CN216342397U - 尾气后处理尿素混合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种尾气后处理尿素混合装置，进气筒与出气筒通过连接段连接，后外壳固定在进气筒、连接段、出气筒一侧，连接段、后外壳围成有内腔，进气筒、出气筒与所述内腔连通，后外壳内侧上下横置有横隔板与导流板，横隔板与导流板之间相隔有间距；横隔板上穿插有混合外管，混合外管内设有上下布置的混合内管与破碎板。本实用新型的尾气气流与尿素液滴混合后，流经多层破碎结构，使尿素液滴被破碎得更小、更充分，更容易被气流扰动，气流与尿素液滴在多个混合腔内进行充分混合，混合效果更好，尿素混合均匀性更高，尿素结晶风险更低。

Description

尾气后处理尿素混合装置

技术领域

本实用新型涉及汽车尾气后处理技术领域，尤其是一种尾气后处理尿素混合装置。

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)进行后处理，在尾气后处理混合器中喷入尿素水溶液，在催化剂的作用下，将把尾气中的氮氧化物（NO_X）还原成无害的氮气（N₂）和水（H₂O），达到降低排放物的目的。

现有的尿素混合装置的尿素混合均匀性较差，容易形成尿素结晶，影响后处理***的性能，更甚者还会造成排放超标或后处理***堵塞而造成车辆动力不足。

实用新型内容

本申请人针对上述现有尿素混合装置存在的缺点，提供一种结构合理的尾气后处理尿素混合装置，提高尿素混合均匀性，降低尿素结晶风险。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种尾气后处理尿素混合装置，进气筒与出气筒通过连接段连接，后外壳固定在进气筒、连接段、出气筒一侧，连接段、后外壳围成有内腔，进气筒、出气筒与所述内腔连通，后外壳内侧上下横置有横隔板与导流板，横隔板与导流板之间相隔有间距；横隔板上穿插有混合外管，混合外管内设有上下布置的混合内管与破碎板；在所述内腔内，位于横隔板上侧及混合外管外侧构成进气腔，进气腔连通进气筒，混合内管内部构成第一混合腔，混合外管内位于混合内管外侧的腔体构成第二混合腔，横隔板与导流板之间为第三混合腔，导流板下侧为第四混合腔；出气筒内前后竖直设有具有间距的旋流板与竖挡板，竖挡板与旋流板之间形成第五混合腔；混合外管上开设有进气口，进气口连通进气腔与第二混合腔；混合内管上开设有若干进气孔，所述进气孔连通第一混合腔与第二混合腔；破碎板上开设有若干第一叶片孔，第一叶片孔上设置有破碎叶片，破碎叶片上开设有若干第一通孔，第一叶片孔、第一通孔连通第二混合腔与第三混合腔；导流板上开设若干第二叶片孔，第二叶片孔上设置有叶片，第二叶片孔连通第三混合腔与第四混合腔；竖挡板上位于导流板下侧的板面上开设有若干第三通孔，第三通孔连通第四混合腔与第五混合腔；旋流板上朝出气方向向外设置有若干旋流叶片，旋流叶片上开设有出气口，所述出气口连通第五混合腔。

作为上述技术方案的进一步改进：

后外壳顶部设有顶盖，顶盖上设置有喷嘴座，喷嘴座正对混合内管内部。

破碎板包括两侧弧面与过渡面，过渡面连接两侧弧面；两侧弧面上分别开设有若干第一叶片孔，每个第一叶片孔上设置破碎叶片，破碎叶片朝向过渡面向内、斜向上倾斜翻起，两侧弧面上的破碎叶片的翻起方向相对；过渡面上开设若干第二通孔；破碎板的两侧弧面与过渡面均为上凸的弧形，侧弧面外侧向下倾斜。

