【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及柴油机尾气后处理，具体是一种加工工艺简便的几何诱导双层旋流单孔尿素喷嘴。
技术介绍
1、选择性催化还原系统通过将含有氨的还原剂喷入排气管道内，充分混合后的还原剂和烟气在scr反应器中催化剂的作用下发生反应，去除尾气中的nox。经过安全性和经济性等各方面考量，scr系统常采用32.5％的尿素水溶液作为还原剂，通过旋流式喷嘴将尿素喷入排气管道。
2、旋流式喷嘴是一种采用压力驱动的几何诱导形成离心旋流的机械雾化喷嘴。旋流雾化效果优异，广泛应用于热动力设备中。在航空燃气轮机中，主燃烧室大量采用旋流式喷嘴作为起动喷嘴和工作喷嘴，以满足低转速、低气流流速的工况；随着内燃机排放法规的日益严格，为改善汽车燃油以及排放特性，旋流式喷嘴在汽油直喷系统、柴油机尾气后处理系统中也得到了广泛的关注。此外，旋流式喷嘴也在气体冷却、金属表面处理、食品处理、植物保护等不同领域的众多课题中表现出了强大的适用性。
3、现有的尿素喷嘴很难实现良好的雾化效果，分布不均匀，且喷雾锥角较大，尿素溶液喷入排气管内，喷出的尿素喷雾易碰壁，在管壁上形成液膜，进而造成尿素结晶，堵塞排气管路，造成尾气排放超标，严重的情况下甚至会损坏发动机，因此急需设计一种尿素喷嘴以解决该问题。
技术实现思路
1、针对现有尿素喷嘴分布不均匀，且喷雾锥角较大，喷出的尿素喷雾易碰壁，在管壁上形成液膜，进而造成尿素结晶的问题，提供了一种加工工艺简便的几何诱导双层旋流单孔尿素喷嘴，通过斜向下游设置的旋流流道与汇流腔偏心连接
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种加工工艺简便的几何诱导双层旋流单孔尿素喷嘴，包括球阀、阀座、旋流片、外壳体和孔板，所述阀座与外壳体内壁密封固定，阀座内设置有环形凸起，环形凸起中间设置连通环形凸起两端的通孔，环形凸起一端设置有密封球，密封球固定在球阀一端；所述球阀与外壳体内壁活动连接且球阀和外壳体之间设置有供流体流动的间隙，当球阀活动至密封球抵接环形凸起一端时，密封球对环形凸起中间的通孔进行密封；环形凸起另一端抵接旋流片，旋流片靠近环形凸起的一端设置有多条由轴心向外侧表面延伸的分流流道，旋流片另一端设置有未完全贯穿旋流片的汇流腔，汇流腔圆周方向设置有多条延伸至旋流片外侧表面的旋流流道，旋流流道与汇流腔偏心连接，旋流流道深度由旋流片外侧表面向汇流腔逐渐递减，旋流片外侧表面设置有多个连通分流流道和旋流流道的侧向流道；旋流片上设置汇流腔的一端抵接孔板，孔板上设置有连通汇流腔和外界的喷孔。
4、进一步的，球阀上设置有第一定位销孔、第二定位销孔，且第一定位销孔和第二定位销孔空间相互垂直，第一定位销孔和第二定位销孔上均销连接有定位销，且定位销与外壳体内壁之间存在间隙。
5、进一步的，密封球圆周方向设置有多个与轴线平行的平面；旋流片外侧表面设置多个轴向贯穿旋流片的缺口，形成侧向流道。
6、进一步的，环形凸起靠近密封球的一端设置有锥面，且环形凸起上的锥面大端正对密封球设置，密封球抵接环形凸起上的锥面时对环形凸起中间的通孔进行密封。
7、进一步的，侧向流道、旋流流道和分流流道数量相等，且旋流流道正对分流流道设置，多条旋流流道和分流流道都均匀设置在旋流片上。
8、进一步的，旋流流道和分流流道宽度相等，为阀座安装旋流片处内壁半径的0.5-0.9倍。
9、进一步的，旋流片上多个侧向流道径向截面的总面积为旋流片径向截面的10％-15％。
