CN113530650A - 高效scr筒式混合器及采用该混合器的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效SCR筒式混合器及采用该混合器的车辆，高效SCR筒式混合器的后处理器混合器筒体内腔设置有U型混合管和挡板，后处理器混合器筒体上设有向U型混合管内喷射尿素喷雾的尿素喷嘴，U型混合管倾斜于后处理器混合器筒体的轴线方向布置；挡板置于后处理器混合器筒体的内腔中；U型混合管包括置于第一腔体内的第一管体、中间管体及置于所述第二腔体内的第二管体，中间管体设置在第一管体与第二管体之间并连通第一管体与第二管体，第二管体为双层多孔管。本发明通过在DPF至SCR之间的连接腔中设计U型混合管促进尿素水溶液雾化，U型混合管的第二管体设为双层多孔管，使尿素雾束与排气进行进一步充分混合，满足混合器中氨均匀性的要求。

Description

高效SCR筒式混合器及采用该混合器的车辆
技术领域
本发明涉及车脱硝技术领域，具体涉及一种高效SCR筒式混合器及采用该混合器的车辆。
背景技术
选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)是指在催化剂的作用下，利用还原剂(如NH3、液氨、尿素)来有选择性地与烟气中的NOx反应并生成无毒无污染的N2和H2O。汽车排气***包括在SCR催化器(选择性催化还原催化器)上游注入柴油排气处理流体(DEF)或还原剂、例如尿素与水的溶液的注入***。混合器被定位在SCR催化器的上游、并且将发动机排放气体和尿素转化产物进行混合。
授权公告号为CN 107530655 B的中国发明专利公开了一种全旋转混合器,包括：混合器本体，该混合器本体限定了混合器中央轴线、并且具有入口和出口，该入口被配置成用于接收发动机排放气体；被定位在该混合器本体内的上游挡板；被在该混合器本体内定位成在沿着该混合器中央轴线的方向上与该上游挡板间隔开的下游挡板；配量给送器，该配量给送器限定了配量给送器轴线并且被定位成用于将还原剂喷洒到该上游挡板与该下游挡板之间的区域中，使得还原剂与排放气体的混合物离开该出口；并且其中该混合物在离开该出口之前移动穿过至少360度的旋转流动路径。它还包括：混合器本体，该混合器本体限定了混合器中央轴线、并且具有入口和出口，该入口被配置成用于接收发动机排放气体；被定位在该混合器本体内的上游挡板；被在该混合器本体内定位成在沿着该混合器中央轴线的方向上与该上游挡板间隔开的下游挡板；配量给送器，该配量给送器限定了配量给送器轴线并且被定位成用于将还原剂喷洒到该上游挡板与该下游挡板之间的区域中，使得还原剂与排放气体的混合物离开该出口；并且其中该混合物在离开该出口之前移动穿过至少360度的旋转流动路径。。
公布号为CN 108331643 A的中国发明专利公开了一种紧凑型DOC-DPF-SCR后处理装置，整体呈U型结构，且从一端至另一端依次包括相连接的DOC-DPF单元、进气混合器和SCR单元，且所述DOC-DPF单元设有朝上的开口，所述开口用于待处理气体的进入。整体呈U型结构，且从一端至另一端依次包括相连接的DOC-DPF单元、进气混合器和SCR单元，且所述DOC-DPF单元设有朝上的开口，所述开口用于待处理气体的进入。所述接口与所述开口为旋转连接，且能够通过旋转所述进气组件改变所述进气口的朝向。所述接口设有用于对待处理气体进行整流的整流板。它还包括安装支架，所述安装支架用于整车装配，且设有通过套装卡紧固定DOC-DPF单元的第一紧箍和第二紧箍、以及卡紧固定SCR单元的第三紧箍。所述安装支架设有第一直角框，所述第一直角框内固定有第一空心弧，所述第一紧箍穿过所述第一空心弧、实现与所述安装支架的固定。
