CN114320540B - 一种回流式后处理混合器装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种回流式后处理混合器装置，其包括进气腔室、收缩腔室和扩散腔室，所述进气腔室设置于所述收缩腔室的上游，所述收缩腔室设置于所述扩散腔室的上游，所述进气腔室的体积大于所述收缩腔室的体积，所述扩散腔室的体积大于所述收缩腔室的体积，所述扩散腔室的靠近进气腔室的一侧内壁上设置有用于形成涡流的排气口结构，混合气体由进气口进入进气腔室的方向与混合气体由排气口结构流出扩散腔室的方向相反，由排气口结构流出扩散腔室的混合气体沿所述扩散腔室的外周壁绕流后流向下游。本发明通过腔体造型变化，实现气流在混合器内部收缩、扩放、反向旋流、绕流设计，实现尿素与排气均匀混合和预防尿素速结晶的目的。

Description

一种回流式后处理混合器装置

技术领域

本发明公开了一种混合器装置，属于混合器技术领域，具体公开了一种回流式后处理混合器装置。

背景技术

随着社会的发展，国家对柴油机的排放要求越来越高，国VI/欧VI柴油机后处理装置通用采用CH喷射加DOC加DPF加SCR的技术路线。其中，SCR技术是消除柴油机排气中氮氧化物的主要后处理技术，用来将柴油机排气中的主要有害成分氮氧化物还原为氮气和水。SCR技术是消除柴油机排气中氮氧化物的主要后处理技术之一。根据功能主要分为控制单元、尿素剂量单元和催化反应单元三部分；SCR系统的控制单元与发动机的控制单元(ECU)集成在一起，主要是用来执行SCR控制策略，并根据环境温度、排气温度、尿素液位、尿素温度、尿素压力传感器信号控制尿素剂量单元，根据需求定时定量地将尿素溶液喷射到排气气流中；尿素剂量单元主要包括尿素箱、尿素供给单元、尿素喷射单元、加热组件及连接管路和线路，保证尿素溶液的充分雾化和分解；催化反应单元主要包括SCR催化剂、载体及其封装，用来将柴油机排气中的主要有害成分氮氧化物还原为氮气和水。由喷嘴喷出的尿素水溶液水解生成氨气的过程中，会发生一系列复杂的化学反应。化学反应过程中会生成多种中间产物，如缩二脲、三聚氰酸等。而附着在SCR催化消声器的进气混合管路，尤其是尿素喷射落点的尿素结晶在高温下会缩合成缩二脲、三聚氰酸，甚至会生成三聚氰胺等，形成结石。在更高温度下也会发生分解，但上述中间产物分解的速度如果小于形成的速度，则结石就会不断积累，这样就大大增加了尿素水溶液碰壁的几率，加速了结晶形成。

SCR装置工作时，排气从增压器涡轮流出后进入排气管中，由安装在排气管上的尿素喷射单元将定量的尿素水溶液以雾状形态喷入排气管中，尿素液滴在高温废气作用下发生水解和热解反应。为了提高混合的均匀性，SCR装置内部需要设置用于混合排气及尿素水溶液的混合装置。目前，在混合装置的混合腔的底部气流速度降低，容易形成尿素结晶，使柴油机容易出现后处理结晶故障，使得混合气中的尿素溶液的含量与设定值不一致。因此，如何避免混合装置的混合腔的底部气流速度降低，避免混合腔的底部形成尿素结晶，降低柴油机后处理结晶引起的故障率，保证混合气中的尿素溶液的含量，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

