CN108431378B - 结构上改进的排气处理组件及其相关处理构件 - Google Patents

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Abstract

一种排气气体处理***(1)包括壳体(2)内的至少一个排气气体处理构件，该壳体(2)具有所述壳体(2)的侧壁上的入口和出口，允许排气气体接收和设置，所述处理构件为可除去的管状结构来用于维修和维护，且两个处理构件借助于在气体通过期间提供密封和不可渗透性的夹是可附接的。

Description

结构上改进的排气处理组件及其相关处理构件
技术领域
本发明涉及一种可维修的排气处理***，其具有适用于处理来自燃机的排气气体流的排气气体处理构件，如靠近。
背景技术
排气***大体上引导由于车辆的发动机内的受控燃烧形成的排气气体。柴油发动机由于燃料在压缩状态中由高温点燃而不同于火花点火的汽油发动机。通常，危险的化学成分存在于柴油排气中，如，氮氧化物(NOx)、一氧化碳、二氧化碳和烃，以及颗粒物质，如碳、有机材料和痕量金属化合物(traces of metallic compounds)。
暴露于排气气体是现代世界中的常见问题，且因此从发动机排放的气体及其量由法律要求规定。遵守减少暴露于排放的排气气体的法规由此通过排气后处理***确保，该***包括构件如柴油颗粒过滤器(DPF)、柴油氧化催化器(DOC)和选择性催化还原(SCR)构件，以便降低排气气体的毒性效应。简而言之，排气气体穿过多个过滤器和/或催化转化器，以减小排气气体的危险效应。
排气***的构件可能需要替换和定期维护，或可能需要清洁过滤器表面上的残留物。因此，最重要的是确保独立构件的维护，而不需要拆卸整个排气***。
现有技术中存在各种排气***，那些大体上包括不同的处理段，其具有可从排气***的壳体独立除去的一个或多个构件。然而，将注意，本发明基于以下认识设计，仍极大需要此类可除去构件以结构上可靠且大致实用的方式来维修。
因此，本发明提供了一种多构件可独立实际除去且结构上大致改进的排气后处理组件。
本发明的技术领域中的现有技术出版物可称为文件US 7,550,024 B2，其公开了一种用于内燃机的排气后处理组件和相关方法，允许了后处理构件从第一组件构件与第二组件构件之间侧向除去来用于维修。排气后处理组件包括后处理构件，其在远侧相对的第一和第二轴向端之间沿轴线轴向地延伸，其安装成与通过其间的所述后处理构件沿轴向间隔开的第一组件构件和第二组件构件成密封关系，所述后处理构件可在所述第一组件构件与第二组件构件之间沿侧向除去来用于维修。
另一方面，本发明提供了置于排气处理***的壳体内的可除去的排气处理构件，以实现过滤危险气体，使得每个构件可独立地除去来以大致实用的方式维修，而同时确保机械加强的多构件结构以稳固和稳定的方式可互相接合。
这在需要定期维修的互连构件的情况中尤其重要，因为整个***的每一和每个构件都涉及与彼此的物理和可逆的交互。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种排气处理***，其具有用于以一种方式接收可除去的后处理构件的隔间，使得多个此类构件可由机械稳固的相互接合的结构来以实用的方式按顺序维修。
此外，本发明针对无论负责维护操作的操作者的经验如何，都确保易于安装以及拆卸适于彼此可操作地连接的多个可除去的处理构件。
本发明提供了一种用于在执行排放到外部环境之前过滤和/或转化排气气体来降低其毒性的排气气体处理***。
此外，本发明提供一种***及方法，通过其，使得置于排气气体处理***的壳体内的处理构件的安装和拆卸大致实用。
