CN114483263B - 用于排气后处理***的混合器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于排气后处理***的混合器，包括旋流管、叶片、挡片、隔板、混流板；所述旋流管能够使第一部分排气气流流入旋流管内并与混合尿素溶液初次混合；所述叶片的入口端连通旋流管的出口端，用于破碎混合后的排气气流；所述挡片连接于叶片，能够将叶片入口端的排气气流导流至叶片的出口端；所述隔板连接于叶片和挡片之间，供第二部分排气气流进入叶片；混流板连通于叶片的出口端，用于再次混合排气气流与尿素溶液；所述旋流管的周面上均匀设置有多个旋向相同的开口；所述隔板上设置有进气槽，所述进气槽供第二部分排气气流吹至挡片表面。本申请排气气流分两部分进入，保证尿素充分混合与破碎的前提下，降低尿素结晶的风险，使用更加安全。

Description

用于排气后处理***的混合器

技术领域

本发明涉及尾气后处理技术领域，尤其是一种用于排气后处理***的混合器。

背景技术

SCR技术原理是利用尿素水溶液高温分解产生的NH3，在催化剂的作用下，与NOx反应产生N2，从而减少排气中的NOx，来满足国六的排放标准。

通常情况下，混合器布置在SCR之前，废气经过DOC、DPF、混合器、SCR后排入大气中。

混合器的主要作用是破碎尿素水溶液使之形成更小的尿素颗粒，将排气和尿素颗粒均匀混合；提升气体流动均匀性，将高温分解形成的NH3均匀的带到SCR载体端面，提高SCR的转化效率，因此如何破碎形成更小的尿素颗粒减少结晶风险，如何避免结晶堆积造成堵塞，如何提升流动均匀性提升转化效率，是我们重点关注方向。

目前混合器的进气口只有一个，全部的排气从同一入口进入混合器内，再经过多次的传送或破碎，为了降低挡片上尿素结晶的风险，只能设计其他路径将排气引流再吹向挡片，增加结构的复杂性，所以需要一种排气结构简单的混合器解决尿素结晶的问题，还能使尿素溶液与排气充分混合。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于排气后处理***的混合器，实现两个部分进气，简化混合器的结构，排气和尿素溶液经过两次破碎和混合，在保证排气混合效率和破碎效率的同时，降低尿素结晶的风险。本发明采用的技术方案是：

一种用于排气后处理***的混合器，包括

旋流管，所述旋流管能够使第一部分排气气流流入旋流管内并与混合尿素溶液初次混合；

叶片，所述叶片的入口端连通旋流管的出口端，用于破碎混合后的排气气流；

挡片，连接于叶片，能够将叶片入口端的排气气流导流至叶片的出口端；

隔板，连接于叶片和挡片之间，供第二部分排气气流进入叶片；和

混流板，连通于叶片的出口端，用于再次混合排气气流与尿素溶液，提升混合气体的流动均匀性；

其中，

所述旋流管的周面上均匀设置有多个旋向相同的开口；

所述隔板上设置有进气槽，所述进气槽供第二部分排气气流吹至挡片表面。

进一步地，进入所述旋流管的第一部分排气气流占总排气气流的85%-94%，进入所述进气槽的第二部分排气气流占总排气气流的6%-15%。

进一步地，还包括筒体，所述旋流管、叶片、挡片、隔板和混流板均设置在筒体内；

所述旋流管、叶片和挡片沿筒体的径向顺序布置；所述混流板设置在旋流管的下游。

进一步地，所述筒体内设置有阻流板，所述阻流板位于旋流管和混流板之间，用于遮挡第一部分排气气流，从而使第一部分排气气流只能流入旋流管。

进一步地，所述旋流管和叶片之间设置有桥接管，所述桥接管的轴向一端抵接于旋流管的出口端，所述桥接管的轴向另一端抵接于隔板。

进一步地，所述阻流板靠近叶片的一端半包裹于桥接管，且阻流板上设置有第一搭接部，所述隔板上设有第二搭接部，所述第二搭接部抵接于桥接管周面，且第二搭接部搭载于第一搭接部。

