一种车用固体尿素供氨装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于环保设备技术领域，具体涉及一种车用固体尿素供氨装置。该供氨装置安装在车辆的油箱处，且与油箱一体化设计，供氨装置包括：尿素罐，储气罐，加热机构，搅拌机构，单向阀，第一温度传感器，第二温度传感器，第一气压传感器，以及控制器。尿素罐用于储存并加热尿素使其升华为气态；储气罐用于储存尿素升华后生成的气体；加热机构包括尾气加热管、电加热管、温控管和温控介质；搅拌机构包括绞龙和驱动电机；单向阀设置在尿素罐的气体出口位置，第一温度传感器设置温控管内部，第二温度传感器设置在尿素罐内，第一气压传感器设置储气罐内；该型设备采用固体尿素进行供氨，解决了传统液体尿素使用过程容易冻结和水蒸气含量过多的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种车用固体尿素供氨装置
本专利技术属于环保设备
，具体涉及一种车用固体尿素供氨装置。
技术介绍
环保清洁是汽车工业的一个重要目标和发展方向，汽车尾气是车辆运行过程中最大的污染源，汽车尾气中含有大量有毒有害的氮氧化物、氮氧化物、和碳氢化合物等；这些污染物如果直接排放到空气中，将对大气造成严重污染。因此，世界各国都强制要求车辆要对尾气进行净化处理。选择性催化还原技术(SCR)是针对柴油车尾气排放中氮氧化物污染的一项处理工艺，这种技术是在催化剂的作用下，向排气管内喷入还原剂氨或尿素，把尾气中有毒有害的氮氧化物还原成无毒的N2和H2O。传统的SCR系统中，尾气从涡轮出来后进入排气混和管，在混和管上安装有尿素计量喷射装置，喷入尿素水溶液，尿素在高温下发生水解和热解反应后生成NH3，在SCR系统催化剂表面利用NH3还原氮氧化物，排出N2，多余的NH3也被氧化为N2，防止泄漏。但是，液体车用尿素本身存在许多问题，其较为致命的问题是不能够在低温下存储。此外，由于液体尿素中含有的液态水较多，所以在较冷的环境下，产生的氨气中也含有较多的水蒸汽，在低温环境下水蒸气和氨气通过输送管道时，可能发生冷凝吸附在输送管道上对车辆尾气的排放和净化造成影响。因此，如何开发出一种新的尾气净化供氨设备，克服上述液体尿素供氨的缺陷；并且降低对车辆基础结构和性能影响，成为本领域技术人员亟需解决的技术难题。
技术实现思路
针对现有技术中的问题，本专利技术提供一种车用固体尿素供氨装置，该型设备采用固体尿素进行供氨，解决了传统液体尿素使用过程容易冻结和水蒸气含量过多的缺陷。为了达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案来实现的：一种车用固体尿素供氨装置，该供氨装置安装在车辆的油箱处，且与油箱一体化设计，供氨装置包括：尿素罐，储气罐，加热机构，搅拌机构，单向阀，第一温度传感器，第二温度传感器，第一气压传感器，以及控制器。尿素罐用于储存固体车用尿素，并加热使其升华为气态作为车辆尾气处理的原料；尿素罐包括密封式罐体，尿素罐的罐体的外壁中设有保温夹层；尿素罐的侧壁上设置第一通孔和投料口，第一通孔用于供加热机构的管路贯穿；投料口用于向尿素罐内投放车用固体尿素；尿素罐的顶部设置气体出口。储气罐与尿素罐顶部的气体出口通过导管连通，用于储存尿素升华后生成的气体；储气罐的外壁中设置绝热夹层；储气罐还与用于为车辆尾气净化供应尿素的喷射装置连通。加热机构包括尾气加热管、温控管和温控介质；温控腔位于尿素罐的内腔中；温控管为密封管道，其由环形主套管和多根垂直管构成；主套管和垂直管内部相互连通；主套管水平设置，垂直管连接在主套管下端并向下延伸；垂直管沿主套管的周向均匀分布，垂直管之间留有间隙；温控管内部的温控腔中填充有温控介质，温控介质为沸点介于130℃-150℃的一种或任意多种物质组成的共沸物；尾气加热管为供汽车尾气通过的管道，其用于利用尾气的余热加热尿素罐内的物料；尾气加热管沿第一通孔进/出尿素罐；尾气加热管延伸至尿素罐内的部分位于温控管内；尾气加热管与汽车的尾气排放管道通过一进二出的三通阀连通，三通阀用于控制汽车尾气经过尾气加热管或直接排放；三通阀的进口与排放管道的前端连通；三通阀的两个出口分别连通排放管道和尾气加热管的入口端；尾气加热管的出口端延伸至排放管道的出口端处。