CN213510809U

CN213510809U - 双筒体尿素混合器

Info

Publication number: CN213510809U
Application number: CN202022656202.5U
Authority: CN
Inventors: 倪鹏; 牛雨飞; 朱海艳; 徐谦; 李江飞
Original assignee: Wuxi Yili Environmental Protection Technology Co Ltd; Hebei Yili Technology Co Ltd
Current assignee: Wuxi Yili Environmental Protection Technology Co Ltd; Hebei Yili Technology Co Ltd
Priority date: 2020-11-17
Filing date: 2020-11-17
Publication date: 2021-06-22
Anticipated expiration: 2030-11-17

Abstract

本实用新型公开了一种双筒体尿素混合器，外筒体内、从进气端至出气端依次沿径向设置进气组件、第一后挡板，进气组件、第一后挡板之间沿轴向设置有内筒体；进气组件的若干叶片孔成为第一进气通道；前挡板部的板面上开设有贯通的缺口，内筒体的圆周壁面上开设有若干进气孔，若干进气孔与前挡板部上的缺口及第二进气腔一起成为第二进气通道。本实用新型具有双进气通道，第二净气通道在保证进气的同时，对壁面起加热、保温作用，保证各部分壁面始终保持在较高的温度，使落到壁面上的尿素液滴迅速挥发热解，避免各壁面上存在低温区域，降低尿素结晶的风险，保证后处理系统的性能。

Description

双筒体尿素混合器

技术领域

本实用新型涉及发动机尾气后处理技术领域，尤其是一种双筒体尿素混合器。

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，在尾气后处理尿素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。

现有的尾气后处理尿素混合装置的气体流速分布均匀性较差，由于气体流速分布不均匀，在尿素混合装置内部，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，低温区域的尿素结晶风险较大，而影响后处理系统性能。

实用新型内容

本申请人针对上述现有尿素混合装置存在气体流速分布均匀性较差、混合器内存在低温区域，尿素结晶风险较大等缺点，提供一种结构合理的双筒体尿素混合器，混合器内具有双进气通道结构，保持混合器内各壁面温度，避免出现低温区域，降低结晶风险。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种双筒体尿素混合器，外筒体内、从进气端至出气端依次沿径向设置进气组件、第一后挡板，进气组件、第一后挡板之间沿轴向设置有内筒体，内筒体的前端部固定在进气组件的内侧壁面上，进气组件、内筒体、第一后挡板将外筒体的内部空腔分为位于进气组件前侧的腔体为第一进气腔、位于进气组件与第一后挡板之间、内筒体外侧的夹层第二进气腔、位于第一后挡板后侧的出气腔；进气组件包括前挡板部、旋流部；前挡板部的外圆周轮廓与外筒体对应部位的内圆周轮廓相匹配，前挡板部的板面上开设有贯通的缺口、导通第一进气腔与第二进气腔；旋流部上开设有若干叶片孔，每个叶片孔上设置叶片，若干叶片孔成为第一进气通道，旋流部的前端面为封闭的遮盖板面；内筒体的圆周壁面上开设有若干进气孔，若干进气孔与前挡板部上的缺口及第二进气腔一起成为第二进气通道；第一进气通道、第二进气通道导通第一进气腔与混合腔；第一后挡板的外圆周轮廓与外筒体对应部位的内圆周轮廓相匹配，第一后挡板的下部开设有出气孔、导通混合腔与出气腔。

本实用新型具有双进气通道，第二净气通道在保证进气的同时，对壁面起加热、保温作用，保证各部分壁面始终保持在较高的温度，使落到壁面上的尿素液滴迅速挥发热解，避免各壁面上存在低温区域，降低尿素结晶的风险，保证后处理系统的性能。

作为上述技术方案的进一步改进：

外筒体中部的上侧圆周壁面上开设有第一通孔，第一通孔内设置尿素喷嘴；内筒体中部的上侧圆周壁面上、对应第一通孔同轴开设第二通孔；使用时，尿素喷嘴通过第二通孔往混合腔内喷射尿素液滴。