10、进一步的，旋流片靠近环形凸起一端设置有连通分流流道和环形凸起中间通孔的导流腔，多条分流流道交汇于导流腔。
11、进一步的，旋流流道与汇流腔相切。
12、进一步的，侧向流道、旋流流道和分流流道数量设置为3-6个。
13、本专利技术的有益效果是：
14、本专利技术中流体从环形凸起中间通孔进入旋流片分流流道内，流体被多条分流流道均匀分为多股。分流后的流体位于旋流片四周，受压向下游运动，经过侧向流道流向旋流流道，流体流经斜向下游设置的旋流流道，汇流腔内汇合时可同时获得轴向速度和周向切速度。在汇流腔汇合后直接从孔板喷出，形成具有切向速度和较大轴向初速度的空心旋流。空心旋流在喷孔外形成空心圆锥形液膜，液膜破碎后可以得到液滴细密且周向分布均匀的旋流喷雾。其整体流道短，其旋流效果更强，喷雾锥角更小。
15、本专利技术中侧向流道的设置使得流体流动更均匀稳定，进而流体在雾化时液滴在空间内分布更均匀，且形成的喷雾锥角更小；还减少流体流动的能量损耗，进而增强雾化效果，形成的液滴更细密。
16、本专利技术所述喷嘴结构简单，安装操作方便。另外，本专利技术中第一定位销孔和第二定位销孔上均销连接有定位销，定位销可限制球阀径向方向的移动，避免球阀在径向方向出现晃动，影响流体流动，且定位销与外壳体内壁之间存在间隙，使定位销不限制球阀轴向方向移动。
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1.一种加工工艺简便的几何诱导双层旋流单孔尿素喷嘴，其特征在于：包括球阀(1)、阀座(2)、旋流片(3)、外壳体(4)和孔板(5)，所述阀座(2)与外壳体(4)内壁密封固定，阀座(2)内设置有环形凸起(21)，环形凸起(21)中间设置连通环形凸起(21)两端的通孔，环形凸起(21)一端设置有密封球(13)，密封球(13)固定在球阀(1)一端；所述球阀(1)与外壳体(4)内壁活动连接且球阀(1)和外壳体(4)之间设置有供流体流动的间隙，当球阀(1)活动至密封球(13)抵接环形凸起(21)一端时，密封球(13)对环形凸起(21)中间的通孔进行密封；环形凸起(21)另一端抵接旋流片(3)，旋流片(3)靠近环形凸起(21)的一端设置有多条由轴心向外侧表面延伸的分流流道(31)，旋流片(3)另一端设置有未完全贯穿旋流片(3)的汇流腔(34)，汇流腔(34)圆周方向设置有多条延伸至旋流片(3)外侧表面的旋流流道(32)，旋流流道(32)与汇流腔(34)偏心连接，旋流流道(32)深度由旋流片(3)外侧表面向汇流腔(34)逐渐递减，旋流片(3)外侧表面设置有多个连通分流流道(31)和旋流流道(3
2.根据权利要求1所述的加工工艺简便的几何诱导双层旋流单孔尿素喷嘴，其特征在于：所述球阀(1)上设置有第一定位销孔(11)、第二定位销孔(12)，且第一定位销孔(11)和第二定位销孔(12)空间相互垂直，第一定位销孔(11)和第二定位销孔(12)上均销连接有定位销，且定位销与外壳体5内壁之间存在间隙。
3.根据权利要求1所述的加工工艺简便的几何诱导双层旋流单孔尿素喷嘴，其特征在于：所述密封球(13)圆周方向设置有多个与轴线平行的平面；旋流片(3)外侧表面设置多个轴向贯穿旋流片(3)的缺口，形成侧向流道(35)。
4.根据权利要求1所述的加工工艺简便的几何诱导双层旋流单孔尿素喷嘴，其特征在于：所述环形凸起(21)靠近密封球(13)的一端设置有锥面，且环形凸起(21)上的锥面大端正对密封球(13)设置，密封球(13)抵接环形凸起(21)上的锥面时对环形凸起(21)中间的通孔进行密封。
