CN216381572U

CN216381572U - U型平台用后处理尿素混合装置

Info

Publication number: CN216381572U
Application number: CN202123220968.XU
Authority: CN
Inventors: 姚蔚; 倪鹏; 刘向民
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: 2021-12-21
Filing date: 2021-12-21
Publication date: 2022-04-26
Anticipated expiration: 2031-12-21

Abstract

本实用新型公开了一种U型平台用后处理尿素混合装置，前外壳上部设有进气口、下部设有出气口；进气口上设置有进气挡板，进气挡板与后外壳之间设有横隔板，横隔板上穿插有中心管，中心管的下端连接有出气组件；中心管上、位于外出气腔内的管体壁面上开设有若干下进气孔，出气组件上开设有若干第一出气孔与若干第三出气孔。本实用新型的外出气腔内的气流可以通过若干下进气孔进入第二混合腔内，与第二混合腔内新的混合气体再次进行新一轮的混合，使外出气腔内气流达到再次混合的效果，进一步提高混合效果及混合均匀性，降低尿素结晶风险。本实用新型的混合腔内不设置破碎板，气流在混合腔内流动阻力更小，背压值更小，流动更顺畅。

Description

U型平台用后处理尿素混合装置

技术领域

本实用新型涉及汽车尾气后处理技术领域，尤其是一种U型平台用后处理尿素混合装置。

背景技术

随着国六排放法规的实施，国家针对发动机排放限值越来越严格。目前，柴油机通常采用DOC（氧化性催化剂）+DPF（颗粒过滤器）+SCR (选择性催化还原)技术对尾气排放进行后处理，其中，SCR部分主要是通过尿素喷射系统喷射出的尿素溶液在一定温度下转化成氨气（NH₃），与柴油机尾气中NO_x（氮氧化物）混合，在催化剂的作用下还原为对大气无污染的氮气（N₂）和水（H₂O）。

现有的后处理尿素混合器内部通常设置有破碎板，破碎板上开设有若干通孔，使用时，破碎板的孔洞处容易形成尿素结晶，降低后处理的转换效率；而且由于破碎板的存在，混合器内部具有较大的背压值，发动机损失较大。

实用新型内容

本申请人针对上述现有后处理尿素混合器存在的缺点，提供一种结构合理的U型平台用后处理尿素混合装置，降低尿素结晶风险，背压值较小。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种U型平台用后处理尿素混合装置，前外壳与后外壳之间形成内部空腔；前外壳上部设有进气口、下部设有出气口；进气口上设置有进气挡板，进气挡板与后外壳之间设有横隔板，横隔板上穿插有中心管，中心管的下端连接有出气组件；在所述内部空腔内，位于横隔板上侧及中心管外侧的腔体为进气腔，中心管内的腔体为第二混合腔，出气组件的内部腔体为内出气腔，位于横隔板下侧与进气挡板内侧及中心管与出气组件外侧的腔体为外出气腔；进气腔连通进气口，进气腔、第二混合腔、内出气腔依次连通，外出气腔与出气口连通；中心管上、位于外出气腔内的管体壁面上开设有若干下进气孔，下进气孔连通外出气腔与第二混合腔；出气组件上开设有若干第一出气孔与若干第三出气孔，第一出气孔连通内出气腔与出气口，第三出气孔连通内出气腔与外出气腔。

作为上述技术方案的进一步改进：

中心管的下进气孔上设置有导流叶片，导流叶片朝向中心管内部向内、斜向下倾斜翻出。

出气组件的第三出气孔上设置有旋流叶片，旋流叶片朝向外出气腔斜向外翻出，每个旋流叶片顺着同一个方向开口。

出气组件包括下导流板、前出气挡板及后出气挡板，前出气挡板与后出气挡板分别封盖在下导流板的前后端面；若干第一出气孔开设在前出气挡板上，若干第三出气孔开设在后出气挡板上。

若干第一出气孔沿径向呈发散式、绕同一圆周分布在前出气挡板板面上，前出气挡板的板面上还开设有第二出气孔；若干第三出气孔沿径向呈发散式、绕同一圆周分布在后出气挡板板面上，后出气挡板的板面上还开设有第四出气孔。

