CN108194179A - 一种后处理进气混合装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种后处理进气混合装置，包括桶体、尿素喷射装置、进气旋流片和进气混合管，进气旋流片包括筒体，筒体的筒壁上开设有第一通孔，第一通孔上设置有倾斜片，尿素喷射装置的尿素喷嘴对准进气旋流片的内圈，进气旋流片与进气混合管对接，进气混合管上开设有多个第二通孔。尾气从桶体的进气口进入，尾气与尿素喷嘴喷射的尿素水溶液在进气旋流片中进行旋流混合，旋流片有利于尾气与雾状尿素液滴的充分混合，混合后的气流进入进气混合管，通过进气混合管上的第二通孔直接流出，与具有SCR催化剂的载体接触进行催化还原反应。进气旋流片可以使气流形成有效的涡旋，增加了尾气与尿素水溶液碰撞的概率，从而提高了氮氧化物的转换效率。

Description

一种后处理进气混合装置
技术领域
本发明涉及发动机尾气处理技术领域，尤其涉及一种后处理进气混合装置。
背景技术
现有技术中发动机尾气处理采用的SCR催化还原技术是降低柴油机氮氧化物排放，满足国IV及以上排放法规的重要技术路线。目前应用的设计方案经常会出现排放未通过、尿素结晶等现象，导致发动机的故障率升高，客户满意度下降，甚至不满足国家排放法规要求。
现有技术中发动机尾气处理采用的方法是，废气流直接进入进气混合管内，在进气混合管内与尿素喷射装置尿素喷嘴喷射的尿素水溶液混合，混合后的气流经进气混合管上的小孔流出后，与SCR催化剂进行催化还原反应。
现有的SCR催化消声器结构主要存在以下缺点：
(1)进气混合管本身为单层管，开孔形式单一，不利于紊流的产生及尾气和尿素液滴之间的混合，尿素转化为NH3的效率不高，未分解的尿素液滴容易导致结晶。
(2)进气单层管废气与尿素液滴混合路径短，不能充分破碎的尿素液滴容易在进气混合腔形成尿素结晶体。
(3)进气单层管末端连接处容易形成气流死区，结晶风险高。
(4)保温效果差，热量利用率低。
因此，如何提供一种后处理进气混合装置，以提高氮氧化物的转换效率，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种后处理进气混合装置，以提高氮氧化物的转换效率。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种后处理进气混合装置，包括桶体和设置在所述桶体上的尿素喷射装置，还包括内置在所述桶体中的进气旋流片和进气混合管，其中，
所述进气旋流片包括筒体，所述筒体的筒壁上开设有第一通孔，所述第一通孔上设置有倾斜片，所述尿素喷射装置的尿素喷嘴对准所述进气旋流片的内圈，
所述进气旋流片与所述进气混合管对接，所述进气旋流片的内圈与所述进气混合管的内圈连通，所述进气混合管上开设有多个第二通孔。
优选的，上述的后处理进气混合装置还包括进气导流板，所述进气导流板自所述桶体的进气口延伸至所述进气旋流片的侧面。
优选的，上述进气导流板上设置有供所述进气混合管穿过的第三通孔，所述进气导流板还将所述进气旋流片的另一侧与所述桶体的出气口隔开。
优选的，上述进气导流板为Z型挡板。
优选的，上述的后处理进气混合装置还包括设置在所述进气混合管的底部的加热装置。
优选的，上述加热装置为储热钢丝网。
优选的，上述桶体的出气口与所述进气混合管之间还设置有出气导流板。
优选的，上述进气旋流片上的第一通孔为多个且呈环形设置。
优选的，上述进气旋流片上的倾斜片均顺时针倾斜或均逆时针倾斜。
优选的，上述第二通孔呈阵列设置。
本发明提供的后处理进气混合装置，包括桶体和设置在所述桶体上的尿素喷射装置，还包括内置在所述桶体中的进气旋流片和进气混合管，其中，所述进气旋流片包括筒体，所述筒体的筒壁上开设有第一通孔，所述第一通孔上设置有倾斜片，所述尿素喷射装置的尿素喷嘴对准所述进气旋流片的内圈，所述进气旋流片与所述进气混合管对接，所述进气旋流片的内圈与所述进气混合管的内圈连通，所述进气混合管上开设有多个第二通孔。
使用时，尾气从桶体的进气口进入，然后尾气与尿素喷嘴喷射的尿素水溶液在进气旋流片中进行旋流混合，旋流片有利于尾气与雾状尿素液滴的充分混合，混合后的气流进入进气混合管，然后通过进气混合管上的第二通孔直接流出，与具有SCR催化剂的载体接触进行催化还原反应。其中，进气旋流片可以使气流形成有效的涡旋，增加了尾气与尿素水溶液碰撞的概率，从而提高了氮氧化物的转换效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的后处理进气混合装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的进气导流板的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的进气旋流片的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的出气导流板的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的进气混合管的结构示意图。
上图1-图5中：
桶体1、尿素喷嘴2、进气旋流片3、筒体31、第一通孔32、倾斜片33、进气导流板4、第三通孔41、进气混合管5、储热钢丝网6、第二通孔61、出气导流板7。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1-图5，图1为本发明实施例提供的后处理进气混合装置的结构示意图；图2为本发明实施例提供的进气导流板的结构示意图；图3为本发明实施例提供的进气旋流片的结构示意图；图4为本发明实施例提供的出气导流板的结构示意图；图5为本发明实施例提供的进气混合管的结构示意图。
