CN109838293B - 一种混合器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混合器，包括混合段和扩张段；其中，混合段的一端设有尿素喷嘴底座，用于混合进入混合器的废气和尿素；扩张段的管径大于混合段的管径，扩张段的一端开设有与混合段的管径相匹配的端口，且混合段的另一端与该端口相连接。由上述内容可知，该混合器的混合段与扩张段为直接的连接，故完成混合后的废气和尿素会直接进入扩张段；且扩张段的管径大于混合段，故混合气体在进入扩张段时会经历管径突变，流通阻力降低，并引起声阻抗变化，进而使得一部分沿着管道传播的声波反射回声源，并使气流产生特定频段的消音能力。因此，本发明提出的混合器，能够使后处理混合器得到优化，并达到良好的声学性能，解决了现阶段该领域的难题。
Description
技术领域
本发明涉及废气后处理领域，更具体地说，涉及一种混合器。
背景技术
随着排放法规的日益严格，柴油机后处理技术由单一的尿素选择性催化还原剂SCR逐渐向催化氧化剂DOC+颗粒捕集器DPF+选择性催化还原剂SCR的组合转变，并在国VI及更高排放中得到越来越广泛的应用。
就现有技术而言，为了降低柴油机功率损失比和排气背压，往往以牺牲声学性能为代价，导致插入损失不能满足设计要求；插入损失即插入消声元件前后系统出口处的声功率级差值。
目前国VI柴油机后处理混合器普遍采用旋流管结构，该结构在气流量大的情况下，不利于废气与尿素溶液的混合，且存在局部气流速度高，消声能力差，排气阻力大的问题。
因此，如何对后处理混合器进行优化，以达到良好的声学性能，是现阶段该领域亟待解决的难题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种混合器，该混合器能够使后处理混合器得到优化，并达到良好的声学性能，解决了现阶段该领域的难题。
一种混合器，包括混合段和扩张段；
所述混合段的一端设有尿素喷嘴底座，用于混合进入所述混合器的废气和尿素；
所述扩张段的管径大于所述混合段的管径，所述扩张段的一端开设有与所述混合段的管径相匹配的端口，且所述混合段的另一端与所述端口相连接。
优选的，所述的混合器，所述混合段包括旋流管；
所述旋流管的左端与所述尿素喷嘴底座相连接，且所述旋流管的外周面上分布有多个废气进口。
优选的，所述的混合器，所述废气进口沿所述旋流管自身长度方向。
优选的，所述的混合器，各个所述废气进口在其长度方向上均设有导向板。
优选的，所述的混合器，各个所述导向板均能够使所述废气形成同等效果的旋流。
优选的，所述的混合器，所述混合段还包括渐扩管；所述渐扩管的左端与所述旋流管的右端相连接，所述渐扩管的右端与所述扩张段端部的外边缘相连接。
优选的，所述的混合器，所述混合段还包括穿孔管，所述穿孔管的外周面上分布有多个通孔；
所述穿孔管位于所述旋流管的内侧，且与所述旋流管之间围成旋流腔；
所述穿孔管的一端与所述尿素喷嘴底座相连接，另一端与所述扩张段的端口相连接。
优选的，所述的混合器，所述穿孔管出口端的外周面上较所述穿孔管入口端的外周面上分布的通孔多。
优选的，所述的混合器，所述穿孔管与所述端口之间设有穿孔板。
优选的，所述的混合器，所述穿孔板在位于所述穿孔管内侧的位置均匀分布有多个通孔。
本发明提出的混合器，包括混合段和扩张段；其中，混合段的一端设有尿素喷嘴底座，用于混合进入混合器的废气和尿素；扩张段的管径大于混合段的管径，扩张段的一端开设有与混合段的管径相匹配的端口，且混合段的另一端与该端口相连接。由上述内容可知，该混合器的混合段与扩张段为直接的连接，故完成混合后的废气和尿素会直接进入扩张段；且扩张段的管径大于混合段，故混合气体在进入扩张段时会经历管径突变，流通阻力降低，并引起声阻抗变化，进而使得一部分沿着管道传播的声波反射回声源，并使气流产生特定频段的消音能力。因此，本发明提出的混合器，能够使后处理混合器得到优化，并达到良好的声学性能，解决了现阶段该领域的难题。
