CN104492623B - 一种雾化喷嘴 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种雾化喷嘴，包括进液接头、过液管和喷射头，所述过液管的两端分别安装进液接头和喷射头；其特征在于，还包括套装在喷射头内部的涡旋头，所述涡旋头固定在过液管上；涡旋头设有柱状内腔且该柱状内腔的端部为倒圆锥形，所述过液管的出液端口与涡旋头的柱状内腔相通，涡旋头的侧壁上设有与柱状内腔相连通的涡旋孔。与现有的雾化喷嘴相比，本发明的喷嘴稳定性好，在耗气量即压缩空气量少和低压力的情况下雾化效果很好，不易结晶堵塞。同时，其结构简单、安装方便且成本低。
Description
技术领域
本发明属于汽车尾气后处理领域，具体涉及一种雾化喷嘴。
背景技术
中国发明专利申请(公开号：CN 103032136A)公开了一种具有外部混合喷嘴计量结构的SCR系统，该系统包括储存还原剂的尿素箱、尿素泵、计量阀、喷嘴和气源，计量阀与所述尿素泵管路连通，气源和喷嘴亦管路连通，计量阀设置在喷嘴上，气源内的气流和计量阀喷射出的还原剂在喷嘴内相混合；喷嘴包括尿素管、空气帽和形成于尿素管和空气帽间的气流间隙，该系统具有外部混合喷嘴计量结构的SCR系统集成度高，外混合式喷嘴雾化混合效果好，且整个系统控制方便。
进入中国国家阶段的PCT发明专利申请(公开号：CN 101039757A)公开了一种内混合喷嘴喷射装置，该装置适用于在较少压缩需求下工作，该喷嘴装置包括用于引导液体流靠近碰撞销的液体通道,空气引导器设置在液体流周围形成环形压缩空气通道,以便撞击和雾化从碰撞表面侧向传播的分散液体。为了增强液体雾化，空气引导器限定相对狭窄宽度的空气流动开口，以便大致加速雾化空气流和增加雾化空气流的压力，碰撞销形成有相对大的主碰撞表面和平行的、位于下游的辅助碰撞表面，辅助碰撞表面促进液体粒子进一步分裂，并防止液体累计在碰撞销周围。
中国发明专利申请(公开号：CN 103846172A)公开了一种外混式双介质雾化喷嘴，包括：料液管、涡流导流盘和切向导流器，料液管具有贯通的液体腔室，料液管的一端为喷射端，另一端为入液端；涡流导流盘设置在料液管的入口端，涡流导流盘上开设进液孔；切向导流器套设在料液管外，切向导流器包括靠近入液端的连接部和靠近喷射端的进气部，连接部的内径小于进气部的内径，连接部的内壁与料液管的外壁紧密贴合，进气部的内壁与料液管的外壁之间形成第一气体腔室，进气部的外壁上开设有供气体介质进入第一气体腔室的导流槽。该外混式双介质雾化喷嘴能够提高液体与气体介质喷出时的相对速度，可有效降低雾化压力，以保证料液雾化的程度，提高烟草物料对料液的吸收。
综上，现有的尿素计量泵用喷嘴的结构各有不同，但它们主要存在以下几个缺点，结构较复杂、耗气(压缩空气)量大、雾化效果差、稳定性不好、喷头的喷孔易堵塞。喷嘴作为尿素计量泵重要组成构件，其喷射的稳定性直接影响尿素计量泵的喷射精确度，严重有可能导致泵体堵死不喷液，喷嘴的雾化效果直接影响尾气处理效果。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种雾化喷嘴。
为了实现上述任务，本发明采用以下技术解决方案予以实现：
一种雾化喷嘴，包括进液接头、过液管和喷射头，所述过液管的两端分别安装进液接头和喷射头；其特征在于，还包括套装在喷射头内部的涡旋头，所述涡旋头固定在过液管上；涡旋头设有柱状内腔且该柱状内腔的端部为倒圆锥形，所述过液管的出液端口与涡旋头的柱状内腔相通，涡旋头的侧壁上设有与柱状内腔相连通的涡旋孔。
进一步的，所述涡旋头的底面上开有凹槽，凹槽包括位于涡旋头的底面中间部位的一个圆形槽以及两个与该圆形槽的内圆两侧分别相切的条形槽；圆形槽与涡旋头的底面边缘为同心圆；条形槽与圆形槽相连通且宽度相等，条形槽的末端与涡旋头底面边缘平齐。
进一步的，所述凹槽的深度为0.5～5mm；凹槽的宽度为0.2～5.5mm。
进一步的，所述涡旋头的底面中心处设有与涡旋头同轴的柱，柱的末端为圆锥，柱的末端的圆锥形状与喷射头的喷射孔对应。
