CN213510810U - 带旋流结构的后处理混合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带旋流结构的后处理混合器，包括外壳，外壳内沿轴向设置有隔板，隔板的前边缘设置前挡板，隔板的后边缘设置后挡板；前挡板、隔板、后挡板将外壳的内部空腔分为位于隔板上侧及后挡板前侧的进气腔及位于隔板下侧及前挡板后侧的出气腔；进气腔内竖立有混合管，混合管的圆周壁面上开设有若干个贯通的开口；混合管内设置有旋流装置，旋流装置的上部为圆锥部、下部为旋流部，旋流部中央的圆柱体的柱面上沿周向布置若干叶片。本实用新型通过旋流装置引导混合气流，并使混合气流产生旋流效果，混合效果更好，混合均匀性更高，气流流速分布更均匀。

Description

带旋流结构的后处理混合器

技术领域

本实用新型涉及发动机尾气后处理技术领域，尤其是一种带旋流结构的后处理混合器。

背景技术

目前，在发动机尾气后处理***中，通常采用选择性催化还原技术(SCR)对发动机的尾气排放进行后处理，在尾气后处理混合装置中喷入尿素水溶液，尿素水溶液在尾气温度下被分解成氨气（NH₃），在催化剂的作用下，氨气（NH₃）把尾气中的氮氧化物（NO_X）还原成无害的氮气（N₂）和水（H₂O），最终从尾气管排出，从而达到降低排放物的目的。为了满足越来越严格的排放标准要求，需要提高SCR装置的NO_X的转化率，减小污染物的排放。

现有的后处理混合器通常存在气体流速分布均匀性差、氨混合均匀性差的问题；气体流速分布均匀性差会导致催化剂老化不均匀；氨混合均匀性差会使氮氧化物的转化效率较差，并造成部分氨逃逸，从而影响催化剂的整体性能。

实用新型内容

本申请人针对上述现有尾气后处理混合装置存在气体流速分布均匀性、氨混合均匀性较差的缺点，提供一种结构合理的带旋流结构的后处理混合器，气体流速分布均匀性、氨混合均匀性高。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种带旋流结构的后处理混合器，包括外壳，外壳内沿轴向设置有隔板，隔板的前边缘设置前挡板、遮盖外壳前端的下部截面，在前挡板上方形成进气口，隔板的后边缘设置后挡板、遮盖外壳后端的上部截面，在后挡板的下方形成出气口；前挡板、隔板、后挡板将外壳的内部空腔分为位于隔板上侧及后挡板前侧的进气腔及位于隔板下侧及前挡板后侧的出气腔，进气腔连通进气口，出气腔连通出气口；进气腔内竖立有混合管，混合管的圆周壁面上开设有若干个贯通的开口，将进气腔与混合管导通；混合管的下端部固定在隔板上，隔板上对应混合管开设有第一通孔，将混合管与出气腔导通；混合管内设置有旋流装置，旋流装置的上部为圆锥部、下部为旋流部，旋流部中央的圆柱体的柱面上沿周向布置若干叶片。

作为上述技术方案的进一步改进：

旋流装置的圆锥部、圆柱体为实心部位。

叶片为倾斜布置在圆柱体周面上的平板叶片。

叶片板面与水平面之间的倾斜角范围为30-80°。

混合管内、位于旋流装置下方设置有孔板。

孔板为圆环形板，中央具有中央通孔，圆环面板上交错布满若干第二通孔。

孔板的中央通孔位于旋流装置的圆柱体正下方。

孔板的外边缘、相对的两侧设置有耳板，孔板通过耳板焊接固定在隔板的第一通孔的内周面上。

混合管的上端部固定在外壳上。

外壳上、正对混合管内腔、设有喷嘴座，喷嘴座内设置尿素喷嘴，尿素喷嘴的喷射中心线与混合管的中心线同轴。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的旋流装置的圆锥部起导流作用，引导混合气流流向旋流部，旋流部的若干叶片使混合气流产生旋流效果，使得混合气流获得更长的混合路径，混合效果更好，混合均匀性更高，气流流速分布更均匀，若干叶片使得混合气流的流速进一步加快，混合气流与尿素液滴进一步充分混合；同时，圆锥部及旋流部还承接了初步混合气流中未来得及蒸发的尿素液滴，减缓此部分液滴向下掉落的速度的同时，增加液滴暴露、与混合气流混合的时间，尿素液滴与尾气气流混合更充分，而且圆锥部及旋流部还会将未蒸发的尿素液滴进一步破碎为颗粒更小的颗粒，更利于尿素液滴的蒸发，尿素液滴与尾气气流混合更充分。