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，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明具体实施方式中混合器的主视图；
图2为本发明具体实施方式中混合器A-A截面的示意图；
图3为本发明具体实施方式中混合器的左视图；
图4为本发明具体实施方式中混合器B-B截面的示意图；
图5为本发明具体实施方式中穿孔板的示意图。
图1-图5中：
混合段—1、扩张段—2、尿素喷嘴底座—3、旋流管—4、废气进口—5、导向板—6、渐扩管—7、穿孔管—8、穿孔板—9、旋流腔—10、尿素喷嘴—11。
具体实施方式
本具体实施方式的核心在于提供一种混合器，该混合器能够使后处理混合器得到优化，并达到良好的声学性能，解决了现阶段该领域的难题。
以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。
本具体实施方式提供的混合器，请参见图1-5；包括混合段1和扩张段2；其中，混合段1的一端设有尿素喷嘴底座3，用于混合进入混合器的废气和尿素；扩张段2的管径大于混合段1的管径，扩张段2的一端开设有与混合段1的管径相匹配的端口，且混合段1的另一端与该端口相连接。
由上述内容可知，该混合器的混合段1与扩张段2为直接的连接，故完成混合后的废气和尿素会直接进入扩张段2；且扩张段2的管径大于混合段1，故混合气体在进入扩张段2时会经历管径突变，流通阻力降低，并引起声阻抗变化，进而使得一部分沿着管道传播的声波反射回声源，并使气流产生特定频段的消音能力，并可以有效降低排气背压压力。因此，本发明提出的混合器，能够使后处理混合器得到优化，并达到良好的声学性能，解决了现阶段该领域的难题。
需要说明的是，尿素喷嘴11设置于尿素喷嘴底座3上，用于将待混合的尿素溶液喷入混合器中。
本具体实施方式提供的混合器，混合段1可以包括旋流管4，该旋流管4的左端与尿素喷嘴底座3相连接，且旋流管4的外周面上分布有多个废气进口5，废气通过设置在旋流管4外周面的废气进口5进入混合段1，并与进入混合段1的尿素充分混合。
需要说明的是，本具体实施方式中提到的左端和右端以图1和图4所示的方向为准。
进一步，废气进口5的方向和形状可以根据实际需要进行设计，例如呈圆孔状、方孔状，条形状；在实际设计时，为了使进入混合段1的废气能够沿尿素溶液喷入的方向均匀的进入，可以将废气进口5设置为沿旋流管4自身长度方向、且均匀分布于旋流管4外周面的多个。
在其中一个实施例，可以通过增加旋流板的厚度，并将条形状的废气进口5设计为沿非径向通入混合段1，以使进入混合段1的废气形成同等效果的旋流，进而使进入的废气能够形成旋转的废气流。
在另一个实施例中，可以通过在废气进口5上增设导向板6的方式，使进入混合段1的废气形成旋流，以尽可能的使废气和尿素得到充分的混合。例如，可以在各个废气进口5长度方向上设置导向板6，且各个导向板6的朝向以能够使废气形成同等效果的旋流为依据，进而通过导向板6使进入混合段1的废气的流向得到有规律的改变，进而使多股进入混合段1的废气形成旋流。
本具体实施方式提供的混合器，混合段1还可以包括渐扩管7；渐扩管7的左端与旋流管4的右端相连接，渐扩管7的右端与扩张段2端部的外边缘相连接。
渐扩管7的设置能够使混合器从外观整体看更加美观，避免出现因混合段1与扩张段2的突变连接而导致外观出现突变，提高整体的美观度；同时，能够对混合段1与扩张段2之间的连接部分进行保护，避免二者之间的连接出现损坏，或者松动。
本具体实施方式提供的混合器，混合段1还可以包括穿孔管8，且该穿孔管8的外周面上分布有多个通孔；穿孔管8位于旋流管4的内侧，且与旋流管4之间能够围成旋流腔10；穿孔管8的一端与尿素喷嘴底座3相连接，另一端与扩张段2的端口相连接。
