用于流体贮存器的过滤器系统和过滤方法
【专利摘要】一种流体输送系统(500)包括流体贮存器(128)，该流体贮存器(128)具有入口筛网(219)和主贮存器过滤器(532)。该流体贮存器适于封围置于其内的流体(420)并包括形成贮存器容积(204)的贮存器主体，该贮存器容积(204)流体地连接至入口导管(506)、供应导管(508)和回流导管(510)。该入口筛网(219)沿着所述入口导管(506)流体地设置且适于过滤通过该入口导管(506)提供来填充所述贮存器(128)的流体。该主贮存器过滤器(532)沿着供给导管(508)流体地设置且适于过滤从所述贮存器容积(204)吸取且通过所述供应导管(508)提供至泵(126)的流体(420)。
【专利说明】
用于流体贮存器的过滤器系统和过滤方法
技术领域
[0001]本发明总体上涉及与发动机排放控制系统结合使用的柴油机排气流体输送系统，且更具体地涉及与尿素输送系统一起使用的过滤器系统和过滤方法。
【背景技术】
[0002]用于消除某些柴油发动机排气成分的一种已知方法是使用利用氮氧化物的选择性催化还原(SCR)的排气后处理系统。在典型的SCR系统中，在提供应合适的催化剂之前，将可包括尿素或尿素基水溶液的柴油机排气流体(DEF)与排气混合。在一些应用中，DEF通过专用喷射器装置被直接喷射进排气通道中。在使用尿素的情况下，喷射的DEF与排气混合且分解以在排气流中提供氨气(NH3)。然后，氨气与排气中的氮氧化物(NOx)在催化剂的作用下进行反应以提供氮气(N2)和水(H2O)。
[0003]如可以理解的是，SCR系统需要足够靠近发动机系统的某种形式的DEF的存在，使得在操作过程中不断地对发动机进行供应。各种DEF输送系统是已知的且用在发动机应用中。在已知的DEF喷射系统中，贮存器被安装至车辆上用于容纳DEF，DEF从贮存器吸取出且以计量量输送至发动机排气系统。贮存器具有有限尿素容量，使得需要在贮存器内进行DEF的定期补充。在某些应用中，诸如采矿、建筑、农业和其它领域应用中，DEF补充可在机器的作业环境中进行。这种再填充或补充操作通常由通过可移除贮存器盖将DEF分配到贮存器中来进行。如可以理解的是，灰尘及其它杂物可能落入贮存器中，尤其在再填充操作过程中，如果灰尘和/或其它杂物被吸入用于将DEF从贮存器吸取出的栗中，和/或随DEF—起被输送至DEF喷射器(而DEF喷射器通常具有紧密的间隙以及小的喷射孔，其可困住杂物或被杂物堵塞)，那么就会存在问题。
[0004]过去，已经提出多种解决方案用于减轻DEF容器中的杂物的存在。大多数这种解决方案建议将过滤介质添加至容器的填充开口，或在DEF栗上游和/或DEF喷射器之前的位置处在系统内添加与DEF供应管线成一直线的过滤器。然而，这种已知的解决方案存在某些挑战。例如，设置在容器入口处的过滤器可妨碍容器的快速填充，而容器的快速填充是期望的，尤其还因为漫长的填充过程可能会占据机器的盈利时间。而且，DEF流体的水组分容易遭受热影响，诸如在高温下分解或在低温下凝固，由于过滤器内的结晶作用和/或凝固，这使得它们在很长的内嵌供应导管和/或过滤器中的存在是不期望的。这种条件要求添加加热器和/或其它温度控制装置至DEF供应系统，从而增加了这些系统的成本和复杂性。
【发明内容】
[0005]在一个方面，本发明描述了一种流体输送系统。流体输送系统包括流体贮存器，其具有入口筛网和主贮存器过滤器。流体贮存器适用于将流体包封其中且包括形成贮存器容积的贮存器主体，其流体地连接至入口导管、供应导管和回流导管。入口筛网沿入口导管流体地设置且适用于过滤通过入口导管被提供以填充贮存器的流体。主贮存器过滤器沿供应导管流体地设置且适用于过滤从贮存器容积中吸取并且通过供应导管提供至栗的流体。
[0006]在另一方面，本发明描述了一种用于与内燃机的排气后处理系统一起使用的柴油机排气流体(DEF)贮存器。DEF贮存器包括形成贮存器容积的贮存器主体和流体开口至贮存器容积的集管开口。集管连接至贮存器主体且设置成密封集管开口。加热器连接至集管且设置在贮存器容积内并适用于浸没在DEF中。DEF吸取导管连接至集管且在贮槽位置(其在贮存器容积内且邻近加热器)和DEF吸取端口(其设置在贮存器主体外部且流体连接至DEF栗)之间延伸通过集管。袋式过滤器连接至集管。袋式过滤器完全包封贮存器容积内的加热器和DEF吸取导管的贮槽位置，使得当DEF通过贮槽位置从贮存器容积中被吸取时，所述DEF首先由袋式过滤器进行过滤。次级贮存器过滤器设置在袋式过滤器内且被布置成在贮槽位置处覆盖DEF吸取端口。填充开口筛网被设置成覆盖形成在贮存器主体中的填充开口。
