CN219344805U - Scr混合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种SCR混合器，外壳上连接有前盖，外壳与前盖之间的内腔内设置有旋流管、内管与外管，旋流管下端部与内管上端部固定连接，外管套设在内管外，外管的通过若干支撑板固定连接到外壳与前盖上，支撑板在外壳与前盖之间的内腔分隔出进气腔与出气腔；外壳内、位于外管的下方设置有导流板，导流板后侧边与外壳后壁面之间具有后出气通道；导流板的导流面朝向出气腔向内凸起形成有侧凸起，侧凸起上开设有若干扰流孔。本实用新型气流从导流板的后出气通道流过，可以对外壳下端部的倒角部位进行冲刷，防止尿素结晶；气流从下出气通道流过，可以提高导流板下侧的气流流速，提高气流均匀性。

Description

SCR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SCR混合器。

背景技术

目前，在柴油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。

现有的尿素混合装置的尿素混合均匀性较差，影响后处理系统的性能，严重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。

实用新型内容

本申请人针对上述现有尿素混合装置存在的缺点，提供一种结构合理的SCR混合器，提高尿素混合均匀性，保证后处理系统的性能。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种SCR混合器，外壳上连接有前盖，外壳与前盖之间形成有内腔，前盖上部开设有进气口、下部开设有出气口，外壳与前盖之间的内腔内设置有旋流管、内管与外管，旋流管下端部与内管上端部固定连接，外管套设在内管外，外管的通过若干支撑板固定连接到外壳与前盖上，支撑板在外壳与前盖之间的内腔分隔出进气腔与出气腔，进气腔连通进气口、出气腔连通出气口，旋流管位于进气腔内，外管下端口连通出气腔；外壳内、位于外管的下方设置有导流板，导流板位于出气腔、正对出气口；导流板后侧边与外壳后壁面之间具有间隙、构成后出气通道；导流板的导流面朝向出气腔向内凸起形成有侧凸起，侧凸起与外壳侧壁面之间的空腔构成侧出气通道，侧出气通道连通后出气通道；侧凸起上开设有若干扰流孔。

作为上述技术方案的进一步改进：

导流板为“W”形板，包括左右两侧对称的导流面与中间朝向出气腔向上凸起的下凸起，导流面为V形，下凸起为倒V形；下凸起与外壳下壁面之间的空腔构成下出气通道，下出气通道连通后出气通道。

导流板的板面朝向出气口斜向下倾斜。

旋流管为锥形筒，上端为小径端，下段为大径端；旋流管的圆锥面上开设有若干进气孔，每个进气孔上设置有叶片，叶片朝向旋流管内部斜向内翻。

进气口偏置设置。

外管上端部设置有若干支撑筋，支撑筋抵在内管外周面上，在内管外周面与外管内周面之间形成有进气夹缝，进气夹缝连通进气腔与外管内部腔体。

支撑筋由外管的壁面朝内凹入形成。

内管的长度小于外管的长度，内管长度为外管长度的三分之一，内管的长度范围覆盖尿素喷雾的直接碰壁范围。

旋流管与内管为分体元件，旋流管插装在内管上端部；或者，旋流管与内管在在一个件上一体加工成型。

外壳的顶部设置有安装位。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型气流从导流板的后出气通道流过，可以对外壳下端部的倒角部位进行冲刷，防止尿素结晶；气流从下出气通道流过，可以提高导流板下侧的气流流速，提高气流均匀性；气流从侧出气通道流过，一方面可以提高导流板外侧的气流均匀性，另一方面侧出气通道的气流可以通过扰流孔直吹涡流，提高涡流的中心流速，提高气流流速的均匀性；另外，从下出气通道、侧出气通道流过的气流还可以对导流板起加热保温的作用，有利于保持导流板的壁面温度，避免尿素结晶的形成。

