CN217300686U - 尿素溶液加热供给系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及内燃机排气净化处理技术领域，公开了一种尿素溶液加热供给系统，包括尿素箱、尿素泵、喷射器、发动机和加热进液一体管；所述加热进液一体管具有平行相邻布置的、且沿所述加热进液一体管长度方向延伸的第一尿素分管和第一热水分管；所述尿素箱的尿素出液口通过所述第一尿素分管连接到所述尿素泵上，所述尿素泵与所述喷射器连接；所述尿素箱内还设有热水管，所述热水管的一端与所述发动机连接，另一端与所述第一热水分管连接，所述第一热水分管还与所述发动机连接。该系统能够利用发动机运行过程产生的加热水对系统装置中的尿素溶液进行加热，不需要消耗整车的电能，确保了尾气净化处理系统的正常工作。

Description

尿素溶液加热供给系统

技术领域

本申请涉及内燃机排气净化处理技术领域，尤其涉及一种尿素溶液加热供给系统。

背景技术

汽车是现代社会中极其重要的交通工具，而汽车的内燃机尤其是柴油内燃机在尾气排放中，会含有大量的氮氧化物，对大气环境造成了污染。随着人类对生存环境的保护意识增强，国内外陆续对汽车尾气排放标准进行了规定，因此，对汽车尾气进行净化处理成为了必要。

现有技术中，常用选择性催化还原(SCR)技术去除发动机尾气排放中的氮氧化物。例如，尿素喷射器向排气管中喷射尿素水溶液，尿素水溶液在高温下水解释放氨气，氨气在SCR催化器中与发动机尾气中的氮氧化物发生氧化还原反应，生产氮气和水，从而达到降低氮氧化物排放的目的。然而，当环境温度较低时，尿素水溶液很容易达到凝固点，为确保尿素水溶液的正常输送，现有技术中常采用电阻丝加热方式，但这种加热方式成本高，故障率较高，生产工艺复杂，且加热电阻丝需要大量消耗发动机的功率。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种尿素溶液加热供给系统。

