CN114278417B - 一种排气后处理尿素混合装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种排气后处理尿素混合装置，包括筒体，所述筒体中套设有锥形管；所述筒体上设置有旁通管，所述旁通管贯穿所述筒体和所述锥形管；所述旁通管一端连通所述锥形管，另一端用于安装喷嘴，通过所述喷嘴将尿素喷入所述锥形管内；所述旁通管上开设有多个小孔，所述小孔能够将所述筒体与所述锥形管之间的间隙与所述旁通管连通；所述锥形管一端安装有旋流叶轮，能够使进入所述锥形筒的气体产生旋流；另一端安装有扰流叶轮，气体从所述旋流叶轮端进入，从所述扰流叶轮端排出。该混合装置能够确保尿素能够均匀分布在SCR载体端面，使排气和氨气均匀混合，确保SCR能够高效稳定的工作。

Description

一种排气后处理尿素混合装置

技术领域

本发明涉及尾气后处理技术领域，尤其是一种排气后处理尿素混合装置。

背景技术

随着国家柴油车尾气污染物排放标准发展到欧六阶段，更加严格的排放标准对尾气污染物有了更加严格的定义。SCR（选择性催化还原转化器）技术已经成为国内各大主机厂的首选。SCR技术的原理是利用尿素分解产生的NH3，在催化剂的作用下，与NOX反应产生N2，从而减少排气中对的NOx，将尾气处理到满足欧六的排放标准。

混合器通常布置在SCR之前，DOC、DPF后端，即形成DOC-DPF-混合器-SCR串联的结构。排气从DOC→DPF→混合器→SCR然后排入大气中。混合器的主要作用是让排气和尿素颗粒均匀混合，将尿素喷嘴喷出的尿素水溶液破碎成更小的尿素颗粒，防止尿素水溶液结晶，同时将雾化的氨气均匀的带到SCR载体端面，提高SCR的转化效率。

现有的结构存在尿素容易结晶、氨气混合不均匀、混合器结构排气背压过大、混合器尺寸过大等问题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种排气后处理尿素混合装置，能够确保尿素能够均匀分布在SCR载体端面，使排气和氨气均匀混合，确保SCR能够高效稳定的工作。本发明采用的技术方案是：

一种排气后处理尿素混合装置，包括筒体，所述筒体中套设有锥形管，且所述筒体和所述锥形管两端均开口；

所述筒体的内径大于所述锥形管的外径，使得所述筒体与所述锥形管之间存在间隙；

所述筒体上设置有旁通管，所述旁通管贯穿所述筒体和所述锥形管；

所述旁通管一端连通所述锥形管，另一端用于安装喷嘴，通过所述喷嘴将尿素喷入所述锥形管内；

所述旁通管上开设有多个小孔，所述小孔能够将所述筒体与所述锥形管之间的间隙与所述旁通管连通；

所述锥形管一端安装有旋流叶轮，能够使进入所述锥形筒的气体产生旋流；另一端安装有扰流叶轮，气体从所述旋流叶轮端进入，从所述扰流叶轮端排出。

进一步地，所述锥形管从所述旋流叶轮的一端到所述扰流叶轮的一端直径逐渐增大。

进一步地，所述筒体内设置有支撑底座，所述支撑底座用于支撑套设在所述筒体中的所述锥形管。

更进一步地，所述支撑底座设置有第一开口，使得所述筒体与所述锥形管之间的间隙能够导入进气。

进一步地，所述筒体内设置有端盖，所述端盖设置有所述筒体与所述锥形管之间，用于阻挡所述筒体与所述锥形管之间的间隙中的气体流出。

更进一步地，所述端盖上开设有第二开口，部分气流能够从所述第二开口流出，吹扫由所述锥形筒流出并滴落到所述筒体上的尿素。

进一步地，所述旋流叶轮由多片旋流叶片绕同一圆心等间距布设，相邻两片所述旋流叶片之间留有旋流间隙，使得气流经过所述旋流间隙进入所述锥形管内部。

进一步地，所述扰流叶轮由多片扰流叶片绕同一圆心等间距布设，相邻两片所述扰流叶片之间留有扰流间隙，使得气流和尿素混合后经过所述扰流间隙流出。

进一步地，所述旁通管顶端设置有上端盖，所述上端盖用于安装喷嘴底座以及安装于所述喷嘴底座上的尿素喷嘴；所述旁通管底端设置有下端盖，通过所述下端盖将所述旁通管连接有所述锥形管的侧壁。

