尾气处理系统及其过滤装置

文档序号:1933877 发布日期:2021-12-07 浏览:28次 >En<

阅读说明:本技术 尾气处理系统及其过滤装置 (Tail gas treatment system and filter equipment thereof ) 是由 贾昭远 朱宏志 韦安阳 于 2021-09-29 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种尾气处理系统及其过滤装置,过滤装置包括中空的壳体、滤芯及弹性组件,滤芯设于壳体内,且具有过滤腔,弹性组件包括第一弹性件及第二弹性件,第一弹性件设于壳体内并位于滤芯的外壁与壳体的内壁之间,第二弹性件收容于过滤腔内。本发明提供的尾气处理系统及其过滤装置不易胀裂损坏。(The invention relates to a tail gas treatment system and a filtering device thereof, wherein the filtering device comprises a hollow shell, a filter element and an elastic assembly, the filter element is arranged in the shell and is provided with a filtering cavity, the elastic assembly comprises a first elastic piece and a second elastic piece, the first elastic piece is arranged in the shell and is positioned between the outer wall of the filter element and the inner wall of the shell, and the second elastic piece is accommodated in the filtering cavity. The tail gas treatment system and the filtering device thereof provided by the invention are not easy to crack and damage.)

尾气处理系统及其过滤装置

技术领域

本发明涉及汽车技术领域,特别是涉及一种尾气处理系统及其过滤装置。

背景技术

为减少汽车尾气排放带来的污染,通常,在汽车上还设置有尾气处理系统。尾气处理系统用于将车载的尿素液喷射到汽车的尾气当中,尿素液与高温的尾气接触并受热分解为氨气,而后,氨气与尾气中的NOx(有害的氮氧化物)反应,并将NOx转换为无害的氮气,从而使得尾气具有较佳的环境友好度。

为保证尿素液具有较高的洁净度,在尿素液喷出之前,还需使用尾气处理系统中的过滤装置对尿素液进行过滤。当外部环境较低时,若过滤装置中的尿素液未完全清空,则尿素液容易结冰膨胀,导致过滤装置胀裂损坏。

发明内容

基于此,有必要针对上述问题,提供一种不易胀裂损坏的尾气处理系统及其过滤装置。

一种过滤装置,所述过滤装置包括:

中空的壳体;

滤芯,设于所述壳体内,且具有过滤腔;

弹性组件,包括第一弹性件及第二弹性件,所述第一弹性件设于所述壳体内并位于所述滤芯的外壁与所述壳体的内壁之间,所述第二弹性件收容于所述过滤腔内。

在其中一实施例中,所述第一弹性件为中空结构,所述滤芯设于所述第一弹性件内。

在其中一实施例中,所述第一弹性件包括弹性主体及附属部,所述弹性主体为一端开口一端封闭的中空结构,所述滤芯设于所述弹性主体内,所述附属部可拆卸地覆盖于所述弹性主体的开口端。

在其中一实施例中,所述滤芯为一端开口一端封闭的中空结构,且所述滤芯的开口端端面与所述弹性主体的开口端端面平齐。

在其中一实施例中,所述壳体包括壳主体及盖体,所述壳主体为一端开口一端封闭的中空结构,所述盖体可拆卸地覆盖于所述壳主体的开口端;

所述弹性主体及所述滤芯收容于所述壳主体内,所述附属部卡持于所述盖体内。

在其中一实施例中,所述弹性主体朝向所述滤芯的内表面与所述滤芯的外侧壁间隔设置,并与所述滤芯的外侧壁围设形成环形的过滤通道;

所述过滤装置还设置有进液通道及出液通道,所述进液通道贯穿所述壳体及所述第一弹性件的侧壁并连通于外部与所述过滤通道之间,所述出液通道贯穿所述壳体及所述第一弹性件的侧壁并连通于所述过滤腔与外部之间。

在其中一实施例中,所述进液通道贯穿所述盖体及所述附属体的侧壁,且所述出液通道亦贯穿所述盖体及所述附属体的侧壁。

在其中一实施例中,还包括进液泵,所述进液泵的输出端与所述进液通道连通,且所述进液泵被构造为用于提供一驱动外部的尿素液经所述进液通道流入至所述过滤通道内的进液驱动力;和/或