一对处理构件的安装借助于V形夹确保，该V形夹适于紧固封壳构件的近端以及第一处理构件的近端。所述V形夹还实现紧固第二处理构件的近端，使得第一处理构件的外封壳以及第一处理构件自身可靠地紧固到第二构件，从而连接第一处理构件和第二处理构件，而同时确保避免构件的可操作位移以及在维修期间的其实际位移。
附图说明
附图仅出于举例说明具有至少一个可除去的处理构件的排气处理***的目的给出。图还举例说明了用于维修处理构件的相关方法，其优于现有技术的优点在上文中概述，且将在下文中简要阐释。
图并不意味着界定权利要求中所确定的保护范围，也不应该将它们单独地引用来试图解释在所述权利要求中所确定的范围，而不借助本发明的描述中的技术公开内容。
图1示出了沿根据本发明的排气处理***的纵向方向的总体横截面视图。
图2示出了图1的截面A的放大视图，其中根据本发明示出了第一处理构件与整个排气处理***的交互。
图3示出了根据本发明的具有V形夹和V形夹密封器件的图1的截面B的放大视图。
图4示出了根据本发明的具有带夹的图1的截面C的详图。
图5示出了根据本发明当维修盖在打开状态中且V形夹松开时排气处理***的总体透视图。
图6示出了根据本发明当第二处理构件除去时排气处理***的总体透视图。
图7示出了根据本发明当第一处理构件对准来除去时排气处理***的总体透视图。
图8示出了根据本发明当第一处理构件除去时排气处理***的总体透视图。
图9示出了根据本发明的第一处理构件的处理器件的总体透视图。
图10示出了根据本发明的第一处理构件的周沿内的定位销的总体透视图。
图11示出了根据本发明的带夹的总体透视图。
图12示出了根据本发明的V形夹的总体透视图。
具体实施方式
本发明的详细描述中提到了以下数字：
1) 排气处理***
2) 排气隔间壳体
3) 维修盖
4) 第一处理构件
5) 第二处理构件
6) 带夹
7) 处理器件
8) 支承环
9) 夹持器件
10) 密封器件
11) 中间空间
12) 终端空间
13) 丝网
14) 传感器接近孔口
15) 定位销
16) 处理构件壳体
17) 增强支架
18) 保持部分。
本发明涉及一种用于内燃机的排气处理***(1)，所述排气处理***(1)包括排气隔间壳体(2)，其通常限定入口与出口之间的内部排气通路室，经由其以无泄漏处理室的方式接收和处理燃烧排气。在讨论柴油发动机的情况下，接收到排气隔间壳体(2)中的排气气体可由多个处理构件处理，处理构件例如为设置在排气隔间壳体(2)中的柴油颗粒过滤器(DPF)、柴油氧化催化器(DOC)或选择性催化还原(SCR)构件的形式。处理构件可经由维修盖(3)接近来用于维护和替换目的。
排气处理***(1)的排气隔间壳体(2)包括沿所述排气隔间壳体(2)的内部按顺序延伸的第一处理构件(4)和第二处理构件(5)。根据本发明的一个示例性实施例，当第一处理用作催化器时，第二处理构件(5)可提供为过滤器。逐渐吸入到以互连方式轴向相邻定位的所述第一处理构件(4)和第二处理构件(5)中的排气气体由所述构件处理，以便在实现其从排气隔间壳体(2)的排放之前，滤除柴油排气中的物质和颗粒形式的有毒空气污染物，且降低排气气体的毒性。
根据本发明，所述第一处理构件(4)和第二处理构件(5)中的每个可除去，由此可执行维护操作，以便以实用方式单独替换构件。允许接近到排气隔间壳体(2)中的维修盖(3)是具有L形横截面的双平面元件，由此在其两个侧平面处部分地封闭所述排气隔间壳体(2)，平面中的各个均垂直于彼此。因此，L形横截面的维修盖(3)封闭排气隔间壳体(2)的上部，以及其前侧。
