CN207686805U - 一种电加热混合器及scr系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电加热混合器，其中，所述电加热混合器包括：外壳、陶瓷槽片、翅片、正极接入螺栓、负极接入螺栓、第一连接螺栓、第二连接螺栓和连接翅片；外壳为法拉状，外壳用于和排气管连接；陶瓷槽片嵌入外壳中；翅片包括横向翅片和纵向翅片，横向翅片和纵向翅片交错设置，且横向翅片和纵向翅片的端部均通过陶瓷槽片固定在外壳上；正极接入螺栓和所述负极接入螺栓设置在所述外壳上；第一连接螺栓用于将横向翅片固定在外壳上，第二连接翅片用于将纵向翅片固定在外壳上；连接翅片用于连接第一连接螺栓和所述第二连接螺栓。本实用新型还公开了一种SCR加热器。本实用新型提供的电加热混合器解决了尿素混合器上容易结晶的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及柴油机尾气后处理技术领域，尤其涉及一种电加热混合器及包括该电加热混合器的SCR系统。
背景技术
SCR系统的一个关键技术是利用混合器将尿素与空气充分混合，从而提高SCR的NOx转化效率。由此带来的一个重要问题是尿素溶液在低温情况下容易产生结晶。随着排放标准的升级，要求柴油发动机在更低的排气温度下开始喷射尿素，这就更加增大了SCR净化器产生尿素结晶的风险。
尿素结晶最容易在混合器上产生，这是由于在混合器设计时，为了达到良好的尿素破碎和混合效果，常常将混合器设计在尿素直接喷的后方位置，尿素容易在混合器翅片上形成液膜，液膜快速蒸发吸收大量热量，导致翅片上液膜温度快速降低，当温度低至一定程度时即形成结晶。针对混合器上尿素容易结晶的问题，现有解决办法是通过优化尿素混合器的结构，或降低尿素喷射系统的SMD来降低结晶风险。但是在特定的技术条件下，以上两种方法均无法完全解决尿素结晶问题。
因此，如何能够从根本上解决尿素混合器上容易结晶的问题成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种电加热混合器及包括该电加热混合器的SCR系统，以解决现有技术中的问题。
作为本实用新型的第一个方面，提供一种电加热混合器，其中，所述电加热混合器包括：外壳、陶瓷槽片、翅片、正极接入螺栓、负极接入螺栓、第一连接螺栓、第二连接螺栓和连接翅片；
所述外壳为法拉状，所述外壳用于和排气管连接；所述陶瓷槽片嵌入所述外壳中，用于安装所述翅片；所述翅片包括横向翅片和纵向翅片，所述横向翅片和所述纵向翅片交错设置，且所述横向翅片和所述纵向翅片的端部均通过所述陶瓷槽片固定在所述外壳上，所述翅片用于将尿素与空气进行混合；所述正极接入螺栓和所述负极接入螺栓设置在所述外壳上，且所述正极接入螺栓用于将所述翅片与电源的正极连接，所述负极接入螺栓用于将所述翅片与电源的负极连接；所述第一连接螺栓用于将所述横向翅片固定在所述外壳上，所述第二连接翅片用于将所述纵向翅片固定在所述外壳上；所述连接翅片用于连接所述第一连接螺栓和所述第二连接螺栓；
所述电加热混合器能够在所述正极接入螺栓和所述负极接入螺栓连接电源后对所述翅片进行加热。
优选地，所述第一连接螺栓和所述第二连接螺栓与所述外壳之间均设置有绝缘垫片。
优选地，所述翅片的制作材料包括紫铜。
优选地，所述陶瓷槽片包括四片陶瓷槽片，四片陶瓷槽片两两相对设置在所述外壳的内壁上，两对相对设置的两片陶瓷槽片分别用于固定所述横向翅片和所述纵向翅片。
优选地，所述外壳包括不锈钢外壳。
作为本实用新型提供的第二个方面，提供一种SCR系统，其中，所述SCR系统包括排气管、尿素喷嘴、尿素喷射底座组件、电加热混合器、连接管和SCR筒体组件，所述排气管的一端为入口端，所述排气管的另一端与所述尿素喷射底座组件的一端连接，所述尿素喷射底座组件的另一端与所述连接管的一端连接，所述尿素喷嘴设置在所述尿素喷嘴底座组件上，所述连接管的另一端与所述SCR筒体组件连接，所述电加热混合器设置在所述连接管与所述尿素喷射底座组件的连接位置，所述电加热混合器包括权利要求1至5中任意一项所述的电加热混合器，所述电加热混合器能够在接通电源时对翅片进行加热，所述尿素喷嘴喷射出的尿素能够在所述电加热混合器的翅片上与空气混合。