针对上述技术问题，中国实用新型专利CN205370704U的说明书中公开了一种SCR进气混合器，其包括圆柱形的管体，管体包括进气外层管、进气内层管和过渡连接板，进气外层管通过过渡连接板连接进气内层管，进气内层管的直径小于70mm，过渡连接板延伸到进气内层管内部构成封闭结构，过渡连接板和进气内层管均为防止尿素凝结的不规则形状，其工作原理如下：该SCR进气混合器主要由进气外层管、进气内层管和过渡连接板三部分组成。其中进气内层管是一个不规则形状的管路，管路由一个规则的管体加工而成。管体上面的位置(即进气端)根据远离尿素喷嘴的一侧进行确定，确定原则为确保尿素喷嘴喷出的尿素水溶液完全进入到进气内层管即可。同时在进气内层管的直径方向200°范围内从上到下开有通孔，使得混合后的气体流出。靠近尿素喷嘴一侧，以管体确定好的进气端为起点，向下切割去掉直径方向150°范围的管路，切割高度为确保尿素喷嘴喷出的尿素水溶液不能碰到进气内层管。进气内层管的底部开有四个方形槽，以防止进气内层管底部形成流动死区。其次根据确定好的进气内层管高度进行过渡连接板的设计，过渡连接板设计的原则是将进气内层管与进气外层管充分、可靠的进行连接，保证气体最终且唯一的流向为进气内层管上开的通孔，以便提高尾气的混合均匀性，加大SCR催化消声器的催化转化效率。该技术方案虽然可以加大了SCR箱的转化效率、提高了排放尾气与尿素溶液的混合均匀性，但是其存在如下技术缺陷：筒式后处理器均平置布置，当筒式后处理器数值布置时，当尿素喷雾和混合器撞壁形成壁膜时，壁膜将在重量作用下下落并聚集，形成尿素结晶，因此上述筒式后处理器不能适应于竖直布置筒式后处理器。

进一步的，中国发明专利CN107530655B的说明书中公开了一种用于车辆排气系统的混合器，其包括混合器本体，该混合器本体限定了混合器中央轴线、并且具有入口和出口，该入口被配置成用于接收发动机排放气体。该混合器进一步包括：被定位在该混合器本体内的上游挡板；以及被在该混合器本体内定位成在沿着该混合器中央轴线的方向上与该上游挡板间隔开的下游挡板。配量给送器限定了配量给送器轴线并且被定位成用于将还原剂喷洒到该上游挡板与该下游挡板之间的区域中，使得还原剂与排放气体的混合物离开该出口。该混合物在离开该出口之前移动穿过至少360度的旋转流动路径。该发明公开的紧凑混合器允许300度上至480度或更大度数的流动旋转，以增大混合性能和DEF转化。另外，这种改善的性能是在不增大混合器的轴向长度并且另外不会不利地影响背压的情况下提供的。例如，在具有7与10英寸之间的总体长度的混合器内提供这个显著旋转量。但是其存在如下技术缺陷：筒式后处理器均平置布置，当筒式后处理器数值布置时，当尿素喷雾和混合器撞壁形成壁膜时，壁膜将在重量作用下下落并聚集，形成尿素结晶，因此上述筒式后处理器不能适应于竖直布置筒式后处理器。

进一步的，中国发明专利CN110578581A的说明书中还公开了一种进气混合装置，包括壳体，所述壳体内设置有进气整流板，所述进气整流板靠近进气端的一侧设置有进气挡板，所述进气整流板靠近出气端的一侧设置有进气旋流板；所述进气挡板和所述进气整流板之间形成混合腔，所述进气整流板与所述进气旋流板之间形成导流腔，所述混合腔和导流腔之间设置有导气通道；所述混合腔的上部空间大于所述混合腔的下部空间。该发明的进气混合装置能够避免了混合装置的混合腔的底部气流速度降低，防止了混合腔的底部形成尿素结晶，降低了柴油机后处理结晶引起的故障率，保证了混合气中的尿素溶液的含量。但是其存在如下技术缺陷：筒式后处理器均平置布置，当筒式后处理器数值布置时，当尿素喷雾和混合器撞壁形成壁膜时，壁膜将在重量作用下下落并聚集，形成尿素结晶，因此上述筒式后处理器不能适应于竖直布置筒式后处理器。

