专利名称：尿素溶液泵结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种尿素溶液泵结构。更特别地，本发明涉及一种用于尿素-SCR系统的尿素溶液泵结构，其中可通过有效防止尿素泄露从而保护马达部分。
背景技术：
车辆可通过车辆类型分类，例如轿车、公共汽车和卡车。另一方面，即使车辆类型相同，车辆还可以通过燃料类型分类，例如使用汽油作为燃料的汽油车辆，使用柴油作为燃料的柴油车辆，和液化石油气(LPG)车辆。柴油车辆中的NOx比汽油车辆中的NOx更难以消除，因为柴油在过量氧气状态(例如稀薄燃烧状态)下燃烧，因此产生大量NOx。因此，研发了尿素选择性催化还原(尿素-SCR)系统作为用于消除NOx的主要技术。尿素-SCR系统以水溶液的类型供应尿素(NH2-CO-NH2),尿素溶液通过高温排放气体热解为氨(NH3)和异氰酸(HNC0)，且异氰酸(HNCO)通过排放气体的水而水解为氨和二氧化碳。通过上述方法产生的氨被用作将NOx转换成N2+02的催化剂。尿素-SCR系统通常具有用于喷射尿素的喷射器，用于将尿素罐中的尿素溶液供应至喷射器的泵，和用于控制喷射压力和喷射时间的CPU。很难将用于车辆发动机的汽油燃料泵或柴油燃料泵用作供应尿素的泵。由于尿素溶液是强碱性材料(Ph9-ll)，其适合腐蚀除SUS材料外的几乎所有金属。如图1中所示，燃料泵(BLDC燃料泵)中传统的无刷直流马达具有如下结构:燃料通过泵的旋转而加压，经过马达部分之后，加压的燃料从马达部分的上方端部排出。因此，如果将传统的燃料泵用作尿素溶液泵，由铜或钢形成的泵的马达可被高度腐蚀性尿素溶液严重损坏。实际试验表明，由于由尿素溶液造成的腐蚀，传统的泵在4至6小时的操作之后就会发生故障。公开于本发明的背景部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面旨在提供一种尿素溶液泵结构，其优点在于防止由于尿素溶液泄露而造成的腐蚀，降低制造成本，并减少噪音。在本发明的一个方面，一种尿素溶液泵结构，可包括:外壳部分，所述外壳部分连接至外部连接器并且覆盖所述泵结构的上方部分；马达部分，所述马达部分布置在所述外壳部分的下方部分处并且包括转子和定子；箱体部分，所述箱体部分将所述马达部分容纳其中；和泵部分，所述泵部分布置在所述箱体部分的下方部分处并且与所述马达部分流体隔离(fluid-1solated),其中所述泵部分形成有用于流体的入口和出ロ ；其中在所述箱体部分的下方部分处设置中空盖从而分离所述泵部分和所述马达部分，并且在所述中空盖的下方部分处安装油封単元从而密封所述转子穿过所述中空盖的旋转轴。所述油封単元可包括:固定元件，所述固定元件安装在所述中空盖下方并且围绕所述马达部分的旋转轴；旋转元件，所述旋转元件固定至所述旋转轴从而随着所述旋转轴旋转；挤压元件，所述挤压元件布置在所述旋转元件下方并且朝向所述旋转元件弹性偏置。在所述泵部分的内圆周和所述油封単元的所述旋转元件之间形成阻尼空间。所述油封单元为机械密封件。在所述泵部分的内圆周和所述机械密封件的外表面之间形成阻尼空间。所述泵部分可包括齿轮箱，所述齿轮箱为所述泵部分的主体；齿轮泵，所述齿轮泵安装在所述齿轮箱的下方部分上形成的凹槽处；和下方面板，所述下方面板覆盖所述齿轮箱的下表面并且形成有所述入口和所述出ロ ；并且所述阻尼空间在所述齿轮箱的内圆周和所述机械密封件之间形成。在所述阻尼空间中设有填料从而吸收尿素溶液的膨胀。所述填料可压缩。在所述齿轮箱中的阻尼空间的下表面处靠近所述入口形成排水孔或安装安全阀从而防止流体超压。所述排水孔或所述安全阀在所述阻尼空间和所述入口之间形成并且连接至所述入口。在所述箱体部分的上方部分处设置轴承从而支撑所述旋转轴的旋转。所述泵部分可包括主体部分，所述主体部分形成所述阻尼空间；齿轮泵部分，所述齿轮泵部分在所述主体部分的下方部分处接合并且在其中设置齿轮泵；和下方面板，所述下方面板覆盖所述齿轮泵部分的下表面并且连接至形成有所述入口和出口的所述齿轮泵部分根据本发明的示例性具体实施方案的尿素溶液泵结构通过使马达部分和泵部分分离并且通过机械密封件来密封马达部分和泵部分的连结部分，从而可以可靠地保护马达部分不受尿素溶液的影响。此外，本发明通过在机械密封件和泵部分之间形成阻尼空间，从而可保护泵部分不被损坏。通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方案，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。