下导流板包括对称设置的下侧弧面与朝向内出气腔凸起的V形的凸起部，下侧弧面的顶部设有竖直的连接片，连接片的上侧边焊接固定在中心管上；下侧弧面为具有水平中心轴的外凸弧面；前出气挡板及后出气挡板的外轮廓尺寸与下导流板的外轮廓尺寸相匹配。

下导流板内侧设有分流板，分流板为开口朝下的V形板，分流板两侧的分流面为具有水平中心轴的外凸弧面。

中心管内侧上部竖直插装有上导流板，在中心管与上导流板之间形成夹层腔，夹层腔连通进气腔与第二混合腔，上导流板内侧为第一混合腔，第一混合腔连通第二混合腔；上导流板上开设有进气通道，进气通道连通第一混合腔与进气口及进气腔。

上导流板为开口朝向进气口的U形板，其开口构成进气通道；上导流板包括对称设置的上侧弧面与竖平面，上侧弧面为具有竖直中心轴的外凸弧面。

中心管为长方体管；中心管上、位于进气腔内的管体前侧壁面上开设有上进气孔，上进气孔连通进气口与夹层腔，下进气孔开设在中心管的后侧壁面上；出气组件与后外壳内壁面之间设有支撑片；后外壳的顶端具有斜平面，斜平面开设有安装孔，安装孔正对第一混合腔。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的外出气腔内的气流可以通过若干下进气孔进入第二混合腔内，与第二混合腔内新的混合气体再次进行新一轮的混合，使外出气腔内气流达到再次混合的效果，进一步提高混合效果及混合均匀性，降低尿素结晶风险。本实用新型的混合腔内不设置破碎板，气流在混合腔内流动阻力更小，背压值更小，流动更顺畅。

本实用新型的下进气孔上的导流叶片可以引导气流朝斜向下的方向加速进入中心管内，更利于进入的气流与第二混合腔内的气流快速充分混合，提高混合效果；导流叶片还可以给尿素液滴提供遮挡作用，防止气流直吹尿素液滴而将尿素液滴吹扫至中心管的后侧内壁面上，降低中心管的尿素结晶风险；斜向下倾斜的导流叶片53对掉落在其上的尿素液滴也有一个导流作用，尿素液滴会顺着导流叶片向下滑落、而不会附着在导流叶片上，避免了尿素液滴残留形成尿素结晶，降低了尿素结晶风险。

本实用新型的第三出气孔上的旋流叶片引导气流顺同一个方向流动，使得气流产生强烈的旋流效果，使尿素液滴与气流混合更充分，混合效果更好，混合均匀性更高。

本实用新型的若干第一出气孔、第三出气孔沿径向呈发散式、绕同一圆周分布在板面上，使内出气腔的气流可以更均匀的出气，利于气流透过第一出气孔731后向四周扩散、朝不同方向吹，提高气流的分布均匀性。第二出气孔、第四出气孔位于板面中央，内出气腔中央区域的气流可以通过第二出气孔、第四出气孔流出，提高气流的均匀性，同时还可以吹掉尿素落点。

本实用新型的下导流板的下侧弧面可以引导气流沿下导流板的壁面流动，对下导流板的壁面进行冲刷，有效减少尿素液滴残留在下导流板的壁面上，降低尿素结晶风险。凸起部可以使内出气腔内的气流发生转向、形成旋转气流，提高气流与尿素液滴的混合效果及混合均匀性，降低尿素结晶风险。

本实用新型的分流板可以将进入内出气腔的气流分成左右两股，两股气流分别经两侧的分流面导向流过后相向汇合，两股气流发生剧烈交汇碰撞，使得尾气与尿素液滴发生剧烈的混合，更进一步提高了气流与尿素液滴的混合效果及混合均匀性。

