CN115807707A - 一种用于柴油机尿素喷射混合的旋流盖混合器 - Google Patents

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张涟
王毅
张丞
孙广杰
戢廷
卢申科
李时民
饶太忠
郭昱
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China Northern Rare Earth Group High Tech Co ltd
North Rare Earth Huakai Hi Tech Hebei Co ltd
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China Northern Rare Earth Group High Tech Co ltd
North Rare Earth Huakai Hi Tech Hebei Co ltd
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Abstract

本发明公开一种用于柴油机尿素喷射混合的旋流盖混合器，用于发动机，包括混合器，DPF模组和SCR模组；混合器包括混合端盖和混合管；混合端盖为半圆状结构；混合端盖外侧壁开设有两插孔，两插孔对应设置，混合管贯穿两插孔且焊接在插孔内；混合管一端伸出插孔与SCR模组焊接；混合管另一端伸出另一插孔且安装有喷嘴安装座；混合管上还安装有旋流板；DPF模组与混合端盖扣合安装。本发明结构简单，合理利用尾排流量和温度提高内部流场稳定性，模组易拆卸、更换和维护；且本发明结构紧凑，合理利用安装空间，适用于空间小，均匀性混合要求高，尿素结晶率低的柴油车尾气后处理器。

Description

一种用于柴油机尿素喷射混合的旋流盖混合器
技术领域
本发明涉及混合器技术领域，特别是涉及一种用于柴油机尿素喷射混合的旋流盖混合器。
背景技术
随国家和环保部新标准的实施，对柴油车尾气后处理技术要求越来越严格，混合器在柴油车尾气后处理***中起着关键的作用。
车尾气后处理***主要是利用发动机原排气体中的温度，通过加入尿素作为还原剂水解产生CO2和NH3,经化学反应后将废气中有害的氮氧化物还原成氮气和水，转化过程中需要一个介质——混合器来提高原排气体和尿素的混合均匀性(过多的喷射尿素或差的混合均匀性将带来尿素结晶的风险)，加之目前柴油车零部件高度集成，空间利用率高，在保证后处理功能的前提下要求混合器尺寸越小越好。
为此我们提出了一种混合均匀性好，结构紧凑，内部气流稳定，抗震性高的混合器。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于柴油机尿素喷射混合的旋流盖混合器，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现结构紧凑，合理利用尾排流量和温度提高内部流场稳定性，同时满足小空间布局，长时间作业要求
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种用于柴油机尿素喷射混合的旋流盖混合器，用于发动机，包括混合器，DPF模组和SCR模组；
所述混合器包括混合端盖和混合管；所述混合端盖为半圆状结构；所述混合端盖外侧壁开设有两插孔，两所述插孔对应设置，所述混合管贯穿两所述插孔且焊接在所述插孔内；所述混合管一端伸出所述插孔与所述SCR模组焊接；所述混合管另一端伸出另一所述插孔且安装有喷嘴安装座；所述混合管上还安装有旋流板；
所述DPF模组与所述混合端盖扣合安装。
所述旋流板置于所述混合端盖内，且所述旋流板一端和底部与所述混合端盖的球形弧面固定连接；所述旋流板另一端焊接在所述混合管外壁上；所述旋流板顶端正对所述DPF模组设置。
所述混合管上还开设有连通孔组；所述连通孔组周向开设于所述混合管靠近所述喷嘴安装座的一端；所述旋流板设置于所述混合管远离所述连通孔组的一侧，用于增加所述DPF模组流入所述混合端盖内的气流的流速。
所述混合管朝向所述混合端盖的一侧还安装有若干个导板；每一所述导板与所述混合管的安装处形成13°-16°夹角；且所述夹角朝向所述旋流板设置。
所述混合端盖外壁一侧安装有氮氧传感器。
所述混合端盖外壁还安装有温度传感器；所述氮氧传感器与温度传感器关于所述混合管对称设置。
所述混合端盖采用压花薄板及纤维绵的双层保温结构。
本发明公开了以下技术效果：本发明结构简单，合理利用尾排流量和温度提高内部流场稳定性，模组易拆卸、更换和维护；且本发明结构紧凑，合理利用安装空间，适用于空间小，均匀性混合要求高，尿素结晶率低的柴油车尾气后处理器。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为整体结构示意图；
图2为***结构示意图；
图3为本发明主视图；
图4为本发明左视图；
图5为本发明剖面结构示意图；
图6为本发明立体结构示意图；
其中，1、混合端盖；2、旋流板；3、喷嘴安装座；4、混合管；5、温度传感器；6、氮氧传感器；7、导板；8、连通孔组。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种用于柴油机尿素喷射混合的旋流盖混合器，用于发动机，包括混合器，DPF模组和SCR模组；
混合器包括混合端盖1和混合管4；混合端盖1为半圆状结构；混合端盖1外侧壁开设有两插孔，两插孔对应设置，混合管4贯穿两插孔且焊接在插孔内；混合管4一端伸出插孔与SCR模组焊接；混合管4另一端伸出另一插孔且安装有喷嘴安装座3；混合管4上还安装有旋流板2；
