CN204646381U - 双层混合管及其排气处理装置 - Google Patents
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Abstract
一种双层混合管，其包括内管、套在所述内管外围的外管以及与所述内管相连的过渡管。所述内管沿轴向贯通，所述内管包括在所述轴向上相对设置的第一端与第二端，其中所述过渡管与所述第一端相连。所述外管包括相互配合的第一半管以及第二半管，所述第一半管与所述第二半管在径向上相互错开以在周向上形成第一出口与第二出口，所述第一出口与所述第二出口的开口方向相反用以形成排气旋流。如此设置，增加了气流在有限空间内的行程，增加了尿素液滴蒸发的距离，提高了蒸发率，提高了混合的均匀性，降低了尿素结晶的风险。本实用新型还揭示了一种具有上述双层混合管的排气处理装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种双层混合管及其排气处理装置，属于发动机排气后处理技术领域。
背景技术
研究表明排气后处理系统（例如选择性催化还原系统，SCR系统）管路中氨分布的均匀程度对系统的整体性能和耐久性能有重要的影响。如果氨分布不均匀会导致局部区域氨过多从而易造成氨泄漏，而在另一些氨稀薄区域造成氮氧化合物（NOx）转化效率过低。长时间氨的不均匀分布会导致催化剂老化不均匀，从而影响催化剂的整体性能。另外，尿素液滴的不均匀分布会造成局部管壁或混合结构温度过低，形成结晶，严重时会堵塞排气管、导致发动机动力性能下降。
因此，有必要提供一种新型的混合管及其具有该混合管的排气处理装置，以解决上述技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种混合均匀的双层混合管以及具有该双层混合管的排气处理装置。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种双层混合管，用于发动机排气处理装置中，所述双层混合管包括内管、套在所述内管外围的外管以及与所述内管相连的过渡管，所述内管沿轴向贯通，所述内管包括在所述轴向上相对设置的第一端与第二端，其中所述过渡管与所述第一端相连，所述外管包括相互配合的第一半管以及第二半管，所述第一半管与所述第二半管在径向上相互错开以在周向上形成第一出口与第二出口，所述第一出口与所述第二出口的开口方向相反用以形成排气旋流。
作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述外管包括在所述轴向上相对设置的第三端与第四端，其中所述第三端靠近所述第一端，所述第四端靠近所述第二端；所述双层混合管还包括位于所述第四端处且用以反射气流的端板。
作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述第二端与所述端板在所述轴向上间隔一定的距离，所述端板设有向所述第二端凸伸的弧形凸面。
作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述弧形凸面的中心与所述内管的轴线在所述轴向上相互对齐，所述端板设有位于所述弧形凸面外围的弧形凹面。
作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述过渡管设有在径向上位于所述内管与所述外管之间的锥面以及沿所述轴向插入所述第一端内的装配面，所述装配面与所述内管焊接。
作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述第三端与所述锥面焊接，所述端板设有用以定位所述第四端的台阶面。
作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述第一半管包括分别位于两侧的第一末端以及第二末端；所述第二半管包括分别位于两侧的第三末端以及第四末端；所述第一末端靠近所述第三末端，所述第一出口位于所述第一末端与所述第三末端之间；所述第二末端靠近所述第四末端，所述第二出口位于所述第二末端与所述第四末端之间。