公布号为CN 109184863 A的中国发明专利公开了一种SCR混合***及其SCR混合器，包括SCR载体和具有尿素喷嘴的混合器外壳，还包括：第一级渐扩管，所述第一级渐扩管一端与所述混合器外壳连接；与所述第一级渐扩管的另一端连接的第二级渐扩管，所述第二级渐扩管另一端与所述SCR载体连接，且所述第一级渐扩管和所述第二级渐扩管均为由所述混合器外壳向所述SCR载体的方向渐扩的管。所述第一级渐扩管的锥角小于所述第二级渐扩管的锥角。所述第一级渐扩管和所述第二级渐扩管之间通过平直管连接。它还包括用于引导气体均匀流动的第一扰流装置，所述第一扰流装置设置在所述第一级渐扩管入口处。第一扰流装置为设置在所述第一级渐扩管入口内壁上的格栅叶片，且相邻的所述格栅叶片之间形成气体通道。它还包括用于加强气体在所述第二级渐扩管内的湍流的第二扰流装置，所述第二扰流装置设置在所述第二级渐扩管的入口处。所述第二扰流装置为沿所述第二级渐扩管的入口的周向均匀布置的螺旋式叶片。它还包括用于引导气体均匀通过所述SCR载体的第三扰流装置，所述第三扰流装置设置在所述第二级渐扩管的中间位置。所述第三扰流装置为与所述第二级渐扩管的中间位置配合的圆盘，且所述圆盘的中心具有大圆孔，所述圆盘沿所述大圆孔的周向具有多个均匀布置的小圆孔。
然而，上述技术方案存在以下缺陷：一、后处理器混合器设计不够紧凑，导致车辆后处理器整体尺寸较大，增加成本及占据较大的车辆底盘安装控件；二、混合器混合距离较短，容易导致尿素在混合器中没有充分混合就进去后面的SCR载体，从而导致载体堵塞；三、混合器中尿素溶液还是存在尿素喷雾早期阶段就撞壁的风险，从而导致尿素结晶堵塞的风险。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种高效SCR筒式混合器及采用该混合器的车辆，能够降低尿素喷雾结晶的风险并促进尿素与气体的混合均匀性。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：在保证挡泥板的安装可靠性的同时，又能减轻挡泥板支架总成的重量。
为实现上述目的，一方面，本发明所设计的高效SCR筒式混合器，包括后处理器混合器筒体，所述后处理器混合器筒体内腔设置有U型混合管和挡板，所述后处理器混合器筒体上设有向所述U型混合管内喷射尿素喷雾的尿素喷嘴，所述U型混合管倾斜于所述后处理器混合器筒体的轴线方向布置在后处理器混合器筒体的内腔；所述挡板套设在所述U型混合管上并置于所述后处理器混合器筒体的内腔中以将所述后处理器混合器筒体的内腔分隔为第一腔体和第二腔体；所述U型混合管包括置于所述第一腔体内的第一管体、中间管体及置于所述第二腔体内的第二管体，所述中间管体设置在所述第一管体与所述第二管体之间并连通所述第一管体与所述第二管体，所述尿素喷嘴的尿素喷雾进入所述第一管体一端的开口，所述第二管体为双层多孔管。
在其中一实施例中，所述第二管体具有同轴设置内管体和外管体，所述第二管体的轴线垂直于所述后处理器混合器筒体的轴线并与所述第一管体的轴线平行；所述内管体的管壁上均匀开设有多个内流通孔，以连通内管体内部与所述外管体内部；所述外管体的管壁上均匀开设有多个外流通孔，以连通外管体内部与外部。
在其中一实施例中，所述内管体的一端与所述中间管体的一端连接，所述外管体同轴设置在内管体外，所述内流通孔、所述外流通孔沿着外壁周向间隔布置。
在其中一实施例中，所述挡板在的平面与所述后处理器混合器筒体的轴线既不平行也不垂直，所述挡板在的平面与所述第一管体、所述第二管体的轴线平行。
在其中一实施例中，所述挡板为金属板且开设有用于供所述中间管贯穿的安装孔，所述安装孔的大小与所述中间管体的管径大小相等，所述中间管体与所述挡板焊接固定。
在其中一实施例中，所述第一管体包括若干块旋流片，若干块所述旋流片绕所述第一管体的轴线方向围成管状，相邻两块所述旋流片之间留有间隙；所述旋流片为折形板，所述旋流片垂直于所述第一管体轴线方向的截面呈折线形。
在其中一实施例中，所述第二腔体内还设置有旋流器，所述旋流器以垂直于后处理器混合器筒体的轴线的方式固定在所述第二管体的下游。
在其中一实施例中，所述旋流器包括旋流器本体，所述旋流器本体的中部开设有若干个通孔，所述通孔的外周环绕设置有若干个旋流孔(4.3)，每个所述旋流孔上设置有倾斜布置的旋流导向板。
为实现上述目的，另一方面，本发明所设计的车辆，前文所述的高效SCR筒式混合器，所述高效SCR筒式混合器安装在所述车辆的排气***中。
在其中一实施例中，所述后处理器混合器筒体的第一腔体连通至所述车辆的发动机排气口。
