具有傳感器安裝裝置的后處理模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于將傳感器或其它部件安裝到管道中的設(shè)備。所解決的問題是以安全和隔熱的方式安裝傳感器，這樣的方式允許各種特征的某些不對(duì)準(zhǔn)。本發(fā)明提供一種包括限定流路及到流路的孔(53)的管道(11，12，13)的后處理模塊(10)。防護(hù)罩(15)布置成至少部分圍繞所述管道(11，12，13)并且與管道間隔開，所述防護(hù)罩(15)包括與孔(53)對(duì)齊的開口(57)。軸套(54)設(shè)置在管道(11，12，13)上，所述軸套(54)具有與孔(53)對(duì)齊的通孔(55)。傳感器(50)布置在所述軸套(54)內(nèi)以至少部分地延伸到流路中。墊片(56)被布置成圍繞所述軸套(54)。傳感器(50)通過開口(57)延伸，防護(hù)罩(15)進(jìn)一步包括用于與墊片(56)接合的內(nèi)部部分(60)。
【專利說明】具有傳感器安裝裝置的后處理模塊

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有傳感器安裝裝置的后處理模塊。

【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動(dòng)機(jī)，例如內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒汽油、柴油或生物燃料，排出各種有害物質(zhì)，這些有害物質(zhì)必須被處理以滿足目前和將來的排放法規(guī)。最常見的，這些物質(zhì)包括碳?xì)浠衔?HC)、一氧化碳(CO)、一氮氧化物(NOx)和顆粒物質(zhì)例如碳(C)、煙灰成分。這些物質(zhì)的一些可以通過發(fā)動(dòng)機(jī)的操作條件的細(xì)致控制被減少，但是通常有必要提供發(fā)動(dòng)機(jī)下游的后處理模塊以處理排氣氣體中夾帶著的至少一些物質(zhì)。
[0003]用于減少和/或消除排放中的成分的多種裝置是已知的。例如，已知的是提供氧化設(shè)備，例如柴油氧化催化劑，以減少或消除碳?xì)浠衔?HC)和/或一氧化碳(CO)。氧化設(shè)備通常包括催化劑把這些物質(zhì)轉(zhuǎn)化為顯著地危害小的二氧化碳和水。
[0004]又例如，后處理模塊可以包括過濾設(shè)備以限制排氣氣體中的顆粒被排到大氣中。在過濾設(shè)備中收集的煙灰隨后必須被移除以保持過濾設(shè)備的效率。在提高的溫度執(zhí)行的通過其煙灰可以被從過濾設(shè)備中移除的方法在本領(lǐng)域是公知的并且通常被稱為再生。
[0005]再者，已知的是通過與化學(xué)物質(zhì)例如排氣氣體中夾帶的氨(NH3)的催化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二原子氮(N2)和水(H2O)來減少或消除柴油燃燒排放物中的一氮氧化物(NOx)。通常，氨是不存在于排氣氣體中的，因此必須被引入到催化劑上游，典型地，通過噴射尿素溶液到排氣氣體，尿素溶液在足夠高的溫度下分解為氨。
[0006]通過這些方法，發(fā)動(dòng)機(jī)排放物可以被清潔，意味著否則被釋放到大氣中的一部分有害物質(zhì)會(huì)替代地轉(zhuǎn)化為二氧化碳(CO2)、氮(N2)和水(H2O)。
[0007]后處理模塊可以設(shè)置一個(gè)或更多傳感器用來確定模塊中流路內(nèi)的一個(gè)或更多條件，例如NOx的溫度或數(shù)量。傳感器的一部分可能需要與排氣氣體的熱量隔熱，同時(shí)，又被保護(hù)免于環(huán)境和機(jī)械損傷，例如由于在安裝點(diǎn)的積水，在機(jī)器關(guān)閉期間其可能凍結(jié)。傳感器必須以安全、隔熱和密封的方式安裝以保證它們不會(huì)輕易脫離、過熱或提供流體泄露通路。此外，更優(yōu)選地，傳感器被安裝到模塊的方式允許各種特征的某些不對(duì)準(zhǔn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種后處理模塊，其包括:限定流路和進(jìn)入流路的孔的管道；至少部分地圍繞所述管道并且和其間隔地布置的防護(hù)罩，所述防護(hù)罩包括與所述孔對(duì)齊的開口 ；設(shè)在管道上并具有與所述孔對(duì)齊的通孔的軸套；設(shè)在軸套內(nèi)以至少部分地延伸到所述流路中的傳感器；和布置成圍繞所述軸套的墊片；其中所述傳感器延伸通過所述開口，所述防護(hù)罩進(jìn)一步包括與所述墊片接合的內(nèi)部部分。
