流动反向排放气体混合器的制造方法_2

文档序号:9430399阅读:来源:国知局
合的并且分别焊接 至第一区段50和第二区段54上。第一区段50和第二区段54可以被夹具62紧固。使用 夹具62允许容易地移除D0C52或DPF56以便维修、清洁、或更换这些部件。来自排气通道 14的排气将进入入口 46、穿过D0C52和DPF56、并且在进入排气处理部件20之前离开出口 48 〇
[0040] 排气处理部件20基本上类似于排气处理部件18。就此而言,排气处理部件20可 以包括壳体64、入口 66、和出口 68。入口 66是与排气处理部件18的出口 48连通的,并且 出口 68可以是与排气通道14的下游区段连通的。
[0041] 壳体64可以是圆柱形的并且可以支撑SCR70和氨逃逸催化器72。SCR优选地被 定位在氨逃逸催化器72的上游。壳体64的对置末端可以包括端盖74和76以用于气密性 地密封壳体64。端盖74和76可以是滑动配合的并且焊接至壳体64上。替代地,端盖74 和76可以通过夹具(未示出)紧固至壳体64上。来自排气处理部件18的出口 48的排气 将进入入口 66、穿过SCR70和氨逃逸催化器72、并且在进入排气通道14的下游区段之前离 开出口 68。
[0042] 定量给送模块28可以在定位在端盖74上靠近入口 66的位置处。定量给送模块 28可运行来在排气流穿过SCR70之前将还原剂(例如尿素排气处理流体)注入该排气流 中。将发生该排气和排气处理流体的充分相互混合以便在该混合物穿过SCR70的过程中优 化NOx从该排气流中的去除。为了有助于该排气流与该尿素排气处理流体的相互混合,可 以将混合组件80定位在入口 66的下游和SCR70的上游。混合组件80被定位成靠近定量 给送模块28,使得定量给送模块28可以将尿素排气处理流体直接定量给送到混合组件80 中,在该混合组件中该流体可以与该排气流混合。
[0043] 图7至图9展示了混合组件80的第一示例性实施例。混合组件80包括分解管 82,该分解管包括可以紧固至端盖74上的第一端部分84和被定位成靠近SCR70的第二端 部分86。分解管82可以是基本上圆柱形性的,而径向膨胀的部分88被定位在第一端部分 84与第二端部分86之间。径向膨胀的部分88包括:使分解管82膨胀的呈锥形膨胀部分 90 ;圆柱形部分92,该圆柱形部分位于呈锥形膨胀部分90下游、具有的直径大于第一端部 分84和第二端部分86的直径;以及使分解管82变窄的呈锥形变窄部分94。应理解的是, 在不背离本披露范围的情况下,第一端部分84和第二端部分86可以具有不同的直径。还 应理解的是,本披露不需要呈锥形变窄部分94。即,径向膨胀的部分88可以延伸跨过第二 端部分86的整个长度。
[0044] 第一端部分84可以被穿孔而使得第一端部分84包括多个第一穿孔96。第一穿 孔96围绕第一端部分84的圆周、其大小可以改变并且有助于产生紊流并增大排气流在进 入分解管82时的速度。尽管本披露不需要,但是可以将被穿孔的套环98围绕第一端部分 84定位并且紧固至其上,该穿孔过的套环包括被形成为长形槽缝100的多个第二穿孔。被 穿孔的套环98包括圆柱形部分102,该圆柱形部分具有的直径比第一端部分84的直径大。 圆柱形部分102径向地变窄成轴向延伸凸缘104,该轴向延伸凸缘可以通过焊接、钎焊、或 本领域技术人员已知的任何其他牢固附接方法在靠近径向膨胀的部分88的位置处被固定 地联接至分解管82上。
[0045] 长形槽缝100的尺寸可以大于第一穿孔96。长形槽缝100可以被定向在不同方 向上,这些方向包括与分解管82的轴线平行的方向以及与分解管82的轴线正交安排的方 向。然而,应理解的是,在不背离本披露范围的情况下,可以将每个长形槽缝100定向在同 一方向上。类似于第一穿孔96,长形槽缝100有助于产生紊流并增大排气流在进入分解管 82时的速度。
