CN208950679U - 一种双流体scr尿素喷嘴 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双流体SCR尿素喷嘴，包括液路接头和气路接头，所述液路接头和气路接头都与输送管连接，所述输送管的末端通过喷头连接座连接气液混合管，所述气液混合管与气液喷射帽连接；所述输送管包括内部的液路管和位于液路管***的气路管，所述液路管的前端与所述液路接头连接，后端与所述气液混合管内部的液路管连通，所述气路管的前端与所述气路接头连接，后端与所述气液混合管的气路管连通。液路在里、气路在外，外层的气体可以很好的起到隔热作用，避免高温的废气直接与尿素喷嘴内的液态尿素接触，防止高温下尿素溶液受热发生理化反应，生成各种固态产物堵塞流道。
Description
技术领域
本实用新型涉及大型柴油机排气净化处理技术领域，尤其涉及一种双流体SCR尿素喷嘴。
背景技术
选择性催化还原(SCR)可以在保证柴油机动力性和经济性的同时，有效解决NOX排放的问题，满足环保法规的要求，该技术在车用柴油机国IV、国V阶段得到了广泛的应用。
SCR的基本原理是通过尿素喷射装置往柴油机排气管中喷射还原剂，还原剂在催化剂的作用下与NOX发生反应，将NOX排放控制在法规限值以内。整个***由尿素喷射装置、尿素混合及催化装置组成，大致原理如图1所示。
尿素喷射装置根据发动机工况，时刻计算当前需要的尿素喷射量，实现喷射量的精确控制，并保证尿素喷出后获得理想的喷雾特性；尿素在混合装置的作用下与高温废气快速混合，使尿素吸热分解成NH3(反应1)；最后NH3在催化剂的作用下与NOX发生反应，达到消除NOX排放的目的(反应2、反应3)。
(NH2)2CO+H2O→CO2+2NH3 反应(1)
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O 反应(2)
NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O 反应(3)
尿素喷射装置由尿素泵、管路及尿素喷嘴组成，根据尿素雾化方式不同尿素喷射装置分为气助式喷射和非气助式喷射两种。非气助式喷射利用尿素泵形成高压尿素，通过控制喷嘴的开启频率和持续时间进行计量，高压尿素穿过尿素喷嘴的小孔时实现液体喷射雾化；气助式喷射利用计量泵进行尿素计量，在尿素喷嘴端利用高压空气将液态尿素打散，实现喷射雾化。与非气助喷射相比，气助式喷射尿素液滴雾化更好，有利于尿素与废气的混合和快速分解，对于防止SCR排气管结晶，提升SCR***综合性能是有利的，因此气助式喷射装置成为国内尿素喷射装置的主流产品。
随着环保法规的推广，非道路IV阶段即将实施，SCR技术是满足排放标准的最优方案。对于大功率非道路柴油机而言，由于其废气流量大、需求的尿素喷射量高，原车机SCR***不能直接借用。较大的废气流量下，如排气管或混合催化装置流通面积小，会导致背压升高，影响柴油机经济性和动力性，因此尿素混合及催化装置需从新设计；较高的尿素喷射量，需要匹配大流量的尿素泵，且实现大喷射量下尿素与废气的快速混合分解、防止尿素结晶、保证高效率催化，需要专门设计的尿素喷嘴。
目前的气助式喷射尿素喷嘴主要存在以下弊端：
(1)尿素喷嘴自身结构限制，现有方案只能适用于7.0l/h左右的尿素喷射量，可以匹配400kW以下柴油机，对于大功率柴油机该喷嘴结构不适用；
(2)气液在尿素喷嘴前端混合，喷孔上游，气液流道外侧与高温废气直接接触，高温下流道内尿素溶液受热发生复杂的物理化学反应，生成各种固态产物，且不断在流道内壁附着，堵塞流道；
(3)尿素喷孔较小，停机时清空不彻底容易出现结晶，堵塞喷孔；
