CN206221037U - 排气后处理系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种排气后处理系统，包括具有内壁的排气导管和安装在排气导管内部的混合器。排气导管沿该排气导管的长度方向限定了排气流过的通道。混合器包括联接至第二杆的第一杆，每个第一杆包括直线段、第一端、第二端以及安装在所述直线段上的导流器，所述一个或多个第一杆包括在第一端和第二端处的弯曲段。每个第二杆包括直线段、第三端和第四端，所述一个或多个第二杆包括在第三端和第四端处的弯曲段，通过将第一杆的弯曲段和第二杆的弯曲段联接至排气导管的内壁，而将混合器安装在排气导管内部，由此为混合器提供类似于弹簧片的柔韧性，使得混合器在排气后处理系统运行期间能够经受高温和高振动，并且可以防止第一杆和第二杆的热变形。

Description

排气后处理系统
技术领域
本实用新型涉及排气后处理系统，并且更具体地涉及一种用于排气后处理系统中的混合器装置。
背景技术
排气后处理系统用于减少排气中存在的各种有害气体，例如一氧化碳（CO）以及不同的氮氧化物（例如一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2））等。排气后处理系统将这类有害气体转化成无害气体，例如氮气（N2）以及氢气（H2）等。通常，在排气后处理系统中，将尿素喷射至排气流中。然后，将排气和尿素的混合物传送至SCR催化器中，在SCR催化器中排气和尿素发生反应，以将有害气体转化成无害气体。为了使有害气体减少，希望在喷射之后尿素均匀分布在排气中。
为了实现将尿素均匀分布在排气中，在排气的流动路径中、排气中的尿素喷射点的下游放置混合器。目前已知各种类型的混合器，它们被用在排气后处理系统中。这些混合器包括具有导流器的多个杆，所述导流器干扰排气的流动，这有助于排气中尿素的均匀混合。当混合器被放置在排气的流动路径中时，在排气后处理系统的运行期间，它们处于高温和高振动状况，这导致混合器的变形。由于尿素在排气中混合不均匀，因此导致排气后处理系统的性能不佳。此外，排气后处理系统中的混合器的频繁更换导致发动机的不必要的停机。因此，需要一种能够在高温和高振动状况下工作的改进的排气后处理系统。
公开号为20100074814的美国专利公开了一种用于排气后处理系统中的混合器。所述混合器包括多个混合器杆和横杆，每个混合器杆包括从混合器杆延伸的刮片，混合器杆和横杆彼此垂直设置。混合器进一步包括连接到混合器杆和横杆的每个端的外环，该外环使得混合器的刚性强度增加。但是，在高温下，混合器杆和横杆的热膨胀可导致混合器杆、横杆和外环的变形，因此需要一种能够帮助尿素均匀混合，并且能够经受高温和高振动状况而不变形的更加坚固的混合器。
发明内容
本实用新型旨在提供一种排气后处理系统，以确保其混合器在高温和高振动状况下不会发生变形。
在本实用新型的一方面，提供了一种排气后处理系统，所述排气后处理系统包括排气导管和混合器，所述排气导管沿着排气导管的长度方向限定了排气流过的通道，所述排气导管具有至少一个内壁；所述混合器垂直于排气导管的长度方向安装在排气导管中，所述混合器包括多个第一杆，每个第一杆包括直线段、第一端、第二端以及安装在所述直线段上的多个导流器；多个第一杆中的至少一个第一杆包括在第一端和第二端中的至少一个处的弯曲段。所述混合器还包括多个第二杆，每个第二杆包括直线段、第三端和第四端，多个第二杆中的至少一个第二杆包括在第三端和第四端中的至少一个处的弯曲段；多个第一杆中的至少一个第一杆联接到多个第二杆中的至少一个第二杆上，通过将至少一个第一杆的弯曲段和至少一个第二杆的弯曲段联接到排气导管的至少一个内壁上，而将所述混合器安装在排气导管内。
本实用新型通过将混合器的一个或多个第一杆的弯曲段和一个或多个第二杆的弯曲段经由角焊缝联接至排气导管的内壁，从而可以为混合器提供类似于弹簧片的柔韧性，使得混合器在排气后处理系统运行期间能够经受高温和高振动，并且可以防止第一杆和第二杆的热变形，继而为混合器提供了更高的稳定性和抗疲劳强度，消除了由于混合器故障造成的发动机停机。
通过以下的说明和附图，本实用新型的其他特征和方面将清晰可见。
附图说明
图1是根据本实用新型的构思的示例性排气后处理系统的透视图；