[0046] 混合组件80包括位于第二端部分86处的流动反向装置106。流动反向装置106 可以固定至第二端部分86上、或可以被挡板(未示出)支撑,该挡板在靠近第二端部分86 的终止边缘108的位置处将流动反向装置106紧固至端盖74上。流动反向装置106是基 本上杯形构件110,该构件中形成有中央突出部112。流动反向装置106具有的直径大于分 解管82的第二端部分86的直径,使得当排气流进入杯形构件110中时,该排气流被强制在 反方向上朝壳体64的入口 66流回。该排气流的反向有助于该试剂排气处理流体与排气流 在该排气流达到SCR70之前相互混合。
[0047] 流动反向装置106可以包括多个偏转构件114,以用于进一步有助于试剂排气处 理流体与该排气流的相互混合。偏转构件114可以被形成为多个叶片,这些叶片从流动反 向装置106的外壁118的内表面116径向地向内延伸。叶片114除了径向地向内延伸之外 还可以是相对于分解管82的轴线成角度的以便进一步在排气流离开流动反向装置106时 引导该排气流。叶片114可以是平坦构件、或可以是略微弯曲的。尽管叶片114被展示为 紧固至流动反向装置106的内表面116上,但是应理解的是,叶片114可以紧固至分解管82 的第二端部分86上。
[0048] 如在图6中所示,混合组件80可以被安排在与入口66的轴线正交的方向上。因 此,排气流将在被引向SCR70之前垂直地进入混合组件80中。当排气流进入分解管82的 第一端84时,该排气流的速度可以增大并且该排气流的流动由于第一穿孔和第二穿孔96 和100而变得扭曲。当该排气进入径向膨胀的部分88时,流动可能趋向于保持是沿着分解 管82的轴线。虽然排气流的速度可能减慢,但是该速度仅减慢到确保排气与试剂排气处理 流体令人满意地相互混合的最小程度。就此而言,径向膨胀的部分88使排气流中由穿孔96 和100所产生的紊流分散,这有助于将任何潜在的速度损失最小化。下表1中汇总了排气 流在排气处理部件20内的各个区域处的峰值速度。
[0049]
[0050]表1
[0051] 如在表1和图6中可以看到,当排气流从入口 66进入时,该排气可以具有84m/s 的峰值速度(区域A)。当该排气进入混合组件80而穿过套环98和分解管82的第一端部 分84时,速度可以增大(区域B)。区域B中的速度增大在由定量给送模块28所注入的排 气处理流体的速度与流经穿孔96和100的排放气体之间产生大的速度差。该大排气流的 速度差导致了比该排气处理流体的表面张力特征更大的空气动力,这将导致排气处理流体 的液滴破碎和雾化。
[0052] 接着,当该排气进入径向膨胀的部分88时,该排气可以略微减慢(区域C和D)。 当该排气离开径向膨胀的部分并且进入流动反向装置106中时,速度接着可以增大(区域E 和F)。该排气速度可以接着在排气到达SCR70时减小(区域G)。由于排气速度在该排气 处理流体被定量给送至该排气流处的位置(区域B)增大、并且在其离开流动反向装置106 时增大,所以该排气和排气处理流体可以被充分地相互混合以确保该排气处理流体的令人 满意的雾化。
[0053] 无论如何,当排气流在径向膨胀的部分88(区域D)中时,低速流的区120出现在 与分解管82的内壁122相邻的位置处(图9)。这些区120在排气流穿过径向膨胀的部分 88时环绕该排气流并且有助于防止内壁122被该试剂排气处理流体润湿。防止内壁122被 润湿就防止了或至少基本上最小化了固体尿素沉积物在内壁122上的积聚。
[0054]当排气流进入分解管82的第二端部分86中时,该排气流的速度将再次增大并且 当其进入和离开流动反向装置106时仍然增大。在进入流动反向装置106时,该排气流的流 动方向将朝向入口 66反向回去。当排气流离开该流动反向装置106时,排气将被叶片114 引导,这将有助于排气与试剂排气处理流体的进一步相互混合。另外,该排气流可以撞击分 解管82的呈锥形变窄部分94,这可能进一步有助于将该排气流引导离开混合组件80。接 着该排气流自由地流动朝向SCR70。
[0055] 现在参见图10至图13,将描述第二示例性混合组件200。混合组件200类似于图 7至图9所展示的混合组件80。因此为清晰起见,在此省略了对各个组件共用的部件的描 述。混
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