CN114432946A - 双出口旋流气液混合装置 - Google Patents

Abstract

本申请关于一种双出口旋流气液混合装置，涉及汽车后处理领域。该装置包括外壳、喷嘴底座以及混合组件，喷嘴底座位于外壳的外侧顶部，混合组件位于外壳的内部；外壳包括平台部、进气口以及出气口；平台部位于外壳的顶部，平台部上具有第一通孔，喷嘴底座的底部与第一通孔匹配连接；混合组件包括混合管、分流片、破碎片、隔板以及分流旋流器；混合管的顶部与平台部连接；隔板上具有第二通孔，混合管下部的外周壁与第二通孔匹配连接；破碎片位于混合管的内部，破碎片与混合管中部的内周壁连接；分流旋流器位于破碎片的下方。本申请实现了混合装置气液混合均匀性的提高、提升了混合装置内部抗结晶的能力以及降低了排气背压。

Description

双出口旋流气液混合装置

技术领域

本申请涉及汽车后处理技术领域，特别涉及一种双出口旋流气液混合装置。

背景技术

随着国六法规的实施，柴油机后处理系统越来越复杂，SCR(选择性催化还原Selective Catalytic Reduction)系统对混合器的要求越来越高，在更小的布置空间内，需要极高的气液混合均匀性，还要求较低的排气背压。

为了满足更高NOX的转化效率要求，相关技术中的混合器结构设计都使用相对复杂的旋流管、破碎板、导流板等结构的配合连接，来加强混合气流的破碎效果。

然而，相关技术中的混合器气液混合均匀性不高，混合器内部抗结晶能力较差，并且排气背压较高。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本申请提供一种双出口旋流气液混合装置，所要解决的技术问题是如何使混合装置气液混合均匀性提高、提升混合装置内部抗结晶的能力以及降低排气背压。

技术方案：为实现上述目的，本申请采用的技术方案为：

一种双出口旋流气液混合装置，包括外壳、喷嘴底座以及混合组件，所述喷嘴底座位于所述外壳的外侧顶部，所述混合组件位于所述外壳的内部；

所述外壳呈两侧开口的筒状，所述外壳包括平台部、进气口以及出气口，所述进气口位于所述外壳的一侧，所述出气口位于所述外壳的另一侧；

所述平台部位于所述外壳的顶部，所述平台部上具有第一通孔，所述喷嘴底座的底部与所述第一通孔匹配连接；

所述混合组件包括混合管、分流片、破碎片、隔板以及分流旋流器；

所述混合管的顶部与所述平台部连接，所述混合管的位置与所述喷嘴底座的位置相对应；

所述隔板呈Z字型，所述隔板上具有第二通孔，所述混合管下部的外周壁与所述第二通孔匹配连接；

所述隔板的底部和顶部，均为与所述外壳内周壁相匹配的圆弧状，所述隔板的底部和顶部均与所述外壳的内周壁紧密连接；

所述破碎片位于所述混合管的内部，所述破碎片与所述混合管中部的内周壁连接；

所述分流旋流器呈人字型，所述分流旋流器位于所述破碎片的下方，所述分流旋流器的上部位于所述混合管内，所述分流旋流器的下部位于所述混合管外，所述分流旋流器靠近所述进气口一侧与所述隔板的下部侧壁连接；

所述分流片位于所述混合管靠近所述进气口的一侧上部，所述分流片的两侧具有与所述外壳内周壁相匹配的圆弧状，所述分流片的两侧与所述外壳内周壁紧密连接，所述分流片的顶部与所述外壳的内顶部之间具有空隙。

