防结晶冻裂尿素喷嘴的制作方法

1.本发明涉及尿素喷嘴技术领域，尤其是涉及一种防结晶冻裂尿素喷嘴。


背景技术：

2.柴油机尾气中主要的污染物是nox，为使得柴油机汽车达到国家排放法规要求，我国的主要技术路线就是选择性催化还原(scr)，在scr后处理系统中用尿素溶液作为还原剂来去除柴油机尾气中的氮氧化物，从而达到国家的相应排放法规的要求。该系统的工作原理是：尾气进入排气管，在排气管上安装有尿素喷嘴，通过尿素泵喷入车用尿素溶液，尿素在高温下发生水解和热解反应后生成氨，经过催化器内部，氨和氮氧化物发生还原反应，生成氮气和水，从而达到净化尾气的作用。
3.公知的是，还原剂喷射装置是scr后处理系统的核心部件，其喷雾效果的控制，尿素溶液的喷射精度和雾化效果是保障催化剂转换效率的关键，而在现有技术中，是利用空气泵将空气与尿素溶液在尿素计量泵内进行混合雾化，由于排气管温度过高，会使得尿素溶液产生的气液混合物在高温下极易挥发或结晶，造成堵塞喷嘴，同时也会影响尿素溶液的浓度从而造成尿素溶液的喷射雾化的效果和喷射精度降低，在高温情况下与尿素泵配合使用的尿素喷嘴也极易结晶。
4.现有技术中公开号为cn106870073a的中国发明专利，公开了一种高效防结晶尿素喷嘴，包括喷嘴壳体，喷嘴壳体顶端连接有空气导流管、尿素导流管，喷嘴壳体呈圆柱形，喷嘴壳体下端一侧设有喷射面，喷射面向喷嘴壳体内部延伸形成喷射座；喷嘴壳体内部设有腔体，腔体连通空气导流管；喷射座中心连通尿素导流管，尿素导流管弧形过渡到喷射座中心，尿素导流管延伸至喷射面形成尿素溶液出口；喷射座在尿素导流管的外围形成空气环腔，空气环腔包括空气导入段、空气缓存段、空气喷射段，空气导入段设置在空气环腔边缘处，空气导入段末端连通空气缓存段，空气缓存段连通空气喷射段，空气喷射段延伸到喷射面形成空气出口。该发明喷出顺畅，雾化均匀，更好的起到催化还原尾气的效果。
5.但是现有的防结晶尿素喷嘴，还存在以下不足，第一：汽车在行驶过程中会出现颠簸，尿素泵中的尿素液体会发生摇晃，并且尿素泵与外界环境直接接触，气密性差，容易出现气体进入到尿素泵的情况，这时气体的进入跟液体的摇晃，容易导致尿素液中产生大量的气泡，气泡随着喷射座喷出的时候，首先会被压破，造成喷射座的震动，甚至造成喷射座的损坏，同时压破气泡需要消耗更多的能耗；第二：虽然空气环腔能够从四周对中心处的尿素液进行冲压，但是多股同高度的空气压力，相互冲压，会造成尿素液喷射范围的下降，处理尾气的效率下降；第三，由于汽车尾气管高温，会导致尿素喷嘴温度上升，尿素液发生提前雾化，影响喷射效果。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种防结晶冻裂尿素喷嘴，以解决现有技术中喷射范围小、雾化效率低，滴液产生、结晶生成的问题。
7.本发明提供一种防结晶冻裂尿素喷嘴，包括喷嘴壳体、空气导流管、尿素导流管，所述喷嘴壳体呈圆柱体，所述喷嘴壳体底部固定连接有喷射座，所述空气导流管有两个且对称固定在所述喷嘴壳体顶部，所述空气导流管贯穿所述喷嘴壳体，所述空气导流管底部与所述喷射座连通，所述尿素导流管有一个且固定设置在所述喷嘴壳体顶部，所述尿素导流管底部固定连接有碎泡筒，所述碎泡筒由进入段、碎泡段以及喷出段共同组成，所述碎泡段顶部与所述进入段底部旋转连接，所述碎泡段底部与所述喷出段顶部旋转连接，所述喷出段与所述喷射座固定连接，所述进入段顶部与所述尿素导流管底部固定连接。
8.优选的，所述喷嘴壳体内部固定连接有导向盘，所述导向盘中轴线上固定开设有供所述尿素导流管贯穿的安装口，所述导向盘上对称固定开设有两个螺旋进气口，所述螺旋进气口的出口指向所述导向盘的中心轴线，两个所述螺旋进气口与两个所述空气导流管一一对应，所述空气导流管端口固定连接有螺纹连接头。
9.优选的，所述喷嘴壳体内部固定设置有气流腔，所述气流腔上方与所述螺旋进气口连通，所述气流腔下方与所述喷射座连通，所述碎泡筒处于所述气流腔中轴线上。
10.优选的，所述进入段底部以及喷出段顶部的边缘均向内延伸开设有环槽，所述碎泡段顶部以及底部边缘均向外延伸固定连接有环壁，所述环槽与所述环壁旋转密封连接。
11.优选的，所述碎泡段内壁呈环形阵列固定连接有多个碎泡板，每个所述碎泡板上均固定连接有尖块，所述碎泡段外壁呈环形阵列固定连接有多个动力板。
