CN108625956A - 发动机排气后处理混合装置及其后处理装置与应用 - Google Patents

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Abstract

一种发动机排气后处理混合装置，其包括管体以及细纤维元件，其中所述细纤维元件用以供所述排气以及所述尿素液滴穿过，以进一步增加所述尿素液滴的破碎以及蒸发。所述发动机排气后处理混合装置还包括用以将所述细纤维元件固定在所述管体中的支撑网。所述支撑网包括网面以及自所述网面向上一体折弯形成的固定条。所述网面与所述固定条共同形成了容纳所述细纤维元件的收容空间，所述网面支撑所述细纤维元件。所述固定条固定在所述管体的内壁上。本发明还涉及一种细纤维元件在该发动机排气后处理混合装置中的应用以及具有该混合装置的发动机排气后处理装置。

Description

发动机排气后处理混合装置及其后处理装置与应用
技术领域
本发明涉及一种发动机排气后处理混合装置及其后处理装置与应用，属于发动机排气后处理技术领域。
背景技术
现有技术中已经存在利用钢丝绒等细纤维元件的多孔结构使尿素液滴在钢丝绒的内部发生充分的破碎和接触，从而减小尿素结晶风险的技术方案。由于钢丝绒结构蓬松，为了固定该钢丝绒，往往设置金属条支架，每根金属条的两端焊接于混合管的管壁上。由于混合器工作在温度变化大、气体流动速度高的环境下，金属条在这样的热和力的冲击下极易发生断裂。与此同时，每根金属条和混合管的接触点小，这么小的焊接点难以长时间保证焊接的有效性，因此金属条很容易发生断裂、脱落，从而导致混合器失效。
因此，有必要提供一种新型的解决方案以解决上述技术难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构稳固的发动机排气后处理混合装置、一种细纤维元件在该发动机排气后处理混合装置中的应用以及具有该混合装置的发动机排气后处理装置。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种发动机排气后处理混合装置，其包括管体以及位于所述管体中且用以将排气与尿素液滴进行混合的细纤维元件，所述管体具有内壁以及由所述内壁围成的内腔体，其中所述细纤维元件用以供所述排气以及所述尿素液滴穿过，以进一步增加所述尿素液滴的破碎以及蒸发；所述发动机排气后处理混合装置还包括用以将所述细纤维元件容纳在所述内腔体中的支撑网，所述支撑网包括网面以及自所述网面向上一体折弯形成的固定条，所述网面与所述固定条共同形成了容纳所述细纤维元件的收容空间，所述网面支撑所述细纤维元件，所述固定条固定在所述管体的所述内壁上。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述支撑网是由若干经纬交错的金属条形成的，所述固定条是自每一个金属条的两端折弯形成的。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述管体、所述细纤维元件以及所述支撑网通过钎焊工艺焊接在一起。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述发动机排气后处理混合装置包括用以安装尿素喷嘴的安装座以及沿排气流动方向位于所述安装座的下游的混合管，所述细纤维元件沿所述排气流动方向位于所述混合管的下游。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述混合管还设有靠近所述安装座的若干穿孔。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述混合管呈中空的圆筒状，所述细纤维元件为钢丝绒。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述混合管与所述管体分开制作并接合在一起。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述混合管插入在所述管体中并至少部分抵压所述细纤维元件。
