CN109184867A - 内嵌旋转叶片的筒式尿素混合器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种内嵌旋转叶片的筒式尿素混合器，其特征是：所述尿素混合器由筒体、进气隔板、内嵌挡流板、内层旋转叶片、外层旋转叶片、出气隔板、下扰流板和上扰流板组成；所述进气隔板和出气隔板均安装于筒体上，进气隔板上设有用于引导气流分别从不同位置进入尿素混合器内部的入口和入口槽；所述内嵌挡流板、内层旋转叶片、外层旋转叶片均直接连接在出气隔板内侧；所述下扰流板和上扰流板均连接于出气隔板的外侧。本发明既能实现良好的尿素二次破碎效果，又能通过旋流显著提高尿素混合效果和尿素分解速率的筒式混合器，用以解决SCR系统中尿素的二次破碎、混合均匀度和防结晶问题。

Description

内嵌旋转叶片的筒式尿素混合器
技术领域
本发明涉及一种筒式尿素混合器，尤其是一种内嵌旋转叶片的筒式尿素混合器，属于发动机排气后处理技术领域。
背景技术
在SCR系统应用技术中，如何将喷入的尿素和发动机废气进行均匀混合并减少尿素在混合器位置的结晶风险是整个开发过程中的关键。常规的尿素混合器结构存在尿素容易结晶和尿素分解效率低、混合不均匀等问题。
常规尿素混合器使用翅片结构将气流扰动起来实现尿素和废气的混合，并通过扰动气流加强尿素的二次破碎效果。行业要求尿素二次破碎SMD应小于15μm，但扰动气流对尿素破碎效果有限，无法同时解决混合均匀度和尿素破碎问题。尿素二次破碎效果较差是引发尿素产生结晶的重要因素。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种内嵌旋转叶片的筒式尿素混合器，既能实现良好的尿素二次破碎效果，又能通过旋流显著提高尿素混合效果和尿素分解速率的筒式混合器，用以解决SCR系统中尿素的二次破碎、混合均匀度和防结晶问题。
按照本发明提供的技术方案，所述内嵌旋转叶片的筒式尿素混合器，其特征是：所述尿素混合器由筒体、进气隔板、内嵌挡流板、内层旋转叶片、外层旋转叶片、出气隔板、下扰流板和上扰流板组成；所述进气隔板和出气隔板均安装于筒体上，进气隔板上设有用于引导气流分别从不同位置进入尿素混合器内部的入口和入口槽；所述内嵌挡流板、内层旋转叶片、外层旋转叶片均直接连接在出气隔板内侧；所述下扰流板和上扰流板均连接于出气隔板的外侧。
进一步地，还包括喷嘴底座，所述喷嘴底座安装于筒体上。
进一步地，所述进气隔板上的入口为扇形入口，入口槽为条形入口槽。
进一步地，所述内嵌挡流板、内层旋转叶片、外层旋转叶片均直接焊接在出气隔板内侧。
进一步地，所述下扰流板、上扰流板均焊接于出气隔板的外侧。
本发明具有以下优点：
（1）整体采用旋流结构，气流扰动效果明显，保证了尿素和废气的混合效果；
（2）旋流结构内部采用两片内嵌的旋转叶片结构，旋转叶片上的翅片和开槽能够对喷入的尿素产生较强的二次破碎效果。同时又能够引导气流产生强劲的旋转速度，提高尿素的混合效果；
（3）进气端挡板上扇形入口和渐次分布的长条槽孔能够引导气流吹扫内嵌的旋转叶片和挡流板，有效减少了尿素在混合器内积累的时间；
（4）出口挡板位置采用多片扰流板，进一步提升了气流的混合均匀性以及SCR前端的分布均匀度。
附图说明
图1为本发明所述内嵌旋转叶片的筒式尿素混合器在SCR排气后处理装置中的应用图。
图2为本发明所述内嵌旋转叶片的筒式尿素混合器的结构总成图。
图3为本发明所述内嵌旋转叶片的筒式尿素混合器的内部结构示意图。
图4为本发明所述内嵌旋转叶片的筒式尿素混合器的进气口挡板的示意图。
图5为本发明所述内嵌旋转叶片的筒式尿素混合器的旋转挡流板和旋转叶片的结构示意图。
附图标记说明：1-进气管组件、2-DOC组件、3-DPF组件、4-尿素混合器、5-SCR组件、6-出气管组件、7-1-第一安装支架组件、7-2-第二安装支架组件、7-3-第三安装支架组件、4-1-筒体、4-2-喷嘴底座、4-3-进气隔板、4-4-内嵌挡流板、4-5-内层旋转叶片、4-6-外层旋转叶片、4-7-出气隔板、4-8-下扰流板、4-9-上扰流板。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
本发明所述内嵌旋转叶片的筒式尿素混合器在排气后处理装置上的应用如图1所示，排气后处理装置由进气管组件1、DOC组件2、DPF组件3、尿素混合器4、SCR组件5、出气管组件6、第一安装支架组件7-1、第二安装支架组件7-2、第三安装支架组件7-3等零部件组成。
发动机排出的废气从进气管组件1进入该排气后处理装置，通过DOC组件2、DPF组件3后进入尿素混合器4，并在尿素混合器4内部完成尿素的混合、二次破碎和分解。尿素分解成氨气后然后进入SCR组件5中，并最终通过出气管组件6排出。第一安装支架组件7-1、第二安装支架组件7-2、第三安装支架组件7-3用于将该排气后处理装置安装于整车底盘。
如图2-图5所示，本发明所述的尿素混合器4由筒体4-1、喷嘴底座4-2、进气隔板4-3、内嵌挡流板4-4、内层旋转叶片4-5、外层旋转叶片4-6、出气隔板4-7、下扰流板4-8、上扰流板4-9组成。所述喷嘴底座4-2、进气隔板4-3以及出气隔板4-7均安装于筒体4-1上，进气隔板4-3上有扇形入口和三个条形入口槽，用于引导气流分别从不同位置进入尿素混合器内部；所述内嵌挡流板4-4、内层旋转叶片4-5、外层旋转叶片4-6均直接焊接在出气隔板4-7内侧；所述下扰流板4-8、上扰流板4-9均焊接于出气隔板4-7的外侧。
本发明所述内嵌旋转叶片的筒式尿素混合器的工作原理：
当发动机废气通过DOC组件2、DPF组件3后进入筒式尿素混合器4时，大部分气流通过进气隔板4-3上的扇形入口进入尿素混合器4内部；小部分气流通过条形入口槽进入尿素混合器4内，并同时吹扫内嵌挡流板4-4上存留的尿素，防止尿素在内嵌挡流板4-4上形成积累，降低了此处尿素产生结晶的风险。气流分别进入尿素混合器4后，在内嵌挡流板4-4的引导下形成强旋流，进一步加强了对尿素混合器4内部壁面的吹扫作用。同时，尿素从尿素喷嘴底座4-2位置喷入后，撞击在内层旋转叶片4-5和外层旋转叶片4-6上，两层旋转叶片上布置了较多翅片，对尿素颗粒有良好的二次破碎效果，加快了尿素的分解速度，降低了大颗粒着壁产生大范围尿素液膜从而发生结晶的风险。同时，两层旋转叶片设计成圆弧状，也有利于引导气流形成旋转气流。旋转气流通过出气隔板4-7上的出口孔排出后，由于离心力作用会快速扩散，并通过下扰流板4-8和上扰流板4-9完成尿素和废气的进一步混合。下扰流板4-8和上扰流板4-9参差交叉布置，能够引导旋转气流形成多层分布，保证了尿素混合器4后、SCR组件前的尿素混合效果。

