CN115920629B - 氮氧化物转化用尿素喷射装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于尿素喷射设备领域，涉及氮氧化物转化用尿素喷射装置，包括壳体，壳体内设有隔板，隔板将壳体内腔分隔形成处理腔和控压腔，壳体的顶部设有联轴座和进料管，联轴座的顶部安装有驱动电机，联轴座的底部连接有插设在壳体内的转动杆，转动杆的轴身安装有若干个叶片，处理腔内设置有若干个电加热棒，处理腔底端设有上推机构，控压腔内设有控量部和压力传感器，控量部的底部转动设有转动筒，转动筒的底部上连接设置有若干个喷头，且所有喷头的喷口高度不一，转动杆和控制部上设置有辅助驱动机构。本发明在保证能够调节喷射量的基础上，还能够提高尿素的溶解速率，喷射的角度能够间隔性进行改变，提高了喷射稳定性，避免反应器内形成结晶。

Description

氮氧化物转化用尿素喷射装置

技术领域

本发明涉及尿素喷射设备领域，尤其是涉及氮氧化物转化用尿素喷射装置。

背景技术

氮氧化物指的是只由氮、氧两种元素组成的化合物，包括多种化合物，如一氧化二氮、一氧化氮、二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮和五氧化二氮等。

目前，船舶发动机在使用时会排放大量的氮氧化物，目前对于排放的氮氧化物主要采用NOx选择性催化还原技术(SCR)，一般以NH₃(氨)为还原剂。因此，氮氧化物在反应器内转化时一般配合使用尿素喷射装置。

专利公开号CN114849467A公开了氮氧化物转化用尿素喷射装置，具体包括壳体、设置在所述壳体顶部的料斗，所述壳体底部设置有控量部，所述控量部包括：固定插设在所述壳体底部且与壳体内腔连通的控量筒；贴合设置在所述控量盘顶部且与控量筒适配的调量盘；设置在所述控量盘顶部的槽口内用于驱动调量盘旋转的自转组件；所述控量盘和调量盘上均环形阵列开设有多组通孔。通过控制氨气的喷射温度、喷射压力和喷射量可有效的防止尿素在反应器内形成结晶，也有效的避免氨气喷射过多造成浪费，喷射过少造成空气污染等情况，同时尿素形成了具有压力的氨气进行喷射，且避免了喷射头堵塞，保证稳定的喷射作业。

但是此专利依然存在一些不足：1、该专利通过料斗添加尿素至处理腔内，然后通过多组加热元件对处理腔加热，加热元件对处理腔内的尿素进行加热时，其热量是由外向内依次递减的，处理腔底端的热量最低，虽然驱动装置驱动转动杆以及所有叶片转动能够对处理腔内的尿素进行搅动，以达到尿素受热尽量均匀化的目的，但是叶片搅动无法使得处理腔底端的尿素完全向上移动，因此处理腔底端的尿素的溶解速度较慢，这样影响了整个处理腔尿素的溶解效率；2、支杆上的滚珠是随着驱动盘转动而抵压至弧形凸块进而驱使活动盘下移，活动盘下移后借助螺柱的螺旋形表面与驱动通孔边缘之间产生的力的作用而使得活动筒发生转动，滚珠脱离弧形凸块利用弹性连接件使得螺柱能够上移，上移的过程中活动筒也发生了转动，螺柱的上下移动能够改变喷射的角度，活动筒的转动能够改变喷射的位置，然而依靠弹性连接件驱使螺柱上移复位时，弹性连接件弹力过小会使得螺柱上移速度过慢，弹性连接件的弹力过大会使得螺柱下移的难度增大，支杆和滚珠也易损坏，而且驱动盘的转动速率是由驱动装置驱动转动杆转动的速率来决定的，为保证转动的叶片对处理腔内的尿素具有较佳的搅动效果，转动杆的转速不易太缓慢，否则会影响搅动效果，转动杆的转速一旦加快，螺杆在下移后，弹性连接件还没利用自身弹力驱使螺杆上移就又让螺杆下移到最底端，即喷射角度改变的十分微小，反应器内还是易形成结晶。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决如何提高尿素的溶解速率以及如何避免尿素喷射至反应器内而形成结晶的现象的问题。