图1为根据传统技术的尿素溶液泵结构的立体图。图2为根据本发明的示例性具体实施方案的尿素溶液泵结构的分解立体图。图3为根据本发明的示例性具体实施方案的尿素溶液泵结构的结合的横截面图。
图4为根据本发明的示例性具体实施方案的尿素溶液泵结构的主要部件的立体图。图5为根据本发明的示例性具体实施方案的尿素泵结构的内部部件的立体图。图6为根据本发明的另一个示例性具体实施方案的尿素泵结构的内部部件的立体图。图7为根据本发明的另一个示例性具体实施方案的尿素泵结构的内部部件的横截面图。图8为根据本发明的另一个示例性具体实施方案的尿素泵结构的内部部件的立体图。图9为根据本发明的示例性具体实施方案的外壳部分的分解立体图。图10为根据本发明的示例性具体实施方案的马达部分的定子的分解立体图。图11为根据本发明的示例性具体实施方案的马达部分的转子的分解立体图。图12为根据本发明的示例性具体实施方案的箱体部分的分解立体图。图13为根据本发明的示例性具体实施方案的泵部分的分解立体图。图14为根据本发明的另一个示例性具体实施方案的泵部分的横截面图。应当了解，所附附图并非按比例地绘制，显示了说明本发明的基本原理的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和外形)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记涉及本发明的同样的或等同的部分。
具体实施例方式下面将详细参考本发明的各个具体实施方案，这些具体实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性具体实施方案相结合进行描述，应当理解本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性具体实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性具体实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它具体实施方案。下面将参考附图对本发明的示例性具体实施方案进行详细描述。图2为根据本发明的示例性具体实施方案的尿素溶液泵结构10的分解立体图，图3为根据本发明的示例性具体实施方案的尿素溶液泵结构10的结合的横截面图，图4为根据本发明的示例性具体实施方案的尿素溶液泵结构10的主要部件的立体图，和图5为根据本发明的示例性具体实施方案的尿素泵结构10的内部部件的立体图。如图2至图5中所示，根据本发明的示例性具体实施方案的尿素溶液泵结构10可包括外壳部分100，所述外壳部分100连接至外部连接器并且覆盖泵结构的上方部分；马达部分200，所述马达部分200设置在外壳部分的下方部分处并且包括转子220和定子210 ；箱体部分300，所述箱体部分300将马达部分200容纳其中；和泵部分400，所述泵部分400设置在箱体部分300的下方部分处并且形成有用于流体的入口 441和出口 442。在箱体部分300的下方部分处设置中空盖310以用于分离泵部分400和马达部分200，并且在中空盖310的下方部分处安装油封单元320从而密封转子220穿过中空盖310的旋转轴221。本发明通过设置中空盖310并且密封转子220的旋转轴221从而保护马达部分不被腐蚀。此外，根据本发明的示例性具体实施方案的尿素泵结构通过将马达部分200和泵部分400分离，并且在泵部分400处形成入口 441和出口 442使得尿素溶液穿过入口 441和出口 442，从而保护马达部分200不受尿素溶液影响。