本发明的有益效果是：本发明的高效SCR筒式混合器及采用该混合器的车辆中，通过在DPF至SCR之间的连接腔中设计U型混合管促进尿素水溶液雾化，U型混合管的第二管体设为双层多孔管，使尿素雾束与排气进行进一步充分混合，满足混合器中氨均匀性的要求；通过设计尿素喷嘴出来的尿素雾束的喷射角度，可以防止尿素雾束过早撞壁，从而避免结晶的风险；具有结构简单、尿素水溶液雾化效果好、气体混合均匀等优点。
附图说明
现在将参考附图在下文中具体描述本发明的具体实施例。需要理解的是，各附图不一定按比例绘制，并且附图只用于说明本公开的示例性实施例，而不应该认为是对本发明公开范围的限制。在附图中：
图1为本发明优选实施例的高效SCR筒式混合器的立体结构示意图；
图2为图1中的高效SCR筒式混合器被经过轴线的竖直截面剖切后的剖视图；的挡泥板支撑杆的立体结构示意图；
图3为图1中的高效SCR筒式混合器被经过轴线的水平截面剖切后的剖视图；图4为图1中的高效SCR筒式混合器去掉后处理器混合器筒体后的立体图；；
图5为图2中的高效SCR筒式混合器去掉后处理器混合器筒体后的剖视图；
图6为图1中的高效SCR筒式混合器的右视图；
图7为图1中的高效SCR筒式混合器的左视图；
图8为图4中的挡板的放大立体图；
图9为本发明另一优选实施例的高效SCR筒式混合器中的旋流器的立体图。
图中各元件标号如下：混合器100；后处理器混合器筒体1(其中，第一腔体1.1、第二腔体1.2)；U型混合管2(其中，第一管体2.1、中间管体2.2、第二管体2.3；旋流片2.11；内管体2.31、外管体2.32、内流通孔2.311、外流通孔2.321)；挡板3(其中，安装孔3.1)；旋流器4(其中，旋流器本体4.1、通孔4.2、旋流孔4.3、旋流导向板4.4)；尿素喷嘴5。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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发明和简化描述，而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发明的限制。
在使用本说明书中描述的“包括”、“具有”和“包含”的情况下，除非使用否则还可以具有另一部分或其他部分，所用的术语通常可以是单数但也可以表示复数形式。
应该指出，尽管在本说明书可能出现并使用术语“第一”、“第二”、“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”等来描述各种不同的组件，但是这些成分和部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个成分和部分和另一个成分和部分。例如，在不脱离本说明书的范围的情况下，第一部件可以被称为第二部件，并且类似地，第二部件可以被称为第一部件，顶部和底部的部件在一定情况下，也可以彼此对调或转换；一端和另一端的部件可以彼此性能相同或者不同。
此外，在构成部件时，尽管没有其明确的描述，但可以理解必然包括一定的误差区域。
在描述位置关系时，例如，当位置顺序被描述为“在...上”、“在...上方”、“在...下方”和“下一个”时，除非使用“恰好”或“直接”这样的词汇或术语，此外则可以包括它们之间不接触或者接触的情形。如果提到第一元件位于第二元件“上”，则并不意味着在图中第一元件必须位于第二元件的上方。所述部件的上部和下部会根据观察的角度和定向的改变而改变。因此，在附图中或在实际构造中，如果涉及了第一元件位于第二元件“上”的情况可以包括第一元件位于第二元件“下方”的情况以及第一元件位于第二元件“上方”的情况。在描述时间关系时，除非使用“恰好”或“直接”，否则在描述“之后”、“后续”、“随后”和“之前”时，可以包括步骤之间并不连续的情况。