本申请的技术方案如下：

一种尿素溶液加热供给系统，包括尿素箱、尿素泵、喷射器、发动机和加热进液一体管；

所述加热进液一体管具有平行相邻布置的、且沿所述加热进液一体管长度方向延伸的第一尿素分管和第一热水分管；

所述尿素箱的尿素出液口通过所述第一尿素分管连接到所述尿素泵上，所述尿素泵与所述喷射器连接；

所述尿素箱内还设有热水管，所述热水管的一端与所述发动机连接，另一端与所述第一热水分管连接，所述第一热水分管还与所述发动机连接。

优选的，所述第一尿素分管的管壁一体相接于所述第一热水分管的管壁；

或者，所述第一尿素分管的管壁和所述第一热水分管的管壁之间沿所述加热进液一体管长度方向紧贴布置有导热带。

进一步的，所述第一尿素分管和所述第一热水分管的外侧包覆有隔热保温层。

优选的，所述热水管的一端与所述发动机通过进水管连接，所述第一热水分管与所述发动机通过出水管连接；

或者，所述热水管的一端与所述发动机通过出水管连接，所述第一热水分管与所述发动机通过进水管连接；

所述进水管上设置有电磁阀。

优选的，所述尿素泵与所述喷射器通过尿素出液管连接。

优选的，还包括加热出液一体管，所述加热出液一体管具有平行相邻布置的、且沿所述加热出液一体管长度方向延伸的第二尿素分管和第二热水分管；

所述第二尿素分管的管壁一体相接于所述第二热水分管的管壁，或所述第二尿素分管的管壁和所述第二热水分管的管壁之间沿所述加热出液一体管长度方向紧贴布置有导热带；

所述尿素泵与所述喷射器通过第二尿素分管连接，所述第二热水分管设置在所述第一热水分管与所述发动机连接的管路上。

优选的，所述尿素箱上还设有尿素回液口，所述尿素回液口与所述尿素泵连接。

进一步的，所述尿素回液口与所述尿素泵通过尿素回液管连接。

进一步的，还包括加热回液一体管，所述加热回液一体管具有平行相邻布置的、且沿所述加热回液一体管长度方向延伸的第三尿素分管和第三热水分管；

所述第三尿素分管的管壁一体相接于所述第三热水分管的管壁，或所述第三尿素分管的管壁和所述第三热水分管的管壁之间沿所述加热回液一体管长度方向紧贴布置有导热带；

所述尿素回液口与所述尿素泵通过所述第三尿素分管连接，所述第三热水分管设置在所述热水管的一端与所述发动机连接的管路上。

优选的，所述喷射器上还设有尿素喷射管，所述尿素喷射管穿过排气管的管壁，伸入所述排气管的内部。

本申请具有如下优点：

本申请提供了一种尿素溶液加热供给系统，通过将发动机运行过程中产生的加热水引入本申请的系统中，确保了在极端温度下尿素水溶液的正常传输，确保了尾气净化处理系统的正常工作。进一步的，本申请将热水管路和尿素水溶液管路整合到一体管中，通过水的热辐射作用，可将热水分管中来自发动机加热水的自身热量传递到相邻尿素分管的尿素水溶液中，从而防止尿素水溶液在传输过程中因低温而发生凝固，而影响SCR后处理系统的正常工作，也大大降低了系统中的管路成本。同时，在尿素箱中设置连接发动机的热水管，也有利于将尿素箱内的尿素溶液温度进行升温，保证了尿素箱内尿素溶液的稳定存在，进一步提高了整个系统的稳定性。

相比于传统的电阻丝加热方式，本申请引入发动机产生的加热水，实现了对尿素溶液传输路线的加热，满足了SCR后处理系统在低温环境中的正常运行。此外，本申请的尿素溶液加热供给系统结构简单，制造成本低，系统故障率低，不需要额外消耗发动机的功率以及整车的电能，对整车的动力性、经济性有一定的贡献。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例1的结构示意图；

图2示出了本申请实施例1的结构中A-A截面的截面图；

图3示出了本申请另一些实施例中A-A截面的截面图；

图4示出了本申请另一些实施例中尿素箱内热水管的结构示意图；

图5示出了本申请实施例3的结构示意图；

图6示出了本申请实施例4的结构示意图。

主要元件符号说明：

1-尿素箱；2-尿素泵；3-喷射器；4-发动机；5-加热进液一体管；6-尿素出液管；7-尿素回液管；8-加热出液一体管；9-加热回液一体管；10-热水管；11-进水管；12-出水管；13-电磁阀；14-排气管；15-尿素管接头；1000-尿素出液口；1001-尿素回液口；300-尿素喷射管；501-第一尿素分管；502-第一热水分管；503-隔热保温层；504-导热带；801-第二尿素分管；802-第二热水分管；901-第三尿素分管；902-第三热水分管。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种尿素溶液加热供给系统，包括尿素箱1、尿素泵2、喷射器3、发动机4和加热进液一体管5；

其中，加热进液一体管5具有平行相邻布置的、且沿所述加热进液一体管长度方向延伸的第一尿素分管501和第一热水分管502，所述尿素箱1的尿素出液口1000通过第一尿素分管501连接到尿素泵2，尿素泵2通过尿素出液管6与喷射器3连接。

尿素箱1内设有热水管10，所述热水管10的一端与所述发动机4通过进水管11连接，所述进水管11上设置有电磁阀13，另一端与所述第一热水分管502连接，所述第一热水分管502还与所述发动机4通过出水管12连接。进水管11上的电磁阀13，是通过利用电磁阀13的单向传输功能，可防止管路中的水流发生倒流现象，而影响热水的传输效率，同时还能调节热水水流的大小，防止水压过大致使整个系统出现安全隐患。

图2为本实施加热进液一体管5沿A-A方向的截面图，其中第一尿素分管501和第一热水分管502是相互平行且沿一体双通管的长度方向延伸的两个分管。这两个分管的管壁是一体相连的，在两个分管的外侧还包覆有隔热保温层503。也就是说，在制造一体管时，选用同一种材料，比如不锈钢材料、铝塑材料、钢塑材料等，将两个分管通过一个模具，进行一体化铸造，在成型后，再在两个分管的外侧包覆隔热保温层503，以防止传输过程中分管内部的热量损失。其中，隔热保温层的材质可选用聚乙烯或者橡塑材料。