本发明实施例提供的后处理进气混合装置，包括桶体1和设置在桶体1上的尿素喷射装置，还包括内置在桶体1中的进气旋流片3和进气混合管5，其中，进气旋流片3包括筒体31，筒体31的筒壁上开设有第一通孔32，第一通孔32上设置有倾斜片33，尿素喷射装置的尿素喷嘴2对准进气旋流片3的内圈，进气旋流片3与进气混合管5对接，进气旋流片3的内圈与进气混合管5的内圈连通，进气混合管5上开设有多个第二通孔61。
使用时，尾气从桶体1的进气口进入，然后尾气与尿素喷嘴2喷射的尿素水溶液在进气旋流片3中进行旋流混合，旋流片有利于尾气与雾状尿素液滴的充分混合，混合后的气流进入进气混合管5，然后通过进气混合管5上的第二通孔61直接流出，与具有SCR催化剂的载体接触进行催化还原反应。其中，进气旋流片3可以使气流形成有效的涡旋，增加了尾气与尿素水溶液碰撞的概率，从而提高了氮氧化物的转换效率。
其中，进气旋流片3上的第一通孔32为多个且呈环形设置。进气旋流片3上的倾斜片33均顺时针倾斜或均逆时针倾斜。第二通孔61呈阵列设置。更有利于尾气与尿素水溶液碰撞。
为了进一步优化上述方案，上述的后处理进气混合装置还包括进气导流板4，进气导流板4自桶体1的进气口延伸至进气旋流片3的侧面。进气导流板4可以为Z型挡板。进气导流板4上设置有供进气混合管5穿过的第三通孔41，进气导流板4还将进气旋流片3的另一侧与桶体1的出气口隔开。具体的，进气导流板4为斜Z字形流线型挡板结构，中间开有一供进气混合管5穿过并焊接的孔，即第三通孔41，如图2所示。当废气流流经桶体1时，桶体1上部废气流直接进入进气旋流片3，桶体1下部废气流则通过进气导流板4下部斜面的导流作用下进入进气旋流片3中，部分气流通过进气导流板4上部挡板的阻挡进入旋流片中，进气导流板4的上部挡板能够将进气旋流片4的另一侧与桶体1的出气口隔开。
为了进一步优化上述方案，上述的后处理进气混合装置还包括设置在进气混合管5的底部的加热装置。加热装置可以为储热钢丝网6。大部分气流通过进气混合管5上的小孔，即第二通孔61直接流出。进气混合管5的底部带有一储热钢丝网6，当部分废气流到达进气混合管5的底部时，储热钢丝网6能够避免气流直接打在桶体1的底部内层管壁上，避免在进气混合管5的底部出现尿素结晶现象。另外，由于钢丝网的储热结构，则会将未充分水解的尿素水溶液进一步分解雾化，提高NOX转化效率。
为了进一步优化上述方案，桶体1的出气口与进气混合管5之间还设置有出气导流板7。当混合气流进一步通过进气混合管5上的小孔流出时，由于进气混合管5位于桶体1中下部，这种结构设计会造成大部分混合气流位于桶体1下方，而适当的出气导流板7的导流设计结构则使底部气流有一向上的导流作用，出气导流板7具体结构参见图4，使得混合气流最终能比较均匀的进入载体，进一步提高载体前端面的NH3混合均匀性。
气流的流动以及混合路径如图1中箭头所示。
本发明实施例提供的后处理进气混合装置能够实现：
(1)进气导流板4的结构设计使废气与尿素水溶液充分混合，提升了气体的混合效率。
(2)进气旋流片3可以使气流形成有效的涡旋，增加了废气与尿素水溶液碰撞的概率。
(3)储热钢丝网6使能避免气流直接打在桶体1底部内层管壁上，避免在进气混合管5的底部出现尿素结晶现象。
(4)由于钢丝网的储热功能，则会将未充分水解的尿素水溶液进一步分解雾化，提高NOX转化效率。
(5)出气导流板7使得混合气流最终能比较均匀的进入载体，进一步提高载体前端面的NH3混合均匀性。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种后处理进气混合装置，包括桶体和设置在所述桶体上的尿素喷射装置，其特征在于，还包括内置在所述桶体中的进气旋流片和进气混合管，其中，
所述进气旋流片包括筒体，所述筒体的筒壁上开设有第一通孔，所述第一通孔上设置有倾斜片，所述尿素喷射装置的尿素喷嘴对准所述进气旋流片的内圈，
所述进气旋流片与所述进气混合管对接，所述进气旋流片的内圈与所述进气混合管的内圈连通，所述进气混合管上开设有多个第二通孔。
2.根据权利要求1所述的后处理进气混合装置，其特征在于，还包括进气导流板，所述进气导流板自所述桶体的进气口延伸至所述进气旋流片的侧面。
3.根据权利要求2所述的后处理进气混合装置，其特征在于，所述进气导流板上设置有供所述进气混合管穿过的第三通孔，所述进气导流板还将所述进气旋流片的另一侧与所述桶体的出气口隔开。
4.根据权利要求3所述的后处理进气混合装置，其特征在于，所述进气导流板为Z型挡板。
5.根据权利要求1所述的后处理进气混合装置，其特征在于，还包括设置在所述进气混合管的底部的加热装置。
6.根据权利要求5所述的后处理进气混合装置，其特征在于，所述加热装置为储热钢丝网。
7.根据权利要求1所述的后处理进气混合装置，其特征在于，所述桶体的出气口与所述进气混合管之间还设置有出气导流板。
8.根据权利要求1所述的后处理进气混合装置，其特征在于，所述进气旋流片上的第一通孔为多个且呈环形设置。
9.根据权利要求8所述的后处理进气混合装置，其特征在于，所述进气旋流片上的倾斜片均顺时针倾斜或均逆时针倾斜。
10.根据权利要求1所述的后处理进气混合装置，其特征在于，所述第二通孔呈阵列设置。
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