CN217129627U - 计量模块和选择性催化还原装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于选择性催化还原装置的计量模块(10)，包括散热器(12)，具有喷射器尖端(18)的计量阀(14)，阀座(16)，以及冷却剂入口和出口组件，计量模块包括用于冷却喷射器尖端的至少两条冷却路径，它们共用由冷却剂入口组件限定的同一个冷却剂入口通道和由冷却剂出口组件限定的同一个冷却剂出口通道，各冷却路还包括各自的分支通道(BP)，各分支通道并行布置在冷却剂入口通道和冷却剂出口通道之间并与两者流体连通并至少部分地由散热器限定，至少两个分支通道相对于围绕着喷射器尖端(18)中的还原剂的流动方向的周向方向布置在相反两侧上。本实用新型还涉及包括上述计量模块的选择性催化还原装置。

Description

计量模块和选择性催化还原装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于选择性催化还原装置的计量模块和包括这种计量模块的选择性催化还原装置。

背景技术

选择性催化还原(SCR)装置是用于车辆的排气后处理系统的一部分并且被配置用于通过在还原剂和从车辆的柴油发动机排放的排气中的NOx之间进行化学反应来减少NOx。通常还原剂是尿素水溶液。SCR装置主要包括还原剂罐、供给模块和计量模块，还原剂罐中盛纳的还原剂首先被供应到供给模块，然后供给至计量模块。计量模块包括喷射器尖端，还原剂通过该喷射器尖端喷射到排气中。

在还原剂的喷射操作期间，喷射器尖端温度可能升高到约120度左右，甚至对于某些计量模块的变型结构来说，喷射器尖端的温度可能会上升到大约180度或以上，目前的计量模块结构不能为喷射器尖端提供足够的冷却效果。

实用新型内容

本实用新型的目的是通过在喷射器尖端的相反两侧设置两条或更多条冷却路径来改进对计量模块的喷射器尖端的冷却效果。

该目的通过一种新式计量模块和包括该计量模块的SCR装置来实现。

本申请的用于选择性催化还原装置的计量模块包括：配置为附接到车辆的排气路径的散热器，配置为插入到散热器中并且包括用于将还原剂喷射到排气路径内的排气中的喷射器尖端的计量阀，配置为将计量阀固定到散热器的阀座，以及配置为附接到散热器的冷却剂入口组件和冷却剂出口组件，其中，所述计量模块包括用于冷却所述喷射器尖端的至少两条冷却路径，其中，所述至少两条冷却路径共用由所述冷却剂入口组件限定的同一个冷却剂入口通道和由所述冷却剂出口组件限定的同一个冷却剂出口通道，其中冷却剂入口流被通过所述冷却剂入口通道引入计量模块，并且冷却剂出口流被通过所述冷却剂出口通道排出计量模块，所述至少两条冷却路还包括各自的分支通道，各分支通道并行布置在所述冷却剂入口通道和所述冷却剂出口通道之间并且与所述冷却剂入口通道和所述冷却剂出口通道流体连通并且至少部分地由所述散热器限定，其中所述分支通道中的至少两个分支通道在围绕着喷射器尖端中的还原剂的流动方向的周向方向上布置在所述喷射器尖端的相反两侧上。

在一个实施例中，所述支路通道中的每一个包括形成在所述散热器中的冷却通道，所述冷却通道被形成为具有在喷射器尖端附近相交的两个直段，或包括围绕喷射器尖端的弯曲段。

在一个实施例中，所述冷却剂入口组件包括入口接口块和部分插入所述入口接口块的入口连接器，其中所述冷却剂入口通道由入口连接器限定或由入口连接器和入口接口块两者限定；和/或

所述冷却剂出口组件包括出口接口块和部分插入所述出口接口块的出口连接器，其中所述冷却剂出口通道由出口连接器限定或由出口连接器和出口接口块两者限定。

在一个实施例中，所述入口接口块包括所述入口连接器插入其中的主入口孔和从主入口孔延伸并与其流体连通的分支入口孔，所述分支入口孔的每一个配置为与相应的冷却通道对齐并连通；和/或