12.优选的，所述尿素导流管与所述进入段之间固定连接有法兰盘，所述尿素导流管与所述进入段通过法兰盘进行固定连接，所述尿素导流管顶部固定连接有连接头。
13.优选的，所述喷射座包括安装座以及喷射盘，所述安装座上固定开设有供所述喷射盘连接的安装槽，所述安装座边缘向下延伸固定连接有圆形的安装块，所述安装块内壁向内凹陷呈弧形，所述安装座的外周壁固定连接有导流盘，所述导流盘以及安装块内部均固定连接有隔温层，所述喷嘴壳体外周壁套入连接有隔温套。
14.优选的，所述喷射盘中轴线上固定开设有尿素喷射口，所述尿素喷射口与所述喷出段连通，所述喷射盘上呈环形阵列固定开设有多个气体喷射口，每个所述气体喷射口对应在喷射盘上的通道为螺纹通道，且所述气体喷射口中气体喷出的方向指向所述喷射盘的中心轴线。
15.优选的，每个所述气体喷射口底部均固定连接有对应的螺旋喷柱，多个所述螺旋喷柱的下端的高度依次递增，且每个所述螺旋喷柱内部的通道均为螺旋通道。
16.优选的，所述喷嘴壳体顶部固定连接有冷却管，所述冷却管从所述喷嘴壳体顶部一侧插入且从喷嘴壳体顶部另一侧伸出，且所述冷却管从所述喷嘴壳体内壁一侧延伸到另一侧内壁顶部伸出，所述冷却管端口固定连接有连接端。
17.与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：（1）本发明中通过碎泡筒作为尿素导流管与喷射座之间的过渡部件，从而尿素液在通过碎泡筒的时候，尿素液中的气泡彻底破碎，减少喷射座中气泡破裂产生震动的情况，提高使用寿命，并且有效的降低能耗，节约资源。
18.（2）本发明中通过两个空气导流管产生两个风，两股风分别从两个对称螺旋进气口中进入，通过螺旋进气口使得气体螺旋转动进入到气流腔，此时气流腔中的气体在受到空气泵压力的同时，自身还具有一个内旋的冲压力，从而加强气体冲出喷射座时的冲击力，
加强尿素液的雾化程度，避免尿素没有雾化进而出现尿素结晶的情况。
19.（3）本发明中通过当尿素液冲击到碎泡板上的时候，通过碎泡板上的尖块刺破尿素液中的气泡，然后从喷射座中喷出，其中，气流腔中螺旋运转的空气流动还能与动力板发生相互作用，从而推动碎泡段发生旋转，使得尖块对尿素液中气泡的碎泡效果更加均匀，提高碎泡效率。
20.（4）本发明中通过导流盘，能够将尾气管外壁处的高温气体进行导流，同时隔温层能够有效对尾气管壁的高温进行隔绝，避免喷嘴壳体温度过高，避免尿素液在喷嘴壳体中提前雾化，影响喷射效果。
21.（5）本发明中气流腔中的气体在喷出的时候，通过多个气体喷射口喷出，由于螺旋通道的设置，气体旋转的力度进一步增大，力度越大对尿素液的冲击力越大，尿素液的雾化范围更广、雾化更彻底，同时通过多个螺旋喷柱与气体喷射口的连接，使得同一垂直高度只具有一股气体冲击力，有效的避免滴液的产生，同时多股气体冲击不在同一垂直高度上，还可以避免相向的气体冲击力会相互冲击，导致尿素液喷射范围减小的情况发生。
22.（6）本发明中通过冷却管能够进一步的降低喷嘴壳体中的温度，并且气流腔中的气体流动，会加强热转换效率，将喷嘴壳体中的温度从气体喷射口带出，同时该高温气体会冲击到尿素喷射口中的尿素，加强雾化效果。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中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。
24.图1为本实施例的整体结构示意图；图2为本实施例的整体与冷却管的装配示意图；图3为本实施例的整体结构剖视示意图；图4为本实施例的喷射盘立体结构示意图；图5为本实施例的导向盘立体结构示意图；图6为本实施例的碎泡筒立体结构示意图；图7为图3中的a处放大图；图8为图3中的b处放大图。
25.图中：100、喷嘴壳体；110、气流腔；120、隔温套；130、冷却管；131、连接端；200、空气导流管；210、螺纹连接头；300、尿素导流管；310、法兰盘；320、连接头；400、喷射座；410、安装座；411、安装槽；412、安装块；413、导流盘；414、隔温层；420、喷射盘；421、尿素喷射口；422、气体喷射口；423、螺旋喷柱；500、碎泡筒；510、进入段；520、碎泡段；521、碎泡板；522、尖块；523、动力板；530、喷出段；540、环槽；550、环壁；600、导向盘；610、安装口；620、螺旋进气口。