本发明的高效SCR筒式混合器及采用该混合器的车辆，通过在车辆DPF(DieselParticulate Filter，柴油颗粒捕集器，也叫柴油机颗粒捕捉再生器)至SCR之间的连接腔中设计混合器，并通过U型流道设计，通过在U型罐前段管中，设计旋流器使气流与尿素雾束的相互作用，增加尿素喷雾与排气的混合，并通过设计尿素喷雾角度降低尿素雾束过早撞壁，从而避免结晶的风险；U型管中间段，采用倾斜设计，避免尿素溶液沉积；U型管后段，设计双层多孔管，使尿素雾束与排气进行充分混合，满足混合器中氨均匀性的要求；本混合器设计结构简单，易加工成型，成本较低，重量较轻，满足未来汽车工业后处理***的需求，具有实用价值。
请结合参阅图1至图3，本发明的高效SCR筒式混合器100包括后处理器混合器筒体1，后处理器混合器筒体1呈中空直筒状结构。后处理器混合器筒体1内腔设置有U型混合管2和挡板3，U型混合管2和挡板3倾斜于后处理器混合器筒体1的轴线方向地布置在后处理器混合器筒体1的内腔。挡板3套设在U型混合管2上，挡板3将后处理器混合器筒体1的内腔分隔为第一腔体1.1和第二腔体1.2。第二腔体1.2内还可设置有若干个旋流器4(如图9中所示)。后处理器混合器筒体1的外壁上设置有用于向其内喷射入尿素喷雾的尿素喷嘴5，尿素喷嘴5向U型混合管2的一端开口内喷射尿素喷雾。
请结合参阅图4、图5、图6和图7，U型混合管2整体呈U形，具有顺次连接的第一管体2.1、中间管体2.2以及第二管体2.3，中间管体2.2设置在第一管体2.1与第二管体2.3之间用于将两者连通。第一管体2.1、中间管体2.2以及第二管体2.3的横截面均为圆形结构。第一管体2.1位于第一腔体1.1内，第二管体2.3位于第一二腔体1.2内，第一管体2.1和第二管体2.3通过中间管体2.2穿过挡板3过渡连接，中间管体2.2贯穿挡板3并两端分别与第一管体2.1、第二管体2.3固定连接。尿素喷嘴5与U型混合管2的第一管体2.1的上端开口相连通，向内喷射尿素喷雾。
U型混合管2的第一管体2.1的轴线垂直于后处理器混合器筒体1的轴线方向，包括绕其自身轴线设置的若干块旋流片2.11，若干块旋流片2.11间隔围成管状，相邻两块旋流片2.11之间留有间隙。更加具体地，旋流片2.11为折形板，旋流片2.11在垂直于第一管体2.1的轴线方向的截面呈折线形，从而将进入第一腔体1.1内的排气从相邻两块旋流片2.11之间的间隙进入第一管体2.1内并与尿素喷雾混合。
U型混合管2的第二管体2.3具有同轴设置内管体2.31、外管体2.32，第二管体2.3的轴线垂直于后处理器混合器筒体1的轴线方向并与第一管体2.1的轴线平行。内管体2.31与中间管体2.2的一端连接，外管体2.32同轴设置在内管体2.31外。内管体1.31的管壁上均匀开设有内流通孔2.311，以连通内管体2.31内部与外管体2.32内部。外管体2.32的管壁上均匀开设有外流通孔2.321，以连通外管体2.32内部与外部。内流通孔2.311、外流通孔2.321沿着外壁周向间隔布置，使第二管体2.3内外能够多次充分混合。
如图8所示，挡板3可以由金属材质制成，挡板3上设置有用于供U型混合管2贯穿的安装孔3.1，U型混合管2(中间管体2.2)与挡板3的安装孔3.1焊接固定。挡板3所在的平面与后处理器混合器筒体1的轴线不平行且不垂直，即挡板3倾斜布置在后处理器混合器筒体1内。挡板3所在的平面与U型的混合管2的第一管体1.1、第二管体1.2的轴线平行，即挡板3平行于第一管体1.1、第二管体1.2布置。挡板3的安装孔3.1为偏心设置，即安装孔3.1设置在挡板3的中心点上方或者下方，这样有利于U型混合管2贯穿。挡板3上的安装孔3.1的开口大小与中间管体2.2的管径大小匹配，这样方便中间管体2.2贯穿安装孔3.1，有利于两者相互装配，且中间管体2.2与挡板3的安装孔3.1焊接固定，这样可以使得整个结构稳定。
如图9所示，在后处理器混合器筒体1的第二腔体2.2内可以设置旋流器4，旋流器4以垂直于后处理器混合器筒体1的轴线的方式固定在第二管体2.3的下游。旋流器4包括旋流器本体4.1，旋流器本体4.1的中部开设有若干个通孔4.2，所述通孔4.2的外周环绕设置有若干个旋流孔4.3，每个旋流孔4.3上设置有倾斜布置的旋流导向板4.4。本发明的高效SCR筒式混合器后端通过设计若干个旋流器的作用，将尿素雾滴与排气进行充分混合，提高氨混合均匀性。