所述出口接口块包括所述出口连接器插入其中的主出口孔和从主出口孔延伸并与其流体连通的分支出口孔，所述分支出口孔中的每一个配置为与相应的冷却通道对齐并连通。

在一个实施例中，所述入口接口块包括入口突出部，所述入口突出部中的每一个限定所述分支入口孔的至少一部分并且配置为插入到相应冷却通道中，所述入口突出部与入口接口块一体地形成或单独设置并附接到入口接口块；和/或

所述出口接口块包括出口突出部，所述出口突出部中的每一个限定分支出口孔的至少一部分并且配置为插入相应冷却通道中，所述出口突出部与出口接口块一体的形成或单独提供并附接到出口接口块。

在一个实施例中，所述冷却剂入口通道和所述冷却剂出口通道布置为形成一角度或成一直线布置。

在一个实施例中，所述计量模块包括第一冷却路径和第二冷却路径，所述第一冷却路径和第二冷却路径的分支通道的冷却通道位于横向于流动方向的第一平面中。

在一个实施例中，所述计量模块至少还包括第三冷却路径，所述第三冷却路径的分支通道的冷却通道位于不同于所述第一平面的第二平面中。

在一个实施例中，所述入口接口块和所述出口接口块配置为通过紧固件可拆卸地固定到所述散热器。

本申请的选择性催化还原装置包括上述的计量模块。

根据本实用新型的计量模块提供至少两条冷却路径以对计量模块的计量阀的喷射器尖端进行冷却，其中所述至少两条冷却路径共用由该计量模块的冷却剂入口组件限定的同一个冷却剂入口通道和由该计量模块的冷却剂出口组件限定的同一个冷却剂出口通道，所述至少两条冷却路径中的每一个还包括分支通道，其位于所述冷却剂入口通道和所述冷却剂出口通道之间并且与该两者流体连通，并且至少部分地由计量模块的散热器限定。这些分支通道中的至少两个分支通道在围绕着喷射器尖端中的还原剂的流动方向的周向方向上布置在所述喷射器尖端的相反两侧，从而喷射器尖端被从该相反两侧进行冷却，与现有技术中的计量模块相比实现了改善的冷却效果。优选地，为了进一步改进冷却效果，分支通道可以包括至少部分或几乎整个围绕喷射器尖端的部分。这样，能够基本上从喷射器尖端的整个外围带走热量，这提高了热传递效率并且能够很大程度上降低喷射器尖端的温度。

附图说明

在结合附图的同时参考以下详细描述可以更好地理解本公开的优点。应当理解，附图仅仅是说明性的并且不一定按比例绘制。

图1是根据本实用新型一实施例的SCR装置的计量模块的组装图。

图2是图1的计量模块的部分分解图。

图3是图1的实施例的计量模块的剖面图，示出了其中的两条冷却路径。

具体实施方式

根据本实用新型的计量模块作为车辆排气后处理系统的选择性催化还原(SCR)装置的一部分提供，被配置为附接到车辆的排气路径。SCR装置被配置为用还原剂将从车辆的内燃机排放的排气中的NOx成分还原为H₂O和N₂，并且主要包括还原剂罐、供给模块和本申请的计量模块。还原剂罐配置为储存还原剂，供应模块配置为将还原剂从还原剂罐递送到计量模块，计量模块配置为计量来自供应模块的还原剂并且包括将还原剂喷射到排气路径内的排气中的喷射器尖端。还原剂主要使用尿素水溶液或其他尿素混合物。一种已知的还原剂是

