CN109356696A - 三通混合器 - Google Patents

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田新娜
王鑫
王宇轩
李磊
何军
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Hudong Heavy Machinery Co Ltd
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Hudong Heavy Machinery Co Ltd
China Shipbuilding Power Engineering Institute Co Ltd
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Abstract

一种用于低压SCR系统中发动机排气与氨气的快速混合的三通混合器包括：主管道，在该主管道的入口端和出口端分别设有入口法兰和出口法兰，在主管道的靠近入口端的一侧设有一弯管深入主管道内，该弯管的水平段与所述的主管道同轴，该弯管的垂直段与所述的主管道的轴线垂直并通过一辅助管与所述的主管道另一侧的内壁固定，在所述的主管道内的弯管出口设有混合器，该混合器为4个等腰三角形拼接而成的四面体结构，且该混合器的进口边与出口边相互垂直；所述的混合器的四个顶点通过固定件分别固定在主管道内壁上。本发明结构简单，流动阻力小，能够在较短的混合距离内达到混合要求，可适用于各种工业领域不同气体的快速混合。

Description

三通混合器
技术领域
本发明涉及低压SCR系统，特别是一种用于低压SCR系统中发动机排气与氨气的快速混合的三通混合器。
背景技术
柴油机低压SCR技术是指通过在柴油机涡轮后使用低压SCR系统将废气中的氮氧化物去除的技术。低压SCR系统需要解决的问题包含以下三个，一是保证尿素在一定废气温度下完全分解为氨气；二是分解的氨气与废气混合均匀；三是氨气与废气通过催化剂反应达到脱硝目的。在氨气与废气混合过程中，需要保证该过程的压差损失较小，同时，在较短的混合距离内达到混合均匀度的要求，此外，还要求整个混合装置的结构简单，便于实际加工和应用。
发明内容
本发明的目的在于提出一种用于低压SCR系统中发动机排气与氨气的混合的三通混合器，该三通混合器结构简单，流动阻力小，能够在较短的混合距离内达到混合要求，可适用于各种工业领域不同气体的快速混合。
本发明的技术解决方案如下：
一种用于低压SCR系统中发动机排气与氨气的混合的三通混合器，其特点在于包括主管道，在该主管道的入口端和出口端分别设有入口法兰和出口法兰，在主管道的靠近入口端的一侧设有一弯管深入主管道内，该弯管的水平段与所述的主管道同轴，该弯管的垂直段与所述的主管道的轴线垂直并通过一辅助管与所述的主管道另一侧的内壁固定，在所述的主管道内的弯管出口设有混合器，该混合器为4个等腰三角形拼接而成的四面体结构，且该混合器的进口边与出口边相互垂直；所述的混合器的四个顶点通过固定件分别固定在主管道内壁上。
所述的混合器可根据管道设计压差的要求进行沿管道流动方向尺寸的缩放，当要求压差较小时，增加混合器沿管道流动方向的尺寸，反之亦然。
所述的混合器与弯管的相对布置关系具有对称特性，可将混合器绕主管道轴线旋转45°、90°角进行布置。
所述的辅助管与弯管的轴线重合且直径相等，所述的辅助管与所述的弯管不相通，所述的辅助管与所述的主管道不相通。
所述弯管的直径尺寸可根据弯管的进气量进行调整。
与现有技术相比较,本发明的有益效果是：
1、本发明通过辅助管的作用保证了在主管道内气流分布对称，降低了整个混合过程中的混合均匀的难度。
2、通过本发明的混合器的四面体结构对通过主管道和弯管的进入气流进行重新切割、分流处理，避免了混合过程中出现较大的涡流和湍流，降低了整个混合过程中的压差损失。同时，所述的混合器的结构的对称性特征保证了气流能够快速混合。
3、相比于其他结构形式的混合装置，本发明三通混合器达到相同的混合效果时，产生的压差损失较小，本发明结构更加简便，易于加工。
附图说明
图1为本发明三通混合器的三视图。
图2为本发明三通混合器的实施例示意图
图3为本发明三通混合器的实施例示意图。
