CN209990529U - 一种用于混合排气和还原剂流体的径向喷射混合器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用于混合排气和还原剂流体的径向喷射混合器装置，包括筒体，筒体的进气端设置第一隔板，筒体的出气端设置第三隔板，第一隔板和第三隔板之间设置第二隔板，所述筒体、第一隔板和第二隔板形成第一混合腔，所述筒体、第二隔板和第三隔板形成第二混合腔；所述第二混合腔的上端设置还原剂注入底座；所述第一隔板上均布一圈开孔，每个开孔向内设有一个扇片；所述第二隔板呈碗状，从进气端至出气端方向逐渐变窄，第二隔板的板体上布满圆孔；所述第三隔板呈锥形，第三隔板的最窄处为出气口；本实用新型不但以较小压强实现还原剂流体与排气充分混合，而且结构紧凑，可有效减少混合器和车辆排气后处理装置的轴线向占用空间。

Description

一种用于混合排气和还原剂流体的径向喷射混合器装置

技术领域

本实用新型涉及柴油机尾气后处理技术领域，具体涉及一种用于混合排气和还原剂流体的径向喷射混合器装置。

背景技术

全球针对内燃机排放的法规日益严格。通过改进内燃机的燃烧技术本身已很难满足当前严格的排放标准。因此，在各种内燃机系统特别是使用内燃机的车辆中已较普遍地采用排气后处理装置来进一步减少排放。一种典型的可用于减少氮氧化物( NOx )排放的车辆排气后处理装置通常包括用于混合排气和还原剂流体的混合器及其下游促使排气中的氮氧化物发生还原反应的反应装置。

目前行业中，反应装置典型的为选择性催化还原( SCR )装置，其内设置有催化剂，以促使排气中的氮氧化物发生还原反应。例如，在还原剂流体为尿素水溶液的情况下，尿素水溶液喷入混合器后，将与具有较高温度的排气混合，发生水解/热解反应生成氨气；氨气与排气的混合流体流入SCR装置后，排气中的氮氧化物可与氨气发生还原反应，生成对环境无害的氮气和水。

此类车辆排气后处理装置的关键技术包括在混合器内将还原剂流体与排气充分混合以保证气态形式的还原剂均匀分布在排气中，以及使得混合器具有较小的压降以免产生过大的背压。在现有技术的大多数混合器中，是以径向喷射方式将尿素流体喷射到排气流中以相互混合。这里所用的术语“径向喷射方式”指的是将处理流体以基本上垂直于排气行进方向的方向喷射至混合器装置中与排气进行混合。然而，在这种流体喷射方式中，通常需要将喷射器设置在混合器的周壁上，这不但导致混合器径向占用空间增大，而且容易出现漏气及其他故障。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种用于混合排气和还原剂流体的径向喷射混合器装置，该装置不但以较小压强实现还原剂流体与排气充分混合，而且结构紧凑，可有效减少混合器和车辆排气后处理装置的轴线向占用空间，确保SCR装置能够高效稳定的工作。

按照本实用新型提供的技术方案：一种用于混合排气和还原剂流体的径向喷射混合器装置，包括筒体，筒体的进气端设置第一隔板，筒体的出气端设置第三隔板，第一隔板和第三隔板之间设置第二隔板，所述筒体、第一隔板和第二隔板形成第一混合腔，所述筒体、第二隔板和第三隔板形成第二混合腔；所述第二混合腔的上端设置还原剂注入底座；

所述第一隔板上均布一圈开孔，每个开孔向内设有一个扇片，每个扇片与开孔呈相同的角度设置；

所述第二隔板呈碗状，从进气端至出气端方向逐渐变窄，第二隔板的板体上布满圆孔；

所述第三隔板呈锥形，从进气端至出气端方向逐渐变窄，第三隔板的最窄处为出气口；

所述还原剂注入底座朝向第二隔板和出气口方向设置。

进一步地，开孔为半圆形，所述扇片为半圆形。

进一步地，所述第二隔板底部的直径和出气口的直径相同。

进一步地，所述还原剂注入底座与筒体的夹角大于第三隔板与筒体的夹角。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

1.本实用新型的进气前端为具有旋流作用第一隔板，使排气以旋转形式流入第一混合腔，形成较强的旋转气流；

2.本实用新型的第二混合腔也是具有旋流较强效果的腔体，还原剂流体直接喷入第二混合腔，沿第二隔板旋转，加速还原剂的热解/水解，混合效果极佳；

3.第二隔板的内部也会充斥着带有温度的排气流体通过，一方面加速还原剂的热解，另一方面可可以降低混合装置的压降；

4.喷嘴前倾，使喷射出的还原剂溶液有沿气流方向流通的速度，使还原剂溶液更容易被气流带走，降低混合器装置结晶的风险；

5.增加第三隔板，帮助混合气体的扩散，增加还原剂的均匀性，有利于氮氧化物的充分反应，提高反应效率，保证SCR的高效稳定的工作；

6.本实用新型相对其它轴向喷射的装置，结构紧凑，方便安装。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图。