破碎板的两侧弧面外侧设置有翻边，翻边焊接固定在混合外管的内壁面上；破碎板的侧边与混合外管内壁面之间具有间隙。

旋流板的旋流叶片包括若干外旋流叶片与若干内旋流叶片，外旋流叶片与内旋流叶片为具有弧度的半勺形；外旋流叶片与内旋流叶片从板面上朝外凸起形成，外旋流叶片与内旋流叶片的一侧边沿从板面上开裂、分别形成外出气口与内出气口；外旋流叶片与内旋流叶片分别在圆周方向上均匀分布，内旋流叶片位于外旋流叶片内侧，外出气口与内出气口分别沿逆时针或顺时针顺着同一个方向开口，内出气口的开口方向及角度与外出气口保持一致。

内旋流叶片的高度及大小小于外旋流叶片，内出气口的开口面积小于外出气口的开口面积。

外旋流叶片外侧部的弧度大于内侧部的弧度，外侧部的高度大于内侧部的高度。

导流板 的叶片包括相对设置的左叶片与右叶片，左叶片向右、斜向下倾斜翻出，右叶片向左、斜向下倾斜翻出。

混合内管的进气孔包括上半部管壁的若干方形上进气孔与下半部管壁的若干腰形下进气孔，上进气孔上设置有导流叶片，导流叶片朝向混合内管内部向内、斜向下倾斜翻出。

混合外管的横截面为长圆形，混合外管相对两侧的上部壁面上分别开设有进气口，混合外管另外两侧的壁面上分别开设有细窄的长槽；横隔板的板面设有穿插孔与凸起部。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的尾气气流与尿素液滴混合后，流经多层破碎结构，使尿素液滴被破碎得更小、更充分，更容易被气流扰动，气流与尿素液滴在多个混合腔内进行充分混合，混合效果更好，尿素混合均匀性更高，尿素结晶风险更低。

本实用新型的破碎板的上翻破碎叶片及若干通孔可以将尿素液滴充分破碎为细小的液滴，更利于尿素液滴充分吸热挥发热解，降低尿素结晶风险。破碎板的侧弧面与过渡面均为上凸的弧形，且侧弧面外侧向下倾斜，利于滴落在破碎板的尿素液滴在重力作用下沿弧面滑动、向下滑落，避免尿素液滴沉积形成尿素结晶，降低了尿素结晶风险；而且两侧弧面上相对布置的破碎叶片可以使气流沿破碎叶片朝向两侧运动，对两侧的壁面进行预热，避免形成尿素结晶，降低尿素结晶风险。破碎板的左右两侧边与混合外管内壁面之间具有间隙，滴落在破碎板上的尿素液滴可以从该间隙滑落，避免了尿素液滴沉积在破碎板上形成尿素结晶，降低了尿素结晶风险。

本实用新型的旋流板的旋流叶片及出气口沿同一个方向引导气流，使得气流产生强烈的旋流效果，使尿素液滴与气流混合更充分，混合效果更好，混合均匀性更高。内旋流叶片与内出气口可以引导气流向旋流板中心流动，增强旋流板中心的气流流量，保证气流的均匀性。内出气口的开口方向及角度与外出气口保持一致，保证气流流向的统一性，提高气流的混合均匀性。外旋流叶片的外侧弧形大、内侧部弧形小，可以保证从外侧部通过的气流不被其前进方向的叶片阻挡，保证旋流效果，提高混合均匀性；而且由于外旋流叶片具有高低侧，在成型时，其凸起的低侧部可以对高侧部进行材料补偿，更利于成型。

本实用新型的导流板上相对布置的左叶片与右叶片可以将气流导向第四混合腔的中间位置，利于尿素液滴与气流充分混合，提高尿素混合的均匀性。

本实用新型的混合内管的导流叶片可以引导气流朝斜向下的方向加速吹入混合内管内，导流叶片还可以给尿素液滴提供遮挡作用，防止气流直吹尿素液滴而将尿素液滴吹扫至混合内管的内壁面上，降低了混合内管上形成尿素结晶的风险，斜向下倾斜的导流叶片对掉落在其上的尿素液滴也有一个导流作用，尿素液滴会顺着导流叶片向下滑落、而不会附着在导流叶片上，避免了尿素液滴沉积在导流叶片上形成尿素结晶，降低了尿素结晶风险。

