虹吸式添藍加注方法和裝置製造方法
2023-10-08 20:27:24
虹吸式添藍加注方法和裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開一種虹吸式添藍加注方法和裝置，添藍儲存罐輸出端通過計量電磁閥與虹吸噴槍的添藍輸入端相連，添藍儲存罐的液面高於虹吸噴槍的液面；壓縮空氣源與虹吸噴槍的空氣輸入端相連，並在虹吸噴槍的出口形成負壓；控制單元與計量電磁閥相連控制計量電磁閥的開啟頻率和開度。添藍與壓縮空氣實現了外部混合，既保證了以氣液混合物的形態噴入發動機排氣管中，又解決了添藍通道中的結晶問題，提高了添藍計量精度和霧化質量；省卻計量泵降低了添藍加注裝置的製造難度和生產成本；降低了對電加熱的要求，減少了額外的發動機功耗。
【專利說明】虹吸式添藍加注方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及發動機排放控制【技術領域】，具體涉及到柴油機選擇性催化還原(以下簡稱「SCR」)技術所需的添藍加注方法和裝置。
【背景技術】
[0002]氮氧化物(以下簡稱「NO/』)是發動機主要的有害排放物之一，對大氣的汙染越來越重，已被廣泛關注。隨著排放法規的持續升級，國內外發動機廠商傾向採用SCR技術降低柴油機的NOx排放。
[0003]添藍是SCR技術所採用的還原劑，其加注的量直接影響了 NOx的降低水平及對大氣造成二次汙染的程度，因此添藍的加注質量是SCR技術所需解決的核心問題。
[0004]SCR系統當前的添藍加注裝置主要採用計量泵的方式，添藍與壓縮空氣在泵頭內部混合，以氣液混合物的形態噴入發動機排氣管中。該方式主要存在以下問題:泵頭內部的混合腔很小，添藍易在混合腔部位形成結晶，導致添藍流速不準和霧化質量下降；計量泵承擔所需添藍流速的具體執行任務，屬於精密的計量部件，其設計難度大、成本高；存儲添藍的添藍罐、泵頭、吸液管、回液管等器件在寒冷條件下需要加熱保溫，且除添藍罐以外，其它器件往往採用電加熱保溫，造成額外的功耗。無空氣輔助的添藍加注裝置當前也有少量的應用，但為保證添藍的霧化質量，添藍噴射壓力較高，且噴嘴孔徑很小，存在系統成本高、噴嘴易結晶堵塞的問題。
【發明內容】
[0005]本發明旨在提供一種虹吸式添藍加注方法和裝置，達到無泵加注、避免結晶和降低成本的目的。
[0006]為實現上述目的，本發明所設計的一種虹吸式添藍加注方法，其特徵在於包括:
[0007]I)保持添藍儲存罐中的液面高於虹吸噴槍的液面；
[0008]2)利用壓縮空氣在虹吸噴槍出口形成負壓，並將添藍從虹吸噴槍出口噴出；
[0009]3)通過控制單元控制設置在添藍儲存罐與虹吸噴槍之間的計量電磁閥的開啟頻率和開度調節添藍的流速。
[0010]作為優選方案，利用壓縮空氣清掃計量電磁閥出口至虹吸噴槍出口之間的管路和虹吸噴槍內殘留的添藍。這樣，有效的防止了噴嘴易結晶堵塞的問題。
[0011]本發明設計的一種虹吸式添藍加注裝置，包括添藍儲存罐、控制單元、壓縮空氣源、計量電磁閥和虹吸噴槍，其特徵在於:所述添藍儲存罐輸出端通過計量電磁閥與虹吸噴槍的添藍輸入端相連，所述添藍儲存罐的液面高於所述虹吸噴槍的液面；所述壓縮空氣源與所述虹吸噴槍的空氣輸入端相連，並在所述虹吸噴槍的出口形成負壓；所述控制單元與所述計量電磁閥相連控制計量電磁閥的開啟頻率和開度。
