CN104948273A - 一种空气辅助式尿素喷射系统 - Google Patents

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高发廷
王秋花
黄少文
刘浩
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Abstract

本发明涉及柴油汽车尾气后处理系统技术领域，具体是一种空气辅助式尿素喷射系统。包括压缩空气源、尿素箱和空气辅助式尿素喷射器，所述空气辅助式尿素喷射器包括隔热器、空气管Ⅰ、空气管Ⅱ、尿素管和喷嘴；所述压缩空气源通过压缩空气管路与空气管Ⅰ连接，所述尿素箱通过尿素管路与尿素管连接，压缩空气管路和尿素管路之间设有单向阀。相对于现有技术，本发明空气辅助式尿素喷射系统的有益效果为：1、能够对尿素溶液进行冷却，防止尿素溶液因温度过高而挥发或结晶；2、利用压缩空气辅助对尿素溶液进行两次雾化，雾化效果好；3、结构简单、成本低廉，具有推广应用的前景。

Description

一种空气辅助式尿素喷射系统
技术领域
本发明涉及柴油汽车尾气后处理系统技术领域，具体是一种空气辅助式尿素喷射系统。
背景技术
当前大气污染严重，其中汽车尤其是使用柴油机做动力的汽车是一个重要污染源。柴油机最主要的污染物是NOx，为减少NOx的排放，汽车行业使用的主要技术路线就是选择性催化还原（SCR），即在含有NOx的尾气中喷入氨、尿素或者其他含氮化合物，在催化剂的作用下使氮氧化物还原成氮气、二氧化碳和水。
当前大部分车用尿素喷射系统通常采用液体喷射，即通过高压直接将尿素溶液喷射到排气管里，尿素溶液在排气管中呈液滴状分布，雾化效果较差，造成尿素利用率低，氨泄漏。另外，由于排气管温度过高，尿素溶液在高温下极易挥发或结晶，影响尿素溶液的浓度。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足，提供一种结构简单合理、能够利用压缩空气辅助提升尿素溶液雾化效果以及对尿素溶液进行降温的空气辅助式尿素喷射系统的技术方案。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种空气辅助式尿素喷射系统，包括压缩空气源、尿素箱和空气辅助式尿素喷射器，所述空气辅助式尿素喷射器包括隔热器、空气管Ⅰ、空气管Ⅱ、尿素管和喷嘴，所述隔热器的内部设有隔热腔，所述空气管Ⅰ和空气管Ⅱ分别与隔热器连接，所述尿素管贯穿隔热器；所述喷嘴上设有空气喷孔和尿素喷孔，所述空气喷孔以尿素喷孔为中心呈涡轮状布置，空气喷孔与空气管Ⅱ连通，尿素喷孔与尿素管连通；所述压缩空气源通过压缩空气管路与空气管Ⅰ连接，所述尿素箱通过尿素管路与尿素管连接，压缩空气管路和尿素管路之间设有单向阀。安装时将空气辅助式尿素喷射系统固定在发动机排气管上。
本发明的工作原理：一部分压缩空气通过单向阀进入尿素管路，对尿素溶液进行第一次雾化，另一部分压缩空气通过空气管Ⅰ进入隔热器，对尿素管中的尿素溶液进行冷却，防止尿素因温度过高而挥发或结晶。随后压缩空气和尿素溶液分别通过空气喷孔和尿素喷孔喷出，尿素被压缩空气二次雾化，由于空气喷孔呈涡轮状设置在尿素喷孔周围，因此压缩空气形成涡流，将尿素溶液搅碎，使尿素溶液的液滴更小。
本发明的技术方案还有：所述喷嘴包括喷嘴主体和喷嘴端盖，所述喷嘴主体为圆锥形，所述尿素喷孔设在喷嘴主体的中心，所述喷嘴主体的圆锥面上设有一组凹槽，所述凹槽以尿素喷孔为中心呈涡轮状布置，所述喷嘴端盖扣合在喷嘴主体上与喷嘴主体形成空气腔，喷嘴端盖与凹槽形成空气喷孔，所述空气管Ⅱ通过设在喷嘴主体上的连通孔Ⅰ与空气腔连通，所述尿素管通过设在喷嘴主体上的连通孔Ⅱ与尿素喷孔连通。
本发明的技术方案还有：所述隔热器包括主体、上端盖和下端盖，所述上端盖和下端盖分别与主体的上端和下端固定。
本发明的技术方案还有：所述主体呈漏斗状。
