柴油机选择性催化还原系统喷嘴技术方案

本发明专利技术涉及柴油机雾化装置技术领域，具体涉及柴油机选择性催化还原系统喷嘴。该喷嘴包括压缩空气流通管路和尿素水溶液流通管路，所述压缩空气流通管路包括起始段空气管（1）、中间段第一集气腔（13）和第一空气通道（34）、导向段第二空气通道（41）、和出口段空气管（5），所述尿素水溶液流通管路包括起始段尿素管（2）、中间段第一集液腔（23）和第一尿素通道（35）、导向段第二尿素通道（42）、和出口段尿素管（6）；所述出口段空气管（5）与导向段第二空气通道（41）垂直设置，所述出口段尿素管（6）与导向段第二尿素通道（42）垂直设置。本发明专利技术所述喷嘴雾化效果显著，可显著提高NOx的转化效率，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及柴油机雾化装置
，主要涉及一种用于空气辅助方式的柴油机选择性催化还原系统喷嘴，具体涉及一种柴油机选择性催化还原系统喷嘴。
技术介绍
选择性催化还原系统简称为SCR或SCR系统，SCR(选择性催化还原系统)是Selective(选择性)、Catalytic(催化)、Reduction(还原)的英文缩写。选择性催化还原系统是一种被广泛应用的技术，主要用于消除废气中的氮氧化物。为了在较低温度下也能有效地将氮氧化物转化为氮气，恰当的还原剂和催化剂是SCR系统必不可少的组成部分。目前市场上流通的SCR后处理系统喷嘴，有内混式和外混式两种。内混式喷嘴又有两种方式，一种是尿素水溶液和压缩空气提供不同的管路进入喷嘴后，在喷嘴内部混合；另一种是尿素水溶液和压缩空气在进入喷嘴之前就已经混合，再进入喷嘴；上述两种内混式喷嘴的出口设计有均匀的小孔，通过调整小孔的直径和方向，调整雾化效果。该种喷嘴的弊端为，其一，小孔加工难度奇高，导致加工成本高；其二，由于管路较长，系统响应较慢。外混式喷嘴即尿素水溶液和压缩空气通过不同的管路进入喷嘴，在经过各自独立的介质通道，直接从喷嘴喷出，尿素水溶液和压缩空气在喷嘴的出口处进行混合，通过调整出口处尿素水溶液和压缩空气出口段的形状及相对位置，调整雾化效果。该种喷嘴的弊端是喷嘴安装相对复杂，尿素喷射方向与气流方向一般呈45度，不利于喷射雾化。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：目前SCR系统的反应效率有待提高，NOx的 转换效率低；喷嘴的故障率较高；尿素溶液和尾气中的NOx混合效果还有待加强。本专利技术的目的是为了提高SCR系统的反应效率：提高NOx的转换效率；降低喷嘴的故障率；加强尿素溶液和尾气中的NOx的混合效果，提供一种用于空气辅助方式的柴油机SCR喷嘴的技术方案。本专利技术公开了一种用于空气辅助方式的SCR喷嘴，其包括排气筒安装组套、导向段管路、管嘴安装座、起始段空气管、起始段尿素管、出口段空气管、出口段尿素管等。喷嘴包括压缩空气流通管路和尿素水溶液流通管路，压缩空气流通管路和尿素水溶液流通管路完全独立，压缩空气与尿素水溶液的出口段管路与导向段管路成90°安装，压缩空气和尿素水溶液在喷嘴外部混合。具体来说，针对现有技术的不足，本专利技术提供了如下技术方案：一种柴油机选择性催化还原系统喷嘴，其特征在于，包括压缩空气流通管路和尿素水溶液流通管路，所述压缩空气流通管路包括起始段空气管1、中间段第一集气腔13和第一空气通道34、导向段第二空气通道41、和出口段空气管5，所述尿素水溶液流通管路包括起始段尿素管2、中间段第一集液腔23和第一尿素通道35、导向段第二尿素通道42、和出口段尿素管6；所述出口段空气管5与导向段第二空气通道41垂直设置，所述出口段尿素管6与导向段第二尿素通道42垂直设置。