[0009]具有傳感器安裝裝置的后處理模塊的一個(gè)示例性實(shí)施方式結(jié)合附圖被描述，且如附圖所示。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是根據(jù)本發(fā)明的包括傳感器安裝裝置的后處理模塊的透視圖；
[0011]圖2是圖1中的后處理模塊的部分剖視圖；
[0012]圖3表示安裝在圖1和圖2中的后處理模塊的傳感器安裝裝置中的傳感器；和
[0013]圖4表示安裝在圖1和圖2中的后處理模塊的傳感器安裝裝置中的兩個(gè)傳感器。

【具體實(shí)施方式】
[0014]圖1和2描述用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的后處理模塊10。該后處理模塊10可以包括第一管道11、第二管道12和第三管道13，其共同地限定出流路(未示出)。還可以設(shè)有支撐結(jié)構(gòu)14用于支撐管道11、12、13。防護(hù)罩15 (見圖2和3)可以被布置成至少部分圍繞管道中的至少一個(gè)且和其間隔開。防護(hù)罩15可以具有保護(hù)后處理模塊10免于環(huán)境和/或機(jī)械損傷的功能。
[0015]第一、第二和第三管道11、12、13可以是細(xì)長(zhǎng)的，具有細(xì)長(zhǎng)的軸線，并可以具有沿細(xì)長(zhǎng)軸線基本上恒定的橫截面。第一、第二和第三管道11、12、13可以基本上是圓柱形。第一管道11可以包括提供到管道11的進(jìn)口的第一端20和提供到管道11的出口的第二端21。第二管道12可以包括提供到管道20的出口的第一端22和提供到管道12的進(jìn)口的第二端23。第三管道13可以包括提供到管道13的進(jìn)口的第一端24和提供到管道13的出口的第二端(未示出)。
[0016]支撐結(jié)構(gòu)14可以包括第一支撐元件30和相對(duì)的第二支撐元件31。管道11、12、13可以延伸在所述支撐元件30、31之間。第一管道11可以通過形成流體地連接第一管道11的出口與第二管道12的進(jìn)口的流動(dòng)罩32的第一端聯(lián)接器連接到第二管道12。流動(dòng)罩32可以包括噴射器模塊33。第二管道12可以通過流體地將第二管道12的出口連接到第三管道13的進(jìn)口的第二端聯(lián)接器(未示出)連接到第三管道13。進(jìn)一步還存在附接到每個(gè)支撐元件30、31和布置成在各自的流動(dòng)罩32上面的防護(hù)罩15。
[0017]支撐結(jié)構(gòu)14可以進(jìn)一步包括第一框架34和第二框架35。第一和第二框架34、35的每一個(gè)可以包括可能具有大體L形橫截面的縱梁。這些框架的至少一個(gè)可以包括在其端部之間的中途布置的切口以限定兩個(gè)相互垂直和不連接的部分。每個(gè)框架34、35因此可以包括在中央具有孔36的矩形板，每個(gè)矩形板具有在平行于梁34、35的縱向軸線的方向基本上90°折疊，以致折痕相交于孔36。
[0018]第一和第二支撐元件30、31及第一和第二框架34、35可以一起形成剛性矩形結(jié)構(gòu)(未示出)，其可以起到相對(duì)彼此保持所述三個(gè)管道11、12、13的目的，同時(shí)適應(yīng)部件相對(duì)于彼此的差別膨脹和/或收縮。
[0019]在后處理模塊的流路中，可以放置柴油氧化催化劑(DOC)模塊(未示出)、柴油顆粒過濾器(DPF)模塊(未示出)、噴射器模塊33、混合器模塊(未示出)、選擇性催化還原(SCR)模塊(未不出)和氨氧化催化劑(AMOX)模塊(未不出)。
[0020]DOC模塊可以被放置在第一管道11朝向第一管道11的第一進(jìn)口端20的第一部分中。DPF模塊可以放置在第一管道11的朝向第一管道11的第二出口端21的第二部分中。流動(dòng)罩32可以提供從第一管道11的第二端21到第二管道12的第二端23的流路。流動(dòng)罩32可以包括噴射器模塊33。
[0021]混合器模塊(未示出)可以放置在第二管道12中。所述混合器模塊可以配置為混合由噴射器模塊33噴射的流體與從第一管道11到達(dá)的流體。所述混合器模塊可以包括多個(gè)特征，例如散置翅片，其可以引起所噴射流體與來自第一管道11的流體的均勻摻混。第二端聯(lián)接器(未示出)可以提供從第二管道12的第一端22到第三管道13的第一端24的流體流路。