搅拌机构用于对尿素进行搅拌；搅拌机构安装在尿素罐内腔的顶部，搅拌机构包括绞龙和驱动电机；绞龙竖直向下延伸，穿过尿素罐中温控管的主套管的内侧；且驱动电机驱动绞龙转动时，绞龙将尿素罐内的物料向上提升。单向阀设置在尿素罐的气体出口位置，用于控制尿素罐和储气罐间的连通状态，使得气体仅可沿尿素罐进入到储气罐内。第一温度传感器设置温控管内部，用于测量温控管内温控介质的温度T1。第二温度传感器设置在尿素罐内，用于测量尿素罐内的环境温度T2。第一气压传感器设置储气罐内，用于测量储气罐内的气体压力P1。控制器与三通阀、驱动电机、第一温度传感器、第二温度传感器、第一气压传感器电连接，控制器用于接收第一温度传感器、第二温度传感器和第一气压传感器的检测结果，并根据检测结果调节三通阀和驱动电机的运行状态；控制器对车用固体尿素供氨装置运行状态的控制过程如下：S1：获取储气罐内的实时气体压力P1，并根据P1的示值做出入如下判断与决策：(1)当P1≥p1时，不执行尿素加热升华过程，并在等待固定时间周期后返回重新执行步骤S1中储气罐内的实时气体压力的检测过程；(2)当P1＜p1时，执行下一步骤S2；其中，p1为警戒低压值，该值为专家经验值，表示储气罐内的气体余量足够一定时间内车辆的运行和尾气处理使用的最低值，储气罐内的实时气压低于该值时则表示需要进行气体补充；S2：将三通阀的状态切换至尾气沿尾气加热管流通的状态，搅拌机构中的驱动电机运行；S3：尾气加热管导通时，实时获取第一温控管内的介质温度T1，和尿素罐内的环境温度T2，并作出如下判断决策：(1)当T1或T2高于所述高温警戒温度t2时，将所述三通阀切换至尾气不经过所述尾气加热管的直排状态；所述t2≤150℃；(2)当T1低于所述低温警戒温度t1时，重新将三通阀切换至尾气经过尾气加热管的运行状态；所述t1≥130℃，S4：获取储气罐内的实时气体压力P1，判断储气罐内的实时气压是否达到警戒高压p2，并根据检测检测结果做出如下决策：(1)当P1≥p2时，将三通阀切换至尾气不经过所述尾气加热管的直排状态，搅拌机构中的驱动电机关闭；(2)当P1＜p2时，返回重新执行步骤S1所述的步骤。进一步地，加热机构中还包括电加热管；电加热管内含有发热元件，其用于对尿素罐内的物料进行辅助加热；尾气加热管和电加热管均沿第一通孔进/出尿素罐；尾气加热管和电加热管延伸至尿素罐内的部分位于温控管内；电加热管与控制器电连接，控制器用于控制所述加热管的运行状态。其中，控制器对车用固体尿素供氨装置运行状态的控制过程如下：S1：获取储气罐内的实时气体压力P1，并根据P1的示值做出入如下判断与决策：(1)当P1≥p1时，不执行尿素加热升华过程，并在等待固定时间周期后返回重新执行步骤S1中储气罐内的实时气体压力的检测过程；(2)当P1＜p1时，执行下一步骤S2；其中，p1为警戒低压值，该值为专家经验值，表示储气罐内的气体余量足够一定时间内车辆的运行和尾气处理使用的最低值，储气罐内的实时气压低于该值时则表示需要进行气体补充；S2：将三通阀的状态切换至尾气沿尾气加热管流通的状态，搅拌机构中的驱动电机运行；S3：尾气加热管导通时，实时获取第一温控管内的介质温度T1，和尿素罐内的环境温度T2，并作出如下判断决策：S31：检测在一个规定的升温周期T内，介质温度T1是否达到温度区间，并根据检测结果作出如下决策：(1)当介质温度T1达到温度区间(t1，t2)时，保持仅尾气加热管运行；(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车用固体尿素供氨装置，其特征在于，所述供氨装置安装在所述车辆的油箱处，且与所述油箱一体化设计，所述供氨装置包括：/n尿