优选地，所述SCR系统包括第一混合器连接法兰和第二混合器连接法兰，所述第一混合器连接法兰和所述第二混合器连接法兰均用于将所述电加热混合器固定在所述尿素喷射底座组件与所述连接管之间。
优选地，所述尿素喷射底座组件的一端焊接在所述排气管的另一端。
优选地，所述SCR系统包括增压器连接法兰，所述增压器连接法兰设置在所述排气管的入口端。
优选地，所述SCR系统包括吊钩、连接卡箍组件、NOx传感器和排气尾管，所述吊钩设置在所述排气管上，且靠近所述排气管的入口端，所述连接卡箍组件设置在所述连接管与所述SCR筒体组件之间，用于连接所述连接管和所述SCR筒体组件，所述NOx传感器和排气尾管均设置在所述SCR筒体组件上，所述NOx传感器用于检测排气管出口处NOx的浓度，所述排气尾管用于将所述电加热混合器上混合后产生的废气排入大气中。
本实用新型提供的电加热混合器，通过将翅片与电源连接，对翅片进行加热至高温，当SCR系统在低排温条件下连续喷射尿素时，尿素在混合器翅片上形成的液膜会在高温下快速蒸发，从而防止液膜在翅片上积累，降低了液膜积累造成的结晶风险，从尿素产生的原理上解决尿素混合器上容易结晶的问题。
附图说明
附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1为本实用新型提供的电加热混合器的正视图。
图2为本实用新型提供的电加热混合器的左视图。
图3为本实用新型提供的电加热混合器的侧视图。
图4为本实用新型提供的电加热混合器的零部件安装爆炸图。
图5为本实用新型提供的SCR系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
作为本实用新型的第一个方面，提供一种电加热混合器，其中，如图1至图4所示，所述电加热混合器10包括：外壳1、陶瓷槽片2、翅片3、正极接入螺栓4、负极接入螺栓5、第一连接螺栓6、第二连接螺栓7和连接翅片8；
所述外壳1为法拉状，所述外壳1用于和排气管连接；所述陶瓷槽片2嵌入所述外壳1中，用于安装所述翅片3；所述翅片3包括横向翅片31和纵向翅片32，所述横向翅片31和所述纵向翅片32交错设置，且所述横向翅片31和所述纵向翅片32的端部均通过所述陶瓷槽片2固定在所述外壳1上，所述翅片3用于将尿素与空气进行混合；所述正极接入螺栓4和所述负极接入螺栓5设置在所述外壳1上，且所述正极接入螺栓4用于将所述翅片3与电源的正极连接，所述负极接入螺栓5用于将所述翅片3与电源的负极连接；所述第一连接螺栓6用于将所述横向翅片31固定在所述外壳1上，所述第二连接翅片7用于将所述纵向翅片32固定在所述外壳1上；所述连接翅片8用于连接所述第一连接螺栓6和所述第二连接螺栓7；
所述电加热混合器10能够在所述正极接入螺栓4和所述负极接入螺栓5连接电源后对所述翅片3进行加热。
本实用新型提供的电加热混合器，通过将翅片与电源连接，对翅片进行加热至高温，当SCR系统在低排温条件下连续喷射尿素时，尿素在混合器翅片上形成的液膜会在高温下快速蒸发，从而防止液膜在翅片上积累，降低了液膜积累造成的结晶风险，从尿素产生的原理上解决尿素混合器上容易结晶的问题。
具体地，为了避免外壳与电源连通，所述第一连接螺栓6和所述第二连接螺栓7与所述外壳7之间均设置有绝缘垫片。
优选地，所述翅片3的制作材料包括紫铜。
需要说明的是，如图4所示，所述横向翅片31和所述纵向翅片32均为一根翅片经过多次弯折形成，所述横向翅片31的一端连接正极接入螺栓4，所述横向翅片31的另一端连接第一连接螺栓6，所述纵向翅片32的一端连接负极计入螺栓5，所述纵向翅片32的另一端连接第二连接螺栓7，所述连接翅片8通过连接第一连接螺栓6个第二连接螺栓7将所述横向翅片31和所述纵向翅片32连接成为一体。