内筒体的第二通孔内垂直插装有套筒，套筒伸出位于夹层的第二进气腔内，其上端部靠近第一通孔；套筒的中心轴与尿素喷嘴的喷射中心线同轴。

本实用新型的套筒围挡在尿素喷嘴喷出的尿素喷射线外周，避免尿素液滴喷射到内筒体的外壁面上而产生尿素结晶，避免内筒体外存在尿素结晶的风险。

内筒体的上侧外壁面上、位于套筒的前后两侧、沿内筒体的轴向分别固定有隔板，隔板位于第二进气腔内。

本实用新型的隔板及套筒位于第二进气腔内，对第二进气腔的尾气气流具有变向并加速的作用，使得沿轴向进入的尾气气流转向后、绕内筒体的外周加速流向第二进气腔的各部位，使尾气气流均匀覆盖到第二进气腔的各部位，尾气气流在第二进气腔内的分布更均匀，加热、保温效果更均匀，第二进气腔覆盖的各壁面温度分布更均匀，更利于降低尿素结晶的风险。

内筒体上、位于隔板的两侧均具有若干进气孔。

本实用新型的内筒体上、位于隔板的两侧均具有若干进气孔，第二进气腔内的尾气气流分别从两侧的进气孔进入混合腔，更有利于尾气气流的均匀分布，加热、保温效果更均匀，同时也有利于降低气流的背压。

进气组件的前挡板部与旋流部一体成型，旋流部朝向第一进气腔凸起在前挡板部的中央部位，旋流部位于混合腔的外侧。

内筒体的内部沿轴向、从上至下横置有若干块孔板，若干块孔板位于若干进气孔的下侧、正对尿素喷嘴，孔板上布满开设若干第三通孔；若干块孔板的后侧边缘固定在第一后挡板的前壁面上，最下侧一块孔板的前侧边缘基本抵靠在前挡板部的后壁面上，其余孔板的前侧边缘相距前挡板部的后壁面有一定的距离、形成气流间隙。

本实用新型的若干块孔板的后侧边缘固定在第一后挡板的前侧壁面上，最下侧一块孔板的前侧边缘基本抵靠在前挡板部的后侧壁面上，其余孔板的前侧边缘相距前挡板部的后侧壁面有一定的距离、形成较大的气流间隙，有利于降低尾气气流的背压。

第一后挡板的出气孔为劣弧形，包括弧线段与直弦段，弧线段半径与内筒体的内壁面半径相匹配、与内筒体的下侧内壁面平齐，直弦段与最下侧一块孔板的下表面平齐。

外筒体内、位于第一后挡板后方相距一定距离设置有第二后挡板、导流板，第二后挡板为劣弧板，设置在出气孔的正后方。

本实用新型的第二后挡板设置在出气孔的正后方，第二后挡板对出气腔流出的气流起一个阻挡、变向的作用，一方面，可以避免气流直吹SCR装置内的载体；另一方面，可以引导气流变向、朝斜向上方向流动，降低出气孔在外筒体内造成的上下流速差异，提高气体流速均匀性，同时，气流朝斜向上的方向流动，可以延长气流的混合路径，提高尿素混合的均匀性。

导流板位于第二后挡板的正上方，导流板为优弧板，阵列开设有若干方形的导流孔。

本实用新型的第二后挡板的正上方设置有导流板，出气腔内的混合气流流过若干导流孔，进一步加速旋流，混合气流的混合效果更好，混合均匀性更高。

本实用新型的有益效果如下：

附图说明

图1为本实用新型的立体图。

图2为图1的爆炸图。

图3为图1的剖视图。

图中：1、外筒体；11、第一通孔；2、进气组件；21、前挡板部；211、缺口；22、旋流部；221、叶片孔；222、叶片；223、遮盖板面；3、内筒体；31、第二通孔；32、进气孔；4、孔板；41、第三通孔；5、第一后挡板；51、出气孔；6、第二后挡板；7、导流板；71、导流孔；8、套筒；9、隔板；101、第一进气腔；102、第二进气腔；103、混合腔；104、出气腔。

