WO2017215458A1 - 尾气后处理装置 - Google Patents

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aftertreatment device
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王聪
慕玉龙
毛伟
白冰
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天纳克（苏州）排放***有限公司
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    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors

Definitions

  • the invention relates to an exhaust gas aftertreatment device, and belongs to the technical field of engine exhaust aftertreatment.
  • the uniformity of ammonia distribution in the exhaust gas aftertreatment system (eg, selective catalytic reduction system, SCR system) has an important impact on the overall performance and durability of the system. If the ammonia distribution is uneven, it will lead to excessive ammonia in the local area and easy to cause ammonia leakage, while in other thin ammonia regions, the nitrogen oxide (NOx) conversion efficiency is too low. Uneven distribution of ammonia over a long period of time can result in uneven aging of the catalyst, thereby affecting the overall performance of the catalyst. In addition, the uneven distribution of urea droplets may cause the local tube wall or mixed structure temperature to be too low to form crystallization, which may block the tail gas pipe when severe, resulting in a decrease in engine power performance.
  • SCR system selective catalytic reduction system
  • an exhaust gas aftertreatment device comprising a casing, a post-treatment carrier installed in the casing, and a mixing assembly at least partially located in the casing, wherein the casing
  • the body is provided with a partition to divide the casing into a first cavity on one side of the partition and a second cavity on the other side of the partition, the post-processing carrier being located in the second cavity Downstream of the body
  • the housing is provided with an intake pipe in communication with the first cavity
  • the mixing assembly includes a mixing tube mounted on the partition, the mixing tube including the first cavity a swirling sheet
  • the exhaust aftertreatment device further comprising a mixer located in the second chamber, wherein the mixer is provided with a central portion facing the mixing tube to force a reverse flow of the airflow and is located at the center A spoiler on the periphery.
  • the central portion is provided with an arcuate ridge protruding toward the mixing tube.
  • the spoiler is formed by punching the mixer outward, and the mixer is provided with a punch corresponding to the spoiler.
  • the mixing tube is provided with an extension extending through the partition to extend into the second cavity, the central portion facing the extension and the extension There is a gap between them.
  • the housing is provided with an end cover, the end cover is provided with a recess for accommodating the urea nozzle, and the recess is provided with a mounting seat for mounting the urea nozzle.
  • the urea nozzle is used to inject urea into the mixing tube.
  • the mixing tube includes a plurality of openings in front of the swirling sheet, the opening being adjacent to the mounting seat and in communication with the first cavity.
  • the intake pipe is perpendicular to the mixing pipe.
  • the exhaust gas after-treatment device further includes a support base for supporting the intake pipe, the support base is welded in the casing, and the intake pipe passes through the support base.
  • the support base is at least partially welded to the partition.
  • the post-treatment carrier is a selective catalytic reducing agent.
  • the present invention improves the mixing uniformity of the exhaust gas and the urea droplet by providing the swirling sheet, and increases the distance and time of the urea evaporation by setting the combination of the mixing tube and the mixer, thereby improving the airflow mixing. Uniformity.
  • Figure 1 is a perspective view of an exhaust gas aftertreatment device of the present invention.
  • Fig. 2 is an exploded perspective view of Fig. 1;
  • Figure 3 is a left side view of the mixer of Figure 2.
  • Figure 4 is a front elevational view of the mixer of Figure 3.
  • Figure 5 is a cross-sectional view taken along line A-A of Figure 1.
  • the present invention discloses an exhaust aftertreatment device 100 for treating the exhaust of an engine.
  • the exhaust aftertreatment device 100 includes a housing 1, a post-treatment carrier 2 mounted within the housing 1, and a mixing assembly 3 at least partially located within the housing 1.
  • the housing 1 has a cylindrical shape including an intake pipe 11, an air outlet pipe 12, an end cover 13, and a partition plate 14.
  • the partition 14 divides the casing 1 into a first cavity 141 located on one side of the partition 14 and a bit a second cavity 142 on the other side of the partition 14.
  • the post-treatment support is a selective catalytic reductant and is located downstream of the second cavity 142.
  • the intake pipe 11 is in communication with the first cavity 141.
  • the exhaust aftertreatment device 100 further includes a support base 15 for supporting the intake pipe 11, the support base 15 being welded in the housing 1, and the intake pipe 11 passing through the support base 15.
  • the support base 15 is at least partially welded to the partition 14.
  • the end cap 13 is provided with a recess 131 for receiving a urea nozzle (not shown) to protect the urea nozzle.
  • a mounting seat 132 for mounting the urea nozzle is disposed in the recess 131, and the urea nozzle is configured to inject urea into the mixing assembly 3.
  • the mixing assembly 3 includes a mixing tube 31 mounted on the diaphragm 14 and a mixer 32 located within the second chamber 142.
  • the intake pipe 11 is perpendicular to the mixing pipe 31.
  • the mixing tube 31 includes a swirling sheet 311 located in the first cavity 141 and a plurality of openings 312 in front of the swirling sheet 311.
  • the opening 312 is adjacent to the mounting seat 132 and communicates with the first cavity 141.
  • the mixing tube 31 is provided with an extension 313 that extends through the diaphragm 14 to extend into the second cavity 142.
  • the mixer 32 is substantially disk-shaped, and is provided with a central portion 321 facing the mixing tube 31 to force a reverse flow of the airflow and a disturbance located at the periphery of the central portion 321 Streaming 322.
  • the central portion 321 is opposite to the extending portion 313 and spaced apart from the extending portion 313.
  • the center portion 321 is provided with an arcuate ridge portion 323 that is convex toward the mixing tube 31.
  • the spoiler 322 is formed by punching the mixer 32 outward, and the mixer 32 is provided with a punching hole 324 corresponding to the spoiler 322.
  • the punching holes 324 can reduce back pressure.
  • a plurality of through holes 325 may also be provided in the mixer 32 to further reduce the back pressure according to different design requirements.

