CN215057675U - 用于scr系统的撞击式旋转喷嘴 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于SCR系统的撞击式旋转喷嘴。采用的技术方案是：包括喷嘴壳、喷嘴体、撞击环、涡轮，所述喷嘴体位于喷嘴壳内侧转动连接，所述喷嘴体与喷嘴壳之间设置有圆锥滚子轴承，所述喷嘴体一端可拆卸连接有涡轮，所述喷嘴壳外侧固定连接撞击环。本实用新型的有益效果：撞击式旋转喷嘴通过设置涡轮使喷嘴高速旋转，并通过设置与喷孔喷雾锥角相匹配的撞击环，使得尿素水溶液喷雾周向均匀分布在排气管内，尿素水溶液雾化状态得到进一步加强，因此尿素水溶液喷雾与柴油机排气充分均匀混合，从而可缩短排气管路长度，使SCR系统更加紧凑。同时，采用本实用新型所述的喷嘴，在排气管路中可不设置混合器，从而避免尿素结晶。

Description

用于SCR系统的撞击式旋转喷嘴

技术领域

本实用新型属于发动机后处理技术设备领域，涉及一种用于SCR系统的撞击式旋转喷嘴。

背景技术

为满足不断严格NOx排放限值,大部分柴油机都安装了选择性催化还原系统(SCR系统)。SCR系统的原理是将尿素水溶液喷射到柴油机排气中，在催化剂的作用下，尿素水溶液分解产生的NH3将排气中的NOx还原成N2和 H2O。在SCR系统中，尿素水溶液与排气的充分混合非常重要。良好的混合能够提高NOx的转化效率，节省催化剂用量，降低成本；同时，排气管路的长度也可以有所缩短，即能够减少排气的散热量，又可以使SCR系统布置的更加紧凑。

喷嘴设置在排气管内，通过喷嘴将尿素水溶液喷射到排气管中，尿素水溶液随排气气流边混合，边流向催化剂。传统的尿素水溶液喷嘴的喷孔为单孔或多孔，只能将尿素水溶液以一股或多股的液流喷出，无法在排气管周向空间均匀分布。为使尿素水溶液与排气充分混合，需要较长的排气管路，往往还需要设置混合器。这样既增加了SCR系统的总体尺寸，尿素水溶液喷雾也容易沉积到混合器上，导致结晶。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种用于SCR 系统的撞击式旋转喷嘴，能够实现尿素水溶液从喷嘴喷孔喷出后即可与排气充分混合，从而大大缩短排气管路的长度，并且无需设计混合器，从而避免了尿素结晶，有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于SCR系统的撞击式旋转喷嘴，采用的技术方案是，包括喷嘴壳、喷嘴体、撞击环、涡轮，所述喷嘴体位于喷嘴壳内侧转动连接，所述喷嘴体与喷嘴壳之间设置有圆锥滚子轴承，所述喷嘴体一端可拆卸连接有涡轮，所述喷嘴壳外侧固定连接撞击环；