本实用新型的夹层腔的气流沿着中心管的内壁面及上导流板的外壁面向下流动，对中心管与上导流板壁面进行加热的同时，还不断冲刷中心管的内壁面，可以有效减少尿素液滴残留在中心管与上导流板的壁面上，降低尿素结晶风险。夹层腔的气流向下流动、与第一混合腔流下来的气流在第二混合腔内汇合形成气流扰动现象，可以促进气流与尿素液滴进行混合，提高混合效果及混合均匀性，降低尿素结晶风险。

本实用新型的上导流板的上侧弧面可以引导气流沿上导流板的壁面流动，对上导流板壁面进行冲刷，有效减少尿素液滴残留在上导流板的壁面上，降低尿素结晶风险。

本实用新型的支撑片可以提高中心管与出气组件的支撑强度，提高连接可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的主视图。

图2为本实用新型的爆炸图。

图3为本实用新型的立体剖切视图。

图4为本实用新型的前后向纵截面剖视图。

图5为本实用新型的左右向纵截面剖视图。

图中：1、前外壳；11、进气口；12、出气口；2、后外壳；21、斜平面；22、安装孔；

3、进气挡板；4、横隔板；5、中心管；51、上进气孔；52、下进气孔；53、导流叶片；6、上导流板；61、上侧弧面；62、竖平面；63、进气通道；

7、出气组件；71、下导流板；711、下侧弧面；712、凸起部；713、连接片；72、分流板；721、分流面；73、前出气挡板；731、第一出气孔；732、第二出气孔；74、后出气挡板；741、第三出气孔；742、旋流叶片；743、第四出气孔；8、支撑片；

10、进气腔；20、夹层腔；30、第一混合腔；40、第二混合腔；50、内出气腔；60、外出气腔。

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至图3所示，本实用新型整体沿纵轴的横截面为花生壳形状，其前外壳1固定在后外壳2上，在前外壳1与后外壳2之间形成内部空腔；前外壳1的上部具有圆筒形的进气口11，下部具有圆筒形的出气口12，进气口11与出气口12连通内部空腔。后外壳2的顶端具有斜平面21，斜平面21开设有安装孔22，安装孔22用于插装喷嘴座，喷嘴座内设置尿素喷嘴（图中未示出），尿素喷嘴可以朝内部空腔喷射尿素液滴。

如图1、图2、图4所示，进气口11的下半部竖直设置有半圆形的进气挡板3，进气挡板3内侧面与后外壳2内壁面之间水平横置有横隔板4，横隔板4通过焊接固定在进气挡板3与后外壳2的壁面上。横隔板4上竖直穿插有中心管5，中心管5上端管口与后外壳2上侧内壁面之间具有间距。中心管5内侧上部竖直插装有上导流板6，上导流板6上侧边焊接固定在后外壳2上侧壁面上。中心管5下端管口连接有出气组件7，出气组件7正对出气口12；出气组件7后侧面与后外壳2内壁面之间焊接固定有支撑片8，支撑片8可以提高中心管5与出气组件7的支撑强度，提高连接可靠性。在前外壳1与后外壳2之间的内部空腔内，位于横隔板4上侧及中心管5外侧的腔体构成进气腔10，进气腔10连通进气口11；上导流板6内侧的腔体构成第一混合腔30，后外壳2的安装孔22正对第一混合腔30；在中心管5内，位于上导流板6外侧的腔体构成夹层腔20，位于上导流板6下方的腔体构成第二混合腔40，夹层腔20连通进气腔10与第二混合腔40，第二混合腔40连通第一混合腔30；出气组件7的内部腔体构成内出气腔50，内出气腔50连通第二混合腔40；横隔板4下侧、进气挡板3内侧及中心管5与出气组件7外侧的腔体构成外出气腔60，外出气腔60连通出气口12。

