CN109339913A - 一种自适应尿素混合器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种自适应尿素混合器，包括壳体，壳体的侧壁插接有尿素喷嘴，壳体内设置有均与壳体同轴的固定板和滑动板，固定板与壳体固连，尿素喷嘴位于固定板和滑动板之间，固定板和滑动板上均设置有若干个通气孔；壳体内还设置有第一挡环、第二挡环及一端与滑动板固连的弧形板，尿素喷嘴正对弧形板，固定板对应弧形板设置有弧形缺口，弧形板与弧形缺口滑动配合；滑动板位于第一挡环和第二挡环之间，第一挡环和第二挡环之间固设有若干个轴向的导向柱，导向柱与滑动板滑动连接，每个导向柱上均套设有弹簧，弹簧一端抵在第一挡环上，弹簧另一端抵在滑动板上。本发明自适应尿素混合器能够防止结晶体堵塞混合器，并提高了混合效果。

Description

一种自适应尿素混合器
技术领域
本发明涉及车辆尾气后处理设备技术领域，特别是涉及一种自适应尿素混合器。
背景技术
SCR系统指的是选择性催化还原系统。该系统是采用还原剂在合适的催化剂条件之下，对尾气中的NOx进行选择性还原。SCR系统最初应用于电厂烟气脱硝，随着机动车排放法规越来越严格，逐渐将SCR系统用于机动车尾气排放控制上。目前机动车尾气上多采用尿素分解产生的NH3作为还原剂的尿素SCR技术，在尿素SCR系统中，尿素水溶液经尿素喷嘴喷入排气管，需要经过蒸发、热解、水解等物理化学过程形成还原剂(NH3、HNCO)来与发动机排放污染物NOx发生氧化还原反应，最终达到降低NOx排放的目的。其中，尿素SCR系统中一般采用尿素混合器来组织气流的运动，尿素混合器一般设置在尿素喷嘴与催化剂载体之间。
尿素混合器可以促进尿素和排气混合，优化尿素分布，还能减少氨泄漏，但是在排气温度较低工况下，尿素水溶液会由于接触到低温壁面、雾化质量差等原因出现不能完全分解的现象，反应过程中生成三聚氰酸二酰胺和三聚氰胺等成分复杂的络合物，这些络合物聚集到一定程度就会形成结晶体，且现有尿素混合器内的尾气流动很慢，更加剧了结晶体的形成。这种结晶体绝大多数出现在尿素混合器表面，呈白色块状，质地坚硬，且能随着尿素溶液的持续喷射不断增大，结晶体增大到一定程度会堵塞尿素混合器，极大增加排气背压，导致整机性能恶化。
发明内容
本发明的目的是提供一种自适应尿素混合器，以解决上述现有技术存在的问题，防止结晶体堵塞尿素混合器，同时提高混合效果。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种自适应尿素混合器，包括两端开口的圆柱形的壳体，所述壳体的侧壁插接有尿素喷嘴，所述壳体内设置有均与所述壳体同轴的固定板和滑动板，所述固定板与所述壳体固连，所述尿素喷嘴位于所述固定板和所述滑动板之间，所述固定板和所述滑动板上均设置有若干个通气孔；所述壳体内还设置有第一挡环、第二挡环及一端与所述滑动板固连的弧形板，所述尿素喷嘴正对所述弧形板，所述固定板对应所述弧形板设置有弧形缺口，所述弧形板与所述弧形缺口滑动配合；所述滑动板位于所述第一挡环和所述第二挡环之间，所述第一挡环和所述第二挡环之间固设有若干个轴向的导向柱，所述导向柱与所述滑动板滑动连接，每个所述导向柱上均套设有弹簧，所述弹簧一端抵在所述第一挡环上，所述弹簧另一端抵在所述滑动板上。
优选地，所述弧形缺口截面形状与所述弧形板的截面形状相同，所述弧形缺口的截面大小与所述弧形板的截面大小相等。
优选地，所述固定板和所述滑动板均呈圆形，且所述固定板的直径、所述滑动板的直径及所述壳体的内径相等。
优选地，所述滑动板靠近所述壳体的进气口，所述固定板靠近所述壳体的出气口。
优选地，所述导向柱为3个；所述导向柱一端与所述第一挡环固连，所述导向柱另一端与所述第二挡环固连。
优选地，所述弧形板通过靠近所述滑动板的一端固连有一圆环，所述圆环与所述壳体同轴，且所述圆环通过若干个轴向的连接板与所述滑动板连接。
优选地，若干个所述连接板沿所述圆环的周向均匀分布。
优选地，所述连接板与所述第一挡环之间存在间隙。
优选地，所述滑动板在所述弹簧的作用力下与所述第二挡环接触。