本发明提供氮氧化物转化用尿素喷射装置，包括壳体，所述壳体内设有隔板，所述隔板将壳体内腔分隔形成处理腔和控压腔，所述壳体的顶部设有联轴座和进料管，所述联轴座的顶部安装有驱动电机，所述联轴座的底部连接有插设在壳体内的转动杆，所述转动杆的轴身安装有若干个叶片，所有叶片均位于处理腔内，所述处理腔内壁环形阵列设置有若干个电加热棒，所述处理腔底端设有能够将尿素辅助上推的上推机构，所述控压腔内设有控量部和压力传感器，所述控量部的底部转动设有转动筒，所述转动筒的底部上连接设置有若干个喷头，且所有喷头的喷口高度不一，所述转动杆和控制部上设置有用于驱动转动筒间接性转动的辅助驱动机构，所述壳体外壁上还设有进气管，所述进气管的一端连通处理腔，所述进气管的另一端连通控压腔，所述进气管内设有单向阀。

优选的，所述上推机构包括活动滑板、辅助转动盘、用于使得辅助转动盘能够始终随转动杆同步转动的限位组件、用于使得辅助转动盘能够始终随活动滑板升降的密封连接件和控料组件，所述活动滑板上设有供转动杆穿过的穿孔，所述辅助转动盘的侧壁上设有若干个辅助搅动片，所述辅助转动盘上设有与转动杆密封转动配合的转孔，所述活动滑板密封滑动设置在处理腔内，所述辅助转动盘通过转孔和限位组件连接在转动杆上，所述辅助转动盘通过密封连接件转动连接在活动滑板上，所述密封连接件与转动杆密封转动配合，所述控料组件设置在隔板的顶部，且活动滑板的底部与控料组件固定连接。

优选的，所述辅助转动盘呈圆台状。

优选的，所述限位组件为限位滑条，所述转孔的内壁上开设有与限位滑条上下滑动配合的滑动槽，所述限位滑条固定连接在转动杆的外壁上。

优选的，所述密封连接件包括密封转动套和下连接套，所述密封转动套靠近其顶部的外壁上设有滑动盘，所述下连接套靠近其顶部的外壁上设有截面呈L型的上抵滑盘，所述活动滑板的顶部开设有与滑动盘密封转动配合的第一转槽，所述活动滑板的底部开设有与上抵滑盘顶部滑动配合的第二转槽，所述密封转动套密封转动设置在转动杆上，且转动杆与穿孔的内壁密封转动配合，所述滑动盘固定连接在辅助转动盘的底部，所述下连接套设在密封转动套上，且下连接套通过螺栓与密封转动套连接。

优选的，所述控料组件包括控制阀、重力传感器和若干个用于能够使得活动滑板复位的复位件，所述控制阀连接在进料管上，所述重力传感器设置在隔板的顶部，所有复位件均匀分布在隔板的顶部上。

优选的，所述复位件包括抵压柱和底座，所述抵压柱的顶部和底部分别设有连接板和限位滑柄，所述限位滑柄的截面面积大于抵压柱的截面面积，所述底座上设有供抵压柱通过的通孔以及与限位滑柄上下滑动配合的滑腔，所述滑腔内设置有弹簧，所述抵压柱通过连接板固定连接在活动滑板的底部，所述底座设置在隔板的顶部，所述限位滑柄的底部与弹簧顶端抵触。

优选的，所述辅助驱动机构包括内齿环、内支块和扇形齿轮，内支块的底部设有转轴，所述转轴上转动安装有传动齿轮，所述内齿环固定连接在转动筒的内壁上，所述内支块设置在控量部内，所述扇形齿轮安装在转动杆的底部，所述内齿环和扇形齿轮均与传动齿轮啮合。

本发明的有益效果在于：

其一，本发明的氮氧化物转化用尿素喷射装置，通过上推机构能够将处理腔底端的尿素辅助上推，使得处理腔底端的尿素能够与处理腔其他位置的尿素进行互换，从而让尿素能够均匀受热，提高了尿素的溶解速率，通过辅助驱动机构能够驱动转动筒间歇性转动从而使得所有喷头能够间歇性改变一次位置，且所有喷头的喷口高度不一，从而避免了反应器发生结晶。

其二，本发明的氮氧化物转化用尿素喷射装置，转动杆转动后，通过限位组件能够使得辅助转动盘随转动杆转动，避免辅助转动盘发生偏转，保证辅助转动盘能够稳定的向上推动尿素，通过密封连接件使得辅助转动盘在转动的同时还能够随活动滑板升降而升降，通过控料组件监控处理腔尿素的量并能够自动补入尿素。