外壳部分100是尿素溶液泵结构10的上方盖并且连接至外部连接器。如图9中所不,夕卜壳部分100可包括外壳110,所述外壳110形成外壳部分100的主体并将外部连接器容纳其中；印刷电路板(PCB) 120，所述印刷电路板(PCB) 120安装在外壳110中并切换电源；第一环形密封件130，所述第一环形密封件130用于防止通过外壳部分100的泄露；和端子140，所述端子140施加电流并且插入外部连接器。外壳110可由PBT+GF30%材料制成，所述PBT+GF30%材料具有出色的绝缘电阻和耐化学性，PCB 120可由FR-4材料制成，所述FR-4材料通过使玻璃纤维与环氧树脂分层设置而具有耐热性、耐湿性和高安全性，第一环形密封件130可由H-NBR材料形成，所述H-NBR材料具有耐热性、耐臭氧性、耐油性和耐燃料性，并且端子140可由黄铜(C2680)制成，所述黄铜(C2680)具有耐腐蚀性、切削性和易电镀性。马达部分200可由定子210和转子220组成。如图10中所示，定子210可包括用于绝缘的上方和下方绝缘体211和214，用于产生磁场的磁线213，和由磁线213缠绕的作为叠层芯部的定子芯部212。上方绝缘体211和下方绝缘体214可由PBT+GF30%材料制成，所述PBT+GF30%材料具有出色的绝缘电阻和耐化学性，定子芯部212可由S18材料制成，所述S18材料具有出色的相对渗透率并且通常用于马达，并且磁线213可由AIW材料制成，所述AIW材料具有耐臭氧性和耐化学性。如图11中所示，转子220可包括旋转轴221 ;磁体222，所述磁体222设置在旋转轴221的外部处；磁性检测器223，所述磁性检测器223用于测量霍尔传感器的位置；和推进螺母(push nut) 224，所述推进螺母224用于固定磁性检测器223。旋转轴221可由SUS304材料制成，所述SUS304材料具有耐腐蚀性、切削性和易电镀性，磁体222可以是ND-粘结磁体(bonded magnet),所述ND-粘结磁体具有耐腐蚀性和高安全性，磁性检测器223可由塑料磁性材料制成，所述塑料磁性材料具有切削性和耐冲击性，并且推进螺母224可由用于弹簧的不锈钢制成。如图12中所示，箱体部分300可包括中空盖310，所述中空盖310设置在箱体部分300的下方部分处；油封单元320，所述油封单元320安装在中空盖310的下方部分处从而防止流体泄漏；和轴承330，所述轴承330设置在箱体部分300的上方部分处从而支撑旋转轴221的旋转。如图6和图7中所示，中空盖310通过被安装在泵部分400的上方位置处从而使泵部分400和马达部分200分离。第二环形密封件340可适配于中空盖310和泵部分400的连结部分从而防止泄露。在一个或多个示例性具体实施方案中，如图6和图7中所示，盖310的下表面可具有凹面结构，并且油封单元320可插入盖310的凹面结构中。
油封単元320通过紧密地形成至旋转轴221的外圆周从而防止尿素溶液在马达部分200和旋转轴221之间泄露。油封単元320通过紧密地设置于旋转轴221的外圆周从而防止尿素溶液从马达部分200和旋转轴221之间的间隙流入马达部分200。在一个或多个示例性具体实施方案中，油封单元320可为机械密封件。机械密封件通常用于在高温和高压下防止流体从旋转轴泄露。通常地，机械密封件具有随轴旋转的旋转元件和固定于本体的固定元件，并且旋转元件和固定元件彼此紧密地形成，从而在相对于彼此移动的同时在接触表面处维持气密性和水密性密封。在一个或多个示例性具体实施方案中，如图6和图7中所示，机械密封件320可包括旋转元件321，所述旋转元件321随着马达部分200的旋转轴221旋转；和固定元件322，所述固定元件322固定于中空盖310。可在旋转元件321的背面处设置挤压元件323例如螺旋弹簧，从而通过朝向固定元件322挤压旋转元件321而使旋转元件321和固定元件322均匀接触，从而可通过挤压元件323的力和机械密封件中液压流体的力而有效防止旋转元件321和固定元件322之间的泄露。