CN112922701B - 用于发动机尾气处理系统的旋转式尿素混流结构 - Google Patents

用于发动机尾气处理系统的旋转式尿素混流结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于发动机尾气处理系统的旋转式尿素混流结构，包括圆柱形壳体，壳体的一端设置有进气管，另一端设置有出气管，壳体内部转动连接有喷射管，喷射管上设置有三组喷射组件，喷射管的其中一端延伸至壳体外侧并通过旋转接头与外部供液管路连接，喷射管的另外一端与设置在壳体外侧的电机传动连接，壳体内部设置有多根轴杆一，多根轴杆一均匀环绕喷射管一周，轴杆一上转动设置有沿轴杆一轴向延伸的导流片一；本发明能够使尿素溶液喷雾更充分地与尾气混合，不受尾气流动速度的影响，提高两者混合的均匀性，加快尿素溶液喷雾的蒸发，促进尿素的分解，从而提高NOx的转化效率；使尿素溶液喷雾与尾气的混合效果达到最佳。

Description

用于发动机尾气处理系统的旋转式尿素混流结构
技术领域
本发明涉及一种用于发动机尾气处理系统的旋转式尿素混流结构，属于发动机尾气处理技术领域。
背景技术
发动机尾气是空气污染的一大主要因素，对于汽车发动机工厂来说，其在生产过程中每个台架上的发动机持续工作，造成的污染更为突出，环保部门对发动机工厂的污染物排放已作了相当多的限制；相关技术中，主流的发动机尾气处理设备为双碱法和化学法，其中前者的氮氧化物净化能力较低，设备会产生有害废水、废热等二次污染源，后者多采用强酸等化学品来处理废气，成本高昂，需要为危险化学品单独设置存储空间，且产生二次污染；正是由于这些问题，相关技术中的发动机尾气处理设备不适合发动机和整车厂家日常运营操作，导致大多汽车发动机工厂不愿意增加尾气处理设备或者设备安装后不按要求开动，从而给环境治理工作增加了难度。
尿素混合器是用于尿素SCR系统的一种装置，主要用来提高尿素SCR系统的NOx转化效率，并减少沉积物的生成；尿素SCR系统是降低重型柴油机NOx排放最有效的技术之一；由于柴油硫含量较高，尿素SCR技术以其抗硫性能好，被认为是重型柴油机最可行的NOx排放控制后处理技术；近些年来，人们对车用尿素SCR技术研究的逐步加深，不断解决应用中的各种问题；比如低温下如何提高NOx转化效率，如何降低沉积物，由于混合不均匀等因素造成的氨泄漏等等；经研究发现，尿素SCR系统中的尿素混合器对尿素溶液的喷雾、蒸发、分解以及混合有很大的影响，尤其是在尾气温度较低时影响更显著。
公告号为CN107376644B的现有专利中，公开了一种尾气处理系统的尿素混流结构，该尿素混流结构包括：尾气处理管道，尾气处理管道用于流通尾气；尿素喷射管，尿素喷射管具有喷射部，喷射部的周壁设有多个间隔开设置的喷嘴，喷射部伸入尾气处理管道，喷嘴的喷射方向与尾气的流向的夹角大于或等于90°；混流器，混流器设在尾气处理管道内，且位于喷射部之后；该尿素混流结构虽然可以提升尿素与尾气的混合效果，但是，尿素喷射管始终处于固定位置进行喷射，混流器也是处于固定位置不变，尿素喷射管喷射出的尿素溶液喷雾与尾气的流动混合效果有限，而且，当尾气流动速度发生变化时，尿素喷射管的喷射面会受到尾气流动速度的影响而发生改变，部分混流器也会失去混流作用，特别是尾气流动速度在短时间内发生多次变化时，尾气与尿素溶液喷雾的混合效果会大打折扣。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种用于发动机尾气处理系统的旋转式尿素混流结构，能够使尿素溶液喷雾更充分地与尾气混合，不受尾气流动速度的影响，提高两者混合的均匀性，加快尿素溶液喷雾的蒸发，促进尿素的分解，从而提高NOx的转化效率；使尿素溶液喷雾与尾气的混合效果达到最佳，并减少低温下尿素沉积物的生成量，降低氨泄漏。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
