一种150L大容量多功能尿素罐
技术领域
本发明涉及机车尾气处理技术领域，具体涉及一种150L大容量多功能尿素罐。
背景技术
轨道交通领域对内燃柴油机的排放等级要求越来越高，SCR系统通过尿素还原柴油机尾气内的氮氧化物，从而使排放的尾气达到指定的排放等级。尿素罐辅助内燃柴油机的使用也是越来越广泛，要求也是越来越高。然而，现有的尿素罐具有加注不方便，且不适于在温度较低的环境下使用。
发明内容
本发明针对以上问题提出了一种150L大容量多功能尿素罐。
本发明采用的技术手段如下：
一种150L大容量多功能尿素罐，包括尿素罐主罐体、尿素罐辅助罐体、连接管、主罐体安装支架、电加热器、水加热器、液位温度传感器以及控制器；
所述尿素罐主罐体安装在所述主罐体安装架上，所述尿素罐主罐体一端通过所述连接管与所述尿素罐辅助罐体连通，另一端设有第一尿素自动加注口和第一尿素手动加注口；
所述尿素罐辅助罐体上设有第二尿素自动加注口和第二尿素手动加注口；
所述尿素罐主罐体上设有所述电加热器、水加热器以及液位温度传感器；
所述液位温度传感器，用于采集所述尿素罐主罐体中尿素的温度，并将所述尿素的温度发送给所述控制器；
所述控制器，用于接收所述尿素的温度和柴油机冷却液的温度，判断所述尿素的温度是否低于设定的第一尿素工作的温度，若是，判断所述柴油机冷却液的温度是否低于设定的第一加热温度，若所述柴油机冷却液的温度低于设定的第一加热温度，所述控制器启动所述电加热器，以用于给所述尿素罐主罐体内的尿素进行加热，若所述柴油机冷却液的温度大于或等于设定的第一加热温度，所述控制器关闭所述电加热器并启动所述水加热器，以用于给所述尿素罐主罐体内的尿素进行加热；若否，判断所述尿素的温度是否高于设定的第二尿素工作的温度，若所述尿素的温度高于设定的第二尿素工作的温度，所述控制器关闭当前工作的加热器并进行下一次的信号采集，若所述尿素的温度低于过等于设定的第二尿素工作的温度，则进行下一次信号采集。
进一步地，所述水加热器包括安装座、冷却液加热管以及尿素吸液管；
所述安装座上设有所述冷却液加热管，所述冷却液加热管一端为冷却液入口，另一端为冷却液出口，所述安装座上设有尿素出液口、尿素回液口以及尿素吸液管。
进一步地，所述电加热器包括竖向布置的多个加热单元；
所述液位温度传感器，还用于采集所述尿素罐主罐体中尿素的液位信号，并将所述尿素的液位信号发送给所述控制器；
所述控制器，还用于接收所述尿素的液位信号，并根据接收的所述液位信号控制不同数量的所述加热单元工作，以用于给所述尿素罐主罐体内的尿素进行加热。
进一步地，所述连接管包括位于两端的金属管和位于中间设有钢丝保护层的软管。
进一步地，所述尿素罐主罐体通过主罐体固定扎带固定在所述主罐体安装支架上。
进一步地，所述尿素罐主罐体采用316L不锈钢焊接且所述尿素罐主罐体内外表面钝化处理；所述尿素罐辅助罐体采用316L不锈钢焊接且所述尿素罐主罐体内外表面钝化处理。
进一步地，所述主罐体安装支架与车体之间还安装有防脱结构。
进一步地，所述尿素罐主罐体通过主罐体固定扎带安装在所述主罐体安装支架上。
进一步地，所述尿素罐主罐体上还设有液位开关、电气分线盒以及排泄口。
与现有技术比较，本发明所述的150L大容量多功能尿素罐具有以下优点，由于设置有尿素罐主罐体、尿素罐辅助罐体和连接管，通过设置连接管，可以将尿素罐主罐体和尿素罐辅助罐体设置在内燃机车的两侧，进而可以实现从内燃机车的两侧向尿素罐中加注尿素，且设置有电加热器和水加热器，电加热器可以在低温环境下对尿素罐中冷凝的尿素熔液进行加热，水加热器与柴油机冷却系统连接，可以用于在柴油机工作时对尿素罐中的尿素溶液进行加热，使得尿素罐内尿素处于正常的工作温度范围内。