[0007]在又一方面，本发明描述了一种用于贮存流体且将流体输送至与发动机相关联的后处理系统的方法。该方法包括将流体容纳在形成在贮存器内的贮存器容积内、通过供应导管将流体从贮存器吸取出、通过入口导管用流体填充贮存器，且通过回流导管使流体回流至贮存器。添加至贮存器的流体利用被放置为沿入口导管流体连接在填充开口与贮存器容积之间的入口筛网被筛选通过入口导管。从流体贮存器中吸取的流体利用沿供应导管流体地放置的主贮存器过滤器过滤。从流体贮存器中吸取的流体通过供应导管输送至栗，其通过回流导管将未使用流体回流至贮存器。
【附图说明】
[0008]图1是根据本发明具有SCR系统的发动机的框图。
[0009]图2是根据本发明的DEF贮存器的轮廓图，且图3是其局部视图。
[0010]图4是根据本发明具有安装在其上的过滤器组件的DEF集管组件的轮廓图。
[0011 ]图5A和图5B是根据本发明的用于过滤器支架的可选实施例。
[0012]图6是根据本发明的第一过滤器集管的轮廓图。
[0013]图7是根据本发明的第二过滤器集管的轮廓图。
[0014]图8是根据本发明的DEF集管组件的俯视图。
[0015]图9是处于已安装状态下的DEF集管组件的剖面图。
[0016]图10是根据本发明的可选实施例的过滤器接口的局部轮廓图。
[0017]图11是根据本发明的过滤器附接结构的可选实施例的轮廓图。
[0018]图12是根据本发明的过滤器安装结构的可选实施例。
[0019]图13是根据本发明的过滤器安装结构的可选实施例。
[0020]图14是根据本发明的过滤器安装结构的可选实施例。
[0021]图15是根据本发明的入口过滤器。
[0022]图16是根据本发明的流体贮存器的实施例。
[0023]图17是根据本发明的流体输送系统的实施例。
【具体实施方式】
[0024]本发明涉及用于机器的排放控制系统，且更具体地涉及用于与用在固定或移动机器上的柴油发动机的基于SCR的后处理系统一起使用的DEF过滤系统。本发明设想的机器可用在多种应用和环境中。例如，设想到任何执行与诸如采矿、建筑、农业、运输、海上工业或任何其它本领域已知工业相关联的某种类型操作的机器。例如，本文所设想的机器类型可为运土机器，诸如轮式装载机、挖掘机、倾卸卡车、反铲、材料搬运机、机车、铺路机等等。除了移动机器之外，设想的机器还可为固定或便携式机器，诸如发电机组、驱动气体压缩机或栗的发动机，等等。而且，机器可包括作业机具或与作业机具相关联，诸如对于各种任务(例如，装载、压实、提升、刷涂)所使用并采用的作业机具，且包括例如，铲斗、压实机、叉式提升装置、电刷、抓斗、切割器、剪切机、片板、断路器/锤子、螺旋钻以及其它。
[0025]图2是与机器100的发动机102相关联的排气后处理系统101的框图。系统101可以如所示实施例中示出模块化地包装用于改进到现有发动机或可选地用于安装到新发动机上。在所示实施例中，系统101包括第一模块104，该第一模块104流体连接至发动机102的排气导管106。在发动机操作期间，第一模块104被布置成内部地接收来自导管106的发动机排气。第一模块104可包含各种排气处理装置，比如柴油机氧化催化剂(DOC)1S和柴油机颗粒过滤器(DPF)llO，但也可以使用其它装置。第一模块104和在其中出现的部件是可选择的，且对于其中不需要由第一模块104提供的排气后处理功能的各种发动机应用可以省去。在所示实施例中，通过发动机102提供至第一模块104的排气可以首先穿过DOC 108，然后在进入传送导管112之前通过DPF 110。
[0026]传送导管112将第一模块104与第二模块114流体互连使得来自发动机102的排气可以在烟突120(其连接至第二模块)处被释放之前穿过串联的第一和第二模块104和114。在所示实施例中，第二模块114封装SCR催化剂116和氨氧化催化剂(AMOX) 118。SCR催化剂116和AMOX 118用以在氮存在下处理来自发动机102的排气，这在喷射进入传送导管112中的排气的含尿素溶液降解之后被提供。
[0027]更具体地，通常称为柴油机排气流体(DEF)121的含尿素水溶液通过DEF喷射器122被喷射进入传送导管112AEF 121包含在贮存器128中并通过栗126提供至DEF喷射器122。当DEF 121被喷射进入传送导管112时，其与穿过其间的排气混合并被运送到第二模块114。为了促进DEF与排气的混合，混合器124可沿传送导管112设置。