附图说明

图1为本实用新型的立体图。

图2为本实用新型的***图。

图3为本实用新型的前后向纵截面剖视图。

图4为本实用新型的左右向纵截面剖视图。

图5为混合内管的立体图。

图6为破碎板的剖视图。

图7为旋流板的立体图。

图中：1、进气筒；2、混合外管；21、进气口；22、长槽；3、混合内管；31、上进气孔；32、导流叶片；33、下进气孔；4、破碎板；41、侧弧面；42、过渡面；43、翻边；44、第一叶片孔；45、破碎叶片；46、第一通孔；47、第二通孔；5、横隔板；51、穿插孔；52、凸起部；6、导流板；61、第二叶片孔；62、左叶片；63、右叶片；7、竖挡板；71、第三通孔；8、旋流板；81、外旋流叶片；82、外出气口；83、内旋流叶片；84、内出气口；9、出气筒；10、连接段；11、后外壳；12、顶盖；13、喷嘴座；

20、进气腔；30、第一混合腔；40、第二混合腔；50、第三混合腔；60、第四混合腔；70、第五混合腔。

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至图4所示，本实用新型上下布置的进气筒1与出气筒9通过连接段10连接，进气筒1、连接段10、出气筒9后侧固定有后外壳11，后外壳11的顶部固定有顶盖12，连接段10、后外壳11、顶盖12围成有内腔，进气筒1、出气筒9与内腔连通。顶盖12上设置有喷嘴座13，尿素喷嘴通过喷嘴座13可以朝内腔喷射尿素液滴（图中未示出）。

如图2至图4所示， 后外壳11的内侧壁面上从上至下水平横置有横隔板5、导流板6，横隔板5与导流板6之间相隔有一定间距。横隔板5上穿插有混合外管2，混合外管2下端部与导流板6之间相隔有一定间距。混合外管2内侧上部插装有混合内管3，混合外管2与混合内管3的上端部固定在顶盖12上，喷嘴座13正对混合内管3内部腔体，尿素喷嘴可以往混合内管3内喷射尿素液滴；混合外管2内侧下部、位于混合内管3下方固定设有破碎板4。在连接段10、后外壳11、顶盖12围成的内腔内，位于横隔板5上侧及混合外管2外侧的腔体构成进气腔20，进气腔20连通进气筒1；混合内管3的内部腔体构成第一混合腔30；混合外管2内、位于混合内管3外侧的腔体构成第二混合腔40；横隔板5与导流板6之间的腔体为第三混合腔50；导流板6下侧的腔体为第四混合腔60。出气筒9内、从后至前依次竖直有相隔有一定间距的竖挡板7、旋流板8，在竖挡板7与旋流板8之间形成第五混合腔70；竖挡板7上端部焊接固定到连接段10内侧面上。

如图2、图4所示，混合外管2的上部壁面上，左右两侧分别开设有进气口21，进气口21连通进气腔20与第二混合腔40。混合外管2的前后侧壁面上分别开设有细窄的长槽22，通过长槽22，可以将混合内管3焊接固定在混合外管2上。混合外管2的横截面为长圆形，相对于传统的圆形横截面，长圆形横截面具有更大气流通流截面，气流流动更顺畅，气流背压更小。

如图2至图5所示，混合内管3的上半部管壁上开设有若干方形的上进气孔31，混合内管3的下半部管壁上开设有若干腰形的下进气孔33，上进气孔31与下进气孔33连通第一混合腔30与第二混合腔40。每个上进气孔31上设置有导流叶片32，导流叶片32朝向混合内管3内部向内、斜向下倾斜翻出，导流叶片32可以引导气流朝斜向下的方向加速吹入混合内管3内，导流叶片32还可以给尿素液滴提供遮挡作用，防止气流直吹尿素液滴而将尿素液滴吹扫至混合内管3的内壁面上，降低了混合内管3上形成尿素结晶的风险，斜向下倾斜的导流叶片32对掉落在其上的尿素液滴也有一个导流作用，尿素液滴会顺着导流叶片32向下滑落、而不会附着在导流叶片32上，避免了尿素液滴沉积在导流叶片32上形成尿素结晶，降低了尿素结晶风险。混合内管3上部初步混合后的气流向下与从下进气孔33进入的气流进一步混合，更利于提高尿素液滴与气流的混合效果。

