CN105402009A - Scr催化器集成喷射用螺旋式混合器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于柴油机尾气后处理技术领域，涉及一种SCR催化器集成喷射用螺旋式混合器，包括筒体，所述筒体两端分别设置前端盖、后端盖，筒体内腔中设置第一SCR载体、第二SCR载体，第一隔板与前端盖之间的筒体上设置进气管，进气管下方设置混合器装置，所述混合器装置包括顺次连接的锥管、混合管、混合器，所述锥管的出气端固定于第一隔板上，混合器的进气端固定于前端盖上。该混合器能有效解决尿素破碎、尿素结晶和氨的分布均匀性问题。

Description

SCR催化器集成喷射用螺旋式混合器
技术领域
本发明属于柴油机尾气后处理技术领域，涉及一种SCR催化器集成喷射用螺旋式混合器。
背景技术
传统的SCR（选择性催化还原转化器）催化器将尿素喷嘴通过连接座安置在排气管上，对布置空间需求较大，且针对相同发动机不同底盘，不同布置空间的情况将导致尿素喷射位置发生改变，尿素喷射性能也发生改变，从而导致需要重新标定。同时，直接将尿素喷嘴集成在SCR催化器上是许多客户的需要，而集成喷嘴由于布置困难、尿素雾化空间不足，容易导致尿素液滴直接喷射到EGP壁面上，而产生严重的尿素结晶问题。目前解决集成喷射SCR转化器尿素结晶问题的主要方法是设计合理的混合器来加强尿素的破碎效果和降低尿素着壁的风险，同时也提高了***的流场均匀性。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种SCR催化器集成喷射用螺旋式混合器，该混合器能有效解决尿素破碎、尿素结晶和氨的分布均匀性问题。
按照本发明的技术方案：一种SCR催化器集成喷射用螺旋式混合器，其特征在于：包括筒体，所述筒体两端分别设置前端盖、后端盖，筒体内腔中设置第一SCR载体、第二SCR载体，第一隔板与前端盖之间的筒体上设置进气管，进气管下方设置混合器装置，所述混合器装置包括顺次连接的锥管、混合管、混合器，所述锥管的出气端固定于第一隔板上，混合器的进气端固定于前端盖上，所述混合器装置外侧设置保温筒，出气管下端连通保温筒，混合器呈多圈螺旋状，混合器的圆周表面设有进风口，进风口的两侧分别设置挡风板，挡风板外端固定于保温筒内壁上；筒体上对应于后端盖一侧设置出气管，出气管内侧连接消声管，消声管通过第三隔板固定住，第三隔板与第二隔板之间形成混合腔。
作为本发明的进一步改进，所述进气管上端设置进气法兰，并在进气管的管体上设置温度传感器。
作为本发明的进一步改进，所述第一SCR载体与筒体内壁之间设置第一衬垫，第二SCR载体与筒体内壁之间设置第二衬垫。
作为本发明的进一步改进，所述筒体上对应于后端盖与第三隔板之间设置氮氧化物传感器。
作为本发明的进一步改进，所述锥管与第一隔板相连接一端的内径大于与混合管相连接一端的内径。
本发明的技术效果在于：现有技术的混合器无法改变尿素在混合管内的着壁点，本发明采用选螺旋式混合器结构，利用旋转气流混合尿素，防止尿素过早在管壁上着壁，且不同工况下随着流速的改变，尿素着壁点会有明显变化，防止了尿素始终在同一位置着壁而产生结晶；现有技术混合器前端和后端均采用相同管径的直管或者弯管，气流速度在混合区内没有明显变化。而螺旋混合器通流截面较混合管小，使混合器和混合管内部的气流速度加快，从而加速了尿素液膜的蒸发速度，同时提高了混合管内的温度，从另一方面降低了结晶风险；现有技术的混合器不具有保温作用，而本发明中的混合器后端的混合管及扩张锥管外部设有保温筒，保温筒和混合管之间以及保温筒和外筒之间形成了两层保温层，增强了保温效果，进一步降低了尿素结晶风险；混合器后端采用锥管扩张，旋转尿素在离心力的作用下将向四周扩散，扩张锥管加强了这种扩散作用，提高了气流的混合效果；螺旋混合器提高了SCR载体端面上的气流混合均匀性和氨分布均匀性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中混合器装置的示意图。
图3为图2的左视图。
图4为图2的立体图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
图1~4中，包括进气法兰1、温度传感器2、进气管3、混合器4、进风口4-1、挡风板4-2、混合管5、锥管6、保温筒7、前端盖8、尿素喷嘴底座9、第一隔板10、第一SCR载体11、第一衬垫12、第二SCR载体13、第二衬垫14、筒体15、第二隔板16、第三隔板17、消声管18、后端盖19、氮氧化物传感器20、出气管21等。
如图1~4所示，本发明是一种SCR催化器集成喷射用螺旋式混合器，包括筒体15，所述筒体15两端分别设置前端盖8、后端盖19，筒体15内腔中设置第一SCR载体11、第二SCR载体13，第一隔板10与前端盖8之间的筒体15上设置进气管3，进气管3下方设置混合器装置，所述混合器装置包括顺次连接的锥管6、混合管5、混合器4，所述锥管6的出气端固定于第一隔板10上，混合器4的进气端固定于前端盖8上，所述混合器装置外侧设置保温筒7，出气管3下端连通保温筒7，混合器4呈多圈螺旋状，混合器4的圆周表面设有进风口4-1，进风口4-1的两侧分别设置挡风板4-2，挡风板4-2外端固定于保温筒7内壁上；筒体15上对应于后端盖19一侧设置出气管21，出气管21内侧连接消声管18，消声管18通过第三隔板17固定住，第三隔板17与第二隔板16之间形成混合腔。
进气管3上端设置进气法兰1，并在进气管3的管体上设置温度传感器2。
第一SCR载体11与筒体15内壁之间设置第一衬垫12，第二SCR载体13与筒体15内壁之间设置第二衬垫14。
筒体15上对应于后端盖19与第三隔板17之间设置氮氧化物传感器20。
锥管6与第一隔板10相连接一端的内径大于与混合管5相连接一端的内径。
本发明的工作过程如下：尿素喷嘴底座9安装在前端盖8上，气流通过进气管3进入保温筒7内部，保温筒7降低了进气温度的耗散速率，使得混合腔内部的排气温度保持在合理范围内。保温筒7内的气流通过混合器4后将旋转起来进入混合管5，旋转气流延长了尿素在混合管5内部的着壁时间和距离，同时加强了管壁上尿素液膜的蒸发速率。混合管5具有一定的缩口效应，将进一步提高混合管5内壁的温度，降低尿素结晶风险。旋转气流由混合管5内进入扩张锥管6，气流由于离心力作用将进一步向四周扩展，提高了尿素和混合效果及载体端面上氨分布的均匀性。
旋转气流由扩张锥管6扩张后分别进入第一SCR载体11、第二SCR载体13中，经过净化后进一步通过第二隔板16和第三隔板17组成的混合腔进入消声管18，并最终经过出气管排入大气。

