CN104948277B - 一种无气泵水冷喷嘴 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无气泵水冷喷嘴，涉及汽车尾气处理技术领域，包括壳体，在所述壳体内设有计量阀，在所述计量阀的外围装有用堵盖围成的冷却室，利用所述冷却室能实现对所述计量阀的高效散热；在所述计量阀的头部设有伸缩套，所述计量阀连接有进液接管，所述伸缩套与所述进液接管之间装有弹性件，所述伸缩套与所述计量阀之间设有缓冲腔，通过所述缓冲腔能起到稳压储能效果，确保计量精度，同时利用弹性件能及时清除计量阀内部的残液，避免计量阀被冻伤。

Description

一种无气泵水冷喷嘴

技术领域

本发明涉及汽车尾气处理SCR后处理系统技术领域，尤其涉及一种用于无空气辅助尿素计量泵上的喷射单元，其包含计量阀、冷却水套、缓冲器件等功能件，具有计量阀高温散热、蓄能稳压及结冰膨胀保护功能。

背景技术

随着人们对空气环境质量要求的不断提升，我国已开始对车辆发动机的排放量实行严格的控制，并制定了相对严格的标准，这对于尾气处理技术的要求相当高。

目前世界上主要采用SCR技术进行处理，其技术原理是，在排气富氧的条件下，向排气中喷射还原剂，在SCR催化器表面催化剂的作用下，选择性的与NO_X发生氧化还原反应，生成N₂和水蒸汽，从而达到降低NO_X的目的。在喷射过程中，现有技术分为有气喷射系统和无气喷射系统，无气喷射系统由于结构紧凑，控制精确，受到了市场的追捧。

无气喷射系统通过将尿素水溶液注入尿素喷射单元，无气喷射系统的喷嘴在实际SCR装车布局中，为减少压力损失而影响雾化，必须将喷嘴安装在排气管上，而在运行过程中，由于与排气管相靠近，其温度会上升，现有技术中虽然提出了用冷却液进行冷却的方式，但是由于散热面积有限，导致散热效果较差。

另外，在喷射过程中，喷射量出现变化时，受压差的影响会导致计量精度下降，无法实现对压力的及时补偿；在寒冷条件下，计量阀内的残液会进行膨胀，容易冻裂喷嘴及内部结构，造成使用寿命缩短。

因此，如何在提升散热效果的同时，提升计量精度和产品使用寿命，成为本发明需要解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种无气泵水冷喷嘴，通过在壳体上设置集成式的冷却室和堵盖，将冷却室设置于计量阀的外围，通过冷却水的循环，实现对计量阀的快速冷却；利用缓冲腔和弹性件的作用，不仅有助于实现计量阀的前后稳压，而且有助于清理残液，保护计量阀的安全。

本发明的技术方案如下：

一种无气泵水冷喷嘴，包括壳体，在所述壳体内装有计量阀，所述壳体的尾端设有喷射口，与所述计量阀的尾部相接通，在所述壳体的顶端连接有进液接管，所述进液接管内设有进液过道，所述进液过道与所述计量阀的头部相接。

在所述壳体上设有冷却室和堵盖，通过利用所述堵盖，使所述冷却室在所述壳体上形成密封结构，所述冷却室位于所述计量阀的外围，在所述壳体上设有入水通道和出水通道，所述入水通道和所述出水通道斜向伸入至所述冷却室的底部，且所述入水通道与所述出水通道相靠近，冷却水经过所述入水通道进入至所述冷却室内，从所述出水通道中流出，当所述计量阀在运转的过程中，所述冷却室内的冷却水能最大程度地对所述计量阀实施降温。