[0028]可以理解，由于在操作其间来自排气的热量，DEF喷射器122在传送导管112上的位置可以将喷射器暴露于相对高的温度。在所示示例性实施例中，发动机冷却剂的流通过喷射器而提供，但这种冷却剂流是可选的。
[0029]在操作其间可产生的一个问题是可以在贮存器128中发现的灰尘和/或其它碎肩的吸入。由于尿素可冻结，贮存器128和其它类似贮存器内的入口端口接近贮存器的底部使得在发动机102的操作开始且设置在贮存器内的加热器仍未融化保持在贮存器中的全部量的尿素时，即使冻结尿素仍存在并漂浮在存储器中流体尿素可以被吸取。然而，由于这种原因从贮存器128的底部吸取流体还使系统在填充操作其间通过填充端口开口落入贮存器而更容易吸入可存在于贮存器中的碎肩、灰尘或其它污染物。
[0030]用于DEF贮存器200的过滤器机构的一个实施例示于图2和3中。DEF贮存器200适合与发动机，比如具有如图1所示的DEF贮存器128的发动机102—起使用。在本实施例中，图2示出了具有安装在其中的集管组件202的DEF贮存器200。图3是用以显示内部部件和功能件的DEF贮存器200的截面图。关于这些附图，所示DEF贮存器200为限定贮存器容积204的单件式模制塑料结构，该贮存器容积204经由排放塞206和由填充盖210密封的填充开口 208可流体地触及。集管组件202包括加热器装置212、连接至供应管215的DEF供应端口 214和DEF返回端口216 AEF集管组件202进一步包括具有入口过滤器219和连接在供应管215的自由端的贮槽218、设置在传感器杆221(如图4最佳示出)上的DEF液位传感器220，其在图中具体化为浮子液位传感器装置。
[0031]在所示实施例的集管组件202中，加热器装置212为液-液热交换器，其使用由温热的发动机冷却剂流提供的热量来解冻贮存器200中冻结的DEF流体。尽管示出了冷却剂操作的加热器，但可以使用其它类型的加热器，比如电动或排气热驱动加热器(列出少数几个)。冷却剂操作的加热器包括将温热的冷却剂从发动机(例如，发动机102(图1))供应到螺旋元件或线圈224的冷却剂入口导管228，该螺旋元件或线圈224设置在贮存器容积204中并与其中的DEF流体接触。通过冷却剂入口导管228提供的冷却剂穿过线圈224，从而加热DEF流体。从线圈224的冷却剂流可以通过冷却剂出口导管230返回到发动机。
[0032]集管组件202进一步包括分别地DEF供应和返回端口 232和234 AEF供应端口 232流体连接至供应管215并可以连接至DEF栗入口(未示出)，例如栗126(图1)，使得DEF可以从贮存器200吸取。栗可以配置成将计量量的DEF提供至DEF喷射器122(图1)并经由DEF返回端口234将未使用DEF返回至贮存器200。因此，在所示实施例中，与DEF贮存器200交换的所有功能性流体可以通过DEF集管202实现。DEF贮存器200可进一步包括用于将其附接到车辆或其它结构的安装凸部236。
[0033]在所示实施例中，集管组件202通过形成于DEF贮存器200中的集管开口222而安装使得至少加热器装置212、供应管215和传感器220设置在贮存器容积204内。如所示，加热器212的线圈224和管215的供应入口 226存在于贮存器容积204内并靠近其底部使得存在于贮存器容积204中的DEF流体可以可靠地被加热并在操作期间从贮存器200中吸取。然而，可以理解，当贮存器200通过重力以及通过沉积如所示竖直地安装时，可以存在于先前所述的贮存器容积204中的任何碎肩和/或灰尘也可以以较高浓度接近贮存器200的底部存在。至少由于这个原因，各种过滤器被用于确保最小量至无碎肩被吸入管215中，将在以下描述。
[0034]在所示实施例中，两个过滤级用于移除可能存在于贮存器200中的碎肩和/或冰晶体。例如，如先前所讨论，在冷浸状态期间DEF的结冰可能需要在操作之前和操作期间通过加热器212加热。然而，在贮存器200中的DEF未完成融化以及与车辆运动结合的操作期间可能存在这样的状态，这些状态可产生熔融DEF与固体DEF的过渡状态，其可以被称为冰凌状态。在这些状态下，为了避免入口管215通过冰粒堵塞，可以使用入口过滤器219。在所示实施例中，入口过滤器219与可能存在于贮存器200中的细灰尘或残渣相比具有相对大的过滤器孔隙，但还适用于降低或者优选地共同阻止围绕供应管215的入口226处的贮槽218内的冰积聚的孔隙。入口过滤器219的孔隙可以依据所使用DEF流体的类型而选择。在所示实施例中，入口过滤器具有约ΙΟΟμπι的孔隙，但也可以使用其它孔隙比如在约20μπι至约150μπι范围内的孔隙。如果足以阻止供应管215内的冰积聚以降低入口管215的入口处的压力降，则对于入口过滤器219而言，可以优选较大孔隙。