在一种可能的实现方式中，所述混合管的顶部周壁上具有多个第一腰孔，所述多个第一腰孔沿所述混合管的周向均匀间隔分布；

所述混合管的上部周壁上具有两个主进气孔，所述主进气孔位于所述第一腰孔的下方，两个所述主进气孔相对；

所述混合管的中部周壁上具有多个第二腰孔，所述多个第二腰孔沿竖直方向均匀间隔分布；所述多个第二腰孔朝向所述进气口。

在一种可能的实现方式中，所述混合管的底部具有第一外翘部，所述第一外翘部上还具有缺口，所述缺口朝向所述进气口。

在一种可能的实现方式中，所述混合管的顶部还具有多个第一凸起部；

所述平台部上还具有多个第一槽孔，所述第一槽孔的数量与所述第一凸起部的数量相等；

所述多个第一凸起部与所述多个第一槽孔匹配连接。

在一种可能的实现方式中，所述破碎片呈凸起球面状，所述破碎片上具有多个均匀间隔分布的破碎孔。

在一种可能的实现方式中，所述破碎片的第一端、第二端以及第三端上均具有朝向上的翻边，所述翻边与所述混合管的内周壁连接。

在一种可能的实现方式中，所述分流旋流器靠近所述进气口的一侧具有多个第二凸起部；

所述隔板的下部侧壁上具有多个第二槽孔，所述第二槽孔的数量与所述第二凸起部的数量相等；

所述多个第二凸起部与所述多个第二槽孔的位置相对应；

所述多个第二凸起部与所述多个第二槽孔匹配连接。

在一种可能的实现方式中，所述分流旋流器的底部还具有第二外翘部。

在一种可能的实现方式中，所述隔板的下部侧壁上还具有两个对称分布的气流孔，所述两个气流孔位于所述多个第二槽孔的内侧。

在一种可能的实现方式中，所述两个对称分布的气流孔呈八字型。

本申请提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

通过该混合管的结构设置，有效的阻止了涡流的形成，避免尿素溶液在喷嘴底座的喷射口附近形成尿素结晶；通过该分流片的结构设置，能有效防止气流直接冲击喷嘴底座喷射出的尿素，保证尿素在混合管横切面上的均匀性；通过该破碎片的结构设置，能非常高效的提升尿素和气流的均匀性；当喷嘴底座喷射尿素时，尿素与破碎片接触会发生碰撞、飞溅，在混合管内壁和破碎片上形成液膜，混合管上的第二腰孔能有效降低混合管内壁和破碎片上的液膜厚度，有效防止尿素结晶；通过该分流旋流器呈人字型的设置，使尿素和气流在混合管内混合后从分流旋流器的两侧经第二外翘部流出后，在外壳内周壁的作用下会发生旋转，两股旋转的气流相互交错，保证通过该混合装置出气口端面的均匀性。实现了混合装置气液混合均匀性的提高、提升了混合装置内部抗结晶的能力以及降低了排气背压。

附图说明

附图用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中：

图1示出了本申请一个示例性实施例提供的双出口旋流气液混合装置的整体结构示意图；

图2示出了本申请一个示例性实施例提供的双出口旋流气液混合装置的混合组件的结构示意图；

图3示出了本申请一个示例性实施例提供的双出口旋流气液混合装置的整体结构分解示意图；

图4示出了本申请一个示例性实施例提供的双出口旋流气液混合装置的混合管的结构示意图；

图5示出了本申请一个示例性实施例提供的双出口旋流气液混合装置的混合管的正视图；

图6示出了本申请一个示例性实施例提供的双出口旋流气液混合装置的后视图；

图7示出了本申请一个示例性实施例提供的双出口旋流气液混合装置的隔板与分流旋流器的侧视图；

图中：

1、双出口旋流气液混合装置；

11、外壳；12、喷嘴底座；13、混合组件；

111、平台部；112、进气口；113、出气口；

131、混合管；132、分流片；133、破碎片；134、隔板；135、分流旋流器；

1111、第一通孔；1112、第一槽孔；

1311、第一腰孔；1312、主进气孔；1313、第二腰孔；1314、第一外翘部；1315、第一凸起部；1316、缺口；

1331、破碎孔；1332、翻边；

1341、第二通孔；1342、第二槽孔；1343、气流孔；

1351、第二外翘部；1352、第二凸起部。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下面结合附图和实施例对本申请作更进一步的说明。

