CN210858884U

CN210858884U - 尾气后处理混合装置

Info

Publication number: CN210858884U
Application number: CN201922059316.9U
Authority: CN
Inventors: 薛红娟; 史运帅; 田入园; 牛雨飞; 朱海艳; 李江飞; 苏赵琪
Original assignee: Wuxi Yili Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Wuxi Yili Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2019-11-26
Filing date: 2019-11-26
Publication date: 2020-06-26
Anticipated expiration: 2029-11-26

Abstract

本实用新型公开了一种尾气后处理混合装置，内壳将外壳的内部分隔为进气腔及出气腔，混合管连通进气腔与出气腔；内壳的一端面设有前挡板，另一端部设置有后挡板，后挡板对应内壳开设开口。本实用新型的前挡板对内壳的前端口进行封堵，在确保前挡板封堵住内壳的前端口的同时，不会阻挡到进气腔区域，一方面，可以保证从DPF输出端排出的尾气全部进入进气腔，然后从进气腔进入混合管内充分混合后再进入出气腔。后挡板封堵内壳的外表面与外壳的内表面之间的空隙，避免进气腔内的气流不经混合直接流入SCR输入端，进而影响SCR装置的NO_X的转化率。

Description

尾气后处理混合装置

技术领域

本实用新型涉及发动机尾气后处理技术领域，尤其是一种尾气后处理混合装置。

背景技术

目前，在发动机尾气后处理系统中，通常采用选择性催化还原技术(SCR)对发动机的尾气排放进行后处理，在尾气后处理混合装置中喷入尿素水溶液，尿素水溶液在尾气温度下被分解成氨气（NH₃），在催化剂的作用下，氨气（NH₃）把尾气中的氮氧化物（NO_X）还原成无害的氮气（N₂）和水（H₂O），最终从尾气管排出，从而达到降低排放物的目的。为了满足越来越严格的排放标准要求，需要提高SCR装置的NO_X的转化率，减小污染物的排放，而尿素水溶液的充分分解、分解的NH₃与尾气的充分均匀混合，是提高NO_X转化率的关键。

现有的尾气后处理混合装置通常存在气体流速分布均匀性差、氨混合均匀性差的问题。气体流速分布均匀性差一方面会导致催化剂老化不均匀；另一方面，由于气体流速分布不均匀，在尾气后处理混合装置内部，处于气体流速较小区域的内壁面的温度较低，当尿素液滴接触到此部分内壁面后会带走一部分热量，使此部分的内壁面温度进一步降低，掉落在温度过低的内壁面上尿素液滴由于没有充分的吸热挥发，很容易形成尿素结晶，进而影响后处理系统性能，更甚者还会造成排放超标或后处理系统堵塞而造成车辆动力不足。氨混合均匀性差使氮氧化物的转化效率较差，并造成部分氨逃逸，从而影响催化剂的整体性能。

实用新型内容

本申请人针对上述现有尾气后处理混合装置存在气体流速分布均匀性差、容易形成尿素结晶，混合均匀性差的缺点，提供一种结构合理的尾气后处理混合装置，气体流速分布均匀性高、结晶风险低，混合均匀性高。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种尾气后处理混合装置，设置在尾气后处理的DPF组件与SCR组件之间，内壳将外壳的内部分隔为进气腔及出气腔，混合管连通进气腔与出气腔；内壳的一端面设有前挡板，另一端部设置有后挡板，后挡板对应内壳开设开口；所述进气腔连通DPF输出端，进气腔为由外壳内部、内壳外部与其端部的后挡板之间所形成的腔体，后挡板外周与内壳内表面的内径相匹配，后挡板的开口与内壳外轮廓形状一致；所述出气腔连通SCR输入端，出气腔为由内壳内部、其端面的前挡板之间所形成的腔体。

