CN203175652U

CN203175652U - Scr以及用于scr的流控模块

Info

Publication number: CN203175652U
Application number: CN2013202059532U
Authority: CN
Inventors: 卞文; O·斯特凡
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-04-22
Filing date: 2013-04-22
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2023-04-22

Abstract

本实用新型涉及一种用于柴油机的选择催化还原（SCR）***的流控模块，所述流控模块包括一流道，在所述流道中设置节流体以及沿流体流动方向在所述节流体下游安装的单向阀，在所述节流体与所述单向阀之间形成选择性打开或关闭的密封面。本实用新型进一步涉及用于柴油机的SCR***，所述SCR***包括如上所述的流控模块。

Description

SCR***以及用于SCR***的流控模块

技术领域

本实用新型涉及柴油机的选择催化还原（SCR）***以及用于SCR***的流控模块。

背景技术

在现代的柴油机中，通常使用SCR***以减少氮氧化物的排放。在SCR***中，罐体中的尿素溶液经由供应装置被供应至配量模块以使得尿素溶液可以通过***的喷嘴喷射到柴油机的排气管中，所喷射的尿素溶液在排气管中可与废气混合从而降低氮氧化物的含量。在供应装置中设有流控模块，用于确保SCR***可在稳定的压力下操作并且被喷射的尿素溶液获得所期望的流速。同时，流控模块具有单向阀的功能。

图1示出了能够安设在柴油机的SCR***中的传统的流控模块1。流控模块1包括壳体2和阀组件3，所述阀组件3在壳体2内限定的容腔中安装。如图1所示，阀组件3包括单向阀4以及与该单向阀4集成的节流体5。单向阀4具有中空的本体；内部件6，其固定在本体中；弹簧7以及（金属）球形阀芯8，其中所述弹簧7的一端固定至内部件6且另一端抵接球形阀芯8，以便弹簧7持续对球形阀芯8施加压力。因为阀座的开口的内径比球形阀芯8的直径小，所以球形阀芯8在弹簧7的作用下封闭该开口。节流体5在所述开口处与本体一体形成，并且在节流体5中形成具有小孔口9。

在SCR***的正常操作状态下，尿素溶液能够维持在给定的压力并流至配量模块。当尿素溶液克服了由弹簧7施加的力之后，单向阀4打开。此时，节流体5同样打开工作。在SCR***的回流操作状态下，尿素溶液将被抽吸到储存罐（未示出）中，球形阀芯8通过弹簧7抵靠着开口的边缘受压以保持密封作用。此时，单向阀4关闭且节流体5也关闭。

传统的流控模块可导致如下缺点。首先，由于节流体5与单向阀4成为一体，因此在节流体5和单向阀4仅其中之一由于尿素溶液中的异物阻塞孔口而失效的情况下，必须更换整个流控模块。这可导致高的维护成本。其次，由于金属球形阀芯8被用于对开口的边缘施压从而以线接触的方式封闭节流体5，因此在SCR***长期运行之后可能导致密封效果变差。

亟待发现适合的解决方案以降低SCR***的维护成本并且确保节流体的可靠的密封效果。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于提供一种适于柴油机的SCR***的流控模块，所述流控模块能够克服上述缺陷。

根据本实用新型的一个方面，提供一种用于SCR***的流控模块，其特征在于，所述流控模块包括一流道，在所述流道中设置节流体以及沿流体流动方向在所述节流体下游安装的单向阀，在所述节流体与所述单向阀之间形成选择性打开或关闭的密封面。在这种情况下，节流体与单向阀分开地设置。因此，在节流体与单向阀的其中任何一个失效的情况下，仅必须更换失效的那个，这可导致更低的维护成本。

优选地，所述流控模块包括位于所述流道中的阀组件，其中所述节流体和所述单向阀在所述阀组件中设置。

优选地，所述单向阀包括阀芯，所述阀芯的一端与所述节流体以面接触的方式形成所述密封面。以这种方式，由于在节流体与单向阀之间以面接触的方式实现了密封面，所以能够获得更好的密封效果。

优选地，所述节流体与所述阀组件一体形成。因此，SCR***的组装过程得以简化。

根据本实用新型，所述密封面在SCR***的正常操作状态下打开，并且所述密封界面在SCR***的回流操作状态下关闭。

优选地，所述阀组件包括设有内突出部的中空的本体，所述节流体安装在所述内突出部中，所述单向阀的阀座紧密抵靠所述内突出部的一个端面形成所述密封面。

优选地，所述阀芯包括阻挡件，该阻挡件设有紧密抵靠所述内突出部端面的平坦端面，且所述阻挡件由弹性材料制成。

优选地，所述阻挡件由橡胶制成。

根据本实用新型，在所述节流体与所述单向阀之间形成集液容室，尤其在所述节流体与所述阻挡件之间形成集液容室。

根据本实用新型的另一个方面，提供一种SCR***、尤其柴油机SCR***，所述SCR***包括如上所述的流控模块。

根据本实用新型，节流体和单向阀在流控模块中分开地安装，从而在节流体和单向阀的其中任何一个失效的情况下，仅必须更换失效的那个。这将大大降低流控模块以及因而SCR***的维护成本。进一步地，由于单向阀以面接触的方式封闭节流体，所以密封效果得以改善。