图1和图2分别为根据本实用新型一实施例的计量模块10的组装图和局部分解图。可以看出，计量模块10主要包括散热器12、计量阀14、阀座16以及冷却剂入口和出口组件20和30。散热器12可以设置有安装特征13，其被配置为固定到车辆排气路径的凸缘，例如，安装特征13可以是从散热器12延伸的突出部，所述突出部设置有紧固件孔并且适于通过紧固件紧固到所述凸缘(图中未示出)。散热器12具有阀孔17(如图2和3所示)，计量阀14插入阀孔17中。阀座16可以通过紧固件19固定在散热器12上以将计量阀14固定在散热器12中，并且适于连接到车辆的SCR装置的供应模块使得计量阀14可以从供应模块接收还原剂。这样，来自供应模块的还原剂被引入到散热器12内的计量阀14中，然后通过计量阀14的喷射器尖端18(如图3所示)喷射到排气路径内的排气中。通常，计量阀14可以提供为电磁阀。

根据本实用新型的原理，计量模块10为喷射器尖端18提供两条冷却路径，如图示的实施例所示。这两条冷却路径共用由冷却剂入口组件20限定的同一个入口通道IP和由冷却剂出口组件30限定的同一个出口通道OP，并且包括两个并行的分支通道BP，每个分支通道BP用于将入口通道IP与出口通道OP流体连通以允许冷却剂从入口通道IP流到出口通道OP。

冷却剂入口组件20包括入口接口块40和入口连接器50，入口接口块40配置为附接到散热器12，入口连接器50配置为部分地插入入口接口块40中。入口连接器50包括入口通孔52并且配置为接收低温冷却剂，例如接收来自车辆的发动机冷却系统的低温冷却剂，入口接口块40配置为将来自入口连接器50的单一一个冷却剂入口流分成两个冷却剂子流，因此包括主入口孔42和与主入口孔42相交并连通的两个分支入口孔44，入口连接器50部分地插入到主入口孔42中。

在图示的示例中，两个分支入口孔44可以构造成具有大致L形状。两个分支入口孔44中的每一个可包括一个或多个直孔部分、一个或多个弯曲孔部分或其任何组合。作为示例，图示的每个分支入口孔44包括从主入口孔42延伸并横向于主入口孔42的第一孔部分41和从第一孔部分41延伸并横向于第一孔部分41的第二孔部分43，第一孔部分41和第二孔部分43均为直孔的形式，并且第二孔部分43大致平行于主入口孔42。可选地，两个分支入口孔44中的每一个可以从主入口孔42以一角度直线地延伸，或者可以从主入口孔42弯曲地延伸。还可能的是第一孔部分41和第二孔部分43中的任何一个或两者是弯曲的。优选地，入口接口块40包括两个入口突出部46，例如如图所示为柱(例如圆柱体或六面体)的形式，这两个入口突出部46中的每一个提供每一个分支入口孔44的第二孔部分43或其一部分。这两个入口突出部46的设置可以有利于两个分支入口孔44与散热器12中对应的冷却通道(下文描述的两个冷却通道15)对齐。然而，可以设想入口突出部46可以提供为单独的部件，例如管或套管，并附接或插入入口接口块40。

可以理解的是，入口连接器50的入口通孔52提供两条冷却路径的入口通道IP，可选地，如果被插入的入口连接器50没有延伸到主入口孔42与分支入口孔44相交的位置，则入口连接器50的入口通孔52与入口接口块40的主入口孔42的一部分一起提供所述入口通道IP。这两个分支入口孔44中的每一个构成每条冷却路径的分支通道BP的被限定在冷却剂入口组件20中的第一段。