所述过滤装置还包括出液泵,所述出液泵的输入端与所述出液通道连通,且所述出液泵被构造为用于提供一驱动渗透至所述过滤腔内的所述尿素液经所述出液通道流出至外部。

在其中一实施例中,所述第二弹性件的外周面与所述滤芯的内壁贴合。

一种尾气处理系统,包括如上述任意一实施例所述的过滤装置。

上述尾气处理系统及其过滤装置,则当外部环境较低且当滞留于过滤腔内的尿素液结冰膨胀并挤压过滤腔的内壁时,由于第一弹性件设置于滤芯的外壁与壳体的内壁之间,且第二弹性件是收容于过滤腔内的,因此,当结冰后的尿素液膨胀并与第二弹性件接触时,第二弹性件通过收缩可腾出更多的空间来容纳结冰的尿素液,以防止滤芯胀裂;当结冰后的尿素液膨胀并挤压滤芯的内壁导致滤芯的侧壁向外突出时,第一弹性件可通过收缩来为滤芯提供更多的容纳空间,以防止壳体在滤芯的突出部分的作用下胀裂。由此可见,通过设置第一弹性件及第二弹性件,可防止滤芯及壳体胀裂,从而使得尾气处理系统及其过滤装置不易胀裂损坏。

附图说明

图1为本发明一实施例中的过滤装置的剖面图。

附图标号:

100、过滤装置;10、壳体;11、壳主体;13、盖体;15、进液通道;17、出液通道;19、过滤腔;20、滤芯;30、弹性组件;31、第一弹性件;312、弹性主体;314、附属部;32、第二弹性件。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1,本申请提供一种尾气处理系统,尾气处理系统用于将车载的尿素液喷射到汽车的尾气当中并与尾气中的NOx(有害的氮氧化物)反应,以将NOx转换为无害的氮气。

尾气处理系统包括过滤装置100,过滤装置100用于过滤尿素液。过滤装置100包括壳体10、滤芯20及弹性组件30,壳体10中空,滤芯20及弹性组件30均设于壳体10内,滤芯20具有过滤腔19,弹性组件30包括第一弹性件31及第二弹性件32,第一弹性件31设于壳体10内并位于滤芯20的外壁与壳体10的内壁之间,第二弹性件32收容于过滤腔19内。

具体地,壳体10中空具有收容腔,滤芯20收容于收容腔内并将收容腔分隔形成位于滤芯20内部的过滤腔19及位于滤芯20外部的防胀腔,第一弹性件31设于防胀腔内,第二弹性件32设于过滤腔19内。

在传统的过滤装置100中,汽车开启时,尾气处理系统工作,经过滤装置100过滤后的尿素液可喷向尾气,尿素液与高温的尾气接触并受热分解为氨气,而后,氨气与尾气中的NOx(有害的氮氧化物)反应,并将NOx转换为无害的氮气,从而使得尾气具有较佳的环境友好度。其具体反映公式为:NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O,4NO+O2+4NH3→4N2+6H2O,2NO2+O2+4NH3→3N2+6H2O。当汽车熄火后且外部环境较低(低于-11°)时,若过滤腔19内的尿素液未清空,则过滤腔19内的尿素液容易结冰膨胀,导致滤芯20及壳体10胀裂。而在本申请中,通过设置第一弹性件31及第二弹性件32,当滞留于过滤腔19内的尿素液结冰膨胀并挤压位于过滤腔19的内壁时,由于第一弹性件31设置于滤芯20的外壁与壳体10的内壁之间,且第二弹性件32是收容于过滤腔19内的,因此,当结冰后的尿素液膨胀并与第二弹性件32接触时,第二弹性件32通过收缩可腾出更多的空间来容纳结冰的尿素液,以防止滤芯20胀裂;当结冰后的尿素液膨胀并挤压滤芯20的内壁导致滤芯20的侧壁向外突出时,第一弹性件31可通过收缩来为滤芯20提供更多的容纳空间,以防止壳体10在滤芯20的突出部分的作用下胀裂。由此可见,通过设置第一弹性件31及第二弹性件32,可防止滤芯20及壳体10胀裂,从而使得尾气处理系统及其过滤装置100不易胀裂损坏。

具体地,第一弹性件31设置于滤芯20的外壁与壳体10的内壁之间时,滤芯20可以包覆滤芯20的部分外壁,也可以完全包覆滤芯20的外壁,较优地,第一弹性件31为中空结构,滤芯20设于第一弹性件31内,也就是说,第一弹性件31完全包覆滤芯20的外壁。因此,当残留于过滤腔19内的尿素液结冰膨胀并挤压滤芯20内壁的任意一个位置,并导致滤芯20的侧壁向外突出时,第一弹性件31通过收缩可对任意突出部分进行缓冲,以防止滤芯20的突出部分对壳体10造成挤压,从而使得过滤装置100防胀裂的可靠性更高。

