促进尭素水溶液雾化的混合器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及柴油机排气系统技术领域，提供一种促进尭素水溶液雾化的混合器。包括外管、内管、前导流板和后导流板；外管的侧壁上设有安装座，安装座位于内管的前端；内管的管壁上设有多个通孔；前导流板位于内管的前端，前导流板的外径与外管的内径相适配，前导流板上设有与内管的外径相适配的内孔，内孔远离安装座的一侧边缘设有开孔，内管穿过内孔；后导流板位于内管的后端，后导流板的边缘与内管的管壁之间设有间隙。本实用新型促进尭素水溶液雾化的混合器充分利用柴油机排气气流的反向扰动作用，促使进入该混合器的尭素溶液雾化并与柴油机废气充分混合，并能有效防止尭素的沉积，具有结构简单、尭素溶液雾化效果好、气体混合均匀等优点。
【专利说明】
促进尿素水溶液雾化的混合器
技术领域
[0001]本实用新型属于柴油机排气系统技术领域，尤其涉及一种促进尿素水溶液雾化的混合器。
【背景技术】
[0002]目前使用的降低尾气排放技术有两种，一种是通过机内净化微粒和机外催化还原氮氧化物的SCR(选择性催化还原)技术，另一种是通过机内净化氮氧化物的EGR(发动机废气再循环)和机外通过微粒捕捉器过滤微粒技术。为适应重型柴油商用车和重型柴油机实施国IV排放标准规定的需要，结合国内柴油的供给和车辆生产运营的经济性以及车辆排放标准等方面的实际，为减少上述柴油汽车及柴油机氮氧化物的排放，在重型柴油商用车和重型柴油机排气的后处理系统中采用了 “SCR”技术。所谓“SCR”技术，是指选择性催化还原系统。SCR系统工作过程是将尿素水溶液通过喷射栗和喷嘴喷入排气管中，与尾气在排气管中混合，混合后的气体进入催化器，尾气中的尿素雾化液在高温气体与催化器上的催化剂的共同作用下，加速分解成氨气，氨气与尾气中的氮氧化物再进行反应，生成氮气排出，从而降低尾气中氮氧化物的含量以至达到排放标准。
[0003]混合器是对尿素喷嘴喷射出的尿素水溶液进行雾化分解及与柴油机排气进行混合的部件。现有技术方案中混合器采用内、外两层穿孔管，尿素水溶液和柴油机排出的氮氧化物可在内管管壁进行第一次雾化，并在外管的外穿孔作用下，进行第二次雾化，然后进入进气腔。该结构易产生尿素结晶，尿素与废气混合均匀性差，导致SCR箱的转换效率低。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种促进尿素水溶液雾化的混合器，该促进尿素水溶液雾化的混合器充分利用柴油机排气气流的反向扰动作用，促使进入该混合器的尿素水溶液雾化并与柴油机排出的废气充分混合，能有效防止尿素的沉积现象，具有结构简单、尿素水溶液雾化效果好、气体混合均匀等优点。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:
[0006]促进尿素水溶液雾化的混合器，包括两端开口的外管和固定设置在所述外管内部的内管，还包括设置在所述外管内部的前导流板和后导流板;所述外管的侧壁上设有安装座，所述安装座位于所述内管的前端;所述内管的管壁上设有多个通孔;所述前导流板位于所述内管的前端，所述前导流板的外径与所述外管的内径相适配，所述前导流板上设有与所述内管的外径相适配的内孔，所述内孔远离所述安装座的一侧边缘设有开孔，所述内管穿过所述内孔;所述后导流板位于所述内管的后端，所述后导流板的边缘与所述内管的管壁之间设有间隙。
[0007]作为一种改进的方案，所述外管与所述内管偏心设置，所述内管靠近所述外管设有所述安装座的一侧。
[0008]作为一种改进的方案，所述内管的前端为光滑过渡的喇叭口形。
[0009]作为一种改进的方案，多个所述通孔集中设置在所述内管与所述安装座相对的一侧。
[0010]作为一种改进的方案，所述安装座倾斜设置在所述外管上。
[0011]作为一种改进的方案，所述后导流板上设有固定所述内管的定位槽。
[0012]由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是:
[0013]促进尿素水溶液雾化的混合器，包括两端开口的外管和固定设置在外管内部的内管，还包括设置在外管内部的前导流板和后导流板;外管的侧壁上设有安装座，安装座位于内管的前端；内管的管壁上设有多个通孔;前导流板位于内管的前端，前导流板的外径与外管的内径相适配，前导流板上设有与内管的外径相适配的内孔，内孔远离安装座的一侧边缘设有开孔，内管穿过内孔;后导流板位于内管的后端，后导流板的边缘与内管的管壁之间设有间隙。促进尿素水溶液雾化的混合器上设有安装座，使用时尿素喷嘴安装在安装座上，实现了尿素喷嘴安装座与混合器的集成设计和优化，且结构简单，制造成本低。尿素水溶液经由尿素喷嘴喷射到混合器的内管中。进入混合器的柴油机废气在遇到内管时被分成两路，一路沿内管向后流动与喷射到内管中的尿素水溶液混合，尿素水溶液遇到高温的废气被迅速雾化并与废气混合。没有被雾化的尿素水溶液将附着在内管上对应尿素水溶液的着壁点处。另一路废气在外管和内管之间的空腔流动，遇到前导流板的阻挡时，迫使废气只能经由前导流板的开孔集中穿过前导流板。此时废气快速通过开孔并向尿素水溶液的着壁点附近流动，部分废气通过着壁点附近的通孔进入内管扰动第一路废气，在两股气流的共同扰动、冲击作用下，促使未碰壁的尿素水溶液充分雾化，已碰壁的尿素水溶液也被及时清理和雾化，并与废气充分混合，有效防止尿素水溶液的沉积和结晶。内管内外的两路混合后的气体继续向促进尿素水溶液雾化的混合器的出口流动。内管中的混合气体在遇到后导流板时，由于后挡流板的阻挡，迫使大部分混合气体沿后导流板进入内管和外管之间的空间，与第二路混合气体产生强烈的冲击和扰动，进一步促进尿素水溶液的雾化和提高尿素水溶液与废气的混合均匀性，最终达到尿素水溶液雾化效果好、气体混合均匀的效果。该设计中前导流板还具有支撑和固定内管的作用，结构简单，适于实用。本实用新型促进尿素水溶液雾化的混合器充分利用柴油机排气气流的反向扰动作用，促使进入该混合器的尿素水溶液雾化并与柴油机废气充分混合，并能有效防止尿素的沉积和结晶，具有结构简单、尿素水溶液雾化效果好、气体混合均匀等优点。
[0014]由于外管与内管偏心设置，内管靠近外管设有安装座的一侧，使得尿素喷嘴喷出的尿素水溶液在内管的着壁点更加靠近内管的前端，使得柴油机废气在温度较高、速度较快时与尿素水溶液相遇，使得尿素水溶液的雾化效果更好，雾化后的气体与废气混合更均匀。
[0015]由于内管的前端为光滑过渡的喇叭口形，使得尿素喷嘴安装到安装座上后，喷出的尿素水溶液更容易进入到内管中，喷射效果更好，便于尿素水溶液的后续雾化和混合。
[0016]由于多个通孔集中设置在内管与安装座相对的一侧，该位置处第二路混合气体流动速度最快。内管中的第一路混合气体在遇到后挡流板的阻挡时，第一路混合气体大部分经通孔进入内管和外管之间，在此空间内进一步混合雾化，提高了尿素水溶液的雾化和与废气的混合均匀性。
[0017]由于后导流板上设有固定内管的定位槽，对内管起到定位作用，无需另设置其他复杂的固定安装结构，该设计结构简单，对内管的固定效果好，适于实用。
[0018]综上所述，本实用新型一种促进尿素水溶液雾化的混合器充分利用柴油机排气气流的反向扰动作用，促使进入该混合器的尿素水溶液雾化并与柴油机废气充分混合，并能有效防止尿素的沉积和结晶，具有结构简单、尿素水溶液雾化效果好、气体混合均匀等优点。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型促进尿素水溶液雾化的混合器的结构简图；
[0020]图2是图1的右视图；
[0021]图3是图1中前导流板的结构简图放大图；
[0022]其中:1-外管，11-安装座，2-内管，21-通孔，3-前导流板，31-内孔，32-开孔，4-后导流板，41-定位槽，5-入口，6-出口，7-着壁点。
【具体实施方式】
[0023]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0024]为了便于说明(但不是受此限制)，参照气体在促进尿素水溶液雾化的混合器内的运行方向，将柴油机废气进入促进尿素水溶液雾化的混合器的一端定义为前，相对方向定义为后以及由此衍生的左、右。
[0025]如图1和图2共同所示，促进尿素水溶液雾化的混合器前端为入口5，后端为出口6，包括两端开口的外管I和固定设置在外管I内部的内管2、前导流板3以及后导流板4。外管I的侧壁上倾斜设置有安装座11，安装座11位于内管2的前端。外管I与内管2偏心设置，内管2靠近外管I设有安装座11的一侧。内管2的前端为光滑过渡的喇叭口形，内管2的管壁上设有多个通孔21。
[0026]使用促进尿素水溶液雾化的混合器时将尿素喷嘴安装在安装座11上，实现了尿素喷嘴安装座11与混合器的集成设计和优化，且结构简单，制造成本低。尿素水溶液经由尿素喷嘴喷射到混合器的内管2中，内管2的管壁上对应尿素水溶液的落点为着壁点7。由于安装座11倾斜设置在外管上，安装后的尿素喷嘴对准内管2的前端，且内管2的前端为光滑过渡的喇叭口形，使得尿素喷嘴喷出的尿素水溶液很容易进入到内管2中，喷射效果更好，便于尿素水溶液的后续雾化和混合。由于外管I与内管2偏心设置，内管2靠近外管I设有安装座11 一侧，使得尿素喷嘴喷出的尿素水溶液在内管2的着壁点7更加靠近内管2的前端。