在图示实施例中，旋流器本体4.1的中部开设有四个通孔4.2，四个通孔4.2呈两排两列布置，且本实施例中通孔4.2的开口形状呈圆形。旋流孔4.3环绕设置在四个通孔4.2的外周，本实施例中，四个通孔4.2的外周绕环设置有两圈旋流孔4.3，第一圈旋流孔4.3设置有6个，6个所述第一圈旋流孔4.3间隔均匀布置。每个所述第一圈旋流孔4.3上倾斜设置有旋流导向板4.4，旋流导向板4.4的一端与第一圈旋流孔4.3的一端固定连接，另一端倾斜向上延伸布置。旋流孔4.3呈长方形，且旋流导向板4.4的形状也呈长方形，旋流导向板4.4的与旋流孔4.3所在平面呈锐角布置。本实施例中，第一圈旋流孔4.3的外圈，还设置有第二圈旋流孔4.3，第二圈旋流孔4.3的数量为8个，8个所述旋流孔4.3间隔均匀布置。第二圈的每个所述第一圈旋流孔4.3上倾斜设置有旋流导向板4.4，旋流导向板4.4的一端与第一圈旋流孔4.3的一端固定连接，另一端倾斜向上延伸布置。旋流孔4.3呈长方形，且旋流导向板4.4的形状也呈长方形，旋流导向板4.4的与旋流孔4.3所在平面呈锐角布置。
本发明还提供一种车辆，车辆上设置有高效SCR筒式混合器100，该高效SCR筒式混合器100包括后处理器混合器筒体1，后处理器混合器筒体1呈中空直筒状结构。后处理器混合器筒体1内腔设置有U型混合管2和挡板3，U型混合管2和挡板3倾斜于后处理器混合器筒体1的轴线方向地布置在后处理器混合器筒体1的内腔。挡板3套设在U型混合管2上，挡板3将后处理器混合器筒体1的内腔分隔为第一腔体1.1和第二腔体1.2。第二腔体1.2内还可设置有若干个旋流器4(如图9中所示)。后处理器混合器筒体1的外壁上设置有用于向其内喷射入尿素喷雾的尿素喷嘴5，尿素喷嘴5向U型混合管2的一端开口内喷射尿素喷雾。
U型混合管2整体呈U形，具有顺次连接的第一管体2.1、中间管体2.2以及第二管体2.3，中间管体2.2设置在第一管体2.1与第二管体2.3之间用于将两者连通。第一管体2.1、中间管体2.2以及第二管体2.3的横截面均为圆形结构。第一管体2.1位于第一腔体1.1内，第二管体2.3位于第一二腔体1.2内，第一管体2.1和第二管体2.3通过中间管体2.2穿过挡板3过渡连接，中间管体2.2贯穿挡板3并两端分别与第一管体2.1、第二管体2.3固定连接。尿素喷嘴5与U型混合管2的第一管体2.1的上端开口相连通，向内喷射尿素喷雾。
U型混合管2的第一管体2.1的轴线垂直于后处理器混合器筒体1的轴线方向，包括绕其自身轴线设置的若干块旋流片2.11，若干块旋流片2.11间隔围成管状，相邻两块旋流片2.11之间留有间隙。更加具体地，旋流片2.11为折形板，旋流片2.11在垂直于第一管体2.1的轴线方向的截面呈折线形，从而将进入第一腔体1.1内的排气从相邻两块旋流片2.11之间的间隙进入第一管体2.1内并与尿素喷雾混合。
U型混合管2的第二管体2.3具有同轴设置内管体2.31、外管体2.32，第二管体2.3的轴线垂直于后处理器混合器筒体1的轴线方向并与第一管体2.1的轴线平行。内管体2.31与中间管体2.2的一端连接，外管体2.32同轴设置在内管体2.31外。内管体1.31的管壁上均匀开设有内流通孔2.311，以连通内管体2.31内部与外管体2.32内部。外管体2.32的管壁上均匀开设有外流通孔2.321，以连通外管体2.32内部与外部。内流通孔2.311、外流通孔2.321沿着外壁周向间隔布置，使第二管体2.3内外能够多次充分混合。
挡板3可以由金属材质制成，挡板3上设置有用于供U型混合管2贯穿的安装孔3.1，U型混合管2(中间管体2.2)与挡板3的安装孔3.1焊接固定。挡板3所在的平面与后处理器混合器筒体1的轴线不平行且不垂直，即挡板3倾斜布置在后处理器混合器筒体1内。挡板3所在的平面与U型的混合管2的第一管体1.1、第二管体1.2的轴线平行，即挡板3平行于第一管体1.1、第二管体1.2布置。挡板3的安装孔3.1为偏心设置，即安装孔3.1设置在挡板3的中心点上方或者下方，这样有利于U型混合管2贯穿。挡板3上的安装孔3.1的开口大小与中间管体2.2的管径大小匹配，这样方便中间管体2.2贯穿安装孔3.1，有利于两者相互装配，且中间管体2.2与挡板3的安装孔3.1焊接固定，这样可以使得整个结构稳定。
