僅輸送液體還原劑的中線注射系統(tǒng)和后處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請基本涉及用于后處理系統(tǒng)中的僅用于液體的給料單元，該后處理系統(tǒng)用于處理內(nèi)燃機(jī)的廢氣。
【背景技術(shù)】
[0002]后處理系統(tǒng)為一種減少來自內(nèi)燃機(jī)的有害排放物的重要技術(shù)。后處理系統(tǒng)通常包括還原劑的存儲源(特別是柴油機(jī)尾氣處理液)和給料單元，該給料單元包括用于向還原劑加壓的泵單元。該后處理系統(tǒng)還可包括計(jì)量單元和注射器，該計(jì)量單元用于控制進(jìn)入廢氣流中的還原劑的量或速率，該注射器向位于后處理部件上游的廢氣流通道的分解區(qū)提供還原劑溶液(例如，選擇性催化還原催化劑)。
[0003]各種后處理系統(tǒng)利用僅用于液體(即，無需氣體協(xié)助)的給料單元來將還原劑(例如柴油機(jī)尾氣處理液)注射入排氣管中的廢氣流中。這些系統(tǒng)當(dāng)前使用切線的和/或壁注射方法，這些方法需要硬件能提供回流區(qū)和成核位點(diǎn)以用于尿素沉積物的生長。例如，成核生成物(即，下游混合板)當(dāng)前用于使得廢氣流中的柴油機(jī)尾氣處理液在到達(dá)后處理部件前變得均勻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]各種實(shí)施例提供了一種后處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括設(shè)置為處理從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣的后處理部件，反應(yīng)器管和僅用于液體的給料單元。該反應(yīng)器管位于后處理部件的上游，且其結(jié)構(gòu)設(shè)置為接收來自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣。該僅用于液體的給料單元設(shè)置為將柴油機(jī)尾氣處理液注入發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣中。僅用于液體的給料單元將柴油機(jī)尾氣處理液在反應(yīng)器管的中線注入，以提供跨后處理部件的至少一部分的均勻分散的柴油機(jī)尾氣處理液。
[0005]其他實(shí)施例提供了一種用于將柴油機(jī)尾氣處理液注入發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣中的中線注入系統(tǒng)。該中線注射系統(tǒng)包括反應(yīng)器管、僅用于液體的給料單元和刀口架(knife-edgemount)。該反應(yīng)器管位于用于處理廢氣的后處理部件的上游，且其結(jié)構(gòu)設(shè)置為接收來自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣。該僅用于液體的給料單元設(shè)置為將柴油機(jī)尾氣處理液注入至廢氣中。僅用于液體的給料單元將柴油機(jī)尾氣處理液在反應(yīng)器管的中線注入，由此提供跨后處理部件的至少一部分的均勻分散的柴油機(jī)尾氣處理液。該刀口架的結(jié)構(gòu)設(shè)置為將僅用于液體的給料單元注射器安裝于反應(yīng)器管內(nèi)側(cè)。該刀口架具有后緣和前緣，其中兩者都具有刀口結(jié)構(gòu)以使得回流區(qū)和廢氣偏差(deviat1n)最小化。
【附圖說明】
[0006]本說明書中描述的主題的一個(gè)或多個(gè)詳細(xì)應(yīng)用情況記載于隨附的附圖和以下描述中。該主題的其他特征和方面依據(jù)說明書、附圖和隨附的權(quán)利要求書將變得清楚明白。
[0007]圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的包括僅用于液體的給料單元的系統(tǒng)的示意圖；
[0008]圖2為連接至僅用于液體的給料單元的注射器的分解反應(yīng)器管的一個(gè)實(shí)施例的俯視的截面圖；
[0009]圖3為圖2所示的分解反應(yīng)器管的主視圖；
[0010]圖4為圖2的分解反應(yīng)器的側(cè)面截面圖；
[0011]圖5為根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的具有柴油機(jī)尾氣處理液的中線注射系統(tǒng)的匯集的分解反應(yīng)器管的截面示意圖；
[0012]圖6為圖5的匯集的分解反應(yīng)器管的主視圖；
[0013]圖7為圖5的匯集的分解反應(yīng)器管的側(cè)面視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為了促進(jìn)對本申請?jiān)淼睦斫?，現(xiàn)在將參考附圖中所示的實(shí)施例，并且將使用具體的語言描述這些實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本申請的范圍不受此限制，在圖示的實(shí)施例中的任何改變和進(jìn)一步的修改，以及圖示的本申請的原理的任何其他應(yīng)用被認(rèn)為是本領(lǐng)域技術(shù)人員將考慮到為本申請相關(guān)的且在本申請范圍內(nèi)。