附图说明
图1为本发明实施例1公开的内燃机车的大容量多功能尿素罐的结构图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1的仰视图；
图4为图1的后视图；
图5为图1中A-A处剖视图；
图6为图1中B-B处剖视图；
图7为水加热器结构图；
图8为电加热器结构图；
图9为主罐体安装支架与车体连接部分的示意图，即图1中虚线框处的结构图；
图10为本发明的控制流程框图。
图中：1、尿素罐主罐体，10、第一尿素自动加注口，11、第一尿素手动加注口，12、液位开关，13、电气分线盒，14、排泄口，2、尿素罐辅助罐体，20、第二尿素自动加注口，21、第二尿素手动加注口，3、连接管，30、金属管，31、设有钢丝保护层的软管，4、主罐体安装支架，40、主罐体固定扎带，41、安装板，42、防脱销，43、连接耳，44、固定螺栓，5、电加热器，50、电加热单元，6、水加热器，60、安装座，61、冷却液加热管，62、尿素吸液管，63、冷却液入口，64、冷却液出口，65、尿素出液口，66、尿素回液口，7、液位温度传感器，9、防脱结构。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示为本发明公开的150L大容量多功能尿素罐，包括尿素罐主罐体1、尿素罐辅助罐体2、连接管3、主罐体安装支架4、电加热器5、水加热器6、液位温度传感器7以及控制器；
所述尿素罐主罐体1通过主罐体固定扎带40安装在所述主罐体安装架4上，通过主罐体安装架4可以将尿素罐安装在内燃机车上，所述尿素罐主罐体1一端通过所述连接管3与所述尿素罐辅助罐体2连通，另一端设有第一尿素自动加注口10和第一尿素手动加注口11；所述尿素罐辅助罐体2上设有第二尿素自动加注口20和第二尿素手动加注口21；当尿素罐通过主罐体安装架安装在内燃机车上时，尿素罐主罐体上的第一尿素自动加注口和第一尿素手动加注口与尿素罐辅助罐体上设有第二尿素自动加注口和第二尿素手动加注口分别位于内燃机车的两侧，以便于实现从内燃机车的两侧向尿素罐主罐体中加注尿素。在本实施例中，第一尿素自动加注口和第二尿素自动加注口结构按照STANAG-3756(北约标准)标准进行设计，所述尿素自动加注口具有快速大流量加注、自动停止加注功能。第一尿素手动加注口和第二尿素手动加注口内安装有磁性适配器，该磁性适配器只针对尿素加注设备，防止加注其他溶液。
所述尿素罐主罐体1上设有所述电加热器5、水加热器6以及液位温度传感器7；具体地，如图7所示，所述水加热器6包括安装座60、冷却液加热管61以及尿素吸液管62；所述安装座60上设有所述冷却液加热管61，所述冷却液加热管61一端为冷却液入口63，另一端为冷却液出口64，所述安装座上设有所述冷却液加热管，所述冷却液加热管一端为冷却液入口，另一端为冷却液出口，所述安装座上设有尿素出液口65、尿素回液口66以及尿素吸液管62。冷却液入口和冷却液出口分别与柴油机连接，柴油机的冷却液可以通过冷却液加热管对尿素罐主罐体内的尿素进行加热。