在所述计量阀的头部和进液接管连接处，伸缩套套在该连接处并形成密封结构的缓冲腔，即在所述计量阀的头部套装所述伸缩套，由于所述进液过道与所述计量阀的头部相接通，所述伸缩套套在所述进液接管上，能将所述进液接管定位，同时使得所述伸缩套的内侧、所述计量阀的顶部外围与所述进液接管的侧部围成缓冲腔，在所述进液接管上开设有导孔，所述导孔与所述缓冲腔相通，当尿素水溶液经过所述进液过道流入至所述计量阀内部时，一部分尿素水溶液能通过所述导孔流入至所述缓冲腔内，将所述缓冲腔填满，为了确保所述计量头部和尾部的压差稳定，在所述伸缩套的侧部与所述进液接管之间设有空腔，内部装有弹性件，所述缓冲腔内的尿素水溶液能使所述弹性件发生形变，当计量阀内的尿素水溶液排量发生变化后，受压差影响，所述缓冲腔内的尿素水溶液能向外排放，确保所述计量阀压差稳定，同时所述弹性件恢复原位，在此过程中，通过利用所述弹性件，使得所述缓冲腔能沿着所述进液接管进行伸缩。

作为一种优选的技术方案，在所述壳体内开设有环形或者半环形通道，所述通道位于所述计量阀的外围，所述堵盖嵌置在所述通道内，并与所述壳体及所述计量阀相密封，位于所述计量阀的上半部的外围，这样所述通道的其余部位就形成密封结构的冷却室，所述冷却室位于所述计量阀下半部的外围。

作为进一步优选的技术方案，由于所述堵盖嵌置在所述通道内，为了对所述堵盖进行位置固定，并提升密封效果，本技术方案将所述堵盖通过内外两层密封环与所述壳体相接。

作为第二种优选的技术方案，所述堵盖固定在所述壳体的底部，位于所述计量阀的喷头外围，所述通道位于所述堵盖的垂直上部与所述计量阀的中下部的外围，形状呈环形或者半环形结构，此时所述堵盖的顶部形成所述通道的底面，使所述通道的整体结构形成密封的冷却室。

作为进一步优选的技术方案，所述进液接管包括本体，以及与所述本体一体相接的盖体，所述本体上开设有进液通道，所述盖体与所述壳体相紧固；所述伸缩套的下半部与所述计量阀的顶端相套接，上半部与所述本体相套接，所述本体的端部与所述计量阀的顶面相对接，使得流经所述进液通道的尿素水溶液能够进入至所述计量阀内部，所述缓冲腔位于所述本体的外围，所述导孔开设于所述本体上，所述导孔使得流经进液通道的尿素水溶液能进入至所述缓冲腔内，使所述缓冲腔沿着所述本体的方向向外膨胀。

作为优选的技术方案，所述堵盖的顶部与所述伸缩套、所述进液接管相接触，用于支撑所述伸缩套和所述进液接管。

作为优选的技术方案，所述堵盖可以通过焊接方式或者紧固件，与所述壳体相接，使得所述堵盖与所述壳体能够紧密连为一体，起到密封作用。

作为优选的技术方案，所述伸缩套通过密封环分别与所述计量阀、所述本体相接，使三者紧密相接，能保证所述缓冲腔处于密封状态。

作为优选的技术方案，所述弹性件可以为弹簧、碟簧、波纹管或者弹性皮囊中的任一种。

作为优选的技术方案，所述入水通道和所述出水通道外接有接管，所述接管与所述计量阀的夹角小于所述入水通道或者所述出水通道与所述计量阀的夹角，通过所述接管有利于加注冷却水，同时不会扩大喷嘴的整体体积。

有益效果：本发明通过以上技术方案，具有以下技术效果：

1、本发明通过在壳体上设置堵盖和冷却室，将冷却室环绕在计量阀的外围，能大幅度提升散热面积，利用冷却水在冷却室内周向流动，能在短时间内迅速带走计量阀产生的热量，提升散热效率，避免计量阀因过热而降低精度或者缩短使用寿命；

2、本发明通过在计量阀上设置伸缩套，并形成缓冲腔，在伸缩套外部套设弹性件，利用缓冲腔能进行储能稳压，当计量阀压力下降时，缓冲腔能及时释放储存的压力，确保计量阀前后压差稳定，保证计量精度；