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。

如图1、图2、图3所示，本实用新型的圆筒形外筒体1的内壁面上、从进气端至出气端依次沿径向设置进气组件2、第一后挡板5、第二后挡板6，进气组件2、第一后挡板5、第二后挡板6相互之间相距一定的距离，进气组件2、第一后挡板5之间沿轴向设置圆筒形的内筒体3，内筒体3的前端部固定在进气组件2的内侧壁面上，内筒体3与外筒体1同轴设置，进气组件2、内筒体3、第一后挡板5、第二后挡板6将外筒体1的内部空腔分成多个腔体，位于进气组件2前侧的腔体为第一进气腔101，位于进气组件2与第一后挡板5之间、内筒体3外侧的腔体为夹层的第二进气腔102，位于内筒体3内侧的腔体为混合腔103，位于第一后挡板5、第二后挡板6的腔体为出气腔104。外筒体1中部的上侧圆周壁面上开设有第一通孔11，第一通孔11用于设置喷嘴座，喷嘴座内设置尿素喷嘴（图中未示出）；内筒体3中部的上侧圆周壁面上、对应第一通孔11同轴开设第二通孔31，尿素喷嘴通过第二通孔31往混合腔103内喷射尿素液滴，尿素液滴在混合腔103内与进入的尾气混合、热解；第二通孔31内垂直于内筒体3插装有套筒8，套筒8伸出位于夹层的第二进气腔102内、其上端部靠近第一通孔11，套筒8将尿素喷嘴与混合腔103导通，套筒8的中心轴与尿素喷嘴的喷射中心线同轴，套筒8围挡在尿素喷嘴喷出的尿素喷射线外周，避免尿素液滴喷射到内筒体3的外壁面上而产生尿素结晶，避免内筒体3外避免存在尿素结晶的风险。

如图1、图2、图3所示，进气组件2包括圆板形的前挡板部21及圆筒形旋流部22，前挡板部21与旋流部22一体成型，旋流部22朝向第一进气腔101凸起在前挡板部21的中央部位，旋流部22位于混合腔103的外侧，避免喷射入混合腔103的尿素液滴掉落到旋流部22上而造成尿素结晶，避免旋流部22上存在尿素结晶的风险。前挡板部21的外圆周轮廓与外筒体1对应部位的内圆周轮廓相匹配，焊接固定在外筒体1的内周壁面上；前挡板部21的板面上开设有贯通的弧形缺口211，缺口211导通第一进气腔101与第二进气腔102，第一进气腔101内的尾气气流通过缺口211流入第二进气腔102内，并将第二进气腔102填充满，第二进气腔102内的尾气气流对其覆盖的内筒体3的壁面起加热、保温作用，保证壁面始终保持在较高的温度，使落到壁面上的尿素液滴迅速挥发热解，避免壁面上存在低温区域，降低尿素结晶的风险，保证后处理系统的性能。旋流部22的圆周面上、沿周向均匀开设有若干叶片孔221，每个叶片孔221上设置叶片222，叶片222沿径向朝外开口，旋流部22的前端面为封闭的遮盖板面223，旋流部22的若干叶片孔221将第一进气腔101与混合腔103导通、成为第一进气通道，第一进气腔101内的尾气气流经旋流部22的若干叶片孔221进入混合腔103，若干叶片222使尾气气流产生旋流效果，使得混合气流获得更长的混合路径，混合效果更好，混合均匀性更高，气流流速分布更均匀，若干叶片222还使得尾气气流的流速进一步加快，促使尾气气流与尿素液滴充分混合。