其三，本发明的氮氧化物转化用尿素喷射装置，通过扇形齿轮、传动齿轮以及内齿环相互之间的配合能够使得转动筒进行间歇性的转动，从而使得转动筒底部上的所有喷头的位置也能够间歇性发生变化，相较于现有技术，此辅助驱动机构结构简单，维护便捷，且运行稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明的氮氧化物转化用尿素喷射装置的立体结构示意图；

图2为壳体的局部剖视图；

图3为上推机构的结构示意图；

图4为上推机构的局部剖视图；

图5为图4中A处的放大图；

图6为本发明的氮氧化物转化用尿素喷射装置的局部拆分示意图；

图7为转动筒的局部剖视图。

附图标记：1、壳体；12、隔板；13、处理腔；14、联轴座；15、进料管；16、驱动电机；17、转动杆；171、叶片；18、电加热棒；19、进气管；2、上推机构；21、活动滑板；22、辅助转动盘；221、穿孔；222、第一转槽；223、第二转槽；224、辅助搅动片；225、滑动槽；23、密封连接件；231、密封转动套；232、下连接套；233、滑动盘；234、上抵滑盘；24、控料组件；241、控制阀；242、重力传感器；243、抵压柱；244、底座；245、连接板；246、限位滑柄；247、通孔；248、滑腔；249、弹簧；3、限位滑条；4、控量部；5、转动筒；51、喷头；6、辅助驱动机构；61、内齿环；62、内支块；621、转轴；622、传动齿轮；63、扇形齿轮。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本实施例提供一种氮氧化物转化用尿素喷射装置，如图1至图7所示，包括壳体1，壳体1内设有隔板12，隔板12将壳体1内腔分隔形成处理腔13和控压腔，壳体1的顶部设有联轴座14和进料管15，联轴座14的顶部安装有驱动电机16，联轴座14的底部连接有插设在壳体1内的转动杆17，转动杆17的轴身安装有若干个叶片171，所有叶片171均位于处理腔13内，处理腔13内壁环形阵列设置有若干个电加热棒18，处理腔13底端设有能够将尿素辅助上推的上推机构2，控压腔内设有控量部4和压力传感器，控量部4的底部转动设有转动筒5，转动筒5的底部上连接设置有若干个喷头51，且所有喷头51的喷口高度不一，转动杆17和控制部上设置有用于驱动转动筒5间接性转动的辅助驱动机构6，壳体1外壁上还设有进气管19，进气管19的一端连通处理腔13，进气管19的另一端连通控压腔，进气管19内设有单向阀。本发明的控量部4包括控量筒、控量盘和调量盘，该控量筒、控量盘和调量盘相互之间配合的工作原理为现有技术，在此不进行具体赘述。

通过进料管15将尿素添加至处理腔13内，通过驱动电机16和联轴座14配合驱动转动杆17进行转动，转动杆17转动后能够驱动所有叶片171绕转动杆17的轴线进行转动，与此同时，所有电加热棒18工作对处理腔13内进行加热，转动杆17转动后，上推机构2也随之开始进行辅助上推处理腔13底端的尿素的作业，上推机构2包括活动滑板21、辅助转动盘22、用于使得辅助转动盘22能够始终随转动杆17同步转动的限位组件、用于使得辅助转动盘22能够始终随活动滑板21升降的密封连接件23和控料组件24，活动滑板21上设有供转动杆17穿过的穿孔221，辅助转动盘22的侧壁上设有若干个辅助搅动片224，辅助转动盘22上设有与转动杆17密封转动配合的转孔，活动滑板21密封滑动设置在处理腔13内，辅助转动盘22通过转孔和限位组件连接在转动杆17上，辅助转动盘22通过密封连接件23转动连接在活动滑板21上，密封连接件23与转动杆17密封转动配合，控料组件24设置在隔板12的顶部，且活动滑板21的底部与控料组件24固定连接，辅助转动盘22能够随转动杆17同步转动，辅助转动盘22转动后，所有辅助搅动片224也随之转动，从而使得处理腔13底端的尿素能够上推。

进一步的，辅助转动盘22呈圆台状，这样能够提高处理腔13底端的尿素上推的效果。

更进一步的，限位组件能够保证辅助转动盘22始终随转动杆17同步转动，限位组件为限位滑条3，转孔的内壁上开设有与限位滑条3上下滑动配合的滑动槽225，限位滑条3固定连接在转动杆17的外壁上，滑条能够在滑槽内上下滑动，转动杆17转动时，利用滑条能够带动辅助转动盘22转动，且还避免了辅助转动盘22发生偏转，滑动槽225的底端为非封闭状态，这样能够方便安装辅助转动盘22。