附图说明

作为专利申请文件的一部分并用于提供本实用新型进一步理解的附图示出了本实用新型的如下实施例，并且连同说明书一起解释了本实用新型的原理。

图1为示出了传统的流控模块的局部剖视图；

图2为示出了根据本实用新型的第一实施例的流控模块的局部剖视图；

图3为示出了根据本实用新型的第二实施例的流控模块的局部剖视图；以及

图4为示出了根据本实用新型的第三实施例的流控模块的局部剖视图。

具体实施方式

现在将详细解释本实用新型的示意性实施例，所述实施例的示例如附图中所示。

图2示出了根据本实用新型的第一实施例的流控模块100的局部剖视图。流控模块100包括壳体101以及阀组件102，所述阀组件在壳体101内限定的容腔中安装。

首先，需要指出的是以下所描述的本实用新型的流控模块可以具有各种流道结构类型。以下所介绍的用于SCR***的流控模块仅仅是一个示意性、但非限制性的实例。

在流控模块中限定了两条流道：第一流道，其用于在SCR***的正常操作状态下将来自于SCR***的相关的储存容器（图2中未示出）的尿素溶液保持于特定的压力并选择性地将尿素溶液供应至SCR***的配量模块（图2中未示出）；以及第二流道，其用于在SCR***的回流操作状态下使尿素溶液流回至储存容器。第一流道与第二流道相关联。根据本实用新型的阀组件102在第一流道中设置。因此，在本申请文件中，SCR***的正常操作状态指的是尿素溶液从相关的储存容器向配量模块供应的状态，SCR***的回流操作状态指的是尿素溶液从配量模块回流到储存容器的状态。

阀组件102包括单向阀103和节流体104。如图2中所示，单向阀103沿由箭头“A”所示的流体流动方向在节流体104的下游安装在阀组件102中。

单向阀103以类似于图1中所示的单向阀4的方式构造。即，单向阀103具有中空的本体；内部件105，所述内部件105固定在本体中；弹簧106；以及在内部件105的内部接收的球形阀芯107，所述弹簧106的一端固定至内部件105且另一端抵压着球形阀芯107。例如，内部件105可以螺纹安装到上述本体的壁上。此外，内部件105的内部形状设置成球形阀芯107能够在其中移动并且弹簧106能够在该内部中容纳。

球形阀芯107可以由任何适合的材料制成，例如塑料、金属、橡胶等。单向阀103的本体具有开口108，所述开口的内径比球形阀芯107的直径小，以使得球形阀芯107通过弹簧106抵压着所述开口的边缘密封。

然而，与图1中所示的传统的流控模块相反，节流体104没有与单向阀103形成一体。如图2所示，阀组件102是中空的并且设有内突出部102a。内突出部102a形成有纵向通孔，节流体104固定安装在该纵向通孔中。节流体104同样形成有小孔口109，该小孔口109的内径显著地小于节流体104的其它中空部分的内径。

在组装阀组件102时，单向阀103的开口108所处的那端紧密地抵靠内突出部102a的端面以使得节流体104可以经由小孔口109与开口108流体连通。

如图2所示，节流体104大体为筒形。筒形节流体104具有两个开口端，其中一个开口端形成有孔口109。在内突出部102a的端面中形成有一台阶。因此，当节流体104和单向阀103在阀组件102中组装之后，在节流体和单向阀相对的端面之间形成小容室110。小容室110的直径比节流体104的直径更大以使得充足的尿素溶液能够充分地收集在小容室110中。就此而言，该小容室也可称为集液容室。

在SCR***的正常操作状态中，在第一流道中设置的第一泵（未示出）开机，以使得尿素溶液能够沿“A”表示的流体流动方向通过小孔口109流到小容室110中伴随着冲击球形阀芯107。在小容室110中，尿素溶液对球形阀芯107施加方向与弹簧106的弹力相反的压力。当该压力变得足够大以抵消弹簧106的弹力时，球形阀芯107从开口108移动离开，因而尿素溶液能够沿着图2中示出的虚线“B”流动经过阀组件102。也就是说，在SCR***的正常操作状态中，阀组件102中的单向阀103打开且节流体104也打开，此时，来自储存容器的尿素溶液在第一流道中能够保持在规定的压力并能选择性地由第一流道流至配量模块。