如图2、图3所示，内筒体3的上侧外壁面上、位于套筒8的前后两侧、沿内筒体3的轴向分别固定有隔板9，隔板9的外周边缘分别对应固定在外筒体1的内壁面、内筒体3的外壁面、进气组件2的后侧壁面、套筒8的外壁面上，隔板9及套筒8位于第二进气腔102内，对第二进气腔102的尾气气流具有变向并加速的作用，使得沿轴向进入的尾气气流转向后、绕内筒体3的外周加速流向第二进气腔102的各部位，使尾气气流均匀覆盖到第二进气腔102的各部位，尾气气流在第二进气腔102内的分布更均匀，加热、保温效果更均匀，第二进气腔102覆盖的各壁面温度分布更均匀，更利于降低尿素结晶的风险。内筒体3中部及后端部的上侧圆周壁面上阵列开设有若干进气孔32，前挡板部21上的缺口211、第二进气腔102、内筒体3的若干进气孔32一起导通第一进气腔101与混合腔103、成为第二进气通道，第一进气腔101内的尾气气依次流经缺口211、第二进气腔102、若干进气孔32进入混合腔103；内筒体3上、位于隔板9的两侧均具有若干进气孔32，第二进气腔102内的尾气气流分别从两侧的进气孔32进入混合腔103，更有利于尾气气流的均匀分布，加热、保温效果更均匀，同时也有利于降低气流的背压。内筒体3的内部沿轴向、从上至下横置有若干块孔板4，若干块孔板4位于若干进气孔32的下侧、正对尿素喷嘴，孔板4上布满开设若干第三通孔41；孔板4对尿素喷嘴喷射的尿素液滴破碎打散成颗粒较小的颗粒，使尿素液滴充分挥发热解；若干块孔板4的后侧边缘固定在第一后挡板5的前壁面上，最下侧一块孔板4的前侧边缘基本抵靠在前挡板部21的后壁面上，其余孔板4的前侧边缘相距前挡板部21的后壁面有一定的距离、形成较大的气流间隙，有利于降低尾气气流的背压。

如图2、图3所示，第一后挡板5为圆形板，其外圆周轮廓与外筒体1对应部位的内圆周轮廓相匹配，焊接固定在外筒体1的内周壁面上；第一后挡板5的下部开设有出气孔51，将混合腔103与出气腔104导通；如图2所示，出气孔51为劣弧形，包括弧线段与直弦段，如图3所示，其弧线段半径与内筒体3的内壁面半径相匹配，弧线段与内筒体3的下侧内壁面平齐，其直弦段与最下侧一块孔板4的下表面基本平齐，保证混合气流流经若干孔板4、充分挥发热解后再从出气孔51流出。第二后挡板6为劣弧板，设置在出气孔51的正后方，第二后挡板6对出气腔104流出的气流起一个阻挡、变向的作用，一方面，可以避免气流直吹SCR装置内的载体；另一方面，可以引导气流变向、朝斜向上方向流动，降低出气孔51在外筒体1内造成的上下流速差异，提高气体流速均匀性，同时，气流朝斜向上的方向流动，可以延长气流的混合路径，提高尿素混合的均匀性。第二后挡板6的正上方设置有导流板7，导流板7为优弧板，固定在外筒体1的内壁面上，导流板7上阵列开设若干方形的导流孔71，出气腔104内的混合气流流过若干导流孔71，进一步加速旋流，混合气流的混合效果更好，混合均匀性更高。

本实用新型在实际工作时，设置在尾气后处理的DPF（颗粒捕捉器）组件与SCR组件之间，第一进气腔101连通DPF输出端，出气腔104连通SCR输入端；尿素喷嘴往混合腔103内喷射尿素液滴；尾气气流从DPF的输出端输入第一进气腔101内，第一进气腔101内的尾气气流中一部分通过第一进气通道进入混合腔103，另一部分通过第二进气通道进入混合腔103；进入混合腔103的尾气气流与尿素液滴混合，尿素液滴充分挥发、热解，形成混合气流；混合气流从出气孔51流入出气腔104，经导流板7的若干导流孔71导流加速后输出到SCR输入端。

本实用新型具有双进气通道，第二进气通道在保证进气的同时，对壁面起加热、保温作用，保证各部分壁面始终保持在较高的温度，使落到壁面上的尿素液滴迅速挥发热解，避免各壁面上存在低温区域，降低尿素结晶的风险，保证后处理系统的性能。

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。

Claims

1.一种双筒体尿素混合器，外筒体（1）内、从进气端至出气端依次沿径向设置进气组件（2）、第一后挡板（5），其特征在于：进气组件（2）、第一后挡板（5）之间沿轴向设置有内筒体（3），内筒体（3）的前端部固定在进气组件（2）的内侧壁面上，进气组件（2）、内筒体（3）、第一后挡板（5）将外筒体（1）的内部空腔分为位于进气组件（2）前侧的腔体为第一进气腔（101）、位于进气组件（2）与第一后挡板（5）之间、内筒体（3）外侧的夹层第二进气腔（102）、位于第一后挡板（5）后侧的出气腔（104）；

