CN107916973B - 一种scr尿素喷射保护系统 - Google Patents

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Abstract

一种SCR尿素喷射保护系统，包括排气管、尿素喷射端插入排气管内部的尿素喷嘴总成，排气管上沿其内壁设置有环形空气腔，环形空气腔的一侧通过进气通道与排气管的外部相通，另一侧设置有多个与排气管内部相通的一号空气喷孔，尿素喷嘴总成包括尿素喷射管、同轴套设在尿素喷射管外部的空气冷却管，空气冷却管的内部与尿素喷射管的外部之间形成空气通道，空气冷却管的进、排气端分别与空气接头、排气管的内部相通。该设计不仅在实现废气保温的同时提高了SCR系统的工作效率，而且实现了对尿素喷嘴的冷却。

Description

一种SCR尿素喷射保护系统
技术领域
本发明属于汽车SCR后处理技术领域，具体涉及一种SCR尿素喷射保护系统，适用于国五以上带SCR后处理系统的发动机，在实现废气保温的同时可有效提高SCR后处理系统的使用效率。
背景技术
SCR后处理系统作为NOx排放处理手段已广泛应用，其主要由催化器、尿素箱、定量给料单元、喷嘴、传感器、压缩空气罐、空气滤等组成。其中，尿素箱用于尿素溶液的储存与供给，压缩空气罐用于给定量给料单元提供压缩空气，喷嘴安装于催化器前的排气管道内，通过喷射管道与量给料单元相连，其主要作用是在给料过程中将雾化的尿素溶液均匀地喷入发动机排气中，这样将使尿素溶液遇热后分解出的氨能更均匀地分布到排气中。
中国专利：申请公布号为CN103032136A，申请公布日为2013年4月10日的发明专利公开了一种具有外部混合喷嘴计量结构的SCR系统，该系统包括储存还原剂的尿素箱、尿素泵、喷嘴和气源，气源和喷嘴管路连通，喷嘴倾斜插入发动机排气管内，包括尿素管、空气帽和形成于尿素管和空气帽间的气流间隙，气源内的气流和计量阀喷射出的还原剂在喷嘴外相混合。虽然该外混合式喷嘴结构简单，雾化混合效果好，且整个系统控制方便，但从喷嘴内喷出的尿素水溶液容易出现液滴碰壁现象，导致SCR系统的工作效率较低。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的SCR系统工作效率较低的问题，提供一种能够有效提高SCR系统工作效率的SCR尿素喷射保护系统。
为实现以上目的，本发明的技术方案如下：
一种SCR尿素喷射保护系统，包括排气管、尿素喷射端插入排气管内部的尿素喷嘴总成；
所述排气管上沿其内壁设置有环形空气腔，所述环形空气腔的一侧通过进气通道与排气管的外部相通，环形空气腔的另一侧设置有多个与排气管内部相通的一号空气喷孔。
所述空气喷孔朝向排气管的废气出口设置。
所述尿素喷嘴总成包括尿素喷射管、同轴套设在尿素喷射管外部的空气冷却管，所述尿素喷射管的进液端与尿素箱相通，尿素喷射管的喷射端通过其上开设的多个尿素喷射孔与排气管的内部相通；
所述空气冷却管的内部与尿素喷射管的外部之间形成空气通道，空气冷却管的进气端、排气端分别与空气接头、排气管的内部相通。
所述尿素喷射管的喷射端为锥形部，所述锥形部的小直径端处、锥形部的中部周圈均开设有尿素喷射孔；
所述排气端近锥形部设置，且排气端沿其周圈均匀开设有多个二号空气喷孔，二号空气喷孔的轴线与尿素喷射管的轴线垂直。
所述进气端通过同轴套设在尿素喷射管外部的空气进气腔与空气接头相通，且空气进气腔的直径大于空气冷却管的直径，空气接头的轴线与尿素喷射管的轴线垂直。
所述排气管的管壁上设置有与空气冷却管的外壁插入配合的喷嘴安装座，所述进气端通过其外部套设的喷嘴固定座与喷嘴安装座的顶部固定连接。
所述尿素喷射管为直管结构，其与排气管的管壁形成的夹角大于90°，且锥形部近环形空气腔设置。
所述尿素喷射管为L型弯管结构，包括垂直连接的竖管、横管，所述竖管与排气管的管壁形成的夹角为90°，所述横管的喷射端伸入环形空气腔围合而成的区域内。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明一种SCR尿素喷射保护系统中排气管上沿其内壁设置有环形空气腔，且环形空气腔的一侧通过进气通道与排气管的外部相通，环形空气腔的另一侧设置有多个与排气管内部相通的一号空气喷孔，工作时，空气先依次通过进气通道、环形空气腔、一号空气喷孔进入排气管内部，然后沿排气管内壁向下游运动，该设计不仅能够减缓排气温度的降低，起到发动机废气保温的作用，而且可防止从喷嘴总成喷出的尿素水溶液液滴碰壁现象的发生，提高SCR系统的工作效率。因此，本发明不仅实现了废气保温，而且提高了SCR系统的工作效率。
2、本发明一种SCR尿素喷射保护系统中尿素喷射管的外部同轴套设有空气冷却管，空气冷却管的内部与尿素喷射管的外部之间形成空气通道，空气冷却管的进气端、排气端分别与空气接头、排气管的内部相通，工作时，空气依次流经空气接头、空气进气腔、空气通道后通过二号空气喷孔进入排气管的内部，该设计不仅能够实现对尿素喷嘴的冷却，而且还能避免高温废气对喷嘴内尿素水溶液加热引起的尿素结晶堵塞喷嘴，从而保证尿素水溶液的喷射效果。因此，本发明实现了对尿素喷嘴的冷却以及防止尿素结晶堵塞喷嘴。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图。
图2为图1中A的放大结构示意图。