DPF模组与混合端盖1扣合安装。
旋流板2置于混合端盖1内，且旋流板2一端和底部与混合端盖1的球形弧面固定连接；旋流板2另一端焊接在混合管4外壁上；旋流板2顶端正对DPF模组设置。
混合管4上还开设有连通孔组8；连通孔组8周向开设于混合管4靠近喷嘴安装座3的一端；旋流板2设置于混合管4远离连通孔组8的一侧，用于增加DPF模组流入混合端盖1内的气流的流速。
混合管4朝向混合端盖1的一侧还安装有若干个导板7；每一导板7与混合管4的安装处形成13°-16°夹角；且夹角朝向旋流板2设置。
混合端盖1外壁一侧安装有氮氧传感器6。
混合端盖1外壁还安装有温度传感器5；氮氧传感器6与温度传感器5关于混合管4对称设置。
混合端盖1采用压花薄板及纤维绵的双层保温结构。
在本发明的一个实施例中，混合端盖1通过冲压成球形，气流进入后经球面和旋流板2作用成旋；
进一步的，旋流板2焊于混合端盖1内部，可增加尾排气体的流速，同时导引气流方向。
进一步的，喷嘴安装座3上开有螺纹孔，可根据喷嘴安装方式、角度匹配不同类喷嘴。
在本发明的一个实施例中，混合管4四分之一部位上开15°导板7，利于尾气进入后产生旋流。
在本发明的一个实施例中，可依据传感器规格在混合端盖1攻设不同的内螺纹孔，安装温度传感器5和氮氧传感器6。
混合端盖1外层采用不锈钢压花薄板及纤维绵的双层保温结构，利于排气气流温度的保温。
进一步的，本结构总装整体质量轻，外壳冲压一体成型，减少焊缝应力带来的隐患，结构简单，拆卸、更换操作方便，同时旋流盖混合器模组化后，旋流盖混合器的直径和长度是可变的，可轻松匹配多种排量后处理，提高混合器在不同后处理之间适用性。
在本发明的一个实施例中，如图1和2，还包括DOC模组；发动机尾气经前端DOC、DPF处理后进入混合器模组B端入口，尿素由A端入口成雾化状态喷射进入混合管内，在尾气高温的作用分解成NH3和CO2，同时由B端进入的发动机尾气在混合端盖经球形面形成统一方向的旋流，随后进入附有15°导板7的混合管4内与尿素溶液进行均匀混合，混合端盖上的温度传感器5和氮氧传感器6可以实时接收混合状态反馈至整车控制***形成闭环调节。
进一步的，本申请结构紧凑，合理利用安装空间，适用于空间小，均匀性混合要求高，尿素结晶率低的柴油车尾气后处理器中。
进一步的，混合端盖1与DOC模组和DPF模组采用驼峰形式连接，混合端盖1球形内壁上焊有一片旋流板2，气流从B端进入混合器内腔后，经过球面使气流方向发生改变，同时由于内部空间的变小使气体的流速变大，经旋流板2后压缩通过；连通孔组8进入混合管4内，高速流动的气体带动A端输入的尿素形成均匀的混合气流，利于后期SCR模组的反应，降低结晶概率。
混合端盖1本发明模组化后可以更改混合端盖1的直径和长度，以适应不同排量的发动机要求。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，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。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于柴油机尿素喷射混合的旋流盖混合器，用于发动机，其特征在于，包括：混合器，DPF模组和SCR模组；
所述混合器包括混合端盖(1)和混合管(4)；所述混合端盖(1)为半圆状结构；所述混合端盖(1)外侧壁开设有两插孔，两所述插孔对应设置，所述混合管(4)贯穿两所述插孔且焊接在所述插孔内；所述混合管(4)一端伸出所述插孔与所述SCR模组焊接；所述混合管(4)另一端伸出另一所述插孔且安装有喷嘴安装座(3)；所述混合管(4)上还安装有旋流板(2)；
所述DPF模组与所述混合端盖(1)扣合安装。
2.根据权利要求1所述的用于柴油机尿素喷射混合的旋流盖混合器，其特征在于：所述旋流板(2)置于所述混合端盖(1)内，且所述旋流板(2)一端和底部与所述混合端盖(1)的球形弧面固定连接；所述旋流板(2)另一端焊接在所述混合管(4)外壁上；所述旋流板(2)顶端正对所述DPF模组设置。
3.根据权利要求2所述的用于柴油机尿素喷射混合的旋流盖混合器，其特征在于：所述混合管(4)上还开设有连通孔组(8)；所述连通孔组(8)周向开设于所述混合管(4)靠近所述喷嘴安装座(3)的一端；所述旋流板(2)设置于所述混合管(4)远离所述连通孔组(8)的一侧，用于增加所述DPF模组流入所述混合端盖(1)内的气流的流速。
4.根据权利要求2所述的用于柴油机尿素喷射混合的旋流盖混合器，其特征在于：所述混合管(4)朝向所述混合端盖(1)的一侧还安装有若干个导板(7)；每一所述导板(7)与所述混合管(4)的安装处形成13°-16°夹角；且所述夹角朝向所述旋流板(2)设置。
5.根据权利要求1所述的用于柴油机尿素喷射混合的旋流盖混合器，其特征在于：所述混合端盖(1)外壁一侧安装有氮氧传感器(6)。
6.根据权利要求5所述的用于柴油机尿素喷射混合的旋流盖混合器，其特征在于：所述混合端盖(1)外壁还安装有温度传感器(5)；所述氮氧传感器(6)与温度传感器(5)关于所述混合管(4)对称设置。
7.根据权利要求1所述的用于柴油机尿素喷射混合的旋流盖混合器，其特征在于：所述混合端盖(1)采用压花薄板及纤维绵的双层保温结构。
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