进一步的，中国发明专利CN105464764B的说明书中还公开了一种用于排气设施的混合器及SCR系统。该用于排气设施的混合器包括：气体旋流器和液体分散器；所述气体旋流器的形状为壳体，所述气体旋流器包括进气口，所述气体旋流器在与所述进气方向垂直的方向设有相对的第一孔和第二孔；所述液体分散器的一端穿过所述第二孔与所述气体旋流器垂直连接；所述气体旋流器的第一孔用于导入由喷嘴喷出的还原剂；所述液体分散器设有至少一个影响气体流向的叶片，所述叶片位于所述气体旋流器的内部；所述液体分散器设有多个通孔，所述通孔位于所述气体旋流器的外部，用于分散由气体旋流器导入的还原剂。该发明使还原剂分布均匀，避免结晶，提高了选择性催化还原反应的效率。但是其存在如下技术缺陷：筒式后处理器均平置布置，当筒式后处理器数值布置时，当尿素喷雾和混合器撞壁形成壁膜时，壁膜将在重量作用下下落并聚集，形成尿素结晶，因此上述筒式后处理器不能适应于竖直布置筒式后处理器。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种回流式后处理混合器装置，其通过腔体造型变化，实现气流在混合器内部收缩、扩放、反向旋流、绕流设计，实现尿素与排气均匀混合和预防尿素速结晶的目的。

本发明公开了一种回流式后处理混合器装置，其包括进气腔室、收缩腔室和扩散腔室，所述进气腔室设置于所述收缩腔室的上游，所述收缩腔室设置于所述扩散腔室的上游，所述进气腔室的体积大于所述收缩腔室的体积，所述扩散腔室的体积大于所述收缩腔室的体积，所述扩散腔室的靠近进气腔室的一侧内壁上设置有用于形成涡流的排气口结构，混合气体由进气口进入进气腔室的方向与混合气体由排气口结构流出扩散腔室的方向相反，由排气口结构流出扩散腔室的混合气体沿所述扩散腔室的外周壁绕流后流向下游。

在本发明的一种优选实施方案中，所述排气口结构包括四组旋转对称布置的阵列排气结构，每组阵列排气结构包括多个排气方孔，多个排气方孔呈等边直角三角形阵列布置，每个排气方孔上设置有与排气方孔呈一定倾角的旋流板。

在本发明的一种优选实施方案中，第一象限内的阵列排气结构和第三象限内的阵列排气结构相对于所述排气口结构的旋转对称中心镜像设置，第二象限内的阵列排气结构和第四象限内的阵列排气结构相对于所述排气口结构的旋转对称中心镜像设置，第一象限内的阵列排气结构绕所述排气口结构的旋转对称中心旋转90°与第二象限内的阵列排气结构重合。

在本发明的一种优选实施方案中，第一象限内的阵列排气结构与第二象限内的阵列排气结构的旋转对称轴与所述扩散腔室的中心轴平行，第二象限内的阵列排气结构与第三象限内的阵列排气结构的旋转对称轴与所述扩散腔室的中心轴垂直。

在本发明的一种优选实施方案中，所述旋流板相对于所述排气方孔的倾角的角度为3°-30°。

在本发明的一种优选实施方案中，所述进气腔室包括用于连接管道的插接壳体段和用于将混合气体导入所述收缩腔室的导流壳体段。

在本发明的一种优选实施方案中，所述插接壳体段与管道之间密封连接。

在本发明的一种优选实施方案中，所述导流壳体段为圆拱形，圆拱的中心与收缩腔室的中轴线位于同一侧。

在本发明的一种优选实施方案中，所述收缩腔室包括圆柱壳体段，所述圆柱壳体段的中心轴线与所述进气腔室的中心轴线垂直或相交，所述圆柱壳体段的中心轴线与所述扩散腔室的中心轴线共线。

在本发明的一种优选实施方案中，所述扩散腔室的截面形状为扇形，扇形的半径与管道的半径相对应。

在本发明的一种优选实施方案中，所述混合气体为尿素和空气。

本发明的有益效果是：本发明具有结构简单、易加工成型、成本低、混合距离短、重量轻的优点，其采用如下技术方案包括进气腔室、收缩腔室和扩散腔室，进气腔室设置于收缩腔室的上游，收缩腔室设置于扩散腔室的上游，进气腔室的体积大于收缩腔室的体积，扩散腔室的体积大于收缩腔室的体积，扩散腔室的靠近进气腔室的一侧内壁上设置有用于形成涡流的排气口结构，混合气体由进气口进入进气腔室的方向与混合气体由排气口结构流出扩散腔室的方向相反，由排气口结构流出扩散腔室的混合气体沿扩散腔室的外周壁绕流后流向下游；从而实现了对混合气体的收缩、扩放、反向旋流、绕流，有效地促进混合气体内尿素与排气均匀混合，达成混合均匀性的目标；通过使气流反向流动，气流绕行混合器两侧，排气提升了混合器扇形板的温度，避免混合器内部温度低造成尿素结晶产生；