具体实施方式
26.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。
27.通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。
28.基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.下面结合图1
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图8所示，本发明实施例提供了一种防结晶冻裂尿素喷嘴，包括喷嘴壳体100、空气导流管200、尿素导流管300，喷嘴壳体100呈圆柱体，喷嘴壳体100底部固定连接有喷射座400，空气导流管200有两个且对称固定在喷嘴壳体100顶部，空气导流管200贯穿喷嘴壳体100，空气导流管200底部与喷射座400连通，尿素导流管300固定设置在喷嘴壳体100顶部，尿素导流管300底部固定连接有碎泡筒500，碎泡筒500由进入段510、碎泡段520以及喷出段530共同组成，碎泡段520顶部与进入段510底部旋转连接，碎泡段520底部与喷出段530顶部旋转连接，喷出段530与喷射座400固定连接，进入段510顶部与尿素导流管300底部固定连接。
32.具体的，空气导流管200用于与外部空气泵接通，尿素导流管300用于与外部尿素泵接通，然后将尿素以及空气输入到喷嘴壳体100中，然后从喷射座400中喷出，由于汽车在行驶过程中会出现颠簸，尿素泵中的尿素液体会发生摇晃，并且尿素泵与外界环境直接接触，气密性差，容易出现气体进入到尿素泵的情况，这时气体的进入跟液体的摇晃，容易导致尿素液中产生大量的气泡，气泡在随着喷射座400喷出的时候，首先会被挤压，造成喷射座400的震动，甚至造成喷射座400的损坏，同时为了压破气泡增加了能耗，为此将碎泡筒500作为尿素导流管300与喷射座400之间的过渡部件，从而尿素液在通过碎泡筒500的时候，尿素液中的气泡彻底破碎，减少喷射座400中气泡破裂产生震动的情况，提高使用寿命，并且有效的降低能耗，节约资源。
33.喷嘴壳体100内部固定连接有导向盘600，导向盘600中轴线上固定开设有供尿素导流管300贯穿的安装口610，导向盘600上对称固定开设有两个螺旋进气口620，螺旋进气口620的出口指向导向盘600的中心，两个螺旋进气口620与两个空气导流管200一一对应，空气导流管200端口固定连接有螺纹连接头210，喷嘴壳体100内部固定设置有气流腔110，气流腔110上方与螺旋进气口620连通，气流腔110下方与喷射座400连通，碎泡筒500处于气流腔110中轴线上。
34.具体的，通过螺纹连接头210与空气泵连接，方便空气导流管200的拆装，导向盘600设置在喷嘴壳体100中，使得喷嘴壳体100内部下方形成一个密封的气流腔110，气流腔110中气体与尿素液是通过碎泡筒500进行隔离的，其中两股气体从两个对称螺旋进气口620中进入，通过螺旋进气口620使得气体螺旋转动进入到气流腔110，并在气流腔110中螺旋向下流动，此时气流腔110中的气体在受到空气泵压力的同时，自身还具有一个内旋的冲压力，从而加强气体冲出喷射座400时的冲击力，加强尿素液的雾化程度，避免尿素没有雾化进入产生尿素结晶的情况。
35.进入段510底部以及喷出段530顶部的边缘均向内延伸开设有环槽540，碎泡段520顶部以及底部边缘均向外延伸固定连接有环壁550，环槽540与环壁550旋转密封连接，碎泡段520内壁呈环形阵列固定连接有多个碎泡板521，每个碎泡板521上均固定连接有尖块522，碎泡段520外壁呈环形阵列固定连接有多个动力板523。
36.具体的，尿素液在从尿素导流管300进入到碎泡筒500的时候，在尿素泵压力的作用下，尿素沿着碎泡筒500向下移动，尿素液冲击到碎泡板521上，通过碎泡板521上的尖块522刺破尿素液中的气泡，然后从喷射座400中喷出，其中，气流腔110中螺旋运转的空气流还能与动力板523发生相互作用，从而推动碎泡段520发生旋转，尖块522加强对气泡的碎泡效果，提高碎泡效率。
