本實(shí)用新型涉及一種還原劑填充系統(tǒng)，且更具體地涉及與機(jī)器相連接的還原劑填充系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

機(jī)器（例如挖土機(jī)）可包括與發(fā)動(dòng)機(jī)相連接的后處理系統(tǒng)。該后處理系統(tǒng)包括可用于將還原劑輸送到流出發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣流中的還原劑供應(yīng)系統(tǒng)。還原劑供應(yīng)系統(tǒng)包括用于存儲(chǔ)還原劑的還原劑箱、還原劑填充導(dǎo)管以及還原劑輸送導(dǎo)管。根據(jù)需要且當(dāng)需要時(shí)，可以用來自外部源的還原劑重新填充還原劑箱。為了重新填充還原劑箱，還原劑填充導(dǎo)管流體連接到外部源。然后，可以經(jīng)由與外部源流體連通的泵將來自外部源的還原劑供應(yīng)到還原劑填充導(dǎo)管。

然而，有時(shí)在進(jìn)行了填充操作之后，一定量的還原劑會(huì)余留在機(jī)器上的還原劑填充導(dǎo)管內(nèi)。由于還原劑在寒冷環(huán)境中易于凍結(jié)，所以對(duì)于在相對(duì)寒冷環(huán)境中運(yùn)行的機(jī)器，還原劑填充導(dǎo)管內(nèi)包含的還原劑可能凍結(jié)。而這會(huì)影響后處理系統(tǒng)的整體性能。

還原劑填充導(dǎo)管有時(shí)被電加熱，以便對(duì)停留在其中的還原劑進(jìn)行解凍。然而，對(duì)于大型機(jī)器，由于機(jī)器內(nèi)的還原劑箱的安裝位置較高，所以還原劑填充導(dǎo)管的長度通常較長。在這些情況下，沿著還原劑填充導(dǎo)管的整個(gè)長度來設(shè)置電加熱元件會(huì)導(dǎo)致相關(guān)成本增加。

美國公開申請(qǐng)?zhí)?013/0186509，以下稱‘509公開文獻(xiàn)，描述了一種還原劑供應(yīng)系統(tǒng)。還原劑供應(yīng)系統(tǒng)包括被配置為將還原劑存儲(chǔ)在其中的還原劑箱。進(jìn)一步，接納裝置被配置為接納由不在機(jī)器上的貯存器供應(yīng)的還原劑。還原劑供應(yīng)系統(tǒng)包括與接納裝置流體連通的還原劑供應(yīng)管線。還原劑供應(yīng)管線被配置為將還原劑提供到還原劑箱。

在‘509公開文獻(xiàn)中，還原劑供應(yīng)管線的清除是基于在還原劑箱內(nèi)的還原劑的液位。相應(yīng)地，對(duì)于還原劑清除而言，‘509公開文獻(xiàn)中提供了單獨(dú)的壓力流體流和多個(gè)閥。這可能會(huì)占據(jù)機(jī)器之內(nèi)的空間并且還可能導(dǎo)致部件成本增加。因此，需要一種用于還原劑供應(yīng)管線的改進(jìn)的還原劑清除系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種還原劑填充系統(tǒng)，可以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的沿還原劑填充導(dǎo)管的整個(gè)長度配置電加熱元件導(dǎo)致相關(guān)成本高等問題。

一種還原劑填充系統(tǒng)，包括用于將還原劑輸送到機(jī)器上的還原劑供應(yīng)系統(tǒng)，所述還原劑供應(yīng)系統(tǒng)包括還原劑箱，所述還原劑箱具有與其相連接的填充導(dǎo)管，所述還原劑填充系統(tǒng)包括：

還原劑源，其具有與其相連接的輸送導(dǎo)管；

換向閥，其能在第一換向模式與第二換向模式之間切換，

泵組件，其具有入口端口和出口端口，其中

通過所述換向閥和所述泵組件，所述還原劑源的所述輸送導(dǎo)管與所述填充導(dǎo)管流體連通，

其中在所述換向閥的第一換向模式中，所述輸送導(dǎo)管與所述泵組件的所述入口端口流體連通，且所述填充導(dǎo)管與所述泵組件的所述出口端口流體連通，且

其中在所述換向閥的第二換向模式中，所述輸送導(dǎo)管與所述泵組件的所述出口端口流體連通，且所述填充導(dǎo)管與所述泵組件的所述入口端口流體連通。

通氣口設(shè)置在所述填充導(dǎo)管上，且單向閥設(shè)置在所述填充導(dǎo)管上介于所述通氣口與所述還原劑箱之間用于阻止所述還原劑從所述還原劑箱回流。