素罐，其用于储存所述固体车用尿素，并加热使其升华为气态作为车辆尾气处理的原料；所述尿素罐包括密封式罐体，所述尿素罐的罐体的外壁中设有保温夹层；所述尿素罐的侧壁上设置第一通孔和投料口，所述第一通孔用于供加热机构的管路贯穿；所述投料口用于向尿素罐内投放车用固体尿素；所述尿素罐的顶部设置气体出口；/n储气罐，其与所述尿素罐顶部的气体出口通过导管连通，用于储存所述尿素升华后生成的气体；所述储气罐的外壁中设置绝热夹层；所述储气罐还与所述用于为车辆尾气净化供应尿素的喷射装置连通；/n加热机构，其包括尾气加热管、温控管和温控介质；所述温控腔位于所述尿素罐的内腔中；所述温控管为密封管道，其由环形主套管和多根垂直管构成；所述主套管和垂直管内部相互连通；所述主套管水平设置，所述垂直管连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匀分布，垂直管之间留有间隙；所述温控管内部的温控腔中填充有温控介质，所述温控介质为沸点介于130℃-150℃的一种或任意多种物质组成的共沸物；所述尾气加热管为供汽车尾气通过的管道，其用于利用尾气的余热加热所述尿素罐内的物料；所述尾气加热管沿第一通孔进/出所述尿素罐；所述尾气加热管延伸至尿素罐内的部分位于所述温控管内；所述尾气加热管与汽车的尾气排放管道通过一进二出的三通阀连通，所述三通阀用于控制汽车尾气经过所述尾气加热管或直接排放；所述三通阀的进口与所述排放管道的前端连通；所述三通阀的两个出口分别连通所述排放管道和尾气加热管的入口端；所述尾气加热管的出口端延伸至所述排放管道的出口端处；/n搅拌机构，其用于对尿素进行搅拌；所述搅拌机构安装在尿素罐内腔的顶部，所述搅拌机构包括绞龙和驱动电机；所述绞龙竖直向下延伸，穿过所述尿素罐中温控管的主套管的内侧；且所述驱动电机驱动所述绞龙转动时，所述绞龙将所述尿素罐内的物料向上提升；/n单向阀，其设置在尿素罐的气体出口位置，用于控制尿素罐和储气罐间的连通状态，使得气体仅可沿尿素罐进入到储气罐内；/n第一温度传感器，其设置所述温控管内部，用于测量所述温控管内温控介质的温度T1；/n第二温度传感器，其设置在所述尿素罐内，用于测量所述尿素罐内的环境温度T2；/n第一气压传感器，其设置所述储气罐内，用于测量所述储气罐内的气体压力P1；以及/n控制器，其与所述三通阀、驱动电机、第一温度传感器、第二温度传感器、第一气压传感器电连接，所述控制器用于接收所述第一温度传感器、第二温度传感器和气压传感器的检测结果，并根据检测结果调节所述三通阀和驱动电机的运行状态；/n所述控制器对车用固体尿素供氨装置运行状态的控制过程如下：/nS1：获取储气罐内的实时气体压力P1，并根据P1的示值做出入如下判断与决策：/n(1)当P1≥p1时，不执行尿素加热升华过程，并在等待固定时间周期后返回重新执行步骤S1中储气罐内的实时气体压力的检测过程；/n(2)当P1＜p1时，执行下一步骤S2；/n其中，p1为警戒低压值，该值为专家经验值，表示储气罐内的气体余量足够一定时间内车辆的运行和尾气处理使用的最低值，储气罐内的实时气压低于该值时则表示需要进行气体补充；/nS2：将三通阀的状态切换至尾气沿尾气加热管流通的状态，搅拌机构中的驱动电机运行；/nS3：尾气加热管导通时，实时获取第一温控管内的介质温度T1，和尿素罐内的环境温度T2，并作出如下判断决策：/n(1)当T1或T2高于所述高温警戒温度t2时，将所述三通阀切换至尾气不经过所述尾气加热管的直排状态；所述t2≤150℃；/n(2)当T1低于所述低温警戒温度t1时，重新将三通阀切换至尾气经过尾气加热管的运行状态；所述t1≥130℃，/nS4：获取储气罐内的实时气体压力P1，判断储气罐内的实时气压是否达到警戒高压p2，并根据检测检测结果做出如下决策：/n(1)当P1≥p2时，将三通阀切换至尾气不经过所述尾气加热管的直排状态，搅拌机构中的驱动电机关闭；/n(2)当P1＜p2时，返回重新执行步骤S1所述的步骤。/n...