[0035]入口过滤器219的相对大的孔隙是可接受的，因为入口过滤器219作为辅助过滤器运行，其不太可能会遇到相当数量的来自贮存器容积204的碎肩。主过滤器组件238以围绕并且基本封围集管组件202的暴露于贮存器容积204内的DEF的部分来设置。用于说明，从贮存器200中抽出的集管组件202的轮廓图示出在图4中。参考图2-4，其中为了简化，相同的元件通过相同的附图标记指示，主过滤器组件238封围入口管215和其入口 226、贮槽218、入口过滤器219、集管线圈212、液位传感器220以及集管组件202的其它区域。主过滤器组件238包括袋式过滤器240和附件或者安装轴套242。在某些实施例中，过滤器支架244或者筛网也可用于帮助袋式过滤器240在检修过程中保持其形状并且不会垮塌，特别是在DEF流体被从过滤器内吸取时。
[0036]在示出的实施例中，袋式过滤器240由聚丙烯毡织物或者材料的层制成，具有大约30μπι至40μπι的孔隙。袋式过滤器240的孔隙取决于预期存在于贮存器内的碎肩的尺寸，并且可以相应地变为任何尺寸，尽管通常希望其具有在Iym至50μπι之间的孔隙。如所示出的，聚丙烯毡具有靠内的光滑的一侧，以及靠外的未处理的或者不光滑的具有毡的感觉的一侧，该靠外侧增大了过滤器的用于捕集碎肩的外部面积，这些碎肩可能在贮存器容积204内到处移动，但是不会在过滤器的内部的过滤的一侧，从过滤器引入掉落的纤维或者碎肩。在某些实施例中，也可以使用具有光滑的两侧的织物。而且，聚丙烯材料可被替换为对将要过滤的流体类型具有抗腐蚀性的不同的材料。此外，尽管这里示出袋式过滤器使用单层的材料，也可以使用多层或者叠层。在一个可以想到的实施例中，使用两叠层或多叠层来增加过滤效率。考虑到袋式过滤器的结构，平的织物片可被切割并且缝合成适当的形状。可替代地，通过使用袜子编织类型的机械，采用聚丙烯纤维和和纱线，可将过滤器编织成管状。
[0037]在示出的实施例中，过滤器支架244是中空的，通常是圆柱形的，对应于袋式过滤器240的圆柱形状。过滤器支架244的外径配置成安装在袋式过滤器240的内径内，并且在运行中帮助袋式过滤器保持其形状。因为在示出的配置中的袋式过滤器240延伸超过并且围绕线圈224，由于线圈224提供的内部支撑，过滤器支架244不需要沿着圆柱形的袋式过滤器240的全部纵向长度延伸。换句话说，过滤器支架244只需要沿着袋式过滤器240的未支撑的纵向长度延伸，在图4中示出为“X”，尽管更长的支架也是可用的。而且，在可替代的支撑结构，例如没有线圈224的配置中，过滤器支架244可沿着袋式过滤器240的全部长度延伸，并且进一步地，可包括一个端盖(未示出)，其布置为支撑袋式过滤器240的端部246(在图3中示出得最清楚)。如图所示，过滤器支架244可由挤压塑料或者采用塑料纤维的编织网制备。由于一些DEF制剂的侵蚀特性，在该实施例中，使用塑料作为支架而不是金属，但是根据DEF或者贮存器内使用的任何其它流体的类型，任何合适的材料都是可用的。两种示例性的筛网形状示出在图5Α和5Β中，但是其它类型的筛网形状和/或材料也是可用的。通常，对于含有尿素的DEF贮存器，合适的材料可包括金属，例如钛，N1-Mo-Cr-Mn-Cu-S1-Fe合金，例如，哈司特镍合金c/c-276，高合金奥氏体Cr-N1-钢和Cr-N1-Mo-钢，以及不锈钢。其它合适的，非金属的材料包括聚乙烯，聚丙烯，聚异丁烯全氟烷基烷烃(PFA)，聚氟乙烯(PEE)，聚二氟乙烯(PVDF)，聚四氟乙烯(PTFE)，偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物。
[0038]为了将袋式过滤器240安装并保持在贮存器容积204内，通过使用夹具250，袋式过滤器240的入口轴套部分248被固定在安装轴套242上。安装轴套242具有蛤壳式的两件式结构，包括第一部分252和第二部分254，它们分别被示出在图6和图7中。参考这些附图，轴套部分252和254具有配合的捕陷件(land) 256，每一个具有半圆的形状，它们一起形成基本上为圆柱形的捕陷件，将袋式过滤器240固定在安装轴套242上的夹具250(图4)容纳在其中。第一和第二部分252和254互相连接，并且通过紧固件241(图4)穿过配合的紧固件开口 243来固定。第一和第二部分252和254还包括加强支脚258，这些加强支脚具有基本上细长的形状，并且互相平行地延伸。加强支脚258是可选择的，并且设置在捕陷件256下面的对称的径向位置，在特定的条件下为过滤器支架244提供额外的支撑，例如，当贮存器200安装在其上的机械在粗糙的地形上移动，或者改变速度时，靠近贮存器容积204的顶部漂浮的冰的碎块与集管组件202碰撞的时候。