[0012]作為優選方案，所述壓縮空氣源通過開關電磁閥與所述計量電磁閥出口連接；所述控制單元控制開關電磁閥的啟閉。這樣，當添藍流速為零時，開啟開關電磁閥，利用壓縮空氣將管路和虹吸噴槍內的殘留添藍清掃乾淨。
[0013]進一步地，所述壓縮空氣源與所述虹吸噴槍空氣輸入端之間設有減壓閥。這樣，通過減壓閥在虹吸噴槍出口維持穩定的負壓條件。
[0014]進一步地，所述添藍儲存罐內部設有熱交換器和溫度傳感器；所述控制單元控制所述熱交換器的啟閉，所述熱交換器採用電加熱的方式或熱源採用發動機的冷卻水或發動機防凍液；所述溫度傳感器將溫度信號傳輸給控制單元。這樣，通過上述三種加熱方式中的任意一種對添藍儲存罐內的添藍進行加熱，從而有效防止添藍的結冰。
[0015]進一步地，所述添藍儲存罐的頂部設有添藍加注口，所述添藍儲存罐底部設有放殘口。通過放殘口將添藍儲存罐內的殘渣排出，然後通過加注口加入添藍。
[0016]更進一步地，所述添藍儲存罐內設有液位傳感器，所述液位傳感器將液位信號傳輸給控制單元。
[0017]進一步地，所述虹吸噴槍內的添藍通道和壓縮空氣通道為相互獨立的通道；所述添藍通道貫穿所述壓縮空氣通道一端為與計量電磁閥出口連接的添藍輸入端，另一端伸出所述壓縮空氣通道。這樣，虹吸噴槍的添藍通道和壓縮空氣通道為相互獨立的雙流體設計，添藍通道處於壓縮空氣通道的內部，並從壓縮空氣通道端部伸出，從而在虹吸噴槍出口形成負壓。
[0018]本發明的優點在於:所述一種虹吸式添藍加注裝置，採用了不需計量泵的方式，添藍與壓縮空氣實現了外部混合，既保證了以氣液混合物的形態噴入發動機排氣管中，又解決了添藍通道中的結晶問題，提高了添藍計量精度和霧化質量；所述一種虹吸式添藍加注裝置，省卻計量泵降低了添藍加注裝置的製造難度和生產成本；所述一種虹吸式添藍加注裝置，省卻了計量泵、吸液管和回液管，且虹吸管道中壓縮空氣處於管道外側，對內側通道中的添藍具有保溫作用，因此在很大程度上降低了對電加熱的要求，減少了額外的發動機功耗。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本發明的結構原理示意圖
[0020]圖中:添藍儲存罐1、控制單元2、壓縮空氣源3、計量電磁閥4、虹吸噴槍5 (添藍通道5.1、壓縮空氣通道5.2)、開關電磁閥6、減壓閥7、熱交換器8、溫度傳感器9添藍加注口10、放殘口 11、液位傳感器12。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步地說明:
[0022]如圖1所示，本發明設計的一種虹吸式添藍加注裝置，包括添藍儲存罐1、控制單元2、壓縮空氣源3、計量電磁閥4和虹吸噴槍5，所述添藍儲存罐I輸出端通過計量電磁閥4與虹吸噴槍5的添藍輸入端相連，所述添藍儲存罐I的液面高於所述虹吸噴槍5的液面；所述壓縮空氣源3與所述虹吸噴槍5的空氣輸入端相連，並在所述虹吸噴槍5的出口形成負壓；所述控制單元2與所述計量電磁閥4相連控制計量電磁閥4的開啟頻率和開度。
[0023]作為優選方案，所述壓縮空氣源3通過開關電磁閥6與所述計量電磁閥4出口連接；所述控制單元2控制開關電磁閥6的啟閉。這樣，當添藍流速為零時，開啟開關電磁閥6，利用壓縮空氣將管路和虹吸噴槍5內的殘留添藍清掃乾淨。
[0024]進一步地，所述壓縮空氣源3與所述虹吸噴槍5空氣輸入端之間設有減壓閥7。這樣，通過減壓閥7在虹吸噴槍5出口維持穩定的負壓條件。