如图2所示，中心管5为长方体管，中心管5位于进气腔10内的管体前侧壁面上开设有上进气孔51，上进气孔51连通进气口11与夹层腔20，进气口11与进气腔10的气流可以通过上进气孔51进入夹层腔20，进气腔10的气流也可以通过中心管5上端管口进入夹层腔20，夹层腔20的气流沿着中心管5的内壁面及上导流板6的外壁面向下流动，对中心管5与上导流板6壁面进行加热的同时，还不断冲刷中心管5的内壁面，可以有效减少尿素液滴残留在中心管5与上导流板6的壁面上，降低尿素结晶风险。夹层腔20的气流向下流动、与第一混合腔30流下来的气流在第二混合腔40内汇合形成气流扰动现象，可以促进气流与尿素液滴进行混合，提高混合效果及混合均匀性，降低尿素结晶风险。如图3、图4所示，中心管5位于外出气腔60内的管体后侧壁面上从上至下依次开设若干矩形的下进气孔52，下进气孔52连通外出气腔60与第二混合腔40；每个下进气孔52上设置有导流叶片53，导流叶片53朝向中心管5内部向内、斜向下倾斜翻出；外出气腔60内的气流可以通过若干下进气孔52进入第二混合腔40内，与第二混合腔40内新的混合气体再次进行新一轮的混合，使外出气腔60内气流达到再次混合的效果，进一步提高混合效果及混合均匀性，降低尿素结晶风险；导流叶片53可以引导气流朝斜向下的方向加速进入中心管5内，更利于进入的气流与第二混合腔40内的气流快速充分混合，提高混合效果；导流叶片53还可以给尿素液滴提供遮挡作用，防止气流直吹尿素液滴而将尿素液滴吹扫至中心管5的后侧内壁面上，降低中心管5的尿素结晶风险；斜向下倾斜的导流叶片53对掉落在其上的尿素液滴也有一个导流作用，尿素液滴会顺着导流叶片53向下滑落、而不会附着在导流叶片53上，避免了尿素液滴残留形成尿素结晶，降低了尿素结晶风险。

如图2所示，上导流板6为开口朝向进气口11的近似U形板，包括左右两侧对称设置的上侧弧面61与后侧的竖平面62，上导流板6的前侧开口构成进气通道63，进气通道63连通第一混合腔30与进气口11及进气腔10，进气口11及进气腔10的气体可以通过进气通道63进入第一混合腔30与尿素液滴混合。两侧的上侧弧面61为具有竖直中心轴的外凸弧面，分别朝向进气腔10向左右两侧凸出，上侧弧面61可以引导气流沿上导流板6的壁面流动，对上导流板6壁面进行冲刷，有效减少尿素液滴残留在上导流板6的壁面上，降低尿素结晶风险。

如图2所示，出气组件7包括下导流板71、分流板72、前出气挡板73及后出气挡板74。下导流板71横向设置在中心管5正下方，前出气挡板73与后出气挡板74分别封盖在下导流板71的前后端面，下导流板71、前出气挡板73、后出气挡板74的上侧边分别焊接固定在中心管5的下端管口上；前出气挡板73及后出气挡板74的外轮廓尺寸与下导流板71的外轮廓尺寸相匹配，前出气挡板73及后出气挡板74的边缘与下导流板71的边缘对齐焊接固定。分流板72横向设置在下导流板71内侧，分流板72的前后侧边分别焊接固定在前出气挡板73与后出气挡板74上。

如图2、图5所示，下导流板71的顶面及前后端面为开放面，左右两侧面为对称设置的下侧弧面711，底部设有朝向内出气腔50向上凸起的V形的凸起部712；下侧弧面711的顶部设有竖直的连接片713，连接片713的上侧边与中心管5的下端管口对齐焊接固定。两侧的下侧弧面711为具有水平中心轴的外凸弧面，分别朝向外出气腔60向左右两侧凸出，下侧弧面711可以引导气流沿下导流板71的壁面流动，对下导流板71的壁面进行冲刷，有效减少尿素液滴残留在下导流板71的壁面上，降低尿素结晶风险。凸起部712可以使内出气腔50内的气流发生转向、形成旋转气流，提高气流与尿素液滴的混合效果及混合均匀性，降低尿素结晶风险。

