一种防止尿素溶液结冰冻裂容器的装置

摘要

本发明公开了一种结构形式简单、不增加系统体积、运行可靠、成本低廉的防止尿素溶液结冰冻裂容器的装置。本发明通过下述技术方案予以实现，所述尿素溶液容器内放置弹性材料，防止尿素溶液结冰冻裂容器。本发明不需要增大尿素溶液容器体积或预留形变量。可以减小尿素溶液存储容器或压力容器的体积，从而解决了柴油机SCR系统装车时因此附件过多而导致安装空间紧张的难题。

权利要求

1.一种防止尿素溶液结冰冻裂容器的装置，其特征是，所述尿素溶液容器内放置弹性材料。

说明书

一种防止尿素溶液结冰冻裂容器的装置

技术领域

[0001] 本发明属于柴油机尾气氮氧化物污染控制设备领域，进一步涉及一种柴油机后处理系统防止尿素溶液结冰冻裂存储容器与供给装置的装置。

背景技术

[0002] 柴油机以较高的热效率和较低的废气排放在世界各地的各行各业得到了广泛的应用，但其较高的氮氧化物排放一直是困扰人们的一个问题。选择催化还原技术(SCR)是控制柴油机氮氧化物的有效方法，该技术通常使用一定浓度的尿素溶液(车用尿素溶液)来选择催化柴油机排放出来氮氧化物。而车用尿素溶液-11℃就开始结冰，体积会膨胀9％左右。由于柴油机或柴油车会在低温条件下工作，因此尿素存储容器和供给装置都需要采取防止结冰冻裂的措施。

[0003] 柴油机SCR系统中主要有三个需要进行防止结冰裂的部件：尿素箱(罐)、尿素压力腔(如稳压腔、泵等)和连接管路。目前一般采用三种措施来防止结冰冻裂容器：一种是预留膨胀空间，一种是排空尿素溶液，另一种是采用弹性材料。预留膨胀空间一般增大体积或预留形变余量，如存放尿素溶液的尿素箱，在低温条件下加注尿素溶液时，不能加满，会留下10％的空间。排空尿素溶液是在容器不工作时，将容器内的尿素溶液部分排空或全部排空，如某型柴油机SCR系统中在停机前会将尿素滤罐中存留的尿素溶液排出三分之一左右。弹性材料是指使用膨胀比超过尿素溶液的材料，如柴油车上尿素溶液管道通常采用橡胶管而不用金属管就是如此。

[0004] 上面三种方法广泛应用于柴油机SCR系统中，但仍存在一些不足。第一种方法需要增大容器或提高容器设计难度，而且不适用于密闭环境；第二种方法需要增加尿素泵和换向阀，此外增加了控制系统的难度；第三种方法对材料有特殊要求，并且不适用于压力容器如稳压腔的情况，在该情况下会增大压力的波动；此外弹性材料在变形后会影响整个系统的密封，可能会造成尿素溶液泄漏或部件损坏。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种结构形式简单、不增加系统体积、运行可靠、成本低廉的防止尿素溶液结冰冻裂容器的装置。

[0006] 本发明防止尿素溶液结冰冻裂容器的装置，通过下述技术方案予以实现，所述尿素溶液容器内放置弹性材料，防止尿素溶液结冰冻裂容器。

[0007] 本发明相对于现有技术，具有如下优点：

[0008] (1)不需要增大尿素溶液容器体积或预留形变量。可以减小尿素溶液存储容器或压力容器的体积，从而解决了柴油机SCR系统装车时因此附件过多而导致安装空间紧张的难题。

[0009] (2)对尿素溶液存储容器或压力容器不需要进行尿素溶液泵排空，简化了系统功能结构，减少了控制器工作，提高了系统的可靠性和经济性。

[0010] (3)由于弹性材料在尿素喷射压力下变形很小，因此不会造成喷射压力波动。

[0011] (4)由于是利用弹性材料在尿素溶液结冰膨胀而被压缩，因此不会造成尿素溶液容器变形，从而保证了系统的密封性和可靠性。

[0012] (5)本发明所采用的弹性材料成本低廉，具有很好的经济性。

附图说明

[0013] 图1是本发明原理图(未结冰状态)；

[0014] 图2是本发明原理图(结冰状态)。

具体实施方式

[0015] 下面结合附图对本发明做进一步说明。

[0016] 如图1所示，该装置包括：存储尿素溶液的容器1；放置于容器1中的弹性材料3；安装在容器上的阀门或接头4、5。

[0017] 本发明原理如下：

[0018] 在尿素溶液没有结冰时如图1，弹性材料3体积基本保持不变；

[0019] 当尿素溶液开始结冰时如图2，容器1内压力上升，弹性材料3在压力的作用下缩小，由于体积减小，从而避免因为压力过高冻裂容器；

[0020] 当结冰后尿素溶液在化冰系统的作用下融化时，容器内压力恢复到正常值，此时弹性材料由于外界压力降低而恢复到正常体积；

[0021] 容器1内尿素溶液压力基本保持在大气压或者尿素溶液喷射压力，尿素溶液喷射压力目前不超过8个大气压力，远远低于结冰时产生的膨胀压力。因此选择合适压缩比和体积等参数的弹性材料完全可以防止尿素溶液结冰体积膨胀而导致容器冻裂；

[0022] 一般可以选择实心或者中空的塑料、橡胶、泡沫等弹性材料，该弹性材料在-40-90℃温度范围条件和尿素溶液介质中正常工作；

[0023] 弹性材料布置位置可以布置在容器内部任何位置，通常布置在中间或者容器内壁，以便于加工和安装。