进一步的，所述涡旋头的底面到喷射头的距离为0.2～1.2mm；柱的末端的圆锥面与喷射头的喷射孔的孔内边间隙为0.1～0.7mm。
进一步的，所述涡旋头上的涡旋孔内切于涡旋头的柱状内腔。
进一步的，所述过液管外部套装有散热管。
进一步的，所述喷射头的喷射孔的孔径为0.5～4mm。
进一步的，所述涡旋头的涡旋孔的孔径为0.8～3.5mm。
进一步的，所述喷射头的喷射孔的一面采用圆锥状的凹面，该凹面深度为1.5～2.5mm，锥度为100°～170°。
与现有的雾化喷嘴相比，本发明的喷嘴稳定性好，在耗气量即压缩空气量少和低压力的情况下雾化效果很好，不易结晶堵塞。同时，其结构简单、安装方便且成本低。
附图说明
图1为本发明的尿素计量泵的内混合泵空气雾化喷嘴的结构示意图。
图2为涡旋头的结构示意图。其中，(a)为涡旋头底面开槽示意图；(b)为涡旋头上的涡旋孔及柱的示意图。
图3为不包含柱和槽的涡旋头的结构示意图。其中，(a)为涡旋头底面的示意图；(b)为涡旋头上的涡旋孔的示意图。
图中的标记含义：1、进液接头，2、过液管，3、散热管，4、喷嘴连接法兰，5、喷射头，6、涡旋头，7、散热管连接法兰，9、柱，10、涡旋孔，81、圆形槽，82、条形槽。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
参见图1，本实施例的雾化喷嘴，包括进液接头1、过液管2、喷射头5和涡旋头6；其中，过液管2的进液端口连接进液接头1，过液管2的出液端口连接涡旋头6，涡旋头6设有柱状内腔且该柱状内腔的端部为倒圆锥形，过液管2的出液端口与涡旋头6的柱状内腔相通，涡旋头6的侧壁上设有与柱状内腔相连通的涡旋孔10；涡旋头6外部套装喷射头5。
可选的，过液管2外部通过散热管连接法兰7套装有散热管3。由于本发明的喷嘴安装在发动机排气管上，排气管工作状态中温度高，使喷射头5温度也升高，散热管3能够快速地将喷射头5的高温传导散发到空气中，从而避免喷射头5温度过高。
可选的，散热管3外部安装有喷嘴连接法兰4，喷嘴连接法兰4用于将本发明的喷嘴固定在排气管上。喷嘴连接法兰4可做成两个孔安装连接的结构，也可做成三个孔安装连接的结构，三孔连接的结构使得连接更加稳固。
可选的，如图2所示，涡旋头6的底面上开有凹槽8，凹槽8包括位于涡旋头6的底面中间部位的一个圆形槽81以及两个与该圆形槽的内圆两侧分别相切的条形槽82；圆形槽81与涡旋头6的底面边缘为同心圆；条形槽82与圆形槽81相连通且宽度相等，条形槽82的末端与涡旋头6底面边缘平齐。凹槽8的深度和宽度对喷嘴的雾化效果有着重要的影响，经试验，凹槽8的深度为0.5～5mm，优选0.5～1.3mm；凹槽8的宽度为0.2～5.5mm，优选0.5～1mm。
喷射头5的喷射孔的一面可以是凹面、凸面或平面，三种面的雾化效果相同。喷射头5的喷射孔的大小直接影响喷嘴的雾化效果。经试验，喷射头5的喷射孔的孔径为0.5～4mm，优选1.2～1.3mm，此时耗气量为19L/min～21L/min且雾化效果最好。
可选的，涡旋头6的底面中心处设有与涡旋头6同轴的柱9，柱9的末端为圆锥，柱9的末端的圆锥形状与喷射头5的喷射孔对应，用于调节喷射孔51喷出混合液的流速和喷射范围。涡旋头6的底面到喷射头5的距离为0.2～1.2mm，优选0.3～0.85mm；柱9的末端的圆锥面与喷射头5的喷射孔的孔内边间隙为0.1～0.7mm，优选0.1～0.45mm。
可选的，涡旋头6上的涡旋孔10内切于涡旋头6的柱状内腔，该内切结构使得混合液喷出涡旋头6后能够在喷射5与涡旋头6之间形成旋流，且能够更大范围地打在喷射头5的内壁，从而使得混合液的雾化效果较非内切的结构更好。
涡旋头6的涡旋孔10的大小直接影响喷嘴的雾化效果，经试验，涡旋孔10的孔径为0.8～3.5mm，优选1.2～2mm。
优选的，涡旋头6的结构如图3所示，使加工更加方便，加工成本降低；。
本发明的工作原理：
一定压力的气液混合液经进液接头1和过液管2到涡旋头6处，混合液经涡旋头6旋流加速后，涡旋头6中一定压力的气液混合液通过内切的涡旋孔10流出碰到喷射头5内壁实现旋流加速，高速旋流的混合液与喷射头5的内壁碰撞雾化，再经喷射头5的喷射孔喷出被进一步被雾化，得到精细的喷雾。
