[发明专利]在阀座的下游具有旋流结构的喷射器

说明书

技术领域

本发明指向用于处理来自内燃机的排气的设备和过程，特别是选择性催化反应(SCR)转化器的上游的处理液体的喷射。

背景技术

美国专利第5,976,475号的“通过用于选择性催化还原的温控尿素喷射来还原来自发动机的NO_X排放物”，描述了如下一种过程：其中尿素溶液的喷雾被喷射入SCR转化器的上游的排气流。排气管或管道变得相当热，并且在排气管周围的环境空气也是相当热。尿素溶液必须保持在尿素溶液的转变温度之下，从而避免氨气的形成。在所述专利中所提出的需要的温度控制是用于维持尿素溶液在源头和喷射器之间的流通，不管喷射器是否正在排放进入废气。连续的流动意指以大约100摄氏度离开源头的给定单位的尿素溶液量暴露于热的喷射器环境仅短暂的期间，因此其不会升高到大约135摄氏度的临界温度。

公开号为US2005/0235632的“用于喷射雾化流体的方法和装置”，公开了这样一种喷射器构造：其中，处理液体连续地来往于源头再流通，而竖直旋流(standing swirl)保持在喷射器孔的下部、阀座的上方，使得当有阀作动信号时，阀上升离开阀座并且竖直旋流中的液体作为雾化旋流穿过排放口，进入管的排气流。

发明内容

根据本公开，旋流元件设置在阀座的下游，使得当阀打开时加压流体被迫穿过旋流元件。这样快速地产生了剧烈的螺旋流，所述螺旋流在离开旋流元件时进入自由空间，在自由空间中旋流液体被合并并同时保持旋流。然后旋流液体通过窄的通道输送到排放口，在排放口处旋流液体形成为旋流雾化喷雾。

在优选的最终用途中，喷射器安装在车辆排气管上，并且具有主体、在所述主体中的处理液体的加压体(pressurized volume)、以及与所述主体操作地联接的用于将加压液体作为雾化旋流排放到排气管的部件。用于排放所述加压液体的所述部件包括：腔室，其与处理液体的加压体流体连通；阀，其在所述腔室和处理液体的所述加压体之间；以及排放端口，其从所述腔室至排放口。旋流元件位于所述腔室中，同时紧接在所述排放端口的上方留有大致柱状的自由空间。当所述阀关闭时，没有流体能够进入所述腔室，并且当所述阀打开时，加压流体流入所述腔室，通过所述旋流元件进入所述空间，加压流体在穿过排放端口并且作为雾化旋转喷雾离开排放口之前在所述空间中形成旋转(whirl)。

根据一个方案，旋流元件从针阀的尖端延伸到阀座下方。通道供给流体到阀座上游的表面，从而当阀尖端处于关闭状态时，没有流体能够进入腔室，并且当阀尖端上升离开所述表面时，流体流过旋流元件进入腔室中的空间，在作为雾化的旋转喷雾经由排放口离开之前在空间中形成旋转。

优选地，此旋流元件是具有与所述腔室的直径紧密配合的外径的大致实心柱体，所述旋流元件具有单个或多个外部螺旋槽，使得在阀打开的状态下，使得大致上所有到排放端口的流动首先穿过所述槽。

在另一个实施例中，尖端上的延伸部具有相同的外表面，其中螺旋槽设置在腔室的内壁上或腔室中的中空插入件的内径上。

在又一个实施例中，阀尖端不具有延伸部。旋流元件是具有与腔室壁紧密配合的单个或多个外部螺旋槽的实心构件，使得在阀打开的状态下大致上所有到排放端口的流动首先穿过所述槽。优选地，该实施例压入配合在腔室壁。

阀可以是板式阀或盘式阀，其中阀的主体固定在喷射器的主体的孔中。一体的塞子部凸出到形成在插入件中的柱状腔室，所述插入件也固定在所述孔中。多种类型的流动通路可以设置在塞子上、腔室壁上，或设置在一体形成在塞子上的狭槽上或位于塞子和腔室的底面之间的盘体中的狭槽上；或者多种类型的流动通路可以穿过塞子、腔室壁，或一体形成在塞子上的狭槽或位于塞子和腔室的底面之间的盘体中的狭槽来设置。

附图说明

结合附图将对本发明的实施例进行描述，其中：

图1是连接到内燃机的排气管线的尿素喷射系统的示意性表示图；

图2是根据本发明的方案的喷射器的正面剖视图；

图3是喷射器的下部区域的放大图，示出了从针阀的尖端延伸出的旋流元件的第一实施例；

图4是图3的针阀的尖端的放大图，将旋流元件示出为具有螺旋状外部槽的一体延伸部；

图5示出了可替代实施例，其中，中空的旋流元件在阀密封面下方被压入配合到主体；

图6示出了另一个实施例，其中实心旋流元件在密封面下方被压入配合到主体；

图7示出了另一个实施例，其中阀座是分开的部件；