[0039]为了对准集管组件202的各种部件，安装轴套242的第二部分254或者轴套结构的其它部分，可包括对准功能件260，其在示出的实施例中(图7)包括V形的表面262，该表面与DEF集管202的顶部下侧的配合结构264接合，如图8所示。在该实施例中，安装轴套242被连接在DEF集管202的安装法兰263的周长内，当安装时，例如通过使用垫圈，该安装法兰可以密封地接合贮存器主体的对应法兰。
[0040]用于将袋式过滤器240安装在贮存器200内的第一可替代的实施例在图9的剖视图中示出。这里，袋式过滤器240融合或以其它方式连接到塑料保持件266上。保持器266具有基本上中空的圆柱形状，其形成为向外延伸的平的圆形的法兰268。当安装在贮存器内时，法兰268在垫圈270和集管202的安装法兰263之间，被捕获于形成在贮存器200的主体274上的对应法兰272上。以这样的方式，袋式过滤器240连同保持器266—起，在检修期间可以被移除并且更换。
[0041]用于可释放地将袋式过滤器240连接至集管的另外的可替代的实施例示出在图10-13中。参考图10，为了清楚起见，袋式过滤器240的轴套部分300被放大示出，并且从周围部件中移开。在该实施例中，轴套部分300沿着圆环304，在径向位置处形成一系列切口302。通过折回并且将其自身固定在袋式过滤器240的自由端而形成的环304限定槽306，其可将蜗轮式夹具或其它夹紧装置的带箍牢固地在容纳其内，这是本领域已知的。当夹具(未示出)插入槽306中时，袋式过滤器240可牢固地与其相关联并且连接至集管，例如，当夹具被插入并且围绕保持器的捕陷件区域(例如捕陷件区域256)紧固时(图6和7)。在检修期间，只需要松开夹具，就可以移除并且清理和/或使用另一个袋式过滤器更换该袋式过滤器。
[0042]在图11中示出了另一可选的实施例，在这里为了说明起见，一起示出了匹配轴套308和310。第一轴套308可被熔合、粘附或以其它方式连接至袋式过滤器(这里未示出)的开口端或嘴部。第二轴套310或至少另一承受其功能功能件的结构可被连接至贮存器的集管。第一轴套308具有大致中空的圆柱形形状，形成了内部312。多个突部或凸块314被连接至第一轴套的内部，以使得凸块314相对于轴套外围径向地向内延伸。第二轴套310形成了多个通道316，其位置和尺寸对应于第一轴套308的凸块314。为了将袋式过滤器安装至集管，在其上具有袋式过滤器的第一轴套308可以绕着第二轴套310周向地布置，以使得凸块314与它们相应的通道316相对准且进入其中。每个通道316具有斜面部分318和锁定部分320，以使得当每个凸块314插入它相应的通道316中且第一轴套308相对于第二轴套310旋转时，凸块314跟随通道316，沿着斜面部分318和过渡段且嵌入锁定部分320，因而将袋式过滤器固定至集管。对于检修，一个人可以以反向方向旋转第一轴套308以释放来自集管的过滤器，以便清洁和/或更换。
[0043]在图12中示出了另一可选的实施例。这里，集管202的主体部分形成了安装部分322。过滤器保持轴套324由两个彼此连接的蛤壳形半圆形段326制成，以经由紧固件328形成环。环形过滤器保持轴套324与袋式过滤器240相连接、粘附、熔合或其它的机械接合，且通过紧固件330被固定至集管的主体部分的安装部分322。通过这种方式，在检修期间，袋式过滤器240和环形保持轴套324的整个组件可以从集管202中移除，以更换过滤器240和/或轴套324。
[0044]在图13中示出了另一可选的实施例。这里，集管202的安装部分322连接至接受件332，在其中形成周向延伸槽334，其绕着集管202的安装部分322延伸。凹槽334被配置成用于在其中接受与袋式过滤器240的嘴部开口相关联的且绕其连接的O形环或其它圆环形结构，以使得当O形环被设置在槽334中时建立过盈配合，因而将袋式过滤器240固定至集管202。在该实施例中，袋式过滤器的移除和更换可被有利地完成而无需移除紧固件或类似物。
