[发明专利]一种多孔挤压旋流喷射阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种多孔挤压旋流喷射阀，用于对喷雾质量有较高要求的流体直接喷射雾化领域，尤其涉及用于内燃机中排气装置的喷射器和/或计量阀。

背景技术

随着环境问题和能源危机的日益严峻，排放法规日益严格，越来越多的节能减排技术被应用在车辆上，其中SCR(选择性催化还原)是一种将还原剂如尿素溶液喷入到发动机废气流中净化氮氧化合物排放的技术。尿素溶液这种液体还原剂喷入到排气管内，需要尽快地蒸发、热解产生氨气，否则会影响氮氧化合物的转化效率，甚至大液滴会产生排气管的结晶问题，堵塞排气管，因此对喷射阀的雾化质量提出了较高的要求。

专利CN201020521660.1中所描述的尿素喷射器，主要是通过在阀座上设计能形成紊流的台阶孔来改善尿素溶液的流动状态，来改善尿素溶液的喷雾质量，而喷孔板无特别的结构设计，只是在平板式的喷孔板上加工至少一个喷孔。此种结构的尿素溶液喷射阀，喷雾质量一般，液滴平均直径较大。

专利CN200910096849.2中所描述的汽油机旋流式喷油器，主要是通过在阀座上加工大直径的喷孔，同时在阀座上加工至少一个导流槽，当阀芯上移时，至少一个导流槽与喷孔相连通。该专利从改善燃油的流动状态，使燃油从喷孔喷出后成伞状展开，最终改善喷雾的质量。但此种单孔大直径喷孔式汽油旋流喷油器，由于喷孔直径较大，所以出口液滴初始粒径大，雾化质量改善有限。

专利CN200710162684.5中所述的燃料喷射阀，主要是通过在喷孔部件上设置多个喷孔，同时利用喷射孔上游产生的紊流来减小喷射粒径，但需要避免相邻喷雾之间的干涉。

本发明利用多孔挤压旋流喷射，通过在喷孔板上设计特殊结构的多孔旋流流道，可在更小的尺寸空间上，很大程度地改善喷雾质量。

发明内容

本发明目的在于提升现有尿素溶液喷射器的喷雾质量，提供一种流体喷射阀，通过多孔挤压旋流喷孔板的特殊结构，显著增强液滴初始破碎效果，降低贯穿距离，改善喷雾质量。

本发明通过以下技术方案实现：

一种多孔挤压旋流喷射阀，包括阀套，阀套内设置有阀座，阀座内开设有用于放置密封钢球的容置腔，密封钢球与阀座分离接触的面为密封面，阀座下端面为流体出口端面，贯穿密封面与流体出口端面开设有一个比密封面的直径缩径的阀孔，还包括多孔挤压旋流喷孔板，多孔挤压旋流喷孔板的一个端面紧贴于流体出口端面设置，所述多孔挤压旋流喷孔板设置有至少一个腰型的旋流流道，每个旋流流道由螺旋形外侧壁、弧线形内侧壁和进口侧壁之间以弧线相切方式过渡连接形成，旋流流道的旋流中心或偏置地开设有一个贯穿多孔挤压旋流喷孔板板厚的喷孔，且弧线形内侧壁最远突起边沿超过喷孔的边沿。本发明取消了常规旋流流道结构需要设计回旋连接用通路，从阀孔进入的液体直接进入旋流流道进行旋流，因此产生旋流所需尺寸更小，易于实现喷射阀头部的小型化。

优选地，多孔挤压旋流喷孔板的形状为平底碗型或圆盘形，多孔挤压旋流喷孔板的内壁面与阀座的流体出口端面贴合。

进一步地，所述旋流流道是在喷孔板的内壁面上通过沉槽实施，形成旋流流道的沉槽由冲压或其它方式加工而成；喷孔板外壁面由冲压沉槽形成的凸起，可以磨削进一步去除，使得喷孔板外壁面平整，更有利于提升雾化质量；所述腰型的旋流流道在多孔挤压旋流喷孔板呈径向延伸设置，进口端面区域与阀孔连通形成至少一个相互独立的进液口。

更进一步地，所述的旋流流道在多孔挤压旋流喷孔板的内壁面上均布设置。

本发明所述旋流流道的螺线状外侧壁末端与进口侧壁之间通过有利于形成旋流的圆弧状或其它弧线状的内侧壁连接，且内侧壁最远突起边沿超过喷孔的边沿；使得流体在旋流流道内流动过程中，流体的运动半径不断减小，在接近旋转圆周末端(360度)时，内侧壁突起的特殊设置，减小了旋流末端流线的冲突，能有效地组织流体运动轨迹，实现360度螺旋。此外，简单的内侧壁连接设计，过渡圆角尺寸较大，易于冲压加工成型。

优选地，所述旋流流道的螺旋形外侧壁以描绘对数螺线、黄金螺线或者渐开线的方式延伸设置。

本发明所述一种多孔挤压旋流喷射阀，可用于SCR系统中尿素溶液喷射用，喷孔孔径的大小依照流量需求，采用电火花或其他穿孔方式加工。

进一步地，所述的喷孔的轴线与多孔挤压旋流喷孔板的轴线平行或成锐角夹角。

当多孔挤压旋流喷射阀工作时，密封钢球离开密封面，流体从密封钢球与阀座的间隙及阀孔主流道流入相对应的旋流流道的进液口，形成至少一个盘蛇状流道。