[发明专利]具有泄漏旁路的尿素溶液泵

说明书

优先权

当前申请要求2011年8月22日提交的美国临时专利申请第61/526，102号的优先权和权益，其在此通过引用而全部并入。

技术背景

选择性催化还原（SCR）排气后处理系统是用于降低来自如柴油机那样的内燃机的NOx排放的重要技术。SCR系统一般包括：尿素溶液源、用于对尿素溶液进行增压的泵单元、用于向SCR催化器提供尿素溶液的受控制的数量或速率的计量单元、向位于SCR催化器的上游的排气流径的尿素分解区域提供尿素溶液的喷射器。许多SCR系统也应用增压气体来辅助尿素溶液流向喷射器。在能显著降低NOx排放的同时，SCR系统也存在着一些缺点和问题。在SCR系统中使用尿素溶液可能会导致在系统的多个组件上产生尿素晶体或沉积物，这可能会扰乱它们的运行。喷嘴可能会因为当尿素溶液暴露在较高温度下形成了尿素沉积物而被堵塞。暴露在高温下的话，也可能会在位于排气流径或其他位置的SCR催化器或其他组件上形成这种沉积物。泄漏到周边环境中的尿素也会损伤或损坏其他系统组件。促进减少与应用尿素溶液的SCR系统相关的这些或其他缺点是一个长期以来未能满足的需求。

发明内容

某些示例性实施例包括泵装置，该泵装置包括：与尿素溶液源和泵室流通的入口通道，与泵室和排气后处理系统流通的出口通道，面向泵室并与促动器联接的隔膜，与第二壳体构件连接的第一壳体构件在泵室周围形成密封，围绕该密封的泄漏收集室以及与泄漏收集室和入口通道流通的返回通道。从泵室泄漏经过该密封的尿素溶液被泄漏收集室接收且通过返回通道流至泵入口通道。某些实施例是方法，该方法包括捕获从泵室泄漏的尿素溶液并将泄露的溶液返回到泵入口。进一步的方面、实施例、形式、特征、优点、目的和优点将通过本文中提供的详细描述和附图变得显而易见。

附图简要说明

图1是示例性地示出空气辅助尿素喷射系统的示意图。

图2是示例性地示出空气辅助尿素喷射系统的一部分的剖视图。

图3是图2中的某个组件的分解立体剖视图。

图4A-4D是在阀关闭事件的过程中的不同时间点处的图2和图3中示出的某个组件的剖视图。

图5-8是尿素喷射系统控制过程的流程图。

图9是示例性地示出尿素喷射系统的泵单元的侧视图。

图10是示例性地示出SCR后处理系统的排气流径的侧视图。

图11是示例性地示出SCR后处理系统的混合器的立体图。

图12是示出由带有和不带有混合器的多个SCR后处理系统所得的NOx转化百分比的图表。

具体实施方式

为了更好地理解本发明的本质，以专用语言参照并描述附图中示出的实施方式。然而，可以理解的是，这些并非是对本发明的范围的限定，任何替代方式和对示出的实施方式的进一步修改以及对在此所述的本发明的本质的进一步的应用对于本领域的技术人员来说都是可预见的。

参照图1，示例性地示出了一个系统100，该系统用于将尿素溶液喷射到SCR排气后处理系统。可在以柴油机那样的发动机为动力的车辆上提供系统100，或者也可以是应用了其他方式的发动机为动力的车辆，其他方式例如是电力或泵系统。系统100包括泵134，泵134经过滤网138和止回阀136从罐140抽出尿素溶液。一种优选的尿素溶液是包含32.5%的高纯尿素和67.5%的去离子水的车用尿素（DEF）。然而，可知也可应用其他尿素溶液。泵134优选为隔膜泵，然而可知也可应用其他类型的泵。泵134输出的预定压力的增压尿素溶液流过止回阀130、脉动阻尼器122、及过滤器124向计量阀118提供增压尿素溶液。系统100进一步包括了旁通阀128，例如在清洗操作中，可操作旁通阀128来打开和关闭以允许或阻止尿素溶液流过旁通线132，流向网138的下游的可能流回罐140的位置。

可操作计量阀118来向混合室112提供速率可控的尿素溶液。混合室112也从气源102接收增压气流且在出口116排放增压空气和尿素溶液的混合流。气源102可与车辆一体形成，也可与发动机一体形成，或者也可以是系统100专用的气源。可以理解的是，另外的实施方式中也可以应用空气之外的增压气体，例如一种或多种惰性气体的混合物。