CN116917602A - 尿素基还原剂喷射器与废气后处理设备的互连*** - Google Patents

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Abstract

一种用于将尿素基还原剂喷射器互连到废气后处理设备的***，该***包括喷射器(UJ)、布置成将喷射器联接到废气管线的法兰(FL)、布置在喷射器和法兰之间的垫圈(G)，其中垫圈是由两个外层(S1，S3)和由隔绝材料形成的中间层(S2)形成的夹层。垫圈的第三层限制围绕喷射器(UJ)的空气体积(V)。

Description

尿素基还原剂喷射器与废气后处理设备的互连***
发明领域
本发明涉及废气后处理***(ATS)领域，并且特别涉及用于将尿素基还原剂喷射器连接到废气管道的***，该废气管道被布置成装入SCR(选择性催化还原)装置或SCRoF(过滤器上的选择性催化还原)装置。
与SCR或SCRoF催化剂结合的尿素基还原剂的喷射是用于减少由内燃机(尤其是柴油循环)产生的NOx的最可靠的***之一。
喷射器的性能至关重要，因为为了不损害ATS***的性能，试剂的精确剂量至关重要。
喷射器本身是已知的，并且通过互连法兰与输送废气的导管相关联。
因此，互连法兰被置于管道和喷射器之间。
通常，金属垫圈***在法兰和喷嘴之间，以便确保喷嘴和法兰本身之间的密封。
法兰的围绕喷射器的部分以发散的方式成形，以便限制喷射器暴露于高温，并且同时以便不干扰喷嘴产生的射流。
尽管法兰的形状有这种预防措施，但有时在喷嘴的端部形成固体沉积物，这导致尿素基还原剂的非最佳喷射和ATS***的性能总体恶化。
为了克服这些问题，目前必须以一定的周期性拆卸喷嘴，并且在增加成本和交通工具停运的情况下对喷嘴进行清洁。
如果在下面的详细描述中没有明确排除，则本章中描述的内容将被视为详细描述的组成部分。
发明概述
本发明的目的是提出一种用于将尿素基还原剂喷射器互连到旨在朝向SCR装置或SCRoF装置输送废气的管道的***，该***能够减少上述问题。
本发明的基本思想是在法兰和喷嘴之间提供隔绝垫圈，而不是在法兰和喷嘴之间提供传统的金属垫圈。
根据本发明的隔绝垫圈包括由两个外部金属层(隔绝层置于两个外部金属层之间)形成的夹层(sandwich)。
更具体地，隔绝层基本上延伸整个垫圈(包括与喷射器到固定法兰的固定点相对应的孔(opening)的周边区域)。
此外，根据本发明，旨在接触固定法兰的外部金属层被成形为限制环形围绕喷射器末端的空气体积。
换句话说，定义了双重多层垫圈，其中相对于喷射器的末端呈环形的第一区域由空气隔绝，而剩余区域延伸到用于将喷射器固定到法兰的孔，这利用了上述隔绝层。隔绝层优选由具有强隔热特性的材料制成，该材料诸如是陶瓷材料、陶瓷纤维、玻璃纤维、云母、石墨、玄武岩棉等。
根据部件的热负荷规格，隔绝层优选地具有在1mm和4mm之间的厚度，对于中型和重型工业交通工具，隔绝层优选地具有3mm的厚度，但是对于不同的应用可以确定其它厚度。
根据本发明的另一个优选方面，限制空气体积的金属层包括位于喷射器末端的通孔，该通孔具有弯折边缘，使得在操作条件下，该弯折边缘环形地接触喷射器末端的表面。
更优选地，边缘配备有这样的轮廓，该轮廓被设计成最小化相同金属层和喷射器末端之间的热桥，例如，边缘配备有沿着边缘均匀分布的齿。
从属权利要求描述了本发明的优选变型，这些优选变型形成本说明书的组成部分。
附图简述
根据以下对本发明的实施例(及其变型)的示例的详细描述以及根据仅通过非限制性解释的方式给出的附图，本发明的另外的目的和优点将变得清楚，在附图中：
图1根据本发明的优选示例示出了根据穿过喷射器的轴的平面的尿素基还原剂的喷射器的连接***的截面；
图2示出了根据图1的垫圈的透视图；
图3示出了图2的垫圈的分解视图；
图4仅示出了从图1中提取的垫圈。
附图中相同的附图标记和字母标识相同的元件或部件或功能。
还应当注意，本文可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”、“上部(upper)”、“下部(lower)”等来区分各种元件。除非从文本中明确指出或推断，否则这些术语并不意味着修改的元件的空间、序列或层次的顺序。
如下所述，包括附图的各种优选实施例中所示的元件和特征可以彼此组合，然而并不偏离本申请的范围。
实现示例的详细描述