本实用新型的导流板的板面朝向出气口斜向下倾斜，可以引导气流混合均匀后朝向出气口排出，降低了排气的压力，掉落在导流板上的尿素液滴也可以在重力的作用下滑落，与尾气气流进一步混合，避免了尿素液滴在导流板上形成尿素结晶堆积。

本实用新型的旋流管的叶片对通过进气孔进入的气流进行导流，使气流产生强烈的旋转，更利于气流与尿素液滴在旋流管内进行充分的混合，提高混合均匀性，提高NOx的转化效率。

本实用新型的进气口偏置设置，可以提高进气腔内气流的旋流效果，有利于提高气流从进入旋流管后与尿素液滴的混合效果，提高混合均匀性，提高NOx的转化效率。

本实用新型的进气腔内的一部分气流可以通过进气夹缝流入外管内、与旋流管流下来的主气流汇合；从进气夹缝流过的气流可以冲刷内管的下端口，防止尿素液滴在内管上形成湿润液膜而积聚在下端口，同时这部分气流还可以对外管的壁面进行加热保温，有利于保持内管的壁面温度，减少结晶风险。

附图说明

图1为本实用新型的爆炸图。

图2为本实用新型的主视图。

图3为图2中A-A截面的剖视图。

图4为图3中B-B截面的剖视图。

图5为图3中C部的放大图。

图6为旋流管与内管一体成型的结构示意图。

图中：1、外壳；11、安装位；2、前盖；21、进气口；22、出气口； 3、旋流管；31、进气孔；32、叶片；4、内管；5、外管；51、支撑筋；6、支撑板；7、导流板；71、导流面；72、下凸起；73、侧凸起；74、扰流孔；75、后出气通道；76、下出气通道；77、侧出气通道；8、进气夹缝；10、进气腔；20、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4所示，本实用新型的外壳1前侧面连接有前盖2，在外壳1与前盖2之间形成有内腔；前盖2上半部板面上开设有进气口21，下半部板面上开设有出气口22。外壳1与前盖2之间的内腔内、沿轴向竖直设置有旋流管3、内管4及外管5，旋流管3下端部与内管4上端部固定连接，外管5套设在内管4外，内管4的长度小于外管5的长度，内管4长度为外管5长度的三分之一左右，内管4的长度范围覆盖尿素喷雾的直接碰壁范围，为了形成进气夹缝8，对内管4保温并冲刷内管4下端，确保喷雾直接接触内管4壁面时能保持合适温度避免发生滴挂流水而导致下游结构产生结晶风险。外管5的外周通过若干块支撑板6固定连接到外壳1与前盖2上，若干支撑板6分为上下两层布置，支撑板6将内腔分隔为位于上层支撑板6上方的进气腔10、位于下层支撑板6下方的出气腔20、及位于两层支撑板6之间的中间腔，进气腔10连通进气口21，出气腔20连通出气口22，中间腔为封闭的腔体。旋流管3位于进气腔10内、正对着进气口21；外管5下半部管部位于出气腔20内，其下端部延伸至出气口22的中部位置，外管5下端口连通出气腔20，外管5的部分管部正对出气口22的上半部区域。外壳1内、位于外管5的下方设置有导流板7，导流板7位于出气腔20、正对出气口22的下半部区域。

如图1、图3、图4所示，外壳1的顶部设置有安装位11，安装位11用于连接喷嘴座，喷嘴座内设置尿素喷嘴，尿素喷嘴正对旋流管3（图中未示出），尿素喷嘴可以往旋流管3内喷射尿素液滴。

如图1、图2所示，前盖2的进气口21偏置设置，本实施例中，进气口21偏向左侧板面设置，在其他实施例中，进气口21也可以偏向右侧板面设置，气流从偏置的进气口21进入进气腔10内，可以提高进气腔10内气流的旋流效果，有利于提高气流从进入旋流管3后与尿素液滴的混合效果，提高混合均匀性，提高NOx的转化效率。

