[发明专利]SCR流体分配和循环系统

说明书

本申请要求申请日为2011年6月29日的美国临时申请No.61/502，470的利益，其全部内容通过引用结合到本文中下层。

技术领域

本公开内容总地涉及选择性催化还原系统中的流体分配。

背景技术

选择性催化还原(SCR)是一种可用来处理来自例如内燃机或者其它燃料燃烧装置的燃烧型动力设备的排气的技术，以通过将排气转化成其它潜在较少危害的化合物来移除排气流中的某些类型的污染物。例如，在一种类型的SCR中，还原剂可以在催化剂存在的情况下引入排气流中以从排气中移除NOx化合物，并用例如水蒸气，氮气和/或二氧化碳气体取代它们。用于NOx化合物的还原剂的一些例子包括氨水，某些铵化合物，或者尿素。尿素在某些应用中可能是有利的，因为其是非毒性的并且存储和运输相对安全。

定位在车辆上或者其它可移动设备上的SCR系统可以包括用于存储还原剂的存储箱和将还原剂分配到排气流中的分配系统。在尿素用做还原剂的情况下，其可以实际应用想要的浓度溶解在水中并存储在存储箱中。但是即使处于使尿素溶液的冰点最小化的浓度下，该液体的冰点仍然处于世界上许多地区的典型冷天气的温度范围内。即使使用包含加热尿素溶液的装置的SCR系统，加热源通常被限制到该系统的局部区域，并且可能不能够有效地加热整个分配系统。

发明内容

在一个实施例中，一种用于液体存储箱的流体分配模块，包括具有泵进口和泵出口的流体泵。所述泵进口构造成接收来自液体存储箱的内部箱容积的底部的液体，并且所述泵出口流体地连接到所述模块出口端口。分配模块还包括具有从所述分配模块排放流体进入所述箱容积的出口的循环管线。循环管线出口定位在所述箱容积的底部并流体地连接到所述泵出口或者所述模块进口端口之一；分配模块还包括能够操作防止从所述箱容积到所述循环管线的流体流的循环阀，以及所述分配模块在形成于所述存储箱内的模块开口处附接到所述存储箱。

在另一个实施例中，用于流体分配模块的流体泵组件包括流体泵和阀歧管。所述流体泵具有泵进口和泵出口，并且所述阀歧管具有附接到流体泵的歧管壳体使得泵进口和出口被歧管壳体覆盖。流体泵组件还包括进口管线，清洗管线，进口阀和清洗阀。进口管线和清洗管线形成在歧管壳体中彼此流体地连接并且与泵进口流体地连接。进口阀能够操作防止来自泵进口的流体流通过进口管线。清洗阀能够操作防止流体流从清洗管线流到泵进口。所述阀中至少一个物理地接触歧管壳体。

在另一个实施例中，清洗SCR系统的方法包括以下步骤：(a)通过装置供给管线从液体存储箱的内部箱容积泵送还原剂并泵送朝着使用所述还原剂中的至少一些的装置，所述装置供给管线至少部分地位于所述存储箱的外部；(b)在步骤(a)期间，通过流体地连接到所述装置供给管线的循环管线泵送过量的还原剂到所述内部箱容积中；(c)随后通过浸没在还原剂中的出口从所述装置供给管线向所述存储箱的内部容积泵送还原剂；(d)以与还原剂在步骤(c)中的相同方向使清洗气体流动通过所述装置供给管线。

附图说明

图1是根据一个实施例的包括单管线流体分配系统的SCR系统的示意图；

图2是包括双管线流体分配系统的SCR系统的示意图；

图3是包括双管线流体分配系统的SCR系统的示意图；

图4是说明性单管线流体分配模块的分解图；

图5是说明性双管线流体分配模块的顶视图；

图6是图5的分配模块的分解图；以及

图7是包括安装在液体存储箱底部处的图5中的分配模块的说明性流体分配系统。

具体实施方式

一种处理与SCR系统中的尿素溶液的冻结相关的问题的方法是在系统关闭之前清洗来自系统多个部分的流体并将其返回到流体存储箱中。清洗所述系统会导致冻结的任何液体被包含在存储箱中，从而使得融化被冻结材料所需要的任何加热能够指向已知位置。

一些分配系统可以传送超过使用液体的装置所需量的量的该液体。过量的液体可以通过各种方式和/或在各个位置返回到存储箱中。在被冻结的箱中物完全液化之前、在液位之上的位置返回到存储箱的任何过量流体可能搁置在固态材料之上而不会向前至安装在底部的流体泵，因此至少在一些系统中潜在地使所述泵空转并阻止分配系统工作。这也能造成箱容积内的液体循环的终止，进一步地降低了融化进程。