图1示出了用于将喷嘴UJ固定到与SCR装置(未示出)连接的管道(未示出)的***，该***用于喷射尿素基还原剂。
***包括本身已知的法兰FL，该法兰FL具有通孔，该通孔在操作条件下以从喷嘴发散的形状围绕喷嘴。
在法兰FL和喷嘴UJ之间存在根据本发明的垫圈G，借助于图2-图4更好地示出该垫圈G。
垫圈包括金属材料(例如铁素体或奥氏体不锈钢)的第一层S1和第三层S3。
置于第一层和第三层之间的第二层S2由具有强隔热特性的固体隔绝材料制成，诸如陶瓷材料、陶瓷纤维、玻璃纤维、云母、石墨、玄武岩棉等。
如从图3中可以清楚地看出，夹层构造涉及整个垫圈，而不仅仅是垫圈的部分。这意味着中间层是连续的并且具有至少等于第一层S1的形状和尺寸。
第三层S3包括第一突片T，第一突片T以这样的方式弯折：夹持第一层S1，同时保持所有的三个层夹在一起。
第一层S1包括用于将垫圈钩接到喷射器UJ的主体UJB的第二突片L。
垫圈的形状基本上是平坦的，具有通孔H，该通孔H被布置成不干扰尿素基还原剂的喷射。
参考图4，可以理解，除了围绕UJ喷嘴的区域之外，垫圈基本上是平坦的，在围绕UJ喷嘴的区域，在操作条件下，拱形部BB突出到法兰FL的通孔FLH中。垫圈还具有通孔H，喷嘴通过该通孔H自由地将尿素基还原剂喷射到废气流中。显然，如图3的分解视图所公开的，通孔H是所有的三个层所共有的。
拱形部BB具有由垫圈平面切割的粗略环形形状。
第三层中的通孔H被制成使得拱形部BB包围围绕喷射器的空气体积，因此相同的垫圈在紧邻喷射器的地方限定金属/空气垫圈，然后在剩余的垫圈延伸部中限定金属/隔绝-固体/金属垫圈。
拱形部有利地仅由第三层S3制成，该第三层S3是暴露在高温下最多的一层。
如在图3中可以看出，通孔H在第一层S1中较宽，在中间层S2中稍微不那么宽，并且在层S3中具有较小的宽度。这一事实对于在喷射器周围产生气垫是必要的。
此外，观察图4，注意到中间层的部分S2a突出到小空气腿(small air leg)中，使得在紧邻喷射器的地方获得四层：S3、空气、S2和S1。
优选地，垫圈的第一层和第二层在喷射器处具有通孔H，该通孔H的宽度大于由第三层S3限定的孔的宽度，使得围绕喷射器的空气体积是唯一的(unique)，即不被划分成子体积。
优选地，空气体积被限制在与喷射器主体UJB接触的第一层、喷射器、与喷射器末端接触的第三层和垫圈的第二层之间。
此外，第三层除了限定突出到法兰的通孔FLH中的前述拱形部BB之外，还具有相对通孔H的边缘B，该边缘B被弯折以接触喷射器的末端TP并且精确地接触喷射器末端的表面。
特别地，喷射器配备有环形凹部，并且拱形部的环形边缘B被弯折成配合到凹部中。换句话说，边缘B配合到喷射器部分中。
间隔件优选地沿着边缘分布(例如以齿TT的形式)，以最小化第三层和喷射器的表面之间的热交换。
垫圈G包括通孔CM，通孔CM用于借助于固定螺钉将喷射器固定到法兰，并且其中第二层S围绕所述通孔中的每一个。隔绝材料优选具有恒定的厚度，直到围绕旨在用于固定螺钉的通孔CM，固定螺钉将喷射器主体压紧(pack)在法兰上和废气管道上。然而，可以提供较厚的隔绝材料区域。然而，除了拱形部BB之外，垫圈优选保持基本上平坦。
换句话说，该垫圈限定了特别宽广的隔热体，该隔热体被布置以最小化到喷射器主体的热量传递。
换句话说，第一层S1基本上参与保持第二层被均匀压缩，并包括环形肋NV，该环形肋NV具有与喷射器的主体UJB形成密封的任务，而第三层起到热保护的作用，并在限制围绕喷射器的空气体积方面与第一层S1间接合作。
优选地，第一层由铁素体或奥氏体不锈钢制成，并且具有0.1mm至0.5mm的厚度，厚度的优选值为0.3mm。
优选地，第三层由铁素体或奥氏体不锈钢制成，并且具有0.1mm至0.5mm的厚度，厚度的优选值为0.3mm。
参考图2和图3，明显的是，垫圈具有基本上三角形的形状，因为存在喷射器到法兰FL和到废气管道的三个固定点。这并不妨碍垫圈具有不同的形状，例如，如果固定点变成四个，则垫圈具有矩形形状。
关于限定第二层的隔绝材料，它优选包括具有显著隔热特性的材料，诸如陶瓷材料、陶瓷纤维、玻璃纤维、云母、石墨、玄武岩棉等或它们的组合。
所描述的非限制性示例的实施方式变型是可能的，然而并不脱离本发明的保护范围，本发明的保护范围包括本领域技术人员对权利要求内容的所有等效实施例。
根据以上描述，本领域技术人员能够在不引入进一步的构造细节的情况下实现本发明的目的。