3、在低温情形下，通过利用弹性件复位，能有效排出计量阀内部残留的尿素水溶液，有利于增加残液结冰膨胀的回旋空间，避免计量阀被冻伤；

4、本发明提供的无气泵水冷喷嘴，其集成度高，结构紧凑，加工难度低，具有较强的实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1所公开的一种无气泵水冷喷嘴的俯视结构示意图；

图2为沿图1中A-A的一种剖视结构示意图；

图3为本发明实施例2所公开的一种无气泵水冷喷嘴的俯视结构示意图；

图4为沿图3中B-B的另一种剖视结构示意图；

图5为图2中的C部位的放大结构示意图；

图6为图4中的D部位的放大结构示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

1、壳体；2、计量阀；3、堵盖；4、冷却室；5、入水通道；6、出水通道；7、喷射口；8、伸缩套；9、弹簧；10、缓冲腔；11、本体；12、盖体；13、进液过道；14、密封环；15、导孔；16、螺钉；17、限位销；18、接管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

一种无气泵水冷喷嘴，如图2所示，并结合图1，包括壳体1，在所述壳体1的中心开设有通孔，所述通孔内容置有计量阀2，所述通孔的一端与所述计量阀2的喷嘴相接，形成喷射口19。

在所述壳体1上设有冷却室4和堵盖3，所述堵盖3和所述冷却室4环绕于所述计量阀2的外围，具体而言，在所述壳体1内开设环形通道，所述通道位于所述计量阀2的外围，将所述堵盖3嵌置在所述通道内，所述堵盖3能将所述通道的上半部进行封堵密封，这样，所述通道的下半部分形成封闭结构的冷却室4，参照图1，在所述壳体1上设置有入水通道5和出水通道6，所述入水通道5和所述出水通道6斜向伸入至所述冷却室4的底部，由于所述冷却室4为环形结构，通过一定的压力，在所述入水通道5内注入一定量的冷却水，所述冷却水进入冷却室4后，能够沿着所述冷却室4环绕近一周，从所述出水通道6内流出，为了能使得所述冷却室4尽可能的按照冷却室4的最长距离流动，本实施例将所述入水通道5和所述出水通道6的底部位置相靠近，形成八字状，有利于对进入所述冷却室4的冷却水形成导向作用。

参照图2和图5，在所述壳体1上设有进液接管18，所述进液接管18包括本体11，在所述本体11上一体连接有盖体12，所述盖体12的底面与所述壳体1的顶端、所述堵盖3的顶端相接触，通过螺钉16与所述壳体1相紧固，在所述本体11上设有进液过道13，所述本体11与所述计量阀2的头部相接。

在所述计量阀2的头部与所述本体11的末端套设有伸缩套8，即所述伸缩套8的上半部与所述本体11相套接，通过密封环14与所述本体11相紧固，所述伸缩套8的下半部与所述计量阀2的头部相套接，通过密封环14进行连接；在所述计量阀2与所述本体11的连接处，所述伸缩套8套在该连接处的外围，二者之间形成一个缓冲腔10，在所述本体11的径向上开设有导孔15，与所述缓冲腔10相通；如图1所示，在所述伸缩套8的上半部的外围和所述本体11上套设有弹簧9，所述弹簧9位于所述伸缩套8、所述本体11与所述盖体12之间的空腔内。

参照图2，所述伸缩套8的底端一部分与所述顶盖相接触，另一部分与所述计量阀2相接触，通过所述伸缩套8能对所述计量阀2起到定位作用，使其在工作过程中不会出现上下串动现象。