如图1、图3、图4所示，旋流管3为锥形筒，上端为小径端，下段为大径端，其圆锥面上、沿周向均匀开设有若干长条形的进气孔31，每个进气孔31上设置有叶片32，叶片32朝向旋流管3内部斜向内翻，叶片32对通过进气孔31进入的气流进行导流，使气流产生强烈的旋转，更利于气流与尿素液滴在旋流管3内进行充分的混合，提高混合均匀性，提高NOx的转化效率。如图1所示，本实施例中，旋流管3与内管4为两个独立设计、独立加工的元件，旋流管3插装在内管4上端部。如图6所示，在其他实施例中，旋流管3与内管4也可以集成在一个件上，一体加工成型，节约了装配程序，节省了装配成本。

如图1、图3所示，外管5上端部的内周壁面上、沿周向设置有若干支撑筋51，支撑筋51由外管5的壁面朝内凹入形成。支撑筋51抵在支撑在内管4的外周面上，在内管4外周面与外管5内周面之间形成一圈环形的进气夹缝8，进气夹缝8连通进气腔10与外管5内部腔体，进气腔10内的一部分气流可以通过进气夹缝8流入外管5内、与旋流管3流下来的主气流汇合；从进气夹缝8流过的气流可以冲刷内管4的下端口，防止尿素液滴在内管4上形成湿润液膜而积聚在下端口，同时这部分气流还可以对外管5的壁面进行加热保温，有利于保持内管4的壁面温度，减少结晶风险。外管5具有较长的内腔，给气流与尿素液滴提供了较长的混合路径，使得气流与尿素液滴可以快速充分混合，混合均匀性更高，提高NOx的转化效率。

如图1至图4所示，导流板7为“W”形板，包括左右两侧对称设置的V形的导流面71及中间朝向出气腔20向上凸起的倒V形的下凸起72，从外管5流下来的气流在导流板7的下凸起72的分流作用下，被分成左右两股，每股气流在两侧导流面71的导流作用下分别产生旋转，在导流板7的两侧分别形成涡流，使得气流与尿素液滴进一步混合，进一步提高混合均匀性。每个导流面71上、与外壳1连接一侧的侧面上朝向出气腔20向内凸起形成有侧凸起73，侧凸起73上开设有若干扰流孔74，通过侧凸起73外侧的气流可以通过扰流孔74直吹导流面71内侧的涡流，对涡流起扰动作用，防止涡流中心流速过低，保证气流流速的均匀性。如图3、图5所示，导流板7的板面朝向出气口22斜向下倾斜，可以引导气流混合均匀后朝向出气口22排出，降低了排气的压力，掉落在导流板7上的尿素液滴也可以在重力的作用下滑落，与尾气气流进一步混合，避免了尿素液滴在导流板7上形成尿素结晶堆积。

如图2、图3、图5所示，导流板7的导流面71外侧部焊接固定在外壳1的内壁面上，导流板7后侧边与外壳1后壁面之间具有间隙、构成后出气通道75，下凸起72与外壳1下壁面之间的空腔构成下出气通道76，侧凸起73与外壳1侧壁面之间的空腔构成侧出气通道77，后出气通道75连通下出气通道76与侧出气通道77，气流经导流板7充分混合后，一部分气流从后出气通道75分流至下出气通道76及侧出气通道77，通过下出气通道76、侧出气通道77流出到出气口22，与主气流汇合；气流从后出气通道75流过，可以对外壳1下端部的倒角部位进行冲刷，防止尿素结晶；气流从下出气通道76流过，可以提高导流板7下侧的气流流速，提高气流均匀性；气流从侧出气通道77流过，一方面可以提高导流板7外侧的气流均匀性，另一方面侧出气通道77的气流可以通过扰流孔74直吹涡流，提高涡流的中心流速，提高气流流速的均匀性；另外，从下出气通道76、侧出气通道77流过的气流还可以对导流板7起加热保温的作用，有利于保持导流板7的壁面温度，避免尿素结晶的形成。