本发明还涉及一种细纤维元件在上述发动机排气后处理混合装置中的应用。
本发明还涉及一种发动机排气后处理装置，其包括上述的发动机排气后处理混合装置、位于所述发动机排气后处理混合装置的上游且依次串联的柴油氧化催化器(DOC)与柴油颗粒捕集器(DPF)、以及位于所述发动机排气后处理混合装置的下游的选择性催化还原剂(SCR)。
相较于现有技术，本发明设置用以容纳细纤维元件的支撑网，并通过将自网面向上一体折弯形成的固定条固定在管体的内壁上。如此设置，一方面支撑网能够对细纤维元件形成较好的包围，降低其因受发动机排气脉冲的冲击而发生变形和损坏的风险；另一方面，所述固定条能够提供相对较大的接触面积，从而有利于将其固定到管体上。
附图说明
图1是本发明发动机排气后处理装置的立体示意图。
图2是图1的部分立体分解图。
图3是图2进一步的立体分解图。
图4是图3中发动机排气后处理混合装置的立体图。
图5是图4的右视图。
图6是图4的左视图。
图7是图4中A-A线的剖面示意图。
图8是管体、细纤维元件以及支撑网组装之后的立体示意图。
图9是图8的立体分解图。
图10是沿图8中B-B线的剖面示意图。
图11是沿图10中C-C线的剖面示意图。
图12是图9中网面的示意图。
具体实施方式
请参图1至图12所示，本发明揭示了一种发动机排气后处理装置100，用于例如SCR等后处理系统中以处理发动机的尾气。所述发动机排气后处理装置100包括发动机排气后处理混合装置10、位于所述发动机排气后处理混合装置10的上游且依次串联的柴油氧化催化器(DOC)20以及柴油颗粒捕集器(DPF)30、以及位于所述发动机排气后处理混合装置10的下游的选择性催化还原剂(SCR)40。
所述发动机排气后处理混合装置10包括壳体1、安装于所述壳体1内的混合元件2以及用以进一步增加尿素液滴蒸发和热解的细纤维元件3。
在本发明图示的实施方式中，所述壳体1呈圆筒状，其设有向所述壳体1内凹陷的安装板11以及形成或者固定于所述壳体1上的安装座12。在本发明图示的实施方式中，所述安装座12焊接在所述安装板11上。所述混合元件2沿排气流动方向位于所述安装座12的下游。所述安装座12用以安装尿素喷嘴(未图示)，以向所述发动机排气后处理混合装置10中喷射雾化的尿素液滴。
所述混合元件2用以将所述尿素液滴与排气进行混合。在本发明图示的实施方式中，所述混合元件2包括混合管21以及套接在所述混合管21外围且位于所述壳体1中的隔板22。所述尿素喷嘴用以向所述混合管21中喷射雾化的尿素液滴。请参图7所示，在本发明图示的实施方式中，所述隔板22将所述壳体1隔成位于所述隔板22的一侧的第一腔体110以及位于所述隔板22的另一侧的第二腔体120。
所述混合管21呈中空的筒状，其中其位于所述第一腔体110内的部分设有排气入口211、位于所述排气入口211的上游且靠近所述安装座12的若干穿孔212。所述排气入口211与所述穿孔212均与所述第一腔体110相连通。所述混合元件2与所述壳体1之间形成排气出口213。在本发明图示的实施方式中，所述混合管21能够形成双旋流的混合效果，从而增加了混合距离，降低了尿素结晶的风险。
请参图8至图12所示，所述发动机排气后处理混合装置10还包括管体4以及用以将所述细纤维元件3较好地固定在所述管体4中的支撑网5。所述管体4具有内壁41以及由所述内壁41围成的内腔体42。所述支撑网5包括网面51以及自所述网面51向上一体折弯形成的固定条52，所述网面51与所述固定条52共同形成了至少部分容纳所述细纤维元件3的收容空间53，所述网面51支撑所述细纤维元件3，所述固定条52固定在所述管体4的所述内壁41上。
在本发明图示的实施方式中，所述支撑网5是由若干经纬交错的金属条54形成的，所述固定条52是自每一个金属条54的两端折弯形成的。
相较于现有技术，一方面支撑网5能够对细纤维元件3形成较好的包围，降低其因受发动机排气脉冲的冲击而发生变形和损坏的风险；另一方面，所述固定条52能够提供相对较大的接触面积，从而有利于将其固定到管体4上。
