CN108708781B - 用于排气后处理系统的混合器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于排气后处理系统的混合器，该混合器包括前隔板、后隔板、弧形板、圆柱形板、底座、喷嘴和筒体，其中前隔板、后隔板安装在筒体内部，两隔板之间的距离设置为75~100mm，弧形板的两端连接在前后隔板上，圆柱形板的两端连接在前后隔板上，底座安装在筒体上，喷嘴安装在底座上。本装置能够确保尿素能够均匀分布在SCR载体端面，使排气和氨气均匀混合，确保SCR能够高效稳定的工作。同时，该混合结构尺寸小，更加符合整车对封装结构严格的边界要求。

Description

用于排气后处理系统的混合器
技术领域
本发明属于柴油机尾气后处理技术领域，具体涉及一种用于排气后处理系统的混合器。
背景技术
随着国家柴油车尾气污染物排放标准发展到欧六阶段，更加严格的排放标准对尾气污染物有了更加严格的定义。选择性催化还原（Selective Catalyctic Reduction,SCR）技术已经成为国内各大主机厂的首选。SCR技术的原理是利用尿素分解产生的NH3，在催化剂的作用下，与NOX反应产生N2，从而减少排气中的NOX，将尾气处理到满足欧六的排放标准。
混合器通常布置在选择性催化还原转化器之前，氧化催化器(Diesel OxidentCatalyst, DOC)和柴油颗粒捕集器(Diesel Particule Filter, DPF)的后端，即形成催化器→柴油颗粒捕集器→混合器→选择性催化还原转化器的串联结构。排气依次通过氧化催化器→柴油颗粒捕集器→混合器→选择性催化还原转化器，然后排入大气中。混合器的主要作用是使排气和尿素颗粒混合均匀，将尿素喷嘴喷出的尿素水溶液破碎成更小的尿素颗粒，防止尿素水溶液结晶，同时将雾化的氨气均匀的带到SCR载体端面，提高SCR的转化效率。如何减少尿素的低温结晶和将氨气均匀的带到SCR载体端面成为SCR技术中的关键环节。现有的结构存在尿素容易结晶、氨气混合不均匀、混合器结构排气背压过大、混合器尺寸过大等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种用于排气后处理系统的混合器。该混合器装置能够确保尿素均匀分布在SCR载体端面上，使排气和氨气均匀混合，确保SCR能够高效稳定的工作。同时，该混合器结构尺寸小，更加符合整车对封装结构严格的边界要求。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于排气后处理系统的混合器，其特征在于，该混合器具有以下特征：
一种用于排气后处理系统的混合器，其特征在于，该混合器包括前隔板、后隔板、弧形板、圆柱形板、底座、喷嘴和筒体， 其中前隔板和后隔板安装在筒体内部，弧形板和圆柱形板的两端连接在前隔板和后隔板上，底座安装在筒体上，喷嘴安装在底座上。
上述的一种用于排气后处理系统的混合器，其特征在于，所述前隔板为圆形隔板，该隔板上设置有梯形孔、三角形孔和圆孔。
上述的一种用于排气后处理系统的混合器，其特征在于，所述后隔板为圆形隔板，该隔板上设置有通孔，其与前隔板之间的距离设置为75mm ~100mm。
上述的一种用于排气后处理系统的混合器，其特征在于，所述弧形板的数目为两个，其设置在喷嘴下方，并与喷嘴保持120 mm ~220mm的距离。
上述的一种用于排气后处理系统的混合器，其特征在于，所述弧形板与喷嘴轴向方向形成0o~60o的夹角。
上述的一种用于排气后处理系统的混合器，其特征在于，所述弧形板上设置有翻边叶片，翻边叶片与喷嘴的轴线方向形成30o~ 90o的夹角。
上述的一种用于排气后处理系统的混合器，其特征在于，所述圆柱形板将混合器分割成阻流部分和引流部分。
上述的一种用于排气后处理系统的混合器，其特征在于，所述梯形孔位于前隔板左侧中间位置，梯形孔形成排气通道。
上述的一种用于排气后处理系统的混合器，其特征在于，所述三角形孔靠近喷嘴，三角形孔为上小下大。
上述的一种用于排气后处理系统的混合器，其特征在于，所述圆孔位于前隔板的上端。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1.混合器中设置弧形板，弧形板与喷嘴保持一定的距离，弧形板以及弧形板上的翻边叶片与喷嘴的轴线方向成一定夹角，喷嘴喷出的尿素颗粒被弧形板上的翻边叶片破碎成更小的颗粒，通过合理设计距离和夹角，可以使得尿素颗粒的破碎更加高效。
2.混合器被圆柱形板分割成两个空间，排气由前隔板的孔进入混合器腔体，然后逆时针旋流至混合器腔体右侧的空间，并由后隔板的圆孔流出，排气和氨气在旋流的作用下，混合更加均匀，混合效果更好。