37.尿素导流管300与进入段510通过法兰盘310进行固定连接，尿素导流管300顶部固定连接有连接头320。
38.具体的，通过法兰盘310加强尿素导流管300与碎泡筒500的连接稳定性，尿素导流管300通过连接头320与尿素泵连接。
39.喷射座400包括安装座410以及喷射盘420，安装座410上固定开设有供喷射盘420连接的安装槽411，安装座410边缘向下延伸固定连接有圆形的安装块412，安装块412内壁向内凹陷呈弧形，安装座410的外周壁固定连接有导流盘413，导流盘413以及安装块412内部均固定连接有隔温层414，喷嘴壳体100外周壁套入连接有隔温套120。
40.具体的，安装座410用于与汽车尾气管安装连接，喷射盘420用于将尿素液喷入到尾气管中，通过安装块412内凹的结构特性，使得安装块412能够与尾气管贴合在一起，固定效果稳定，其中，如果喷嘴壳体100温度过高，尿素液会在喷嘴壳体100内部提前雾化，影响喷射效果，通过导流盘413，能够将尾气管外壁处的高温气体进行导流，同时隔温层414能够有效对尾气管壁的高温进行隔绝，避免喷嘴壳体100温度过高，避免尿素液提前雾化。
41.喷射盘420中轴线上固定开设有尿素喷射口421，尿素喷射口421与喷出段530连通，喷射盘420上呈环形阵列固定开设有多个气体喷射口422，每个气体喷射口422对应在喷射盘420上的通道为螺纹通道，且气体喷射口422中气体喷出的方向指向喷射盘420的轴线，每个气体喷射口422底部均固定连接有螺旋喷柱423，多个螺旋喷柱423下端的高度依次递增，且每个螺旋喷柱423内部的通道均为螺旋通道。
42.具体的，气流腔110中的气体通过多个气体喷射口422喷出，由于螺旋通道的设置，气体旋转的力度进一步增大，力度越大对尿素液的冲击力越大，尿素液的雾化效率增强，喷射范围更广，对尾气的处理效果更好，并且通过多个螺旋喷柱423与气体喷射口422的连接，使得同一垂直高度只具有一股气体冲击力，如此一来，上方的尿素液在没有完全雾化的时候，滴液下落，下方的气体会再次冲击，有效的避免滴液的产生，同时多股气体冲击不在同
一垂直高度上，还可以避免相向的气体冲击力会相互冲击，导致尿素液喷射范围减小的情况发生。
43.喷嘴壳体100顶部固定连接有冷却管130，冷却管130从喷嘴壳体100顶部插入且从喷嘴壳体100顶部另一侧伸出，冷却管130端口固定连接有连接端131。
44.具体的，通过冷却管130能够进一步的降低喷嘴壳体100中的温度，并且气流腔110中的气体流动，会加强热转换效率，将喷嘴壳体100中的温度从气体喷射口422带出，同时该高温气体会冲击到尿素喷射口421中的尿素，加强雾化效果。
45.工作原理：首先两个空气导流管200用于与外部空气泵接通，尿素导流管300用于与外部尿素泵接通，然后将尿素以及空气输入到喷嘴壳体100中，两股气体从两个对称螺旋进气口620中进入，通过螺旋进气口620使得气体呈螺旋转动进入到气流腔110，并在气流腔110中螺旋向下流动，此时气流腔110中的气体在受到空气泵压力的同时，自身还具有一个内旋的冲压力，从而加强气体冲出喷射座400时的冲击力，加强尿素液的雾化程度，避免尿素没有雾化进而出现尿素结晶的情况，同时尿素液在从尿素导流管300进入到碎泡筒500的时候，在尿素泵压力的作用下，尿素沿着碎泡筒500向下移动，尿素液冲击到碎泡板521上，通过碎泡板521上的尖块522刺破尿素液中的气泡，然后从喷射座400中喷出，其中，气流腔110中的龙卷形态的空气流还能与动力板523发生相互作用，从而推动碎泡段520发生旋转，尖块522能够加强对气泡的破碎效果，提高碎泡效率，最后气流腔110中的气体通过多个气体喷射口422喷出，由于螺旋通道的设置，气体旋转的力度进一步增大，力度越大对尿素液的冲击力越大，尿素液的雾化范围更广，对尾气的处理效果更好，并且通过多个螺旋喷柱423与气体喷射口422的连接，使得同一垂直高度只具有一股气体冲击力，如此一来，上方的尿素液在没有完全雾化的时候，滴液下落，下方的气体会再次冲击，有效的避免滴液的产生，同时多股气体冲击不在同一垂直高度上，还可以避免相向的气体冲击力会相互冲击，导致尿素液喷射范围减小的情况发生。
46.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。