隔熱還原劑罐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型總體上涉及一種還原劑罐結(jié)構(gòu)，該還原劑罐結(jié)構(gòu)用于與設(shè)置在機(jī)器上的選擇性催化還原(SCR)系統(tǒng)一起使用，該機(jī)器配置為用于寒冷天氣運(yùn)行。更具體地，本實(shí)用新型涉及一種隔熱還原劑罐結(jié)構(gòu)，該隔熱還原劑罐結(jié)構(gòu)用于與設(shè)置在機(jī)器上的SCR系統(tǒng)一起使用，該機(jī)器配置為用于寒冷天氣運(yùn)行。
【背景技術(shù)】
[0002]—種用于減少某些柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排氣成分的已知方法是，通過使用排氣后處理系統(tǒng)，該排氣后處理系統(tǒng)利用諸如氮氧化物的污染物的選擇性催化還原(SCR)。在典型的SCR系統(tǒng)中，通常將尿素、脲基水溶液或類似的還原劑溶液與排氣混合。在一些應(yīng)用中，通過噴射設(shè)備將還原劑溶液直接注入排氣通道中。注入的還原劑溶液通常與排氣混合，以在排氣流中提供例如氨(NH3)。然后氨與排氣中的氮氧化物(NOx)結(jié)合催化劑一起反應(yīng)，以提供氮?dú)?N2)和水(出0)。
[0003]可以理解，SCR系統(tǒng)需要在接近發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)處存在一些形式的還原劑，使得在運(yùn)行期間發(fā)動(dòng)機(jī)可以被連續(xù)的供應(yīng)。各種還原劑輸送系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用中是已知且使用的。在已知的還原劑噴射系統(tǒng)中，可能出現(xiàn)與溫度相關(guān)的問題，這可能影響還原劑的儲(chǔ)存。
[0004]—種還原劑是柴油機(jī)排氣處理液，其可以儲(chǔ)存在通常由鋼制成的車載罐中。當(dāng)容納諸如柴油機(jī)排氣處理液的還原劑的鋼罐遭遇低于凝固點(diǎn)的溫度時(shí)，儲(chǔ)存在罐中的還原劑可能凍結(jié)。隨后，還原劑可能會(huì)滯留在罐中。當(dāng)滯留的還原劑凍結(jié)，凍結(jié)的還原劑可能膨脹，隨后使罐中的還原劑對(duì)還原劑罐產(chǎn)生膨脹壓力。還原劑的這種膨脹壓力可以導(dǎo)致罐體隆起和變形、損壞或破裂。膨脹壓力可能損壞罐體焊接點(diǎn)或類似物，常常進(jìn)一步損壞罐體內(nèi)部的部件。
[0005]名稱為“用于機(jī)動(dòng)車輛的流體容器”的美國(guó)專利8，429，900公開了一種用于機(jī)動(dòng)車輛的流體容器，該容器具有內(nèi)部空余空間，該內(nèi)部空余空間與已凍結(jié)的流體體積的增加相對(duì)應(yīng)。然而，美國(guó)專利8，429，900并未提出控制還原劑凍結(jié)以防止損壞罐體。
[0006]因此，需要一種控制罐中還原劑凍結(jié)的方法，其中還原劑儲(chǔ)存在所述罐中，以防止或避免對(duì)罐的損壞。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]在本實(shí)用新型的一個(gè)方面中，公開了一種隔熱還原劑罐，所述隔熱還原劑罐包括:多個(gè)側(cè)面，其連接起來以形成具有上部和下部的罐;集管，其被配置成從所述罐抽吸還原劑，并將所述還原劑供應(yīng)至排氣后處理系統(tǒng)；以及至少一個(gè)隔熱層，其沿著所述罐的多個(gè)側(cè)面的上部的至少一側(cè)設(shè)置，其中所述上部和所述下部配置有至少一個(gè)隔熱層，以控制所述罐內(nèi)還原劑的凍結(jié)，并且其中所述至少一個(gè)隔熱層使所述上部比所述下部更隔熱。
[0008]所述罐的所述下部包括錐形形狀。
[0009]所述至少一個(gè)隔熱層通過金屬片層結(jié)合到兩側(cè)上。
[0010]進(jìn)一步包括至少一個(gè)擋板，所述擋板被配置成控制所述還原劑的流動(dòng)，且被配置成控制所述罐中的所述還原劑的局部?jī)鼋Y(jié)。
[0011]所述下部的至少一部分窄于所述上部。
[0012]所述至少一個(gè)隔熱層襯在所述罐的至少一個(gè)內(nèi)表面上。
[0013]所述至少一個(gè)隔熱層襯在所述罐的至少一個(gè)外表面上。
[0014]在本實(shí)用新型的另一方面中，公開了一種隔熱還原劑系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:配置成基于柴油燃料運(yùn)行的機(jī)器、在所述機(jī)器上的柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)、在所述機(jī)器上的排氣后處理系統(tǒng)、以及在所述機(jī)器上的還原劑罐，所述還原劑罐具有還原劑，在所述還原劑罐的至少上部、下部和至少一個(gè)部件襯有至少一個(gè)隔熱層，其中所述至少一個(gè)部件配置成從所述還原劑罐抽吸出還原劑，并將所述還原劑供應(yīng)至所述排氣后處理系統(tǒng)。
[0015]在本實(shí)用新型的另一方面中，公開了一種用于控制還原劑罐中還原劑凍結(jié)的方法，該方法包括:布置具有上部和下部的多個(gè)側(cè)面以提供所述還原劑罐，其中所述多個(gè)側(cè)面的下部是錐形的，使所述還原劑罐的所述多個(gè)側(cè)面的至少上部隔熱，其中使至少上部隔熱包括:使所述上部比所述下部更隔熱，并且在還原劑罐的上部中提供膨脹容積。
【附圖說明】