进一步，本发明通过进气腔室、收缩腔室和扩散腔室的设置，有效地提升排气的流速，排气速度的提升有助于尿素的破碎，形成较小尿素颗粒，从而有效地预防尿素结晶；

进一步的，本发明的排气口结构采用如下技术方案：包括四组旋转对称布置的阵列排气结构，每组阵列排气结构包括多个排气方孔，多个排气方孔呈等边直角三角形阵列布置，每个排气方孔上设置有与排气方孔呈一定倾角的旋流板，第一象限内的阵列排气结构和第三象限内的阵列排气结构相对于排气口结构的旋转对称中心镜像设置，第二象限内的阵列排气结构和第四象限内的阵列排气结构相对于排气口结构的旋转对称中心镜像设置，第一象限内的阵列排气结构绕排气口结构的旋转对称中心旋转90°与第二象限内的阵列排气结构重合，第一象限内的阵列排气结构与第二象限内的阵列排气结构的旋转对称轴与扩散腔室的中心轴平行，第二象限内的阵列排气结构与第三象限内的阵列排气结构的旋转对称轴与扩散腔室的中心轴垂直；该技术方案能够保证混合气体(尿素与空气)混合组分从旋流板出来后，流经扩散壳体两侧，形成大涡流，促进混合均匀性，排气从旋流板出来后，绕流至扩散腔壳体两侧，有助于提高扩散腔壳体的温度，避免尿素附着在混合器内部形成结晶；

进一步的，本发明的旋流板相对于排气方孔的倾角可以根据需要合理选取，从而有效地控制大涡流的流速，提高本发明的通用性；

进一步的，本发明的进气腔室采用如下设计：其包括用于连接管道的插接壳体段和用于将混合气体导入收缩腔室的导流壳体段，插接壳体段与管道之间密封连接，导流壳体段为圆拱形，圆拱的中心与收缩腔室的中轴线位于同一侧；该技术方案不仅能够有效地避免管道上游混合气体流窜至管道下游，而且可以增加混合气体由管道流入收缩腔室的时长，从而使得混合气体(尿素和空气)更加充分的接触混合；

进一步的，本发明的导流壳体段为圆拱形，圆拱的中心与收缩腔室的中轴线位于同一侧，收缩腔室包括圆柱壳体段，圆柱壳体段的中心轴线与进气腔室的中心轴线垂直或相交，圆柱壳体段的中心轴线与扩散腔室的中心轴线共线，其能够促进气流的收缩，使气流全部通过混合器中间喉口位置，从而有效地提升排气的流速，排气速度的提升有助于尿素的破碎，形成较小尿素颗粒；

进一步的，本发明的扩散腔室的截面形状为扇形，扇形的半径与管道的半径相对应，扇形扩散壳体有利于排气与尿素在腔内混合。

附图说明

图1是本发明一种回流式后处理混合器装置的示意图；

图2是本发明一种回流式后处理混合器装置的安装于管道内的示意图；

图3是本发明一种回流式后处理混合器装置的主视图；

图4是本发明一种回流式后处理混合器装置的剖视图；

图5是本发明一种回流式后处理混合器装置的阵列排气结构示意图；

图6是本发明一种回流式后处理混合器装置的阵列排气结构轴测视图；

图中：1-进气腔室；2-收缩腔室；3-扩散腔室；4-排气口结构；11-插接壳体段；12-导流壳体段；21-圆柱壳体段；41-阵列排气结构；42-排气方孔；43-旋流板；A-管道；B-尿素喷嘴。

具体实施方式

下面通过附图以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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申请和简化描述，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申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，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申请中的具体含义。

