本发明涉及一种气冷空气辅助式自控型尿素溶液喷射系统。
背景技术：
气助式尿素计量泵虽然在SCR后处理系统中起着至关重要的作用，但是现有的气助式尿素计量泵也存在着以下的弊端：结构复杂，制造成本过高，结构密封性要求高，泵体和喷嘴分离以至于浪费安装空间，不利于集成，不方便安装和维修，雾化效果不显著。因此，优化结构、减少制造成本、方便安装维修、提升雾化效果成了急需解决的课题。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种气冷空气辅助式自控型尿素溶液喷射系统的技术方案。
所述的一种气冷空气辅助式自控型尿素溶液喷射系统，其特征在于包括气源、尿素罐和利用负压引流的喷射器，喷射器由中部流道和外部壳体构成，中部流道和外部壳体之间形成气道，在外部壳体上设置通气管，通气管与气道连通，中部流道的流道出口与气道的气道出口齐平；所述中部流道的上方设置进液接头，尿素罐通过液体输送管连接喷射器的进液接头，气源通过气体输送管连接喷射器的通气管，在喷射器的喷射口形成负压。
所述的一种气冷空气辅助式自控型尿素溶液喷射系统，其特征在于在所述液体输送管上引出一支管，支管通过一常闭电磁阀与大气相通；所述气源与喷射器之间的气体输送管上设置一空气恒压电磁阀；所述喷射器与尿素罐之间的液体输送管上设置一比例电磁阀。
所述的一种气冷空气辅助式自控型尿素溶液喷射系统，其特征在于所述常闭电磁阀为常闭型二位二通电磁阀，常闭型二位二通电磁阀的常闭端连接所述支管，常闭型二位二通电磁阀的常开端与大气相通。
所述的一种气冷空气辅助式自控型尿素溶液喷射系统，其特征在于在所述尿素罐与喷射器之间的液体输送管上设置一常开电磁阀；所述气源与喷射器之间的气体输送管上设置一空气恒压电磁阀；所述喷射器与常开电磁阀之间的液体输送管上设置一比例电磁阀。
所述的一种气冷空气辅助式自控型尿素溶液喷射系统，其特征在于所述常开电磁阀为常开型二位三通电磁阀，常开型二位三通电磁阀的常开端连通尿素罐与液体输送管，常开型二位三通电磁阀的常闭端与大气相通。
所述的一种气冷空气辅助式自控型尿素溶液喷射系统，其特征在于所述空气恒压电磁阀为常闭型二位二通结构,所述比例电磁阀为常闭结构。
所述的一种新型的气冷空气辅助式自控型尿素溶液喷射器，其特征在于所述比例电磁阀设置在中部流道内且位于进液接头的下方，位于比例电磁阀下方的流道由内腔管和内芯构成，通过通气管进入气道的气体能够冷却经过内腔管和内芯中的液体。
所述的一种新型的气冷空气辅助式自控型尿素溶液喷射器，其特征在于所述外部壳体由下壳体和下腔体构成，下壳体限位内芯，下腔体限位内腔管；所述通气管连接设置在下腔体上，通气管与下腔体的角度能够调节。
所述气冷空气辅助式自控型尿素溶液喷射系统的控制方法，其特征在于包括：
喷射状态：空气恒压电磁阀通电打开，使进入到喷射器中压缩空气流速恒定，在喷射器的喷射口形成负压，同时常闭电磁阀断电关闭，比例电磁阀通电，使尿素罐与喷射器之间形成压差，把尿素罐中的尿素溶液压入喷射器中，并在喷射器的喷射口与压缩空气混合并雾化喷射，尿素溶液喷射量通过调节比例电磁阀的占空比来控制；
排空状态：喷射完成后，空气恒压电磁阀保持通电，比例电磁阀全开，常闭电磁阀通电打开，尿素罐的出口通过常闭电磁阀与大气相通，使尿素罐的进出口压力一样，从而把连接常闭电磁阀与比例电磁阀的液体输送管路中的尿素溶液排空，排空时间设定为30秒—60秒；排空结束时先关闭空气恒压电磁阀，延时1秒—2秒，再先后关闭比例电磁阀、常闭电磁阀。