具体地，如图4所示，所述陶瓷槽片2包括四片陶瓷槽片，四片陶瓷槽片两两相对设置在所述外壳1的内壁上，两对相对设置的两片陶瓷槽片分别用于固定所述横向翅片31和所述纵向翅片32。
可以理解的是，所述横向翅片31和所述纵向翅片横竖密集交错，在降低尿素结晶风险的同时也能够保证尿素与气流的混合效果。
优选地，所述外壳1包括不锈钢外壳。
本实用新型提供的电加热混合器，其中外壳1为法兰状，便于和排气管连接。四片陶瓷槽片2交错分布嵌入不锈钢外壳1中，用于安装翅片3，翅片3由紫铜材料制成，横向和竖向各安装一组交错使用，从而达到良好的尿素混合效果。同时，横向翅片和竖向翅片通过连接翅片8及连接螺栓6、7连接成一体。翅片3通过正极接入螺栓4、负极连接5接入电源，电源接通后将直接对翅片3进行加热。
因此，本实用新型提供的电加热混合器，具有结构简单，尺寸小，安装方便，特别适合安装在排气管上应用。由于国四阶段多数SCR系统将混合器布置在排气尾管上，因此在国四标准的在用车进行排放升级时，针对某些由于边界限制无法对混合器进行大的优化更改的问题，采用本实用新型提供的电加热混合器替换将十分便捷。
作为本实用新型的第二个方面，提供一种SCR系统，其中，如图5所示，所述SCR系统包括排气管20、尿素喷嘴30、尿素喷射底座组件40、电加热混合器10、连接管50和SCR筒体组件60，所述排气管20的一端为入口端，所述排气管20的另一端与所述尿素喷射底座组件40的一端连接，所述尿素喷射底座组件40的另一端与所述连接管50的一端连接，所述尿素喷嘴30设置在所述尿素喷嘴底座组件40上，所述连接管50的另一端与所述SCR筒体组件60连接，所述电加热混合器40设置在所述连接管50与所述尿素喷射底座组件40的连接位置，所述电加热混合器10包括前文中所述的电加热混合器，所述电加热混合器10能够在接通电源时对翅片3进行加热，所述尿素喷嘴30喷射出的尿素能够在所述电加热混合器10的翅片3上与空气混合。
本实用新型提供的SCR系统，由于设置了电加热混合器，能够当SCR系统在低排温条件下连续喷射尿素时，尿素在混合器翅片上形成的液膜会在高温下快速蒸发，从而防止液膜在翅片上积累，降低了液膜积累造成的结晶风险，另外，电加热混合器翅片上的尿素的快速蒸发大大提高了尿素分解成氨气的速率，从而进一步提高了低温条件下SCR的转化效率。
需要说明的是，电加热混合器10可在SCR系统开始喷射尿素前将电加热混合器10的翅片3进行预加热至400℃左右。
具体地，所述SCR系统包括第一混合器连接法兰70和第二混合器连接法兰80，所述第一混合器连接法兰70和所述第二混合器连接法兰80均用于将所述电加热混合器10固定在所述尿素喷射底座组件40与所述连接管50之间。
优选地，所述尿素喷射底座组件40的一端焊接在所述排气管20的另一端。
具体地，所述SCR系统包括增压器连接法兰90，所述增压器连接法兰90设置在所述排气管20的入口端。
具体地，所述SCR系统包括吊钩21、连接卡箍组件51、NOx传感器61和排气尾管62，所述吊钩21设置在所述排气管20上，且靠近所述排气管20的入口端，所述连接卡箍组件51设置在所述连接管50与所述SCR筒体组件60之间，用于连接所述连接管50和所述SCR筒体组件60，所述NOx传感器61和排气尾管62均设置在所述SCR筒体组件60上，所述NOx传感器61用于检测排气管20出口处NOx的浓度，所述排气尾管62用于将所述电加热混合器10上混合后产生的废气排入大气中。
电加热混合器10对流过的气流也有一定的加热作用，气流温度的提高能够进一步补偿由于尿素液膜蒸发吸热而造成的温度损失
