CN108005763A - 尿素旋流混合器 - Google Patents

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王志春
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Abstract

本发明提供一种尿素旋流混合器，包括一个筒体，其主要改进之处在于，所述筒体的两端均开口，一端作为进气口，另一端作为出气口；在筒体内设有一个Z形挡板，所述Z形挡板将筒体内腔分为前腔与后腔；在筒体内设有旋流件和多孔管，所述旋流件和多孔管连接于所述Z形挡板的横向部；旋流件和多孔管相连通；旋流件位于筒体的前腔，多孔管位于筒体的后腔；所述旋流件上设有旋流叶片；旋流件顶端连接喷嘴，所述喷嘴从筒体周面伸出；所述多孔管的管壁上设有多个气孔。该旋流混合器使尿素水解完全，不容易结晶，背压低，节凑紧凑。

Description

尿素旋流混合器
技术领域
本发明涉及一种尿素旋流混合器，应用在排气后处理器尿素SCR***中。
背景技术
目前，随着国家对环保法的越来越重视，柴油车排放法规国四，国五的逐步实施，排气后处理器采用尿素降低NOX越来越受到重视，而尿素水解成氨气后才能与NOX发生反应，尿素的水解目前主要是通过混合器实现，但是目前采用的混合器容易产生较大背压，影响发动机功率；并且对尿素水解不充分；不能有效降低NOX,而且容易产生结晶现象。
发明内容
本发明的目的在于克服上述混合器工作时的不足，解决了节凑紧凑布局下背压大、水解不充分等缺陷，本发明提供一种尿素旋流混合器，使尿素水解完全，不容易结晶，背压低，节凑紧凑；本发明采用的技术方案是：
一种尿素旋流混合器，包括一个筒体，其主要改进之处在于，
所述筒体的两端均开口，一端作为进气口，另一端作为出气口；
在筒体内设有一个Z形挡板，所述Z形挡板将筒体内腔分为前腔与后腔；
在筒体内设有旋流件和多孔管，所述旋流件和多孔管连接于所述Z形挡板的横向部；旋流件和多孔管相连通；旋流件位于筒体的前腔，多孔管位于筒体的后腔；
所述旋流件上设有旋流叶片；旋流件顶端连接喷嘴，所述喷嘴从筒体周面伸出；
所述多孔管的管壁上设有多个气孔。
进一步地，旋流件采用半球形端盖，在半球形端盖上开窗设置多个旋流叶片。
更进一步地，旋流叶片的开窗角度为45°～60°，旋流叶片在半球形端盖上均布。
或者，旋流件采用旋流管，在旋流管上围绕旋流管轴线设有旋流叶片。
进一步地，在筒体的前腔中，旋流件之前设有第一尾气处理载体。
更进一步地，所述第一尾气处理载体为颗粒捕集器。
进一步地，在筒体的后腔中，多孔管之后设有第二尾气处理载体。
更进一步地，所述第二尾气处理载体为SCR载体。
进一步地，所述筒体包括相连接的第一筒体与第二筒体；在第二筒体中靠近第一筒体的筒体段中设置所述Z形挡板、旋流件和多孔管。
进一步地，多孔管管壁上的气孔均布。
本发明的优点：
1）通过在半球形端盖上均布开设多个旋流叶片，尾气主气流经过多个旋流叶片形成多组气流，多组气流撞击在一起，使得尿素雾化均匀；采用先进的旋流结构，最后旋流在不同角度喷出，撞击在一起，使得尿素雾化均匀。
2）该尿素旋流混合器和载体在同一个筒体内，气流通过截面积大，背压较低；由于多组气流不断撞击并带动尿素螺旋前进，尿素更容易水解、雾化，氨气与废气混合更均匀；最终均匀的通过多孔管，再次水解雾化。
3）尿素雾化均匀，可以大幅提升SCR转化效率；基本杜绝尿素结晶现象。
附图说明
图1为本发明的结构组成示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明提供的一种尿素旋流混合器，包括第一筒体1、第一尾气处理载体2、第一衬垫3、第二筒体4、Z形挡板5、喷嘴6、半球形端盖7、多孔管8、第二衬垫9、第二尾气处理载体10；