(4)尿素喷嘴各个零部件之间通过焊接在一起，一旦出现流道或喷孔堵塞，不能拆卸维修，需要更换整个喷嘴，造成资源浪费。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供了一种双流体SCR尿素喷嘴，液路在里、气路在外，外层的气体可以很好的起到隔热作用，避免高温的废气直接与尿素喷嘴内的液态尿素接触，防止高温下尿素溶液受热发生理化反应，生成各种固态产物堵塞流道。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种双流体SCR尿素喷嘴，包括液路接头和气路接头，所述液路接头和气路接头都与输送管连接，所述输送管的末端通过喷头连接座连接气液混合管，所述气液混合管与气液喷射帽连接；
所述输送管包括内部的液路管和位于液路管***的气路管，所述液路管的前端与所述液路接头连接，后端与所述气液混合管内部的液路管连通，所述气路管的前端与所述气路接头连接，后端与所述气液混合管的气路管连通。
所述输送管的中部设有安装法兰。
所述液路接头为液路快插接头，通过接头连接座与所述输送管对接；
所述气路接头为气路快插接头。气路快插接头和液路快插接头采用标准的SAE快插接头，便于快速安装连接。
所述液路快插接头和所述气路快插接头型号不同。液路快插接头和气路快插接头型号不同，可以有效防止错插。
所述气路接头与所述输送管垂直。
所述喷头连接座与所述气液混合管之间设有密封垫片。
所述气液混合管和气液喷射帽之间通过锁紧螺母连接。万一出现结晶堵塞的情况时，可以人工拆开进行维护，防止整体更换导致的浪费。
所述气液喷射帽为圆面结构，沿圆面一周设计有均匀分布的多个小孔。小孔与气液混合管轴向成一定的夹角，可通过改变夹角大小调整喷雾锥角，避免尿素碰壁，防止排气管结晶，且获得较好的NH3和废气的混合均匀性。
在所述气液混合管的末端气路管和液路管连通。气体和液体在尿素喷嘴的后端混合，液路在里、气路在外，外层的气体可以很好的起到隔热作用，避免高温的废气直接与尿素喷嘴内的液态尿素接触，防止高温下尿素溶液受热发生理化反应，生成各种固态产物堵塞流道。
所述液路接头连接的上游液路管上设有回抽阀或回抽泵。停止工作时，该尿素喷嘴与回抽阀或回抽泵配合，实现气液混合管及上游液体快速彻底回流，气液喷射帽内的液体吹出喷嘴，吹扫彻底，可有效避免尿素结晶导致的喷孔堵塞。
本实用新型的有益效果是：
1、气体和液体在尿素喷嘴的后端混合，液路在里、气路在外，外层的气体可以很好的起到隔热作用，避免高温的废气直接与尿素喷嘴内的液态尿素接触，防止高温下尿素溶液受热发生理化反应，生成各种固态产物堵塞流道。
2、气液喷射帽为圆面结构，沿圆面一周设计有均匀分布的若干小孔作为喷射流道，小孔与气液混合管轴向成一定的夹角，可通过改变夹角大小调整喷雾锥角，避免尿素碰壁，防止排气管结晶，且获得较好的NH3和废气的混合均匀性。
3、停止工作时，该尿素喷嘴与回抽阀或回抽泵配合，实现气液混合管及上游液体快速彻底回流，气液喷射帽内的液体吹出喷嘴，吹扫彻底，可有效避免尿素结晶导致的喷孔堵塞。
4、液路和气路接头采用标准的SAE快插接头，便于快速安装连接，且型号不同，防止错插。
5、气液混合管和气液喷射帽通过锁紧螺母连接，万一出现结晶堵塞的情况，可以人工拆开进行维护，防止整体更换导致的浪费。
附图说明
图1为SCR原理图；
图2为本实用新型的外观结构图；
图3为本实用新型的剖面结构图。
其中，1液路快插接头、2接头连接座、3液路管、4气路快插接头、5气路管、6安装法兰、7喷头连接座、8密封垫片、9气液混合管、10气液喷射帽、11锁紧螺母。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明：
如图2-图3所示，一种双流体SCR尿素喷嘴，包括液路接头和气路接头，所述液路接头和气路接头都与输送管连接，所述输送管的末端通过喷头连接座7连接气液混合管9，所述气液混合管9与气液喷射帽10连接；
所述输送管包括内部的液路管3和位于液路管3***的气路管5，所述液路管3的前端与所述液路接头连接，后端与所述气液混合管9内部的液路管3连通，所述气路管5的前端与所述气路接头连接，后端与所述气液混合管9的气路管连通。
输送管的末端部位弯折成90°，喷头连接座与输送管的上游部位成90°。
所述输送管的中部设有安装法兰6。
所述液路接头为液路快插接头1，通过接头连接座2与所述输送管对接；