图1示出了本申请一个示例性实施例提供的双出口旋流气液混合装置的整体结构示意图，该混合装置包括外壳11、喷嘴底座12以及混合组件13，喷嘴底座12位于外壳11的外侧顶部，混合组件13位于外壳11的内部；外壳11呈两侧开口的筒状，外壳11包括平台部111、进气口112以及出气口113，进气口112位于外壳11的一侧，出气口113位于外壳11的另一侧。

请参阅图1和图3，平台部111位于外壳11的顶部，平台部111上具有第一通孔1111，喷嘴底座12的底部与第一通孔1111匹配连接。

请参阅图2、图3和图7，混合组件13包括混合管131、分流片132、破碎片133、隔板134以及分流旋流器135；混合管131的顶部与平台部111连接，混合管131的位置与喷嘴底座12的位置相对应；隔板134呈Z字型，隔板134上具有第二通孔1341，混合管131下部的外周壁与第二通孔1341匹配连接；隔板134的底部和顶部，均为与外壳11内周壁相匹配的圆弧状，隔板134的底部和顶部均与外壳11的内周壁紧密连接；破碎片133位于混合管131的内部，破碎片133与混合管131中部的内周壁连接；分流旋流器135呈人字型，分流旋流器135位于破碎片133的下方，分流旋流器135的上部位于混合管131内，分流旋流器135的下部位于混合管131外，分流旋流器135靠近进气口112一侧与隔板134的下部侧壁连接；分流片132位于混合管131靠近进气口112的一侧上部，分流片132的两侧具有与外壳11内周壁相匹配的圆弧状，分流片132的两侧与外壳11内周壁紧密连接，分流片132的顶部与外壳11的内顶部之间具有空隙。

在本申请实施例中，喷嘴底座12喷出的液体实现为尿素。

在本申请实施例中，该喷嘴底座12用于连接尿素喷嘴，喷嘴底座12的底部与第一通孔1111沿周向焊接连接；混合管131下部的外周壁与第二通孔1341周向焊接连接；隔板134的底部和顶部均与外壳11的内周壁紧密焊接；破碎片133与混合管131中部的内周壁焊接连接；分流片132的两侧与外壳11内周壁紧密焊接。

在本申请实施例中，通过该混合管131的结构设置，有效的阻止了涡流的形成，避免尿素溶液在喷嘴底座12的喷射口附近形成尿素结晶；通过该分流片132的结构设置，能有效防止气流直接冲击喷嘴底座12喷射出的尿素溶液，保证尿素溶液在混合管131横切面上的均匀性；通过该破碎片133的结构设置，能非常高效的提升尿素溶液和气流的均匀性；通过该分流旋流器135呈人字型的设置，使尿素溶液和气流在混合管131内混合后从分流旋流器135的两侧流出后，在外壳11内周壁的作用下会发生旋转，两股旋转的气流相互交错，保证通过该混合装置出气口113端面的均匀性；通过该隔板134呈Z字型以及分流片132的设置，可以使气流按照规划的路线流动与喷嘴底座12喷出的尿素溶液混合反应。

接下来，对本申请实施例中所涉及的双出口旋流气液混合装置的工作原理进行说明。

首先，气流从进气口112流入，大部分气流从混合管131的上部流入，与此同时喷嘴底座12喷出尿素溶液；其次，气流与尿素溶液混合后经破碎片133进行破碎；接着，经破碎片133破碎后向下流动至分流旋流器135，分流旋流器135通过人字型的设置使气液混合物从分流旋流器135的两侧流出；最后，在外壳11内周壁的作用下会发生旋转，两股旋转的气流相互交错，保证了通过该混合装置出气口113端面的均匀性。