第一处理构件(4)和第二处理构件(5)包括分别定位在两个处理构件之间以及第二处理构件(5)与排气隔间壳体(2)的侧壁之间的中间空间和终端空间(12)。换而言之，中间空间(11)在其往复轴向端处设在第一处理构件(4)与第二处理构件(5)的周沿之间，且终端空间(12)在远离第一处理构件(4)的其轴向端处设在排气隔间壳体(2)的侧壁与第二处理构件(5)的周沿之间。
第一处理构件(4)和第二处理构件(5)是具有圆形横截面的圆柱形结构。处理构件中的每个可动地设置在排气隔间壳体(2)内，使得在其沿侧向方向从排气隔间壳体(2)除去之后，第一处理构件(4)可沿轴向滑动到第二处理构件(5)的原始位置。
第一处理构件(4)和第二处理构件(5)以一种方式借助于可释放的夹持器件(9)在操作状态中在排气隔间壳体(2)内侧固定地连接到彼此，使得第一处理构件(4)的内轴向端牢固紧固到第二处理构件(5)的内轴向端。固定地附接第一处理构件(4)和第二处理构件(5)的夹持器件(9)是V形夹，其具有V形横截面，包围处理构件壳体(16)的周沿以及第一处理构件(4)和第二处理构件(5)的内往复周沿。如下文将描述的，夹持器件(9)实现沿轴向方向和径向方向两者的固定。
夹持器件(9)以一种方式借助于所述处理构件壳体(16)将第一处理构件(4)的第二轴向端处的周沿连接到第二处理构件(5)的第一轴向端处的周沿，使得在完全包围第一处理构件(4)的后一处理构件壳体(16)与第二处理构件(5)互连时，其也将第一处理构件(4)维持在固定安装位置中。因此，处理构件壳体(16)和第一处理构件(4)两者的周沿与第二处理构件(5)夹在一起。当处理构件壳体(16)由固定地附接到排气隔间壳体(2)的两个增强支架(17)支承时，夹持器件(9)还确保处理构件与彼此和排气隔间壳体(2)的机械刚性连接。
面对彼此的第一处理构件(4)和第二处理构件(5)的周缘以及处理构件壳体(16)的周缘沿一个方向向外弯曲，以延伸到由V形夹持器件(9)限定的内部空间中。
根据本发明，第二处理构件(5)的第二轴向端处的周缘连接到保持部分(18)，该保持部分(18)构造为经由带夹(6)与第二处理构件(5)的边缘机械地连通的环形元件。所述保持部分(18)和第二处理构件(5)的往复边沿借助于所述带夹(6)与彼此连结。当带夹(6)释放时，第二处理构件(5)可向旁边移动一定量，以便其可沿垂直于处理构件的轴向方向的方向除去。由此与具有相对于排气隔间壳体(2)的侧壁的轴向公差间隙的保持部分(18)协作的带夹(6)允许易于接近，以用于在维护操作期间安装和拆卸第二处理构件(5)的目的。
夹持器件(9)通常包括其封壳内的密封器件(10)，从而在第一处理构件(4)和第二处理构件(5)的互连区域处提供不可渗透性。换而言之，夹持器件(9)同时有效联锁两个处理构件确保了处理构件的接合处的不可渗透性。
第一处理构件(4)包括其管状结构的内腔部分处的至少一个处理器件(7)，以提供易于处理用于在除去第二处理构件(5)之后使所述第一处理构件(4)滑出处理构件壳体(16)。
维修盖(3)部分地覆盖排气隔间壳体(2)，在夹持器件(9)与保持部分(18)之间的其表面部分上延伸。换而言之，维修盖(3)以一种方式构造，使得邻近夹持器件(9)的处理构件的轴向方向上的其内端大致接近其，同时其仍完全覆盖夹持器件(9)，以便后者在维修盖(3)的开启状态中在维护操作期间保持在容易到达范围内。
上述构造还提供了排气隔间壳体(2)的上壁部分和前壁部分包围处理构件壳体(16)的较大部分，以包围第一处理构件(4)，从而确保维修盖(3)的尺寸足够小而仅允许处理构件的实际替换，而同时保持排气隔间壳体(2)的封闭本体部分尽可能大来确保机械上稳固的结构。具体而言，处理构件的轴向方向上的封闭本体部分的大小足够大的事实确保了将处理构件壳体(16)固定地附接到排气隔间壳体(2)的两个增强支架(17)可置于离彼此更远，以便内增强支架(17)尽可能接近夹持器件(9)，该夹持器件(9)夹持多个单独的部分和元件，从而形成夹持器件(9)与排气隔间壳体(2)之间的更可靠的机械连通。因此，确保了夹持器件(9)的可接近性和其与排气隔间壳体(2)的坚固连接两者。