图4为本发明三通混合器中混合器的结构示意图。
图5为本发明三通混合器的气流示意图。
图中：1入口法兰、2主管道、3混合器、4辅助管、5弯管、6固定件、7出口法兰。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例和附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1
参照图1-5，本发明三通混合器，包括主管道2，在该主管道2的入口端和出口端分别设有入口法兰1和出口法兰7，在主管道2的靠近入口端的一侧设有一弯管5深入主管道2内，该弯管5的水平段与所述的主管道2同轴，该弯管5的垂直段与所述的主管道2的轴线垂直并通过一辅助管4与所述的主管道2另一侧的内壁固定，在所述的主管道2内的弯管5出口设有混合器3，该混合器3为4个等腰三角形拼接而成的四面体结构，且四面体混合器的进出口边相互垂直；所述的混合器3的四个顶点通过固定件6分别固定在主管道2内壁上。
所述的混合器3与弯管5的相对布置关系具有对称特性，可将混合器3绕主管道2轴线旋转45°、90°角进行布置。
所述的辅助管4与弯管5的轴线重合且直径相等，所述的辅助管4与所述的弯管5不相通，所述的辅助管4与所述的主管道2不相通。
所述弯管5的直径尺寸可根据入口Ⅱ的进气量大小进行调整。
实施例2
所述三通混合器中的混合器3，可根据管道设计压差的要求进行沿管道流动方向尺寸的缩放，当要求压差较小时，将混合器3沿管道流动方向的尺寸增加，即，增加图4中L1长度，保持L2长度不变。反之亦然。其他结构与实施例1相同。
实施例3
所述三通混合器中的混合器3绕主管道2轴线旋转45°、90°角进行布置，其他结构与实施例1相同。
本发明采用三通混合器进行低压SCR系统中氨气与发动机排气的混合。气体混合过程如图5所示，带有氨气的气流由入口Ⅱ进入主管道2，并在弯管5的作用下，使气流流向与弯管5出口轴线方向一致。发动机排出的废气由入口Ⅰ进入主管道2，在经过弯管5以及辅助管4后气流为对称分布，有助于降低混合难度。来自入口Ⅰ、入口Ⅱ的气流先在混合器3入口边被分割为左右两个对称的部分，之后经过混合器3出口边被分割为上下对称的两个部分。经过混合器3后的气流被均匀分割为四个部分，请参见图5，上述的气流流动过程，可以使得氨气快速达到混合均匀的效果。随后混合好的气流进入催化剂，在催化剂上氨气与氮氧化物发生选择性还原反应，从而完成柴油机排气的脱硝。
实验表明，本发明结构简单，流动阻力小，能够在较短的混合距离内达到混合要求，可适用于各种工业领域不同气体的快速混合。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种三通混合器，包括主管道(2)，其特征在该主管道(2)的入口端和出口端分别设有入口法兰(1)和出口法兰(7)，在主管道(2)的靠近入口端的一侧设有一弯管(5)深入主管道(2)内，该弯管(5)的水平段与所述的主管道(2)同轴，该弯管(5)的垂直段与所述的主管道(2)的轴线垂直并通过一辅助管(4)与所述的主管道(2)的另一侧内壁固定，在所述的主管道(2)内的弯管(5)出口设有混合器(3)，该混合器(3)为四个等腰三角形拼接而成的四面体结构，且四面体混合器的进出口边相互垂直；所述的混合器(3)的四个顶点通过固定件(6)分别固定在主管道(2)内壁上。
2.根据权利要求1所述的三通混合器，其特征在于：所述的混合器(3)可根据管道设计压差的要求进行沿管道流动方向尺寸的缩放，当要求压差较小时，增加混合器(3)沿管道流动方向的尺寸，反之亦然。
3.根据权利要求1所述的三通混合器，其特征在于：所述的混合器(3)与弯管(5)的相对布置关系具有对称特性，可将混合器(3)绕主管道(2)轴线旋转45°、90°角进行布置。
4.根据权利要求1所述的三通混合器，其特征在于：所述的辅助管(4)与弯管(5)的轴线重合且直径相等，所述的辅助管(4)与所述的弯管(5)不相通，所述的辅助管(4)与所述的主管道(2)不相通。
5.根据权利要求1至4任一项所述的三通混合器，其特征在于：所述弯管(5)的直径尺寸可根据入口Ⅱ的进气量大小进行调整。
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