图2是根据本实用新型的构思的具有第一杆和第二杆的混合器的正视图以及第一杆和第二杆的详细视图；
图3是根据本实用新型的构思的混合器的侧视图；
图4是根据本实用新型的构思的安装在排气后处理系统的排气导管上的混合器的正视图；
图5示出了根据本实用新型的构思的混合器的第二实施例的正视图。
具体实施方式
图1是根据本实用新型的构思的示例性排气后处理系统10的透视图。排气后处理系统10包括入口12、具有内壁16的排气导管14、喷射器喷嘴18、混合器20、选择性催化还原模块22以及出口24。排气后处理系统10被用于高功率发动机（例如船舶发动机、发电机等）中。应当注意的是，排气后处理系统10可用于机器（例如但不限于液压挖掘机、履带式拖拉机等）中。排气后处理系统10进一步包括各种其他部件，例如但不限于传感器控制箱、电连接器等等。为了简化起见，在图1中没有标出排气后处理系统10的各种其他部件。
排气后处理系统10被用于减少排气中存在的有害气体，例如但不限于一氧化碳（CO）以及不同的氮氧化物（例如一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2））、未燃烧的碳氢化合物等。排气通过入口12进入排气后处理系统10中，且然后流过排气导管14，排气导管14沿着排气导管14的长度方向限定了用于排气的通道。尿素的水溶液通过喷射器喷嘴18被喷射，进而将排气与尿素的水溶液混合。在喷射了尿素之后，与尿素混合的排气通过混合器20，混合器20沿着垂直于排气导管14的长度的方向安装在排气导管14内。混合器20将尿素的水溶液均匀地混合到排气中。然后，与尿素混合的排气通过选择性催化还原模块22，在选择性催化还原模块22中，由于高温使尿素混合的排气中的水蒸发并且释放氨气。然后，氨气与排气（例如一氧化氮（NO）或二氧化氮（NO2））以及水进行反应，并因此将有害的一氧化氮（NO）或二氧化氮（NO2）以及氨气（NH3）转化成无害的氮气和水的气体颗粒。之后，通过出口24将排气从排气后处理系统10中排出。稍后结合图2和图3详细描述混合器20。
图2和图3示出了根据本实用新型构思的混合器20的正视图和侧视图。混合器20包括多个第一杆26，其联接至多个第二杆28。第一杆26和第二杆28设置为彼此垂直。每个第一杆26具有多个导流器30（即多个翼片）、第一端32和第二端34。导流器30沿每个第一杆26的直线段36的长度方向设置。具体地参考图3，导流器30包括第一组导流器38和第二组导流器40，其位于穿过每个第一杆26的直线段36的平面的相对侧。更具体地，第一组导流器38朝向直线段36的第一平面42弯曲，并且第二组导流器40朝向直线段36的第二平面44（相对于第一平面42）弯曲。第一组导流器38和第二组导流器40设计为扰乱与尿素混合的排气的流动，并且由此导致排气中尿素水溶液的均匀分布。导流器30可以为各种形状，例如但不限于，梯形、圆锥形、半圆形等。此外，一个或多个第一杆26包括弯曲段46，其在一个或多个第一杆26的第一端32处或第二端34处，或者在两端处（即，第一端32和第二端34）。图2示出了包括第一杆26的混合器20，该第一杆26仅在第一端32和第二端34的一个处具有弯曲段46。然而，在可选实施例中，弯曲段46可以设置在第一端32和第二端34的每个处。另外，图2中的一些第一杆26不包括在第一端32或第二端34处的弯曲段46。在可选实施例中，每一个第一杆26可以包括在第一端32和第二端34的一个或两个处的弯曲段46。
另一方面，每个第二杆28包括直线段48、第三端50和第四端52。此外，一个或多个第二杆28包括弯曲段54，其在一个或多个第二杆28的第三端50处或第四端52处，或者在两端处（即，第三端50和第四端52）。如图2中所示，弯曲段54对应于存在于一个或多个第二杆28的第三端50或第四端52处的弯曲部分。图2示出了包括第二杆28的混合器20，该第二杆28仅在第三端50和第四端52的一个处具有弯曲段54。然而，在可选实施例中，弯曲段54可以设置在第三端50和第四端52的每个处。另外，图2中的一些第二杆28不包括在第三端50或第四端52处的弯曲段54。在可选实施例中，每一个第二杆28可以包括在第三端50和第四端52的一个或两个处的弯曲段54。