进一步的，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明公开了一种回流式后处理混合器装置，其采用板材一次性注塑或者拉延成形，通过腔体造型变化，能够实现混合气体(尿素和空气)在腔体内部收缩、扩放、反向旋流、绕流设计，实现尿素与排气均匀混合和预防尿素速结晶的目的，其包括进气腔室1、收缩腔室2和扩散腔室3，进气腔室1、收缩腔室2和扩散腔室3在空间上由上至下依次布置，进气腔室1连通管道上游，混合气体(尿素+排气)由进气腔室1流入，扩散腔室3连通管道下游，混合气体(尿素+排气)由扩散腔室3流入下游管道，收缩腔室2连通进气腔室1和扩散腔室3，使得混合气体(尿素+排气)首先由进气腔室1向下流入收缩腔室2后、再向下流入扩散腔室3，进气腔室1设置于收缩腔室2的上游，收缩腔室2设置于扩散腔室3的上游，进气腔室1的体积大于收缩腔室2的体积，扩散腔室3的体积大于收缩腔室2的体积，进气腔室1的体积与收缩腔室2的体积之间不做限定，根据需要合理设计，扩散腔室3的靠近进气腔室1的一侧内壁上设置有用于形成涡流的排气口结构4，即排气口结构4位于上游侧的内壁上，混合气体(尿素+排气)由进气口进入进气腔室1的方向与混合气体(尿素+排气)由排气口结构4流出扩散腔室3的方向相反，由排气口结构4流出扩散腔室3的混合气体(尿素+排气)沿扩散腔室3的外周壁绕流后流向下游，通过使用本发明装置，混合气体(尿素+排气)的流向可以概括如下：混合气体(尿素+排气)经过本发明时，混合气体(尿素+排气)竖直向下流入收缩腔室2使气流全部通过混合器中间喉口位置；混合气体(尿素+排气)通过收缩腔室2后，竖直向下流向扇形的扩散腔室3，混合气体(尿素+排气)在扩散腔室3的内部扇形扩散；混合气体(尿素+排气)经过扩散腔室3上的有带角度的旋流板流出扩散腔室3后，混合气体(尿素+排气)绕经扩散腔室3的两侧外壁流向管道下游。

在本发明的一种优选实施方案中，排气口结构4包括四组旋转对称布置的阵列排气结构41，四组旋转对称布置的阵列排气结构41构成一正方形阵列结构，每组阵列排气结构41包括多个排气方孔42，多个排气方孔42呈等边直角三角形阵列布置，如附图所示，其共包括5行4列，第一行设置由1个排气方孔42，第二行设置由2个排气方孔42，第三行设置有3个排气方孔42，第四行设置由4个排气方孔42，第五行设置由5个排气方孔42，排气方孔42之间的行距和列距均相对应，每个排气方孔42上设置有与排气方孔42呈一定倾角的旋流板43，旋流板43的存在能够使得扩散腔室3流出时形成旋转气流，使得混合气体(尿素+排气)绕行到扇形板两侧，形成对撞气流，促进尿素混合，促进尿素混合均匀性提升，达成混合均匀性的目标。

在本发明的一种优选实施方案中，四组旋转对称布置的阵列排气结构41分别对应四个象限，第一象限内的阵列排气结构41和第三象限内的阵列排气结构41相对于排气口结构4的旋转对称中心镜像设置，第二象限内的阵列排气结构41和第四象限内的阵列排气结构41相对于排气口结构4的旋转对称中心镜像设置，第一象限内的阵列排气结构41绕排气口结构4的旋转对称中心旋转90°与第二象限内的阵列排气结构41重合，第二象限内的阵列排气结构41绕排气口结构4的旋转对称中心旋转90°与第三象限内的阵列排气结构41重合，第三象限内的阵列排气结构41绕排气口结构4的旋转对称中心旋转90°与第四象限内的阵列排气结构41重合，第四象限内的阵列排气结构41绕排气口结构4的旋转对称中心旋转90°与第一象限内的阵列排气结构41重合。

在本发明的一种优选实施方案中，第一象限内的阵列排气结构41与第二象限内的阵列排气结构41的旋转对称轴与扩散腔室3的中心轴平行，第二象限内的阵列排气结构41与第三象限内的阵列排气结构41的旋转对称轴与扩散腔室3的中心轴垂直。