优选的，上述喷嘴中，所述中间段的装置为管嘴安装座3，所述导向段的装置为导向管4；其中，所述管嘴安装座3靠近空气管1和尿素管2的一端为顶端3a，另一端为底端3b；在顶端3a设置有用于与起始段空气管1进行台阶定位的第一凹槽31和用于与起始段尿素管2进行台阶定位的第二凹槽32，在底端3b设置有用于与导向管4配合的第三凹槽33，其中，所述第二凹槽底端设置有向其圆孔轴心收敛的锥面321，所述起始段空气管1和起始段尿素管2分别与第一凹槽31和第二凹槽32的锥面321形成第一集气腔13和第一集液腔23。优选的，上述喷嘴中，所述第一凹槽31底端在靠近管嘴安装座中心一侧设置有与第三凹槽33连通的第一空气通道34。优选的，上述喷嘴中，所述第二凹槽32的锥面321底端设置有与第三凹 槽33连通的第一尿素通道35。优选的，上述喷嘴中，所述第三凹槽33在偏离管嘴安装座中心一侧设置有防止导向管4装配错位的定位凹槽332。优选的，上述喷嘴中，所述导向管4内部轴向设置有相互平行独立的第二空气通道41和第二尿素通道42，所述导向管4靠近管嘴安装座3的一端为顶端4A，另一端为底端4B，导向管4的顶端4A设置有用于连通第二空气通道41和第一空气通道34的豁口43。优选的，上述喷嘴中，在导向管4的顶端4A外周设置有防止导向管4装配错位的突起44。优选的，上述喷嘴中，所述导向管4在底端4B设置有直角形的压缩空气出口管安装槽45，所述空气出口管安装槽45包括与第二空气通道41相通的顶面451和与第二尿素通道42平行的侧面452，所述导向管4在底端4B从安装槽45的侧面452切开形成直角定位槽453。优选的，上述喷嘴中，所述第二尿素通道42底端设置有尿素出口管安装槽46，所述尿素出口管安装槽46为连通第二尿素通道42和空气出口管安装槽5侧面452的圆弧槽，包含内圆柱面461和沿导向管4轴向的定位面462，所述内圆柱面461低于第二尿素通道42的底部。优选的，上述喷嘴中，所述出口段空气管5为内部中空的U型封口结构，包括用于与空气出口管路安装槽45顶面451相配合的第一安装面54、和垂直于第一安装面54的第二安装面55，所述第一安装面54设置有与第二空气通道41连通的空气接口52、和与导向管4外周面相配合的第一定位凸边541。优选的，上述喷嘴中，所述第二安装面55与空气出口管路安装槽45侧面452相配合，所述第二安装面55设置有用于与定位槽453配合的第二定位凸边551。优选的，上述喷嘴中，所述出口段空气管5在与第二安装面55对立的一面设置有与中空部分连通的空气出口53。优选的，上述喷嘴中，所述出口段尿素管6包括第一圆柱形管部64、直径小于第一圆柱形管部64的第二圆柱形管部65、和用以连接第一圆柱形管部64和第二圆柱形管部65的锥形管部63，所述第一圆柱形管部64包括用于与 尿素水溶液管安装槽46定位面462相接的定位面611和用于与尿素水溶液管安装槽46内圆柱面461相接的外圆柱面612；所述第一圆柱形管部64和锥形管部63的内腔形成第二集液腔61。优选的，上述喷嘴中，所述第二圆柱形管部65内部设置有尿素水溶液出口通道62，所述第二圆柱形管部65外径略小于出口段空气管5的空气出口53的内径，当出口段尿素管6、出口段空气管5和导向管4配合后，所述出口段尿素管6的外表面与出口段空气管5的内表面形成第二集气腔51。优选的，上述喷嘴中，当出口段尿素管6、出口段空气管5和导向管4配合后，出口段尿素管6的出口部外端面621略高于出口段空气管5的出口部外端面531。优选的，上述喷嘴中，所述喷嘴还包括喷嘴安装组套7，所述喷嘴安装组套7包括定位装置72和夹紧装置71；其中，所述定位装置72内部设置有贯穿顶面和底面的台阶圆孔，所述台阶圆孔包括与导向管4外周面配合的内台阶圆孔721和与夹紧装置71配合的外台阶圆孔722。优选的，上述喷嘴中，所述定位装置72在外周面设置有用于将喷嘴安装到排气筒上的定位起73。