如图3和图5中所示，可在箱体部分的上方部分处设置轴承，从而支撑旋转轴的旋转。如图3中所示，马达部分200的磁性检测器223可布置在轴承330的上方部分处。在一个或多个示例性具体实施方案中，如图13中所示，泵部分400可包括齿轮箱420，所述齿轮箱420为泵部分400的主体；齿轮泵430，所述齿轮泵430安装在齿轮箱420下方部分上形成的凹槽处；和下方面板440，所述下方面板440覆盖齿轮箱420的下表面并且形成有入口 441和出口 442。由于入口 441和出口 442均在泵部分400的下方面板440处形成使得尿素溶液不能流入泵部分400的上方侧，从而马达部分200被保护不受尿素溶液的腐蚀。可在齿轮箱420的内圆周和机械密封件320之间形成阻尼空间410。如果尿素溶液沿着图3中所示的箭头方向从旋转轴221和泵部分400之间的间隙泄露，阻尼空间410接收从间隙泄露的尿素溶液。如果不在齿轮箱420的内圆周和机械密封件320之间形成阻尼空间410，从间隙泄露的尿素溶液将无处接收，因此当温度下降吋，泵部分400可能被尿素溶液的冻结膨胀而损坏。因此，阻尼空间410的作用在于阻止泵部分400的损坏。如图6中所示，可将可压缩填料411 (例如硅)分散或附接至阻尼空间410从而吸收尿素溶液的膨胀。如果在阻尼空间410中设有填料411，泵部分400可受填料保护，因为即使当尿素溶液被填入阻尼空间410时，填料411提供空间从而吸收尿素溶液的冻结膨胀。可在齿轮箱420的下表面处(存在入口 441的ー侧)形成排水孔421或安装安全阀，从而防止通过泵送尿素溶液而造成的超压。如图8中所示，如果尿素溶液被过度加压，尿素溶液朝向B方向穿过排水孔421或安全阀而排出。因此，通过排水孔421或安全阀而保护泵部分400不受过度高压的影响。如图13中所示，齿轮泵430可安装在齿轮箱420底部处形成的凹槽中。齿轮泵430可以是通过反向旋转反向排出流体的泵。根据情况，可使用内部齿轮泵、外部齿轮泵、滚柱式泵(roller cell pump)或旋转齿轮泵(geroter pump)作为齿轮泵430。如图5中所示，可在齿轮箱420和下方面板440之间设置第三环形密封件450和第四环形密封件451从而防止通过齿轮泵430泵送的流体泄露。图14为根据本发明的另一个示例性具体实施方案的泵部分的横截面图。如图14中所示，根据本发明的另一个示例性具体实施方案的泵部分400包括主体部分460，所述主体部分460形成阻尼空间410 ;齿轮泵部分470，所述齿轮泵部分470在主体部分460的下方部分处接合并且在其内设置齿轮泵430 ;和下方面板440，所述下方面板440覆盖齿轮泵部分470的下表面并且连接至齿轮泵部分470并且形成有入口 441和出口442。主体部分460形成阻尼空间410并且在其内设置机械密封件320。在其内设置有齿轮泵430的齿轮泵部分470与主体部分460分尚，因此可以根据齿轮泵430的类型或尺寸而容易地改变齿轮泵部分470的尺寸。如图14中所示，齿轮泵部分470可以以板的形状形成，所述板内设置齿轮泵430。因此，泵部分400被分为三层而改变泵部分400的尺寸或间隙变得更容易。根据本发明的示例性具体实施方案的尿素溶液泵结构10通过使马达部分200和泵部分400分离并且通过油封单元320 (例如机械密封件)密封马达部分200和泵部分400的连结部分，从而能可靠地保护马达部分不受尿素溶液的影响。此外，本发明通过在机械密封件320和泵部分400之间形成阻尼空间410，从而可保护泵部分400不被损坏。虽然参考目前被视为是实际的示例性具体实施方案描述本发明，应理解本发明并不限于所描述的具体实施方案，相反，本发明旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围之内的各种修改形式和等效形式。为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上方”、“下方”、“内部”和“外部”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性具体实施方案的特征。前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性具体实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性具体实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。
