本實用新型涉及一種還原劑噴射器，尤其涉及一種雙流體還原劑噴射器，屬于柴油汽車尾氣后處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

柴油機尾氣中主要的污染物是NOx，為使得柴油機汽車達(dá)到國家排放法規(guī)要求，我國的主要技術(shù)路線就是選擇性催化還原(SCR)，在SCR后處理系統(tǒng)中用尿素溶液作為還原劑來去除柴油機尾氣中的氮氧化物，從而達(dá)到國家的相應(yīng)排放法規(guī)的要求。該系統(tǒng)的工作原理是：尾氣進入排氣管，在排氣管上安裝有尿素噴嘴，噴入車用尿素溶液，尿素在高溫下發(fā)生水解和熱解反應(yīng)后生成氨，經(jīng)過催化器內(nèi)部，氨和氮氧化物發(fā)生還原反應(yīng)，生成氮氣和水，從而達(dá)到凈化尾氣的作用。

公知的是，還原劑噴射裝置是SCR后處理系統(tǒng)的核心部件，其噴霧效果的控制，尿素溶液的噴射精度和霧化效果是保障催化劑轉(zhuǎn)換效率的關(guān)鍵，而在現(xiàn)有技術(shù)中，是利用壓縮空氣與尿素溶液在尿素計量泵內(nèi)進行混合霧化，由于排氣管溫度過高，會使得尿素溶液產(chǎn)生的氣液混合物在高溫下極易揮發(fā)或結(jié)晶，造成堵塞噴嘴，同時也會影響尿素溶液的濃度從而造成尿素溶液的噴射霧化的效果和噴射精度降低，在高溫情況下與尿素泵配合使用的尿素噴嘴也極易結(jié)晶。

當(dāng)前大部分車用還原劑噴射裝置(也叫尿素噴嘴)通常采用單通道氣液混合噴射霧化，即通過尿素計量泵高壓直接將尿素溶液和壓縮氣體混合后通過尿素噴嘴噴射到排氣管里，尿素溶液在噴嘴中呈氣液混合狀態(tài)，霧化效果較差，同時因為其工作環(huán)境溫度較高通常可達(dá)到400-500℃，尿素噴嘴易結(jié)晶，造成整車后處理系統(tǒng)故障。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型針對現(xiàn)有尿素噴射器結(jié)構(gòu)上存在的不足，提供一種雙流體還原劑噴射器。

本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

一種雙流體還原劑噴射器，包括底座、還原劑導(dǎo)流管和氣體導(dǎo)流管，所述底座上設(shè)有固定孔，其特征在于，所述氣體導(dǎo)流管豎直插入底座內(nèi)與橫向設(shè)置的氣液導(dǎo)向空間相連通，所述還原劑導(dǎo)流管豎直插入底座內(nèi)穿過氣液導(dǎo)向空間后與還原劑引流通道相連通，所述還原劑引流通道的下端錐形收縮后與位于底座上的噴嘴相連通，所述還原劑導(dǎo)流管的前后兩側(cè)對稱設(shè)置有與氣液導(dǎo)向空間相連通的氣體引流通道，所述氣體引流通道的下端錐形收縮后與噴嘴、底座之間形成的以噴嘴為中心的環(huán)形噴腔相連通。

本實用新型的有益效果是：

1)噴嘴噴射口結(jié)構(gòu)的管路直徑變化過程中采用錐形過渡，減少了氣體動能的損失，噴嘴的出氣口成均勻圓環(huán)狀包裹液柱，出氣口氣體流向一致，液體軸向全方位接觸高壓氣體產(chǎn)生霧化，其霧化區(qū)域下游截面上粒子直徑呈現(xiàn)軸對稱的分布規(guī)律，并且粒子直徑分布比較均勻，在實際使用中噴嘴的氣相流量隨著噴嘴液體壓力變化而不斷的變化，增加氣液兩相得相對速度差以增大氣動力，使液滴在較大氣動力的作用下，破碎得更細(xì)，保證了針對不同的噴射流量都能得到理想的霧化效果；

2)噴嘴主體部件中存在導(dǎo)通空間，在導(dǎo)通空間中氣體和液體通路為一體式結(jié)構(gòu)，能夠有效利用氣體的流動降低噴嘴溫度，降低高溫對此裝置的影響，該噴射器安裝后主體未處于排氣管中的高溫氣流內(nèi)，噴嘴工作環(huán)境較低，噴嘴不易結(jié)晶。