实际使用时，废气流经过旋流管4会变为旋转的气流，而穿孔管8的设计可以有效促进尿素溶液与废气的混合，提高了气流混合的效率和混合的充分程度；同时，穿孔管8的设计可以有效降低气流中的中频噪声，以进一步提高混合器的声学性能，起到消音器的作用。
本具体实施方式提供的混合器，可以设计使穿孔管8出口端的外周面上比穿孔管8入口端的外周面上分布有更多的通孔，以进一步提高尿素溶液与废气混合的充分度；并且穿孔管8的设计可以有效降低气流中的中频噪声，并进一步促进了尿素溶液与废气的混合。
本具体实施方式提供的混合器，穿孔管8与端口之间还可以设有穿孔板9，穿孔板9在位于穿孔管8内侧的位置均匀分布有多个通孔，以使混合气体再次进行充分的混合。
穿孔板9的存在，使混合后的气流继续向前行进并穿过穿孔板9，进而使气流中的尿素溶液与废气进行第二次穿孔混合，以提高二者的混合效率，同时提高了催化还原反应的速率和效果。
而后，混合气继续进入扩张段2中，扩张段2与混合段1管道直径的差值使得管道的截面突变，进而引起声阻抗变化，致使一部分沿着管道传播的声波反射回声源，使得向前传播的声波与在不同管道截面上的反射波之间产生180°的相位差，相互干涉，提高了其低频声学性能；同时，扩张段2的扩口设计使得气流流通截面积增大，降低了气流的流通阻力，并有效降低排气背压压力。
本发明设计的尿素水溶液和废气的混合器，不单从声学角度进行插入损失降低，同时提高了尿素水溶液和废气混合为气流混合效率，而且可以有效降低排气背压压力。
并且，旋流管4能够促使废气在混合器内形成旋流，废气经过旋流管4变为高速旋转的气流，可以有效促进尿素溶液与废气的充分混合，进而提高气流的混合效率。
扩张段2的结构设计使气流速度减慢，增大了废气与尿素溶液的接触面积，促进了废气与尿素溶液的混合，提高了催化还原反应的效率，保证了混合器的工作性能。且扩张段2利用管道截面突变引起的声阻抗变化，提高其低频声学性能，同时，扩口设计使得气流流通截面积增大，可以有效降低排气背压压力。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种混合器，其特征在于，包括混合段（1）和扩张段（2）；
所述混合段（1）的一端设有尿素喷嘴底座（3），用于混合进入所述混合器的废气和尿素，所述混合段（1）包括旋流管（4）和渐扩管（7），所述旋流管（4）的左端与所述尿素喷嘴底座（3）相连接，且所述旋流管（4）的外周面上分布有多个废气进口（5），所述渐扩管（7）的左端与所述旋流管（4）的右端相连接；
所述扩张段（2）的管径大于所述混合段（1）的管径，所述扩张段（2）的一端开设有与所述混合段（1）的管径相匹配的端口，且所述混合段（1）的另一端与所述端口相连接，所述渐扩管（7）的右端与所述扩张段（2）端部的外边缘相连接；
所述混合段（1）还包括穿孔管（8），所述穿孔管（8）的外周面上分布有多个通孔,所述穿孔管（8）位于所述旋流管（4）的内侧，且与所述旋流管（4）之间围成旋流腔（10）,所述穿孔管（8）的一端与所述尿素喷嘴底座（3）相连接，另一端与所述扩张段（2）的端口相连接，所述穿孔管（8）与所述端口之间设有穿孔板（9）。
2.根据权利要求1所述的混合器，其特征在于，所述废气进口（5）沿所述旋流管（4）自身长度方向。
3.根据权利要求2所述的混合器，其特征在于，各个所述废气进口（5）在其长度方向上均设有导向板（6）。
4.根据权利要求3所述的混合器，其特征在于，各个所述导向板（6）均能够使所述废气形成同等效果的旋流。
5.根据权利要求1所述的混合器，其特征在于，所述穿孔管（8）出口端的外周面上较所述穿孔管（8）入口端的外周面上分布的通孔多。
6.根据权利要求1所述的混合器，其特征在于，所述穿孔板（9）在位于所述穿孔管（8）内侧的位置均匀分布有多个通孔。
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