CN218924317U - 一种满足国六排放的新型混合器结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种满足国六排放的新型混合器结构，包括：壳体；上弧板，其位于壳体内的上部；下弧板，其包括竖直部，其位于壳体内的下部并间隔设置在上弧板的前端；水平部，其两端分别与竖直部和上弧板固定连接成台阶结构，将壳体内部分隔成两个独立腔体；百叶窗，其固定在水平部顶面且顶端与壳体外部连通，底端与水平部下方的独立腔体连通；导流板，其为设置在百叶窗底端开口下方的L形结构；分配器，其间隔设置在上弧板的后端。本实用新型通过上、下弧板结构配合限制尾气的流通方向，使其能够均匀进入百叶窗中与尿素颗粒进行混合，并在导流板的作用下扩散至分配器上，有效避免了尾气反应不完全的问题，从而保证了尾气处理效率和处理质量。

Description

一种满足国六排放的新型混合器结构

技术领域

本实用新型涉及汽车尾气后处理技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种满足国六排放的新型混合器结构。

背景技术

随着工业发展需求提高，柴油车的数量逐年递增，出于环境保护的考虑，国家对尾气排放标准的要求越来越严苛，通常配置尾气后处理系统对汽车尾气进行处理，其工作原理是将尿素溶液喷射至混合器内进行热解反应，生成NH₃，NH₃与尾气中的氮氧化物产生氧化还原反应，生成无污染气体N₂后再进行排放，从而降低汽车尾气中氮氧化物的排放，达到环保目的。

但目前常见的尾气后处理系统的混合器在实际工作中存在结构设计不合理，尿素与尾气无法充分发生反应，污染物的转化效率低等问题，存在混合器内尿素结晶、汽车尾气排放超标的风险。

为解决上述问题，需要设计一种满足国六排放的新型混合器结构，保证尾气处理效率和处理质量。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种满足国六排放的新型混合器结构，通过壳体内上、下弧板结构配合限制尾气的流通方向，使其能够均匀进入百叶窗中与雾化的尿素颗粒进行混合，并在导流板的作用下扩散至分配器上，有效防止了氨分布不均导致的尾气反应不完全问题，从而保证了尾气处理效率和处理质量。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种满足国六排放的新型混合器结构，包括：

壳体，其为两端开口的筒型中空结构；

上弧板，其位于所述壳体内部并沿其径向竖直设置在上部；

下弧板，其为倒L形结构，包括竖直部，其位于所述壳体内部并沿其径向竖直设置在下部，所述竖直部间隔设置在所述上弧板的前端；水平部，其沿所述壳体的轴向水平设置，所述水平部的两端分别与所述竖直部的顶面和所述上弧板的底面固定连接成台阶结构，其将所述壳体内部分隔成两个相对独立的腔体；

百叶窗，其为固定在所述水平部顶面的筒状中空结构并与所述上弧板配合形成气体流道，所述百叶窗的顶端开口与所述壳体外部连通，底端开口通过气管与位于所述水平部下方的独立腔体连通；

导流板，其包括侧板，其沿所述壳体的轴向设置在所述气管的底端开口的一侧；挡板，其沿所述壳体的径向竖直设置在其下部并与其内侧壁配合连接，所述挡板位于所述侧板的后端部并与其固定连接形成L形结构；

分配器，其间隔设置在所述上弧板的后端并封闭所述壳体的径向截面。

优选的是，所述满足国六排放的新型混合器结构，所述分配器上间隔设有多个开口合页，其包括多个沿所述分配器平面向后端开口的合页和多个沿所述分配器平面向前端开口的合页，任一开口合页沿所述壳体的径向设置。

优选的是，所述满足国六排放的新型混合器结构，所述上弧板在所述水平部的竖直投影面上形成半包围的弧面结构，其内弧面朝向所述百叶窗且与其偏心设置，在所述百叶窗两侧形成一侧宽另一侧窄的流体通道。

优选的是，所述满足国六排放的新型混合器结构，还包括旋流管上挡板，其水平设置在所述百叶窗顶部，所述旋流管上挡板上设有与所述百叶窗的顶端开口连通的连接孔，所述连接孔通过喷嘴底座与所述壳体外部的尿素喷嘴连通。

优选的是，所述满足国六排放的新型混合器结构，还包括丝网，其水平设置在所述气管的底端开口处并封闭其径向截面。

优选的是，所述满足国六排放的新型混合器结构，所述挡板上开设有多个穿孔，任一穿孔正对所述分配器的前端面设置。

本实用新型至少包括以下有益效果：

本实用新型通过壳体内上、下弧板结构配合限制尾气的流通方向，使其能够均匀进入百叶窗中与雾化的尿素颗粒进行混合，尿素在混合器中充分进行热解反应，生成具有还原性的气体NH₃，其与尾气混合后在导流板的作用下扩散至分配器上，保证混合气体能够均匀进入混合器后的SCR中进行氧化还原反应，使尾气中的氮氧化物与NH₃快速、充分反应，从而，有效防止了氨分布不均导致的尾气反应不完全问题，提升了氮氧化物的转化效率，进而保证了尾气处理效率和处理质量。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的一种满足国六排放的新型混合器结构的整体结构示意图；

图2为上述实施例中所述满足国六排放的新型混合器结构剖立面结构示意图；

图3为上述实施例中所述壳体内部结构的顶部三维结构示意图；

图4为上述实施例中所述壳体内部结构的底部三维结构示意图；

图5为上述实施例中所述百叶窗的连接结构示意图；

图6为上述实施例中尾气处理的流程示意图。

附图标记说明：

1、壳体；2、百叶窗；3、上弧板；4、下弧板；5、丝网；6、导流板；61、侧板；62、挡板；7、分配器；8、旋流管上挡板；9、喷嘴底座。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-6所示，本实用新型提供一种满足国六排放的新型混合器结构，包括：

壳体1，其为两端开口的筒型中空结构；

上弧板3，其位于所述壳体1内部并沿其径向竖直设置在上部；

下弧板4，其为倒L形结构，包括竖直部，其位于所述壳体1内部并沿其径向竖直设置在下部，所述竖直部间隔设置在所述上弧板的前端；水平部，其沿所述壳体的轴向水平设置，所述水平部的两端分别与所述竖直部的顶面和所述上弧板3的底面固定连接成台阶结构，其将所述壳体1内部分隔成两个相对独立的腔体；

百叶窗2，其为固定在所述水平部顶面的筒状中空结构并与所述上弧板3配合形成气体流道，所述百叶窗2的顶端开口与所述壳体1外部连通，底端开口通过气管与位于所述水平部下方的独立腔体连通；

导流板6，其包括侧板61，其沿所述壳体的轴向设置在所述气管的底端开口的一侧；挡板62，其沿所述壳体的径向竖直设置在其下部并与其内侧壁配合连接，所述挡板位于所述侧板的后端部并与其固定连接形成L形结构；

分配器7，其间隔设置在所述上弧板3的后端并封闭所述壳体1的径向截面。

上述技术方案中，混合器安装在汽车的尾气后处理系统中，整体尾气处理流程为：尾气先进入柴油机氧化型催化器DOC中，将氧化废气中的一氧化碳、碳氢化合物，转化为无害的CO₂和H₂O，并将NO转化为NO₂；处理后的混合气体进入柴油颗粒过滤器DPF中过滤颗粒排放物；再输送至混合器中与尿素颗粒进行混合，混合后的混合气体进入SCR中，催化尾气中的氮氧化物与尿素热解反应产生的NH₃进行氧化还原反应，得到无污染产物后从出气口排放至外部环境中。其中，经前序处理后的尾气在混合器中与尿素热解反应产生的NH₃的混合均匀度对后续在SCR中的反应程度、反应效率至关重要，采用本专利中的新型混合器结构可有效保证尾气与尿素颗粒的充分、均匀混合。具体的，由上弧板和下弧板共同分隔出的两个独立腔体分别位于进气方向的前端和后端(下弧板的水平部上方为前端独立腔体，水平部下方为后端独立腔体)，初步处理后的柴油发动机尾气气体由图1中箭头所示方向进入壳体前端的独立腔体内，图2所示的新型混合器结构剖立面结构为沿尾气进气方向的竖直剖面结构，尿素溶液通过百叶窗的顶端开口沿图中竖直方向(即百叶窗轴向)由上向下喷射至百叶窗内部，百叶窗的筒状外侧壁上间隔开设有多个合页与外部腔体连通；尾气从DPF出来后进入混合器的壳体前端的独立腔体内，在上弧板与下弧板的台阶结构限制下，尾气在上弧板与百叶窗间形成的气体流道内旋转流动，并均匀进入百叶窗内部，同时雾化的尿素溶液从顶端开口喷入百叶窗内部，使尾气在百叶窗中与尿素颗粒热解反应产生的还原性气体初步混合，并在气流推动下通过百叶窗的底端开口进入壳体后端的独立腔体内，避免尿素溶液在混合器内壁上大量结晶，影响尾气处理效率和气体混合效果；从百叶窗底端流出的混合气体经导流板的侧板导向朝后端的分配器流动，使混合气体中没有完全热解的尿素溶液颗粒进一步进行热解反应，同时，侧板后端还设有沿壳体径向竖直设置的挡板，其固定在壳体的内部底端，与侧板共同形成气流导向结构，使从气管中由上至下输出的混合气体改向，不是直接从腔体底部进入分配器，而是依次经侧板沿轴向导向和挡板沿径向导向后均匀扩散至分配器(前端面)上，避免未反应完全的尿素颗粒集中在温度较低的壳体内侧壁(底部)或分配器(较小区域内的)面板上产生结晶，也增加了混合气体在进入分配器前的流动行程，防止没有反应完全的尿素溶液颗粒经分配器扩散进入SCR后结晶，堵塞SCR，影响尾气处理效果。

本实用新型通过壳体内上、下弧板结构配合限制尾气的流通方向，使其能够均匀进入百叶窗中与雾化的尿素颗粒进行混合，尿素在混合器中充分进行热解反应，生成具有还原性的气体NH₃，其与尾气混合后在导流板的作用下扩散至分配器上，保证混合气体能够均匀进入混合器后的SCR中进行氧化还原反应，使尾气中的氮氧化物与NH₃快速、充分反应，从而，有效防止了氨分布不均导致的尾气反应不完全问题，提升了氮氧化物的转化效率，进而保证了尾气处理效率和处理质量。

在另一技术方案中，所述的满足国六排放的新型混合器结构，所述分配器7上间隔设有多个开口合页，其包括多个沿所述分配器平面向后端开口的合页和多个沿所述分配器平面向前端开口的合页，任一开口合页沿所述壳体的径向设置。其中，为保证来自分配器前端腔体内的混合气体能够被均匀分配至后端SCR中，分配器设置为与壳体径向截面形状相同的圆形面板，多个开口合页包括沿径向间隔设置的多层开口合页，任一层开口合页沿周向均匀分布在圆形面板上，使气体能够在均匀分配至圆形面板上的不同位置处后进入后方处理器(SCR)；同时，多个开口合页分别设置为朝向前端腔体和后端腔体开口，使混合气体通过分配器后向多种不同的方向扩散，进一步提高气体分配的均匀度，保证在下一处理工序中混合气体能够充分进行氧化还原反应，从而保证尾气处理效果。在本实施例中，任一开口合页设置为长方形，开口向外(后端)的合页数量为12个，开口向内(前端)的合页数量为6个。

在另一技术方案中，所述的满足国六排放的新型混合器结构，所述上弧板3在所述水平部的竖直投影面上形成半包围的弧面结构，其内弧面朝向所述百叶窗2且与其偏心设置，在所述百叶窗2两侧形成一侧宽另一侧窄的流体通道。其中，所述上弧板从后端向前端半包围百叶窗的后端筒壁，所述弧面结构的轴线与百叶窗的轴线平行间隔设置，即百叶窗的轴心向所述弧面结构的轴心一侧偏移，使上弧面与百叶窗间形成一侧宽另一侧(百叶窗偏向的一侧)窄的流体通道。在本实施例中，上弧板采用类似于离心水泵的蜗壳结构，从壳体前端送入的气体(尾气)在进入前端独立腔体后从流体通道的宽侧进窄侧出，持续进入的气体在百叶窗周围形成旋流结构，并均匀进入百叶窗侧壁上不同的合页内与尿素热解后生成的还原性气体NH₃充分混合，并带动该还原性气体通过百叶窗的底端开口向另一独立腔体中流动，避免未充分热解的尿素溶液颗粒在百叶窗内产生大量结晶。

在另一技术方案中，所述的满足国六排放的新型混合器结构，还包括旋流管上挡板8，其水平设置在所述百叶窗2顶部，所述旋流管上挡板8上设有与所述百叶窗2的顶端开口连通的连接孔，所述连接孔通过喷嘴底座9与所述壳体外部的尿素喷嘴连通。其中，所述旋流管上挡板安装在百叶窗顶端且翻边处外径与百叶窗顶端开口直径相同，从而封闭所述百叶窗的顶端开口，使外部尿素仅能通过连接孔与百叶窗顶端开口的连接通道进入百叶窗内部，所述连接孔开设在百叶窗中部轴线位置，有利于尿素溶液的均匀喷入。所述喷嘴底座安装在所述旋流管上挡板顶部，其上表面位于壳体外侧并与壳体此处外侧壁上的开口配合卡接，方便从壳体外部进行安装和更换，喷嘴端头能够从外部插入喷嘴底座内并与其相对固定，实现尿素溶液从喷嘴经连接孔喷入百叶窗内部。

在另一技术方案中，所述的满足国六排放的新型混合器结构，还包括丝网5，其水平设置在所述气管的底端开口处并封闭其径向截面。其中，所述气管沿竖直方向固定在所述下弧板的水平部上并连通其上下部腔体，在气管的底端开口处设置丝网，其水平设置在混合气体流通的截面上，使百叶窗中没有完全热解的尿素溶液颗粒进一步进行热解反应并在混合气体带动下一并进入下方的独立腔体内，提高了尿素颗粒热解反应的完全程度，并使尿素颗粒热解反应产生的还原性气体进一步与尾气混合，提高了气体混合的均匀度。

在另一技术方案中，所述的满足国六排放的新型混合器结构，所述挡板62上开设有多个穿孔，任一穿孔正对所述分配器7的前端面设置。具体的，导流板中的侧板和挡板呈L形分布，侧板和挡板在水平面上相互垂直设置，挡板为竖直设置的弧形面板，其弧面与外壳的底部内侧壁配合连接并封闭气体的底部流通通道，使混合气体流动至挡板前端附近后转向向上流动。本实施例中，在挡板的弧形面板平面上设有三个前后连通的穿孔，使少量混合气体也能从壳体内底部流入分配器内，进一步提高了输送至分配器上混合气体的均匀性。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种满足国六排放的新型混合器结构，其特征在于，包括：

壳体，其为两端开口的筒型中空结构；

上弧板，其位于所述壳体内部并沿其径向竖直设置在上部；

下弧板，其为倒L形结构，包括竖直部，其位于所述壳体内部并沿其径向竖直设置在下部，所述竖直部间隔设置在所述上弧板的前端；水平部，其沿所述壳体的轴向水平设置，所述水平部的两端分别与所述竖直部的顶面和所述上弧板的底面固定连接成台阶结构，其将所述壳体内部分隔成两个相对独立的腔体；

百叶窗，其为固定在所述水平部顶面的筒状中空结构并与所述上弧板配合形成气体流道，所述百叶窗的顶端开口与所述壳体外部连通，底端开口通过气管与位于所述水平部下方的独立腔体连通；

导流板，其包括侧板，其沿所述壳体的轴向设置在所述气管的底端开口的一侧；挡板，其沿所述壳体的径向竖直设置在其下部并与其内侧壁配合连接，所述挡板位于所述侧板的后端部并与其固定连接形成L形结构；

分配器，其间隔设置在所述上弧板的后端并封闭所述壳体的径向截面。

2.如权利要求1所述的满足国六排放的新型混合器结构，其特征在于，所述分配器上间隔设有多个开口合页，其包括多个沿所述分配器平面向后端开口的合页和多个沿所述分配器平面向前端开口的合页，任一开口合页沿所述壳体的径向设置。

3.如权利要求1所述的满足国六排放的新型混合器结构，其特征在于，所述上弧板在所述水平部的竖直投影面上形成半包围的弧面结构，其内弧面朝向所述百叶窗且与其偏心设置，在所述百叶窗两侧形成一侧宽另一侧窄的流体通道。

4.如权利要求1所述的满足国六排放的新型混合器结构，其特征在于，还包括旋流管上挡板，其水平设置在所述百叶窗顶部，所述旋流管上挡板上设有与所述百叶窗的顶端开口连通的连接孔，所述连接孔通过喷嘴底座与所述壳体外部的尿素喷嘴连通。

5.如权利要求1所述的满足国六排放的新型混合器结构，其特征在于，还包括丝网，其水平设置在所述气管的底端开口处并封闭其径向截面。

6.如权利要求1所述的满足国六排放的新型混合器结构，其特征在于，所述挡板上开设有多个穿孔，任一穿孔正对所述分配器的前端面设置。

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