优选地，所述管体4、所述细纤维元件3以及所述支撑网5通过钎焊工艺焊接在一起。请参图10所示，在本发明图示的实施方式中，所述支撑网5的侧面(即所述固定条52的外表面)和部分细纤维元件3的侧面一同钎焊于所述管体4的内壁41上，以得到经久耐用的细纤维元件总成结构。
在本发明图示的实施方式中，所述混合管21与所述管体4分开制作并接合在一起。所述混合管21插入在所述管体4中并至少部分抵压所述细纤维元件3。
请参图9所示，在本发明图示的实施方式中，所述细纤维元件3为钢丝绒，所述钢丝绒位于所述混合管21内。当然在其他实施方式中，所述细纤维元件3也可以是网状钢丝或者陶瓷的多孔材料等。
本发明利用细纤维元件3(例如钢丝绒)的3D多孔结构或者多空隙结构，排气以及所述尿素液滴穿过该细纤维元件3，使尿素液滴在钢丝绒的表面和内部发生充分的破碎与混合。另外，由于钢丝绒的线径较小，空隙复杂，传热面积大，有利于尿素液滴与排气发生较充分的换热，从而利于尿素液滴的蒸发和热解，提高了抗结晶能力。通过对细纤维元件3的密度的调节可以相应地调整系统的背压。
相较于现有技术中的多孔管与翅片等结构，本发明的细纤维元件3的线径都非常小(例如小于1mm)，因此可以避免背风面的出现，从而降低尿素结晶风险。本发明的这种开拓性的发明既解决了低速区的问题，又解决了换热的问题，具有突出的实质性特点和显著的进步。
另外，以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，对本说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种发动机排气后处理混合装置，其包括管体以及位于所述管体中且用以将排气与尿素液滴进行混合的细纤维元件，所述管体具有内壁以及由所述内壁围成的内腔体，其中所述细纤维元件用以供所述排气以及所述尿素液滴穿过，以进一步增加所述尿素液滴的破碎以及蒸发；其特征在于：所述发动机排气后处理混合装置还包括用以将所述细纤维元件容纳在所述内腔体中的支撑网，所述支撑网包括网面以及自所述网面向上一体折弯形成的固定条，所述网面与所述固定条共同形成了容纳所述细纤维元件的收容空间，所述网面支撑所述细纤维元件，所述固定条固定在所述管体的所述内壁上。
2.如权利要求1所述的发动机排气后处理混合装置，其特征在于：所述支撑网是由若干经纬交错的金属条形成的，所述固定条是自每一个金属条的两端折弯形成的。
3.如权利要求2所述的发动机排气后处理混合装置，其特征在于：所述管体、所述细纤维元件以及所述支撑网通过钎焊工艺焊接在一起。
4.如权利要求3所述的发动机排气后处理混合装置，其特征在于：所述发动机排气后处理混合装置包括用以安装尿素喷嘴的安装座以及沿排气流动方向位于所述安装座的下游的混合管，所述细纤维元件沿所述排气流动方向位于所述混合管的下游。
5.如权利要求4所述的发动机排气后处理混合装置，其特征在于：所述混合管还设有靠近所述安装座的若干穿孔。
6.如权利要求5所述的发动机排气后处理混合装置，其特征在于：所述混合管呈中空的圆筒状，所述细纤维元件为钢丝绒。
7.如权利要求4所述的发动机排气后处理混合装置，其特征在于：所述混合管与所述管体分开制作并接合在一起。
8.如权利要求7所述的发动机排气后处理混合装置，其特征在于：所述混合管插入在所述管体中并至少部分抵压所述细纤维元件。
9.一种细纤维元件在发动机排气后处理混合装置中的应用，其特征在于，所述发动机排气后处理混合装置为权利要求1至8项中任意一项所述的发动机排气后处理混合装置。
10.一种发动机排气后处理装置，其包括如权利要求1至8项中任意一项所述的发动机排气后处理混合装置、位于所述发动机排气后处理混合装置的上游且依次串联的柴油氧化催化器(DOC)与柴油颗粒捕集器(DPF)、以及位于所述发动机排气后处理混合装置的下游的选择性催化还原剂(SCR)。
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