本实用新型的孔板的中央通孔的正上方正对的旋流装置的圆柱体为实心部位，圆柱体会遮***通孔正上方的混合气流，混合气流要绕开圆柱体后从其侧向流向中央通孔，即流经中央通孔的气流流量相对较小，在孔板中央设置面积较大的中央通孔，在确保对混合气流更近一步分解混合的同时，还可以使得混合气流具有更小的背压。

附图说明

图1为本实用新型的立体图。

图2为图1的***图。

图3为图1的剖视图。

图4为旋流装置的立体图。

图5为图4的俯视图。

图6为孔板的立体图。

图中：1、外壳；2、喷嘴座；3、前挡板；4、隔板；41、第一通孔；5、后挡板；6、混合管；61、开口；7、旋流装置；71、圆锥部；72、圆柱体；73、叶片；8、孔板；81、中央通孔；82、第二通孔；83、耳板；9、进气腔；10、出气腔；11、进气口；12、出气口。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

如图1、图2、图3所示，本实用新型的圆筒形外壳1的前端内壁面下部、沿径向竖直设置有劣弧形的前挡板3，外壳1的后端内壁面上部、沿径向竖直设置有优弧形的后挡板5，后挡板5的下边缘与前挡板3的上边缘平齐，前挡板3与后挡板5之间沿轴向横置有隔板4，隔板4的前后边缘分别固定在前挡板3的上边缘、后挡板5的下边缘，隔板4的左右边缘固定在外壳1的内壁面上；前挡板3固定在外壳1的内壁面上，将外壳1前端、位于隔板4下侧的下部截面遮挡，在前挡板3上方形成进气口11；后挡板5固定在外壳1的内壁面上，将外壳1后端、位于隔板4上侧的上部截面遮挡，在后挡板5的下方形成出气口12；前挡板3、隔板4、后挡板5将外壳1的内部空腔分为进气腔9及出气腔10，进气腔9为位于隔板4上侧及后挡板5前侧的空腔、连通进气口11，出气腔10为位于隔板4下侧及前挡板3后侧的空腔、连通出气口12。隔板4的中央设有混合管6，混合管6沿外壳1的径向向上延伸、竖立在进气腔9内，混合管6的上部圆周壁面上开设有若干个贯通的开口61，本实施例中，在混合管6上部相对的两侧分别开设有开口61，将进气腔9与混合管6导通；混合管6的上端部固定在外壳1上，下端部固定在隔板4上，隔板4中央对应混合管6开设有第一通孔41，将混合管6与出气腔10导通。外壳1上、正对混合管6内腔、设有喷嘴座2，喷嘴座2内设置尿素喷嘴（图中未示出），尿素喷嘴的喷射中心线与混合管6的中心线同轴，尿素喷嘴可以往混合管6内喷射尿素液滴，尿素液滴在混合管6上部与从开口61进入的尾气进行初步混合，形成混合气流。

如图2、图3所示，混合管6内从上至下依次沿径向横置有旋流装置7、孔板8，旋流装置7位于混合管6的中部部位，孔板8位于靠近混合管6下端口的部位。

如图4、图5所示，旋流装置7的上部为圆锥部71、下部为旋流部，旋流部包括中央的圆柱体72及若干沿周向均匀布置在圆柱体72柱面上的叶片73，圆锥部71及圆柱体72均为实心部位；若干叶片73一体成型在圆柱体72的柱面上，如图3所示，叶片73的外侧边焊接固定在混合管6的内壁面上；叶片73为倾斜布置在圆柱体72周面上的平板叶片，叶片73板面与水平面之间的倾斜角范围为30-80°。旋流装置7的圆锥部71起导流作用，引导混合气流流向旋流部，旋流部的若干叶片73使混合气流产生旋流效果，使得混合气流获得更长的混合路径，混合效果更好，混合均匀性更高，气流流速分布更均匀，若干叶片73使得混合气流的流速进一步加快，混合气流与尿素液滴进一步充分混合；同时，圆锥部71及旋流部还承接了初步混合气流中未来得及蒸发的尿素液滴，减缓此部分液滴向下掉落的速度的同时，增加液滴暴露、与混合气流混合的时间，尿素液滴与尾气气流混合更充分，而且圆锥部71及旋流部还会将未蒸发的尿素液滴进一步破碎为颗粒更小的颗粒，更利于尿素液滴的蒸发，尿素液滴与尾气气流混合更充分。