更进一步地，所述喷嘴底座上开设有通孔，所述尿素喷嘴通过所述通孔向所述旁通管内喷射尿素。

本发明的优点在于：

1） 该排气后处理尿素混合装置利用三通原理，使排气和尿素由不同区域进入，从而实行充分混合。

2） 该排气后处理尿素混合装置的旋流叶轮提供旋流作用，改善尿素和气流的混合，提高尿素分解的能力。

3） 该排气后处理尿素混合装置的扰流叶轮提升尿素破碎的效果，提升气流均匀性和氨混均匀性。

4） 该排气后处理尿素混合装置的锥形筒体外部有排气气流保温，保持筒体内的温度，降低结晶风险。

附图说明

图1为本发明实施例中的一种排气后处理尿素混合装置的侧视图。

图2为本发明实施例中的一种排气后处理尿素混合装置的爆炸图。

图3为本发明实施例中的一种排气后处理尿素混合装置支撑底座的结构示意图。

图4为本发明实施例中的一种排气后处理尿素混合装置端盖的结构示意图。

图5为本发明实施例中的一种排气后处理尿素混合装置旋流叶轮的结构示意图。

图6为本发明实施例中的一种排气后处理尿素混合装置扰流叶轮的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2所示，本发明实施例提出的一种排气后处理尿素混合装置，该装置用于排气处理封装总成中，该装置的上一级连接DOC-DPF载体组件段，后一级连接SCR载体段，并且该装置主要用于净化尾气中的NOx；如图1，排气气流从左侧流入该混合装置，经过混合装置内部，气流从右侧流出。该排气后处理尿素混合装置具体包括筒体3，所述筒体3中套设有锥形管6，且所述筒体3和所述锥形管6两端均开口；所述筒体3的内径大于所述锥形管6的外径，使得所述筒体3与所述锥形管6之间存在间隙；所述筒体3上设置有旁通管4，所述旁通管4贯穿所述筒体3和所述锥形管6；所述旁通管4一端连通所述锥形管6，另一端用于安装喷嘴，通过所述喷嘴将尿素喷入所述锥形管6内；所述旁通管4上开设有多个小孔4-1，所述小孔4-1能够将所述筒体3与所述锥形管6之间的间隙与所述旁通管4连通；所述锥形管6一端安装有旋流叶轮7，能够使进入所述锥形筒6的气体产生旋流；另一端安装有扰流叶轮10，所述扰流叶轮10能够提升尿素破碎的效果，提升气流均匀性和氨混均匀性，提升产品的性能；气体从所述旋流叶轮7端进入，从所述扰流叶轮10端排出。

具体的，所述锥形管6从所述旋流叶轮7的一端到所述扰流叶轮10的一端直径逐渐增大。

具体的，如图2和图3所示，所述筒体3内设置有支撑底座8，所述支撑底座8用于支撑套设在所述筒体3中的所述锥形管6，且所述支撑底座8设置有第一开口8-1，使得所述筒体3与所述锥形管6之间的间隙能够导入进气。气流进入到混合器内部后，部分气流经过所述第一开口8-1，填充到所述锥形管6的外部和所述筒体3的内部的空隙中，该部分气流能够对所述锥形筒6起到保温作用，这样可以有效降低所述锥形筒6内部的尿素结晶风险。

具体的，如图2和图4所示，所述筒体3内设置有端盖9，所述端盖9设置有所述筒体3与所述锥形管6之间，用于阻挡所述筒体3与所述锥形管6之间的间隙中的气体流出，且所述端盖9上开设有第二开口9-1，部分气流能够从所述第二开口9-1流出，吹扫由所述锥形筒6流出并滴落到所述筒体3上的尿素，防止尿素在此处长期堆积并产生结晶。

具体的，如图2和图5所示，所述旋流叶轮7由多片旋流叶片7-1绕同一圆心等间距布设，相邻两片所述旋流叶片7-1之间留有旋流间隙7-2，使得气流经过所述旋流间隙7-2进入所述锥形管6内部。

具体的，如图2和图6所示，所述扰流叶轮10由多片扰流叶片10-1绕同一圆心等间距布设，相邻两片所述扰流叶片10-1之间留有扰流间隙10-2，使得气流和尿素混合后经过所述扰流间隙10-2流出，所述扰流叶轮10能够提升尿素破碎的效果，提升气流均匀性和氨混均匀性，提升产品的性能。

具体的，请继续参阅图1和图2，所述旁通管4顶端设置有上端盖2，所述上端盖2用于安装喷嘴底座1以及安装于所述喷嘴底座1上的尿素喷嘴；所述旁通管4底端设置有下端盖5，通过所述下端盖5将所述旁通管4连接有所述锥形管6的侧壁。

具体的，所述喷嘴底座1上开设有通孔1-1，所述尿素喷嘴通过所述通孔1-1向所述旁通管4内喷射尿素，并开始发生热解反应，在尿素进入到所述旁通管（4）内部开始，尿素就不断蒸发，发生热解反应，尿素颗粒逐渐变小。