图4示出了根据本实用新型的构思安装在排气后处理系统10的排气导管14上的混合器20的正视图。如图4中所示，通过将一个或多个第一杆26的弯曲段46和一个或多个第二杆28的弯曲段54经由角焊缝56联接至排气导管14的内壁16，从而将混合器20安装在排气导管14内。角焊缝56将一个或多个第一杆26的弯曲段46和一个或多个第二杆28的弯曲段54与排气导管14的内壁16接合以便为混合器20提供类似于弹簧片的柔韧性。
图5是根据本实用新型的构思的混合器20'的第二实施例的正视图。混合器20'包括在一个或多个第一杆26'的两端处的（即，第一端32'和/或第二端34'）弯曲段46'和在一个或多个第二杆28'的两端处（即，第三端50'和/或第四端52'）的弯曲段54'。混合器20'包括12个弯曲段（即弯曲段46'和弯曲段54'），使得排气导管14和混合器20'之间允许更多数量的角焊缝56。对本领域的技术人员来说将显而易见的是，弯曲段（即弯曲段46'和弯曲段54'）的数量可以小于12或大于12而不偏离本实用新型的范围。
此外，在一实施例中，混合器20由诸如但不限于钢、不锈钢、铬钢合金或镍钢合金的材料组成。应当注意的是，混合器20也可以由其他任何材料组成而不偏离本实用新型的范围。此外，在混合器20中的弯曲段（即弯曲段46和弯曲段54）的数量基于各种参数选择，所述参数例如但不限于，排气导管14的直径、第一杆26的数量、第二杆28的数量、构造第一杆26和第二杆28的材料、穿过排气导管14的排气的速度。
工业实用性
排气后处理系统被用来将存在于排气中的各种有害气体转化为无害气体。为了将有害气体转化为无害气体，需要尿素均匀分布在排气中。为了实现将尿素均匀分布在排气中，在排气的流动路径中放置混合器。当前，已知的混合器包括具有导流器的多个杆，该导流器扰乱排气的流动，这有助于排气与尿素均匀混合。当混合器被放置在排气的流动路径中时，在排气后处理系统的运行期间，它们处于高温和高振动状况，这导致混合器的变形。由于尿素不均匀地混合到排气中，这进而导致排气后处理系统的性能不佳。因此，需要一种能够在高温和高振动状况下工作的改进的排气后处理系统。
本实用新型提供了排气后处理系统10。排气后处理系统10公开了包括第一杆26的混合器20，该第一杆26具有导流器30。导流器30扰乱排气的流动，并且由此导致排气中尿素水溶液的均匀分布。此外，通过将一个或多个第一杆26的弯曲段46和一个或多个第二杆28的弯曲段54经由角焊缝56联接至排气导管14的内壁16，从而将混合器20安装在排气导管14内，并且可以为混合器20提供类似于弹簧片的柔韧性。混合器20结构中的这种柔韧性使得混合器20在排气后处理系统10运行期间能够经受高温和高振动状况。因此，用于排气后处理系统10的这种类型的混合器20可以防止第一杆26和第二杆28的热变形，并且为混合器20提供改进的稳定性和抗疲劳强度，从而也消除了由于混合器20故障造成的发动机停机。
尽管本实用新型的方面已经特别参照以上实施例示出和进行描述，但本领域的技术人员可以理解的是，可以通过修改所公开的机器、系统和方法以构想出各种其他的实施例而不脱离所公开内容的精神和范围。这样的实施例应当被理解为落入本实用新型的包括范围，正如根据权利要求及其等价物确定的。

Claims (1)

1.一种排气后处理系统，其特征在于，包括：
排气导管，其沿所述排气导管的长度方向限定了排气流过的通道，所述排气导管具有至少一个内壁；以及
混合器，其垂直于所述排气导管的所述长度方向安装在所述排气导管中，所述混合器包括：
多个第一杆，每个第一杆包括直线段、第一端、第二端以及安装在所述直线段上的多个导流器，其中，所述多个第一杆中的至少一个第一杆包括在所述第一端和所述第二端中的至少一者处的弯曲段；以及
多个第二杆，每个第二杆包括直线段、第三端和第四端，其中，所述多个第二杆中的至少一个第二杆包括在所述第三端和所述第四端中的至少一者处的弯曲段；
其中，所述多个第一杆中的至少一个第一杆联接至所述多个所述第二杆中的至少一个第二杆；
其中，通过将所述至少一个第一杆的所述弯曲段和所述至少一个第二杆的所述弯曲段联接至所述排气导管的所述至少一个内壁，而将所述混合器安装在所述排气导管内部。
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