本实用新型的前挡板对内壳的前端口进行封堵，在确保前挡板封堵住内壳的前端口的同时，不会阻挡到进气腔区域，一方面，可以保证从DPF输出端排出的尾气全部进入进气腔，然后从进气腔进入混合管内充分混合后再进入出气腔；另一方面，由于前挡板对进入进气腔内的气流无阻挡作用，DPF输出端输出的尾气气流可以顺畅地进入进气腔内，气流压降小，且DPF输出端排出的尾气直接进入进气腔，直吹前挡板壁面、混合管上部外壁面、内壳外壁面，并对各个壁面进行预热，使落在各个壁面上的尿素液滴充分吸热挥发，减小尿素结晶风险，提高尿素滴液的挥发率，进而提高NO_X的转化效率。后挡板封堵内壳的外表面与外壳的内表面之间的空隙，避免进气腔内的气流不经混合直接流入SCR输入端，进而影响SCR装置的NO_X的转化率。本实用新型的出气腔内的气流均形成有旋流，旋流气体流速分布均匀性高。本实用新型对尾气气流和尿素水溶液进行四次的分解和混合，使尿素滴液得到了充分的分解，分解出来的氨气与尾气充分混合，混合均匀性高，NO_X转化率高。

作为上述技术方案的进一步改进：

在后挡板的开口的后方固定设置有扰流板，扰流板与后挡板之间间隔一定的距离。

扰流板为圆弧形板，或者为中部开设凹口的圆弧形板；扰流板的面板上交错布满若干第二通孔。

本实用新型在外壳内部、位于后挡板的开口后方固定设置有扰流板，扰流板与后挡板之间间隔一定的距离，从出气腔流出的混合气流流经若干第二通孔后，进一步加速旋流，使得混合气流在有限长度下，可以具有更长的混合的路径，混合气流的混合效果更好，混合均匀性更高。

本实用新型的圆弧板扰流板的直弦边中部开设弧形凹口，在保证实现对混合气流加速旋流的目的同时，可以降低气流压降。

内壳的底部壁面朝向出气腔向内凸起有凸起部，凸起部位于混合管的正下方。

凸起部为倒V形或M形。

本实用新型的内壳的底部壁面具有凸起部，凸起部位于混合管的下端管口的正下方，从下端管口流出的混合气流碰撞到凸起部的两个面后发生转向，形成旋流，使得混合气流在出气腔有限的腔体空间内增加了气流的流动长度，提高了氨混合的均匀性。

前挡板上对应内壳的凸起部开设对应的缺口。

本实用新型的前挡板上对应内壳的凸起部可以开设对应的缺口，DPF输出端排出的尾气可以从缺口流入并对凸起部的壁面进行预热，使落在壁面上的尿素液滴充分吸热挥发，减小尿素结晶风险。

内壳的外表面各点与外壳的内表面之间均存在空隙。

本实用新型的内壳的外表面各点与外壳的内表面之间均存在空隙，进气腔内的气流在内壳的外表面流动，对内壳各个部位的壁面均有预热作用，使落在壁面上的尿素液滴充分吸热挥发，减小尿素结晶风险，提高尿素滴液的挥发率，进而提高NO_X的转化效率。

混合管的上端部固定在外壳上，下端部伸入内壳的出气腔内；混合管位于进气腔内的上部外周开设若干个贯通的进气口，混合管靠近上端部、位于进气口上方的外周面沿周向还开设有若干个第一通孔。

本实用新型的混合管靠近上端部的外周面沿周向还开设有若干个第一通孔，第一通孔位于进气口的上方，从若干第一通孔进入的尾气气流直吹尿素喷嘴喷出的尿素液滴，增加了尿素喷嘴处的尾气流量，可以提高尿素液滴的温度，利于尿素液滴的蒸发，防止产生尿素结晶现象。

混合管的上端部伸出位于进气腔内，距离外壳的内壁面有一定的距离，混合下端部伸入内壳的出气腔内；外壳上固定设有导流管，导流管的外径小于混合管的内径，导流管下端部伸入位于混合管内；导流管的外周面交错布满若干第三通孔。

混合管内部设置有破碎组件，破碎组件包括从上至下依次布置的至少一层破碎板，相邻层破碎板交错布置。

本实用新型的混合管内部固定设置有破碎组件，破碎组件包括从上至下依次布置的至少一层破碎板，相邻层破碎板交错布置，在保证对尿素液滴起到较好的破碎作用的同时，具有较小的气流压降。