Claims (5)

1.一种SCR催化器集成喷射用螺旋式混合器，其特征在于：包括筒体（15），所述筒体（15）两端分别设置前端盖（8）、后端盖（19），筒体（15）内腔中设置第一SCR载体（11）、第二SCR载体（13），第一隔板（10）与前端盖（8）之间的筒体（15）上设置进气管（3），进气管（3）下方设置混合器装置，所述混合器装置包括顺次连接的锥管（6）、混合管（5）、混合器（4），所述锥管（6）的出气端固定于第一隔板（10）上，混合器（4）的进气端固定于前端盖（8）上，所述混合器装置外侧设置保温筒（7），出气管（3）下端连通保温筒（7），混合器（4）呈多圈螺旋状，混合器（4）的圆周表面设有进风口（4-1），进风口（4-1）的两侧分别设置挡风板（4-2），挡风板（4-2）外端固定于保温筒（7）内壁上；筒体（15）上对应于后端盖（19）一侧设置出气管（21），出气管（21）内侧连接消声管（18），消声管（18）通过第三隔板（17）固定住，第三隔板（17）与第二隔板（16）之间形成混合腔。
2.如权利要求1所述的SCR催化器集成喷射用螺旋式混合器，其特征在于：所述进气管（3）上端设置进气法兰（1），并在进气管（3）的管体上设置温度传感器（2）。
3.如权利要求1所述的SCR催化器集成喷射用螺旋式混合器，其特征在于：所述第一SCR载体（11）与筒体（15）内壁之间设置第一衬垫（12），第二SCR载体（13）与筒体（15）内壁之间设置第二衬垫（14）。
4.如权利要求1所述的SCR催化器集成喷射用螺旋式混合器，其特征在于：所述筒体（15）上对应于后端盖（19）与第三隔板（17）之间设置氮氧化物传感器（20）。
5.如权利要求1所述的SCR催化器集成喷射用螺旋式混合器，其特征在于：所述锥管（6）与第一隔板（10）相连接一端的内径大于与混合管（5）相连接一端的内径。
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