第一处理构件(4)和处理构件壳体(16)中的每个包括传感器接近孔口(14)，以便可对准来允许接近第一处理构件(4)的传感器组。这些传感器接近孔口(14)大体上由相同的数字指出，且仅针对排气隔间壳体(2)和第一处理构件(4)示出。
第一处理构件(4)还可包括位于其外沿的径向附近的定位销(15)，确保了传感器接近孔口(14)与不同部分(排气隔间壳体(2)、处理构件壳体(16)和第一处理构件(4))上的相应孔口的适当对准。此外，丝网(13)通常可关于第一处理构件(4)定位。
根据本发明，附加支承环(8)提供成以沿径向受限的方式支承密封器件(10)。以更特定的方式，支承环(8)沿轴向延伸来完全覆盖与密封器件(10)接触的V形夹持器件(9)的开口侧，以及第一处理构件(4)的轴向内侧周沿的一部分。第一处理构件(4)的周沿由此夹在支承环(8)与处理构件壳体(16)之间。该构造在邻近所述第二处理构件(5)的其轴向端处有利地支承夹持器件(9)内的密封器件(10)，该夹持器件(9)使所述第一处理构件(4)和第二处理构件(5)的往复轴向内侧周缘以及处理构件壳体(16)的周缘互连。在根据本发明的一个示例性实施例中，所述支承环(8)可固定地附接到第一处理构件(4)。
简而言之，本发明提出了一种排气处理***(1)，其包括在经由其处理燃烧排气的入口与出口之间按顺序沿排气隔间壳体(2)的内部在其轴向方向上延伸的第一处理构件(4)和第二处理构件(5)。
在本发明的一个实施例中，所述第一处理构件(4)完全包围在排气隔间壳体(2)内侧的处理构件壳体(16)内，在邻近所述第二处理构件(5)的其轴向端处的处理构件壳体(16)的周缘适于以一种方式借助于夹持器件(9)与所述第二处理构件(5)的往复周缘互连，使得邻近所述第二处理构件(5)的所述第一处理构件(4)的周缘也由所述夹持器件(9)夹持。
在本发明的另一个实施例中，所述第一处理构件(4)和第二处理构件(5)以一种方式可经由维修盖(3)接近，使得所述第一处理构件(4)和第二处理构件(5)中的每个以可按顺序除去的方式可动地设置在排气隔间壳体(2)内，使得第一处理构件(4)在第二处理构件(5)经由所述维修盖(3)沿侧向除去之后可沿轴向滑动。
在本发明的另一个实施例中，所述维修盖(3)为具有L形横截面且在其两个侧平面处部分地封闭所述排气隔间壳体(2)的双平面元件，平面中的每个都垂直于彼此。
在本发明的另一个实施例中，具有V形横截面的以V形夹的形式的所述夹持器件(9)包围所述处理构件壳体(16)的周沿以及第一处理构件(4)和第二处理构件(5)的轴向内往复周沿。
在本发明的另一个实施例中，所述处理构件壳体(16)由固定地附接到排气隔间壳体(2)的至少两个增强支架(17)支承。
在本发明的另一个实施例中，面对彼此的第一处理构件(4)和第二处理构件(5)的轴向内往复周沿和处理构件壳体(16)的周缘沿一个方向向外弯曲，以延伸到由V形夹持器件(9)限定的内部空间中。
在本发明的另一个实施例中，在远离第一处理构件(4)的其轴向端处的第二处理构件(5)的周缘连接到保持部分(18)，该保持部分(18)构造为固定地附接到排气隔间壳体(2)且关于其定位的环形元件。
在本发明的另一个实施例中，所述第二处理构件(5)借助于带夹(6)连接到保持部分(18)。
在本发明的另一个实施例中，所述夹持器件(9)包括其V形横截面封壳内的环形密封器件(10)。
在本发明的另一个实施例中，所述密封器件(10)夹持在处理构件壳体(16)的向外弯曲的周缘与第二处理构件(5)的向外弯曲的内周沿之间。