在上述高效SCR筒式混合器100中，尿素喷雾经由尿素喷嘴5喷射到后处理器混合器筒体1中后由第一管体2.1的上端开口进入U型混合管2内。从后处理器混合器筒体1一侧进入第一腔体1.1内废气被挡板3阻隔，在第一腔体1.1内聚集。第一腔体1.1内的废气通过从相邻两块旋流片2.11之间的间隙以旋流的方式进入第一管体2.1内部，尿素喷雾遇到高温的废气被迅速雾化并与废气混合。旋流片2.11使气流与尿素雾束相互作用，增加尿素喷雾与排气的混合。通过设计尿素喷嘴5出来的尿素雾束的喷射角度，可以防止尿素雾束过早撞壁，从而避免结晶的风险。U型混合管的中间段中间管体2.2倾斜设置，避免尿素溶液沉积。U型管后段第二管体2.3设为双层多孔管，使尿素雾束与排气进行进一步充分混合，满足混合器中氨均匀性的要求。
综上所述，与现有技术相比较，本发明的高效SCR筒式混合器及采用该混合器的车辆中，混合器促进尿素水溶液雾化，促使进入该混合器的尿素水溶液雾化并与废气充分混合，并能有效防止尿素的沉积和结晶，具有结构简单、尿素水溶液雾化效果好、气体混合均匀等优点。本发明的高效SCR筒式混合器及采用该混合器的车辆中，混合器设计结构简单、易加工成型、成本较低、重量较轻，满足未来汽车工业后处理***的需求，具有实用价值。
在此，需要说明的是，上述技术方案的描述是示例性的，本说明书可以以不同形式来体现，并且不应被解释为限于本文阐述的技术方案。相反，提供这些说明将使得本发明公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本说明书所公开的范围。此外，本发明的技术方案仅由权利要求的范围限定。
用于描述本说明书和权利要求的各方面公开的形状、尺寸、比率、角度和数字仅仅是示例，因此，本说明书和权利要求的不限于所示出的细节。在以下描述中，当相关的已知功能或配置的详细描述被确定为不必要地模糊本说明书和权利要求的重点时，将省略详细描述。
本发明的以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种高效SCR筒式混合器，其特征在于：包括后处理器混合器筒体(1)，所述后处理器混合器筒体(1)内腔设置有U型混合管(2)和挡板(3)，所述后处理器混合器筒体(1)上设有向所述U型混合管(2)内喷射尿素喷雾的尿素喷嘴(5)，所述U型混合管(2)倾斜于所述后处理器混合器筒体(1)的轴线方向布置在后处理器混合器筒体(1)的内腔；所述挡板(3)套设在所述U型混合管(2)上并置于所述后处理器混合器筒体(1)的内腔中以将所述后处理器混合器筒体(1)的内腔分隔为第一腔体(1.1)和第二腔体(1.2)；所述U型混合管(2)包括置于所述第一腔体(1.1)内的第一管体(2.1)、中间管体(2.2)及置于所述第二腔体(1.2)内的第二管体(2.3)，所述中间管体(2.2)设置在所述第一管体(2.1)与所述第二管体(2.3)之间并连通所述第一管体(2.1)与所述第二管体(2.3)，所述尿素喷嘴(5)的尿素喷雾进入所述第一管体(2.1)一端的开口，所述第二管体(2.3)为双层多孔管。
2.根据权利要求1所述的高效SCR筒式混合器，其特征在于：所述第二管体(2.3)具有同轴设置内管体(2.31)和外管体(2.32)，所述第二管体(2.3)的轴线垂直于所述后处理器混合器筒体(1)的轴线并与所述第一管体(2.1)的轴线平行；所述内管体(1.31)的管壁上均匀开设有多个内流通孔(2.311)，以连通内管体(2.31)内部与所述外管体(2.32)内部；所述外管体(2.32)的管壁上均匀开设有多个外流通孔(2.321)，以连通外管体(2.32)内部与外部。
3.根据权利要求2所述的高效SCR筒式混合器，其特征在于：所述内管体(2.31)的一端与所述中间管体(2.2)的一端连接，所述外管体(2.32)同轴设置在内管体(2.31)外，所述内流通孔(2.311)、所述外流通孔(2.321)沿着外壁周向间隔布置。