在本发明的一种优选实施方案中，由扩散腔室3内侧向外侧看去，混合气体(尿素+排气)在旋流板43作用下逆时针旋转。

在本发明的一种优选实施方案中，旋流板43相对于排气方孔42的倾角的角度为3°-30°，该角度可以根据需要选取。

在本发明的一种优选实施方案中，为了便于本发明的成形，可以将排气口结构4单独制造，即将其制作成一个圆盘形的标准化结构，该结构能够与扩散腔室3焊接或者胶接。

在本发明的一种优选实施方案中，进气腔室1包括用于连接管道的插接壳体段11和用于将混合气体导入收缩腔室2的导流壳体段12，插接壳体段11的外形与管道的形状相对应，为了使管道内的得混合气体(尿素+排气)更利于流入导流壳体段12，可以将插接壳体段11设计为弧形，即插接壳体段11与扩散腔室3构成类似于手枪的扳机状。

在本发明的一种优选实施方案中，插接壳体段11与管道之间密封连接，即插接壳体段11能够将管道一分为二：上游管道和下游管道，上游管道和下游管道之间仅通过进气腔室1、收缩腔室2和扩散腔室3连通，即混合气体(尿素+排气)无法在不通过本发明的前提下由上游管道流入下游管道；下游管道与扩散腔室3之间仅通过排气方孔42连通，即扩散腔室3内的混合气体(尿素+排气)无法在不经过排气方孔42的前提下直接连通下游管道。

在本发明的一种优选实施方案中，导流壳体段12为圆拱形，圆拱的中心与收缩腔室2的中轴线位于同一侧，混合气体(尿素+排气)在圆拱形的导流壳体段12作用下能够更为平缓的流入收缩腔室2。

在本发明的一种优选实施方案中，收缩腔室2包括圆柱壳体段21，圆柱壳体段21的水平面积小于导流壳体段12的水平投影，圆柱壳体段21的中心轴线与进气腔室1的中心轴线垂直或相交，圆柱壳体段21的中心轴线与扩散腔室3的中心轴线共线。

在本发明的一种优选实施方案中，扩散腔室3的截面形状为扇形，即扩散腔室3在竖直平面的投影为扇形，扇形的半径与管道的半径相对应，这样才可以保证扩散腔室3与管道之间的密封，避免扩散腔室3内的混合气体(尿素+排气)在不经过排气方孔42的前提下直接扩散至下游管道，从而无法实现混合气体(尿素+排气)的绕流。

本发明通过收缩、扩放、反向旋流、绕流设计促进尿素与排气均匀混合，达成混合均匀性的目标；通过使气流反向流动，气流绕行混合器两侧，排气提升了混合器扇形板的温度，避免混合器内部温度低造成尿素结晶产生。其具有以下优点：

1.混合均匀：通过收缩，提升排气的流速，排气速度的提升有助于尿素的破碎，形成较小尿素颗粒；扇形扩散壳体有利于排气与尿素在腔内混合；旋流板形成旋流，促进尿素与排气混合；尿素与排气混合组分从旋流板出来后，流经扩散壳体两侧，形成大涡流，促进混合均匀性。

2.预防尿素结晶：通过收缩，提升排气的流速，排气速度的提升有助于尿素的破碎，形成较小尿素颗粒，可以预防尿素结晶；排气从旋流板出来后，绕流至扩散腔壳体两侧，有助于提高扩散腔壳体的温度，避免尿素附着在混合器内部形成结晶

3.本发明采用收口+扇形扩散的技术方案，通过此种技术方案可以在收口位置提上排气速度，在扇形区域降低排气速度，利用喷射引流的方式，促进排气与尿素均匀混合；

4.本发明采用气流经过扇形旋流板的技术方案，逆主气流流动的方式，增加了气流混合距离，促进了混合均匀性；

5.本发明采用气流绕行扇形板两侧的技术方案，起到促进尿素与排气均匀混合、加热扇形板的目的，加热扇形板有助于解决尿素结晶问题。

本发明可以适用于各种类型的车辆，其安装在在车辆DPF至SCR之间的连接腔中设计混合器，并通过收缩、扩放、反向旋流、绕流设计促进尿素与排气均匀混合，达成混合均匀性的目标；通过使气流反向流动，气流绕行混合器两侧，排气提升了混合器扇形板的温度，避免混合器内部温度低造成尿素结晶产生，从而有效地提高了车辆的工作性能。