【技术特征摘要】
1.一种车用固体尿素供氨装置，其特征在于，所述供氨装置安装在所述车辆的油箱处，且与所述油箱一体化设计，所述供氨装置包括：
尿素罐，其用于储存所述固体车用尿素，并加热使其升华为气态作为车辆尾气处理的原料；所述尿素罐包括密封式罐体，所述尿素罐的罐体的外壁中设有保温夹层；所述尿素罐的侧壁上设置第一通孔和投料口，所述第一通孔用于供加热机构的管路贯穿；所述投料口用于向尿素罐内投放车用固体尿素；所述尿素罐的顶部设置气体出口；
储气罐，其与所述尿素罐顶部的气体出口通过导管连通，用于储存所述尿素升华后生成的气体；所述储气罐的外壁中设置绝热夹层；所述储气罐还与所述用于为车辆尾气净化供应尿素的喷射装置连通；
加热机构，其包括尾气加热管、温控管和温控介质；所述温控腔位于所述尿素罐的内腔中；所述温控管为密封管道，其由环形主套管和多根垂直管构成；所述主套管和垂直管内部相互连通；所述主套管水平设置，所述垂直管连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匀分布，垂直管之间留有间隙；所述温控管内部的温控腔中填充有温控介质，所述温控介质为沸点介于130℃-150℃的一种或任意多种物质组成的共沸物；所述尾气加热管为供汽车尾气通过的管道，其用于利用尾气的余热加热所述尿素罐内的物料；所述尾气加热管沿第一通孔进/出所述尿素罐；所述尾气加热管延伸至尿素罐内的部分位于所述温控管内；所述尾气加热管与汽车的尾气排放管道通过一进二出的三通阀连通，所述三通阀用于控制汽车尾气经过所述尾气加热管或直接排放；所述三通阀的进口与所述排放管道的前端连通；所述三通阀的两个出口分别连通所述排放管道和尾气加热管的入口端；所述尾气加热管的出口端延伸至所述排放管道的出口端处；
搅拌机构，其用于对尿素进行搅拌；所述搅拌机构安装在尿素罐内腔的顶部，所述搅拌机构包括绞龙和驱动电机；所述绞龙竖直向下延伸，穿过所述尿素罐中温控管的主套管的内侧；且所述驱动电机驱动所述绞龙转动时，所述绞龙将所述尿素罐内的物料向上提升；
单向阀，其设置在尿素罐的气体出口位置，用于控制尿素罐和储气罐间的连通状态，使得气体仅可沿尿素罐进入到储气罐内；
第一温度传感器，其设置所述温控管内部，用于测量所述温控管内温控介质的温度T1；
第二温度传感器，其设置在所述尿素罐内，用于测量所述尿素罐内的环境温度T2；
第一气压传感器，其设置所述储气罐内，用于测量所述储气罐内的气体压力P1；以及
控制器，其与所述三通阀、驱动电机、第一温度传感器、第二温度传感器、第一气压传感器电连接，所述控制器用于接收所述第一温度传感器、第二温度传感器和气压传感器的检测结果，并根据检测结果调节所述三通阀和驱动电机的运行状态；
所述控制器对车用固体尿素供氨装置运行状态的控制过程如下：
S1：获取储气罐内的实时气体压力P1，并根据P1的示值做出入如下判断与决策：
(1)当P1≥p1时，不执行尿素加热升华过程，并在等待固定时间周期后返回重新执行步骤S1中储气罐内的实时气体压力的检测过程；
(2)当P1＜p1时，执行下一步骤S2；
其中，p1为警戒低压值，该值为专家经验值，表示储气罐内的气体余量足够一定时间内车辆的运行和尾气处理使用的最低值，储气罐内的实时气压低于该值时则表示需要进行气体补充；
S2：将三通阀的状态切换至尾气沿尾气加热管流通的状态，搅拌机构中的驱动电机运行；
S3：尾气加热管导通时，实时获取第一温控管内的介质温度T1，和尿素罐内的环境温度T2，并作出如下判断决策：
(1)当T1或T2高于所述高温警戒温度t2时，将所述三通阀切换至尾气不经过所述尾气加热管的直排状态；所述t2≤150℃；
(2)当T1低于所述低温警戒温度t1时，重新将三通阀切换至尾气经过尾气加热管的运行状态；所述t1≥130℃，
S4：获取储气罐内的实时气体压力P1，判断储气罐内的实时气压是否达到警戒高压p2，并根据检测检测结果做出如下决策：
(1)当P1≥p2时，将三通阀切换至尾气不经过所述尾气加热管的直排状态，搅拌机构中的驱动电机关闭；
(2)当P1＜p2时，返回重新执行步骤S1所述的步骤。


2.如权利要求1所述的车用固体尿素供氨装置，其特征在于：所述加热机构中还包括电加热管；所述电加热管内含有发热元件，其用于对所述尿素罐内的物料进行辅助加热；所述尾气加热管和电加热管均沿第一通孔进/出所述尿素罐；所述尾气加热管和电加热管延伸至尿素罐内的部分位于所述温控管内；
所述电加热管与所述控制器电连接，所述控制器用于控制所述加热管的运行状态；
所述控制器对车用固体尿素供氨装置运行状态的控制过程如下：
S1：获取储气罐内的实时气体压力P1，并根据P1的示值做出入如下判断与决策：
(1)当P1≥p1时，不执行尿素加热升华过程，并在等待固定时间周期后返回重新执行步骤S1中储气罐内的实时气体压力的检测过程；
(2)当P1＜p1时，执行下一步骤S2；
其中，p1为警戒低压值，该值为专家经验值，表示储气罐内的气体余量足够一定时间内车...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍宏，杨靖，刘天赐，李红真，幺永政，张俊国，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34