CN102953787A - 一种双泵式还原剂喷射供应装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种双泵式还原剂喷射供应装置，包括还原剂储存箱、电机、驱动泵、压力容腔；所述电机带动驱动泵将还原剂储存箱内的还原剂输送到压力容腔后至喷嘴喷射，其特征在于：所述驱动泵是由一个供给泵和一个反抽泵组成的双泵装置，同一电机通过正转和反转分别独立控制用于将还原剂储存箱内的还原剂输送到压力容腔和将压力容腔内的还原剂反抽到还原剂储存箱。本发明反抽泵相比两位四通阀的进出口管路切换装置，结构简单，可靠性高，能减少零件数量，降低成本。

Description

一种双泵式还原剂喷射供应装置
技术领域
本发明涉及一种双泵式还原剂喷射供应装置，用于液态还原剂的喷射供给，对有无压缩空气装置的内燃机尾气后处理领域都适用。
背景技术
随着环境问题和能源危机的日益严峻，排放法规日益严格，越来越多的节能减排技术被应用于车辆中，其中SCR（选择性催化还原）技术是一种减少氮氧化合物排放的方法，SCR技术就是将尿素溶液，一种还原剂，喷入排气管内，释放出氨气，氨气在SCR催化转化器中与排气中的氮氧化合物反应生成氮气和水，从而净化掉排气中的氮氧化合物。由于尿素溶液这种还原剂冰点为-11℃，外界环境的温度低于此温度时，尿素溶液就会析出结晶，体积膨胀而损坏喷射供应装置，因此车载喷射供应***在使用结束后需要自动进行清空。
尿素溶液喷射供应***停止工作后，残留尿素溶液的清空可以通过两位四通阀切换进出口流道来实现，参考专利DE102006033027。由于两位四通阀零件数量多，流道切换过程复杂，尤其在较高的喷射压力下密封困难，降低了***可靠性。
发明内容
本发明目的在于提供一种结构更为简单、成本更低、可靠性更高的双泵式还原剂喷射供应装置。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种双泵式还原剂喷射供应装置，包括还原剂储存箱、电机、驱动泵、压力容腔；所述电机带动驱动泵将还原剂储存箱内的还原剂输送到压力容腔后至喷嘴喷射，其特征在于：所述驱动泵是由一个供给泵和一个反抽泵组成的双泵装置，同一电机通过正转和反转分别独立控制用于将还原剂储存箱内的还原剂输送到压力容腔和将压力容腔内的还原剂反抽到还原剂储存箱。
其进一步特征在于：所述电机驱动具有两个以相对方向放置的单向旋转装置的驱动轴，由此独立传递驱动给供给泵和反抽泵。
进一步的：反抽泵的进口与压力容腔之间的反抽管路中布置一个常闭型开关阀，用于控制反抽管路的通断；当喷射供应停止后，则开关阀开启。
按照一种有利的结构，反抽管路从压力容腔的底部引出。
按照一种有利的结构，压力容腔与还原剂储存箱之间设置有回流管路，所述回流管路中布置一个节流孔，并且回流管路从压力容腔的顶部引出。
按照一种有利的结构，压力容腔上设有压力传感器和温度传感器。
按照一种有利的结构，压力容腔内设置有加热装置。
本发明与现有技术的区别在于：采用双泵来实现还原剂喷射供给装置的压力与清空功能，分别称为供给泵和反抽泵。供给泵用于抽取还原剂，建立和维持***的喷射压力；反抽泵用于喷射供应停止后，反向清空装置中的残留还原剂。
与现有技术相比有益效果是：反抽泵相比两位四通阀的进出口管路切换装置，结构简单，可靠性高，能减少零件数量，降低成本。
附图说明
图1为本发明双泵式还原剂喷射供应装置的原理示意图。
图2为本发明双泵式还原剂喷射供应装置的双泵结构示意图。
附图标记说明：1-还原剂储存箱、2-还原剂、3-单向旋转装置B 、4-反抽泵、5-开关阀、6-控制器、7-反抽管路、8-喷嘴、9-喷射接口、10-温度传感器、11-压力传感器、12-压力容腔、13-发动机冷却液进口、14-发动机冷却液回流口、15-电阻加热器、16-回流管路、17-节流孔、18-供给泵、19-单向旋转装置A、20-驱动轴、21-电机、22-电机轴、23-单向轴承A、24-单向轴承B、25-同步带轮。
具体实施方式
如图1所示一种双泵式还原剂喷射供应装置，包括还原剂储存箱1、电机21、驱动泵、压力容腔12；所述电机21带动驱动泵将还原剂储存箱1内的还原剂2输送到压力容腔12后至喷嘴8喷射，所述驱动泵是由一个供给泵18和一个反抽泵4组成的双泵装置，同一电机21通过正转和反转分别独立控制用于将还原剂储存箱1内的还原剂输送到压力容腔12和将压力容腔内12的还原剂反抽到还原剂储存箱1。
根据图1的原理示意图，描述喷射供应装置的基本功能。还原剂2优选采用尿素溶液，预先储存在还原剂储存箱1中。该喷射供应装置的核心部件是供给泵18和反抽泵4，优选隔膜泵，它们由驱动轴20旋转带动工作。
如图2所示具体实施例电机21通过同步带轮25传递扭力给驱动轴20，也可采用其他方式，如电机轴22与驱动轴20为同一根轴。单向旋转装置A 19和B 3优选采用单向轴承23，24，驱动轴20通过单向轴承A 23带动供给泵18工作，同样驱动轴20通过单向轴承B 24带动反抽泵4工作。由于单向轴承A 23和单向轴承B 24以相对方向在所述同一个驱动轴20上传动连接，因此两个单向轴承A 23，单向轴承B 24的扭力传递方向相反，从而实现电机21的正转和反转分别独立控制供给泵18和反抽泵4。
具体而言，当喷射供应装置处于喷射供应状态时，电机21正转，只带动供给泵18工作，此时供给泵18将还原剂储存箱1中的尿素溶液泵入到压力容腔12中。因为此时反抽泵4的进口与压力容腔12之间的反抽管路7中布置的开关阀5处于关闭状态，当压力容腔12中充满尿素溶液后，还原剂2将沿回流管路16，经过节流孔17回流到还原剂储存箱1或从与压力容腔12连通的喷射接口9输送到喷嘴8。压力传感器11设置在压力容腔12上，通过压力反馈给控制器6来改变电机21的转速，用于调节供给泵18的供给量，使得压力容腔12内压力保持恒定。当喷射供应停止后，装置进入清空状态，电机21反转，此时只带动反抽泵的工作，同时开关阀5由控制器6通电打开，由于反抽管路7从压力容腔12的底部引出，因此压力容腔12内尿素溶液将在反抽泵4的辅助抽吸作用下全部回流到还原剂储存箱1，当压力传感器11监测到压力容腔12内的压力小于大气压，如真空度5kpa，即可停止电机21的运转，完成本喷射供应装置的自动清空。
当喷射供应装置在低于尿素溶液凝点-11℃的环境下工作时，需要开启加热解冻。在压力容腔12上设置有发动机冷却液进口13和回流口14或设置电阻加热器15，以热传导方式对本喷射供应装置进行加热解冻。安装在压力容腔12上的温度传感器10可实时监控本装置的温度状态，用于控制引入发动机冷却液的流通时间或电阻加热器15的通电时间。