所述喷嘴体为多段阶梯圆柱形，所述喷嘴体一端开设有多个喷孔，所述喷嘴体另一端开设有多个螺纹孔，所述涡轮通过沉头螺丝连接喷嘴体；

所述撞击环为圆环形，截面形状一端为楔形，另一端为椭圆形，所述撞击环通过支撑柱与喷嘴壳焊接连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述喷嘴体为阶梯状圆柱形，内截面为渐缩形结构，所述喷嘴体前部开设有4至6个喷孔，所述喷嘴体外侧设置有圆锥滚子轴承，所述圆锥滚子轴承内径与喷嘴体配合，外径与喷嘴壳配合，所述圆锥滚子轴承后侧设置有密封圈。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述喷嘴壳后部通过螺纹连接管接头，所述喷嘴壳后部内侧设置有第三垫环，所述喷嘴壳与管接头通过第三垫环密封，所述喷嘴壳前部开设有通孔，所述喷嘴壳后部开设有内螺纹，所述管接头两侧开设有外螺纹。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述密封圈为中空锥形结构，所述密封圈安装于喷嘴体的阶梯槽中，所述密封圈外缘通过第一垫环与第二垫环完成轴向定位。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述撞击环环体设置于喷嘴体前部喷孔的中心线延长线偏下位置。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述喷嘴体前部喷孔根据排气管内径选择喷雾锥角。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述涡轮采用后弯式叶片，能够与尿素水溶液有大面接触，产生较大的推力促进喷嘴体发生旋转，叶片镶嵌于涡轮壳体中，叶片数量为12至16片。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述喷嘴体后侧可换装更大直径的涡轮，促进喷嘴体旋转。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：撞击式旋转喷嘴通过设置涡轮使喷嘴高速旋转，并通过设置与喷孔喷雾锥角相匹配的撞击环，使得尿素水溶液喷雾周向均匀分布在排气管内，尿素水溶液雾化状态得到进一步加强，因此尿素水溶液喷雾与柴油机排气充分均匀混合，从而可缩短排气管路长度，使SCR系统更加紧凑。同时，采用本实用新型所述的喷嘴，在排气管路中可不设置混合器，从而避免尿素结晶。

附图说明

图1为本实用新型的撞击式旋转喷嘴剖视图；

图2为本实用新型的撞击式旋转喷嘴轴侧图；

图3为本实用新型的尿素水溶液与排气混合示意图；

图4为本实用新型的尿素水溶液喷雾运动示意图；

图5为本实用新型的涡轮结构示意图。

图中：1、喷嘴壳；2、喷嘴体；3、撞击环；4、圆锥滚子轴承；5、第一垫环；6、密封圈；7、第二垫环；8、管接头；9、涡轮；10、第三垫环；11、喷孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例(为描述与理解方便，以下以图1的上方为上方进行描述)。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

SCR系统中尿素水溶液与排气充分混合对保证NOx转化效率至关重要。

实施例1

如图1至图2所示，本实用新型所述的一种用于SCR系统的撞击式旋转喷嘴，采用的技术方案是，包括喷嘴壳1、喷嘴体2、撞击环3、涡轮9，所述喷嘴体2位于喷嘴壳1内侧转动连接，所述喷嘴体2与喷嘴壳1之间设置有圆锥滚子轴承4，所述喷嘴体2一端可拆卸连接有涡轮9，所述喷嘴壳1外侧固定连接撞击环3，所述喷嘴体2为多段阶梯圆柱形，所述喷嘴体2一端开设有多个喷孔11，所述喷嘴体2另一端开设有多个螺纹孔，所述涡轮9通过沉头螺丝连接喷嘴体2，所述撞击环3为圆环形，截面形状一端为楔形，另一端为椭圆形，所述撞击环3通过支撑柱与喷嘴壳1焊接连接。

进一步地，将所述圆锥滚子轴承4和第一垫环5依次装入喷嘴壳1内。第二垫环7和密封圈6依次从喷嘴体2的前端装入，密封圈6的内缘卡在喷嘴体2的浅槽中，然后将喷嘴体2装入喷嘴壳1内。圆锥滚子轴承4既能轴向定位喷嘴体2，又可使喷嘴体2灵活转动。通过密封圈6用来密封喷嘴壳1和喷嘴体2之间的空隙。密封圈6为橡胶材质，为带中空的锥形结构，密封圈6的外缘通过第一垫环5和第二垫环7定位，密封圈6的内缘通过喷嘴体2的浅槽定位。管接头8通过螺纹连接喷嘴壳1，将第三垫环10紧紧压在喷嘴壳1一端的台阶面上。第三垫环10将喷嘴体2和涡轮9的安装总成密封在喷嘴壳1中。

如图3所示为尿素水溶液与排气混合的一个优选实例。所述喷嘴体2 上周向布置4个喷孔11，根据排气管内径，选定合适的喷孔11喷雾锥角和撞击环3环体直径，使撞击后的尿素水溶液滴不至粘附到排气管的内壁。

如图4所示为撞击环3相对于喷孔11的位置。撞击环3截面形状为，一端为楔形，另一端为椭圆形。撞击环3设置于喷孔11中心延长线偏下位置，使喷孔11喷出的尿素水溶液，撞击到撞击环3后，大部分向撞击环3上方运动，少部分向水平方向运动。这样可使尿素水溶液喷雾均匀地分布在排气管的整个周向空间，与排气来流混合均匀。