[0022]SCR模塊(未示出)可以被放置在第三管道13的第一部分中，且可能地朝向第三管道13的第一端24。SCR模塊可以包括意圖催化在混合器模塊中混合且由擴(kuò)散器排出的兩流體之間發(fā)生反應(yīng)的催化劑。AMOX模塊(未示出)可以被放置在第三管道13的第二部分中，且可能地朝向第三管道13的第二端(未示出)。所述AMOX模塊可以包括可以催化從SCR模塊排出的一種或多種產(chǎn)物的反應(yīng)的催化劑。
[0023]后處理模塊10可以包括用于感測(cè)后處理模塊10內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)條件(例如溫度或NOx的量)的一個(gè)或多個(gè)傳感器。這些傳感器可能需要與排氣氣體的熱隔熱，同時(shí)，也受保護(hù)免于環(huán)境和機(jī)械損傷。例如，這可能由于在安裝點(diǎn)處收集并可能在機(jī)器停機(jī)期間冰凍的水引起。傳感器必須以安全、隔熱和密封的形式安裝以保證它們不會(huì)輕易脫離、過熱或提供流體泄露路徑。此外，傳感器必須以允許各種特征的某些不對(duì)準(zhǔn)的方式被安裝到模塊。
[0024]一個(gè)傳感器50，如圖2所示，或復(fù)數(shù)個(gè)傳感器51、52，如圖1和3所示，可以被安裝在管道11、12、13的壁上的孔53中。安裝使得傳感器50、51、52可以穿透管道11、12、13，同時(shí)傳感器的沒必要放置在要被感知的空間內(nèi)的那些元件(即電子部件)可以被放置在管道11、12、13的外表面17上。在此種方式下,傳感器50、51、52的敏感兀件可以被放置在遠(yuǎn)離很可能發(fā)生在管道內(nèi)的高溫的地方。
[0025]軸套(boss) 54可以設(shè)在管道11、12、13上，所述軸套54具有布置成基本上與孔53對(duì)齊的通孔55。軸套54可以被焊接到管道11、12、13上，可以通過任何其它合適的方式被穩(wěn)固于管道11、12、13,或可以形成為管道11、12、13整體的一部分。傳感器50、51、52可以布置在軸套54內(nèi)以部分地延伸到所述流路。
[0026]墊片56可以設(shè)置成圍繞所述軸套54。所述墊片56可以由密集金屬絲網(wǎng)形成，其可以是可壓縮的?？蛇x地，墊片56可以由隔熱材料，或任何其它合適的材料形成。墊片56可以是圓柱形或任何其它合適的形狀或結(jié)構(gòu)。
[0027]防護(hù)罩15可以包括與孔53對(duì)齊的開口 57，以容納所述傳感器50、51、52。蓋58可以被設(shè)置為至少部分地密封防護(hù)罩15中的所述開口 57。蓋58可以有穿過其傳感器50、51、52可以延伸的孔59、用于與墊片56接合的內(nèi)部部分60和用于與所述防護(hù)罩15接合的外部部分61。所述蓋58可以被焊接到防護(hù)罩15。蓋58可以具有在防護(hù)罩15上限定出凹部62的外部輪廓。所述凹部62可以形成可以允許傳感器50、51、52的改進(jìn)的冷卻的缺口。凹部62可以是杯形。凹部62的外部輪廓和定向可以使得任何流體落入所述凹部62會(huì)趨向于由于重力的結(jié)果運(yùn)動(dòng)出所述凹部62。當(dāng)管道11、12、13處于直立位置時(shí)，這可以通過凹部62的輪廓單調(diào)地向最低點(diǎn)減小而達(dá)到。通過單調(diào)地減小，這可能意味著凹部62不包括局部低點(diǎn)，而是所述凹部62包括單一高點(diǎn)和單一低點(diǎn)，流體可以在重力下從單一高點(diǎn)朝著單一低點(diǎn)流動(dòng)。在凹部62上不存在局部低點(diǎn)，否則這可能作為流體貯池，流體在重力下不能從凹部62排泄，除了由于制造公差引起的傳感器50、51、52和蓋內(nèi)部部分60之間的小間隙的可能性。
[0028]可選地，防護(hù)罩15可以直接地與墊片56配合，這會(huì)減少對(duì)于單獨(dú)的蓋58的需要。在這種布置中，防護(hù)罩15可以有與上述的蓋58相似的方式的輪廓。
[0029]使用墊片56的相似的安裝裝置可以用于噴射器單元33相對(duì)于流動(dòng)罩32 (作為管道11、12、13)和防護(hù)罩15的安裝。使用墊片56的相似的安裝裝置可以附加地用于可能需要與流路相通的任何其它設(shè)備。
[0030]軸套54、防護(hù)罩15和蓋58可以全部由不銹鋼制成。
[0031]工業(yè)實(shí)用性