更进一步的，通过密封连接件23能够让辅助转动盘22随活动滑板21升降而升降，密封连接件23包括密封转动套231和下连接套232，密封转动套231靠近其顶部的外壁上设有滑动盘233，下连接套232靠近其顶部的外壁上设有截面呈L型的上抵滑盘234，活动滑板21的顶部开设有与滑动盘233密封转动配合的第一转槽222，活动滑板21的底部开设有与上抵滑盘234顶部滑动配合的第二转槽223，密封转动套231密封转动设置在转动杆17上，且转动杆17与穿孔221的内壁密封转动配合，滑动盘233固定连接在辅助转动盘22的底部，下连接套232设在密封转动套231上，且下连接套232通过螺栓与密封转动套231连接，第一转槽222与穿孔221之间形成了台阶，活动滑板21上移时，此台阶能够带动密封转动套231以及辅助转动盘22同步上移，活动滑板21下移时，通过上抵滑盘234能够带动密封转动套231以及辅助转动盘22同步下移，通过第一转槽222与滑动盘233的转动配合、第二转槽223与上抵滑盘234的转动配合能够使得辅助转动盘22在上下移动的过程中不影响其转动。

再进一步的，通过控料组件24能够监控处理腔13内尿素的量，控料组件24包括控制阀241、重力传感器242和若干个用于能够使得活动滑板21复位的复位件，控制阀241连接在进料管15上，重力传感器242设置在隔板12的顶部，所有复位件均匀分布在隔板12的顶部上，尿素进入到处理腔13后通过自身重量对活动滑板21进行下压，重力传感器242能够抵触到活动滑板21的底部，处理腔13内的尿素的量随着逐渐溶解而逐渐减少，尿素的量不足时，通过复位件能够将活动滑板21进行复位，使得活动滑板21的底部与重力传感器242分离，复位件包括抵压柱243和底座244，抵压柱243的顶部和底部分别设有连接板245和限位滑柄246，限位滑柄246的截面面积大于抵压柱243的截面面积，底座244上设有供抵压柱243通过的通孔247以及与限位滑柄246上下滑动配合的滑腔248，滑腔248内设置有弹簧249，抵压柱243通过连接板245固定连接在活动滑板21的底部，底座244设置在隔板12的顶部，限位滑柄246的底部与弹簧249顶端抵触，尿素的量不足时，利用弹簧249的弹力能够顶起活动滑板21向上移动，以使得活动滑板21的底部与重力传感器242分离，随后控制阀241打开，使得尿素能够进入到进料管15内，当然控制阀241的另一端是与储存尿素的容器连接，之后尿素进入到处理腔13内，尿素又通过自身重量下压活动滑板21下移，使得活动滑板21抵触到重力传感器242上，从而实现了自动监控处理腔13内的尿素量以及自动向处理腔13内补入尿素。