本发明的技术方案还有：所述上端盖上设有定位销。发动机排气管上设有安装座，安装座上设有定位槽，安装时将空气辅助式尿素喷射系统置于安装座中，使定位销卡入定位槽中并通过螺母紧固。这样可以保证尿素喷射方向与柴油机排气气流方向一致，有助于尿素水溶液的雾化扩散。
本发明的技术方案还有：所述空气管Ⅰ的上端设有快拧接头，可以快速的与压缩空气管路连接。
本发明的技术方案还有：所述尿素管的上端设有管接头，符合SAE J2044-2002标准，可采用快速接头与尿素管路连接。
本发明的技术方案还有：所述隔热器、空气管Ⅰ、空气管Ⅱ、尿素管和喷嘴均采用不锈钢材料。
相对于现有技术，本发明空气辅助式尿素喷射系统的有益效果为：1、能够对尿素溶液进行冷却，防止尿素溶液因温度过高而挥发或结晶；2、利用压缩空气辅助对尿素溶液进行两次雾化，雾化效果好；3、结构简单、成本低廉，具有推广应用的前景。
附图说明
图1为空气辅助式尿素喷射系统的结构示意图。
图2为空气辅助式尿素喷射器的结构示意图。
图3为空气辅助式尿素喷射系统的剖视图一。
图4为空气辅助式尿素喷射系统的剖视图二。
图5为喷嘴的结构示意图。
图6为喷嘴的分解结构示意图。
图7为喷嘴的剖视图。
图8为安装座的结构示意图。
图中：1、空气管Ⅰ，2、空气管Ⅱ，3、尿素管，4、隔热腔，5、尿素喷孔，6、喷嘴主体，7、喷嘴端盖，8、凹槽，9、空气腔，10、连通孔Ⅰ，11、连通孔Ⅱ，12、主体，13、上端盖，14、下端盖，15、定位销，16、快拧接头，17、管接头，18、压缩空气管路，19、压缩空气源，20、尿素管路，21、尿素箱，22、单向阀，23、安装座，24、定位槽，25、螺母。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面根据附图对本发明具体实施方式作进一步说明。
如图1-图7所示，一种空气辅助式尿素喷射系统，包括压缩空气源19、尿素箱21和空气辅助式尿素喷射器，所述空气辅助式尿素喷射器包括隔热器、空气管Ⅰ1、空气管Ⅱ2、尿素管3和喷嘴，所述隔热器包括主体12、上端盖13和下端盖14，所述主体12呈漏斗状，所述上端盖13和下端盖14分别与主体12的上端和下端固定，隔热器的内部设有隔热腔4，所述上端盖13上设有定位销15；所述空气管Ⅰ1和空气管Ⅱ2分别与隔热器连接，空气管Ⅰ1的上端设有快拧接头16，可以快速的与压缩空气管路18连接；所述尿素管3贯穿隔热器，尿素管3的上端设有管接头17，符合SAE J2044-2002标准，可采用快速接头与尿素管路20连接；所述喷嘴包括喷嘴主体6和喷嘴端盖7，所述喷嘴主体6为圆锥形，所述喷嘴主体6的中心设有尿素喷孔5，喷嘴主体6的圆锥面上设有一组凹槽8，所述凹槽8以尿素喷孔5为中心呈涡轮状布置，所述喷嘴端盖7扣合在喷嘴主体6上与喷嘴主体6形成空气腔9，喷嘴端盖7与凹槽8形成空气喷孔，所述空气管Ⅱ2通过设在喷嘴主体6上的连通孔Ⅰ10与空气腔9连通，所述尿素管3通过设在喷嘴主体6上的连通孔Ⅱ11与尿素喷孔连通；所述压缩空气源19通过压缩空气管路18与空气管Ⅰ1连接，所述尿素箱24通过尿素管路20与尿素管3连接，压缩空气管路18和尿素管路20之间设有单向阀22。
所述隔热器、空气管Ⅰ1、空气管Ⅱ2、尿素管3和喷嘴均采用不锈钢材料，尤其是耐尿素腐蚀的耐热不锈钢。
发动机排气管上设有安装座23，安装时将空气辅助式尿素喷射系统置于安装座23中，使定位销15卡入安装座23上的定位槽24中并通过螺母25紧固。
本发明的工作原理：一部分压缩空气通过单向阀22进入尿素管路20，对尿素管路20中的尿素溶液进行第一次雾化，另一部分压缩空气通过空气管Ⅰ1进入隔热器，对尿素管3中的尿素溶液进行冷却，防止尿素因温度过高而挥发或结晶。随后压缩空气和尿素溶液分别通过空气喷孔和尿素喷孔5喷出，尿素被压缩空气二次雾化，由于空气喷孔呈涡轮状设置在尿素喷孔5周围，因此压缩空气形成涡流，将尿素溶液搅碎，使尿素溶液的液滴更小。
上面结合附图对本发明的实施例做了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (8)