综上所述，通过该混合组件13的混合管131、分流片132、破碎片133、隔板134以及分流旋流器135的配合设置，实现了混合装置气液混合均匀性的提高、提升了混合装置内部抗结晶的能力以及降低了排气背压。

在一个可选的实施例中，请参阅图4，混合管131的顶部周壁上具有多个第一腰孔1311，多个第一腰孔1311沿混合管131的周向均匀间隔分布；混合管131的上部周壁上具有两个主进气孔1312，主进气孔1312位于第一腰孔1311的下方，两个主进气孔1312相对；混合管131的中部周壁上具有多个第二腰孔1313，多个第二腰孔1313沿竖直方向均匀间隔分布；多个第二腰孔1313朝向进气口112。

在本申请实施例中，气流通过第一腰孔1311、主进气孔1312以及第二腰孔1313进入混合管131内与喷嘴底座12喷出的尿素进行混合，气液混合物经破碎片133破碎后使气液混合的更加充分。

在本申请实施例中，第一腰孔1311引入一部分气流，气流会和喷嘴底座12喷出的尿素进行预混合，且能有效阻止涡流的形成，避免尿素在喷嘴底座12的喷射口附近形成尿素结晶。

在本申请实施例中，当喷嘴底座12喷射尿素时，尿素溶液与破碎片133接触会发生碰撞、飞溅，在混合管131内壁和破碎片133上形成液膜，混合管131上的第二腰孔1313能有效降低混合管131内壁和破碎片133上的液膜厚度，有效防止尿素结晶。

在一个可选的实施例中，请参阅图4，混合管131的底部具有第一外翘部1314，第一外翘部1314上还具有缺口1316，缺口1316朝向进气口112。

在本申请实施例中，该第一外翘部1314与分流旋流器135相对应，具有引导气流方向的作用。

在一个可选的实施例中，请参阅图3和图4，混合管131的顶部还具有多个第一凸起部1315；平台部111上还具有多个第一槽孔1112，第一槽孔1112的数量与第一凸起部1315的数量相等；多个第一凸起部1315与多个第一槽孔1112匹配连接。

在本申请实施例中，混合管131通过第一凸起部1315与平台部111上的第一槽孔1112对插后焊接连接。

在一个可选的实施例中，请参阅图3和图5，破碎片133呈凸起球面状，破碎片133上具有多个均匀间隔分布的破碎孔1331。

在本申请实施例中，通过破碎片133呈凸起球面状的设置可以增加与气液混合物的破碎反应面积，通过破碎孔1331的设置能非常高效的提升尿素溶液和气流的均匀性。

在一个可选的实施例中，请参阅图3和图5，破碎片133的第一端、第二端以及第三端上均具有朝向上的翻边1332，翻边1332与混合管131的内周壁连接。

在本申请实施例中，翻边1332与混合管131的内周壁实现为焊接连接。

在一个可选的实施例中，请参阅图3，分流旋流器135靠近进气口112的一侧具有多个第二凸起部1352；隔板134的下部侧壁上具有多个第二槽孔1342，第二槽孔1342的数量与第二凸起部1352的数量相等；多个第二凸起部1352与多个第二槽孔1342的位置相对应；多个第二凸起部1352与多个第二槽孔1342匹配连接。

在本申请实施例中，分流旋流器135通过第二凸起部1352与隔板134上的第二槽孔1342对插焊接。

在一个可选的实施例中，请参阅图3，分流旋流器135的底部还具有第二外翘部1351。

在本申请实施例中，该第二外翘部1351的外翘设置具有使通过分流旋流器135的气液混合物在外壳11内周壁的作用下发生旋转的作用，两股旋转的气流相互交错，保证了通过该混合装置出气口113端面的均匀性。