[0045]在图14中示出了另一可选的实施例。在该实施例中，示出了贮存器200的壁的部分，在这里，法兰272形成在主体274上。DEF集管202的安装法兰263被设置成用于抵靠法兰272紧密地接合和捕获袋式过滤器240。在该实施例中，过滤器法兰336与袋式过滤器240的环形法兰状延伸部338相熔合，且一体式过滤器突部338，作为单一的结构，在DEF集管202与贮存器200之间被紧密地捕获和固定。通过这种方式，在DEF集管202与突部338之间、突部338与过滤器法兰336之间、以及过滤器法兰336与贮存器200之间形成了密封性连接。在该实施例中，袋式过滤器240的移除和更换涉及集成的过滤器法兰336的更换，它们都可以通过从贮存器200中移除DEF集管202来被有利地完成。
[0046]在图15中示出了入口筛网或填充开口过滤器装置400。填充开口过滤器装置400可被用在贮存器200的入口开口处，以在填充运行期间，筛选、过滤或其它地防止异物进入贮存器200。填充开口过滤器装置400包括由盖404覆盖的填充颈部402。填充颈部402可被设置在贮存器200之内或之外，且用作为漏斗，用于引导添加至其中的流体至贮存器200的间隔体积或腔体中。当未使用时，或在检修期间，盖404覆盖贮存器开口。
[0047]在示出的实施例中，如在图16中所示，填充开口过滤器装置400包括被配置成用于在贮存器的内部空间中延伸的笼406。该笼通过填充颈部402接受添加至贮存器的流体。笼406形成有由筛网410覆盖的窗口 408，过滤器流体在进入贮存器200之前从填充颈部402流进笼406，且通过窗口 408和筛网410。底部筛网412可被添加以增加通过笼406的流动区域，且有助于贮存器的快速填充。在一个实施例中，筛网410可具有适当尺寸的筛网以用作为粗滤器以捕获该领域中的存在于该404周围或上面的石头或其它微细的碎肩，例如，煤尘、废渣纤维或其它废渣材料等类似物。如所示，筛网410和412可以具有尺寸以通过其具有约100至lj200ym的流动开口。
[0048]在图16示出的安装中，为了进一步促进贮存器200的期望填充，可提供有气隙或填充通风开口414。在示出的实施例中，填充通风开口414由提供在内部圆柱形壁416与外部圆柱形壁418之间的间隙形成，其同心地设置在贮存器200的填充开口内。如所示，内壁416和外壁418在贮存器200内以相同的距离D延伸，以限定最大贮存器填充液位。通过这种方式，当流体420达到填充液位为贮存器200的顶部壁之下的高度D时，通风将停止而且操作员将指导贮存器已经被填充最大容量。贮存器期望的填充液位可基于多个参数来选择，例如贮存器容量等类似参数，且还可提供位于贮存器顶部的自由空间422，以考虑到由于加热和/或冷冻引起的流体膨胀而不损坏贮存器壁。
[0049]在图17中示出了根据本发明的流体输送系统500。流体输送系统500可以为用于在车辆中存储和输送DEF的系统，且包括多个过滤阶段，其能够有效地移除来自系统的碎肩、冰以及其它颗粒。示出的实施例中的流体输送系统500包括贮存器502，其在运行期间是关闭的或无通风的。贮存器502形成用于包含流体(例如DEF)的内部腔体504。三条流体导管或通道与内部腔体504相连通。三条流体导管是用于填充贮存器的入口导管506、用于排空或从贮存器中吸取流体的出口或供应导管508、以及用于将未使用的流体回流至贮存器的回流导管510。
[0050]该系统进一步包括安装于栗壳体514内的栗512，其形成了入口开口516、出口开口518和回流开口520。栗512可以为栗126(图1)。在示出的实施例中，栗入口开口516经由供应通道522连接至供应导管508。同样地，回流开口 520经由回流通道524连接至回流导管510。在运行期间，栗512可从贮存器502中吸取作业流体，该流体会被计量和/或加压且被提供至出口端口518以输送至另一装置或系统，例如是类似喷射器122(图1)的DEF喷射器。在示出的实施例中，栗512被配置为给料栗，以使得仅仅只有一计量量被输送至接收系统。任何从贮存器中吸取的保持未被使用的流体经由回流通道524回流至贮存器。为了补充贮存器中的流体，可以从填充开口 526定期地添加流体至贮存器，该填充开口经由填充通道528连接至填充端口 506。
[0051]系统500有利地包括各种过滤器、筛网和被布置为防止各种系统部件被可与流体一起存在于系统中的碎肩破坏或污染的其它流体清理装置。在所说明的实施例中，示出了与贮存器和栗相关联的各种过滤器。具体地说，入口筛网530用于拦截当贮存器502中补充流体时进入贮存器502的可能污染物。入口筛网530的一个实例是图15中所示的填充开口过滤器装置400。可以理解，虽然入口筛网530被示为处于贮存器外部，但是所述说明是示意性的使得系统可包括贮存器内的入口筛网，图16中所示的填充开口过滤器装置的情况也是如此。另外，为了促进贮存器的期望填充，入口筛网530可以具有例如在约ΙΟΟμπι至250μπι之间的范围中的相对较大孔隙，所述孔隙已被发现足以排除来自贮存器的较大碎肩粒子同时促进贮存器的期望填充。