本实用新型提供的SCR系统，尿素喷射底座组件40直接焊接在排气管20上，电加热混合器10通过第一混合器连接法兰70和第二混合器连接法兰80安装于排气管20和连接管50之间，用于进行尿素的混合。当发动机在低温状态下运行时，排气温度温度较低，此时可提前接通电加热混合器10的电源，对翅片3进行加热指至400℃以上。当排气温度达到尿素起喷温度时，尿素从尿素喷嘴30中喷出且直接喷在电加热尿素混合器10上，通过电加热混合器10实现废气和尿素的混合。同时，翅片3上着壁的尿素液膜在高温下快速蒸发分解成氨气并通过连接管50进入SCR筒体组件60中参与化学反应。反应后的产物和废气一汽通过排气尾管62排入大气中。连接卡箍组件51用以连接SCR筒体组件60和连接管50，NOx传感器61用以检测排气出口处NOx的浓度。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种电加热混合器，其特征在于，所述电加热混合器包括：外壳、陶瓷槽片、翅片、正极接入螺栓、负极接入螺栓、第一连接螺栓、第二连接螺栓和连接翅片；
所述外壳为法拉状，所述外壳用于和排气管连接；所述陶瓷槽片嵌入所述外壳中，用于安装所述翅片；所述翅片包括横向翅片和纵向翅片，所述横向翅片和所述纵向翅片交错设置，且所述横向翅片和所述纵向翅片的端部均通过所述陶瓷槽片固定在所述外壳上，所述翅片用于将尿素与空气进行混合；所述正极接入螺栓和所述负极接入螺栓设置在所述外壳上，且所述正极接入螺栓用于将所述翅片与电源的正极连接，所述负极接入螺栓用于将所述翅片与电源的负极连接；所述第一连接螺栓用于将所述横向翅片固定在所述外壳上，所述第二连接翅片用于将所述纵向翅片固定在所述外壳上；所述连接翅片用于连接所述第一连接螺栓和所述第二连接螺栓；
所述电加热混合器能够在所述正极接入螺栓和所述负极接入螺栓连接电源后对所述翅片进行加热。
2.根据权利要求1所述的电加热混合器，其特征在于，所述第一连接螺栓和所述第二连接螺栓与所述外壳之间均设置有绝缘垫片。
3.根据权利要求1所述的电加热混合器，其特征在于，所述翅片的制作材料包括紫铜。
4.根据权利要求1所述的电加热混合器，其特征在于，所述陶瓷槽片包括四片陶瓷槽片，四片陶瓷槽片两两相对设置在所述外壳的内壁上，两对相对设置的两片陶瓷槽片分别用于固定所述横向翅片和所述纵向翅片。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的电加热混合器，其特征在于，所述外壳包括不锈钢外壳。
6.一种SCR系统，其特征在于，所述SCR系统包括排气管、尿素喷嘴、尿素喷射底座组件、电加热混合器、连接管和SCR筒体组件，所述排气管的一端为入口端，所述排气管的另一端与所述尿素喷射底座组件的一端连接，所述尿素喷射底座组件的另一端与所述连接管的一端连接，所述尿素喷嘴设置在所述尿素喷嘴底座组件上，所述连接管的另一端与所述SCR筒体组件连接，所述电加热混合器设置在所述连接管与所述尿素喷射底座组件的连接位置，所述电加热混合器包括权利要求1至5中任意一项所述的电加热混合器，所述电加热混合器能够在接通电源时对翅片进行加热，所述尿素喷嘴喷射出的尿素能够在所述电加热混合器的翅片上与空气混合。
7.根据权利要求6所述的SCR系统，其特征在于，所述SCR系统包括第一混合器连接法兰和第二混合器连接法兰，所述第一混合器连接法兰和所述第二混合器连接法兰均用于将所述电加热混合器固定在所述尿素喷射底座组件与所述连接管之间。
8.根据权利要求6所述的SCR系统，其特征在于，所述尿素喷射底座组件的一端焊接在所述排气管的另一端。
9.根据权利要求6至8中任意一项所述的SCR系统，其特征在于，所述SCR系统包括增压器连接法兰，所述增压器连接法兰设置在所述排气管的入口端。
10.根据权利要求6至8中任意一项所述的SCR系统，其特征在于，所述SCR系统包括吊钩、连接卡箍组件、NOx传感器和排气尾管，所述吊钩设置在所述排气管上，且靠近所述排气管的入口端，所述连接卡箍组件设置在所述连接管与所述SCR筒体组件之间，用于连接所述连接管和所述SCR筒体组件，所述NOx传感器和排气尾管均设置在所述SCR筒体组件上，所述NOx传感器用于检测排气管出口处NOx的浓度，所述排气尾管用于将所述电加热混合器上混合后产生的废气排入大气中。
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