在耗气量和压力条件完全相同的情况下，本发明的喷嘴输出的喷雾比现有喷嘴更精细。经试验，本发明的喷雾精细到50μm，现有的喷嘴能够喷到的精细程度到80μm。在1.4bar的压力以及19L/min的耗气量下，本发明的喷嘴能够喷出与现有的喷嘴在2.2bar的压力以及24L/min的耗气量下同样精细的喷雾。另外，经试验本发明的喷嘴使用1年不堵塞，现有的喷嘴一般使用4～6个月就会发生堵塞。
实施例1：
遵从本发明的技术方案，本实施例给出一种雾化喷嘴，包括进液接头1、过液管2、喷射头5和涡旋头6；其中，过液管2的进液端口连接进液接头1，过液管2的出液端口连接涡旋头6，涡旋头6设有柱状内腔且该柱状内腔的端部为倒圆锥形，过液管2的出液端口与涡旋头6的柱状内腔相通，涡旋头6的侧壁上设有与柱状内腔相连通的涡旋孔10；涡旋头6外部套装喷射头5。
过液管2外部通过散热管连接法兰7套装有散热管3；散热管3外部安装有喷嘴连接法兰4，喷嘴连接法兰4做成两个孔安装连接的结构。
涡旋头6的底面上开有凹槽8，凹槽8包括位于涡旋头6的底面中间部位的一个圆形槽81以及两个与该圆形槽的内圆两侧分别相切的条形槽82；圆形槽81与涡旋头6的底面边缘为同心圆；条形槽82与圆形槽81相连通且宽度相等，条形槽82的末端与涡旋头6底面边缘平齐；凹槽8的深度为1.3mm，宽度为1mm。喷射头5的喷射孔的孔径为1.2mm。
涡旋头6的底面中心处设有与涡旋头6同轴的柱9，柱9的末端为圆锥。涡旋头6的底面到喷射头5的距离0.85mm，柱9的末端的圆锥面与喷射头5的喷射孔的孔内边间隙为0.45mm。涡旋头6上的涡旋孔10内切于涡旋头6的柱状内腔，涡旋孔10的孔径为2mm。
上述所有部件均采用耐腐蚀的不锈钢304(SUS304)材质，部件件的连接均采用焊接方式，焊接处密封不能泄漏；喷射头5和涡旋头6与散热管3轴线装配，根据使用需要使喷射头5和涡旋头6与散热管轴线有一定角度装配。
实施例2：
遵从上述本发明的技术方案，该实施例给出一种应用于尿素计量泵的内混合泵上的雾化喷嘴，将该喷嘴的进液接头1连接尿素计量泵的喷射管，并将该雾化喷嘴通过喷嘴连接法兰4固定在柴油机的排气管上。
由于尿素计量泵的喷射孔一面如果加工为常见的平面或者凸面，对尿素溶液进行雾化喷射时，尿素易结晶因此容易堵住喷射孔，基于该应用环境，将喷射头5的喷射孔的一面采用圆锥状的凹面，该凹面深度为1.5～2.5mm，优选1.5～1.7mm。凹面的锥度为100°～170°，优选130°～160°。这样一来，喷射时有气流的回旋和吹扫能够有效避免尿素结晶。
Claims (4)
1.一种雾化喷嘴，包括进液接头、过液管和喷射头，所述过液管的两端分别安装进液接头和喷射头；其特征在于，还包括套装在喷射头内部的涡旋头，所述涡旋头固定在过液管上；涡旋头设有柱状内腔且该柱状内腔的端部为倒圆锥形，所述过液管的出液端口与涡旋头的柱状内腔相通，涡旋头的侧壁上设有与柱状内腔相连通的涡旋孔；
所述涡旋头的底面上开有凹槽，凹槽包括位于涡旋头的底面中间部位的一个圆形槽以及两个与该圆形槽的内圆两侧分别相切的条形槽；圆形槽与涡旋头的底面边缘为同心圆；条形槽与圆形槽相连通且宽度相等，条形槽的末端与涡旋头底面边缘平齐；
所述凹槽的深度为0.5～5mm；凹槽的宽度为0.2～5.5mm；
所述涡旋头上的涡旋孔内切于涡旋头的柱状内腔；
所述喷射头的喷射孔的孔径为0.5～4mm；
所述涡旋头的涡旋孔的孔径为0.8～3.5mm；
所述喷射头的喷射孔的一面采用圆锥状的凹面，该凹面深度为1.5～2.5mm，锥度为100°～170°。
2.如权利要求1所述的雾化喷嘴，其特征在于，所述涡旋头的底面中心处设有与涡旋头同轴的柱，柱的末端为圆锥，柱的末端的圆锥形状与喷射头的喷射孔对应。
3.如权利要求2所述的雾化喷嘴，其特征在于，所述涡旋头的底面到喷射头的距离为0.2～1.2mm；柱的末端的圆锥面与喷射头的喷射孔的孔内边间隙为0.1～0.7mm。