[0052]为了在将来自贮存器的流体提供至栗512之前过滤可能穿过入口筛网530的细碎肩，系统500进一步包括各自执行不同任务的一系列过滤器。如图17中所示，从贮存器中吸取的流体进入供应导管508并且穿过主贮存器过滤器532。主贮存器过滤器532可以具有介于约5μπι至ΙΟμπι之间的孔隙并且可以被设置在贮存器容积504内。如图3中所示，合适的主贮存器过滤器532的一个实例是袋式过滤器240。如可从图3中所示的配置中发现，主贮存器过滤器532可以被设置在贮存器内并且可以进一步封围其它部件，诸如辅助过滤器、用于从贮存器中吸取的流体的入口端口、加热器、液位传感器以及可对碎肩污染敏感的其它部件。
[0053]在针对系统500所说明的实施例中，辅助贮存器过滤器534被设置在主贮存器过滤器532后面。辅助贮存器过滤器534可以是入口筛网219，其在贮存器中的流体在寒冷操作条件下完全解冻之前防止所过滤的流体的冰块粒子进入流体吸取管线或导管和堵塞入流体吸取管线或导管。当流体进入栗壳体时，其可以穿过具有约90μπι至ΙΟΟμπι的孔隙的附加入口筛网536。附加入口筛网536虽然对于整个系统500来说可能是冗余的，但是其可以用于防止存在于导管中的碎肩在系统500组装之前和/或之后进入栗512，并且可以进一步防止存在于供应导管522中的冰块从过滤器532和534下游至少暂时堵塞栗512的作业部分。栗壳体514可以进一步包括被配置为过滤栗中的主流体出口供应的主栗过滤器538。主栗过滤器538可以具有约ΙΟμπι的数量级的孔隙。另外或代替如图17中所示相对于系统500所示和所描述的过滤器和筛网，附加和/或选用过滤器和筛网可以被添加至系统。
[0054]工业实用性
[0055]本发明适用于用于发动机的排放控制系统，并且更特定地涉及使用需要将基于尿素的水溶液喷射至发动机排气流中的SCR工艺的排放控制系统。在所公开的实施例中，描述了用于馈送来自贮存器的DEF的双级过滤布置，其有利地被配置为提供充分保护以防止碎肩(诸如淤泥、灰尘、纤维等)或透明碎肩(诸如冰块)进入栗送系统中和/或以其它方式阻塞DEF流动通道而无法从贮存器中排出。
[0056]应当明白，上述描述提供了所公开系统和技术的实例。然而，可以预期本发明的其它实施方式可以在细节上不同于上述实例。有对本发明或其实施例的参考意图参考在那点上所讨论的具体实例，而不是意图暗示对本发明更宽的范围进行任何限制。所有关于某些功能件的区别和轻视的语言意图说明这些功能件并非优选的，而不是将这些功能件从本发明的范围中完全排除，除非另有说明。
[0057]在此对数值范围的列举仅仅意图用作分别提及落入范围内的每个独立值的简略方法，除非在此另外说明，并且每个独立值被包含在说明书中，如同在此分别列举一样。在此所描述的所有方法可以任何合适的顺序执行，除非在此另有说明或者由上下文明确地否定。
【主权项】
1.一种流体输送系统(500)，其包括: 流体贮存器(128)，其适用于封围其中的流体(420)，所述流体贮存器(128)包括形成贮存器容积(204)的贮存器主体(274)，所述贮存器容积(204)流体地连接至入口导管(506)、供应导管(508)和回流导管(510); 入口筛网(410)，其沿所述入口导管(506)流体地设置，所述入口筛网(219)适用于过滤通过所述入口导管(506)被提供为填充所述贮存器(128)的所述流体(420);以及 主贮存器过滤器(532)，其沿所述供应导管(508)流体地设置，所述主贮存器过滤器(532)适用于过滤从所述贮存器容积(204)中吸取并且通过所述供应导管(508)提供至栗(126)的流体。2.根据权利要求1所述的流体输送系统，其中所述入口筛网(410)与被设置在所述流体贮存器(128)的填充开口( 208)内的过滤器装置(530) —体形成，所述过滤器装置包括: 填充颈部(402)，其形成在所述装置的主体中，所述填充颈部(402)被设置为与所述贮存器容积(204)流体连通； 填充盖(210)，其被布置为覆盖所述填充颈部(402)的开口端； 笼(406)，其形成连接到所述主体的至少一个窗口，所述至少一个窗口被流体地设置在所述贮存器容积(204)与所述填充颈部(402)的所述开口端之间；以及 至少一个筛网，其被设置为覆盖所述至少一个窗口使得进入所述填充颈部(402)的所述开口端的流体必须穿过所述至少一个窗口并且由此在进入所述贮存器容积(204)之前被过滤。