如图6所示，破碎板4包括有前后两侧向下倾斜的弧形的侧弧面41及中部连接两侧弧面41的弧形的过渡面42；两侧弧面41的外侧边向下弯折形成有翻边43；如图3所示，翻边43焊接固定在混合外管2的内壁面上；侧弧面41与过渡面42均为上凸的弧形，且侧弧面41外侧向下倾斜，利于滴落在破碎板4的尿素液滴在重力作用下沿弧面滑动、向下滑落，避免尿素液滴沉积形成尿素结晶，降低了尿素结晶风险。如图4所示，破碎板4的侧边与混合外管2内壁面之间具有3～5mm的间隙，滴落在破碎板4上的尿素液滴可以从该间隙滑落，避免了尿素液滴沉积在破碎板4上形成尿素结晶，降低了尿素结晶风险。如图6所示，两侧弧面41上分别开设有若干方形的第一叶片孔44，每个第一叶片孔44上设置有破碎叶片45，破碎叶片45朝向过渡面42向内、斜向上倾斜翻起，两侧弧面41上的破碎叶片45的翻起方向相对；每片破碎叶片45上开设有若干第一通孔46；过渡面42上开设有若干第二通孔47；第一叶片孔44、第一通孔46与第二通孔47连通第二混合腔40与第三混合腔50。上翻的破碎叶片45及若干通孔可以将尿液液滴充分破碎为细小的液滴，更利于尿素液滴充分吸热挥发热解，降低尿素结晶风险；而且两侧弧面41上相对布置的破碎叶片45可以使气流沿破碎叶片45朝向两侧运动，对两侧的壁面进行预热，避免形成尿素结晶，降低尿素结晶风险。

如图2所示，横隔板5的板面中央开设有用于穿插混合外管2的穿插孔51，横隔板5的板面上、位于穿插孔51的两侧分别向上凸起形成凸起部52，凸起部52可以增加横隔板5的强度，避免横隔板5在气流的冲击下发生变形。

如图2、图4所示，导流板6的板面上开设有若干方形的第二叶片孔61，第二叶片孔61连通第三混合腔50与第四混合腔60；每个第二叶片孔61上设置有叶片，左半部板面的左叶片62与右半部板面的右叶片63相对设置，即左叶片62向右、斜向下倾斜翻出，右叶片63向左、斜向下倾斜翻出，相对布置的左叶片62与右叶片63可以将气流导向第四混合腔60的中间位置，利于尿素液滴与气流充分混合，提高尿素混合的均匀性。

如图2、图4所示，竖挡板7上、位于导流板6下侧的中下部板面上开设有若干第三通孔71，第三通孔71连通第四混合腔60与第五混合腔70。

如图7所示，旋流板8的板面上、朝向出气方向向外侧凸起形成若干具有弧度的半勺形的外旋流叶片81与内旋流叶片83，外旋流叶片81上开设有外出气口82，内旋流叶片83上开设有内出气口84，外出气口82与内出气口84连通第五混合腔70；若干外旋流叶片81与内旋流叶片83均为直接从板面上朝外凸起形成，其一侧边沿从板面上开裂，在旋流板8板面上分别形成若干外出气口82与内出气口84。若干外旋流叶片81绕逆时针在圆周方向上均匀布置，每个外出气口82沿逆时针顺着同一个方向开口，每个外旋流叶片81及外出气口82沿同一个方向引导气流，使得气流产生强烈的旋流效果，使尿素液滴与气流混合更充分，混合效果更好，混合均匀性更高。外旋流叶片81靠近旋流板8外边缘的外侧部的弧度大于靠近旋流板8中心的内侧部的弧度，外旋流叶片81外侧部的凸起高度大于内侧部的凸起高度，外旋流叶片81的外侧弧形大、内侧部弧形小，可以保证从外侧部通过的气流不被其前进方向的叶片阻挡，保证旋流效果，提高混合均匀性；而且由于外旋流叶片81具有高低侧，在成型时，其凸起的低侧部可以对高侧部进行材料补偿，更利于成型。若干内旋流叶片83位于外旋流叶片81内侧、绕逆时针在圆周方向上均匀布置，内出气口84的开口方向及角度与外出气口82的开口及角度保持一致，保证气流流向的统一性，提高气流的混合均匀性；内旋流叶片83的凸起高度及大小小于外旋流叶片81，内出气口84的开口面积小于外出气口82的开口面积；内旋流叶片83与内出气口84可以引导气流向旋流板8中心流动，增强旋流板8中心的气流流量，保证气流的均匀性。在其他实施例中，外旋流叶片81、内旋流叶片83也可以绕顺时针方向均匀布置，只要可以实现沿同一个方向引导气流形成旋流的目的即可。