在一个可选的实施例中，请参阅图3和图6，隔板134的下部侧壁上还具有两个对称分布的气流孔1343，两个气流孔1343位于多个第二槽孔1342的内侧。

在本申请实施例中，该气流孔1343的设置具有辅助引导气液混合物朝向出气口113的方向流动的作用。

在一个可选的实施例中，请参阅图3和图6，两个对称分布的气流孔1343呈八字型。

为了更好的理解本申请，下面结合附图1至7和一个具体实施例对本申请作更进一步的说明。需要说明的是，该具体实施例所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，不限定本申请保护的范围。

首先，气流从进气口112流入，一小部分气流从第一腰孔1311引入，气流会和喷嘴底座12喷出的尿素进行预混合，且能有效阻止涡流的形成，避免尿素在喷嘴底座12的喷射口附近形成尿素结晶，大部分气流从混合管131的主进气孔1312流入；

其次，气流与尿素溶液混合后经破碎片133上的破碎孔1331进行破碎，高效的提升尿素溶液和气流的均匀性；当喷嘴底座12喷射尿素时，尿素溶液与破碎片133接触会发生碰撞、飞溅，在混合管131内壁和破碎片133上形成液膜，混合管131上的第二腰孔1313能有效降低混合管131内壁和破碎片133上的液膜厚度，有效防止尿素结晶；

接着，经破碎片133破碎后向下流动至分流旋流器135，分流旋流器135通过人字型的设置使气液混合物从分流旋流器135的两侧流出；

最后，在气流孔1343的辅助引导作用下，气液混合物在外壳11内周壁上发生旋转，两股旋转的气流相互交错着朝向出气口113的方向流动，保证了通过该混合装置出气口113端面的均匀性。

综上所述，通过该混合管的结构设置，有效的阻止了涡流的形成，避免尿素溶液在喷嘴底座的喷射口附近形成尿素结晶；通过该分流片的结构设置，能有效防止气流直接冲击喷嘴底座喷射出的尿素，保证尿素在混合管横切面上的均匀性；通过该破碎片的结构设置，能非常高效的提升尿素和气流的均匀性；当喷嘴底座喷射尿素时，尿素与破碎片接触会发生碰撞、飞溅，在混合管内壁和破碎片上形成液膜，混合管上的第二腰孔能有效降低混合管内壁和破碎片上的液膜厚度，有效防止尿素结晶；通过该分流旋流器呈人字型的设置，使尿素和气流在混合管内混合后从分流旋流器的两侧经第二外翘部流出后，在外壳内周壁的作用下会发生旋转，两股旋转的气流相互交错，保证通过该混合装置出气口端面的均匀性。实现了混合装置气液混合均匀性的提高、提升了混合装置内部抗结晶的能力以及降低了排气背压。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种双出口旋流气液混合装置(1)，其特征在于，包括外壳(11)、喷嘴底座(12)以及混合组件(13)，所述喷嘴底座(12)位于所述外壳(11)的外侧顶部，所述混合组件(13)位于所述外壳(11)的内部；

所述外壳(11)呈两侧开口的筒状，所述外壳(11)包括平台部(111)、进气口(112)以及出气口(113)，所述进气口(112)位于所述外壳(11)的一侧，所述出气口(113)位于所述外壳(11)的另一侧；