使用时，排气经过前一级结构DOC-DPF载体组件后，由左侧流入该混合装置，排气气流首先进入筒体3的内部，然后多数气流由旋流叶轮7的旋流间隙7-2进入锥形管6的内部，旋流叶轮7的多片旋流叶片7-1能够起到旋转气流的作用；其中小部分气流通过旁通管4上的多个小孔4-1进入旁通管4的内部，此时尿素通过喷嘴底座1中间的通孔1-1，喷射进入到旁通管4的内部，并开始发生热解反应，在尿素进入到旁通管4内部开始，尿素就不断蒸发，发生热解反应，尿素颗粒逐渐变小；然后，更小颗粒的尿素颗粒进入到锥形管6的内部，在锥形管6的内部，排气主气流和尿素颗粒混合器，进一步促进尿素蒸发和热解生成氨气；接着，尿素和排气的混合的气体，经过扰流叶轮10的扰流间隙10-2流出，并且在扰流叶轮10多片扰流叶片10-1的作用下，尿素颗粒和气流的混合更加充分，旋转气流能够增加尿素热解的时间，充分提高热解的效率，提升氨混效果，降低尿素在此处产生结晶的风险。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种排气后处理尿素混合装置，其特征在于，包括筒体（3），所述筒体（3）中套设有锥形管（6），且所述筒体（3）和所述锥形管（6）两端均开口；

所述筒体（3）的内径大于所述锥形管（6）的外径，使得所述筒体（3）与所述锥形管（6）之间存在间隙；

所述筒体（3）上设置有旁通管（4），所述旁通管（4）贯穿所述筒体（3）和所述锥形管（6）；

所述旁通管（4）一端连通所述锥形管（6），另一端用于安装喷嘴，通过所述喷嘴将尿素喷入所述锥形管（6）内；

所述旁通管（4）上开设有多个小孔（4-1），所述小孔（4-1）能够将所述筒体（3）与所述锥形管（6）之间的间隙与所述旁通管（4）连通；

所述锥形管（6）一端安装有旋流叶轮（7），能够使进入所述锥形管 （6）的气体产生旋流；另一端安装有扰流叶轮（10），气体从所述旋流叶轮（7）端进入，从所述扰流叶轮（10）端排出；

所述扰流叶轮（10）由多片扰流叶片（10-1）绕同一圆心等间距布设，相邻两片所述扰流叶片（10-1）之间留有扰流间隙（10-2），使得气流和尿素混合后经过所述扰流间隙（10-2）流出。

2.如权利要求1所述的一种排气后处理尿素混合装置，其特征在于，

所述锥形管（6）从所述旋流叶轮（7）的一端到所述扰流叶轮（10）的一端直径逐渐增大。

3.如权利要求1所述的一种排气后处理尿素混合装置，其特征在于，

所述筒体（3）内设置有支撑底座（8），所述支撑底座（8）用于支撑套设在所述筒体（3）中的所述锥形管（6）。

4.如权利要求3所述的一种排气后处理尿素混合装置，其特征在于，

所述支撑底座（8）设置有第一开口（8-1），使得所述筒体（3）与所述锥形管（6）之间的间隙能够导入进气。

5.如权利要求1所述的一种排气后处理尿素混合装置，其特征在于，

所述筒体（3）内设置有端盖（9），所述端盖（9）设置于 所述筒体（3）与所述锥形管（6）之间，用于阻挡所述筒体（3）与所述锥形管（6）之间的间隙中的气体流出。

6.如权利要求5所述的一种排气后处理尿素混合装置，其特征在于，

所述端盖（9）上开设有第二开口（9-1），部分气流能够从所述第二开口（9-1）流出，吹扫由所述锥形管 （6）流出并滴落到所述筒体（3）上的尿素。

7.如权利要求1所述的一种排气后处理尿素混合装置，其特征在于，

所述旋流叶轮（7）由多片旋流叶片（7-1）绕同一圆心等间距布设，相邻两片所述旋流叶片（7-1）之间留有旋流间隙（7-2），使得气流经过所述旋流间隙（7-2）进入所述锥形管（6）内部。

8.如权利要求1所述的一种排气后处理尿素混合装置，其特征在于，

所述旁通管（4）顶端设置有上端盖（2），所述上端盖（2）用于安装喷嘴底座（1）以及安装于所述喷嘴底座（1）上的尿素喷嘴；所述旁通管（4）底端设置有下端盖（5），通过所述下端盖（5）将所述旁通管（4）连接于 所述锥形管（6）的侧壁。

9.如权利要求8所述的一种排气后处理尿素混合装置，其特征在于，

所述喷嘴底座（1）上开设有通孔（1-1），所述尿素喷嘴通过所述通孔（1-1）向所述旁通管（4）内喷射尿素。

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