为了便于装配Z形挡板5、半球形端盖7、多孔管8，该混合器的筒体采用两端开口的第一筒体1和第二筒体4焊接而成，可以先在第二筒体4内装配完Z形挡板5、半球形端盖7、多孔管8后，再将第一筒体1和第二筒体4焊接；其中Z形挡板5、半球形端盖7、多孔管8焊接在一起；
第一筒体1的前端作为整个筒体的进气口，第二筒体4的后端作为整个筒体的出气口；
所述Z形挡板5将筒体内腔分为前腔与后腔；
在第一筒体1内，安装有第一尾气处理载体2，第一衬垫3用于将第一尾气处理载体2包裹，对其进行固定；第一尾气处理载体2可以是颗粒捕集器（DPF）；
在第二筒体4中靠近第一筒体1的筒体段中焊接Z形挡板5；半球形端盖7和多孔管8焊接于所述Z形挡板5的横向部501；半球形端盖7位于筒体的前腔，多孔管8位于筒体的后腔；半球形端盖7和多孔管8相连通；在半球形端盖7上开窗均匀设置多个旋流叶片701，开窗角度以45°～60°为佳；半球形端盖7顶端连接喷嘴6，所述喷嘴6从第二筒体4周面伸出；采用半球形端盖7作为旋流件的好处是，其旋流效果更好，而且引起的背压低；加工方便，旋流叶片采用冲压成型；
在其它的实施例中，旋流件也可以采用旋流管，在旋流管上围绕旋流管轴线设有旋流叶片701；
多孔管8的管壁上均布气孔；
在筒体的后腔中即第二筒体4内，多孔管8之后设有第二尾气处理载体10；第二衬垫9用于将第二尾气处理载体10包裹，对其进行固定；第二尾气处理载体可以是SCR载体；SCR即选择性催化还原；
使用时，第一筒体的进气口通入尾气，从喷嘴6喷入尿素；
尾气主气流通过半球形端盖7上的旋流叶片701形成多组气流，同时尿素从喷嘴6喷射进入半球形端盖7后，尿素及多组气流撞击在一起，使得尿素破碎、水解、雾化，尾气带动尿素螺旋前进，通过多孔管8再次水解、雾化，最终均匀的扩散；由于多组气流不断撞击并带动尿素螺旋前进，尿素更容易水解、雾化，氨气与废气混合更均匀；最终均匀的通过多孔管，再次水解雾化；然后经过SCR载体；
综上，本发明使得尿素雾化更加彻底，与尾气混合更加均匀；采用先进的旋流技术，最后旋流气流在多角度喷出，撞击在一起，使得尿素雾化均匀；可以大幅提升SCR转化效率；基本杜绝尿素结晶现象；结构十分紧凑，背压低，可以广泛应用于柴油车后处理***。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种尿素旋流混合器，包括一个筒体，其特征在于，
所述筒体的两端均开口，一端作为进气口，另一端作为出气口；
在筒体内设有一个Z形挡板，所述Z形挡板将筒体内腔分为前腔与后腔；
在筒体内设有旋流件和多孔管，所述旋流件和多孔管连接于所述Z形挡板的横向部；旋流件和多孔管相连通；旋流件位于筒体的前腔，多孔管位于筒体的后腔；
所述旋流件上设有旋流叶片；旋流件顶端连接喷嘴，所述喷嘴从筒体周面伸出；
所述多孔管的管壁上设有多个气孔。
2.如权利要求1所述的尿素旋流混合器，其特征在于，
旋流件采用半球形端盖，在半球形端盖上开窗设置多个旋流叶片。
3.如权利要求2所述的尿素旋流混合器，其特征在于，
旋流叶片的开窗角度为45°～60°，旋流叶片在半球形端盖上均布。
4.如权利要求1所述的尿素旋流混合器，其特征在于，
旋流件采用旋流管，在旋流管上围绕旋流管轴线设有旋流叶片。
5.如权利要求1所述的尿素旋流混合器，其特征在于，
在筒体的前腔中，旋流件之前设有第一尾气处理载体。
6.如权利要求5所述的尿素旋流混合器，其特征在于，
所述第一尾气处理载体为颗粒捕集器。
7.如权利要求1所述的尿素旋流混合器，其特征在于，
在筒体的后腔中，多孔管之后设有第二尾气处理载体。
8.如权利要求7所述的尿素旋流混合器，其特征在于，
所述第二尾气处理载体为SCR载体。
9.如权利要求1所述的尿素旋流混合器，其特征在于，
所述筒体包括相连接的第一筒体与第二筒体；在第二筒体中靠近第一筒体的筒体段中设置所述Z形挡板、旋流件和多孔管。
10.如权利要求1所述的尿素旋流混合器，其特征在于，
多孔管管壁上的气孔均布。
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