CN105201602B - 一种用于scr系统的内混式尿素喷射装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于SCR系统的内混式尿素喷射装置，包括混合喷射机构、稳压气源、水箱和尿素罐；混合喷射机构包括粉末腔体、混合室体，粉末腔体出粉口上设有粉末控制阀；混合室体喷出口上设有溶液控制阀；稳压气源连接总气管，总气管分别连接到水箱和尿素罐，并通过分气管连接到进水口，水箱也连接到进水口，尿素罐连接到进粉口；还包括信号检测控制装置，其用于向总气阀、分气阀、进水阀、粉末控制阀和溶液控制阀发送控制信号。本发明能够将尿素粉末和水分开存储，避免了尿素溶液因长时间存放而出现变性及浓度分布不均的问题；在进行化冰处理过程中只加热水不加热尿素，不会导致热变性。
Description
技术领域
本发明涉及内燃机氮氧排放物后处理技术领域，具体为一种用于SCR系统的内混式尿素喷射装置。
背景技术
柴油机由于具有动力性强、耗油率低等优势，在中、重型车辆上得到了广泛的应用。随着对环境保护重视程度的增加，柴油机的污染问题也越来越突出。目前，我国已经实施国Ⅳ排放标准，在商用车柴油机满足国Ⅳ、国Ⅴ排放法规技术路线中，倾向于采用SCR（selective catalyst reaction 选择性催化反应）技术作为满足未来更严格排放法规要求的主要技术措施。但是目前的SCR系统中还原剂供给的主要是称为“添蓝”的尿素溶液。尿素溶液作为一种固体尿素颗粒与水的混合物，存在长时间放置会变性、在进行化冰加热过程中温度过高会使尿素分解变质从而使催化效率降低，排放恶化等缺点。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种分开存储尿素粉末和水并在喷射装置内混合成尿素溶液的内混式尿素喷射装置。技术方案如下：
一种用于SCR系统的内混式尿素喷射装置，包括混合喷射机构，混合喷射机构包括粉末腔体、混合室体和壳体；粉末腔体上设有进粉口及出粉口，出粉口上设有粉末控制阀；混合室体一端设有喷出口，另一端设有喷入口，喷出口上设有溶液控制阀，喷入口套接在粉末腔体的出粉口之外，且套接面留有锥面进水通道；壳体固定套设于粉末腔体和混合室体之外，其与粉末腔体和混合室体之间设置有进水环槽，进水环槽与锥面进水通道连通；所述壳体上设有通向进水环槽的进水口；还包括稳压气源、水箱和尿素箱；稳压气源连接总气管，总气管上设置有总气阀；总气管分别通过水箱进气管连接到水箱，通过尿素箱进气管连接到尿素箱，通过分气管连接到进水口；分气管上设有分气阀；水箱通过进水管连接到进水口，进水管上设有水阀；尿素箱还通过尿素粉末管连接到进粉口；还包括信号检测控制装置，其用于向总气阀、分气阀、水阀、粉末控制阀和溶液控制阀发送控制信号。
进一步的，所述尿素箱进气管上还设有干燥罐。
更进一步的，所述壳体与粉末腔体之间设置有进水环槽左密封圈，壳体与混合室体之间设置有进水环槽右密封圈。
更进一步的，所述粉末控制阀为中空长管状，其由粉末腔体的出粉口贯穿到粉末腔体的底壁；所述溶液控制阀由混合室体的喷出口延伸过喷入口，并贯穿整个粉末控制阀。
更进一步的，所述粉末控制阀与粉末腔体底壁之间设有粉末控制阀密封圈；在出粉口处，粉末控制阀与溶液控制阀之间设有溶液控制阀密封圈。
更进一步的，所述壳体通过粉末腔体固定装置与粉末腔体固定连接，通过混合室体固定装置与混合室体固定连接。
本发明的有益效果为：本发明能够将尿素粉末和水分开存储，在需要时将尿素粉末与水边混合边喷射；避免了尿素溶液因长时间存放而出现变性及浓度分布不均的问题；在进行化冰处理过程中只加热水不加热尿素，不会导致热变性；由喷射装置控制，不需要计量泵，精简了SCR系统的组成部件，节约了成本；且尿素粉末中混合的高压空气有助于喷射雾化效果。