图2为本实用新型的剖视图。

图3为本实用新型排气流体工作原理示意图。

附图标记说明：1-第一隔板、2-筒体、3-第二隔板、4-还原剂注入底座、5-第三隔板、1.1-开孔、1.2-扇片、5.1-出气口。

具体实施方式

下面结合具体附图对本实用新型作进一步说明。

如图1和图2所示，一种用于混合排气和还原剂流体的径向喷射混合器装置，包括筒体2，筒体2的进气端设置第一隔板1，筒体2的出气端设置第三隔板5，第一隔板1和第三隔板5之间设置第二隔板3，所述筒体2、第一隔板1和第二隔板3形成第一混合腔6，所述筒体2、第二隔板3和第三隔板5形成第二混合腔7；所述第二混合腔7的上端设置还原剂注入底座4；

所述第一隔板1上均布一圈开孔1.1，每个开孔1.1向内设有一个扇片1.2，每个扇片1.2与开孔1.1呈相同的角度设置；

所述第二隔板3呈碗状，从进气端至出气端方向逐渐变窄，第二隔板3的板体上布满圆孔；

所述第三隔板5呈锥形，从进气端至出气端方向逐渐变窄，第三隔板5的最窄处为出气口5.1；

所述还原剂注入底座4朝向第二隔板3和出气口5.1方向设置。

如图3所示，带有排放污染物的排气流体沿图3中箭头方向流向第一隔板1，通过第一隔板1，由于第一隔板1上设有开孔1.1及类似猫耳朵的半圆形扇片1.2，每个扇片1.2与开孔1.1呈相同的角度设置，排气气流改变了方向，形成了如图3中箭头所示的旋转气流，排气气流在第一混合腔6内旋转；排气气流在流入第二混合腔7时，气流分为两股，沿筒体3周边的那股气流与还原剂混合通过第二隔板3上的圆孔进入第一混合腔6，另一股以旋转的的方式在第二隔板3的锥面外面旋转。

将还原剂通过还原剂注入底座4注入到第二混合腔7中，排气流体和还原剂流体以旋转的方式混合，第二隔板3上的圆孔与上述混合了还原剂的气流相撞使还原剂流体的颗粒破碎，防止还原剂溶液结晶。第二混合腔中的气流与第一混合腔出来的排气流体再次混合，混合流体流过第三隔板5的出气口5.1向外扩散。第三隔板5锥形的设计使得第二混合腔7内的混合气体可以向出气口5.1聚拢，而且可以防止还原剂在第二混合腔7的底部沉降进而形成结晶。

所述开孔1.1为半圆形，所述扇片1.2为半圆形，引导气流更快的形成旋流。

所述第二隔板3底部的直径和出气口的直径相同。

所述还原剂注入底座4与筒体2的夹角大于第三隔板5与筒体3的夹角。

还原剂注入底座4带有倾斜的设计使得还原剂混合气流可以径直喷向第二隔板3，第二隔板3上的圆孔小圆孔可以更好地将还原剂打碎，防止还原剂结晶。

本实用新型结构简单，设计思路清晰，使用方便，第二隔板3划分出第一混合腔6和第二混合腔7，通过腔体较强的旋流提升排气流体和还原剂的混和均匀性，并通过有一定角度的径向喷射的还原剂注入底座4的设计解决还原剂结晶隐患，保证SCR高效稳定的工作。

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 (4)

1.一种用于混合排气和还原剂流体的径向喷射混合器装置，包括筒体（2），筒体（2）的进气端设置第一隔板（1），筒体（2）的出气端设置第三隔板（5），第一隔板（1）和第三隔板（5）之间设置第二隔板（3），其特征在于，所述筒体（2）、第一隔板（1）和第二隔板（3）形成第一混合腔（6），所述筒体（2）、第二隔板（3）和第三隔板（5）形成第二混合腔（7）；所述第二混合腔（7）的上端设置还原剂注入底座（4）；

所述第一隔板（1）上均布一圈开孔（1.1），每个开孔（1.1）向内设有一个扇片（1.2），每个扇片（1.2）与开孔（1.1）呈相同的角度设置；

所述第二隔板（3）呈碗状，从进气端至出气端方向逐渐变窄，第二隔板（3）的板体上布满圆孔；

所述第三隔板（5）呈锥形，从进气端至出气端方向逐渐变窄，第三隔板（5）的最窄处为出气口（5.1）；

所述还原剂注入底座（4）朝向第二隔板（3）和出气口（5.1）方向设置。

2.如权利要求1所述的用于混合排气和还原剂流体的径向喷射混合器装置，所述开孔（1.1）为半圆形，所述扇片（1.2）为半圆形。

3.如权利要求1所述的用于混合排气和还原剂流体的径向喷射混合器装置，所述第二隔板（3）底部的直径和出气口的直径相同。

4.如权利要求1所述的用于混合排气和还原剂流体的径向喷射混合器装置，所述还原剂注入底座（4）与筒体（2）的夹角大于第三隔板（5）与筒体（3）的夹角。

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