进一步地，所述叶片包括进气面板和出气面板；

所述进气面板一端连接于出气面板；所述进气面板平行于旋流管的径向截面，所述出气面板的另一端延伸至筒体内壁；

所述进气面板上设有多组开口方向不同的第一翅片，用于破碎初次混合后的排气气流；

所述出气面板上设有多组开口方向不同的第二翅片，用于破碎初次混合后的排气气流与第二部分排气气流。

进一步地，所述进气面板远离出气面板的一端设有第一插片，所述隔板上设有第一插槽，所述第一插片能够***第一插槽中，以实现进气面板与隔板的连接；和/或，

所述挡片上设有第二插片，所述隔板上设有第二插槽，所述第二插片能够***第二插槽中，以实现挡片与隔板的连接。

进一步地，所述出气面板靠近筒体的一端设置有出气槽，所述挡片远离隔板的一端设置有第一延伸片，所述第一延伸片贯穿于出气槽并朝向进气面板倾斜布置；和/或

所述挡片沿筒体的径向两端分别设有第二延伸片，所述第二延伸片朝向旋流管倾斜布置，且第二延伸片的端部抵接于筒体内壁。

进一步地，所述筒体上径向开设有定位孔，所述定位孔内设置有加强补丁，所述加强补丁的一端连接于旋流管的轴向一端，所述加强补丁的另一端设置有底座，所述底座上设置有喷嘴，所述喷嘴用于向旋流管内喷射尿素溶液。

本发明的优点：

1、本发明排气气流从旋流管和隔板两个位置分别进入混合器内，第一部分排气气流经过旋流与尿素溶液混合后经过叶片初次破碎，初次破碎后的排气气流直吹挡片时容易造成挡片上尿素结晶，所以从隔板的进气槽进入的第二部分排气气流将直吹挡片的初次破碎的排气气流吹散，既避免了结晶风险，又达到了二次混合的目的，从叶片排出的排气气流经过混流板时再次混合，提升混合气体的流速均匀性；

2、通过调整从旋流管进入的第一部分排气气流和从隔板进入的第二部分排气气流之间的流量比例，保证尿素溶液与排气气流充分混合和破碎的同时，避免尿素在挡片上结晶，避免未经旋流管的第二部分排气气流得不到充分的混合而影响排气气流混合效果和破碎效果；

3、阻流板和隔板将桥接管的位置固定，同时阻流板与桥接管搭接，一定程度上提高了整个混合器组装时的效率，并且保证了桥接管的连接稳定性；通过更换不同长度的桥接管，匹配不同直径的筒体，扩大适用范围，也方便混合器各半件的更换。

附图说明

图1为本发明的***图。

图2为本发明的装配图。

图3为本发明隔板的结构图。

图4为本发明叶片的结构图。

图5为本发明挡片的结构图。

图中：1-旋流管，2-叶片，3-挡片，4-隔板，5-混流板，6-筒体，7-阻流管，8-桥接管，9-加强补丁，10-底座，11-喷嘴，101-开口，201-进气面板，2011-第一翅片，2012-第一插片，202-出气面板，2021-第二翅片，2022-出气槽，301-第二插片，302-第一延伸片，303-第二延伸片，401-进气槽，402-第二搭接部，403-第一插槽，404-第二插槽，601-定位孔，701-第一搭接部。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅附图1-2，本发明提供一种用于排气后处理***的混合器，包括旋流管1、叶片2、挡片3、隔板4、混流板5、筒体6；所述旋流管1、叶片2、挡片3、隔板4和混流板5均设置在筒体6内；所述旋流管1、叶片2和挡片3沿筒体6的径向顺序布置；所述混流板5设置在旋流管1的下游。

所述旋流管1能够使第一部分排气气流流入旋流管1内并与混合尿素溶液初次混合；所述旋流管1的周面上均匀设置有多个旋向相同的开口101；本实施例中开口101处为旋流管1的入口端，旋流管1靠近叶片2的轴向一端为旋流管1的出口端，开口101实现第一部分排气气流从旋流管1的周向螺旋进入旋流管1内；排气气流螺旋进入旋流管1内能提高与尿素溶液的混合效率；

所述叶片2的入口端连通旋流管1的出口端，用于破碎混合后的排气气流；挡片3连接于叶片2，能够将叶片2入口端的排气气流导流至叶片2的出口端；挡片3起隔挡作用，避免排气气流直吹筒体6，避免在筒体6上产生尿素结晶；

隔板4连接于叶片2和挡片3之间，供第二部分排气气流进入叶片2；所述隔板4上设置有进气槽401，所述进气槽401供第二部分排气气流吹至挡片3表面；排气气流分两部分分别经过叶片2，两部分排气气流从叶片2出口端再次破碎，保证尿素颗粒的破碎效果；

混流板5连通于叶片2的出口端，用于再次混合排气气流与尿素溶液，提升混合气体的流动均匀性；混流板5的结构已经在现有技术中公开，在此不做赘述。

在本申请中，为了达到吹散尿素溶液、避免尿素结晶、并使排气气流与尿素溶液充分混合的目的，进入所述旋流管1的第一部分排气气流占总排气气流的85%-94%，进入所述进气槽401的第二部分排气气流占总排气气流的6%-15%；可选的，进入所述旋流管1的第一部分排气气流占总排气气流的88%-92%，进入所述进气槽401的第二部分排气气流占总排气气流的8%-12%；可选的，进入所述旋流管1的第一部分排气气流占总排气气流的89%-91%，进入所述进气槽401的第二部分排气气流占总排气气流的9%-11%；可选的，进入所述旋流管1的第一部分排气气流占总排气气流的89.6%-90.7%，进入所述进气槽401的第二部分排气气流占总排气气流的9.3%-10.4%；通过控制开口101的大小和进气槽401的大小，控制第一部分排气气流与第二部分排气气流的流量比例，来满足混合器的使用要求。