附图说明
图1为本发明用于SCR系统的内混式尿素喷射装置的结构及工作原理示意图。
图2为本发明用于SCR系统的内混式尿素喷射装置的混合喷射机构结构示意图。
图中：1-进粉口；2-溶液控制阀；3-粉末控制阀；4-粉末腔体；5-粉末腔体固定装置；6-进水口；7-进水环槽；8-壳体；9-锥面进水通道；10-混合室体固定装置；11-混合室体；12-混合室；13-溶液控制阀密封圈；14-进水环槽右密封圈；15-进水环槽左密封圈；16-尿素粉末腔；17-粉末控制阀密封圈；20-混合喷射机构；21-稳压气源；22-总气阀；23-水箱进气管；24-水箱；25-进水管；26-水阀；27-分气阀；28-尿素粉末管；29-尿素箱；30-干燥罐；31-尿素箱进气管；32-总气管；33-分气管。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实例对本发明进行进一步详细说明。
如图1所示，一种用于SCR系统的内混式尿素喷射装置，包括混合喷射机构20、稳压气源21、水箱24和尿素箱29。
如图2所示，混合喷射机构20包括粉末腔体4、混合室体11和壳体8。粉末腔体4内为尿素粉末腔16，粉末腔体4上设有进粉口1及出粉口，出粉口上设有粉末控制阀3，用于喷射尿素粉末。混合室体11内为混合室12，混合室体11一端设有喷出口，另一端设有喷入口，喷出口上设有溶液控制阀2，用于喷射尿素溶液。喷入口套接在粉末腔体4的出粉口之外，且套接面留有锥面进水通道9。粉末腔体4位于出粉口的外壁为锥面，混合室体11的喷入口内壁也为锥面，两个锥面同轴且相距一定距离，从而形成锥面进水通道9。
壳体8固定套设于粉末腔体4和混合室体11之外，其与粉末腔体4和混合室体11之间设置有进水环槽7，进水环槽7是由粉末腔体4外壁的凹槽、混合室体11及壳体8围成。进水环槽7与锥面进水通道9连通；所述壳体8设有上通向进水环槽7的进水口6。
总气管32上设置有总气阀22；总气管32分别通过水箱进气管23连接到水箱24，通过尿素箱进气管31连接到尿素箱29，通过分气管33连接到进水口6；分气管33上设有分气阀27；水箱24通过进水管25连接到进水口6，进水管25上设有水阀26；尿素箱29还通过尿素粉末管28连接到进粉口1。进粉口1处设有尿素粉末管接头，便于与尿素粉末管28连接。尿素箱进气管31上还设有干燥罐30，使进入尿素箱29的为干燥的高压空气，便于使尿素粉末形成气溶胶。
还包括信号检测控制装置，其用于向总气阀22、分气阀27、水阀26、粉末控制阀3和溶液控制阀2发送控制信号。
作为优选，为了方便控制信号的接入，粉末控制阀3为中空长管状，其由粉末腔体4的出粉口贯穿到粉末腔体4的底壁；所述溶液控制阀2为针阀，由混合室体11的喷出口延伸过喷入口，并贯穿整个粉末控制阀3。
作为优选，为了使实现更好的密封效果，粉末控制阀3与粉末腔体4底壁之间设有粉末控制阀密封圈17；在出粉口处，粉末控制阀3与溶液控制阀2之间设有溶液控制阀密封圈13；壳体8与粉末腔体4之间设置有进水环槽左密封圈15，壳体8与混合室体11之间设置有进水环槽右密封圈14。
作为优选，壳体8通过粉末腔体固定装置5与粉末腔体4固定连接，通过混合室体固定装置10与混合室体11固定连接，增加了整个装置的稳固性。
其中，进水口6处设置有三通管接头，三通管接头的下接口接入进水环槽7，上接口接分气管33，中接口接进水管25。
工作过程如下：
当信号检测控制装置检测发动机启动信号时，控制总气阀22打开，此时水阀26和分气阀27处于关闭状态；
当信号检测控制装置检测到尿素喷射信号时，打开水阀26和粉末控制阀3，此时总气阀22处于开启状态，而分气阀27处于关闭状态；
