CN112922705B - 一种新型柴油机用后处理尿素混合器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混合器技术领域，尤其是一种新型柴油机用后处理尿素混合器，其中外筒套设在内筒的外部，内筒的一端外周面和外筒的内周面之间通过环形板相连，圆板的四周边缘和外筒的内周面相连，且圆板将内筒的另一端堵住，内筒的外周壁、外筒的内周壁、环形板以及圆板围合形成圆环形的混合腔，混合腔内部的挡板四周边缘分别和内筒、外筒、环形板、圆板相连，混合腔内部间隔布置多个混合交叉翅片，外筒上安装喷嘴，喷嘴和混合腔连通，圆板上开通进气通口，内筒的筒壁上开设出气通口，喷嘴和进气通口均临近挡板的其中一侧布置，出气通口临近挡板的另一侧布置，尿素和废气在混合腔内部充分反应，有利于尿素的雾化热解和水解，有利于尿素结晶的吹扫。

Description

一种新型柴油机用后处理尿素混合器

技术领域

本发明涉及混合器技术领域，尤其是一种新型柴油机用后处理尿素混合器。

背景技术

随着国六阶段排放法规落实，满足国六法规要求的柴油机用后处理开发日益紧迫，目前市场上比较成熟的尿素混合器在低流量、低温工况的城市车辆上，可能会出现尿素转化效率低、选择性催化还原(SCR)转化效率低的问题，原因主要有以下两点：1、尿素雾化后只经过1/2圆周的行程就进入SCR载体，行程短，尿素热解水解的不完全。2、目前的混合腔出气位置偏心，SCR载体前端面的流场分布不均匀，造成热解水解后的NH3分布不均匀，SCR的利用效率低。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种新型柴油机用后处理尿素混合器，使得尿素和废气在混合腔内部充分反应，有利于尿素的雾化热解和水解，有利于尿素结晶的吹扫。

本发明所采用的技术方案如下：一种新型柴油机用后处理尿素混合器，包括内筒和外筒，外筒套设在内筒的外部，外筒内部布置环形板和圆板，内筒的一端外周面和外筒的内周面之间通过环形板相连，圆板的四周边缘和外筒的内周面相连，且圆板将内筒的另一端堵住，内筒的外周壁、外筒的内周壁、环形板以及圆板围合形成圆环形的混合腔，混合腔内部设有挡板，挡板的四周边缘分别和内筒、外筒、环形板、圆板相连，混合腔内部间隔布置多个混合交叉翅片，外筒上通过安装座安装喷嘴，喷嘴和混合腔连通，圆板上开通进气通口，内筒的筒壁上开设出气通口，喷嘴和进气通口均临近挡板的其中一侧布置，出气通口临近挡板的另一侧布置，内筒和外筒偏心设置，内筒偏离喷嘴的喷射端。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述进气通口包括扇形的通口一和多个通口二，通口一的其中一条直边缘在挡板所在平面上，多个通口二布置在通口一的另一条直边缘的一侧。

所述安装座固定在通口一所正对的混合腔区域处的外筒的筒壁上。

混合交叉翅片包括弧形的板体，板体上开设多个通孔，通孔的边缘固定有倾斜板一，倾斜板一向板体的外弧侧悬伸布置，倾斜板一和通孔的端面呈锐角夹角式布置，从喷嘴雾化喷出的尿素气体进入到混合腔后从混合交叉翅片的内弧侧穿过通孔、再经过出气通口流出至内筒中。

所述出气通口包括通口三和通口四，通口三和通口四相拼接形成角形的通口，通口三的一侧孔壁为圆板，通口三的另一侧孔壁和环形板间距布置，通口三的长度沿内筒的周向延长，通口三延长至临近挡板的另一侧，通口四的长度沿内筒的筒长方向延长，通口四长度方向上的一端和通口三拼接、另一端和环形板间距布置，通口四临近挡板的另一侧布置。

所述通口三的宽度大于通口四的宽度。

若干通口二的边缘固定有倾斜板二，倾斜板二向混合腔内部悬伸布置，倾斜板二和通口二的端面呈锐角夹角式布置，自喷嘴喷出的尿素冲击在倾斜板二的板面上。

所述多个混合交叉翅片沿着混合腔内部尿素流动的方向间隔布置，且相邻两个混合交叉翅片之间错位布置。

本发明的有益效果如下：废气从进气通口进入到混合腔内部，同时尿素从喷嘴喷入到混合腔内部，尿素雾化并和废气在混合腔内部反应，雾化后的尿素碰到混合交叉翅片时，能够进一步使得尿素撞击破碎，使得尿素和废气充分反应，尿素在混合腔内的行程较长，接近一周，有利于尿素的雾化热解和水解，尿素经过混合交叉翅片时，流通面积变小，使得流速变大，有利于尿素结晶的吹扫。