液位傳感器設(shè)置在所述還原劑箱中并且與所述泵組件可操作地連接。

進(jìn)一步包括管嘴，所述管嘴與所述換向閥流體連通并用于聯(lián)接到與所述填充導(dǎo)管流體連通的所述機(jī)器上的接納裝置，其中，通過所述管嘴和所述接納裝置，所述換向閥與所述填充導(dǎo)管流體連通。

所述還原劑源是外部源。

所述還原劑填充系統(tǒng)在所述機(jī)器外部。

在本實(shí)用新型的一方面，提供了一種通過與還原劑箱相連接的填充導(dǎo)管將還原劑輸送到還原劑箱中的方法。該還原劑箱選擇性地與具有與其相連接的輸送導(dǎo)管的外部源流體連通。該方法包括將外部源的輸送導(dǎo)管與還原劑箱的填充導(dǎo)管連接。該方法還包括在第一換向模式下操作設(shè)置在輸送導(dǎo)管上的閥。該方法進(jìn)一步包括基于閥的第一構(gòu)造通過設(shè)置在輸送導(dǎo)管上的泵組件將還原劑供應(yīng)到還原劑箱的填充導(dǎo)管。該方法包括將閥的操作從第一換向模式改變?yōu)榈诙Q向模式換向模式。該方法還包括基于閥的第二換向模式換向模式通過泵組件將停留在填充導(dǎo)管中的一部分還原劑清除到外部源中。

本實(shí)用新型消除了與填充導(dǎo)管相連接的加熱元件的需求，由此使還原劑填充和清除操作變得簡便且成本低。

通過下面的說明和附圖，本實(shí)用新型的其他特征和方面將清晰可見。

附圖說明

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例具有還原劑填充系統(tǒng)的示例性機(jī)械的側(cè)視圖；

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例圖1的還原劑填充系統(tǒng)的示意性視圖，其描繪了將還原劑填充到還原劑箱中的填充操作；

圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例圖1的還原劑填充系統(tǒng)的示意性視圖，其描繪了對(duì)來自還原劑箱的填充導(dǎo)管中的還原劑進(jìn)行的清除操作；以及

圖4是通過填充導(dǎo)管將還原劑輸送到還原劑箱中的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

在所有可能的情況下，在整個(gè)附圖中將使用相同的參考標(biāo)號(hào)來指示相同或類似的部件。參照?qǐng)D1，描述了一種用于實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的示例性機(jī)器100。更具體地，機(jī)器100是液壓挖掘機(jī)?？蛇x地，機(jī)器100可以是任何機(jī)械，包括但不限于反鏟裝載機(jī)、輪式裝載機(jī)、工業(yè)裝載機(jī)、挖土機(jī)、推土機(jī)、礦用卡車、鉸接式卡車、履帶式牽引車、叉車、起重機(jī)、滑移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)、小型履帶式裝載機(jī)、多地形裝載機(jī)等等。機(jī)器100可用于各種類型的行業(yè)中，例如但不限于建筑、運(yùn)輸、采礦、發(fā)電等。

參照?qǐng)D1，機(jī)器100包括機(jī)架102。機(jī)架102包括機(jī)具組件104。機(jī)具組件104包括在端部的機(jī)具105。在所示的實(shí)施例中，機(jī)具105為鏟斗，在可選實(shí)施例中，機(jī)具105可以是板鏟松土裝置。機(jī)架102安裝在地面接合構(gòu)件106上方。在所示的實(shí)施例中，地面接合構(gòu)件106包括設(shè)置在機(jī)器100的任一側(cè)上的一對(duì)履帶。在可選實(shí)施例中，地面接合構(gòu)件106可包括輪子。

機(jī)器100進(jìn)一步包括發(fā)動(dòng)機(jī)（未示出），該發(fā)動(dòng)機(jī)可以是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，例如往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)或燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，發(fā)動(dòng)機(jī)是火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)或壓縮點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)，例如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)或者反應(yīng)性控制壓縮點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)，或者本領(lǐng)域已知的其他壓縮點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)可以由汽油、柴油燃料、生物柴油、二甲醚、乙醇、天然氣、丙烷、氫氣及其組合物或者本領(lǐng)域已知的任何其他燃燒燃料來供給燃料。發(fā)動(dòng)機(jī)可包括其他部件（未示出），例如燃料系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)等等。

