本实用新型涉及一种锥形板式气流混合器,尤其是一种DPF后处理装置,属于发动机排气后处理技术领域。
背景技术:
在DOC+DPF系统应用技术中,由于DPF积碳和碳烟主动再生过程的存在,要求气流和碳颗粒物在DOC和DPF上的分布尽量均匀,以利于碳烟颗粒的均匀再生和控制背压。在DPF主动再生过程中,要求DPF上的温度场分布尽量均匀以防止局部高温对催化剂及催化剂载体带来的热损害。行业内用DOC和DPF进气端面上的流速分布均匀性UI和温度梯度Ti表示。
如何提高DOC及DPF前端面的流速分布均匀性UI、降低DPF再生过程中的温度梯度Ti是DPF系统开发过程中的关键技术。常规做法是通过DOC前面的混合腔或者混合管来提高DOC、DPF前端面的气流分布均匀性和碳烟分布的均匀性。但在混合距离较短的情况下,混合腔和混合管的混合效果并不理想。
技术实现要素:
本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足,提供一种DPF后处理装置,既能实现良好的气流混合效果效果,又不需要较长混合距离的气流及颗粒物混合器,用以解决DPF系统中碳烟颗粒物在DPF中分布不均匀及DPF再生过程中温度梯度过大的问题。
按照本实用新型提供的技术方案,所述DPF后处理装置包括进气法兰、进气管、进气端盖组件、锥形板混合器、DOC组件、筒体、第一连接卡箍组件、第二连接卡箍组件、DPF组件、后筒体、出气端盖、出气管和出气法兰;所述筒体通过第一连接卡箍组件连接DPF组件的一端,DPF组件的另一端通过第二连接卡箍组件连接后筒体,筒体中设置锥形板混合器和DOC组件,筒体的进气端设置进气端盖组件、进气管和进气法兰,后筒体的出气端设置出气端盖、出气管和出气法兰。
所述进气法兰连接涡轮增压器的排气管路。所述锥形板混合器包括锥形孔板和旋流翅片;所述旋流翅片安装于锥形孔板中心孔位置。所述锥形孔板中设有若干小孔。所述旋流翅片朝向锥形孔板的小端设置。
本实用新型具有以下优点:
(1)采用锥形孔板设计,结构紧凑,占用空间小,大大缩短了DPF系统的长度;
(2)锥形孔板中心采用旋流叶片结构,可将进气管流入的高速气流形成旋转扰流,从而提高气流和颗粒物的混合效果;
(3)中间采用旋流叶片结构还能够有效解决由于进气管气流直吹而造成的催化剂载体中心温度的较高的问题,大大降低DOC和DPF上温度分布部均匀的问题。
附图说明
图1为本实用新型所述锥形板气流混合器在DPF排气后处理装置中的应用示意图。
图2为本实用新型所述锥形板混合器的结构总成图。
图3为本实用新型所述锥形板的结构示意图。
图4为本实用新型所述锥形板混合器内嵌的旋流混合结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图对本实用新型作进一步说明。
本实用新型所述的筒式锥形板混合器在DOC+DFP排气后处理装置上的应用如图1所示。DOC+DFP排气后处理装置由进气法兰1、进气管2、进气端盖组件3、锥形板混合器4、DOC组件5、筒体6、第一连接卡箍组件7-1、第二连接卡箍组件7-2、DPF组件8、后筒体9、出气端盖10、出气管11和出气法兰12等零部件组成。
进气法兰用以连接涡轮增压器的排气管路,发动机排出的废气从进气管2进入该排气后处理装置,并通过进气端盖3和锥形板混合器4完成气流的混合然后进入DOC组件5和DPF组件8中。
如图2-图4所示,本实用新型所述的锥形板混合器4安装于DOC组件前,由锥形孔板4-1和旋流翅片4-2组成;所述旋流翅片4-2安装于锥形孔板4-1中心孔位置。
通常情况下,DOC安装于DPF前端,DOC入口处的气流均匀性不仅对DPF前端面的流速均匀度和碳烟颗粒物分布均匀度有很大影响,同时也影响DOC后端的温度分布和DPF主动再生的是否均匀。因此,在DOC前端面安装高性能的混合器非常必要。
当气流和碳烟颗粒物通过进气管2进入进气端盖3后,进气端盖3和锥形板混合器4形成一个混合腔室。混合腔室的存在能够有效降低从进气管2进入的高速气流由于惯性作用直吹DOC催化剂端面,使气流快速扩散从而提高气流的混合效果。气流扩散后通过锥形板混合器4时,锥形孔板4-1会在一定程度上将扩散的气流项中心区域聚拢,同时又通过内嵌的旋流翅片将废气形成旋转气流,提高DOC前端面的混合效果。
通过锥形板混合器4混合后,气流均匀的通过DOC催化剂,并在DOC的作用下进一步提高气流在DPF前端面的分布均匀性,进而保证碳烟颗粒物在DPF内部的均匀分布。
当系统进行主动再生时,由于锥形板混合器4的作用,DOC组件5出口端面和DPF组件8内部的温度分布均匀性提高,进而提高了DPF组件8内部碳烟颗粒物再生的均匀性,防止出现过高的温度梯度破坏DPF催化剂涂层和载体。
从DPF组件8排出的废气通过出气管11排出。