工作过程中，将尿素水溶液注入至所述进液通道内，由于所述本体11的端部与所述计量阀2相连接，所述进液通道位于所述本体11内，因此通过所述进液通道，所述尿素水溶液能够进入至所述计量阀2内部，通过所述计量阀2的运作，经过喷嘴从喷射口19喷出，使所述尿素水溶液能够均匀的喷洒在排气管内，实现对汽车尾气的处理；本技术方案的创新之处在于，所述尿素水溶液在流向所述计量阀2的过程中，一部分会穿过所述导孔15，进入至所述缓冲腔10内，将所述缓冲腔10填满，参照图1可知，所述缓冲腔10的外围主要为伸缩套8，由于伸缩套8柔性较大，当所述缓冲腔10内加注尿素水溶液后，所述伸缩套8会沿着所述本体11向外鼓起，能够推动所述弹簧9发生变形，直至所述弹簧9的反弹力与所述尿素水溶液的推力达到平衡时停止移动。

所述缓冲腔10具有稳压效果，为了能让本领域技术人员清楚的理解本技术方案的实施过程，下面对其稳压过程进行详细的描述。

如上所述，通过利用所述缓冲腔10将一部分尿素水溶液储存起来，其目的在于储存一定的压力，当所述计量阀2的喷射量出现变化，导致所述计量阀2的压力下降时，所述缓冲腔10内的尿素水溶液，在所述弹簧9的反弹力作用下，利用所述弹簧9推动所述伸缩套8复位，所述尿素水溶液能够流向所述计量阀2内进行补充，及时实现压力补偿，从而确保所述计量阀2的前后压差稳定，使计量精度得到保障。

另外，在寒冷的季节，当计量阀2内的尿素水溶液喷射完成后，在压力的影响下，所述弹簧9的反弹力能推动所述伸缩套8复位，有利于排出所述计量阀2内残留的尿素水溶液，其作用在于，在气温较低的情形下，尿素水溶液容易出现结冰膨胀，通过将残留的尿素水溶液排出，能增加残液的结冰回旋空间，避免所述计量阀2受损。

在所述计量阀2运转的过程中，由于所述计量阀2距离排气管较近，排气管内的温度非常高，会导致所述计量阀2的自身温度上升，对所述计量阀2的计量精度和使用寿命产生影响，为了克服这一技术难题，本实施例在所述壳体1上集成式地配置了散热结构，具体散热过程如下：将冷却水注入至所述入水通道5内，经过所述入水通道5，所述冷却水能够进入至所述冷却室4内，受到水压影响，能够向所述冷却室4内四周扩散，在所述冷却室4内环绕一周，将所述计量阀2产生的热量带走，经过所述出水通道6排出，实现对所述计量阀2的散热，该结构的优点在于，冷却室4的结构能够大幅度增加散热面积，提高散热效率。

进一步地，在所述壳体1上连接有两个接管18，所述接管18分别与所述入水通道5、所述出水通道6相连接，所述接管18与所述入水通道5或者所述出水通道6的夹角小于与所述计量阀2的夹角，这样所述接管18更靠近所述壳体1，使整体集成度更高，在进行高效导流的情形下，使壳体1的体积不会变大。

实施例2

一种无气泵水冷喷嘴，包括壳体1，参照图4，并结合图3，在所述壳体1内装有计量阀2，在所述壳体1上设有冷却室4和堵盖3，所述冷却室4为半环形结构的通道形成，所述堵盖3固定于所述壳体1的底端，其顶面形成位于所述冷却室4的底部，所述堵盖3与所述壳体1的固定方式可以采用焊接方式或者限位销17进行固定，其主要目的在于起到定位作用和密封效果。

在所述壳体1上装有进液接管18，结合图6，所述计量阀2的头部套设有伸缩套8，所述伸缩套8的底部、所述进液接管18的底部与所述壳体1相固定，其余与实施例1相同，采用本实施例的优点在于，由于所述冷却室4为半环形结构的通道，且位于所述壳体1的中心，为了便于实现精准高效地加工，在加工本实施例中的冷却室4时，可以直接在所述壳体1的底部开设半环形结构的通道，然后通过将所述堵盖3固定在所述通道的底部进行密封，所述通道便形成了所述冷却室4，所述堵盖3的顶面成为了所述冷却室4的底面，在所述壳体1上设置入水通道5和出水通道6，与所述冷却室4的底部相接通，通过注入一定压力的冷却水，利用冷却水在所述计量阀2的四周流动，能迅速带走所述计量阀2产生的热量，起到对所述计量阀2散热的目的。