4.如权利要求1所述的雾化喷嘴，其特征在于，所述过液管外部套装有散热管。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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Address after: 710043 happy middle road No. 37 in the new city of Xi'an City, Shaanxi Patentee after: XI'AN QINTAI AUTOMOBILE EMISSION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 710043 Xi'an City, the new city of happiness Road, No., No. 37 Patentee before: XI'AN QINTAI AUTO PARTS CO.,LTD. |
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
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Denomination of invention: Atomizing nozzle Effective date of registration: 20200209 Granted publication date: 20171013 Pledgee: Xi'an spaceflight base financing Company limited by guarantee Pledgor: XI'AN QINTAI AUTOMOBILE EMISSION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2020610000023 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20210129 Granted publication date: 20171013 Pledgee: Xi'an spaceflight base financing Company limited by guarantee Pledgor: XI'AN QINTAI AUTOMOBILE EMISSION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2020610000023 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
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Denomination of invention: Atomizing nozzle Effective date of registration: 20211118 Granted publication date: 20171013 Pledgee: Shaanxi SME financing Company limited by guarantee Pledgor: XI'AN QINTAI AUTOMOBILE EMISSION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021980012749 |
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Granted publication date: 20171013 Pledgee: Shaanxi SME financing Company limited by guarantee Pledgor: XI'AN QINTAI AUTOMOBILE EMISSION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021980012749 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |