CN216811846U - Scr混合器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发动机后处理技术领域，具体涉及一种SCR混合器装置。本实用新型旨在解决现有SCR混合器装置混合效果差的技术问题。为此目的，本实用新型提供了一种SCR混合器装置，SCR混合器装置包括混合筒和旋流组件，旋流组件包括旋流板和旋流管，旋流板设置于混合筒的进管口，旋流管设置于混合筒内部与旋流板对应的位置并与旋流板连通。本实用新型提供的SCR混合器装置旨在增强尿素喷雾与废气之间的混合均匀性，通过旋流组件提高两者之间的混合时间，并降低SCR混合器装置的背压，减少SCR混合器装置内部出现尿素结晶现象，以及提高SCR混合器装置内部NH3在混合气体中的浓度均匀性。

Description

SCR混合器装置

技术领域

本实用新型涉及发动机后处理技术领域，具体涉及一种SCR混合器装置。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

现有技术中的SCR进气混合结构由旋流管、旋流管隔板、钢丝绒、外层管组成，尿素和废气混合后气流会沿着旋流方向在SCR进气混合结构内旋流，并通过钢丝绒进入SCR载体，因混合气流的混合时间短，且SCR进气混合结构的背压高，导致SCR进气混合结构内尿素结晶的问题严重。

综上所述，现有的SCR进气混合结构主要存在以下缺点：

1)废气流进入旋流管，尿素与废气流混合后进入钢丝绒，该过程的混合时间短；

2)尿素与废气流的混合均匀性差，SCR进气混合结构对NH3混合不均匀。

实用新型内容

本实用新型提供了一种SCR混合器装置，目的是至少解决现有SCR混合器装置混合效果差的技术问题，该目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型提供了一种SCR混合器装置，SCR混合器装置包括混合筒和旋流组件，旋流组件包括旋流板和旋流管，旋流板设置于混合筒的进管口，旋流管设置于混合筒内部与旋流板对应的位置并与旋流板连通。

优选地，旋流板包括中心板，中心板的周边设置有间隔分布的多个扇叶板，多个扇叶板之间形成的多个间隙形成多个旋流进口。

优选地，旋流板还包括围绕设置于多个扇叶板的周边的连接环，且连接环、中心板以及多个扇叶板设置为一体式结构。

优选地，旋流管的管口设置为与中心板对应，旋流管的管壁设置有沿周向间隔分布的多个通孔以及与多个通孔一一对应的多个扰流条。

优选地，多个扰流条向旋流管的内部翻折，且多个通孔和多个扰流条设置为与旋流管一体成型的冲压结构。

优选地，旋流组件还包括套设于旋流管外的多孔管，多孔管设置为连通多个旋流进口与旋流管。

优选地，混合筒和多孔管均设置有与尿素喷嘴配合的喷嘴孔以及与传感器组件配合的传感器孔。

优选地，旋流组件还包括整流板，整流板设置于混合筒的出管口，且整流板设置有间隔分布的多个整流孔。

优选地，旋流组件还包括隔流板，隔流板沿周向围绕于旋流管的底部周边并隔开旋流管与整流板。

优选地，隔流板设置有与旋流管的底部管口对接的对接口，以及设置有围绕对接口的周边分布的多个分流孔。

本领域技术人员能够理解的是，本实用新型提供的SCR混合器装置旨在增强尿素喷雾与废气之间的混合均匀性，通过旋流组件提高两者之间的混合时间，并降低SCR混合器装置的背压，减少SCR混合器装置内出现尿素结晶现象，以及提高SCR混合器装置内NH3在混合气体中的浓度均匀性。

具体地，本实用新型通过旋流板与旋流管的组合结构设计，提高了尿素与废气的混合均匀性，有效地降低了各种工况下的尿素结晶风险；旋流管的设计增强了NH3与尾气的混合均匀性，提高了两者的混合时间，使得混合更加均匀，有效地减少了SCR载体中NH3浓度不一致的现象，提高了箱式后处理系统的排放一致性。

另外，本实用新型提供的SCR混合器装置具有通用性好、可加工性强以及工艺简单的优点，SCR混合器装置中的各组件可通过焊接方式连接，可以提高SCR混合器装置的使用可靠性。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型一个实施例的SCR混合器装置的结构示意图；

图2为图1所示SCR混合器装置的拆分结构示意图；

图3为本实用新型一个实施例的旋流板的结构示意图；

图4为本实用新型一个实施例的旋流管的结构示意图；

图5为本实用新型一个实施例的多孔管的结构示意图；

图6为本实用新型一个实施例的混合筒的结构示意图；

图7为本实用新型一个实施例的整流板的结构示意图；

图8为本实用新型一个实施例的隔流板的结构示意图。

其中，

100、SCR混合器装置；

10、旋流板；11、中心板；12、扇叶板；13、连接环；

20、旋流管；21、通孔；22、扰流条；

30、混合筒；31、安装槽；32、喷嘴安装孔；33、传感器安装孔；

40、多孔管；41、喷嘴贯通孔；42、传感器贯通孔；

50、整流板；51、整流孔；

60、隔流板；61、对接口；62、分流孔。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，本实用新型将SCR混合器装置应用于发动机后处理系统只是本实用新型一个优选实施例，并不是对SCR混合器装置的应用范围的限制，例如，本实用新型的SCR混合器装置还可以应用于其他设备的过滤装置中，这种调整并不偏离本实用新型SCR混合器装置的保护范围。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、元件、部件、和/或它们的组合。

尽管可以在文中使用术语第一、第二等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或比段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”、“第三”和“第四”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。另外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“底部”、“两端”、“一端”、“另一端”、“一侧”、“上”、“下”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应的进行解释。

需要说明的是，SCR(Selective Catalytic Reduction)技术是消除柴油机排气中氮氧化物的主要后处理技术之一。根据功能主要分为控制单元、尿素剂量单元和催化反应单元三部分；其中尿素剂量单元根据有无空气辅助喷射可分为气助式喷射系统和非气助式喷射系统。SCR系统的控制单元与发动机的控制单元(ECU)集成在一起，主要是用来执行SCR控制策略，并根据环境温度、排气温度、尿素液位、尿素温度、尿素压力、NOx浓度等传感器信号控制尿素剂量单元，根据需求定时定量地将尿素溶液喷射到排气气流中；尿素剂量单元主要包括尿素箱、尿素供给单元、尿素喷射单元、加热组件及连接管路和线路，保证尿素溶液的充分雾化和分解；催化反应单元主要包括SCR催化剂及其封装，用来将柴油机排气中的主要有害成分氮氧化物还原为氮气和水。

SCR系统基本工作原理：排气从增压器涡轮流出后进入排气管中，同时由安装在排气管上的尿素喷射单元将定量的尿素水溶液以雾状形态喷入排气管中，尿素液滴在高温废气作用下发生水解和热解反应，生成所需要的还原剂氨气(NH3)，氨气(NH3)在催化剂的作用下将氮氧化物(NOx)有选择性地还原为氮气(N2)。

如图1和图2所示，根据本实用新型的实施例，本实用新型提供了一种SCR混合器装置100，SCR混合器装置100包括混合筒30和旋流组件，旋流组件包括旋流板10和旋流管20，旋流板10设置于混合筒30的进管口，旋流管20设置于混合筒30内部与旋流板10对应的位置并与旋流板10连通。

本领域技术人员能够理解的是，本实用新型提供的SCR混合器装置100旨在增强尿素喷雾与废气之间的混合均匀性，通过旋流组件提高两者之间的混合时间，并降低SCR混合器装置100的背压，减少SCR混合器装置100内出现尿素结晶现象，以及提高SCR混合器装置100内NH3在混合气体中的浓度均匀性。

具体地，本实用新型通过旋流板10与旋流管20的组合结构设计，提高了尿素与废气的混合均匀性，有效地降低了各种工况下的尿素结晶风险；旋流管20的设计增强了NH3与尾气的混合均匀性，提高了两者的混合时间，使得混合更加均匀，有效地减少了两路SCR中NH3浓度不一致的现象，提高了箱式后处理系统的排放一致性。

如图1至图3所示，根据本实用新型的实施例，旋流板10包括中心板11，中心板11的周边设置有间隔分布的多个扇叶板12，多个扇叶板12之间形成的多个间隙形成多个旋流进口。

在本实施例中，每个扇叶板12均形成有弧面，发动机尾气在多个旋流进口处沿着多个扇叶板12形成有多个弧面流入混合筒30的内部，并在混合筒30的内部形成旋流路径，以此提高发动机尾气与混合筒30内尿素喷雾之间的混合均匀性和混合时间，并减少SCR混合器装置100内出现尿素结晶现象。

继续参阅图1至图3，根据本实用新型的实施例，旋流板10还包括围绕设置于多个扇叶板12的周边的连接环13，且连接环13、中心板11以及多个扇叶板12设置为一体式结构。

在本实施例中，连接环13的外壁设置有与混合筒30的进管口配合的安装结构，例如，连接环13的外壁可设置有外螺纹，混合筒30的进管口的内部设置有内螺纹，旋流板10通过连接环13安装至混合筒30的进管口。

进一步地，连接环13、中心板11以及多个扇叶板12设置为一体式结构，多个扇叶板12和多个旋流进口通过在一体式结构上冲压成型，且多个扇叶板12向混合筒30的内部翻折，以此减少多个扇叶板12堵塞多个旋流进口的现象。

如图1、图2和图4所示，根据本实用新型的实施例，旋流管20的管口设置为与中心板11对应，旋流管20的管壁设置有沿周向间隔分布的多个通孔21以及与多个通孔21一一对应的多个扰流条22。

在本实施例中，通过将旋流管20的管口设置为与中心板11对应，使中心板11能够遮盖旋流管20的管口，从而使发动机尾气能够从中心板11周边的多个旋流进口进入旋流管20的内部，以此达到改善发动机尾气与混合筒30内尿素喷雾的混合路径，提高发动机尾气与混合筒30内尿素喷雾之间的混合均匀性和混合时间。

具体地，发动机尾气经过旋流管20的管壁的多个通孔21和多个扰流条22流至旋流管20的内部，在发动机尾气路经多个扰流条22的过程中，发动机尾气与多个扰流条22之间形成强烈的旋转扰动，与喷入混合筒30内部的尿素喷雾发生激烈碰撞达到充分混合的目的。

继续参阅图1、图2和图4，多个扰流条22向旋流管20的内部翻折，且多个通孔21和多个扰流条22设置为与旋流管20一体成型的冲压结构。

在本实施例中，将多个通孔21和多个扰流条22设置为与旋流管20一体成型的冲压结构，以此降低旋流管20的加工难度以及制造成本，且多个扰流条22设置为向旋流管20的内部翻折，以此减少多个扰流条22堵塞旋流管20上多个通孔21的现象。

继续参阅图1、图2和图5，旋流组件还包括套设于旋流管20外的多孔管40，多孔管40设置为连通多个旋流进口与旋流管20。

在本实施例中，发动机尾气通过中心板11周边的多个旋流进口进入旋流管20的内部后，然后通过多孔管40上的多个连通孔流入至旋流管20的周边附近，最后流经旋流管20的多个通孔21和多个扰流条22后进入旋流管20的内部，多孔管40与旋流管20的组合设计可以有效增加发动机尾气与尿素的混合路径，提升发动机尾气与尿素的混合分解时间，保证NH3与尾气混合均匀，有效防止尿素结晶，满足排放要求。

如图1、图2、图5和图6所示，混合筒30和多孔管40均设置有与尿素喷嘴配合的喷嘴孔以及与传感器组件配合的传感器孔。

在本实施例中，混合筒30的筒壁设置有安装槽31，安装槽31设置有喷嘴安装孔32和传感器安装孔33，传感器安装孔33包括温度传感器和氮氧传感器，多孔管40的管壁设置有与喷嘴安装孔32对应的喷嘴贯通孔41，以及与传感器安装孔33对应的传感器贯通孔42，从而使尿素喷嘴能够直接将尿素喷雾喷射进多孔管40的内部与发动机尾气混合，同时，通过温度传感器监测多孔管40的内部温度，以及通过氮氧传感器监测多孔管40内部尾气的处理效率，通过多孔管40的内部温度以及尾气的处理效率控制尿素喷嘴的工作效率。

如图1、图2和图7所示，根据本实用新型的实施例，旋流组件还包括整流板50，整流板50设置于混合筒30的出管口，且整流板50设置有间隔分布的多个整流孔51。

在本实施例中，发动机尾气与尿素的混合气体从旋流管20流出后流至混合筒30的出管口，出管口处设置的整流板50可以有效增加混合气体与NH3的混合时间，以此提升发动机尾气与尿素的混合分解时间，提高NH3与尾气的混合均匀性，有效防止尿素结晶，满足排放要求。

如图1、图2和图8所示，根据本实用新型的实施例，旋流组件还包括隔流板60，隔流板60沿周向围绕于旋流管20的底部周边并隔开旋流管20与整流板50。

在本实施例中，隔流板60可以使大部分的发动机尾气和尿素喷雾通过旋流管20流至混合筒30的出管口，减少未经旋流管20的多个通孔21和多个扰流条22直接流至出管口的发动机尾气和尿素喷雾的混合气体量，以此使混合的发动机尾气与尿素喷雾的雾化混合效果达到最优。

具体地，继续参阅图1、图2和图8，根据本实用新型的实施例，隔流板60设置有与旋流管20的底部管口对接的对接口61，以及设置有围绕对接口61的周边分布的多个分流孔62。

在本实施例中，对接口61的周边设置有向旋流管20的底部管口翻折的翻边结构，翻边结构通过在隔流板60上通过冲压成型，且旋流管20的底部管口与隔流板60上的翻边结构焊接成型，以此提高旋流管20与隔流板60的连接稳定性和连接密封性，从而使旋流管20内的混合气体能够通过底部管口和对接口61后流至混合筒30出管口处的整流板50。

进一步地，隔流板60上设置的围绕对接口61的周边分布的多个分流孔62，可以使未流经旋流管20内的混合气体通过多个分流孔62流至混合筒30出管口处的整流板50，隔流板60上多个分流孔62与整流板50上多个整流孔51的组合设计同样可以有效增加发动机尾气与尿素的混合路径，提升发动机尾气与尿素的混合分解时间，保证NH3与尾气混合均匀，有效防止尿素结晶，满足排放要求。

在本实施例中，SCR混合器装置100设置在排气管与SCR载体之间装置，主要用于改善尿素喷雾与发动机尾气之间的混合均匀性，提高NOx转化效率，本实用新型的实施例通过旋流板10与旋流管20的组合结构设计，提高了尿素与废气的混合均匀性，从而使SCR混合器装置100内的混合气体能够在完成分解后流至下游的SCR载体。

具体地，发动机尾气从增压器涡轮流出后进入SCR混合器装置100，同时由安装在SCR混合器装置100上的尿素喷射单元将定量的尿素水溶液以雾状形态喷入SCR混合器装置100中，尿素液滴在高温废气作用下发生水解和热解反应，在SCR混合器装置100内生成所需要的还原剂氨气(NH3)，氨气(NH3)流入SCR载体并在SCR载体中催化剂的作用下将氮氧化物(NOx)有选择性地还原为氮气(N2)，以此达到处理发动机尾气的目的。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种SCR混合器装置，其特征在于，所述SCR混合器装置包括混合筒和旋流组件，所述旋流组件包括旋流板和旋流管，所述旋流板设置于所述混合筒的进管口，所述旋流管设置于所述混合筒内部与所述旋流板对应的位置并与所述旋流板连通。

2.根据权利要求1所述的SCR混合器装置，其特征在于，所述旋流板包括中心板，所述中心板的周边设置有间隔分布的多个扇叶板，所述多个扇叶板之间形成的多个间隙形成多个旋流进口。

3.根据权利要求2所述的SCR混合器装置，其特征在于，所述旋流板还包括围绕设置于所述多个扇叶板的周边的连接环，且所述连接环、所述中心板以及所述多个扇叶板设置为一体式结构。

4.根据权利要求2所述的SCR混合器装置，其特征在于，所述旋流管的管口设置为与所述中心板对应，所述旋流管的管壁设置有沿周向间隔分布的多个通孔以及与所述多个通孔一一对应的多个扰流条。

5.根据权利要求4所述的SCR混合器装置，其特征在于，所述多个扰流条向所述旋流管的内部翻折，且所述多个通孔和所述多个扰流条设置为与所述旋流管一体成型的冲压结构。

6.根据权利要求4所述的SCR混合器装置，其特征在于，所述旋流组件还包括套设于所述旋流管外的多孔管，所述多孔管设置为连通所述多个旋流进口与所述旋流管。

7.根据权利要求6所述的SCR混合器装置，其特征在于，所述混合筒和所述多孔管均设置有与尿素喷嘴配合的喷嘴孔以及与传感器组件配合的传感器孔。

8.根据权利要求6所述的SCR混合器装置，其特征在于，所述旋流组件还包括整流板，所述整流板设置于所述混合筒的出管口，且所述整流板设置有间隔分布的多个整流孔。

9.根据权利要求8所述的SCR混合器装置，其特征在于，所述旋流组件还包括隔流板，所述隔流板沿周向围绕于所述旋流管的底部周边并隔开所述旋流管与所述整流板。

10.根据权利要求9所述的SCR混合器装置，其特征在于，所述隔流板设置有与所述旋流管的底部管口对接的对接口，以及设置有围绕所述对接口的周边分布的多个分流孔。

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