[發(fā)明專(zhuān)利]一種車(chē)用固體尿素供氨裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110209538.3
• 申請(qǐng)日: 2021-02-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113006904B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鮑宏;楊靖;劉天賜;李紅真;幺永政;張俊國(guó)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F01N3/20
• 分類(lèi)號(hào): F01N3/20;F01N11/00;F01N5/02;F01N13/16
• 代理公司: 合肥市澤信專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 34144
• 代理人: 潘飛

1.一種車(chē)用固體尿素供氨裝置，其特征在于，所述供氨裝置安裝在車(chē)輛的油箱處，且與所述油箱一體化設(shè)計(jì)，所述供氨裝置包括：

尿素罐，其用于儲(chǔ)存固體車(chē)用尿素，并加熱使其升華為氣態(tài)作為車(chē)輛尾氣處理的原料；所述尿素罐包括密封式罐體，所述尿素罐的罐體的外壁中設(shè)有保溫夾層；所述尿素罐的側(cè)壁上設(shè)置第一通孔和投料口，所述第一通孔用于供加熱機(jī)構(gòu)的管路貫穿；所述投料口用于向尿素罐內(nèi)投放車(chē)用固體尿素；所述尿素罐的頂部設(shè)置氣體出口；

儲(chǔ)氣罐，其與所述尿素罐頂部的氣體出口通過(guò)導(dǎo)管連通，用于儲(chǔ)存所述尿素升華后生成的氣體；所述儲(chǔ)氣罐的外壁中設(shè)置絕熱夾層；所述儲(chǔ)氣罐還與用于為車(chē)輛尾氣凈化供應(yīng)尿素的噴射裝置連通；

加熱機(jī)構(gòu)，其包括尾氣加熱管、溫控管和溫控介質(zhì)；溫控腔位于所述尿素罐的內(nèi)腔中；所述溫控管為密封管道，其由環(huán)形主套管和多根垂直管構(gòu)成；所述主套管和垂直管內(nèi)部相互連通；所述主套管水平設(shè)置，所述垂直管連接在所述主套管下端并向下延伸；所述垂直管沿主套管的周向均勻分布，垂直管之間留有間隙；所述溫控管內(nèi)部的溫控腔中填充有溫控介質(zhì)，所述溫控介質(zhì)為沸點(diǎn)介于130℃-150℃的一種或任意多種物質(zhì)組成的共沸物；所述尾氣加熱管為供汽車(chē)尾氣通過(guò)的管道，其用于利用尾氣的余熱加熱所述尿素罐內(nèi)的物料；所述尾氣加熱管沿第一通孔進(jìn)/出所述尿素罐；所述尾氣加熱管延伸至尿素罐內(nèi)的部分位于所述溫控管內(nèi)；所述尾氣加熱管與汽車(chē)的尾氣排放管道通過(guò)一進(jìn)二出的三通閥連通，所述三通閥用于控制汽車(chē)尾氣經(jīng)過(guò)所述尾氣加熱管或直接排放；所述三通閥的進(jìn)口與所述排放管道的前端連通；所述三通閥的兩個(gè)出口分別連通所述排放管道和尾氣加熱管的入口端；所述尾氣加熱管的出口端延伸至所述排放管道的出口端處；

攪拌機(jī)構(gòu)，其用于對(duì)尿素進(jìn)行攪拌；所述攪拌機(jī)構(gòu)安裝在尿素罐內(nèi)腔的頂部，所述攪拌機(jī)構(gòu)包括絞龍和驅(qū)動(dòng)電機(jī)；所述絞龍豎直向下延伸，穿過(guò)所述尿素罐中溫控管的主套管的內(nèi)側(cè)；且所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述絞龍轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述絞龍將所述尿素罐內(nèi)的物料向上提升；

單向閥，其設(shè)置在尿素罐的氣體出口位置，用于控制尿素罐和儲(chǔ)氣罐間的連通狀態(tài)，使得氣體僅可沿尿素罐進(jìn)入到儲(chǔ)氣罐內(nèi)；

第一溫度傳感器，其設(shè)置所述溫控管內(nèi)部，用于測(cè)量所述溫控管內(nèi)溫控介質(zhì)的溫度T1；

第二溫度傳感器，其設(shè)置在所述尿素罐內(nèi)，用于測(cè)量所述尿素罐內(nèi)的環(huán)境溫度T2；

第一氣壓傳感器，其設(shè)置所述儲(chǔ)氣罐內(nèi)，用于測(cè)量所述儲(chǔ)氣罐內(nèi)的氣體壓力P1；以及

控制器，其與所述三通閥、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第一氣壓傳感器電連接，所述控制器用于接收所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和氣壓傳感器的檢測(cè)結(jié)果，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果調(diào)節(jié)所述三通閥和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)；