本实用新型实际使用时，尾气从DPF（颗粒过滤器）载体出来后，经进气口21流入进气腔10，进气腔10内的绝大部分气流经旋流管3导流后进入旋流管3内部、与尿素喷嘴中喷射出的尿素液滴发生混合后，沿内管4与外管5向下流；进气腔10内的小部分气流经内管4与外管5的进气夹缝8流入外管5内、并与主气流汇合；汇合后的气流从外管5下端开口流出至出气腔20，出气腔20内的大部分气流撞击导流板7后，在导流板7的导流作用下，从导流板7分流形成两个涡流，从出气口22流出进入SCR载体；出气腔20内的小部分气流经后出气通道75、下出气通道76、侧出气通道77流出、与主气流汇合后，从出气口22流出。

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 (10)

1.一种SCR混合器，外壳（1）上连接有前盖（2），外壳（1）与前盖（2）之间形成有内腔，前盖（2）上部开设有进气口（21）、下部开设有出气口（22），其特征在于：外壳（1）与前盖（2）之间的内腔内设置有旋流管（3）、内管（4）与外管（5），旋流管（3）下端部与内管（4）上端部固定连接，外管（5）套设在内管（4）外，外管（5）的通过若干支撑板（6）固定连接到外壳（1）与前盖（2）上，支撑板（6）在外壳（1）与前盖（2）之间的内腔分隔出进气腔（10）与出气腔（20），进气腔（10）连通进气口（21）、出气腔（20）连通出气口（22），旋流管（3）位于进气腔（10）内，外管（5）下端口连通出气腔（20）；

外壳（1）内、位于外管（5）的下方设置有导流板（7），导流板（7）位于出气腔（20）、正对出气口（22）；导流板（7）后侧边与外壳（1）后壁面之间具有间隙、构成后出气通道（75）；导流板（7）的导流面（71）朝向出气腔（20）向内凸起形成有侧凸起（73），侧凸起（73）与外壳（1）侧壁面之间的空腔构成侧出气通道（77），侧出气通道（77）连通后出气通道（75）；侧凸起（73）上开设有若干扰流孔（74）。

2.按照权利要求1所述的SCR混合器，其特征在于：导流板（7）为“W”形板，包括左右两侧对称的导流面（71）与中间朝向出气腔（20）向上凸起的下凸起（72），导流面（71）为V形，下凸起（72）为倒V形；下凸起（72）与外壳（1）下壁面之间的空腔构成下出气通道（76），下出气通道（76）连通后出气通道（75）。

3.按照权利要求1所述的SCR混合器，其特征在于：导流板（7）的板面朝向出气口（22）斜向下倾斜。

4.按照权利要求1所述的SCR混合器，其特征在于：旋流管（3）为锥形筒，上端为小径端，下段为大径端；旋流管（3）的圆锥面上开设有若干进气孔（31），每个进气孔（31）上设置有叶片（32），叶片（32）朝向旋流管（3）内部斜向内翻。

5.按照权利要求1所述的SCR混合器，其特征在于：进气口（21）偏置设置。

6.按照权利要求1所述的SCR混合器，其特征在于：外管（5）上端部设置有若干支撑筋（51），支撑筋（51）抵在内管（4）外周面上，在内管（4）外周面与外管（5）内周面之间形成有进气夹缝（8），进气夹缝（8）连通进气腔（10）与外管（5）内部腔体。

7.按照权利要求6所述的SCR混合器，其特征在于：支撑筋（51）由外管（5）的壁面朝内凹入形成。

8.按照权利要求1所述的SCR混合器，其特征在于：内管（4）的长度小于外管（5）的长度，内管（4）长度为外管（5）长度的三分之一，内管（4）的长度范围覆盖尿素喷雾的直接碰壁范围。

9.按照权利要求1所述的SCR混合器，其特征在于：旋流管（3）与内管（4）为分体元件，旋流管（3）插装在内管（4）上端部；或者，旋流管（3）与内管（4）在一个件上一体加工成型。

10.按照权利要求1所述的SCR混合器，其特征在于：外壳（1）的顶部设置有安装位（11）。

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