3.前隔板上设置有梯形孔、三角形孔和圆孔，排气由这些孔进入混合器，在高速排气的作用下，尿素颗粒被快速带离混合器内部，尿素颗粒结晶的风险极小，其中圆孔和三角形孔可以有效的阻止排气由梯形孔进入后，带动尿素颗粒共同向上运动，导致喷射底座产生严重结晶现象。
4.混合效果高效，混合器容积小，能够满足严格的排气系统边界要求。
下面通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细说明。
附图说明
图1是本发明混合器结构左视图。
图2是本发明混合器结构右视图。
图3是本发明混合器爆炸图。
图4是本发明实施例1排气流向示意图。
图5是本发明实施例1排气和尿素颗粒在混合腔体内部流转的示意图。
附图标记说明：1.前隔板； 2.后隔板； 3.弧形板； 4.圆柱形板； 5.底座； 6.喷嘴； 7.筒体；8.梯形孔；9.三角形孔；10.圆孔；11.翻边叶片。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1~图3所示，本发明提供的一种用于排气后处理系统的混合器，包括前隔板1、后隔板2、弧形板3、圆柱形板4、底座5、喷嘴6和筒体7， 其中前隔板1和后隔板2安装在筒体7内部，弧形板3和圆柱形板4的两端连接在前隔板1和后隔板2上，底座5安装在筒体7上，喷嘴6安装在底座5上。
排气进入排气系统后，由DOC→DPF然后到达混合器前端面，此时气体是均匀分布在筒体7截面方向的。排气在前隔板1的引流作用下，全部由前隔板1的通孔通过，排气主要从梯形孔8通过进入混合器内部，在高速气体的带动下，喷嘴6喷出的尿素颗粒获得一定的初始速度，使尿素颗粒更快的被带离混合器。通过三角形孔9的排气流速则由大变小，从三角形孔9上端通过的高速排气可以使喷嘴6喷出的液滴获得一定的初始速度，同时防止排气由梯形孔8进入后向上流动，导致喷嘴6喷出的尿素颗粒向上运动，致使底座5附近产生结晶。从圆孔10通过的高速排气，可以带动尿素颗粒向下流动，防止尿素在尿素喷嘴6和底座5处产生结晶现象。进入混合器腔体的排气与喷嘴6喷射出的尿素颗粒在此处开始混合。
在后隔板2和圆柱形板4的阻流作用下，排气和尿素颗粒的混合物在混合腔内作逆时针旋流，由混合腔左侧旋流至混合腔的右侧。其中，排气和尿素颗粒的混合物在逆时针旋流的路径上，尿素颗粒以一定的速度撞击到弧形板3的翻边叶片11上，尿素颗粒被叶片进一步的破碎，较大尺寸的尿素颗粒被破碎成较小的尿素颗粒。
图4是本实施例排气流向示意图，图5是本实施例排气和尿素颗粒在混合腔体内部流转的示意图，排气和尿素颗粒由混合腔左侧旋流至混合腔右侧后，经后隔板2的圆形通孔流出混合器，流向SCR端面。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据本发明实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于排气后处理系统的混合器，该混合器包括前隔板（1）、后隔板（2）、弧形板（3）、圆柱形板（4）、底座（5）、喷嘴（6）和筒体（7）， 其中前隔板（1）和后隔板（2）安装在筒体（7）内部，弧形板（3）和圆柱形板（4）的两端连接在前隔板（1）和后隔板（2）上，底座（5）安装在筒体（7）上，喷嘴（6）安装在底座（5）上，其特征在于，所述弧形板（3）与喷嘴（6）轴向方向形成0°~60°的夹角，弧形板（3）上设置有翻边叶片（11），翻边叶片（11）与喷嘴（6）的轴线方向形成30°~90°的夹角。
2.根据权利要求1所述的混合器，其特征在于，所述前隔板（1）为圆形隔板，该隔板上设置有梯形孔（8）、三角形孔（9）和圆孔（10）。
3.根据权利要求1所述的混合器，其特征在于，所述后隔板（2）为圆形隔板，该隔板上设置有通孔，其与前隔板（1）之间的距离设置为75mm ~100mm。
4.根据权利要求1所述的混合器，其特征在于，所述弧形板（3）的数目为两个，其设置在喷嘴（6）下方，并与喷嘴（6）保持120 mm ~220mm的距离。
5.根据权利要求1所述的混合器，其特征在于，所述圆柱形板（4）将混合器分割成阻流部分和引流两部分。
6.根据权利要求2所述的混合器，其特征在于，所述梯形孔（8）位于前隔板（1）左侧中间位置，梯形孔（8）形成排气通道。
7.根据权利要求2所述的混合器，其特征在于，所述三角形孔（9）靠近喷嘴（6），三角形孔（9）为上小下大。
8.根据权利要求2所述的混合器，其特征在于，所述圆孔（10）位于前隔板（1）的上端。
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