一种规避液体低温结晶的压力传递腔结构

文档序号:376507 发布日期:2021-12-10 浏览:9次 >En<

阅读说明:本技术 一种规避液体低温结晶的压力传递腔结构 (Pressure transmission cavity structure for avoiding liquid low-temperature crystallization ) 是由 陈小青 于 2021-09-17 设计创作,主要内容包括:一种规避液体低温结晶的压力传递腔结构,具体涉及汽车零部件领域中的SCR系统中的压力传感器。本结构包括压力传递腔液体入口喉道、压力传递腔空气喉道、压力传递腔A室、压力传递腔B室和应变压力腔,它们共同构建了压力传递腔。所述的压力传递腔液体入口喉道与压力传递腔A室相连通、压力传递腔A室与压力传递腔B室相连通、压力传递腔B室与压力传递腔空气喉道相连通以及压力传递腔空气喉道与应变压力腔相连通,本发明通过次第相互连通的压力传递腔结构设计,规避了液体直接进入压力传感器的应变压力腔内,避免因液体低温变相时体积增大产生的挤压力造成压力传感器应变片损坏,提高了压力传感器对低温的适应性能。(A pressure transmission cavity structure avoiding low-temperature crystallization of liquid specifically relates to a pressure sensor in an SCR system in the field of automobile parts. The structure comprises a liquid inlet throat of a pressure transfer cavity, an air throat of the pressure transfer cavity, a pressure transfer cavity A chamber, a pressure transfer cavity B chamber and a strain pressure cavity, which jointly construct the pressure transfer cavity. The invention avoids liquid from directly entering the strain pressure cavity of the pressure sensor through the structural design of the pressure transmission cavity which is communicated for the second time, avoids the damage of a strain gauge of the pressure sensor caused by extrusion force generated by volume increase when the liquid changes phase at low temperature, and improves the adaptability of the pressure sensor to low temperature.)

一种规避液体低温结晶的压力传递腔结构

技术领域

本发明涉及汽车零部件技术领域,具体涉及一种商用车SCR系统,更具体涉及SCR系统中压力传感器。

背景技术

目前全球针对汽车尾气有害的NOx(一氧化氮与二氧化氮总称)处理方法是采用一种叫做SCR技术,选择性催化还原系统。具体原理是将尿素溶液经过喷射成雾,然后雾状的尿素颗粒与尾气中的NOx颗粒经过充分混合、在一定温度下、在催化剂参与作用下,有害的NOx被分解成N2和水,N2和水是自然界的无害物质。而尿素溶液在成雾前需要经过一系列物理处理,包括将尿素液体泵出储存罐,在喷嘴前的管路中建立压力,最后经过喷嘴喷射成雾。

上述物理处理过程需要经过精密的电磁控制,而控制过程中不可避免地涉及对管路的压力进行监控,这样就需要用到压力传感器装置。

因为尿素液体在低温下(零下9度左右)会变相,成为固体晶体颗粒。而我国幅员辽阔,冬季温度常常在零下30℃以下,当商用车停止工作被露置于野外场地上,压力传感器的压力腔内的残液会生成结晶,晶体生长过程中,晶体体积对比于液体体积会发生增大。在固定的容积下,这个体积增大过程,会损坏压力传感器的最重要部件压力应变片。

发明内容

本发明主要解决的技术问题在于提供了一种结构,此结构规避了液体直接进入压力传感器的应变压力腔内,直接施压于压力应变片,从而保护了压力应变片不会在低温下因为液体的固态相变而可能造成损坏。

为实现上述目的,本发明采用如下具体方法来实现:

一种规避液体低温结晶的压力传递腔结构,其特征是:包含了压力传递腔液体入口喉道1、压力传递腔空气喉道2、压力传递腔A室3、压力传递腔B室4和应变压力腔5,它们共同构建了压力传递腔。

所述的压力传递腔液体入口喉道1与压力传递腔A室3相连通、压力传递腔A室3与压力传递腔B室4相连通、压力传递腔B室4与压力传递腔空气喉道2相连通以及压力传递腔空气喉道2与应变压力腔5相连通,这一次第相互连通的腔体共同组成压力传感器的压力传递腔。

所述的压力传递腔液体入口喉道1为压力传递腔的压力传递入口,其开口a在被测液体中,液体会因为压力而进入到这个压力传递腔液体入口喉道1内,起到导入液体压力的作用。

优选的,压力传递腔液体入口喉道1为圆柱形几何结构通道,通道长度与直径比大于2,通道直径在1.0至3.0mm之间。

优选的,压力传递腔液体入口喉道1的通道开口方向与重力方向保持在 +/- 45度倾角范围内。这一倾角是为了保证压力传递腔内的空气如果在液体中形成了气泡,而气泡不会因为浮力而逃逸。

所述的压力传递腔A室3紧随压力传递腔液体入口喉道1之后,其作用是连接压力传递腔液体入口喉道1的压力。在被测液体压力适当大小的时候,液体会经过压力传递腔液体入口喉道1而进入到压力传递腔A室3。

优选的,压力传递腔A室3是为圆柱形几何结构的通道,通道的体积需要足够大,这可以是通过如下计算公式实现体积测算。假设压力传递腔A室体积为V1,后方连接的压力传递腔B室的体积为V2,压力传递腔液体入口喉道1体积为v1和压力传递腔空气喉道2体积为v2,应变压力腔5体积为V3,则可得到如下关于体积设计方程:

V1 =α(k*(V2+V3+v2))- v1

其中,k为被测液体可能的最大压力与大气压力之比值,可以视为一固定值。α为液位在压力传递腔内高度的调节系数,α取值大于1并且取值越大,液体进入压力传递腔A室3内的高度越低。

所述压力传递腔B室4紧随压力传递腔A室3之后,其作用是连接压力传递腔A室3的压力。在被测液体压力适当大小的时候,液体会经过压力传递腔A室3而进入到压力传递腔B室4。

优选的,压力传递腔B室4是为圆柱形几何结构的通道,通道的体积需要设计得适当,从而保证到液体不会进入到压力传递腔空气喉道2内,它可以通过如下体积设计方程来设计其体积:

V2 =(V3+v2)/α,α意义同上,为液位在压力传递腔内高度的调节系数,α取值小于1并且取值越小,液体进入压力传递腔B室内的高度越高。

α的最终取值受压力传感器外形尺寸、组成压力传递腔各部件尺寸及各部件间组装结构、压力传感器所需安装位置以及装配规格等因素影响。

优选的,α的取值范围在0.1到1.0之间。

所述压力传递腔空气喉道2紧随压力传递腔B室4之后,其作用是连接压力传递腔B室4的压力。在被测液体压力达到设计的最大值的时候,液体都不允许进入到压力传递腔空气喉道2。

优选的,压力传递腔空气喉道2是为圆柱形的小孔,其直径小于1.5mm,通道长与直径的比大于3。

优选的,压力传递腔空气喉道2沿其通道轴向下投射与压力传递腔液体入口喉道1沿其通道轴向上投射,二者投射面在压力传递腔空气喉道2的入口处不会存在交集。

所述应变压力腔5紧随压力传递腔空气喉道2之后,其作用一方面是连通及承接压力传递腔空气喉道2的气体压力,同时提供压力传感器压力应变片b所需要的几何空间及面积要求。目前市场上有商业化的压力传感器压力应变电桥,此电桥通常采用圆片,直径约在9.50mm左右。

优选的,应变压力腔(5)的几何结构为圆盘状结构,其直径与压力应变片底部面积相同,取市场上商业化的电桥基底直径,圆盘的厚度在0.15至0.25mm之间。

所述的压力传递腔结构,其腔体内表面接触的物质不同,压力传递腔空气喉道2以及应变压力腔5的内表面仅仅与空气接触,不与被测液体接触,而压力传递腔液体入口1、压力传递腔A室3、室喉压力传递腔B室4三者的内表面在工作时与被测液体接触,不工作或者是释放压力情形下,可能与空气接触。

优选的,上面所述的与液体接触的腔体内表面,需要经过特殊的表面处理,实现其表面具有亲水性或者亲被测液体性能。

优选的,上面所述的不与液体接触的腔体内表面,需要经过特殊的表面处理,实现其表面具有憎水性或者憎被测液体性能。

附图说明

图1:压力传递腔结构图

1:压力传递腔液体入口喉道 2:压力传递腔空气喉道 3:压力传递腔A室

4:压力传递腔B室 5:应变压力腔 a:压力传递腔液体入口 喉道开口 b:压力应变片 c: 压力传递腔空气喉道与 压力传递腔液体入口喉道往两个方向的投影线

图2:零件爆炸图

11:电桥固定环 12:应变电桥 12a:陶瓷环 12b:电路 13:O型圈一 14:压力传递腔上部螺杆 15:O型圈二 16:压力传递腔外壳 17:O型圈三

图3:装配图

d:螺纹一 e:螺纹二 f:螺纹三 G:压力传递腔外壳内部平台一 I:压力传递腔上部螺杆平台 H:压力传递腔外壳内部平台二 J:压力传递腔外壳内部平台三

具体实施方式

实施例:

本发明是实现了一种规避液体低温结晶的压力传递腔结构的压力传感器,发明的核心思想是实现图1所示的压力传递腔结构。如图2和图3所示,压力传递腔的应变压力腔5,是通过压力传递腔上部螺杆14与应变电桥12以及压力传递腔外壳16三者共同实现的。具体地,应变电桥的陶瓷环12a下端碰停在压力传递腔外壳16的平台一G上,压力传递腔上部螺杆14的平台I碰停在压力传递腔外壳16的平台二H上。压力传递腔上部螺杆14与压力传递腔外壳16共同决定了压力传递腔A室3,具体地,压力传递腔上部螺杆14的最下端与压力传递腔外壳16的平台三J形成了压力传递腔A室3。压力传递腔上部螺杆14自身经过加工形成了压力传递腔B室4,液体入口喉道1与气体喉道2分别由压力传递腔外壳16和压力传递腔上部螺杆14经过加工实现。O型圈一13与O型圈二15实现了压力传递腔的密封。通过螺纹三f连接的方式来实现对于应变电桥12的固定,螺纹二e连接来实现压力传递腔上部螺杆与压力传递腔外壳的连接与紧固。这个压力传感器与外部的连接也可以通过螺纹一d连接方式去实现。

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