图3为图1中尿素喷嘴总成的结构示意图。
图4为图3中B的放大结构示意图。
图5为本发明实施例2的结构示意图。
图中：排气管1、环形空气腔11、一号空气喷孔111、进气通道12、废气出口13、喷嘴安装座14、尿素喷嘴总成2、尿素喷射管21、尿素喷射孔211、锥形部212、竖管213、横管214、空气冷却管22、空气通道221、进气端222、排气端223、二号空气喷孔224、空气进气腔3、空气接头4、喷嘴固定座5。
具体实施方式
下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1至图5，一种SCR尿素喷射保护系统，包括排气管1、尿素喷射端插入排气管1内部的尿素喷嘴总成2；
所述排气管1上沿其内壁设置有环形空气腔11，所述环形空气腔11的一侧通过进气通道12与排气管1的外部相通，环形空气腔11的另一侧设置有多个与排气管1内部相通的一号空气喷孔111。
所述空气喷孔111朝向排气管1的废气出口13设置。
所述尿素喷嘴总成2包括尿素喷射管21、同轴套设在尿素喷射管21外部的空气冷却管22，所述尿素喷射管21的进液端与尿素箱相通，尿素喷射管21的喷射端通过其上开设的多个尿素喷射孔211与排气管1的内部相通；
所述空气冷却管22的内部与尿素喷射管21的外部之间形成空气通道221，空气冷却管22的进气端222、排气端223分别与空气接头4、排气管1的内部相通。
所述尿素喷射管21的喷射端为锥形部212，所述锥形部212的小直径端处、锥形部212的中部周圈均开设有尿素喷射孔211；
所述排气端223近锥形部212设置，排气端223沿其周圈均匀开设有多个二号空气喷孔224，且二号空气喷孔224的轴线与尿素喷射管21的轴线垂直。
所述进气端222通过同轴套设在尿素喷射管21外部的空气进气腔3与空气接头4相通，且空气进气腔3的直径大于空气冷却管22的直径，空气接头4的轴线与尿素喷射管21的轴线垂直。
所述排气管1的管壁上设置有与空气冷却管22的外壁插入配合的喷嘴安装座14，所述进气端222通过其外部套设的喷嘴固定座5与喷嘴安装座14的顶部固定连接。
所述尿素喷射管21为直管结构，其与排气管1的管壁形成的夹角大于90°，且锥形部212近环形空气腔11设置。
所述尿素喷射管21为L型弯管结构，包括垂直连接的竖管213、横管214，所述竖管213与排气管1的管壁形成的夹角为90°，所述横管214的喷射端伸入环形空气腔11围合而成的区域内。
本发明的原理说明如下：
本发明提供了一种SCR尿素喷射保护系统，其具体工作原理为：
尿素喷嘴总成2：工作时，尿素水溶液经由尿素喷射管21的锥形部212上开设的多个尿素喷射孔211喷入排气管1的内部；同时，空气依次流经空气接头4、空气进气腔3、空气通道221后通过二号空气喷孔224进入排气管1的内部，实现对尿素喷嘴的冷却以及防止高温废气对喷嘴内尿素水溶液加热引起的尿素结晶堵塞喷嘴。
排气管1：发动机废气从排气管1的废气入口进入排气管1内部，与从喷嘴总成喷出的尿素水溶液液滴混合、反应，实现对废气中NOx的处理，同时，空气由进气通道12进入环形空气腔11，再由一号空气喷孔111喷出后沿排气管1的内壁向下游流动，实现排气管隔热与尿素水溶液的液滴碰壁保护。
空气进气腔3：本发明中空气进气腔3的直径大于空气冷却管22的直径，该设计能够为空气流提供足够空间，使得进入空气冷却管22的空气分布较为均匀。
二号空气喷孔224：本发明将二号空气喷孔224的轴线与尿素喷射管21的轴线垂直布置，可防止经二号空气喷孔224的空气流影响尿素喷射孔211的尿素喷射。
实施例1：
参见图1至图4，一种SCR尿素喷射保护系统，包括排气管1、尿素喷射端插入排气管1内部的尿素喷嘴总成2，所述排气管1上沿其内壁设置有环形空气腔11，所述环形空气腔11的一侧通过进气通道12与排气管1的外部相通，环形空气腔11的另一侧均匀设置有多个与排气管1内部相通的一号空气喷孔111，该空气喷孔111朝向排气管1的废气出口13设置，所述尿素喷嘴总成2包括尿素喷射管21、同轴套设在尿素喷射管21外部的空气冷却管22，所述尿素喷射管21为直管结构，其与排气管1的管壁形成的夹角为135°，尿素喷射管21的进液端与尿素箱相通，尿素喷射管21的喷射端为锥形部212，所述锥形部212近环形空气腔11设置，其小直径端处、中部沿其周圈均开设有与排气管1的内部相通的尿素喷射孔211，所述空气冷却管22的内部与尿素喷射管21的外部之间形成空气通道221，空气冷却管22的进气端222通过同轴套设在尿素喷射管21外部的空气进气腔3与空气接头4相通，所述空气进气腔3的直径大于空气冷却管22的直径，空气接头4的轴线与尿素喷射管21的轴线垂直，空气冷却管22的排气端223近锥形部212设置，其周圈均匀开设有多个与排气管1的内部相通的二号空气喷孔224，该二号空气喷孔224的轴线与尿素喷射管21的轴线垂直，所述排气管1的管壁上设置有与空气冷却管22的外壁插入配合的喷嘴安装座14，所述进气端222通过其外部套设的喷嘴固定座5与喷嘴安装座14的顶部固定连接。
实施例2：
参见图5，结构同实施例1，不同之处在于：
所述尿素喷射管21为L型弯管结构，包括垂直连接的竖管213、横管214，所述竖管213与排气管1的管壁形成的夹角为90°，所述横管214的喷射端伸入环形空气腔11围合而成的区域内。