为了避免第一部分排气气流未经混合与破碎直接接触混流板5，所述筒体6内设置有阻流板7，所述阻流板7位于旋流管1和混流板5之间，用于遮挡第一部分排气气流，从而使第一部分排气气流只能流入旋流管1；本实施例中阻流板7的顶部和前后两端均与筒体6抵接，提高排气气流的遮挡效果。

请参阅附图1-3，为了实现旋流管1和隔板4的过渡连接，并能适用不同直径的筒体6，所述旋流管1和叶片2之间设置有桥接管8，所述桥接管8的轴向一端抵接于旋流管1的出口端，所述桥接管8的轴向另一端抵接于隔板4；本申请中为了更好的对接隔板4和桥接管8，在隔板4顶部设置与桥接管8抵接的弧形边沿，弧形边沿所在圆的圆心位于桥接管8的轴线上。

为了进一步提高隔板4、阻流板7和桥接管8的安装与定位，减小占用空间，所述阻流板7靠近叶片2的一端半包裹于桥接管8；进一步阻止第一部分排气气流直接经过混流板5；

进一步地，阻流板7上设置有第一搭接部701，所述隔板4上设有第二搭接部402，所述第二搭接部402抵接于桥接管8周面，且第二搭接部402搭载于第一搭接部701；使用时直接将隔板4搭载在阻流板7上即可定位桥接管8，操作更加方便，减小排气气流在径向上的路径。

请参阅附图1和4，在本申请中，所述叶片2包括进气面板201和出气面板202；进气面板201处为叶片2的入口端，出气面板202处为叶片2的出口端；

所述进气面板201一端连接于出气面板202；所述进气面板201平行于旋流管1的径向截面，所述出气面板202的另一端延伸至筒体6内壁；进气面板201与旋流管1的对接面积大，尿素可堆积空间大，破碎效果更好；所述进气面板201上设有多组开口方向不同的第一翅片2011，用于破碎初次混合后的排气气流；所述出气面板202上设有多组开口方向不同的第二翅片2021，用于破碎初次混合后的排气气流与第二部分排气气流。

请参阅附图3和4，所述进气面板201远离出气面板202的一端设有第一插片2012，所述隔板4上设有第一插槽403，所述第一插片2012能够***第一插槽403中，以实现进气面板201与隔板4的连接；由此方便叶片2的安装定位，并且减小整体的占用空间。

请参阅附图3和5，所述挡片3上设有第二插片301，所述隔板4上设有第二插槽404，所述第二插片301能够***第二插槽404中，以实现挡片3与隔板4的连接；由此方便挡片3的安装定位，并且减小整体的占用空间。

请参阅附图1、4和5，所述出气面板202靠近筒体6的一端设置有出气槽2022，所述挡片3远离隔板4的一端设置有第一延伸片302，所述第一延伸片302贯穿于出气槽2022并朝向进气面板201倾斜布置；出气槽2022提供出气空间，第一延伸片302起导流作用，使得混合气体不会集中在筒体6底部，提高排气气流的均匀性。

请参阅附图1和5，所述挡片3沿筒体6的径向两端分别设有第二延伸片303，所述第二延伸片303朝向旋流管1倾斜布置，且第二延伸片303的端部抵接于筒体6内壁；通过设置第二延伸片303限制排气气流只能从第二翅片2021处和出气槽2022处流向混流板5。

为了方便尿素溶液的喷射，所述筒体6上径向开设有定位孔601，所述定位孔601内设置有加强补丁9，所述加强补丁9的一端连接于旋流管1的轴向一端，所述加强补丁9的另一端设置有底座10，所述底座10上设置有喷嘴11，所述喷嘴11用于向旋流管1内喷射尿素溶液；加强补丁9起到密封作用，避免排气气流从定位孔601处泄露。

混合过程：

第一部分排气气流经过开口101旋流后进入旋流管1内，与喷嘴11喷出的尿素溶液混合，混合后的排气气流经过桥接管8后，经叶片2上的第一翅片2011初步破碎后吹至挡片3表面，第二部分排气气流经过进气槽401吹至挡片3表面，将挡片3表面的尿素溶液吹散、防止尿素溶液结晶，并与这部分混合气体混合，混合后的排气气流从第二翅片2021再次破碎，部分排气气流从出气槽2022流出，两部分排气气流混合后再经混流板5混流，提高排气气流的流动均匀性；经混合器混合后的排气气流均匀通过SCR载体端面，有利于提升SCR的催化还原作用。