如图5所示为涡轮示意图。所述涡轮9采用后弯式叶片，能够与尿素水溶液有大面接触，产生较大的推力促进喷嘴体发生旋转，叶片数量为12至16 片。

在使用时：尿素水溶液经尿素泵加压后，通过管接头8进入喷嘴壳1 中。高压尿素水溶液流经涡轮9时，推动叶片旋转，与涡轮刚性连接的喷嘴体 2随之发生旋转，从而使喷孔11喷出的尿素水溶液喷雾在圆周方向均匀分布。尿素水溶液喷雾继续向前运动，撞击到撞击环3上，发生二次雾化，从而改善尿素水溶液的雾化程度，促进尿素水溶液与排气充分混合。

实施例2

与实施例1的不同之处在于，所述喷嘴体2后侧可换装更大直径的涡轮 9，从而促进喷嘴体2的旋转，增强尿素水溶液雾化效果。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种用于SCR系统的撞击式旋转喷嘴，其特征在于：包括喷嘴壳(1)、喷嘴体(2)、撞击环(3)、涡轮(9)，所述喷嘴体(2)位于喷嘴壳(1)内侧转动连接，所述喷嘴体(2)与喷嘴壳(1)之间设置有圆锥滚子轴承(4)，所述喷嘴体(2)一端可拆卸连接有涡轮(9)，所述喷嘴壳(1)外侧固定连接撞击环(3)；

所述喷嘴体(2)为多段阶梯圆柱形，所述喷嘴体(2)一端开设有多个喷孔(11)，所述喷嘴体(2)另一端开设有多个螺纹孔，所述涡轮(9)通过沉头螺丝连接喷嘴体(2)；

所述撞击环(3)为圆环形，截面形状一端为楔形，另一端为椭圆形，所述撞击环(3)通过支撑柱与喷嘴壳(1)焊接连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于SCR系统的撞击式旋转喷嘴，其特征在于：所述喷嘴体(2)为阶梯状圆柱形，内截面为渐缩形结构，所述喷嘴体(2)前部开设有4至6个喷孔(11)，所述喷嘴体(2)外侧设置有圆锥滚子轴承(4)，所述圆锥滚子轴承(4)内径与喷嘴体(2)配合，外径与喷嘴壳(1)配合，所述圆锥滚子轴承(4)后侧设置有密封圈(6)。

3.根据权利要求1所述的一种用于SCR系统的撞击式旋转喷嘴，其特征在于：所述喷嘴壳(1)后部通过螺纹连接管接头(8)，所述喷嘴壳(1)后部内侧设置有第三垫环(10)，所述喷嘴壳(1)与管接头(8)通过第三垫环(10)密封，所述喷嘴壳(1)前部开设有通孔，所述喷嘴壳(1)后部开设有内螺纹，所述管接头(8)两侧开设有外螺纹。

4.根据权利要求2所述的一种用于SCR系统的撞击式旋转喷嘴，其特征在于：所述密封圈(6)为中空锥形结构，所述密封圈(6)安装于喷嘴体(2)的阶梯槽中，所述密封圈(6)外缘通过第一垫环(5)与第二垫环(7)定位。

5.根据权利要求1所述的一种用于SCR系统的撞击式旋转喷嘴，其特征在于：所述撞击环(3)环体设置于喷嘴体(2)前部喷孔(11)的中心线延长线偏下位置。

6.根据权利要求5所述的一种用于SCR系统的撞击式旋转喷嘴，其特征在于：所述喷嘴体(2)前部喷孔(11)根据排气管内径选择喷雾锥角。

7.根据权利要求1所述的一种用于SCR系统的撞击式旋转喷嘴，其特征在于：所述涡轮(9)采用后弯式叶片，叶片镶嵌于涡轮壳体中，叶片数量为12至16片。

8.根据权利要求1所述的一种用于SCR系统的撞击式旋转喷嘴，其特征在于：所述喷嘴体(2)后侧可换装更大直径的涡轮(9)。

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