具有再启动能力的隔膜泵系统的制作方法
【专利说明】具有再启动能力的隔膜泵系统
[0001]对关联专利申请的交叉引用
[0002]本申请主张申请日为2013年8月13日、申请号为61/865，452的美国临时专利申请的优先权，其内容通过引用被全部包括到这里。
技术领域
[0003]本发明涉及一系统，尤其涉及具有再启动能力的隔膜泵系统。
【背景技术】
[0004]尿素分发系统常被用于选择性催化还原(SCR)工艺中。例如，尿素和SCR催化剂一起可减少内燃机排出气流中的氮氧化物(NOx)。作为示例地，SCR催化剂可对机动车上柴油发动机排放的废气进行处理，从而根据机动车的忙闲度变化产生不同数量的NOx。在这个过程中，用于有效减少NOx所需的尿素数量决定于排出废气流速以及在废气气流中NOx的浓度。在某些运行周期，喷射的尿素的数量可能非常多变或瞬变的，而在其他周期，尿素的喷射可能是不连续的。运行期间尿素喷射能力的损耗经历高度变化的NOx输出，这对达到排放物要求或其他运行要求非常不利。
[0005]尿素分发系统可利用泵向喷射器提供加压尿素，以将尿素喷射到引擎的废气中。隔膜泵为该泵的一期望可选方式。然而，隔膜泵存在一些缺点，包括有限的自启动能力。当隔膜泵失去启动能力时，所述隔膜泵的有限压缩比可防止排出阀与加压的排出管线连通，导致所述隔膜泵经历“气阻”。
[0006]在目前已知的尿素分发系统中，通过使用一回流管从所述隔膜泵入口到尿素箱进行再循环。安装好回流管后，失去启动能力的泵可将空气再循环到尿素箱中，并在入口接收液体，以允许所述泵进行再启动。增加回流管需要额外的管道安装，包括额外的安装空间，额外的潜在泄漏点以及对震动环境的系统更复杂回应。因此，在这方面需要更多的改进。
【发明内容】
[0007]本发明公开了独特的隔膜泵再启动装置、方法以及系统。一示例性系统，包括一具有抽吸口和排出口的隔膜泵、将一尿素供应装置和所述抽吸口流体连通的尿素抽吸管、与所述排出口流体连通的尿素排出管。一再循环管将所述尿素排出管和所述尿素抽吸管流体连通，所述再循环管具有一流量调节器，所述流量调节器可操作地连接在所述再循环管上。一控制器用于对所述隔膜泵的一启动失败状态进行解释，以及提供流量调节命令，以对所述启动失败状态进行响应。
[0008]本概述对概念选择性地进行了介绍，在下面的示例性实施例中将对这些概念进行进一步的描述。本概述目的不是要表明声明的主题的关键或实质性特征，也不是要对声明的主题范围进行限定。根据下面的描述以及附图，本发明进一步的实施例、形式、主题、特征、优点、各方面以及有益效果将更加明显。
【附图说明】
[0009]图1为一示例性隔膜泵系统的示意图；
[0010]图2为一示例性控制器的示意图；以及
[0011]图3为一示例性启动周期的流程示意图。
【具体实施方式】
[0012]为了促进对本发明原理的理解，将参考附图对附图示出的本发明实施例进行描述，特定的语言将用于描述所述实施例。然而，应理解，在这里不是对本发明范围进行限定。对本发明技术人员来说，对示出的实施例中的改变以及在这里示出的发明原理的进一步应用是正常的，是可以预计的，也属于本发明的保护范围。
[0013]在某些实施例中，对一控制器进行了描述，所述控制器用于执行控制阀门位置的特定操作或其他操作。在某些实施例中，所述控制器形成了一处理子系统的一部分，所述处理子系统包括一个或多个计算设备，所述计算设备具有内存、处理和通信硬件。所述控制器可以为一单个设备或为分布式设备，所述控制器的功能可由硬件和/或计算机实施组件执行。
[0014]在某些实施例中，所述控制器包括一个或多个模块，以在功能上执行所述控制器的操作。在某些实施例中，所述控制器包括一启动失败模块以及一阀门控制模块。在这里，包括对模块的描述强调控制器各方面结构的独立性，并对一组操作以及控制器职责进行了阐述。应理解，执行类似的全部操作的其他组操作也属于本申请的范围。模块可以以硬件和/或存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机指令的形式进行实施，且模块可分布在不同硬件或计算机实施组件上。
[0015]示例性和非限定性模块实施组件包括:用于提供在本发明中确定的任何数值的传感器、用于提供作为本发明中确定数值的前趋的任何数值的传感器、数据链路和/或网络硬件、任何致动器、螺线管、运算放大器、模拟控制组件(控制反转、滤波器、混频器、分频器、增益组件)和/或数字控制组件。其中，网络硬件包括通信芯片、振荡晶体、通信链路、电缆、双绞线、同轴线、屏蔽线、发射机、接收器和/或收发器、逻辑电路、硬接线的逻辑电路、根据模块说明配置的一特定非瞬态中的可重构逻辑电路。
[0016]在这里列出的实施组件不是限制性的，对于本领域技术人员来说，用于这里描述的任何模块或控制器的任何实施组件都属于本发明。一旦操作被描述，这里的模块以及控制器可拥有大量的硬件和/或基于计算机的实施方式，对于本领域技术人员来说，这些实施方式中许多特定实施方式包括机械步骤，这些步骤具有这里的本发明的有益效果以及本发明提供的模块和控制器的操作意义。参考图2的部分/段落更具体地对控制器操作的某些实施例进行了具体的描述。
[0017]在这里描述的某些操作包括对一个或多个参数进行解释的操作。如这里所述的解释包括一操作，以使所述数值可用于任何现有技术中已知的任何方法，至少包括:从一数据链路或网络通信中接收所述数值、接收表示所述数值的电信号(例如电压、频率、电流或PWM信号)、接收表示所述数值的由计算机生成的参数、从非暂时性计算机可读存储介质上的存储单元读取所述数值、(例如，从一操作者输入中)接收所述数值以作为现有技术中任何已知方法的运行时参数、接收一数值(通过该数值可以计算出所述解释的参数)，和/或通过引用一默认值接收一数值，该默认值被解释为所述参数。
[0018]请参考图1，图中示出了一示例性尿素供应系统100，所述系统100包括隔膜泵102、尿素供应装置106、阀门系统120、控制器130以及传感器140。各种组件通过多个流体管线流体连通，所述流体管线包括尿素抽吸管110、尿素排出管112以及再循环管114。阀门系统120包括再循环管流量调节器124，所述阀门系统120可包括排出阀122和/或喷射器 128。
[0019]隔膜泵102包括抽吸口 102a以及排出口 102b。抽吸管110将抽吸口 102a与尿素供应装置106流体连通，所述尿素供应装置106存储有一定量的尿素水溶液。排出管112与排出口 102b流体连通。排出阀122可操作地连接到排出管112，且可被配置为计量阀。再循环管114将排出管112和抽吸管110流体连通，所述再循环管114具有连接在其上的可操作流量调节器124。如图1所示，再循环管114具有与所述尿素排出管连接的第一开口以及与所述尿素抽吸管连接的第二开口。
[0020]在示出的实施例中，排出管112进一步连接到喷射器128。喷射器128可以为一喷射阀，对喷射器128的操作可由控制器130控制。喷射器128可操作地连接在一排气管道192上，所述喷射器128用于从排出管112向排气管道192喷射尿素。系统100可进一步包括一压缩空气供应装置(未示出