隔热还原剂罐的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型总体上涉及一种还原剂罐结构，该还原剂罐结构用于与设置在机器上的选择性催化还原(SCR)系统一起使用，该机器配置为用于寒冷天气运行。更具体地，本实用新型涉及一种隔热还原剂罐结构，该隔热还原剂罐结构用于与设置在机器上的SCR系统一起使用，该机器配置为用于寒冷天气运行。
【背景技术】
[0002]—种用于减少某些柴油发动机排气成分的已知方法是，通过使用排气后处理系统，该排气后处理系统利用诸如氮氧化物的污染物的选择性催化还原(SCR)。在典型的SCR系统中，通常将尿素、脲基水溶液或类似的还原剂溶液与排气混合。在一些应用中，通过喷射设备将还原剂溶液直接注入排气通道中。注入的还原剂溶液通常与排气混合，以在排气流中提供例如氨(NH3)。然后氨与排气中的氮氧化物(NOx)结合催化剂一起反应，以提供氮气(N2)和水(出0)。
[0003]可以理解，SCR系统需要在接近发动机系统处存在一些形式的还原剂，使得在运行期间发动机可以被连续的供应。各种还原剂输送系统在发动机应用中是已知且使用的。在已知的还原剂喷射系统中，可能出现与温度相关的问题，这可能影响还原剂的储存。
[0004]—种还原剂是柴油机排气处理液，其可以储存在通常由钢制成的车载罐中。当容纳诸如柴油机排气处理液的还原剂的钢罐遭遇低于凝固点的温度时，储存在罐中的还原剂可能冻结。随后，还原剂可能会滞留在罐中。当滞留的还原剂冻结，冻结的还原剂可能膨胀，随后使罐中的还原剂对还原剂罐产生膨胀压力。还原剂的这种膨胀压力可以导致罐体隆起和变形、损坏或破裂。膨胀压力可能损坏罐体焊接点或类似物，常常进一步损坏罐体内部的部件。
[0005]名称为“用于机动车辆的流体容器”的美国专利8，429，900公开了一种用于机动车辆的流体容器，该容器具有内部空余空间，该内部空余空间与已冻结的流体体积的增加相对应。然而，美国专利8，429，900并未提出控制还原剂冻结以防止损坏罐体。
[0006]因此，需要一种控制罐中还原剂冻结的方法，其中还原剂储存在所述罐中，以防止或避免对罐的损坏。
【实用新型内容】
[0007]在本实用新型的一个方面中，公开了一种隔热还原剂罐，所述隔热还原剂罐包括:多个侧面，其连接起来以形成具有上部和下部的罐;集管，其被配置成从所述罐抽吸还原剂，并将所述还原剂供应至排气后处理系统；以及至少一个隔热层，其沿着所述罐的多个侧面的上部的至少一侧设置，其中所述上部和所述下部配置有至少一个隔热层，以控制所述罐内还原剂的冻结，并且其中所述至少一个隔热层使所述上部比所述下部更隔热。
[0008]所述罐的所述下部包括锥形形状。
[0009]所述至少一个隔热层通过金属片层结合到两侧上。
[0010]进一步包括至少一个挡板，所述挡板被配置成控制所述还原剂的流动，且被配置成控制所述罐中的所述还原剂的局部冻结。
[0011]所述下部的至少一部分窄于所述上部。
[0012]所述至少一个隔热层衬在所述罐的至少一个内表面上。
[0013]所述至少一个隔热层衬在所述罐的至少一个外表面上。
[0014]在本实用新型的另一方面中，公开了一种隔热还原剂系统，该系统包括:配置成基于柴油燃料运行的机器、在所述机器上的柴油燃料发动机、在所述机器上的排气后处理系统、以及在所述机器上的还原剂罐，所述还原剂罐具有还原剂，在所述还原剂罐的至少上部、下部和至少一个部件衬有至少一个隔热层，其中所述至少一个部件配置成从所述还原剂罐抽吸出还原剂，并将所述还原剂供应至所述排气后处理系统。
[0015]在本实用新型的另一方面中，公开了一种用于控制还原剂罐中还原剂冻结的方法，该方法包括:布置具有上部和下部的多个侧面以提供所述还原剂罐，其中所述多个侧面的下部是锥形的，使所述还原剂罐的所述多个侧面的至少上部隔热，其中使至少上部隔热包括:使所述上部比所述下部更隔热，并且在还原剂罐的上部中提供膨胀容积。