作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述第一半管包括第一弧形管以及与所述第一弧形管相连的第一延伸壁，所述第一末端位于所述第一弧形管上，所述第二末端位于所述第一延伸壁上；所述第二半管包括第二弧形管以及与所述第二弧形管相连的第二延伸壁，所述第三末端位于所述第二延伸壁上，所述第四末端位于所述第二弧形管上；所述第二末端位于所述第四末端的外侧且在周向上延伸超过所述第四末端，所述第三末端位于所述第一末端的外侧且在周向上延伸超过所述第一末端。
本实用新型还提供了一种排气处理装置，其包括壳体以及安装于所述壳体内的尾气处理模块，所述壳体包括位于所述尾气处理模块上游的第一腔体以及位于所述尾气处理模块下游的第二腔体，所述排气处理装置还包括上述的双层混合管，所述双层混合管位于所述第一腔体内。
作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述壳体包括设有气体进口的端锥，所述端锥上设有用以安装尿素喷嘴的安装座，所述气体进口与所述过渡管连通。
作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述排气处理装置还包括位于所述第一腔体内的第一隔板以将所述第一腔体分成第一缓冲腔以及第二缓冲腔，所述双层混合管位于所述第一缓冲腔内，所述尾气处理模块位于所述第一隔板的下游且与所述第二缓冲腔相连，所述第一隔板对应所述双层混合管以外的部分设有若干第一通孔以将所述第一缓冲腔与所述第二缓冲腔连通。
作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述排气处理装置还包括位于所述第二腔体内的第二隔板以将所述第二腔体分成第三缓冲腔以及第四缓冲腔，所述排气处理装置包括穿过所述第二隔板且延伸入所述第三缓冲腔内的出口管，所述第二隔板设有若干第二通孔以将所述第三缓冲腔与所述第四缓冲腔连通，所述出口管还设有与所述第四缓冲腔相连通的若干通气孔。
相较于现有技术，本实用新型的双层混合管包括内管以及外管，其中所述外管包括相互配合的第一半管以及第二半管，所述第一半管与所述第二半管在径向上相互错开以在周向上形成第一出口与第二出口，所述第一出口与所述第二出口的开口方向相反用以形成排气旋流。如此设置，增加了气流在有限空间内的行程，以增加尿素液滴蒸发的距离，提高了蒸发率，提高了混合的均匀性，降低了尿素结晶的风险。
附图说明
图1是本实用新型排气处理装置的立体示意图。
图2是图1另一角度的立体示意图。
图3是图1的主视图。
图4是图1的右视图。
图5是图1的左视图。
图6是图1的立体分解图。
图7是图6另一角度的立体分解图。
图8是沿图3中A-A线的剖面示意图。
图9是图1中双层混合管的立体图。
图10是图9的主视图。
图11与图10的角度相同，并用箭头标示出了排气的旋转方向。
具体实施方式
请参图1至图8所示，本实用新型揭示了一种排气处理装置100，用以净化发动机的排气（例如降低氮氧化合物的含量及/或降低颗粒物的含量等）。所述排气处理装置100包括壳体1、安装于所述壳体1内的尾气处理模块2（例如选择性氧化催化模块，SCR）以及安装于所述壳体1内且位于所述尾气处理模块2上游的双层混合管3。
请参图6至图8所示，所述壳体1大致呈圆筒状，其包括位于所述尾气处理模块2上游的第一腔体11、位于所述尾气处理模块2下游的第二腔体12、位于所述第一腔体11内的第一隔板13以及位于所述第二腔体12内的第二隔板14。所述第一隔板13将所述第一腔体11分成位于上游的第一缓冲腔111以及位于下游的第二缓冲腔112，所述第二隔板14将所述第二腔体12分成位于上游的第三缓冲腔121以及位于下游的第四缓冲腔122。
请参图1至图5所示，所述壳体1还包括设有气体进口151的端锥15，所述端锥15上设有用以安装尿素喷嘴的安装座152。
请参图8所示，所述双层混合管3包括内管31、套在所述内管31外围的外管32以及与所述内管31相连的过渡管33。所述内管31呈圆筒状，其沿轴向贯通。所述内管31包括在所述轴向上相对设置的第一端311与第二端312。所述外管32呈圆筒状，其包括在所述轴向上相对设置的第三端321与第四端322，其中所述第三端321靠近所述第一端311，所述第四端322靠近所述第二端312。