本领域技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不以限制本发明，凡在本发明的精神和原则下所做的任何修改、组合、替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种回流式后处理混合器装置，其特征在于：包括进气腔室（1）、收缩腔室（2）和扩散腔室（3），所述进气腔室（1）设置于所述收缩腔室（2）的上游，所述收缩腔室（2）设置于所述扩散腔室（3）的上游，所述进气腔室（1）的体积大于所述收缩腔室（2）的体积，所述扩散腔室（3）的体积大于所述收缩腔室（2）的体积，所述扩散腔室（3）的靠近进气腔室（1）的一侧内壁上设置有用于形成涡流的排气口结构（4），混合气体由进气口进入进气腔室（1）的方向与混合气体由排气口结构（4）流出扩散腔室（3）的方向相反，由排气口结构（4）流出扩散腔室（3）的混合气体沿所述扩散腔室（3）的外周壁绕流后流向下游，混合气体竖直向下流入收缩腔室（2）使气流全部通过混合器中间喉口位置；混合气体通过收缩腔室（2）后，竖直向下流向扇形的扩散腔室（3），混合气体在扩散腔室（3）的内部扇形扩散；混合气体经过扩散腔室（3）上的有带角度的旋流板流出扩散腔室（3）后，混合气体绕经扩散腔室（3）的两侧外壁流向管道下游；所述进气腔室（1）包括用于连接管道的插接壳体段（11）和用于将混合气体导入所述收缩腔室（2）的导流壳体段（12）；导流壳体段（12）为圆拱形，圆拱的中心与收缩腔室（2）的中轴线位于同一侧，混合气体在圆拱形的导流壳体段（12）作用下能够更为平缓的流入收缩腔室（2）；所述收缩腔室（2）包括圆柱壳体段，所述圆柱壳体段的中心轴线与所述进气腔室（1）的中心轴线垂直或相交，所述圆柱壳体段的中心轴线与所述扩散腔室（3）的中心轴线共线，圆柱壳体段的水平面积小于导流壳体段（12）的水平投影；所述扩散腔室（3）的截面形状为扇形，扇形的半径与管道的半径相对应；插接壳体段（11）与扩散腔室（3）构成类似于手枪的扳机状；插接壳体段（11）与管道之间密封连接，即插接壳体段（11）能够将管道一分为二：上游管道和下游管道，上游管道和下游管道之间仅通过进气腔室（1）、收缩腔室（2）和扩散腔室（3）连通，即混合气体无法在不通过回流式后处理混合器装置的前提下由上游管道流入下游管道；下游管道与扩散腔室（3）之间仅通过排气方孔（42）连通，即扩散腔室（3）内的混合气体无法在不经过排气方孔（42）的前提下直接连通下游管道。

2.根据权利要求1所述的回流式后处理混合器装置，其特征在于：所述排气口结构（4）包括四组旋转对称布置的阵列排气结构（41），每组阵列排气结构（41）包括多个排气方孔（42），多个排气方孔（42）呈等边直角三角形阵列布置，每个排气方孔（42）上设置有与排气方孔（42）呈一定倾角的旋流板（43）。

3.根据权利要求2所述的回流式后处理混合器装置，其特征在于：第一象限内的阵列排气结构（41）和第三象限内的阵列排气结构（41）相对于所述排气口结构（4）的旋转对称中心镜像设置，第二象限内的阵列排气结构（41）和第四象限内的阵列排气结构（41）相对于所述排气口结构（4）的旋转对称中心镜像设置，第一象限内的阵列排气结构（41）绕所述排气口结构（4）的旋转对称中心旋转90°与第二象限内的阵列排气结构（41）重合。

4.根据权利要求2所述的回流式后处理混合器装置，其特征在于：第一象限内的阵列排气结构（41）与第二象限内的阵列排气结构（41）的旋转对称轴与所述扩散腔室（3）的中心轴平行，第二象限内的阵列排气结构（41）与第三象限内的阵列排气结构（41）的旋转对称轴与所述扩散腔室（3）的中心轴垂直。

5.根据权利要求2所述的回流式后处理混合器装置，其特征在于：所述旋流板（43）相对于所述排气方孔（42）的倾角的角度为3°-30°。

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