附图说明

图1是本发明的结构图。

图2、图3是图1的不同角度状态的结构图。

图4是图1去除外筒后的结构图。

图5是图4的另一角度状态的结构图。

图6是图4的部分结构图。

其中：10、内筒；11、通口三；12、通口四；20、外筒；30、环形板；40、圆板；41、通口一；42、通口二；50、挡板；61、板体；62、倾斜板一；70、安装座。

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1-6所示，本实施例的新型柴油机用后处理尿素混合器，包括内筒10和外筒20，外筒20套设在内筒10的外部，外筒20内部布置环形板30和圆板40，内筒10的一端外周面和外筒20的内周面之间通过环形板30相连，圆板40的四周边缘和外筒20的内周面相连，且圆板40将内筒10的另一端堵住，内筒10的外周壁、外筒20的内周壁、环形板30以及圆板40围合形成圆环形的混合腔，混合腔内部设有挡板50，挡板50的四周边缘分别和内筒10、外筒20、环形板30、圆板40相连，混合腔内部间隔布置多个混合交叉翅片，外筒20上通过安装座70安装喷嘴，喷嘴和混合腔连通，圆板40上开通进气通口，内筒10的筒壁上开设出气通口，喷嘴和进气通口均临近挡板50的其中一侧布置，出气通口临近挡板50的另一侧布置，内筒10和外筒20偏心设置，内筒10偏离喷嘴的喷射端。

进气通口包括扇形的通口一41和多个通口二42，通口一41的其中一条直边缘在挡板50所在平面上，多个通口二42布置在通口一41的另一条直边缘的一侧。其中进气通口设置多个，可以增加进气的面积，减小背压，起到气流导向作用，便于吹扫内筒10表面及混合交叉翅片上聚集的液膜状尿素。

安装座70固定在通口一41所正对的混合腔区域处的外筒20的筒壁上。

混合交叉翅片包括弧形的板体61，板体61上开设多个通孔，通孔的边缘固定有倾斜板一62，倾斜板一62向板体61的外弧侧悬伸布置，倾斜板一62和通孔的端面呈锐角夹角式布置，从喷嘴雾化喷出的尿素气体进入到混合腔后从混合交叉翅片的内弧侧穿过通孔、再经过出气通口流出至内筒10中。

出气通口包括通口三11和通口四12，通口三11和通口四12相拼接形成角形的通口，通口三11的一侧孔壁为圆板40，通口三11的另一侧孔壁和环形板30间距布置，通口三11的长度沿内筒10的周向延长，通口三11延长至临近挡板50的另一侧，通口四12的长度沿内筒10的筒长方向延长，通口四12长度方向上的一端和通口三11拼接、另一端和环形板30间距布置，通口四12临近挡板50的另一侧布置。

通口三11的宽度大于通口四12的宽度，使得气流优先从通孔三11排出，通孔三11靠近挡板40，能增加气流在内筒10里面的行程，多旋转一定内圈行程达到出气口，有利于提高SCR载体前的NH3分布均匀性。通口四12长度方向上的另一端和环形板30间距布置，即通口四12至环形板30未完全开通的优点，保证通口四12的少部分气流在内筒10内旋转一定的行程，不至于造成出气口的气流分布不均。

若干通口二42的边缘固定有倾斜板二，倾斜板二向混合腔内部悬伸布置，倾斜板二和通口二42的端面呈锐角夹角式布置，自喷嘴喷出的尿素冲击在倾斜板二的板面上，倾斜板二的设置可以阻挡尿素喷雾通过通口二42流出混合腔。

多个混合交叉翅片沿着混合腔内部尿素流动的方向间隔布置，且相邻两个混合交叉翅片之间错位布置。实际安装时，若其中一个混合交叉翅片的板体61安装在圆板40上，则相邻混合交叉翅片的板体61安装在环形板30上，以保证相邻两个混合交叉翅片之间错位布置，产生二次气流扰动，增强尿素雾化热解水解效果，安装时，最好保证所有板体61均不和内筒10、外筒20接触，避免热传导。