所述气路接头为气路快插接头4。气路快插接头4和液路快插接头采用标准的SAE快插接头，便于快速安装连接。
所述液路快插接头1和所述气路快插接头4型号不同。液路快插接头1和气路快插接头4型号不同，可以有效防止错插。
所述气路接头与所述输送管垂直。
所述喷头连接座7与所述气液混合管9之间设有密封垫片8。
所述气液混合管9和气液喷射帽10之间通过锁紧螺母11连接。万一出现结晶堵塞的情况时，可以人工拆开进行维护，防止整体更换导致的浪费。
所述气液喷射帽10为圆面结构，沿圆面一周设计有均匀分布的多个小孔。小孔与气液混合管轴向成一定的夹角，可通过改变夹角大小调整喷雾锥角，避免尿素碰壁，防止排气管结晶，且获得较好的NH3和废气的混合均匀性。
在所述气液混合管9的末端气路管和液路管连通。气体和液体在尿素喷嘴的后端混合，液路在里、气路在外，外层的气体可以很好的起到隔热作用，避免高温的废气直接与尿素喷嘴内的液态尿素接触，防止高温下尿素溶液受热发生理化反应，生成各种固态产物堵塞流道。
所述液路接头连接的上游液路管上设有回抽阀或回抽泵。停止工作时，该尿素喷嘴与回抽阀或回抽泵配合，实现气液混合管及上游液体快速彻底回流，气液喷射帽内的液体吹出喷嘴，吹扫彻底，可有效避免尿素结晶导致的喷孔堵塞。
通过安装法兰6将本实用新型的尿素喷嘴与排气管上的喷嘴座连接，可根据排气管的直径调整尿素喷嘴的尺寸，确保气液喷射帽10位于气流的中央，便于尿素和废气混合均匀性设计。
尿素管快插接头与液路快插接头1连接，液态尿素沿液路快插接头1、经接头连接座2→液路管3→喷头连接座7来到气液混合管9。
压缩空气快插接头与气路快插接头4连接，压缩空气经过气路管5、喷头连接座7来到气液混合管9。
在气液混合管9的下游、气液喷射帽10内液态尿素与压缩空气混合，最后经气液喷射帽10上均匀分布的小孔喷射到柴油机废气中。
喷头连接座7与气液混合管9之间通过密封垫片8进行密封，防止压缩空气泄漏影响尿素喷嘴的喷雾效果；气液混合管9和气液喷射帽10之间锁紧螺母连接，便于拆卸维护。
本尿素喷嘴可与计量泵配合实现大流量喷射，通过调节气路压力实现大流量下喷雾特性的优化，满足大功率柴油机SCR的匹配需求。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种双流体SCR尿素喷嘴，其特征是，包括液路接头和气路接头，所述液路接头和气路接头都与输送管连接，所述输送管的末端通过喷头连接座连接气液混合管，所述气液混合管与气液喷射帽连接；
所述输送管包括内部的液路管和位于液路管***的气路管，所述液路管的前端与所述液路接头连接，后端与所述气液混合管内部的液路管连通，所述气路管的前端与所述气路接头连接，后端与所述气液混合管的气路管连通。
2.如权利要求1所述的一种双流体SCR尿素喷嘴，其特征是，所述输送管的中部设有安装法兰。
3.如权利要求1所述的一种双流体SCR尿素喷嘴，其特征是，所述液路接头为液路快插接头，通过接头连接座与所述输送管对接；
所述气路接头为气路快插接头。
4.如权利要求3所述的一种双流体SCR尿素喷嘴，其特征是，所述液路快插接头和所述气路快插接头型号不同。
5.如权利要求1-4任意一项所述的一种双流体SCR尿素喷嘴，其特征是，所述气路接头与所述输送管垂直。
6.如权利要求1所述的一种双流体SCR尿素喷嘴，其特征是，所述喷头连接座与所述气液混合管之间设有密封垫片。
7.如权利要求1所述的一种双流体SCR尿素喷嘴，其特征是，所述气液混合管和气液喷射帽之间通过锁紧螺母连接。
8.如权利要求1所述的一种双流体SCR尿素喷嘴，其特征是，所述气液喷射帽为圆面结构，沿圆面一周设计有均匀分布的多个小孔。
9.如权利要求1所述的一种双流体SCR尿素喷嘴，其特征是，在所述气液混合管的末端气路管和液路管连通。
10.如权利要求1所述的一种双流体SCR尿素喷嘴，其特征是，所述液路接头连接的上游液路管上设有回抽阀或回抽泵。
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