如图2、图5所示，分流板72为开口朝下的V形板，其左右两侧为对称设置的分流面721，分流面721为具有水平中心轴的外凸弧面，分别朝向外出气腔60向左右两侧凸出；分流板72可以将进入内出气腔50的气流分成左右两股，两股气流分别经两侧的分流面721导向流过后相向汇合，两股气流发生剧烈交汇碰撞，使得尾气与尿素液滴发生剧烈的混合，更进一步提高了气流与尿素液滴的混合效果及混合均匀性。

如图1、图2所示，前出气挡板73的板面上开设有若干矩形的第一出气孔731，第一出气孔731连通内出气腔50与出气口12；若干第一出气孔731沿径向呈发散式、绕同一圆周分布在板面上，使内出气腔50的气流可以更均匀的出气，利于气流透过第一出气孔731后向四周扩散、朝不同方向吹，提高气流的分布均匀性。前出气挡板73的板面上、位于若干第一出气孔731内侧还开设有圆形的第二出气孔732，第二出气孔732的开口面积小于第一出气孔731的开口面积，第二出气孔732连通内出气腔50与出气口12，内出气腔50中央区域的气流可以通过第二出气孔732流出，提高气流的均匀性，同时还可以吹掉尿素落点。

如图2至图4所示，后出气挡板74的板面上开设有若干矩形的第三出气孔741，第三出气孔741连通内出气腔50与外出气腔60；若干第三出气孔741沿径向呈发散式、绕同一圆周分布在板面上，有利于气流向四周扩散、朝不同方向吹，提高气流的混合均匀性；每个第三出气孔741设置有旋流叶片742，旋流叶片742朝向外出气腔60斜向外翻出，每个旋流叶片742绕顺时针或逆时针顺着同一个方向开口，若干旋流叶片742引导气流顺同一个方向流动，使得气流产生强烈的旋流效果，使尿素液滴与气流混合更充分，混合效果更好，混合均匀性更高。后出气挡板74的板面上、位于若干第三出气孔741内侧还设有圆形的第四出气孔743，第四出气孔743的开口面积小于第三出气孔741的开口面积，第四出气孔743连通内出气腔50与外出气腔60，内出气腔50中央区域的气流可以通过第四出气孔743流出，提高气流的均匀性，同时还可以吹掉尿素落点。

实际使用时，本实用新型设置在尾气后处理的DPF与SCR之间，进气口11连接到DPF输出端，出气口12连接到SCR输入端（图中未示出）。尿素喷嘴往第一混合腔30内喷射尿素液滴；气流从DPF输出，一部分气流直接通过进气通道63进入第一混合腔30与尿素液滴混合后、向下流至第二混合腔40，另一部分气流进入进气腔10、流经夹层腔20进入第二混合腔40与另一部分气流进行混合，气流在第二混合腔40混合后向下流至内出气腔50；内出气腔50的气流，一部分通过第一出气孔731及第二出气孔732直接从出气口12输出至SCR，另一部分通过第三出气孔741及第四出气孔743流出至外出气腔60；外出气腔60的气流，一部分直接从出气口12输出至SCR，另一部分向上流动、通过中心管5的下进气孔52进入第二混合腔40内，参与到与第二混合腔40内的混合气流中，再次重新混合，达到再次混合的效果后再向下。

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U型平台用后处理尿素混合装置，前外壳（1）与后外壳（2）之间形成内部空腔；前外壳（1）上部设有进气口（11）、下部设有出气口（12）；其特征在于：进气口（11）上设置有进气挡板（3），进气挡板（3）与后外壳（2）之间设有横隔板（4），横隔板（4）上穿插有中心管（5），中心管（5）的下端连接有出气组件（7）；

在所述内部空腔内，位于横隔板（4）上侧及中心管（5）外侧的腔体为进气腔（10），中心管（5）内的腔体为第二混合腔（40），出气组件（7）的内部腔体为内出气腔（50），位于横隔板（4）下侧与进气挡板（3）内侧及中心管（5）与出气组件（7）外侧的腔体为外出气腔（60）；进气腔（10）连通进气口（11），进气腔（10）、第二混合腔（40）、内出气腔（50）依次连通，外出气腔（60）与出气口（12）连通；