本实用新型的有益效果如下：

附图说明

图1为本实用新型实施例一的立体图。

图2同图1，为另一视角的立体图。

图3为图1的爆炸图。

图4同图1，此时拆除前挡板。

图5为图4的主视图，图中箭头所示为气流的流向。

图6为本实用新型实施例二的立体图。

图7为图6的内部组件的爆炸图。

图8为扰流板的立体图，此时扰流板开设有凹口。

图中：1、外壳；2、喷嘴座；3、前挡板；4、内壳；5、后挡板；6、扰流板；7、混合管；8、破碎组件；9、进气腔；10、出气腔；11、开口；12、进气口；13、第一通孔；14、下端管口；15、凸起部；16、第二通孔；17、上端管口；18、导流管；19、第三通孔；20、凹口。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

实施例一：

如图1、图2、图3所示，本实用新型的圆筒形外壳1的内部空腔内设置有内壳4，内壳4位于内部空腔的中下部；如图4所示，内壳4将外壳1的内部空腔分隔为位于内壳4外部的进气腔9、及位于内壳4内部的出气腔10；如图3所示，内壳4的前端面封盖有前挡板3，内壳4后端部固定在后挡板5上，后挡板5焊接固定在外壳1上；内壳4上穿设有混合管7，混合管7下端部伸入内壳4的出气腔10内，下端管口14连通出气腔10，混合管7的上端部固定在外壳1上，外壳1上对应混合管7设有喷嘴座2，喷嘴座2与尿素喷嘴连接，喷嘴喷射口在喷嘴座2中心（图中未示出），尿素喷嘴可以往混合管7内喷射尿素液滴。本实用新型设置在尾气后处理的DPF（颗粒捕捉器）组件与SCR组件之间，进气腔9连通DPF输出端，出气腔10连通SCR输入端（图中未示出）。

如图1、图3所示，前挡板3对内壳4的前端口进行封堵，其外形尺寸与内壳4的外形尺寸相当，或略大于内壳4的外形尺寸，确保前挡板3封堵住内壳4的前端口的同时，不会阻挡到进气腔9区域，进气腔9与DPF输出端之间为畅通的气流通道，一方面，可以保证从DPF输出端排出的尾气全部进入进气腔9，然后从进气腔9内进入混合管7内充分混合后再进入出气腔10内；另一方面，由于前挡板3对进入进气腔9内的气流无阻挡作用，DPF输出端输出的尾气气流可以顺畅地进入进气腔9内，气流压降小，且DPF输出端排出的尾气直接进入进气腔9，直吹前挡板3壁面、混合管7上部外壁面、内壳4外壁面，并对各个壁面进行预热，使落在各个壁面上的尿素液滴充分吸热挥发，减小尿素结晶风险，提高尿素滴液的挥发率，进而提高NO_X的转化效率。

如图3所示，后挡板5为圆形板，圆形板的外径与内壳4内表面的内径相匹配，圆形板的中下部对应内壳4开设开口11，开口11与内壳4外轮廓形状一致，内壳4卡入固定在开口11上；后挡板5封堵内壳4的外表面与外壳1的内表面之间的空隙，避免进气腔9内的气流不经混合直接流入SCR输入端，进而影响SCR装置的NO_X的转化率。

如图2所示，在外壳1内部，位于后挡板5的开口11后方固定设置有扰流板6，扰流板6与后挡板5之间间隔一定的距离，扰流板6为具有劣弧的圆弧形板，扰流板6的面板上交错布满若干第二通孔16，从出气腔10流出的混合气流流过扰流板6后，加剧气流向上的趋势，进一步加速旋流，使得混合气流在有限长度下，可以具有更长的混合的路径，混合气流的混合效果更好，混合均匀性更高。