所述过渡管33设有在径向上位于所述内管31与所述外管32之间的锥面331以及沿所述轴向插入所述第一端311内的装配面332，所述装配面332与所述内管31焊接。通过将所述装配面332插入所述第一端311内可以使过渡面较为平滑，从而降低尿素结晶的风险。所述第三端321与所述锥面332焊接，从而将所述外管32固定到所述过渡管33上。在本实用新型图示的实施方式中，所述锥面332的底部设有若干开孔333，所述开孔333与所述尿素喷嘴相对。这种设计一方面能够降低系统的背压，另一方面，一旦尿素在喷射后形成结晶，排气能够通过所述开孔333将结晶带走。
请参图8所示，所述双层混合管3还包括位于所述第四端322处且用以反射气流的端板34。在本实用新型图示的实施方式中，所述端板34为所述第一隔板13的中间部分。所述第二端312与所述端板34在所述轴向上间隔一定的距离，所述端板34设有向所述第二端312凸伸的弧形凸面341以及位于所述弧形凸面341外围的弧形凹面342。所述弧形凸面341的中心与所述内管31的轴线在所述轴向上相互对齐。需要说明的是，通过设置弧形凸面341以及弧形凹面342使得所述端板34呈波浪形，从而能够起到较好的扰流效果。另外，所述端板34还设有用以定位所述第四端322的台阶面343，所述外管32与所述端板34在所述台阶面343处进行焊接。当然，为了背压考虑，也可以在所述端板34开设适当数量的开孔。
请参图9至图11所示，所述外管32包括相互配合的第一半管35以及第二半管36，所述第一半管35与所述第二半管36在径向上相互错开以在周向上形成第一出口350与第二出口360，所述第一出口350与所述第二出口360的开口方向相反用以形成排气旋流。
具体地，所述第一半管35包括第一弧形管351以及与所述第一弧形管351相连的第一延伸壁352，所述第一弧形管351设有第一末端353，所述第一延伸壁352设有第二末端354。类似地，所述第二半管36包括第二弧形管361以及与所述第二弧形管361相连的第二延伸壁362，所述第二延伸壁362设有第三末端363，所述第二弧形管361设有第四末端364。所述第二末端354位于所述第四末端364的外侧且在周向上延伸超过所述第四末端364，所述第三末端363位于所述第一末端353的外侧且在周向上延伸超过所述第一末端353。所述第一末端353靠近所述第三末端363，所述第一出口350位于所述第一末端353与所述第三末端363之间。所述第二末端354靠近所述第四末端364，所述第二出口360位于所述第二末端354与所述第四末端364之间。
请参图6至图8所示，所述双层混合管3位于所述第一缓冲腔111内。所述第一隔板13对应所述双层混合管3以外的部分设有若干第一通孔131以将所述第一缓冲腔111与所述第二缓冲腔112连通。
所述排气处理装置100还包括穿过所述第二隔板14且延伸入所述第三缓冲腔121内的出口管16，所述第二隔板14设有若干第二通孔141以将所述第三缓冲腔121与所述第四缓冲腔122连通。所述出口管16还设有与所述第四缓冲腔122相连通的若干通气孔161。在本实用新型图示的实施方式中，所述排气处理装置100能够同时起到净化排气以及消音的作用。优选地，可以在所述第四缓冲腔122内填充消音棉，以提高消音的效果。
请参图8至图11所示，本实用新型的排气流动方式如下：
首先，发动机的排气从所述气体进口151进入端锥15。在控制器的控制下，尿素溶液通过尿素喷嘴被雾化到所述端锥15中，并且与所述排气进行混合。然后，排气与雾化的尿素溶液在所述过渡管33的导引下进入所述内管31，然后再从所述内管31的第二端312离开。由于所述外管32的第四端322基本上被所述端板34密闭，排气打到所述端板34上会形成反流。从所述内管31的第二端312出来的排气混合物进入所述外管32中，并形成旋流，从而增加了气流在有限空间内的行程，增加了尿素液滴蒸发的距离，提高了蒸发率，提高了混合的均匀性，降低了尿素结晶的风险。
经过混合后的排气混合物穿过所述第一通孔131进入所述第二缓冲腔112，然后再通过尾气处理模块2进行净化。最后，一部分排气直接由第三缓冲腔121进入出口管16后离开；另一部分排气穿过所述第二通孔141，然后自所述通气孔161进入出口管16后离开。