[0016]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)方面具有發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣后處理系統(tǒng)的機(jī)器的示例性視圖，所述排氣后處理系統(tǒng)產(chǎn)生排氣流。
[0017]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)方面的排氣后處理系統(tǒng)的示例性視圖。
[0018]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)方面的隔熱還原劑罐的的前透視圖。
[0019]圖4是示出根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)方面罐的內(nèi)部部件的隔熱還原劑罐的前剖視透視圖。
[0020]圖5是圖4的隔熱還原劑罐的后視圖。
[0021]圖6示出了還原劑最初如何在根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)方面的還原劑罐的下部中凍結(jié)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)方面具有發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣后處理系統(tǒng)的機(jī)器的示例性視圖，所述排氣后處理系統(tǒng)產(chǎn)生排氣流。具體地，圖1示出了包括動(dòng)力系統(tǒng)10的機(jī)器I。機(jī)器I可以是拖拉機(jī)(如圖所示)、采礦卡車、公路用卡車、小汽車、車輛、非公路用卡車、推土設(shè)備、物料處理機(jī)、采運(yùn)機(jī)器、壓土機(jī)、施工設(shè)備、固定式發(fā)電機(jī)、栗、航空航天應(yīng)用、機(jī)車應(yīng)用、船舶應(yīng)用、采礦機(jī)器或需要?jiǎng)恿ο到y(tǒng)10的任何其他設(shè)備或應(yīng)用。
[0023 ]動(dòng)力系統(tǒng)1包括發(fā)動(dòng)機(jī)12和排氣后處理系統(tǒng)14，以處理由發(fā)動(dòng)機(jī)12產(chǎn)生的排氣流16。發(fā)動(dòng)機(jī)12可以包括未示出的其他功能部件，諸如控制器、燃料系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、外圍設(shè)備、傳動(dòng)部件、渦輪增壓器、排氣再循環(huán)系統(tǒng)等等。發(fā)動(dòng)機(jī)12可以是任意類型的發(fā)動(dòng)機(jī)(內(nèi)燃、燃?xì)狻⒉裼?、氣體燃料、天然氣、丙烷等)、可以具有任意尺寸、具有任意數(shù)量的氣缸、任意類型的燃燒室(圓柱形、旋轉(zhuǎn)式火花點(diǎn)火、壓縮點(diǎn)火、四沖程和二沖程等)以及任意構(gòu)型(“V”、同軸、徑向等)。
[0024]排氣后處理系統(tǒng)14包括輸送排氣流16的排氣導(dǎo)管18和選擇性催化還原(SCR)系統(tǒng)20。SCR系統(tǒng)20包括SCR催化器22和還原劑供應(yīng)組件24。
[0025]在一些方面，排氣后處理系統(tǒng)14還可以包括清潔催化器30。排氣后處理系統(tǒng)14的一個(gè)方面可以不包括柴油機(jī)氧化催化器或柴油機(jī)微粒過濾器，而排氣后處理系統(tǒng)14的另一方面可以包括這些部件。SCR催化器22和清潔催化器30可以包括適當(dāng)催化劑或其他材料，分別根據(jù)它們的預(yù)期功能布置于基底上?；卓梢园ㄝ狼嗍?、碳化硅、其他陶瓷、金屬結(jié)構(gòu)體等等?；卓梢孕纬煞涓C體結(jié)構(gòu)，其具有多個(gè)通道或單元，用于讓排氣流16通過。如所示出，SCR催化器22和清潔催化器30基底可以容納在容器中，或者可以整體結(jié)合到排氣導(dǎo)管18中。如所示出，SCR催化器22和清潔催化器30可以在容器中，或者可以單獨(dú)布置。
[0026]排氣后處理系統(tǒng)14配置成移除、收集或轉(zhuǎn)化來自排氣流16的不需要的組分。SCR催化器22配置成在還原劑(例如柴油機(jī)排氣處理液(DEF))存在的情況下減少排氣流16中氮氧化物(NOx)等的量。
[0027]清潔催化器30可以體現(xiàn)為氨氧化催化器(ΑΜ0Χ)。清潔催化器30可以配置成捕獲、儲(chǔ)存、氧化、還原和/或轉(zhuǎn)化可能流過或穿透SCR催化器22的還原劑。清潔催化器30還可以配置成捕獲、儲(chǔ)存、氧化、還原和/或轉(zhuǎn)化排氣流中存在的其他組分。
[0028]在所示方面中，排氣流16排出發(fā)動(dòng)機(jī)12，穿過SCR系統(tǒng)20，然后，可以通過排氣導(dǎo)管18(如果使用的話)，穿過清潔催化器30。在所示方面中，清潔催化器30位于SCR系統(tǒng)20的下游。在其他方面，這些裝置可以以各種順序布置，并可以以不同組合結(jié)合在一起。其他排氣處理裝置還可以位于SCR系統(tǒng)20的上游、下游或內(nèi)部。
[0029]還原劑供應(yīng)組件24可以配置成將還原劑引入SCR催化器22的排氣上游。還原劑供應(yīng)組件24可以包括還原劑源32，其可以包括栗槽單元(PTU)32、還原劑管路34和噴射器36。在圖1和圖2所示的方面中，PTU32大體上可以包括還原劑罐40和栗50。根據(jù)各個(gè)可選方面，栗50可以安裝至還原劑罐40，使得還原劑罐40向栗50提供豎直和水平支撐。
[0030]還原劑供應(yīng)組件24還可