如图3所示，混合管7位于进气腔9内的上部外周开设若干个贯通的进气口12，如图5所示，本实施例中，在混合管7上位于相对的两侧各开设一个进气口12；混合管7靠近上端部的外周面上沿周向还开设有若干个第一通孔13，第一通孔13位于进气口12的上方，从若干第一通孔13进入的尾气气流直吹尿素喷嘴喷出的尿素液滴，增加了尿素喷嘴处的尾气流量，可以提高尿素液滴的温度，利于尿素液滴的蒸发，防止产生尿素结晶现象。如图3所示，混合管7内部固定设置有破碎组件8，破碎组件8从上至下依次布置若干层破碎板，相邻层的破碎板可以交错布置，本实施例中，破碎组件8包括从上至下布置两层破碎板，在保证对尿素液滴起到较好的破碎作用的同时，具有较小的气流压降。

如图4所示，内壳4的底部壁面朝向出气腔10向内凸起，形成倒V形的凸起部15，如图4、图5所示，凸起部15位于混合管7的下端管口14的正下方，从下端管口14流出的混合气流碰撞到V型凸起部15的两个面后发生转向，形成旋流，使得混合气流在出气腔10有限的腔体空间内增加了气流的流动长度，提高了氨混合的均匀性。如图5所示，内壳4的外表面各点与外壳1的内表面之间均存在空隙，进气腔9内的气流在内壳4的外表面流动，对内壳4各个部位的壁面均有预热作用，使落在壁面上的尿素液滴充分吸热挥发，减小尿素结晶风险，提高尿素滴液的挥发率，进而提高NO_X的转化效率。

本实用新型在实际工作时，喷嘴座2内的尿素喷嘴往混合管7内喷射尿素液滴；尾气从DPF的输出端输入进气腔9内，如图5所示，气流在碰撞到后挡板5的壁面后反弹发生转向，转向的气流从混合管7上部的进气口12、第一通孔13进入混合管7内，将尿素喷束吹散，尿素液滴吸收尾气气流的热量，完成尿素液滴的第一次分解、形成混合气流；混合气流流过混合管7内的破碎组件8，混合气流中未分解的尿素液滴碰撞到破碎组件8上，破碎成颗粒更小的尿素液滴，吸收热量后进一步挥发至混合气流中，随混合气流从混合管7的下端管口14流入出气腔10，完成尿素液滴的第二次分解和混合；从下端管口14流出的混合气流碰撞到凸起部15的两个面后发生转向，形成旋流，尿素液滴进一步吸收热量挥发至气流中，完成尿素液滴的第三次分解和混合；出气腔10内的混合气流流过扰流板6后，加剧气流向上的趋势，进一步加速旋流，延长了混合的路径，增加了尿素液滴的挥发和混合时间，尿素液滴更进一步吸收热量挥发至气流中，完成尿素液滴的第四次分解和混合。气流在本实用新型的出气腔10内均形成旋流，旋流气体流速分布均匀性高；尾气气流在本实用新型内经过四次的分解和混合，尿素滴液得到了充分的分解，分解出来的氨气与尾气充分混合，混合均匀性高，NO_X转化率高。

实施例二：

如图6、图7所示，外壳1的内部空腔内设置有内壳4，内壳4位于内部空腔的中下部；内壳4将外壳1的内部空腔分隔为位于内壳4外部的进气腔9、及位于内壳4内部的出气腔10；内壳4的前端面封盖有前挡板3，内壳4后端部套设在后挡板5上，后挡板5嵌设在外壳1上；混合管7穿设固定在内壳4上，混合管7的上端部伸出位于进气腔9内，距离外壳1的内壁面有一定的距离，上端管口17连通进气腔9；混合管7下端部伸入内壳4的出气腔10内，下端管口14连通出气腔10；混合管7内部固定设置有破碎组件8；外壳1上对应混合管7固定设有导流管18，导流管18的外径小于混合管7的内径，导流管18下端部伸入位于混合管7内，与混合管7内部连通；导流管18的外周面交错布满若干第三通孔19，从若干第三通孔19进入的尾气气流直吹尿素喷嘴喷出的尿素液滴，可以提高尿素液滴的温度，利于尿素液滴的蒸发，防止产生尿素结晶现象。同实施例一，在外壳1内部，位于后挡板5的开口11后方可以固定设置扰流板6，扰流板6与后挡板5之间间隔一定的距离。