本发明自适应尿素混合器相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明自适应尿素混合器能够防止尿素水溶液最终形成的结晶体的长大，从而防止结晶体堵塞混合器，并提高了混合效果。在本发明自适应尿素混合器中的每当滑动板受到足够大的尾气压力时会压缩弹簧并带动弧形板向着靠近固定板的方向滑动，一方面，由于弧形板与弧形缺口的截面的大小相等，故弧形板滑动时弧形板上生成的结晶体会被弧形缺口的边缘所剐蹭下来，故而从根本上杜绝了结晶体的增长，彻底解决了无限制增长的结晶体最终会堵塞混合器的现象，同时也使得本发明自适应尿素混合器的使用寿命极长；另一方面，滑动板在受到足够大的尾气压力时，发动机的尾气排放量大，而此时滑动板向着靠近固定板的方向滑动缩小了混合器中尿素与尾气混合的空腔的容积，使得混合器中尾气的旋流速度更高，提高了尿素与尾气的混合效果。
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，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明自适应尿素混合器一种视角的结构示意图；
图2为本发明自适应尿素混合器另一种视角的结构示意图；
图3为本发明自适应尿素混合器的部分结构示意图；
图4为图3所示本发明自适应尿素混合器的局部放大图；
其中，1-壳体，2-尿素喷嘴，3-固定板，4-固定板通气孔，5-弧形板，6-滑动板，7-滑动板通气孔，8-第一挡环，9-第二挡环，10-圆环，11-连接板，12-导向柱，13-弹簧。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
本发明的目的是提供一种自适应尿素混合器，以解决现有技术存在的问题，防止结晶体堵塞尿素混合器，同时提高混合效果。
本发明提供一种自适应尿素混合器，包括两端开口的圆柱形的壳体，所述壳体的侧壁插接有尿素喷嘴，所述壳体内设置有均与所述壳体同轴的固定板和滑动板，所述固定板与所述壳体固连，所述尿素喷嘴位于所述固定板和所述滑动板之间，所述固定板和所述滑动板上均设置有若干个通气孔；所述壳体内还设置有第一挡环、第二挡环及一端与所述滑动板固连的弧形板，所述尿素喷嘴正对所述弧形板，所述固定板对应所述弧形板设置有弧形缺口，所述弧形板与所述弧形缺口滑动配合；所述滑动板位于所述第一挡环和所述第二挡环之间，所述第一挡环和所述第二挡环之间固设有若干个轴向的导向柱，所述导向柱与所述滑动板滑动连接，每个所述导向柱上均套设有弹簧，所述弹簧一端抵在所述第一挡环上，所述弹簧另一端抵在所述滑动板上。
本发明自适应尿素混合器能够防止尿素水溶液最终形成的结晶体的长大，从而防止结晶体堵塞混合器，并提高了混合效果。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-2所示，本实施例自适应尿素混合器包括两端开口的圆柱形的壳体1，壳体1的侧壁插接有尿素喷嘴2，壳体1内设置有均与壳体1同轴的固定板3和滑动板6，固定板3与壳体1固连，壳体1的左端为出气口，壳体1的右端为进气口，滑动板6靠近壳体1的进气口，固定板3靠近壳体1的出气口；固定板3和滑动板6均呈圆形，且固定板3的直径、滑动板6的直径及壳体1的内径相等。
固定板3上均匀设置有若干个固定板通气孔4，滑动板6上均匀设置有若干个滑动板通气孔7，固定板通气孔4和滑动板通气孔7的具体数量根据尾气通气量的大小进行适应性的设计；如图2-4所示，壳体1的内壁上还设置有第一挡环8和第二挡环9，第一挡环8和第二挡环9均与壳体1同轴，滑动板6位于第一挡环8和第二挡环9之间，第一挡环8和第二挡环9之间固设有3个轴向的导向柱12，导向柱12与滑动板6滑动连接，导向柱12左端与第一挡环8固连，导向柱12右端与第二挡环9固连，每个导向柱12上均套设有弹簧13，弹簧13左端抵在第一挡环8上，弹簧13右端抵在滑动板6上；在没有受到外部压力的情况下，弹簧13会处于压缩状态，且滑动板6在弹簧13的弹力作用下与第二挡环9接触。
壳体1内还设置有一与滑动板6固连的弧形板5；如图3所示，弧形板5的右端与圆环10固连，圆环10与壳体1同轴，且圆环10的右端通过6个轴向的连接板11与滑动板6固连，6个连接板11沿圆环10的周向均匀分布，连接板11与第一挡环8之间存在间隙。
尿素喷嘴2位于固定板3和滑动板6之间，且尿素喷嘴2正对弧形板5，通过尿素喷嘴2喷射的尿素水溶液能够全部喷射到弧形板5上；固定板3对应弧形板5设置有弧形缺口，弧形缺口截面形状与弧形板5的截面形状相同，弧形缺口的截面大小与弧形板5的截面大小相等，弧形板5与弧形缺口滑动配合。