5.根据权利要求1所述的加工工艺简便的几何诱导双层旋流单孔尿素喷嘴，其特征在于：所述侧向流道(35)、旋流流道(32)和分流流道(31)数量相等，且旋流流道(32)正对分流流道(31)设置；多条旋流流道(32)和分流流道(31)都均匀设置在旋流片(3)上。
6.根据权利要求5所述的加工工艺简便的几何诱导双层旋流单孔尿素喷嘴，其特征在于：所述旋流流道(32)和分流流道(31)宽度相等，为阀座(2)安装旋流片(3)处内壁半径的0.5-0.9倍。
7.根据权利要求1所述的加工工艺简便的几何诱导双层旋流单孔尿素喷嘴，其特征在于：所述旋流片(3)上多个侧向流道(35)径向截面的总面积为旋流片(3)径向截面的10％-15％。
8.根据权利要求1所述的加工工艺简便的几何诱导双层旋流单孔尿素喷嘴，其特征在于：所述旋流片(3)靠近环形凸起(21)一端设置有连通分流流道(31)和环形凸起(21)中间通孔的导流腔(33)，多条分流流道(31)交汇于导流腔(33)。
9.根据权利要求1所述的加工工艺简便的几何诱导双层旋流单孔尿素喷嘴，其特征在于：所述旋流流道(32)与汇流腔(34)相切。
10.根据权利要求5所述的加工工艺简便的几何诱导双层旋流单孔尿素喷嘴，其特征在于：所述侧向流道(35)、旋流流道(32)和分流流道(31)数量设置为3-6个。
...【技术特征摘要】
1.一种加工工艺简便的几何诱导双层旋流单孔尿素喷嘴，其特征在于：包括球阀(1)、阀座(2)、旋流片(3)、外壳体(4)和孔板(5)，所述阀座(2)与外壳体(4)内壁密封固定，阀座(2)内设置有环形凸起(21)，环形凸起(21)中间设置连通环形凸起(21)两端的通孔，环形凸起(21)一端设置有密封球(13)，密封球(13)固定在球阀(1)一端；所述球阀(1)与外壳体(4)内壁活动连接且球阀(1)和外壳体(4)之间设置有供流体流动的间隙，当球阀(1)活动至密封球(13)抵接环形凸起(21)一端时，密封球(13)对环形凸起(21)中间的通孔进行密封；环形凸起(21)另一端抵接旋流片(3)，旋流片(3)靠近环形凸起(21)的一端设置有多条由轴心向外侧表面延伸的分流流道(31)，旋流片(3)另一端设置有未完全贯穿旋流片(3)的汇流腔(34)，汇流腔(34)圆周方向设置有多条延伸至旋流片(3)外侧表面的旋流流道(32)，旋流流道(32)与汇流腔(34)偏心连接，旋流流道(32)深度由旋流片(3)外侧表面向汇流腔(34)逐渐递减，旋流片(3)外侧表面设置有多个连通分流流道(31)和旋流流道(32)的侧向流道(35)；旋流片(3)上设置汇流腔(34)的一端抵接孔板(5)，孔板(5)上设置有连通汇流腔(34)和外界的喷孔(61)。
2.根据权利要求1所述的加工工艺简便的几何诱导双层旋流单孔尿素喷嘴，其特征在于：所述球阀(1)上设置有第一定位销孔(11)、第二定位销孔(12)，且第一定位销孔(11)和第二定位销孔(12)空间相互垂直，第一定位销孔(11)和第二定位销孔(12)上均销连接有定位销，且定位销与外壳体5内壁之间存在间隙。
3.根据权利要求1所述的加工工艺简便的几何诱导双层旋流单孔尿素喷嘴，其特征在于：所述密封球(13)圆周方向设置有多个与轴线平行...
【专利技术属性】
技术研发人员：何志霞，王翀，钟汶君，张亮，杜康健，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
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