4.根据权利要求1所述的高效SCR筒式混合器，其特征在于：所述挡板(3)在的平面与所述后处理器混合器筒体(1)的轴线既不平行也不垂直，所述挡板(3)在的平面与所述第一管体(1.1)、所述第二管体(1.2)的轴线平行。
5.根据权利要求4所述的高效SCR筒式混合器，其特征在于：所述挡板(3)为金属板且开设有用于供所述中间管(2.2)贯穿的安装孔(3.1)，所述安装孔(3.1)的大小与所述中间管体(2.2)的管径大小相等，所述中间管体(2.2)与所述挡板(3)焊接固定。
6.根据权利要求1所述的高效SCR筒式混合器，其特征在于：所述第一管体(2.1)包括若干块旋流片(2.11)，若干块所述旋流片(2.11)绕所述第一管体(2.1)的轴线方向围成管状，相邻两块所述旋流片(2.11)之间留有间隙；所述旋流片(2.11)为折形板，所述旋流片(2.11)垂直于所述第一管体(2.1)的轴线方向的截面呈折线形。
7.根据权利要求6所述的高效SCR筒式混合器，其特征在于：所述第二腔体(1.2)内还设置有旋流器(4)，所述旋流器(4)以垂直于后处理器混合器筒体(1)的轴线的方式固定在所述第二管体(2.3)的下游。
8.根据权利要求7所述的高效SCR筒式混合器，其特征在于：所述旋流器(4)包括旋流器本体(4.1)，所述旋流器本体(4.1)的中部开设有若干个通孔(4.2)，所述通孔(4.2)的外周环绕设置有若干个旋流孔(4.3)，每个所述旋流孔(4.3)上设置有倾斜布置的旋流导向板(4.4)。
9.一种车辆，其特征在于：包括权利要求1至8中任一项所述的高效SCR筒式混合器(100)，所述高效SCR筒式混合器(100)安装在所述车辆的排气***中。
10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于：所述后处理器混合器筒体(1)的第一腔体(1.1)连通至所述车辆的发动机排气口。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115030803A (zh) * 2022-06-28 2022-09-09 潍柴动力股份有限公司 一种混合器及柴油机

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013002337A (ja) * 2011-06-15 2013-01-07 Toyota Industries Corp 排気ガス後処理装置
US20130247545A1 (en) * 2012-03-26 2013-09-26 GM Global Technology Operations LLC Exhaust aftertreatment system for internal combustion engine
CN205190012U (zh) * 2015-12-02 2016-04-27 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司 筒式scr后处理混合腔
CN106640289A (zh) * 2015-11-04 2017-05-10 福特环球技术公司 用于混合器的方法和***
CN206987921U (zh) * 2017-07-11 2018-02-09 天纳克（苏州）排放***有限公司 尾气后处理装置
CN109798168A (zh) * 2018-12-11 2019-05-24 一汽解放汽车有限公司 一种可拆卸集成尿素喷嘴的后处理器结构
CN110410185A (zh) * 2019-07-03 2019-11-05 东风商用车有限公司 一种防结晶紧凑式尿素混合装置
CN110671173A (zh) * 2019-09-29 2020-01-10 潍柴动力股份有限公司 一种发动机后处理***及其scr混合器
US20200165952A1 (en) * 2017-05-31 2020-05-28 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Mixer for a vehicle exhaust system