1.一种空气辅助式尿素喷射系统，其特征在于：包括压缩空气源（19）、尿素箱（21）和空气辅助式尿素喷射器，所述空气辅助式尿素喷射器包括隔热器、空气管Ⅰ（1）、空气管Ⅱ（2）、尿素管（3）和喷嘴，所述隔热器的内部设有隔热腔（4），所述空气管Ⅰ（1）和空气管Ⅱ（2）分别与隔热器连接，所述尿素管（3）贯穿隔热器；所述喷嘴上设有空气喷孔和尿素喷孔（5），所述空气喷孔以尿素喷孔（5）为中心呈涡轮状布置，空气喷孔与空气管Ⅱ（2）连通，尿素喷孔（5）与尿素管（3）连通；所述压缩空气源（19）通过压缩空气管路（18）与空气管Ⅰ（1）连接，所述尿素箱（21）通过尿素管路（20）与尿素管（3）连接，压缩空气管路（18）和尿素管路（20）之间设有单向阀（22）。
2.根据权利要求1所述的空气辅助式尿素喷射系统，其特征在于：所述喷嘴包括喷嘴主体（6）和喷嘴端盖（7），所述喷嘴主体（6）为圆锥形，所述尿素喷孔（5）设在喷嘴主体（6）的中心，所述喷嘴主体（6）的圆锥面上设有一组凹槽（8），所述凹槽（8）以尿素喷孔（5）为中心呈涡轮状布置，所述喷嘴端盖（7）扣合在喷嘴主体（6）上与喷嘴主体（6）形成空气腔（9），喷嘴端盖（7）与凹槽（8）形成空气喷孔，所述空气管Ⅱ（2）通过设在喷嘴主体（6）上的连通孔Ⅰ（10）与空气腔（9）连通，所述尿素管（3）通过设在喷嘴主体（6）上的连通孔Ⅱ（11）与尿素喷孔连通。
3.根据权利要求1所述的空气辅助式尿素喷射系统，其特征在于：所述隔热器包括主体（12）、上端盖（13）和下端盖（14），所述上端盖（13）和下端盖（14）分别与主体（12）的上端和下端固定。
4.根据权利要求3所述的空气辅助式尿素喷射系统，其特征在于：所述主体（12）呈漏斗状。
5.根据权利要求3所述的空气辅助式尿素喷射系统，其特征在于：所述上端盖（13）上设有定位销（15）。
6.根据权利要求1-5任一所述的空气辅助式尿素喷射系统，其特征在于：所述空气管Ⅰ（1）的上端设有快拧接头（16）。
7.根据权利要求1-5任一所述的空气辅助式尿素喷射系统，其特征在于：所述尿素管（3）的上端设有管接头（17）。
8.根据权利要求1-5任一所述的空气辅助式尿素喷射系统，其特征在于：所述隔热器、空气管Ⅰ（1）、空气管Ⅱ（2）、尿素管（3）和喷嘴均采用不锈钢材料。
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