[0027]如图1和图3共同所示，前导流板3设置在内管2的前端，且前导流板3位于尿素水溶液在内管2的着壁点7附近。前导流板3的外径与外管I的内径相适配，前导流板3上设有与内管2的外径相适配的内孔31，内孔31远离安装座11的一侧边缘设有两个左右对称的开孔32，内管2穿过内孔31。不实施例中优选的开孔32为弧形槽孔结构。前导流板3具有支撑和固定内管2的作用，结构简单，适于实用。内管2上的多个通孔21集中设置在内管2上与安装座11相对的一侧。
[0028]如图1和图2共同所示，后导流板4位于内管2的后端，后导流板4的边缘与内管2的管壁之间设有间隙，因此后导流板4阻挡住内管2的内径的大部。后导流板4上设有固定内管2的定位槽41，定位槽41对内管2起到定位作用，无需另设置其他复杂的固定安装结构，该设计结构简单，对内管2的固定效果好，适于实用。
[0029]柴油机废气由入口5进入该促进尿素水溶液雾化的混合器的外管I，在遇到内管2时被分成两路，一路沿内管2内部向后流动与喷射到内管2中的尿素水溶液混合，尿素水溶液遇到高温、高压的废气被迅速雾化并与废气混合。没有被雾化的尿素水溶液将附着在内管2上尿素水溶液的着壁点7处。由于外管I与内管2偏心设置尿素水溶液的着壁点7更加靠近内管2的前端，内管2的前端处的柴油机废气温度较高、速度较快，与尿素水溶液相遇后相互冲击，使得尿素水溶液的雾化效果更好，雾化后的气体与废气混合更均匀。
[0030]另一路废气沿外管I和内管2之间的空间流动，遇到前导流板3的阻挡，迫使废气只能经由前导流板3的开孔32集中穿过前导流板3，此时废气被迫加速通过开孔32并向尿素水溶液的着壁点7附近流动，并通过着壁点7附近的通孔21进入内管2扰动第一路废气，在两股气流的共同扰动和冲击作用下，促使未碰壁的尿素水溶液充分雾化，已碰壁的尿素水溶液也被及时清理和雾化，并与废气充分混合，有效防止尿素水溶液的沉积和结晶。
[0031]内管2内外的两路混合后的气体各自继续向促进尿素水溶液雾化的混合器的出口6流动。内管2中的混合气体在遇到后导流板4时，由于后挡流板的阻挡，迫使大部分混合气体沿后导流板4向下进入内管2和外管I之间的空间。该混合气体在该空间内继续雾化混合，进一步促进尿素水溶液的雾化和提高尿素水溶液与废气的混合均匀性，最终达到尿素水溶液雾化效果好、气体混合均匀的效果。
[0032]由上述本实用新型一种促进尿素水溶液雾化的混合器充分利用柴油机排气气流的反向扰动作用，促使进入该混合器的尿素水溶液雾化并与柴油机废气充分混合，并能有效防止尿素的沉积，具有结构简单、尿素水溶液雾化效果好、气体混合均匀等优点。
[0033]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.促进尿素水溶液雾化的混合器，其特征在于:包括两端开口的外管和固定设置在所述外管内部的内管，还包括设置在所述外管内部的前导流板和后导流板； 所述外管的侧壁上设有安装座，所述安装座位于所述内管的前端； 所述内管的管壁上设有多个通孔； 所述前导流板位于所述内管的前端，所述前导流板的外径与所述外管的内径相适配，所述前导流板上设有与所述内管的外径相适配的内孔，所述内孔远离所述安装座的一侧边缘设有开孔，所述内管穿过所述内孔； 所述后导流板位于所述内管的后端，所述后导流板的边缘与所述内管的管壁之间设有间隙。2.根据权利要求1所述的促进尿素水溶液雾化的混合器，其特征在于:所述外管与所述内管偏心设置，所述内管靠近所述外管设有所述安装座的一侧。3.根据权利要求2所述的促进尿素水溶液雾化的混合器，其特征在于:所述内管的前端为光滑过渡的喇叭口形。4.根据权利要求1至3中任一项所述的促进尿素水溶液雾化的混合器，其特征在于:多个所述通孔集中设置在所述内管与所述安装座相对的一侧。5.根据权利要求4所述的促进尿素水溶液雾化的混合器，其特征在于:所述安装座倾斜设置在所述外管上。6.根据权利要求5所述的促进尿素水溶液雾化的混合器，其特征在于:所述后导流板上设有固定所述内管的定位槽。
【文档编号】F01N3/28GK205445746SQ201620125403
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年2月17日
【发明人】陶建忠, 魏星, 张晓丽, 王东升, 王意宝, 张蒿, 伏金龙
【申请人】潍柴动力股份有限公司