动)，尿素溶液通过节流孔流入阀体内经O型密封件-球形零件外围-阀芯21714周边通孔-流出阀体，从而达到节流稳压的效果，尤其在非气助尿素计量泵建压或稳压启动时，主过滤器216内的尿素溶液压力突然增大，而设置主过滤器216出口的压力传感器检测其出口压力回馈至非气助尿素计量泵控制器有一定的延时，由于球形零件自重力是恒定不变，这样采用本发明的单向液体节流装置，可以非常有效地抑制主过滤器216内尿素溶液压力突然波动。
第三阶段如图4、图8、图10，即非气助尿素计量泵回抽尿素溶液时，球形零件21713的节流孔侧尿素溶液的压力始终小于球形零件21713的自重力，这样球形零件压在O型密封件21712上侧使尿素水溶液单向液体节流装置内无法流通达到单向密封的效果。
本实用新型中单向液体节流装置也可应用于除上述实施例尿素水溶液外的需要节流稳压的其他液体流通管路中。
本实用新型中单向液体节流装置可应用于集成式、分体式等非气助尿素计量泵；其中尿素输送泵可以选用膜片式或齿轮式结构。
本实用新型提供的单向液体节流装置的发明点是采用阀芯嵌入阀体内，且利用球形零件21713的自重力通过O型密封件21712对阀体节流孔进行密封，不仅大大地降低地加工难度，而且其装配工艺比较简单；另外将上述单向液体节流装置应用于现有技术中非气助尿素喷射总成取消了现有技术中弹簧而采用球形零件的自重力通过O型密封件21712对阀体节流孔进行密封，不仅消除了现有技术中随着弹簧压缩强度增大其对钢球所受的背压越大，造成非气助尿素计量泵稳压差或非气助尿素喷射总成尿素溶液计量不准，而且还消除了现有技术中节流孔磨损造成非气助尿素计量泵尿素溶液稳压差。在此，权利要求书对本实用新型的保护范围予以了描述，但是，凡是包含了本实用新型的发明要点，不背离本发明宗旨的，任何变化方案，都是落入本实用新型的保护范围之内的。

Claims (9)

1.一种单向液体节流装置，其特征在于，主要由阀体(21711)、O型密封件(21712)、球形零件(21713)和阀芯(21714)组成；其中所述阀体(21711)为下端面中心设有节流孔的金属圆筒结构，所述阀芯(21714)由圆柱状阀芯体及其一上中心孔、至少二个周边通孔和在上中心孔下端设置一可容纳所述球形零件(21713)的下中空部组成，所述上中心孔、下中空部与所述周边通孔均轴向局部重叠设置，所述阀芯(21714)压入所述阀体(21711)内并使所述O型密封件(21712)在所述阀体(21711)内压紧，工作时所述球形零件(21713)在所述上中心孔下端与O型密封件(21712)之间上下移动使液体流通或截止。
2.根据权利要求1所述的单向液体节流装置，其特征在于，所述阀体(21711)选不锈钢或表面氧化处理的铝合金材质，所述阀芯(21714)选不锈钢或表面氧化处理的铝合金或工程塑料。
3.根据权利要求2所述的单向液体节流装置，其特征在于，所述球形零件(21713)选金属或陶瓷或工程塑料。
4.根据权利要求3所述的单向液体节流装置，其特征在于，所述O型密封件(21712)截面结构为圆形或矩形或椭圆形。
5.根据权利要求4所述的单向液体节流装置，其特征在于，所述O型密封件(21712)选三元乙丙橡胶或氢化丁腈橡胶或氟橡胶。
6.一种基于权利要求1或2或3或4或5所述单向液体节流装置的非气助尿素计量泵，其特征在于，所述非气助尿素计量泵主要由尿素输送回路、尿素回抽回路和尿素回液回路组成；所述尿素输送回路主要由进液接头(211)、前置过滤器(213)、泵芯(214)、主过滤器(216)、喷液接头(218)和依次将进液接头(211)、前置过滤器(213)、泵芯(214)、主过滤器(216)和喷液接头(218)串联而起的输送管路构成；所述尿素回液回路主要由主过滤器(216)、压力传感器(215)、回液接头和依次将主过滤器(216)、压力传感器(215)和回液接头串联而起的回液管路构成；所述尿素回抽回路是由所述尿素输送回路和所述尿素回液回路在主过滤器(216)并接而构成；所述泵芯(214)是由尿素回抽泵及其前后端逆止阀组成尿素回抽支路与由尿素输送泵及其前后端逆止阀组成尿素输送支路反向并联在一起构成；其中所述单向液体节流装置设置在所述尿素回液回路中的回液接头内。
7.根据权利要求6所述的非气助尿素计量泵，其特征在于，所述非气助尿素计量泵为集成式非气助尿素计量泵或分体式非气助尿素计量泵。
8.根据权利要求7所述的非气助尿素计量泵，其特征在于，所述尿素输送泵为膜片式或齿轮式结构。
9.一种基于权利要求7或8所述非气助尿素计量泵的尿素喷射总成，其特征在于，还包括与所述进液接头(211)连接的进液管(22)、与所述回液接头连接的回液管(23)、与所述喷液接头(218)连接的喷液管(24)和与所述喷液管(24)连接的雾化喷嘴(25)。
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