优选的，上述喷嘴中，所述夹紧装置71包括圆柱形管部71a和圆锥形管部71b，所述圆柱形管部71a和圆锥形管部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柴油机选择性催化还原系统喷嘴，其特征在于，包括压缩空气流通管路和尿素水溶液流通管路，所述压缩空气流通管路包括起始段空气管（1）、中间段第一集气腔（13）和第一空气通道（34）、导向段第二空气通道（41）、和出口段空气管（5），所述尿素水溶液流通管路包括起始段尿素管（2）、中间段第一集液腔（23）和第一尿素通道（35）、导向段第二尿素通道（42）、和出口段尿素管（6）；所述出口段空气管（5）与导向段第二空气通道（41）垂直设置，所述出口段尿素管（6）与导向段第二尿素通道（42）垂直设置。

【技术特征摘要】
1. 一种柴油机选择性催化还原系统喷嘴，其特征在于，包括压缩空气流通管路和尿素水溶液流通管路，所述压缩空气流通管路包括起始段空气管（1）、中间段第一集气腔（13）和第一空气通道（34）、导向段第二空气通道（41）、和出口段空气管（5），所述尿素水溶液流通管路包括起始段尿素管（2）、中间段第一集液腔（23）和第一尿素通道（35）、导向段第二尿素通道（42）、和出口段尿素管（6）；所述出口段空气管（5）与导向段第二空气通道（41）垂直设置，所述出口段尿素管（6）与导向段第二尿素通道（42）垂直设置。
2. 根据权利要求1所述的喷嘴，其中，所述中间段的装置为管嘴安装座（3），所述导向段的装置为导向管（4）；
其中，所述管嘴安装座（3）靠近空气管（1）和尿素管（2）的一端为顶端（3a），另一端为底端（3b）；在顶端（3a）设置有用于与起始段空气管（1）进行台阶定位的第一凹槽（31）和用于与起始段尿素管（2）进行台阶定位的第二凹槽（32），在底端（3b）设置有用于与导向管（4）配合的第三凹槽（33），其中，所述第二凹槽底端设置有向其圆孔轴心收敛的锥面（321），所述起始段空气管（1）和起始段尿素管（2）分别与第一凹槽（31）和第二凹槽（32）的锥面（321）形成第一集气腔（13）和第一集液腔（23）。
3. 根据权利要求2所述的喷嘴，其中，所述第一凹槽（31）底端在靠近管嘴安装座中心一侧设置有与第三凹槽（33）连通的第一空气通道（34）。
4. 根据权利要求2或3所述的喷嘴，其中，所述第二凹槽（32）的锥面（321）底端设置有与第三凹槽（33）连通的第一尿素通道（35）。
5. 根据权利要求2-4任一项所述的喷嘴，其中，所述第三凹槽（33）在偏离管嘴安装座中心一侧设置有防止导向管（4）装配错位的定位凹槽（332）。
6. 根据权利要求2所述的喷嘴，其中，所述导向管（4）内部轴向设置有相互平行独立的第二空气通道（41）和第二尿素通道（42），所述导向管（4）靠近管嘴安装座（3）的一端为顶端（4A），另一端为底端（4B），导向管（4）的顶端（4A）设置有用于连通第二空气通道（41）和第一空气通道（34）的豁口（43）。
7. 根据权利要求6所述的喷嘴，在导向管（4）的顶端（4A）外周设置有防止导向管（4）装配错位的突起（44）。
8. 根据权利要求6或7所述的喷嘴，其中，所述导向管（4）在底端（4B）设置有直角形的压缩空气出口管安装槽（45），所述空气出口管安装槽（45）包括与第二空气通道（41）相通的顶面（451）和与第二尿素通道（42）平行的侧面（452），所述导向管（4）在底端（4B）从安装槽（45）的侧面（452）切开形成直角定位槽（453）。
9. 根据权利要求6-8任一项所述的喷嘴，其中，所述第二尿素通道（42）底端设置有尿素出口管安装槽（46），...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳广照，郝美，庞建云，仇滔，
申请(专利权)人：北京大学包头创新研究院，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15