实际使用时，本实用新型设置在尾气后处理的DPF（颗粒捕捉器）与SCR之间，进气筒1连接到DPF输出端，出气筒9连接到SCR输入端（图中未示出）。尿素喷嘴通过喷嘴座13往混合内管3的第一混合腔30内喷射尿素液滴；气流从DPF输出，经进气筒1进入进气腔20，然后通过混合外管2上的进气口21进入第二混合腔40，第二混合腔40内的气流分为三部分：第一部分气流经混合内管3的上进气孔31进入第一混合腔30上部、与尿素液滴初混合形成初次混合气流后向下；第二部分气流经混合内管3的下进气孔33进入第一混合腔30下部、与上部流来的初次混合气流进一步混合形成二次混合气流后向下，第三部分气流直接流至第二混合腔40下部、与第一混合腔30流出的二次混合气流再进一步混合形成三次混合气流；三次混合气流向下经破碎板4充分破碎、形成扰流后进入第三混合腔50进一步混合形成四次混合气流；四次混合气流继续向下经导流板6进一步破碎、形成扰流后进入第四混合腔60进一步混合形成五次混合气流；五次混合气流通过竖挡板7的若干第三通孔71进入第五混合腔70再进一步混合形成六次混合气流后，经旋流板8的若干叶片导流形成强烈的旋转气流，将混合气流均匀输出至SCR。尾气气流与尿素液滴混合后，流经多层破碎结构，使尿素液滴被破碎得更小、更充分，更容易被气流扰动，气流与尿素液滴在多个混合腔内进行充分混合，混合效果更好，尿素混合均匀性更高，尿素结晶风险更低。

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)

1.一种尾气后处理尿素混合装置，进气筒（1）与出气筒（9）通过连接段（10）连接，后外壳（11）固定在进气筒（1）、连接段（10）、出气筒（9）一侧，连接段（10）、后外壳（11）围成有内腔，进气筒（1）、出气筒（9）与所述内腔连通，其特征在于：

后外壳（11）内侧上下横置有横隔板（5）与导流板（6），横隔板（5）与导流板（6）之间相隔有间距；横隔板（5）上穿插有混合外管（2），混合外管（2）内设有上下布置的混合内管（3）与破碎板（4）；在所述内腔内，位于横隔板（5）上侧及混合外管（2）外侧构成进气腔（20），进气腔（20）连通进气筒（1），混合内管（3）内部构成第一混合腔（30），混合外管（2）内位于混合内管（3）外侧的腔体构成第二混合腔（40），横隔板（5）与导流板（6）之间为第三混合腔（50），导流板（6）下侧为第四混合腔（60）；

出气筒（9）内前后竖直设有具有间距的旋流板（8）与竖挡板（7），竖挡板（7）与旋流板（8）之间形成第五混合腔（70）；

混合外管（2）上开设有进气口（21），进气口（21）连通进气腔（20）与第二混合腔（40）；

混合内管（3）上开设有若干进气孔，所述进气孔连通第一混合腔（30）与第二混合腔（40）；

破碎板（4）上开设有若干第一叶片孔（44），第一叶片孔（44）上设置有破碎叶片（45），破碎叶片（45）上开设有若干第一通孔（46），第一叶片孔（44）、第一通孔（46）连通第二混合腔（40）与第三混合腔（50）；