转动杆17转动后，辅助驱动机构6也随之转动，然后辅助驱动机构6驱动转动筒5间接性转动，辅助驱动机构6包括内齿环61、内支块62和扇形齿轮63，内支块62的底部设有转轴621，转轴621上转动安装有传动齿轮622，内齿环61固定连接在转动筒5的内壁上，内支块62设置在控量部4内，扇形齿轮63安装在转动杆17的底部，内齿环61和扇形齿轮63均与传动齿轮622啮合，转动杆17转动一圈，扇形齿轮63与传动齿轮622啮合后能够带动传动齿轮622在转轴621上进行自转，传动齿轮622自转后又带动内齿环61转动一定角度，内齿环61带动了转动筒5也随之转动，转动筒5底部上的所有喷头51的位置也发生变化，加上每个喷头51的喷口高度不一能够避免反应器内形成结晶。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种氮氧化物转化用尿素喷射装置，包括壳体（1），所述壳体（1）内设有隔板（12），所述隔板（12）将壳体（1）内腔分隔形成处理腔（13）和控压腔，所述壳体（1）的顶部设有联轴座（14）和进料管（15），所述联轴座（14）的顶部安装有驱动电机（16），所述联轴座（14）的底部连接有插设在壳体（1）内的转动杆（17），其特征在于，所述转动杆（17）的轴身安装有若干个叶片（171），所有叶片（171）均位于处理腔（13）内，所述处理腔（13）内壁环形阵列设置有若干个电加热棒（18），所述处理腔（13）底端设有能够将尿素辅助上推的上推机构（2），所述上推机构（2）包括活动滑板（21）、辅助转动盘（22）、用于使得辅助转动盘（22）能够始终随转动杆（17）同步转动的限位组件、用于使得辅助转动盘（22）能够始终随活动滑板（21）升降的密封连接件（23）和控料组件（24），所述活动滑板（21）上设有供转动杆（17）穿过的穿孔（221），所述辅助转动盘（22）的侧壁上设有若干个辅助搅动片（224），所述辅助转动盘（22）上设有与转动杆（17）密封转动配合的转孔，所述活动滑板（21）密封滑动设置在处理腔（13）内，所述辅助转动盘（22）通过转孔和限位组件连接在转动杆（17）上，所述辅助转动盘（22）通过密封连接件（23）转动连接在活动滑板（21）上，所述密封连接件（23）与转动杆（17）密封转动配合，所述控料组件（24）设置在隔板（12）的顶部，且活动滑板（21）的底部与控料组件（24）固定连接，所述密封连接件（23）包括密封转动套（231）和下连接套（232），所述密封转动套（231）靠近其顶部的外壁上设有滑动盘（233），所述下连接套（232）靠近其顶部的外壁上设有截面呈L型的上抵滑盘（234），所述活动滑板（21）的顶部开设有与滑动盘（233）密封转动配合的第一转槽（222），所述活动滑板（21）的底部开设有与上抵滑盘（234）顶部滑动配合的第二转槽（223），所述密封转动套（231）密封转动设置在转动杆（17）上，且转动杆（17）与穿孔（221）的内壁密封转动配合，所述滑动盘（233）固定连接在辅助转动盘（22）的底部，所述下连接套（232）设在密封转动套（231）上，且下连接套（232）通过螺栓与密封转动套（231）连接，所述控料组件（24）包括控制阀（241）、重力传感器（242）和若干个用于能够使得活动滑板（21）复位的复位件，所述控制阀（241）连接在进料管（15）上，所述重力传感器（242）设置在隔板（12）的顶部，所有复位件均匀分布在隔板（12）的顶部上，所述复位件包括抵压柱（243）和底座（244），所述抵压柱（243）的顶部和底部分别设有连接板（245）和限位滑柄（246），所述限位滑柄（246）的截面面积大于抵压柱（243）的截面面积，所述底座（244）上设有供抵压柱（243）通过的通孔（247）以及与限位滑柄（246）上下滑动配合的滑腔（248），所述滑腔（248）内设置有弹簧（249），所述抵压柱（243）通过连接板（245）固定连接在活动滑板（21）的底部，所述底座（244）设置在隔板（12）的顶部，所述限位滑柄（246）的底部与弹簧（249）顶端抵触，所述控压腔内设有控量部（4）和压力传感器，所述控量部（4）的底部转动设有转动筒（5），所述转动筒（5）的底部上连接设置有若干个喷头（51），且所有喷头（51）的喷口高度不一，所述转动杆（17）和控制部上设置有用于驱动转动筒（5）间接性转动的辅助驱动机构（6），所述壳体（1）外壁上还设有进气管（19），所述进气管（19）的一端连通处理腔（13），所述进气管（19）的另一端连通控压腔，所述进气管（19）内设有单向阀。

2.根据权利要求1所述的氮氧化物转化用尿素喷射装置，其特征在于：所述辅助转动盘（22）呈圆台状。

3.根据权利要求1或2所述的氮氧化物转化用尿素喷射装置，其特征在于：所述限位组件为限位滑条（3），所述转孔的内壁上开设有与限位滑条（3）上下滑动配合的滑动槽（225），所述限位滑条（3）固定连接在转动杆（17）的外壁上。

4.根据权利要求1所述的氮氧化物转化用尿素喷射装置，其特征在于：所述辅助驱动机构（6）包括内齿环（61）、内支块（62）和扇形齿轮（63），内支块（62）的底部设有转轴（621），所述转轴（621）上转动安装有传动齿轮（622），所述内齿环（61）固定连接在转动筒（5）的内壁上，所述内支块（62）设置在控量部（4）内，所述扇形齿轮（63）安装在转动杆（17）的底部，所述内齿环（61）和扇形齿轮（63）均与传动齿轮（622）啮合。

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