所述气冷空气辅助式自控型尿素溶液喷射系统的控制方法，其特征在于包括：
喷射状态：空气恒压电磁阀通电打开，使进入到喷射器中压缩空气流速恒定，在喷射器的喷射口形成负压，同时常开电磁阀断电保持常开，比例电磁阀通电，使尿素罐与喷射器之间形成压差，把尿素罐中的尿素溶液压入喷射器中，并在喷射器的喷射口与压缩空气混合并雾化喷射，尿素溶液喷射量通过调节比例电磁阀的占空比来控制；
排空状态：喷射完成后，空气恒压电磁阀保持通电，比例电磁阀全开，常开电磁阀通电，这样尿素罐的出口关闭，连接常闭电磁阀与比例电磁阀的液体输送管路通过常开电磁阀与大气相通，从而把连接常开电磁阀与比例电磁阀的液体输送管路中的尿素溶液排空，排空时间设定为30秒—60秒，排空结束时先关闭空气恒压电磁阀，延时1秒—2秒，再先后关闭比例电磁阀、常开电磁阀。
本发明提供了一种结构简单合理的喷射器及喷射系统，不需要现有技术中特定的SCR尿素泵来控制喷射量，只用调节喷射器中比例电磁阀的占空比来调节喷射量，即同时具有泵和喷嘴的功能；同时设计了2种不同的结构实现了两种不同的液体输送管路排空尿素溶液的操作方式，保证在停止工作时，液体输送管路中没有液体残留，通过改善不工作时管路的环境，避免对管路造成负担，延长管路使用寿命；另外气源从通气管进入气道后，行程较长，能够对经过内腔管、比例电磁阀和内芯的液体进行冷却降温。
附图说明
图1为第一种连接结构示意图；
图2为第一种排空结构示意图；
图3为第二种连接结构示意图；
图4为第二种排空结构示意图；
图5为喷射器的结构示意图一；
图6为喷射器的结构示意图二；
图中：1-尿素罐，2-常闭电磁阀，3-比例电磁阀，4-喷射器，5-空气恒压电磁阀，6-气源，7-常开电磁阀，8-通气管，9-下壳体，10-内芯，11-气道，12-流道，13-下腔体，14-内腔管，15-C型座，16-进液接头。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明：
一种气冷空气辅助式自控型尿素溶液喷射系统，包括气源6、尿素罐1和利用负压引流的喷射器4，喷射器4由中部流道12和外部壳体构成，中部流道12和外部壳体之间形成气道11，在外部壳体上设置通气管8，通气管8与气道11连通，中部流道的流道出口与气道的气道出口齐平；中部流道的上方设置进液接头16，尿素罐1通过液体输送管连接喷射器的进液接头16，气源6通过气体输送管连接喷射器的通气管8，在喷射器的喷射口形成负压。
实施例1
液体输送管上引出一支管，支管通过一常闭电磁阀2与大气相通；气源6与喷射器5之间的气体输送管上设置一空气恒压电磁阀5；喷射器与尿素罐之间的液体输送管上设置一比例电磁阀3。常闭电磁阀为常闭型二位二通电磁阀，常闭型二位二通电磁阀的常闭端连接所述支管，常闭型二位二通电磁阀的常开端与大气相通。上述空气恒压电磁阀为常闭型二位二通结构，比例电磁阀为常闭结构。
该实施例对应的气冷空气辅助式自控型尿素溶液喷射系统的控制方法如下，
喷射状态：空气恒压电磁阀通电打开，使进入到喷射器中压缩空气流速恒定，在喷射器的喷射口形成负压，同时常闭电磁阀断电关闭，比例电磁阀通电，使尿素罐与喷射器之间形成压差，把尿素罐中的尿素溶液压入喷射器中，并在喷射器的喷射口与压缩空气混合并雾化喷射，尿素溶液喷射量通过调节比例电磁阀的占空比来控制；
排空状态：喷射完成后，空气恒压电磁阀保持通电，比例电磁阀全开，常闭电磁阀通电打开，尿素罐的出口通过常闭电磁阀与大气相通，使尿素罐的进出口压力一样，从而把连接常闭电磁阀与比例电磁阀的液体输送管路中的尿素溶液排空，排空时间设定为30秒—60秒；排空结束时先关闭空气恒压电磁阀，延时1秒—2秒，再先后关闭比例电磁阀、常闭电磁阀。