Claims (14)

1.一种用于将尿素基还原剂喷射器互连到废气后处理设备的***，所述***包括：
一个喷射器(UJ)
法兰(FL)，所述法兰(FL)被布置成将所述喷射器的主体(HJB)联接到废气管道，并且具有设计成围绕所述喷射器的通孔(FLH)，
垫圈(G)，所述垫圈在操作条件下被布置在所述喷射器和所述法兰之间，其中，所述垫圈是由第一外层(S1)和第三外层(S3)以及由固体隔绝材料形成的中间层(S2)形成的夹层，并且其中，与所述法兰接触的所述第三层(S3)被成形以限制围绕所述喷射器的空气体积(V)。
2.根据权利要求1所述的***，其中，所述垫圈的所述第一层和所述第二层在所述喷射器处具有通孔(H)，所述通孔(H)的宽度大于由所述第三层(S3)限定的孔的宽度，使得所述第三层(S3)形成围绕所述喷射器的唯一的空气体积(V)。
3.根据权利要求1或2所述的***，其中，所述空气体积被限制在与所述喷射器主体(UJB)接触的所述第一层、所述喷射器、与喷射器末端接触的所述第三层和所述垫圈的所述第二层之间。
4.根据权利要求2或3所述的***，其中，所述第三层限定突出到所述通孔(FLH)中的拱形部(BB)，所述拱形部具有相关联的通孔(H)的环形边缘(B)，所述环形边缘(B)被弯折以接触所述喷射器的末端(TP)。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的***，其中，所述垫圈(G)包括用于借助于固定螺钉将所述喷射器固定到所述法兰的通孔(CM)，并且其中，所述第二层(S)围绕所述通孔中的每一个。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的***，其中，所述第一层和第三层由铁素体或奥氏体不锈钢制成。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的***，其中，所述第一层和所述第三层的厚度包括在0.1mm和0.5mm之间，并且优选地为0.3mm。
8.根据前述权利要求中任一项所述的***，其中，所述中间层由具有隔热特性的材料形成，所述具有隔热特性的材料诸如是陶瓷材料、陶瓷纤维、玻璃纤维、云母、石墨、玄武岩棉等或它们的组合。
9.根据前述权利要求中任一项所述的***，其中，所述中间层的厚度在1mm和4mm之间，并且优选地为3mm。
10.根据权利要求3-9中任一项所述的***，其中，所述第三层的所述环形边缘(B)接触所述喷射器的前表面。
11.根据前述权利要求3-10中任一项所述的***，其中，由所述第三层(S3)限定的所述孔(H)的所述环形边缘(B)包括沿着相关长度均匀分布的间隔件(TT)。
12.根据前述权利要求1-11中任一项所述的***，其中，所述第三层包括两个或更多个第一突片(T)，所述第一突片(T)适于夹持所述第一层以压紧所述第二层。
13.根据前述权利要求1-12中任一项所述的***，其中，所述第一层包括两个或更多个第二突片(L)，所述第二突片(L)适于通过以所述喷射器的主体(UJB)为中心来夹持所述喷射器的所述主体(UJB)。
14.一种用于尿素基还原剂喷射器和用于连接到废气管道的法兰(FL)的互连的垫圈(G)，其中，所述垫圈是由第一外层(S1)和第三外层(S3)以及由隔绝材料形成的第二中间层(S2)形成的夹层，并且其中，所述第三层(S3)在操作条件下被布置成接触所述法兰并且被成形以限制围绕所述喷射器的空气体积。
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