中心管（5）上、位于外出气腔（60）内的管体壁面上开设有若干下进气孔（52），下进气孔（52）连通外出气腔（60）与第二混合腔（40）；

出气组件（7）上开设有若干第一出气孔（731）与若干第三出气孔（741），第一出气孔（731）连通内出气腔（50）与出气口（12），第三出气孔（741）连通内出气腔（50）与外出气腔（60）。

2.按照权利要求1所述的U型平台用后处理尿素混合装置，其特征在于：中心管（5）的下进气孔（52）上设置有导流叶片（53），导流叶片（53）朝向中心管（5）内部向内、斜向下倾斜翻出。

3.按照权利要求1所述的U型平台用后处理尿素混合装置，其特征在于：出气组件（7）的第三出气孔（741）上设置有旋流叶片（742），旋流叶片（742）朝向外出气腔（60）斜向外翻出，每个旋流叶片（742）顺着同一个方向开口。

4.按照权利要求1所述的U型平台用后处理尿素混合装置，其特征在于：出气组件（7）包括下导流板（71）、前出气挡板（73）及后出气挡板（74），前出气挡板（73）与后出气挡板（74）分别封盖在下导流板（71）的前后端面；若干第一出气孔（731）开设在前出气挡板（73）上，若干第三出气孔（741）开设在后出气挡板（74）上。

5.按照权利要求4所述的U型平台用后处理尿素混合装置，其特征在于：若干第一出气孔（731）沿径向呈发散式、绕同一圆周分布在前出气挡板（73）板面上，前出气挡板（73）的板面上还开设有第二出气孔（732）；若干第三出气孔（741）沿径向呈发散式、绕同一圆周分布在后出气挡板（74）板面上，后出气挡板（74）的板面上还开设有第四出气孔（743）。

6.按照权利要求4所述的U型平台用后处理尿素混合装置，其特征在于：下导流板（71）包括对称设置的下侧弧面（711）与朝向内出气腔（50）凸起的V形的凸起部（712），下侧弧面（711）的顶部设有竖直的连接片（713），连接片（713）的上侧边焊接固定在中心管（5）上；下侧弧面（711）为具有水平中心轴的外凸弧面；前出气挡板（73）及后出气挡板（74）的外轮廓尺寸与下导流板（71）的外轮廓尺寸相匹配。

7.按照权利要求4所述的U型平台用后处理尿素混合装置，其特征在于：下导流板（71）内侧设有分流板（72），分流板（72）为开口朝下的V形板，分流板（72）两侧的分流面（721）为具有水平中心轴的外凸弧面。

8.按照权利要求1所述的U型平台用后处理尿素混合装置，其特征在于：中心管（5）内侧上部竖直插装有上导流板（6），在中心管（5）与上导流板（6）之间形成夹层腔（20），夹层腔（20）连通进气腔（10）与第二混合腔（40），上导流板（6）内侧为第一混合腔（30），第一混合腔（30）连通第二混合腔（40）；上导流板（6）上开设有进气通道（63），进气通道（63）连通第一混合腔（30）与进气口（11）及进气腔（10）。

9.按照权利要求8所述的U型平台用后处理尿素混合装置，其特征在于：上导流板（6）为开口朝向进气口（11）的U形板，其开口构成进气通道（63）；上导流板（6）包括对称设置的上侧弧面（61）与竖平面（62），上侧弧面（61）为具有竖直中心轴的外凸弧面。

10.按照权利要求1所述的U型平台用后处理尿素混合装置，其特征在于：中心管（5）为长方体管；中心管（5）上、位于进气腔（10）内的管体前侧壁面上开设有上进气孔（51），上进气孔（51）连通进气口（11）与夹层腔（20），下进气孔（52）开设在中心管（5）的后侧壁面上；出气组件（7）与后外壳（2）内壁面之间设有支撑片（8）；后外壳（2）的顶端具有斜平面（21），斜平面（21）开设有安装孔（22），安装孔（22）正对第一混合腔（30）。