如图10所示，所述液位温度传感器7，用于采集所述尿素罐主罐体1中尿素的温度，并将所述尿素的温度发送给所述控制器；控制器可以是独立的控制结构，也可以是机车上的控制系统，所述控制器，用于接收所述尿素的温度和柴油机冷却液的温度，判断所述尿素的温度是否低于设定的第一尿素工作的温度，第一尿素工作的温度是尿素罐中尿素正常工作的最低温度，若是，判断所述柴油机冷却液的温度是否低于设定的第一加热温度，若所述柴油机冷却液的温度低于设定的第一加热温度(说明此时柴油机还没有正常工作，柴油机冷却液的温度无法给尿素罐中尿素进行加热)，所述控制器启动所述电加热器，以用于给所述尿素罐主罐体内的尿素进行加热使得尿素罐中尿素温度达到工作温度要求，若所述柴油机冷却液的温度大于或等于设定的第一加热温度，所述控制器关闭所述电加热器并启动所述水加热器，以用于给所述尿素罐主罐体内的尿素进行加热；若否，判断所述尿素的温度是否高于设定的第二尿素工作的温度，第二尿素工作的温度是尿素正常工作的最高温度，若所述尿素的温度高于设定的第二尿素工作的温度，所述控制器关闭当前工作的加热器并进行下一次的信号采集，若所述尿素的温度低于过等于设定的第二尿素工作的温度，则进行下一次信号采集。
优选地，冷却液加热管为螺旋状管，以增加与尿素罐主罐体中尿素的接触面积，便于对尿素快速加热。
进一步地，如图8所示，所述电加热器5包括竖向布置的多个加热单元50；图中，电加热单元具有3组，并从尿素罐主罐体内竖向布置，所述液位温度传感器7，还用于采集所述尿素罐主罐体中尿素的液位信号，并将所述尿素的液位信号发送给所述控制器；所述控制器，还用于接收所述尿素的液位信号，并根据接收的所述液位信号控制不同数量的所述加热单元工作，以用于给所述尿素罐主罐体内的尿素进行加热。具体地，在控制器控制控制电加热器工作之前，控制器接收液位温度传感器发送的尿素罐主罐体中尿素的液位信号，以判断当前尿素罐主罐体中尿素的液位高度，进而可以根据液位高度，控制不同数量的电加热单元(工作的电加热单元的数量为位于尿素液位以下或部分位于尿素液位以下的电加热单元的数量)进行工作。通过设置多级电加热单元，防止加热器烧坏和节约用电。
进一步地，所述连接管3包括位于两端的两个金属管30和位于中间设有钢丝保护层的软管31，软管的两端分别与两个金属管的一端连接，金属管的另一端分别与尿素罐主罐体和尿素罐辅助罐体连接，本实施例中，软管的内部材质为特氟龙，连接管包括金属管和软管，方便进行对尿素罐辅助罐体的安装和调整。
进一步地，所述尿素罐主罐体采用316L不锈钢焊接且所述尿素罐主罐体内外表面钝化处理；所述尿素罐辅助罐体采用316L不锈钢焊接且所述尿素罐主罐体内外表面钝化处理。罐体主要采用316L不锈钢焊接而成，焊接完成后内外表面钝化处理，保证了高强度和耐腐蚀的特性。
如图9所示，主罐体安装支架4两端设有安装板41，安装板41上设有安装孔，通过固定螺栓44可以将主罐体安装支架与车体连接，安装板上还设有连接耳43，连接耳和车体之间可以设置防脱销42，保证螺栓失效的情况下尿素罐主罐体不会掉落，本实施例中，主罐体安装支架采用Q345E碳钢焊接而成，表面涂装水性漆，整体结构强度经过计算校核。
所述尿素罐主罐体1上还设有液位开关12，液位开关主要用于尿素溶液加注过程中，提供加注满尿素溶液报警信号，帮助加注设备自动停止加注。
所述尿素罐主罐体1上还设有电气分线盒13，用于将主罐体上的电器部件的控制线和电源线集中连接到分线盒内，在通过分线盒与车体的控制线和电源线连接。
所述尿素罐主罐体1上还设有排泄口14，用于排出尿素罐主罐体内的尿素溶液。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