所述控制器對(duì)車(chē)用固體尿素供氨裝置運(yùn)行狀態(tài)的控制過(guò)程如下：

所述加熱機(jī)構(gòu)中還包括電加熱管；所述電加熱管內(nèi)含有發(fā)熱元件，其用于對(duì)所述尿素罐內(nèi)的物料進(jìn)行輔助加熱；所述尾氣加熱管和電加熱管均沿第一通孔進(jìn)/出所述尿素罐；所述尾氣加熱管和電加熱管延伸至尿素罐內(nèi)的部分位于所述溫控管內(nèi)；

所述電加熱管與所述控制器電連接，所述控制器用于控制所述電加熱管的運(yùn)行狀態(tài)；

所述控制器對(duì)車(chē)用固體尿素供氨裝置運(yùn)行狀態(tài)的控制過(guò)程如下：

S1：獲取儲(chǔ)氣罐內(nèi)的實(shí)時(shí)氣體壓力P1，并根據(jù)P1的示值做出入如下判斷與決策：

(1)當(dāng)P1≥p1時(shí)，不執(zhí)行尿素加熱升華過(guò)程，并在等待固定時(shí)間周期后返回重新執(zhí)行步驟S1中儲(chǔ)氣罐內(nèi)的實(shí)時(shí)氣體壓力的檢測(cè)過(guò)程；

(2)當(dāng)P1＜p1時(shí)，執(zhí)行下一步驟S2；

其中，p1為警戒低壓值，該值為專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)值，表示儲(chǔ)氣罐內(nèi)的氣體余量足夠一定時(shí)間內(nèi)車(chē)輛的運(yùn)行和尾氣處理使用的最低值，儲(chǔ)氣罐內(nèi)的實(shí)時(shí)氣壓低于該值時(shí)則表示需要進(jìn)行氣體補(bǔ)充；

S2：將三通閥的狀態(tài)切換至尾氣沿尾氣加熱管流通的狀態(tài)，攪拌機(jī)構(gòu)中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行；

S3：尾氣加熱管導(dǎo)通時(shí)，實(shí)時(shí)獲取第一溫控管內(nèi)的介質(zhì)溫度T1，和尿素罐內(nèi)的環(huán)境溫度T2，并作出如下判斷決策：

S31：檢測(cè)在一個(gè)規(guī)定的升溫周期T內(nèi)，介質(zhì)溫度T1是否達(dá)到溫度區(qū)間，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果作出如下決策：

(1)當(dāng)介質(zhì)溫度T1達(dá)到溫度區(qū)間(t1，t2)時(shí)，保持僅尾氣加熱管運(yùn)行；

(2)當(dāng)介質(zhì)溫度T1未達(dá)到溫度區(qū)間(t1，t2)時(shí)，在保持尾氣加熱管運(yùn)行的同時(shí)，保持電加熱管運(yùn)行；

其中，t1為低溫警戒溫度，t1＝130℃；t2為高溫警戒溫度，t2＝150℃；

S32：持續(xù)獲取第一溫控管內(nèi)的介質(zhì)溫度T1，并在T1或T2高于高溫警戒溫度t2時(shí)，將所述三通閥切換至尾氣不經(jīng)過(guò)所述尾氣加熱管的直排狀態(tài)；且/或關(guān)閉所述電加熱管；

S33：繼續(xù)獲取第一溫控管內(nèi)的介質(zhì)溫度T1，并在T1低于低溫警戒溫度t1時(shí)，重新將三通閥切換至尾氣經(jīng)過(guò)尾氣加熱管的運(yùn)行狀態(tài)；并重新執(zhí)行如步驟S31的步驟；否則執(zhí)行步驟S4；

S4：獲取儲(chǔ)氣罐內(nèi)的實(shí)時(shí)氣體壓力P1，判斷儲(chǔ)氣罐內(nèi)的實(shí)時(shí)氣壓是否達(dá)到警戒高壓p2，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果做出如下決策：

(1)當(dāng)P1≥p2時(shí)，將三通閥切換至尾氣不經(jīng)過(guò)所述尾氣加熱管的直排狀態(tài)，保持所述電加熱管關(guān)閉，攪拌機(jī)構(gòu)中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)關(guān)閉；

(2)當(dāng)P1＜p2時(shí)，返回重新執(zhí)行步驟S1所述的步驟。