以上描述是对本实用新型的解释，不是对本实用新型的限定，在不违背本实用新型精神的情况下，本实用新型可以作任何形式的修改。例如，凸起部15也可以为M形，只要能达到使混合气流发生转向形成旋流的目的即可。前挡板3上对应内壳4的凸起部15可以开设对应的缺口，DPF输出端排出的尾气可以从缺口流入并对凸起部15的壁面进行预热，使落在壁面上的尿素液滴充分吸热挥发，减小尿素结晶风险。如图8所示，圆弧板扰流板6的直弦边中部也可以开设弧形凹口20，在保证实现对混合气流加速旋流的目的同时，可以降低气流压降。扰流板6也可以根据需要不开设第二通孔16，出气腔10内的混合气流碰撞到扰流板6后反弹，也可以达到加剧气流向上的趋势、进一步加剧旋流的目的。

Claims

1.一种尾气后处理混合装置，设置在尾气后处理的DPF组件与SCR组件之间，其特征在于：内壳（4）将外壳（1）的内部分隔为进气腔（9）及出气腔（10），混合管（7）连通进气腔（9）与出气腔（10）；内壳（4）的一端面设有前挡板（3），另一端部设置有后挡板（5），后挡板（5）对应内壳（4）开设开口（11）；所述进气腔（9）连通DPF输出端，进气腔（9）为由外壳（1）内部、内壳（4）外部与其端部的后挡板（5）之间所形成的腔体，后挡板（5）外周与内壳（4）内表面的内径相匹配，后挡板（5）的开口（11）与内壳（4）外轮廓形状一致；所述出气腔（10）连通SCR输入端，出气腔（10）为由内壳（4）内部、其端面的前挡板（3）之间所形成的腔体。

2.按照权利要求1所述的尾气后处理混合装置，其特征在于：在后挡板（5）的开口（11）的后方固定设置有扰流板（6），扰流板（6）与后挡板（5）之间间隔一定的距离。

3.按照权利要求2所述的尾气后处理混合装置，其特征在于：扰流板（6）为圆弧形板，或者为中部开设凹口（20）的圆弧形板；扰流板（6）的面板上交错布满若干第二通孔（16）。

4.按照权利要求1所述的尾气后处理混合装置，其特征在于：内壳（4）的底部壁面朝向出气腔（10）向内凸起有凸起部（15），凸起部（15）位于混合管（7）的正下方。

5.按照权利要求4所述的尾气后处理混合装置，其特征在于：凸起部（15）为倒V形或M形。

6.按照权利要求1或4所述的尾气后处理混合装置，其特征在于：前挡板（3）上对应内壳（4）的凸起部（15）开设对应的缺口。

7.按照权利要求1所述的尾气后处理混合装置，其特征在于：内壳（4）的外表面各点与外壳（1）的内表面之间均存在空隙。

8.按照权利要求1所述的尾气后处理混合装置，其特征在于：混合管（7）的上端部固定在外壳（1）上，下端部伸入内壳（4）的出气腔（10）内；混合管（7）位于进气腔（9）内的上部外周开设若干个贯通的进气口（12），混合管（7）靠近上端部、位于进气口（12）上方的外周面沿周向还开设有若干个第一通孔（13）。

9.按照权利要求1所述的尾气后处理混合装置，其特征在于：混合管（7）的上端部伸出位于进气腔（9）内，距离外壳（1）的内壁面有一定的距离，混合下端部伸入内壳（4）的出气腔（10）内；外壳（1）上固定设有导流管（18），导流管（18）的外径小于混合管（7）的内径，导流管（18）下端部伸入位于混合管（7）内；导流管（18）的外周面交错布满若干第三通孔（19）。

10.按照权利要求1所述的尾气后处理混合装置，其特征在于：混合管（7）内部设置有破碎组件（8），破碎组件（8）包括从上至下依次布置的至少一层破碎板，相邻层破碎板交错布置。