Claims (5)

1.一种SCR尿素喷射保护系统，包括排气管（1）、尿素喷射端插入排气管（1）内部的尿素喷嘴总成（2），其特征在于：
所述排气管（1）上沿其内壁设置有环形空气腔（11），所述环形空气腔（11）的一侧通过进气通道（12）与排气管（1）的外部相通，环形空气腔（11）的另一侧设置有多个与排气管（1）内部相通的一号空气喷孔（111），所述空气喷孔（111）朝向排气管（1）的废气出口（13）设置；
所述尿素喷嘴总成（2）包括尿素喷射管（21），所述尿素喷射管（21）的进液端与尿素箱相通，尿素喷射管（21）的喷射端为锥形部（212），锥形部（212）通过其上开设的多个尿素喷射孔（211）与排气管（1）的内部相通，且尿素喷射管（21）为直管或L型弯管结构；
当尿素喷射管（21）为直管结构时，尿素喷射管（21）与排气管（1）的管壁形成的夹角大于90°，所述锥形部（212）近环形空气腔（11）设置；
当尿素喷射管（21）为L型弯管结构时，尿素喷射管（21）包括垂直连接的竖管（213）、横管（214），所述竖管（213）与排气管（1）的管壁形成的夹角为90°，所述横管（214）的喷射端伸入环形空气腔（11）围合而成的区域内。
2.根据权利要求1所述的一种SCR尿素喷射保护系统，其特征在于：
所述尿素喷嘴总成（2）还包括同轴套设在尿素喷射管（21）外部的空气冷却管（22），所述空气冷却管（22）的内部与尿素喷射管（21）的外部之间形成空气通道（221），空气冷却管（22）的进气端（222）、排气端（223）分别与空气接头（4）、排气管（1）的内部相通。
3.根据权利要求2所述的一种SCR尿素喷射保护系统，其特征在于：
所述锥形部（212）的小直径端处、锥形部（212）的中部周圈均开设有尿素喷射孔（211）；
所述排气端（223）近锥形部（212）设置，且排气端（223）沿其周圈均匀开设有多个二号空气喷孔（224），二号空气喷孔（224）的轴线与尿素喷射管（21）的轴线垂直。
4.根据权利要求2所述的一种SCR尿素喷射保护系统，其特征在于：所述进气端（222）通过同轴套设在尿素喷射管（21）外部的空气进气腔（3）与空气接头（4）相通，且空气进气腔（3）的直径大于空气冷却管（22）的直径，空气接头（4）的轴线与尿素喷射管（21）的轴线垂直。
5.根据权利要求2所述的一种SCR尿素喷射保护系统，其特征在于：所述排气管（1）的管壁上设置有与空气冷却管（22）的外壁插入配合的喷嘴安装座（14），所述进气端（222）通过其外部套设的喷嘴固定座（5）与喷嘴安装座（14）的顶部固定连接。
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