Claims (7)

1.一种双泵式还原剂喷射供应装置，包括还原剂储存箱、电机、驱动泵、压力容腔；所述电机带动驱动泵将还原剂储存箱内的还原剂输送到压力容腔后至喷嘴喷射，其特征在于：所述驱动泵是由一个供给泵和一个反抽泵组成的双泵装置，同一电机通过正转和反转分别独立控制用于将还原剂储存箱内的还原剂输送到压力容腔和将压力容腔内的还原剂反抽到还原剂储存箱。
2.根据权利要求1所述的双泵式还原剂喷射供应装置，其特征在于：所述电机驱动具有两个以相对方向放置的单向旋转装置的驱动轴，由此独立传递驱动给供给泵和反抽泵。
3.根据权利要求1或2所述的双泵式还原剂喷射供应装置，其特征在于：反抽泵的进口与压力容腔之间的反抽管路中布置一个常闭型开关阀，用于控制反抽管路的通断；当喷射供应停止后，则开关阀开启。
4.根据权利要求3所述的双泵式还原剂喷射供应装置，其特征在于：反抽管路从压力容腔的底部引出。
5.根据权利要求1或2所述的双泵式还原剂喷射供应装置， 其特征在于：压力容腔与还原剂储存箱之间设置有回流管路，所述回流管路中布置一个节流孔，并且回流管路从压力容腔的顶部引出。
6.根据权利要求1所述的双泵式还原剂喷射供应装置，其特征在于：压力容腔上设有压力传感器和温度传感器。
7.根据权利要求1所述的双泵式还原剂喷射供应装置，其特征在于：压力容腔内设置有加热装置。
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