CN112855315B - Scr尿素混合器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种SCR尿素混合器，外壳内设置前挡板，前挡板的后侧设置后挡板，后挡板的左右两侧遮盖有侧挡板；后挡板与两侧的侧挡板将外壳内、位于前挡板后侧的空腔分隔出底面开放的内腔；内腔中、从上至下依次布置相互具有间距的第一孔板、第二孔板、第一导流板。本发明的内腔被分为多个区域，气流在多个区域内流动，尿素液滴在多个区域内完成多次的分解和混合，提高了氨气的混合均匀性，进而提高NOx的转化率，保证催化剂的整体性能；而且尿素液滴的分解混合均在内腔内进行，内腔具有一个保温作用，保证内腔内各部件的壁面具有一个较高的温度，更有利于尿素液滴充分吸热挥发，降低尿素结晶风险，提高NOx的转化率。
Description
技术领域
本发明涉及发动机尾气后处理技术领域，尤其是一种SCR尿素混合器。
背景技术
发动机尾气后处理系统中，通常采用选择性催化还原技术(SCR)对发动机的尾气排放进行后处理；为了使尿素液滴能够在后处理系统中充分的与柴油机尾气混合均匀，需要在后处理系统中增加混合器，在混合器中喷入尿素水溶液，尿素水溶液经尾气加热被分解成氨气（NH3），在催化剂的作用下，氨气（NH3）把尾气中的氮氧化物（NOX）还原成无害的氮气（N2）和水（H2O），最终从尾气管排出，从而达到降低排放物的目的。
现有的后处理尿素混合器内部的结晶风险较高，氨气的混合均匀性较差，氮氧化物的转化效率较差，容易造成部分氨逃逸，从而影响催化剂的整体性能。
发明内容
本申请人针对上述后处理尿素混合器的结晶风险较高，氨气的混合均匀性较差等缺点，提供一种结构合理的SCR尿素混合器，结晶风险低，氨气混合均匀性高。
本发明所采用的技术方案如下：
一种SCR尿素混合器，外壳内设置前挡板，前挡板的后侧设置后挡板，前挡板上开设若干进气孔；后挡板具有横板部与弧板部，弧板部位于前挡板后方、向下垂；后挡板的左右两侧遮盖有侧挡板；后挡板与两侧的侧挡板将外壳内、位于前挡板后侧的空腔分隔出底面开放的内腔，前挡板的进气孔连通内腔；内腔中、从上至下依次布置相互具有间距的第一孔板、第二孔板、第一导流板；第一孔板开设有若干第一通孔；第二孔板具有竖板部与开孔部，开孔部位于第一孔板正下方、开设若干第二通孔；第一孔板、第二孔板、第一导流板将内腔分为位于第一孔板上方的区域A、位于第一孔板下方及第二孔板的开孔部上方的区域B、位于开孔部下方及第一导流板上方的区域C、位于第二孔板的竖板部后方的区域D、位于第一导流板斜后方的区域E。
本发明的内腔被分为多个区域，气流在多个区域内流动，尿素液滴在多个区域内完成多次的分解和混合，提高了氨气的混合均匀性，进而提高NOx的转化率，保证催化剂的整体性能；而且尿素液滴的分解混合均在内腔内进行，内腔具有一个保温作用，保证内腔内各部件的壁面具有一个较高的温度，更有利于尿素液滴充分吸热挥发，降低尿素结晶风险，提高NOx的转化率。
作为上述技术方案的进一步改进：
前挡板的进气孔上设置有叶片，叶片朝向第一孔板、第二孔板的开孔部斜向下开口。
本发明的前挡板的若干叶片可以引导气流斜向下吹向第一孔板、第二孔板的开孔部，对第一孔板、开孔部进行预热，使滴落的尿素液滴充分吸热挥发，避免产生尿素结晶，降低结晶风险。
最上侧的进气孔上并排设置有若干小叶片，各小叶片之间具有间距、形成过流间隙。
第二孔板的中部开设有若干导流孔，导流孔上设置有导流叶片，导流叶片朝后、斜向上开口。
本发明的导流叶片引导气流朝斜向上的方向吹向横板部的后侧壁面及弧板部的上侧壁面，对相应的壁面进行预热，避免产生尿素结晶，降低结晶风险。