所述平台部(111)位于所述外壳(11)的顶部，所述平台部(111)上具有第一通孔(1111)，所述喷嘴底座(12)的底部与所述第一通孔(1111)匹配连接；

所述混合组件(13)包括混合管(131)、分流片(132)、破碎片(133)、隔板(134)以及分流旋流器(135)；

所述混合管(131)的顶部与所述平台部(111)连接，所述混合管(131)的位置与所述喷嘴底座(12)的位置相对应；

所述隔板(134)呈Z字型，所述隔板(134)上具有第二通孔(1341)，所述混合管(131)下部的外周壁与所述第二通孔(1341)匹配连接；

所述隔板(134)的底部和顶部，均为与所述外壳(11)内周壁相匹配的圆弧状，所述隔板(134)的底部和顶部均与所述外壳(11)的内周壁紧密连接；

所述破碎片(133)位于所述混合管(131)的内部，所述破碎片(133)与所述混合管(131)中部的内周壁连接；

所述分流旋流器(135)呈人字型，所述分流旋流器(135)位于所述破碎片(133)的下方，所述分流旋流器(135)的上部位于所述混合管(131)内，所述分流旋流器(135)的下部位于所述混合管(131)外，所述分流旋流器(135)靠近所述进气口(112)一侧与所述隔板(134)的下部侧壁连接；

所述分流片(132)位于所述混合管(131)靠近所述进气口(112)的一侧上部，所述分流片(132)的两侧具有与所述外壳(11)内周壁相匹配的圆弧状，所述分流片(132)的两侧与所述外壳(11)内周壁紧密连接，所述分流片(132)的顶部与所述外壳(11)的内顶部之间具有空隙。

2.根据权利要求1所述的双出口旋流气液混合装置(1)，其特征在于，所述混合管(131)的顶部周壁上具有多个第一腰孔(1311)，所述多个第一腰孔(1311)沿所述混合管(131)的周向均匀间隔分布；

所述混合管(131)的上部周壁上具有两个主进气孔(1312)，所述主进气孔(1312)位于所述第一腰孔(1311)的下方，两个所述主进气孔(1312)相对；

所述混合管(131)的中部周壁上具有多个第二腰孔(1313)，所述多个第二腰孔(1313)沿竖直方向均匀间隔分布；所述多个第二腰孔(1313)朝向所述进气口(112)。

3.根据权利要求2所述的双出口旋流气液混合装置(1)，其特征在于，所述混合管(131)的底部具有第一外翘部(1314)，所述第一外翘部(1314)上还具有缺口(1316)，所述缺口(1316)朝向所述进气口(112)。

4.根据权利要求3所述的双出口旋流气液混合装置(1)，其特征在于，所述混合管(131)的顶部还具有多个第一凸起部(1315)；

所述平台部(111)上还具有多个第一槽孔(1112)，所述第一槽孔(1112)的数量与所述第一凸起部(1315)的数量相等；

所述多个第一凸起部(1315)与所述多个第一槽孔(1112)匹配连接。

5.根据权利要求1所述的双出口旋流气液混合装置(1)，其特征在于，所述破碎片(133)呈凸起球面状，所述破碎片(133)上具有多个均匀间隔分布的破碎孔(1331)。

6.根据权利要求5所述的双出口旋流气液混合装置(1)，其特征在于，所述破碎片(133)的第一端、第二端以及第三端上均具有朝向上的翻边(1332)，所述翻边(1332)与所述混合管(131)的内周壁连接。

7.根据权利要求1至6任一所述的双出口旋流气液混合装置(1)，其特征在于，所述分流旋流器(135)靠近所述进气口(112)的一侧具有多个第二凸起部(1352)；

所述隔板(134)的下部侧壁上具有多个第二槽孔(1342)，所述第二槽孔(1342)的数量与所述第二凸起部(1352)的数量相等；

所述多个第二凸起部(1352)与所述多个第二槽孔(1342)的位置相对应；

所述多个第二凸起部(1352)与所述多个第二槽孔(1342)匹配连接。

8.根据权利要求7所述的双出口旋流气液混合装置(1)，其特征在于，所述分流旋流器(135)的底部还具有第二外翘部(1351)。

9.根据权利要求8所述的双出口旋流气液混合装置(1)，其特征在于，所述隔板(134)的下部侧壁上还具有两个对称分布的气流孔(1343)，所述两个气流孔(1343)位于所述多个第二槽孔(1342)的内侧。

10.根据权利要求9所述的双出口旋流气液混合装置(1)，其特征在于，所述两个对称分布的气流孔(1343)呈八字型。

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