[0025]進一步地，所述添藍儲存罐I內部設有熱交換器8和溫度傳感器9 ;所述控制單元2控制所述熱交換器8的啟閉，所述熱交換器8採用電加熱的方式或熱源採用發動機的冷卻水或發動機防凍液；所述溫度傳感器9將溫度信號傳輸給控制單元2。這樣，通過上述三種加熱方式中的任意一種對添藍儲存罐I內的添藍進行加熱，從而有效防止添藍的結冰。
[0026]進一步地，所述添藍儲存罐I的頂部設有添藍加注口 10，所述添藍儲存罐I底部設有放殘口 11。通過放殘口 11將添藍儲存罐I內的殘渣排出，然後通過加注口 10加入添藍。
[0027]更進一步地，所述添藍儲存罐I內設有液位傳感器12，所述液位傳感器12將液位信號傳輸給控制單元2。
[0028]進一步地，所述虹吸噴槍5內的添藍通道5.1和壓縮空氣通道5.2為相互獨立的通道；所述添藍通道5.1貫穿所述壓縮空氣通道5.2 一端為與計量電磁閥4出口連接的添藍輸入端，另一端伸出所述壓縮空氣通道5.2。這樣，虹吸噴槍5的添藍通道5.1和壓縮空氣通道5.2為相互獨立的雙流體設計，添藍通道5.1處於壓縮空氣通道5.2的內部，並從壓縮空氣通道5.2端部伸出，從而在虹吸噴槍5出口形成負壓。
[0029]本發明所設計的一種虹吸式添藍加注方法，其特徵在於包括:
[0030]保持添藍儲存罐I中的液面高於虹吸噴槍5的液面；
[0031]利用壓縮空氣在虹吸噴槍5出口形成負壓，並將添藍從虹吸噴槍5出口噴出；
[0032]通過控制單元2控制設置在添藍儲存罐I與虹吸噴槍5之間的計量電磁閥4的開啟頻率和開度調節添藍的流速。
[0033]作為優選方案，利用壓縮空氣清掃計量電磁閥4出口至虹吸噴槍5出口之間的管路和虹吸噴槍5內殘留的添藍。這樣，有效的防止了噴嘴易結晶堵塞的問題。
[0034]本發明所設計的應用於上述方法和裝置中的控制單元，其特徵在於，包括:
[0035]信號接收模塊，用於接收來自發動機所需的添藍流速信號、添藍儲存罐I內溫度信號和液位信號、以及發動機排氣管中的排氣背壓信號；
[0036]存儲器，用於存儲添藍流速與計量電磁閥4的開啟頻率和開度的對應關係及添藍儲存罐中添藍液位和發動機排氣管中的排氣背壓對添藍流速的影響關係；
[0037]處理器，用於向指令輸出模塊發出指令；
[0038]指令輸出模塊，用於接收處理器的指令控制添藍的流速和加熱添藍儲存罐I內的添藍；
[0039]控制單元工作時:
[0040]信號接收模塊將接收到的發動機所需的添藍流速信號傳輸給處理器，同時，信號接收模塊將收到的液位信號和背壓信號傳輸給處理器，處理器根據上述液位信號在存儲器中查找添藍儲存罐I中添藍液位和發動機排氣管中排氣背壓對添藍流速的影響關係，然後按照上述影響關係對計量電磁閥的開啟頻率和開度進行修正；
[0041]然後，處理器將修正後的計量電磁閥的開啟頻率和開度信號傳輸給指令輸出模塊，指令輸出模塊接收指令控制添藍的流速；
[0042]當添藍儲存罐內溫度接近冰點時，處理器從信號接收模塊接收到信號後直接向指令輸出模塊發出加熱指令對添藍儲存罐I內的添藍進行加熱。
[0043]本發明的工作過程如下:
[0044]系統工作時，控制單元2接收發動機所需的添藍噴射量，控制計量電磁閥4的頻率和開度，定量地將添藍送入虹吸噴槍5中。壓縮空氣源3中的壓縮空氣經過減壓閥7後維持穩定的壓力，並在虹吸噴槍5的出口處一一也即是噴嘴處利用壓縮空氣的高速流形成穩定的負壓條件，使添藍在添藍通道5.1中流動，再利用添藍儲存罐I與虹吸噴槍5之間的液位差產生位能從而推動添藍流動，使添藍從添藍通道5.1內噴出。同時，經減壓閥7減壓後壓力穩定的壓縮空氣對從虹吸噴槍5吸出的添藍進行霧化，並噴入發動機排氣管中。