进一步地,第一弹性件31包括弹性主体312及附属部314,弹性主体312为一端开口一端封闭的中空结构,滤芯20设于弹性主体312内并与弹性主体312的内底壁抵接,附属部314可拆卸地覆盖于弹性主体312的开口端。装配时,滤芯20从弹性主体312的开口端插入至弹性主体312内并与弹性主体312的内底壁抵接,而后再将附属部314完全覆盖于弹性主体312的开口端,即可完成第一弹性件31与滤芯20的装配。当需要更换滤芯20时,通过拆卸附属部314,将滤芯20取出并更换即可。通过设置弹性主体312及附属部314,在可保证过滤装置100具有较佳的防胀破性能外,还可方便滤芯20装卸。

具体地,滤芯20为一端开口一端封闭的中空结构,且滤芯20的开口端端面与弹性主体312的开口端端面平齐。则当滤芯20插入至弹性主体312内并与弹性主体312的内底壁抵接时,滤芯20的开口朝向与弹性主体312的开口朝向一致,且滤芯20的开口端端面与弹性主体312的开口端端面平齐,因此,当附属部314覆盖于弹性主体312的开口时,同时也覆盖滤芯20的开口,且附属部314与弹性主体312的开口端端面以及滤芯20的开口端端面同步抵接,这样,滤芯20及弹性主体312可同时对盖体13进行支撑,从而使得盖体13具有较高的安装牢靠性。

更进一步地,壳体10包括壳主体11及盖体13,壳主体11为一端开口一端封闭的中空结构,盖体13可拆卸地覆盖于壳主体11的开口端,并与壳主体11共同围设形成收容腔;弹性主体312及滤芯20收容于壳主体11内,附属部314卡持于盖体13内。装配时,先将连接后的滤芯20及第一弹性件31从壳主体11的开口处插入至壳主体11内,且使得弹性主体312与壳主体11的内底壁抵接,而后将盖体13套设于附属部314,并将盖体13覆盖于壳主体11的开口端,即可完成过滤装置100的装配。当盖体13与壳主体11拆卸时,可从壳主体11的开口处对第一弹性件31及滤芯20同步进行装卸。具体地,盖体13与壳主体11之间可以通过螺纹连接、卡扣连接等方式进行可拆卸地连接。

在其他一些实施中,也可以将第一弹性件31的附属部314提前卡持于盖体13内,装配时,先将弹性主体312插入壳主体11内并与壳主体11的内底壁抵接,而后将滤芯20插入弹性主体312内并与弹性主体312的内底壁抵接,再将第二弹性件32插入至弹性主体312的过滤腔19内,最后将盖体13覆盖于壳主体11的开口处即可。

更进一步地,弹性主体312朝向滤芯20的内表面与滤芯20的外侧壁间隔设置,并与滤芯20的外侧壁围设形成环形的过滤通道;过滤装置100还设置有进液通道15及出液通道17,进液通道15贯穿壳体10及第一弹性件31的侧壁并连通于外部与过滤通道之间,出液通道17贯穿壳体10及第一弹性件31的侧壁并连通于过滤腔19与外部之间。

过滤装置100工作时,外部的尿素液从进液通道15流入至过滤通道内,而后经过渗透作用,从滤芯20的侧壁流入至过滤腔19内,并经出液通道17喷向外部的尾气。值得一提的是,在尿素液经过滤芯20侧壁的过程中,杂质过滤并滞留于过滤通道内,而流入至过滤腔19内为去除杂质后的尿素液。

具体地,进液通道15及出液通道17均可以贯穿壳主体11及弹性主体312的侧壁,或者,也可以均贯穿盖体13及附属体的侧壁,较优地,进液通道15贯穿盖体13及附属体的侧壁,且进液通道15从上方与过滤通道连通,出液通道17亦贯穿盖体13及附属体的侧壁且出液通道17从上方与过滤腔19连通。因此,形成的过滤通道可沿弹性主体312的长度方向延伸至弹性主体312的两端,相较于进液通道15及出液通道17均贯穿壳主体11及弹性主体312的侧壁而言,一方面,在向过滤通道内输入尿素液的过程中可防止尿素液回流,另一方面,还可以使得储存于滤芯20内的过滤后的尿素液的液面最高能够与滤芯20的开口端端面平齐,从而使得滤芯20具有最大的储存容量,因此,可保障过滤装置100能够有效且可靠地向尾气喷射尿素液。