CN111779558A (zh) * 2020-07-07 2020-10-16 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司 一种用于u型大端盖的尿素混合器
EP3760846A1 (en) * 2019-07-04 2021-01-06 Donaldson Company, Inc. System for mixing a liquid spray into a gaseous flow and exhaust aftertreatment device comprising same
CN212337411U (zh) * 2020-06-29 2021-01-12 东风商用车有限公司 一种高效后处理封装scr混合器***

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013002337A (ja) * 2011-06-15 2013-01-07 Toyota Industries Corp 排気ガス後処理装置
US20130247545A1 (en) * 2012-03-26 2013-09-26 GM Global Technology Operations LLC Exhaust aftertreatment system for internal combustion engine
CN106640289A (zh) * 2015-11-04 2017-05-10 福特环球技术公司 用于混合器的方法和***
CN205190012U (zh) * 2015-12-02 2016-04-27 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司 筒式scr后处理混合腔
US20200165952A1 (en) * 2017-05-31 2020-05-28 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Mixer for a vehicle exhaust system
CN206987921U (zh) * 2017-07-11 2018-02-09 天纳克（苏州）排放***有限公司 尾气后处理装置
CN109798168A (zh) * 2018-12-11 2019-05-24 一汽解放汽车有限公司 一种可拆卸集成尿素喷嘴的后处理器结构
CN110410185A (zh) * 2019-07-03 2019-11-05 东风商用车有限公司 一种防结晶紧凑式尿素混合装置
EP3760846A1 (en) * 2019-07-04 2021-01-06 Donaldson Company, Inc. System for mixing a liquid spray into a gaseous flow and exhaust aftertreatment device comprising same
CN110671173A (zh) * 2019-09-29 2020-01-10 潍柴动力股份有限公司 一种发动机后处理***及其scr混合器
CN212337411U (zh) * 2020-06-29 2021-01-12 东风商用车有限公司 一种高效后处理封装scr混合器***
CN111779558A (zh) * 2020-07-07 2020-10-16 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司 一种用于u型大端盖的尿素混合器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115030803A (zh) * 2022-06-28 2022-09-09 潍柴动力股份有限公司 一种混合器及柴油机
CN115030803B (zh) * 2022-06-28 2023-12-15 潍柴动力股份有限公司 一种混合器及柴油机

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