如图6所示，孔板8为圆环形板，中央具有中央通孔81，圆环面板上交错布满若干第二通孔82，孔板8的外边缘、相对的两侧设置有耳板83，如图2、图3所示，孔板8通过耳板83焊接固定在隔板4的第一通孔41的内周面上；孔板8的中央通孔81位于旋流装置7的圆柱体72正下方，布满若干第二通孔82的圆环面板位于旋流装置7的叶片73下方，从旋流装置7流出的二次混合气流流过孔板8、穿过中央通孔81及若干第二通孔82，进一步将混合气流中未蒸发的尿素液滴打散破碎，进一步雾化蒸发并热解，与混合气流更进一步混合，混合更充分；而且，由于中央通孔81的正上方正对的旋流装置7的圆柱体72为实心部位，圆柱体72会遮***通孔81正上方的混合气流，混合气流要绕开圆柱体72后从其侧向流向中央通孔81，即流经中央通孔81的气流流量相对较小，在孔板8中央设置面积较大的中央通孔81，在确保对混合气流更近一步分解混合的同时，还可以使得混合气流具有更小的背压。

本实用新型在实际工作时，设置在尾气后处理的DPF（颗粒捕捉器）组件与SCR组件之间，进气腔9连通DPF输出端，出气腔10连通SCR输入端；喷嘴座2内的尿素喷嘴往混合管6内喷射尿素液滴；尾气从DPF的输出端输入从进气口11进气腔9内，然后从混合管6上部的开口61进入混合管6与尿素液滴初步混合，完成尿素液滴的第一次分解、形成初步混合气流；初步混合气流流过混合管6内的旋流装置7，完成尿素液滴的第二次分解和混合、形成二次混合气流；二次混合气流流过孔板8，完成尿素液滴的第三次分解和混合，形成三次混合气流从出气口12输出到SCR输入端。

本实用新型通过旋流装置7引导混合气流，并使混合气流产生旋流效果，混合效果更好，混合均匀性更高，气流流速分布更均匀。

以上描述是对本实用新型的解释，不是对本实用新型的限定，在不违背本实用新型精神的情况下，本实用新型可以作任何形式的修改。

Claims (10)

1.一种带旋流结构的后处理混合器，包括外壳（1），其特征在于：外壳（1）内沿轴向设置有隔板（4），隔板（4）的前边缘设置前挡板（3）、遮盖外壳（1）前端的下部截面，在前挡板（3）上方形成进气口（11），隔板（4）的后边缘设置后挡板（5）、遮盖外壳（1）后端的上部截面，在后挡板（5）的下方形成出气口（12）；前挡板（3）、隔板（4）、后挡板（5）将外壳（1）的内部空腔分为位于隔板（4）上侧及后挡板（5）前侧的进气腔（9）及位于隔板（4）下侧及前挡板（3）后侧的出气腔（10），进气腔（9）连通进气口（11），出气腔（10）连通出气口（12）；

进气腔（9）内竖立有混合管（6），混合管（6）的圆周壁面上开设有若干个贯通的开口（61），将进气腔（9）与混合管（6）导通；混合管（6）的下端部固定在隔板（4）上，隔板（4）上对应混合管（6）开设有第一通孔（41），将混合管（6）与出气腔（10）导通；

混合管（6）内设置有旋流装置（7），旋流装置（7）的上部为圆锥部（71）、下部为旋流部，旋流部中央的圆柱体（72）的柱面上沿周向布置若干叶片（73）。

2.按照权利要求1所述的带旋流结构的后处理混合器，其特征在于：旋流装置（7）的圆锥部（71）、圆柱体（72）为实心部位。

3.按照权利要求1所述的带旋流结构的后处理混合器，其特征在于：叶片（73）为倾斜布置在圆柱体（72）周面上的平板叶片。

4.按照权利要求3所述的带旋流结构的后处理混合器，其特征在于：叶片（73）板面与水平面之间的倾斜角范围为30-80°。

5.按照权利要求1所述的带旋流结构的后处理混合器，其特征在于：混合管（6）内、位于旋流装置（7）下方设置有孔板（8）。

6.按照权利要求5所述的带旋流结构的后处理混合器，其特征在于：孔板（8）为圆环形板，中央具有中央通孔（81），圆环面板上交错布满若干第二通孔（82）。

7.按照权利要求6所述的带旋流结构的后处理混合器，其特征在于：孔板（8）的中央通孔（81）位于旋流装置（7）的圆柱体（72）正下方。

8.按照权利要求5所述的带旋流结构的后处理混合器，其特征在于：孔板（8）的外边缘、相对的两侧设置有耳板（83），孔板（8）通过耳板（83）焊接固定在隔板（4）的第一通孔（41）的内周面上。

9.按照权利要求1所述的带旋流结构的后处理混合器，其特征在于：混合管（6）的上端部固定在外壳（1）上。

10.按照权利要求1所述的带旋流结构的后处理混合器，其特征在于：外壳（1）上、正对混合管（6）内腔、设有喷嘴座（2），喷嘴座（2）内设置尿素喷嘴，尿素喷嘴的喷射中心线与混合管（6）的中心线同轴。

Images