通过以上分析，本发明提供的一种无气泵水冷喷嘴，不仅具有散热效果突出的优点，而且其具有稳压作用，能实现对计量阀压差的调整，在特殊环境中，还能起到延长计量阀使用寿命的目的，需要说明的是，在实施过程中，所述弹簧可以变换为碟簧、波纹管或者弹性皮囊等弹性件，固定所述堵盖的方式也可以采用轴用卡环、断面螺钉等紧固件进行替换，在此不作特别的限制。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无气泵水冷喷嘴，包括壳体，在所述壳体内装有计量阀，所述壳体的一端设有喷射口，与所述计量阀的尾部相接通，在所述壳体上连接有进液接管，所述进液接管内设有进液过道，所述进液过道与所述计量阀的头部相接，其特征在于，在所述壳体上设有通过堵盖密封而成的冷却室，所述冷却室环绕在所述计量阀的外围，在所述壳体上设有入水通道和出水通道，所述入水通道和所述出水通道斜向伸入至所述冷却室的底部，且所述入水通道与所述出水通道相靠近；在所述计量阀头部和进液接管的连接处，伸缩套套在该连接处并形成密封结构的缓冲腔；所述伸缩套的外侧与所述进液接管之间设有空腔，所述空腔内装有弹性件，通过所述弹性件使所述缓冲腔能沿着所述进液接管进行伸缩；在所述进液接管上开设有导孔，所述导孔与所述缓冲腔相通。

2.根据权利要求1所述的无气泵水冷喷嘴，其特征在于，在所述壳体内开设有环形或者半环形通道，所述通道位于所述计量阀的外围，所述堵盖固定在所述通道内，并与所述壳体及所述计量阀相密封，所述堵盖的下方形成所述冷却室，所述冷却室位于所述计量阀的外围。

3.根据权利要求2所述的无气泵水冷喷嘴，其特征在于，所述堵盖通过内外两层密封环与所述壳体相接。

4.根据权利要求1所述的无气泵水冷喷嘴，其特征在于，所述堵盖固定在所述壳体的底部，位于所述计量阀的喷头外围，用于形成冷却室的环形或者半环形通道，位于所述堵盖的垂直上部与所述计量阀中下部的外围。

5.根据权利要求2或4所述的无气泵水冷喷嘴，其特征在于，所述进液接管包括本体，以及与所述本体一体相接的盖体，所述盖体与所述壳体相紧固；所述伸缩套的下半部与所述计量阀的顶端相套接，上半部与所述本体相套接，所述本体的端部与所述计量阀的顶面相对接，所述缓冲腔位于所述本体的外围，所述导孔开设于所述本体上。

6.根据权利要求2所述的无气泵水冷喷嘴，其特征在于，所述堵盖的顶部与所述伸缩套、所述进液接管相接触。

7.根据权利要求4所述的无气泵水冷喷嘴，其特征在于，所述堵盖通过焊接方式或者紧固件，与所述壳体相接。

8.根据权利要求5所述的无气泵水冷喷嘴，其特征在于，所述伸缩套通过密封环分别与所述计量阀、所述本体相接。

9.根据权利要求1所述的无气泵水冷喷嘴，其特征在于，所述弹性件为弹簧、波纹管或者弹性皮囊中的任意一种。

10.根据权利要求1所述的无气泵水冷喷嘴，其特征在于，所述入水通道和所述出水通道外接有接管，所述接管与所述计量阀的夹角小于所述入水通道或者所述出水通道与所述计量阀的夹角。