综上所述，本申请双重旋流，提升氨混均匀性，排气气流从两个位置进入，利用两部分流量比保证氨混效果的同时避免尿素结晶，叶片2与旋流管1的对接面积大，尿素可堆积空间大，破碎效果更好。

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 (5)

1.一种用于排气后处理***的混合器，其特征在于：包括

旋流管（1），所述旋流管（1）能够使第一部分排气气流流入旋流管（1）内并与混合尿素溶液初次混合，所述旋流管（1）的周面上均匀设置有多个旋向相同的开口（101）；

叶片（2），所述叶片（2）的入口端连通旋流管（1）的出口端，用于破碎混合后的排气气流，所述叶片（2）包括进气面板（201）和出气面板（202），所述进气面板（201）上设有多组开口方向不同的第一翅片（2011），用于破碎初次混合后的排气气流，所述出气面板（202）上设有多组开口方向不同的第二翅片（2021），用于破碎初次混合后的排气气流与第二部分排气气流；

挡片（3），连接于叶片（2），能够将叶片（2）入口端的排气气流导流至叶片（2）的出口端；

隔板（4），连接于叶片（2）和挡片（3）之间，供第二部分排气气流进入叶片（2），所述隔板（4）上设置有进气槽（401），所述进气槽（401）供第二部分排气气流吹至挡片（3）表面，进入所述旋流管（1）的第一部分排气气流占总排气气流的85%-94%，进入所述进气槽（401）的第二部分排气气流占总排气气流的6%-15%；

混流板（5），连通于叶片（2）的出口端，用于再次混合排气气流与尿素溶液，提升混合气体的流动均匀性；

筒体（6），所述旋流管（1）、叶片（2）、挡片（3）、隔板（4）和混流板（5）均设置在筒体（6）内；所述旋流管（1）、叶片（2）和挡片（3）沿筒体（6）的径向顺序布置；所述混流板（5）设置在旋流管（1）的下游；

其中，所述筒体（6）内设置有阻流板（7），所述阻流板（7）位于旋流管（1）和混流板（5）之间，用于遮挡第一部分排气气流，从而使第一部分排气气流只能流入旋流管（1）；所述旋流管（1）和叶片（2）之间设置有桥接管（8），所述桥接管（8）的轴向一端抵接于旋流管（1）的出口端，所述桥接管（8）的轴向另一端抵接于隔板（4）；所述阻流板（7）靠近叶片（2）的一端半包裹于桥接管（8），且阻流板（7）上设置有第一搭接部（701），所述隔板（4）上设有第二搭接部（402），所述第二搭接部（402）抵接于桥接管（8）周面，且第二搭接部（402）搭载于第一搭接部（701）。

2. 根据权利要求1所述的用于排气后处理***的混合器，其特征在于： 所述进气面板（201）一端连接于出气面板（202）；所述进气面板（201）平行于旋流管（1）的径向截面，所述出气面板（202）的另一端延伸至筒体（6）内壁。

3.根据权利要求2所述的用于排气后处理***的混合器，其特征在于：所述进气面板（201）远离出气面板（202）的一端设有第一插片（2012），所述隔板（4）上设有第一插槽（403），所述第一插片（2012）能够***第一插槽（403）中，以实现进气面板（201）与隔板（4）的连接；和/或，

所述挡片（3）上设有第二插片（301），所述隔板（4）上设有第二插槽（404），所述第二插片（301）能够***第二插槽（404）中，以实现挡片（3）与隔板（4）的连接。

4.根据权利要求3所述的用于排气后处理***的混合器，其特征在于：所述出气面板（202）靠近筒体（6）的一端设置有出气槽（2022），所述挡片（3）远离隔板（4）的一端设置有第一延伸片（302），所述第一延伸片（302）贯穿于出气槽（2022）并朝向进气面板（201）倾斜布置；和/或

所述挡片（3）沿筒体（6）的径向两端分别设有第二延伸片（303），所述第二延伸片（303）朝向旋流管（1）倾斜布置，且第二延伸片（303）的端部抵接于筒体（6）内壁。

5.根据权利要求2所述的用于排气后处理***的混合器，其特征在于：所述筒体（6）上径向开设有定位孔（601），所述定位孔（601）内设置有加强补丁（9），所述加强补丁（9）的一端连接于旋流管（1）的轴向一端，所述加强补丁（9）的另一端设置有底座（10），所述底座（10）上设置有喷嘴（11），所述喷嘴（11）用于向旋流管（1）内喷射尿素溶液。