第二孔板的竖板部的上端部、靠近横板部开设有若干第三通孔，若干第三通孔位于前挡板的小叶片的正后方。
本发明的若干第三通孔位于前挡板的小叶片的正后方，各小叶片之间的过流间隙可以保证气流直接向后流动吹向若干第三通孔、并从第三通孔穿过，对横板部及弧板部上侧壁面进行预热，避免产生尿素结晶，降低结晶风险。
第一导流板的下方设置有第二导流板，在第一导流板下方及第二导流板上方形成区域F。
第一导流板、第二导流板为弧形面板；第一导流板的圆弧中心轴与外壳的中心轴正交，第二导流板的弧形中心轴与外壳的中心轴平行。
本发明的第一导流板可以引导气流沿弧面流动，利于降低气流背压。本发明的第二导流板可以将内腔流下的气流聚拢并朝后导流，利于降低气流背压。
外壳内、位于后挡板的弧板部下方设置有第三导流板，弧板部的下边缘与第三导流板的上边缘具有间距、形成气流通道；第三导流板位于第二导流板后方；第三导流板上开设若干第四通孔。
后挡板的横板部上、位于第一孔板的正上方穿设有套管，套管连通区域A。
外壳上、正对套管设有喷嘴座。
本发明的有益效果如下：
本发明的内腔被分为多个区域，气流在多个区域内流动，尿素液滴在多个区域内完成多次的分解和混合，提高了氨气的混合均匀性，进而提高NOx的转化率，保证催化剂的整体性能；而且尿素液滴的分解混合均在内腔内进行，内腔具有一个保温作用，保证内腔内各部件的壁面具有一个较高的温度，更有利于尿素液滴充分吸热挥发，降低尿素结晶风险，提高NOx的转化率。
本发明的前挡板的若干叶片可以引导气流斜向下吹向第一孔板、第二孔板的开孔部，对第一孔板、开孔部进行预热，使滴落的尿素液滴充分吸热挥发，避免产生尿素结晶，降低结晶风险。
本发明的导流叶片引导气流朝斜向上的方向吹向横板部的后侧壁面及弧板部的上侧壁面，对相应的壁面进行预热，避免产生尿素结晶，降低结晶风险。
本发明的若干第三通孔位于前挡板的小叶片的正后方，各小叶片之间的过流间隙可以保证气流直接向后流动吹向若干第三通孔、并从第三通孔穿过，对横板部及弧板部上侧壁面进行预热，避免产生尿素结晶，降低结晶风险。
本发明的第一导流板可以引导气流沿弧面流动，利于降低气流背压。
本发明的第二导流板可以将内腔流下的气流聚拢并朝后导流，利于降低气流背压。
附图说明
图1为本发明的爆炸图。
图2为本发明的轴向纵截面剖视图。
图中：1、外壳；2、喷嘴座；3、前挡板；31、进气孔；32、大叶片；33、小叶片；4、后挡板；41、横板部；42、弧板部； 5、侧挡板；6、第一孔板；61、第一通孔；7、第二孔板；71、竖板部；72、开孔部；73、第二通孔；74、导流孔；75、导流叶片；76、第三通孔；8、第一导流板；9、第二导流板；10、第三导流板；101、第四通孔；11、套管；20、内腔；A、B、C、D、E、F、区域。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1、图2所示，本发明的圆筒形外壳1的前端内壁面上沿径向竖直设置有圆形的前挡板3，前挡板3的外周轮廓尺寸与外壳1内周轮廓尺寸相匹配；前挡板3的上部板面阵列开设有若干长条形的进气孔31，最上侧的进气孔31上并排设置有若干小叶片33，各小叶片33之间具有间距、形成过流间隙，其余进气孔31上设置有大叶片32，大叶片32及小叶片33均朝后、朝斜向下开口。
如图1、图2所示，外壳1内、位于前挡板3的后侧设置有后挡板4，后挡板4为近似倒L性，具有与前挡板3垂直的横板部41、与横板部41后端相连的弧板部42，弧板部42位于前挡板3后方、向下垂，弧板部42的弧形超后凸；横板部41的前端边缘固定在前挡板3的上侧壁面上。后挡板4的左右两侧分别沿径向遮盖有侧挡板5，侧挡板5与后挡板4对应的边缘轮廓尺寸与后挡板4的轮廓尺寸相匹配，侧挡板5的前侧边缘固定在前挡板3的壁面上，侧挡板5的径向高度略小于弧板部42的径向高度；后挡板4与两侧的侧挡板5一起将外壳1内、位于前挡板3后侧的空腔分隔出一个底面开放的内腔20；前挡板3的进气孔31连通内腔20。