機(jī)器100可進(jìn)一步包括排氣后處理系統(tǒng)（未示出）。該后處理系統(tǒng)流體連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管（未示出）。該后處理系統(tǒng)被配置為處理從發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)的排氣歧管排出的排氣流。排氣流包含排放化合物，所述排放化合物可包括氮氧化物（NOx）、未燃燒碳?xì)浠衔?、顆粒物質(zhì)和/或本領(lǐng)域已知的其他燃燒產(chǎn)物。后處理系統(tǒng)可被配置為處理或捕集NOx、未燃燒碳?xì)浠衔铩㈩w粒物質(zhì)及其組合物，或者排氣流在從發(fā)動(dòng)機(jī)排出之前所包含的其他燃燒產(chǎn)物。

后處理系統(tǒng)包括還原劑供應(yīng)系統(tǒng)200（參見圖2和圖3）。還原劑供應(yīng)系統(tǒng)200被配置為將還原劑分散到從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的排氣流中。如圖2和圖3所示，還原劑供應(yīng)系統(tǒng)200包括存在于機(jī)器100上的還原劑箱202。還原劑箱202被配置為將還原劑存儲(chǔ)在其中。還原劑箱202被設(shè)置成與還原劑噴射器（未示出）流體連通。還原劑可以是流體，例如柴油機(jī)排氣流體（DEF）。還原劑可包括尿素、氨水或本領(lǐng)域已知的其他還原劑。與還原劑箱202相關(guān)的參數(shù)，例如尺寸、位置和所使用的材料，都可以根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和需求而有所改變。

還原劑箱202包括液位傳感器204。液位傳感器204被配置為計(jì)量還原劑箱202內(nèi)存在的還原劑的液位。液位傳感器204可包括本領(lǐng)域已知的任何已知的接觸式或非接觸式液位感測(cè)裝置，例如機(jī)械浮子。進(jìn)一步，填充導(dǎo)管206在還原劑箱202的頂部部分附近流體聯(lián)接到還原劑箱202。填充導(dǎo)管206被配置為允許用還原劑重新填充還原劑箱202。

填充導(dǎo)管206可以具體化為任何管道、管子、軟管和金屬或非金屬中的任何一種制成的類似物。填充導(dǎo)管206包括單向閥208。單向閥208被配置為允許還原劑在一個(gè)方向上流動(dòng)，即流到還原劑箱202中，并且截止還原劑從還原劑箱202反向流動(dòng)。進(jìn)一步，沿著填充導(dǎo)管206設(shè)置了通氣口211。通氣口211被配置為選擇性地將空氣通入填充導(dǎo)管206中。在填充導(dǎo)管206的一端處設(shè)置了接納裝置210。

在填充操作期間，接納裝置210被配置成聯(lián)接到機(jī)器100外部的還原劑填充系統(tǒng)212。還原劑填充系統(tǒng)212包括其中含有還原劑的外部源214。外部源214可以具體化為在地面處的貯存器或容器。還原劑填充系統(tǒng)212進(jìn)一步包括輸送導(dǎo)管216。輸送導(dǎo)管216的一端連接到外部源214。管嘴218設(shè)置在輸送導(dǎo)管216的另一端處。管嘴218被配置成經(jīng)由接納裝置210將輸送導(dǎo)管216連接到填充導(dǎo)管206。

還原劑填充系統(tǒng)212包括沿輸送導(dǎo)管216設(shè)置的泵組件219。泵組件219包括泵220。如圖2中所示，泵220被配置成將來自外部源214的還原劑泵送到輸送導(dǎo)管216中。在一個(gè)示例中，泵220可以具體化為單向液壓泵。泵220可以包括離心泵或容積泵。泵組件219包括單向閥221。在一些實(shí)施例中，可以不設(shè)置單向閥221。

還原劑填充系統(tǒng)212進(jìn)一步包括閥222。閥222具體化為四通閥。閥222是以兩位換向模式操作的方向控制閥。在第一換向模式中，閥222被配置為允許填充還原劑箱202（參見圖2）。而在第二換向模式中，閥222被配置為允許清除填充導(dǎo)管206（參見圖3）。在替代實(shí)施例中，閥222可以基于操作需求在兩個(gè)以上位置中操作。