在另外一些实施例中，加热进液一体管5沿A-A方向的截面图结构，还可参见图3所示。第一尿素分管501和第一热水分管502是独立分开的，可单独进行不同分管的生产制造，这两个分管的管壁材料可以选择相同的材料或者不同的材料，只需确保有良好的传热功能即可。然后将两个分管平行放置组合在一起，在两个分管的管壁之间沿加热进液一体管5的长度方向紧贴布置导热带504，导热带504的作用是为了加快两个分管进行热量交换，提高两个分管之间的热量传递效率。同样的，在两个分管的外侧也需要包覆隔热保温层503。

需要说明的是，本申请技术方案中的由含有尿素分管和热水分管组成的所有一体管的横截面外形轮廓结构，可以是任意的形状，比如可以是正圆形、椭圆形、多边形或不规则形等。本申请也不限制两个分管的管壁尺寸大小和管道直径，但为了确保传热效率，两个分管的管壁尽可能薄一些，可促进热量的传递；而热水分管的管道直径要尽量与尿素分管的管道直径相接近或者大于尿素分管的管道直径，这同样也是确保热量传递效率。

在本申请的所有实施例中，不同的管与管之间、管与尿素箱1之间、管与尿素泵2之间、管与喷射器3之间，可选用常见的尿素管接头15进行连通，尤其是在尿素泵2和喷射器3上的接口处，尤其需要注意连接头的材质选择，这主要是为防止尿素溶液对连接头造成腐蚀，以至于尿素溶液泄露出去。对于用来传输发动机产生的加热水的管路间的连接头，则注意要使用耐高温的连接头材质即可。本申请的技术方案并不限制这些连接头的具体结构，可根据实际需求进行选择。

在本实施例中，尿素箱1内的热水管10为直通管，其材质可选用金属材料，也可选用其他的易导热材质。金属管的传热热阻小，导热效果好，可迅速将热水管10中的热水热量传递到尿素箱1储存的尿素溶液中。

在其他一些实施例中，热水管10可以为螺旋管，请参见图4。在又一些实施例中，热水管10也可以是不同角度弯曲的弯管。选用螺旋管或者弯管的目的，主要是为了增加热水管与尿素箱中尿素溶液的接触面积，加快热水管中水热量的散发，提高热量传输效率。

在本实施例中，喷射器3上还设有尿素喷射管300，所述尿素喷射管300穿过排气管14的管壁，伸入所述排气管14的内部，使得喷射器3在进行喷射时，能将喷射的尿素溶液集中送入排气管14中，进行尾气净化处理。

在本实施例的尿素溶液加热供给系统中，尿素溶液的流经路线为：尿素箱1中的尿素溶液，通过尿素箱的尿素出液口1000，流入加热进液一体管5的第一尿素分管501中，然后进入尿素泵2中，之后尿素溶液再通过尿素出液管6，流入喷射器3中，经过尿素喷射管300，集中喷射在排气管14中。

在本实施例的尿素溶液加热供给系统中，发动机传输过来的加热水流经路线为：加热水首先通过进水管11上的电磁阀13后，会流入尿素箱1的热水管10中，可以对尿素箱1中的尿素溶液进行加热，继续会流入加热进液一体管5的第一热水分管502中，对第一尿素分管501中的尿素溶液进行加热，最后流入出水管12中再传输至发动机的循环水系统中。

在另外一些实施例中，尿素箱1的热水管10的一端与所述发动机4通过出水管12连接，另一端与所述第一热水分管502连接，所述第一热水分管502还与所述发动机4通过进水管11连接，所述进水管11上设置有电磁阀13。在这些实施例中，发动机传输过来的加热水流经路线为：加热水首先通过进水管11的电磁阀13后，会先流入加热进液一体管5的第一热水分管502中，对第一尿素分管501中的尿素溶液进行加热，然后流入尿素箱1的热水管10中，对尿素箱1中的尿素溶液进行加热，最后流入出水管12中再传输至发动机的循环水系统中。

如果在寒冷环境条件下，通过将发动机运行过程中产生的加热水通过进水管11、出水管12引入本系统中，可快速对尿素箱中的尿素水溶液进行加热，防止尿素水溶液因温度过低而凝固，同时通过利用一体管，也可以确保尿素溶液能顺利从尿素箱传输到尿素泵中，防止尿素泵接收不到尿素水溶液，而影响后续的尾气处理。