[0015]本文描述的裝置和系統(tǒng)涉及一種包括僅用于液體給料的單元的系統(tǒng)，該給料單元將柴油機(jī)尾氣處理液在后處理系統(tǒng)中使用的分解反應(yīng)器管(也稱為“反應(yīng)器管”)的主軸的中線處(即，沿著主要流動(dòng)方向)注入。該反應(yīng)器管可與后處理部件一起使用，例如選擇性催化還原催化劑。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該反應(yīng)器管作為分解室，在該分解室中來自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣與還原劑(例如，柴油機(jī)尾氣處理液)反應(yīng)。本文描述的系統(tǒng)的其他實(shí)施例還包括還原劑注射器架，該還原劑注射器架設(shè)置為使廢氣流偏差最小化并且消除回流區(qū)(例如，在注射器的尖端)。使用該注射器架還可消除導(dǎo)致沉積核的硬件。根據(jù)幾個(gè)實(shí)施例，本文描述的系統(tǒng)和裝置提供了能使分解反應(yīng)器管中的還原劑(即，柴油機(jī)尾氣處理液)的均勻性最大化的注射位點(diǎn)。還能通過使用本文描述的特征來實(shí)現(xiàn)的其他益處，包括沿著分解反應(yīng)器管的內(nèi)表面的最少的尿素沉積。
[0016]參考圖1，該示意圖顯示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)100，其包括分解反應(yīng)器管140。該系統(tǒng)100包括發(fā)動(dòng)機(jī)110，柴油氧化催化劑(DOC) 120，柴油顆粒過濾器(DPF) 130，分解反應(yīng)器管140，僅用于液體的給料單元150，柴油機(jī)尾氣處理液(DEF)供應(yīng)裝置160，和后處理部件170。系統(tǒng)100還可包括用于將來自柴油機(jī)尾氣處理液供應(yīng)裝置160 (例如，儲存罐)的還原劑(例如，柴油機(jī)尾氣處理液)輸送至廢氣系統(tǒng)，該廢氣系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)110連接。在一個(gè)實(shí)施例中，該系統(tǒng)100設(shè)置于通過發(fā)動(dòng)機(jī)110供應(yīng)動(dòng)力的車輛上。在其他實(shí)施例中，該系統(tǒng)100可設(shè)置于其他應(yīng)用中利用的發(fā)動(dòng)機(jī)110上，該其他應(yīng)用例如發(fā)電機(jī)、泵系統(tǒng)，或者任何其他的接收或使用來自發(fā)動(dòng)機(jī)110的動(dòng)力的應(yīng)用。
[0017]發(fā)動(dòng)機(jī)110可以為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)或任何合適的內(nèi)燃機(jī)，且其中提供有利用還原劑的廢氣處理系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)110運(yùn)行期間產(chǎn)生廢氣，該廢氣來自于發(fā)動(dòng)機(jī)110的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中發(fā)生的燃燒。發(fā)動(dòng)機(jī)110可包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸，這些氣缸通過入口系統(tǒng)(未顯示)接收燃料和空氣以進(jìn)行燃燒。在一些實(shí)施例中，入口系統(tǒng)可包括渦輪增壓器，該渦輪增壓器接收來自大氣的壓縮空氣并將該空氣轉(zhuǎn)移至與發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸連接的進(jìn)氣歧管。在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃燒釋放的能量用于推進(jìn)，例如，裝有該發(fā)動(dòng)機(jī)110的車輛。燃燒產(chǎn)生的廢氣可自發(fā)動(dòng)機(jī)通過排氣總管(未顯示)釋放。
[0018]廢氣可穿過幾個(gè)部件然后排入大氣中。仍然參考圖1，廢氣可排出發(fā)動(dòng)機(jī)110并流入柴油氧化催化劑120。該柴油氧化催化劑120對廢氣進(jìn)行后處理，其氧化廢氣中存在的元素。例如，該柴油氧化催化劑120可氧化烴類和一氧化碳使其變成二氧化碳和水。該廢氣還可通過柴油顆粒過濾器130，該過濾器130濾除廢氣中的顆粒物質(zhì)和煤煙。排出柴油顆粒過濾器130后，廢氣可流入分解反應(yīng)器管140。該分解反應(yīng)器管140設(shè)置為利用其中的導(dǎo)管接收廢氣，該廢氣與還原劑在一起被接收，因此廢氣和還原劑可適當(dāng)?shù)鼗旌虾头纸?。在典型?yīng)用中該還原劑以柴油機(jī)尾氣處理液的形式存在，其可包含基于尿素的溶液，該溶液與廢氣混合以化學(xué)分解為氨。柴油機(jī)尾氣處理液的一個(gè)實(shí)施例包括含32.5%高純尿素和67.5%去離子水的溶液。然而，還應(yīng)理解，還可使用其他柴油機(jī)尾氣處理液溶液和還原劑。如上所述，分解反應(yīng)器管140作為容納室在其中柴油機(jī)尾氣處理液與廢氣中的元素反應(yīng)并分解為氨。
[0019]根據(jù)一些實(shí)施例，僅用于液體的給料單元150連接至分解反應(yīng)器管140以將柴油機(jī)尾氣處理液轉(zhuǎn)移至分解反應(yīng)器管140中。該僅用于液體的給料單元150可包括注射器，該注射器設(shè)置為將柴油機(jī)尾氣處理液注入流動(dòng)穿過分解反應(yīng)器管140中的廢氣中。該僅用于液體的給料單元150可安裝為使得注射器用于將柴油機(jī)尾氣處理液在分解反應(yīng)器管140的中線處和/或在該中線附近注入。該僅用于液體的給料單元150接收來自柴油機(jī)尾氣處理液供應(yīng)裝置160的柴油機(jī)尾氣處理液，該供應(yīng)裝置160