【附图说明】
[0016]图1是根据本实用新型一个方面具有发动机和排气后处理系统的机器的示例性视图，所述排气后处理系统产生排气流。
[0017]图2是根据本实用新型一个方面的排气后处理系统的示例性视图。
[0018]图3是根据本实用新型一个方面的隔热还原剂罐的的前透视图。
[0019]图4是示出根据本实用新型一个方面罐的内部部件的隔热还原剂罐的前剖视透视图。
[0020]图5是图4的隔热还原剂罐的后视图。
[0021]图6示出了还原剂最初如何在根据本实用新型一个方面的还原剂罐的下部中冻结。
【具体实施方式】
[0022]图1是根据本实用新型一个方面具有发动机和排气后处理系统的机器的示例性视图，所述排气后处理系统产生排气流。具体地，图1示出了包括动力系统10的机器I。机器I可以是拖拉机(如图所示)、采矿卡车、公路用卡车、小汽车、车辆、非公路用卡车、推土设备、物料处理机、采运机器、压土机、施工设备、固定式发电机、栗、航空航天应用、机车应用、船舶应用、采矿机器或需要动力系统10的任何其他设备或应用。
[0023 ]动力系统1包括发动机12和排气后处理系统14，以处理由发动机12产生的排气流16。发动机12可以包括未示出的其他功能部件，诸如控制器、燃料系统、空气系统、冷却系统、外围设备、传动部件、涡轮增压器、排气再循环系统等等。发动机12可以是任意类型的发动机(内燃、燃气、柴油、气体燃料、天然气、丙烷等)、可以具有任意尺寸、具有任意数量的气缸、任意类型的燃烧室(圆柱形、旋转式火花点火、压缩点火、四冲程和二冲程等)以及任意构型(“V”、同轴、径向等)。
[0024]排气后处理系统14包括输送排气流16的排气导管18和选择性催化还原(SCR)系统20。SCR系统20包括SCR催化器22和还原剂供应组件24。
[0025]在一些方面，排气后处理系统14还可以包括清洁催化器30。排气后处理系统14的一个方面可以不包括柴油机氧化催化器或柴油机微粒过滤器，而排气后处理系统14的另一方面可以包括这些部件。SCR催化器22和清洁催化器30可以包括适当催化剂或其他材料，分别根据它们的预期功能布置于基底上。基底可以包括堇青石、碳化硅、其他陶瓷、金属结构体等等。基底可以形成蜂窝体结构，其具有多个通道或单元，用于让排气流16通过。如所示出，SCR催化器22和清洁催化器30基底可以容纳在容器中，或者可以整体结合到排气导管18中。如所示出，SCR催化器22和清洁催化器30可以在容器中，或者可以单独布置。
[0026]排气后处理系统14配置成移除、收集或转化来自排气流16的不需要的组分。SCR催化器22配置成在还原剂(例如柴油机排气处理液(DEF))存在的情况下减少排气流16中氮氧化物(NOx)等的量。
[0027]清洁催化器30可以体现为氨氧化催化器(ΑΜ0Χ)。清洁催化器30可以配置成捕获、储存、氧化、还原和/或转化可能流过或穿透SCR催化器22的还原剂。清洁催化器30还可以配置成捕获、储存、氧化、还原和/或转化排气流中存在的其他组分。
[0028]在所示方面中，排气流16排出发动机12，穿过SCR系统20，然后，可以通过排气导管18(如果使用的话)，穿过清洁催化器30。在所示方面中，清洁催化器30位于SCR系统20的下游。在其他方面，这些装置可以以各种顺序布置，并可以以不同组合结合在一起。其他排气处理装置还可以位于SCR系统20的上游、下游或内部。
[0029]还原剂供应组件24可以配置成将还原剂引入SCR催化器22的排气上游。还原剂供应组件24可以包括还原剂源32，其可以包括栗槽单元(PTU)32、还原剂管路34和喷射器36。在图1和图2所示的方面中，PTU32大体上可以包括还原剂罐40和栗50。根据各个可选方面，栗50可以安装至还原剂罐40，使得还原剂罐40向栗50提供竖直和水平支撑。
[0030]还原剂供应组件24还可