实施例2

本实施例提供了一种尿素加热供给系统，同实施例1的结构一样，所不同的是本实施例的尿素泵2不再是通过尿素出液管6与喷射器3连接，而是通过加热出液一体管8中的第二尿素分管801与喷射器3连接。

具体的，加热出液一体管8的结构与实施例1中加热进液一体管5的结构相似，也是具有平行相邻布置的、且沿所述加热出液一体管长度方向延伸的第二尿素分管801和第二热水分管802。其中，第二尿素分管801用于将尿素泵2与喷射器3连接，第二热水分管802则设置在所述第一热水分管502与所述发动机4连接的管路上。

需要说明的，本实施例的热出液一体管8和加热进液一体管5的外表面都包覆有一些隔热保温材料，以此来确保传输的热水温度不会大量散失，从而提高系统的导热效率。

在本实施例中，发动机运行过程产生的加热水首先通过进水管11上的电磁阀13后，流入尿素箱1的热水管10中，对尿素箱1中的尿素溶液进行加热，继续流入加热进液一体管5的第一热水分管502中，对第一尿素分管501中的尿素溶液进行加热，然后流入加热出液一体管8的第二热水分管802中，对第二尿素分管801中的尿素溶液进行加热，最后流入出水管12中，再传输至发动机的循环水系统中，确保了尿素溶液能从尿素箱中顺利进入尿素泵，再进入到喷射器中，进行喷射处理，进一步提升了系统的稳定性。

在另外一些实施例中，加热水进入进水管11后，会先流入加热出液一体管8的第二热水分管802中，对第二尿素分管801中的尿素溶液进行加热，再流入加热进液一体管5的第一热水分管502中，然后流入尿素箱1的热水管10中，最后经过出水管12传输至发动机的循环水系统中。这样也能实现对尿素溶液的加热效果，防止整个系统中尿素水溶液在低温环境下发生凝固。

实施例3

本实施例提供了一种尿素加热供给系统，在实施例2的基础上，本实施例的尿素箱1上还设有尿素回液口1001，所述尿素回液口1001通过尿素回液管7与所述尿素泵2相连接，如图5所示。

这主要是为了在车辆熄火后，将尿素泵中残余的尿素溶液，全部回流到尿素箱中，防止在环境温度下降后，尿素泵中残留的尿素溶液发生凝固、堵塞，影响后续车辆再启动后的尿素溶液的传输，进而影响尾气净化，可减少了资源消耗，大大加快了SCR后处理系统的工作效率。

实施例4

如图6所示，本实施例提供了一种尿素加热供给系统，在实施例2的基础上，还包括加热回液一体管9，所述加热回液一体管9具有平行相邻布置的、且沿所述加热回液一体管长度方向延伸的第三尿素分管901和第三热水分管902。

在本实施例中，加热回液一体管9的结构与实施例1中加热进液一体管5的结构相似，在管壁的外表面都包覆有隔热保温层，来进行保温。

在本实施例中，尿素箱1上也设有尿素回液口1001，所述尿素回液口1001与所述尿素泵2通过加热回液一体管9的第三尿素分管901连接。加热回液一体管9的第三热水分管902则是设置在尿素箱1的热水管10的一端与所述发动机4连接的管路上。

在本实施例的尿素溶液加热供给系统中，尿素溶液的流经路线为：尿素箱1中的尿素溶液，通过尿素箱1的尿素出液口1000，流入加热进液一体管5的第一尿素分管501中，然后进入尿素泵2中。尿素泵2中的尿素溶液在进行尾气处理工作时，会通过加热出液一体管8的第二尿素分管801流入喷射器3中，经过尿素喷射管300，集中喷射在排气管14中；当停止尾气处理工作时，尿素泵2中的尿素溶液会流入加热回液一体管9的第三尿素分管901中，再通过尿素回液口1001流回到尿素箱中。

在本实施例的尿素溶液加热供给系统中，发动机中的加热水的流经路线为：加热水通过进水管11的电磁阀13之后，先流入加热回液一体管9的第三热水分管902中，对第三尿素分管中的尿素溶液进行加热，再流入尿素箱1的热水管10中，对尿素箱1中的尿素溶液进行加热，之后流入加热进液一体管5的第一热水分管502中，对第一尿素分管501进行加热，然后经过第一热水分管502和加热出液一体管8的第二热水分管802之间连通的出水管12后，流入第二热水分管802中，对第二尿素分管801进行加热，最后通过出水管12再流回至发动机的循环水系统中。