參考圖2，在填充操作期間，通過操作者（未示出），還原劑填充系統(tǒng)212的管嘴218與填充導(dǎo)管206的接納裝置210聯(lián)接。在一個(gè)實(shí)施例中，閥222可以手動(dòng)地定位在第一換向模式中，且泵220可以開啟。在第一換向模式中，來自外部源214的還原劑流入輸送導(dǎo)管216中并且被輸入到填充導(dǎo)管206中。接著還原劑被輸入到還原劑箱202中。

在一個(gè)實(shí)施例中，液位傳感器204可以電子方式聯(lián)接到泵控制器（未示出），使得當(dāng)還原劑箱202中的還原劑的液位上升到預(yù)定閾值之上時(shí)可以自動(dòng)地關(guān)閉泵220。當(dāng)泵220在關(guān)閉狀態(tài)中時(shí)，單向閥208可限制還原劑的回流。另外，壓力可以在填充導(dǎo)管206內(nèi)積累。在一些實(shí)施例中，管嘴218可以被設(shè)計(jì)成使得管嘴218對(duì)填充導(dǎo)管206內(nèi)的壓力敏感。在此實(shí)施例中，壓力增大可以導(dǎo)致管嘴218關(guān)閉并且截止還原劑進(jìn)一步輸入到填充導(dǎo)管206中。在另一實(shí)施例中，閥222可以電子方式聯(lián)接到液位傳感器204，使得基于還原劑箱202內(nèi)的還原劑的液位，閥222可以電子方式操作以切換到第二換向模式。在此情況中，基于閥222的第二換向模式，泵控制器可以自動(dòng)地關(guān)閉泵220。

一定量的還原劑仍然可以停留在填充導(dǎo)管206內(nèi)。為了清除保留在填充導(dǎo)管206內(nèi)的還原劑，操作者可以進(jìn)行填充導(dǎo)管206的清除操作。參考圖3，在清除操作期間，閥222處于第二換向模式。另外，通氣口211打開以允許空氣進(jìn)入填充導(dǎo)管206。當(dāng)泵220開啟時(shí)，輸送導(dǎo)管216中產(chǎn)生吸入作用，導(dǎo)致積存在填充導(dǎo)管206中的空氣和還原劑流向外部源214，由此清除填充導(dǎo)管206。應(yīng)當(dāng)注意的是，閥222在第一換向模式與第二換向模式之間的致動(dòng)可以手動(dòng)或通過控制器進(jìn)行。控制器可以經(jīng)由電致動(dòng)器（諸如螺線管、氣動(dòng)致動(dòng)器、液壓致動(dòng)器或本領(lǐng)域中已知的其他致動(dòng)器）將閥222致動(dòng)。

工業(yè)實(shí)用性

本實(shí)用新型涉及還原劑填充系統(tǒng)212。還原劑填充系統(tǒng)212允許對(duì)還原劑箱202進(jìn)行再填充，并且對(duì)余留在填充導(dǎo)管206內(nèi)的還原劑進(jìn)行清除。圖4圖解說明了通過與還原劑箱202相連接的填充導(dǎo)管206將還原劑輸送到還原劑箱202中的方法400。在步驟402處，還原劑填充系統(tǒng)212的輸送導(dǎo)管216與還原劑箱202的填充導(dǎo)管206連接。

在步驟404處，以第一換向模式操作設(shè)置在輸送導(dǎo)管216上的閥222。在步驟406處，通過設(shè)置在輸送導(dǎo)管216上的泵220將還原劑供應(yīng)到填充導(dǎo)管206。在步驟408處，將閥222的操作從第一換向模式轉(zhuǎn)換為第二換向模式。在步驟410處，通過泵220將停留在填充導(dǎo)管206中的部分還原劑清除到外部源214中。

本實(shí)用新型允許簡化填充導(dǎo)管206的清除，而與填充導(dǎo)管206的長度無關(guān)。另外，單個(gè)四通閥222和泵組件219用來對(duì)還原劑箱202進(jìn)行再填充并對(duì)填充導(dǎo)管206進(jìn)行清除。本實(shí)用新型消除了與填充導(dǎo)管206相連接的加熱元件的需求，由此使填充和清除操作變得不太復(fù)雜且不太昂貴。

雖然本實(shí)用新型的方面已參考上述實(shí)施例加以特別示出和描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不脫離所公開的精神和范圍的前提下可通過對(duì)所公開的機(jī)械、系統(tǒng)和方法進(jìn)行修改來預(yù)期各種其他的實(shí)施例。此類實(shí)施例應(yīng)當(dāng)被理解為落在如基于權(quán)利要求書和其任何等同物確定的本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。