在本发明的另一个实施例中，所述第一处理构件(4)包括其自身与第二处理构件(5)之间的中间空间(11)处的其内腔部分处的至少一个处理器件(7)。
在本发明的另一个实施例中，所述维修盖(3)部分地覆盖排气隔间壳体(2)，在夹持器件(9)与保持部分(18)之间的其表面部分上延伸。
在本发明的另一个实施例中，维修盖(3)完全覆盖夹持器件(9)，使得轴向方向上的其内端大致接近夹持器件(9)。
在本发明的另一个实施例中，轴向方向上的内增强支架(17)大致接近夹持器件(9)。
在本发明的另一个实施例中，沿径向位于第一处理构件(4)的外沿附近的定位销(15)提供成使其传感器接近孔口(14)与排气隔间壳体(2)和处理构件壳体(16)的相应孔口对准。
在本发明的另一个实施例中，所述处理构件壳体(16)的周沿沿径向包围第一处理构件(4)的轴向内周沿。
在本发明的另一个实施例中，所述至少两个增强支架(17)在第一处理构件(4)的两个轴向侧处将处理构件壳体(16)固定地连接到排气隔间壳体(2)。
在本发明的另一个实施例中，至少一个增强支架(17)在第一处理构件(4)与第二处理构件(5)之间的第一处理构件(4)的内腔部分处设在中间空间(11)的凸起内。该布置确保了处理构件壳体(16)在大致接近邻近所述第二处理构件(5)的其轴向端(即，尽可能接近夹持器件(9))的轴向平面处可与排气隔间壳体(2)附接，从而允许两个结构之间的更稳固的机械关系。
在本发明的另一个实施例中，提供了支承环(8)来以径向受限的方式支承所述密封器件(10)。
在本发明的另一个实施例中，支承环(8)沿轴向延伸来完全覆盖与密封器件(10)接触的V形夹持器件(9)的开口侧，以及第一处理构件(4)的轴向内侧周沿的一部分。
在本发明的另一个实施例中，第一处理构件(4)的轴向内侧周沿的一部分夹在支承环(8)与处理构件壳体(16)之间。
本发明提供了使用单个夹持器件(9)来紧固排气隔间壳体(2)内的构件的双构件排气处理***(1)。另外，单个密封器件(10)有利地确保了不可渗透性。较小的维修盖(3)有效地解决处理构件的实际替换问题。

Claims (22)

1.一种排气处理***(1)，包括在经由其处理燃烧排气的出口与入口之间按顺序沿排气隔间壳体(2)的内部在其轴向方向上延伸的第一处理构件(4)和第二处理构件(5)，其特征在于，
所述第一处理构件(4)完全包围在所述排气隔间壳体(2)内侧的处理构件壳体(16)内，在邻近所述第二处理构件(5)的其轴向端处的所述处理构件壳体(16)的周缘适于以一种方式借助于夹持器件(9)与所述第二处理构件(5)的往复周缘互连，使得邻近所述第二处理构件(5)的所述第一处理构件(4)的周缘也由所述夹持器件(9)夹持。
2.根据权利要求1所述的排气处理***(1)，其特征在于，所述第一处理构件(4)和所述第二处理构件(5)以一种方式经由维修盖(3)可接近，使得所述第一处理构件(4)和所述第二处理构件(5)中的每个以可按顺序除去的方式可动地设置在所述排气隔间壳体(2)内，使得所述第一处理构件(4)在所述第二处理构件(5)经由所述维修盖(3)沿侧向除去之后可沿轴向滑动。
3.根据权利要求2所述的排气处理***(1)，其特征在于，所述维修盖(3)为具有L形横截面且在其两个侧平面处部分地封闭所述排气隔间壳体(2)的双平面元件，所述双平面元件的平面中的每个都垂直于彼此。
4.根据权利要求1所述的排气处理***(1)，其特征在于，具有V形横截面的以V形夹的形式的所述夹持器件(9)包围所述处理构件壳体(16)的周沿以及所述第一处理构件(4)和所述第二处理构件(5)的轴向内往复周沿。