[0045]控制單元2接收液位傳感器12和排氣背壓傳感器發出的信號，當添藍液位和排氣背壓發生改變，利用控制單元2對流速進行修正。加注添藍時，若殘留添藍存在雜質或失效，可通過放殘口 11將添藍儲存罐I內的殘留物排出，最後從添藍加注口 10加入添藍。
[0046]控制單元2根據溫度傳感器9發出的信號，控制熱交換器8的啟閉；當添藍溫度過低時，熱交換器8開啟，與添藍儲存罐I內的添藍進行加熱，從而有效防止了添藍的結晶。
[0047]控制單元2根據發動機的信號控制開關電磁閥6的啟閉，當添藍流速為零時，控制單元2控制開關電磁閥6的開啟，利用經減壓閥7減壓後的壓縮空氣對管路及虹吸噴槍5中的殘餘添藍吹掃，有效防止結晶的出現；在添藍噴射系統正常工作時，控制單元2控制開關磁閥6的關閉，防止添藍經開關電磁閥進入壓縮空氣管路中。
【權利要求】
1.一種虹吸式添藍加注方法，其特徵在於，包括: 1)保持添藍儲存罐中的液面高於虹吸噴槍的液面； 2)利用壓縮空氣在虹吸噴槍出口形成負壓，並將添藍從虹吸噴槍出口噴出； 3)通過控制單元控制設置在添藍儲存罐與虹吸噴槍之間的計量電磁閥的開啟頻率和開度調節添藍的流速。
2.根據權利要求1所述的虹吸式添藍加注方法，其特徵在於:利用壓縮空氣清掃計量電磁閥出口至虹吸噴槍出口之間的管路和虹吸噴槍內殘留的添藍。
3.—種虹吸式添藍加注裝置，包括添藍儲存罐、控制單元、壓縮空氣源、計量電磁閥和虹吸噴槍，其特徵在於:所述添藍儲存罐輸出端通過計量電磁閥與虹吸噴槍的添藍輸入端相連，所述添藍儲存罐的液面高於所述虹吸噴槍的液面；所述壓縮空氣源與所述虹吸噴槍的空氣輸入端相連，並在所述虹吸噴槍的出口形成負壓；所述控制單元與所述計量電磁閥相連控制計量電磁閥的開啟頻率和開度。
4.根據權利要求3所述虹吸式添藍加注裝置，其特徵在於:所述壓縮空氣源通過開關電磁閥與所述計量電磁閥出口連接；所述控制單元控制開關電磁閥的啟閉。
5.根據權利要求3所述虹吸式添藍加注裝置，其特徵在於:所述壓縮空氣源與所述虹吸噴槍空氣輸入端之間設有減壓閥。
6.根據權利要求3所述虹吸式添藍加注裝置，其特徵在於:所述添藍儲存罐內部設有熱交換器和溫度傳感器；所述控制單元控制所述熱交換器的啟閉，所述熱交換器採用電加熱的方式或熱源採用發動機的冷卻水或發動機防凍液；所述溫度傳感器將溫度信號傳輸給控制單元。
7.根據權利要求3所述虹吸式添藍加注裝置，其特徵在於:所述添藍儲存罐的頂部設有添藍加注口，所述添藍儲存罐底部設有放殘口。
8.根據權利要求3或7所述虹吸式添藍加注裝置，其特徵在於:所述添藍儲存罐內設有液位傳感器，所述液位傳感器將液位信號傳輸給控制單元。
9.根據權利要求3所述虹吸式添藍加注裝置，其特徵在於:所述虹吸噴槍內的添藍通道和壓縮空氣通道為相互獨立的通道；所述添藍通道貫穿所述壓縮空氣通道一端為與計量電磁閥出口連接的添藍輸入端，另一端伸出所述壓縮空氣通道。
【文檔編號】F01N3/20GK104500183SQ201410552494
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年10月17日 優先權日:2014年10月17日
【發明者】呂若菁, 喻洋 申請人:武漢添藍科技有限責任公司