稳压气源21中的压缩空气经过总气阀22后一部分从水箱24的上部进入水箱24中，另一部分经过干燥罐30干燥后从尿素箱29的上部进入尿素箱29中；
水箱24中的水在压缩空气压力的作用下，从连接在水箱24底部的进水管25和三通管接头的中接口进入进水环槽7中，再经过锥面进水通道9喷入混合室12中；
干燥罐30中干燥的压缩空气与尿素箱29中的尿素粉末形成气溶胶后，通过连接在尿素箱29底部的尿素粉末管28经进粉口1进入尿素粉末腔16中，控制粉末控制阀3，从出粉口将尿素粉末喷入混合室12中；
进入混合室12中的尿素粉末和水经混合形成尿素溶液后，控制溶液控制阀2，将尿素溶液从喷出口喷出。
当检测到发动机停止信号时，关闭进水管25上的水阀26，打开分气管33上的分气阀27，压缩空气依次经分气管33进入进水环槽7、锥面进水通道9和混合室12，将混合室12中的尿素溶液喷入排气管中；然后依次关闭分气阀27和总气阀22。
Claims (6)
1.一种用于SCR系统的内混式尿素喷射装置，其特征在于，包括混合喷射机构（20），混合喷射机构（20）包括粉末腔体（4）、混合室体（11）和壳体（8）；粉末腔体（4）上设有进粉口（1）及出粉口，出粉口上设有粉末控制阀（3）；混合室体（11）一端设有喷出口，另一端设有喷入口，喷出口上设有溶液控制阀（2），喷入口套接在粉末腔体（4）的出粉口之外，且套接面留有锥面进水通道（9）；壳体（8）固定套设于粉末腔体（4）和混合室体（11）之外，其与粉末腔体（4）和混合室体（11）之间设置有进水环槽（7），进水环槽（7）与锥面进水通道（9）连通；所述壳体（8）上设有通向进水环槽（7）的进水口（6）；还包括稳压气源（21）、水箱（24）和尿素箱（29）；稳压气源（21）连接总气管（32），总气管（32）上设置有总气阀（22）；总气管（32）分别通过水箱进气管（23）连接到水箱（24），通过尿素箱进气管（31）连接到尿素箱（29），通过分气管（33）连接到进水口（6）；分气管（33）上设有分气阀（27）；水箱（24）通过进水管（25）连接到进水口（6），进水管（25）上设有水阀（26）；尿素箱（29）还通过尿素粉末管（28）连接到进粉口（1）；还包括信号检测控制装置，其用于向总气阀（22）、分气阀（27）、水阀（26）、粉末控制阀（3）和溶液控制阀（2）发送控制信号。
2.根据权利要求1所述的用于SCR系统的内混式尿素喷射装置，其特征在于，所述尿素箱进气管（31）上还设有干燥罐（30）。
3.根据权利要求1所述的用于SCR系统的内混式尿素喷射装置，其特征在于，所述壳体（8）与粉末腔体（4）之间设置有进水环槽左密封圈（15），壳体（8）与混合室体（11）之间设置有进水环槽右密封圈（14）。
4.根据权利要求1所述的用于SCR系统的内混式尿素喷射装置，其特征在于，所述粉末控制阀（3）为中空长管状，其由粉末腔体（4）的出粉口贯穿到粉末腔体（4）的底壁；所述溶液控制阀（2）由混合室体（11）的喷出口延伸过喷入口，并贯穿整个粉末控制阀（3）。
5.根据权利要求4所述的用于SCR系统的内混式尿素喷射装置，其特征在于，所述粉末控制阀（3）与粉末腔体（4）底壁之间设有粉末控制阀密封圈（17）；在出粉口处，粉末控制阀（3）与溶液控制阀（2）之间设有溶液控制阀密封圈（13）。
6.根据权利要求1所述的用于SCR系统的内混式尿素喷射装置，其特征在于，所述壳体（8）通过粉末腔体固定装置（5）与粉末腔体（4）固定连接，通过混合室体固定装置（10）与混合室体（11）固定连接。
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