3)還原劑在噴嘴內(nèi)部處于單獨通路，只在噴嘴口端面匯聚霧化，能夠有效降低尿素溶液因溫度過高結(jié)晶堵塞；

4)噴嘴安裝在排氣管中后，噴霧的方向相對尾氣方向呈一定角度傾斜，使得還原劑尿素能夠與尾氣進行更充分的接觸，催化還原效果更好，與傳統(tǒng)單通道的尿素噴嘴相比較，于相同條件下氮氧化物的轉(zhuǎn)化率提高10％以上，尾氣凈化的效果提升明顯；

5)產(chǎn)品采用高溫釬焊工藝制作，其結(jié)構(gòu)組件簡單，易于生產(chǎn)和廣泛使用。

本實用新型噴射器的工作原理如下：

當(dāng)尿素溶液經(jīng)過噴嘴噴出時，流經(jīng)噴嘴孔邊際時展開成液體層，然后變成液滴，尿素溶液借助空氣流體同軸方向的高速射流，加強了尿素溶液出口周圍氣流的流動，壓縮空氣與低速液體的液柱，相互接觸產(chǎn)生振動、摩擦使液體破碎為細(xì)小液滴，即空氣對液體的摩擦作用力大于液體的內(nèi)力使液體破碎流股或液膜。在液體表面張力、粘性及空氣阻力相互作用下，液體由滴落、平滑流、波狀流向噴霧流逐漸轉(zhuǎn)變，最終形成錐狀霧化面與尾氣混合進而參與后處理系統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實用新型還可以做如下改進。

進一步，所述還原劑導(dǎo)流管和氣體導(dǎo)流管的上端分別通過快插接頭、快擰接頭與尿素泵連接。

采用上述進一步方案的有益效果是，方便的與尿素計量泵的尿素噴射口和空氣出口相連接。

進一步，所述底座呈三角狀，底座的三個頂點處均設(shè)有固定孔。

采用上述進一步方案的有益效果是，

進一步，所述還原劑導(dǎo)流管的前后兩側(cè)對稱設(shè)置有兩組氣體引流通道。

進一步，所述噴射器整體由不銹鋼材料制成。

采用上述進一步方案的有益效果是，制造成本低，無復(fù)雜機加工組件，易于實現(xiàn)。

進一步，所述噴射器整體由釬焊工藝制成。

附圖說明

圖1為本實用新型噴射器的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型噴射器的側(cè)視圖；

圖3為本實用新型噴射器的A-A向剖視圖；

圖4為B部分結(jié)構(gòu)放大圖；

圖5為本實用新型噴射器在排氣管中安裝位置示意圖；

圖1～4中，1、底座；2、還原劑導(dǎo)流管；3、氣體導(dǎo)流管；4、固定孔；5、氣液導(dǎo)向空間；6、還原劑引流通道；7、噴嘴；8、氣體引流通道；9、環(huán)形噴腔；10、快插接頭；11、快擰接頭

具體實施方式

以下結(jié)合實例對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。

如圖1～4所示，一種雙流體還原劑噴射器，包括底座1、還原劑導(dǎo)流管2和氣體導(dǎo)流管3，底座呈三角狀，底座的三個頂點處均設(shè)有固定孔4，噴射器通過3個螺栓與排氣筒的固定座相連，氣體導(dǎo)流管豎直插入底座內(nèi)與橫向設(shè)置的氣液導(dǎo)向空間5相連通，還原劑導(dǎo)流管豎直插入底座內(nèi)穿過氣液導(dǎo)向空間后與還原劑引流通道6相連通，還原劑引流通道的下端錐形收縮后與位于底座上的噴嘴7相連通，還原劑導(dǎo)流管的前后兩側(cè)對稱設(shè)置有4個與氣液導(dǎo)向空間相連通的氣體引流通道8，氣體引流通道的下端錐形收縮后與噴嘴、底座之間形成的以噴嘴為中心的環(huán)形噴腔9相連通，還原劑導(dǎo)流管和氣體導(dǎo)流管的上端分別連接有快插接頭10和快擰接頭11。

下面以實際數(shù)據(jù)來說明本實用新型還原劑噴射器的霧化效果：

我們使用噴霧激光粒度分析儀winner318對本實用新型噴射器的霧化效果進行了分析測試，以尿素溶液為還原劑，氣體為空氣，具體結(jié)果如下：

表1：本實用新型噴射器的霧化效果測試數(shù)據(jù)

其中，VAD表示體積加權(quán)平均粒徑；NAD表示數(shù)量加權(quán)平均粒徑；SMD表示表面積加權(quán)平均粒徑。

霧化過程中，氣液兩相的流速差越大霧化效果越好，但為了真實的驗證本發(fā)明噴嘴的實際霧化效果，在上述的實驗過程中，我們采用7200ml/h的相對較大的發(fā)動機尿素溶液噴射量來測試尿素溶液的霧化效果。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。