进气组件（2）包括前挡板部（21）、旋流部（22）；前挡板部（21）的外圆周轮廓与外筒体（1）对应部位的内圆周轮廓相匹配，前挡板部（21）的板面上开设有贯通的缺口（211）、导通第一进气腔（101）与第二进气腔（102）；旋流部（22）上开设有若干叶片孔（221），每个叶片孔（221）上设置叶片（222），若干叶片孔（221）成为第一进气通道，旋流部（22）的前端面为封闭的遮盖板面（223）；

内筒体（3）的圆周壁面上开设有若干进气孔（32），若干进气孔（32）与前挡板部（21）上的缺口（211）及第二进气腔（102）一起成为第二进气通道；

第一进气通道、第二进气通道导通第一进气腔（101）与混合腔（103）；

第一后挡板（5）的外圆周轮廓与外筒体（1）对应部位的内圆周轮廓相匹配，第一后挡板（5）的下部开设有出气孔（51）、导通混合腔（103）与出气腔（104）。

2.按照权利要求1所述的双筒体尿素混合器，其特征在于：外筒体（1）中部的上侧圆周壁面上开设有第一通孔（11），第一通孔（11）内设置尿素喷嘴；内筒体（3）中部的上侧圆周壁面上、对应第一通孔（11）同轴开设第二通孔（31）；使用时，尿素喷嘴通过第二通孔（31）往混合腔（103）内喷射尿素液滴。

3.按照权利要求2所述的双筒体尿素混合器，其特征在于：内筒体（3）的第二通孔（31）内垂直插装有套筒（8），套筒（8）伸出位于夹层的第二进气腔（102）内，其上端部靠近第一通孔（11）；套筒（8）的中心轴与尿素喷嘴的喷射中心线同轴。

4.按照权利要求1所述的双筒体尿素混合器，其特征在于：内筒体（3）的上侧外壁面上、位于套筒（8）的前后两侧、沿内筒体（3）的轴向分别固定有隔板（9），隔板（9）位于第二进气腔（102）内。

5.按照权利要求4所述的双筒体尿素混合器，其特征在于：内筒体（3）上、位于隔板（9）的两侧均具有若干进气孔（32）。

6.按照权利要求1所述的双筒体尿素混合器，其特征在于：进气组件（2）的前挡板部（21）与旋流部（22）一体成型，旋流部（22）朝向第一进气腔（101）凸起在前挡板部（21）的中央部位，旋流部（22）位于混合腔（103）的外侧。

7.按照权利要求1所述的双筒体尿素混合器，其特征在于：内筒体（3）的内部沿轴向、从上至下横置有若干块孔板（4），若干块孔板（4）位于若干进气孔（32）的下侧、正对尿素喷嘴，孔板（4）上布满开设若干第三通孔（41）；若干块孔板（4）的后侧边缘固定在第一后挡板（5）的前壁面上，最下侧一块孔板（4）的前侧边缘基本抵靠在前挡板部（21）的后壁面上，其余孔板（4）的前侧边缘相距前挡板部（21）的后壁面有一定的距离、形成气流间隙。

8.按照权利要求1所述的双筒体尿素混合器，其特征在于：第一后挡板（5）的出气孔（51）为劣弧形，包括弧线段与直弦段，弧线段半径与内筒体（3）的内壁面半径相匹配、与内筒体（3）的下侧内壁面平齐，直弦段与最下侧一块孔板（4）的下表面平齐。

9.按照权利要求1所述的双筒体尿素混合器，其特征在于：外筒体（1）内、位于第一后挡板（5）后方相距一定距离设置有第二后挡板（6）、导流板（7），第二后挡板（6）为劣弧板，设置在出气孔（51）的正后方。

10.按照权利要求9所述的双筒体尿素混合器，其特征在于：导流板（7）位于第二后挡板（6）的正上方，导流板（7）为优弧板，阵列开设有若干方形的导流孔（71）。