Claims (5)

1.一种内嵌旋转叶片的筒式尿素混合器，其特征是：所述尿素混合器（4）由筒体（4-1）、进气隔板（4-3）、内嵌挡流板（4-4）、内层旋转叶片（4-5）、外层旋转叶片（4-6）、出气隔板（4-7）、下扰流板（4-8）和上扰流板（4-9）组成；所述进气隔板（4-3）和出气隔板（4-7）均安装于筒体（4-1）上，进气隔板（4-3）上设有用于引导气流分别从不同位置进入尿素混合器内部的入口和入口槽；所述内嵌挡流板（4-4）、内层旋转叶片（4-5）、外层旋转叶片（4-6）均直接连接在出气隔板（4-7）内侧；所述下扰流板（4-8）和上扰流板（4-9）均连接于出气隔板（4-7）的外侧。
2.如权利要求1所述的内嵌旋转叶片的筒式尿素混合器，其特征是：还包括喷嘴底座（4-2），所述喷嘴底座（4-2）安装于筒体（4-1）上。
3.如权利要求1所述的内嵌旋转叶片的筒式尿素混合器，其特征是：所述进气隔板（4-3）上的入口为扇形入口，入口槽为条形入口槽。
4.如权利要求1所述的内嵌旋转叶片的筒式尿素混合器，其特征是：所述内嵌挡流板（4-4）、内层旋转叶片（4-5）、外层旋转叶片（4-6）均直接焊接在出气隔板（4-7）内侧。
5.如权利要求1所述的内嵌旋转叶片的筒式尿素混合器，其特征是：所述下扰流板（4-8）、上扰流板（4-9）均焊接于出气隔板（4-7）的外侧。
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