3.根据权利要求2所述的流体输送系统(500)，其中所述贮存器主体进一步包括: 内壁(406)，其由所述贮存器主体形成并且围绕所述入口导管(506)，其中所述过滤器装置被设置在所述内壁内； 外壁(416)，其由所述贮存器主体形成并且围绕所述内壁，其与所述内壁相距一定距离以在其间形成间隙； 其中所述间隙被配置为通风口以促进流体对所述贮存器容积的期望填充，以及 其中所述内壁和外壁(406和416)在所述贮存器容积内延伸距离(D)使得所述贮存器容积可仅被填充高达等于所述距离的液位。4.根据权利要求1所述的流体输送系统(500)，其中所述主贮存器过滤器(532)是袋式过滤器(240)，且其中所述袋式过滤器(240)围绕连接地设置在所述贮存器容积(204)内的流体液位传感器(220)。5.根据权利要求1所述的流体输送系统(500)，其中所述供应导管(508)包括被设置在所述贮存器容积(204)内的供应开口，且其中所述主贮存器过滤器(532)被设置在所述贮存器容积(204)内并且被布置为在流体进入所述供应开口之前将所述流体过滤。6.根据权利要求5所述的流体输送系统(500)，其进一步包括被设置在所述主贮存器过滤器(532)后面的辅助贮存器过滤器(534)，其中所述辅助贮存器过滤器(534)被设置为覆盖所述供应开口。7.根据权利要求5所述的流体输送系统(500)，其进一步包括流体地连接至所述流体贮存器的栗(126)，所述栗(126)具有流体地连接至所述供应导管(508)的供应开口和流体地连接至所述回流导管(510)的回流开口(520)。8.—种存放流体并且使用根据前述权利要求中任一项所述的流体输送系统(500)将流体输送至与发动机(102)相关联的后处理系统(101)的方法，所述方法包括: 将所述流体(420)容纳在形成在贮存器(128)内的贮存器容积(204)内； 通过供应导管(508)从所述贮存器(128)中吸取流体； 通过入口导管(506)利用流体填充所述贮存器(128); 通过回流导管(510)将流体(420)回流至所述贮存器(128);利用被放置为沿所述入口导管(506)流体连接在填充开口(208)与所述贮存器容积(204)之间的入口筛网(219)筛选通过所述入口导管(506)添加至所述贮存器(128)的流体；利用沿所述供应导管(508)流体地放置的主贮存器过滤器(532)将从所述流体贮存器(128)中吸取的流体过滤；以及 通过所述供应导管(508)将从所述流体贮存器(128)中吸取的流体输送至栗(126)，其通过所述回流端口将未使用流体回流至所述贮存器(128)。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述入口筛网(219)与被设置在所述流体贮存器的填充开口( 208)内的过滤器装置一体形成，所述方法进一步包括: 将被添加至所述贮存器容积(204)的流体提供至形成在所述装置的主体中的填充颈部(402)，所述填充颈部(402)被设置为与所述贮存器容积(204)流体连通； 当填充操作完成时，使用填充盖(210)覆盖所述填充颈部(402)的开口端； 允许添加至所述填充颈部(402)的流体通入形成至少一个与所述主体连接的窗口的笼(406)，所述至少一个窗口流体地设置在所述贮存器容积(204)和所述填充颈部(402)的所述开口端之间；和 当流体从所述笼(406)流进所述贮存器容积(204)时，通过迫使所述流体流过至少一个筛网来筛选所述流体，所述筛网设置为覆盖所述至少一个窗口。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述方法进一步包括: 通过使来自所述贮存器容积(204)内的空气从间隙(414)排出而对所述贮存器容积进行通风，从而便于用流体对所述贮存器容积的期望填充，以及 将所述贮存器容积内的液位限制在填充线以下，所述填充线在高度上与内外壁围绕所述填充孔在所述贮存器容积内延伸的距离(D)重合。
【文档编号】B01D35/02GK105939769SQ201580006702
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2015年2月3日
【发明人】J·W·赫金斯, T·J·卡西迪, J·R·里斯, L·哈特
【申请人】卡特彼勒公司