本实施例自适应尿素混合器的工作过程如下：
将本实施例自适应尿素混合器的右端的进气口与车辆发动机的排气管相连、左端的出气口与后续的SCR尾气处理装置相连，车辆发动机排放的尾气通过滑动板通气孔7进入壳体1内部，尿素水溶液通过尿素喷嘴2喷射入壳体1内部，并全部打在弧形板5上；在尾气排放量小的情况下，排气温度一般较低，部分尿素水溶液会由于接触到低温壁面、雾化质量差等原因生成三聚氰酸二酰胺和三聚氰胺等成分复杂的络合物，最终以结晶体的形式附着在弧形板5的表面；尾气排放量小时，滑动板6受到的尾气的压力较小，滑动板6在弹簧13的弹力作用下与第二挡环9接触。
在尾气排放量较大的情况下，滑动板6受到的尾气的压力会远大于弹簧13的弹力、滑动板6与壳体1之间的摩擦力及弧形板5与固定板3之间的摩擦力之和，滑动板6、连接板11、圆环10和弧形板5会水平向左滑动，直至压缩弹簧13至最短时为止，而由于弧形缺口截面形状与弧形板5的截面形状相同、弧形缺口的截面大小与弧形板5的截面大小相等，弧形板5表面附着的结晶体必然会被固定板3在弧形缺口处的边缘所刮蹭下来，并随尾气排出，需注意的是，与固定板3发生刮蹭的区域完全覆盖在尾气排放量小时附着有结晶体的一部分，从而将尾气排放量小时生成的结晶体全部剔除，杜绝了结晶体的增长；而尾气排放量较大的情况下，排气温度较高，不会生成结晶体；本实施例自适应尿素混合器彻底解决了无限制增长的结晶体最终会堵塞混合器的问题，同时也使得本发明自适应尿素混合器的使用寿命极长；另一方面，滑动板6向左滑动缩小了混合器中尿素与尾气混合的空腔的容积，使得混合器中尾气形成的旋流速度更高，从而提高了尿素与尾气的混合效果。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“左”、“右”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“笫二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种自适应尿素混合器，其特征在于：包括两端开口的圆柱形的壳体，所述壳体的侧壁插接有尿素喷嘴，所述壳体内设置有均与所述壳体同轴的固定板和滑动板，所述固定板与所述壳体固连，所述尿素喷嘴位于所述固定板和所述滑动板之间，所述固定板和所述滑动板上均设置有若干个通气孔；所述壳体内还设置有第一挡环、第二挡环及一端与所述滑动板固连的弧形板，所述尿素喷嘴正对所述弧形板，所述固定板对应所述弧形板设置有弧形缺口，所述弧形板与所述弧形缺口滑动配合；所述滑动板位于所述第一挡环和所述第二挡环之间，所述第一挡环和所述第二挡环之间固设有若干个轴向的导向柱，所述导向柱与所述滑动板滑动连接，每个所述导向柱上均套设有弹簧，所述弹簧一端抵在所述第一挡环上，所述弹簧另一端抵在所述滑动板上。
2.根据权利要求1所述的自适应尿素混合器，其特征在于：所述弧形缺口截面形状与所述弧形板的截面形状相同，所述弧形缺口的截面大小与所述弧形板的截面大小相等。
3.根据权利要求1所述的自适应尿素混合器，其特征在于：所述固定板和所述滑动板均呈圆形，且所述固定板的直径、所述滑动板的直径及所述壳体的内径相等。
4.根据权利要求1所述的自适应尿素混合器，其特征在于：所述滑动板靠近所述壳体的进气口，所述固定板靠近所述壳体的出气口。
5.根据权利要求1所述的自适应尿素混合器，其特征在于：所述导向柱为3个；所述导向柱一端与所述第一挡环固连，所述导向柱另一端与所述第二挡环固连。
6.根据权利要求1所述的自适应尿素混合器，其特征在于：所述弧形板通过靠近所述滑动板的一端固连有一圆环，所述圆环与所述壳体同轴，且所述圆环通过若干个轴向的连接板与所述滑动板连接。
7.根据权利要求6所述的自适应尿素混合器，其特征在于：若干个所述连接板沿所述圆环的周向均匀分布。
8.根据权利要求6所述的自适应尿素混合器，其特征在于：所述连接板与所述第一挡环之间存在间隙。
9.根据权利要求1所述的自适应尿素混合器，其特征在于：所述滑动板在所述弹簧的作用力下与所述第二挡环接触。
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