如图1、图2所示，在内腔20中、从上至下依次布置相互具有间距的第一孔板6、第二孔板7、第一导流板8。第一孔板6为下凹的弧形板，开设有若干第一通孔61。第二孔板7具有位于弧板部42前方及第一孔板6后方的竖板部71与位于第一孔板6正下方的外凹弧形开孔部72；开孔部72上开设若干第二通孔73，开孔部72的前端部从前挡板3穿出，穿出的部位位于前挡板3的若干进气孔31的下方，如图2所示，前挡板3的若干叶片（大叶片32、小叶片33）朝向第一孔板6、第二孔板7的开孔部72斜向下开口，可以引导气流斜向下吹向第一孔板6、开孔部72，对第一孔板6、开孔部72进行预热，使滴落的尿素液滴充分吸热挥发，避免产生尿素结晶，降低结晶风险；第二孔板7的中部开设有若干长条形的导流孔74，导流孔74上设置有导流叶片75，导流叶片75朝后、斜向上开口，导流叶片75引导气流朝斜向上的方向吹向横板部41的后侧壁面及弧板部42的上侧壁面，对相应的壁面进行预热，避免产生尿素结晶，降低结晶风险；竖板部71的上边缘固定在横板部41上，竖板部71的上端部、靠近横板部41开设有若干第三通孔76。若干第三通孔76位于前挡板3的小叶片33的正后方，各小叶片33之间的过流间隙可以保证气流直接向后流动吹向若干第三通孔76、并从第三通孔76穿过，对横板部41及弧板部42上侧壁面进行预热，避免产生尿素结晶，降低结晶风险。第一导流板8为外凹的弧形面板，第一导流板8的圆弧中心轴与外壳1的中心轴正交，第一导流板8可以引导气流沿弧面流动，利于降低气流背压。第一孔板6、第二孔板7、第一导流板8将内腔20分为多个区域：位于第一孔板6上方的区域A、位于第一孔板6下方及第二孔板7的开孔部72上方的区域B、位于开孔部72下方及第一导流板8上方的区域C、位于第二孔板7的竖板部71后方的区域D、位于第一导流板8斜后方的区域E。
如图1、图2所示，第一导流板8的下方、相距一定距离设置有下凹弧形的第二导流板9，第二导流板9的弧形中心轴与外壳1的中心轴平行，利于将内腔20流下的气流聚拢并朝后导流，降低气流背压；在第一导流板8下方及第二导流板9上方的形成区域F。
如图1、图2所示，外壳1内、位于后挡板4的弧板部42下方设置有第三导流板10，弧板部42的下边缘与第三导流板10的上边缘具有间距、形成气流通道；第三导流板10位于第二导流板9后方、与第二导流板9相距一定距离，第三导流板10上开设若干第四通孔101。
如图1、图2所示，后挡板4的横板部41上、位于第一孔板6的正上方穿设有套管11，套管11连通区域A。套管11 的上边缘固定在外壳1的内壁面上。外壳1上、正对套管11设有喷嘴座2，喷嘴座2与尿素喷嘴连接。
本发明在实际工作时，喷嘴座2内的尿素喷嘴通过套管11往区域A内喷射尿素液滴；尾气气流从前挡板3的若干进气孔31输入，一部分气流吹向区域A内，在区域A内与尿素液滴混合，完成尿素液滴的第一次分解和混合，混合后的气流通过第一孔板6向下流入区域B；从进气孔31输入的另一部分气流直接吹向区域B，与从第一孔板6流入的气流进行混合，完成尿素液滴的第二次分解和混合；区域B内的气流一部分通过第二孔板7的开孔部72向下流入区域C，另一部分气流通过第二孔板7的导流孔74流到区域D，分别完成尿素液滴的第三次分解和混合；区域C内气流沿第一导流板8流向区域E与从区域D流入的气流混合，完成尿素液滴的第四次分解和混合；区域E的气流向下流入区域F，在第二导流板9及第三导流板10的导流下排出。