在另外一些实施例中，当进水管11与加热出液一体管8中的第二热水分管802相连通，而出水管12与第三热水分管902相连通时，发动机中的加热水则会通过进水管11的电磁阀后，先对第二尿素分管801进行加热，再流入第一热水分管502中，对第一尿素分管501进行加热，然后依次流入尿素箱1内的热水管10以及第三热水分管902后，进入出水管12中，流回至发动机循环水系统中。

通过同时对尿素箱1的内部、尿素箱1向尿素泵2传输尿素溶液的管路、尿素泵2向喷射器3传输尿素溶液的管路以及尿素泵2向尿素箱1回流尿素溶液的管路都进行加热，使得整个尿素溶液传输供给系统都得到了加热保护，确保了整个系统在低温环境中依然能够稳定进行工作。

应注意到：相似的标号在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种尿素溶液加热供给系统，其特征在于，包括尿素箱、尿素泵、喷射器、发动机和加热进液一体管；

所述加热进液一体管具有平行相邻布置的、且沿所述加热进液一体管长度方向延伸的第一尿素分管和第一热水分管；

所述尿素箱的尿素出液口通过所述第一尿素分管连接到所述尿素泵上，所述尿素泵与所述喷射器连接；

所述尿素箱内还设有热水管，所述热水管的一端与所述发动机连接，另一端与所述第一热水分管连接，所述第一热水分管还与所述发动机连接。

2.根据权利要求1所述的尿素溶液加热供给系统，其特征在于，所述第一尿素分管的管壁一体相接于所述第一热水分管的管壁；

或者，所述第一尿素分管的管壁和所述第一热水分管的管壁之间沿所述加热进液一体管长度方向紧贴布置有导热带。

3.根据权利要求2所述的尿素溶液加热供给系统，其特征在于，所述第一尿素分管和所述第一热水分管的外侧包覆有隔热保温层。

4.根据权利要求1所述的尿素溶液加热供给系统，其特征在于，所述热水管的一端与所述发动机通过进水管连接，所述第一热水分管与所述发动机通过出水管连接；

或者，所述热水管的一端与所述发动机通过出水管连接，所述第一热水分管与所述发动机通过进水管连接；

所述进水管上设置有电磁阀。

5.根据权利要求1所述的尿素溶液加热供给系统，其特征在于，所述尿素泵与所述喷射器通过尿素出液管连接。

6.根据权利要求1所述的尿素溶液加热供给系统，其特征在于，还包括加热出液一体管，所述加热出液一体管具有平行相邻布置的、且沿所述加热出液一体管长度方向延伸的第二尿素分管和第二热水分管；

所述第二尿素分管的管壁一体相接于所述第二热水分管的管壁，或所述第二尿素分管的管壁和所述第二热水分管的管壁之间沿所述加热出液一体管长度方向紧贴布置有导热带；

所述尿素泵与所述喷射器通过第二尿素分管连接，所述第二热水分管设置在所述第一热水分管与所述发动机连接的管路上。

7.根据权利要求1～6任意一项所述的尿素溶液加热供给系统，其特征在于，所述尿素箱上还设有尿素回液口，所述尿素回液口与所述尿素泵连接。

8.根据权利要求7所述的尿素溶液加热供给系统，其特征在于，所述尿素回液口与所述尿素泵通过尿素回液管连接。

9.根据权利要求7所述的尿素溶液加热供给系统，其特征在于，还包括加热回液一体管，所述加热回液一体管具有平行相邻布置的、且沿所述加热回液一体管长度方向延伸的第三尿素分管和第三热水分管；

所述第三尿素分管的管壁一体相接于所述第三热水分管的管壁，或所述第三尿素分管的管壁和所述第三热水分管的管壁之间沿所述加热回液一体管长度方向紧贴布置有导热带；

所述尿素回液口与所述尿素泵通过所述第三尿素分管连接，所述第三热水分管设置在所述热水管的一端与所述发动机连接的管路上。

10.根据权利要求1所述的尿素溶液加热供给系统，其特征在于所述喷射器上还设有尿素喷射管，所述尿素喷射管穿过排气管的管壁，伸入所述排气管的内部。

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