本实用新型的双层混合管3能够提高排气与尿素溶液的混合均匀性，从而提高排气净化的效率，降低尿素结晶的风险。
另外，以上实施例仅用于说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案，对本说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础，尽管本说明书参照上述的实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围内。
Claims (12)
1.一种双层混合管，用于发动机排气处理装置中，所述双层混合管包括内管、套在所述内管外围的外管以及与所述内管相连的过渡管，其特征在于：所述内管沿轴向贯通，所述内管包括在所述轴向上相对设置的第一端与第二端，其中所述过渡管与所述第一端相连，所述外管包括相互配合的第一半管以及第二半管，所述第一半管与所述第二半管在径向上相互错开以在周向上形成第一出口与第二出口，所述第一出口与所述第二出口的开口方向相反用以形成排气旋流。
2.如权利要求1所述的双层混合管，其特征在于：所述外管包括在所述轴向上相对设置的第三端与第四端，其中所述第三端靠近所述第一端，所述第四端靠近所述第二端；所述双层混合管还包括位于所述第四端处且用以反射气流的端板。
3.如权利要求2所述的双层混合管，其特征在于：所述第二端与所述端板在所述轴向上间隔一定的距离，所述端板设有向所述第二端凸伸的弧形凸面。
4.如权利要求3所述的双层混合管，其特征在于：所述弧形凸面的中心与所述内管的轴线在所述轴向上相互对齐，所述端板设有位于所述弧形凸面外围的弧形凹面。
5.如权利要求2所述的双层混合管，其特征在于：所述过渡管设有在径向上位于所述内管与所述外管之间的锥面以及沿所述轴向插入所述第一端内的装配面，所述装配面与所述内管焊接。
6.如权利要求5所述的双层混合管，其特征在于：所述第三端与所述锥面焊接，所述端板设有用以定位所述第四端的台阶面。
7.如权利要求1所述的双层混合管，其特征在于：所述第一半管包括分别位于两侧的第一末端以及第二末端；所述第二半管包括分别位于两侧的第三末端以及第四末端；所述第一末端靠近所述第三末端，所述第一出口位于所述第一末端与所述第三末端之间；所述第二末端靠近所述第四末端，所述第二出口位于所述第二末端与所述第四末端之间。
8.如权利要求7所述的双层混合管，其特征在于：所述第一半管包括第一弧形管以及与所述第一弧形管相连的第一延伸壁，所述第一末端位于所述第一弧形管上，所述第二末端位于所述第一延伸壁上；所述第二半管包括第二弧形管以及与所述第二弧形管相连的第二延伸壁，所述第三末端位于所述第二延伸壁上，所述第四末端位于所述第二弧形管上；所述第二末端位于所述第四末端的外侧且在周向上延伸超过所述第四末端，所述第三末端位于所述第一末端的外侧且在周向上延伸超过所述第一末端。
9.一种排气处理装置，其包括壳体以及安装于所述壳体内的尾气处理模块，所述壳体包括位于所述尾气处理模块上游的第一腔体以及位于所述尾气处理模块下游的第二腔体，其特征在于：所述排气处理装置还包括如权利要求1至8项中任意一项所述的双层混合管，所述双层混合管位于所述第一腔体内。
10.如权利要求9所述的排气处理装置，其特征在于：所述壳体包括设有气体进口的端锥，所述端锥上设有用以安装尿素喷嘴的安装座，所述气体进口与所述过渡管连通。
11.如权利要求9所述的排气处理装置，其特征在于：所述排气处理装置还包括位于所述第一腔体内的第一隔板以将所述第一腔体分成第一缓冲腔以及第二缓冲腔，所述双层混合管位于所述第一缓冲腔内，所述尾气处理模块位于所述第一隔板的下游且与所述第二缓冲腔相连，所述第一隔板对应所述双层混合管以外的部分设有若干第一通孔以将所述第一缓冲腔与所述第二缓冲腔连通。
12.如权利要求9所述的排气处理装置，其特征在于：所述排气处理装置还包括位于所述第二腔体内的第二隔板以将所述第二腔体分成第三缓冲腔以及第四缓冲腔，所述排气处理装置包括穿过所述第二隔板且延伸入所述第三缓冲腔内的出口管，所述第二隔板设有若干第二通孔以将所述第三缓冲腔与所述第四缓冲腔连通，所述出口管还设有与所述第四缓冲腔相连通的若干通气孔。
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