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Abstract

一种尾气后处理装置（100），包括壳体（1）、安装于壳体（1）内的后处理载体（2）以及至少部分位于壳体（1）内的混合组件（2），其中壳体（1）设有隔板（14）以将壳体（1）分成位于隔板（14）一侧的第一腔体（141）以及位于隔板（14）另一侧的第二腔体（142），后处理载体（2）位于第二腔体（142）的下游，壳体（1）设有与第一腔体（141）连通的进气管（11），混合组件（2）包括架设在隔板（14）上的混合管（31），混合管（31）包括位于第一腔体（141）内的旋流片（311）；尾气后处理装置（100）还包括位于第二腔体（142）内的混合器（32），其中混合器（32）设有面向混合管（31）以迫使气流反向流动的中心部（321）以及位于中心部（321）***的扰流片（322）。该尾气后处理装置增加了尿素蒸发的距离和时间，提高了气流混合的均匀性。

Description

尾气后处理装置
本申请要求了申请日为2016年6月13日、申请号为201610411386.4、发明名称为“尾气后处理装置”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及一种尾气后处理装置，属于发动机尾气后处理技术领域。
背景技术
研究表明尾气后处理***(例如选择性催化还原***，SCR***)管路中氨分布的均匀程度对***的整体性能和耐久性能有重要的影响。如果氨分布不均匀会导致局部区域氨过多从而易造成氨泄漏，而在另一些氨稀薄区域造成氮氧化合物(NOx)转化效率过低。长时间氨的不均匀分布会导致催化剂老化不均匀，从而影响催化剂的整体性能。另外，尿素液滴的不均匀分布会造成局部管壁或混合结构温度过低，形成结晶，严重时会堵塞尾气管、导致发动机动力性能下降。
因此，有必要提供一种新型的尾气后处理装置，以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混合均匀的尾气后处理装置。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种尾气后处理装置，其包括壳体、安装于所述壳体内的后处理载体以及至少部分位于所述壳体内的混合组件，其中所述壳体设有隔板以将所述壳体分成位于所述隔板一侧的第一腔体以及位于所述隔板另一侧的第二腔体，所述后处理载***于所述第二腔体的下游，所述壳体设有与所述第一腔体连通的进气管，所述混合组件包括架设在所述隔板上的混合管，所述混合管包括位于所述第一腔体内的旋流片；所述尾气后处理装置还包括位于所述第二腔体内的混合器，其中所述混合器设有面向所述混合管以迫使气流反向流动的中心部以及位于所述中心部***的扰流片。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述中心部设有向所述混合管凸起的弧形***部。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述扰流片是向外冲压所述混合器而形成的，所述混合器设有对应于所述扰流片的冲孔。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述混合管设有穿过所述隔板以延伸入所述第二腔体内的延伸部，所述中心部正对所述延伸部且与所述延伸部之间设有间隔。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述壳体设有端盖，所述端盖设有用以容纳尿素喷嘴的凹陷部，所述凹陷部内设有用以安装所述尿素喷嘴的安装座，所述尿素喷嘴用以向所述混合管内喷射尿素。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述混合管包括位于所述旋流片的前方的若干开孔，所述开孔靠近所述安装座且与所述第一腔体相连通。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述进气管垂直于所述混合管。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述尾气后处理装置还包括用以支撑所述进气管的支撑座，所述支撑座焊接在所述壳体内，所述进气管穿过所述支撑座。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述支撑座至少部分焊接在所述隔板上。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述后处理载体为选择性催化还原剂。
相较于现有技术，本发明通过设置旋流片提高了尾气与尿素液滴的混合均匀性，并通过设置混合管和混合器的组合，增加了尿素蒸发的距离和时间，提高了气流混合的均匀性。
附图说明
图1是本发明尾气后处理装置的立体示意图。
图2是图1的立体分解图。
图3是图2中混合器的左视图。
图4是图3中混合器的主视图。
图5是图1中A-A线的剖面示意图。
具体实施方式
请参图1至图5所示，本发明揭示了一种尾气后处理装置100，用于处理发动机的尾气。所述尾气后处理装置100包括壳体1、安装于所述壳体1内的后处理载体2以及至少部分位于所述壳体1内的混合组件3。
在本发明图示的实施方式中，所述壳体1呈圆筒状，其包括进气管11、出气管12、端盖13以及隔板14。其中所述隔板14以将所述壳体1分成位于所述隔板14一侧的第一腔体141以及位 于所述隔板14另一侧的第二腔体142。在本发明图示的实施方式中，所述后处理载体为选择性催化还原剂且位于所述第二腔体142的下游。所述进气管11与所述第一腔体141连通。所述尾气后处理装置100还包括用以支撑所述进气管11的支撑座15，所述支撑座15焊接在所述壳体1内，所述进气管11穿过所述支撑座15。优选地，所述支撑座15至少部分焊接在所述隔板14上。
所述端盖13设有用以容纳尿素喷嘴(未图示)的凹陷部131，以保护所述尿素喷嘴。所述凹陷部131内设有用以安装所述尿素喷嘴的安装座132，所述尿素喷嘴用以向所述混合组件3内喷射尿素。
所述混合组件3包括架设在所述隔板14上的混合管31以及位于所述第二腔体142内的混合器32。所述进气管11垂直于所述混合管31。所述混合管31包括位于所述第一腔体141内的旋流片311以及位于所述旋流片311的前方的若干开孔312。所述开孔312靠近所述安装座132且与所述第一腔体141相连通。另外，所述混合管31设有穿过所述隔板14以延伸入所述第二腔体142内的延伸部313。
在本发明图示的实施方式中，所述混合器32大致呈圆盘状，其设有面向所述混合管31以迫使气流反向流动的中心部321以及位于所述中心部321***的扰流片322。所述中心部321正对所述延伸部313且与所述延伸部313之间设有间隔。所述中心部321设有向所述混合管31凸起的弧形***部323。所述扰流片322是向外冲压所述混合器32而形成的，所述混合器32设有对应于所述扰流片322的冲孔324。所述冲孔324能够降低背压。当然，根据不同的设计要求，还可以在所述混合器32上设置若干通孔325以进一步降低背压。
当发动机的尾气自进气管11进入第一腔体141时，大部分尾气在旋流片311的导引下旋转进入混合管31，少量的尾气自开孔312进入混合管31中。当满足喷射条件时，尿素喷嘴向混合管31中喷射尿素，雾化的尿素液滴与发动机的尾气一起混合并向下游旋转。随后，在***部323的作用下迫使气流反向(例如向前)流动。扩散之后的气流穿过冲孔324以及通孔325，并藉由扰流片322进行二次混合。如此设置，增加了尿素蒸发的距离和时间，提高了气流混合的均匀性，降低了尿素结晶的风险。
另外，以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，对本说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明 进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