相应地，计量模块10的散热器12包括两个冷却通道15，每个冷却通道15构成每条冷却路径的分支通道BP的被限定在散热器12中的中间段。所述两个冷却路径的两个冷却通道15可以以任何合适的方式配置，以便从围绕着喷射器尖端18中的还原剂的流动方向的周向方向上的相反两侧冷却喷射器尖端18，或者说冷却通道15在喷射器尖端18的相反两侧经过。仅用于说明性目的，冷却通道15中的每一个被示出为包括两个部分15.1和15.2，它们彼此相交并流体连通，例如彼此垂直。相交点位于喷射器尖端18附近，或者冷却通道15非常靠近喷射器尖端18以尽可能多地从喷射器尖端18带走热量。可选地，可以设想冷却通道15中的任何一个或两个可以被配置为在散热器12中弯曲地延伸，或者包括靠近喷射器尖端18的弯曲部分，以部分地围绕着喷射器尖端18或基本上与喷射器尖端18的圆向方向的外轮廓相符。作为优选示例，两个冷却通道15中的每一个在周向方向上围绕计量阀14的喷射器尖端18大约180度，或者两个冷却通道15中的一个围绕计量阀14的喷射器尖端18大于180度，另一个小于180度。

类似于冷却剂入口组件20，冷却剂出口组件30包括出口接口块60和出口连接器70，出口接口块60配置为附接到散热器12，出口连接器70配置为部分地插入出口接口块60中。出口接口块60配置为在出口接口块60中将来自散热器12的两个冷却剂子流合并成单一一个冷却剂出口流，并且为此包括主出口孔62和与主出口孔62相交并流体连通两个分支出口孔64。出口连接器70限定出口通孔72并且可以插入主出口孔62中以排放合并而成的冷却剂出口流。

在图示实施例中，类似于分支入口孔44，两个分支出口孔64可具有大致L形形状。每个分支出口孔64可以具有从主出口孔62延伸并横向于主出口孔62的第三孔部分61和从第三孔部分61延伸并横向于第三孔部分63的第四孔部分63，第三孔部分61和第四孔部分63均为直孔的形式，并且第四孔部分63大致平行于主出口孔62。可选地，这两个分支出口孔64中的每一个可以从主出口孔62以一角度笔直地延伸，或者可以从主出口孔62弯曲地延伸。优选地，出口接口块60包括两个出口突出部66，例如呈圆柱形或六面体的形式，并且两个出口突出部66中的每一个提供两个分支出口孔64中的每一个的第四孔部分63或其一部分。两个出口突出部66的设置可以有利于两个分支出口孔64与散热器12中的两个冷却通道15对齐。然而，可以设想出口突出部66可以提供为附接到出口接口块60的单独的部件，例如管或套管。

可以理解的是，两个分支出口孔64中的每一个构成每条冷却路径的分支通道BP的由冷却剂出口组件30中限定的第二段，每条冷却路径的分支通道BP由第一段和第二段以及使两者流体联通的中间段构成，并且出口连接器70的出口通孔72提供所述两条冷却路径的出口通道OP，可选地，如果被插入的出口连接器70没有延伸到主出口孔62与分支出口孔64相交的位置那么远，则出口连接器70的出口通孔72与出口接口块60的主出口孔62的一部分一起提供本文的出口通道OP。

冷却剂入口组件20可以通过紧固件29紧固到散热器12，紧固件29延伸穿过入口接口块40并螺纹连接到散热器12内，并且冷却剂出口组件30可以通过紧固件39紧固到散热器12，紧固件39延伸穿过出口接口块60并螺纹连接到散热器12内。根据需要，可以在入口接口块40和散热器12之间和/或出口接口块60和散热器12之间设置密封部件，例如O形环。在冷却剂入口组件20和冷却剂出口组件30以密封方式附接到散热器12的情况下，两个入口突出部46(以及因此两个分支入口孔44)和两个出口突出部66(以及因此两个分支出口孔64)分别部分地插入两个冷却通道15的相反两端。如此，从入口连接器50进入的单一冷却剂入口流被引入入口接口块40，在入口接口块40处其被分成两个冷却剂子流，然后这两个冷却剂子流分别流入散热器12的两个冷却通道15以冷却喷射器尖端18，然后进入出口接口块60，在出口接口块60处这两个冷却剂子流被合并成单一冷却剂出口流，该冷却剂出口流接着通过出口连接器70从计量模块10排出。