实施例2
尿素罐与喷射器之间的液体输送管上设置一常开电磁阀7；气源6与喷射器4之间的气体输送管上设置一空气恒压电磁阀5；喷射器与常开电磁阀之间的液体输送管上设置一比例电磁阀3。常开电磁阀为常开型二位三通电磁阀，常开型二位三通电磁阀的常开端连通尿素罐与液体输送管，常开型二位三通电磁阀的常闭端与大气相通。上述空气恒压电磁阀为常闭型二位二通结构，比例电磁阀为常闭结构。
该实施例对应的气冷空气辅助式自控型尿素溶液喷射系统的控制方法如下，
喷射状态：空气恒压电磁阀通电打开，使进入到喷射器中压缩空气流速恒定，在喷射器的喷射口形成负压，同时常开电磁阀断电保持常开，比例电磁阀通电，使尿素罐与喷射器之间形成压差，把尿素罐中的尿素溶液压入喷射器中，并在喷射器的喷射口与压缩空气混合并雾化喷射，尿素溶液喷射量通过调节比例电磁阀的占空比来控制；
排空状态：喷射完成后，空气恒压电磁阀保持通电，比例电磁阀全开，常开电磁阀通电，这样尿素罐的出口关闭，连接常闭电磁阀与比例电磁阀的液体输送管路通过常开电磁阀与大气相通，从而把连接常开电磁阀与比例电磁阀的液体输送管路中的尿素溶液排空，排空时间设定为30秒—60秒，排空结束时先关闭空气恒压电磁阀，延时1秒—2秒，再先后关闭比例电磁阀、常开电磁阀。
本发明的结构可以省去计量泵，然而为了控制流量，在中部流道内设置一能够调节流量大小的比例电磁阀3，比例电磁阀上方设置进液接头，位于比例电磁阀下方的流道由内腔管14和内芯10构成，通过通气管8进入气道的气体能够冷却经过比例电磁阀、内腔管和内芯中的液体。内腔管上设置C型座15，进液接头16压紧在比例电磁阀3上用螺钉将进液接头固定在C型座上。
作为优选，外部壳体由下壳体9和下腔体13构成，下壳体9限位内芯10，下腔体13限位内腔管14；通气管8设置在下腔体13上，通气管8与下腔体13的角度能够调节。
优选地，下壳体、下腔体、内芯、内腔管、进气管形成气道（气腔）；下腔体和下壳体可以通过固定法兰连接，内腔管上方安装比例电磁阀和C型座，将进液接头压紧在比例电磁阀上，然后用螺钉将进液接头固定在C型座上。进液接头、比例电磁阀、内腔管、内芯形成尿素溶液的通道。本发明的喷射器，安装在柴油机排气管的安装座上。
使用时，气源经过空气恒压电磁阀，从通气管进入气道，最后到达喷射口。空气恒压电磁阀的作用使装置得到恒定压力的气体。气源的作用一方面使喷射口形成负压，起到吸液的作用，另一方面，喷射口的气体可以使雾化效果更佳。最后，气体还可以起到冷却的作用，其冷却装置由下壳体、下腔体、内芯、内腔管、进气管构成。
为了使雾化效果优良，下壳体和内芯在出口端部的径向间隙均匀，下壳体和内芯在出口端部轴向应平齐。
传统的SCR尿素系统中，尿素溶液是由尿素泵带动来提供，在此过程中尿素泵内产生较高的压力，密封件的故障率也高；本发明的喷射器,由于气体使管路内部产生负压而形成压差，因而对管路密封性要求较低。
本发明依据伯努利方程原理，气流的速度越大，其压强越小。通电后，在通气条件下，喷射器的出口形成负压，大气压将尿素溶液从尿素罐中压出，途经进液接头、比例电磁阀、内腔管和内芯，最后被喷出，同时达到较好的雾化效果。
本发明将尿素泵与喷嘴一体化，既具备尿素泵的功能，也包含喷嘴的功能，有效地将尿素泵和喷嘴集成一体。这样不仅优化了结构，还可以有效地降低了制造成本、装配成本和维修成本。