具体使用时，和圆板40临近的外筒20的端部作为进气端和柴油机颗粒捕捉再生器的出气端口连通，和环形板30临近的外筒20的端部作为出气端和SCR装置的进气端连通，废气从柴油机颗粒捕捉再生器流出进入到外筒20的进气端，废气从进气通口进入到混合腔内部，同时尿素从喷嘴喷入到混合腔内部，尿素雾化并和废气在混合腔内部反应，雾化后的尿素碰到混合交叉翅片时，能够进一步使得尿素撞击破碎，使得尿素和废气充分反应，尿素在混合腔内的行程较长，接近一周，有利于尿素的雾化热解和水解，尿素经过混合交叉翅片时，流通面积变小，使得流速变大，有利于尿素结晶的吹扫。

本申请中内筒10和外筒20偏心设置，内筒10偏离喷嘴的喷射端，保证尿素喷射混合腔有足够大的预混合的空间，同时避免因偏心过大，导致窄侧出气面积过小，影响气体流动，导致混合腔背压过大的问题。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (6)

1.一种新型柴油机用后处理尿素混合器，其特征在于：包括内筒（10）和外筒（20），外筒（20）套设在内筒（10）的外部，外筒（20）内部布置环形板（30）和圆板（40），内筒（10）的一端外周面和外筒（20）的内周面之间通过环形板（30）相连，圆板（40）的四周边缘和外筒（20）的内周面相连，且圆板（40）将内筒（10）的另一端堵住，内筒（10）的外周壁、外筒（20）的内周壁、环形板（30）以及圆板（40）围合形成圆环形的混合腔，混合腔内部设有挡板（50），挡板（50）的四周边缘分别和内筒（10）、外筒（20）、环形板（30）、圆板（40）相连，混合腔内部间隔布置多个混合交叉翅片，外筒（20）上通过安装座（70）安装喷嘴，喷嘴和混合腔连通，圆板（40）上开通进气通口，内筒（10）的筒壁上开设出气通口，喷嘴和进气通口均临近挡板（50）的其中一侧布置，出气通口临近挡板（50）的另一侧布置，内筒（10）和外筒（20）偏心设置，内筒（10）偏离喷嘴的喷射端；

所述进气通口包括扇形的通口一（41）和多个通口二（42），通口一（41）的其中一条直边缘在挡板（50）所在平面上，多个通口二（42）布置在通口一（41）的另一条直边缘的一侧；

所述多个混合交叉翅片沿着混合腔内部尿素流动的方向间隔布置，且相邻两个混合交叉翅片之间错位布置。

2.如权利要求1所述的新型柴油机用后处理尿素混合器，其特征在于：所述安装座（70）固定在通口一（41）所正对的混合腔区域处的外筒（20）的筒壁上。

3.如权利要求2所述的新型柴油机用后处理尿素混合器，其特征在于：混合交叉翅片包括弧形的板体（61），板体（61）上开设多个通孔，通孔的边缘固定有倾斜板一（62），倾斜板一（62）向板体（61）的外弧侧悬伸布置，倾斜板一（62）和通孔的端面呈锐角夹角式布置，从喷嘴雾化喷出的尿素气体进入到混合腔后从混合交叉翅片的内弧侧穿过通孔、再经过出气通口流出至内筒（10）中。

4.如权利要求3所述的新型柴油机用后处理尿素混合器，其特征在于：所述出气通口包括通口三（11）和通口四（12），通口三（11）和通口四（12）相拼接形成角形的通口，通口三（11）的一侧孔壁为圆板（40），通口三（11）的另一侧孔壁和环形板（30）间距布置，通口三（11）的长度沿内筒（10）的周向延长，通口三（11）延长至临近挡板（50）的另一侧，通口四（12）的长度沿内筒（10）的筒长方向延长，通口四（12）长度方向上的一端和通口三（11）拼接、另一端和环形板（30）间距布置，通口四（12）临近挡板（50）的另一侧布置。

5.如权利要求4所述的新型柴油机用后处理尿素混合器，其特征在于：所述通口三（11）的宽度大于通口四（12）的宽度。

6.如权利要求1所述的新型柴油机用后处理尿素混合器，其特征在于：若干通口二（42）的边缘固定有倾斜板二，倾斜板二向混合腔内部悬伸布置，倾斜板二和通口二（42）的端面呈锐角夹角式布置，自喷嘴喷出的尿素冲击在倾斜板二的板面上。

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