用于发动机尾气处理系统的旋转式尿素混流结构，包括圆柱形壳体，所述壳体的一端设置有进气管，另一端设置有出气管，所述壳体内部转动连接有喷射管，所述喷射管上设置有三组喷射组件，所述喷射管的其中一端延伸至壳体外侧并通过旋转接头与外部供液管路连接，所述喷射管的另外一端与设置在壳体外侧的电机传动连接，所述壳体内部设置有多根轴杆一，所述多根轴杆一均匀环绕喷射管一周，所述轴杆一上转动设置有沿轴杆一轴向延伸的导流片一。
作为本发明的进一步优选，所述进气管和出气管不相对设置，且所述进气管位于多根轴杆一所围成的区域内，所述出气管位于多根轴杆一所围成的区域外。
作为本发明的进一步优选，所述三组喷射组件均匀周向设置，每组喷射组件包括沿喷射管轴向等距离间隔设置的多个喷嘴。
作为本发明的进一步优选，所述导流片一的横截面形状是菱形，且导流片一是空心结构；所述导流片一通过多个轴承转动设置在轴杆一上；提高导流片一与轴杆一之间的转动效果。
作为本发明的进一步优选，所述壳体内部还设置有多根轴杆二，所述多根轴杆二均匀环绕喷射管一周，且多根轴杆二位于多根轴杆一的外围，所述轴杆二上转动设置有沿轴杆二轴向延伸的导流片二；所述导流片二的横截面形状是S形；所述导流片二通过多个轴承转动设置在轴杆二上；提高导流片二与轴杆二之间的转动效果；所述轴杆二位于相邻两个轴杆一之间的外围；使多个轴杆二与多个轴杆一之间形成交错布置，导流片二对从相邻两个轴杆一之间流出的混合气流进行扰流。
作为本发明的进一步优选，所述电机通过减速机与喷射管传动连接。
本发明的有益之处在于：
尿素溶液由喷射管在旋转状态下进行喷射，构成一种动态喷射，能够使尿素溶液喷雾更充分地与尾气混合，不受尾气流动速度的影响；多个导流片一和导流片二具有转动功能，在气流作用下可以发生旋转或摆动，对尿素溶液喷雾与尾气的混合气流形成动态扰流，进而有助于两者能够充分混合，提高两者混合的均匀性，加快尿素溶液喷雾的蒸发，促进尿素的分解，从而提高NOx的转化效率；使尿素溶液喷雾与尾气的混合效果达到最佳，并减少低温下尿素沉积物的生成量，降低氨泄漏。
附图说明
图1是本发明外部结构示意图；
图2是本发明内部结构示意图；
图3是本发明剖面结构示意图；
图中附图标记的含义：
1-壳体，2-进气管，3-出气管，4-喷射管，5-旋转接头，6-电机，7-减速机，8-喷嘴，11-轴杆一，12-轴杆二，21-导流片一，22-导流片二。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通；对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-3所示，本实施例是一种用于发动机尾气处理系统的旋转式尿素混流结构，包括圆柱形壳体1，壳体1的一端设置有进气管2，另一端设置有出气管3，壳体1内部转动连接有喷射管4，喷射管4上设置有三组喷射组件，喷射管4的其中一端延伸至壳体1外侧并通过旋转接头5与外部供液管路连接，喷射管4的另外一端与设置在壳体1外侧的电机6传动连接，壳体1内部设置有多根轴杆一11，多根轴杆一11均匀环绕喷射管4一周，轴杆一11上转动设置有沿轴杆一11轴向延伸的导流片一21。
本实施例中，进气管2和出气管3不相对设置，且进气管2位于多根轴杆一11所围成的区域内，出气管3位于多根轴杆一11所围成的区域外。
本实施例中，三组喷射组件均匀周向设置，每组喷射组件包括沿喷射管4轴向等距离间隔设置的多个喷嘴8。
本实施例中，导流片一21的横截面形状是菱形，且导流片一21是空心结构；导流片一21通过多个轴承转动设置在轴杆一11上；提高导流片一21与轴杆一11之间的转动效果。