导流板（6）上开设若干第二叶片孔（61），第二叶片孔（61）上设置有叶片，第二叶片孔（61）连通第三混合腔（50）与第四混合腔（60）；

竖挡板（7）上位于导流板（6）下侧的板面上开设有若干第三通孔（71），第三通孔（71）连通第四混合腔（60）与第五混合腔（70）；

旋流板（8）上朝出气方向向外设置有若干旋流叶片，旋流叶片上开设有出气口，所述出气口连通第五混合腔（70）。

2.按照权利要求1所述的尾气后处理尿素混合装置，其特征在于：后外壳（11）顶部设有顶盖（12），顶盖（12）上设置有喷嘴座（13），喷嘴座（13）正对混合内管（3）内部。

3.按照权利要求1所述的尾气后处理尿素混合装置，其特征在于：破碎板（4）包括两侧弧面（41）与过渡面（42），过渡面（42）连接两侧弧面（41）；两侧弧面（41）上分别开设有若干第一叶片孔（44），每个第一叶片孔（44）上设置破碎叶片（45），破碎叶片（45）朝向过渡面（42）向内、斜向上倾斜翻起，两侧弧面（41）上的破碎叶片（45）的翻起方向相对；过渡面（42）上开设若干第二通孔（47）；破碎板（4）的两侧弧面（41）与过渡面（42）均为上凸的弧形，侧弧面（41）外侧向下倾斜。

4.按照权利要求1所述的尾气后处理尿素混合装置，其特征在于：破碎板（4）的两侧弧面（41）外侧设置有翻边（43），翻边（43）焊接固定在混合外管（2）的内壁面上；破碎板（4）的侧边与混合外管（2）内壁面之间具有间隙。

5.按照权利要求1所述的尾气后处理尿素混合装置，其特征在于：旋流板（8）的旋流叶片包括若干外旋流叶片（81）与若干内旋流叶片（83），外旋流叶片（81）与内旋流叶片（83）为具有弧度的半勺形；外旋流叶片（81）与内旋流叶片（83）从板面上朝外凸起形成，外旋流叶片（81）与内旋流叶片（83）的一侧边沿从板面上开裂、分别形成外出气口（82）与内出气口（84）；外旋流叶片（81）与内旋流叶片（83）分别在圆周方向上均匀分布，内旋流叶片（83）位于外旋流叶片（81）内侧，外出气口（82）与内出气口（84）分别沿逆时针或顺时针顺着同一个方向开口，内出气口（84）的开口方向及角度与外出气口（82）保持一致。

6.按照权利要求5所述的尾气后处理尿素混合装置，其特征在于：内旋流叶片（83）的高度及大小小于外旋流叶片（81），内出气口（84）的开口面积小于外出气口（82）的开口面积。

7.按照权利要求5所述的尾气后处理尿素混合装置，其特征在于：外旋流叶片（81）外侧部的弧度大于内侧部的弧度，外侧部的高度大于内侧部的高度。

8.按照权利要求1所述的尾气后处理尿素混合装置，其特征在于：导流板（6） 的叶片包括相对设置的左叶片（62）与右叶片（63），左叶片（62）向右、斜向下倾斜翻出，右叶片（63）向左、斜向下倾斜翻出。

9.按照权利要求1所述的尾气后处理尿素混合装置，其特征在于：混合内管（3）的进气孔包括上半部管壁的若干方形上进气孔（31）与下半部管壁的若干腰形下进气孔（33），上进气孔（31）上设置有导流叶片（32），导流叶片（32）朝向混合内管（3）内部向内、斜向下倾斜翻出。

10.按照权利要求1所述的尾气后处理尿素混合装置，其特征在于：混合外管（2）的横截面为长圆形，混合外管（2）相对两侧的上部壁面上分别开设有进气口（21），混合外管（2）另外两侧的壁面上分别开设有细窄的长槽（22）；横隔板（5）的板面设有穿插孔（51）与凸起部（52）。

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