  1. 一种尾气后处理装置，其包括壳体、安装于所述壳体内的后处理载体以及至少部分位于所述壳体内的混合组件，其中所述壳体设有隔板以将所述壳体分成位于所述隔板一侧的第一腔体以及位于所述隔板另一侧的第二腔体，所述后处理载***于所述第二腔体的下游，所述壳体设有与所述第一腔体连通的进气管，其特征在于：所述混合组件包括架设在所述隔板上的混合管，所述混合管包括位于所述第一腔体内的旋流片；所述尾气后处理装置还包括位于所述第二腔体内的混合器，其中所述混合器设有面向所述混合管以迫使气流反向流动的中心部以及位于所述中心部***的扰流片。
  2. 如权利要求1所述的尾气后处理装置，其特征在于：所述中心部设有向所述混合管凸起的弧形***部。
  3. 如权利要求1所述的尾气后处理装置，其特征在于：所述扰流片是向外冲压所述混合器而形成的，所述混合器设有对应于所述扰流片的冲孔。
  4. 如权利要求1所述的尾气后处理装置，其特征在于：所述混合管设有穿过所述隔板以延伸入所述第二腔体内的延伸部，所述中心部正对所述延伸部且与所述延伸部之间设有间隔。
  5. 如权利要求1所述的尾气后处理装置，其特征在于：所述壳体设有端盖，所述端盖设有用以容纳尿素喷嘴的凹陷部，所述凹陷部内设有用以安装所述尿素喷嘴的安装座，所述尿素喷嘴用以向所述混合管内喷射尿素。
  6. 如权利要求5所述的尾气后处理装置，其特征在于：所述混合管包括位于所述旋流片的前方的若干开孔，所述开孔靠近所述安装座且与所述第一腔体相连通。
  7. 如权利要求1所述的尾气后处理装置，其特征在于：所述进气管垂直于所述混合管。
  8. 如权利要求1所述的尾气后处理装置，其特征在于：所述尾气后处理装置还包括用以支撑所述进气管的支撑座，所述支撑座焊接在所述壳体内，所述进气管穿过所述支撑座。
  9. 如权利要求8所述的尾气后处理装置，其特征在于：所述支撑座至少部分焊接在所述隔板 上。
  10. 如权利要求1所述的尾气后处理装置，其特征在于：所述后处理载体为选择性催化还原剂。
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