在SCR***的回流操作状态中，在第二流道中设置的第二泵（未示出）开机并且上述第一泵停机。在这种情况下，因第二泵开机且第一泵停机，造成在第一流道中产生负压以使得球形阀芯107通过弹簧106紧密地抵靠开口108，导致阀组件102中的单向阀103关闭且节流体104也关闭，尿素溶液从配量模块通过壳体101中的第二流道回流至相关的储存容器中。

根据本实用新型的第一实施例，节流体104和单向阀103在阀组件102中分开地安装。因此，在节流体104和单向阀103其中之一失效的情况下，仅失效的那个必须更换，而不是整个阀组件或整个流控模块必须更换。显而易见地，这可以大大节省装备有根据本实用新型的流控模块的SCR***的维护成本。

作为替代地，小孔口109可以在节流体104的中间位置处形成。在这种情况下，例如，一与节流体的纵向轴线大体垂直的隔壁在筒形节流体104中一体形成，在该隔壁中形成有小孔口109。此时，可以省去小容室110。

可以想到的是在替代的实施例中，节流体104能够与阀组件102、尤其与阀组件102的内突出部102a一体形成。

图3示出了根据本实用新型的第二实施例的流控模块200的局部剖视图。流控模块200包括壳体201以及阀组件202，所述阀组件在壳体201内限定的容腔中安装。

阀组件202包括单向阀203和节流体204。如图3所示，单向阀203沿由箭头“A”所示的流体流动方向在节流体204的下游安装在阀组件202中。

在本实施例中，节流体204以与图2中示出的节流体104类似的方式构造。阀组件202是中空的并设有内突出部202a。内突出部202a形成有纵向通孔，节流体204固定在该纵向通孔中。节流体204形成有小孔口209，该小孔口的内径显著地小于节流体204的其它中空部分的内径。

单向阀203安装在阀组件202中以选择地打开或闭合节流体204。单向阀203包括支承座211，其中所述支承座在阀组件202中固定；阀芯205，其中所述阀芯在支承座211中能够滑动地安装；以及弹簧206，其中所述弹簧围绕阀芯205的外表面安装。

阀芯205大体上呈杆形。阀芯205的一端能够滑动地装入支承座211中。阀芯205的另一自由端设有阻挡件208。固定套207例如通过螺纹连接邻靠阀芯的自由端固定到阀芯205上。固定套207设有从该固定套向外径向突出的凸缘207a。

弹簧206在受压的状态下安装到固定套207的凸缘207a与支承座211之间。也就是说，弹簧206的一端连接至固定套207的凸缘207a并且弹簧206的另一端连接至支承座211，从而通过弹簧206对固定套207施加张力。

阻挡件208设有大体平坦的端面以封闭内突出部202a的开口端面。阻挡件208由任何合适的弹性密封材料制成，例如橡胶、塑料等。阻挡件208可以通过任何适合的方法固定在阀芯205的自由端上，例如粘结、螺纹连接或类似方法。由于固定套207同阀芯205固定在一起，所以阻挡件由于前述张力而紧密地抵压着内突出部202a的端面。

与传统单向阀4的以线接触方式与单向阀的开口边缘相接触的球形阀芯8不同，阻挡件208能够以面接触的方式与内突出部202a的端面接触。这样，在阻挡件208与内突出部202a之间实现更大的接触面积，以使得相比现有技术因而获得更可靠的密封效果。

为了进一步改善密封效果，阻挡件208可设有沿圆周延伸的外边缘208a。例如，外边缘208a可以相对于阻挡件208的纵向轴线或者阀芯205的纵向轴线垂直地或倾斜地延伸。当阻挡件208由于弹簧206的张力而与内突出部202a的端面接触时，外边缘208a抵压着该端面，以使得它们之间的接触面积能相应地扩大。

与图2中示出的第一实施例类似，在阀组件202的内突出部202a中也形成小容室210，以使得当节流体和单向阀在阀组件中组装之后，小容室210位于节流体204与单向阀203、尤其是阻挡件208之间。小容室210经由小孔口209总是与节流体204的内部流体连通。

固定套207的凸缘207a设有一个或多个开口207b并且支承座211在其外表面上设有通道204a，以使得位于阀组件202的容腔中的流体能够从阻挡件208经过开口207b沿着通道204a流出阀组件202。