在如图所示的实施例中，设置了两条冷却路径，它们的两个冷却通道在喷射器尖端18的相反两侧上经过，以从相反两侧对其进行冷却，实现了改进的冷却效果。优选地，这两条冷却路径可以包括从喷射器尖端18旁边经过的部分，这些部分与喷射器尖端18的周向方向上的外轮廓的大部分相符。例如，这两条冷却路径中的一个可以围绕喷射器尖端18大约180度或大于180度，而另一个可以围绕喷射器尖端小于180度。这确保了喷射器尖端18中的热量可以被冷却剂从基本上整个外围带走，增加了喷射器尖端18暴露于低温冷却剂的可能性，并因此提高了热传递效率。喷射器尖端18的温度能够得以降低。

从图3中可以看出，两个冷却通道15被示出为处于横向于流动方向的平面(横截面)中。可以设想，这两个冷却通道15可以布置在沿流动方向彼此偏置的不同的平面中。例如，这可以通过适当地设计第一和第二孔部分41和43中的一个以及第三和第四孔部分61和63中的一个来实现。通过适当地设计分支通道BP的位于冷却剂入口组件20中的第一段和/或分支通道BP的位于冷却剂出口组件30中的第二段，位于喷射器尖端18的相反两侧的各冷却通道15可以以彼此不同的方式和/或与图示中示出的不同的方式布置。例如，如上所述，它们可以在流动方向上偏置地布置。

进一步地，可以设置两条以上冷却路径，相应地，在散热器12上设置相应数量的冷却通道。在一示例中，可以提供四条冷却路径，与其中的两条冷却路径对应的两个冷却通道15在第一平面内(例如，图3的横截面)，对应于第三条冷却路径的第三冷却通道15处于在流动方向上与第一平面偏置的第二平面中，对应于第四条冷却路径的第四冷却通道15处于上述第二平面中、位于第三冷却通道的相反侧，或者处于在流动方向上与第一和第二平面偏置的第三平面中。在这种情况下，入口接口块40可以设计成具有四个分支入口孔44并将单一冷却剂入口流分成四个冷却剂子流。

在所示实施例中，入口连接器50(和入口通孔52)和出口连接器70(和出口通孔72)布置成横向于彼此，例如如图所示大致彼此正交，但可以想象，它们可以布置成形成90度以外的角度，或者甚至大致成一直线布置。散热器12中的冷却通道15各自可以包括如图示大致相互垂直的两个部分。可选地，冷却通道15可以以任何合适的方式配置以从喷射器尖端带走尽可能多的热量。

虽然未在附图中示出，但可以想到，计量模块10的散热器12可以具有多个散热片，以增强从散热器12到大气的热传递。

在前面的描述中已经讨论了示例性实施例。然而，本文所讨论的实施例并非旨在穷举或将本实用新型限制为任何特定形式。所使用的术语旨在具有描述性而非限制性的词的性质。鉴于上述教导，许多修改和变化是可能的，并且本实用新型可以以不同于具体描述的方式实施。应当理解，说明书中提供的实施例和示例并不限制本实用新型的范围。本实用新型的范围仅由权利要求限定。因此，这些修改和变化均属于本实用新型的范围。

Claims (10)

1.一种用于选择性催化还原装置的计量模块(10)，包括：配置为附接到车辆的排气路径的散热器(12)，配置为插入到散热器(12)中并且包括用于将还原剂喷射到排气路径内的排气中的喷射器尖端(18)的计量阀(14)，配置为将计量阀(14)固定到散热器(12)的阀座(16)，以及配置为附接到散热器(12)的冷却剂入口组件(20)和冷却剂出口组件(30)，其特征在于，