过滤装置100还包括进液泵(图未示),进液泵的输出端与进液通道15连通,且进液泵被构造为用于提供一驱动外部的尿素液经进液通道15流入至过滤通道内的进液驱动力和/或过滤装置100还包括出液泵(图未示),出液泵的输入端与出液通道17连通,且出液泵被构造为用于提供一驱动渗透至过滤腔19内的尿素液经出液通道17流出至外部。。通过设置进液泵,可保证尿素液能够流入至过滤通道内并进行过滤,通过设置出液泵,可保证储存于过滤腔19内的尿素液能够喷向尾气。因此,综上所述,过滤装置100具有较佳的工作可靠性。较优地,过滤装置100同时包括进液泵及出液泵。

第二弹性件32位于过滤腔19内,且第二弹性件32的外壁与滤芯20的内壁贴合。具体地,滤芯20为一端开口一端封闭的中空结构,滤芯20的内侧壁围绕滤芯20的内底壁的周向设置并沿滤芯20的轴向延伸,且滤芯20的内侧壁与滤芯20的内底壁共同围设形成过滤腔19。当第二弹性件32收容于过滤腔19内时,第二弹性件32与滤芯20的内底壁及滤芯20的内侧壁均贴合,而过滤后的尿素液则储存于第二弹性件32的上方。通过设置第二弹性件32的外壁与滤芯20的内壁贴合,则在滤芯20的上下方向,分别具有附属部314及第二弹性件32可对结冰的尿素液进行缓冲,从而使得过滤装置100具有较佳的防胀效果。

可选地,第一弹性件31及第二弹性件32可以均为具有一定发泡率的发泡构件。优选地,第一弹性件31及第二弹性件32的发泡率均为20%至40%,这样,既能够保证第一弹性件31及第二弹性件32能够有效收缩并吸收尿素液冰胀后的体积,且能够在冰胀消失后回弹。

具体地,以第一弹性件31及第二弹性件32的发泡率均为K,具体地,K为(材料未收缩前的体积-材料收缩程度最大时的体积)/材料未收缩前的体积,第一弹性件31及第二弹性件32的体积和为V1,且假设过滤腔19内可以容纳尿液素的容积为V2,尿液素的膨胀率为A,A为(膨胀后的体积-未膨胀前的体积)/未膨胀前的体积,则需保证KV1>AV2,才可保证过滤装置100在外部环境温度较低时不会胀裂。

此外,在过滤装置100成型后,还需要对过滤装置100进行防胀破实验,以验证过滤装置100的防胀破性能。其具体的实验过程为:向过滤装置100的过滤腔19内通入尿素液,以使得过滤腔19内装满尿素液→称重,并记录重量为Q1→启动出液泵,并持续第一时长(例如5分钟),以排出过滤腔19内的尿素液及空气(在此过程中,需要不断振动过滤装置100,以尽量保证过滤腔19内的尿液素能够排干净)→启动出液泵,并持续第二时长(例如8小时),以排空尿液素→再次对过滤装置100称重,并记录重量为Q2,计算(Q1-Q2)/1.1,并得到V3,1.1为尿素液的密度,V3为尿素液盛满过滤腔19内时,尿素液的体积→判断V3与V2是否相当,且KxV1是否大于AxV3,若均为是,则说明过滤装置100制造合格,若存在至少一个否,则说明过滤装置100制造不合格。而后,向制造合格的过滤装置100的过滤腔19内重新通入尿素液,以使得过滤腔19内装满尿素液→将过滤装置100放入-40°的低温试验台中,持续第三时长(8小时),并观察过滤装置100是否胀裂。为保证试验的精准度,在将过滤装置100放置于-40°的低温试验台中持续第三时长后,可对过滤装置100进行加热,以融化结冰的尿液素,然后再循环重复将过滤装置100放入-40°的低温试验台中,再加热的步骤多次,以便于多次查看过滤装置100是否胀裂。

上述尾气处理系统及其过滤装置100,则当外部环境较低且当滞留于过滤腔19内的尿素液结冰膨胀并挤压过滤腔19的内壁时,由于第一弹性件31设置于滤芯20的外壁与壳体10的内壁之间,且第二弹性件32是收容于过滤腔19内的,因此,当结冰后的尿素液膨胀并与第二弹性件32接触时,第二弹性件32通过收缩可腾出更多的空间来容纳结冰的尿素液,以防止滤芯20胀裂;当结冰后的尿素液膨胀并挤压滤芯20的内壁导致滤芯20的侧壁向外突出时,第一弹性件31可通过收缩来为滤芯20提供更多的容纳空间,以防止壳体10在滤芯20的突出部分的作用下胀裂。由此可见,通过设置第一弹性件31及第二弹性件32,可防止滤芯20及壳体10胀裂,从而使得尾气处理系统及其过滤装置100不易胀裂损坏。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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