与第一实施例类似，当根据本实用新型的SCR***处于正常操作状态时，第一流道中的第一泵开机且第二流道中的第二泵关机。此时，尿素溶液能够沿着箭头“A”所表示的方向经过壳体201中的第二流道（即经过图3中示出的阀组件202）流动到配量模块中。也就是说，回流的尿素溶液能够经过孔口209流动到小容室210中同时冲击阻挡件208。在小容室210中，尿素溶液对阻挡件208施加方向与弹簧206的张力相反的压力。当该压力变得足够大以抵消弹簧206的张力时，阻挡件208从内突出部202a的端面分离以使得节流体204打开。因此，尿素溶液能够沿着图3所示的虚线“B”流动经过内突出部202a的端面与阻挡件208之间的间隙并且因而经过整个阀组件202。在此状态下，来自储存容器的尿素溶液能够维持于规定的压力并能选择性从第一流道流动至配量模块。

在SCR***的回流操作状态中，第一流道中的第一泵关机且第二流道中的第二泵开机，造成在第一流道中产生负压使得阻挡件208紧密地抵压着内突出部202a的端面，导致阀组件202中的单向阀203关闭且节流体204也关闭，尿素溶液从配量模块通过壳体201中的第二流道回流至相关的储存容器中。

与本实用新型的第一实施例类似，节流体204和单向阀203同样在阀组件202中分开地安装。因此，在节流体204和单向阀203其中之一失效的情况下，仅失效的那个必须更换，而不是整个阀组件或整个流控模块必须更换。显而易见地，这可以大大节省装备有根据本实用新型的流控模块的SCR***的维护成本。此外，由于单向阀203经由阻挡件208以面接触的方式封闭节流体204，所以节流体204与单向阀203之间的密封效果得以改善。

作为替代地，孔口209同样可以在节流体204的中间位置处形成。在这种情况下，可以省去小容室210。

作为替代地，在第二实施例中，固定套207可与阀芯205一体形成。

图4示出了根据本实用新型的第三实施例的流控模块300的局部剖视图。流控模块300包括壳体301以及阀组件302，所述阀组件在壳体301内限定的容腔中安装。

阀组件302包括单向阀303和节流体304。单向阀303以与图3中示出的单向阀203类似的方式构造。此外，除了节流体304在阀组件302中一体形成外，阀组件302以与图3中示出的阀组件202类似的方式构造。在本实施例中，单向阀303能够经由其阻挡件封闭节流体304。当与图2中示出的第一实施例相比时，根据本实用新型的第三实施例，节流体与单向阀之间的密封效果得以改善。此外，由于节流体304在阀组件302中直接形成，所以组装过程得以简化。

可以想到的是，本实用新型并不限于那些上述的实施例。作为替代地，单向阀与节流体可以直接在流控模块的流道内设置。又例如，代替固定在阀芯205或305的自由端上的阻挡件，阀芯的自由端可形成为通过弹簧直接紧紧抵靠阀组件的内突出部的相关联端面。作为替代地，图2中示出的开口108可形成为喇叭形。喇叭具有朝球形阀芯107指向的更大开口，以使得密封效果同样能够得以改善。

在图3和图4中示出的那些实施例中，作为替代地，小容室210可以省去。在这种情况下，阻挡件208的平坦端面中心地凹陷以便如小容室一样收集流体。

尽管通过具体的实施例显示和解释了本实用新型，但是本实用新型并不限于这些解释的细节。相反地，在所附权利要求及其等价权利要求的范围内可以对本实用新型作出各种修改。

Claims

1.一种用于SCR***的流控模块，其特征在于，所述流控模块包括一流道，在所述流道中设置节流体以及沿流体流动方向在所述节流体下游安装的单向阀，在所述节流体与所述单向阀之间形成选择性打开或关闭的密封面。

2.根据权利要求1所述的流控模块，其特征在于，所述流控模块包括位于所述流道中的阀组件，其中所述节流体和所述单向阀在所述阀组件中设置。

3.根据权利要求1或2所述的流控模块，其特征在于，所述单向阀包括阀芯，所述阀芯的一端与所述节流体以面接触的方式形成所述密封面。

4.根据权利要求2所述的流控模块，其特征在于，所述节流体与所述阀组件一体形成。

5.根据权利要求1或2所述的流控模块，其特征在于，在SCR***的正常操作状态中，所述密封面是打开的；并且在SCR***的回流操作状态中，所述密封面是关闭的。

6.根据权利要求2所述的流控模块，其特征在于，所述阀组件包括设有内突出部的中空的本体，所述节流体安装在所述内突出部中，所述单向阀的阀座紧密抵靠所述内突出部的一个端面形成所述密封面。

7.根据权利要求6所述的流控模块，其特征在于，所述阀芯包括阻挡件，该阻挡件设有紧密抵靠所述内突出部端面的平坦端面，且所述阻挡件由弹性材料制成。

8.根据权利要求7所述的流控模块，其特征在于，所述阻挡件由橡胶制成。

9.根据权利要求7或8所述的流控模块，其特征在于，在所述节流体与所述阻挡件之间形成集液容室。

10.一种SCR***，其特征在于，所述SCR***包括根据前述权利要求任一所述的流控模块。