权利要求
1.一种尿素溶液泵结构，包括: 外壳部分，所述外壳部分连接至外部连接器并且覆盖所述泵结构的上方部分； 马达部分，所述马达部分布置在所述外壳部分的下方部分处并且包括转子和定子； 箱体部分，所述箱体部分将所述马达部分容纳其中；和 泵部分，所述泵部分布置在所述箱体部分的下方部分处并且与所述马达部分流体隔离，其中所述泵部分形成有用于流体的入口和出口； 其中在所述箱体部分的下方部分处设置中空盖从而分离所述泵部分和所述马达部分，并且在所述中空盖的下方部分处安装油封単元从而密封所述转子穿过所述中空盖的旋转轴。
2.根据权利要求1所述的尿素溶液泵结构，其中所述油封単元包括: 固定元件，所述固定元件安装在所述中空盖下方并且围绕所述马达部分的所述旋转轴； 旋转元件，所述旋转元件固定至所述旋转轴从而随着所述旋转轴旋转； 挤压元件，所述挤压元件布置在所述旋转元件下方并且朝向所述旋转元件弾性偏置。
3.根据权利要求2所述的尿素溶液泵结构，其中在所述泵部分的内圆周和所述油封单元的所述旋转元件之间形成阻尼空间。
4.根据权利要求1所述的尿素溶液泵结构，其中所述油封单元为机械密封件。
5.根据权利要求4所述的尿素溶液泵结构，其中在所述泵部分的内圆周和所述机械密封件的外表面之间形成阻尼空间。
6.根据权利要求5所述的尿素溶液泵结构，其中所述泵部分包括齿轮箱，所述齿轮箱为所述泵部分的主体；齿轮泵，所述齿轮泵安装在所述齿轮箱的下方部分上形成的凹槽处；和下方面板，所述下方面板覆盖所述齿轮箱的下表面并且形成有所述入口和所述出口 ；并且所述阻尼空间在所述齿轮箱的内圆周和所述机械密封件之间形成。
7.根据权利要求6所述的尿素溶液泵结构，其中在所述阻尼空间中设有填料从而吸收尿素溶液的膨胀。
8.根据权利要求6所述的尿素溶液泵结构，其中所述填料能够压縮。
9.根据权利要求7所述的尿素溶液泵结构，其中 在所述齿轮箱中的阻尼空间的下表面处靠近所述入口形成排水孔或安装安全阀从而防止流体超压。
10.根据权利要求9所述的尿素溶液泵结构，其中所述排水孔或所述安全阀在所述阻尼空间和所述入口之间形成并且连接至所述入口。
11.根据权利要求1所述的尿素溶液泵结构，其中在所述箱体部分的上方部分处设置轴承从而支撑所述旋转轴的旋转。
12.根据权利要求5所述的尿素溶液泵结构，其中所述泵部分包括主体部分，所述主体部分形成所述阻尼空间；齿轮泵部分，所述齿轮泵部分在所述主体部分的下方部分处接合并且在所述主体部分中设置齿轮泵；和下方面板，所述下方面板覆盖所述齿轮泵部分的下表面并且连接至形成有所述入口和所述出口的所述齿轮泵部分。
全文摘要
本发明公开了一种尿素溶液泵结构，其可以包括外壳部分，所述外壳部分连接至外部连接器并且覆盖所述泵结构的上方部分；马达部分，所述马达部分布置在所述外壳部分的下方部分处并且包括转子和定子；箱体部分，所述箱体部分将所述马达部分容纳其中；和泵部分，所述泵部分布置在所述箱体部分的下方部分处并且与所述马达部分流体隔离，其中所述泵部分可形成有用于流体的入口和出口；其中可在所述箱体部分的下方部分处设置中空盖从而分离所述泵部分和所述马达部分，并且在所述中空盖的下方部分处安装油封单元从而密封所述转子穿过所述中空盖的旋转轴。
文档编号F04C2/18GK103089612SQ20121027024
公开日2013年5月8日 申请日期2012年7月31日 优先权日2011年11月2日
发明者柳东明, 柳富烈, 崔弼善, 卢宗相, 李钟万, 张埈赫 申请人:现代自动车株式会社, 起亚自动车株式会社, 株式会社东熙产业