[0032]具有上述的傳感器安裝裝置的后處理模塊10在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，特別是在柴油內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域具有工業(yè)實(shí)用性。
[0033]當(dāng)后處理模塊被使用時(shí)，管道11、12、13和防護(hù)罩15之間的空氣可能通過后處理模塊10中的排氣氣體變熱，引起它膨脹和在防護(hù)罩15的任何間隙排出。噴出到管道11、12、13外部的傳感器50、51、52的部件上的熱空氣可以引起損壞傳感器50、51、52。墊片56可以至少作為部分密封以防止或最小化位于管道11、12、13和防護(hù)罩15之間的空間內(nèi)的熱空氣穿過位于軸套54和蓋58之間的傳感器50、51、52鄰近的蓋58噴出，因此，防止損壞傳感器50、51、52。墊片56的可壓縮性可以允許其承擔(dān)軸套54、防護(hù)罩15和蓋58之間的公差補(bǔ)償。
【權(quán)利要求】
1.一種后處理模塊，包括: 限定流路和進(jìn)入流路的孔的管道； 布置成至少部分地圍繞所述管道并與其間隔開的防護(hù)罩，所述防護(hù)罩包括與所述孔對(duì)齊的開口 ； 設(shè)在管道上并具有與所述孔對(duì)齊的通孔的軸套； 布置在所述軸套內(nèi)以至少部分地延伸入所述流路的傳感器；和 布置成圍繞所述軸套的墊片；且 其中，所述傳感器延伸通過所述開口，所述防護(hù)罩進(jìn)一步包括與所述墊片接合的內(nèi)部部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的后處理模塊，其中，所述墊片由密集金屬絲網(wǎng)制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的后處理模塊，其中，所述墊片由隔熱材料制成。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的后處理模塊，其中，所述墊片由可壓縮材料制成。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的后處理模塊，其中，所述防護(hù)罩包括蓋部分，所述蓋部分包括傳感器穿過其延伸的孔、與所述墊片接合的內(nèi)部部分和與所述防護(hù)罩接合的外部部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的后處理模塊，其中，所述蓋部分包括在防護(hù)罩的外部輪廓中的凹部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的后處理模塊，其中，所述凹部是杯形的。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或權(quán)利要求7所述的后處理模塊，其中，所述凹部的外部輪廓單調(diào)地向著最低點(diǎn)減小。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8任一項(xiàng)所述的后處理模塊，其中，所述墊片在所述軸套和蓋部分之間形成至少部分密封件。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的后處理模塊，其中，所述傳感器被布置在軸套內(nèi)以致于傳感器的非感測(cè)元件被放置在管道外部。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的后處理模塊，其中，所述軸套被焊接到所述管道。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的后處理模塊，其中，所述軸套由不銹鋼制成。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的后處理模塊，其中，防護(hù)罩由不銹鋼制成。
14.根據(jù)權(quán)利要求10-13任一項(xiàng)所述的后處理模塊，其中，所述蓋由不銹鋼制成。
【文檔編號(hào)】F01N13/14GK104302885SQ201280072632
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月24日
【發(fā)明者】N·A·尼亞茲 申請(qǐng)人:珀金斯發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司