本实施例在壳体1内部还设置有多根轴杆二12，多根轴杆二12均匀环绕喷射管4一周，且多根轴杆二12位于多根轴杆一11的外围，轴杆二12上转动设置有沿轴杆二12轴向延伸的导流片二22；导流片二22的横截面形状是S形；导流片二22通过多个轴承转动设置在轴杆二12上；提高导流片二22与轴杆二12之间的转动效果；轴杆二12位于相邻两个轴杆一11之间的外围；使多个轴杆二12与多个轴杆一11之间形成交错布置，导流片二22对从相邻两个轴杆一11之间流出的混合气流进行扰流。
本实施例中，电机6通过减速机7与喷射管4传动连接。
本实施例的工作过程如下：
尾气经进气管2进入壳体1内部，电机6通过减速机7驱动喷射管4转动，喷射管4在转动的同时，尿素溶液通过外部供液管路输送至喷射管4中，由喷射管4上的喷嘴8向外喷射，喷嘴8喷射出的尿素溶液喷雾与进入壳体1内部的尾气混合，同时，尿素溶液喷雾与尾气的混合气流吹动导流片一21旋转摆动，实现对尿素溶液喷雾与尾气的混合气流进行扰流，经导流片一21扰流后的尿素溶液喷雾与尾气的混合气流吹动导流片二22摆动，从而使尿素溶液喷雾与尾气充分混合，最终尿素溶液喷雾与尾气混合后的气流由出气管3排出；在此过程中，尿素溶液由喷射管4在旋转状态下进行喷射，构成一种动态喷射，能够使尿素溶液喷雾更充分地与尾气混合，不受尾气流动速度的影响；多个导流片一21和导流片二22具有转动功能，在气流作用下可以发生旋转或摆动，对尿素溶液喷雾与尾气的混合气流形成动态扰流，进而有助于两者能够充分混合，提高两者混合的均匀性，加快尿素溶液喷雾的蒸发，促进尿素的分解，从而提高NOx的转化效率；使尿素溶液喷雾与尾气的混合效果达到最佳，并减少低温下尿素沉积物的生成量，降低氨泄漏。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点；本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.用于发动机尾气处理系统的旋转式尿素混流结构，其特征在于：包括圆柱形壳体，所述壳体的一端设置有进气管，另一端设置有出气管，所述壳体内部转动连接有喷射管，所述喷射管上设置有三组喷射组件，所述喷射管的其中一端延伸至壳体外侧并通过旋转接头与外部供液管路连接，所述喷射管的另外一端与设置在壳体外侧的电机传动连接，所述壳体内部设置有多根轴杆一，所述多根轴杆一均匀环绕喷射管一周，所述轴杆一上转动设置有沿轴杆一轴向延伸的导流片一。
2.根据权利要求1所述的用于发动机尾气处理系统的旋转式尿素混流结构，其特征在于，所述进气管和出气管不相对设置，且所述进气管位于多根轴杆一所围成的区域内，所述出气管位于多根轴杆一所围成的区域外。
3.根据权利要求1所述的用于发动机尾气处理系统的旋转式尿素混流结构，其特征在于，所述三组喷射组件均匀周向设置，每组喷射组件包括沿喷射管轴向等距离间隔设置的多个喷嘴。
4.根据权利要求1所述的用于发动机尾气处理系统的旋转式尿素混流结构，其特征在于，所述导流片一的横截面形状是菱形，且导流片一是空心结构。
5.根据权利要求1或4所述的用于发动机尾气处理系统的旋转式尿素混流结构，其特征在于，所述导流片一通过多个轴承转动设置在轴杆一上。
6.根据权利要求1所述的用于发动机尾气处理系统的旋转式尿素混流结构，其特征在于，所述壳体内部还设置有多根轴杆二，所述多根轴杆二均匀环绕喷射管一周，且多根轴杆二位于多根轴杆一的外围，所述轴杆二上转动设置有沿轴杆二轴向延伸的导流片二。
7.根据权利要求6所述的用于发动机尾气处理系统的旋转式尿素混流结构，其特征在于，所述导流片二的横截面形状是S形。
8.根据权利要求6或7所述的用于发动机尾气处理系统的旋转式尿素混流结构，其特征在于，所述导流片二通过多个轴承转动设置在轴杆二上。
9.根据权利要求6所述的用于发动机尾气处理系统的旋转式尿素混流结构，其特征在于，所述轴杆二位于相邻两个轴杆一之间的外围。
10.根据权利要求1所述的用于发动机尾气处理系统的旋转式尿素混流结构，其特征在于，所述电机通过减速机与喷射管传动连接。
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