所述计量模块(10)包括用于冷却所述喷射器尖端(18)的至少两条冷却路径，其中，所述至少两条冷却路径共用由所述冷却剂入口组件(20)限定的同一个冷却剂入口通道(IP)和由所述冷却剂出口组件(30)限定的同一个冷却剂出口通道(OP)，其中冷却剂入口流被通过所述冷却剂入口通道(IP)引入计量模块(10)，并且冷却剂出口流被通过所述冷却剂出口通道(OP)排出计量模块(10)，所述至少两条冷却路还包括各自的分支通道(BP)，各分支通道(BP)并行布置在所述冷却剂入口通道(IP)和所述冷却剂出口通道(OP)之间并且与所述冷却剂入口通道(IP)和所述冷却剂出口通道(OP)流体连通并且至少部分地由所述散热器(12)限定，

其中所述分支通道中的至少两个分支通道在围绕着喷射器尖端(18)中的还原剂的流动方向的周向方向上布置在所述喷射器尖端(18)的相反两侧上。

2.根据权利要求1所述的计量模块(10)，其特征在于，所述分支通道(BP)中的每一个包括形成在所述散热器(12)中的冷却通道(15)，所述冷却通道(15)被形成为具有在喷射器尖端(18)附近相交的两个直段，或包括围绕喷射器尖端(18)的弯曲段。

3.根据权利要求2所述的计量模块(10)，其特征在于，所述冷却剂入口组件(20)包括入口接口块(40)和部分插入所述入口接口块(40)的入口连接器(50)，其中所述冷却剂入口通道(IP)由入口连接器(50)限定或由入口连接器(50)和入口接口块(40)两者限定；和/或

所述冷却剂出口组件(30)包括出口接口块(60)和部分插入所述出口接口块(60)的出口连接器(70)，其中所述冷却剂出口通道(OP)由出口连接器(70)限定或由出口连接器(70)和出口接口块(60)两者限定。

4.根据权利要求3所述的计量模块(10)，其特征在于，所述入口接口块(40)包括所述入口连接器(50)插入其中的主入口孔(42)和从主入口孔(42)延伸并与其流体连通的分支入口孔(44)，所述分支入口孔(44)的每一个配置为与相应的冷却通道(15)对齐并连通；和/或

所述出口接口块(60)包括所述出口连接器(70)插入其中的主出口孔(62)和从主出口孔(62)延伸并与其流体连通的分支出口孔(64)，所述分支出口孔(64)中的每一个配置为与相应的冷却通道(15)对齐并连通。

5.根据权利要求4所述的计量模块(10)，其特征在于，所述入口接口块(40)包括入口突出部(46)，所述入口突出部(46)中的每一个限定所述分支入口孔(44)的至少一部分并且配置为插入到相应冷却通道(15)中，所述入口突出部(46)与入口接口块(40)一体地形成或单独设置并附接到入口接口块(40)；和/或

所述出口接口块(60)包括出口突出部(66)，所述出口突出部(66)中的每一个限定分支出口孔(64)的至少一部分并且配置为插入相应冷却通道(15)中，所述出口突出部(66)与出口接口块(60)一体的形成或单独提供并附接到出口接口块(60)。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的计量模块(10)，其特征在于，所述冷却剂入口通道(IP)和所述冷却剂出口通道(OP)布置为形成一角度或成一直线布置。

7.根据权利要求2-5中任一项所述的计量模块(10)，其特征在于，所述计量模块(10)包括第一冷却路径和第二冷却路径，所述第一冷却路径和第二冷却路径的分支通道(BP)的冷却通道(15)位于横向于流动方向的第一平面中。

8.根据权利要求7所述的计量模块(10)，其特征在于，所述计量模块至少还包括第三冷却路径，所述第三冷却路径的分支通道(BP)的冷却通道(15)位于不同于所述第一平面的第二平面中。

9.根据权利要求3-5中任一项所述的计量模块(10)，其特征在于，所述入口接口块(40)和所述出口接口块(60)配置为通过紧固件可拆卸地固定到所述散热器(12)。

10.一种选择性催化还原装置，其特征在于包括根据权利要求1-9中任一项所述的计量模块(10)。

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