5.根据权利要求2所述的排气处理***(1)，其特征在于，具有V形横截面的以V形夹的形式的所述夹持器件(9)包围所述处理构件壳体(16)的周沿以及所述第一处理构件(4)和所述第二处理构件(5)的轴向内往复周沿。
6.根据权利要求1、2、4或5所述的排气处理***(1)，其特征在于，所述处理构件壳体(16)由固定地附接到所述排气隔间壳体(2)的至少两个增强支架(17)支承。
7.根据权利要求4或5所述的排气处理***(1)，其特征在于，面对彼此的所述第一处理构件(4)和所述第二处理构件(5)的轴向内往复周沿和所述处理构件壳体(16)的周缘沿一个方向向外弯曲，以延伸到由所述夹持器件(9)限定的内部空间中。
8.根据权利要求5所述的排气处理***(1)，其特征在于，在远离所述第一处理构件(4)的其轴向端处的所述第二处理构件(5)的周缘连接到保持部分(18)，所述保持部分(18)构造为固定地附接到所述排气隔间壳体(2)且关于所述排气隔间壳体(2)定位的环形元件。
9.根据权利要求8所述的排气处理***(1)，其特征在于，所述第二处理构件(5)借助于带夹(6)连接到所述保持部分(18)。
10.根据权利要求7所述的排气处理***(1)，其特征在于，所述夹持器件(9)包括其V形横截面封壳内的环形密封器件(10)。
11.根据权利要求10所述的排气处理***(1)，其特征在于，所述密封器件(10)夹在所述处理构件壳体(16)的向外弯曲的周缘与所述第一处理构件(4)和所述第二处理构件(5)的向外弯曲的内周沿之间。
12.根据权利要求2所述的排气处理***(1)，其特征在于，所述第一处理构件(4)包括在其内腔部分处的至少一个处理器件(7)。
13.根据权利要求9所述的排气处理***(1)，其特征在于，所述维修盖(3)部分地覆盖所述排气隔间壳体(2)，其在所述夹持器件(9)与所述保持部分(18)之间的其表面部分上延伸。
14.根据权利要求9所述的排气处理***(1)，其特征在于，所述维修盖(3)完全覆盖所述夹持器件(9)，使得所述轴向方向上的其内端大致接近所述夹持器件(9)。
15.根据权利要求6所述的排气处理***(1)，其特征在于，所述至少两个增强支架(17)中的在所述轴向方向上的内增强支架大致接近所述夹持器件(9)。
16.根据权利要求6所述的排气处理***(1)，其特征在于，位于所述第一处理构件(4)的外沿附近的定位销(15)提供成使其传感器接近孔口(14)与所述排气隔间壳体(2)和所述处理构件壳体(16)的相应孔口对准。
17.根据权利要求7所述的排气处理***(1)，其特征在于，所述处理构件壳体(16)的周沿沿径向包围所述第一处理构件(4)的轴向内周沿。
18.根据权利要求6所述的排气处理***(1)，其特征在于，所述至少两个增强支架(17)在所述第一处理构件(4)的两个轴向侧处将所述处理构件壳体(16)固定地连接到所述排气隔间壳体(2)。
19.根据权利要求18所述的排气处理***(1)，其特征在于，至少一个增强支架(17)提供成在所述第一处理构件(4)与所述第二处理构件(5)之间的中间空间(11)的凸起内。
20.根据权利要求10所述的排气处理***(1)，其特征在于，支承环(8)提供成以径向受限的方式支承所述密封器件(10)。
21.根据权利要求20所述的排气处理***(1)，其特征在于，所述支承环(8)沿轴向延伸来完全覆盖与所述密封器件(10)接触的V形夹持器件(9)的开口侧，以及所述第一处理构件(4)的轴向内侧周沿的一部分。
22.根据权利要求21所述的排气处理***(1)，其特征在于，所述第一处理构件(4)的轴向内侧周沿的一部分夹在所述支承环(8)与所述处理构件壳体(16)之间。
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