本发明的内腔20被分为多个区域，气流在多个区域内流动，尿素液滴在多个区域内完成多次的分解和混合，提高了氨气的混合均匀性，进而提高NOx的转化率，保证催化剂的整体性能；而且尿素液滴的分解混合均在内腔20内进行，内腔20具有一个保温作用，保证内腔20内各部件的壁面具有一个较高的温度，更有利于尿素液滴充分吸热挥发，降低尿素结晶风险，提高NOx的转化率。
以上描述是对本发明的解释，不是对本发明的限定，在不违背本发明精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。
Claims (5)
1.一种SCR尿素混合器，外壳（1）内设置前挡板（3），前挡板（3）的后侧设置后挡板（4），其特征在于：前挡板（3）上开设若干进气孔（31）；后挡板（4）具有横板部（41）与弧板部（42），弧板部（42）位于前挡板（3）后方、向下垂；后挡板（4）的左右两侧遮盖有侧挡板（5）；后挡板（4）与两侧的侧挡板（5）将外壳（1）内、位于前挡板（3）后侧的空腔分隔出底面开放的内腔（20），前挡板（3）的进气孔（31）连通内腔（20）；
内腔（20）中、从上至下依次布置相互具有间距的第一孔板（6）、第二孔板（7）、第一导流板（8）；第一孔板（6）开设有若干第一通孔（61）；第二孔板（7）具有竖板部（71）与开孔部（72），开孔部（72）位于第一孔板（6）正下方、开设若干第二通孔（73）；
第一孔板（6）、第二孔板（7）、第一导流板（8）将内腔（20）分为位于第一孔板（6）上方的区域A、位于第一孔板（6）下方及第二孔板（7）的开孔部（72）上方的区域B、位于开孔部（72）下方及第一导流板（8）上方的区域C、位于第二孔板（7）的竖板部（71）后方的区域D、位于第一导流板（8）斜后方的区域E；
前挡板（3）的进气孔（31）上设置有叶片，叶片朝向第一孔板（6）、第二孔板（7）的开孔部（72）斜向下开口；最上侧的进气孔（31）上并排设置有若干小叶片（33），各小叶片（33）之间具有间距、形成过流间隙；
第二孔板（7）的中部开设有若干导流孔（74），导流孔（74）上设置有导流叶片（75），导流叶片（75）朝后、斜向上开口；
后挡板（4）的横板部（41）上、位于第一孔板（6）的正上方穿设有套管（11），套管（11）连通区域A；
外壳（1）上、正对套管（11）设有喷嘴座（2）。
2.按照权利要求1所述的SCR尿素混合器，其特征在于：第二孔板（7）的竖板部（71）的上端部、靠近横板部（41）开设有若干第三通孔（76），若干第三通孔（76）位于前挡板（3）的小叶片（33）的正后方。
3.按照权利要求1所述的SCR尿素混合器，其特征在于：第一导流板（8）的下方设置有第二导流板（9），在第一导流板（8）下方及第二导流板（9）上方形成区域F。
4.按照权利要求1或3所述的SCR尿素混合器，其特征在于：第一导流板（8）、第二导流板（9）为弧形面板；第一导流板（8）的圆弧中心轴与外壳（1）的中心轴正交，第二导流板（9）的弧形中心轴与外壳（1）的中心轴平行。
5.按照权利要求1所述的SCR尿素混合器，其特征在于：外壳（1）内、位于后挡板（4）的弧板部（42）下方设置有第三导流板（10），弧板部（42）的下边缘与第三导流板（10）的上边缘具有间距、形成气流通道；第三导流板（10）位于第二导流板（9）后方；第三导流板（10）上开设若干第四通孔（101）。
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